JP2024072092A - 半導体モジュール及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配線板の導体パターンと端子とを接合材で接合する際に接合材と端子との接合面積を十分に確保でき、かつ接合材の濡れ広がりを抑制することができるようにする。【解決手段】半導体モジュール（２）は、配線板（５）と、接合材（Ｓ４）により配線板の導体パターン（５０４）と接合される端子（８Ｃ）とを備え、端子は、下面が導体パターンと向かい合う第１の部位（８００）と、導体パターンから遠ざかる方向に延伸する第２の部位（８５０）と、前記第１の部位と前記第２の部位とを接続する接続部位（８９０）と、を含み、端子の第１の部位は、下面（８１２）から上面（８１１）まで貫通する溝（８０２）又は貫通穴（８３０）によって分岐されることで、各々が前記接続部位側の端部（８１０）から反対側の端部（８０１）に向かって延伸する複数の歯部（８２０、８２１）を有し、接合材の一部が、第１の部位の隣接する歯部の間に進入している。【選択図】図５

Description

本発明は、インバータ装置等に用いられる半導体モジュール及び半導体装置に関する。

インバータ装置等の電力変換装置には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＦＷＤ（Free Wheeling Diode）等の半導体素子を搭載した回路板を有する半導体装置を備えるものがある。回路板は、絶縁基板の表面に導体パターンが設けられた配線板と、配線板上に配置される半導体素子等の回路部品とを含む。

この種の半導体装置には、はんだ等の接合材により、配線板の導体パターン上に側面視でＬ字形の端子が接合されているものがある。それらの半導体装置においては、配線板の導体パターンの端部まで接合材が濡れ広がることにより、接合工程の冷却時に、配線板の導体パターン及び接合材と、配線板の絶縁基板との線膨張係数の差に起因する応力が接合材と絶縁基板との界面に集中することにより絶縁基板にクラックが発生する。

上述したクラックの発生を抑制する方法の１つとして、例えば、特許文献１には、接合部と立ち上がり部とを有し、接合部が絶縁回路基板に接合されている電極端子を、接合部の幅が立ち上がり部の幅よりも大きい形状にした半導体装置が記載されている。

また、例えば、特許文献２には、導体パターンに対して硬ろう材を介して接合した電極端子が、導体パターンにおける単位面積当たりの熱容量よりも大きい単位面積当たりの熱容量を有するようにした半導体装置が記載されている。

また、例えば、特許文献３には、ケースに固定される固定部と、ケース内において配線基板にはんだにより接合された平面部とを有する電極端子が、平面部の上面に凹部が設けられ、平面部の下面から凹部の底面に達する貫通孔が設けられており、はんだが貫通孔内と凹部と底面上にも延在するようにした半導体装置が記載されている。

また、例えば、特許文献４には、先端部が複数の並行した突片として叉状にされており、突片とはんだ付けされる基盤回路面との間に間隔を生じさせる段差が形成されたはんだ付け端子が記載されている。

また、例えば、特許文献５には、外装樹脂ケースにインサート成形した端子フレームの終端からケース内方に引き出したインナリード脚片を回路ブロックの基板上にはんだ付けした半導体装置が記載されている。

また、例えば、特許文献６には、一端が信号パッドにはんだ層を介して接合された信号端子に、他端側からはんだ層に隣接する凹部が設けられており、凹部の底面に信号端子の長手方向に沿って溝が形成されている半導体装置が記載されている。

特開２０１５－２０１５０５号公報 国際公開第２０１７／２０８９４１号 特開２０１５－９０９６５号公報 特開昭６０－２３６４６７号公報 特開平１０－１７３１２６号公報 特開２０２０－１１３５８２号公報

上述した技術では、接合材により導体パターンと端子とを接合する工程における冷却時等に配線板の絶縁基板に生じるクラックを抑制することができる。しかしながら、はんだ等の接合材と端子との接合面積を十分に確保され、かつ溶融した接合材の濡れ広がりを抑制するように接合することが難しい。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、配線板の導体パターンと端子とを接合材で接合する際に接合材と端子との接合面積を十分に確保でき、かつ接合材の濡れ広がりを抑制することを目的の１つとする。

本発明の一態様の半導体モジュールは、絶縁基板上に導体パターンが配置された配線板と、接合材により前記導体パターンと接合される端子とを備え、前記端子は、下面が前記導体パターンと向かい合う第１の部位と、前記導体パターンから遠ざかる方向に延伸する第２の部位と、前記第１の部位と前記第２の部位とを接続する接続部位と、を含み、前記端子の前記第１の部位は、前記下面から前記下面とは反対側の上面まで貫通する溝又は貫通穴によって分岐されることで、各々が前記接続部位の端部から反対側の端部に向かって延伸する複数の歯部を有し、前記接合材の一部が、前記第１の部位の隣接する歯部の間に進入している。

本発明によれば、配線板の導体パターンと端子とを接合材で接合する際に接合材と端子との接合面積を十分に確保でき、かつ接合材の濡れ広がりを抑制することができる。

一実施の形態に係る半導体装置の構成例を示す上面図である。 図１の半導体装置のＡ－Ａ’線断面図である。 一実施の形態に係る半導体モジュールを適用することができるインバータ装置の構成例を説明する等価回路図である。 図１の領域Ｒを拡大して示す部分上面図である。 図４のＢ－Ｂ’線断面図である。 本実施の形態に係る端子の部位の定義を説明する部分側面図である。 端子における第１の部位の形状の第１の変形例を説明する部分上面図である。 端子における第１の部位の形状の第２の変形例を説明する部分上面図である。 端子における第１の部位の形状の第３の変形例を説明する部分上面図である。 端子における第１の部位の形状の第４の変形例を説明する部分上面図である。 端子における第１の部位の形状の第５の変形例を説明する部分上面図である。 図１１のＣ－Ｃ’線断面図である。 図１１及び図１２に例示した端子の形成方法の例を説明する部分上面図である。 端子における第１の部位の形状の第６の変形例を説明する部分断面図である。 端子における第１の部位の形状の第７の変形例を説明する部分断面図である。 端子を接合する接合材の濡れ広がりを抑制する別の例を説明する部分上面図である。 図１６のＤ－Ｄ’線断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、参照する各図におけるＸ、Ｙ、Ｚの各軸は、例示する半導体装置等における平面や方向を定義する目的で示されており、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸は互いに直交し、右手系を成している。以下の説明では、Ｘ方向を左右方向、Ｙ方向を前後方向、Ｚ方向を上下方向と呼ぶことがある。また、Ｘ軸及びＹ軸を含む面をＸＹ面と呼び、Ｙ軸及びＺ軸を含む面をＹＺ面と呼び、Ｚ軸及びＸ軸を含む面をＺＸ面と呼ぶことがある。これらの方向（前後左右上下方向）や面は、説明の便宜上用いる文言であり、半導体装置の取付姿勢によっては、ＸＹＺ方向のそれぞれとの対応関係が変わることがある。例えば、半導体装置の放熱面側（冷却器側）を下面側とし、その反対側を上面側と呼ぶことにする。また、本明細書において、平面視は、半導体装置等の上面又は下面（ＸＹ面）をＺ方向からみた場合を意味する。また、各図における縦横比や各部材同士の大小関係は、あくまで模式的に表されており、実際に製造される半導体装置等における関係とは必ずしも一致しない。説明の便宜上、各部材同士の大小関係を誇張して表現している場合も想定される。

