WO2022107697A1 - パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置 - Google Patents

パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2022107697A1
WO2022107697A1 PCT/JP2021/041743 JP2021041743W WO2022107697A1 WO 2022107697 A1 WO2022107697 A1 WO 2022107697A1 JP 2021041743 W JP2021041743 W JP 2021041743W WO 2022107697 A1 WO2022107697 A1 WO 2022107697A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power semiconductor
semiconductor module
heat sink
sealing member
lead terminal
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/041743
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕史 川島
茂朗 田和
泰之 三田
啓太 本山
隼人 寺田
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to JP2022563727A priority Critical patent/JPWO2022107697A1/ja
Priority to CN202180076195.6A priority patent/CN116438655A/zh
Publication of WO2022107697A1 publication Critical patent/WO2022107697A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Definitions

  • the power semiconductor module 1 of the present embodiment includes a lead frame 10, a power semiconductor element 15, a heat sink 30, and a sealing member 40.
  • the lead frame 10 includes a die pad 11, a first lead terminal 12, and a second lead terminal 13.
  • the lead frame 10 has a front surface 10a and a back surface 10b on the opposite side of the front surface 10a.
  • the power semiconductor element 15 is mounted on the front surface 10a of the die pad 11.
  • the heat sink 30 is attached to the back surface 10b of the die pad 11.
  • the sealing member 40 seals the power semiconductor element 15, a part of the first lead terminal 12, and a part of the second lead terminal 13.
  • the inclined side surfaces 33a and 34a are forward tapered side surfaces.
  • the sealing resin 40p when the sealing resin 40p is cured to form the sealing member 40 in step S4d (see FIG. 7), the sealing resin 40p shrinks. Due to the shrinkage of the sealing resin 40p, the heat sink 30 may warp so that the first surface 31 is recessed and the second surface 32 is expanded.
  • the heat sink 30 is attached to the heat radiating member 50 by using the fixing member 52 as shown in FIGS. 4 and 5, the warp of the heat sink 30 is corrected by the radiating member 50. With the correction of the warp of the heat sink 30, stress is applied to the third side surface 43 and the fourth side surface 44 of the sealing member 40.
  • the portion of the sealing member 40 in the recess 81 functions as an anchor. It is possible to prevent the sealing member 40 from peeling off from the heat sink 30. The reliability of the power semiconductor module 1d is improved.
  • the power conversion device 200 As the power semiconductor module 202 included in the main conversion circuit 201, the power semiconductor modules 1, 1b, 1c, 1d according to any one of the first to fourth embodiments are included. Applies. Therefore, the power conversion device 200 according to the present embodiment includes a miniaturized sealing member 40 and has improved heat dissipation.

Abstract

パワー半導体モジュール（１）は、パワー半導体素子（１５）と、ヒートシンク（３０）と、封止部材（４０）とを備える。封止部材（４０）は、第１側面（４１）と、第２側面（４２）と、第３側面（４３）と、第４側面（４４）とを有している。ヒートシンク（３０）は、第３側面（４３）または第４側面（４４）の少なくとも一つから突出する突出部（３６）を含む。ヒートシンク（３０）は、第５側面（３３）と、第６側面（３４）とを有している。第５側面（３３）及び第６側面（３４）のうち封止部材（４０）から露出している部分は、傾斜側面（３３ａ，３４ａ）を含む。

Description

パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置
　本開示は、パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置に関する。
　特開平６－６９３８４号公報（特許文献１）は、リードフレームと、リードフレーム上に載置される半導体チップと、ヒートシンクと、絶縁シートと、樹脂封止体とを備える半導体装置を開示している。半導体チップは、リードフレームにはんだ付けされている。絶縁シートは、リードフレームとヒートシンクとの間に設けられている。樹脂封止体は、半導体チップを封止するとともに、ヒートシンクの全ての側面上に設けられている。
特開平６－６９３８４号公報
　しかし、特許文献１に開示された半導体装置では、ヒートシンクの全ての側面が樹脂封止体で覆われているため、樹脂封止体を小型化しつつ、半導体装置の放熱性を向上させることができない。本開示は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化された封止部材を備えるとともに、向上された放熱性を有するパワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置を提供することである。
　本開示のパワー半導体モジュールは、リードフレームと、パワー半導体素子と、ヒートシンクと、封止部材とを備える。リードフレームは、ダイパッドと、第１リード端子と、第２リード端子とを含む。リードフレームは、おもて面と、おもて面とは反対側の裏面とを有している。パワー半導体素子は、ダイパッドのおもて面上に実装されている。ヒートシンクは、ダイパッドの裏面に取り付けられている。封止部材は、パワー半導体素子と、第１リード端子の一部と、第２リード端子の一部とを封止する。封止部材は、第１側面と、第１側面とは反対側の第２側面と、第１側面と第２側面とに接続されている第３側面と、第３側面とは反対側の第４側面とを有している。第１リード端子は第１側面から突出している。第２リード端子は第２側面から突出している。ヒートシンクは、第３側面または第４側面の少なくとも一つから突出する突出部を含む。ヒートシンクは、ダイパッドに近位する第１面と、第１面とは反対側の第２面と、第１面と第２面とを接続する第５側面と、第５側面とは反対側の第６側面とを有している。第５側面は、第１側面に沿って延在している。第６側面は、第１面と第２面とを接続するとともに、第２側面に沿って延在している。第５側面の一部と第６側面の一部とは、封止部材で覆われている。第５側面及び第６側面のうち封止部材から露出している部分は、第１面に対して傾斜する傾斜側面を含む。
　本開示のパワー半導体モジュールの製造方法は、リードフレームのダイパッドのおもて面上にパワー半導体素子を実装することを備える。リードフレームは、ダイパッドと、第１リード端子と、第２リード端子とを含む。リードフレームは、おもて面と、おもて面とは反対側の裏面とを有している。本開示のパワー半導体モジュールの製造方法は、ダイパッドの裏面にヒートシンクを取り付けることと、パワー半導体素子と第１リード端子の一部と第２リード端子の一部とを封止部材で封止することとを備える。封止することは、パワー半導体素子とヒートシンクとが取り付けられたリードフレームを、下型上に載置することと、上型と下型とを用いてヒートシンクの一部をクランプすることと、上型と下型との間に形成される空洞に封止樹脂を注入すること、封止樹脂を硬化させて、パワー半導体素子と第１リード端子の一部と第２リード端子の一部とを封止する封止部材を形成することとを含む。
　本開示の電力変換装置は、主変換回路と、制御回路とを備える。主変換回路は、本開示のパワー半導体モジュールを有し、かつ、入力される電力を変換して出力するように構成されている。制御回路は、主変換回路を制御する制御信号を主変換回路に出力するように構成されている。
　本開示のパワー半導体モジュール及び電力変換装置では、パワー半導体素子において発生した熱は、ヒートシンクのうち封止部材で覆われている部分に加えて、ヒートシンクの突出部にも拡げられる。本開示のパワー半導体モジュール及び電力変換装置によれば、封止部材を小型化することができるとともに、パワー半導体モジュール及び電力変換装置の放熱性を向上させることができる。
