JP2020053611A - 半導体モジュール、および、半導体モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体モジュールのサイズが大きくなることを抑制しつつ、リード端子の絶縁距離を確保する。【解決手段】半導体モジュールは、ダイパッド（１）と、半導体チップ（２ａ）と、リード端子（９）と、リード端子の一部と、ダイパッドの上面と、半導体チップとを覆って形成されるモールド樹脂（６）と、モールド樹脂に覆われていないリード端子をコーティングする第１の絶縁樹脂（１１）とを備え、第１の絶縁樹脂は、形成されたモールド樹脂の外面から連続して形成され、かつ、モールド樹脂の外面よりも内側には形成されない。【選択図】図４

Description

本願明細書に開示される技術は、半導体モジュール、および、半導体モジュールの製造方法に関するものである。

従来の樹脂封止型のパワーモジュール（電力半導体装置）の構造として、たとえば、特許文献１（実開昭５１−１１８０６９号公報）において開示される構造では、積層基板の上面に、サイリスタ、ダイオード、トランジスタ、および、硫化カドミウム（ＣｄＳ）セルが配置される。そして、同一の積層基板の上面において、抵抗が印刷される。

さらに、それらの構造をシリコン樹脂である保護コーティング層で覆うとともに、コンデンサが取り付けられる。そして、外部への導線としてフレキシブルな樹脂被覆リード線が用いられ、当該構成が樹脂またはセラミックからなるケースに入れる、または、樹脂によるモールドのいずれかによって気密封止された集積無接点自動点滅器が形成されている。

実開昭５１−１１８０６９号公報

従来の樹脂封止型のパワーモジュールでは、平面形状の金属フレームに半導体チップが搭載される。そして、当該半導体チップに配線が接合された後、当該構造が金型を用いてモールド樹脂で封止される。

ここで、従来の樹脂封止型のパワーモジュールでは、リード端子の端部がモールド樹脂の側面から突出している。

リード端子は、樹脂によって一部が封止された後、外部基板に実装される方向にリードフォーミングされる。そして、外部基板に実装される際には冷却器に接続される。

このとき、パワーモジュールの側面において突出しているリード端子と冷却器との間は、空間距離および沿面距離（すなわち、絶縁距離）を一定程度確保する必要がある。

絶縁距離は、使用電圧、汚染度または標高などの使用環境によって異なるが、特に、高耐圧のパワーモジュールの場合は使用電圧が高いため、必要な絶縁距離は長くなる。

これに応じて、モジュールの側面において突出しているリード端子と冷却器との間の距離、すなわち、モジュールの側面において突出しているリード端子と冷却器の上面との間のモールド樹脂の厚みを変更しなければならず、当該変更がパワーモジュールの製造コストの増加に繋がっている。

また、冷却器の上面に凸形状を形成し、当該凸形状に合わせてモジュールを配置することによって絶縁距離を確保する方法もある。しかしながら、冷却器の加工コストが増加するという問題がある。

また、パワーモジュールのリード端子間についても、絶縁距離を確保するためには、たとえば、リード端子間に位置するモールド樹脂に凹凸部を設けたり、近接するリード端子同士のリードフォーミングの曲げ位置を変更したりするなど、結果としてモジュールサイズが大きくなってしまう対策をしなければならなかった。

本願明細書に開示される技術は、以上に記載されたような問題を解決するためになされたものであり、半導体モジュールのサイズが大きくなることを抑制しつつ、リード端子の絶縁距離を確保するための技術を提供することを目的とするものである。

本願明細書に開示される技術の第１の態様は、ダイパッドと、前記ダイパッドの上面に配置される半導体チップと、前記半導体チップに電気的に接続されるリード端子と、前記リード端子の一部と、前記ダイパッドの上面と、前記半導体チップとを覆って形成されるモールド樹脂と、前記モールド樹脂に覆われていない前記リード端子をコーティングする第１の絶縁樹脂とを備え、前記第１の絶縁樹脂は、形成された前記モールド樹脂の外面から連続して形成され、かつ、前記モールド樹脂の外面よりも内側には形成されない。

