WO2022080100A1 - 半導体モジュール、および半導体モジュールの製造方法 - Google Patents

半導体モジュール、および半導体モジュールの製造方法 Download PDF

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semiconductor
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昂平 谷川
佳大 山根
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ローム株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to a semiconductor module and a method for manufacturing a semiconductor module.
  • Patent Document 1 discloses a conventional semiconductor module (power module).
  • the semiconductor module described in Patent Document 1 includes a semiconductor element and a support substrate (ceramic substrate).
  • the semiconductor element is, for example, an IGBT made of Si (silicon).
  • the support substrate supports the semiconductor element.
  • the support substrate includes an insulating base material and conductor layers laminated on both upper and lower surfaces of the base material. Each conductor layer is made of, for example, Cu (copper), and a semiconductor element is bonded to one of the conductor layers.
  • one object of the present disclosure is to provide a semiconductor module having a module structure preferable for improving the bonding strength between the conductive substrate and the support substrate.
  • the semiconductor module provided by the present disclosure has a support substrate and a main surface and a back surface separated from each other in the thickness direction of the support substrate, and the back surface is joined to the support substrate so as to face the support substrate.
  • the conductive substrate, at least one semiconductor element electrically bonded to the main surface and having a switching function, constitutes a path of the main circuit current switched by the semiconductor element, and is viewed in the thickness direction.
  • the conductive member is formed with at least one opening that overlaps with the main surface of the conductive substrate and does not overlap with the semiconductor element when viewed in the thickness direction.
  • FIG. 1 It is a perspective view of the semiconductor module which concerns on 1st Embodiment.
  • the sealing resin, the resin portion, and the resin filling portion are omitted.
  • FIG. 2 is a diagram in which a conductive member is omitted.
  • FIG. 4 is a diagram showing a sealing resin, a resin portion, and a resin filling portion with imaginary lines. It is an enlarged view of a part of FIG. 5, and the imaginary line of the sealing resin, the resin portion and the resin filling portion is omitted. It is an enlarged view of a part of FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing a part of a conductive member with an imaginary line.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line XVII-XVII of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line XVIII-XVIII of FIG. It is sectional drawing which follows the XIX-XIX line of FIG.
  • This is an example of a circuit configuration of the semiconductor module of the first embodiment.
  • It is a top view which shows one process of the manufacturing method of a semiconductor module.
  • It is sectional drawing which shows one process of the manufacturing method of a semiconductor module.
  • It is a top view which shows one process of the manufacturing method of a semiconductor module.
  • It is an end view of a cut part which shows one step of the manufacturing method of a semiconductor module, and corresponds to the cross section shown in FIG.
  • FIG. 34 It is an enlarged cross-sectional view of a main part which shows one process of the manufacturing method of a semiconductor module, and corresponds to the figure which enlarged part of the cross section shown in FIG. It is a perspective view which shows the semiconductor module which concerns on the 1st modification. It is a top view which shows the semiconductor module which concerns on the 1st modification. It is a top view which shows the semiconductor module which concerns on the 2nd modification. It is a top view which shows the semiconductor module of 2nd Embodiment. It is a partially enlarged view which is a part of FIG. 33, and the imaginary line of a sealing resin, a resin part and a resin filling part is omitted.
  • FIG. 34 is an enlarged view of a part of FIG. 34.
  • the semiconductor module A1 includes a plurality of semiconductor elements 10, a conductive substrate 2, a support substrate 3, a plurality of input terminals 41 to 43, a plurality of output terminals 44, and a plurality of control terminals 45. It includes a plurality of control terminal supports 5 and a plurality of conduction members 6. Further, the semiconductor module A1 includes a first conductive bonding material 71 and a second conductive bonding material 72 (FIG. 14), a plurality of wires 731 to 735 (FIG. 8), a sealing resin 8 (FIG. 1), and a resin portion. It includes 87 (FIG. 1) and a resin filling section 88 (FIG. 13).
  • FIG. 1 is a perspective view showing the semiconductor module A1.
  • FIG. 2 is a perspective view of FIG. 1 in which the sealing resin 8 and the resin portion 87 and the like are omitted.
  • FIG. 3 is a perspective view of FIG. 2 in which the conductive member 6 is omitted.
  • FIG. 4 is a plan view showing the semiconductor module A1.
  • FIG. 5 is a plan view of FIG. 4, showing the sealing resin 8, the resin portion 87, and the like with imaginary lines.
  • FIG. 6 is a partially enlarged view of a part of FIG. In FIG. 6, imaginary lines for the sealing resin 8 and the resin portion 87 and the like are omitted.
  • FIG. 7 is a partially enlarged view of a part of FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a view showing a part of the conductive member 6 (the second conductive member 62 described later) with an imaginary line in the plan view of FIG.
  • FIG. 9 is a front view showing the semiconductor module A1.
  • FIG. 10 is a bottom view showing the semiconductor module A1.
  • FIG. 11 is a left side view showing the semiconductor module A1.
  • FIG. 12 is a right side view showing the semiconductor module A1.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line XIII-XIII of FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV of FIG.
  • FIG. 15 is a partially enlarged view of a part of FIG. 14.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line XVI-XVI of FIG. FIG.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line XVII-XVII of FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the line XVIII-XVIII of FIG.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view taken along the line XIX-XIX of FIG.
  • FIG. 20 is an example of a circuit configuration of the semiconductor module A1. In the circuit diagram of FIG. 20, only one of the plurality of first semiconductor elements 10A (described later) and only one of the plurality of second semiconductor elements 10B (described later) (the illustrated first semiconductor element). One second semiconductor element 10B) corresponding to 10A is described. The plurality of wires 731 to 735 are omitted in FIGS. 2, 3, 7, 14, 14, and 18.
  • the z direction is the thickness direction of the semiconductor module A1 (or the support substrate 3, etc.).
  • the x direction extends parallel to the long side of the sealing resin 8
  • the y direction extends parallel to the short side of the sealing resin 8.
  • One in the x direction is the x1 direction
  • the other in the x direction is the x2 direction.
  • plane view has the same meaning as "when viewed in the z direction”.
  • the x-direction may be referred to as a "first direction” and the y-direction may be referred to as a "second direction”, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the plurality of semiconductor elements 10 are the main elements for the function of the semiconductor module A1.
  • Each semiconductor element 10 is made of, for example, a semiconductor material mainly composed of SiC (silicon carbide). This semiconductor material is not limited to SiC, and may be Si (silicon), GaAs (gallium arsenide), GaN (gallium nitride), or the like.
  • Each semiconductor element 10 has a switching function unit Q1 (see FIG. 20) composed of, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor).
  • MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
  • the switching function unit Q1 is not limited to the MOSFET, and may be another transistor such as a field effect transistor including a MISFET (Metal-Insulator-Semiconductor FET) or a bipolar transistor such as an IGBT.
  • a field effect transistor including a MISFET (Metal-Insulator-Semiconductor FET) or a bipolar transistor such as an IGBT.
  • MISFET Metal-Insulator-Semiconductor FET
  • IGBT Bipolar transistor
  • Each semiconductor element 10 is the same element.
  • Each semiconductor element 10 is, for example, an n-channel MOSFET, but may be a p-channel MOSFET.
  • each semiconductor element 10 has an element main surface 101 and an element back surface 102 that are separated from each other in the z direction.
  • the element main surface 101 faces the z2 direction
  • the element back surface 102 faces the z1 direction.
  • the plurality of semiconductor elements 10 include a plurality of first semiconductor elements 10A and a plurality of second semiconductor elements 10B.
  • the semiconductor module A1 includes three first semiconductor elements 10A and three second semiconductor elements 10B, but the number of semiconductor elements is not limited to this configuration and is required for the semiconductor module A1. It is set appropriately according to the performance to be performed.
  • the number of the first semiconductor element 10A and the second semiconductor element 10B may be one or two, respectively, or four or more, respectively.
  • the number of the first semiconductor elements 10A and the number of the second semiconductor elements 10B may be equal or different.
  • the number of the first semiconductor element 10A and the second semiconductor element 10B is determined by, for example, the current capacity handled by the semiconductor module A1.
  • the semiconductor module A1 is configured as, for example, a half-bridge type switching circuit.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A form the upper arm circuit of the semiconductor module A1
  • the plurality of second semiconductor elements 10B form the lower arm circuit.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A are connected in parallel with each other
  • the plurality of second semiconductor elements 10B are connected in parallel with each other.
  • Each first semiconductor element 10A and each second semiconductor element 10B are connected in series to form a bridge layer.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A are mounted on the conductive substrate 2.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A are arranged in the y direction, for example, and are separated from each other.
  • Each first semiconductor element 10A is conduction-bonded to the conductive substrate 2 (the first conductive portion 2A described later) via the second conductive bonding material 72.
  • the device back surface 102 faces the first conductive portion 2A.
  • the plurality of second semiconductor elements 10B are mounted on the conductive substrate 2.
  • the plurality of second semiconductor elements 10B are arranged in the y direction, for example, and are separated from each other.
  • Each second semiconductor element 10B is conductively bonded to the conductive substrate 2 (second conductive portion 2B described later) via the second conductive bonding material 72.
  • the device back surface 102 faces the second conductive portion 2B.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B are overlapped with each other, but may not be overlapped with each other.
  • the plurality of semiconductor elements 10 each have a first main surface electrode 11, a second main surface electrode 12, and a back surface electrode 15.
  • the configurations of the first main surface electrode 11, the second main surface electrode 12, and the back surface electrode 15 described below are common to each semiconductor element 10.
  • the first main surface electrode 11 and the second main surface electrode 12 are provided on the element main surface 101.
  • the first main surface electrode 11 and the second main surface electrode 12 are insulated by an insulating film (not shown).
  • the back surface electrode 15 is provided on the back surface 102 of the element.
  • the first main surface electrode 11 is, for example, a gate electrode, and a drive signal (for example, a gate voltage) for driving the semiconductor element 10 is input.
  • the second main surface electrode 12 is, for example, a source electrode, through which a source current flows.
  • the back surface electrode 15 is, for example, a drain electrode through which a drain current flows.
  • the back surface electrode 15 covers substantially the entire area of the back surface 102 of the element (see the first semiconductor element 10A shown in FIG. 15).
  • the back surface electrode 15 is configured by, for example, Ag plating.
  • the semiconductor module A1 uses, for example, a second power supply as a first power supply voltage (DC voltage) input between one input terminal 41 and two input terminals 42 and 43 by the switching function unit Q1 of the plurality of semiconductor elements 10. It is converted into a voltage (AC voltage) and the second power supply voltage is output from the output terminal 44.
  • the input terminals 41 to 43 are "first power supply terminals” related to the first power supply voltage
  • the output terminals 44 are "second power supply terminals” related to the second power supply voltage.
  • At least one of the plurality of semiconductor elements 10 has a diode function unit D1 (see FIG. 20) in addition to the switching function unit Q1.
  • the semiconductor module A1 one of the plurality of first semiconductor elements 10A (in FIG. 8, the first semiconductor element 10A arranged on the y2 direction side with respect to the other two) and the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • One of them in FIG. 8, the second semiconductor element 10B arranged on the y1 direction side with respect to the other two
  • the function and role of the diode function unit D1 are not particularly limited, but can be used, for example, for temperature detection.
  • Each diode D2 shown in FIG. 20 is, for example, a parasitic diode component of the corresponding switching function unit Q1.
  • the semiconductor element 10 having the diode function portion D1 includes the first main surface electrode 11, the second main surface electrode 12, and the back surface electrode 15, as well as the third main surface electrode 13 and the fourth main surface. It has an electrode 14 and a fifth main surface electrode 16.
  • Each configuration of the third main surface electrode 13, the fourth main surface electrode 14, and the fifth main surface electrode 16 described below is common to the semiconductor element 10 having the diode functional unit D1.
  • the third main surface electrode 13, the fourth main surface electrode 14, and the fifth main surface electrode 16 are formed on the element main surface 101.
  • the third main surface electrode 13 and the fourth main surface electrode 14 conduct with the diode function unit D1.
  • the fifth main surface electrode 16 is, for example, a source sense electrode, and the source current in the switching function unit Q1 flows through the electrode.
  • each first semiconductor element 10A has a first side 191 and a second side 192, a third side 193, and a fourth side 194 in a plan view.
  • FIG. 7 shows the first semiconductor element 10A arranged in the center of the y direction among the plurality of first semiconductor elements 10A arranged in the y direction.
  • the first side 191 and the second side 192 each extend in the y direction.
  • the first side 191 is the edge on the x2 direction side in the plan view
  • the second side 192 is the edge on the x1 direction side in the plan view.
  • the third side 193 and the fourth side 194 extend in the x direction, respectively.
  • the third side 193 is the edge on the y2 direction side in the plan view
  • the fourth side 194 is the edge on the y1 direction side in the plan view. Since each first semiconductor element 10A has a rectangular shape in a plan view, the four corners formed by the first side 191 and the second side 192, the third side 193 and the fourth side 194 are at right angles or substantially right angles in the plan view. be. As shown in FIG. 7, the four corners do not overlap the conductive member 6 (first conductive member 61 and second conductive member 62) in a plan view.
  • the length of the third side 193 and the fourth side 194 is larger than the length of the first side 191 and the second side 192.
  • the conductive substrate 2 is also called a lead frame.
  • the conductive substrate 2 supports a plurality of semiconductor elements 10.
  • the conductive substrate 2 is bonded to the support substrate 3 via a first conductive bonding material 71.
  • the conductive substrate 2 as a whole has, for example, a rectangular shape.
  • the conductive substrate 2 together with the conductive member 6 constitutes a path of a main circuit current switched by a plurality of semiconductor elements 10.
  • the conductive substrate 2 includes a first conductive portion 2A and a second conductive portion 2B.
  • the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B are metal plate-shaped members, respectively. This metal is, for example, Cu (copper) or a Cu alloy.
  • the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B together with the plurality of input terminals 41 to 43 and the plurality of output terminals 44 form a conduction path of the current flowing through the plurality of semiconductor elements 10. As shown in FIGS. 13 to 18, the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B are respectively bonded to the support substrate 3 via the first conductive bonding material 71.
  • a plurality of first semiconductor elements 10A are bonded to the first conductive portion 2A via a second conductive bonding material 72, respectively.
  • a plurality of second semiconductor elements 10B are bonded to the second conductive portion 2B via the second conductive bonding material 72, respectively.
  • the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B are separated in the x direction as shown in FIGS. 3, 8, 13, and 14. In the examples shown in these figures, the first conductive portion 2A is located in the x2 direction with respect to the second conductive portion 2B.
  • the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B have a rectangular shape in a plan view and overlap each other when viewed in the x direction.
  • Each of the conductive portions 2A and 2B has, for example, a dimension of 15 mm to 25 mm (preferably about 20 mm) in the x direction, a dimension of 30 mm to 40 mm (preferably about 35 mm) in the y direction, and a dimension of 1 in the z direction. It is 5.5 mm to 3.0 mm (preferably about 2.0 mm).
  • the conductive substrate 2 (first conductive portion 2A and second conductive portion 2B) has a main surface 201 and a back surface 202.
  • the main surface 201 and the back surface 202 are separated from each other in the z direction as shown in FIGS. 13, 14 and 16 to 18.
  • the main surface 201 faces the z2 direction
  • the back surface 202 faces the z1 direction.
  • the main surface 201 is considered to be a combination of the upper surface of the first conductive portion 2A and the upper surface of the second conductive portion 2B
  • the back surface 202 has the lower surface of the first conductive portion 2A and the lower surface of the second conductive portion 2B. It is considered to be a combination.
  • the back surface 202 is joined to the support substrate 3 so as to face the support substrate 3.
  • each recess 201a is a portion recessed in the z direction from the main surface 201.
  • the degree of depression (depth) of each recess 201a is, for example, larger than 0 ⁇ m and 100 ⁇ m or less.
  • Each recess 201a is formed during molding, which will be described later.
  • the plurality of recesses 201a are formed on the two recesses (“first recesses”) formed on the main surface 201 of the first conductive portion 2A and the main surface 201 of the second conductive portion 2B. Includes two recesses (“second recess”).
  • the two first recesses 201a are separated in the y direction and overlap each other when viewed in the y direction.
  • the two second recesses 201a are separated in the y direction and overlap each other when viewed in the y direction.
  • the conductive substrate 2 (first conductive portion 2A and second conductive portion 2B) includes a base material 21, a main surface bonding layer 22, and a back surface bonding layer 23 laminated to each other.
  • the base material 21 is a metal plate-shaped member. This metal is Cu or a Cu alloy.
  • the main surface bonding layer 22 is formed on the upper surface of the base material 21.
  • the main surface bonding layer 22 is a surface layer of the conductive substrate 2 on the z2 direction side.
  • the upper surface of the main surface bonding layer 22 corresponds to the main surface 201 of the conductive substrate 2.
  • the main surface bonding layer 22 is, for example, Ag-plated.
  • the back surface bonding layer 23 is formed on the lower surface of the base material 21.
  • the back surface bonding layer 23 is a surface layer of the conductive substrate 2 on the z1 direction side.
  • the lower surface of the back surface bonding layer 23 corresponds to the back surface 202 of the conductive substrate 2.
  • the back surface bonding layer 23 is, for example, Ag-plated like the main surface bonding layer 22.
  • the support substrate 3 supports the conductive substrate 2.
  • the support substrate 3 is composed of, for example, a DBC (Direct Bonded Copper) substrate.
  • the support substrate 3 includes an insulating layer 31, a first metal layer 32, a first bonding layer 321 and a second metal layer 33.
  • the insulating layer 31 is made of, for example, ceramics and has excellent thermal conductivity. Examples of such ceramics include AlN (aluminum nitride).
  • the insulating layer 31 is not limited to ceramics, and may be an insulating resin sheet or the like.
  • the insulating layer 31 has, for example, a rectangular shape in a plan view.
  • the first metal layer 32 is formed on the upper surface (the surface facing the z2 direction) of the insulating layer 31.
  • the constituent material of the first metal layer 32 contains, for example, Cu (that is, the first metal layer 32 contains Cu).
  • the constituent material may contain Al instead of Cu.
  • the first metal layer 32 includes a first part 32A and a second part 32B.
  • the first part 32A and the second part 32B are separated in the x direction.
  • the first part 32A is located on the x2 direction side of the second part 32B.
  • the first conductive portion 2A is joined to the first portion 32A to support the first conductive portion 2A.
  • the second conductive portion 2B is joined to the second portion 32B to support the second conductive portion 2B.
  • Each of the first part 32A and the second part 32B has, for example, a rectangular shape in a plan view.
  • the first bonding layer 321 is formed on the upper surface of the first metal layer 32 (each of the first portion 32A and the second portion 32B).
  • the first bonding layer 321 is, for example, Ag plating.
  • the first bonding layer 321 is provided to improve the bonding with the first conductive bonding material 71 by solid phase diffusion.
  • the second metal layer 33 is formed on the lower surface (the surface facing the z1 direction) of the insulating layer 31.
  • the constituent material of the second metal layer 33 is the same as the constituent material of the first metal layer 32.
  • the lower surface of the second metal layer 33 (the bottom surface 302 described later) is exposed from, for example, the sealing resin 8 in the example shown in FIG.
  • the lower surface may not be exposed from the sealing resin 8 and may be covered with the sealing resin 8.
  • the second metal layer 33 overlaps both the first part 32A and the second part 32B in a plan view.
  • the support substrate 3 has a support surface 301 and a bottom surface 302.
  • the support surface 301 and the bottom surface 302 are separated from each other in the z direction.
  • the support surface 301 faces the z2 direction, and the bottom surface 302 faces the z1 direction.
  • the bottom surface 302 is exposed from the sealing resin 8 as shown in FIG.
  • the support surface 301 is the upper surface of the first joint layer 321 and is a combination of the upper surface of the first portion 32A and the upper surface of the second portion 32B.
  • the support surface 301 faces the conductive substrate 2, and the conductive substrate 2 is bonded to the support surface 301.
  • the bottom surface 302 is the lower surface of the second metal layer 33.
  • a heat radiating member (for example, a heat sink) (not shown) can be attached to the bottom surface 302.
  • the dimension of the support substrate 3 in the z direction is, for example, 0.7 mm to 2.0 mm.
  • the plurality of input terminals 41 to 43 and the plurality of output terminals 44 are each made of a metal plate.
  • the constituent material of this metal plate is, for example, Cu or a Cu alloy.
  • the semiconductor module A1 includes three input terminals 41 to 43 and two output terminals 44.
  • the voltage from the power supply is applied to the three input terminals 41 to 43.
  • the input terminal 41 is a positive electrode (P terminal), and the two input terminals 42 and 43 are negative electrodes (N terminals).
  • the input terminal 41 may be a negative electrode (N terminal) and the two input terminals 42 and 43 may be a positive electrode (P terminal).
  • the wiring inside the package may be appropriately changed according to the change in the polarity of the terminal.
  • the three input terminals 41 to 43 and the two output terminals 44 each include a portion covered with the sealing resin 8 and a portion exposed from the resin side surface of the sealing resin 8.
  • the input terminal 41 is integrally formed with the first conductive portion 2A. Unlike this configuration, the input terminal 41 and the first conductive portion 2A may be formed individually, and then the input terminal 41 may be conduction-bonded to the first conductive portion 2A. As shown in FIG. 8 and the like, the input terminal 41 is located on the x2 direction side with respect to the plurality of first semiconductor elements 10A and the first conductive portion 2A (conductive substrate 2). The input terminal 41 conducts to the first conductive portion 2A and to the back surface electrode 15 (drain electrode) of each first semiconductor element 10A via the first conductive portion 2A. The input terminal 41 is an example of the "first input terminal".
  • the input terminal 41 has an input side joint surface 411 and an input side side surface 412 (413,414).
  • the input-side joint surface 411 faces the z2 direction and extends in the x2 direction.
  • the input-side side surface 412 is located on the peripheral edge of the input-side joint surface 411 (extending along the peripheral edge) when viewed in the z direction, and faces the direction intersecting the normal of the input-side joint surface 411.
  • the input side side surface 412 includes a tip surface 413 and a pair of side surface 414s.
  • the tip surface 413 is located at the end on the x2 direction side of the input terminal 41 and faces the x2 direction.
  • the pair of sideways 414 are located at both ends of the input terminal 41 in the y direction and face the y1 direction and the y2 direction, respectively. At least one of the tip surface 413 and the pair of side surfaces 414 has an input side machining mark.
  • the processing marks on the input side are formed by cutting the lead frame, which will be described later.
  • the two input terminals 42 and 43 are separated from the first conductive portion 2A. Further, as can be understood from FIGS. 2 and 13, the two input terminals 42 and 43 are respectively joined to the second conduction member 62. As shown in FIG. 8 and the like, the two input terminals 42 and 43 are located on the x2 direction side with respect to the plurality of first semiconductor elements 10A and the first conductive portion 2A (conductive substrate 2). The two input terminals 42 and 43 respectively conduct to the second conduction member 62 and to the second main surface electrode 12 (source electrode) of each second semiconductor element 10B via the second conduction member 62. ..
  • the input terminal 42 is an example of a "second input terminal”
  • the input terminal 43 is an example of a "third input terminal".
  • the input terminals 42 and 43 have an input side joint surface 421 and 431 and an input side side surface 422 and 432, respectively.
  • the input-side joint surfaces 421 and 431 face the z2 direction and extend in the x2 direction.
  • the input-side side surfaces 422 and 432 are respectively located on the peripheral edges of the input-side joint surfaces 421 and 431 when viewed in the z direction. Further, the input side side surfaces 422 and 432 face in directions intersecting the normals of the input side joint surfaces 421 and 431, respectively.
  • the input side side surface 422 includes a front end surface 423 and a pair of side surface 424s.
  • the tip surface 423 is located at the end on the x2 direction side of the input terminal 42 and faces the x2 direction.
  • the pair of sideways 424 are located at both ends of the input terminal 42 in the y direction and face the y1 direction and the y2 direction.
  • the processing marks on the input side are formed by cutting the lead frame, which will be described later.
  • the input side side surface 432 includes a tip surface 433 and a pair of side sides 434.
  • the tip surface 433 is located at the end on the x2 direction side of the input terminal 43 and faces the x2 direction.
  • the pair of sideways 434 are located at both ends of the input terminal 43 in the y direction and face the y1 direction and the y2 direction.
  • On the input side side surface 432, at least one of the tip surface 433 and the pair of side surface 434 has an input side processing mark.
  • the processing marks on the input side are formed by cutting the lead frame, which will be described later.
  • each of the three input terminals 41 to 43 protrudes from the sealing resin 8 in the x2 direction in the semiconductor module A1.
  • the three input terminals 41 to 43 are separated from each other.
  • the two input terminals 42 and 43 are located on opposite sides of the input terminal 41 in the y direction.
  • the input terminal 42 is located on the y2 direction side of the input terminal 41, and the input terminal 43 is located on the y1 direction side of the input terminal 41.
  • the three input terminals 41 to 43 overlap each other when viewed in the y direction.
  • the two output terminals 44 are integrally formed with the second conductive portion 2B, respectively. Unlike this configuration, the output terminal 44 may be separated from the second conductive portion 2B and conductively bonded to the second conductive portion 2B. As shown in FIG. 8 and the like, each of the two output terminals 44 is located on the x1 direction side with respect to the plurality of second semiconductor elements 10B and the second conductive portion 2B (conductive substrate 2). Each output terminal 44 conducts to the second conductive portion 2B and also conducts to the back surface electrode 15 (drain electrode) of each second semiconductor element 10B via the second conductive portion 2B.
  • the above two output terminals 44 are examples of a "first output terminal" and a "second output terminal”.
  • the output terminal 44 has an output side joint surface 441 and an output side side surface 442.
  • the output-side joint surface 441 faces the z2 direction and extends in the x1 direction.
  • the output side side surface 442 is located on the peripheral edge of the output side joint surface 441 when viewed in the z direction, and faces the direction intersecting the normal of the output side joint surface 441.
  • the output side side surface 442 includes a tip surface 443 and a pair of side sides 444.
  • the tip surface 443 is located at the end on the x1 direction side of the output terminal 44 and faces the x1 direction.
  • the pair of sideways 444 are located at both ends of the output terminal 44 in the y direction and face the y1 direction and the y2 direction.
  • At least one of the tip surface 443 and the pair of side surfaces 444 has an output side processing mark.
  • the output-side machining marks are formed by cutting the lead frame, which will be described later.
  • the number of output terminals 44 is not limited to two, and may be, for example, one or three or more. For example, when there is only one output terminal 44, it is desirable that the output terminal is connected to the central portion of the second conductive portion 2B in the y direction.
  • Each of the plurality of control terminals 45 is a pin-shaped terminal for controlling the semiconductor element 10.
  • the plurality of control terminals 45 include a plurality of first control terminals 46A to 46E and a plurality of second control terminals 47A to 47D.
  • the plurality of first control terminals 46A to 46E are used for controlling each first semiconductor element 10A.
  • the plurality of second control terminals 47A to 47D are used for controlling each of the second semiconductor elements 10B.
  • the plurality of first control terminals 46A to 46E are arranged at intervals in the y direction. As shown in FIGS. 8 and 14, each of the first control terminals 46A to 46E is supported by the first conductive portion 2A via the control terminal support 5 (first support portion 5A described later). As shown in FIGS. 5 and 8, each of the first control terminals 46A to 46E is located between the plurality of first semiconductor elements 10A and the three input terminals 41 to 43 in the x direction.
  • the first control terminal 46A is a terminal (gate terminal) for inputting drive signals of a plurality of first semiconductor elements 10A.
  • a drive signal for driving a plurality of first semiconductor elements 10A is input to the first control terminal 46A (for example, a gate voltage is applied).
  • the first control terminal 46B is a terminal (source sense terminal) for detecting source signals of a plurality of first semiconductor elements 10A.
  • the voltage (voltage corresponding to the source current) applied to each of the second main surface electrodes 12 (source electrodes) of the plurality of first semiconductor elements 10A is detected via the first control terminal 46B.
  • the first control terminal 46C and the first control terminal 46D are terminals conducting to the diode function unit D1.
  • the first control terminal 46C is electrically connected to the third main surface electrode 13 of the first semiconductor element 10A having the diode function unit D1
  • the first control terminal 46D is the first semiconductor element 10A having the diode function unit D1. It conducts to the fourth main surface electrode 14.
  • the first control terminal 46E is a terminal (drain sense terminal) for detecting drain signals of a plurality of first semiconductor elements 10A.
  • the voltage (voltage corresponding to the drain current) applied to each back surface electrode 15 (drain electrode) of the plurality of first semiconductor elements 10A is detected via the first control terminal 46E.
  • the plurality of second control terminals 47A to 47D are arranged at intervals in the y direction. As shown in FIGS. 5 and 18, each of the second control terminals 47A to 47D is supported by the second conductive portion 2B via the control terminal support 5 (second support portion 5B described later). As shown in FIGS. 5 and 8, each of the second control terminals 47A to 47D is located between the plurality of second semiconductor elements 10B and the two output terminals 44 in the x direction.
  • the plurality of control terminals 45 include a holder 451 and a metal pin 452, respectively (see FIG. 2).
  • the holder 451 is made of a conductive material. As shown in FIG. 15, the holder 451 is bonded to the control terminal support 5 (the first metal layer 52 described later) via the conductive bonding material 459.
  • the holder 451 includes a tubular portion, an upper end flange portion, and a lower end flange portion. The upper end flange is connected above the tubular portion, and the lower end flange is connected below the tubular portion.
  • a metal pin 452 is inserted through at least the upper end flange portion and the tubular portion of the holder 451. The upper surface of the upper end flange portion is exposed from the sealing resin 8 (second protruding portion 852 described later) and is covered with the resin portion 87.
  • the metal pin 452 is a rod-shaped member extending in the z direction.
  • the metal pin 452 is supported by being press-fitted into the holder 451.
  • the metal pin 452 conducts to the control terminal support 5 (the first metal layer 52 described later) via at least the holder 451.
  • the control terminal support 5 the first metal layer 52 described later
  • the metal pin 452 is conductive. It conducts to the control terminal support 5 via the bonding material 459.
  • the control terminal support 5 supports a plurality of control terminals 45.
  • the control terminal support 5 is interposed between the main surface 201 (conductive substrate 2) and the plurality of control terminals 45.
  • the control terminal support 5 includes a first support portion 5A and a second support portion 5B.
  • the first support portion 5A is arranged on the first conductive portion 2A of the conductive substrate 2 and supports a plurality of first control terminals 46A to 46E among the plurality of control terminals 45.
  • the first support portion 5A is joined to the first conductive portion 2A via the joining material 59.
  • the joining material 59 may be conductive or insulating, and for example, solder is used.
  • the second support portion 5B is arranged on the second conductive portion 2B of the conductive substrate 2 and supports a plurality of second control terminals 47A to 47D among the plurality of control terminals 45.
  • the second support portion 5B is joined to the second conductive portion 2B via the joining material 59.
  • the control terminal support 5 (each of the first support portion 5A and the second support portion 5B) is composed of, for example, a DBC substrate.
  • the control terminal support 5 has an insulating layer 51, a first metal layer 52, and a second metal layer 53 laminated on each other.
  • the insulating layer 51 is made of, for example, ceramics.
  • the insulating layer 51 has, for example, a rectangular shape in a plan view.
  • the first metal layer 52 is formed on the upper surface of the insulating layer 51. Each control terminal 45 is erected on the first metal layer 52.
  • the first metal layer 52 is, for example, Cu or a Cu alloy.
  • the first metal layer 52 includes a first part 521, a second part 522, a third part 523, a fourth part 524, and a fifth part 525. The first part 521, the second part 522, the third part 523, the fourth part 524 and the fifth part 525 are separated from each other and insulated from each other.
  • a plurality of wires 731 are joined to each other, and the wires 731 are conductive to the first main surface electrode 11 (gate electrode) of each semiconductor element 10.
  • a first control terminal 46A is joined to the first part 521 of the first support part 5A, and a second control terminal 47A is attached to the first part 521 of the second support part 5B. It is joined.
  • a plurality of wires 732 are joined, and the wires 732 are conductive to the second main surface electrode 12 (source electrode) of each semiconductor element 10.
  • the first control terminal 46B is joined to the second part 522 of the first support part 5A, and the second control terminal 47B is attached to the second part 522 of the second support part 5B. It is joined.