また、以下の説明で例示する半導体装置は、例えば、産業用又は車載用モータのインバータ装置等の電力変換装置に適用されるものである。このため、以下の説明では、既知の半導体装置と同一の、又は類似した構成、機能、及び動作等についての詳細な説明を省略する。

図１は、一実施の形態に係る半導体装置の構成例を示す上面図である。図２は、図１の半導体装置のＡ－Ａ’線断面図である。図１では、ケース内に充填される封止材を省略している。また、図２では、ケース内に充填される封止材の断面を示すハッチングを省略している。

図１及び図２に例示したように、本実施の形態に係る半導体装置１は、冷却器３の上面に半導体モジュール２を配置して構成される。なお、半導体モジュール２に対して、冷却器３は任意の構成である。

冷却器３は、半導体モジュール２の熱を外部に放出するものであり、全体として直方体形状を有している。特に図示はしないが、冷却器３は、平板状の基部の下面側に複数のフィンを設け、これらのフィンをウォータジャケットに収容して構成される。なお、冷却器３の形状及び構成は、これに限らず適宜変更が可能である。

半導体モジュール２は、ベース４、配線板５、半導体素子６Ａ～６Ｄ、ケース７、端子８Ａ～８Ｅ、接合材Ｓ１～Ｓ３、ボンディングワイヤ９Ａ～９Ｄ、並びに封止材１０を含む。図１には、説明を簡単にするために、単一の半導体モジュール２のみを例示している。本実施の形態に係る半導体装置１は、図１に例示した半導体モジュール２を複数有するものであってもよい。例えば、半導体装置１が三相インバータ回路を構成するものである場合、半導体装置１は、図３を参照して後述するように、各々が図１に例示した半導体モジュール２であるＵ相、Ｖ相、Ｗ相のインバータ回路を有する。

ベース４は、半導体素子６Ａ～６Ｄ等が実装された配線板５を載置する基板であり、例えば、銅板やアルミニウム板等の金属板である。配線板５は、絶縁基板５０１と、絶縁基板５０１の上面に設けられた導体パターン５０２～５０６と、絶縁基板５０１の下面に設けられた導体パターン５０７とを含む。配線板５は、例えば、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板やＡＭＢ（Active Metal Brazing）基板であり得る。配線板５は、積層基板と呼ばれてもよい。配線板５は、絶縁基板５０１の下面に設けられた導体パターン５０７をベース４と向かい合わせにし、はんだ等の接合材Ｓ１により導体パターン５０７をベース４と接合してベース４上に載置される。金属板からなるベース４は、半導体素子６Ａ～６Ｄで発生し配線板５を介して伝達された熱を、冷却器３に伝導させる。この種のベース４は、放熱板、放熱層と呼ばれてもよい。放熱板であるベース４は、例えば、サーマルグリスやサーマルコンパウンドなどの熱伝導材を介して冷却器３の上面に配置されてもよい。また、半導体装置１は、ベース４を省略し、配線板５の導体パターン５０７を冷却器３に接続する構成としてもよい。

絶縁基板５０１は、特定の基板に限定されない。絶縁基板５０１は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）等のセラミックス材料によって形成されたセラミックス基板であってよい。絶縁基板５０１は、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁樹脂を成形した基板、ガラス繊維等の基材に絶縁樹脂を含侵させた基板、平板状の金属コアの表面を絶縁樹脂でコーティングした基板等であってもよい。

絶縁基板５０１の上面に設けられた導体パターン５０２～５０６は、配線部材として用いられる導電部材であり、例えば、銅やアルミニウム等の金属板によって形成される。絶縁基板５０１の上面に設けられた導体パターン５０２～５０６は、導体層、導体板、又は配線パターンと呼ばれてもよい。以下の説明では、導体パターン５０２～５０６を区別する場合には、それぞれを、第１の導体パターン５０２、第２の導体パターン５０３、第３の導体パターン５０４、第４の導体パターン５０５、第５の導体パターン５０６と記載する。

第１の導体パターン５０２は、半導体素子６Ａの下面の電極（図示せず）と接合材Ｓ２により接合され、半導体素子６Ｂの下面の電極（図示せず）と接合材Ｓ３により接合されている。接合材Ｓ２及びＳ３は、はんだ等の周知の接合材である。半導体素子６Ａは、例えば、スイッチング素子であり、半導体素子６Ｂは、例えば、ダイオード素子である。半導体素子６Ａの上面には、図示しない主電極及び制御電極が設けられている。半導体素子６Ａの上面の主電極は、ボンディングワイヤ９Ａにより、第２の導体パターン５０３、及び半導体素子６Ｂの上面の電極（図示せず）と電気的に接続される。図１には４本のボンディングワイヤ９Ａが示されているが、ボンディングワイヤ９Ａの数はこれに限定されない。半導体素子６Ａの上面の制御電極は、ゲート電極であり、ボンディングワイヤ９Ｂにより、第３の導体パターン５０４と電気的に接続される。

第１の導体パターン５０２上の半導体素子６Ａ及び６Ｂは、図３を参照して後述するインバータ装置１１の電気回路（インバータ回路）における上アーム１１０３を構成する。第１の導体パターン５０２における半導体素子６Ａ及び６Ｂが実装された領域の外側にはパッド部Ｐ１が設けられており、パッド部Ｐ１には、端子８Ａがはんだ等の接合材により接続されている。端子８Ａは、第１の導体パターン５０２を介して、上アーム１１０３のコレクタ電極を外部の電源正電位点（Ｐ端子）に接続する導電部品であり、主端子と呼ばれてもよい。また、半導体素子６Ａの上面の制御電極（ゲート電極）と電気的に接続される第３の導体パターン５０４は、ボンディングワイヤ９Ｂの一端が接続された領域とは異なる領域にパッド部Ｐ３が設けられており、パッド部Ｐ３には、端子８Ｃがはんだ等の接合材により接続されている。端子８Ｃは、上アーム１１０３のゲート電極を外部のゲート信号入力端に接続する導電部品であり、補助端子と呼ばれてもよい。端子８Ｃは、例えば、図３を参照して後述するインバータ装置１１の制御部１１０２に接続される。

第２の導体パターン５０３は、半導体素子６Ｃの下面の電極と接合材により接合され、半導体素子６Ｄの下面の電極と接合材により接合されている。半導体素子６Ｃは、例えば、スイッチング素子であり、半導体素子６Ｄは、例えば、ダイオード素子である。半導体素子６Ｃの上面には、図示しない主電極及び制御電極が設けられている。半導体素子６Ｃの上面の主電極は、ボンディングワイヤ９Ｃにより、第４の導体パターン５０５、及び半導体素子６Ｄの上面の電極（図示せず）と電気的に接続される。図２には４本のボンディングワイヤ９Ｃが示されているが、ボンディングワイヤ９Ｃの数はこれに限定されない。半導体素子６Ｃの上面の制御電極は、ゲート電極であり、ボンディングワイヤ９Ｄにより、第５の導体パターン５０６と電気的に接続される。