また、本願明細書に開示される技術の第２の態様は、ダイパッドの上面に半導体チップを配置し、前記半導体チップにリード端子を電気的に接続し、前記リード端子の一部と、前記ダイパッドの上面と、前記半導体チップとを覆うモールド樹脂を形成し、前記モールド樹脂に覆われていない前記リード端子を、第１の絶縁樹脂でコーティングし、前記第１の絶縁樹脂は、形成された前記モールド樹脂の外面から連続して形成され、かつ、前記モールド樹脂の外面よりも内側には形成されない。

本願明細書に開示される技術の第１の態様は、ダイパッドと、前記ダイパッドの上面に配置される半導体チップと、前記半導体チップに電気的に接続されるリード端子と、前記リード端子の一部と、前記ダイパッドの上面と、前記半導体チップとを覆って形成されるモールド樹脂と、前記モールド樹脂に覆われていない前記リード端子をコーティングする第１の絶縁樹脂とを備え、前記第１の絶縁樹脂は、形成された前記モールド樹脂の外面から連続して形成され、かつ、前記モールド樹脂の外面よりも内側には形成されない。このような構成によれば、モールド樹脂から延び出るリード端子が絶縁樹脂にコーティングされているため、絶縁樹脂によってリード端子の絶縁距離が十分に確保される。そのため、半導体モジュールのサイズが大きくなることを抑制しつつ、リード端子の絶縁距離を確保することができる。

また、本願明細書に開示される技術の第２の態様は、ダイパッドの上面に半導体チップを配置し、前記半導体チップにリード端子を電気的に接続し、前記リード端子の一部と、前記ダイパッドの上面と、前記半導体チップとを覆うモールド樹脂を形成し、前記モールド樹脂に覆われていない前記リード端子を、第１の絶縁樹脂でコーティングし、前記第１の絶縁樹脂は、形成された前記モールド樹脂の外面から連続して形成され、かつ、前記モールド樹脂の外面よりも内側には形成されない。このような構成によれば、モールド樹脂から延び出るリード端子が絶縁樹脂にコーティングされているため、絶縁樹脂によってリード端子の絶縁距離が十分に確保される。そのため、半導体モジュールのサイズが大きくなることを抑制しつつ、リード端子の絶縁距離を確保することができる。

また、本願明細書に開示される技術に関する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、さらに明白となる。

樹脂封止型の半導体装置の構成の例を示す断面図である。 冷却器に接続されたパワーモジュールの構成の例を示す側面図である。 冷却器に接続されたパワーモジュールの構成の他の例を示す側面図である。 実施の形態に関する、半導体モジュールの構成の例を概略的に示す断面図である。 実施の形態に関する、パワーモジュールが冷却器に実装された構成の例を概略的に示す断面図である。 実施の形態に関する、パワーモジュールのリード端子の構成の例を概略的に示す側面図である。 実施の形態に関する、パワーモジュールの構成の例を概略的に示す断面図である。 実施の形態に関する、パワーモジュールの一部の構成の例を概略的に示す平面図である。

以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。

なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化がなされるものである。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。また、断面図ではない平面図などの図面においても、実施の形態の内容を理解することを容易にするために、ハッチングが付される場合がある。

また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。

また、以下に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「側」、「底」、「表」または「裏」などの特定の位置と方向とを意味する用語が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、実際に実施される際の方向とは関係しないものである。

また、以下に記載される説明において、「第１の」、または、「第２の」などの序数が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、これらの序数によって生じ得る順序などに限定されるものではない。

＜第１の実施の形態＞
以下、本実施の形態に関する半導体モジュール、および、半導体モジュールの製造方法について説明する。説明の便宜上、まず、樹脂封止型のパワーモジュールの構成について、以下説明する。

