JP2023069098A - 半導体モジュール、半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体モジュール、半導体装置及び半導体装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2023069098A
JP2023069098A JP2021180714A JP2021180714A JP2023069098A JP 2023069098 A JP2023069098 A JP 2023069098A JP 2021180714 A JP2021180714 A JP 2021180714A JP 2021180714 A JP2021180714 A JP 2021180714A JP 2023069098 A JP2023069098 A JP 2023069098A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
terminal
insulating sheet
semiconductor module
connection member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021180714A
Other languages
English (en)
Inventor
忠彦 佐藤
Tadahiko Sato
遼一 加藤
Ryoichi Kato
悠馬 村田
Yuma Murata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2021180714A priority Critical patent/JP2023069098A/ja
Priority to CN202211189281.0A priority patent/CN116093052A/zh
Priority to US17/956,787 priority patent/US20230142607A1/en
Publication of JP2023069098A publication Critical patent/JP2023069098A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L24/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/02—Mountings
    • H01G2/06—Mountings specially adapted for mounting on a printed-circuit support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814—Conductive parts
    • H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
    • H01L21/4853—Connection or disconnection of other leads to or from a metallisation, e.g. pins, wires, bumps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/053—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body
    • H01L23/057—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body the leads being parallel to the base
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/84—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/162—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits the devices being mounted on two or more different substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H01R4/029—Welded connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0221—Laser welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/2902—Disposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/37001—Core members of the connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401—Disposition
    • H01L2224/40151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/40225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73221—Strap and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73263—Layer and strap connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/84—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • H01L2224/842—Applying energy for connecting
    • H01L2224/8421—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation
    • H01L2224/84214—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation using a laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/16—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations, e.g. centering rings
    • H01L23/18—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device
    • H01L23/24—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device solid or gel at the normal operating temperature of the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64—Impedance arrangements
    • H01L23/642—Capacitive arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L24/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

【課題】半導体モジュールの端子への接続部材の溶接時における絶縁シートの損傷を抑える。【解決手段】半導体モジュールは、第１方向Ｄ１に延びる絶縁シート１３０とその第１面１３１に配置された第１端子１１０とを有する端子積層部１００Ａを備える。第１端子１１０は、平面視で第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１を有する第１領域１１１と、第１領域１１１から延長され且つ平面視で第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１よりも狭い第２幅Ｗ２を有する第２領域１１２と、絶縁シート１３０から離間しつつ第１領域１１１及び第２領域１１２と電気的に接続された第３領域１１３とを有する。接続部材３００を第１端子１１０の第３領域１１３と溶接することで、その溶接時の熱が絶縁シート１３０に直接伝熱されることを抑え、絶縁シート１３０の損傷、それによる絶縁性能の低下、耐圧の低下を抑える。【選択図】図４

Description

本発明は、半導体モジュール、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
例えば、電力変換機能を有する半導体モジュールは、パワーデバイスを内蔵する。パワーデバイスとしては、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＦＷＤ（Free Wheeling Diode）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）がある。半導体モジュールには、印加される直流電圧を安定化させるために、キャパシタが接続されることがある。
半導体モジュール及びキャパシタは、互いの端子が接続部材で接続される場合がある。この際の接続は、例えば、ねじ留めにより行われる。しかし、ねじ留めによる接続方法では、接続部材と端子との接合部における接触抵抗が高くなり、経年変化も大きくなる傾向がある。そこで、接続部材と端子との接続方法として、超音波接合により接合する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。超音波による接合は、接続部材を端子に重ねた状態で接合しようとする箇所に超音波振動を発生させる。この振動により、接続部材と端子とが電気的及び機械的に接続される。
一方、接続部材と端子とを物理的なストレスを与えずに接合する手法として、レーザ溶接が知られている（例えば、特許文献２参照）。レーザ溶接は、重ね合わせた金属にレーザ光を照射し、互いの金属を局所的に溶融、凝固させることによって、接合を行うものである。レーザ溶接は、レーザエネルギーを局所的に集中させて金属をレーザ光の入射方向に溶融させていくものであるので、金属への入熱量を適正に制御しないと、溶融部分が金属を貫通してしまう恐れがある。そこで、特許文献２の発明では、重ね合わせた金属のレーザ光の入射側とは反対側に、レーザ溶接しようとする金属よりも融点が高い保護部材が配置される。保護部材により、金属を貫通した溶融部分の更なる進行が止められる。
キャパシタと接続される半導体モジュールに関しては、次のような端子部を設ける技術も知られている。即ち、半導体モジュールの端子部として、第１パワー端子、絶縁シート及び第２パワー端子が順に重なり、絶縁シートから第１パワー端子の一部が露出し、当該一部と絶縁シートのテラス部を挟んで絶縁シート上に第２パワー端子が位置する端子積層部を設ける技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。このような端子積層部の、絶縁シートから露出する第１パワー端子及び絶縁シート上の第２パワー端子にそれぞれ、キャパシタの第１接続端子及び第２接続端子がレーザ溶接される。
また、レーザ溶接に関しては、半導体装置の内部配線部材である上側端子と下側端子とをレーザ溶接する際に、上側端子と下側端子との間に隙間を設ける技術が知られている（例えば、特許文献４参照）。
このほか、レーザ溶接に関し、半導体装置の内部配線用リード材としてのリードフレームと、その接合相手部材であるヒートスプレッダとの間に、空隙穴を開口したスペーサを介挿し、その空隙穴に対応する位置にレーザ光を照射し、リードフレームとヒートスプレッダとを溶接する技術が知られている（例えば、特許文献５参照）。
また、電力変換装置のインバータ装置に用いられるパワーモジュールの直流正極配線板及び直流負極配線板を含む電気配線板と、電力変換装置のコンデンサモジュールの正極導体板及び負極導体板とを、レーザ溶接等で固着させる技術が知られている（例えば、特許文献６参照）。
また、一の導電性基板（導電部材）に接合された半導体素子の素子主面上に配置された金属板（電極部材）と、他の導電性基板（導電部材）とを導通させるリード部材（接続部材）とを、レーザ溶接によって接合する技術が知られている（例えば、特許文献７参照）。
また、半導体装置の、絶縁部材を間に挟んで配置される第１端子部及び第２端子部と、バスバーの、絶縁部材を間に挟んで配置される第１供給端子及び第２供給端子とを、レーザ溶接により、第１供給端子部が第１端子部に導通し、第２供給端子部が第２端子部に導通するように、接合する技術が知られている（例えば、特許文献８参照）。
