JP7005174B2 - パワー半導体モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、パワー半導体モジュール及びその製造方法に関する。

従来、パワー半導体モジュールとして、例えば特許文献１等に記載されるようにパワー半導体チップの上面の電極と、端子とが、中継部材により接続されたものが知られている。
特許文献１に記載されたパワー半導体モジュールでは、カソード電極がサイリスタチップの上面に形成され、サイリスタチップの上面のうちのカソード電極が形成されていない部分に、ゲート電極が形成されている。更に、アノード電極がサイリスタチップの下面に形成されている。
また、特許文献１に記載されたパワー半導体モジュールでは、カソード電極に電気的に接続された第１端子（外部導出端子）と、アノード電極に電気的に接続された第２端子（外部導出端子）とが設けられている。これらの外部導出端子は、一部を絶縁樹脂ケースに埋入するようにして保持される。絶縁樹脂ケースは枠状に形成され、その下端開口にサイリスタチップが搭載された実装基板が固定されている。
更に、特許文献１に記載されたパワー半導体モジュールでは、ゲート電極に駆動信号を供給するためのゲート信号入力端子が板金材料によって形成されている。また、ゲート電極とゲート信号入力端子とを電気的に接続するためのゲート信号中継部材が設けられており、かかるゲート信号中継部材は、上下方向に延在した略柱状に形成されている。
ゲート信号中継部材の上面に、ゲート信号入力端子の先端側部分が配置され、ゲート信号中継部材が、ゲート電極と、ゲート信号入力端子とによって上下に挟まれた配置とされている。
そして、特許文献１に記載されたパワー半導体モジュールでは、ゲート電極と、ゲート信号中継部材の下側部分の下面とが、半田によって接合されている。更に、ゲート信号入力端子の先端側部分と、ゲート信号中継部材の上側部分の上端部とが、半田によって接合されている。
これにより、特許文献１に記載されたパワー半導体モジュールでは、ゲート信号入力端子及びゲート信号中継部材を介してゲート電極に供給されるゲート信号によって、サイリスタチップを介して第１端子と第２端子との間を流れる大電流を制御することができる。

特開２０１４－１４３２８２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のパワー半導体モジュールにあっては、半田接合前のゲート信号中継部材は、チップ上面のゲート電極と、ゲート信号入力端子とによって上下に挟まれるだけなので保持は確実ではなく、ゲート信号中継部材が傾く、倒れる、水平方向にずれるなどの組立困難性を有している。
そのため、特許文献１に記載の発明にあっては、先に高融点半田のリフローによりゲート信号中継部材の下面と、チップ上面のゲート電極とを接続し、後に低融点半田のリフローによりゲート信号中継部材の上端と、ゲート信号入力端子とを接続するという、二回のリフロー工程が必要であったため、以下のような課題が生じていた。
まず、二回のリフロー工程によりゲート信号中継部材の上下端の接続を行うことは製造効率の観点から好ましくない。
また、ゲート信号中継部材の下端が先に固定されてしまうため、ゲート信号中継部材の上端と、ゲート信号入力端子との水平方向の位置ずれ許容範囲の一部が使われたり、同許容範囲を超えて固定されたりするおそれがある。
更に、ゲート信号中継部材が、チップ上面のゲート電極と、ゲート信号入力端子とによって上下に挟まれた配置とされているので、ゲート信号入力端子を先にケースに保持しようとすると、ゲート信号中継部材の長さと、チップ上面のゲート電極とゲート信号入力端子と間の間隔との許容度も比較的厳しく求められる。

本発明は以上の従来の課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、パワー半導体チップの上面の電極と、ケースに保持された端子とが、中継部材により接続されたパワー半導体モジュールについて、製造効率、組立て精度、電気的接続の信頼性を向上することにある。

