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公開番号2024072092
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-27
出願番号2022182725
出願日2022-11-15
発明の名称半導体モジュール及び半導体装置
出願人富士電機株式会社
代理人インフォート弁理士法人,個人,個人,個人
主分類H01L 23/12 20060101AFI20240520BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】配線板の導体パターンと端子とを接合材で接合する際に接合材と端子との接合面積を十分に確保でき、かつ接合材の濡れ広がりを抑制することができるようにする。
【解決手段】半導体モジュール(2)は、配線板(5)と、接合材(S4)により配線板の導体パターン(504)と接合される端子(8C)とを備え、端子は、下面が導体パターンと向かい合う第1の部位(800)と、導体パターンから遠ざかる方向に延伸する第2の部位(850)と、前記第1の部位と前記第2の部位とを接続する接続部位(890)と、を含み、端子の第1の部位は、下面(812)から上面(811)まで貫通する溝(802)又は貫通穴(830)によって分岐されることで、各々が前記接続部位側の端部(810)から反対側の端部(801)に向かって延伸する複数の歯部(820、821)を有し、接合材の一部が、第1の部位の隣接する歯部の間に進入している。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
絶縁基板上に導体パターンが配置された配線板と、
接合材により前記導体パターンと接合される端子とを備え、
前記端子は、下面が前記導体パターンと向かい合う第1の部位と、前記導体パターンから遠ざかる方向に延伸する第2の部位と、前記第1の部位と前記第2の部位とを接続する接続部位と、を含み、
前記端子の前記第1の部位は、前記下面から前記下面とは反対側の上面まで貫通する溝又は貫通穴によって分岐されることで、各々が前記接続部位側の端部から反対側の端部に向かって延伸する複数の歯部を有し、
前記接合材の一部が、前記第1の部位の隣接する歯部の間に進入している
半導体モジュール。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記第1の部位は、前記接続部位側の端部から、前記反対側の端部まで延伸する前記溝によって分岐させた第1の歯部と第2の歯部とを有する
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項3】
前記第1の部位の前記複数の歯部は、前記接続部位側の端部からの延伸方向が2通り以上である
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項4】
前記第1の部位における隣接する2つの歯部は、前記第1の部位における前記接続部位側の端部から遠ざかるにつれて前記2つの歯部の間隙が広くなる第1の区間と、遠ざかるにつれて前記2つの歯部の間隙が狭くなる第2の区間とを有する
請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項5】
前記第1の部位の前記複数の歯部のうちの隣接する2つの歯部の互いに向かい合う壁面が、単一の平面ではない
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項6】
前記端子における前記第1の部位は、前記接続部位から前記導体パターンの上面に沿った方向に延伸しており、
前記溝は、前記接続部位を2つに分離し、かつ最奥部が前記接続部位と前記第2の部位との境界を越えて前記第2の部位に延伸している
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項7】
前記第1の部位における隣接する2つの歯部は、前記下面から前記上面に向かうにつれて間隙が変化する
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項8】
前記隣接する2つの歯部は、前記下面から前記上面に向かうにつれて間隙が狭くなる
請求項7に記載の半導体モジュール。
【請求項9】
前記接合材は、前記第1の部位における隣接する2つの歯部の間に進入した部分の前記導体パターンから上端までの高さが、前記第1の部位の外周側面における前記導体パターンから上端までの高さよりも高い
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項10】
前記接合材とは別個の接合材により、前記絶縁基板上に配置された前記導体パターンとは別の導体パターンと接続される、前記端子とは別の端子と、
前記別の導体パターン上に、前記別の端子の外周側面に沿って延伸するように配置された導電ワイヤとを更に備え、
前記別の端子と前記別の導体パターンとを接合する前記接合材は、前記導電ワイヤにより前記別の導体パターン上での濡れ広がりが抑制される
請求項1に記載の半導体モジュール。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、インバータ装置等に用いられる半導体モジュール及び半導体装置に関する。
続きを表示(約 1,400 文字)【背景技術】
【0002】
インバータ装置等の電力変換装置には、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、FWD(Free Wheeling Diode)等の半導体素子を搭載した回路板を有する半導体装置を備えるものがある。回路板は、絶縁基板の表面に導体パターンが設けられた配線板と、配線板上に配置される半導体素子等の回路部品とを含む。
【0003】
この種の半導体装置には、はんだ等の接合材により、配線板の導体パターン上に側面視でL字形の端子が接合されているものがある。それらの半導体装置においては、配線板の導体パターンの端部まで接合材が濡れ広がることにより、接合工程の冷却時に、配線板の導体パターン及び接合材と、配線板の絶縁基板との線膨張係数の差に起因する応力が接合材と絶縁基板との界面に集中することにより絶縁基板にクラックが発生する。
【0004】
上述したクラックの発生を抑制する方法の1つとして、例えば、特許文献1には、接合部と立ち上がり部とを有し、接合部が絶縁回路基板に接合されている電極端子を、接合部の幅が立ち上がり部の幅よりも大きい形状にした半導体装置が記載されている。
【0005】
また、例えば、特許文献2には、導体パターンに対して硬ろう材を介して接合した電極端子が、導体パターンにおける単位面積当たりの熱容量よりも大きい単位面積当たりの熱容量を有するようにした半導体装置が記載されている。
【0006】
また、例えば、特許文献3には、ケースに固定される固定部と、ケース内において配線基板にはんだにより接合された平面部とを有する電極端子が、平面部の上面に凹部が設けられ、平面部の下面から凹部の底面に達する貫通孔が設けられており、はんだが貫通孔内と凹部と底面上にも延在するようにした半導体装置が記載されている。
【0007】
また、例えば、特許文献4には、先端部が複数の並行した突片として叉状にされており、突片とはんだ付けされる基盤回路面との間に間隔を生じさせる段差が形成されたはんだ付け端子が記載されている。
【0008】
また、例えば、特許文献5には、外装樹脂ケースにインサート成形した端子フレームの終端からケース内方に引き出したインナリード脚片を回路ブロックの基板上にはんだ付けした半導体装置が記載されている。
【0009】
また、例えば、特許文献6には、一端が信号パッドにはんだ層を介して接合された信号端子に、他端側からはんだ層に隣接する凹部が設けられており、凹部の底面に信号端子の長手方向に沿って溝が形成されている半導体装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
特開2015-201505号公報
国際公開第2017/208941号
特開2015-90965号公報
特開昭60-236467号公報
特開平10-173126号公報
特開2020-113582号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
(【0011】以降は省略されています)

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