また、キャパシタの正負極に接続されるバスバーを、絶縁膜を介してラミネートさせる技術（例えば、特許文献９）、物理的に分離してオーバーラップさせる技術が知られている（例えば、特許文献１０）。
特開２００７－２３４６９４号公報 国際公開第２０１９／０７７８６６号パンフレット 特開２０２１－１０６２３５号公報 国際公開第２０１３／０３９０９９号パンフレット 特開２００８－６６５６１号公報 特開２０１６－１８５０６７号公報 国際公開第２０２０／１７９３６９号パンフレット 国際公開第２０１９／２３９７７１号パンフレット 米国特許第１０４０５４５０号明細書 米国特許第１０３７４５２１号明細書
ところで、例えば上記特許文献３のように、キャパシタを接続する半導体モジュールの端子部が、絶縁シートを正極及び負極の端子で挟んだ積層構造を有している場合、絶縁シート直上の端子に接続部材を重ね合わせ、接続部材側からレーザ光を照射してレーザ溶接を行うと、その溶接時の熱によって端子直下の絶縁シートが損傷する恐れがある。絶縁シートが損傷すると、本来の絶縁性能を保つことができなくなり、耐圧が低下してしまうことが起こり得る。
１つの側面では、本発明は、半導体モジュールの端子への接続部材の溶接時における絶縁シートの損傷を抑えることを目的とする。
１つの態様では、第１方向に延びる絶縁シートと、前記絶縁シートの第１面に配置され且つ平面視で前記第１方向と直交する第２方向に第１幅を有する第１領域と、前記第１領域から延長され且つ平面視で前記第２方向に前記第１幅よりも狭い第２幅を有する第２領域と、前記第１面から離間しつつ前記第１領域及び前記第２領域と電気的に接続された第３領域と、を有する第１端子と、を備えた半導体モジュールが提供される。
また、別の態様では、上記半導体モジュールと、当該半導体モジュールの前記第３領域と溶接された接続部材と、を備える半導体装置が提供される。
更に別の態様では、第１方向に延びる絶縁シートと、前記絶縁シートの第１面に配置され且つ平面視で前記第１方向と直交する第２方向に第１幅を有する第１領域と、前記第１領域から延長され且つ平面視で前記第２方向に前記第１幅よりも狭い第２幅を有する第２領域と、前記第１面から離間しつつ前記第１領域及び前記第２領域と電気的に接続された第３領域と、を有する第１端子と、を備えた半導体モジュールを準備する準備工程と、接続部材を準備する準備工程と、前記半導体モジュールの前記第３領域と前記接続部材とを溶接する溶接工程と、を備える半導体装置の製造方法が提供される。
１つの側面では、半導体モジュールの端子への接続部材の溶接時における絶縁シートの損傷を抑えることが可能になる。
半導体モジュールの一例について説明する図である。 半導体モジュールとキャパシタとの接続の一例について説明する図である。 半導体モジュールの端子と接続部材とのレーザ溶接について説明する図である。 第１の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の一例について説明する図である。 第１の実施の形態に係る半導体モジュールとキャパシタとの接続の一例について説明する図である。 第２の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の一例について説明する図である。 第３の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の一例について説明する図である。 第４の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の一例について説明する図である。 第５の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の一例について説明する図である。 第６の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の一例について説明する図である。 第７の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の一例について説明する図である。 第８の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の例について説明する図（その１）である。 第８の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の例について説明する図（その２）である。 第９の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する図である。
図１は半導体モジュールの一例について説明する図である。図１（Ａ）には半導体モジュールの一例の要部平面図を模式的に示している。図１（Ｂ）には半導体モジュールの一例の要部断面図を模式的に示している。図１（Ｂ）は図１（Ａ）のI－I断面模式図である。図１（Ａ）では便宜上、図１（Ｂ）に示す封止樹脂の図示を省略している。
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す半導体モジュール１ａは、冷却体１０、ケース２０、絶縁回路基板３０及び半導体チップ４０を含む。
冷却体１０には、例えば、銅板等の金属板が用いられる。冷却体１０上にケース２０が配置される。ケース２０には、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンサクシネート樹脂、ポリアミド樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等の樹脂材料が用いられる。このような樹脂材料が用いられ、例えば、射出成形により、半導体モジュール１ａのケース２０が形成される。ケース２０は、枠状の外周壁２１を有する。外周壁２１には、半導体チップ４０とワイヤ５０を介して接続される端子２２が配置される。ケース２０は、接着剤等を用いて冷却体１０に固定される。
尚、ケース２０の上には、その外周壁２１で囲まれる内部空間を覆う蓋が配置されてもよい。また、冷却体１０には、冷却フィンが設けられてもよく、また、冷却体１０に直接又は熱界面材料等を介して、空冷型や液冷型の冷却器が接続されてもよい。
絶縁回路基板３０及び半導体チップ４０は、ケース２０の外周壁２１で囲まれた内部空間に収容される。絶縁回路基板３０には、例えば、アルミナ、アルミナを主成分とする複合セラミックス、窒化アルミニウム、窒化珪素等の絶縁基板３１の両面に、所定パターンの銅等の導体層３２及び導体層３３が設けられた、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板が用いられる。絶縁回路基板３０には、ＡＭＢ（Active Metal Brazed）基板等の他の基板が用いられてもよい。絶縁回路基板３０は、一方の面側の導体層３２が熱界面材料等の熱伝導材６０を介して冷却体１０と接続され、ケース２０内に収容される。絶縁回路基板３０の、他方の面側の導体層３３上に、焼結部材や半田等の接合材７０を介して半導体チップ４０（ここでは一例として２つ）が実装される。半導体チップ４０には、例えば、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴといった半導体素子が用いられる。半導体チップ４０には、例えば、ＦＷＤやＳＢＤ（Schottky Barrier Diode）といったダイオード素子が集積される。
各半導体チップ４０は、一方の主面（この例では下面）に設けられた第１負荷電極（例えば正極電極）と、他方の主面（この例では上面）に設けられた第２負荷電極（例えば負極電極）及び制御電極とを有する。例えば、下面の第１負荷電極はコレクタ電極又はドレイン電極として機能し、上面の第２負荷電極はエミッタ電極又はソース電極として機能し、上面の制御電極はベース電極又はゲート電極として機能する。
各半導体チップ４０の、下面の第１負荷電極は、接合材７０を介して、絶縁回路基板３０に設けられた互いに異なる導体層３３と接続される。一方の半導体チップ４０（４０ｘ）の上面の第２負荷電極が、ワイヤ、クリップ、タブ、リードフレーム等の導電部材８０を介して接続される導体層３３に、他方の半導体チップ４０（４０ｙ）の下面の第１負荷電極が接続される。各半導体チップ４０の上面の第２負荷電極及び制御電極は、ワイヤ５０を介してケース２０の端子２２と接続される。一方の半導体チップ４０（４０ｘ）の下面の第１負荷電極が接続された導体層３３は、当該導体層３３上に設けられた銅等の導電ブロック９０を介して第１端子１１０（例えば正極（Ｐ）端子）と接続される。他方の半導体チップ４０（４０ｙ）の上面の第２負荷電極は、導電部材８０を介して別の導体層３３に接続され、当該導体層３３上に設けられた導電ブロック９０を介して第２端子１２０（例えば負極（Ｎ）端子）と接続される。一方の半導体チップ４０（４０ｘ）の上面の第２負荷電極、及び他方の半導体チップ４０（４０ｙ）の下面の第１負荷電極が共に接続された導体層３３に、出力端子１４０が接続される。この例では、ケース２０内において、一組の半導体チップ４０（４０ｘ，４０ｙ）が直列接続される。
半導体モジュール１ａは、インバータ回路を構成する２ｉｎ１タイプの半導体モジュールの一例である。ケース２０内に収容される一組の半導体チップ４０の内の一方（半導体チップ４０ｘ）が、一の相における上アームを構成し、他方（半導体チップ４０ｙ）が、当該一の相における下アームを構成する。例えば、このような直列接続された一組の半導体チップ４０を含む半導体モジュール１ａ群が３つ、互いに並列接続される。並列接続された半導体モジュール１ａ群の、各々の出力端子１４０に繋がる、直列接続された一組の半導体チップ４０間の接続ノードが、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の出力ノードに相当し、モータ等の負荷と接続される。
尚、ここでは説明の便宜上、１つのケース２０内に、上アームを構成する１つの半導体チップ４０と、下アームを構成する１つの半導体チップ４０とを含む半導体モジュール１ａを例示した。このほか、半導体モジュール１ａには、上アームを構成する、並列接続された複数の半導体チップ４０が含まれてもよく、下アームを構成する、並列接続された複数の半導体チップ４０が含まれてもよい。絶縁回路基板３０には、実装される半導体チップ４０の個数、レイアウトに応じたパターンの導体層３３が形成される。
ケース２０の外周壁２１で囲まれる内部空間には、封止樹脂１５０が設けられる。封止樹脂１５０により、ケース２０内に収容される絶縁回路基板３０、半導体チップ４０、ワイヤ５０、導電部材８０、導電ブロック９０等が、封止樹脂１５０によって封止される。尚、図１（Ａ）では便宜上、封止樹脂１５０の図示を省略している。封止樹脂１５０には、例えば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の樹脂材料、シリコーン等のゲル材料が用いられる。封止樹脂１５０には、シリカ等の絶縁性のフィラーが含有されてもよい。封止樹脂１５０には、複数種の材料が用いられてもよく、例えば、下層にバッファコート材としてシリコーン等のゲル材料を設け、その上層にエポキシ樹脂等の樹脂材料を設けるような積層構造とすることもできる。
上記のように、半導体モジュール１ａにおいて、ケース２０内に収容される絶縁回路基板３０及び半導体チップ４０は、Ｐ端子及びＮ端子として機能する第１端子１１０及び第２端子１２０と電気的に接続される。第１端子１１０及び第２端子１２０は、平面視及び断面視で、部分的に重なるように配置され、第１端子１１０と第２端子１２０との間には、絶縁シート１３０が配置される。
第１端子１１０は、ケース２０の内側で一方の導電ブロック９０と接続され、ケース２０の内側から外側へ延びる。第２端子１２０は、ケース２０の内側で他方の導電ブロック９０と接続され、ケース２０の内側から外側へ延びる。絶縁シート１３０は、第１端子１１０と第２端子１２０の間に挟まれ、ケース２０の内側から外側へ延びる。ケース２０の外側では、ケース２０の内側から外側へ延びる第１端子１１０の延び方向先端よりも、絶縁シート１３０の延び方向先端の方が、ケース２０から離間した位置にある。ケース２０の外側では、ケース２０の内側から外側へ延びる絶縁シート１３０の延び方向先端よりも、第２端子１２０の延び方向先端の方が、ケース２０から離間した位置にある。
このように第１端子１１０、絶縁シート１３０及び第２端子１２０は、ケース２０の外側において、それらの延び方向に向かって階段状となるように配置される。第１端子１１０の延び方向先端と、絶縁シート１３０の延び方向先端との間に、絶縁シート１３０のテラス部１３３が形成される。第１端子１１０の延び方向先端から、絶縁シート１３０の延び方向先端までの距離、即ち、それらの間のテラス部１３３の距離により、第１端子１１０と、絶縁シート１３０の延び方向先端よりも更に外側に延びる第２端子１２０との間の絶縁距離が確保される。