本発明のパワー半導体モジュールは、パワー半導体チップと、
樹脂部と端子部とを有し、前記パワー半導体チップを保持する端子付ケースと、
パワー半導体チップの上面に設けられた電極と前記端子部とを接続する柱状の中継部材と、を備えるパワー半導体モジュールにおいて、
前記端子付ケースは、前記中継部材をその長手方向に挿通させる挿通部を有し、
前記挿通部の中心軸方向に見て前記挿通部は前記電極内に配置され、
前記端子部の前記中継部材に対する接続面は、前記挿通部の内縁の少なくとも一部とされ、
前記中継部材は前記長手方向に延出し、前記挿通部に挿通されて、前記挿通部から延出する一端が前記電極と半田を介して接続され、側面が前記接続面と半田を介して接続され、前記挿通部の内縁の一部が、前記樹脂部に設けられた孔部の内縁により構成されていることを特徴とする。

本発明のパワー半導体モジュールは、好ましくは、前記中継部材は前記挿通部より前記電極側に位置する第１端部から第２端部まで一様な太さであり、かつ、前記挿通部から自重落下可能な太さであることを特徴とする。

本発明のパワー半導体モジュールは、好ましくは、前記端子部の前記中継部材と接続する一端部が、前記挿通部の中心軸方向に長く延設され、前記中継部材に接続している当該一端部の側面の面積が、当該一端部の先端面の面積より大きいことを特徴とする。

本発明のパワー半導体モジュールは、好ましくは、前記端子部は、前記中継部材と接続する一端部から曲部を介して前記中継部材から離れる方向に延設されていることを特徴とする。

本発明のパワー半導体モジュールは、好ましくは、前記挿通部の前記電極から遠い側の開口の大きさは、前記挿通部の前記電極に近い側の開口の大きさより大きく形成されていることを特徴とする。

本発明のパワー半導体モジュールの製造方法は、前記端子付ケースに前記パワー半導体チップを保持し、前記挿通部に前記中継部材を前記電極から遠い側から挿入して、前記挿通部の案内により、前記中継部材の前記挿通部から延出する一端を前記電極に第１半田を介して当接又は近接して配置するとともに、前記中継部材の側面を前記端子部の前記接続面に第２半田を介して当接又は近接して配置した保持状態とする組立工程と、
前記保持状態において前記第１半田及び第２半田を同時にリフローして、前記第１半田により前記中継部材の一端と前記電極とを接続するとともに、前記第２半田により前記中継部材の側面と前記端子部の前記接続面とを接続するリフロー工程とを備えることを特徴とする。

本発明のパワー半導体モジュールの製造方法は、好ましくは、前記組立工程において、前記中継部材の下端を前記電極に前記第１半田を介して当接して下支えさせることを特徴とする。

本発明のパワー半導体モジュールによれば、半田接合前に端子付ケースの挿通部に中継部材を挿通するだけで、端子部の接続面に近接した位置に中継部材を挿通することができ、パワー半導体チップの電極に向けて中継部材を挿通することができ、この中継部材の配置を保持できる。したがって、組立て容易であり製造効率が向上するとともに組立て精度が向上する。一回のリフロー工程で中継部材の半田接合を完了することができるから、半田選択の自由度が高まるとともに、更に製造効率が向上し、溶融半田の表面張力によるセルフアライメントにより組立て精度、電気的接続の信頼性が向上する。挿通部の内縁の規制により中継部材が電極及び端子部に対して位置決めされるとともに、中継部材の側面と端子部とが接続するから、中継部材の長さ、電極と端子部と間の間隔の許容度が大幅に拡大し、電気的接続の信頼性が向上する。
本発明のパワー半導体モジュールの製造方法によれば、上記組立工程において端子付ケースの挿通部に中継部材を挿通するだけで、端子部の接続面に近接した位置に中継部材を挿通することができ、パワー半導体チップの電極に向けて中継部材を挿通することができ、この中継部材の配置を保持できる。したがって、組立て容易であり製造効率が向上するとともに組立て精度が向上する。一回のリフロー工程で中継部材の半田接合を完了するから、半田選択の自由度が高まるとともに、更に製造効率が向上し、溶融半田の表面張力によるセルフアライメントにより組立て精度、電気的接続の信頼性が向上する。挿通部の内縁の規制により中継部材が電極及び端子部に対して位置決めされるとともに、中継部材の側面と端子部とが接続するから、中継部材の長さ、電極と端子部と間の間隔の許容度が大幅に拡大し、電気的接続の信頼性が向上する。