＜半導体モジュールの構成について＞
図１は、ｄｕａｌ ｉｎｌｉｎｅ ｐａｃｋａｇｅ（ＤＩＰ）タイプの樹脂封止型のパワーモジュールの構成の例を示す断面図である。

図１に例が示されるように、パワーモジュールは、ダイパッド１と、ダイパッド１の金属フレームの上面に配置されるパワートランジスタである半導体チップ２ａと、ダイパッド１の上面に配置され、かつ、半導体チップ２ａとワイヤー１００を介して接続されるフリーホイールダイオード（ｆｒｅｅ−ｗｈｅｅｌｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、すなわち、ＦＷＤ）チップ２ｂと、半導体チップ２ａとワイヤー５を介して接続される制御ＩＣ３と、ダイパッド１の下面に配置される絶縁層７と、絶縁層７の下面に配置され、かつ、パワートランジスタの放熱性を高める金属箔８とを備える。

ここで、ＦＷＤチップ２ｂはワイヤー４を介してリード端子９に接続される。また、制御ＩＣ３はワイヤー１０１を介してリード端子９に接続される。

絶縁層７と金属箔８とを合わせて、絶縁シートとも称する。リード端子９は、一般に純錫などのめっき処理がされ、かつ、制御基板に実装される。

また、これらの構成を封止するモールド樹脂６がさらに備えられる。モールド樹脂６からは、リード端子９の端部がそれぞれ露出する。また、モールド樹脂６からは、金属箔８の下面が露出する。

特に、パワーモジュールの発熱によって高温となる使用条件においては、冷却器が、ダイパッド１側のモジュール表面に、ねじ止めなどで接続される。

類似の構造として、たとえば、制御ＩＣ３またはＦＷＤチップ２ｂを有さない構造、上記の構造に制御基板が組み合わせられた構造、絶縁シートの代わりにアルミ絶縁基板が用いられた構造、または、モールド樹脂層が形成された構造なども想定される。

上記の樹脂封止型のパワーモジュールでは、平面形状の金属フレームに半導体チップが搭載される。そして、当該半導体チップに配線が接合された後、当該構造が金型を用いてモールド樹脂６で封止される。そして、上記の樹脂封止型のパワーモジュールでは、リード端子９の端部がモールド樹脂６の側面から突出している。

リード端子９は、モールド樹脂６によって一部が封止された後、外部基板に実装される方向にリードフォーミングされる。そして、外部基板に実装される際には冷却器に接続される。

このとき、パワーモジュールの側面において突出しているリード端子９と冷却器との間は、空間距離および沿面距離（すなわち、絶縁距離）を一定程度確保する必要がある。

絶縁距離は、使用電圧、汚染度または標高などの使用環境によって異なるが、特に、高耐圧のパワーモジュールの場合は使用電圧が高いため、必要な絶縁距離は長くなる。

図２は、冷却器に接続されたパワーモジュールの構成の例を示す側面図である。上記のように絶縁距離を長くする場合には、パワーモジュールの側面において突出しているリード端子９と冷却器１０との間の距離、すなわち、パワーモジュールの側面において突出しているリード端子９と冷却器１０の上面との間のモールド樹脂６の厚みｔを変更しなければならない。そして、当該変更がパワーモジュールの製造コストの増加に繋がる。

モールド樹脂６のｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｉｎｄｅｘ（ＣＴＩ）を高めれば、耐トラッキング性が向上するため、要求される絶縁距離は短くなる。しかしながら、一般に、ＣＴＩの高い樹脂材料は高価である。

一方で、冷却器の上面に凸形状を形成し、当該凸形状に合わせてモジュールを配置することによって絶縁距離を確保する方法もある。

図３は、冷却器に接続されたパワーモジュールの構成の他の例を示す側面図である。図３に例が示されるように、冷却器１０ａの上面のうち、金属箔８と接続される部分に凸形状を設けることによって、リード端子９と冷却器１０ａとの間の距離を長くすることができる。しかしながら、このような方法では、冷却器１０ａの加工コストが増加するという問題がある。