半導体モジュール１ａは、このように積層された第１端子１１０、絶縁シート１３０及び第２端子１２０を有する端子積層部１００を備える。
半導体モジュール１ａは、例えば、印加される直流電圧を安定化させるため、キャパシタと接続される。
図２は半導体モジュールとキャパシタとの接続の一例について説明する図である。図２（Ａ）には半導体モジュールの端子積層部の一例の要部斜視図を模式的に示している。図２（Ｂ）には半導体モジュールとキャパシタとの接続部の一例の要部断面図を模式的に示している。
図２（Ａ）に示すように、半導体モジュール１ａは、ケース２０から外側へ延びる端子積層部１００を備える。端子積層部１００は、上記のように、第１端子１１０と第２端子１２０との間に絶縁シート１３０が配置され、第１端子１１０、絶縁シート１３０及び第２端子１２０がケース２０からの延び方向に向かって階段状となるように配置された構造を有する。例えば、第１端子１１０は、半導体モジュール１ａのＰ端子であり、第２端子１２０は、半導体モジュール１ａのＮ端子である。第１端子１１０及び第２端子１２０には、銅等の金属材料が用いられる。第１端子１１０及び第２端子１２０の表面には、ニッケル等のめっきが施されてもよい。絶縁シート１３０には、アラミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂等の絶縁樹脂材料が用いられる。
半導体モジュール１ａは、図２（Ｂ）に示すように、キャパシタ２００と接続される。キャパシタ２００は、そのケース２１０から外側へ延びる第３端子２３０及び第４端子２４０、並びに第３端子２３０と第４端子２４０との間に配置される絶縁シート２５０を備える。例えば、第３端子２３０は、キャパシタ２００のＰ端子であり、第４端子２４０は、キャパシタ２００のＮ端子である。第３端子２３０及び第４端子２４０には、銅等の金属材料が用いられる。第３端子２３０及び第４端子２４０の表面には、ニッケル等のめっきが施されてもよい。絶縁シート２５０には、アラミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂等の絶縁樹脂材料が用いられる。
例えば、図２（Ｂ）に示すように、第３端子２３０は、その一端側がケース２１０に配置され、他端側が折り曲げられた形状とされる。第４端子２４０は、その一端側がケース２１０に配置され、他端側が第３端子２３０とは反対側に折り曲げられた形状とされる。絶縁シート２５０は、その一端側が、ケース２１０の、第３端子２３０と第４端子２４０との間に配置され、第４端子２４０側に折り曲げることができるような柔軟性を有する。絶縁シート２５０は、第４端子２４０側に折り曲げられた時に、第４端子２４０を覆うことができるようなサイズとされる。
半導体モジュール１ａの第２端子１２０は、キャパシタ２００の第４端子２４０と直接接続され、半導体モジュール１ａの第１端子１１０は、キャパシタ２００の第３端子２３０と平板状の接続部材３００を介して接続される。これにより、半導体モジュール１ａとキャパシタ２００とが電気的に接続される。半導体モジュール１ａとキャパシタ２００との接続では、最初に第２端子１２０と第４端子２４０との接続を行い、次に、それらの接続部位を覆うように絶縁シート２５０を折り曲げ、第１端子１１０及び第３端子２３０の上に接続部材３００を載置してから、第１端子１１０及び第３端子２３０と接続部材３００との接続を行う。これにより、半導体モジュール１ａとキャパシタ２００との間では、絶縁シート１３０及び絶縁シート２５０を挟んで負極及び正極の導体が平行に配置され、この連結部分のインダクタンスが低減される。
半導体モジュール１ａの第２端子１２０とキャパシタ２００の第４端子２４０との接続は、レーザ溶接によって行われる。レーザ溶接は、連続的にレーザ光を照射するシームレーザを用いて行われてもよいし、パルス状のレーザ光を照射するスポットレーザを用いて行われてもよい。第２端子１２０と第４端子２４０とは、レーザ光が照射され、溶接部位２にて互いに溶融、凝固されることで、導電接続される。
半導体モジュール１ａの第２端子１２０とキャパシタ２００の第４端子２４０との接続後、キャパシタ２００の絶縁シート２５０が、第２端子１２０と第４端子２４０との溶接部位２側に折り曲げられる。絶縁シート２５０が、このように折り曲げられることで、第４端子２４０及びそれと接続される第２端子１２０が絶縁シート２５０で覆われる。
キャパシタ２００の絶縁シート２５０の折り曲げ後、半導体モジュール１ａの第１端子１１０とキャパシタ２００の第３端子２３０とが、接続部材３００を用いて接続される。接続部材３００には、銅等の金属材料が用いられる。接続部材３００には、例えば、バスバーが用いられる。接続部材３００は、折り曲げられたキャパシタ２００の絶縁シート２５０を跨ぐように載置され、半導体モジュール１ａの第１端子１１０とキャパシタ２００の第３端子２３０とに接続される。
半導体モジュール１ａの第１端子１１０及びキャパシタ２００の第３端子２３０と、接続部材３００との接続は、例えば、レーザ溶接によって行われる。レーザ溶接は、シームレーザを用いて行われてもよいし、スポットレーザを用いて行われてもよい。第３端子２３０と接続部材３００とは、レーザ光が照射され、溶接部位３にて互いに溶融、凝固されることで、導電接続される。第１端子１１０と接続部材３００とは、レーザ光が照射され、溶接部位４ａにて互いに溶融、凝固されることで、導電接続される。
例えば、このようにして半導体モジュール１ａとキャパシタ２００とが接続部材３００を用いて接続され、図２（Ｂ）に示すような半導体装置５ａが得られる。
ここで、半導体モジュール１ａの第１端子１１０と接続部材３００とのレーザ溶接について述べる。
図３は半導体モジュールの端子と接続部材とのレーザ溶接について説明する図である。図３（Ａ）～図３（Ｃ）にはそれぞれ、レーザ溶接工程の一例の要部断面図を模式的に示している。
図３（Ａ）～図３（Ｃ）には便宜上、半導体モジュール１ａの端子積層部１００における絶縁シート１３０及び第１端子１１０と、接続部材３００とを図示している。第１端子１１０と接続部材３００とのレーザ溶接時には、例えば、まず、図３（Ａ）に示すように、第１端子１１０上に接続部材３００が載置される。そして、図３（Ｂ）に示すように、接続部材３００側からレーザ光４００が照射され、接続部材３００とその下の第１端子１１０とが、溶接部位４ａにて溶融、凝固されて、溶接される。
しかし、このようなレーザ溶接の際には、レーザ光４００の照射による過熱により、接続部材３００及び第１端子１１０の溶融が過剰に進行し、図３（Ｃ）に示すように、絶縁シート１３０が熱的なストレスを受け、絶縁シート１３０に損傷４１０が発生し得る。第１端子１１０の溶融が過剰に進行し、溶接部位４ａが第１端子１１０を貫通して絶縁シート１３０に達し、絶縁シート１３０に損傷４１０が発生することも起こり得る。絶縁シート１３０に損傷４１０が発生すると、その損傷４１０の部分或いは更にその近傍の材料の性質が変化してしまい、絶縁シート１３０が本来の絶縁性能を保つことができなくなり、耐圧が低下してしまうことが起こり得る。
以上のような点に鑑み、ここでは以下に実施の形態として示すような構成を採用し、半導体モジュールの端子への接続部材の溶接時における絶縁シートの損傷を抑える。
［第１の実施の形態］
図４は第１の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の一例について説明する図である。図４（Ａ）には半導体モジュールの端子積層部の一例の要部斜視図を模式的に示している。図４（Ｂ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子の一例の要部平面図を模式的に示している。図４（Ｃ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子と溶接される接続部材の一例の要部平面図を模式的に示している。
図４（Ａ）に示す端子積層部１００Ａは、第１端子１１０、第２端子１２０及び絶縁シート１３０を有する。第１端子１１０と第２端子１２０との間に、絶縁シート１３０が配置される。第１端子１１０は、絶縁シート１３０の第１面１３１に配置され、第２端子１２０は、絶縁シート１３０の第１面１３１とは反対側の第２面１３２に配置される。第１端子１１０及び第２端子１２０は、絶縁シート１３０を介して部分的に重なるように、即ち、平面視で部分的に重なるように、配置される。第１端子１１０、第２端子１２０及び絶縁シート１３０は、後述の図５に示すように、半導体モジュール１のケース２０から外側へ延びるように配置される。第１端子１１０、絶縁シート１３０及び第２端子１２０は、それらが延びる第１方向Ｄ１（ケース２０の外側へ延びる延び方向）に向かって階段状となるように配置される。絶縁シート１３０のテラス部１３３によって、第１端子１１０と第２端子１２０との間の絶縁距離が確保される。
端子積層部１００Ａの第１端子１１０は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すような第１領域１１１、第２領域１１２及び第３領域を有する。第１領域１１１は、第１方向Ｄ１に延びる絶縁シート１３０の第１面１３１に配置され、平面視で第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１を有する。第２領域１１２は、第１領域１１１から延長され、平面視で第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１よりも狭い第２幅Ｗ２を有する。第２領域１１２は、絶縁シート１３０の第１面１３１と垂直で且つ第１面１３１から離間する第３方向Ｄ３側に向かって、第１領域１１１から延長される。第３領域１１３は、絶縁シート１３０の第１面１３１から離間しつつ、第１領域１１１及び第２領域１１２と電気的に接続される。
端子積層部１００Ａでは、第３方向Ｄ３において、第１領域１１１の絶縁シート１３０とは反対側の面１１１ａ（上面）が、第３領域１１３の絶縁シート１３０側の面１１３ａ（下面）よりも絶縁シート１３０に近い位置にある。端子積層部１００Ａにおいて、第１端子１１０の第３領域１１３は、平面視で第１領域１１１の外側に配置される。即ち、第３領域１１３は、平面視で第１領域１１１とは重ならないように配置される。
端子積層部１００Ａの第１端子１１０において、第１領域１１１は、第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１を有する幅広部１１１ｂと、幅広部１１１ｂから第１方向Ｄ１に延長され且つ第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１よりも狭い第３幅Ｗ３を有する幅狭部１１１ｃとを含む。幅狭部１１１ｃは、一対配置され、一対の幅狭部１１１ｃが、幅広部１１１ｂの第２方向Ｄ２の両側端部に互いに離間して配置される。第２領域１１２は、第１領域１１１の、一対の幅狭部１１１ｃ間の幅広部１１１ｂにおける第１方向Ｄ１側の縁部から延長され、その延長された第２領域１１２から、平面視で第１領域１１１とは重ならないように、第３領域１１３が第１方向Ｄ１に延長される。
尚、端子積層部１００Ａの第１端子１１０は、平板状端子部材の第１方向Ｄ１側の縁部に、抜き加工等で第１方向Ｄ１に延びる２本の切り欠きを形成し、その２本の切り欠き間の中間部位を第３方向Ｄ３に１回折り曲げ、折り曲げたその先端部位を第１方向Ｄ１（平面視で平板状端子部材と重ならない側）に折り曲げることで、形成することができる。
このように端子積層部１００Ａの第１端子１１０では、第１領域１１１の幅広部１１１ｂから第１方向Ｄ１に一対の幅狭部１１１ｃが延び、幅広部１１１ｂの第１方向Ｄ１側の縁部（一対の幅狭部１１１ｃ間）から第３方向Ｄ３側に向かって第２領域１１２が延長される。そして、絶縁シート１３０に対し、第１領域１１１の幅広部１１１ｂ及び幅狭部１１１ｃよりも第２領域１１２を介した高い位置に、第２領域１１２から第１方向Ｄ１に、平面視で第１領域１１１と重ならないように、第３領域１１３が延びる。
このような端子積層部１００Ａの第１端子１１０に、例えばキャパシタと接続される、図４（Ｃ）に示すようなバスバー等の接続部材３００が溶接される。接続部材３００は、その端部が、第１端子１１０の第１領域１１１の幅狭部１１１ｃと、第３領域１１３との間に挿入される。そして、第３領域１１３側からレーザ光が照射され、第３領域１１３及び接続部材３００が互いの溶接部位４で溶接される。
図５は第１の実施の形態に係る半導体モジュールとキャパシタとの接続の一例について説明する図である。図５（Ａ）には半導体モジュールとキャパシタとの接続部の一例の要部断面図を模式的に示している。図５（Ｂ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子と接続部材とのレーザ溶接工程の一例の要部断面図を模式的に示している。図５（Ｃ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子と接続部材との接続状態の一例の要部斜視図を模式的に示している。