本発明の実施形態１に係るパワー半導体モジュールのゲート接続構造を示す斜視図である。 本発明の実施形態１に係るパワー半導体モジュールのゲート接続構造を示す平面図である。 図１，図２に示す実施形態１に対する変形形態を示す平面図である。 図１，図２に示す実施形態１に対する他の変形形態を示す断面図である。 本発明の実施形態２に係るパワー半導体モジュールのゲート接続構造を示す斜視図(a)及び要部の斜視図(b)である。 本発明の実施形態３に係るパワー半導体モジュールのゲート接続構造を示す斜視図(a)及び要部の平面図(b)である。

以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。

（実施形態１）
図１に実施形態１のパワー半導体モジュール１Ａのゲート接続構造が示される。
パワー半導体モジュール１Ａは、実装基板１０と、端子付ケース２０と、ゲート信号中継部材としてのゲートピン２とを備える。
実装基板１０は、金属製のベース板上に、導体パターンを有した絶縁基板を積層し、その導体パターンに下面をダイボンディングされたパワー半導体チップ１１を備える。パワー半導体チップ１１としてはサイリスタチップ１１を例とする。サイリスタチップ１１のアノード電極は、チップ下面に形成されていて絶縁基板上の導体パターンに接続し、カソード電極は、チップ上面に形成され、電極板３０が接続されている。（電極板３０からは、金属板３１等によって並列ダイードのアノード電極等に配線接続される。）アノード－カソード間に大電流が流れるので、こられは比較的大面積で形成されている。これに対しゲート電極１１Ｇは、サイリスタチップ１１をスイッチングさせるゲート信号を入力する信号入力電極であり、比較的小面積で形成されている。本例では、ゲート電極１１Ｇはチップ中央に小さく形成され、ゲート電極１１Ｇの周囲にカソード電極が大きく形成され、電極板３０に穿設された孔部３０ａによりゲート電極１１Ｇが露出する。孔部３０ａの内側においてゲートピン２の下端がゲート電極１１Ｇと半田Ｓ１を介して接合される。ゲートピン２は、金属材料により構成された柱状部材で、本実施形態では断面円形に形成されている。

端子付ケース２０は、樹脂部２１と、ゲート信号入力端子２２その他の端子からなる端子部と有し、樹脂部２１により上下端に開口した枠状に形成されるとともに、ゲート信号入力端子２２その他の端子を樹脂部２１に埋入させて保持する。ゲート信号入力端子２２のケース内に配置される一端部２２ａが図示される。
端子付ケース２０の下端開口に実装基板１０が固定されている。
実装基板１０を下として上下方向軸をＺ軸とし、Ｚ軸に直交し互いに直交する２軸をＸＹ軸として図中に示す。
端子付ケース２０内でゲート電極１１Ｇと、ゲート信号入力端子２２とが、上下方向Ｚに長く延在する信号中継部材であるゲートピン２により接続されている。
ゲートピン２の下端とゲート電極１１Ｇとが第１半田Ｓ１を介して接続され、ゲートピン２の側面２ａと、ゲート信号入力端子２２の一端部２２ａの先端面２２ｂが接続面２２ｂとして第２半田Ｓ２を介して接続されている。

ゲートピン２は、端子付ケース２０に形成された挿通部２３に挿通されている。挿通部２３はＺ軸方向に中心軸Ａを配置した通路状に、主に樹脂部２１の孔部２１ａによって構成される。図２に主要構成の平面図を示す。
挿通部２３は、ゲートピン２をその長手方向に挿通させる空間部を指し、周囲にゲートピン２の側面２ａに接触して規制する内縁２３ａが配置されて所定の形成範囲２３ｂに画成される。挿通部２３の内縁２３ａを構成する部材は、端子付ケース２０の構成材であり、挿通部２３の内縁２３ａの少なくとも一部はゲート信号入力端子２２よって構成される。
挿通部２３の中心軸Ａ上にゲート電極１１Ｇが配置されている。