　本開示のパワー半導体モジュールの製造方法では、ヒートシンクの一部は、上型と下型とを用いてクランプされているため、封止部材から露出したヒートシンクの突出部が形成される。パワー半導体素子において発生した熱は、ヒートシンクのうち封止部材で覆われている部分に加えて、ヒートシンクの突出部にも拡げられる。本開示のパワー半導体モジュールの製造方法によれば、封止部材を小型化しつつ、放熱性が向上されたパワー半導体モジュールを得ることができる。
実施の形態１のパワー半導体モジュールの概略斜視図である。 実施の形態１のパワー半導体モジュールの概略部分平面図である。 実施の形態１のパワー半導体モジュールの、図１及び図２に示される断面線ＩＩＩ－ＩＩＩにおける概略断面図である。 プリント基板に取り付けられた実施の形態１及び実施の形態４のパワー半導体モジュールの概略側面図である。 プリント基板に取り付けられた実施の形態１及び実施の形態４のパワー半導体モジュールの概略側面図である。 実施の形態１から実施の形態４のパワー半導体モジュールの製造方法のフローチャートを示す図である。 実施の形態１から実施の形態４のパワー半導体モジュールの製造方法の封止工程のフローチャートを示す図である。 実施の形態１のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略平面図である。 実施の形態１のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略断面図である。 実施の形態２のパワー半導体モジュールの概略断面図である。 実施の形態２のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略断面図である。 実施の形態２のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略断面図である。 実施の形態３のパワー半導体モジュールの概略斜視図である。 実施の形態３のパワー半導体モジュールの、図１６に示される断面線ＸＶＩＩ－ＸＶＩＩにおける概略断面図である。 実施の形態３のパワー半導体モジュールの概略部分拡大断面図である。 実施の形態３のパワー半導体モジュールの概略部分拡大平面図である。 実施の形態３のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略断面図である。 実施の形態３のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略断面図である。 実施の形態３のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略部分拡大断面図である。 実施の形態３のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略部分拡大平面図である。 実施の形態３のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略部分拡大断面図である。 実施の形態４のパワー半導体モジュールの概略斜視図である。 実施の形態４のパワー半導体モジュールのヒートシンク及び封止部材の概略部分平面図である。 実施の形態４のパワー半導体モジュールのヒートシンク及び封止部材の概略部分底面図である。 実施の形態４のパワー半導体モジュールの、図２６に示される断面線ＸＸＶＩＩＩ－ＸＸＶＩＩＩにおける概略断面図である。 実施の形態４のパワー半導体モジュールの、図２６に示される断面線ＸＸＩＸ－ＸＸＩＸにおける概略部分断面図である。 実施の形態４のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略断面図である。 実施の形態４のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略断面図である。 実施の形態５の電力変換システムの構成を示すブロック図である。
　以下、本開示の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
　実施の形態１．
　図１から図３を参照して、実施の形態１のパワー半導体モジュール１を説明する。パワー半導体モジュール１は、リードフレーム１０と、少なくとも一つのパワー半導体素子１５と、ヒートシンク３０と、封止部材４０と、導電ワイヤ２０，２１，２２とを主に備える。パワー半導体モジュール１は、絶縁伝熱層２５をさらに備えてもよい。
　リードフレーム１０は、少なくとも一つのダイパッド１１と、少なくとも一つの第１リード端子１２と、少なくとも一つの第２リード端子１３とを含む。
　第１リード端子１２は、ダイパッド１１から離間されている。具体的には、第１リード端子１２は、第１方向（ｘ方向）に垂直な第２方向（ｙ方向）において、ダイパッド１１から離間されている。第１リード端子１２は、封止部材４０の第１側面４１から突出している。第１リード端子１２は、封止部材４０から露出する部分において折り曲げられてもよい。第１リード端子１２の折り曲げ部は、主に、第１方向と第２方向とに垂直な第３方向（ｚ方向）に延在している。
　第２リード端子１３は、ダイパッド１１に接続されてもよいし、ダイパッド１１から離間されてもよい。第２リード端子１３は、ダイパッド１１に対して、第１リード端子１２とは反対側にある。第２リード端子１３は、第２方向（ｙ方向）において、第１リード端子１２から離間されている。第２リード端子１３は、封止部材４０の第２側面４２から突出している。第２リード端子１３は、封止部材４０から露出する部分において折り曲げられてもよい。第２リード端子１３の折り曲げ部は、主に、第３方向（ｚ方向）に延在している。
　リードフレーム１０は、おもて面１０ａと、おもて面１０ａとは反対側の裏面１０ｂとを有している。すなわち、ダイパッド１１と第１リード端子１２と第２リード端子１３とは、各々、おもて面１０ａと裏面１０ｂとを有している。おもて面１０ａと裏面１０ｂとは、各々、第１方向（ｘ方向）と第２方向（ｙ方向）とに延在している。
　リードフレーム１０は、複数のダイパッド１１と、複数の第１リード端子１２と、複数の第２リード端子１３とを含んでもよい。複数のダイパッド１１は、第１方向（ｘ方向）に配列されている。複数の第１リード端子１２は、第１方向（ｘ方向）に配列されている。複数の第２リード端子１３は、第１方向（ｘ方向）に配列されている。リードフレーム１０は、例えば、銅のような導電性材料で形成されている。
　図２及び図３を参照して、パワー半導体素子１５は、半導体スイッチング素子１６を含む。半導体スイッチング素子１６は、例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）または金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）である。パワー半導体素子１５は、例えば、半導体スイッチング素子１６に電気的に接続されているフリーホイールダイオード（ＦＷＤ）１７をさらに含んでもよい。
　パワー半導体素子１５は、シリコン、または、炭化珪素、窒化ガリウム系半導体材料もしくはダイヤモンドのようなワイドギャップ半導体材料によって形成されている。パワー半導体素子１５をワイドギャップ半導体材料によって形成することによって、パワー半導体モジュール１における電力損失は低減され得る。パワー半導体素子１５は、ダイパッド１１のおもて面１０ａ上に実装されている。具体的には、パワー半導体素子１５は、はんだまたは金属微粒子焼結体のような導電接合部材１８を用いて、ダイパッド１１のおもて面１０ａ上に実装されている。パワー半導体モジュール１は、複数のパワー半導体素子１５を備えてもよい。複数のパワー半導体素子１５は、第１方向（ｘ方向）に配列されている。
　図３を参照して、導電ワイヤ２０，２１，２２は、パワー半導体素子１５と、第１リード端子１２と、第２リード端子１３とにボンディングされている。具体的には、導電ワイヤ２０は、半導体スイッチング素子１６と第１リード端子１２とにボンディングされており、半導体スイッチング素子１６と第１リード端子１２とを互いに電気的に接続している。導電ワイヤ２１は、半導体スイッチング素子１６とフリーホイールダイオード１７とにボンディングされており、半導体スイッチング素子１６とフリーホイールダイオード１７とを互いに電気的に接続している。導電ワイヤ２２は、フリーホイールダイオード１７と第２リード端子１３とにボンディングされており、フリーホイールダイオード１７と第２リード端子１３とを互いに電気的に接続している。導電ワイヤ２０，２１，２２は、例えば、アルミニウムワイヤのような金属ワイヤである。
　図１から図３を参照して、封止部材４０は、パワー半導体素子１５と、第１リード端子１２の一部と、第２リード端子１３の一部とを封止している。封止部材４０は、導電ワイヤ２０，２１，２２と絶縁伝熱層２５とをさらに封止している。封止部材４０は、ヒートシンク３０の一部に接触している。封止部材４０は、たとえば、エポキシ樹脂のような絶縁樹脂材料で形成されている。
　封止部材４０は、主面４５と、第１側面４１と、第１側面４１とは反対側の第２側面４２と、第３側面４３と、第３側面４３とは反対側の第４側面４４とを有している。
　主面４５は、リードフレーム１０（特定的には、ダイパッド１１）のおもて面１０ａに対向している。主面４５は、第１方向（ｘ方向）と第２方向（ｙ方向）とに延在している。主面４５の長手方向は、封止部材４０の長手方向であって、第１方向（ｘ方向）である。主面４５の短手方向は、封止部材４０の短手方向であって、第２方向（ｙ方向）である。
　第１側面４１は、主面４５に接続されている。第２側面４２は、主面４５に接続されている。第１リード端子１２は第１側面４１から突出しており、第２リード端子１３は第２側面４２から突出している。パワー半導体モジュール１は、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）である。封止部材４０の主面４５の平面視（リードフレーム１０のおもて面１０ａの平面視）において、第１側面４１と第２側面４２とは、封止部材４０の長手方向に延在している。第１側面４１と第２側面４２とは、封止部材４０の長手側面である。
　第３側面４３は、主面４５に接続されているとともに、第１側面４１と第２側面４２とに接続されている。第４側面４４は、主面４５に接続されているとともに、第１側面４１と第２側面４２とに接続されている。封止部材４０の主面４５の平面視（リードフレーム１０のおもて面１０ａの平面視）において、第３側面４３と第４側面４４とは、封止部材４０の短手方向に延在している。第３側面４３と第４側面４４とは、封止部材４０の短手側面である。
　図１及び図３を参照して、ヒートシンク３０は、ダイパッド１１の裏面１０ｂに取り付けられている。ヒートシンク３０は、第１リード端子１２の裏面１０ｂまたは第２リード端子１３の裏面１０ｂの少なくとも一つにさらに取り付けられてもよい。具体的には、ヒートシンク３０は、絶縁伝熱層２５を用いて、ダイパッド１１に接着されている。ヒートシンク３０は、絶縁伝熱層２５を用いて、第１リード端子１２の裏面１０ｂまたは第２リード端子１３の裏面１０ｂの少なくとも一つにさらに接着されてもよい。ヒートシンク３０は、導電性材料で形成されてもよい。ヒートシンク３０は、例えば、アルミニウムまたは銅のような金属で形成されている。ヒートシンク３０は、パワー半導体素子１５において発生した熱を、パワー半導体モジュール１の外部に放散する。
　ヒートシンク３０は、ダイパッド１１に近位する第１面３１と、第１面３１とは反対側の第２面３２と、第５側面３３と、第５側面３３とは反対側の第６側面３４と、第７側面３５ａと、第７側面３５ａとは反対側の第８側面３５ｂとを有している。