図５（Ａ）に示すように、半導体モジュール１の端子積層部１００Ａは、第１方向Ｄ１に延び、ケース２０から外側へ延びるように配置される。例えば、第１端子１１０がＰ端子とされ、第２端子１２０がＮ端子とされる。第１端子１１０と第２端子１２０との間に絶縁シート１３０が配置される。
半導体モジュール１と接続されるキャパシタ２００は、そのケース２１０から外側へ延びる第３端子２３０及び第４端子２４０、並びにそれらの間に配置される絶縁シート２５０を備える。例えば、第３端子２３０がＰ端子とされ、第４端子２４０がＮ端子とされる。第３端子２３０と第４端子２４０との間に、柔軟性を有する絶縁シート２５０が配置される。
半導体モジュール１とキャパシタ２００との接続の際は、まず、半導体モジュール１の端子積層部１００Ａの第２端子１２０上にキャパシタ２００の第４端子２４０が載置され、第４端子２４０側からレーザ光が照射され、第４端子２４０と第２端子１２０とが溶接部位２にて溶接される。次いで、キャパシタ２００の絶縁シート２５０が折り曲げられ、第４端子２４０及びそれと第２端子１２０との溶接部位２が絶縁シート２５０で覆われる。
その後、接続部材３００の一方の端部が、半導体モジュール１の端子積層部１００Ａの第１端子１１０における第１領域１１１の幅狭部１１１ｃ（その面１１１ａ）と、第３領域１１３（その面１１３ａ）との間に挿入され、接続部材３００の他方の端部が、キャパシタ２００の第３端子２３０上に載置される。尚、第１端子１１０における第１領域１１１の幅狭部１１１ｃの延び方向先端を、第３領域１１３の延び方向先端よりも突出させた形状としておくと、接続部材３００を絶縁シート１３０に衝突させずに幅狭部１１１ｃと第３領域１１３との間に挿入し易くなる。
接続部材３００の載置後は、第３端子２３０上に載置された接続部材３００の端部に、接続部材３００側からレーザ光が照射され、接続部材３００と第３端子２３０とが溶接部位３にて溶接される。更に、端子積層部１００Ａの第１端子１１０の第１領域１１１との間に接続部材３００の端部が挿入された第３領域１１３に、第３領域１１３側からレーザ光が照射され、第１端子１１０の第３領域１１３と接続部材３００とが溶接部位４にて溶接される。尚、溶接部位３での溶接後に溶接部位４での溶接が行われてもよいし、溶接部位４での溶接後に溶接部位３での溶接が行われてもよい。
例えば、このようにして端子積層部１００Ａを有する半導体モジュール１と、キャパシタ２００とが、接続部材３００を用いて接続され、図５（Ａ）に示すような半導体装置５が得られる。
端子積層部１００Ａの第１端子１１０の第３領域１１３と接続部材３００との溶接では、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように、第３領域１１３側からレーザ光４００が照射されることで、第３領域１１３及びその下の接続部材３００が溶融される。そして、その溶融部分が凝固されることで、第３領域１１３と接続部材３００とが溶接部位４にて溶接される。
このレーザ溶接の際、第１端子１１０の第３領域１１３は、絶縁シート１３０上の第１領域１１１から、第２領域１１２を介して、絶縁シート１３０から離間した位置に持ち上げられている。持ち上げられた第３領域１１３と、第１領域１１１の幅狭部１１１ｃとの間に、接続部材３００が挿入され、第３領域１１３と接続部材３００とが溶接される。第３領域１１３と溶接される接続部材３００と、絶縁シート１３０との間には、少なくとも第１領域１１１の厚さ分の空間４２０が存在する。そのため、第３領域１１３側からレーザ光４００が照射されることで接続部材３００に発生する熱は、空間４２０によって断熱され、絶縁シート１３０に直接伝熱されることが抑えられる。これにより、溶接時の熱によって絶縁シート１３０が損傷することが抑えられる。絶縁シート１３０の損傷が抑えられることで、その材料の性質が変化してしまうことが抑えられ、絶縁性能が低下して耐圧が低下してしまうことが抑えられる。
［第２の実施の形態］
図６は第２の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の一例について説明する図である。図６（Ａ）には半導体モジュールの端子積層部の一例の要部斜視図を模式的に示している。図６（Ｂ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子の一例の要部平面図を模式的に示している。図６（Ｃ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子と溶接される接続部材の一例の要部平面図を模式的に示している。
第２の実施の形態の端子積層部１００Ｂは、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すような第１領域１１１、第２領域１１２及び第３領域１１３を有する第１端子１１０を備える。端子積層部１００Ｂの第１端子１１０において、第１領域１１１は、第１方向Ｄ１に延びる絶縁シート１３０の第１面１３１に配置され、平面視で第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１を有する。第２領域１１２は、第１領域１１１から延長され、平面視で第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１よりも狭い第２幅Ｗ２を有する。第２領域１１２は、絶縁シート１３０の第１面１３１と垂直で且つ第１面１３１から離間する第３方向Ｄ３側に向かって、第１領域１１１から延長される。第３領域１１３は、絶縁シート１３０の第１面１３１から離間しつつ、第１領域１１１及び第２領域１１２と電気的に接続される。
端子積層部１００Ｂでは、第３方向Ｄ３において、第１領域１１１の絶縁シート１３０とは反対側の面１１１ａ（上面）が、第３領域１１３の絶縁シート１３０側の面１１３ａ（下面）よりも絶縁シート１３０に近い位置にある。端子積層部１００Ｂにおいて、第１端子１１０の第３領域１１３は、平面視で第１領域１１１と重なるように配置される。
尚、端子積層部１００Ｂの第１端子１１０は、平板状端子部材に、抜き加工等で第１方向Ｄ１に突出する突出部位を形成し、その突出部位を第３方向Ｄ３に１回折り曲げ、折り曲げたその先端部位を第１方向Ｄ１（平面視で平板状端子部材と重なる側）に折り曲げることで、形成することができる。
このように端子積層部１００Ｂの第１端子１１０では、第１領域１１１の第１方向Ｄ１側の縁部（その中央部）から第３方向Ｄ３側に向かって第２領域１１２が延長される。そして、絶縁シート１３０に対し、第１領域１１１よりも第２領域１１２を介した高い位置に、第２領域１１２から第１方向Ｄ１に、平面視で第１領域１１１と重なるように、第３領域１１３が延びる。
このような端子積層部１００Ｂの第１端子１１０に、例えば、図６（Ｃ）に示すようなバスバー等の接続部材３００が溶接される。端子積層部１００Ｂの第１端子１１０と溶接される接続部材３００は、第１端子１１０の第３領域１１３及び第２領域１１２が貫通するような平面サイズの貫通部３１０（開口部）を有する。
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すような端子積層部１００Ｂの第１端子１１０と、図６（Ｃ）に示すような接続部材３００との溶接時には、まず、第１端子１１０上に、その第３領域１１３及び第２領域１１２が接続部材３００の貫通部３１０に挿通されるように、接続部材３００が載置される。次いで、その接続部材３００が、第１端子１１０の第３領域１１３と第１領域１１１との間に接続部材３００の端部３２０が挟まれるように、第１方向Ｄ１にスライドされる。これにより、接続部材３００の端部３２０が、第１端子１１０の第１領域１１１と第３領域１１３との間に挿入される。第２領域１１２は、貫通部３１０において接続部材３００の上下面間を貫通する。接続部材３００の載置後、第１端子１１０の第３領域１１３側からレーザ光が照射され、第３領域１１３及びその下の接続部材３００が溶融される。そして、その溶融部分が凝固され、第３領域１１３と接続部材３００とが互いの溶接部位４にて溶接される。
このレーザ溶接の際、第１端子１１０の第３領域１１３は、絶縁シート１３０上の第１領域１１１から、第２領域１１２を介して、絶縁シート１３０から離間した位置に持ち上げられている。持ち上げられた第３領域１１３と、その下の第１領域１１１との間に、接続部材３００の端部３２０が挿入され、第３領域１１３と接続部材３００とが溶接される。第３領域１１３側からレーザ光が照射されることで接続部材３００に発生する熱は、接続部材３００が絶縁シート１３０から離間した位置にあって且つ接続部材３００の下に更に第１領域１１１が存在するため、絶縁シート１３０に直接伝熱されることが抑えられる。これにより、溶接時の熱によって絶縁シート１３０が損傷することが抑えられる。絶縁シート１３０の損傷が抑えられることで、その材料の性質が変化してしまうことが抑えられ、絶縁性能が低下して耐圧が低下してしまうことが抑えられる。
［第３の実施の形態］
図７は第３の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の一例について説明する図である。図７（Ａ）には半導体モジュールの端子積層部の一例の要部斜視図を模式的に示している。図７（Ｂ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子の一例の要部平面図を模式的に示している。図７（Ｃ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子と溶接される接続部材の一例の要部平面図を模式的に示している。
第３の実施の形態の端子積層部１００Ｃは、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すような第１領域１１１、第２領域１１２及び第３領域１１３を有する第１端子１１０を備える。端子積層部１００Ｃの第１端子１１０において、第１領域１１１は、第１方向Ｄ１に延びる絶縁シート１３０の第１面１３１に配置され、平面視で第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１を有する。第２領域１１２は、第１領域１１１から延長され、平面視で第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１よりも狭い第２幅Ｗ２を有する。第２領域１１２は、絶縁シート１３０の第１面１３１と垂直で且つ第１面１３１から離間する第３方向Ｄ３側に向かって、第１領域１１１から延長される。第３領域１１３は、絶縁シート１３０の第１面１３１から離間しつつ、第１領域１１１及び第２領域１１２と電気的に接続される。
端子積層部１００Ｃでは、第３方向Ｄ３において、第１領域１１１の絶縁シート１３０とは反対側の面１１１ａ（上面）が、第３領域１１３の絶縁シート１３０側の面１１３ａ（下面）よりも絶縁シート１３０に近い位置にある。端子積層部１００Ｃにおいて、第１端子１１０の第３領域１１３は、平面視で第１領域１１１と重なるように配置される。
端子積層部１００Ｃの第１端子１１０において、第２領域１１２は、一対配置され、一対の第２領域１１２が、第１領域１１１の第２方向Ｄ２の両側端部に互いに離間して配置される。第３領域１１３は、それら一対の第２領域１１２に接続される。
尚、端子積層部１００Ｃの第１端子１１０は、平板状端子部材に、抜き加工等で開口部を形成し、その開口部の位置で第３方向Ｄ３に１回折り曲げ、折り曲げたその先端部位を第１方向Ｄ１（平面視で平板状端子部材と重なる側）に折り曲げることで、形成することができる。
このように端子積層部１００Ｃの第１端子１１０では、第１領域１１１の第１方向Ｄ１側の縁部（その両側端部）から第３方向Ｄ３側に向かって一対の第２領域１１２が延長される。そして、絶縁シート１３０に対し、第１領域１１１よりも一対の第２領域１１２を介した高い位置に、一対の第２領域１１２から第１方向Ｄ１に、平面視で第１領域１１１と重なるように、第３領域１１３が延びる。
このような端子積層部１００Ｃの第１端子１１０に、例えば、図７（Ｃ）に示すようなバスバー等の接続部材３００が溶接される。端子積層部１００Ｃの第１端子１１０と溶接される接続部材３００は、一対の第２領域１１２間の隙間（開口部）に挿入されるような平面サイズの突出部３３０を有する。