図２に示すように仮に半田Ｓ１，Ｓ２による拘束を解いたとしてゲートピン２の側面２ａに接触して規制する挿通部２３の内縁２３ａ（図２(b)で実線）に、ゲートピン２の側面２ａと接続するゲート信号入力端子２２の接続面２２ｂが配置されている。本モジュール１Ａでは、樹脂部２１の孔部２１ａの内面２１ａ１と、ゲート信号入力端子２２の接続面２２ｂとが面一に配置されることで、接続面２２ｂが挿通部２３の内縁２３ａの一部となっている。したがって、ゲートピン２とゲート信号入力端子２２との接触が得られる。
これに拘わらず図３に示すように、Ｚ軸方向に見て樹脂部２１の孔部２１ａの内側にゲート信号入力端子２２の接続面２２ｂを配置してもよい。この場合も、接続面２２ｂがゲートピン２の側面２ａに接触して規制する挿通部２３の内縁２３ａの一部となるからである。残りの必要な挿通部２３の内縁２３ａは、樹脂部２１に設けられた孔部２１ａの内縁により構成される。

図２、図３に示すように、Ｚ軸方向に見て挿通部２３はゲート電極１１Ｇ内に配置されている。これにより、ゲートピン２を挿通部２３に上から挿入すれば、ゲートピン２の下面がゲート電極１１Ｇから外れたりすることなく、ゲートピン２とゲート電極１１Ｇとの接続が確実に行える。図２(c)、図３(c)に挿通部２３の形成範囲２３ｂを実線で示す。

Ｚ軸方向を上下方向としたときに、図２、図３に示すように挿通部２３は、ゲートピン２の太さ（直径）に対し、挿通部２３からゲートピン２が自重落下可能な遊び２３ｃを有した大きさとされている。
したがって、ゲートピン２を挿通部２３に上から挿入すれば、ゲートピン２の自重落下によりゲートピン２の下面がゲート電極１１Ｇに着くため、ゲートピン２とゲート電極１１Ｇとの接続が確実に行えるとともに、ゲート電極１１Ｇを押圧し過ぎることによりチップ１１に機械的ストレスを与えることがない。

なお、図４に示すように挿通部２３のゲート電極１１Ｇから遠い側の開口の大きさは、挿通部２３のゲート電極１１Ｇに近い側の開口の大きさより大きく形成されている形態を実施しても良い。この場合、Ｚ軸方向に見た挿通部２３の形成範囲２３ｂが孔部２１ａの下端開口２１ｂで画成され、孔部２１ａの上端開口２１ｃが、ゲートピン２の挿入を容易にするため形成範囲２３ｂより広く形成される。接続面２２ｂは、孔部２１ａの最小径部（下端開口２１ｂ）の縁と径方向の同位置に配置される。又は、図３を参照して説明したように挿通部２３において接続面２２ｂを樹脂部２１より内側に配置してもよい。接続面２２ｂを樹脂部２１の最小径部と径方向の同位置又は内側に配置することにより、ゲートピン２とゲート信号入力端子２２との接続性が良好となる。
このように、ゲートピン２の側面２ａに接触して規制する内縁２３ａのすべてを、Ｚ軸方向に連続した面として形成する必要はない。その場合でも、接続面２２ｂは、中心軸Ａに略平行に配置されることが好ましい。ゲートピン２の側面２ａとの接続性を良好にするためである。
また以上の実施形態では、樹脂部２１に孔部２１ａを形成したが、ゲートピン２が側方（Ｘ、Ｙ方向）に抜け出せない程度の切欠きを形成しても実施できることはもちろんである。