　第１面３１は、ダイパッド１１に対向している。第１面３１は、絶縁伝熱層２５に接触してもよい。第１面３１の一部は、封止部材４０に覆われている。第２面３２は、放熱部材５０（図４及び図５を参照）の取り付け面として機能してもよい。第２面３２の全ては、封止部材４０から露出している。
　第５側面３３は、第１面３１と第２面３２とを接続し、かつ、封止部材４０の第１側面４１に沿って延在している。第５側面３３は、第２側面４２よりもむしろ第１側面４１の近くにある。第５側面３３の一部は、封止部材４０で覆われている。第６側面３４は、第１面３１と第２面３２とを接続するとともに、封止部材４０の第２側面４２に沿って延在している。第６側面３４は、第１側面４１よりもむしろ第２側面４２の近くにある。第６側面３４の一部は、封止部材４０で覆われている。ヒートシンク３０の第１面３１の平面視（リードフレーム１０のおもて面１０ａの平面視）において、第５側面３３と第６側面３４とは、ヒートシンク３０の長手方向に延在している。ヒートシンク３０の長手方向は、第１方向（ｘ方向）である。第５側面３３と第６側面３４とは、ヒートシンク３０の長手側面である。
　第５側面３３は、第１面３１に対して傾斜する傾斜側面３３ａを含む。第５側面３３のうち封止部材４０から露出している部分は、傾斜側面３３ａを含む。第６側面３４は、第１面３１に対して傾斜する傾斜側面３４ａを含む。第６側面３４のうち封止部材４０から露出している部分は、傾斜側面３４ａを含む。傾斜側面３３ａ，３４ａは、第２面３２に対しても傾斜している。本実施の形態では、傾斜側面３３ａ，３４ａは、順テーパ側面である。本明細書において、順テーパ側面は、第１面３１から第２面３２に向かうにつれて、第１リード端子１２と第２リード端子１３とが互いに離間されている方向（第２方向（ｙ方向））において、ダイパッド１１から遠ざかる傾斜側面を意味する。第２面３２の面積は、第１面３１の面積より大きい。第１面３１の法線に対する傾斜側面３３ａ，３４ａの傾斜角θは、０°より大きい。傾斜角θは、１５°以上であってもよく、３０°以上であってもよく、４５°以上であってもよい。
　特定的には、第５側面３３は、傾斜側面３３ａであってもよい。第６側面３４は、傾斜側面３４ａであってもよい。すなわち、第５側面３３の全ては、第１面３１に対して傾斜する傾斜側面３３ａであってもよい。第６側面３４の全ては、第１面３１に対して傾斜する傾斜側面３４ａであってもよい。ヒートシンク３０は、第１面３１から第２面３２に向かうにつれて末広がりとなる形状を有してもよい。
　第７側面３５ａは、第１面３１と第２面３２とを接続するとともに、第５側面３３と第６側面３４とを接続している。第７側面３５ａは、封止部材４０の第３側面４３に沿って延在している。第７側面３５ａは、第４側面４４よりもむしろ第３側面４３の近くにある。第７側面３５ａの全ては、封止部材４０から露出している。第８側面３５ｂは、第１面３１と第２面３２とを接続するとともに、第５側面３３と第６側面３４とを接続している。第８側面３５ｂは、封止部材４０の第４側面４４に沿って延在している。第８側面３５ｂは、第３側面４３よりもむしろ第４側面４４の近くにある。第８側面３５ｂの全ては、封止部材４０から露出している。ヒートシンク３０の第１面３１の平面視（リードフレーム１０のおもて面１０ａの平面視）において、第７側面３５ａと第８側面３５ｂとは、ヒートシンク３０の短手方向に延在している。ヒートシンク３０の短手方向は、第２方向（ｙ方向）である。第７側面３５ａと第８側面３５ｂとは、ヒートシンク３０の短手側面である。
　ヒートシンク３０は、封止部材４０の第３側面４３または第４側面４４の少なくとも一つから突出する突出部３６を含む。特定的には、ヒートシンク３０の突出部３６は、封止部材４０の第３側面４３及び第４側面４４の両方から突出している。ヒートシンク３０の突出部３６は、封止部材４０から露出している。
　突出部３６に、第１面３１及び第２面３２に達する第１貫通孔３７が設けられている。第１貫通孔３７は、ねじ孔であってもよい。第１貫通孔３７には、ねじまたはボルトのような固定部材５２（図４及び図５を参照）の胴部５２ａが収容される。特定的には、第１貫通孔３７は、固定部材５２（図５を参照）の胴部５２ａが収容される第１孔部分３７ａ（図５を参照）と、固定部材５２のヘッド部５２ｂの全体が収容される第２孔部分３７ｂ（図５を参照）とを含む。
　ヒートシンク３０が金属製である場合、パワー半導体モジュール１を固定部材５２を用いて放熱部材５０（図４及び図５を参照）に締結する際に、第１貫通孔３７のまわりのヒートシンク３０が欠けたり、第１貫通孔３７のまわりのヒートシンク３０にクラックが発生することが防止され得る。金属製のヒートシンク３０は、パワー半導体モジュール１の製造歩留まりを向上させる。
　図２及び図３を参照して、絶縁伝熱層２５は、ダイパッド１１とヒートシンク３０との間に配置されている。絶縁伝熱層２５は、ダイパッド１１と第１リード端子１２または第２リード端子１３の少なくとも一つとの間にさらに配置されてもよい。絶縁伝熱層２５は、パワー半導体素子１５において発生した熱を、ヒートシンク３０に、低い熱抵抗で伝達する。パワー半導体モジュール１が複数のダイパッド１１を備える場合、絶縁伝熱層２５は、複数のダイパッド１１の裏面１０ｂにわたって設けられる。パワー半導体モジュール１が複数のダイパッド１１と複数の第１リード端子１２または複数の第２リード端子１３の少なくとも一つとを備える場合、絶縁伝熱層２５は、複数のダイパッド１１の裏面１０ｂと複数の第１リード端子１２の裏面１０ｂまたは複数の第２リード端子１３の裏面１０ｂの少なくとも一つとにわたって設けられる。
　絶縁伝熱層２５は、例えば、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する。絶縁伝熱層２５の熱伝導率は、３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であってもよく、５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であってもよく、１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であってもよい。絶縁伝熱層２５は、ダイパッド１１とヒートシンク３０とを互いに接着する。絶縁伝熱層２５は、電気的絶縁性を有している。絶縁伝熱層２５は、例えば、絶縁接着シートまたは絶縁接着層である。絶縁伝熱層２５は、例えば、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂もしくはシリコーン樹脂）または熱可塑性樹脂のような絶縁樹脂材料で主に形成されている。絶縁伝熱層２５は、窒化ホウ素粒子のような熱伝導粒子を含んでもよい。熱伝導粒子は、例えば、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、シリカまたはアルミナで形成されている。
　図４を参照して、パワー半導体モジュール１は、例えば、放熱部材５０とプリント基板５５とに取り付けられる。具体的には、放熱部材５０は、ねじまたはボルトのような固定部材５２を用いて、ヒートシンク３０に締結される。固定部材５２は、胴部５２ａと、胴部５２ａに接続されているヘッド部５２ｂとを含む。固定部材５２は、放熱部材５０の側からヒートシンク３０の第１貫通孔３７に挿入される。ヒートシンク３０の第２面３２は、放熱部材５０の取り付け面５０ａに接触する。パワー半導体素子１５において発生した熱は、ヒートシンク３０から放熱部材５０に伝達される。放熱部材５０は、例えば、アルミニウムのような金属材料で形成されている。放熱部材５０は、フィン５１を含んでもよい。フィン５１は、放熱部材５０の放熱効率を向上させる。
　放熱部材５０の製造ばらつきのため、放熱部材５０の取り付け面５０ａが反ることがある。ヒートシンク３０が金属製である場合、固定部材５２を用いてヒートシンク３０を放熱部材５０に締結する際に、ヒートシンク３０は取り付け面５０ａの反りに追従して変形する。金属製のヒートシンク３０は、放熱部材５０へのパワー半導体モジュール１の取り付け工程の歩留まりを向上させる。
　第１リード端子１２及び第２リード端子１３は、はんだのような導電接合部材（図示せず）を用いて、プリント基板５５に接合される。ヒートシンク３０（突出部３６）の第１面３１に対向するプリント基板５５の表面５６上に、電子部品５７が実装されている。電子部品５７は、例えば、チップコンデンサまたはチップ抵抗器のようなチップ部品である。図４に示されるように、固定部材５２のヘッド部５２ｂが放熱部材５０の側にあるため、固定部材５２が電子部品５７と機械的に干渉することが防止される。
　図５を参照して、パワー半導体モジュール１は、図４に示される態様とは別の態様で、放熱部材５０に取り付けられてもよい。具体的には、図５に示されるように、第１貫通孔３７は、固定部材５２の胴部５２ａが収容される第１孔部分３７ａと、固定部材５２のヘッド部５２ｂの全体が収容される第２孔部分３７ｂとを含む。固定部材５２は、ヒートシンク３０の側からヒートシンク３０の第１貫通孔３７に挿入される。固定部材５２のヘッド部５２ｂがヒートシンク３０の側にあっても、固定部材５２のヘッド部５２ｂの全体は第２孔部分３７ｂに収容される。固定部材５２のヘッド部５２ｂは、ヒートシンク３０の第１面３１から突出していない。そのため、固定部材５２が電子部品５７と機械的に干渉することが防止される。
　図１から図３及び図６から図１２を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法の一例を説明する。
　図６を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法は、リードフレーム１０のダイパッド１１のおもて面１０ａ上にパワー半導体素子１５を実装すること（Ｓ１）を備える。具体的には、図８及び図９を参照して、リードフレーム１０は、ダイパッド１１と、第１リード端子１２と、第２リード端子１３と、タイバー１４とを含む。リードフレーム１０は、おもて面１０ａと、おもて面１０ａとは反対側の裏面１０ｂとを有している。パワー半導体素子１５は、導電接合部材１８を用いて、ダイパッド１１のおもて面１０ａに接合される。
　図６及び図９を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法は、リードフレーム１０の第１リード端子１２及び第２リード端子１３並びにパワー半導体素子１５に、導電ワイヤ２０，２１，２２をボンディングすること（Ｓ２）を備える。具体的には、導電ワイヤ２０は、ワイヤボンダーを用いて、半導体スイッチング素子１６と第１リード端子１２とにボンディングされる。導電ワイヤ２１は、ワイヤボンダーを用いて、半導体スイッチング素子１６とフリーホイールダイオード１７とにボンディングされる。導電ワイヤ２２は、ワイヤボンダーを用いて、フリーホイールダイオード１７と第２リード端子１３とにボンディングされる。
　図６及び図９を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法は、ダイパッド１１の裏面１０ｂにヒートシンク３０を取り付けること（Ｓ３）を備える。具体的には、ヒートシンク３０は、絶縁伝熱層２５を用いて、ダイパッド１１に接着される。絶縁伝熱層２５は、ダイパッド１１の裏面１０ｂと第１リード端子１２の裏面１０ｂまたは第２リード端子１３の裏面１０ｂの少なくとも一つとにわたって設けられてもよい。
　図６、図７及び図１０から図１２を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法は、パワー半導体素子１５と第１リード端子１２の一部と第２リード端子１３の一部とを封止部材４０で封止すること（Ｓ４）を備える。封止部材４０は、例えば、トランスファーモールド法によって設けられる。