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すような端子積層部１００Ｃの第１端子１１０と、図７（Ｃ）に示すような接続部材３００との溶接時には、まず、第１端子１１０上に、その一対の第２領域１１２間の隙間に接続部材３００の突出部３３０が挿入されるように、接続部材３００が載置される。これにより、接続部材３００の突出部３３０が、第１端子１１０の第１領域１１１と第３領域１１３との間に挿入される。接続部材３００の突出部３３０を挟む切り欠き部３３１は、第２領域１１２が接続部材３００の上下面間を貫通する貫通部とも言える。接続部材３００の載置後、第１端子１１０の第３領域１１３側からレーザ光が照射され、第３領域１１３及びその下の接続部材３００が溶融される。そして、その溶融部分が凝固され、第３領域１１３と接続部材３００とが互いの溶接部位４にて溶接される。
このレーザ溶接の際、第１端子１１０の第３領域１１３は、絶縁シート１３０上の第１領域１１１から、第２領域１１２を介して、絶縁シート１３０から離間した位置に持ち上げられている。持ち上げられた第３領域１１３と、その下の第１領域１１１との間に、接続部材３００の突出部３３０が挿入され、第３領域１１３と接続部材３００とが溶接される。第３領域１１３側からレーザ光が照射されることで接続部材３００に発生する熱は、接続部材３００が絶縁シート１３０から離間した位置にあって且つ接続部材３００の下に更に第１領域１１１が存在するため、絶縁シート１３０に直接伝熱されることが抑えられる。これにより、溶接時の熱によって絶縁シート１３０が損傷することが抑えられる。絶縁シート１３０の損傷が抑えられることで、その材料の性質が変化してしまうことが抑えられ、絶縁性能が低下して耐圧が低下してしまうことが抑えられる。
尚、端子積層部１００Ｃの第１端子１１０と溶接する接続部材３００としては、図７（Ｃ）に示すようなものに限らず、一対の第２領域１１２間の隙間に挿入可能な一定幅、即ち、上記突出部３３０の幅に相当する一定幅を有するものを用いることもできる。
［第４の実施の形態］
図８は第４の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の一例について説明する図である。図８（Ａ）には半導体モジュールの端子積層部の一例の要部斜視図を模式的に示している。図８（Ｂ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子の一例の要部平面図を模式的に示している。図８（Ｃ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子と溶接される接続部材の一例の要部平面図を模式的に示している。
第４の実施の形態の端子積層部１００Ｄは、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すような第１領域１１１、第２領域１１２及び第３領域１１３を有する第１端子１１０を備える。端子積層部１００Ｄの第１端子１１０において、第１領域１１１は、第１方向Ｄ１に延びる絶縁シート１３０の第１面１３１に配置され、平面視で第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１を有する。第２領域１１２は、第１領域１１１から延長され、平面視で第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１よりも狭い第２幅Ｗ２を有する。第２領域１１２は、絶縁シート１３０の第１面１３１と垂直で且つ第１面１３１から離間する第３方向Ｄ３側に向かって、第１領域１１１から延長される。第３領域１１３は、絶縁シート１３０の第１面１３１から離間しつつ、第１領域１１１及び第２領域１１２と電気的に接続される。
端子積層部１００Ｄでは、第３方向Ｄ３において、第１領域１１１の絶縁シート１３０とは反対側の面１１１ａ（上面）が、第３領域１１３の絶縁シート１３０側の面１１３ａ（下面）よりも絶縁シート１３０に近い位置にある。端子積層部１００Ｄにおいて、第１端子１１０の第３領域１１３は、平面視で第１領域１１１の外側に配置される。即ち、第３領域１１３は、平面視で第１領域１１１とは重ならないように配置される。
端子積層部１００Ｄの第１端子１１０において、第１領域１１１は、第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１を有する幅広部１１１ｂと、幅広部１１１ｂから第１方向Ｄ１に延長され且つ第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１よりも狭い第３幅Ｗ３を有する幅狭部１１１ｃとを含む。幅狭部１１１ｃは、一対配置され、一対の幅狭部１１１ｃが、幅広部１１１ｂの第２方向Ｄ２の両側端部に互いに離間して配置される。第２領域１１２は、第１領域１１１の、一対の幅狭部１１１ｃにおける第２方向Ｄ２側の縁部からそれぞれ延長され、その延長された一対の第２領域１１２からそれぞれ、平面視で第１領域１１１とは重ならないように、第３領域１１３が第２方向Ｄ２に延長される。
尚、端子積層部１００Ｄの第１端子１１０は、平板状端子部材の第１方向Ｄ１側の縁部に、抜き加工等で第１方向Ｄ１に延びる一の切り欠き、及び第２方向Ｄ２に延び当該一の切り欠きに中央で連通する他の切り欠き、即ち、平面視でＴ字形状の切り欠きを形成し、そのＴ字形状の切り欠きの両側部位をそれぞれ、第３方向Ｄ３に１回折り曲げ、折り曲げたその先端部位を第２方向Ｄ２（平面視で平板状端子部材と重ならない側）に折り曲げることで、形成することができる。
このように端子積層部１００Ｄの第１端子１１０では、第１領域１１１の幅広部１１１ｂから第１方向Ｄ１に一対の幅狭部１１１ｃが延び、一対の幅狭部１１１ｃの第２方向Ｄ２側の縁部からそれぞれ第３方向Ｄ３側に向かって第２領域１１２が延長される。そして、絶縁シート１３０に対し、第１領域１１１の幅広部１１１ｂ及び幅狭部１１１ｃよりも第２領域１１２を介した高い位置に、一対の第２領域１１２から第２方向Ｄ２にそれぞれ、平面視で第１領域１１１と重ならないように、第３領域１１３が延びる。
このような端子積層部１００Ｄの第１端子１１０に、例えば、図８（Ｃ）に示すようなバスバー等の接続部材３００が溶接される。端子積層部１００Ｄの第１端子１１０と溶接される接続部材３００は、第１端子１１０の一対の幅狭部１１１ｃから延長される一対の第２領域１１２がそれぞれ挿入されるような平面サイズの一対の貫通部３４０（切り欠き部）を有する。
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すような端子積層部１００Ｄの第１端子１１０と、図８（Ｃ）に示すような接続部材３００との溶接時には、まず、第１端子１１０上に、その一対の第２領域１１２がそれぞれ接続部材３００の一対の貫通部３４０に挿入されるように、接続部材３００が載置される。これにより、接続部材３００の一対の貫通部３４０間に挟まれた部位が、第１端子１１０の第３領域１１３と、絶縁シート１３０との間に挿入される。その際、接続部材３００の一対の貫通部３４０よりも外側の部位は、第１領域１１１の幅狭部１１１ｃの上方に位置する。第２領域１１２は、貫通部３４０において接続部材３００の上下面間を貫通する。接続部材３００の載置後、第１端子１１０の第３領域１１３側からレーザ光が照射され、第３領域１１３及びその下の接続部材３００が溶融される。そして、その溶融部分が凝固され、第３領域１１３と接続部材３００とが互いの溶接部位４にて溶接される。
このレーザ溶接の際、第１端子１１０の第３領域１１３は、絶縁シート１３０上の第１領域１１１から、第２領域１１２を介して、絶縁シート１３０から離間した位置に持ち上げられている。持ち上げられた第３領域１１３と、絶縁シート１３０との間に、接続部材３００が挿入され、第３領域１１３と接続部材３００とが溶接される。第３領域１１３と溶接される接続部材３００と、絶縁シート１３０との間には、空間が存在する。そのため、第３領域１１３側からレーザ光が照射されることで接続部材３００に発生する熱は、当該空間によって断熱され、絶縁シート１３０に直接伝熱されることが抑えられる。これにより、溶接時の熱によって絶縁シート１３０が損傷することが抑えられる。絶縁シート１３０の損傷が抑えられることで、その材料の性質が変化してしまうことが抑えられ、絶縁性能が低下して耐圧が低下してしまうことが抑えられる。
尚、端子積層部１００Ｄの第１端子１１０と溶接する接続部材３００として、図８（Ｃ）に示すようなものを用いると、一対の貫通部３４０間に挟まれた部位が第３領域１１３と絶縁シート１３０との間に挿入される際、その一対の貫通部３４０よりも外側の部位が第１領域１１１の幅狭部１１１ｃの上方に位置するようになる。そのため、接続部材３００を絶縁シート１３０に衝突させずに挿入し易くなる。
接続部材３００の挿入時に絶縁シート１３０との衝突の可能性がないか或いは低い場合には、端子積層部１００Ｄの第１端子１１０と溶接する接続部材３００として、第１領域１１１の幅狭部１１１ｃの上方に位置するようになる部位がないもの、即ち、上記図７（Ｃ）に示したようなものや、一対の第２領域１１２間の隙間に挿入可能な一定幅を有するものを用いることもできる。
［第５の実施の形態］
図９は第５の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の一例について説明する図である。図９（Ａ）には半導体モジュールの端子積層部の一例の要部斜視図を模式的に示している。図９（Ｂ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子の一例の要部平面図を模式的に示している。図９（Ｃ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子と溶接される接続部材の一例の要部平面図を模式的に示している。
第５の実施の形態の端子積層部１００Ｅは、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すような第１領域１１１、第２領域１１２及び第３領域１１３を有する第１端子１１０を備える。端子積層部１００Ｅの第１端子１１０において、第１領域１１１は、第１方向Ｄ１に延びる絶縁シート１３０の第１面１３１に配置され、平面視で第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１を有する。第２領域１１２は、第１領域１１１から延長され、平面視で第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１よりも狭い第２幅Ｗ２を有する。第２領域１１２は、絶縁シート１３０の第１面１３１と垂直で且つ第１面１３１から離間する第３方向Ｄ３側に向かって、第１領域１１１から延長される。第３領域１１３は、絶縁シート１３０の第１面１３１から離間しつつ、第１領域１１１及び第２領域１１２と電気的に接続される。
端子積層部１００Ｅでは、第３方向Ｄ３において、第１領域１１１の絶縁シート１３０とは反対側の面１１１ａ（上面）が、第３領域１１３の絶縁シート１３０側の面１１３ａ（下面）よりも絶縁シート１３０に近い位置にある。端子積層部１００Ｅにおいて、第１端子１１０の第３領域１１３は、平面視で第１領域１１１と重なるように配置される。
端子積層部１００Ｅの第１端子１１０において、第１領域１１１は、第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１を有する幅広部１１１ｂと、幅広部１１１ｂから第１方向Ｄ１に延長され且つ第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１よりも狭い第３幅Ｗ３を有する幅狭部１１１ｃとを含む。幅狭部１１１ｃは、一対配置され、一対の幅狭部１１１ｃが、幅広部１１１ｂの第２方向Ｄ２の両側端部に互いに離間して配置される。第２領域１１２は、第１領域１１１の、一対の幅狭部１１１ｃにおける第２方向Ｄ２側の縁部からそれぞれ延長され、その延長された一対の第２領域１１２からそれぞれ、平面視で第１領域１１１の幅狭部１１１ｃと重なるように、第３領域１１３が第２方向Ｄ２に延長される。
尚、端子積層部１００Ｅの第１端子１１０は、平板状端子部材の第１方向Ｄ１側の縁部に、抜き加工等で第１方向Ｄ１に延びる一の切り欠き、及び第２方向Ｄ２に延び当該一の切り欠きに中央で連通する他の切り欠き、即ち、平面視でＴ字形状の切り欠きを形成し、そのＴ字形状の切り欠きの両側部位をそれぞれ、第３方向Ｄ３に１回折り曲げ、折り曲げたその先端部位を第２方向Ｄ２（平面視で平板状端子部材と重なる側）に折り曲げることで、形成することができる。
このように端子積層部１００Ｅの第１端子１１０では、第１領域１１１の幅広部１１１ｂから第１方向Ｄ１に一対の幅狭部１１１ｃが延び、一対の幅狭部１１１ｃの第２方向Ｄ２側の縁部からそれぞれ第３方向Ｄ３側に向かって第２領域１１２が延長される。そして、絶縁シート１３０に対し、第１領域１１１の幅広部１１１ｂ及び幅狭部１１１ｃよりも第２領域１１２を介した高い位置に、一対の第２領域１１２から第２方向Ｄ２にそれぞれ、平面視で第１領域１１１の幅狭部１１１ｃと重なるように、第３領域１１３が延びる。