図４は、本実施の形態に関する半導体モジュール（具体的には、パワーモジュール）の構成の例を概略的に示す断面図である。

図４に例が示されるように、パワーモジュールは、ダイパッド１と、ダイパッド１の金属フレームの上面に配置されるパワートランジスタである半導体チップ２ａと、ダイパッド１の上面に配置され、かつ、半導体チップ２ａとワイヤー１００を介して接続されるＦＷＤチップ２ｂと、半導体チップ２ａとワイヤー５を介して接続される制御ＩＣ３と、ダイパッド１の下面に配置される絶縁層７と、絶縁層７の下面に配置される金属箔８とを備える。

ここで、ＦＷＤチップ２ｂはワイヤー４を介してリード端子９に接続される。また、制御ＩＣ３はワイヤー１０１を介してリード端子９に接続される。

また、これらの構成を封止するモールド樹脂６がさらに備えられる。モールド樹脂６からは、リード端子９の端部がそれぞれ露出する。また、モールド樹脂６からは、金属箔８の下面が露出する。

図４に例が示されるパワーモジュールでは、ダイパッド１と金属箔８との間が絶縁層７によって電気的に絶縁されている。

また、図４に例が示されるパワーモジュールでは、外部基板との電気的な接続を担うそれぞれのリード端子９が、外部基板との電極接触部分を露出させつつ、モールド樹脂６に封止されていない部分に絶縁樹脂１１をコーティングされた構成である。

すなわち、図４に例が示されるパワーモジュールでは、モールド樹脂６によって、リード端子９の一部と、ダイパッド１の上面と、半導体チップ２ａとが覆われた後、モールド樹脂６に封止されていない部分のリード端子９が、絶縁樹脂１１によってコーティングされる。

図４に例が示されるように、絶縁樹脂１１は、形成されたモールド樹脂６の外面から連続して形成される。すなわち、リード端子９は、モールド樹脂６に覆われる部分と絶縁樹脂１１に覆われる部分とが連続している。

また、絶縁樹脂１１は、モールド樹脂６がリード端子９の一部を覆って形成された後に形成されるため、形成されたモールド樹脂６の外面よりも内側には形成されず、モールド樹脂６の外面よりも外側に形成される。

絶縁樹脂１１は、たとえば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂またはポリイミド樹脂などである。絶縁樹脂１１を塗布する方法は、たとえば、絶縁樹脂１１が充填された槽内にリード端子９を浸漬させる方法、あらかじめ設けられた型内にリード端子９を配置し、さらに、当該型内に絶縁樹脂１１を注入する方法、または、絶縁樹脂１１の液剤を帯電させてリード端子９に付着させる電着などの方法がある。

図５は、本実施の形態に関するパワーモジュールが冷却器に実装された構成の例を概略的に示す断面図である。

冷却器１０は、ダイパッド１の下方に配置される。そして、冷却器１０の上面は、金属箔８の下面に接続される。

本実施の形態におけるパワーモジュールは、モールド樹脂６に封止されたパワーモジュールの側面（すなわち、モールド樹脂６の外面のうちの側面）から、リード端子９が延び出て形成されている。ただし、モールド樹脂６の側面から延び出るそれぞれのリード端子９は、絶縁樹脂１１にコーティングされている。

この場合、モールド樹脂６の側面から延び出ているリード端子９とダイパッド１の下方に配置される冷却器１０の上面との間のモールド樹脂６の厚みｔを短くしても、絶縁樹脂１１によってリード端子９と冷却器１０との間の沿面距離が十分に確保されるため、リード端子９と冷却器１０との間の絶縁性を十分に確保することができる。

そのため、モールド樹脂６の厚みｔを薄くすることができ、パワーモジュールのサイズを小さくすることができる。すなわち、モールド樹脂６にＣＴＩの高い樹脂材料も用いずとも、モールド樹脂６に凹凸部を設けなくとも、また、冷却器１０の上面に凸形状を設けなくとも、パワーモジュールのサイズを小さくすることができる。