　具体的には、図７、図１０及び図１１を参照して、金型６０は、下型６１と上型６３とを含む。金型６０を開いて、パワー半導体素子１５とヒートシンク３０とが取り付けられたリードフレーム１０を、下型６１上に載置する（Ｓ４ａ）。
　図７、図１０及び図１１を参照して、金型６０を閉じる。上型６３を下型６１に押し付ける。上型６３と下型６１とを用いてヒートシンク３０の一部をクランプする（Ｓ４ｂ）。タイバー１４は、上型６３と下型６１とによってクランプされる。上型６３と下型６１との間に空洞６６が形成される。上型６３と下型６１とによってクランプされるヒートシンク３０の一部は、ヒートシンク３０の突出部３６に相当する。ヒートシンク３０の一部が上型６３と下型６１とによってクランプされることによって、上型６３と下型６１はヒートシンク３０の一部に食いついて、上型６３と下型６１とは、ヒートシンク３０の一部に密着する。
　上型６３と下型６１とを用いてクランプされるヒートシンク３０の一部は、ヒートシンク３０の傾斜側面３３ａ，３４ａを含む。第５側面３３は、傾斜側面３３ａを含む。第６側面３４は、傾斜側面３４ａを含む。第５側面３３の傾斜側面３３ａは、第５側面３３の一部（例えば、第５側面３３のうち突出部３６に含まれる部分）であってもよいし、第５側面３３の全部であってもよい。第５側面３３のうち、上型６３または下型６１の少なくとも一つ（本実施の形態では、上型６３）によってクランプされる部分が、傾斜側面３３ａであればよい。第６側面３４の傾斜側面３４ａは、第６側面３４の一部（例えば、第６側面３４のうち突出部３６に含まれる部分）であってもよいし、第６側面３４の全部であってもよい。第６側面３４のうち、上型６３または下型６１の少なくとも一つ（本実施の形態では、上型６３）によってクランプされる部分が、傾斜側面３４ａであればよい。
　本実施の形態では、ヒートシンク３０の傾斜側面３３ａ，３４ａは、順テーパ側面である。図７に示される工程Ｓ４ｂにおいて金型６０を閉じると、ヒートシンク３０の傾斜側面３３ａ，３４ａは、図１１に示されるように、上型６３によってクランプされる。
　図７及び図１２を参照して、上型６３と下型６１との間に形成される空洞６６に封止樹脂４０ｐを注入する（Ｓ４ｃ）。タイバー１４は、封止樹脂４０ｐに対して堰として機能し、封止樹脂４０ｐが空洞６６から漏れ出すことを防止する。上型６３と下型６１とはヒートシンク３０の一部に密着しているため、封止樹脂４０ｐが空洞６６から漏れ出すことが防止される。
　図７を参照して、封止樹脂４０ｐを硬化させて、パワー半導体素子１５と第１リード端子１２の一部と第２リード端子１３の一部とを封止する封止部材４０を形成する（Ｓ４ｄ）。こうして、パワー半導体素子１５と、第１リード端子１２の一部と、第２リード端子１３の一部とは、封止部材４０で封止される。
　図６を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法は、リードフレーム１０を切断して、タイバー１４を取り除くこと（Ｓ５）を備える。それから、本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法は、第１リード端子１２及び第２リード端子１３を折り曲げること（Ｓ６）を備えてもよい。具体的には、第１リード端子１２のうち封止部材４０から露出している部分と、第２リード端子１３のうち封止部材４０から露出している部分とを、折り曲げる。こうして、パワー半導体モジュール１が得られる。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１及びその製造方法の効果を説明する。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１は、リードフレーム１０と、パワー半導体素子１５と、ヒートシンク３０と、封止部材４０とを備える。リードフレーム１０は、ダイパッド１１と、第１リード端子１２と、第２リード端子１３とを含む。リードフレーム１０は、おもて面１０ａと、おもて面１０ａとは反対側の裏面１０ｂとを有している。パワー半導体素子１５は、ダイパッド１１のおもて面１０ａ上に実装されている。ヒートシンク３０は、ダイパッド１１の裏面１０ｂに取り付けられている。封止部材４０は、パワー半導体素子１５と、第１リード端子１２の一部と、第２リード端子１３の一部とを封止する。封止部材４０は、第１側面４１と、第１側面４１とは反対側の第２側面４２と、第１側面４１と第２側面４２とに接続されている第３側面４３と、第３側面４３とは反対側の第４側面４４とを有している。第１リード端子１２は第１側面４１から突出している。第２リード端子１３は第２側面４２から突出している。ヒートシンク３０は、第３側面４３または第４側面４４の少なくとも一つから突出する突出部３６を含む。ヒートシンク３０は、ダイパッド１１に近位する第１面３１と、第１面３１とは反対側の第２面３２と、第１面３１と第２面３２とを接続する第５側面３３と、第５側面３３とは反対側の第６側面３４とを有している。第５側面３３は、第１側面４１に沿って延在している。第６側面３４は、第１面３１と第２面３２とを接続するとともに、第２側面４２に沿って延在している。第５側面３３の一部と第６側面３４の一部とは、封止部材４０で覆われている。第５側面３３及び第６側面３４のうち封止部材４０から露出している部分は、第１面３１に対して傾斜する傾斜側面３３ａ，３４ａを含む。
　パワー半導体素子１５において発生した熱は、ヒートシンク３０のうち封止部材４０で覆われている部分に加えて、封止部材４０の第３側面４３または第４側面４４の少なくとも一つから突出するヒートシンク３０の突出部３６にも拡げられる。パワー半導体素子１５において発生した熱は、ヒートシンク３０のうち封止部材４０で覆われている部分と突出部３６とが並ぶ方向（第１方向（ｘ方向））に拡げられる。封止部材４０を小型化しつつ、パワー半導体モジュール１の放熱性を向上させることができる。また、パワー半導体モジュール１の放熱性が向上されているため、パワー半導体モジュール１を小型化しても、パワー半導体モジュール１の動作時のパワー半導体モジュール１の温度を、許容温度以下とすることができる。パワー半導体モジュール１を小型化することができる。
　また、上型６３と下型６１とを含む金型６０を閉じたときに、上型６３または下型６１の少なくとも一つ（本実施の形態では、上型６３）はヒートシンク３０の傾斜側面３３ａ，３４ａに確実に接触する。封止樹脂４０ｐがヒートシンク３０の一部上に漏れ出すことが防止され得る。封止部材４０から露出したヒートシンク３０の突出部３６が確実に形成され得る。パワー半導体モジュール１の放熱性を向上させることができる。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１では、傾斜側面３３ａ，３４ａは、順テーパ側面である。
　そのため、パワー半導体素子１５において発生した熱は、第１リード端子１２と第２リード端子１３とが互いに離間されている方向（第２方向（ｙ方向））に拡がりながら、ヒートシンク３０の第１面３１から第２面３２に伝達される。パワー半導体モジュール１の放熱性を向上させることができる。また、パワー半導体モジュール１の放熱性が向上されているため、パワー半導体モジュール１を小型化することができる。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１では、突出部３６に、第１面３１及び第２面３２に達するとともに固定部材５２が挿入される第１貫通孔３７が設けられている。
　そのため、リードフレーム１０は、固定部材５２からより長い距離離れている。リードフレーム１０と固定部材５２との間の絶縁距離を確保することができる。パワー半導体モジュール１は、小型化され得る。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１では、第１貫通孔３７は、固定部材５２の胴部５２ａが収容される第１孔部分３７ａと、固定部材５２のヘッド部５２ｂの全体が収容される第２孔部分３７ｂとを含む。
　固定部材５２を用いてパワー半導体モジュール１を放熱部材５０に取り付ける際に、固定部材５２が電子部品５７に機械的に干渉することが防止され得る。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１は、絶縁伝熱層２５をさらに備える。ヒートシンク３０は、金属で形成されている。第１リード端子１２は、ダイパッド１１から離間されている。絶縁伝熱層２５は、ダイパッド１１の裏面１０ｂと第１リード端子１２の裏面１０ｂとにわたって設けられている。
　そのため、絶縁伝熱層２５は、ダイパッド１１の裏面１０ｂと第１リード端子１２の裏面１０ｂとに金属製のヒートシンク３０を取り付けることを可能にする。金属製のヒートシンク３０は、パワー半導体モジュール１の放熱性を向上させる。また、パワー半導体モジュール１の放熱性が向上されているため、パワー半導体モジュール１を小型化することができる。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１では、突出部３６は、ヒートシンク３０の長手方向（第１方向（ｘ方向））において、第３側面４３または第４側面４４の少なくとも一つから突出している。
　そのため、パワー半導体素子１５において発生した熱は、ヒートシンク３０の長手方向に拡げられる。パワー半導体モジュール１の放熱性をさらに向上させることができる。また、パワー半導体モジュール１の放熱性が向上されているため、パワー半導体モジュール１を小型化することができる。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１では、突出部３６は、第３側面４３及び第４側面４４の両方から突出している。
　そのため、パワー半導体モジュール１の放熱性をさらに向上させることができる。また、パワー半導体モジュール１の放熱性が向上されているため、パワー半導体モジュール１を小型化することができる。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法は、リードフレーム１０のダイパッド１１のおもて面１０ａ上にパワー半導体素子１５を実装することを備える。リードフレーム１０は、ダイパッド１１と、第１リード端子１２と、第２リード端子１３とを含む。リードフレーム１０は、おもて面１０ａと、おもて面１０ａとは反対側の裏面１０ｂとを有している。本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法は、ダイパッド１１の裏面１０ｂにヒートシンク３０を取り付けることと、パワー半導体素子１５と第１リード端子１２の一部と第２リード端子１３の一部とを封止部材４０で封止することとを備える。封止することは、パワー半導体素子１５とヒートシンク３０とが取り付けられたリードフレーム１０を、下型６１上に載置することと、上型６３と下型６１とを用いてヒートシンク３０の一部をクランプすることと、上型６３と下型６１との間に形成される空洞６６に封止樹脂４０ｐを注入すること、封止樹脂４０ｐを硬化させて、パワー半導体素子１５と第１リード端子１２の一部と第２リード端子１３の一部とを封止する封止部材４０を形成することとを含む。
　ヒートシンク３０の一部は、上型６３と下型６１とを用いてクランプされているため、封止部材４０から露出したヒートシンク３０の突出部３６が形成される。パワー半導体素子１５において発生した熱は、ヒートシンク３０のうち封止部材４０で覆われている部分に加えて、封止部材４０から突出するヒートシンク３０の突出部３６にも拡げられる。封止部材４０を小型化しつつ、放熱性が向上されたパワー半導体モジュール１を得ることができる。また、パワー半導体モジュール１の放熱性が向上されているため、パワー半導体モジュール１を小型化しても、パワー半導体モジュール１の動作時のパワー半導体モジュール１の温度を、許容温度以下とすることができる。小型化されたパワー半導体モジュール１を得ることができる。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法では、上型６３と下型６１とを用いてクランプされるヒートシンク３０の一部は、ヒートシンク３０の傾斜側面３３ａ，３４ａを含む。