第２の導体パターン５０３上の半導体素子６Ｃ及び６Ｄは、図３を参照して後述するインバータ装置１１の電気回路（インバータ回路）における下アーム１１０４を構成する。第２の導体パターン５０３における半導体素子６Ｃ及び６Ｄが実装された領域の外側にはパッド部Ｐ２が設けられており、パッド部Ｐ２には、端子８Ｂがはんだ等の接合材により接続されている。端子８Ｂは、第２の導体パターン５０３を介して下アーム１１０４のコレクタ電極を、及び第１の導体パターン５０２を介して上アーム１１０３のエミッタ電極を、図３を参照して後述するインバータ装置１１の出力端（ＯＵＴ端子）に接続する導電部品であり、主端子と呼ばれてもよい。また、半導体素子６Ｃの上面の制御電極（ゲート電極）と電気的に接続される第５の導体パターン５０６は、ボンディングワイヤ９Ｄの一端が接続された領域とは異なる領域にパッド部Ｐ５が設けられており、パッド部Ｐ５には、端子８Ｅがはんだ等の接合材により接続されている。端子８Ｅは、下アーム１１０４のゲート電極を外部のゲート信号入力端に接続する導電部品であり、補助端子と呼ばれてもよい。端子８Ｅは、例えば、図３を参照して後述するインバータ装置１１の制御部１１０２に接続される。

第４の導体パターン５０５は、上述のように、ボンディングワイヤ９Ｃにより、下アーム１１０４を構成する半導体素子６Ｃの上面の主電極及び半導体素子６Ｄの上面の電極と接続される。第４の導体パターン５０５は、ボンディングワイヤ９Ｃの一端が接続された領域とは異なる領域にパッド部Ｐ４が設けられており、パッド部Ｐ４には、端子８Ｄがはんだ等の接合材により接続されている。端子８Ｄは、第４の導体パターン５０５を介して、下アーム１１０４のエミッタ電極を外部の電源正電位点（Ｎ端子）に接続する導電部品であり、主端子と呼ばれてもよい。

絶縁基板５０１の下面に設けられた導体パターン５０７は、配線板５に搭載された半導体素子６Ａ～６Ｄで発生した熱をベース４に伝導させる放熱部材として用いられる導電部材である。このような導体パターン５０７は、例えば、銅やアルミニウム等の金属板によって形成される。絶縁基板５０１の下面に設けられた、放熱部材として機能する導体パターン５０７は、放熱層、放熱板、又は放熱パターンと呼ばれてもよい。

半導体素子６Ａ～６Ｄを実装した配線板５を載置したベース４は、配線板５を載置した面を上向きにしてケース７の下面に取り付けられる。ケース７は、上面及び下面が開口した四角管形状の絶縁部材であり、ベース４に載置された配線板５、及び配線板５上の半導体素子６Ａ～６Ｄ等は、ケース７の絶縁部材における中空部に収容される。ケース７は、配線板５の導体パターンに設けられた上述のパッド部Ｐ１～Ｐ５のそれぞれと、又は各パッド部Ｐ１～Ｐ５に接続された端子８Ａ～８Ｅのそれぞれと、電気的に接続される外部端子が絶縁部材と一体的に形成されていてもよい。

上述したスイッチング素子である半導体素子６Ａ、６Ｃは、例えば、ＳｉＣ（Silicon carbide）、ＩＧＢＴ、パワーＭＯＳＦＥＴ、ＢＪＴ（Bipolar Junction Transistor）等で構成されてよい。また、上述したダイオード素子である半導体素子６Ｂ、６Ｄは、例えば、ＦＷＤ（Free Wheeling Diode）、ＳＢＤ（Schottky Barrier Diode）、ＪＢＳ（Junction Barrier Schottky）ダイオード、ＭＰＳ（Merged PN Schottky）ダイオード、ＰＮダイオード等で構成されてよく、その形成基板はＳｉ（Silicon）でもよく、ＳｉＣでもよい。

上アーム１１０３のスイッチング素子とダイオード素子は上述した別個の半導体素子６Ａと６Ｂの組み合わせに限定されず、同様に、下アーム１１０４のスイッチング素子とダイオード素子は上述した別個の半導体素子６Ｃと６Ｄの組み合わせに限定されない。上アーム１１０３のスイッチング素子とダイオード素子、及び下アーム１１０４のスイッチング素子とダイオード素子は、それぞれ、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子とＦＷＤ（Free Wheeling Diode）素子の機能を一体化したＲＣ（Reverse Conducting）－ＩＧＢＴ素子で構成されてもよい。また、ＳｉＣ－ＭＯＳ（Silicon Carbide-MOS）素子とＳｉＣ－ＦＷＤ（SiC-Free Wheeling Diode）素子の機能を一体化したＲＣ（Reverse Conducting）－ＳｉＣ－ＭＯＳ素子で構成されてもよい。更に、半導体素子として逆バイアスに対して十分な耐圧を有するＲＢ（Reverse Blocking）－ＩＧＢＴ等を用いてもよい。半導体素子の形状、配置数、配置箇所等は適宜変更が可能である。配線板５の上面側に設けられる配線部材としての導体パターンのレイアウトは、搭載される半導体素子の種類、形状、配置する数、配置箇所等に応じて変更される。

スイッチング素子がＩＧＢＴ素子の場合、上述のように、半導体素子６Ａ、６Ｃの下面側の主電極はコレクタ電極と呼ばれ、上面側の主電極はエミッタ電極と呼ばれる。スイッチング素子がＭＯＳＦＥＴ素子の場合、半導体素子６Ａ、６Ｃの下面側の主電極はドレイン電極と呼ばれてもよく、上面側の主電極はソース電極と呼ばれてもよい。また、半導体素子６Ａ、６Ｃの上面に設けられる制御電極は、ゲート電極と、補助電極とを含んでもよい。例えば、補助電極は、上面側の主電極と電気的に接続され、ゲート電位に対する基準電位となる補助エミッタ電極あるいは補助ソース電極であってよい。また、補助電極は、半導体モジュール２を有するインバータ装置１１等に含まれることがある温度センス部と電気的に接続され、半導体素子６Ａ、６Ｃの温度を測定する温度センス電極であってよい。半導体素子６Ａ、６Ｃの上面に形成されたこれらの電極（主電極、並びにゲート電極及び補助電極を含む制御電極）は、総じて上面電極と呼ばれてもよい。

上述した端子８Ａ～８Ｅは、それぞれ、銅板等の金属板をＬ字型に折り曲げて形成したものであり、リード、リードフレーム、金属配線板と呼ばれてもよい。端子８Ａ～８Ｅは、上述したように、導体パターンのパッド部Ｐ１～Ｐ５にはんだ等の接合材によりそれぞれ接続される。