このような端子積層部１００Ｅの第１端子１１０に、例えば、図９（Ｃ）に示すようなバスバー等の接続部材３００が溶接される。端子積層部１００Ｅの第１端子１１０と溶接される接続部材３００は、第１端子１１０の一対の幅狭部１１１ｃから延長される一対の第２領域１１２がそれぞれ挿入されるような平面サイズの一対の貫通部３５０（切り欠き部）を有する。
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すような端子積層部１００Ｅの第１端子１１０と、図９（Ｃ）に示すような接続部材３００との溶接時には、まず、第１端子１１０上に、その一対の第２領域１１２がそれぞれ接続部材３００の一対の貫通部３５０に挿入されるように、接続部材３００が載置される。これにより、接続部材３００の一対の貫通部３５０よりも外側の部位が、第１端子１１０の第１領域１１１の幅狭部１１１ｃと、第３領域１１３との間に挿入される。その際、接続部材３００の一対の貫通部３５０間の部位は、第１領域１１１の幅狭部１１１ｃ間の絶縁シート１３０の上方に位置する。第２領域１１２は、貫通部３５０において接続部材３００の上下面間を貫通する。接続部材３００の載置後、第１端子１１０の第３領域１１３側からレーザ光が照射され、第３領域１１３及びその下の接続部材３００が溶融される。そして、その溶融部分が凝固され、第３領域１１３と接続部材３００とが互いの溶接部位４にて溶接される。
このレーザ溶接の際、第１端子１１０の第３領域１１３は、絶縁シート１３０上の第１領域１１１から、第２領域１１２を介して、絶縁シート１３０から離間した位置に持ち上げられている。持ち上げられた第３領域１１３と、第１領域１１１の幅狭部１１１ｃとの間に、接続部材３００が挿入され、第３領域１１３と接続部材３００とが溶接される。第３領域１１３側からレーザ光が照射されることで接続部材３００に発生する熱は、接続部材３００が絶縁シート１３０から離間した位置にあって且つ接続部材３００の下に更に第１領域１１１の幅狭部１１１ｃが存在するため、絶縁シート１３０に直接伝熱されることが抑えられる。これにより、溶接時の熱によって絶縁シート１３０が損傷することが抑えられる。絶縁シート１３０の損傷が抑えられることで、その材料の性質が変化してしまうことが抑えられ、絶縁性能が低下して耐圧が低下してしまうことが抑えられる。
尚、端子積層部１００Ｅの第１端子１１０と溶接する接続部材３００としては、図９（Ｃ）に示すようなものに限らず、一対の貫通部３５０間に挟まれた部位を削除したものを用いることもできる。
［第６の実施の形態］
図１０は第６の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の一例について説明する図である。図１０（Ａ）には半導体モジュールの端子積層部の一例の要部斜視図を模式的に示している。図１０（Ｂ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子の一例の要部平面図を模式的に示している。図１０（Ｃ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子と溶接される接続部材の一例の要部平面図を模式的に示している。
第６の実施の形態の端子積層部１００Ｆは、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すような第１領域１１１、第２領域１１２及び第３領域１１３を有する第１端子１１０を備える。端子積層部１００Ｆの第１端子１１０において、第１領域１１１は、第１方向Ｄ１に延びる絶縁シート１３０の第１面１３１に配置され、平面視で第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１を有する。第２領域１１２は、第１領域１１１から延長され、平面視で第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１よりも狭い第２幅Ｗ２を有する。第２領域１１２は、絶縁シート１３０の第１面１３１と垂直で且つ第１面１３１から離間する第３方向Ｄ３側に向かって、第１領域１１１から延長される。第３領域１１３は、絶縁シート１３０の第１面１３１から離間しつつ、第１領域１１１及び第２領域１１２と電気的に接続される。
端子積層部１００Ｆでは、第３方向Ｄ３において、第１領域１１１の絶縁シート１３０とは反対側の面１１１ａ（上面）が、第３領域１１３の絶縁シート１３０側の面１１３ａ（下面）よりも絶縁シート１３０に近い位置にある。端子積層部１００Ｆにおいて、第１端子１１０の第３領域１１３は、平面視で第１領域１１１と重なるように配置される。
端子積層部１００Ｆの第１端子１１０において、第１領域１１１は、第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１を有する幅広部１１１ｂと、幅広部１１１ｂから第１方向Ｄ１に延長され且つ第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１よりも狭い第３幅Ｗ３を有する幅狭部１１１ｃとを含む。第２領域１１２は、第１領域１１１の幅狭部１１１ｃにおける第２方向Ｄ２側の両側縁部からそれぞれ延長され、その延長された一対の第２領域１１２からそれぞれ、平面視で第１領域１１１の幅狭部１１１ｃと重なるように、第３領域１１３が第２方向Ｄ２に延長される。
尚、端子積層部１００Ｆの第１端子１１０は、平板状端子部材の第２方向Ｄ２側の両側縁部にそれぞれ、抜き加工等で第２方向Ｄ２に延びる切り欠きを形成し、その切り欠きよりも外側部位（平板状端子部材の先端部側）を、第３方向Ｄ３に１回折り曲げ、折り曲げたその先端部位を第２方向Ｄ２（平面視で平板状端子部材と重なる側）に折り曲げることで、形成することができる。
このように端子積層部１００Ｆの第１端子１１０では、第１領域１１１の幅広部１１１ｂから第１方向Ｄ１に幅狭部１１１ｃが延び、幅狭部１１１ｃの第２方向Ｄ２側の両側縁部からそれぞれ第３方向Ｄ３側に向かって第２領域１１２が延長される。そして、絶縁シート１３０に対し、第１領域１１１の幅広部１１１ｂ及び幅狭部１１１ｃよりも第２領域１１２を介した高い位置に、一対の第２領域１１２から第２方向Ｄ２にそれぞれ、平面視で第１領域１１１の幅狭部１１１ｃと重なるように、第３領域１１３が延びる。
このような端子積層部１００Ｆの第１端子１１０に、例えば、図１０（Ｃ）に示すようなバスバー等の接続部材３００が溶接される。端子積層部１００Ｆの第１端子１１０と溶接される接続部材３００は、第１端子１１０の幅狭部１１１ｃから延長される一対の第２領域１１２間の隙間に挿入されるような平面サイズの突出部３６０を有する。
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すような端子積層部１００Ｆの第１端子１１０と、図１０（Ｃ）に示すような接続部材３００との溶接時には、まず、第１端子１１０上に、その一対の第２領域１１２間の隙間に接続部材３００の突出部３６０が挿入されるように、接続部材３００が載置される。これにより、接続部材３００の突出部３６０が、第１端子１１０の第１領域１１１の幅狭部１１１ｃと、第３領域１１３との間に挿入される。尚、接続部材３００の突出部３６０を挟む切り欠き部３６１は、第２領域１１２が接続部材３００の上下面間を貫通する貫通部とも言える。接続部材３００の載置後、第１端子１１０の第３領域１１３側からレーザ光が照射され、第３領域１１３及びその下の接続部材３００が溶融される。そして、その溶融部分が凝固され、第３領域１１３と接続部材３００とが互いの溶接部位４にて溶接される。
このレーザ溶接の際、第１端子１１０の第３領域１１３は、絶縁シート１３０上の第１領域１１１から、第２領域１１２を介して、絶縁シート１３０から離間した位置に持ち上げられている。持ち上げられた第３領域１１３と、第１領域１１１の幅狭部１１１ｃとの間に、接続部材３００が挿入され、第３領域１１３と接続部材３００とが溶接される。第３領域１１３側からレーザ光が照射されることで接続部材３００に発生する熱は、接続部材３００が絶縁シート１３０から離間した位置にあって且つ接続部材３００の下に更に第１領域１１１の幅狭部１１１ｃが存在するため、絶縁シート１３０に直接伝熱されることが抑えられる。これにより、溶接時の熱によって絶縁シート１３０が損傷することが抑えられる。絶縁シート１３０の損傷が抑えられることで、その材料の性質が変化してしまうことが抑えられ、絶縁性能が低下して耐圧が低下してしまうことが抑えられる。
尚、端子積層部１００Ｆの第１端子１１０と溶接する接続部材３００としては、図１０（Ｃ）に示すようなものに限らず、上記図８（Ｃ）に示したようなものを用いることもできる。
［第７の実施の形態］
図１１は第７の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の一例について説明する図である。図１１（Ａ）には半導体モジュールの端子積層部の一例の要部斜視図を模式的に示している。図１１（Ｂ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子の一例の要部平面図を模式的に示している。図１１（Ｃ）には半導体モジュールの端子積層部の第１端子と溶接される接続部材の一例の要部平面図を模式的に示している。
第７の実施の形態の端子積層部１００Ｇは、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すような第１領域１１１、第２領域１１２及び第３領域１１３を有する第１端子１１０を備える。端子積層部１００Ｇの第１端子１１０において、第１領域１１１は、第１方向Ｄ１に延びる絶縁シート１３０の第１面１３１に配置され、平面視で第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１を有する。第２領域１１２は、第１領域１１１から延長され、平面視で第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１よりも狭い第２幅Ｗ２を有する。第２領域１１２は、絶縁シート１３０の第１面１３１と垂直で且つ第１面１３１から離間する第３方向Ｄ３側に向かって、第１領域１１１から延長される。第３領域１１３は、絶縁シート１３０の第１面１３１から離間しつつ、第１領域１１１及び第２領域１１２と電気的に接続される。
端子積層部１００Ｇでは、第３方向Ｄ３において、第１領域１１１の絶縁シート１３０とは反対側の面１１１ａ（上面）が、第３領域１１３の絶縁シート１３０側の面１１３ａ（下面）よりも絶縁シート１３０に近い位置にある。端子積層部１００Ｇにおいて、第１端子１１０の第３領域１１３は、平面視で第１領域１１１の外側に配置される。即ち、第３領域１１３は、平面視で第１領域１１１とは重ならないように配置される。
端子積層部１００Ｇの第１端子１１０において、第１領域１１１は、第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１を有する幅広部１１１ｂと、幅広部１１１ｂから第１方向Ｄ１に延長され且つ第２方向Ｄ２に第１幅Ｗ１よりも狭い第３幅Ｗ３を有する幅狭部１１１ｃとを含む。第２領域１１２は、第１領域１１１の幅狭部１１１ｃにおける第２方向Ｄ２側の両側縁部からそれぞれ延長され、その延長された一対の第２領域１１２からそれぞれ、平面視で第１領域１１１とは重ならないように、第３領域１１３が第２方向Ｄ２に延長される。
尚、端子積層部１００Ｇの第１端子１１０は、平板状端子部材の第２方向Ｄ２側の両側縁部にそれぞれ、抜き加工等で第２方向Ｄ２に延びる切り欠きを形成し、その切り欠きよりも外側部位（平板状端子部材の先端部側）を、第３方向Ｄ３に１回折り曲げ、折り曲げたその先端部位を第２方向Ｄ２（平面視で平板状端子部材と重ならない側）に折り曲げることで、形成することができる。
このように端子積層部１００Ｇの第１端子１１０では、第１領域１１１の幅広部１１１ｂから第１方向Ｄ１に幅狭部１１１ｃが延び、幅狭部１１１ｃの第２方向Ｄ２側の両側縁部からそれぞれ第３方向Ｄ３側に向かって第２領域１１２が延長される。そして、絶縁シート１３０に対し、第１領域１１１の幅広部１１１ｂ及び幅狭部１１１ｃよりも第２領域１１２を介した高い位置に、一対の第２領域１１２から第２方向Ｄ２にそれぞれ、平面視で第１領域１１１と重ならないように、第３領域１１３が延びる。
このような端子積層部１００Ｇの第１端子１１０に、例えば、図１１（Ｃ）に示すようなバスバー等の接続部材３００が溶接される。端子積層部１００Ｇの第１端子１１０と溶接される接続部材３００は、第１端子１１０の幅狭部１１１ｃから延長される一対の第２領域１１２がそれぞれ挿入されるような平面サイズの一対の貫通部３７０（切り欠き部）を有する。