図６は、本実施の形態に関するパワーモジュールのリード端子の構成の例を概略的に示す側面図である。

図６に例が示されるように、隣接するリード端子９同士の電極露出部の間の沿面距離Ｌは、一方のリード端子９にコーティングされた絶縁樹脂１１の表面から、モールド樹脂６を経由して、他方のリード端子９にコーティングされた絶縁樹脂１１の表面を通る経路となり、十分に長いものとなる。

よって、耐トラッキング性を向上させるために十分な絶縁距離を確保することができるため、結果として、パワーモジュールのサイズを小さくすることができる。

＜半導体モジュールの製造方法について＞
ここで、本実施の形態に関する半導体モジュールの製造方法を説明する。

まず、絶縁層７と金属箔８とからなる絶縁シートの上面に、ダイパッド１を配置する。そして、ダイパッド１の上面に半導体チップ２ａおよびＦＷＤチップ２ｂを配置する。

次に、半導体チップ２ａおよびＦＷＤチップ２ｂにリード端子９を電気的に接続する。そして、リード端子９の一部と、絶縁シートの上面と、ダイパッド１の上面と、半導体チップ２ａおよびＦＷＤチップ２ｂとを覆うモールド樹脂６を形成する。

次に、モールド樹脂６に覆われていないリード端子９を、絶縁樹脂１１でコーティングする。ここで、絶縁樹脂１１は、形成されたモールド樹脂６の外面から連続して形成され、かつ、モールド樹脂６の外面よりも内側には形成されない。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体モジュール、および、半導体モジュールの製造方法について説明する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

＜半導体モジュールの構成について＞
図７は、本実施の形態に関するパワーモジュールの構成の例を概略的に示す断面図である。

図７に例が示されるように、パワーモジュールは、ダイパッド１と、半導体チップ２ａと、ＦＷＤチップ２ｂと、制御ＩＣ３と、ダイパッド１の下面に配置される絶縁樹脂１１ｂとを備える。

ここで、ＦＷＤチップ２ｂはワイヤー４を介してリード端子９に接続される。また、制御ＩＣ３はワイヤー１０１を介してリード端子９に接続される。

また、これらの構成を封止するモールド樹脂６がさらに備えられる。モールド樹脂６からは、リード端子９の端部がそれぞれ露出する。また、モールド樹脂６からは、絶縁樹脂１１ｂの下面が露出する。

また、図７に例が示されるパワーモジュールでは、基板との電気的な接続を担うそれぞれのリード端子９が、基板との電極接触部分を露出させつつ、モールド樹脂６に封止されていない部分に絶縁樹脂１１がコーティングされている。また、図７に例が示されるパワーモジュールでは、ダイパッド１の下面に、絶縁樹脂１１ｂがコーティングされている。

なお、工数削減のために、リード端子９の絶縁樹脂１１のコーティングとダイパッド１の下面のコーティングとは、リード端子９の外部基板との電極接触部分を界面として、モールド樹脂６によって封止された状態の構造全体を絶縁樹脂に浸漬させて行うなどによって、同時に行われることが望ましい。

これによって、ダイパッド１の下面と冷却器１０の上面との間は、絶縁樹脂１１ｂによって絶縁性が確保される。

図８は、本実施の形態に関するパワーモジュールの一部の構成の例を概略的に示す平面図である。図８においては、図７に示されたパワーモジュールにおける、モールド樹脂６と、絶縁樹脂１１と、絶縁樹脂１１ｂとの、平面視における位置関係が示される。

ここで、ダイパッド１と冷却器１０の上面との間に絶縁層としてモールド樹脂６を形成する構成も考えられるが、デバイスの熱抵抗を低くするためには、当該箇所には熱伝導率の高い絶縁層を用いることが望ましく、モールド樹脂６にそのような材料を用いると、製造コストが高くなる。