ケース７の中空部に収容された半導体素子６Ａ～６Ｄ、端子８Ａ～８Ｅ、ボンディングワイヤ９Ａ～９Ｄ等は、封止材１０により封止される。封止材１０は、単一の絶縁材料であってもよいし、組成（特性）が異なる複数種類の絶縁材料の組み合わせであってもよい。例えば、封止材１０は、半導体素子６Ａ～６Ｄ、端子８Ａ～８Ｅ等の表面をコーティングするポリアミド等からなるコーティング層と、ケース７の中空部に充填されるエポキシ樹脂やシリコーンゲル等の充填材との組み合わせであってもよい。また、ケース７の上面には、図２には示していない、ケース７の開口端を覆う蓋部材や第２の冷却器が設けられてもよい。

図３は、一実施の形態に係る半導体モジュールを適用することができるインバータ装置の構成例を説明する等価回路図である。

図３には、電圧形の三相インバータ装置１１における回路構成の一例を示している。三相インバータ装置１１は、変換回路として動作する３つの半導体モジュール２（Ｕ）、２（Ｖ）、及び２（Ｗ）と、平滑コンデンサ１１０１と、制御部１１０２とを含む。半導体モジュール２（Ｕ）は、直流を交流に変換し、Ｕ相の交流として出力する。半導体モジュール２（Ｖ）は、直流を交流に変換し、Ｖ相の交流として出力する。半導体モジュール２（Ｗ）は、直流を交流に変換し、Ｗ相の交流として出力する。本明細書では三相交流における３つの相をＵ相、Ｖ相、Ｗ相と呼ぶが、他の呼び方であってもよい。

三相インバータ装置１１は、３つの半導体モジュール２（Ｕ）、２（Ｖ）、及び２（Ｗ）と、平滑コンデンサ１１０１とが並列に接続されている。図３に等価回路で例示した、３つの半導体モジュール２（Ｕ）、２（Ｖ）、及び２（Ｗ）の各々の回路構成は、図１及び図２を参照して上述した１つの半導体モジュール２の回路構成と対応する。図３に例示した三相インバータ装置１１では、３つの半導体モジュール２（Ｕ）、２（Ｖ）、及び２（Ｗ）が、例えば、図１におけるＹ方向に沿って配置されている。

三相インバータ装置１１は、直流電源１２の正極を接続する第１の入力端ＩＮ（Ｐ）と、直流電源１２の負極を接続する第２の入力端ＩＮ（Ｎ）と、三相交流を出力する出力端ＯＵＴ（Ｕ）、ＯＵＴ（Ｖ）、ＯＵＴ（Ｗ）とを有する。

半導体モジュール２（Ｕ）、２（Ｖ）、及び２（Ｗ）の各々は、上アーム１１０３の半導体素子６Ａのコレクタ電極が、端子８Ａを介して第１の入力端ＩＮ（Ｐ）に接続される。また、半導体モジュール２（Ｕ）、２（Ｖ）、及び２（Ｗ）の各々は、下アーム１１０４の半導体素子６Ｃのエミッタ電極が、端子８Ｄを介して第２の入力端ＩＮ（Ｎ）に接続される。

半導体モジュール２（Ｕ）における上アーム１１０３の半導体素子６Ａのエミッタ電極と下アーム１１０４の半導体素子６Ｃのコレクタ電極は、端子８Ｂを介して、三相交流におけるＵ相の交流を出力する出力端ＯＵＴ（Ｕ）に接続される。半導体モジュール２（Ｖ）における上アーム１１０３の半導体素子６Ａのエミッタ電極と下アーム１１０４の半導体素子６Ｃのコレクタ電極は、端子８Ｂを介して、三相交流におけるＶ相の交流を出力する出力端ＯＵＴ（Ｖ）に接続される。半導体モジュール２（Ｗ）における上アーム１１０３の半導体素子６Ａのエミッタ電極と下アーム１１０４の半導体素子６Ｃのコレクタ電極は、端子８Ｂを介して、三相交流におけるＷ相の交流を出力する出力端ＯＵＴ（Ｗ）に接続される。各半導体モジュール２（Ｕ）、２（Ｖ）、及び２（Ｗ）が出力する交流は、制御部１１０２から端子８Ｃを介して上アーム１１０３の半導体素子６Ａのゲートに印加する制御信号、及び端子８Ｅを介して下アーム１１０４の半導体素子６Ｃのゲートに印加する制御信号により、位相が互いに１２０度ずつずれるように制御される。インバータ装置１１の出力端ＯＵＴ（Ｕ）、ＯＵＴ（Ｖ）、ＯＵＴ（Ｗ）には、交流で動作する負荷（例えば、交流モータ）１３が接続される。

なお、本実施の形態の半導体モジュール２を含むインバータ装置１１の回路構成は、図３に例示した回路構成に限定されない。また、本実施の形態の半導体モジュール２を含むインバータ装置１１の動作も特定の動作に限定されない。

更に、図３を参照して上述したインバータ装置１１は、本実施の形態に係る半導体モジュール２が適用される半導体装置の例示に過ぎない。

図４は、図１の領域Ｒを拡大して示す部分上面図である。図５は、図４のＢ－Ｂ’線断面図である。図６は、本実施の形態に係る端子の部位の定義を説明する部分側面図である。なお、図５には、配線板５の一部分と、配線板上の端子８Ｃと、接合材Ｓ４のみを示している。また、図６には、図４に例示した端子８ＣをＹ方向負側から見た側面図を示している。

図４及び図５に例示したように、本実施の形態の半導体モジュール２における第３の導体パターン５０４のパッド部Ｐ３には、端子８Ｃがはんだ等の接合材Ｓ４により接続される。端子８Ｃは、上述したインバータ装置１１における上アーム１１０３のゲート電極であり得る、半導体素子６Ａの上面の制御電極を、外部のゲート信号入力端（例えば、制御部１１０２）に接続する導電部品である。

本実施の形態に係る端子８Ｃは、図６に例示したように、銅板等の金属板をＬ字形に折り曲げたものである。以下の説明では、端子８Ｃのうちの、図６における点線の四角で囲まれた折り曲げ部位８９０から第１の方向（Ｘ方向正側）に延伸している部位を第１の部位８００とし、折り曲げ部位８９０から第２の方向（Ｚ方向正側）に延伸している部位を第２の部位８５０とする。端子８Ｃの折り曲げ部位８９０は、第１の部位８００と第２の部位８５０とが接続する接続部位８９０と言い換えることができる。図４に示した端子８ｃにおける接続部位８９０は、第２の部位８５０の下方に、第２の部位８５０と重なって存在する。図４及びその他の図面における符号「８５０（８９０）」は、第２の部位８５０と、第２の部位８５０の下方の第２の部位８５０と重なっている接続部位８９０とを示す。

端子８Ｃは、第１の部位８００の延伸方向が導体パターン５０４の上面に沿った方向になり、第２の部位８５０の延伸方向が導体パターン５０４の上面から離間する上方向になる向きで、導体パターン５０４の上面に接続される。

端子８Ｃの第１の部位８００は、下面８１２から上面８１１まで貫通する溝８０２によって分岐された第１の歯部８２０と第２の歯部８２１とを有する二股形状になっている。第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１は、第１の部位８００における、溝８０２の延伸方向（－Ｘ方向）での溝８０２の最奥部８０５と対応する位置（接続部位８９０側の端部）８１０から反対側の端部８０１に向かって延伸する。第１の部位８００における接続部位８９０側の端部８１０は、接続部位８９０からの延伸方向での端部のうちの、接続部位８９０に近いほうの端部であり、接続部位８９０と第１の部位８００との境界であってもよい。第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１は、接続部位８９０側の端部８１０に沿ったＹ方向（言い換えると、第１の部位８００の上面８１１と第２の部位８５０の第１の面８５１との境界に沿った方向）と直交する方向に延伸している。