  • the wire 733 is joined to the third portion 523, and the wire 733 is conductive to the third main surface electrode 13 of the semiconductor element 10 having the diode function portion D1.
  • the first control terminal 46C is joined to the third part 523 of the first support part 5A, and the second control terminal 47C is attached to the third part 523 of the second support part 5B. It is joined.
  • a wire 734 is joined to the fourth portion 524, and the wire 734 is conducted to conduct the fourth main surface electrode 14 of the semiconductor element 10 having the diode function portion D1 via the wire 734.
  • the first control terminal 46D is joined to the fourth part 524 of the first support part 5A, and the second control terminal 47D is connected to the fourth part 524 of the second support part 5B. It is joined.
  • a wire 735 is joined to the fifth portion 525 of the first support portion 5A, and the wire 735 is conducted to conduct the first conductive portion 2A.
  • the fifth part 525 of the second support part 5B does not conduct with other constituent parts.
  • the first control terminal 46E is joined to the fifth portion 525 of the first support portion 5A.
  • the second metal layer 53 is formed on the lower surface of the insulating layer 51. As shown in FIG. 15, the second metal layer 53 of the first support portion 5A is joined to the first conductive portion 2A via the bonding material 59. The second metal layer 53 of the second support portion 5B is joined to the second conductive portion 2B via the bonding material 59.
  • the conductive member 6 together with the conductive substrate 2 constitutes a path of a main circuit current switched by a plurality of semiconductor elements 10.
  • the conductive member 6 overlaps the main surface 201 in a plan view, but is separated from the main surface 201 (conductive substrate 2) in the z2 direction (excluding one end portion of each first conductive member 61 described below. reference).
  • the conductive member 6 can be configured by processing a metal plate material. Specifically, the conductive member 6 can be obtained by appropriately bending a plate material made of, for example, Cu or a Cu alloy so as to have a desired form. Not limited to this, the conductive member 6 may be configured by using a metal foil material. In the present embodiment, as shown in FIGS.
  • the conductive member 6 includes a plurality of first conductive members 61 and one second conductive member 62.
  • FIG. 7 shows one first conducting member 61.
  • the main circuit current includes a first main circuit current and a second main circuit current.
  • the first main circuit current is a current flowing through a path extending between the input terminal 41 and the output terminal 44.
  • the second main circuit current is a current flowing through a path extending between the input terminals 42 and 43 and the output terminal 44.
  • Each of the plurality of first conductive members 61 is joined to the second main surface electrode 12 (source electrode) of one corresponding first semiconductor element 10A and the second conductive portion 2B.
  • the second main surface electrode 12 of the first semiconductor element 10A and the second conductive portion 2B become conductive.
  • the joining of the first conducting member 61 and the second main surface electrode 12 (see FIG. 8) and the joining of the first conducting member 61 and the second conductive portion 2B are performed via the conductive joining member 69.
  • the conductive joining material 69 is, for example, solder, a metal paste material, a sintered metal, or the like.
  • each first conducting member 61 has a strip shape extending along the x direction in a plan view.
  • each first conductive member 61 has an edge portion joined to the second conductive portion 2B and a rectangular portion close to and horizontal to the edge portion (see also FIG. 14). And have.
  • An opening 61h is formed in this rectangular portion.
  • the opening 61h is preferably formed in the central portion of the rectangle in a plan view, and is a hole penetrating the rectangular portion in the z direction.
  • the opening 61h is formed so that the fluid resin material injected in forming the sealing resin 8 appropriately flows between the upper side and the lower side of the first conduction member 61.
  • the planar shape of the opening 61h is a perfect circle, but it may be another shape such as an ellipse or a rectangle.
  • the shape of each first conducting member 61 is not limited to that shown in FIG. 7, and can be appropriately modified. Further, as another example, each first conducting member 61 may have a configuration having no opening.
  • three plurality of first conduction members 61 are provided corresponding to the number of first semiconductor elements 10A.
  • one first conducting member 61 that is common to a predetermined number of first semiconductor elements 10A may be used regardless of the number of the first semiconductor elements 10A.
  • the second conduction member 62 conducts the second main surface electrode 12 of each of the plurality of second semiconductor elements 10B and the input terminals 42 and 43.
  • the maximum dimension of the second conduction member 62 in the x direction is, for example, 25 mm to 40 mm (preferably about 32 mm), and the maximum dimension in the y direction is, for example, 30 mm to 45 mm (preferably about 38 mm).
  • the second conduction member 62 includes a first wiring portion 621, a second wiring portion 622, a third wiring portion 623, and a fourth wiring portion 624, and these four wiring portions are integrally formed. It is a single member (see also Figure 2).
  • the first wiring portion 621 is a band-shaped portion extending in the x direction in a plan view.
  • the first wiring portion 621 is bonded (and electrically connected) to the input terminal 42 via a bonding material similar to the conductive bonding material 69 described above (hereinafter, also referred to as “conductive bonding material 69”). Will be done.
  • the second wiring unit 622 is connected to the input terminal 43.
  • the second wiring portion 622 and the input terminal 43 are joined by a conductive joining material 69.
  • the second wiring portion 622 is a band-shaped portion extending in the x direction in a plan view. As shown in FIG. 6, the first wiring unit 621 and the second wiring unit 622 are separated from each other in the y direction, and are arranged in parallel or substantially parallel to each other.
  • the second wiring unit 622 is located in the y1 direction with respect to the first wiring unit 621.
  • the third wiring unit 623 is connected to both the first wiring unit 621 and the second wiring unit 622.
  • the third wiring portion 623 is a band-shaped portion extending in the y direction in a plan view. As can be understood from FIG. 6, the third wiring unit 623 overlaps the plurality of second semiconductor elements 10B in a plan view. As shown in FIG. 17, the third wiring unit 623 is connected to each second semiconductor element 10B.
  • the third wiring portion 623 has a plurality of concave regions 623a. As shown in FIG. 17, each concave region 623a protrudes in the z1 direction from the other portion of the third wiring portion 623. Each concave region 623a of the third wiring portion 623 is joined to each second semiconductor element 10B.
  • Each concave region 623a of the third wiring portion 623 and the second main surface electrode 12 (see FIG. 8) of each second semiconductor element 10B are joined via a conductive bonding material 69.
  • the fourth wiring unit 624 is connected to both the first wiring unit 621 and the second wiring unit 622. Further, the fourth wiring portion 624 is connected to the third wiring portion 623 (see the second strip-shaped portion 626 described later). The fourth wiring unit 624 is located on the x2 direction side with respect to the third wiring unit 623. As can be understood from FIG. 6, the fourth wiring unit 624 overlaps the plurality of first semiconductor elements 10A in a plan view.
  • the fourth wiring portion 624 includes a first strip-shaped portion 625 and a plurality of second strip-shaped portions 626.
  • the first strip-shaped portion 625 is a strip-shaped portion that is separated from the third wiring portion 623 in the x direction and extends in the y direction. As shown in FIG. 6, the first strip-shaped portion 625 is connected to both the first wiring portion 621 and the second wiring portion 622.
  • the first band-shaped portion 625 overlaps the plurality of first semiconductor elements 10A in a plan view.
  • the first band-shaped portion 625 has a plurality of convex regions 625a. As shown in FIG. 16, each convex region 625a protrudes in the z2 direction from the other portion of the first band-shaped portion 625.
  • the plurality of convex regions 625a overlap each other of the plurality of first semiconductor elements 10A in a plan view (FIG. 6).
  • the first band-shaped portion 625 has a plurality of convex regions 625a, as shown in FIG. 16, it is possible to provide a region for joining the first conductive member 61 on each first semiconductor element 10A. That is, by providing the plurality of convex regions 625a, it is possible to prevent the first band-shaped portion 625 from coming into contact with each of the first conducting members 61.
  • each of the plurality of second strip-shaped portions 626 is a strip-shaped portion extending in the x direction, and is connected to the first strip-shaped portion 625 and the third wiring portion 623.
  • the plurality of second strips 626 are separated from each other in the y direction and are arranged in parallel or substantially parallel to each other. Further, as shown in the figure, one end of each second band-shaped portion 626 is connected to the first band-shaped portion 625 between two first semiconductor elements 10A adjacent in the y direction, and the other end is adjacent in the y direction. It is connected to the third wiring portion 623 between the two second semiconductor elements 10B.
  • the first strip 625 has a first edge 627 and a second edge 628, each extending in the y direction. As shown in FIGS. 6 and 7, the first edge 627 is located in the x1 direction from the first side 191 of each first semiconductor element 10A in a plan view, and is from the first wiring portion 621 in the y direction. It extends to the second wiring portion 622. Therefore, as shown in FIG. 7, the first edge 627 extends from at least the third side 193 to the fourth side 194 of each first semiconductor device 10A in the y direction.
  • each first semiconductor element 10A in a plan view, the two angles on the x2 direction side of each first semiconductor element 10A (the angle 171 formed by the first side 191 and the third side 193, and the first side 191 and the fourth side 194 form each other.
  • the angles 172) do not overlap with the second conducting member 62, respectively.
  • the entire first side 191 and a part of each of the third side and the fourth side are exposed to the outside. (That is, it does not overlap with the second conductive member 62 in a plan view and is visible). As shown in FIG.
  • the second edge 628 is located in the x2 direction from the second side 192 of each first semiconductor element 10A in a plan view, and is at least from the third side 193 to 194 in the y direction. It is extended.
  • the two angles on the x1 direction side of each first semiconductor element 10A (the angle 173 formed by the second side 192 and the third side 193, and the second side 192 and the fourth side 194 form each other).
  • the angles 174) do not overlap with the second conducting member 62, respectively.
  • a part of the second side and another part of each of the third side and the fourth side are exposed to the outside in a plan view.
  • the two sides sandwiching the angles 171, 172, 173, and 174 are configured so that a predetermined length is exposed in a range of more than 0 ⁇ m and 200 ⁇ m or less in a plan view. This is advantageous, for example, for the detection of the above angles 171, 172, 173, 174 using a sensor.
  • the length of the exposed portion of each of the two adjacent sides is 5 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
  • the length of each exposed portion of two adjacent sides is 2 ⁇ m or more, the angle corresponding to the two sides can be detected. Further, if the length of the exposed portion is 5 ⁇ m or more, the corner can be reliably detected. If the length of the exposed portion exceeds 200 ⁇ m, the joint area between the first conductive member 61 and the first semiconductor element 10A becomes smaller than necessary, which is not preferable.
  • the conduction member 6 includes a plurality of first parts 601. Each first part 601 overlaps with one corresponding semiconductor element among the plurality of semiconductor elements 10A and 10B in a plan view.
  • the second conduction member 62 includes the plurality of first parts 601.
  • the fourth wiring section 624 constitutes three first sections 601 (rectangular regions overlapping the plurality of first semiconductor elements 10A in a plan view), and similarly, the third wiring section 623 forms the three first sections. It constitutes (a rectangular region overlapping the plurality of second semiconductor elements 10B in a plan view). As can be seen from FIG. 2, each rectangular region (Part 1 601) is flat.
  • the three first parts 601 included in the fourth wiring part 624 are offset in the z2 direction with respect to the three first parts 601 included in the third wiring part 623.
  • the plurality of first parts 601 are included in the six second parts 62B (of the second conducting member 62) described below.
  • the main surface electrodes 11, 13, 14, and 16 of the first semiconductor element 10A are located at the end of the first semiconductor element 10A on the x2 direction side. They are arranged side by side along the direction.
  • the first conducting member 61 and the second conducting member 62 do not overlap with any of the main surface electrodes 11, 13, 14, 16 of the first semiconductor element 10A and the angles 171 and 172 on the x2 direction side.
  • the first conducting member 61 and the second conducting member 62 are at least among the angles 173 and 174 on the x1 direction side (the side opposite to the side on which the main surface electrode is arranged) of the first semiconductor element 10A.
  • each second semiconductor element 10B also has a rectangular shape in a plan view like the first semiconductor element 10A, and corresponds to the four corners 171, 172, 173, 174 of the first semiconductor element 10A. It has four corners 181, 182, 183, 184.
  • the above-mentioned relationship between the four corners 171, 172, 173, 174 of each first semiconductor element 10A and the first conductive member 61 and the second conductive member 62 in a plan view is the four corners of each second semiconductor element 10B.
  • the second conducting member 62 includes at least one first part 62A and at least one second part 62B.
  • eight first portions 62A are provided, and these are the main surface 201 of the conductive substrate 2 (main surface 201 of the first conductive portion 2A or the second conductive portion 2B) in a plan view. ), But does not overlap with the plurality of semiconductor elements 10.
  • each first part 62A is provided with hatching that rises to the right.
  • six second portions 62B are provided, and these are portions that overlap with the main surface 201 and also overlap with the plurality of semiconductor elements 10 in a plan view.
  • FIG. 5 eight first portions 62A are provided, and these are the main surface 201 of the conductive substrate 2 (main surface 201 of the first conductive portion 2A or the second conductive portion 2B) in a plan view.
  • each second part 62B is provided with hatching that descends to the right.
  • the eight first parts 62A may be collectively referred to as the "first part (62A)", and similarly, the six second parts 62B may be collectively referred to as the "first part (62A)”. It may also be referred to as “2 copies (62B)".
  • the first part 62A has at least one opening (also referred to as a "gap") 63.
  • the two openings 63 are the first portion 62A (more accurately, the above eight first wiring portions).
  • each opening 63 penetrates the first portion 62A, as shown in FIGS. 5 and 13 and the like.
  • each opening 63 is positioned so as to overlap the main surface 201 of the first conductive portion 2A (conductive substrate 2) in a plan view and not to overlap with any of the plurality of semiconductor elements 10.
  • the two openings 63 shown in FIG. 5 are provided in the vicinity of the two corners of the conductive substrate 2, respectively, and are provided closer to the x2 direction in each of the first wiring portion 621 and the second wiring portion 622. ..
  • the opening (gap portion) 63 is not limited to the hole as in the present embodiment, and may be a “notch” that is not closed in a plan view.
  • the opening 63 may be made, for example, by electroplating.
  • the second conductive member 62 will have an opening as a result of the metal not being electrodeposited, rather than an opening formed by removing a portion of the material plate.
  • the second conduction member 62 (plural first part 601) is formed with a plurality of openings 625h each overlapping the plurality of first semiconductor elements 10A in a plan view.
  • each opening 625h is located at a position overlapping the central portion of the corresponding first semiconductor element 10A in a plan view.
  • each opening 625h is a through hole formed in a corresponding convex region 625a in the first band-shaped portion 625 (fourth wiring portion 624). These openings 625h are formed so that the bonding state between the first conductive member 61 and the first semiconductor element 10A can be optically confirmed from above.
  • the second conduction member 62 is formed with a plurality of openings 623h each overlapping the plurality of second semiconductor elements 10B in a plan view.
  • each opening 623h is located at a position overlapping the central portion of the corresponding second semiconductor element 10B in a plan view.
  • each opening 623h is a through hole formed in the corresponding concave region 623a in the third wiring portion 623. These openings 623h are used when positioning the second conductive member 62 with respect to the conductive substrate 2.
  • the planar shape of the openings 623h and 625h may be a perfect circle, or may be another shape such as an ellipse or a rectangle.
  • the shape of the second conductive member 62 is not limited to this configuration, and may not include, for example, the fourth wiring portion 624. However, in order to reduce the inductance value due to the current flowing through the second conducting member 62, it is preferable to provide the fourth wiring portion 624 on the second conducting member 62.
  • the first conductive bonding material 71 is interposed between the conductive substrate 2 and the support substrate 3 to conduct conduction bond between the conductive substrate 2 and the support substrate 3.
  • the first conductive bonding material 71 includes a material in which the first conductive portion 2A is conductively bonded to the first portion 32A and a material in which the second conductive portion 2B is conductively bonded to the second portion 32B.
  • the first conductive bonding material 71 has a first base layer 711, a first layer 712, and a second layer 713 laminated with each other.
  • the side surface of the first conductive bonding material 71 and the side surface of the first metal layer 32, which is the uppermost layer of the support substrate 3, are flush with each other. It is preferable that the side surface of the first metal layer 32 is located slightly inside the side surface of the first conductive bonding material 71 in a plan view. That is, in a plan view, the side surface of the first metal layer 32 is joined so as not to protrude outside the side surface of the first conductive bonding material 71. When the side surface of the first metal layer 32 protrudes outside the side surface of the first conductive bonding material 71 in a plan view, the creepage distance between the first metal layer 32 and the second metal layer 33 becomes smaller. , Not desirable. In a plan view, the side surface of the first metal layer 32 is arranged outside the side surface of the base material 21 of the conductive substrate 2.
  • the first base layer 711 is made of metal, and the metal is, for example, Al (aluminum) or an Al alloy.
  • the first base layer 711 is a sheet material.
  • the Young's modulus of Al, which is a constituent material of the first base layer 711, is 70.3 GPa.
  • the first layer 712 is formed on the upper surface of the first base layer 711.
  • the first layer 712 is interposed between the first base layer 711 and the conductive substrate 2 (each of the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B).
  • the first layer 712 is, for example, Ag plating.
  • the first layer 712 is bonded to each back surface bonding layer 23 of the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B by, for example, solid phase diffusion of a metal. That is, the first layer 712 and the back surface bonding layers 23 of the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B are bonded by solid phase diffusion bonding.
  • the first layer 712 and each back surface bonding layer 23 are bonded in a state of being in direct contact with each other at the bonding interface.
  • “A and B are bonded by solid phase diffusion bonding” means that as a result of solid phase diffusion bonding, A and B are fixed to each other in a state of being in direct contact with each other at the bonding interface. It can be said that the solid phase diffusion bonding layer is composed of A and B. When solid-phase diffusion bonding is performed under ideal conditions, the bonding interface may not be clearly present due to the diffusion of metallic elements. On the other hand, when inclusions such as an oxide film are present on the surface layer of A and B, or voids are present between A and B, these inclusions and voids may be present at the bonding interface. ..
  • the second layer 713 is formed on the lower surface of the first base layer 711.
  • the second layer 713 is interposed between the first base layer 711 and the support substrate 3 (each of the first part 32A and the second part 32B).
  • the second layer 713 is, for example, Ag plating.
  • the second layer 713 is bonded to the first bonding layer 321 formed on each of the first portion 32A and the second portion 32B, for example, by solid phase diffusion of a metal. That is, the second layer 713 and the first bonding layer 321 are bonded by solid phase diffusion bonding, and are bonded in a state of being in direct contact with each other at the bonding interface.
  • the Young's modulus of Ag (silver), which is a constituent material of the first layer 712 and the second layer 713, is 82.7 GPa.
  • the Young's modulus of the first base layer 711 is the first. It is smaller than the Young's modulus of the first layer 712 and the second layer 713.
  • the thickness (dimension in the z direction) of the first base layer 711 is larger than the thickness of each of the first layer 712 and the second layer 713.
  • the first conductive bonding material 71 Ag plating is not formed on the end face of the first base layer 711 which is Al or an Al alloy, and the end face of the first base layer 711 is exposed. Unlike this, Ag plating may be formed on the end face of the first base layer 711. From the viewpoint of reducing the manufacturing cost of the first conductive bonding material 71, the first conductive sheet material is cut by cutting the Ag-plated sheet material after forming Ag plating on both surfaces of the large-area sheet material. It is preferable to manufacture the bonding material 71. According to this method, Ag plating is not formed on the end face of the first base layer 711.
  • the second conductive bonding material 72 is interposed between the conductive substrate 2 and each semiconductor element 10, and the conductive substrate 2 and each semiconductor element 10 are conductively bonded.
  • the second conductive bonding material 72 includes one in which each first semiconductor element 10A is conductively bonded to the first conductive portion 2A and one in which each second semiconductor element 10B is conductively bonded to the second conductive portion 2B.
  • the second conductive bonding material 72 includes a second base layer 721, a third layer 722, and a fourth layer 723 laminated with each other.
  • the second base layer 721 is a metal sheet material, and is made of, for example, Al or an Al alloy.
  • the third layer 722 is formed on the upper surface of the second base layer 721.
  • the third layer 722 is interposed between the second base layer 721 and each semiconductor element 10.
  • the third layer 722 is, for example, Ag plating.
  • the third layer 722 is bonded to the back surface electrode 15 of each semiconductor element 10 by, for example, solid phase diffusion of a metal. That is, the third layer 722 and the back surface electrode 15 are bonded by solid phase diffusion bonding, and are bonded in a state of being in direct contact with each other at the bonding interface.
  • the fourth layer 723 is formed on the lower surface of the second base layer 721.
  • the fourth layer 723 is interposed between the second base layer 721 and the conductive substrate 2 (each of the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B).
  • the fourth layer 723 is, for example, Ag plating.
  • the fourth layer 723 is bonded to each main surface bonding layer 22 of the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B by, for example, solid phase diffusion of a metal. That is, the fourth layer 723 and each main surface bonding layer 22 are bonded by solid phase diffusion bonding, and are bonded in a state of being in direct contact with each other at the bonding interface.
  • the Young's modulus of the second base layer 721 is the second. It is smaller than the Young's modulus of the third layer 722 and the fourth layer 723.
  • the thickness (dimension in the z direction) of the second base layer 721 is larger than the thickness of each of the third layer 722 and the fourth layer 723.
  • the second conductive bonding material 72 Ag plating is not formed on the end face of the second base layer 721 which is Al or an Al alloy, and the end face of the second base layer 721 is exposed. Unlike this, Ag plating may be formed on the end face of the second base layer 721. From the viewpoint of reducing the manufacturing cost of the second conductive bonding material 72, the second conductive sheet material is cut by cutting the Ag-plated sheet material after forming Ag plating on both sides of the large-area sheet material. It is preferable to manufacture the bonding material 72.
  • Each wire 731 to 735 conducts electricity between two portions separated from each other, and is, for example, a bonding wire.
  • the constituent materials of each wire 731 to 735 include, for example, either Au (gold), Al or Cu.
  • the plurality of wires 731 each have a first main surface electrode 11 (gate electrode) of the corresponding semiconductor element 10 and a first part 521 (first metal) of the corresponding control terminal support 5. It is joined to the layer 52) and makes them conductive.
  • the plurality of wires 731 include a plurality of first wires 731a and a plurality of second wires 731b. Each first wire 731a is connected to a first main surface electrode 11 (gate electrode) of the corresponding first semiconductor element 10A and a first portion 521 (first metal layer 52) of the first support portion 5A.
  • the first control terminal 46A conducts to the first main surface electrode 11 (gate electrode) of each first semiconductor element 10A via the plurality of first wires 731a.
  • Each second wire 731b is connected to a first main surface electrode 11 (gate electrode) of the corresponding second semiconductor element 10B and a first portion 521 (first metal layer 52) of the second support portion 5B.
  • the second control terminal 47A conducts to the first main surface electrode 11 (gate electrode) of each second semiconductor element 10B via the plurality of second wires 731b.
  • the plurality of wires 732 each have a second main surface electrode 12 (source electrode) of the corresponding semiconductor element 10 and a second part 522 (first metal) of the corresponding control terminal support 5. It is joined to the layer 52) and makes them conductive.
  • the wire 732 is bonded to the fifth main surface electrode 16 (source sense electrode) instead of the second main surface electrode 12 (source electrode).
  • the plurality of wires 733 each have a third main surface electrode 13 of the corresponding semiconductor element 10 (having a diode function portion D1) and a third portion 523 (third portion 523) of the corresponding control terminal support 5. It is joined to 1 metal layer 52) to make them conductive.
  • the plurality of wires 734 each have a fourth main surface electrode 14 of the corresponding semiconductor element 10 (having a diode function portion D1) and a fourth portion 524 (third portion 524) of the corresponding control terminal support 5. It is joined to 1 metal layer 52) to make them conductive.
  • the wire 735 has a main surface 201 in the first conductive portion 2A (conductive substrate 2) and a fifth portion 525 (first metal layer 52) of the first support portion 5A (control terminal support 5). It is joined to and makes them conductive.
  • the encapsulating resin 8 includes a plurality of semiconductor elements 10, a conductive substrate 2, a support substrate 3 (excluding the bottom surface 302), a part of each of the plurality of input terminals 41 to 43, and a part of each of the plurality of output terminals 44. It covers a part of each of the plurality of control terminals 45, the control terminal support 5, the conduction member 6, and the plurality of wires 731 to 735.
  • the sealing resin 8 is composed of, for example, a black epoxy resin.
  • the sealing resin 8 is formed, for example, by molding, which will be described later.
  • the sealing resin 8 has, for example, a dimension of about 35 mm to 60 mm in the x direction, a dimension of about 35 mm to 50 mm in the y direction, and a dimension of, for example, about 4 mm to 15 mm in the z direction. These dimensions are the size of the largest portion along each direction.
  • the sealing resin 8 has a resin main surface 81, a resin back surface 82, and a plurality of resin side surfaces 831 to 834.
  • the resin main surface 81 and the resin back surface 82 are separated from each other in the z direction as shown in FIGS. 9, 11 and 12 and the like.
  • the resin main surface 81 faces the z2 direction
  • the resin back surface 82 faces the z1 direction.
  • a plurality of control terminals 45 protrude from the resin main surface 81.
  • the resin back surface 82 has a frame shape surrounding the bottom surface 302 (lower surface of the second metal layer 33) of the support substrate 3 in a plan view.
  • the bottom surface 302 of the support substrate 3 is exposed from the resin back surface 82 and is flush with, for example, the resin back surface 82.
  • Each of the plurality of resin side surfaces 831 to 834 is connected to both the resin main surface 81 and the resin back surface 82, and is sandwiched between them in the z direction.
  • the resin side surface 831 and the resin side surface 832 are separated from each other in the x direction.
  • the resin side surface 831 faces the x1 direction
  • the resin side surface 832 faces the x2 direction.
  • Two output terminals 44 protrude from the resin side surface 831, and three input terminals 41 to 43 protrude from the resin side surface 832.
  • the resin side surface 833 and the resin side surface 834 are separated from each other in the y direction.
  • the resin side surface 833 faces the y1 direction
  • the resin side surface 834 faces the y2 direction.
  • a plurality of recesses 832a are formed on the resin side surface 832.
  • Each recess 832a is a portion recessed in the x direction in a plan view.
  • the plurality of recesses 832a include those formed between the input terminal 41 and the input terminal 42 and those formed between the input terminal 41 and the input terminal 43 in a plan view.
  • the plurality of recesses 832a are provided to increase the creepage distance between the input terminal 41 and the input terminal 42 along the resin side surface 832 and the creepage distance between the input terminal 41 and the input terminal 43 along the resin side surface 832. ..
  • the sealing resin 8 has a plurality of first protrusions 851, a plurality of second protrusions 852, and a resin gap portion 86.
  • Each of the plurality of first protruding portions 851 protrudes from the resin main surface 81 in the z direction.
  • the plurality of first protrusions 851 are arranged near the four corners of the sealing resin 8 in a plan view.
  • a first protruding end surface 851a is formed at the tip (end in the z2 direction) of each first protruding portion 851.
  • Each of the first projecting end surfaces 851a in the plurality of first projecting portions 851 is substantially parallel to the resin main surface 81 and is on the same plane (xy plane).
  • Each first protrusion 851 is, for example, a bottomed hollow cone.
  • the plurality of first protrusions 851 are used as spacers when the semiconductor module A1 is mounted on a control circuit board or the like of the device that uses the power source generated by the semiconductor module A1.
  • Each of the plurality of first protrusions 851 has a recess 851b and an inner wall surface 851c formed in the recess 851b.
  • the shape of each first protrusion 851 may be columnar, and is preferably columnar.
  • the shape of the recess 851b is preferably cylindrical, and the inner wall surface 851c is preferably a single perfect circle in a plan view.
  • Each first protruding portion 851 is an example of a "protruding portion".
  • the semiconductor module A1 may be mechanically fixed to a control circuit board or the like by a method such as screwing.
  • a thread of a female screw can be formed on the inner wall surface 851c of the recess 851b in the plurality of first protrusions 851.
  • Insert nuts may be embedded in the recesses 851b in the plurality of first protrusions 851.
  • the plurality of second projecting portions 852 project from the resin main surface 81 in the z direction.
  • the plurality of second protrusions 852 overlap the plurality of control terminals 45 in a plan view.
  • Each metal pin 452 of the plurality of control terminals 45 projects from each second protrusion 852.
  • a part of the holder 451 (upper surface of the upper end flange portion) is exposed from the upper end surface of each second protruding portion 852.
  • Each second protrusion 852 has a truncated cone shape.
  • a resin portion 87 is arranged on each second protruding portion 852.
  • the resin gap portion 86 leads from the resin main surface 81 to the recess 201a formed in the main surface 201 of the conductive substrate 2 in the z direction.
  • the resin gap portion 86 is formed in a tapered shape in which the cross-sectional area decreases in the z direction from the resin main surface 81 to the recess 201a.
  • the resin gap portion 86 has a resin gap portion edge 861 in contact with the main surface 201, and the recess 201a has a recess end edge 201b in contact with the main surface 201.
  • the resin gap edge 861 and the recess edge 201b coincide with each other.
  • the resin gap portion 86 corresponds to a portion where the sealing resin 8 is not formed during molding, which will be described later.
  • the resin portion 87 is provided on the second protruding portion 852 of the sealing resin 8.
  • the resin portion 87 covers a part of the holder 451 (upper surface of the upper end flange portion) exposed from the sealing resin 8 and a part of the metal pin 452 at each control terminal 45.
  • the resin portion 87 is made of an epoxy resin like the sealing resin 8, but may be made of a material different from that of the sealing resin 8.
  • the resin filling portion 88 is filled in the resin gap portion 86 so as to close the resin gap portion 86.
  • the resin filling portion 88 is made of an epoxy resin like the sealing resin 8, but may be made of a material different from that of the sealing resin 8.
  • FIG. 21 is a plan view showing one step of the manufacturing method of the semiconductor module A1.
  • FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing one step of the manufacturing method of the semiconductor module A1.
  • FIG. 23 is a plan view showing one step of the manufacturing method of the semiconductor module A1.
  • FIG. 24 is an end view of a cut portion showing one step of the manufacturing method of the semiconductor module A1.
  • FIG. 24 corresponds to the cross section shown in FIG. 25 and 28 are enlarged cross-sectional views of a main part showing one step of the manufacturing method of the semiconductor module A1, and correspond to an enlarged view of a part of the cross section shown in FIG. 26, 27, and 29 are enlarged cross-sectional views of a main part showing one step of the manufacturing method of the semiconductor module A1, and correspond to an enlarged view of a part of the cross section shown in FIG.
  • a plurality of semiconductor elements 10, a conductive substrate 2, a support substrate 3, a plurality of input terminals 41 to 43, and a plurality of output terminals 44 are prepared.
  • Each configuration of the plurality of semiconductor elements 10, the conductive substrate 2 and the support substrate 3 is as described above.
  • the plurality of semiconductor elements 10, the conductive substrate 2 and the support substrate 3 are individually prepared and are not bonded to each other.
  • the conductive substrate 2, the plurality of input terminals 41 to 43, and the plurality of output terminals 44 are connected to each other as shown in FIG. 21, and are composed of, for example, the same lead frame.
  • the recess 201a is not formed on the main surface 201 of the conductive substrate 2.
  • the conductive substrate 2 is placed on the support substrate 3 with the first conductive bonding material 71 sandwiched between them, and the second conductive bonding material 72 is sandwiched on the conductive substrate 2, respectively.
  • the semiconductor element 10 is placed. After that, while sandwiching the lower surface of the support substrate 3 and the upper surface of each semiconductor element 10 (see the thick arrow in FIG. 22), heat is applied to bond each semiconductor element 10 and the conductive substrate 2 by solid phase diffusion. At the same time, the conductive substrate 2 and the support substrate 3 are joined by solid phase diffusion.
  • first bonding layer 321 (supporting substrate 3) and the second layer 713 (first conductive bonding material 71) on the first metal layer 32 are combined with the first layer 712 (first conductive bonding material). 71) and the back surface bonding layer 23 (conductive substrate 2), the fourth layer 723 (second conductive bonding material 72) and the main surface bonding layer 22 (conductive substrate 2), and the third layer 722 (third layer 722). 2 Conductive bonding material 72) and the back surface electrode 15 of each semiconductor element 10 are collectively bonded to each other by solid phase diffusion. Under the conditions of solid phase diffusion, the heating temperature at the time of joining may be in the range of 200 ° C. or higher and 350 ° C.