　そのため、上型６３と下型６１とを含む金型６０を閉じたときに、上型６３または下型６１の少なくとも一つはヒートシンク３０の傾斜側面３３ａ，３４ａに確実に接触する。封止樹脂４０ｐがヒートシンク３０の一部上に漏れ出すことが防止され得る。封止部材４０から露出したヒートシンク３０の突出部３６が確実に形成され得る。また、ヒートシンク３０が傾斜側面３３ａ，３４ａを含むとともに、製造公差を考慮して、ヒートシンク３０の寸法を上型６３及び下型６１によって形成される空洞６６の寸法より大きくすると、上型６３と下型６１とを含む金型６０を閉じたときに、上型６３及び下型６１はヒートシンク３０を押しつぶして、ヒートシンク３０の形状を整える。こうして、パワー半導体モジュール１の製品歩留まりが向上する。
　これに対し、ヒートシンク３０の第５側面３３及び第６側面３４のうち上型６３または下型６１によってクランプされる部分が垂直側面である場合には、垂直側面は上型６３と下型６１とが互いに対向している方向（第３方向（ｚ方向））に沿って延在している。そのため、ヒートシンク３０の寸法が上型６３及び下型６１によって形成される空洞６６の寸法からずれると、封止樹脂４０ｐがヒートシンク３０の一部上に漏れ出してしまう。パワー半導体モジュール１の製造歩留まりが低下する。なお、本明細書において、垂直側面は、第１面３１及び第２面３２に対して垂直な側面を意味する。
　実施の形態２．
　図１３を参照して、実施の形態２のパワー半導体モジュール１ｂを説明する。本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｂは、実施の形態１のパワー半導体モジュール１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で、実施の形態１のパワー半導体モジュール１と異なっている。
　パワー半導体モジュール１ｂでは、傾斜側面３３ａ，３４ａは、逆テーパ側面である。本明細書において、逆テーパ側面は、第１面３１から第２面３２に向かうにつれて、第１リード端子１２と第２リード端子１３とが互いに離間されている方向（第２方向（ｙ方向））において、ダイパッド１１に近づく傾斜側面を意味する。第２面３２の面積は、第１面３１の面積より小さい。ヒートシンク３０は、第１面３１から第２面３２に向かうにつれて先細りとなる形状を有している。
　第２面３２と、第５側面３３のうち第２面３２に近位する第１側面部分３３ｇと、第６側面３４のうち第２面３２に近位する第２側面部分３４ｇとは、封止部材４０から露出している。
　図６、図７、図１４及び図１５を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｂの製造方法の一例を説明する。本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｂの製造方法は、実施の形態１のパワー半導体モジュール１の製造方法と同様の工程を備えているが、主に以下の点で、実施の形態１のパワー半導体モジュール１の製造方法と異なっている。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｂの製造方法では、第５側面３３と第６側面３４とは、各々、第１面３１に対して傾斜する傾斜側面３３ａ，３４ａを含む。ヒートシンク３０の傾斜側面３３ａ，３４ａは、逆テーパ側面である。図７に示される工程Ｓ４ｂにおいて金型６０を閉じると、図１５に示されるように、ヒートシンク３０の傾斜側面３３ａ，３４ａは下型６１によってクランプされる。図１４に示されるように、下型６１は、ヒートシンク３０の第２面３２に加えて、ヒートシンク３０の第１側面部分３３ｇ及び第２側面部分３４ｇにも接触している。そのため、第１側面部分３３ｇと第２側面部分３４ｇとは、封止部材４０から露出する。ヒートシンク３０の第２面３２に封止部材４０のバリが形成されることが防止され得る。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｂは、実施の形態１のパワー半導体モジュール１の効果に加えて、以下の効果を奏する。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｂでは、傾斜側面３３ａ，３４ａは、逆テーパ側面である。
　ヒートシンク３０の逆テーパ側面は、封止部材４０に対してアンカーとして機能する。パワー半導体モジュール１ｂの使用中に、封止部材４０はヒートシンク３０から剥離し難くなる。パワー半導体モジュール１ｂの信頼性が向上する。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｂでは、第２面３２と、第５側面３３のうち第２面３２に近位する第１側面部分３３ｇと、第６側面３４のうち第２面３２に近位する第２側面部分３４ｇとは、封止部材４０から露出している。
　そのため、ヒートシンク３０の第２面３２に封止部材４０のバリが形成されることが防止され得る。ヒートシンク３０を放熱部材５０（図４及び図５を参照）に取り付ける際に、ヒートシンク３０と放熱部材５０との間の熱抵抗が増加することが防止され得る。
　実施の形態３．
　図１６から図１９を参照して、実施の形態３のパワー半導体モジュール１ｃを説明する。本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃは、実施の形態２のパワー半導体モジュール１ｂと同様の構成を備えるが、主に以下の点で、実施の形態２のパワー半導体モジュール１ｂと異なっている。
　図１６及び図１７を参照して、パワー半導体モジュール１ｃでは、第５側面３３の傾斜側面３３ａは、第１面３１に接続されている順テーパ側面部分３３ｅと、第２面３２に接続されている逆テーパ側面部分３３ｆとを含む。順テーパ側面部分３３ｅと逆テーパ側面部分３３ｆとは互いに接続されてもよい。特定的には、第５側面３３は、順テーパ側面部分３３ｅと逆テーパ側面部分３３ｆとを含む傾斜側面３３ａである。すなわち、第５側面３３の全ては、順テーパ側面部分３３ｅと逆テーパ側面部分３３ｆとを含んでもよい。逆テーパ側面部分３３ｆのうち第２面３２に近位する部分は、封止部材４０から露出しており、第５側面３３の第１側面部分３３ｇに相当する。
　第６側面３４の傾斜側面３４ａは、第１面３１に接続されている順テーパ側面部分３４ｅと、第２面３２に接続されている逆テーパ側面部分３４ｆとを含む。順テーパ側面部分３４ｅと逆テーパ側面部分３４ｆとは互いに接続されてもよい。特定的には、第６側面３４は、順テーパ側面部分３４ｅと逆テーパ側面部分３４ｆとを含む傾斜側面３４ａである。すなわち、第６側面３４の全ては、順テーパ側面部分３４ｅと逆テーパ側面部分３４ｆとを含んでもよい。逆テーパ側面部分３４ｆのうち第２面３２に近位する部分は、封止部材４０から露出しており、第６側面３４の第２側面部分３４ｇに相当する。
　ヒートシンク３０は、第３側面４３と第４側面４４とが互いに離間されている方向（第１方向（ｘ方向）、ヒートシンク３０の長手方向）に垂直な断面おいて、例えば、六角形の形状を有している。
　第７側面３５ａと第８側面３５ｂとに達する第２貫通孔３９が、ヒートシンク３０に設けられている。第２貫通孔３９には、水のような冷媒が流れる冷却管７０が挿入される。そのため、パワー半導体素子１５において発生した熱は、パワー半導体モジュール１ｃの外部にさらに放散され得る。
　図１８及び図１９を参照して、ヒートシンク３０は、封止部材４０で覆われている第１領域３０ｐを含む。第１領域３０ｐは、ヒートシンク３０のうち突出部３６に含まれない部分である。第１領域３０ｐは、第１面３１と第５側面３３と第６側面３４とにわたって広がっている。第１領域３０ｐのうち突出部３６に沿う第１縁部３０ｑに、第１の溝３８が設けられている。第１の溝３８は、第１面３１と、第５側面３３と、第６側面３４とに設けられている。具体的には、第１の溝３８は、第１面３１と、順テーパ側面部分３３ｅと、順テーパ側面部分３４ｅとに形成されている。第１の溝３８の開口部３８ａの面積である第１の溝３８の開口面積は、第１の溝３８の底部３８ｂの面積である第１の溝３８の底面積より小さい。
　第１の溝３８は、封止部材４０によって充填されている。封止部材４０のうち第１の溝３８内にある部分４０ｃはアンカーとして機能する。封止部材４０がヒートシンク３０から剥がれることが防止され得る。ヒートシンク３０の熱膨張係数と封止部材４０の熱膨張係数との差に起因して、封止部材４０に熱応力が印加される。この熱応力は、封止部材４０のうち、封止部材４０の短手側面である第３側面４３及び第４側面４４において、最も大きい。第１の溝３８は、封止部材４０のうち熱応力が最も大きく作用する部分に形成されている。そのため、封止部材４０がヒートシンク３０から剥がれることが効果的に防止され得る。
　図６、図７及び図２０から図２４を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃの製造方法の一例を説明する。本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃの製造方法は、実施の形態２のパワー半導体モジュール１ｂの製造方法と同様の工程を備えているが、主に以下の点で、実施の形態２のパワー半導体モジュール１ｂの製造方法と異なっている。
　図２０及び図２１を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃの製造方法では、第５側面３３の傾斜側面３３ａは、第１面３１に接続されている順テーパ側面部分３３ｅと、第２面３２に接続されている逆テーパ側面部分３３ｆとを含む。第６側面３４の傾斜側面３４ａは、第１面３１に接続されている順テーパ側面部分３４ｅと、第２面３２に接続されている逆テーパ側面部分３４ｆとを含む。
　図７に示される工程Ｓ４ｂにおいて金型６０を閉じると、図２１に示されるように、ヒートシンク３０の第１面３１と順テーパ側面部分３３ｅ，３４ｅとは上型６３によってクランプされるとともに、ヒートシンク３０の第２面３２と逆テーパ側面部分３３ｆ，３４ｆとは下型６１によってクランプされる。図２０に示されるように、上型６３と下型６１との間に空洞６６が形成される。
　図２２及び図２３を参照して、ヒートシンク３０に第１の溝３８が設けられている。第１の溝３８は、ヒートシンク３０のうち上型６３に接触する部分３１ｒに沿う帯状領域（第１縁部３０ｑ）に設けられている。帯状領域（第１縁部３０ｑ）は、ヒートシンク３０の第１面３１と、第５側面３３の順テーパ側面部分３３ｅと、第６側面３４の順テーパ側面部分３４ｅとに延在している。第１の溝３８は、空洞６６に連通している。図７に示される工程Ｓ４ｂにおいて上型６３を下型６１に押し付けると、上型６３の一部がヒートシンク３０に食い込む。第１の溝３８の開口部３８ａは変形して、第１の溝３８の開口部３８ａの面積である第１の溝３８の開口面積は、第１の溝３８の底部３８ｂの面積である第１の溝３８の底面積より小さくなる。