挿通部２３は、ゲートピン２の直径に自重落下可能にする遊び２３ｃを加えた大きさまであれば十分である。ゲートピン２が中心軸Ａから外れないようにするため、挿通部２３の内寸は、ゲートピン２の直径の２倍未満に収まる。挿通部２３は、ゲートピン２の太さ（直径）に対し、ゲートピン２の側面を挿通部２３の内縁２３ａに係合させて、ゲートピン２の一端（下端）をゲート電極１１Ｇまでガイドできる程度に狭くされている。

（実施形態２）
図５に実施形態２のパワー半導体モジュール１Ｂのゲート接続構造が示される。本実施形態のパワー半導体モジュール１Ｂは、上記実施形態１のパワー半導体モジュール１Ａの変形形態であり以下の点が異なる。
ゲート信号入力端子２２のゲートピン２の側面２ａと接続する一端部２２ａが、Ｚ軸方向に長く延設され、ゲートピン２の側面２ａに接続している一端部２２ａの側面２２ｃの面積が、一端部２２ａの先端面２２ｄの面積より大きい。すなわち、ゲートピン２の側面２ａとの接続面は、ゲート信号入力端子２２の側面２２ｃとされ、側面２２ｃは一端部２２ａの先端面２２ｄの面積より大きい。
ゲート信号入力端子２２は横断面積一様の棒状であり、曲部２２ｆで略９０度に曲げて一端部２２ａをＺ軸方向に長く延設することで、接続面（２２ｃ）を広くすることができる。ゲート信号入力端子２２は、ゲートピン２と接続する一端部２２ａから曲部２２ｆを介してゲートピン２から離れる方向に延設され、ＸＹ座標の所望の位置に引き回される。
かかる構造により、ゲートピン２とゲート信号入力端子２２との接続面積を大きく確保することができる。

（実施形態３）
図６に実施形態３のパワー半導体モジュール１Ｃのゲート接続構造が示される。本実施形態のパワー半導体モジュール１Ｃは、上記実施形態１のパワー半導体モジュール１Ａの変形形態であり以下の点が異なる。
ゲート信号入力端子２２に孔部２２ｅが設けられる。孔部２２ｅの中心軸Ａが挿通部２３の中心軸Ａに配置される。孔部２２ｅの内周面が接続面とされている。
すなわち、挿通部２３の内縁が、ゲート信号入力端子２２に設けられた孔部２２ｅの内縁により構成されている構造である。挿通部２３において、ゲートピン２の側面２ａに接触して規制する内縁が孔部２２ｅの内周縁により構成されているので、ゲートピン２がＺ軸に垂直ないずれの方向に偏っても、ゲート信号入力端子２２に接触するので、ゲートピン２とゲート信号入力端子２２との接続が確実に行える。
また本実施形態では、ゲートピン２はＺ軸回りの全周に亘り第２半田Ｓ２を介して孔部２２ｅの内周縁全部に接合している。したがって、ゲートピン２とゲート信号入力端子２２との接続面積を大きく確保することができる。

樹脂部２１に孔部２１ａを設けて、同孔部２１ａにゲートピン２を挿通するようにしてもよい。その場合、Ｚ軸方向に見て樹脂部２１の孔部２１ａの輪郭はゲート信号入力端子２２の孔部２２ｅに一致、又は孔部２２ｅの輪郭の外側に配置する。要するに、Ｚ軸方向に見てゲート信号入力端子２２の孔部２２ｅ内に樹脂部２１の一部が入り込まないようにすればよい。したがって、樹脂部２１に孔部２１ａを設けず、ゲート信号入力端子２２の孔部２２ｅ及びその周辺の下方に樹脂部２１が無い構造でも実施可能である。

（製造方法）
次に製造方法に沿って説明する。上記実施形態１から実施形態３のパワー半導体モジュール１Ａ，１Ｂ，１Ｃについて共通の製造過程である。但し、挿通部２３に関しては、上述したそれぞれの構造を構成する。

（１）ケース製造工程
まず、上述した端子付ケース２０を構成するケース製造工程を実施する。ケース製造工程には、端子製造工程と、端子をインサートした樹脂モールド工程とが含まれる。端子製造工程にあっては、ゲート信号入力端子２２を含む必要な端子をプレス成形等によって形成し、必要なメッキ処理等を施す。
次に樹脂モールド工程として、製造した端子を、金型に配置し、型閉めし、樹脂を注入して硬化させ、型開きして取り出す。
以上により上述した挿通部２３を備えた端子付ケース２０を構成する。