本実施の形態では、ダイパッド１と冷却器１０の上面との間に、モールド樹脂６とは異なる絶縁樹脂１１ｂを絶縁層として設ける。そのため、熱伝導率の高い材料をデバイスの熱抵抗に最も影響する部分にのみ使用することが可能となり、設計の自由度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、リード端子９が絶縁樹脂１１にコーティングされていることによって、リード端子９と冷却器１０との間の絶縁性を十分に確保することができる。

そのため、モールド樹脂６の厚みｔを薄くすることができ、パワーモジュールのサイズを小さくすることができる。すなわち、モールド樹脂６にＣＴＩの高い樹脂材料も用いずとも、モールド樹脂６に凹凸部を設けなくとも、また、冷却器１０の上面に凸形状を設けなくとも、パワーモジュールのサイズを小さくすることができる。

また、パワーモジュールの端子間の沿面距離を絶縁樹脂１１によって確保することができるため、モジュールサイズを小型化することができる。

＜半導体モジュールの製造方法について＞
本実施の形態に関する半導体モジュールの製造方法は、以上に記載された実施の形態で説明された製造方法と主要な部分で同様であるため、詳細な説明を省略する。

＜第３の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体モジュール、および、半導体モジュールの製造方法について説明する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

＜半導体モジュールの構成について＞
図７に例が示されたパワーモジュールについて、パワートランジスタである半導体チップ２ａがＳｉＣを用いた半導体チップである場合、ＳｉＣを用いた半導体装置はＳｉを用いた半導体装置よりも低いオン抵抗を有し、かつ、スイッチング動作も高速であるため、より効果的に発生する損失を低減することができる。

また、ＳｉＣを用いた半導体装置は耐熱性が高いため、絶縁樹脂１１および絶縁樹脂１１ｂによってコーティングすることでパワーモジュールの放熱性が悪化した場合であっても、高温動作が可能となる。

＜半導体モジュールの製造方法について＞
本実施の形態に関する半導体モジュールの製造方法は、以上に記載された実施の形態で説明された製造方法と主要な部分で同様であるため、詳細な説明を省略する。

＜以上に記載された実施の形態によって生じる効果について＞
次に、以上に記載された実施の形態によって生じる効果の例を示す。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態に例が示された具体的な構成に基づいて当該効果が記載されるが、同様の効果が生じる範囲で、本願明細書に例が示される他の具体的な構成と置き換えられてもよい。

また、当該置き換えは、複数の実施の形態に跨ってなされてもよい。すなわち、異なる実施の形態において例が示されたそれぞれの構成が組み合わされて、同様の効果が生じる場合であってもよい。

以上に記載された実施の形態によれば、半導体モジュールは、ダイパッド１と、半導体チップ２ａと、リード端子９と、モールド樹脂６と、第１の絶縁樹脂とを備える。ここで、第１の絶縁樹脂は、たとえば、絶縁樹脂１１に対応するものである。半導体チップ２ａは、ダイパッド１の上面に配置される。リード端子９は、半導体チップ２ａに電気的に接続される。モールド樹脂６は、リード端子９の一部と、ダイパッド１の上面と、半導体チップ２ａとを覆って形成される。絶縁樹脂１１は、モールド樹脂６に覆われていないリード端子９をコーティングする。そして、絶縁樹脂１１は、形成されたモールド樹脂６の外面から連続して形成される。また、絶縁樹脂１１は、モールド樹脂６の外面よりも内側には形成されない。

このような構成によれば、モールド樹脂６から延び出るリード端子９が絶縁樹脂１１にコーティングされているため、絶縁樹脂１１によってリード端子９間の絶縁距離、または、リード端子９と冷却器１０との間の絶縁距離が十分に確保される。そのため、半導体モジュールのサイズが大きくなることを抑制しつつ、リード端子９の絶縁距離を確保することができる。

なお、これらの構成以外の本願明細書に例が示される他の構成については適宜省略することができる。すなわち、少なくともこれらの構成を備えていれば、以上に記載された効果を生じさせることができる。