　図７及び図２４を参照して、上型６３と下型６１との間に形成される空洞６６に封止樹脂４０ｐを注入する（Ｓ４ｃ）。封止樹脂４０ｐは、空洞６６に充填されるとともに、空洞６６に連通する第１の溝３８にも充填される。図７を参照して、封止樹脂４０ｐを硬化させて、封止部材４０を形成する（Ｓ４ｄ）。第１の溝３８は、封止部材４０によって充填される。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃ及びその製造方法は、実施の形態２のパワー半導体モジュール１ｂ及びその製造方法の効果に加えて、以下の効果を奏する。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃでは、傾斜側面３３ａ，３４ａは、第１面３１に接続されている順テーパ側面部分３３ｅ，３４ｅと、第２面３２に接続されている逆テーパ側面部分３３ｆ，３４ｆとを含む。
　順テーパ側面部分３３ｅ，３４ｅのため、パワー半導体素子１５において発生した熱は、第１リード端子１２と第２リード端子１３とが互いに離間されている方向（第２方向（ｙ方向））に拡げられながら、ヒートシンク３０の第１面３１から第２面３２に向けて伝達する。パワー半導体モジュール１ｃの放熱性を向上させることができる。逆テーパ側面部分３３ｆ，３４ｆは、封止部材４０に対してアンカーとして機能する。パワー半導体モジュール１ｃの使用中に、封止部材４０はヒートシンク３０から剥離し難くなる。パワー半導体モジュール１ｃの信頼性が向上する。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃでは、ヒートシンク３０は、第１面３１と第２面３２とを接続するとともに第５側面３３と第６側面３４とを接続する第７側面３５ａと、第７側面３５ａとは反対側の第８側面３５ｂとを有している。第７側面３５ａは、第１面３１と第２面３２とを接続するとともに第５側面３３と第６側面３４とを接続しており、かつ、第３側面４３に沿って延在している。第８側面３５ｂは、第１面３１と第２面３２とを接続するとともに第５側面３３と第６側面３４とを接続しており、かつ、第４側面４４に沿って延在している。第７側面３５ａと第８側面３５ｂとは封止部材４０から露出している。第７側面３５ａと第８側面３５ｂとに達する第２貫通孔３９が、ヒートシンク３０に設けられている。
　第２貫通孔３９に、水のような冷媒が流れる冷却管７０が挿入され得る。パワー半導体モジュール１ｃの放熱性を向上させることができる。また、ドリルまたはレーザ光を用いて封止部材４０に貫通孔を形成すると、封止部材４０に振動または熱が印加されて、封止部材４０が劣化する。しかし、本実施の形態では、冷却管７０が挿入され得る貫通孔を封止部材４０に形成する必要がない。そのため、封止部材４０の劣化が防止されて、パワー半導体モジュール１ｃの信頼性が向上する。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃでは、ヒートシンク３０は、封止部材４０で覆われている第１領域３０ｐを含む。第１領域３０ｐのうち突出部３６に沿う第１縁部３０ｑに、第１の溝３８が設けられている。第１の溝３８は、封止部材４０によって充填されている。
　ヒートシンク３０の熱膨張係数と封止部材４０の熱膨張係数との差に起因して、封止部材４０に熱応力が印加される。第１の溝３８は、封止部材４０のうち熱応力が最も大きく作用する部分に形成されている。封止部材４０のうち第１の溝３８内にある部分４０ｃは、アンカーとして機能する。封止部材４０がヒートシンク３０から剥がれることが防止され得る。パワー半導体モジュール１ｃの信頼性が向上する。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃでは、第１の溝３８の開口面積は、第１の溝３８の底面積より小さい。
　封止部材４０のうち第１の溝３８内にある部分４０ｃは、アンカーとして機能する。封止部材４０がヒートシンク３０から剥がれることが防止され得る。パワー半導体モジュール１ｃの信頼性が向上する。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃの製造方法では、ヒートシンク３０のうち上型６３に接触する部分３１ｒに沿う帯状領域（第１縁部３０ｑ）に第１の溝３８が設けられている。第１の溝３８は、空洞６６に連通している。
　第１の溝３８内に封止部材４０の一部を形成することができる。封止部材４０のうち第１の溝３８内にある部分４０ｃは、アンカーとして機能する。封止部材４０がヒートシンク３０から剥がれることが防止され得る。パワー半導体モジュール１ｃの信頼性が向上する。
　実施の形態４．
　図４，図５及び図２５から図２９を参照して、実施の形態４のパワー半導体モジュール１ｄを説明する。本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｄは、実施の形態１のパワー半導体モジュール１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で、実施の形態１のパワー半導体モジュール１と異なっている。
　第５側面３３は、傾斜側面３３ａと垂直側面３３ｂとを含む。第６側面３４は、傾斜側面３４ａと垂直側面３４ｂとを含む。垂直側面３３ｂ，３４ｂは、第１面３１及び第２面３２に対して垂直である。図２６に示されるように、第１面３１の平面視において、垂直側面３３ｂは、傾斜側面３３ａよりも奥まっている。第１面３１の平面視において、垂直側面３４ｂは、傾斜側面３４ａよりも奥まっている。垂直側面３３ｂの全体は、封止部材４０で覆われている。垂直側面３４ｂの全体は、封止部材４０で覆われている。
　本実施の形態では、実施の形態３と同様に、封止部材４０で覆われている第１領域３０ｐのうち突出部３６に沿う第１縁部３０ｑに、第１の溝３８が設けられている。具体的には、第１の溝３８は、第１面３１と、垂直側面３３ｂと、垂直側面３４ｂとに設けられている。第１の溝３８は、封止部材４０によって充填されている。
　第２面３２は、第１面３１の平面視において封止部材４０に重なっている第２領域３２ｐを含む。第２領域３２ｐのうち突出部３６に沿う第２縁部３２ｑに、第２の溝８０が設けられている。第２縁部３２ｑは、第２方向（ｙ方向）に沿って延在している。第２の溝８０は、第２方向（ｙ方向）に沿って延在している。第２の溝８０の長手方向は、第２方向（ｙ方向）である。第２の溝８０は、封止部材４０によって充填されている。第１の溝３８は、第２の溝８０に接続されてもよい。第１の溝３８の幅Ｗ1は、第２の溝８０の幅Ｗ2より狭い。第１の溝３８の幅Ｗ1は、第１の溝３８の底部３８ｂ（図１８を参照）の幅である。
　第２領域３２ｐのうち第３側面４３と第４側面４４とが互いに離れている第１方向（ｘ方向）に沿って延在する第３縁部３２ｒに、凹部８１が設けられている。第３縁部３２ｒは、第１方向（ｘ方向）に沿って延在している。凹部８１は、第１方向（ｘ方向）に沿って延在している。凹部８１の長手方向は、第１方向（ｘ方向）である。凹部８１は、封止部材４０によって充填されている。凹部８１は、第２の溝８０に接続されてもよい。
　図４及び図５に示されるように、パワー半導体モジュール１ｄは、放熱部材５０とプリント基板５５とに取り付けられる。
　図６、図７、図３０及び図３１を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｄの製造方法の一例を説明する。本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｄの製造方法は、実施の形態１のパワー半導体モジュール１の製造方法と同様の工程を備えている。
　本実施の形態では、第５側面３３は、傾斜側面３３ａと、垂直側面３３ｂとを含む。垂直側面３３ｂは、傾斜側面３３ａよりも奥まっている。第６側面３４は、傾斜側面３４ａと、垂直側面３４ｂとを含む。垂直側面３４ｂは、傾斜側面３４ａよりも奥まっている。図７に示される工程Ｓ４ｂにおいて金型６０を閉じると、図３１に示されるように、傾斜側面３３ａ，３４ａは上型６３によってクランプされる。これに対し、図７に示される工程Ｓ４ｂにおいて金型６０を閉じても、図３０に示されるように、垂直側面３３ｂ，３４ｂは上型６３から離れている。
　図７を参照して、上型６３と下型６１との間に形成される空洞６６に封止樹脂４０ｐ（図１２を参照）を注入する（Ｓ４ｃ）。封止樹脂４０ｐは、空洞６６に充填されるとともに、空洞６６に連通する第１の溝３８、第２の溝８０及び凹部８１にも充填される。図７を参照して、封止樹脂４０ｐを硬化させて、封止部材４０を形成する（Ｓ４ｄ）。第１の溝３８、第２の溝８０及び凹部８１は、封止部材４０によって充填される。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｄは、実施の形態１のパワー半導体モジュール１の効果に加えて、以下の効果を奏する。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｄでは、ヒートシンク３０は、封止部材４０で覆われている第１領域３０ｐを含む。第１領域３０ｐのうち突出部３６に沿う第１縁部３０ｑに、第１の溝３８が設けられている。第１の溝３８は、封止部材４０によって充填されている。
　封止部材４０のうち第１の溝３８内にある部分４０ｃは、アンカーとして機能する。封止部材４０がヒートシンク３０から剥がれることが防止され得る。パワー半導体モジュール１ｄの信頼性が向上する。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｄでは、第２面３２は、第１面３１の平面視において封止部材４０に重なっている第２領域３２ｐを含む。第２領域３２ｐのうち突出部３６に沿う第２縁部３２ｑに、第２の溝８０が設けられている。第２の溝８０は、封止部材４０によって充填されている。
　封止部材４０のうち第２の溝８０内にある部分は、アンカーとして機能する。封止部材４０がヒートシンク３０から剥がれることが防止され得る。パワー半導体モジュール１ｄの信頼性が向上する。
　例えば、ステップＳ４ｄ（図７を参照）において封止樹脂４０ｐを硬化させて封止部材４０を形成する際に、封止樹脂４０ｐは収縮する。封止樹脂４０ｐの収縮により、第１面３１が凹みかつ第２面３２が膨らむようにヒートシンク３０が反ることがある。図４及び図５に示されるように固定部材５２を用いてヒートシンク３０を放熱部材５０に取り付けると、ヒートシンク３０の反りは放熱部材５０によって矯正される。ヒートシンク３０の反りの矯正に伴って、封止部材４０の第３側面４３及び第４側面４４に応力が印加される。第２の溝８０に封止部材４０が充填されているため、封止部材４０のうち第３側面４３及び第４側面４４に近い部分は、より強固にヒートシンク３０に固定される。上記応力に起因して封止部材４０がヒートシンク３０から剥がれることが防止される。
　本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｄでは、第２面３２は、第１面３１の平面視において封止部材４０に重なっている第２領域３２ｐを含む。第２領域３２ｐのうち第３側面４３と第４側面４４とが互いに離れている方向に沿って延在する第３縁部３２ｒに、凹部８１が設けられている。凹部８１は、封止部材４０によって充填されている。
　封止部材４０のうち凹部８１内にある部分は、アンカーとして機能する。封止部材４０がヒートシンク３０から剥がれることが防止され得る。パワー半導体モジュール１ｄの信頼性が向上する。
　例えば、既に述べたように、固定部材５２を用いてヒートシンク３０を放熱部材５０に取り付けると（図４及び図５を参照）、封止部材４０の第３側面４３及び第４側面４４に応力が印加される。凹部８１に封止部材４０が充填されているため、封止部材４０はより強固にヒートシンク３０に固定される。上記応力に起因して封止部材４０がヒートシンク３０から剥がれることが防止される。
　実施の形態５．
　本実施の形態は、実施の形態１から実施の形態４のいずれかに係るパワー半導体モジュール１，１ｂ，１ｃ，１ｄを電力変換装置に適用したものである。本実施の形態の電力変換装置２００は、特に限定されるものではないが、三相のインバータである場合について以下説明する。