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すような端子積層部１００Ｇの第１端子１１０と、図１１（Ｃ）に示すような接続部材３００との溶接時には、まず、第１端子１１０上に、その一対の第２領域１１２がそれぞれ接続部材３００の一対の貫通部３７０に挿入されるように、接続部材３００が載置される。これにより、接続部材３００の一対の貫通部３７０よりも外側の部位が、第１端子１１０の第３領域１１３と、絶縁シート１３０との間に挿入される。その際、接続部材３００の一対の貫通部３７０間の部位は、第１領域１１１の幅狭部１１１ｃの上方に位置する。第２領域１１２は、貫通部３７０において接続部材３００の上下面間を貫通する。接続部材３００の載置後、第１端子１１０の第３領域１１３側からレーザ光が照射され、第３領域１１３及びその下の接続部材３００が溶融される。そして、その溶融部分が凝固され、第３領域１１３と接続部材３００とが互いの溶接部位４にて溶接される。
このレーザ溶接の際、第１端子１１０の第３領域１１３は、絶縁シート１３０上の第１領域１１１から、第２領域１１２を介して、絶縁シート１３０から離間した位置に持ち上げられている。持ち上げられた第３領域１１３と、絶縁シート１３０との間に、接続部材３００が挿入され、第３領域１１３と接続部材３００とが溶接される。第３領域１１３と溶接される接続部材３００と、絶縁シート１３０との間には、空間が存在する。そのため、第３領域１１３側からレーザ光が照射されることで接続部材３００に発生する熱は、当該空間によって断熱され、絶縁シート１３０に直接伝熱されることが抑えられる。これにより、溶接時の熱によって絶縁シート１３０が損傷することが抑えられる。絶縁シート１３０の損傷が抑えられることで、その材料の性質が変化してしまうことが抑えられ、絶縁性能が低下して耐圧が低下してしまうことが抑えられる。
尚、端子積層部１００Ｇの第１端子１１０と溶接する接続部材３００として、図１１（Ｃ）に示すようなものを用いると、一対の貫通部３７０よりも外側の部位が第３領域１１３と絶縁シート１３０との間に挿入される際、その一対の貫通部３７０間の部位が第１領域１１１の幅狭部１１１ｃの上方に位置するようになる。そのため、接続部材３００を絶縁シート１３０に衝突させずに挿入し易くなる。
接続部材３００の挿入時に絶縁シート１３０との衝突の可能性がないか或いは低い場合には、端子積層部１００Ｇの第１端子１１０と溶接する接続部材３００として、一対の貫通部３７０間に挟まれた部位を削除したものを用いることもできる。
［第８の実施の形態］
以上の第１～第７の実施の形態で述べた端子積層部１００Ａ～１００Ｇはそれぞれ一例であって、各種変形が可能である。いくつかの例について、第８の実施の形態として説明する。
図１２及び図１３は第８の実施の形態に係る半導体モジュールの端子積層部の例について説明する図である。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）、並びに図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）にはそれぞれ、半導体モジュールの端子積層部の一例の要部斜視図を模式的に示している。
図１２（Ａ）に示す端子積層部１００Ｈは、上記第１の実施の形態で述べた端子積層部１００Ａ（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）等）の第１端子１１０における第３領域１１３が、平面視で第１領域１１１の幅広部１１１ｂと重なるように、第２領域１１２から第１方向Ｄ１に延長された構成を有する。
このような第１端子１１０を有する端子積層部１００Ｈに対しては、上記第２の実施の形態で述べたような、第１端子１１０の第３領域１１３及び第２領域１１２が貫通するような平面サイズの貫通部３１０（開口部）を有する接続部材３００（図６（Ｃ））が用いられる。溶接時には、第１端子１１０上に、その第３領域１１３及び第２領域１１２が接続部材３００の貫通部３１０に挿通されるように、接続部材３００が載置された後、接続部材３００が、第３領域１１３と第１領域１１１との間に挿入されるように、第１方向Ｄ１にスライドされる。そして、第３領域１１３側からレーザ光が照射され、第３領域１１３と接続部材３００とが溶接部位４にて溶接される。
第３領域１１３側からレーザ光が照射されることで接続部材３００に発生する熱は、接続部材３００が絶縁シート１３０から離間した位置にあって且つ接続部材３００の下に更に第１領域１１１の幅広部１１１ｂが存在するため、絶縁シート１３０に直接伝熱されることが抑えられる。これにより、溶接時の熱によって絶縁シート１３０が損傷することが抑えられ、それによる絶縁性能の低下、耐圧の低下が抑えられる。
尚、この端子積層部１００Ｈと上記端子積層部１００Ａとの関係性の例に従い、上記第２の実施の形態で述べた端子積層部１００Ｂ（図６（Ａ）及び図６（Ｂ））の第１端子１１０における第３領域１１３を、平面視で第１領域１１１と重ならないように、第２領域１１２から第１方向Ｄ１に延長することもできる。同様に、上記第３の実施の形態で述べた端子積層部１００Ｃ（図７（Ａ）及び図７（Ｂ））の第１端子１１０における第３領域１１３を、平面視で第１領域１１１と重ならないように、第２領域１１２から第１方向Ｄ１に延長することもできる。
また、図１２（Ｂ）に示す端子積層部１００Ｉは、第１端子１１０の幅広部１１１ｂの、第１方向Ｄ１に延長される幅狭部１１１ｃを挟んだ両側に、第３方向Ｄ３に延長される一対の第２領域１１２が設けられ、一対の第２領域１１２からそれぞれ、平面視で第１領域１１１と重ならないように、第１方向Ｄ１に第３領域１１３が延長された構成を有する。
この端子積層部１００Ｉでは、第１端子１１０の一対の第３領域１１３と、第１領域１１１の幅狭部１１１ｃとの間に、接続部材３００が挿入され、第３領域１１３側からレーザ光が照射され、第３領域１１３と接続部材３００とが溶接部位４にて溶接される。レーザ光の照射時に接続部材３００に発生する熱は、接続部材３００の下に存在する空間で断熱され、絶縁シート１３０に直接伝熱されることが抑えられる。これにより、溶接時の熱によって絶縁シート１３０が損傷することが抑えられ、それによる絶縁性能の低下、耐圧の低下が抑えられる。
尚、端子積層部１００Ｉにおいて、第１端子１１０における第１領域１１１の幅狭部１１１ｃの延び方向先端を、第３領域１１３の延び方向先端よりも突出させた形状としておくと、接続部材３００を絶縁シート１３０に衝突させずに幅狭部１１１ｃと第３領域１１３との間に挿入し易くなる。
また、端子積層部１００Ｉでは、平面視で第３領域１１３を第１領域１１１と重ならないように配置する例を示したが、第３領域１１３は、平面視で第１領域１１１の幅広部１１１ｂと重なるように、第２領域１１２から第１方向Ｄ１に延長されてもよい。この場合は、第１端子１１０の第３領域１１３及び第２領域１１２が貫通するような平面サイズの貫通部（開口部）を有する接続部材３００が用いられる。溶接時には、接続部材３００が絶縁シート１３０から離間した位置にあって且つ接続部材３００の下に更に第１領域１１１が存在するようになるため、レーザ光の照射時に接続部材３００に発生する熱が、絶縁シート１３０に直接伝熱されることが抑えられる。
また、図１３（Ａ）に示す端子積層部１００Ｊは、第１端子１１０に開口部１１４が設けられ、その開口部１１４の内側の、第１方向Ｄ１側の縁部から、第３方向Ｄ３側に向かって第２領域１１２が延長され、その第２領域１１２から、平面視で第１領域１１１の幅広部１１１ｂと重なるように、第１方向Ｄ１に第３領域１１３が延長された構成を有する。
更にまた、図１３（Ｂ）に示す端子積層部１００Ｋは、第１端子１１０の第２方向Ｄ２側の両側端部に一対の切り欠き部１１５が設けられ、一対の切り欠き部１１５のそれぞれの第１方向Ｄ１側の縁部から、第３方向Ｄ３側に向かって第２領域１１２が延長され、その第２領域１１２から、平面視で第１領域１１１の幅広部１１１ｂと重なるように、第１方向Ｄ１に第３領域１１３が延長された構成を有する。
これらの端子積層部１００Ｊ及び端子積層部１００Ｋでは、第１端子１１０の第３領域１１３と、第１領域１１１の幅広部１１１ｂとの間に、接続部材３００が挿入され、第３領域１１３側からレーザ光が照射され、第３領域１１３と接続部材３００とが溶接部位４にて溶接される。レーザ光の照射時に接続部材３００に発生する熱は、接続部材３００が絶縁シート１３０から離間した位置にあって且つ接続部材３００の下に更に第１領域１１１が存在するため、絶縁シート１３０に直接伝熱されることが抑えられる。これにより、溶接時の熱によって絶縁シート１３０が損傷することが抑えられ、それによる絶縁性能の低下、耐圧の低下が抑えられる。
尚、端子積層部１００Ｊ及び端子積層部１００Ｋにおいて、第１端子１１０における第１領域１１１の幅広部１１１ｂの延び方向先端を、第３領域１１３の延び方向先端よりも突出させた形状としておくと、接続部材３００を絶縁シート１３０に衝突させずに幅広部１１１ｂと第３領域１１３との間に挿入し易くなる。
また、端子積層部１００Ｊ及び端子積層部１００Ｋでは、平面視で第３領域１１３を第１領域１１１の幅広部１１１ｂと重なるように配置する例を示したが、第３領域１１３は、平面視で第１領域１１１と重ならないように、第２領域１１２から第１方向Ｄ１に延長されてもよい。この場合は、第１端子１１０の第３領域１１３及び第２領域１１２が貫通するような平面サイズの貫通部（開口部）を有する接続部材３００が用いられる。溶接時には、接続部材３００の下に空間が存在するようになるため、レーザ光の照射時に接続部材３００に発生する熱は、当該空間で断熱され、絶縁シート１３０に直接伝熱されることが抑えられる。
［第９の実施の形態］
ここでは、上記第１～第８の実施の形態で述べたような端子積層部を有する半導体モジュールと、接続部材及びキャパシタとを備える半導体装置の製造方法の例を、第９の実施の形態として説明する。
図１４は第９の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する図である。
半導体装置（上記図５（Ａ）に示したような半導体装置５等）の製造では、上記第１～第８の実施の形態で述べたような端子積層部１００Ａ～１００Ｋ等を有する半導体モジュール１等が準備される（ステップＳ１）。また、ステップＳ１で準備される半導体モジュール１等と接続される、上記のようなキャパシタ２００が準備される（ステップＳ２）。更にまた、ステップＳ１で準備される半導体モジュール１等と、ステップＳ２で準備されるキャパシタ２００との接続に用いられる、上記のような接続部材３００、即ち、端子積層部１００Ａ～１００Ｋ等の構成に基づいた形状を有する接続部材３００が準備される（ステップＳ３）。尚、ステップＳ１～Ｓ３の順序は問わない。
半導体モジュール１等、キャパシタ２００および接続部材３００の準備後、まず、半導体モジュール１等の第２端子１２０とキャパシタ２００の第４端子２４０とが、溶接部位２でレーザ溶接される（ステップＳ４）。その際は、半導体モジュール１等の第２端子１２０上に、キャパシタ２００の第４端子２４０が載置され、第４端子２４０側から溶接部位２に対してレーザ光が照射される。これにより、半導体モジュール１等の第２端子１２０とキャパシタ２００の第４端子２４０とがレーザ溶接される。
キャパシタ２００の第４端子２４０と半導体モジュール１等の第２端子１２０とのレーザ溶接後、第４端子２４０と第２端子１２０及びそれらの溶接部位２を覆うように、キャパシタ２００の絶縁シート２５０が折り曲げられる（ステップＳ５）。
次いで、半導体モジュール１等の端子積層部１００Ａ～１００Ｋ等における第１端子１１０の、絶縁シート１３０の上方に持ち上げられた第３領域１１３の下に、接続部材３００の一端部が挿入される（ステップＳ６）。それと共に、接続部材３００の他端部が、キャパシタ２００の第３端子２３０上に載置される（ステップＳ７）。尚、ステップＳ６，Ｓ７の順序は問わない。
そして、接続部材３００の一端部上に位置する、半導体モジュール１等の端子積層部１００Ａ～１００Ｋ等における第１端子１１０の第３領域１１３に対し、第３領域１１３側からレーザ光が照射され、第１端子１１０の第３領域１１３と接続部材３００の一端部とが溶接部位４でレーザ溶接される（ステップＳ８）。更に、キャパシタ２００の第３端子２３０上に載置された接続部材３００の他端部に対し、接続部材３００側からレーザ光が照射され、第３端子２３０と接続部材３００の他端部とが溶接部位３でレーザ溶接される（ステップＳ９）。尚、ステップＳ８，Ｓ９の順序は問わない。
例えば、このステップＳ１～Ｓ９のような方法が用いられ、半導体装置が製造される。