  • the pressure to be pressurized at the time of joining may be in the range of 1 MPa or more and 100 MPa or less. ..
  • the solid phase diffusion is assumed to be performed in the atmosphere, but may be performed in a vacuum.
  • the conductive substrate 2 is bonded to the support substrate 3 via the first conductive bonding material 71
  • each semiconductor element 10 is bonded to the conductive substrate 2 via the second conductive bonding material 72.
  • the bonding between the conductive substrate 2 and the support substrate 3 and the bonding between the conductive substrate 2 and each semiconductor element 10 may be processed separately, not collectively. However, it is preferable to process them all at once in order to improve the manufacturing efficiency.
  • each semiconductor element 10 When each semiconductor element 10 is placed on the conductive substrate 2 with the second conductive bonding material 72 sandwiched between them, as shown in FIGS. 16 and 17, an individual second conductivity corresponding to each semiconductor element 10 is placed.
  • the sex bonding material 72 is arranged. Not limited to this, one second conductive bonding material 72 corresponding to the three semiconductor elements 10 shown in FIG. 16 may be arranged in common.
  • the control terminal support 5 is joined, the holders 451 of the plurality of control terminals 45 are bonded, the wires 731 to 735 are bonded, the first conductive members 61 are bonded, and the first conductive members 61 are bonded. , The second conduction member 62 is joined.
  • the order of these processes is not limited.
  • the sealing resin 8 is formed.
  • the sealing resin 8 is formed by, for example, molding.
  • the mold 91 used for molding is provided with a pressing pin 911 as a pressing member.
  • the tip of the holding pin 911 is in contact with the main surface 201 of the conductive substrate 2.
  • the concave portion 201a is formed in the main surface 201 by the pressing force of the pressing pin 911 on the main surface 201.
  • the degree of depression (depth) of the recess 201a changes depending on the magnitude of the pressing force and the like.
  • the holding pin 911 in contact with the main surface 201 of the first conductive portion 2A is inserted through the opening 63 of the second conductive member 62.
  • the fluid resin material is injected into the cavity space 919 of the mold 91 sequentially via the resin flow path and the resin injection port (both are not shown).
  • the sealed resin 8 is formed by solidifying the injected fluid resin material.
  • the formed sealing resin 8 has the first protruding portion 851, the second protruding portion 852, and the resin gap portion 86.
  • the resin gap portion edge 861 in contact with the main surface 201 in the resin gap portion 86 and the concave end edge 201b in contact with the main surface 201 in the recess 201a coincide with each other.
  • FIG. 25 the resin gap portion edge 861 in contact with the main surface 201 in the resin gap portion 86 and the concave end edge 201b in contact with the main surface 201 in the recess 201a coincide with each other.
  • the upper surface of the holder 451 is exposed from the second protrusion 852 and is flush with the upper surface of the second protrusion 852. Further, as can be understood from FIGS. 24 and 25, the resin gap portion 86 is formed by the holding pin 911 because the fluid resin material is not filled.
  • the holding pin 911 may be a movable pin. In this case, it is preferable that the holding pin 911 is provided in the hole formed in the mold 91 and is elastically supported. Not limited to the pin-shaped pressing member, a block-shaped pressing member may be used.
  • a resin separation mark is formed at any of the following positions on the resin side surface 831 on the x1 direction side of the sealing resin 8.
  • the first position is one of two positions near both ends in the y direction on the resin side surface 831 shown in FIG. 1, or at least one of the corner portions of both ends.
  • the above-mentioned slope is included in the resin side surface 831 on the x1 direction side of the sealing resin 8.
  • the second position is between the two output terminals 44 on the resin side surface 831 shown in FIG.
  • These resin separation marks correspond to the positions of the resin injection port of the mold 91, and are formed by separating the sealing resin 8 and the resin solidified at the resin injection port. In order to suppress the bias of the resin wraparound, it is preferable to inject the resin from the central position in the y direction. In this case, a resin separation mark is formed between the two output terminals 44.
  • each metal pin 452 of the plurality of control terminals 45 is press-fitted into each holder 451.
  • each metal pin 452 having a cross-sectional dimension slightly larger than the inner diameter of the tubular portion (see FIG. 26) of each holder 451 is inserted while applying insertion pressure.
  • each holder 451 and each metal pin 452 are mechanically fixed and electrically connected.
  • Each holder 451 and each metal pin 452 may be electrically connected using, for example, solder.
  • the resin portion 87 and the resin filling portion 88 are formed.
  • the resin portion 87 and the resin filling portion 88 are formed by, for example, potting.
  • the plurality of input terminals 41 to 43 and the output terminal 44 are separated by appropriately cutting the lead frame.
  • the vicinity of the connection portion between each terminal and the outer frame portion of the lead frame (the portion shown by the broken line in FIG. 21) is formed by using a mold or the like. You just have to cut it.
  • the input terminals 41 to 43 are formed with tip surfaces 413, 423, 433 as input-side machining marks, respectively.
  • the output terminal 44 is formed with a tip surface 443 as a processing mark on the output side.
  • the tie bar When the lead frame has a tie bar that connects each terminal adjacent to each other in the y direction in the y direction, the tie bar may be cut by using a mold or the like. In this case, processing marks are formed on the two side surfaces facing the y direction at each terminal. Through the above steps, the semiconductor module A1 shown in FIGS. 1 to 20 is manufactured.
  • the semiconductor module A1 is mounted on a control circuit board or the like.
  • each metal pin 452 is inserted into a pin hole of a circuit board on which the semiconductor module A1 is mounted, and is connected to a terminal around the pin hole.
  • the input terminals 41, 42, and 43 each have an input side joint surface 411, 421, 431 facing one side (z2 direction) in the z direction.
  • Each output terminal 44 has an output side joint surface 441 facing to one side in the z direction (z2 direction side).
  • the input side joint surface 411, 421, 431 and the output side joint surface 441 are connected to the terminals of the circuit board on which the semiconductor module A1 is mounted by using, for example, solder.
  • the first main circuit current flows through the paths of the input terminal 41, the first conductive portion 2A, each first semiconductor element 10A, the first conductive member 61, the second conductive portion 2B, and each output terminal 44.
  • a first main circuit current flows in the x direction between the second main surface electrode 12 of each first semiconductor element 10A and the second conductive portion 2B via the first conduction member 61.
  • a first main circuit current flows between the portion to which the first conductive member 61 is joined and each output terminal 44 along the x direction and the direction slightly inclined from the x direction.
  • the second main circuit current flows through the paths of the output terminal 44, the second conductive portion 2B, each second semiconductor element 10B, the second conductive member 62, the input terminal 42, and the input terminal 43.
  • the second main circuit current path is provided by the second conduction member 62, and the third wiring portion 623 extending in the y direction, the first wiring portion 621 connected to both ends of the third wiring portion 623 and extending in the x2 direction, and the first wiring portion 621.
  • the second main circuit current flows through both of the two wiring portions 622.
  • the second main circuit current is arranged between the first wiring portion 621 and the second wiring portion 622, and has two second strip-shaped portions 626 extending in the x direction, and the first wiring portion 621 and the second wiring portion. It flows to the first wiring portion 621 and the second wiring portion 622 through the first band-shaped portion 625 arranged between the 622 and extending in the y direction.
  • each second semiconductor element 10B Between the input terminal 42 and the input terminal 43 and the second main surface electrode 12 of each second semiconductor element 10B, the first wiring portion 621, the second wiring portion 622, and the third wiring included in each second conduction member 62.
  • the second main circuit current flows through the portion 623, the two second band-shaped portions 626, and the first band-shaped portion 625.
  • the second main circuit current flows along the x direction. The direction in which the first main circuit current flows is opposite to the direction in which the second main circuit current flows.
  • the direction in which the current flows is the x direction.
  • the effects of the semiconductor module A1 are as follows.
  • the semiconductor module A1 includes a conductive substrate 2, a plurality of input terminals 41 to 43, an output terminal 44, and a conduction member 6.
  • the conductive substrate 2 includes a first conductive portion 2A to which a plurality of first semiconductor elements 10A are bonded and a second conductive portion 2B to which a plurality of second semiconductor elements 10B are bonded.
  • the input terminal 41 is connected to the first conductive portion 2A and conducts to a plurality of first semiconductor elements 10A via the first conductive portion 2A.
  • the input terminal 42 and the input terminal 43 are conductive to the plurality of second semiconductor elements 10B via the second conductive member 62 (conducting member 6).
  • the output terminal 44 is connected to the second conductive portion 2B and conducts to a plurality of second semiconductor elements 10B via the second conductive portion 2B.
  • the conduction member 6 is a first conduction member 61 that conducts each first semiconductor element 10A and a second conductive portion 2B, and a second conduction member 62 that conducts each second semiconductor element 10B and each input terminal 42, 43. And include.
  • the plurality of input terminals 41 to 43 are arranged on the x2 direction side with respect to the conductive substrate 2, and the output terminals 44 are arranged on the x1 direction with respect to the conductive substrate 2.
  • the two input terminals 42 and 43 are arranged on opposite sides in the y direction with the input terminal 41 interposed therebetween.
  • the semiconductor module A1 In a semiconductor module having a configuration different from that of the semiconductor module A1, when the input terminal 43 is not provided and the input terminal 41 and the input terminal 42 are arranged side by side in the y direction, the input terminal 41 passes through each first semiconductor element 10A. Therefore, there is a possibility that the path of the current flowing from the output terminal 44 will vary, and the path of the current flowing from the output terminal 44 to each input terminal 42 via the second semiconductor element 10B will vary. Therefore, the semiconductor module A1 is provided with two input terminals 42 and 43, and by sandwiching the input terminal 41 between the two input terminals 42 and 43, the current flows from the input terminal 41 to the output terminal 44 via the first semiconductor element 10A.
  • the semiconductor module A1 has a preferable package structure in reducing the parasitic inductance component.
  • the upper arm current path and the lower arm current path overlap in a plan view.
  • the upper arm current path is a path of current flowing from the input terminal 41 to each output terminal 44 via the first conductive portion 2A, each first semiconductor element 10A, each first conductive member 61, and the second conductive portion 2B.
  • the current is from the x2 direction side to the x1 direction side.
  • the lower arm current path is a path of a current flowing from the output terminal 44 to the input terminal 42 via the second semiconductor element 10B and the second conduction member 62, and is as understood from FIG. 5 in the present embodiment. From the x1 direction side to the x2 direction side.
  • the conduction member 6 (each of the plurality of first conduction members 61 and the second conduction member 62) is made of a metal plate, so that the upper arm current path and the lower arm current path can be separated. It is possible to appropriately secure overlapping areas in a plan view. That is, the semiconductor module A1 has a preferable package structure in reducing the parasitic inductance component.
  • the second conduction member 62 constituting the lower arm current path includes the first wiring unit 621, the second wiring unit 622, the third wiring unit 623, and the fourth wiring unit 624.
  • the first wiring unit 621 and the second wiring unit 622 are connected to the input terminals 42 and 43 arranged on opposite sides in the y direction with the input terminal 41 interposed therebetween, and extend in the x direction.
  • the third wiring unit 623 is connected to both the first wiring unit 621 and the second wiring unit 622 and extends in the y direction, and is connected to each of the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • the fourth wiring unit 624 is connected to both the first wiring unit 621 and the second wiring unit 622, and overlaps with the plurality of first semiconductor elements 10A in a plan view.
  • the second conductive member 62 including the first wiring portion 621, the second wiring portion 622, the third wiring portion 623, and the fourth wiring portion 624 is separated from the main surface 201 (conductive substrate 2) in the z direction. It overlaps with a wide range of the main surface 201 in a plan view. According to such a configuration, the variation in the path of the current flowing from the output terminal 44 to the input terminals 42 and 43 via the second semiconductor element 10B is appropriately reduced, which is suitable for reducing the parasitic inductance component. There is.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B overlap each other when viewed in the x direction. According to such a configuration, the dimensions in the y direction of the conductive substrate 2 (first conductive portion 2A and second conductive portion 2B) on which the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B are arranged are large. It is possible to suppress the occurrence of the semiconductor module A1 and reduce the size of the semiconductor module A1.
  • the fourth wiring portion 624 of the second conduction member 62 has a first strip-shaped portion 625 and a plurality of second strip-shaped portions 626.
  • the first band-shaped portion 625 is connected to both the first wiring portion 621 and the second wiring portion 622 and extends in the y direction, and is a portion that overlaps with the plurality of first semiconductor elements 10A in a plan view.
  • the plurality of second strip-shaped portions 626 are connected to the first strip-shaped portion 625 and the third wiring portion 623, respectively, and have a strip shape extending in the x direction in a plan view.
  • the plurality of second strips 626 are separated in the y direction and are arranged substantially in parallel.
  • each of the plurality of second band-shaped portions 626 has one end connected between two first semiconductor elements 10A adjacent to each other in the y direction of the first strip-shaped portion 625, and y of the third wiring portion 623. The other end is connected between two second semiconductor elements 10B adjacent to each other in the direction.
  • the first band-shaped portion 625 has a plurality of convex regions 625a protruding in the z2 direction from other portions. Each convex region 625a overlaps each first semiconductor device 10A in a plan view. According to the configuration in which the first band-shaped portion 625 has a plurality of convex regions 625a, it is possible to prevent the first band-shaped portion 625 from unreasonably contacting the first conducting member 61 joined on the first semiconductor element 10A. Can be done.
  • the third wiring portion 623 has a plurality of concave regions 623a protruding in the z1 direction from other portions. Each concave region 623a is joined to any one of the plurality of second semiconductor elements 10B. According to such a configuration, the plane of the third wiring portion 623 (second conduction member 62) while appropriately conducting the third wiring portion 623 (second conduction member 62) and the plurality of second semiconductor elements 10B. It is possible to secure a large size in the visual sense.
  • the semiconductor module A1 in addition to the conduction member 6 (first conduction member 61 and second conduction member 62) having the above configuration, the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B are controlled. It is provided with a plurality of first control terminals 46A to 46E and a plurality of second control terminals 47A to 47D for the purpose.
  • the plurality of first control terminals 46A to 46E and the plurality of second control terminals 47A to 47D are respectively arranged so as to extend along the z direction on the main surface 201 of the conductive substrate 2. Since the semiconductor module A1 having such a configuration can be miniaturized in a plan view, it is suitable for miniaturization in a plan view while reducing the parasitic inductance component.
  • the plurality of first control terminals 46A to 46E are supported by the first conductive portion 2A, and are arranged on the x2 direction side with respect to the plurality of first semiconductor elements 10A.
  • the plurality of second control terminals 47A to 47D are supported by the second conductive portion 2B, and are arranged on the x1 direction side with respect to the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • the plurality of first control terminals 46A to 46E and the plurality of second control terminals 47A to 47D are arranged at intervals in the y direction, respectively.
  • the plurality of first control terminals 46A to 46E and the plurality of second control terminals 47A to 47D are composed of the plurality of first semiconductor elements 10A constituting the upper arm circuit and the plurality of second semiconductor elements constituting the lower arm circuit. It is appropriately arranged in the area corresponding to each of the 10Bs.
  • the semiconductor module A1 having such a configuration is more preferable in terms of miniaturization while reducing the parasitic inductance component.
  • the first semiconductor element 10A and the second semiconductor element 10B each have a first main surface electrode 11 (gate electrode) facing the z2 direction.
  • the first control terminal 46A is connected to the first main surface electrode 11 (gate electrode) of each first semiconductor element 10A via each first wire 731a.
  • the second control terminal 47A is connected to the first main surface electrode 11 (gate electrode) of each second semiconductor element 10B via each second wire 731b.
  • the drive signals for driving the first semiconductor element 10A (second semiconductor element 10B) having a switching function are the first control terminal 46A (second control terminal 47A) and the first wire 731a (second wire 731b). ) Can be appropriately input to the first main surface electrode 11.
  • each metal pin 452 is inserted into the pin hole of the circuit board on which the semiconductor module A1 is mounted and connected to the terminal around the pin hole.
  • the input terminals 41, 42, and 43 each have an input side joint surface 411, 421, 431 facing one side (z2 direction) in the z direction.
  • Each output terminal 44 has an output side joint surface 441 facing to one side in the z direction (z2 direction side).
  • the input side joint surface 411, 421, 431 and the output side joint surface 441 are connected to the terminals of the circuit board on which the semiconductor module A1 is mounted by using, for example, solder.
  • the power system circuit board to which the input terminals 41 to 43 and the output terminal 44 are connected and the control system circuit board to which the metal pins 452 are connected can be arranged apart from each other in the z direction.
  • the degree of freedom regarding the arrangement of the signal terminals in the semiconductor module A1 is improved.
  • the degree of freedom regarding the routing and length of the signal wiring in the semiconductor module A1 is improved.
  • the degree of freedom regarding the arrangement of the circuit board by the user is improved.
  • each control terminal 45 protrudes from the resin main surface 81 and extends along the z direction.
  • each control terminal 45 may be arranged so as to extend along a plane (xy plane) orthogonal to the z direction. In this configuration, there is a limit to miniaturization in a plan view. Therefore, by arranging the control terminals 45 so as to extend along the z direction as in the semiconductor module A1, the semiconductor module A1 can be miniaturized in a plan view. That is, the semiconductor module A1 has a preferable package structure for miniaturization in a plan view.
  • the control terminal support 5 is interposed between each control terminal 45 and the main surface 201 (conductive substrate 2).
  • the control terminal support 5 has an insulating layer 51, and each control terminal 45 is supported by the conductive substrate 2 via the control terminal support 5. According to the configuration provided with such a control terminal support 5, the control terminal 45 can be appropriately supported on the conductive substrate 2 while ensuring insulation from the conductive substrate 2.
  • the control terminal support 5 is a laminated structure having an insulating layer 51, a first metal layer 52, and a second metal layer 53 laminated to each other.
  • the control terminal 45 is joined to the first metal layer 52 formed on the upper surface of the control terminal support 5 via the conductive bonding material 459. According to such a configuration, the control terminal 45 is conduction-bonded to the control terminal support 5 (first metal layer 52) while using a ready-made laminated structure (for example, a DBC substrate or the like) as the control terminal support 5. It is possible.
  • the semiconductor element 10 has an element main surface 101 facing the z2 direction and an element back surface 102 facing the z1 direction.
  • a first main surface electrode 11 (gate electrode) is arranged on the element main surface 101.
  • the first main surface electrode 11 of each semiconductor element 10 and the first metal layer 52 (first part 521) are connected by a conductive wire 731.
  • the drive signal for driving the semiconductor element 10 having the switching function can be appropriately input to the first main surface electrode 11 via the control terminal 45, the first metal layer 52, and the wire 731.
  • Each control terminal 45 includes a holder 451 and a metal pin 452.
  • the holder 451 is made of a conductive material and includes a tubular portion.
  • the metal pin 452 is a rod-shaped member extending in the z direction, and is press-fitted into the holder 451. Further, a part of the holder 451 (upper surface of the upper end flange portion) is exposed from the sealing resin 8. According to such a configuration, by forming the sealing resin 8 (mold molding), the holder 451 is covered with the sealing resin 8 except for a part (upper end surface) thereof, and the upper end surface of the holder 451 is sealed. Exposed from resin 8. This makes it possible to insert the metal pin 452 into the holder 451 after the sealing resin 8 is formed. Therefore, according to the configuration in which the control terminal 45 includes the holder 451 and the metal pin 452, it is possible to avoid the mold 91 used for molding from becoming complicated, and the semiconductor module A1 can be efficiently manufactured. Suitable.
  • the semiconductor module A1 of the present embodiment includes a resin portion 87 bonded to the sealing resin 8.
  • the resin portion 87 covers a part of the holder 451 exposed from the sealing resin 8 (upper surface of the upper end flange portion) and a part of the metal pin 452. According to such a configuration, it is possible to prevent foreign matter from entering the connection portion between the holder 451 and the metal pin 452.
  • the semiconductor module A1 having the above configuration is preferable in terms of durability and reliability.
  • the sealing resin 8 has a plurality of second protruding portions 852 that protrude from the resin main surface 81.
  • the plurality of second protrusions 852 surround the plurality of control terminals 45 in a plan view.
  • Each metal pin 452 of the plurality of control terminals 45 projects from each second protrusion 852.
  • a resin portion 87 is arranged on each second protruding portion 852. According to such a configuration, the creepage distance along the resin main surface 81 of the control terminals 45 adjacent to each other can be increased. It is preferable for increasing the withstand voltage of the adjacent control terminal 45.
  • the conductive substrate 2 includes a first conductive portion 2A and a second conductive portion 2B that are separated from each other in the x direction.
  • the first conductive portion 2A is located in the x2 direction with respect to the second conductive portion 2B.
  • the plurality of semiconductor elements 10 include a first semiconductor element 10A bonded to the first conductive portion 2A and a second semiconductor element 10B bonded to the second conductive portion 2B.
  • the plurality of control terminals 45 include first control terminals 46A to 46E and second control terminals 47A to 47D.
  • the first control terminals 46A to 46E are supported by the first conductive portion 2A and are located between the first semiconductor element 10A and the input terminals 41, 42 and the like in the x direction.
  • the second control terminals 47A to 47D are located between the second semiconductor element 10B and the output terminal 44 in the x direction. According to such a configuration, the plurality of control terminals 45 (first control terminals 46A to 46E and second control terminals 47A to 47D) constitute the first semiconductor element 10A and the lower arm circuit constituting the upper arm circuit. It is appropriately arranged in the region corresponding to each of the second semiconductor elements 10B. Such a configuration is more preferable in order to reduce the size of the semiconductor module A1.
  • the sealing resin 8 has a plurality of first protruding portions 851 that protrude from the resin main surface 81.
  • a first protruding end surface 851a is formed at the tip of each first protruding portion 851.
  • Each of the first projecting end surfaces 851a in the plurality of first projecting portions 851 is substantially parallel to the resin main surface 81 and is on the same plane (xy plane). According to such a configuration, in a device using the power supply generated by the semiconductor module A1, a predetermined gap is secured between the surface of the control circuit board on which the semiconductor module A1 is mounted and the resin main surface 81. can do. As a result, even when various functional components are mounted on the surface facing the semiconductor module A1 in the control circuit board, it is possible to prevent the functional components from unreasonably contacting the sealing resin 8.
  • the semiconductor module A1 includes a conductive substrate 2 to which each semiconductor element 10 is bonded. According to this configuration, the heat generated by the energization of each semiconductor element 10 is transferred to the conductive substrate 2, and the heat transferred from each semiconductor element 10 is diffused by the conductive substrate 2. Therefore, the semiconductor module A1 has a preferable package structure for improving the heat dissipation of each semiconductor element 10.
  • the first conductive bonding material 71 includes a first layer 712 and a second layer 713.
  • the first layer 712 is bonded to the conductive substrate 2 by solid phase diffusion of a metal, and is bonded in a state of being in direct contact with each other at the bonding interface.
  • the second layer 713 is bonded to the support substrate 3 by solid phase diffusion of metal, and is bonded in a state of being in direct contact with each other at the bonding interface.
  • the bonding strength between the conductive substrate 2 and the support substrate 3 can be increased as compared with the case where the conductive substrate 2 and the support substrate 3 are bonded by a bonding material such as solder. Therefore, the semiconductor module A1 has a preferable package structure for suppressing peeling between the conductive substrate 2 and the support substrate 3.
  • each semiconductor element 10 and the conductive substrate 2 are bonded via a second conductive bonding material 72.
  • the second conductive bonding material 72 includes a third layer 722 and a fourth layer 723.
  • the third layer 722 is bonded to each semiconductor element 10 (back surface electrode 15) by solid phase diffusion of metal, and is bonded in a state of being in direct contact with each other at the bonding interface.
  • the fourth layer 723 is bonded to the conductive substrate 2 by solid phase diffusion of a metal, and is bonded in a state of being in direct contact with each other at the bonding interface.
  • the bonding strength between each semiconductor element 10 and the conductive substrate 2 can be increased as compared with the case where each semiconductor element 10 and the conductive substrate 2 are bonded by a bonding material such as solder. Therefore, the semiconductor module A1 has a preferable package structure for suppressing peeling between each semiconductor element 10 and the conductive substrate 2.
  • the Young's modulus of the first base layer 711 in the first conductive bonding material 71 is smaller than the Young's modulus of each constituent material of the first layer 712 and the second layer 713. According to such a configuration, when the first conductive bonding material 71 is bonded to the conductive substrate 2 and the support substrate 3 by solid phase diffusion, the stress is relaxed by the relatively soft first base layer 711, and the bonding boundary portion is formed. Can be smoothed. As a result, the first layer 712 and the conductive substrate 2 and the second layer 713 and the support substrate 3 are more firmly bonded by solid phase diffusion.
  • the thickness of the first base layer 711 is larger than the thickness of each of the first layer 712 and the second layer 713.
  • the pressing force acting on the is more uniform. Therefore, the first layer 712 and the conductive substrate 2, and the second layer 713 and the support substrate 3 can each have a stronger conduction bonding state.
  • Each constituent material of the first layer 712 and the second layer 713 contains silver. According to such a configuration, when bonding by solid phase diffusion using the first conductive bonding material 71, oxidation of the first layer 712 and the second layer 713 is suppressed, and good solid phase diffusion bonding is possible. Become. Further, since each of the back surface bonding layer 23 and the first bonding layer 321 bonded to the first layer 712 and the second layer 713 also contains silver, better solid phase diffusion bonding is possible.
  • the Young's modulus of the second base layer 721 in the second conductive bonding material 72 is smaller than the Young's modulus of each constituent material of the third layer 722 and the fourth layer 723. According to such a configuration, when the second conductive bonding material 72 is bonded to the semiconductor element 10 (back surface electrode 15) and the conductive substrate 2 by solid phase diffusion, the stress is relaxed by the relatively soft second base layer 721. Therefore, it is possible to smooth the joint boundary portion. As a result, the third layer 722 and the semiconductor element 10 (back surface electrode 15), and the fourth layer 723 and the conductive substrate 2 are more firmly bonded by solid phase diffusion.
  • the thickness of the second base layer 721 is larger than the thickness of each of the third layer 722 and the fourth layer 723.
  • the boundary portion between the third layer 722 and the semiconductor element 10 (back surface electrode 15) and the boundary portion between the fourth layer 723 and the conductive substrate 2 (main surface bonding layer 22) are respectively.
  • the pressing force acting becomes more uniform. Therefore, the third layer 722 and the semiconductor element 10 (back surface electrode 15), and the fourth layer 723 and the conductive substrate 2 can each have a stronger conduction bonding state.
  • Each constituent material of the third layer 722 and the fourth layer 723 contains silver. According to such a configuration, when bonding by solid phase diffusion using the second conductive bonding material 72, oxidation of the third layer 722 and the fourth layer 723 is suppressed, and good solid phase diffusion bonding is possible. Become. Further, since each of the back surface electrode 15 and the main surface bonding layer 22 bonded to the third layer 722 and the fourth layer 723 also contains silver, better solid phase diffusion bonding is possible.
  • the first conductive bonding material 71 has a structure in which the first layer 712 and the second layer 713, which are Ag plating layers, are laminated on the surface (both sides) of the first base layer 711 made of a sheet material containing Al. Further, the second conductive bonding material 72 also has a configuration in which the third layer 722 and the fourth layer 723, which are Ag plating layers, are laminated on the surface (both sides) of the second base layer 721 made of a sheet material containing Al. .. According to such a configuration, the first conductive bonding material 71 and the second conductive bonding material 72 can be easily prepared.
  • an opening 63 is formed in the second conduction member 62.
  • the opening 63 overlaps the main surface 201 (conductive substrate 2) in a plan view and does not overlap each semiconductor element 10 in a plan view.
  • the holding pin 911 provided in the mold 91 can be inserted into the opening 63.
  • the conductive substrate 2 can be pressed by the holding pin 911 without interfering with the second conductive member 62, so that the warp of the support substrate 3 to which the conductive substrate 2 is bonded can be suppressed.
  • the warp occurs, for example, so that both outer sides of the support substrate 3 in the y direction are located above the central side in the y direction. If the support substrate 3 is warped, the bonding strength between the conductive substrate 2 and the support substrate 3 may decrease. Further, during molding, a part of the sealing resin 8 may be formed on the bottom surface 302 due to resin leakage, which is a cause of poor bonding of the heat radiating member (for example, a heat sink) that can be bonded to the bottom surface 302. Therefore, the semiconductor module A1 has a preferable package structure for improving the bonding strength between the conductive substrate 2 and the support substrate 3 by suppressing the warp of the support substrate 3, and the sealing resin 8 is not intended. It has a preferable package structure for suppressing resin leakage to the position.
  • the conductive substrate 2 includes a first conductive portion 2A to which a plurality of first semiconductor elements 10A are bonded and a second conductive portion 2B to which a plurality of second semiconductor elements 10B are bonded.
  • the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B are separated in the x direction, and the first conductive portion 2A is located in the x2 direction with respect to the second conductive portion 2B.
  • the second conductive member 62 is connected to the plurality of second semiconductor elements 10B and the input terminals 42 and 43, and the opening 63 provided in the second conductive member 62 is the main of the first conductive portion 2A in a plan view. It overlaps with the surface 201.
  • the second conducting member 62 and the second conducting member 62 are formed.
  • the conductive substrate 2 can be pressed by the pressing pin 911 provided on the mold 91 while avoiding interference.
  • the second conduction member 62 includes a first wiring unit 621, a second wiring unit 622, a third wiring unit 623, and a fourth wiring unit 624.
  • the first wiring unit 621 and the second wiring unit 622 are connected to the input terminals 42 and 43 arranged on opposite sides in the y direction with the input terminal 41 interposed therebetween, and extend in the x direction.
  • the third wiring unit 623 is connected to both the first wiring unit 621 and the second wiring unit 622 and extends in the y direction, and is connected to each of the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • the opening 63 is formed in each of the first wiring portion 621 and the second wiring portion 622 toward the x2 direction.
  • the openings 63 are provided in the vicinity of the two corners on both outer sides of the conductive substrate 2 (first conductive portion 2A) in the y direction in a plan view. Therefore, the openings 63 are provided in the vicinity of the two corners on both outer sides of the support substrate 3 that supports the conductive substrate 2 (first conductive portion 2A) in a plan view.
  • the holding pin provided on the mold 91 is provided at the time of forming the sealing resin 8 (during molding) while ensuring a relatively large size of the second conductive member 62 in a plan view.
  • the 911 can be inserted through the opening 63 to press the vicinity of the corners on both outer sides of the conductive substrate 2 (first conductive portion 2A) in the y direction.
  • the warp of the support substrate 3 to which the conductive substrate 2 is bonded occurs so that both outer sides of the support substrate 3 in the y direction are located above the center side in the y direction. It is possible to effectively suppress the warp of the support substrate 3 during molding.
  • the conductive member 6 (the first conductive member 61 and the second conductive member 62) is made of a metal plate material.
  • the opening 63 can be easily formed in the second conduction member 62.
  • the conductive member 6 made of a metal plate (first conductive member 61 and second conductive member 62) can easily correspond to various shapes and sizes, and a sufficient joint area with other parts is secured. This enhances the reliability of the joint with other parts.
  • a recess 201a is formed in a portion of the main surface 201 of the conductive substrate 2 (first conductive portion 2A) that overlaps with each opening 63 in a plan view.
  • Each recess 201a is a trace of applying a pressing force to the main surface 201 by the pressing pin 911 during molding.
  • the conductive substrate 2 first conductive
  • the appropriate position of the part 2A can be pressed by the pressing pin 911.
  • the sealing resin 8 is formed with a resin gap portion 86 that leads from the resin main surface 81 to the recess 201a.
  • the resin gap portion 86 has a tapered shape, and the cross-sectional area decreases from the resin main surface 81 toward the recess 201a.
  • Such a resin gap portion 86 is formed at the time of molding (when the sealing resin 8 is formed).
  • the resin filling portion 88 is filled in the resin gap portion 86 so as to close the resin gap portion 86. According to such a configuration, it is possible to prevent foreign matter (including water) from entering the recess 201a exposed from the sealing resin 8.
  • the semiconductor module A1 having the above configuration is preferable in terms of durability and reliability.
  • each opening 63 formed in the second conductive member 62 (conducting member 6) is a through hole penetrating in the z direction. According to such a configuration, in the second conductive member 62 (conducting member 6) constituting the main circuit current path, the bias of the current path due to the formation of the opening 63 is suppressed.