　図３２に示される電力変換システムは、電源１００、電力変換装置２００及び負荷３００から構成される。電源１００は、直流電源であり、電力変換装置２００に直流電力を供給する。電源１００は、特に限定されないが、例えば、直流系統、太陽電池または蓄電池で構成されてもよいし、交流系統に接続された整流回路またはＡＣ／ＤＣコンバータで構成されてもよい。電源１００は、直流系統から出力される直流電力を別の直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータによって構成されてもよい。
　電力変換装置２００は、電源１００と負荷３００の間に接続された三相のインバータであり、電源１００から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷３００に交流電力を供給する。電力変換装置２００は、図３２に示されるように、直流電力を交流電力に変換して出力する主変換回路２０１と、主変換回路２０１を制御する制御信号を主変換回路２０１に出力する制御回路２０３とを備えている。
　負荷３００は、電力変換装置２００から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷３００は、特に限定されるものではないが、各種電気機器に搭載された電動機であり、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車、鉄道車両、エレベーター、または、空調機器向けの電動機として用いられる。
　以下、電力変換装置２００の詳細を説明する。主変換回路２０１は、スイッチング素子（図示せず）と還流ダイオード（図示せず）を備えている。スイッチング素子が電源１００から供給される電圧をスイッチングすることによって、主変換回路２０１は、電源１００から供給される直流電力を交流電力に変換して、負荷３００に供給する。主変換回路２０１の具体的な回路構成は種々のものがあるが、本実施の形態に係る主変換回路２０１は２レベルの三相フルブリッジ回路であり、６つのスイッチング素子とそれぞれのスイッチング素子に逆並列された６つの還流ダイオードとから構成され得る。主変換回路２０１の各スイッチング素子及び各還流ダイオードの少なくともいずれかに、上述した実施の形態１から実施の形態４のいずれかのパワー半導体モジュール１，１ｂ，１ｃ，１ｄが適用され得る。主変換回路２０１を構成するパワー半導体モジュール２０２として、上述した実施の形態１から実施の形態４のいずれかのパワー半導体モジュール１，１ｂ，１ｃ，１ｄが適用され得る。６つのスイッチング素子は２つのスイッチング素子ごとに直列接続され上下アームを構成し、各上下アームはフルブリッジ回路の各相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）を構成する。そして、各上下アームの出力端子、すなわち主変換回路２０１の３つの出力端子は、負荷３００に接続される。
　また、主変換回路２０１は、各スイッチング素子を駆動する駆動回路（図示せず）を備えている。駆動回路は、パワー半導体モジュール２０２に内蔵されてもよいし、パワー半導体モジュール２０２の外部に設けられてもよい。駆動回路は、主変換回路２０１に含まれるスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成して、主変換回路２０１のスイッチング素子の制御電極に駆動信号を供給する。具体的には、制御回路２０３からの制御信号に従い、スイッチング素子をオン状態にする駆動信号とスイッチング素子をオフ状態にする駆動信号とを各スイッチング素子の制御電極に出力する。
　本実施の形態に係る電力変換装置２００では、主変換回路２０１に含まれるパワー半導体モジュール２０２として、実施の形態１から実施の形態４のいずれかに係るパワー半導体モジュール１，１ｂ，１ｃ，１ｄが適用される。そのため、本実施の形態に係る電力変換装置２００は、小型化された封止部材４０を備えるとともに、向上された放熱性を有する。
　本実施の形態では、２レベルの三相インバータに本開示を適用する例を説明したが、これに限られるものではなく、種々の電力変換装置に適用することができる。本実施の形態では２レベルの電力変換装置としたが、３レベルの電力変換装置であってもよいし、マルチレベルの電力変換装置であってもよい。電力変換装置が単相負荷に電力を供給する場合には、単相のインバータに本開示が適用されてもよい。電力変換装置が直流負荷等に電力を供給する場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータまたはＡＣ／ＤＣコンバータに本開示が適用されてもよい。
　本開示が適用された電力変換装置は、負荷が電動機の場合に限定されるものではなく、例えば、放電加工機もしくはレーザー加工機の電源装置、または、誘導加熱調理器もしくは非接触器給電システムの電源装置に組み込まれ得る。本開示が適用された電力変換装置は、太陽光発電システムまたは蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いられ得る。
　今回開示された実施の形態１から実施の形態５はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態１から実施の形態５の少なくとも二つを組み合わせてもよい。本開示の範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
　１，１ｂ，１ｃ，１ｄ　パワー半導体モジュール、１０　リードフレーム、１０ａ　おもて面、１０ｂ　裏面、１１　ダイパッド、１２　第１リード端子、１３　第２リード端子、１４　タイバー、１５　パワー半導体素子、１６　半導体スイッチング素子、１７　フリーホイールダイオード、１８　導電接合部材、２０，２１，２２　導電ワイヤ、２５　絶縁伝熱層、３０　ヒートシンク、３０ｐ　第１領域、３０ｑ　第１縁部、３１　第１面、３１ｒ　部分、３２　第２面、３２ｐ　第２領域、３０ｑ　第２縁部、３０ｒ　第３縁部、３３　第５側面、３３ａ　傾斜側面、３３ｂ　垂直側面、３３ｅ　順テーパ側面部分、３３ｆ　逆テーパ側面部分、３３ｇ　第１側面部分、３４　第６側面、３４ａ　傾斜側面、３４ｂ　垂直側面、３４ｅ　順テーパ側面部分、３４ｆ　逆テーパ側面部分、３４ｇ　第２側面部分、３５ａ　第７側面、３５ｂ　第８側面、３６　突出部、３７　第１貫通孔、３７ａ　第１孔部分、３７ｂ　第２孔部分、３８　第１の溝、３８ａ　開口部、３８ｂ　底部、３９　第２貫通孔、４０　封止部材、４０ｃ　部分、４０ｐ　封止樹脂、４１　第１側面、４２　第２側面、４３　第３側面、４４　第４側面、４５　主面、５０　放熱部材、５０ａ　取り付け面、５１　フィン、５２　固定部材、５２ａ　胴部、５２ｂ　ヘッド部、５５　プリント基板、５６　表面、５７　電子部品、６０　金型、６１　下型、６３　上型、６６　空洞、７０　冷却管、８０　第２の溝、８１　凹部、１００　電源、２００　電力変換装置、２０１　主変換回路、２０２　パワー半導体モジュール、２０３　制御回路、３００　負荷。

Claims (19)

  1. 　ダイパッドと、第１リード端子と、第２リード端子とを含むリードフレームを備え、前記リードフレームは、おもて面と、前記おもて面とは反対側の裏面とを有しており、
    　前記ダイパッドの前記おもて面上に実装されているパワー半導体素子と、
    　前記ダイパッドの前記裏面に取り付けられているヒートシンクと、
    　前記パワー半導体素子と、前記第１リード端子の一部と、前記第２リード端子の一部とを封止する封止部材とを備え、
    　前記封止部材は、第１側面と、前記第１側面とは反対側の第２側面と、前記第１側面と前記第２側面とに接続されている第３側面と、前記第３側面とは反対側の第４側面とを有しており、
    　前記第１リード端子は前記第１側面から突出しており、
    　前記第２リード端子は前記第２側面から突出しており、
    　前記ヒートシンクは、前記第３側面または前記第４側面の少なくとも一つから突出する突出部を含み、
    　前記ヒートシンクは、前記ダイパッドに近位する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する第５側面と、前記第５側面とは反対側の第６側面とを有しており、前記第５側面は前記第１側面に沿って延在しており、前記第６側面は、前記第１面と前記第２面とを接続するとともに前記第２側面に沿って延在しており、
    　前記第５側面の一部と前記第６側面の一部とは、前記封止部材で覆われており、
    　前記第５側面及び前記第６側面のうち前記封止部材から露出している部分は、前記第１面に対して傾斜する傾斜側面を含む、パワー半導体モジュール。
  2. 　前記傾斜側面は、順テーパ側面である、請求項１に記載のパワー半導体モジュール。
  3. 　前記傾斜側面は、逆テーパ側面である、請求項１に記載のパワー半導体モジュール。
  4. 　前記傾斜側面は、前記第１面に接続されている順テーパ側面部分と、前記第２面に接続されている逆テーパ側面部分とを含む、請求項１に記載のパワー半導体モジュール。
  5. 　前記第２面と、前記第５側面のうち前記第２面に近位する第１側面部分と、前記第６側面のうち前記第２面に近位する第２側面部分とは、前記封止部材から露出している、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール。
  6. 　前記突出部に、前記第１面及び前記第２面に達するとともに固定部材が挿入される第１貫通孔が設けられている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール。
  7. 　前記第１貫通孔は、前記固定部材の胴部が収容される第１孔部分と、前記固定部材のヘッド部の全体が収容される第２孔部分とを含む、請求項６に記載のパワー半導体モジュール。
  8. 　前記ヒートシンクは、前記第１面と前記第２面とを接続するとともに前記第５側面と前記第６側面とを接続する第７側面と、前記第７側面とは反対側の第８側面とを有しており、前記第７側面は、前記第１面と前記第２面とを接続するとともに前記第５側面と前記第６側面とを接続しており、かつ、前記第３側面に沿って延在しており、前記第８側面は、前記第１面と前記第２面とを接続するとともに前記第５側面と前記第６側面とを接続しており、かつ、前記第４側面に沿って延在しており、
    　前記第７側面と前記第８側面とは前記封止部材から露出しており、
    　前記第７側面と前記第８側面とに達する第２貫通孔が、前記ヒートシンクに設けられている、請求項１に記載のパワー半導体モジュール。
  9. 　前記ヒートシンクは、前記封止部材で覆われている第１領域を含み、
    　前記第１領域のうち前記突出部に沿う第１縁部に、第１の溝が設けられており、
    　前記第１の溝は、前記封止部材によって充填されている、請求項１に記載のパワー半導体モジュール。
  10. 　前記第１の溝の開口面積は、前記第１の溝の底面積より小さい、請求項９に記載のパワー半導体モジュール。
  11. 　前記第２面は、前記第１面の平面視において前記封止部材に重なっている第２領域を含み、
    　前記第２領域のうち前記突出部に沿う第２縁部に、第２の溝が設けられており、
    　前記第２の溝は、前記封止部材によって充填されている、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール。
  12. 　前記第２面は、前記第１面の平面視において前記封止部材に重なっている第２領域を含み、
    　前記第２領域のうち前記第３側面と前記第４側面とが互いに離れている方向に沿って延在する第３縁部に、凹部が設けられており、