第１の部位８００における第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１の幅Ｗ１と、第１の歯部８２０と第２の歯部８２１との間隙Ｇとの関係は、特定の値の組み合わせに限定されない。また、端部８０１からの溝８０２の深さＤ１と、第１の部位８００の延伸方向（Ｘ方向）の寸法Ｌ１（言い換えると、第２の部位８５０における第１の部位８００の上面８１１と接続する面８５１から端部８０１までの距離）との関係は、特定の値の組み合わせに限定されない。溝８０２の深さＤ１と、第１の部位８００の延伸方向（Ｘ方向）の寸法Ｌ１との関係は、Ｌ１＞Ｄ１であってもよいし、Ｌ１＝Ｄ１であってもよい。また、溝８０２の深さＤ１と、第１の部位８００の延伸方向（Ｘ方向）の寸法Ｌ１との関係は、例えば、Ｄ１＞Ｌ１であって、平面視での溝８０２の最奥部８０５の位置が、第２の部位８５０における第１の面８５１の位置と第２の面８５２の位置との間になってもよい。第２の部位８５０における第１の面８５１は、上述のように、第１の部位８００の上面８１１と接続する面（図６参照）であり、第２の部位８５０における第２の面８５２は、第１の面８５１の反対側の面である。第２の部位８５０の第２の面８５２は、接続部位８９０の表面８９１、８９２を介して第１の部位８００の下面８１２と接続する。以下の説明では、第２の部位８５０の第２の面８５２を、第２の部位８５０の背面８５２とも記載する。図４及びその他の図面における符号「８５２（８９２）」は、第２の部位８５０の背面８５２と、背面８５２の下方（－Ｚ方向）に位置する接続部位８９０の表面８９２とを示す。図６では、接続部位８９０の表面８９１が第１の部位８００の下面８１２をＸＹ平面内で延伸した平面で表され、接続部位８９０の表面８９２が第２の部位８５０の背面８５２をＹＺ平面内で延伸した平面で表されている。第１の部位８００の下面８１２と第２の部位８５０の背面８５２とを接続する接続部位８９０の表面は、曲面状であってもよい。

更に、第１の部位８００における第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１の厚さ（図５におけるＺ方向の寸法）と、第１の歯部８２０と第２の歯部８２１との間隙Ｇとの関係は、特定の値の組み合わせに限定されない。ただし、第１の歯部８２０と第２の歯部８２１との間隙Ｇは、図５に例示したように、溝８０２の壁面である第１の歯部８２０の壁面８０３及び第２の歯部８２１の壁面８０４を伝って溝８０２内に進入した接合材Ｓ４の部分における導体パターン５０４からの高さＨ１及びＨ２が、第１の歯部８２０の外側壁面８０６及び第２の歯部８２１の外側壁面８０７を伝って形成されるフィレット部の高さＨ３よりも高くなるようにすることが好ましい。溝８０２内に進入した接合材Ｓ４の部分における導体パターン５０４からの高さＨ１及びＨ２は、それぞれ、溝８０２の壁面の位置での高さであり得る最上端までの高さ、及び溝８０２の壁面から離間した位置での高さであり得る最下端までの高さである。

このように、はんだ等の接合材Ｓ４により導体パターン５０４に接合する端子８Ｃにおける第１の部位８００に下面から上面まで貫通する溝８０２を設けることにより、溶融させた接合材Ｓ４の一部が第１の歯部８２０の壁面８０３及び第２の歯部８２１の壁面８０４に沿って上昇し、溝８０２内に進入する。このため、溶融させた接合材Ｓ４が導体パターン５０４におけるパッド部Ｐ３（端子８Ｃを接続する領域）の外側に濡れ広がり導体パターン５０４における上面の端に到達することを抑制することができる。そのため、溶融させた接合材Ｓ４を冷却する際に、接合材Ｓ４及び導体パターン５０４と、絶縁基板５０１と、の界面に応力が集中することより、絶縁基板５０１にクラックが発生することを防げる。

また、溝８０２が形成された端子８Ｃを接合材Ｓ４により導体パターン５０４に接合した場合、溝８０２内で、第１の歯部８２０の壁面８０３及び第２の歯部８２１の壁面８０４等と接合材Ｓ４とが接触することにより、端子８Ｃと接合材Ｓ４との接合面積が増大する。そのため、端子８Ｃと接合材Ｓ４との接合信頼性を低下させることなく、絶縁基板５０１のクラックの発生を防ぐことができる。

第１の部位８００に上述した溝８０２を設けた端子８Ｃは、周知の方法により形成することができる。例えば、端子８Ｃの形成に用いる平板状の金属板に、打ち抜き加工により、第１の部位８００と第２の部位８５０とを接続する接続部位８９０が折り曲げられていない平坦な端子８Ｃを形成するときに、第１の部位８００に溝８０２を形成することができる。

図４及び図５を参照して上述した溝８０２は、端子８Ｃと接合材Ｓ４との接合信頼性を低下させることなく、絶縁基板５０１のクラックの発生を防ぐことを可能にする形状の一例に過ぎない。端子８Ｃにおける第１の部位８００の形状は、他の形状であってもよい。

図７は、端子における第１の部位の形状の第１の変形例を説明する部分上面図である。図８は、端子における第１の部位の形状の第２の変形例を説明する部分上面図である。図９は、端子における第１の部位の形状の第３の変形例を説明する部分上面図である。図１０は、端子における第１の部位の形状の第４の変形例を説明する部分上面図である。図７～図１０の各図は、図１の領域Ｒを拡大した図に相当し得る。

図７に例示した端子８Ｃは、第１の部位８００に、下面から上面まで貫通する貫通穴８３０が形成されている。言い換えると、図７に例示した端子８Ｃの第１の部位８００は、図４及び図５を参照して上述した第１の歯部８２０と第２の歯部８２１とが、第１の部位８００の延伸方向で接続部位８９０側の端部８１０とは反対側の端部８０１において接続されており、平面視で環状になっている。このような貫通穴８３０を形成した場合も、溶融した接合材Ｓ４の一部が、環状の第１の部位８００における内周面８３１に沿って上昇して貫通穴８３０内に進入する。従って、第１の部位８００に貫通穴８３０を形成した場合にも、端子８Ｃと接合材Ｓ４との接合信頼性を低下させることなく、絶縁基板５０１のクラックの発生を防ぐことができる。なお、第１の部位８００の貫通穴８３０は、平面視での開口端の一部が第２の部位８５０と重なるように形成されていてもよい。また、第１の部位８００に形成する貫通穴８３０の開口端の形状は、図７に例示した矩形に限らず、他の形状（例えば、図１０を参照して後述するような六角形）であってもよい。また、第１の部位８００に形成する貫通穴は、図７に例示したような１つの貫通穴８３０に限らず、２つ以上の貫通穴であってもよい。