  • the semiconductor module A1 includes a conduction member 6.
  • the conduction member 6 constitutes a path of the main circuit current switched by each semiconductor element 10.
  • the conductive member 6 includes each first conductive member 61 connected to each first semiconductor element 10A and a second conductive member 62 connected to each second semiconductor element 10B.
  • the conductive member 6 (each of the first conductive member 61 and the second conductive member 62) is made of a metal plate material.
  • the main circuit current may be a relatively large value. In this case, it is preferable to suppress the parasitic resistance component in the conductive member 6, which is the path of the main circuit current, in order to reduce the power consumption of the semiconductor module A1.
  • the conductive member 6 is made of a metal plate material instead of the bonding wire to suppress the parasitic resistance component in the conductive member 6. That is, the semiconductor module A1 has a preferable package structure for suppressing the parasitic resistance component.
  • each first semiconductor element 10A has a rectangular shape in a plan view, and the four corners of the first semiconductor element 10A in a plan view do not overlap with the second conduction member 62. According to this configuration, in the manufacturing process of the semiconductor module A1, it is possible to visually inspect whether or not each of the first semiconductor elements 10A is properly bonded before the step of forming the sealing resin 8. That is, since the semiconductor module A1 can perform an appearance inspection of the bonded state of each first semiconductor element 10A during manufacturing (for example, the state shown in FIG. 23), whether or not each first semiconductor element 10A is appropriately bonded. Can be determined.
  • the distances at the four corners of the first semiconductor element 10A are measured by a laser distance measuring method, and if the distance difference between the measured four corners is small, it can be determined that the first semiconductor element 10A is appropriately joined. Therefore, since the semiconductor module A1 can be visually inspected during manufacturing, it has a preferable package structure for improving reliability. Since it is sufficient to confirm at least three corners of the four corners of the first semiconductor element 10A in a plan view when performing a visual inspection, the three corners are configured so as not to overlap the second conduction member 62. Just do it. Further, as shown in FIG.
  • each of the second semiconductor elements 10B since the four corners of each of the second semiconductor elements 10B in the plan view do not overlap with the second conducting member 62, in the manufacturing process of the semiconductor module A1.
  • the visual inspection may be an automated visual inspection using imaging and image processing.
  • the second conduction member 62 includes a first wiring unit 621, a second wiring unit 622, a third wiring unit 623, and a fourth wiring unit 624.
  • the first wiring unit 621 and the second wiring unit 622 are connected to the input terminals 42 and 43 arranged on opposite sides in the y direction with the input terminal 41 interposed therebetween, and extend in the x direction.
  • the third wiring unit 623 is connected to both the first wiring unit 621 and the second wiring unit 622 and extends in the y direction, and is connected to each of the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • the fourth wiring unit 624 is connected to both the first wiring unit 621 and the second wiring unit 622.
  • the fourth wiring unit 624 is located on the x2 direction side with respect to the third wiring unit 623, and overlaps with the plurality of first semiconductor elements 10A in a plan view.
  • the second conductive member 62 including the first wiring portion 621, the second wiring portion 622, the third wiring portion 623, and the fourth wiring portion 624 overlaps a wide range of the main surface 201 in a plan view.
  • the size in plan view is relatively large. It is more preferable to increase the size of the second conductive member 62 in a plan view in order to suppress the parasitic resistance component of the second conductive member 62 (conducting member 6) constituting the path of the main circuit current.
  • Each first semiconductor element 10A has a first side 191 and a second side 192, a third side 193, and a fourth side 194 in a plan view.
  • the first side 191 and the second side 192 each extend in the y direction.
  • the first side 191 is the edge on the x2 direction side in the plan view
  • the second side 192 is the edge on the x1 direction side in the plan view.
  • the third side 193 and the fourth side 194 extend in the x direction, respectively.
  • the third side 193 is the edge on the y2 direction side in the plan view
  • the fourth side 194 is the edge on the y1 direction side in the plan view.
  • each first semiconductor element 10A has a rectangular shape in a plan view
  • the four corners formed by the first side 191 and the second side 192, the third side 193, and the fourth side 194 are substantially right angles in the plan view.
  • the fourth wiring portion 624 (first strip-shaped portion 625) of the second conduction member 62 has a first end edge 627 and a second end edge 628.
  • the first edge 627 is an edge located in the x2 direction in the fourth wiring portion 624, and is located in the x1 direction with respect to the first side 191 in a plan view.
  • the first edge 627 also extends from at least the third side 193 to the fourth side 194 in the y direction.
  • the second edge 628 is an edge located in the x1 direction in the fourth wiring portion 624 (first strip-shaped portion 625), and is located in the x2 direction with respect to the second side 192 in a plan view.
  • the second edge 628 also extends from at least the third side 193 to the fourth side 194 in the y direction.
  • the two angles 173 and 174 on the x1 direction side of each first semiconductor element 10A do not overlap with the second conduction member 62, respectively.
  • the size of the second conductive member 62 in the plan view is increased by securing the region of the fourth wiring portion 624 that overlaps with each first semiconductor element 10A in the plan view, and the first in the plan view.
  • the four corners of the semiconductor element 10A do not overlap with the second conduction member 62. Therefore, the parasitic resistance component of the second conductive member 62 (conducting member 6) can be effectively suppressed, and the appearance of the bonded state of each first semiconductor element 10A can be inspected during the manufacturing of the semiconductor module A1.
  • the fourth wiring portion 624 (first band-shaped portion 625) has a plurality of convex regions 625a protruding in the z2 direction from other portions. Each convex region 625a overlaps each first semiconductor device 10A in a plan view. According to the configuration in which the fourth wiring portion 624 has a plurality of convex regions 625a, it is possible to prevent the fourth wiring portion 624 from unreasonably contacting the first conduction member 61 joined on the first semiconductor element 10A. Can be done.
  • the third wiring portion 623 has a plurality of concave regions 623a protruding in the z1 direction from other portions. Each concave region 623a is joined to any one of the plurality of second semiconductor elements 10B. According to such a configuration, the plane of the third wiring portion 623 (second conduction member 62) while appropriately conducting the third wiring portion 623 (second conduction member 62) and the plurality of second semiconductor elements 10B. It is possible to secure a large size in the visual sense.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B overlap each other when viewed in the x direction. According to such a configuration, the dimensions in the y direction of the conductive substrate 2 (first conductive portion 2A and second conductive portion 2B) on which the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B are arranged are large. It is possible to suppress the occurrence of the semiconductor module A1 and reduce the size of the semiconductor module A1.
  • the semiconductor module A1 includes a conductive substrate 2, two input terminals 41, 42 (or two input terminals 41, 43), an output terminal 44, and a conduction member 6.
  • the conductive substrate 2 includes a first conductive portion 2A and a second conductive portion 2B arranged in the x direction in a plan view.
  • a plurality of first semiconductor elements 10A are electrically bonded to the first conductive portion 2A.
  • a plurality of second semiconductor elements 10B are electrically bonded to the second conductive portion 2B.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B are respectively arranged at intervals along the y direction.
  • the two input terminals 41, 42 are located in the x2 direction with respect to the first conductive portion 2A.
  • the input terminal 41 is a positive electrode and is connected to the first conductive portion 2A.
  • the input terminal 42 (or the input terminal 43) is a negative electrode.
  • the output terminal 44 is located in the x1 direction with respect to the second conductive portion 2B.
  • the conductive member 6 is connected to the first conductive member 61 connected to the plurality of first semiconductor elements 10A and the second conductive portion 2B, and to the plurality of second semiconductor elements 10B and the input terminal 42 (or input terminal 43).
  • the second conductive member 62 is included.
  • the path of the main circuit current switched by the plurality of semiconductor elements 10 is configured to be along the x direction in a plan view.
  • the axis of symmetry in the planar structure of the semiconductor module A1 is configured to be along the y direction in plan view. That is, the axis of symmetry and the path of the main circuit current are orthogonal to each other.
  • the semiconductor module A1 has a preferable package structure for equalizing the parasitic inductance component in the path of the main circuit current and equalizing the amount of current to each semiconductor element 10.
  • Each first semiconductor element 10A and each second semiconductor element 10B are separated from each other in the x direction.
  • Each of the first semiconductor elements 10A and each second semiconductor element 10B is arranged along the y direction. Therefore, the direction in which the semiconductor elements 10 are lined up and the direction in which the first main circuit current or the second main circuit current flows are orthogonal to each other.
  • a difference in the length of the current path of the first main circuit current may occur among the three first semiconductor elements 10A. It is suppressed.
  • the parasitic resistance component in the conductive member 6, which is the path of the main circuit current can be suppressed.
  • the region where the first main circuit current flows and the region where the second main circuit current flows are configured to overlap in a plan view. That is, a region in which the first main circuit current flows in the second conductive member 62 that connects the output terminal 44 and the first input terminal 42 and the second input terminal 43, which are the negative electrode terminals, in order to allow the second main circuit current to flow. It is arranged above the first conductive portion 2A, the first conductive member 61, and the second conductive portion 2B). The direction in which the first main circuit current flows is opposite to the direction in which the second main circuit current flows. Therefore, with the above-mentioned arrangement, the magnetic field generated by the first main circuit current and the magnetic field generated by the second main circuit current can cancel each other out, so that the inductance can be reduced.
  • the semiconductor module A1 of this embodiment includes two input terminals 42 and 43. Each of these input terminals 42 and 43 is a negative electrode, and sandwiches the input terminal 41 in the y direction. Further, a second conduction member 62 is connected to the two input terminals 42 and 43. According to such a configuration, it is possible to further reduce the variation in the path of the current flowing from the output terminal 44 to the input terminals 42 and 43 via the second semiconductor element 10B and the second conduction member 62. ..
  • the second conduction member 62 includes a first wiring unit 621, a second wiring unit 622, a third wiring unit 623, and a fourth wiring unit 624.
  • the first wiring unit 621 and the second wiring unit 622 are connected to the input terminals 42 and 43 arranged on opposite sides in the y direction with the input terminal 41 interposed therebetween, and extend in the x direction.
  • the third wiring unit 623 is connected to both the first wiring unit 621 and the second wiring unit 622 and extends in the y direction, and is connected to each of the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • the fourth wiring unit 624 is located on the x2 direction side with respect to the third wiring unit 623, and is connected to any of the first wiring unit 621, the second wiring unit 622, and the third wiring unit 623. It is connected.
  • the second conductive member 62 including the first wiring portion 621, the second wiring portion 622, the third wiring portion 623, and the fourth wiring portion 624 overlaps a wide range of the main surface 201 in a plan view. , It is possible to secure a large size in a plan view. According to such a configuration, the variation in the path of the current flowing from the output terminal 44 to the input terminals 42 and 43 via the second semiconductor element 10B and the second conduction member 62 is appropriately reduced. Therefore, the semiconductor module A1 of the present embodiment is more suitable for equalizing the parasitic inductance component in the main circuit current path (second conducting member 62) and equalizing the amount of current to each second semiconductor element 10B. preferable.
  • the fourth wiring unit 624 is connected to both the first wiring unit 621 and the second wiring unit 622, and overlaps with the plurality of first semiconductor elements 10A in a plan view. Further, the fourth wiring portion 624 (first band-shaped portion 625) has a plurality of convex regions 625a protruding in the z2 direction from other portions. Each convex region 625a overlaps each first semiconductor device 10A in a plan view. According to such a configuration, the fourth wiring is connected to the first conduction member 61 joined on the first semiconductor element 10A while ensuring a large size of the fourth wiring portion 624 (second conduction member 62) in a plan view. It is possible to prevent the unit 624 from being unreasonably contacted.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B overlap each other when viewed in the x direction. According to such a configuration, the dimensions in the y direction of the conductive substrate 2 (first conductive portion 2A and second conductive portion 2B) on which the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B are arranged are large. It is possible to suppress the occurrence of the semiconductor module A1 and reduce the size of the semiconductor module A1.
  • FIGS. 30 to 32 show a modification of the semiconductor module according to the above embodiment.
  • the same or similar elements as the semiconductor module A1 of the above embodiment are designated by the same reference numerals as those of the above embodiment, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • FIGS. 30 and 31 show the semiconductor module according to the first modification of the first embodiment.
  • the arrangement of the openings 63 is different from that of the semiconductor module A1 of the above embodiment.
  • a plurality of openings 63 are additionally provided as compared with the semiconductor module A1 of the above embodiment.
  • the second conduction member 62 has six openings 63.
  • Each opening 63 is positioned so as to overlap the main surface 201 of the conductive substrate 2 (first conductive portion 2A or second conductive portion 2B) in a plan view and not to overlap the plurality of semiconductor elements 10 in a plan view.
  • three openings 63 are formed in the first wiring portion 621, and the other three openings 63 are formed in the second wiring portion 622.
  • the three openings 63 formed in the first wiring portion 621 are the opening 63 provided on the side of the first wiring portion 621 on the x2 direction side and the opening 63 on the x1 direction side as in the above-mentioned semiconductor module A1.
  • Two additional openings 63 are provided near the corner of the first conductive portion 2A between the end edge on the y2 direction side and the end edge on the x1 direction side, and the other is the first.
  • the conductive portion 2B is provided in the vicinity of the corner portion formed by the edge on the y2 direction side and the edge on the x2 direction side.
  • a recess 201a is formed on the main surface 201.
  • the three openings 63 formed in the second wiring portion 622 are the opening 63 provided on the side of the second wiring portion 622 on the x2 direction side and the opening 63 on the x1 direction side as in the above-mentioned semiconductor module A1.
  • the conductive portion 2B is provided in the vicinity of the corner portion formed by the edge on the y1 direction side and the edge on the x2 direction side.
  • the semiconductor module A11 of this modification also has the same effect as the semiconductor module A1 of the above embodiment. Further, in this modification, four openings 63 are added as compared with the semiconductor module A1, and the recesses 201a corresponding to each of the added four openings 63 are formed at the time of forming the sealing resin 8 (mold molding). It is a trace that a pressing force is applied to the main surface 201 by the pressing pin 911 of the mold 91 at the time). According to such a configuration, the peripheral edge portion of the support substrate 3 can be evenly pressed during molding.
  • the warp of the support substrate 3 during molding becomes large due to the size of the support substrate 3 in a plan view, the physical characteristics of the support substrate 3 (for example, the coefficient of thermal expansion), etc., the warp of the support substrate 3 is appropriately suppressed. be able to.
  • FIG. 32 shows a semiconductor module according to a second modification of the first embodiment.
  • the shape of each opening 63 is different from that of the semiconductor module A1 of the above embodiment.
  • the opening 63 is a through hole extending in the z direction, but in the semiconductor module A12 of this modification, the opening 63 is a notch.
  • each opening 63 has a shape (notch shape) recessed inward in the xy plane from the outer peripheral edge of the second conductive member 62 when viewed in the z direction.
  • the two openings 63 include a first opening 63 provided in the first wiring section 621 and a second opening 63 provided in the second wiring section 622.
  • the first opening 63 is a notch recessed in a U shape from the y2 direction side edge of the first wiring portion 621 toward the y1 direction.
  • the second opening 63 is a notch recessed in a U shape from the end edge in the y1 direction of the second wiring portion 622 toward the y2 direction.
  • the semiconductor module A12 of this modification also has the same effect as the semiconductor module A1 of the above embodiment.
  • the configuration of the second conduction member 62 is different from that of the semiconductor module A1 of the above embodiment.
  • the area occupied by the fourth wiring portion 624 of the second conduction member 62 is different from that of the above embodiment.
  • the dimension of the first band-shaped portion 625 in the x direction is larger than that of the semiconductor module A1.
  • the position of the second edge 628 of the first band-shaped portion 625 is located on the x1 direction side with respect to the semiconductor module A1.
  • the second edge 628 is located in the x1 direction with respect to the second side 192 of the first semiconductor element 10A in a plan view.
  • the two corners of each of the first semiconductor elements 10A on the x1 direction side overlap with the second conduction member 62 (first strip-shaped portion 625) in a plan view.
  • the semiconductor module A2 of the present embodiment also has the same function and effect as the semiconductor module A1 of the above embodiment. Further, in the semiconductor module A2, it is possible to secure a larger size of the first band-shaped portion 625 (second conduction member 62) of the fourth wiring portion 624 in a plan view. This is more preferable in reducing the parasitic inductance component.
  • the semiconductor module according to the present disclosure is not limited to the above-described embodiment.
  • the specific configuration of each part of the semiconductor module of the present disclosure can be freely redesigned.
  • Appendix 1 Support board and A conductive substrate having a main surface and a back surface separated from each other in the thickness direction of the support substrate and bonded to the support substrate so that the back surface faces the support substrate.
  • At least one semiconductor element electrically bonded to the main surface and having a switching function, At least one conductive member that constitutes a path of the current switched by the semiconductor element and is arranged so as to overlap the main surface when viewed in the thickness direction. It has a resin main surface and a resin back surface separated from each other in the thickness direction, and includes at least a part of the support substrate, at least a part of the conductive substrate, and a sealing resin covering the semiconductor element.
  • a semiconductor module in which at least one opening that overlaps with the main surface of the conductive substrate and does not overlap with the semiconductor element when viewed in the thickness direction is formed in the conductive member.
  • Appendix 2. The conductive substrate includes a first conductive portion and a second conductive portion that are separated from each other in a first direction orthogonal to the thickness direction.
  • the at least one semiconductor element includes at least one first semiconductor element electrically bonded to the first conductive portion and at least one second semiconductor element electrically bonded to the second conductive portion.
  • the first input terminal is connected to the first conductive portion, and the second input terminal is connected to the second semiconductor element.
  • the at least one conductive member includes a first conductive member and a second conductive member, and the first conductive member is connected to the first semiconductor element and the second conductive portion, and the second conductive member. Is connected to the second semiconductor element and the second input terminal.
  • the semiconductor module according to Appendix 2 wherein the opening is provided in the second conductive member and overlaps with the main surface of the first conductive portion when viewed in the thickness direction.
  • the at least one first semiconductor element includes a plurality of first semiconductor elements spaced apart from each other in a second direction perpendicular to both the thickness direction and the first direction.
  • the at least one second semiconductor element includes a plurality of second semiconductor elements spaced apart from each other in the second direction.
  • the third input terminal is located on one side of the first direction with respect to the plurality of first semiconductor elements, and is connected to the plurality of second semiconductor elements. In the second direction, the first input terminal is arranged between the second input terminal and the third input terminal.
  • the second conducting member includes a first wiring portion, a second wiring portion, and a third wiring portion, and the first wiring portion is connected to the second input terminal and extends in the first direction.
  • the second wiring portion is connected to the third input terminal and extends in the first direction, and the third wiring portion is connected to both the first wiring portion and the second wiring portion. It extends in the second direction and is connected to each of the plurality of second semiconductor elements.
  • the at least one opening includes a first opening and a second opening, the first opening is provided on one side of the first wiring portion in the first direction, and the second opening is the first opening.
  • the semiconductor module according to Appendix 3 which is provided on one side of the wiring portion in the first direction.
  • the second conduction member includes a fourth wiring portion which is connected to both the first wiring portion and the second wiring portion and which overlaps with the plurality of first semiconductor elements when viewed in the thickness direction.
  • Appendix 6. The semiconductor module according to Appendix 4 or 5, wherein the first input terminal, the second input terminal, and the third input terminal overlap each other when viewed in the second direction. Appendix 7.
  • An output terminal connected to the second conductive portion, at least one first control terminal for controlling the plurality of first semiconductor elements, and at least one second control for controlling the plurality of second semiconductor elements. It also has terminals and
  • the sealing resin has a resin side surface that is connected to both the resin main surface and the resin back surface and is sandwiched between the resin main surface and the resin back surface in the thickness direction.
  • the first input terminal, the second input terminal, and the third input terminal each project from the resin side surface and have an input side joint surface facing one side in the thickness direction.
  • the output terminal protrudes from the resin side surface and has an output side joint surface facing one side in the thickness direction.
  • the first control terminal is arranged on the main surface of the first conductive portion and extends along the thickness direction.
  • Appendix 8 The support substrate has a rectangular shape when viewed in the thickness direction, and has a rectangular shape.
  • Appendix 9. The semiconductor module according to Appendix 1 or 2, wherein the conductive member is made of a metal plate material. Appendix 10.
  • the main surface of the conductive substrate has a portion that overlaps with the opening in the thickness direction, and a recess recessed in the thickness direction is formed in this portion, any one of Supplementary note 1 to 3.
  • the semiconductor module described in. Appendix 11. The semiconductor module according to Appendix 10, wherein the sealing resin is formed with a resin void portion leading from the main surface of the resin to the recess.
  • Appendix 12. The resin gap portion has a resin gap portion edge that is in contact with the main surface, the recess has a recess edge that is in contact with the main surface, and the resin gap portion edge and the recess edge are mutually.
  • Appendix 14 The semiconductor module according to any one of Supplementary note 11 to 13, wherein the resin void portion has a tapered shape in which the cross-sectional area decreases from the main surface of the resin toward the concave portion.
  • Appendix 15. Each further comprises an input terminal, an output terminal and a control terminal electrically connected to the semiconductor element.
  • the sealing resin has a resin side surface connected to both the resin main surface and the resin back surface. The input terminal and the output terminal protrude from the side surface of the resin.
  • the input terminal and the output terminal have an input side joint surface and an output side joint surface facing one side in the thickness direction, respectively.
  • the semiconductor module according to Appendix 1 wherein the control terminal is arranged on the main surface of the conductive substrate and extends along the thickness direction.
  • Appendix 16. The semiconductor module according to any one of Supplementary note 1 to 3 and 10 to 15, wherein the opening is a through hole extending in the thickness direction.
  • Appendix 17. The semiconductor module according to any one of Supplementary note 1 to 3 and 10 to 15, wherein the opening has a notch shape recessed from the outer peripheral edge of the conductive member when viewed in the thickness direction.
  • Appendix 18 The process of preparing the support board and A step of joining a conductive substrate having a main surface and a back surface separated from each other in the thickness direction of the support substrate to the support substrate so that the back surface faces the support substrate.
  • a process of electrically joining a semiconductor element having a switching function to the main surface The conductive member constituting the path of the main circuit current switched by the semiconductor element is separated from the main surface in the thickness direction and overlaps the main surface in the thickness direction on the conductive substrate.
  • the process of joining and The step of pressing the conductive substrate by the pressing member through the opening provided in the conductive member, and A step of forming a sealing resin that covers at least a part of the support substrate, at least a part of the conductive substrate, and the semiconductor element.
  • Support board and Each has a main surface and a back surface separated from each other in the thickness direction of the support substrate, and a first conductive portion and a second conductive portion bonded to the support substrate so that the back surface faces the support substrate.
  • first semiconductor element electrically bonded to the main surface of the first conductive portion and having a switching function
  • second semiconductor element electrically bonded to the main surface of the second conductive portion and having a switching function
  • a conductive member arranged so as to overlap the main surface when viewed in the direction, It has a resin main surface and a resin back surface opposite to the resin main surface, and has at least a part of the support substrate, at least a part of the first conductive part, and at least a part of the second conductive part.
  • a sealing resin for covering the first and second semiconductor elements is provided.
  • the conductive member has at least one void in which the conductive member is partially cut off when viewed in the thickness direction.
  • a semiconductor module in which the gap portion overlaps with the main surface of the first conductive portion or the second conductive portion and does not overlap with the first and second semiconductor elements when viewed in the thickness direction.
  • Appendix 21 It also has a first input terminal and a second input terminal.
  • the first conductive portion and the second conductive portion are arranged apart from each other in the first direction orthogonal to the thickness direction.
  • the first input terminal is located on one side of the first direction with respect to the first semiconductor element and is connected to the first conductive portion.
  • the second input terminal is located on one side of the first semiconductor element in the first direction and is connected to the second semiconductor element.
  • the conductive member includes a first conductive member connected to the first semiconductor element and the second conductive portion, and a second conductive member connected to the second semiconductor element and the second input terminal. Including, The semiconductor module according to Appendix 20, wherein the gap portion is provided in the second conductive portion and overlaps with the main surface of the first conductive portion when viewed in the thickness direction. Appendix 22.
  • the at least one first semiconductor element includes a plurality of first semiconductor elements spaced apart from each other in a second direction orthogonal to both the thickness direction and the first direction.
  • the at least one second semiconductor element includes a plurality of second semiconductor elements spaced apart from each other in the second direction.
  • the third input terminal is located on one side of the first direction with respect to the plurality of first semiconductor elements, and is connected to the plurality of second semiconductor elements. In the second direction, the first input terminal is arranged between the second input terminal and the third input terminal.
  • the second conducting member includes a first wiring portion connected to the second input terminal and extending in the first direction, a second wiring portion connected to the third input terminal and extending in the first direction, and the above.
  • the at least one gap portion includes a first gap portion and a second gap portion, and the first gap portion is provided on one side of the first wiring portion in the first direction, and the second gap portion is provided.
  • the second conduction member includes a fourth wiring portion which is connected to both the first wiring portion and the second wiring portion and which overlaps with the plurality of first semiconductor elements when viewed in the thickness direction. The semiconductor module described. Appendix 24.
  • the support substrate has a rectangular shape when viewed in the thickness direction.
  • Appendix 26 The semiconductor module according to Appendix 20, wherein the conductive member is made of a metal plate material.
  • Appendix 27 The semiconductor module according to Appendix 20 or 26, wherein the main surface overlapping the gap portion is formed with a recess that overlaps the gap portion and is recessed in the thickness direction when viewed in the thickness direction.
  • Appendix 28 The semiconductor module according to Appendix 27, wherein the sealing resin is formed with a resin void portion leading from the main surface of the resin to the recess.
  • Appendix 29 The resin gap portion has a resin gap portion edge that is in contact with the main surface, the recess has a recess edge that is in contact with the main surface, and the resin gap portion edge and the recess edge are mutually.
  • Appendix 30 The semiconductor module according to Appendix 28 or 29, further comprising a resin filling portion filled in the resin void portion. Appendix 31.