    　前記凹部は、前記封止部材によって充填されている、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール。
  13. 　絶縁伝熱層をさらに備え、
    　前記ヒートシンクは、金属で形成されており、
    　前記第１リード端子は、前記ダイパッドから離間されており、
    　前記絶縁伝熱層は、前記ダイパッドの前記裏面と前記第１リード端子の前記裏面とにわたって設けられている、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール。
  14. 　前記突出部は、前記ヒートシンクの長手方向において、前記第３側面または前記第４側面の少なくとも一つから突出している、請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール。
  15. 　前記突出部は、前記第３側面及び前記第４側面の両方から突出している、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール。
  16. 　リードフレームのダイパッドのおもて面上にパワー半導体素子を実装することを備え、前記リードフレームは、前記ダイパッドと、第１リード端子と、第２リード端子とを含み、前記リードフレームは、前記おもて面と、前記おもて面とは反対側の裏面とを有しており、
    　前記ダイパッドの前記裏面にヒートシンクを取り付けることと、
    　前記パワー半導体素子と前記第１リード端子の一部と前記第２リード端子の一部とを封止部材で封止することとを備え、
    　前記封止することは、
    　　前記パワー半導体素子と前記ヒートシンクとが取り付けられた前記リードフレームを、下型上に載置することと、
    　　上型と前記下型とを用いて前記ヒートシンクの一部をクランプすることと、
    　　前記上型と前記下型との間に形成される空洞に封止樹脂を注入すること、
    　　前記封止樹脂を硬化させて、前記パワー半導体素子と前記第１リード端子の一部と前記第２リード端子の一部とを封止する前記封止部材を形成することとを含む、パワー半導体モジュールの製造方法。
  17. 　前記上型と前記下型とを用いてクランプされる前記ヒートシンクの前記一部は、前記ヒートシンクの傾斜側面を含む、請求項１６に記載のパワー半導体モジュールの製造方法。
  18. 　前記ヒートシンクのうち前記上型に接触する部分に沿う帯状領域に第１の溝が設けられており、
    　前記第１の溝は、前記空洞に連通している、請求項１６または請求項１７に記載のパワー半導体モジュールの製造方法。
  19. 　請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の前記パワー半導体モジュールを有し、かつ、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
    　前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路とを備える、電力変換装置。
PCT/JP2021/041743 2020-11-17 2021-11-12 パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置 WO2022107697A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022563727A JPWO2022107697A1 (ja) 2020-11-17 2021-11-12
CN202180076195.6A CN116438655A (zh) 2020-11-17 2021-11-12 功率半导体模块及其制造方法以及电力转换装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-190740 2020-11-17
JP2020190740 2020-11-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022107697A1 true WO2022107697A1 (ja) 2022-05-27

Family

ID=81708039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/041743 WO2022107697A1 (ja) 2020-11-17 2021-11-12 パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2022107697A1 (ja)
CN (1) CN116438655A (ja)
WO (1) WO2022107697A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08264687A (ja) * 1995-03-27 1996-10-11 Nec Corp 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法
JPH1145962A (ja) * 1997-07-28 1999-02-16 Nec Corp 半導体装置、その製造方法
JP2001352008A (ja) * 2000-06-08 2001-12-21 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP2003258141A (ja) * 2002-02-27 2003-09-12 Nec Compound Semiconductor Devices Ltd 電子部品及びその製造方法
JP2012243890A (ja) * 2011-05-18 2012-12-10 Denso Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2016092184A (ja) * 2014-11-04 2016-05-23 トヨタ自動車株式会社 パワーモジュール
JP2019083349A (ja) * 2011-09-08 2019-05-30 ローム株式会社 半導体装置
WO2020157965A1 (ja) * 2019-02-01 2020-08-06 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法ならびに電力変換装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08264687A (ja) * 1995-03-27 1996-10-11 Nec Corp 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法
JPH1145962A (ja) * 1997-07-28 1999-02-16 Nec Corp 半導体装置、その製造方法
JP2001352008A (ja) * 2000-06-08 2001-12-21 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP2003258141A (ja) * 2002-02-27 2003-09-12 Nec Compound Semiconductor Devices Ltd 電子部品及びその製造方法
JP2012243890A (ja) * 2011-05-18 2012-12-10 Denso Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2019083349A (ja) * 2011-09-08 2019-05-30 ローム株式会社 半導体装置
JP2016092184A (ja) * 2014-11-04 2016-05-23 トヨタ自動車株式会社 パワーモジュール
WO2020157965A1 (ja) * 2019-02-01 2020-08-06 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法ならびに電力変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022107697A1 (ja) 2022-05-27
CN116438655A (zh) 2023-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109727960B (zh) 半导体模块、其制造方法以及电力变换装置
JP2007184315A (ja) 樹脂封止型パワー半導体モジュール
JP7014012B2 (ja) 半導体装置、半導体装置の製造方法および電力変換装置
JP6752381B1 (ja) 半導体モジュールおよび電力変換装置
JPWO2020157965A1 (ja) 半導体装置およびその製造方法ならびに電力変換装置
CN111052325B (zh) 半导体模块以及电力转换装置
JP6952889B2 (ja) パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置
JP6575739B1 (ja) 半導体装置、半導体装置の製造方法および電力変換装置
WO2022107697A1 (ja) パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置
JP7091878B2 (ja) パワーモジュール、電力変換装置、及びパワーモジュールの製造方法
JP7094447B2 (ja) パワーモジュール及び電力変換装置
JP7053897B2 (ja) 半導体装置、半導体装置の製造方法及び電力変換装置
CN114530435A (zh) 功率半导体模块及电力转换装置
JP7026823B2 (ja) 半導体装置、電力変換装置及び半導体装置の製造方法
WO2021038688A1 (ja) 電力用半導体装置、電力用半導体装置の製造方法および電力変換装置
US11887903B2 (en) Power semiconductor device, method for manufacturing power semiconductor device, and power conversion apparatus
WO2023022001A1 (ja) パワーモジュールおよび電力変換装置
WO2022239154A1 (ja) パワーモジュールおよび電力変換装置
JP7019024B2 (ja) 半導体装置及び電力変換装置
WO2022138200A1 (ja) パワー半導体装置およびその製造方法ならびに電力変換装置
WO2021235256A1 (ja) 半導体装置及びその製造方法並びに電力変換装置
JP2022070483A (ja) パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置
JP2022067375A (ja) 電力用半導体装置およびその製造方法ならびに電力変換装置
CN114284226A (zh) 半导体装置、半导体装置的制造方法及电力变换装置
CN117438386A (zh) 半导体装置、半导体装置的制造方法及电力转换装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21894571

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022563727

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21894571

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1