図８に例示した端子８Ｃは、第１の部位８００に形成する溝８０２の壁面に、第１の部位８００の外側壁面側に変位した凹形状の部位を設けている。具体的には、互いに向かい合う第１の歯部８２０の壁面８０３と第２の歯部８２１の壁面８０４のそれぞれに、平面視で矩形状の凹部８０３ａ、８０４ａと半円状の凹部８０３ｂ、８０４ｂとを設けている。このようにすることで、第１の歯部８２０の壁面８０３及び第２の歯部８２１の壁面８０４のそれぞれを伝って上昇した接合材Ｓ４と端子８Ｃとの接合面積をより増加させることができ、接合信頼性の低下をより一層抑制することができる。なお、第１の歯部８２０の壁面８０３と第２の歯部８２１の壁面８０４のそれぞれに設ける凹形状は、図８に例示したような矩形状の凹部と半円状の凹部との組み合わせに限定されない。第１の歯部８２０の壁面８０３と第２の歯部８２１の壁面８０４のそれぞれに設ける凹形状は、矩形状の凹部と半円状の凹部のいずれか一方のみが、１つ又は複数設けられていてもよい。また、互いに向かい合う第１の歯部８２０の壁面８０３と第２の歯部８２１の壁面８０４は、単一の平面ではない他の形状であってもよく、例えば、平面視で鋸歯状（三角波状）、正弦波状になっていてもよい。

図９に例示した端子８Ｃは、第１の部位８００に設ける第１の歯部８２０と第２の歯部８２１とを、接続部位８９０側の端部８１０から遠ざかるにつれて、間隙が広くなるように成形している。言い換えると、図９に例示した端子８Ｃの第１の部位８００に形成した溝８０２は、平面視で、最奥部８０５（接続部位８９０）に近づくにつれて先細りとなるテーパ状になっている。Ｘ方向に対する第１の歯部８２０の延伸方向の角度θ、及び図示していない第２の歯部８２１の延伸方向の角度は、特定の角度に限定されない。

図１０に例示した端子８Ｃは、図７を参照して上述した端子８Ｃの形状の特徴と、図９を参照して上述した端子８Ｃの形状の特徴とを組み合わせたものと言える。図１０に例示した端子８Ｃにおける第１の部位８００に設けられた下面から上面まで貫通する貫通穴８３０は、平面視で六角形の開口端を有する。言い換えると、第１の部位８００における第１の歯部８２０と第２の歯部８２１とは、接続部位８９０側の端部８１０から遠ざかるにつれて間隙が広くなる第１の区間と、第１の区間よりも接続部位８９０側の端部８１０から遠方に位置し、接続部位８９０側の端部８１０から遠ざかるにつれて間隙が狭くなる第２の区間とを有する。第１の区間における第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１の延伸方向とＸ方向との角度θ１の絶対値は、第２の区間における第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１の延伸方向とＸ方向との角度θ２の絶対値と、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

図４、図７～図１０に例示した端子８Ｃは、第１の部位８００に形成する溝８０２又は貫通穴８３０が、第１の部位８００における接続部位８９０側の端部８１０と、接続部位８９０側の端部８１０とは反対側の端部８０１との間に形成されている。しかしながら、溝８０２や貫通穴８３０の平面視での形状は、このような形状に限定されない。

図１１は、端子における第１の部位の形状の第５の変形例を説明する部分上面図である。図１２は、図１１のＣ－Ｃ’線断面図である。図１３は、図１１及び図１２に例示した端子の形成方法の例を説明する部分上面図である。

図１１及び図１２に例示した端子８Ｃは、第１の部位８００に形成した溝８０２が接続部位８９０を通り、第２の部位８５０まで延伸している。言い換えると、第１の部位８００における第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１は、第２の部位８５０に位置する溝８０２の最奥部８０５と対応する接続部位８９０側の端部８１０から延伸した部位の一部である。更に別の言い方をすると、第１の部位８００を第１の歯部８２０と第２の歯部８２１とに分岐させる溝８０２は、第１の部位８００における接続部位８９０との境界とは反対側の端部８０１から、接続部位８９０における第２の部位８５０の背面８５２と接続する表面８９２まで延伸している。溝８０２により接続部位８９０も２つに分離することで、例えば、端子８Ｃと接合材Ｓ４との接合面積が更に増加し、端子８Ｃと接合材Ｓ４との接合信頼性を低下させることなく、絶縁基板５０１のクラックの発生を防ぐことができる。

図１１及び図１２に例示した端子８Ｃもまた、周知の方法により形成することができる。例えば、端子８Ｃの形成に用いる平板状の金属板に、打ち抜き加工により、第１の部位８００と第２の部位８５０との接続部位８９０が折り曲げられていない平坦な端子８Ｃ’を形成するときに、図１３に例示したように、第１の部位８００に溝８０２を形成する。このとき、溝８０２の最奥部８０５の位置は、溝８０２の進入口である端部８０１からの距離が、折り曲げ位置８４０で折り曲げたときに接続部位（折り曲げ部位）８９０になる範囲よりも遠方になるようにする。その後、例えば、第１の部位８００の端部８０１と、溝８０２の最奥部８０５との間となる折り曲げ位置８４０で平坦な端子８Ｃ’をＬ字型に折り曲げることで、第１の部位８００及び接続部位８９０が溝８０２により第１の歯部８２０と第２の歯部８２１とに分離された端子８Ｃが得られる。

また、図５に例示した端子８Ｃの第１の部位８００は、溝８０２の壁面である、互いに向かい合う第１の歯部８２０の内側壁面８０３と第２の歯部８２１の内側壁面８０４とが平行になっている。言い換えると、図５に例示した端子８Ｃの第１の部位８００は、第１の部位８００の厚さ方向（Ｚ方向）で見た第１の歯部８２０と第２の歯部８２１との間隙Ｇが下端から上端まで均一になっている。しかしながら、第１の部位８００の厚さ方向で見た間隙Ｇの値は、このような均一な関係に限定されない。

図１４は、端子における第１の部位の形状の第６の変形例を説明する部分断面図である。図１５は、端子における第１の部位の形状の第７の変形例を説明する部分断面図である。図１４及び図１５の部分断面図は、図４のＢ－Ｂ’線断面図に相当する。

図１４に例示した端子８Ｃの第１の歯部８２０と第２の歯部８２１とは、第１の部位８００の厚さ方向で見た間隙Ｇが導体パターン５０４から遠ざかるにつれて狭くなる（先細りになる）ように、各歯部の延伸方向を回転軸として互いに反対方向に回転させて（捩じって）いる。このような端子８Ｃにおいても、図１４に例示したように、溶融した接合材Ｓ４が第１の歯部８２０の壁面８０３及び第２の歯部８２１の壁面８０４に沿って上昇して溝８０２内に進入する。そのため、溶融した接合材Ｓ４が導体パターン５０４の上面で濡れ広がり、導体パターン５０４の上面の端に到達することを抑制することができる。