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Abstract

半導体モジュールは、支持基板と、前記支持基板に接合された導電基板と、前記導電基板に電気的に接合されたスイッチング用半導体素子と、前記半導体素子によってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する導電部材とを備える。前記導電部材は、前記支持基板の厚さ方向に見て、前記導電基板の主面と重なるように配置されている。前記導通部材には、前記厚さ方向に見て、前記導電基板の前記主面と重なり且つ前記半導体素子と重ならない開口が形成されている。

Description

半導体モジュール、および半導体モジュールの製造方法
 本開示は、半導体モジュール、および半導体モジュールの製造方法に関する。
 従来、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の電力用スイッチング素子を備える半導体モジュールが知られている。このような半導体モジュールは、産業機器、家電、情報端末、および自動車用機器を含む種々の電子機器に搭載される。特許文献1には、従来の半導体モジュール(パワーモジュール)が開示されている。特許文献1に記載の半導体モジュールは、半導体素子、および、支持基板(セラミック基板)を備えている。半導体素子は、たとえばSi(シリコン)製のIGBTである。支持基板は、半導体素子を支持する。支持基板は、絶縁性の基材と、基材の上下両面にそれぞれ積層された導体層とを含む。各導体層は、たとえばCu(銅)からなり、一方の導体層に半導体素子が接合される。
特開2015-220382号公報
 近年、電子機器の省エネルギー化、高性能化および小型化が求められている。その要請に応えるには、電子機器に搭載される半導体モジュールの性能向上や小型化が必要となる。
 上記事情に鑑み、本開示は、導電基板と支持基板との接合強度の向上を図る上で好ましいモジュール構造を有する半導体モジュールを提供することを一の課題とする。
 本開示により提供される半導体モジュールは、支持基板と、前記支持基板の厚さ方向において互いに離間した主面および裏面を有し、前記裏面が前記支持基板に対向するように当該支持基板に接合された導電基板と、前記主面に電気的に接合され、スイッチング機能を有する少なくとも1つの半導体素子と、前記半導体素子によってスイッチングされる主回路電流の経路を構成し、かつ前記厚さ方向に見て前記主面と重なるように配置された導通部材と、前記厚さ方向において互いに離間した樹脂主面および樹脂裏面を有し、前記支持基板の少なくとも一部と、前記導電基板の少なくとも一部と、前記半導体素子とを覆う封止樹脂とを備える。前記導通部材には、前記厚さ方向に見て、前記導電基板の前記主面と重なり且つ前記半導体素子と重ならない少なくとも1つの開口が形成されている。
 本開示の構成によれば、導電基板と支持基板との接合強度の向上を図る上で好ましいモジュール構造を提供することができる。
第1実施形態にかかる半導体モジュールの斜視図である。 図1において、封止樹脂、樹脂部および樹脂充填部を省略した図である。 図2において、導通部材を省略した図である。 第1実施形態の半導体モジュールを示す平面図である。 図4において、封止樹脂、樹脂部および樹脂充填部を想像線で示した図である。 図5の一部を拡大した図であって、封止樹脂、樹脂部および樹脂充填部の想像線を省略している。 図6の一部を拡大した図である。 図5において、導通部材の一部を想像線で示した図である。 第1実施形態の半導体モジュールを示す正面図である。 第1実施形態の半導体モジュールを示す底面図である。 第1実施形態の半導体モジュールを示す左側面図である。 第1実施形態の半導体モジュールを示す右側面図である。 図5のXIII-XIII線に沿う断面図である。 図5のXIV-XIV線に沿う断面図である。 図14の一部を拡大した部分拡大図である。 図5のXVI-XVI線に沿う断面図である。 図5のXVII-XVII線に沿う断面図である。 図5のXVIII-XVIII線に沿う断面図である。 図5のXIX-XIX線に沿う断面図である。 第1実施形態の半導体モジュールの回路構成例である。 半導体モジュールの製造方法の一工程を示す平面図である。 半導体モジュールの製造方法の一工程を示す断面模式図である。 半導体モジュールの製造方法の一工程を示す平面図である。 半導体モジュールの製造方法の一工程を示す切断部端面図であって、図13に示す断面に対応する。 半導体モジュールの製造方法の一工程を示す要部拡大断面図であって、図13に示す断面の一部を拡大した図に対応する。 半導体モジュールの製造方法の一工程を示す要部拡大断面図であって、図14に示す断面の一部を拡大した図に対応する。 半導体モジュールの製造方法の一工程を示す要部拡大断面図であって、図14に示す断面の一部を拡大した図に対応する。 半導体モジュールの製造方法の一工程を示す要部拡大断面図であって、図13に示す断面の一部を拡大した図に対応する。 半導体モジュールの製造方法の一工程を示す要部拡大断面図であって、図14に示す断面の一部を拡大した図に対応する。 第1変形例にかかる半導体モジュールを示す斜視図である。 第1変形例にかかる半導体モジュールを示す平面図である。 第2変形例にかかる半導体モジュールを示す平面図である。 第2実施形態の半導体モジュールを示す平面図である。 図33の一部を拡大した部分拡大図であって、封止樹脂、樹脂部および樹脂充填部の想像線を省略している。 図34の一部を拡大した図である。
 本開示の半導体モジュールの好ましい実施の形態について、図面を参照して以下に説明する。以下の説明において、同一あるいは類似の構成要素については、同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
 図1~図20は、第1実施形態にかかる半導体モジュールA1を示している。半導体モジュールA1は、たとえば図2または図3に示すように、複数の半導体素子10、導電基板2、支持基板3、複数の入力端子41~43、複数の出力端子44、複数の制御端子45、複数の制御端子支持体5、および複数の導通部材6を備えている。また、半導体モジュールA1は、第1導電性接合材71および第2導電性接合材72(図14)や、複数のワイヤ731~735(図8)、封止樹脂8(図1)、樹脂部87(図1)、および樹脂充填部88(図13)を備えている。
 図1は、半導体モジュールA1を示す斜視図である。図2は、図1の斜視図において、封止樹脂8および樹脂部87等を省略した図である。図3は、図2の斜視図において、導通部材6を省略した図である。図4は、半導体モジュールA1を示す平面図である。図5は、図4の平面図において、封止樹脂8、樹脂部87等を想像線で示した図である。図6は、図5の一部を拡大した部分拡大図である。図6においては、封止樹脂8および樹脂部87等に対する想像線を省略している。図7は、図6の一部を拡大した部分拡大図である。図8は、図5の平面図において、導通部材6の一部(後述の第2導通部材62)を想像線で示した図である。図9は、半導体モジュールA1を示す正面図である。図10は、半導体モジュールA1を示す底面図である。図11は、半導体モジュールA1を示す左側面図である。図12は、半導体モジュールA1を示す右側面図である。図13は、図5のXIII-XIII線に沿う断面図である。図14は、図5のXIV-XIV線に沿う断面図である。図15は、図14の一部を拡大した部分拡大図である。図16は、図5のXVI-XVI線に沿う断面図である。図17は、図5のXVII-XVII線に沿う断面図である。図18は、図5のXVIII-XVIII線に沿う断面図である。図19は、図5のXIX-XIX線に沿う断面図である。図20は、半導体モジュールA1の回路構成例である。図20の回路図においては、複数の第1半導体素子10A(後述)のうちの1つのみ、および複数の第2半導体素子10B(後述)のうちの1つのみ(図示された第1半導体素子10Aに対応する1つの第2半導体素子10B)を記載している。なお、複数のワイヤ731~735は、図2、図3、図7、図14、図18においては省略されている。
 以下では、互いに直交する3つの方向、すなわちx方向、y方向およびz方向を参照しつつ説明する。図に示す例では、z方向は、半導体モジュールA1(または支持基板3等)の厚さ方向である。図4に示すように、x方向は、封止樹脂8の長辺に平行に延びており、y方向は、封止樹脂8の短辺に平行に延びている。x方向の一方をx1方向、x方向の他方をx2方向とする。これは、y方向およびz方向についても同様である。以下の説明において、「平面視」は、「z方向に見たとき」と同じ意味である。x方向を「第1方向」と称し、y方向を「第2方向」と称する場合もあるが、本開示がこれに限定されるわけではない。
 複数の半導体素子10は、半導体モジュールA1の機能にとっての主要な要素である。各半導体素子10は、たとえばSiC(炭化ケイ素)を主とする半導体材料からなる。この半導体材料は、SiCに限定されず、Si(シリコン)、GaAs(ヒ化ガリウム)あるいはGaN(窒化ガリウム)等であってもよい。各半導体素子10は、たとえばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)で構成されたスイッチング機能部Q1(図20参照)を有する。スイッチング機能部Q1は、MOSFETに限定されず、MISFET(Metal-Insulator-Semiconductor FET)を含む電界効果トランジスタや、IGBTのようなバイポーラトランジスタ等、他のトランジスタであってもよい。各半導体素子10は、いずれも同じ素子である。各半導体素子10は、たとえばnチャネル型のMOSFETであるが、pチャネル型のMOSFETであってもよい。
 各半導体素子10は、図15に示すように、z方向に互いに離間する素子主面101および素子裏面102を有する。素子主面101はz2方向を向き、素子裏面102はz1方向を向く。
 複数の半導体素子10は、複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10Bを含む。本実施形態では、半導体モジュールA1は、3つの第1半導体素子10Aと3つの第2半導体素子10Bとを備えているが、半導体素子の数は、本構成に限定されず、半導体モジュールA1に要求される性能等に応じて適宜設定される。たとえば、第1半導体素子10Aおよび第2半導体素子10Bの数は、それぞれ1個または2個でもよく、それぞれ4個以上でもよい。第1半導体素子10Aの数と第2半導体素子10Bの数とは、等しくてもよく、異なってもよい。第1半導体素子10Aおよび第2半導体素子10Bの数は、たとえば、半導体モジュールA1が取り扱う電流容量によって決定される。
 半導体モジュールA1は、図20に示すように、たとえばハーフブリッジ型のスイッチング回路として構成される。この場合、複数の第1半導体素子10Aは、半導体モジュールA1の上アーム回路を構成し、複数の第2半導体素子10Bは、下アーム回路を構成する。上アーム回路において、複数の第1半導体素子10Aは互いに並列に接続され、下アーム回路において、複数の第2半導体素子10Bは互いに並列に接続される。各第1半導体素子10Aと各第2半導体素子10Bとは、直列に接続され、ブリッジ層を構成する。
 複数の第1半導体素子10Aはそれぞれ、図8および図16等に示すように、導電基板2に搭載されている。図8に示す例では、複数の第1半導体素子10Aは、たとえばy方向に並んでおり、互いに離間している。各第1半導体素子10Aは、第2導電性接合材72を介して、導電基板2(後述の第1導電部2A)に導通接合されている。各第1半導体素子10Aは、第1導電部2Aに接合された際、素子裏面102が第1導電部2Aに対向する。
 複数の第2半導体素子10Bはそれぞれ、図8および図17等に示すように、導電基板2に搭載されている。図8に示す例では、複数の第2半導体素子10Bは、たとえばy方向に並んでおり、互いに離間している。各第2半導体素子10Bは、第2導電性接合材72を介して、導電基板2(後述の第2導電部2B)に導通接合されている。各第2半導体素子10Bは、第2導電部2Bに接合された際、素子裏面102が第2導電部2Bに対向する。図8から理解されるように、x方向に見て、複数の第1半導体素子10Aと複数の第2半導体素子10Bとは、重なっているが、重なっていなくてもよい。
 複数の半導体素子10(複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10B)はそれぞれ、第1主面電極11、第2主面電極12および裏面電極15を有する。以下で説明する第1主面電極11、第2主面電極12および裏面電極15の構成は、各半導体素子10において共通する。第1主面電極11および第2主面電極12は、素子主面101に設けられている。第1主面電極11および第2主面電極12は、図示しない絶縁膜により絶縁されている。裏面電極15は、素子裏面102に設けられている。
 第1主面電極11は、たとえばゲート電極であって、半導体素子10を駆動させるための駆動信号(たとえばゲート電圧)が入力される。各半導体素子10において、第2主面電極12は、たとえばソース電極であって、ソース電流が流れる。裏面電極15は、たとえばドレイン電極であって、ドレイン電流が流れる。裏面電極15は、素子裏面102の略全域を覆っている(図15に示す第1半導体素子10A参照)。裏面電極15は、たとえばAgめっきにより構成される。
 各半導体素子10は、上記スイッチング機能部Q1により、第1主面電極11(ゲート電極)に駆動信号(ゲート電圧)が入力されると、この駆動信号に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わる。この導通状態と遮断状態とが切り替わる動作をスイッチング動作という。導通状態では、裏面電極15(ドレイン電極)から第2主面電極12(ソース電極)に電流が流れるが、遮断状態では、この電流が流れない。つまり、各半導体素子10は、スイッチング機能部Q1により、スイッチング動作を行う。半導体モジュールA1は、複数の半導体素子10のスイッチング機能部Q1により、1つの入力端子41と2つの入力端子42,43との間に入力される第1電源電圧(直流電圧)をたとえば第2電源電圧(交流電圧)に変換して、出力端子44から第2電源電圧を出力する。このように、入力端子41~43は、第1電源電圧に関わる「第1電源端子」であり、出力端子44は、第2電源電圧に関わる「第2電源端子」である。
 複数の半導体素子10のうちの少なくとも1つ(図8に示す例では2つ)は、スイッチング機能部Q1の他に、ダイオード機能部D1(図20参照)を有する。半導体モジュールA1においては、複数の第1半導体素子10Aのうちの1つ(図8において、他の2つよりもy2方向側に配置された第1半導体素子10A)と複数の第2半導体素子10Bのうちの1つ(図8において、他の2つよりもy1方向側に配置された第2半導体素子10B)とが、スイッチング機能部Q1の他、ダイオード機能部D1を含んでいる。ダイオード機能部D1の機能や役割は特に限定されないが、たとえば、温度検出用に用いることが可能である。図20に示す各ダイオードD2は、たとえば対応するスイッチング機能部Q1の寄生ダイオード成分である。
 図8に示すように、ダイオード機能部D1を有する半導体素子10は、第1主面電極11、第2主面電極12および裏面電極15の他に、第3主面電極13、第4主面電極14および第5主面電極16を有する。以下で説明する第3主面電極13、第4主面電極14および第5主面電極16の各構成は、ダイオード機能部D1を有する半導体素子10において共通する。第3主面電極13、第4主面電極14および第5主面電極16は、素子主面101に形成されている。第3主面電極13および第4主面電極14は、ダイオード機能部D1に導通する。第5主面電極16は、たとえばソースセンス電極であって、スイッチング機能部Q1におけるソース電流が当該電極に流れる。
 各第1半導体素子10Aは、図7に示すように、平面視において、第1辺191、第2辺192、第3辺193および第4辺194を有する。図7では、y方向に並ぶ複数の第1半導体素子10Aのうちのy方向中央に配置された第1半導体素子10Aを示している。第1辺191と第2辺192とはそれぞれ、y方向に延びる。第1辺191は、平面視におけるx2方向側の端縁であり、第2辺192は、平面視におけるx1方向側の端縁である。第3辺193と第4辺194とはそれぞれ、x方向に延びる。第3辺193は、平面視におけるy2方向側の端縁であり、第4辺194は、平面視におけるy1方向側の端縁である。各第1半導体素子10Aが平面視矩形状であることから、第1辺191、第2辺192、第3辺193および第4辺194によって形成される四隅は、平面視において直角または略直角である。当該四隅は、図7に示すように、平面視において、導通部材6(第1導通部材61および第2導通部材62)に重ならない。第3辺193および第4辺194の長さは、第1辺191および第2辺192の長さよりも大きい。
 導電基板2は、リードフレームとも呼ばれる。導電基板2は、複数の半導体素子10を支持する。導電基板2は、支持基板3上に第1導電性接合材71を介して接合されている。平面視において、導電基板2は全体として、たとえば矩形状である。導電基板2は、導通部材6とともに、複数の半導体素子10によってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する。
 導電基板2は、第1導電部2Aおよび第2導電部2Bを含む。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bはそれぞれ、金属製の板状部材である。この金属は、たとえばCu(銅)あるいはCu合金である。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bは、複数の入力端子41~43および複数の出力端子44とともに、複数の半導体素子10を流れる電流の導通経路を構成している。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bはそれぞれが、図13~図18に示すように、第1導電性接合材71を介して支持基板3上に接合されている。第1導電部2Aには、第2導電性接合材72を介して複数の第1半導体素子10Aがそれぞれ接合されている。第2導電部2Bには、第2導電性接合材72を介して複数の第2半導体素子10Bがそれぞれ接合されている。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bは、図3、図8、図13および図14に示すように、x方向に離間している。これらの図に示す例では、第1導電部2Aは、第2導電部2Bよりもx2方向に位置する。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bは、平面視矩形状であり、x方向に見て互いに重なる。各導電部2A,2Bは、たとえば、x方向の寸法が15mm~25mm(好ましくは20mm程度)であり、y方向の寸法が30mm~40mm(好ましくは35mm程度)であり、z方向の寸法が1.5mm~3.0mm(好ましくは2.0mm程度)である。
 導電基板2(第1導電部2Aおよび第2導電部2B)は、主面201および裏面202を有する。主面201および裏面202は、図13、図14および図16~図18に示すように、z方向に離間する。主面201は、z2方向を向き、裏面202は、z1方向を向く。主面201は、第1導電部2Aの上面と第2導電部2Bの上面とを合わせたものと考えられ、裏面202は、第1導電部2Aの下面と第2導電部2Bの下面とを合わせたものと考えられる。裏面202は、支持基板3に対向するように支持基板3に接合されている。図5、図8および図13に示すように、主面201には、複数の凹部201aが形成されている(図25も参照)。各凹部201aは、主面201からz方向に窪んだ部分である。各凹部201aの窪み度合い(深さ)は、たとえば0μmより大きく、かつ100μm以下である。各凹部201aは、後述するモールド成形時に形成される。図に示す例では、複数の凹部201aは、第1導電部2Aにおける主面201に形成された2つの凹部(「第1凹部」)と、第2導電部2Bにおける主面201に形成された2つの凹部(「第2凹部」)を含む。2つの第1凹部201aは、y方向に離間しており、y方向に見て互いに重なる。同様に、2つの第2凹部201aは、y方向に離間しており、y方向に見て互いに重なる。
 導電基板2(第1導電部2Aおよび第2導電部2B)は、互いに積層された基材21、主面接合層22および裏面接合層23を含む。基材21は、金属製の板状部材である。この金属は、CuあるいはCu合金である。主面接合層22は、基材21の上面に形成されている。主面接合層22は、導電基板2のz2方向側の表層である。主面接合層22の上面は、導電基板2の主面201に相当する。主面接合層22は、たとえばAgめっきである。裏面接合層23は、基材21の下面に形成されている。裏面接合層23は、導電基板2のz1方向側の表層である。裏面接合層23の下面は、導電基板2の裏面202に相当する。裏面接合層23は、主面接合層22と同様にたとえばAgめっきである。
 支持基板3は、導電基板2を支持する。支持基板3は、たとえばDBC(Direct Bonded Copper)基板で構成される。支持基板3は、絶縁層31、第1金属層32、第1接合層321および第2金属層33を含む。
 絶縁層31は、たとえば、セラミックス製であり、熱伝導性の優れたものからなる。このようなセラミックスとしては、たとえばAlN(窒化アルミニウム)がある。絶縁層31は、セラミックスに限定されず、絶縁樹脂シート等であってもよい。絶縁層31は、たとえば平面視矩形状である。
 第1金属層32は、絶縁層31の上面(z2方向を向く面)に形成されている。第1金属層32の構成材料は、たとえばCuを含む(すなわち、第1金属層32は、Cuを含有する)。当該構成材料はCuではなくAlを含んでいてもよい。第1金属層32は、第1部32Aおよび第2部32Bを含む。第1部32Aおよび第2部32Bは、x方向に離間する。第1部32Aは、第2部32Bのx2方向側に位置する。第1部32Aは、第1導電部2Aが接合され、第1導電部2Aを支持する。第2部32Bは、第2導電部2Bが接合され、第2導電部2Bを支持する。第1部32Aおよび第2部32Bはそれぞれ、たとえば平面視矩形状である。
 第1接合層321は、第1金属層32(第1部32Aおよび第2部32Bの各々)の上面に形成されている。第1接合層321は、たとえばAgめっきである。第1接合層321は、第1導電性接合材71との固相拡散による接合を良好にするために設けられる。
 第2金属層33は、絶縁層31の下面(z1方向を向く面)に形成されている。第2金属層33の構成材料は、第1金属層32の構成材料と同じである。第2金属層33の下面(後述の底面302)は、図10に示す例では、たとえば封止樹脂8から露出する。当該下面は、封止樹脂8から露出せず、封止樹脂8に覆われていてもよい。第2金属層33は、平面視において、第1部32Aおよび第2部32Bの双方に重なる。
 支持基板3は、図13~図18に示すように、支持面301および底面302を有する。支持面301と底面302とは、z方向に離間する。支持面301は、z2方向を向き、底面302は、z1方向を向く。底面302は、図10に示すように、封止樹脂8から露出する。支持面301は、第1接合層321の上面であり、第1部32Aの上面と第2部32Bの上面とをあわせたものである。支持面301は、導電基板2に対向し、導電基板2が接合されている。底面302は、第2金属層33の下面である。底面302には、図示しない放熱部材(たとえばヒートシンク)等が取り付け可能である。支持基板3のz方向の寸法(支持面301から底面302までのz方向に沿う距離)は、たとえば0.7mm~2.0mmである。
 複数の入力端子41~43および複数の出力端子44はそれぞれ、金属板からなる。この金属板の構成材料は、たとえばCuまたはCu合金である。図1~図5、図8および図10に示す例では、半導体モジュールA1は、3つの入力端子41~43および2つの出力端子44を備えている。
 3つの入力端子41~43には、電源からの電圧(電源電圧)が印加される。本実施形態では、入力端子41は正極(P端子)であり、2つの入力端子42,43は負極(N端子)である。これに代えて、入力端子41が負極(N端子)で2つの入力端子42,43が正極(P端子)であってもよい。この場合、端子の極性を変更したことに合わせて、パッケージ内部の配線を適宜変更すればよい。3つの入力端子41~43および2つの出力端子44はそれぞれ、封止樹脂8に覆われた部分と、封止樹脂8の樹脂側面から露出した部分とを含む。
 入力端子41は、図14に示すように、第1導電部2Aと一体的に形成されている。本構成と異なり、入力端子41および第1導電部2Aを個別に形成し、のちに入力端子41を第1導電部2Aに導通接合してもよい。入力端子41は、図8等に示すように、複数の第1半導体素子10Aおよび第1導電部2A(導電基板2)に対して、x2方向側に位置する。入力端子41は、第1導電部2Aに導通し、かつ、第1導電部2Aを介して、各第1半導体素子10Aの裏面電極15(ドレイン電極)に導通する。入力端子41は「第1入力端子」の一例である。
 入力端子41は、図4に示すように、入力側接合面411および入力側側面412(413,414)を有する。入力側接合面411は、z2方向を向き、x2方向に延びている。入力側側面412は、z方向に見て入力側接合面411の周縁に位置しており(周縁に沿って延びており)、入力側接合面411の法線と交差する方向を向く。本実施形態では、入力側側面412は、先端面413および一対の側方面414を含む。先端面413は、入力端子41のx2方向側端に位置し、x2方向を向く。一対の側方面414は、入力端子41のy方向両端に位置し、それぞれy1方向およびy2方向を向く。先端面413および一対の側方面414のうち少なくともいずれか一つは、入力側加工痕を有する。当該入力側加工痕は、後述するリードフレームの切断加工により形成される。
 図3、図5、図8および図13から理解されるように、2つの入力端子42,43は、第1導電部2Aから離間している。また、図2および図13等から理解されるように、2つの入力端子42,43はそれぞれ、第2導通部材62に接合されている。2つの入力端子42,43は、図8等に示すように、複数の第1半導体素子10Aおよび第1導電部2A(導電基板2)に対して、x2方向側に位置する。2つの入力端子42,43はそれぞれ、第2導通部材62に導通し、かつ、第2導通部材62を介して、各第2半導体素子10Bの第2主面電極12(ソース電極)に導通する。入力端子42は「第2入力端子」の一例であり、入力端子43は「第3入力端子」の一例である。
 入力端子42,43は、入力側接合面421,431および入力側側面422,432をそれぞれ有する。入力側接合面421,431は、z2方向を向き、x2方向に延びている。入力側側面422,432は、それぞれ、z方向に見て入力側接合面421,431の周縁に位置している。また、入力側側面422,432は、それぞれ、入力側接合面421,431の法線と交差する方向を向く。本実施形態では、入力側側面422は、先端面423および一対の側方面424を含む。先端面423は、入力端子42のx2方向側端に位置し、x2方向を向く。一対の側方面424は、入力端子42のy方向両端に位置し、y1方向およびy2方向を向く。入力側側面422において、先端面423および一対の側方面424のうち少なくともいずれか一つは、入力側加工痕を有する。当該入力側加工痕は、後述するリードフレームの切断加工により形成される。入力側側面432は、先端面433および一対の側方面434を含む。先端面433は、入力端子43のx2方向側端に位置し、x2方向を向く。一対の側方面434は、入力端子43のy方向両端に位置し、y1方向およびy2方向を向く。入力側側面432において、先端面433および一対の側方面434のうち少なくともいずれか一つは、入力側加工痕を有する。当該入力側加工痕は、後述するリードフレームの切断加工により形成される。
 図1~図5、図8および図10等に示すように、3つの入力端子41~43はそれぞれ、半導体モジュールA1において、封止樹脂8からx2方向に突き出ている。3つの入力端子41~43は互いに離間している。2つの入力端子42,43は、y方向において入力端子41を挟んで互いに反対側に位置する。入力端子42は、入力端子41のy2方向側に位置し、入力端子43は、入力端子41のy1方向側に位置する。3つの入力端子41~43は、y方向に見て互いに重なる。
 2つの出力端子44はそれぞれ、図8および図14から理解されるように、第2導電部2Bと一体的に形成されている。本構成と異なり、出力端子44は、第2導電部2Bと分離され、第2導電部2Bに導通接合されていてもよい。2つの出力端子44はそれぞれ、図8等に示すように、複数の第2半導体素子10Bおよび第2導電部2B(導電基板2)に対して、x1方向側に位置する。各出力端子44は、第2導電部2Bに導通し、かつ、第2導電部2Bを介して、各第2半導体素子10Bの裏面電極15(ドレイン電極)に導通する。上記2つの出力端子44は、「第1出力端子」および「第2出力端子」の一例である。
 出力端子44は、出力側接合面441および出力側側面442を有する。出力側接合面441は、z2方向を向き、x1方向側に延びている。出力側側面442は、z方向に見て出力側接合面441の周縁に位置しており、出力側接合面441の法線と交差する方向を向く。本実施形態では、出力側側面442は、先端面443および一対の側方面444を含む。先端面443は、出力端子44のx1方向側端に位置し、x1方向を向く。一対の側方面444は、出力端子44のy方向両端に位置し、y1方向およびy2方向を向く。出力側側面442において、先端面443および一対の側方面444のうち少なくともいずれか一つは、出力側加工痕を有する。当該出力側加工痕は、後述するリードフレームの切断加工により形成される。なお、出力端子44の数は、2つに限定されず、たとえば1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。たとえば、出力端子44が1つである場合、当該出力端子は、第2導電部2Bのy方向における中央部分に繋がっていることが望ましい。
 複数の制御端子45はそれぞれ、半導体素子10を制御するためのピン状の端子である。複数の制御端子45は、複数の第1制御端子46A~46Eおよび複数の第2制御端子47A~47Dを含む。複数の第1制御端子46A~46Eは、各第1半導体素子10Aの制御に用いられる。複数の第2制御端子47A~47Dは、各第2半導体素子10Bの制御に用いられる。
 複数の第1制御端子46A~46Eは、y方向に間隔を隔てて配置されている。各第1制御端子46A~46Eは、図8および図14等に示すように、制御端子支持体5(後述の第1支持部5A)を介して、第1導電部2Aに支持される。各第1制御端子46A~46Eは、図5および図8に示すように、x方向において、複数の第1半導体素子10Aと3つの入力端子41~43との間に位置する。
 第1制御端子46Aは、複数の第1半導体素子10Aの駆動信号入力用の端子(ゲート端子)である。第1制御端子46Aには、複数の第1半導体素子10Aを駆動させるための駆動信号が入力される(たとえばゲート電圧が印加される)。
 第1制御端子46Bは、複数の第1半導体素子10Aのソース信号検出用の端子(ソースセンス端子)である。複数の第1半導体素子10Aの各第2主面電極12(ソース電極)に印加される電圧(ソース電流に対応した電圧)が、第1制御端子46Bを介して検出される。
 第1制御端子46Cおよび第1制御端子46Dは、ダイオード機能部D1に導通する端子である。第1制御端子46Cには、ダイオード機能部D1を有する第1半導体素子10Aの第3主面電極13に導通し、第1制御端子46Dには、ダイオード機能部D1を有する第1半導体素子10Aの第4主面電極14に導通する。
 第1制御端子46Eは、複数の第1半導体素子10Aのドレイン信号検出用の端子(ドレインセンス端子)である。複数の第1半導体素子10Aの各裏面電極15(ドレイン電極)に印加される電圧(ドレイン電流に対応した電圧)が、第1制御端子46Eを介して検出される。
 複数の第2制御端子47A~47Dは、y方向に間隔を隔てて配置されている。各第2制御端子47A~47Dは、図5および図18等に示すように、制御端子支持体5(後述の第2支持部5B)を介して、第2導電部2Bに支持される。各第2制御端子47A~47Dは、図5および図8に示すように、x方向において、複数の第2半導体素子10Bと2つの出力端子44との間に位置する。
 複数の制御端子45(第1制御端子46A~46Eおよび第2制御端子47A~47D)はそれぞれ、ホルダ451および金属ピン452を含む(図2参照)。
 ホルダ451は、導電性材料からなる。ホルダ451は、図15に示すように、導電性接合材459を介して、制御端子支持体5(後述の第1金属層52)に接合されている。ホルダ451は、筒状部、上端鍔部および下端鍔部を含む。上端鍔部は、筒状部の上方に繋がり、下端鍔部は、筒状部の下方に繋がる。ホルダ451のうちの少なくとも上端鍔部および筒状部に、金属ピン452が挿通されている。上端鍔部の上面は、封止樹脂8(後述の第2突出部852)から露出し、樹脂部87に覆われている。
 金属ピン452は、z方向に延びる棒状部材である。金属ピン452は、ホルダ451に圧入されることで支持されている。金属ピン452は、少なくともホルダ451を介して、制御端子支持体5(後述の第1金属層52)に導通する。図15に示す例のように、金属ピン452の下端(z1方向側の端部)がホルダ451の挿通孔内で導電性接合材459に接している場合には、金属ピン452は、導電性接合材459を介して、制御端子支持体5に導通する。
 制御端子支持体5は、複数の制御端子45を支持する。制御端子支持体5は、主面201(導電基板2)と複数の制御端子45との間に介在する。
 制御端子支持体5は、第1支持部5Aおよび第2支持部5Bを含む。第1支持部5Aは、導電基板2の第1導電部2A上に配置され、複数の制御端子45のうちの複数の第1制御端子46A~46Eを支持する。第1支持部5Aは、図15に示すように、接合材59を介して、第1導電部2Aに接合されている。接合材59は、導電性でも絶縁性でもよいが、たとえばはんだが用いられる。第2支持部5Bは、導電基板2の第2導電部2B上に配置され、複数の制御端子45のうちの複数の第2制御端子47A~47Dを支持する。第2支持部5Bは、接合材59を介して、第2導電部2Bに接合されている。
 制御端子支持体5(第1支持部5Aおよび第2支持部5Bのそれぞれ)は、たとえばDBC基板で構成される。制御端子支持体5は、互いに積層された絶縁層51、第1金属層52および第2金属層53を有する。
 絶縁層51は、たとえばセラミックスからなる。絶縁層51は、たとえば平面視矩形状である。
 第1金属層52は、図15等に示すように、絶縁層51の上面に形成されている。各制御端子45は、第1金属層52上に立設されている。第1金属層52は、たとえばCuまたはCu合金である。図8等に示すように、第1金属層52は、第1部521、第2部522、第3部523、第4部524および第5部525を含む。第1部521、第2部522、第3部523、第4部524および第5部525は、互いに離間し、絶縁されている。
 第1部521は、複数のワイヤ731が接合され、各ワイヤ731を介して、各半導体素子10の第1主面電極11(ゲート電極)に導通する。図8に示すように、第1支持部5Aの第1部521には、第1制御端子46Aが接合されており、第2支持部5Bの第1部521には、第2制御端子47Aが接合されている。
 第2部522は、複数のワイヤ732が接合され、各ワイヤ732を介して、各半導体素子10の第2主面電極12(ソース電極)に導通する。図8に示すように、第1支持部5Aの第2部522には、第1制御端子46Bが接合されており、第2支持部5Bの第2部522には、第2制御端子47Bが接合されている。
 第3部523は、ワイヤ733が接合され、ワイヤ733を介して、ダイオード機能部D1を有する半導体素子10の第3主面電極13に導通する。図8に示すように、第1支持部5Aの第3部523には、第1制御端子46Cが接合されており、第2支持部5Bの第3部523には、第2制御端子47Cが接合されている。
 第4部524は、ワイヤ734が接合され、ワイヤ734を介して、ダイオード機能部D1を有する半導体素子10の第4主面電極14に導通する。図8に示すように、第1支持部5Aの第4部524には、第1制御端子46Dが接合されており、第2支持部5Bの第4部524には、第2制御端子47Dが接合されている。
 第1支持部5Aの第5部525は、ワイヤ735が接合され、ワイヤ735を介して、第1導電部2Aに導通する。第2支持部5Bの第5部525は、他の構成部位とは導通していない。図8に示すように、第1支持部5Aの第5部525には、第1制御端子46Eが接合されている。
 第2金属層53は、図15等に示すように、絶縁層51の下面に形成されている。第1支持部5Aの第2金属層53は、図15に示すように、接合材59を介して、第1導電部2Aに接合される。第2支持部5Bの第2金属層53は、接合材59を介して、第2導電部2Bに接合される。
 導通部材6は、導電基板2とともに、複数の半導体素子10によってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する。導通部材6は、平面視において主面201に重なるが、z2方向において、主面201(導電基板2)から離間している(以下で述べる各第1導通部材61の一端部分を除く。図14参照)。導通部材6は、金属製の板材を加工することにより構成可能である。具体的には、導通部材6は、たとえばCu製またはCu合金製の板材を、所望の形態となるように適宜折り曲げ加工等することにより得られる。これに限らず、金属製の箔材を用いて導通部材6を構成してもよい。本実施形態では、図2および図6等に示すように、導通部材6は、複数の第1導通部材61と、1つの第2導通部材62とを含む。図7は、1つの第1導通部材61を示している。主回路電流は、第1主回路電流と第2主回路電流とを含む。第1主回路電流は、入力端子41と出力端子44との間を延びる経路を流れる電流である。第2主回路電流は、入力端子42,43と出力端子44との間を延びる経路を流れる電流である。
 複数の第1導通部材61の各々は、対応する1つの第1半導体素子10Aの第2主面電極12(ソース電極)と、第2導電部2Bとに接合される。これにより、当該第1半導体素子10Aの第2主面電極12と第2導電部2Bとが導通する。第1導通部材61と第2主面電極12(図8参照)との接合、および、第1導通部材61と第2導電部2Bとの接合は、導電性接合材69を介して行われる。導電性接合材69は、たとえばはんだ、金属ペースト材、あるいは、焼結金属等である。各第1導通部材61は、図8に示すように、平面視においてx方向に沿って延びる帯状である。
 図6および図7等に示すように、各第1導通部材61は、第2導電部2Bに接合される端縁部分と、この端縁部分に近く且つ水平な矩形部分(図14も参照)とを有する。この矩形部分には、開口61hが形成されている。開口61hは、平面視において矩形の中央部に形成されることが好ましく、z方向に当該矩形部分を貫通する孔である。開口61hは、封止樹脂8の形成にあたり注入された流動性の樹脂材料が、第1導通部材61の上側と下側との間で適切に流動するように形成されたものである。図示された例では、開口61hの平面形状は真円であるが、楕円形、矩形等の他の形状であってもよい。また、各第1導通部材61の形状は、図7に示されたものに限らず、適宜、改変可能である。さらに、別の例として、各第1導通部材61が開口を有しない構成であってもよい。
 本実施形態では、複数の第1導通部材61は、第1半導体素子10Aの数に対応して3個設けられている。別の例として、第1半導体素子10Aの数に依存せず、所定個数の第1半導体素子10Aに対して共通する1個の第1導通部材61を使用してもよい。
 第2導通部材62は、複数の第2半導体素子10Bそれぞれの第2主面電極12と各入力端子42,43とを導通させる。第2導通部材62は、x方向の最大寸法がたとえば25mm~40mm(好ましくは、たとえば32mm程度)であり、y方向の最大寸法がたとえば30mm~45mm(好ましくは、たとえば38mm程度)である。第2導通部材62は、図6に示すように、第1配線部621、第2配線部622、第3配線部623および第4配線部624を含み、これら4つの配線部が一体形成された単一の部材である(図2も参照)。