（２）組立工程
端子付ケース２０の下端開口にパワー半導体チップ１１が搭載された実装基板１０を固定する。これにより、ゲート電極１１Ｇの上方に挿通部２３が配置されるように、予め端子付ケース２０及び実装基板１０を設計して製造し、組み立てる。
次工程（リフロー工程）のゲートピン２の半田接続に必要な箇所に半田（例えば、鉛フリー半田）を配置する。ここでは、ゲート電極１１Ｇと、ゲート信号入力端子２２の接続面（実施形態１では先端面２２ｂ、実施形態２では側面２２ｃ、実施形態３では孔部２２ｅの内面）に半田を塗布する。
挿通部２３にゲートピン２を上から挿入する。この時、挿通部２３の案内によって、ゲートピン２の下端をゲート電極１１Ｇに第１半田Ｓ１を介して当接して配置するとともに、ゲートピン２の側面２ａをゲート信号入力端子２２の接続面に第２半田Ｓ２を介して当接又は近接して配置した保持状態とする。

なお、上述したようにゲートピン２を自重落下させる場合は、ゲートピン２の下端は第１半田Ｓ１面に当接して、下支えされることとなる。挿通部２３が上述した遊び２３ｃを有した遊嵌寸法でなく、ゲートピン２が摩擦摺動可能な寸法であれば、ゲートピン２を挿通部２３に摩擦係止し、ゲートピン２の下端が第１半田Ｓ１面から離れていても、第１半田Ｓ１がリフロー時にゲートピン２の下端に付着するほど近接していれば実施可能である。この場合でも、ゲートピン２の下端が第１半田Ｓ１面に当接するまで押し込むことが好ましい。また、挿通部２３をゲートピン２が摩擦摺動可能な寸法とすれば、逆に、ゲートピン２の側面２ａとゲート信号入力端子２２の接続面とを確実に当接した状態（摩擦係合した状態）とすることができる。

（３）リフロー工程
上記（２）の保持状態において第１半田Ｓ１及び第２半田Ｓ２を同時にリフローして同第１半田Ｓ１により、ゲートピン２の下端とゲート電極１１Ｇとを接続するとともに、第２半田Ｓ２により、ゲートピン２の側面２ａとゲート信号入力端子２２の接続面とを接続する。
この時、半田Ｓ１，Ｓ２が同時に溶融するから、溶融半田の表面張力によりゲートピン２がＸＹＺの各方向にセルフアライメントされる。遊び２３ｃを有することにより、セルフアライメント作用中においてゲートピン２はＺ軸方向にも容易に移動できる。

その後、端子付ケース２０の上端開口を樹脂製のカバー部材で覆う。

以上の実施形態によれば、上記（２）の組立工程において端子付ケース２０の挿通部２３にゲートピン２を保持できるから組立て容易であり製造効率が向上するとともに組立て精度が向上し、上記（３）一回のリフロー工程でゲートピン２の半田接合が完了するから更に製造効率及びセルフアライメントにより組立て精度、電気的接続の信頼性が向上する。挿通部２３の内縁２３ａの規制によりゲートピン２の水平方向の位置決めが確保される。
それととともに、ゲートピン２の側面２ａと端子２２とが接続するから、ゲートピン２の長さ、電極１１Ｇと端子２２と間の間隔の許容度が大幅に拡大し、電気的接続の信頼性が向上する。すなわち、ゲートピン２の長さを、電極１１Ｇと端子２２と間のＺ軸方向間隔より十分に長くしておくことにより、製造誤差を許容し、ゲートピン２と端子２２とが所望の接続面積以上で確実に接続される。
また、一回のリフロー工程によるため、半田Ｓ１，Ｓ２として鉛フリー半田を使用可能である（鉛フリー半田は融点選択性が少ないため）。

なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施してよいことは勿論である。
例えば、上記実施形態では、パワー半導体チップをサイリスタチップとしたが、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴなどの他の種類の半導体デバイスに本発明を適用してもよい。
また、上記実施形態では、パワー半導体チップ上のゲート電極への接続に適用したが、他の電極への接続に本発明を適用してもよい。
また、上記実施形態では、中継部材を断面円形のものとしたが、断面矩形など他の断面形状の中継部材を適用してもよい。挿通部の形状は、中継部材の断面形状に合わせて形成することが好ましい。
また、上記実施形態では、ゲート電極と、ゲート信号入力端子に半田を塗布したが、中継部材の半田接続に必要な箇所に半田を配置できればよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ パワー半導体モジュール
２ ゲートピン（中継部材）
２ａ 側面
１０ 実装基板
１１ パワー半導体チップ
１１Ｇ ゲート電極
２０ 端子付ケース
２１ 樹脂部
２１ａ 孔部
２２ ゲート信号入力端子（端子部）
２２ａ 一端部
２２ｅ 孔部
２３ 挿通部
２３ａ 規制する内縁
２３ｂ 挿通部の形成範囲
Ｓ１，Ｓ２ 半田

Claims (7)

1. パワー半導体チップと、
   樹脂部と端子部とを有し、前記パワー半導体チップを保持する端子付ケースと、
   パワー半導体チップの上面に設けられた電極と前記端子部とを接続する柱状の中継部材と、を備えるパワー半導体モジュールにおいて、
   前記端子付ケースは、前記中継部材をその長手方向に挿通させる挿通部を有し、
   前記挿通部の中心軸方向に見て前記挿通部は前記電極内に配置され、
   前記端子部の前記中継部材に対する接続面は、前記挿通部の内縁の少なくとも一部とされ、
   前記中継部材は前記長手方向に延出し、前記挿通部に挿通されて、前記挿通部から延出する一端が前記電極と半田を介して接続され、側面が前記接続面と半田を介して接続され、前記挿通部の内縁の一部が、前記樹脂部に設けられた孔部の内縁により構成されていることを特徴とするパワー半導体モジュール。
2. 前記中継部材は前記挿通部より前記電極側に位置する第１端部から第２端部まで一様な太さであり、かつ、前記挿通部から自重落下可能な太さであることを特徴とする請求項１に記載のパワー半導体モジュール。
3. 前記端子部の前記中継部材と接続する一端部が、前記挿通部の中心軸方向に長く延設され、前記中継部材に接続している当該一端部の側面の面積が、当該一端部の先端面の面積より大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパワー半導体モジュール。
4. 前記端子部は、前記中継部材と接続する一端部から曲部を介して前記中継部材から離れる方向に延設されていることを特徴とする請求項３に記載のパワー半導体モジュール。
5. 前記挿通部の前記電極から遠い側の開口の大きさは、前記挿通部の前記電極に近い側の開口の大きさより大きく形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一つに記載のパワー半導体モジュール。
6. 請求項１から請求項５のうちいずれか一つに記載のパワー半導体モジュールの製造方法において、
   前記端子付ケースに前記パワー半導体チップを保持し、前記挿通部に前記中継部材を前記電極から遠い側から挿入して、前記挿通部の案内により、前記中継部材の前記挿通部から延出する一端を前記電極に第１半田を介して当接又は近接して配置するとともに、前記中継部材の側面を前記端子部の前記接続面に第２半田を介して当接又は近接して配置した保持状態とする組立工程と、
   前記保持状態において前記第１半田及び第２半田を同時にリフローして、前記第１半田により前記中継部材の一端と前記電極とを接続するとともに、前記第２半田により前記中継部材の側面と前記端子部の前記接続面とを接続するリフロー工程とを備えることを特徴とするパワー半導体モジュールの製造方法。
7. 前記組立工程において、前記中継部材の下端を前記電極に前記第１半田を介して当接して下支えさせることを特徴とする請求項６に記載のパワー半導体モジュールの製造方法。

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