第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１の回転角度（捩じり角度）の絶対値は、特定の角度に限定されないが、図１４に例示したように、第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１の上端が所定の距離だけ離間し、接合材Ｓ４の一部が第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１の上面まで到達するような値にすることが好ましい。このようにすることで、端子８Ｃと接合材Ｓ４との接合面積を可能な限り大きくすることができる。また、互いに向かい合う第１の歯部８２０の壁面８０３及び第２の歯部８２１の壁面８０４の上端の位置（間隙Ｇが最も狭くなる位置）よりも更に上方まで接合材Ｓ４が進行すると、その進行した部分が返し構造となる。そのため、例えば、第１の部位８００に導体パターン５０４から遠ざかる方向（Ｚ方向正側）の外力が印加された場合の第１の部位８００と接合材Ｓ４との界面での剥離を生じにくくすることができる。

図１５に例示した端子８Ｃの第１の歯部８２０と第２の歯部８２１とは、第１の部位８００の厚さ方向で見た間隙Ｇが導体パターン５０４に近づくにつれて狭くなる（先細りになる）ように、各歯部の延伸方向を回転軸として互いに反対方向に回転させて（捩じって）いる。このような端子８Ｃにおいても、図１５に例示したように、溶融した接合材Ｓ４が第１の歯部８２０の壁面８０３及び第２の歯部８２１の壁面８０４に沿って上昇して溝８０２内に進入する。そのため、溶融した接合材Ｓ４が導体パターン５０４の上面で濡れ広がり、導体パターン５０４の上面の端に到達することを抑制することができる。

第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１の回転角度（捩じり角度）の絶対値は、特定の角度に限定されない。図１５に例示した第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１の向きでは、間隙が最も狭くなる第１の歯部８２０の壁面８０３及び第２の歯部８２１の壁面８０４の下端の位置よりも上方に進行して返し構造となる接合材Ｓ４の量が多くなる。そのため、例えば、第１の部位８００に導体パターン５０４から遠ざかる方向（Ｚ方向正側）の外力が印加された場合の第１の部位８００と接合材Ｓ４との界面での剥離を更に生じにくくすることができる。

なお、図１４及び図１５に例示した端子８Ｃは、例えば、図５に例示したような第１の歯部８２０の壁面８０３と第２の歯部８２１の壁面８０４とが平行な端子８Ｃを打ち抜き加工により形成した後、第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１を、延伸方向を回転軸として金型等により回転させる（捩じる）ことで形成することができる。第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１を図１４に例示したような断面八の字形に回転させる（捩じる）場合、上端側の間隙が狭くなるように回転させてもよいし、下端側の間隙が広くなるように回転させてもよい。同様に、第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１を図１５に例示したような断面逆八の字形に回転させる（捩じる）場合、下端側の間隙が狭くなるように回転させてもよいし、上端側の間隙が広くなるように回転させてもよい。また、第１の歯部８２０及び第２の歯部８２１は、回転させる（捩じる）加工をする代わりに、例えば、下面及び上面が導体パターン５０４の上面に対して略平行になる（すなわち、断面が平行四辺形状になる）ように変形させてもよい。

上述した実施の形態では、上アーム１１０３のゲート電極である半導体素子６Ａの上面の制御電極を、外部のゲート信号入力端に接続する端子８Ｃを例に挙げたが、上述した第１の部位８００の形状は、他の端子８Ａ，８Ｂ、８Ｄ、８Ｅにも適用可能である。また、第１の部位８００は、例えば、複数の溝８０２により３つ以上の歯部に分岐させてもよい。また、上述した端子８Ａ～８Ｅは、例えば、図６を参照して上述した第２の部位８５０における第１の部位８００と接続する接続部位８９０側の端部とは異なる位置に、更に別の折り曲げ部位があってもよい。例えば、図６、図１２に示した端子８Ｃは、それらの図では省略されている第２の部位８５０の上方の部位が、Ｚ方向とは異なる方向に延伸する第３の部位（図示せず）と接続していてもよいし、第２の部位８５０自体が折り曲げられていてもよい。更に、図３を参照して上述したインバータ装置１１のように複数の半導体モジュール２を備える半導体装置では、各半導体モジュール２の共通の端子（例えば、端子８Ａ、８Ｂ、８Ｄ）が単一の導体板に複数の端子として形成されていてもよい。

更に、第１の導体パターン５０２に接続する端子８Ａ、第２の導体パターン５０３に接続する端子８Ｂ、及び第４の導体パターン５０５に接続する端子８Ｄのように、スイッチング素子である半導体素子６Ａ、６Ｃの主電極と電気的に接続される主端子は、端子８Ｃを例に挙げて上述した方法とは異なる方法で、接合材の濡れ広がりを抑制してもよい。

図１６は、端子を接合する接合材の濡れ広がりを抑制する別の例を説明する部分上面図である。図１７は、図１６のＤ－Ｄ’線断面図である。図１６には、説明を簡単にするために、図４及び図５を参照して上述した端子８Ｃが接合された導体パターン５０４と、主端子として機能する端子８Ｆ及び図示しない半導体素子の主電極と接続された導体パターン５０８とを示している。言い換えると、図１６は、図１に例示した半導体モジュール２の一部分を拡大して示した図ではない。

端子８Ｆを導体パターン５０８に接合するための接合材Ｓ５は、一般に、端子８Ｃを導体パターン５０４に接合するための接合材Ｓ４と同じ組成のものであり、端子８Ｆと端子８Ｃとは、単一の工程で導体パターンに接続される。このため、端子８Ｆを導体パターン５０８に接合するための接合材Ｓ５も、溶融させることにより導体パターン５０８の上面で濡れ広がる。従って、導体パターン５０８における端子８Ｆを接続するパッド部の位置が、導体パターン５０８の上面の端部に近い場合、溶融して濡れ広がった接合材Ｓ５が導体パターン５０８の上面の端部に到達してしまうことがある。

接合材Ｓ５の濡れ広がりを抑制する方法の１つは、端子８Ｆを、上述した端子８Ｃと同様の形状にすることである。しかしながら、主端子である端子８Ｆは、補助端子である端子８Ｃと比べて厚さがあり、上述したような接合面積を増加させるための溝８０２を形成することが難しい場合がある。

主端子である端子８Ｆに接合面積を増加させるための溝８０２を形成することが難しい場合、図１６及び図１７に例示したように、導体パターン５０８の上面に、端子８Ｆの第１の部位８００における壁面に沿ってボンディングワイヤ９Ｅを配置する。このボンディングワイヤ９Ｅは、端子８Ｆの第１の部位８００における壁面に沿った部分が導体パターン５０８の上面に接触するか、又は近接するように配置する。このようなボンディングワイヤ９Ｅを配置することにより、溶融して濡れ広がる接合材Ｓ５はボンディングワイヤ９Ｅでせき止められ、濡れ広がりが抑制される。

以上、本実施の形態及び変形例を説明したが、他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらに、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

以下、上記の実施の形態における特徴点を整理する。

上記実施の形態に係る半導体モジュールは、絶縁基板上に導体パターンが配置された配線板と、接合材により前記導体パターンと接合される端子とを備え、前記端子は、下面が前記導体パターンと向かい合う第１の部位と、前記導体パターンから遠ざかる方向に延伸する第２の部位と、前記第１の部位と前記第２の部位とを接続する接続部位と、を含み、前記端子の前記第１の部位は、前記下面から前記下面とは反対側の上面まで貫通する溝又は貫通穴によって分岐されることで、各々が前記接続部位側の端部から反対側の端部に向かって延伸する複数の歯部を有し、前記接合材の一部が、前記第１の部位の隣接する歯部の間に進入している。