 第1配線部621は、平面視において、x方向に延びる帯状の部位である。第1配線部621は、上述した導電性接合材69と同様の接合材(以下、これも「導電性接合材69」と言う)を介して、入力端子42に接合(かつ電気的に接続)される。
 第2配線部622は、入力端子43に接続される。第2配線部622と入力端子43とは、導電性接合材69により接合される。第2配線部622は、平面視において、x方向に延びる帯状の部位である。図6に示すように、第1配線部621と第2配線部622とは、y方向に離間しており、平行または略平行に配置されている。第2配線部622は、第1配線部621に対して、y1方向に位置する。
 第3配線部623は、第1配線部621および第2配線部622の双方に繋がる。第3配線部623は、平面視においてy方向に延びる帯状の部位である。第3配線部623は、図6から理解されるように、平面視において複数の第2半導体素子10Bに重なる。第3配線部623は、図17に示すように、各第2半導体素子10Bに接続される。第3配線部623は、複数の凹状領域623aを有する。各凹状領域623aは、図17に示すように、第3配線部623の他の部位よりもz1方向に突き出ている。第3配線部623のうち各凹状領域623aは、各第2半導体素子10Bに接合されている。第3配線部623の各凹状領域623aと各第2半導体素子10Bの第2主面電極12(図8参照)とは、導電性接合材69を介して接合される。
 第4配線部624は、第1配線部621および第2配線部622の双方に繋がる。また、第4配線部624は、第3配線部623に繋がる(後述の第2帯状部626参照)。第4配線部624は、第3配線部623よりもx2方向側に位置する。第4配線部624は、図6から理解されるように、平面視において、複数の第1半導体素子10Aに重なる。第4配線部624は、第1帯状部625および複数の第2帯状部626を含む。
 第1帯状部625は、x方向において第3配線部623から離間するとともに、y方向に延びる帯状の部位である。図6に示すように、第1帯状部625は、第1配線部621および第2配線部622の双方に繋がっている。第1帯状部625は、平面視において複数の第1半導体素子10Aに重なる。第1帯状部625は、複数の凸状領域625aを有する。各凸状領域625aは、図16に示すように、第1帯状部625の他の部位よりもz2方向に突き出ている。複数の凸状領域625aは、平面視(図6)において、複数の第1半導体素子10Aにそれぞれ重なる。第1帯状部625が複数の凸状領域625aを有することから、図16に示すように、各第1半導体素子10A上に各第1導通部材61を接合する領域を設けることが可能である。すなわち、複数の凸状領域625aを設けることにより、第1帯状部625が各第1導通部材61に接触することが抑制される。
 図6に示すように、複数の第2帯状部626はそれぞれ、x方向に延びる帯状の部位であり、第1帯状部625と第3配線部623とに繋がっている。複数の第2帯状部626は、y方向に互いに離間しており、平行または略平行に配置されている。また同図に示すように、各第2帯状部626の一端は、y方向に隣接する2つの第1半導体素子10Aの間において第1帯状部625に繋がり、その他端は、y方向に隣接する2つの第2半導体素子10Bの間において第3配線部623に繋がっている。
 第1帯状部625は、各々がy方向に延びる第1端縁627および第2端縁628を有する。第1端縁627は、図6および図7に示すように、平面視において各第1半導体素子10Aの第1辺191よりもx1方向に位置し、かつ、y方向において第1配線部621から第2配線部622まで延びている。したがって、図7に示すように、第1端縁627は、y方向において、各第1半導体素子10Aの少なくとも第3辺193から第4辺194まで延びている。これにより、平面視において、各第1半導体素子10Aのx2方向側の2つの角(第1辺191と第3辺193とがなす角171、および第1辺191と第4辺194とがなす角172)は、それぞれ、第2導通部材62に重ならない。また、各第1半導体素子10Aにおいては、平面視において(詳細には図7参照)、第1辺191の全体と、第3辺および第4辺の各々の一部とが外部に露出している(すなわち、平面視において第2導通部材62に重ならず、見える状態になっている)。第2端縁628は、図7に示すように、平面視において、各第1半導体素子10Aの第2辺192よりもx2方向に位置し、かつ、y方向において少なくとも第3辺193から194まで延びている。これにより、平面視において、各第1半導体素子10Aのx1方向側の2つの角(第2辺192と第3辺193とがなす角173、および第2辺192と第4辺194とがなす角174)は、それぞれ、第2導通部材62に重ならない。また、各第1半導体素子10Aにおいては、平面視において、第2辺の一部と、第3辺および第4辺の各々の別の一部とが外部に露出している。
 本実施形態では、角171,172,173,174を挟む2辺について、平面視において、0μmを超えて200μm以下の範囲で、所定の長さが露出しているように構成される。これは、たとえば、センサを用いた上記角171,172,173,174の検出にとって有利である。好ましくは、隣接する2辺(組み合わせとして4対ある)の各辺の露出部分の長さは、5μm以上150μm以下である。一例として、隣接する2辺の各々の露出部分の長さが2μm以上であれば、当該2辺に対応する角を検出可能である。また、当該露出部分の長さが5μm以上であれば、角を確実に検出することができる。なお、当該露出部分の長さが200μmを超える場合には、第1導通部材61と第1半導体素子10Aとの接合面積が必要以上に小さくなるので、好ましくない。
 図6に示すように、導通部材6は、複数の第1部601を含む。各第1部601は、平面視において、複数の半導体素子10A,10Bのうちの対応する1つの半導体素子と重なっている。図に示す例では、第2導通部材62が上記複数の第1部601を含んでいる。具体的には、第4配線部624が3つの第1部601(平面視において複数の第1半導体素子10Aに重なる矩形領域)を構成し、同様に第3配線部623が3つの第1部(平面視において複数の第2半導体素子10Bに重なる矩形領域)を構成している。図2から理解されるように、各矩形領域(第1部601)は平坦である。また、第4配線部624に含まれる3つの第1部601は、第3配線部623に含まれる3つの第1部601に対して、z2方向にオフセットされている。複数の第1部601は、以下で述べる(第2導通部材62の)6個の第2部62Bに包含される。
 図6、図8に示すように、第1半導体素子10A(ダイオード機能部D1を有する)の主面電極11,13,14,16は、第1半導体素子10Aのx2方向側の端に、y方向に沿って並んで配置されている。平面視において、第1導通部材61および第2導通部材62は、第1半導体素子10Aの主面電極11,13,14,16およびx2方向側の角171,172のいずれとも重ならない。また、平面視において、第1導通部材61および第2導通部材62は、第1半導体素子10Aのx1方向側(主面電極が配置される側とは反対側)における角173,174のうち少なくとも1個に重ならない。これらにより、平面視において、半導体素子10Aの4個の角171,172,173,174のうち少なくとも3個の角が見える。このことにより、半導体素子10A、第1導通部材61および第2導通部材62が導電基板2に装着された状態において、半導体素子10Aが正しく装着されたかどうかを、自動外観検査によって検査することができる。平面視において、半導体素子10Aの4個の角171,172,173,174がすべて見えていてもよい。上記した第1半導体素子10Aの主面電極11,13,14,16は、「一方側主面電極」の一例である。
 図6に示すように、各第2半導体素子10Bについても、第1半導体素子10Aと同様に平面視矩形状であり、第1半導体素子10Aの4つの角171,172,173,174に対応する4つの角181,182,183,184を有する。上述した、各第1半導体素子10Aの4つの角171,172,173,174と第1導通部材61および第2導通部材62との平面視における関係は、各第2半導体素子10Bの4つの角181,182,183,184と第2導通部材62との平面視における関係においても同じである。
 第2導通部材62は、少なくとも1つの第1部62Aおよび少なくとも1つの第2部62Bを含む。図5に示す例では、8個の第1部62Aが設けられており、これらは、平面視において、導電基板2の主面201(第1導電部2Aあるいは第2導電部2Bの主面201)と重なるが、複数の半導体素子10とは重ならない部分である。図5(y1方向を上側とする)において、各第1部62Aには右上がりのハッチングを付している。また、同図に示す例では、6個の第2部62Bが設けられており、これらは、平面視において、主面201と重なり、かつ複数の半導体素子10にも重なる部分である。図5において、各第2部62Bには右下がりのハッチングを付している。なお、以下の記載では、便宜上、8個の第1部62Aを一括して「第1部(62A)」と称する場合もあり、同様に、6個の第2部62Bを一括して「第2部(62B)」と称する場合もある。本実施形態において、第1部62Aは、少なくとも1つの開口(「空隙部」とも言う)63を有する。図に示す例では、2つの開口63(第1配線部621に形成された開口と、第2配線部622に形成された開口)が第1部62A(より正確には、上記8個の第1部62Aのうち、他の6個の第1部62Aよりも長状である2個の第1部62A)に形成されている。各開口63は、図5および図13等に示すように、第1部62Aを貫通している。本実施形態では、各開口63は、平面視において第1導電部2A(導電基板2)の主面201に重なり、かつ、複数の半導体素子10のいずれにも重ならない位置にある。図5に示す2つの開口63は、導電基板2の2つの角部近傍にそれぞれ設けられており、第1配線部621および第2配線部622のそれぞれにおいて、x2方向側寄りに設けられている。開口(空隙部)63は、本実施形態のような孔に限らず、平面視で閉じられていない「切り欠き」であってもよい。開口63は、たとえば電気鋳造によって製作されてもよい。この場合、第2導通部材62は、材料板の一部を除去することで形成された開口ではなく、金属が電着されなかった結果としての開口を有することになる。
 図6に示すように、第2導通部材62(複数の第1部601)には、平面視において複数の第1半導体素子10Aにそれぞれ重なる複数の開口625hが形成されている。好ましくは、各開口625hは、平面視において対応する第1半導体素子10Aの中央部に重なる位置にある。また、各開口625hは、第1帯状部625(第4配線部624)において、対応する一の凸状領域625aに形成された貫通孔である。これらの開口625hは、第1導通部材61と第1半導体素子10Aとの接合状況を上側から光学的に確認できるように形成されたものである。
 さらに、第2導通部材62には、平面視において複数の第2半導体素子10Bにそれぞれ重なる複数の開口623hが形成されている。好ましくは、各開口623hは、平面視において対応する第2半導体素子10Bの中央部に重なる位置にある。また、各開口623hは、第3配線部623において、対応する一の凹状領域623aに形成された貫通孔である。これらの開口623hは、導電基板2に対して第2導通部材62を位置決めする際に使用される。上記開口623h,625hの平面形状は真円であってもよく、楕円形、矩形等の他の形状であってもよい。
 第2導通部材62の形状は、本構成に限定されず、たとえば第4配線部624を含んでいなくてもよい。ただし、第2導通部材62に流れる電流によるインダクタンス値を低減させる上で、第2導通部材62に第4配線部624を設けることが好ましい。
 第1導電性接合材71は、導電基板2と支持基板3との間に介在し、導電基板2と支持基板3とを導通接合させる。第1導電性接合材71は、第1導電部2Aを第1部32Aに導通接合させるものと、第2導電部2Bを第2部32Bに導通接合させるものとがある。第1導電性接合材71は、図15に示すように、互いに積層された第1基層711、第1層712および第2層713を有する。
 図15に示すように、第1導電性接合材71の側面と支持基板3の最上層である第1金属層32の側面とは、面一であることが最も好ましい。平面視において第1金属層32の側面が第1導電性接合材71の側面よりもわずかに内側に位置することが好ましい。つまり、平面視において、第1金属層32の側面は、第1導電性接合材71の側面より外側にはみ出さないように接合される。平面視において第1金属層32の側面が第1導電性接合材71の側面よりも外側にはみ出す場合には、第1金属層32と第2金属層33との間の沿面距離が小さくなるため、好ましくない。なお、平面視において、第1金属層32の側面は、導電基板2が有する基材21の側面よりは外側に配置されている。
 第1基層711は金属製であり、当該金属はたとえばAl(アルミニウム)あるいはAl合金である。第1基層711は、シート材である。第1基層711の構成材料であるAlのヤング率は、70.3GPaである。
 第1層712は、第1基層711の上面に形成されている。第1層712は、第1基層711と導電基板2(第1導電部2Aおよび第2導電部2Bのそれぞれ)との間に介在する。第1層712は、たとえばAgめっきである。第1層712は、たとえば金属の固相拡散により、第1導電部2Aおよび第2導電部2Bの各裏面接合層23に接合されている。即ち、第1層712と第1導電部2Aおよび第2導電部2Bの各裏面接合層23とが、固相拡散接合によって接合されている。これにより、第1層712と各裏面接合層23とが、接合界面で互いに直接接した状態で接合されている。本開示において、「AとBとが、固相拡散接合によって接合されている」とは、固相拡散接合が施された結果、AとBとが、接合界面において直接接する状態で互いに固定されている態様を意味し、AとBとによって固相拡散接合層が構成されていると言える。理想的な条件で固相拡散接合が施された場合、接合界面は、金属元素の拡散によって明瞭には存在しない場合がありうる。一方、AとBとの表層に酸化皮膜等の介在物が存在したり、AとBの間に空隙が存在したりする場合、接合界面にこれらの介在物や空隙が存在する場合がありうる。
 第2層713は、第1基層711の下面に形成されている。第2層713は、第1基層711と支持基板3(第1部32Aおよび第2部32Bのそれぞれ)との間に介在する。第2層713は、たとえばAgめっきである。第2層713は、たとえば金属の固相拡散により、第1部32A上および第2部32B上のそれぞれに形成された第1接合層321に接合されている。即ち、第2層713と第1接合層321とが、固相拡散接合によって接合されており、接合界面で互いに直接接した状態で接合されている。第1層712および第2層713の構成材料であるAg(銀)のヤング率は、82.7GPaである。
 第1導電性接合材71において、第1基層711の構成材料と第1層712および第2層713の各構成材料とが上記したものであることから、第1基層711のヤング率は、第1層712および第2層713のヤング率よりも小さい。第1基層711の厚さ(z方向寸法)は、第1層712および第2層713の各厚さよりも大きい。
 第1導電性接合材71において、AlあるいはAl合金である第1基層711の端面には、Agめっきが形成されておらず、第1基層711の端面が露出している。これとは異なり、第1基層711の端面にはAgめっきが形成されていてもよい。なお、第1導電性接合材71の製造コストを削減するという観点からは、大面積のシート材の両面にAgめっきを形成した後に、このAgめっき付シート材を切断することによって第1導電性接合材71を製作することが好ましい。この手法によれば、第1基層711の端面にはAgめっきは形成されない。
 第2導電性接合材72は、導電基板2と各半導体素子10との間に介在し、導電基板2と各半導体素子10とを導通接合させる。第2導電性接合材72は、各第1半導体素子10Aを第1導電部2Aに導通接合させるものと、各第2半導体素子10Bを第2導電部2Bに導通接合させるものとがある。第2導電性接合材72は、図15に示すように、互いに積層された第2基層721、第3層722および第4層723を含む。
 第2基層721は金属製のシート材であり、たとえばAlあるいはAl合金からなる。
 第3層722は、第2基層721の上面に形成されている。第3層722は、第2基層721と各半導体素子10との間に介在する。第3層722は、たとえばAgめっきである。第3層722は、たとえば金属の固相拡散により、各半導体素子10の裏面電極15に接合されている。即ち、第3層722と裏面電極15とが、固相拡散接合によって接合されており、接合界面で互いに直接接した状態で接合されている。
 第4層723は、第2基層721の下面に形成されている。第4層723は、第2基層721と導電基板2(第1導電部2Aおよび第2導電部2Bのそれぞれ)との間に介在する。第4層723は、たとえばAgめっきである。第4層723は、たとえば金属の固相拡散により、第1導電部2Aおよび第2導電部2Bの各主面接合層22に接合されている。即ち、第4層723と各主面接合層22とが、固相拡散接合によって接合されており、接合界面で互いに直接接した状態で接合されている。
 第2導電性接合材72において、第2基層721の構成材料と第3層722および第4層723の各構成材料とが上記したものであることから、第2基層721のヤング率は、第3層722および第4層723のヤング率よりも小さい。第2基層721の厚さ(z方向寸法)は、第3層722および第4層723の各厚さよりも大きい。
 第2導電性接合材72において、AlあるいはAl合金である第2基層721の端面には、Agめっきが形成されておらず、第2基層721の端面が露出している。これとは異なり、第2基層721の端面にはAgめっきが形成されていてもよい。なお、第2導電性接合材72の製造コストを削減するという観点からは、大面積のシート材の両面にAgめっきを形成した後に、このAgめっき付シート材を切断することによって第2導電性接合材72を製作することが好ましい。
 各ワイヤ731~735は、互いに離間する2つの部位間を導通させるものであり、たとえばボンディングワイヤである。各ワイヤ731~735の構成材料は、たとえばAu(金)、AlあるいはCuのいずれかを含む。
 複数のワイヤ731はそれぞれ、図8に示すように、対応する一の半導体素子10の第1主面電極11(ゲート電極)と、対応する制御端子支持体5の第1部521(第1金属層52)とに接合され、これらを導通させる。図8に示すように、複数のワイヤ731は、複数の第1ワイヤ731aおよび複数の第2ワイヤ731bを含む。各第1ワイヤ731aは、対応する第1半導体素子10Aの第1主面電極11(ゲート電極)と第1支持部5Aの第1部521(第1金属層52)とに接続される。これにより、第1制御端子46Aは、複数の第1ワイヤ731aを介して、それぞれの第1半導体素子10Aの第1主面電極11(ゲート電極)に導通する。各第2ワイヤ731bは、対応する第2半導体素子10Bの第1主面電極11(ゲート電極)と第2支持部5Bの第1部521(第1金属層52)とに接続される。これにより、第2制御端子47Aは、複数の第2ワイヤ731bを介して、それぞれの第2半導体素子10Bの第1主面電極11(ゲート電極)に導通する。
 複数のワイヤ732はそれぞれ、図8に示すように、対応する一の半導体素子10の第2主面電極12(ソース電極)と、対応する制御端子支持体5の第2部522(第1金属層52)とに接合され、これらを導通させる。なお、ダイオード機能部D1を有する半導体素子10においては、ワイヤ732は、第2主面電極12(ソース電極)の代わりに、第5主面電極16(ソースセンス電極)に接合されている。
 複数のワイヤ733はそれぞれ、図8に示すように、対応する半導体素子10(ダイオード機能部D1を有する)の第3主面電極13と、対応する制御端子支持体5の第3部523(第1金属層52)とに接合され、これらを導通させる。
 複数のワイヤ734はそれぞれ、図8に示すように、対応する半導体素子10(ダイオード機能部D1を有する)の第4主面電極14と、対応する制御端子支持体5の第4部524(第1金属層52)とに接合され、これらを導通させる。
 ワイヤ735は、図8に示すように、第1導電部2A(導電基板2)における主面201と第1支持部5A(制御端子支持体5)の第5部525(第1金属層52)とに接合され、これらを導通させる。
 封止樹脂8は、複数の半導体素子10、導電基板2、支持基板3(底面302を除く)、複数の入力端子41~43の各々の一部、複数の出力端子44の各々の一部、複数の制御端子45の各々の一部、制御端子支持体5、導通部材6および複数のワイヤ731~735を覆っている。封止樹脂8は、たとえば黒色のエポキシ樹脂で構成される。封止樹脂8は、たとえば後述するモールド成形により形成される。封止樹脂8は、たとえばx方向の寸法が35mm~60mm程度であり、たとえばy方向の寸法が35mm~50mm程度であり、たとえばz方向の寸法が4mm~15mm程度である。これらの寸法は、各方向に沿う最大部分の大きさである。封止樹脂8は、樹脂主面81、樹脂裏面82および複数の樹脂側面831~834を有する。
 樹脂主面81と樹脂裏面82とは、図9、図11および図12等に示すように、z方向に離間する。樹脂主面81は、z2方向を向き、樹脂裏面82は、z1方向を向く。樹脂主面81から複数の制御端子45(複数の第1制御端子46A~46Eおよび複数の第2制御端子47A~47D)が突き出ている。樹脂裏面82は、図10に示すように、平面視において支持基板3の底面302(第2金属層33の下面)を囲む枠状である。支持基板3の底面302は、樹脂裏面82から露出し、たとえば樹脂裏面82と面一である。複数の樹脂側面831~834はそれぞれ、樹脂主面81および樹脂裏面82の双方に繋がり、かつ、z方向においてこれらに挟まれている。図4等に示すように、樹脂側面831と樹脂側面832とはx方向に離間する。樹脂側面831はx1方向を向き、樹脂側面832は、x2方向を向く。樹脂側面831から2つの出力端子44が突き出ており、樹脂側面832から3つの入力端子41~43が突き出ている。図4等に示すように、樹脂側面833と樹脂側面834とは、y方向に離間する。樹脂側面833は、y1方向を向き、樹脂側面834は、y2方向を向く。
 樹脂側面832には、図4に示すように、複数の凹部832aが形成されている。各凹部832aは、平面視においてx方向に窪んだ部位である。複数の凹部832aは、平面視において、入力端子41と入力端子42との間に形成されたものと、入力端子41と入力端子43との間に形成されたものとがある。複数の凹部832aは、入力端子41と入力端子42との樹脂側面832に沿う沿面距離、および、入力端子41と入力端子43との樹脂側面832に沿う沿面距離を大きくするために設けられている。
 封止樹脂8は、図13および図14等に示すように、複数の第1突出部851、複数の第2突出部852および樹脂空隙部86を有する。
 複数の第1突出部851はそれぞれ、樹脂主面81からz方向に突出している。複数の第1突出部851は、平面視において封止樹脂8の四隅付近に配置されている。各第1突出部851の先端(z2方向の端部)には、第1突出端面851aが形成されている。複数の第1突出部851における各第1突出端面851aは、樹脂主面81と略平行であり、かつ、同一平面(x-y平面)上にある。各第1突出部851は、たとえば有底中空の円錐台状である。複数の第1突出部851は、半導体モジュールA1によって生成された電源を利用する機器において、その機器が有する制御用の回路基板等に半導体モジュールA1が搭載される際に、スペーサとして利用される。複数の第1突出部851は、それぞれ、凹部851bと、当該凹部851bに形成された内壁面851cとを有する。各第1突出部851の形状は柱状であればよく、円柱状であることが好ましい。凹部851bの形状は円柱状であって、平面視において内壁面851cは単一の真円状であることが好ましい。各第1突出部851は「突出部」の一例である。
 半導体モジュールA1は、制御用の回路基板等に対して、ねじ止め等の方法によって機械的に固定される場合がある。この場合には、複数の第1突出部851における凹部851bの内壁面851cに、めねじのねじ山を形成することができる。複数の第1突出部851における凹部851bにインサートナットを埋め込んでもよい。
 複数の第2突出部852は、図14等に示すように、樹脂主面81からz方向に突出している。複数の第2突出部852は、平面視において複数の制御端子45に重なる。複数の制御端子45の各金属ピン452は、各第2突出部852から突き出ている。各第2突出部852の上端面から、ホルダ451の一部(上端鍔部の上面)が露出している。各第2突出部852は、円錐台状である。各第2突出部852上に樹脂部87が配置されている。
 樹脂空隙部86は、図13に示すように、z方向において、樹脂主面81から、導電基板2の主面201に形成された凹部201aに通じる。樹脂空隙部86は、樹脂主面81から凹部201aにz方向に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパー状に形成されている。樹脂空隙部86は、主面201と接する樹脂空隙部端縁861を有し、凹部201aは、主面201と接する凹部端縁201bを有する。図に示す例において、樹脂空隙部端縁861と凹部端縁201bとは、互いに一致する。樹脂空隙部86は、後述するモールド成形時において、封止樹脂8が形成されない部分に対応する。
 樹脂部87は、封止樹脂8の第2突出部852上に設けられている。樹脂部87は、各制御端子45において、封止樹脂8から露出するホルダ451の一部(上端鍔部の上面)と、金属ピン452の一部とを覆う。樹脂部87は、たとえば封止樹脂8と同様にエポキシ樹脂からなるが、封止樹脂8と異なる材料であってもよい。
 樹脂充填部88は、樹脂空隙部86を塞ぐように、樹脂空隙部86に充填されている。樹脂充填部88は、たとえば封止樹脂8と同様にエポキシ樹脂からなるが、封止樹脂8と異なる材料であってもよい。
 次に、半導体モジュールA1の製造方法について、図21~図29を参照して説明する。図21は、半導体モジュールA1の製造方法の一工程を示す平面図である。図22は、半導体モジュールA1の製造方法の一工程を示す断面模式図である。図23は、半導体モジュールA1の製造方法の一工程を示す平面図である。図24は、半導体モジュールA1の製造方法の一工程を示す切断部端面図である。図24は、図13に示す断面に対応する。図25および図28は、半導体モジュールA1の製造方法の一工程を示す要部拡大断面図であって、図13に示す断面の一部を拡大した図に対応する。図26、図27および図29は、半導体モジュールA1の製造方法の一工程を示す要部拡大断面図であって、図14に示す断面の一部を拡大した図に対応する。
 まず、複数の半導体素子10、導電基板2、支持基板3、複数の入力端子41~43、および、複数の出力端子44を準備する。複数の半導体素子10、導電基板2および支持基板3の各構成は、上述の通りである。これらを準備する段階では、複数の半導体素子10、導電基板2および支持基板3はそれぞれ、個別に準備され、互いに接合されていない。また、導電基板2、複数の入力端子41~43および複数の出力端子44は、図21に示すように、互いに繋がっており、たとえば同一のリードフレームで構成される。さらに、図21に示すように、導電基板2の主面201には、凹部201aは形成されていない。
 次いで、図22に示すように、支持基板3上に第1導電性接合材71を挟んで導電基板2を載置し、そして、導電基板2上に第2導電性接合材72を挟んで各半導体素子10を載置する。その後、支持基板3の下面と各半導体素子10の上面とを挟持しつつ(図22の太い矢印参照)、熱を加えることで、各半導体素子10と導電基板2とを固相拡散により接合するとともに、導電基板2と支持基板3とを固相拡散により接合する。具体的には、第1金属層32上の第1接合層321(支持基板3)と第2層713(第1導電性接合材71)とを、第1層712(第1導電性接合材71)と裏面接合層23(導電基板2)とを、第4層723(第2導電性接合材72)と主面接合層22(導電基板2)とを、および、第3層722(第2導電性接合材72)と各半導体素子10の裏面電極15とを、一括して固相拡散により互いに接合する。固相拡散の条件において、接合時の加熱温度は200℃以上350℃以下の範囲であればよく、また、接合時に加圧する圧力(上記挟持する力)は1MPa以上100MPa以下の範囲であればよい。固相拡散は、大気中で行う場合を想定しているが、真空中で行ってもよい。これにより、導電基板2が第1導電性接合材71を介して支持基板3に接合され、各半導体素子10が第2導電性接合材72を介して導電基板2に接合される。なお、導電基板2と支持基板3との接合、および、導電基板2と各半導体素子10との接合は、一括ではなく、別々に処理してもよい。ただし、一括して処理する方が、製造効率を向上させる上で好ましい。
 導電基板2上に第2導電性接合材72を挟んで各半導体素子10を載置する際には、図16および図17に示されるように、各半導体素子10に対応する個別の第2導電性接合材72を配置する。これに限らず、図16に示す3個の半導体素子10に共通して対応する1個の第2導電性接合材72を配置してもよい。
 次いで、図23に示すように、制御端子支持体5の接合、複数の制御端子45の各ホルダ451の接合、複数のワイヤ731~735のワイヤボンディング、複数の第1導通部材61の接合、および、第2導通部材62の接合を行う。なお、これらの処理順序は限定されない。
 次いで、封止樹脂8を形成する。封止樹脂8の形成は、たとえばモールド成形による。図24に示すように、モールド成形で用いる金型91には、押さえ部材としての押さえピン911が設けられている。押さえピン911は、先端が導電基板2の主面201に接している。このとき、押さえピン911による主面201への押圧力により、主面201に凹部201aが形成される。当該押圧力の大きさ等により、凹部201aの窪み度合い(深さ)が変わる。また、第1導電部2Aにおける主面201に接する押さえピン911は、第2導通部材62の開口63に挿通されている。そして、金型91のキャビティ空間919に、樹脂流路および樹脂注入口(いずれも図示略)を順次経由して流動性の樹脂材料を注入する。注入された流動性の樹脂材料が固化することで、封止樹脂8が形成される。形成された封止樹脂8は、図25および図26に示すように、上記第1突出部851、上記第2突出部852および上記樹脂空隙部86を有する。図25に示すように、樹脂空隙部86において主面201と接する樹脂空隙部端縁861と、凹部201aにおいて主面201と接する凹部端縁201bとは、互いに一致する。図26に示すように、ホルダ451の上面は、第2突出部852から露出し、第2突出部852の上面と面一である。また、図24および図25から理解されるように、樹脂空隙部86は、押さえピン911によって、流動性の樹脂材料が充填されなかったことで形成されている。なお、押さえピン911は可動ピンであってもよい。この場合には、押さえピン911は、金型91に形成された穴部に設けられ、弾性支持されていることが好ましい。ピン状の押え部材に限らず、ブロック状の押さえ部材を使用してもよい。
 次いで、金型91を型開きして、導電基板2を含むリードフレームと封止樹脂8とを含む成形体を取り出す。その後に、封止樹脂8と、樹脂流路および樹脂注入口において固化した樹脂と、を分離する。この工程において、封止樹脂8におけるx1方向側の樹脂側面831において、次のいずれかの位置に樹脂分離痕が形成される。第1の位置は、図1に示された樹脂側面831におけるy方向の両端に近い2つの位置のうち、または、両端の角部のうちの少なくとも一方である。両端の角部に樹脂分離痕が形成された場合には、角部に形成された面(平面視においてC面取りされた部分)に樹脂分離痕が形成される。上述した斜面は、封止樹脂8におけるx1方向側の樹脂側面831に含まれる。第2の位置は、図1に示された樹脂側面831における2個の出力端子44の間である。これらの樹脂分離痕は、金型91の樹脂注入口の位置に対応しており、封止樹脂8と樹脂注入口において固化した樹脂とを分離することによって形成される。樹脂の回り込みの偏りを抑制するためにはy方向における中央位置から樹脂注入することが好ましい。この場合、2個の出力端子44の間に樹脂分離痕が形成される。
 次いで、図27に示すように、複数の制御端子45の各金属ピン452を各ホルダ451に圧入する。具体的には、各ホルダ451が有する筒状部(図26参照)の内径よりもわずかに大きい断面寸法を有する各金属ピン452を、挿入圧力を加えながら挿入する。これにより、各ホルダ451と各金属ピン452とは、機械的に固定され、かつ、電気的に接続される。各ホルダ451と各金属ピン452とを、たとえばはんだを使用して電気的に接続してもよい。その後に、図28および図29に示すように、樹脂部87および樹脂充填部88を形成する。樹脂部87および樹脂充填部88の形成は、たとえばポッティングによる。
 次いで、上記リードフレームを適宜切断することで、複数の入力端子41~43および出力端子44を分離させる。図21に示した入力端子41~43および出力端子44において、各端子とリードフレームの外枠部との接続部付近(図21において破線で示された部分)を、金型等を使用して切断すればよい。ここで、入力端子41~43には、それぞれ入力側加工痕としての先端面413,423,433が形成される。出力端子44には、出力側加工痕としての先端面443が形成される。リードフレームにおいて、y方向に隣接する各端子をy方向に繋ぐタイバーを有する場合、当該タイバーを金型等を使用して切断してもよい。この場合には、各端子においてy方向に向く2つの側面に加工痕が形成される。以上の工程を経ることで、図1~図20に示す半導体モジュールA1が製造される。
 半導体モジュールA1は、制御用の回路基板等に実装される。ここで、各金属ピン452は、半導体モジュールA1が実装される回路基板のピン穴に挿入されて、ピン穴周辺の端子に接続される。入力端子41、42,43は、それぞれz方向の一方側(z2方向)に向く入力側接合面411,421,431を有する。各出力端子44は、z方向の一方側(z2方向側)に向く出力側接合面441を有する。入力側接合面411,421,431および出力側接合面441は、たとえばはんだを使用して、半導体モジュールA1が実装される回路基板の端子に接続される。
 本実施形態の半導体モジュールA1において、入力端子41から出力端子44までの電流の経路について以下に説明する。入力端子41、第1導電部2A、各第1半導体素子10A、第1導通部材61、第2導電部2B、各出力端子44という経路で、第1主回路電流が流れる。各第1半導体素子10Aの第2主面電極12と第2導電部2Bとの間に、各第1導通部材61を経由して、x方向に沿って第1主回路電流が流れる。第2導電部2Bにおいて、各第1導通部材61が接合された部分と各出力端子44との間に、x方向およびx方向からわずかに傾いた方向に沿って第1主回路電流が流れる。
 出力端子44から入力端子42および入力端子43までの電流の経路について以下に説明する。出力端子44、第2導電部2B、各第2半導体素子10B、第2導通部材62、入力端子42および入力端子43という経路で、第2主回路電流が流れる。第2主回路電流の経路は第2導通部材62が有しており、y方向に延びる第3配線部623と、第3配線部623の両端に繋がりx2方向に延びる第1配線部621および第2配線部622の双方とに、第2主回路電流が流れる。さらに、第2主回路電流は、第1配線部621と第2配線部622との間に配置されx方向に延びる2個の第2帯状部626と、第1配線部621と第2配線部622との間に配置されy方向に延びる第1帯状部625とを経路にして、第1配線部621と第2配線部622に流れる。
 入力端子42および入力端子43と各第2半導体素子10Bの第2主面電極12との間に、各第2導通部材62に含まれる第1配線部621および第2配線部622と第3配線部623、2個の第2帯状部626および第1帯状部625とを経由して、第2主回路電流が流れる。第1配線部621、第2配線部622および2個の第2帯状部626においては、x方向に沿って第2主回路電流が流れる。第1主回路電流が流れる方向と第2主回路電流が流れる方向とは逆である。
 第1導通部材61において第1主回路電流が流れる方向と、第2導通部材62に含まれる第1配線部621および第2配線部622および2個の第2帯状部626において第2主回路電流が流れる方向とは、いずれもx方向である。
 半導体モジュールA1の作用効果は、次の通りである。
 半導体モジュールA1は、導電基板2、複数の入力端子41~43、出力端子44および導通部材6を備えている。導電基板2は、複数の第1半導体素子10Aが接合された第1導電部2Aおよび複数の第2半導体素子10Bが接合された第2導電部2Bを含む。入力端子41は、第1導電部2Aに繋がり、第1導電部2Aを介して複数の第1半導体素子10Aに導通する。入力端子42および入力端子43は、第2導通部材62(導通部材6)を介して複数の第2半導体素子10Bに導通する。出力端子44は、第2導電部2Bに繋がり、第2導電部2Bを介して複数の第2半導体素子10Bに導通する。導通部材6は、各第1半導体素子10Aと第2導電部2Bとを導通する第1導通部材61と、各第2半導体素子10Bと各入力端子42,43とを導通する第2導通部材62とを含む。複数の入力端子41~43は、導電基板2に対してx2方向側に配置され、出力端子44は、導電基板2に対してx1方向に配置されている。そして、2つの入力端子42,43は、入力端子41を挟んで、y方向において互いに反対側に配置されている。半導体モジュールA1とは異なる構成の半導体モジュールにおいて、入力端子43を備えず、入力端子41と入力端子42とがy方向に並んで配置された場合、入力端子41から各第1半導体素子10Aを介して出力端子44に流れる電流の経路のばらつきが生じつつ、出力端子44から各第2半導体素子10Bを介して各入力端子42に流れる電流の経路のばらつきが生じる可能性がある。そこで、半導体モジュールA1では2つの入力端子42,43を備え、2つの入力端子42,43で入力端子41を挟むことで、入力端子41から各第1半導体素子10Aを介して出力端子44に流れる電流の経路のばらつきを低減するとともに、出力端子44から各第2半導体素子10Bを介して各入力端子42,43に流れる電流の経路のばらつきを低減することが可能となる。これにより、半導体モジュールA1の寄生インダクタンス成分を低減できる。つまり、半導体モジュールA1は、寄生インダクタンス成分を低減する上で、好ましいパッケージ構造をなす。
 半導体モジュールA1は、上アーム電流経路と下アーム電流経路とが、平面視において重なる。上アーム電流経路は、入力端子41から第1導電部2A、各第1半導体素子10A、各第1導通部材61および第2導電部2Bを介して、各出力端子44に流れる電流の経路であって、本実施形態では、図5から理解されるように、x2方向側からx1方向側に沿う。下アーム電流経路は、出力端子44から各第2半導体素子10Bおよび第2導通部材62を介して、入力端子42に流れる電流の経路であって、本実施形態では、図5から理解されるように、x1方向側からx2方向側に沿う。この構成によると、上アーム電流経路に沿う電流によって生じる磁界と、下アーム電流経路に沿う電流によって生じる磁界とが、互いに打ち消し合うため、寄生インダクタンス成分を低減することができる。特に、半導体モジュールA1では、導通部材6(複数の第1導通部材61および第2導通部材62のそれぞれ)を金属製の板材で構成することで、上アーム電流経路と下アーム電流経路とが、平面視において重なる領域を適度に確保できる。つまり、半導体モジュールA1は、寄生インダクタンス成分を低減する上で、好ましいパッケージ構造をなす。
 半導体モジュールA1では、下アーム電流経路を構成する第2導通部材62は、第1配線部621、第2配線部622、第3配線部623および第4配線部624を含む。第1配線部621および第2配線部622は、入力端子41を挟んでy方向において互いに反対側に配置された入力端子42,43にそれぞれ接続されるとともに、x方向に延びている。第3配線部623は、第1配線部621および第2配線部622の双方に繋がってy方向に延びており、複数の第2半導体素子10Bそれぞれに接続されている。第4配線部624は、第1配線部621および第2配線部622の双方に繋がり、平面視において複数の第1半導体素子10Aと重なる。上記第1配線部621、第2配線部622、第3配線部623および第4配線部624を含んで構成された第2導通部材62は、主面201(導電基板2)からz方向に離間して配置されており、平面視において主面201の広い範囲と重なっている。このような構成によれば、出力端子44から各第2半導体素子10Bを介して各入力端子42,43に流れる電流の経路のばらつきが適切に低減され、寄生インダクタンス成分を低減するのに適している。