しかしながら、本願明細書に例が示される他の構成のうちの少なくとも１つを、以上に記載された構成に適宜追加した場合、すなわち、以上に記載された構成としては言及されなかった本願明細書に例が示される他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、半導体モジュールは、ダイパッド１の下方に配置される冷却器１０を備える。そして、リード端子９は、形成されたモールド樹脂６の外面のうち、ダイパッド１の側方に位置する側面から延び出る。このような構成によれば、モールド樹脂６の側面から延び出るリード端子９が絶縁樹脂１１にコーティングされているため、絶縁樹脂１１によって、リード端子９と冷却器１０との間の絶縁距離が十分に確保される。

また、以上に記載された実施の形態によれば、半導体モジュールは、絶縁層７と、金属箔８とを備える。絶縁層７は、ダイパッド１の下面に配置される。また、金属箔８は、絶縁層７の下面と冷却器１０の上面とに挟まれて配置される。このような構成によれば、ダイパッド１と金属箔８との間が絶縁層７によって電気的に絶縁されつつ、半導体チップ２ａなどにおいて生じる熱が金属箔８を介して冷却器１０へ効率的に放熱される。

また、以上に記載された実施の形態によれば、半導体モジュールは、ダイパッド１の下面と冷却器１０の上面とに挟まれて配置される第２の絶縁樹脂を備える。ここで、第２の絶縁樹脂は、たとえば、絶縁樹脂１１ｂに対応するものである。このような構成によれば、ダイパッド１の下面と冷却器１０の上面との間は、絶縁樹脂１１ｂによって絶縁性が確保される。

また、以上に記載された実施の形態によれば、絶縁樹脂１１ｂは、モールド樹脂６とは異なる材料からなる。このような構成によれば、絶縁樹脂１１ｂを熱伝導率の高い材料とすれば、熱伝導率の高い材料をデバイスの熱抵抗に最も影響する部分にのみ使用することが可能となり、設計の自由度を向上させることができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、絶縁樹脂１１ｂは、絶縁樹脂１１と同一の材料からなる。このような構成によれば、リード端子９の絶縁樹脂１１のコーティングとダイパッド１の下面のコーティングとを同時に行うことができるため、工数を削減することができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、半導体チップ２ａは、ＳｉＣを用いる半導体チップである。このような構成によれば、ＳｉＣを用いた半導体装置はＳｉを用いた半導体装置よりも低いオン抵抗を有し、かつ、スイッチング動作も高速であるため、より効果的に発生する損失を低減することができる。また、ＳｉＣを用いた半導体装置は耐熱性が高いため、絶縁樹脂１１および絶縁樹脂１１ｂによってコーティングすることでパワーモジュールの放熱性が悪化した場合であっても、高温動作が可能となる。

以上に記載された実施の形態によれば、半導体モジュールの製造方法において、ダイパッド１の上面に半導体チップ２ａを配置する。そして、半導体チップ２ａにリード端子９を電気的に接続する。そして、リード端子９の一部と、ダイパッド１の上面と、半導体チップ２ａとを覆うモールド樹脂６を形成する。そして、モールド樹脂６に覆われていないリード端子９を、絶縁樹脂１１でコーティングする。ここで、絶縁樹脂１１は、形成されたモールド樹脂６の外面から連続して形成され、かつ、モールド樹脂６の外面よりも内側には形成されない。

このような構成によれば、モールド樹脂６から延び出るリード端子９が絶縁樹脂１１にコーティングされているため、絶縁樹脂１１によってリード端子９間の絶縁距離、または、リード端子９と冷却器１０との間の絶縁距離が十分に確保される。そのため、半導体モジュールのサイズが大きくなることを抑制しつつ、リード端子９の絶縁距離を確保することができる。

なお、これらの構成以外の本願明細書に例が示される他の構成については適宜省略することができる。すなわち、少なくともこれらの構成を備えていれば、以上に記載された効果を生じさせることができる。