上記実施の形態に係る半導体モジュールにおいて、前記第１の部位は、前記接続部位側の端部から、前記反対側の端部まで延伸する前記溝によって分岐させた第１の歯部と第２の歯部とを有する。

上記実施の形態に係る半導体モジュールにおいて、前記第１の部位の前記複数の歯部は、前記接続部位側の端部からの延伸方向が２通り以上である。

上記実施の形態に係る半導体モジュールにおいて、前記第１の部位における隣接する２つの歯部は、前記第１の部位における前記接続部位側の端部から遠ざかるにつれて前記２つの歯部の間隙が広くなる第１の区間と、遠ざかるにつれて前記２つの歯部の間隙が狭くなる第２の区間とを有する。

上記実施の形態に係る半導体モジュールにおいて、前記第１の部位の前記複数の歯部のうちの隣接する２つの歯部の互いに向かい合う壁面が、単一の平面ではない。

上記実施の形態に係る半導体モジュールにおいて、前記端子における前記第１の部位は、前記接続部位から前記導体パターンの上面に沿った方向に延伸しており、前記溝は、前記接続部位を２つに分離し、かつ最奥部が前記接続部位と前記第２の部位との境界を越えて前記第２の部位に延伸している。

上記実施の形態に係る半導体モジュールにおいて、前記第１の部位における隣接する２つの歯部は、前記下面から前記上面に向かうにつれて間隙が変化する。

上記実施の形態に係る半導体モジュールにおいて、前記隣接する２つの歯部は、前記下面から前記上面に向かうにつれて間隙が狭くなる。

上記実施の形態に係る半導体モジュールにおいて、前記接合材は、前記第１の部位における隣接する２つの歯部の間に進入した部分の前記導体パターンから上端までの高さが、前記第１の部位の外周側面における前記導体パターンから上端までの高さよりも高い。

上記実施の形態に係る半導体モジュールが、前記接合材とは別個の接合材により、前記絶縁基板上に配置された前記導体パターンとは別の導体パターンと接続される、前記端子とは別の端子と、前記別の導体パターン上に、前記別の端子の外周側面に沿って延伸するように配置された導電ワイヤとを更に備え、前記別の端子と前記別の導体パターンとを接合する前記接合材は、前記導電ワイヤにより前記別の導体パターン上での濡れ広がりが抑制される。

上記実施の形態に係る半導体装置は、上記実施の態様に係る半導体モジュールと、前記半導体モジュールに接続された冷却器と、を備える。

以上説明したように、本発明は、配線板の導体パターンと端子とを接合材で接合する際に接合材と端子との接合面積を十分に確保でき、かつ接合材の濡れ広がりを抑制することができるという効果を有し、特に、産業用又は電装用のインバータ装置に有用である。

１ 半導体装置
２ 半導体モジュール
３ 冷却器
４ ベース
５ 配線板
５０１ 絶縁基板
５０２～５０８ 導体パターン
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ 半導体素子
７ ケース
８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ 端子
８００ 第１の部位
８０１ 端部
８０２ 溝
８０３、８０４、８０６、８０７ 壁面
８０５ 最奥部
８１０ （接続部位側の）端部
８１１ 上面
８１２ 下面
８２０、８２１ 歯部
８５０ 第２の部位
８５１ 第１の面
８５２ 第２の面（背面）
８９０ 接続部位（折り曲げ部位）
９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ、９Ｅ ボンディングワイヤ
１０ 封止材
１１ インバータ装置
１１０１ 平滑コンデンサ
１１０２ 制御部
１１０３ 上アーム
１１０４ 下アーム
ＩＮ（Ｐ）、ＩＮ（Ｎ） 入力端
ＯＵＴ（Ｕ）、ＯＵＴ（Ｖ）、ＯＵＴ（Ｗ） 出力端
１２ 直流電源
１３ 負荷
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５ 接合材

Claims (11)

1. 絶縁基板上に導体パターンが配置された配線板と、
   接合材により前記導体パターンと接合される端子とを備え、
   前記端子は、下面が前記導体パターンと向かい合う第１の部位と、前記導体パターンから遠ざかる方向に延伸する第２の部位と、前記第１の部位と前記第２の部位とを接続する接続部位と、を含み、
   前記端子の前記第１の部位は、前記下面から前記下面とは反対側の上面まで貫通する溝又は貫通穴によって分岐されることで、各々が前記接続部位側の端部から反対側の端部に向かって延伸する複数の歯部を有し、
   前記接合材の一部が、前記第１の部位の隣接する歯部の間に進入している
   半導体モジュール。
2. 前記第１の部位は、前記接続部位側の端部から、前記反対側の端部まで延伸する前記溝によって分岐させた第１の歯部と第２の歯部とを有する
   請求項１に記載の半導体モジュール。
3. 前記第１の部位の前記複数の歯部は、前記接続部位側の端部からの延伸方向が２通り以上である
   請求項１に記載の半導体モジュール。
4. 前記第１の部位における隣接する２つの歯部は、前記第１の部位における前記接続部位側の端部から遠ざかるにつれて前記２つの歯部の間隙が広くなる第１の区間と、遠ざかるにつれて前記２つの歯部の間隙が狭くなる第２の区間とを有する
   請求項１～３のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
5. 前記第１の部位の前記複数の歯部のうちの隣接する２つの歯部の互いに向かい合う壁面が、単一の平面ではない
   請求項１に記載の半導体モジュール。
6. 前記端子における前記第１の部位は、前記接続部位から前記導体パターンの上面に沿った方向に延伸しており、
   前記溝は、前記接続部位を２つに分離し、かつ最奥部が前記接続部位と前記第２の部位との境界を越えて前記第２の部位に延伸している
   請求項１に記載の半導体モジュール。
7. 前記第１の部位における隣接する２つの歯部は、前記下面から前記上面に向かうにつれて間隙が変化する
   請求項１に記載の半導体モジュール。
8. 前記隣接する２つの歯部は、前記下面から前記上面に向かうにつれて間隙が狭くなる
   請求項７に記載の半導体モジュール。
9. 前記接合材は、前記第１の部位における隣接する２つの歯部の間に進入した部分の前記導体パターンから上端までの高さが、前記第１の部位の外周側面における前記導体パターンから上端までの高さよりも高い
   請求項１に記載の半導体モジュール。
10. 前記接合材とは別個の接合材により、前記絶縁基板上に配置された前記導体パターンとは別の導体パターンと接続される、前記端子とは別の端子と、
    前記別の導体パターン上に、前記別の端子の外周側面に沿って延伸するように配置された導電ワイヤとを更に備え、
    前記別の端子と前記別の導体パターンとを接合する前記接合材は、前記導電ワイヤにより前記別の導体パターン上での濡れ広がりが抑制される
    請求項１に記載の半導体モジュール。
11. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の半導体モジュールと、前記半導体モジュールに接続された冷却器と、を備える半導体装置。

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