 複数の第1半導体素子10Aと複数の第2半導体素子10Bとは、x方向に見て互いに重なっている。このような構成によれば、複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10Bが配置される導電基板2(第1導電部2Aおよび第2導電部2B)のy方向の寸法が大きくなるのを抑制することができ、半導体モジュールA1の小型化を図ることができる。
 第2導通部材62の第4配線部624は、第1帯状部625および複数の第2帯状部626を有する。第1帯状部625は、第1配線部621および第2配線部622の双方に繋がってy方向に延びており、平面視において複数の第1半導体素子10Aと重なる部分である。複数の第2帯状部626はそれぞれ、第1帯状部625と第3配線部623とに繋がり、平面視においてx方向に延びる帯状である。複数の第2帯状部626は、y方向に離間しており、略平行に配置されている。複数の第2帯状部626はそれぞれ、平面視において、第1帯状部625のうちのy方向に隣接する2つの第1半導体素子10Aの間に一端が繋がり、第3配線部623のうちのy方向に隣接する2つの第2半導体素子10Bの間に他端が繋がる。このような構成によれば、第4配線部624(第2導通部材62)の平面視におけるサイズをより大きく確保することができる。このことは、寄生インダクタンス成分を低減する上でより好ましい。
 第1帯状部625は、他の部位よりもz2方向に突き出た複数の凸状領域625aを有する。各凸状領域625aは、平面視において各第1半導体素子10Aに重なる。第1帯状部625が複数の凸状領域625aを有する構成によれば、第1半導体素子10A上に接合された第1導通部材61に第1帯状部625が不当に接触するのを回避することができる。
 第3配線部623は、他の部位よりもz1方向に突き出た複数の凹状領域623aを有する。各凹状領域623aは、複数の第2半導体素子10Bのいずれかと接合されている。このような構成によれば、第3配線部623(第2導通部材62)と複数の第2半導体素子10Bとを適切に導通させつつ、第3配線部623(第2導通部材62)の平面視におけるサイズを大きく確保することができる。
 半導体モジュールA1においては、上記構成の導通部材6(第1導通部材61および第2導通部材62)を具備することに加え、複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10Bを制御するための複数の第1制御端子46A~46Eおよび複数の第2制御端子47A~47Dを備える。複数の第1制御端子46A~46Eおよび複数の第2制御端子47A~47Dは、各々、導電基板2の主面201上においてz方向に沿って延びるように配置されている。このような構成の半導体モジュールA1は、平面視における小型化が可能であるので、寄生インダクタンス成分の低減を図りつつ平面視における小型化を図るのに適する。
 複数の第1制御端子46A~46Eは、第1導電部2Aに支持されており、複数の第1半導体素子10Aよりもx2方向側に配置される。複数の第2制御端子47A~47Dは、第2導電部2Bに支持されており、複数の第2半導体素子10Bよりもx1方向側に配置される。複数の第1制御端子46A~46Eおよび複数の第2制御端子47A~47Dは、それぞれ、y方向に間隔を隔てて配置されている。これにより、複数の第1制御端子46A~46Eおよび複数の第2制御端子47A~47Dは、上アーム回路を構成する複数の第1半導体素子10Aおよび下アーム回路を構成する複数の第2半導体素子10Bそれぞれに対応した領域に適切に配置される。かかる構成の半導体モジュールA1は、寄生インダクタンス成分の低減を図りつつ小型化を図る上で、より好ましい。
 第1半導体素子10Aおよび第2半導体素子10Bは、それぞれz2方向を向く第1主面電極11(ゲート電極)を有する。第1制御端子46Aは、各第1ワイヤ731aを介して、各第1半導体素子10Aの第1主面電極11(ゲート電極)に接続されている。第2制御端子47Aは、各第2ワイヤ731bを介して、各第2半導体素子10Bの第1主面電極11(ゲート電極)に接続されている。これにより、スイッチング機能を有する第1半導体素子10A(第2半導体素子10B)を駆動させるための駆動信号は、第1制御端子46A(第2制御端子47A)、第1ワイヤ731a(第2ワイヤ731b)を介して第1主面電極11に適宜入力させることができる。
 半導体モジュールA1が回路基板に実装される際、各金属ピン452は、半導体モジュールA1が実装される回路基板のピン穴に挿入されて、ピン穴周辺の端子に接続される。入力端子41、42,43は、それぞれz方向の一方側(z2方向)に向く入力側接合面411,421,431を有する。各出力端子44は、z方向の一方側(z2方向側)に向く出力側接合面441を有する。入力側接合面411,421,431および出力側接合面441は、たとえばはんだを使用して、半導体モジュールA1が実装される回路基板の端子に接続される。上述した構成により、入力端子41~43および出力端子44が接続される電力系回路基板と、各金属ピン452が接続される制御系回路基板とを、z方向に離して配置することができる。これらにより、第1に、半導体モジュールA1における信号端子の配置に関する自由度が向上する。第2に、半導体モジュールA1における信号配線の引き回しおよびその長さに関する自由度が向上する。第3に、半導体モジュールA1を使用する際に、使用者による回路基板の配置に関する自由度が向上する。
 半導体モジュールA1では、各制御端子45が、樹脂主面81から突出し、z方向に沿って延びている。半導体モジュールA1と異なる構成において、各制御端子45がz方向に直交する平面(x-y平面)に沿って延びるように配置される場合がある。この構成では、平面視における小型化に限度がある。そこで、半導体モジュールA1のように、各制御端子45をz方向に沿って延びるように配置することで、半導体モジュールA1の平面視における小型化が可能である。つまり、半導体モジュールA1は、平面視における小型化を図る上で好ましいパッケージ構造をなす。
 本実施形態の半導体モジュールA1では、各制御端子45と主面201(導電基板2)との間には、制御端子支持体5が介在する。制御端子支持体5は絶縁層51を有し、各制御端子45は、制御端子支持体5を介して導電基板2に支持されている。このような制御端子支持体5を具備する構成によれば、導電基板2との間で絶縁を確保しつつ、制御端子45を導電基板2上に適切に支持させることができる。
 制御端子支持体5は、互いに積層された絶縁層51、第1金属層52および第2金属層53を有する積層構造体である。制御端子45は、導電性接合材459を介して、制御端子支持体5の上面に形成された第1金属層52に接合される。このような構成によれば、制御端子支持体5として既製の積層構造体(たとえばDBC基板等)を利用しつつ、制御端子45を制御端子支持体5(第1金属層52)に導通接合することが可能である。
 半導体素子10は、z2方向を向く素子主面101、およびz1方向を向く素子裏面102を有する。素子主面101には第1主面電極11(ゲート電極)が配置されている。各半導体素子10の第1主面電極11と第1金属層52(第1部521)とは、導電性のワイヤ731により接続される。これにより、スイッチング機能を有する半導体素子10を駆動させるための駆動信号は、制御端子45、第1金属層52、ワイヤ731を介して第1主面電極11に適宜入力させることができる。
 各制御端子45は、ホルダ451および金属ピン452を含む。ホルダ451は、導電性材料からなり、筒状部を含んで構成される。金属ピン452は、z方向に延びる棒状部材であり、ホルダ451に圧入されている。また、ホルダ451の一部(上端鍔部の上面)は、封止樹脂8から露出している。このような構成によれば、封止樹脂8の形成(モールド成形)により、ホルダ451はその一部(上端面)を除いて封止樹脂8に覆われとともに、ホルダ451の上端面は封止樹脂8から露出する。これにより、封止樹脂8の形成後に金属ピン452をホルダ451に挿し込むことが可能である。したがって、制御端子45が上記のホルダ451および金属ピン452を含む構成によれば、モールド成形で用いる金型91が複雑になるのを回避することができ、半導体モジュールA1を効率よく製造するのに適する。
 本実施形態の半導体モジュールA1は、封止樹脂8に接合された樹脂部87を具備する。樹脂部87は、封止樹脂8から露出するホルダ451の一部(上端鍔部の上面)と、金属ピン452の一部とを覆う。このような構成によれば、ホルダ451と金属ピン452の接続部への異物の侵入を防止することができる。上記構成の半導体モジュールA1は、耐久性および信頼性をさせる上で好ましい。
 封止樹脂8は、樹脂主面81から突出する複数の第2突出部852を有する。複数の第2突出部852は、平面視において複数の制御端子45を取り囲む。複数の制御端子45の各金属ピン452は、各第2突出部852から突き出ている。各第2突出部852上に樹脂部87が配置されている。このような構成によれば、互いに隣接する制御端子45の樹脂主面81に沿う沿面距離を大きくすることができる。隣接する制御端子45の耐電圧を高める上で好ましい。
 導電基板2は、x方向に互いに離間する第1導電部2Aおよび第2導電部2Bを含む。第1導電部2Aは、第2導電部2Bよりもx2方向に位置する。複数の半導体素子10は、第1導電部2Aに接合された第1半導体素子10Aと、第2導電部2Bに接合された第2半導体素子10Bと、を含む。複数の制御端子45は、第1制御端子46A~46Eおよび第2制御端子47A~47Dを含む。第1制御端子46A~46Eは、第1導電部2Aに支持されており、x方向において第1半導体素子10Aと入力端子41,42等との間に位置する。第2制御端子47A~47Dは、x方向において第2半導体素子10Bと出力端子44との間に位置する。このような構成によれば、複数の制御端子45(第1制御端子46A~46Eおよび第2制御端子47A~47D)は、上アーム回路を構成する第1半導体素子10Aおよび下アーム回路を構成する第2半導体素子10Bそれぞれに対応した領域に適切に配置される。かかる構成は、半導体モジュールA1の小型化を図る上でより好ましい。
 封止樹脂8は、樹脂主面81から突出する複数の第1突出部851を有する。各第1突出部851の先端には、第1突出端面851aが形成されている。複数の第1突出部851における各第1突出端面851aは、樹脂主面81と略平行であり、かつ、同一平面(x-y平面)上にある。このような構成によれば、半導体モジュールA1によって生成された電源を利用する機器において、半導体モジュールA1が搭載される制御用の回路基板の表面と樹脂主面81との間に所定の隙間を確保することができる。これにより、上記制御用の回路基板において半導体モジュールA1との対向面に種々の機能部品が実装された場合でも、当該機能部品が封止樹脂8に不当に接触することが回避される。
 半導体モジュールA1では、各半導体素子10が接合された導電基板2を備えている。この構成によると、各半導体素子10の通電によって発生する熱が導電基板2に伝達され、導電基板2で各半導体素子10から伝達された熱が拡散される。したがって、半導体モジュールA1は、各半導体素子10の熱の放熱性を向上させる上で好ましいパッケージ構造をなす。
 半導体モジュールA1では、導電基板2と支持基板3とが第1導電性接合材71を介して接合されている。第1導電性接合材71は、第1層712および第2層713を含む。第1層712は、導電基板2と金属の固相拡散により接合され、接合界面で互いに直接接した状態で接合されている。第2層713は、支持基板3と金属の固相拡散により接合され、接合界面で互いに直接接した状態で接合されている。この構成によると、導電基板2と支持基板3とが、たとえばはんだ等の接合材により接合された場合よりも、導電基板2と支持基板3との接合強度を高めることができる。したがって、半導体モジュールA1は、導電基板2と支持基板3との剥離を抑制する上で好ましいパッケージ構造をなす。
 半導体モジュールA1では、各半導体素子10と導電基板2とが第2導電性接合材72を介して接合されている。第2導電性接合材72は、第3層722および第4層723を含む。第3層722は、各半導体素子10(裏面電極15)と金属の固相拡散により接合され、接合界面で互いに直接接した状態で接合されている。第4層723は、導電基板2と金属の固相拡散により接合され、接合界面で互いに直接接した状態で接合されている。この構成によると、各半導体素子10と導電基板2とが、たとえばはんだ等の接合材により接合された場合よりも、各半導体素子10と導電基板2との接合強度を高めることができる。したがって、半導体モジュールA1は、各半導体素子10と導電基板2との剥離を抑制する上で好ましいパッケージ構造をなす。
 本実施形態の半導体モジュールA1では、第1導電性接合材71における第1基層711のヤング率は、第1層712および第2層713の各々の構成材料のヤング率よりも小である。このような構成によれば、第1導電性接合材71を導電基板2と支持基板3とに固相拡散により接合する際、相対的に軟らかい第1基層711によって応力が緩和され、接合境界部の平滑化を図ることができる。これにより、第1層712と導電基板2、および第2層713と支持基板3は、固相拡散によってより強固に接合される。
 また、本実施形態では第1基層711の厚さが第1層712および第2層713の各々の厚さよりも大である。これにより、固相拡散による接合の際、第1層712と導電基板2(裏面接合層23)の境界部、および第2層713と支持基板3(第1接合層321)の境界部のそれぞれに作用する押圧力がより均一となる。したがって、第1層712と導電基板2、および第2層713と支持基板3は、それぞれより強固な導通接合状態となり得る。
 第1層712および第2層713の各々の構成材料は、銀を含む。このような構成によれば、第1導電性接合材71を用いた固相拡散による接合の際、第1層712および第2層713の酸化が抑制され、良好な固相拡散接合が可能となる。また、第1層712および第2層713と接合される裏面接合層23および第1接合層321の各々についても銀を含むため、より良好な固相拡散接合が可能となる。
 本実施形態では、第2導電性接合材72における第2基層721のヤング率は、第3層722および第4層723の各々の構成材料のヤング率よりも小である。このような構成によれば、第2導電性接合材72を半導体素子10(裏面電極15)と導電基板2とに固相拡散により接合する際、相対的に軟らかい第2基層721によって応力が緩和され、接合境界部の平滑化を図ることができる。これにより、第3層722と半導体素子10(裏面電極15)、および第4層723と導電基板2は、固相拡散によってより強固に接合される。
 また、本実施形態では第2基層721の厚さが第3層722および第4層723の各々の厚さよりも大である。これにより、固相拡散による接合の際、第3層722と半導体素子10(裏面電極15)の境界部、および第4層723と導電基板2(主面接合層22)の境界部のそれぞれに作用する押圧力がより均一となる。したがって、第3層722と半導体素子10(裏面電極15)、および第4層723と導電基板2は、それぞれより強固な導通接合状態となり得る。
 第3層722および第4層723の各々の構成材料は、銀を含む。このような構成によれば、第2導電性接合材72を用いた固相拡散による接合の際、第3層722および第4層723の酸化が抑制され、良好な固相拡散接合が可能となる。また、第3層722および第4層723と接合される裏面電極15および主面接合層22の各々についても銀を含むため、より良好な固相拡散接合が可能となる。
 第1導電性接合材71は、Alを含むシート材からなる第1基層711の表面(両面)にAgめっき層である第1層712および第2層713が積層された構成である。また、第2導電性接合材72についても、Alを含むシート材からなる第2基層721の表面(両面)にAgめっき層である第3層722および第4層723が積層された構成である。このような構成によれば、第1導電性接合材71や第2導電性接合材72を容易に準備することができる。
 半導体モジュールA1では、第2導通部材62には開口63が形成されている。開口63は、平面視において主面201(導電基板2)に重なり、かつ、平面視において、各半導体素子10に重ならない。この構成によると、半導体モジュールA1の製造工程のうちのモールド成形(封止樹脂8を形成する工程)において、金型91に設けられた押さえピン911を開口63に挿通できる。これにより、第2導通部材62に干渉することなく、当該押さえピン911で導電基板2を押さえることができるため、導電基板2が接合される支持基板3の反りを抑制できる。当該反りは、たとえば支持基板3のy方向の両外側がy方向の中央側よりも上方に位置するように生じる。仮に、支持基板3に反りが発生した場合、導電基板2と支持基板3との接合強度が低下する虞がある。また、モールド成形時において、樹脂漏れにより、封止樹脂8の一部が底面302上に形成されることがあり、底面302に接合されうる放熱部材(たとえばヒートシンク)の接合不良の原因である。したがって、半導体モジュールA1は、支持基板3の反りを抑制することで、導電基板2と支持基板3との接合強度の向上を図る上で好ましいパッケージ構造であるとともに、封止樹脂8の意図せぬ位置への樹脂漏れを抑制する上で好ましいパッケージ構造をなす。
 導電基板2は、複数の第1半導体素子10Aが接合された第1導電部2Aおよび複数の第2半導体素子10Bが接合された第2導電部2Bを含む。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bはx方向に離間しており、第1導電部2Aは、第2導電部2Bよりもx2方向に位置する。第2導通部材62は、複数の第2半導体素子10Bと入力端子42,43とに接続されており、第2導通部材62に設けられた開口63は、平面視において第1導電部2Aの主面201と重なる。このような構成によれば、第2導通部材62の平面視におけるサイズを大きく確保する場合であっても、封止樹脂8の形成時(モールド成形時)には、第2導通部材62との干渉を回避しつつ、金型91に設けられた押さえピン911で導電基板2を押さえることができる。なお、第2導通部材62の平面視におけるサイズを大きくすることで、主回路電流の経路を構成する第2導通部材62(導通部材6)の寄生抵抗成分を抑制することが可能である。
 第2導通部材62は、第1配線部621、第2配線部622、第3配線部623および第4配線部624を含む。第1配線部621および第2配線部622は、入力端子41を挟んでy方向において互いに反対側に配置された入力端子42,43にそれぞれ接続されるとともに、x方向に延びている。第3配線部623は、第1配線部621および第2配線部622の双方に繋がってy方向に延びており、複数の第2半導体素子10Bそれぞれに接続されている。開口63は、第1配線部621および第2配線部622それぞれにおけるx2方向寄りに形成されている。これにより、開口63は、平面視において、導電基板2(第1導電部2A)のy方向両外側の2つの角部の近傍に設けられている。したがって、開口63は、平面視において、導電基板2(第1導電部2A)を支持する支持基板3のy方向両外側の2つの角部の近傍に設けられている。このような構成によれば、第2導通部材62の平面視におけるサイズを比較的大きく確保しつつ、封止樹脂8の形成時(モールド成形時)には、金型91に設けられた押さえピン911を開口63に挿通させて、導電基板2(第1導電部2A)のy方向両外側の角部の近傍を押さえることができる。上述のように、導電基板2が接合される支持基板3の反りは支持基板3のy方向の両外側がy方向の中央側よりも上方に位置するように生じるところ、上記構成によればモールド成形時の支持基板3の反りを効果的に抑制することができる。
 本実施形態において、導通部材6(第1導通部材61および第2導通部材62)は、金属製の板材により構成されている。これにより、第2導通部材62に開口63を容易に形成することができる。また、金属板材からなる導通部材6(第1導通部材61および第2導通部材62)については、種々な形状やサイズへの対応が容易であり、他の部位との接合面積を十分に確保することで他の部位との接合部の信頼性が高められる。
 導電基板2(第1導電部2A)の主面201のうち平面視において各開口63と重なる部位には、凹部201aが形成されている。各凹部201aは、モールド成形時に押さえピン911によって主面201へ押圧力を付与した痕跡である。本実施形態では、第2導通部材62およびこれに形成された開口63の配置を工夫することにより、モールド成形時には、半導体素子10等の機能素子との干渉を避けつつ導電基板2(第1導電部2A)の適所を押さえピン911で押さえることができる。
 封止樹脂8には、樹脂主面81から凹部201aに通じる樹脂空隙部86が形成されている。樹脂空隙部86はテーパー状であり、樹脂主面81から凹部201aに向かうにつれて断面積が小さくなる。このような樹脂空隙部86は、モールド成形時(封止樹脂8の形成時)に形成されたものである。モールド形成後において、導電基板2の主面201のうち凹部201aの表面は、封止樹脂8から露出する。また、本実施形態では、樹脂空隙部86を塞ぐようにして、当該樹脂空隙部86に樹脂充填部88が充填されている。このような構成によれば、封止樹脂8から露出する凹部201aへの異物(水分を含む)の侵入を防止することができる。上記構成の半導体モジュールA1は、耐久性および信頼性をさせる上で好ましい。
 本実施形態では、第2導通部材62(導通部材6)に形成された各開口63は、z方向に貫通する貫通孔である。このような構成によれば、主回路電流の経路を構成する第2導通部材62(導通部材6)において、開口63の形成による電流経路の偏りは抑制される。
 半導体モジュールA1は、導通部材6を備えている。導通部材6は、各半導体素子10によってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する。導通部材6は、各第1半導体素子10Aに接続された各第1導通部材61と、各第2半導体素子10Bに接続された第2導通部材62とを含む。導通部材6(各第1導通部材61および第2導通部材62のそれぞれ)は、金属製の板材により構成される。上記主回路電流は、比較的な大きな値であることがある。この場合、主回路電流の経路である導通部材6における寄生抵抗成分を抑制することは、半導体モジュールA1の消費電力の低減する上で好ましい。そこで、半導体モジュールA1では、上述の通り、導通部材6をボンディングワイヤではなく金属製の板材で構成することで、導通部材6における寄生抵抗成分を抑制している。つまり、半導体モジュールA1は、寄生抵抗成分の抑制を図る上で好ましいパッケージ構造をなす。
 半導体モジュールA1では、各第1半導体素子10Aは、平面視において矩形状であり、平面視における第1半導体素子10Aの四隅は、第2導通部材62に重ならない。この構成によると、半導体モジュールA1の製造工程において、封止樹脂8を形成する工程の前に、各第1半導体素子10Aが適切に接合されているか否かの外観検査が可能である。つまり、半導体モジュールA1は、製造途中(たとえば図23に示す状態)において各第1半導体素子10Aの接合状態の外観検査を行うことできるため、各第1半導体素子10Aが適切に接合されているか否かを判断できる。たとえばレーザ測距法により、第1半導体素子10Aの四隅における距離を測定し、測定した四隅における距離差が小さければ、第1半導体素子10Aが適切に接合されていると判断することができる。したがって、半導体モジュールA1は、製造途中において外観検査を実施できるため、信頼性の向上を図る上で好ましいパッケージ構造をなす。なお、外観検査を行う際、平面視における第1半導体素子10Aの四隅のうち少なくとも3つの角部が確認できればよいため、当該3つの角部が第2導通部材62に重ならないように構成されていればよい。また、図5に示すように、各第2半導体素子10Bにおいても同様に、平面視における各第2半導体素子10Bの四隅が第2導通部材62に重ならないため、半導体モジュールA1の製造工程において、封止樹脂8を形成する工程の前に、各第2半導体素子10Bが適切に接合されているか否かの外観検査が可能である。外観検査は、撮像および画像処理を使用する自動外観検査であってもよい。
 第2導通部材62は、第1配線部621、第2配線部622、第3配線部623および第4配線部624を含む。第1配線部621および第2配線部622は、入力端子41を挟んでy方向において互いに反対側に配置された入力端子42,43にそれぞれ接続されるとともに、x方向に延びている。第3配線部623は、第1配線部621および第2配線部622の双方に繋がってy方向に延びており、複数の第2半導体素子10Bそれぞれに接続されている。第4配線部624は、第1配線部621および第2配線部622の双方に繋がる。第4配線部624は、第3配線部623に対してx2方向側に位置し、平面視において複数の第1半導体素子10Aと重なる。上記第1配線部621、第2配線部622、第3配線部623および第4配線部624を含んで構成された第2導通部材62は、平面視において主面201の広い範囲と重なっており、平面視におけるサイズが比較的大きい。このように第2導通部材62の平面視におけるサイズを大きくすることは、主回路電流の経路を構成する第2導通部材62(導通部材6)の寄生抵抗成分を抑制する上で、より好ましい。
 各第1半導体素子10Aは、平面視において、第1辺191、第2辺192、第3辺193および第4辺194を有する。第1辺191と第2辺192とはそれぞれ、y方向に延びる。第1辺191は、平面視におけるx2方向側の端縁であり、第2辺192は、平面視におけるx1方向側の端縁である。第3辺193と第4辺194とはそれぞれ、x方向に延びる。第3辺193は、平面視におけるy2方向側の端縁であり、第4辺194は、平面視におけるy1方向側の端縁である。各第1半導体素子10Aが平面視矩形状であることから、第1辺191、第2辺192、第3辺193および第4辺194によって形成される四隅は、平面視において略直角である。一方、第2導通部材62の第4配線部624(第1帯状部625)は、第1端縁627および第2端縁628を有する。第1端縁627は、第4配線部624においてx2方向に位置する端縁であり、平面視において第1辺191よりもx1方向に位置する。第1端縁627はまた、y方向において少なくとも第3辺193から第4辺194まで延びている。これにより、平面視において、各第1半導体素子10Aのx2方向側の2つの角171,172がそれぞれ、第2導通部材62に重ならない。第2端縁628は、第4配線部624(第1帯状部625)においてx1方向に位置する端縁であり、平面視において第2辺192よりもx2方向に位置する。第2端縁628はまた、y方向において少なくとも第3辺193から第4辺194まで延びている。これにより、平面視において、各第1半導体素子10Aのx1方向側の2つの角173,174がそれぞれ、第2導通部材62に重ならない。このような構成では、平面視において第4配線部624のうち各第1半導体素子10Aと重なる領域を確保することで第2導通部材62の平面視におけるサイズを大きくしつつ、平面視における第1半導体素子10Aの四隅が、第2導通部材62に重ならない。したがって、第2導通部材62(導通部材6)の寄生抵抗成分を効果的に抑制するとともに、半導体モジュールA1の製造途中において各第1半導体素子10Aの接合状態の外観検査を行うことができる。
 第4配線部624(第1帯状部625)は、他の部位よりもz2方向に突き出た複数の凸状領域625aを有する。各凸状領域625aは、平面視において各第1半導体素子10Aに重なる。第4配線部624が複数の凸状領域625aを有する構成によれば、第1半導体素子10A上に接合された第1導通部材61に第4配線部624が不当に接触するのを回避することができる。
 第3配線部623は、他の部位よりもz1方向に突き出た複数の凹状領域623aを有する。各凹状領域623aは、複数の第2半導体素子10Bのいずれかと接合されている。このような構成によれば、第3配線部623(第2導通部材62)と複数の第2半導体素子10Bとを適切に導通させつつ、第3配線部623(第2導通部材62)の平面視におけるサイズを大きく確保することができる。
 複数の第1半導体素子10Aと複数の第2半導体素子10Bとは、x方向に見て互いに重なっている。このような構成によれば、複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10Bが配置される導電基板2(第1導電部2Aおよび第2導電部2B)のy方向の寸法が大きくなるのを抑制することができ、半導体モジュールA1の小型化を図ることができる。
 半導体モジュールA1は、導電基板2、2つの入力端子41,42(または2つの入力端子41,43)、出力端子44および導通部材6を備えている。導電基板2は、平面視において、x方向に並んだ第1導電部2Aおよび第2導電部2Bを含む。第1導電部2Aには、複数の第1半導体素子10Aが電気的に接合されている。また、第2導電部2Bには、複数の第2半導体素子10Bが電気的に接合されている。複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10Bはそれぞれ、y方向に沿って間隔を隔てて配置されている。2つの入力端子41,42(または2つの入力端子41,43)は、第1導電部2Aに対して、x2方向に位置する。入力端子41は、正極であり、第1導電部2Aに繋がる。入力端子42(または入力端子43)は、負極である。出力端子44は、第2導電部2Bに対してx1方向に位置する。導通部材6は、複数の第1半導体素子10Aと第2導電部2Bとに接続された第1導通部材61、および、複数の第2半導体素子10Bと入力端子42(または入力端子43)に接続された第2導通部材62とを含む。この構成によると、複数の半導体素子10(複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10B)によってスイッチングされる主回路電流の経路が平面視においてx方向に沿うように構成されるとともに、半導体モジュールA1の平面構造における対称軸(図5の補助線L1参照)が平面視においてy方向に沿うように構成される。つまり、上記対称軸と、上記主回路電流の経路とが直交する。これにより、2つの入力端子41,42(または2つの入力端子41,43)から入力され、出力端子44から出力される主回路電流において、複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10Bへの電流経路の差を小さくできる。つまり、半導体モジュールA1における寄生インダクタンス成分のばらつきや電流ばらつきを抑制できる。したがって、半導体モジュールA1は、主回路電流の経路における寄生インダクタンス成分の均等化および各半導体素子10への電流量の均等化を図る上で、好ましいパッケージ構造をなす。
 各第1半導体素子10Aと各第2半導体素子10Bとは、x方向に離間している。各第1半導体素子10Aと各第2半導体素子10Bとは、それぞれy方向に沿って並ぶ。したがって、各半導体素子10が並ぶ方向と、第1主回路電流または第2主回路電流が流れる方向とは、直交する。これにより、本実施形態のように複数のスイッチング素子を並列に接続して用いる場合において、3つの第1半導体素子10Aの間で第1主回路電流の電流経路の長さの差が生じることが抑制される。これにより、主回路電流の経路である導通部材6における寄生抵抗成分を抑制することができる。
 第1主回路電流が流れる領域と、第2主回路電流が流れる領域とは、平面視において重なるように構成されている。即ち、第2主回路電流を流すために出力端子44と負極端子である第1入力端子42および第2入力端子43とを接続する第2導通部材62を、第1主回路電流が流れる領域(第1導電部2A、第1導通部材61、第2導電部2B)の上方に配置している。第1主回路電流が流れる方向と第2主回路電流が流れる方向とは逆である。したがって、上述した配置により、第1主回路電流によって生ずる磁界と第2主回路電流によって生ずる磁界とを打ち消しあうことができるので、インダクタンスを低減できる。
 本実施形態の半導体モジュールA1は、2つの入力端子42,43を備える。これら入力端子42,43は、いずれも負極であり、y方向において入力端子41を挟んでいる。また、2つの入力端子42,43には、第2導通部材62が接続されている。このような構成によれば、出力端子44から各第2半導体素子10Bおよび第2導通部材62を介して各入力端子42,43に流れる電流の経路のばらつきを、より低減することが可能である。
 半導体モジュールA1では、第2導通部材62は、第1配線部621、第2配線部622、第3配線部623および第4配線部624を含む。第1配線部621および第2配線部622は、入力端子41を挟んでy方向において互いに反対側に配置された入力端子42,43にそれぞれ接続されるとともに、x方向に延びている。第3配線部623は、第1配線部621および第2配線部622の双方に繋がってy方向に延びており、複数の第2半導体素子10Bそれぞれに接続されている。第4配線部624は、第4配線部624は、第3配線部623に対してx2方向側に位置し、第1配線部621、第2配線部622および第3配線部623のいずれにも繋がっている。上記第1配線部621、第2配線部622、第3配線部623および第4配線部624を含んで構成された第2導通部材62は、平面視において主面201の広い範囲と重なっており、平面視におけるサイズを大きく確保することができる。このような構成によれば、出力端子44から各第2半導体素子10Bおよび第2導通部材62を介して各入力端子42,43に流れる電流の経路のばらつきが適切に低減される。したがって、本実施形態の半導体モジュールA1は、主回路電流の経路(第2導通部材62)における寄生インダクタンス成分の均等化および各第2半導体素子10Bへの電流量の均等化を図る上で、より好ましい。
 第4配線部624は、第1配線部621および第2配線部622の双方に繋がり、平面視において複数の第1半導体素子10Aと重なる。また、第4配線部624(第1帯状部625)は、他の部位よりもz2方向に突き出た複数の凸状領域625aを有する。各凸状領域625aは、平面視において各第1半導体素子10Aに重なる。このような構成によれば、第4配線部624(第2導通部材62)の平面視におけるサイズを大きく確保しつつ、第1半導体素子10A上に接合された第1導通部材61に第4配線部624が不当に接触するのを回避することができる。
 複数の第1半導体素子10Aと複数の第2半導体素子10Bとは、x方向に見て互いに重なっている。このような構成によれば、複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10Bが配置される導電基板2(第1導電部2Aおよび第2導電部2B)のy方向の寸法が大きくなるのを抑制することができ、半導体モジュールA1の小型化を図ることができる。
 図30~図32は、上記実施形態にかかる半導体モジュールの変形例を示している。なお、図30以降の図面において、上記実施形態の半導体モジュールA1と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。
 図30および図31は、第1実施形態の第1変形例にかかる半導体モジュールを示している。本変形例の半導体モジュールA11においては、開口63の配置が上記実施形態の半導体モジュールA1と異なっている。
 本変形例において、上記実施形態の半導体モジュールA1と比べて複数の開口63が追加的に設けられている。本変形例では、第2導通部材62は、6つの開口63を有する。各開口63は、平面視において導電基板2(第1導電部2Aあるいは第2導電部2B)の主面201に重なり、かつ、平面視において複数の半導体素子10に重ならない位置にある。導電基板2(第1導電部2Aあるいは第2導電部2B)の主面201において、平面視において上記6つの開口63それぞれと重なる位置には、凹部201aが形成されている。上記6つの開口63のうち、3つの開口63が第1配線部621に形成されており、他の3つの開口63が第2配線部622に形成されている。
 第1配線部621に形成された3つの開口63は、上記の半導体モジュールA1と同様に第1配線部621のx2方向側寄りに設けられた開口63と、当該開口63よりもx1方向側において追加された2つの開口63である。第1配線部621に追加された2つの開口63のうち、一方が第1導電部2Aにおけるy2方向側の端縁とx1方向側の端縁とがなす角部近傍に設けられ、他方が第2導電部2Bにおけるy2方向側の端縁とx2方向側の端縁とがなす角部近傍に設けられている。主面201には、凹部201aが形成されている。
 第2配線部622に形成された3つの開口63は、上記の半導体モジュールA1と同様に第2配線部622のx2方向側寄りに設けられた開口63と、当該開口63よりもx1方向側において追加された2つの開口63である。第2配線部622に追加された2つの開口63のうち、一方が第1導電部2Aにおけるy1方向側の端縁とx1方向側の端縁とがなす角部近傍に設けられ、他方が第2導電部2Bにおけるy1方向側の端縁とx2方向側の端縁とがなす角部近傍に設けられている。
 本変形例の半導体モジュールA11においても、上記実施形態の半導体モジュールA1と同様の作用効果を奏する。また、本変形例では、上記半導体モジュールA1と比べて4つの開口63が追加されており、当該追加された4つの開口63それぞれに対応する凹部201aは、封止樹脂8の形成時(モールド成形時)に金型91の押さえピン911によって主面201へ押圧力を付与した痕跡である。このような構成によれば、モールド成形時に支持基板3の周縁部を満遍なく押し付けることができる。したがって、支持基板3の平面視におけるサイズや支持基板3の物性(たとえば熱膨張率)等によってモールド成形時の支持基板3の反りが大きくなる場合でも、当該支持基板3の反りを適切に抑制することができる。
 図32は、第1実施形態の第2変形例にかかる半導体モジュールを示している。本変形例の半導体モジュールA12においては、各開口63の形状が上記実施形態の半導体モジュールA1と異なっている。
 上記の半導体モジュールA1では、開口63はz方向に延びる貫通孔であったが、本変形例の半導体モジュールA12では、開口63は、切り欠きである。具体的には、各開口63は、z方向に見て、第2導通部材62の外周縁からx-y面内において内側に凹んだ形状(切り欠き形状)である。より具体的には、2つの開口63は、第1配線部621に設けられた第1開口63と、第2配線部622に設けられた第2開口63とを含んでいる。第1開口63は、第1配線部621のy2方向側端縁からy1方向へ向けてU字状に凹んだ切り欠きである。また、第2開口63は、第2配線部622のy1方向端縁からy2方向へ向けてU字状に凹んだ切り欠きである。
 本変形例の半導体モジュールA12においても、上記実施形態の半導体モジュールA1と同様の作用効果を奏する。
 図33~図35は、第2実施形態にかかる半導体モジュールを示している。本実施形態の半導体モジュールA5においては、第2導通部材62の構成が上記実施形態の半導体モジュールA1と異なっている。
 本実施形態においては、第2導通部材62の第4配線部624の占める領域が上記実施形態と異なる。具体的には、第1帯状部625のx方向の寸法が上記半導体モジュールA1よりも大きくされている。図34、図35に示すように、第1帯状部625の第2端縁628の位置が上記半導体モジュールA1と比べてx1方向側に位置する。第2端縁628は、図35に示すように、平面視において第1半導体素子10Aの第2辺192よりもx1方向に位置する。これにより、平面視において各第1半導体素子10Aのx1方向側の2つの角がそれぞれ、第2導通部材62(第1帯状部625)に重なっている。
 本実施形態の半導体モジュールA2においても、上記実施形態の半導体モジュールA1と同様の作用効果を奏する。また、半導体モジュールA2において、第4配線部624の第1帯状部625(第2導通部材62)の平面視におけるサイズをより大きく確保することができる。このことは、寄生インダクタンス成分を低減する上でより好ましい。
 本開示にかかる半導体モジュールは、上記した実施形態に限定されるものではない。本開示の半導体モジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
 本開示の実施形態は、以下の付記に記載された構成を含む。
付記1.