しかしながら、本願明細書に例が示される他の構成のうちの少なくとも１つを、以上に記載された構成に適宜追加した場合、すなわち、以上に記載された構成としては言及されなかった本願明細書に例が示される他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。

また、特段の制限がない場合には、それぞれの処理が行われる順序は変更することができる。

＜以上に記載された実施の形態における変形例について＞
以上に記載された実施の形態では、それぞれの構成要素の材質、材料、寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面においてひとつの例であって、本願明細書に記載されたものに限られることはないものとする。

したがって、例が示されていない無数の変形例、および、均等物が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの実施の形態における少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

また、矛盾が生じない限り、以上に記載された実施の形態において「１つ」備えられるものとして記載された構成要素は、「１つ以上」備えられていてもよいものとする。

さらに、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素は概念的な単位であって、本願明細書に開示される技術の範囲内には、１つの構成要素が複数の構造物から成る場合と、１つの構成要素がある構造物の一部に対応する場合と、さらには、複数の構成要素が１つの構造物に備えられる場合とを含むものとする。

また、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれるものとする。

また、本願明細書における説明は、本技術に関するすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。

また、以上に記載された実施の形態において、特に指定されずに材料名などが記載された場合は、矛盾が生じない限り、当該材料に他の添加物が含まれた、たとえば、合金などが含まれるものとする。

１ ダイパッド、２ａ 半導体チップ、２ｂ ＦＷＤチップ、３ 制御ＩＣ、４，５，１００，１０１ ワイヤー、６ モールド樹脂、７ 絶縁層、８ 金属箔、９ リード端子、１０，１０ａ 冷却器、１１，１１ｂ 絶縁樹脂。

Claims (8)

1. ダイパッドと、
   前記ダイパッドの上面に配置される半導体チップと、
   前記半導体チップに電気的に接続されるリード端子と、
   前記リード端子の一部と、前記ダイパッドの上面と、前記半導体チップとを覆って形成されるモールド樹脂と、
   前記モールド樹脂に覆われていない前記リード端子をコーティングする第１の絶縁樹脂とを備え、
   前記第１の絶縁樹脂は、形成された前記モールド樹脂の外面から連続して形成され、かつ、前記モールド樹脂の外面よりも内側には形成されない、
   半導体モジュール。
2. 前記ダイパッドの下方に配置される冷却器をさらに備え、
   前記リード端子は、形成された前記モールド樹脂の外面のうち、前記ダイパッドの側方に位置する側面から延び出る、
   請求項１に記載の半導体モジュール。
3. 前記ダイパッドの下面に配置される絶縁層と、
   前記絶縁層の下面と前記冷却器の上面とに挟まれて配置される金属箔とをさらに備える、
   請求項２に記載の半導体モジュール。
4. 前記ダイパッドの下面と前記冷却器の上面とに挟まれて配置される第２の絶縁樹脂をさらに備える、
   請求項２に記載の半導体モジュール。
5. 前記第２の絶縁樹脂は、前記モールド樹脂とは異なる材料からなる、
   請求項４に記載の半導体モジュール。
6. 前記第２の絶縁樹脂は、前記第１の絶縁樹脂と同一の材料からなる、
   請求項４または請求項５に記載の半導体モジュール。
7. 前記半導体チップは、ＳｉＣを用いる半導体チップである、
   請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の半導体モジュール。
8. ダイパッドの上面に半導体チップを配置し、
   前記半導体チップにリード端子を電気的に接続し、
   前記リード端子の一部と、前記ダイパッドの上面と、前記半導体チップとを覆うモールド樹脂を形成し、
   前記モールド樹脂に覆われていない前記リード端子を、第１の絶縁樹脂でコーティングし、
   前記第１の絶縁樹脂は、形成された前記モールド樹脂の外面から連続して形成され、かつ、前記モールド樹脂の外面よりも内側には形成されない、
   半導体モジュールの製造方法。

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