半導体装置の製造において、上記のように、接続部材３００の一端部は、半導体モジュール１等の端子積層部１００Ａ～１００Ｋ等における第１端子１１０の、絶縁シート１３０の上方に持ち上げられた第３領域１１３の下に挿入される。挿入された接続部材３００の一端部と、絶縁シート１３０との間には、空間又は第１領域１１０の一部が存在する。そのため、第３領域１１３側からレーザ光が照射されることで接続部材３００に発生する熱は、絶縁シート１３０に直接伝熱されることが抑えられる。これにより、溶接時の熱によって絶縁シート１３０が損傷することが抑えられる。絶縁シート１３０の損傷が抑えられることで、その材料の性質が変化してしまうことが抑えられ、絶縁性能が低下して耐圧が低下してしまうことが抑えられる。高品質且つ高性能の半導体モジュール１等とキャパシタ２００とが接続部材３００を用いて接続された、高品質且つ高性能の半導体装置が実現される。
以上、第１～第９の実施の形態について説明した。第１～第８の実施の形態で述べたような端子積層部１００Ａ～１００Ｋ等において、溶接される第１端子１１０及び接続部材３００には、レーザ光の反射を抑えて吸収ができるように、表面にニッケルめっきを形成したり、表面を粗化したりする処理が施されていてもよい。当該処理は、溶接される第１端子１１０及び接続部材３００のレーザ光の照射領域に対して選択的に施されていてもよく、レーザ光が直接照射される第１端子１１０の第３領域１１３に対して選択的に施されていてもよい。
また、以上の説明では、端子積層部１００Ａ～１００Ｋ等の第１端子１１０における第３領域１１３の絶縁シート１３０側の面１１３ａ（下面）に接続部材３００を溶接する例を示したが、第３領域１１３の絶縁シート１３０とは反対側の面（上面）に接続部材３００を溶接することもできる。但し、この場合は、第３領域１１３の面１１３ａと溶接する場合に比べて、接続部材３００がそれとは反対の極性となる第２端子１２０及び第４端子２４０からより離間された位置となるため、インダクタンスの低減効果が小さくなる可能性があることに留意する。
また、端子積層部１００Ａ～１００Ｋ等の第１端子１１０における第１領域１１１の幅広部１１１ｂ又は幅狭部１１１ｃから延長される第２領域１１２及び第３領域１１３の数、並びに第１領域１１１の幅広部１１１ｂから延長される幅狭部１１１ｃの数は、上記の例に示したようなものには限定されない。より多くの第２領域１１２及び第３領域１１３や幅狭部１１１ｃを設けたり、より少ない第２領域１１２及び第３領域１１３や幅狭部１１１ｃを設けたりすることもできる。
１，１ａ 半導体モジュール
２，３，４，４ａ 溶接部位
５，５ａ 半導体装置
１０ 冷却体
２０，２１０ ケース
２１ 外周壁
２２ 端子
３０ 絶縁回路基板
３１ 絶縁基板
３２，３３ 導体層
４０，４０ｘ，４０ｙ 半導体チップ
５０ ワイヤ
６０ 熱伝導材
７０ 接合材
８０ 導電部材
９０ 導電ブロック
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ，１００Ｉ，１００Ｊ，１００Ｋ 端子積層部
１１０ 第１端子
１１１ 第１領域
１１１ａ，１１３ａ 面
１１１ｂ 幅広部
１１１ｃ 幅狭部
１１２ 第２領域
１１３ 第３領域
１１４ 開口部
１１５，３３１，３６１ 切り欠き部
１２０ 第２端子
１３０，２５０ 絶縁シート
１３１ 第１面
１３２ 第２面
１３３ テラス部
１４０ 出力端子
１５０ 封止樹脂
２００ キャパシタ
２３０ 第３端子
２４０ 第４端子
３００ 接続部材
３１０，３４０，３５０，３７０ 貫通部
３２０ 端部
３３０，３６０ 突出部
４００ レーザ光
４１０ 損傷
４２０ 空間
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｄ３ 第３方向
Ｗ１ 第１幅
Ｗ２ 第２幅
Ｗ３ 第３幅

Claims (17)

  1. 第１方向に延びる絶縁シートと、
    前記絶縁シートの第１面に配置され且つ平面視で前記第１方向と直交する第２方向に第１幅を有する第１領域と、前記第１領域から延長され且つ平面視で前記第２方向に前記第１幅よりも狭い第２幅を有する第２領域と、前記第１面から離間しつつ前記第１領域及び前記第２領域と電気的に接続された第３領域と、を有する第１端子と、
    を備えた半導体モジュール。
  2. 前記第１面と垂直で且つ前記第１面から離間する第３方向において、前記第１領域の前記絶縁シートとは反対側の面は、前記第３領域の前記絶縁シート側の面よりも前記絶縁シートに近い位置にある、請求項１に記載の半導体モジュール。
  3. 前記第３領域は、平面視で前記第１領域と重なるように配置される、請求項１又は２に記載の半導体モジュール。
  4. 前記第３領域は、平面視で前記第１領域の外側に配置される、請求項１又は２に記載の半導体モジュール。
  5. 前記第１領域は、前記第２方向に前記第１幅を有する幅広部と、前記幅広部から前記第１方向に延長され且つ前記第２方向に前記第１幅よりも狭い第３幅を有する幅狭部と、を有し、
    前記第２領域は、前記幅広部の前記第１方向側の縁部から延長され、
    前記第３領域は、前記第２領域から前記第１方向に延長される、請求項１乃至４の内いずれか一項に記載の半導体モジュール。
  6. 前記第１領域は、前記第２方向に前記第１幅を有する幅広部と、前記幅広部から前記第１方向に延長され且つ前記第２方向に前記第１幅よりも狭い第３幅を有する幅狭部と、を有し、
    前記第２領域は、前記幅狭部の前記第２方向側の縁部から延長され、
    前記第３領域は、前記第２領域から前記第２方向に延長される、請求項１乃至４の内いずれか一項に記載の半導体モジュール。
  7. 前記幅狭部は、前記幅広部の前記第２方向の端部に配置される、請求項５又は６に記載の半導体モジュール。
  8. 前記幅狭部は、前記幅広部の前記第２方向の端部よりも内側に配置される、請求項５又は６に記載の半導体モジュール。
  9. 前記絶縁シートの前記第１面とは反対側の第２面に配置された第２端子を備える、請求項１乃至８の内いずれか一項に記載の半導体モジュール。
  10. 請求項１乃至９の内いずれか一項に記載の前記半導体モジュールと、
    前記第３領域と溶接された接続部材と、
    を備える半導体装置。
  11. 前記接続部材は、前記第３領域の前記絶縁シート側の面と溶接される、請求項１０に記載の半導体装置。
  12. 前記接続部材は、前記第３領域の前記絶縁シート側の面と溶接される溶接部と、前記第２領域が貫通する貫通部と、を有する、請求項１１に記載の半導体装置。
  13. 前記接続部材と接続された第３端子を有するキャパシタを備える、請求項１０乃至１２の内いずれか一項に記載の半導体装置。
  14. 第１方向に延びる絶縁シートと、
    前記絶縁シートの第１面に配置され且つ平面視で前記第１方向と直交する第２方向に第１幅を有する第１領域と、前記第１領域から延長され且つ平面視で前記第２方向に前記第１幅よりも狭い第２幅を有する第２領域と、前記第１面から離間しつつ前記第１領域及び前記第２領域と電気的に接続された第３領域と、を有する第１端子と、
    を備えた半導体モジュールを準備する準備工程と、
    接続部材を準備する準備工程と、
    前記半導体モジュールの前記第３領域と前記接続部材とを溶接する溶接工程と、
    を備える半導体装置の製造方法。
  15. 前記溶接工程は、
    前記接続部材を前記第３領域の前記絶縁シート側に配置する工程と、
    前記第３領域の前記絶縁シートとは反対側からレーザを照射し、前記第３領域の前記絶縁シート側の面と前記接続部材とを溶接する工程と、
    を含む、請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
  16. 前記接続部材は、前記第３領域の前記絶縁シート側の面と溶接される溶接部と、前記第２領域が貫通する貫通部と、を有する、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
  17. 前記接続部材は、キャパシタの第３端子と接続される、請求項１４乃至１６の内いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
JP2021180714A 2021-11-05 2021-11-05 半導体モジュール、半導体装置及び半導体装置の製造方法 Pending JP2023069098A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021180714A JP2023069098A (ja) 2021-11-05 2021-11-05 半導体モジュール、半導体装置及び半導体装置の製造方法
CN202211189281.0A CN116093052A (zh) 2021-11-05 2022-09-28 半导体模块、半导体装置以及半导体装置的制造方法
US17/956,787 US20230142607A1 (en) 2021-11-05 2022-09-29 Semiconductor module, semiconductor device, and semiconductor device manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021180714A JP2023069098A (ja) 2021-11-05 2021-11-05 半導体モジュール、半導体装置及び半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023069098A true JP2023069098A (ja) 2023-05-18

Family

ID=86210893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021180714A Pending JP2023069098A (ja) 2021-11-05 2021-11-05 半導体モジュール、半導体装置及び半導体装置の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230142607A1 (ja)
JP (1) JP2023069098A (ja)
CN (1) CN116093052A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
US20230142607A1 (en) 2023-05-11
CN116093052A (zh) 2023-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8610263B2 (en) Semiconductor device module
JP5659938B2 (ja) 半導体ユニットおよびそれを用いた半導体装置
JP6786416B2 (ja) 半導体装置
CN106252312B (zh) 具有堆叠端子的半导体器件
US11908778B2 (en) Semiconductor module
JPWO2018181727A1 (ja) 半導体装置およびその製造方法、ならびに電力変換装置
JP7319295B2 (ja) 半導体装置
JP6691984B2 (ja) パワーモジュール
WO2024004383A1 (ja) 半導体モジュール、半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2006190728A (ja) 電力用半導体装置
JP2023069098A (ja) 半導体モジュール、半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2022103052A (ja) 半導体モジュール、半導体装置および半導体装置の製造方法
US11410959B2 (en) Semiconductor module
JP2014096412A (ja) 半導体モジュール
JP2002280503A (ja) 半導体装置
US20240071876A1 (en) Semiconductor module, power converter, and power converter manufacturing method
JP2019129228A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2024018064A (ja) 半導体装置
US20230187376A1 (en) Semiconductor module
JP7118204B1 (ja) 半導体装置
JP2023088055A (ja) 半導体装置
JP6741135B1 (ja) 半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法
US20230335460A1 (en) Semiconductor module
US20230112316A1 (en) Power semiconductor module having a dc voltage connecting device
WO2023100980A1 (ja) 半導体モジュール、電力変換装置および電力変換装置の製造方法