 支持基板と、
 前記支持基板の厚さ方向において互いに離間した主面および裏面を有し、前記裏面が前記支持基板に対向するように当該支持基板に接合された導電基板と、
 前記主面に電気的に接合され、スイッチング機能を有する少なくとも1つの半導体素子と、
 前記半導体素子によってスイッチングされる電流の経路を構成し、かつ前記厚さ方向に見て前記主面と重なるように配置された少なくとも1つの導通部材と、
 前記厚さ方向において互いに離間した樹脂主面および樹脂裏面を有し、前記支持基板の少なくとも一部、前記導電基板の少なくとも一部、および前記半導体素子を覆う封止樹脂と、を備え、
 前記導通部材には、前記厚さ方向に見て、前記導電基板の前記主面と重なりかつ前記半導体素子と重ならない、少なくとも1つの開口が形成されている、半導体モジュール。
付記2.
 前記導電基板は、前記厚さ方向に直交する第1方向において互いに離間する第1導電部および第2導電部を含み、
 前記少なくとも1つの半導体素子は、前記第1導電部に電気的に接合された少なくとも1つの第1半導体素子と、前記第2導電部に電気的に接合された少なくとも1つの第2半導体素子とを含む、付記1に記載の半導体モジュール。
付記3.
 各々が前記第1半導体素子に対して前記第1方向一方側に位置する第1入力端子および第2入力端子をさらに備え、
 前記第1入力端子は前記第1導電部に繋がり、前記第2入力端子は前記第2半導体素子に接続され、
 前記少なくとも1つの導電部材は、第1導通部材および第2導通部材を含み、前記第1導通部材は、前記第1半導体素子と前記第2導電部とに接続されており、前記第2導通部材は、前記第2半導体素子と前記第2入力端子とに接続されており、
 前記開口は、前記第2導通部材に設けられ、かつ前記厚さ方向に見て前記第1導電部の主面と重なる、付記2に記載の半導体モジュール。
付記4.
 第3入力端子をさらに備えており、
 前記少なくとも1つの第1半導体素子は、前記厚さ方向および前記第1方向の双方に直角である第2方向において互いに離間配置された複数の第1半導体素子を含み、
 前記少なくとも1つの第2半導体素子は、前記第2方向において互いに離間配置された複数の第2半導体素子を含み、、
 前記第3入力端子は、前記複数の第1半導体素子に対して前記第1方向一方側に位置し、かつ、前記複数の第2半導体素子に接続される構成であり、
 前記第2方向において、前記第1入力端子は、前記第2入力端子および前記第3入力端子の間に配置されており、
 前記第2導通部材は、第1配線部、第2配線部、および第3配線部を含み、前記第1配線部は、前記第2入力端子に接続され、かつ前記第1方向に延びており、前記第2配線部は、前記第3入力端子に接続され、かつ前記第1方向に延びており、前記第3配線部は、前記第1配線部および前記第2配線部の双方に繋がり、前記第2方向に延びており、かつ、前記複数の第2半導体素子それぞれに接続されており、
 前記少なくとも1つの開口は、第1開口および第2開口を含み、前記第1開口は、前記第1配線部における前記第1方向一方側寄りに設けられており、前記第2開口は、前記第2配線部における前記第1方向一方側寄りに設けられている、付記3に記載の半導体モジュール。
付記5.
 前記第2導通部材は、前記第1配線部および前記第2配線部の双方に繋がり、かつ前記厚さ方向に見て前記複数の第1半導体素子と重なる第4配線部を含む、付記4に記載の半導体モジュール。
付記6.
 前記第1入力端子、前記第2入力端子および前記第3入力端子は、前記第2方向に見て互いに重なる、付記4または5に記載の半導体モジュール。
付記7.
 前記第2導電部に繋がる出力端子と、前記複数の第1半導体素子を制御するための少なくとも1つの第1制御端子と、前記複数の第2半導体素子を制御するための少なくとも1つの第2制御端子と、をさらに備えており、
 前記封止樹脂は、前記樹脂主面と前記樹脂裏面との双方に繋がり、かつ前記厚さ方向において前記樹脂主面および前記樹脂裏面に挟まれた樹脂側面を有し、
 前記第1入力端子、前記第2入力端子および前記第3入力端子は、それぞれ、前記樹脂側面から突き出ており、前記厚さ方向の一方側に向く入力側接合面を有し、
 前記出力端子は、前記樹脂側面から突き出ており、前記厚さ方向の一方側に向く出力側接合面を有し、
 前記第1制御端子は、前記第1導電部の前記主面上に配置され、かつ、前記厚さ方向に沿って延びており、
 前記第2制御端子は、前記第2導電部の前記主面上に配置され、かつ、前記厚さ方向に沿って延びている、付記4ないし6のいずれかに記載の半導体モジュール。
付記8.
 前記支持基板は、前記厚さ方向に見て矩形状であり、
 前記第1開口および前記第2開口は、前記厚さ方向に見て前記支持基板の2つの角部の近傍にそれぞれ設けられる、付記4ないし7のいずれかに記載の半導体モジュール。
付記9.
 前記導通部材は、金属製の板材により構成される、付記1または2に記載の半導体モジュール。
付記10.
 前記導電基板の前記主面は、前記厚さ方向に見て前記開口と重なる部位を有し、この部位には、前記厚さ方向に凹む凹部が形成されている、付記1ないし3のいずれかに記載の半導体モジュール。
付記11.
 前記封止樹脂には、前記樹脂主面から前記凹部に通じる樹脂空隙部が形成されている、付記10に記載の半導体モジュール。
付記12.
 前記樹脂空隙部は、前記主面と接する樹脂空隙部端縁を有し、前記凹部は、前記主面と接する凹部端縁を有し、前記樹脂空隙部端縁および前記凹部端縁は、互いに一致する、付記11に記載の半導体モジュール。
付記13.
 前記樹脂空隙部に充填された樹脂充填部をさらに備える、付記11または12に記載の半導体モジュール。
付記14.
 前記樹脂空隙部は、前記樹脂主面から前記凹部に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパー状である、付記11ないし13のいずれかに記載の半導体モジュール。
付記15.
 各々が前記半導体素子に電気的に接続された入力端子、出力端子および制御端子をさらに備えており、
 前記封止樹脂は、前記樹脂主面と前記樹脂裏面との双方に繋がる樹脂側面を有し、
 前記入力端子および前記出力端子は、前記樹脂側面から突き出ており、
 前記入力端子および前記出力端子は、前記厚さ方向の一方側に向く入力側接合面および出力側接合面をそれぞれ有し、
 前記制御端子は、前記導電基板の前記主面上に配置され、かつ、前記厚さ方向に沿って延びる、付記1に記載の半導体モジュール。
付記16.
 前記開口は、前記厚さ方向に延びる貫通孔である、付記1ないし3および10ないし15のいずれかに記載の半導体モジュール。
付記17.
 前記開口は、前記厚さ方向に見て前記導通部材の外周縁から凹む切り欠かき形状である、付記1ないし3および10ないし15のいずれかに記載の半導体モジュール。
付記18.
 支持基板を準備する工程と、
 前記支持基板の厚さ方向において互いに離間した主面および裏面を有する導電基板を、前記裏面が前記支持基板に対向するように当該支持基板に接合する工程と、
 スイッチング機能を有する半導体素子を前記主面に電気的に接合する工程と、
 前記半導体素子によってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する導通部材を、前記主面から前記厚さ方向に離間し、かつ前記厚さ方向に見て前記主面と重なるように前記導電基板に接合する工程と、
 前記導通部材に設けられた開口を通じて、押さえ部材により前記導電基板を押さえる工程と、
 前記支持基板の少なくとも一部と、前記導電基板の少なくとも一部と、前記半導体素子とを覆う封止樹脂を形成する工程と、
を備える、半導体モジュールの製造方法。
付記19.
 前記押さえ部材により前記導電基板を押さえることによって前記主面に凹部が形成される、付記18に記載の半導体モジュールの製造方法。
付記20.
 支持基板と、
 各々が前記支持基板の厚さ方向において互いに離間した主面および裏面を有し、前記裏面が前記支持基板に対向するように当該支持基板に接合された第1導電部および第2導電部と、
 前記第1導電部の前記主面に電気的に接合され、スイッチング機能を有する少なくとも1つの第1半導体素子と、
 前記第2導電部の前記主面に電気的に接合され、スイッチング機能を有する少なくとも1つの第2半導体素子と、
 前記第1および第2半導体素子によってスイッチングされる主回路電流の経路を構成し、前記第1導電部および前記第2導電部それぞれの前記主面から前記厚さ方向に離間し、かつ前記厚さ方向に見て前記主面と重なるように配置された導通部材と、
 樹脂主面および前記樹脂主面とは反対側の樹脂裏面を有し、前記支持基板の少なくとも一部と、前記第1導電部の少なくとも一部と、前記第2導電部の少なくとも一部と、前記第1、第2半導体素子とを覆う封止樹脂と、を備え、
 前記導通部材は、前記厚さ方向に見て、当該導通部材が部分的に切除された少なくとも1つの空隙部を有し、
 前記空隙部は、前記厚さ方向に見て、前記第1導電部または前記第2導電部の前記主面と重なり、かつ前記第1および第2半導体素子と重ならない位置にある、半導体モジュール。
付記21.
 第1入力端子および第2入力端子をさらに備えており、
 前記第1導電部および前記第2導電部は、前記厚さ方向に直交する第1方向において互いに離間配置されており、
 前記第1入力端子は、前記第1半導体素子に対して前記第1方向一方側に位置し、かつ前記第1導電部に繋がっており、
 前記第2入力端子は、前記第1半導体素子に対して前記第1方向一方側に位置し、かつ前記第2半導体素子に接続されており、
 前記導電部材は、前記第1半導体素子と前記第2導電部とに接続された第1導通部材と、前記第2半導体素子と前記第2入力端子とに接続された第2導通部材と、を含み、
 前記空隙部は、前記第2導通部材に設けられ、かつ前記厚さ方向に見て前記第1導電部の前記主面と重なる、付記20に記載の半導体モジュール。
付記22.
 第3入力端子をさらに備えており、
 前記少なくとも1つの第1半導体素子は、前記厚さ方向および前記第1方向の双方に直交する第2方向に互いに離間配置された複数の第1半導体素子を含み、
 前記少なくとも1つの第2半導体素子は、前記第2方向に互いに離間配置された複数の第2半導体素子を含み、
 前記第3入力端子は、前記複数の第1半導体素子に対して前記第1方向一方側に位置し、かつ前記複数の第2半導体素子に接続されており、
 前記第2方向において、前記第1入力端子は、前記第2入力端子および前記第3入力端子の間に配置されており、
 前記第2導通部材は、前記第2入力端子に接続され且つ前記第1方向に延びる第1配線部と、前記第3入力端子に接続され且つ前記第1方向に延びる第2配線部と、前記第1配線部および前記第2配線部の双方に繋がり、前記第2方向に延びており、かつ前記複数の第2半導体素子それぞれに接続される第3配線部と、を含み、
 前記少なくとも1つの空隙部は、第1空隙部および第2空隙部を含み、前記第1空隙部は、前記第1配線部における前記第1方向一方側寄りに設けられており、前記第2空隙部は、前記第2配線部における前記第1方向一方側寄りに設けられている、付記21に記載の半導体モジュール。
付記23.
 前記第2導通部材は、前記第1配線部および前記第2配線部の双方に繋がり、かつ前記厚さ方向に見て前記複数の第1半導体素子と重なる第4配線部を含む、付記22に記載の半導体モジュール。
付記24.
 前記第1入力端子、前記第2入力端子および前記第3入力端子は、前記第2方向に見て互いに重なる、付記22または23に記載の半導体モジュール。
付記25.
 前記支持基板は、前記厚さ方向に見て矩形状をなしており、
 前記第1および第2空隙部は、前記厚さ方向に見て、前記支持基板の2つの角部の近傍にそれぞれ設けられる、付記22ないし24のいずれかに記載の半導体モジュール。
付記26.
 前記導通部材は、金属製の板材により構成される、付記20に記載の半導体モジュール。
付記27.
 前記空隙部と重なる前記主面には、前記厚さ方向に見て前記空隙部と重なり且つ前記厚さ方向に凹む凹部が形成されている、付記20または26に記載の半導体モジュール。
付記28.
 前記封止樹脂には、前記樹脂主面から前記凹部に通じる樹脂空隙部が形成されている、付記27に記載の半導体モジュール。
付記29.
 前記樹脂空隙部は、前記主面と接する樹脂空隙部端縁を有し、前記凹部は、前記主面と接する凹部端縁を有し、前記樹脂空隙部端縁および前記凹部端縁は、互いに一致する、付記28に記載の半導体モジュール。
付記30.
 前記樹脂空隙部に充填された樹脂充填部をさらに備える、付記28または29に記載の半導体モジュール。
付記31.
 前記樹脂空隙部は、前記樹脂主面から前記凹部に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパー状である、付記28ないし30のいずれかに記載の半導体モジュール。
付記32.
 前記空隙部は、前記厚さ方向に延びる貫通孔である、付記20、21、および26ないし31のいずれかに記載の半導体モジュール。
付記33.
 前記空隙部は、前記厚さ方向に見て前記導通部材の外周縁から凹状に切り欠かれた形状である、付記20、21、および26ないし31のいずれかに記載の半導体モジュール。
A1,A11,A12,A2:半導体モジュール
10:半導体素子
10A:第1半導体素子   10B:第2半導体素子
101:素子主面   102:素子裏面
11:第1主面電極(ゲート電極)
12:第2主面電極(ソース電極)
13:第3主面電極   14:第4主面電極
15:裏面電極(ドレイン電極)   16:第5主面電極
171,172,173,174:角
181,182,183,184:角
191:第1辺   192:第2辺
193:第3辺   194:第4辺
2:導電基板   2A:第1導電部
2B:第2導電部   201:主面
201a:凹部   201b:凹部端縁
202:裏面   21:基材
22:主面接合層   23:裏面接合層
3:支持基板   301:支持面
302:底面   31:絶縁層
32:第1金属層   32A:第1部
32B:第2部   321:第1接合層
33:第2金属層   41:第1入力端子
411:入力側接合面   412:入力側側面
413:先端面   414:側方面
42:第2入力端子   421:入力側接合面
422:入力側側面   423:先端面
424:側方面   43:第3入力端子
431:入力側接合面   432:入力側側面
433:先端面   434:側方面
44:出力端子   441:出力側接合面
442:出力側側面   443:先端面
444:側方面   45:制御端子
451:ホルダ   452:金属ピン
459:導電性接合材
46A,46B,46C,46D,46E:第1制御端子
47A,47B,47C,47D:第2制御端子
5:制御端子支持体   51:絶縁層
52:第1金属層   521:第1部
522:第2部   523:第3部
524:第4部   525:第5部
53:第2金属層   59:接合材
6:導通部材   601:第1部
61:第1導通部材   61h:開口
62:第2導通部材   62A:第1部
62B:第2部   621:第1配線部
622:第2配線部   623:第3配線部
623a:凹状領域   623h:開口
624:第4配線部   625:第1帯状部
625a:凸状領域   625h:開口
626:第2帯状部   627:第1端縁
628:第2端縁   63:開口
69:導電性接合材   71:第1導電性接合材
711:第1基層   712:第1層
713:第2層   72:第2導電性接合材
721:第2基層   722:第3層
723:第4層   731:ワイヤ
731a:第1ワイヤ   731b:第2ワイヤ
732,733,734,735:ワイヤ
8:封止樹脂   81:樹脂主面
82:樹脂裏面   831,832:樹脂側面
832a:凹部   833,834:樹脂側面
851:第1突出部   851a:第1突出端面
851b:凹部   851c:内壁面
852:第2突出部   86:樹脂空隙部
861:樹脂空隙部端縁   87:樹脂部
88:樹脂充填部   91:金型   911:押さえピン

Claims (19)

  1.  支持基板と、
     前記支持基板の厚さ方向において互いに離間した主面および裏面を有し、前記裏面が前記支持基板に対向するように当該支持基板に接合された導電基板と、
     前記主面に電気的に接合され、スイッチング機能を有する少なくとも1つの半導体素子と、
     前記半導体素子によってスイッチングされる主回路電流の経路を構成し、かつ前記厚さ方向に見て前記主面と重なるように配置された導通部材と、
     前記厚さ方向において互いに離間した樹脂主面および樹脂裏面を有し、前記支持基板の少なくとも一部と、前記導電基板の少なくとも一部と、前記半導体素子とを覆う封止樹脂と、を備え、
     前記導通部材には、前記厚さ方向に見て、前記導電基板の前記主面と重なり且つ前記半導体素子と重ならない少なくとも1つの開口が形成されている、半導体モジュール。
  2.  前記導電基板は、前記厚さ方向に対して直交する第1方向に互いに離間配置された第1導電部および第2導電部を含み、
     前記少なくとも1つの半導体素子は、前記第1導電部に電気的に接合された第1半導体素子と、前記第2導電部に電気的に接合された第2半導体素子と、を含む、請求項1に記載の半導体モジュール。
  3.  前記第1半導体素子に対して前記第1方向一方側に位置し、前記第1導電部に繋がる第1入力端子と、
     前記第1半導体素子に対して前記第1方向一方側に位置し、前記第2半導体素子に接続される第2入力端子と、をさらに備え、
     前記導電部材は、前記第1半導体素子と前記第2導電部とに接続された第1導通部材と、前記第2半導体素子と前記第2入力端子とに接続された第2導通部材と、を含み、
     前記開口は、前記第2導通部材に設けられ、かつ前記厚さ方向に見て前記第1導電部の主面と重なる、請求項2に記載の半導体モジュール。
  4.  第3入力端子をさらに備えており、
     前記少なくとも1つの第1半導体素子は、前記厚さ方向および前記第1方向の双方に直交する第2方向に互いに離間配置された複数の第1半導体素子を含み、
     前記少なくとも1つの第2半導体素子は、前記第2方向に互いに間隔配置された複数の第2半導体素子を含み、
     前記第3入力端子は、前記複数の第1半導体素子に対して前記第1方向一方側に位置し、かつ前記複数の第2半導体素子に接続され、
     前記第2方向において、前記第1入力端子は、前記第2入力端子および前記第3入力端子の間に配置されており、
     前記第2導通部材は、第1配線部、第2配線部および第3配線部を含み、前記第1配線部は、前記第2入力端子に接続され、かつ前記第1方向に延びており、前記第2配線部は、前記第3入力端子に接続され、かつ前記第1方向に延びており、前記第3配線部は、前記第1配線部および前記第2配線部の双方に繋がり、前記第2方向に延びており、かつ前記複数の第2半導体素子に接続され、
     前記少なくとも1つの開口は、第1開口および第2開口を含み、前記第1開口は、前記第1配線部の前記第1方向一方側寄りに設けられており、前記第2開口は、前記第2配線部の前記第1方向一方側寄りに設けられている、請求項3に記載の半導体モジュール。
  5.  前記第2導通部材は、前記第1配線部および前記第2配線部の双方に繋がり、かつ前記厚さ方向に見て前記複数の第1半導体素子と重なる第4配線部を含む、請求項4に記載の半導体モジュール。
  6.  前記第1入力端子、前記第2入力端子および前記第3入力端子は、前記第2方向に見て互いに重なる、請求項4または5に記載の半導体モジュール。
  7.  前記第2導電部に繋がる出力端子と、前記複数の第1半導体素子を制御する第1制御端子と、前記複数の第2半導体素子を制御する第2制御端子とをさらに備え、
     前記封止樹脂は、前記樹脂主面と前記樹脂裏面との双方に繋がる樹脂側面を有し、
     前記第1入力端子、前記第2入力端子および前記第3入力端子は、それぞれ、前記樹脂側面から突き出ており、かつ前記厚さ方向の一方側に向く入力側接合面を有し、
     前記出力端子は、前記樹脂側面から突き出ており、前記厚さ方向の一方側に向く出力側接合面を有し、
     前記第1制御端子は、前記第1導電部の主面上に配置され、かつ、前記厚さ方向に沿って延びており、
     前記第2制御端子は、前記第2導電部の主面上に配置され、かつ、前記厚さ方向に沿って延びる、請求項4ないし6のいずれかに記載の半導体モジュール。
  8.  前記支持基板は、前記厚さ方向に見て矩形状をなしており、
     前記第1および第2開口は、前記厚さ方向に見て、前記支持基板の2つの角部の近傍にそれぞれ設けられる、請求項4ないし7のいずれかに記載の半導体モジュール。
  9.  前記導通部材は、金属製の板材により構成される、請求項1または2に記載の半導体モジュール。
  10.  前記導電基板の前記主面には、前記厚さ方向に見て前記開口と重なり、かつ前記厚さ方向に凹む凹部が形成されている、請求項1に記載の半導体モジュール。
  11.  前記封止樹脂には、前記樹脂主面から前記凹部に通じる樹脂空隙部が形成されている、請求項10に記載の半導体モジュール。
  12.  前記樹脂空隙部は、前記主面と接する樹脂空隙部端縁を有し、前記凹部は、前記主面と接する凹部端縁を有し、前記樹脂空隙部端縁および前記凹部端縁は、互いに一致する、請求項11に記載の半導体モジュール。
  13.  前記樹脂空隙部に充填された樹脂充填部をさらに備える、請求項11または12に記載の半導体モジュール。
  14.  前記樹脂空隙部は、前記樹脂主面から前記凹部に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパー状である、請求項11ないし13のいずれかに記載の半導体モジュール。
  15.  各々が前記半導体素子に電気的に接続された入力端子、出力端子および制御端子をさらに備えており、
     前記封止樹脂は、前記樹脂主面と前記樹脂裏面との双方に繋がる樹脂側面を有し、
     前記入力端子および前記出力端子は、前記樹脂側面から突き出ており、
     前記入力端子は、前記厚さ方向の一方側に向く入力側接合面を有し、
     前記出力端子は、前記厚さ方向の一方側に向く出力側接合面を有し、
     前記制御端子は、前記導電基板の前記主面上に配置され、かつ、前記厚さ方向に沿って延びる、請求項1に記載の半導体モジュール。
  16.  前記開口は、前記厚さ方向に延びる貫通孔である、請求項1ないし3、および9ないし15のいずれかに記載の半導体モジュール。
  17.  前記開口は、前記厚さ方向に見て、前記導通部材の外周縁から凹状に切り欠かれた形状である、請求項1ないし2、および9ないし15のいずれかに記載の半導体モジュール。
  18.  支持基板を準備する工程と、
     前記支持基板の厚さ方向において互いに離間した主面および裏面を有する導電基板を、前記裏面が前記支持基板に対向するように当該支持基板に接合する工程と、
     スイッチング機能を有する半導体素子を、前記主面に電気的に接合する工程と、
     前記半導体素子によってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する導通部材を、前記厚さ方向に見て前記主面と重なるように前記導電基板に接合する工程と、
     前記導通部材に設けられた開口を通じて、押さえ部材により前記導電基板を押さえる工程と、
     前記支持基板の少なくとも一部と、前記導電基板の少なくとも一部と、前記半導体素子とを覆う封止樹脂を形成する工程と、
    を備える、半導体モジュールの製造方法。
  19.  前記押さえ部材により前記導電基板を押さえることによって前記主面に凹部が形成される、請求項18に記載の半導体モジュールの製造方法。
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