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公開番号2024125806
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-19
出願番号2023033883
出願日2023-03-06
発明の名称半導体モジュール
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人旺知国際特許事務所
主分類H01L 25/07 20060101AFI20240911BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体チップの電流経路における電気抵抗の不均一を低減する。
【解決手段】半導体モジュール100は、制御電極G-1と主電極E-1とが頂面T-1に設置された半導体チップ30-1と、制御電極G-2と主電極E-2とが頂面T-2に設置された半導体チップ30-2と、主電極E-1および主電極E-2に対向し、かつ、主電極E-1および主電極E-2に電気的に接続された板状の配線部材40とを具備し、半導体チップ30-1は、平面視で半導体チップ30-2のX1方向に位置し、制御電極G-1は、頂面T-1のうちX1方向に位置する周縁と主電極E-1との間に設置され、制御電極G-2は、頂面T-2のうちX1方向とは反対のX2方向に位置する周縁と主電極E-2との間に設置される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１制御電極と第１主電極とが第１頂面に設置された第１半導体チップと、
第２制御電極と第２主電極とが第２頂面に設置された第２半導体チップと、
前記第１主電極および前記第２主電極に対向し、かつ、前記第１主電極および前記第２主電極に電気的に接続された板状の配線部材とを具備し、
前記第１半導体チップは、平面視で前記第２半導体チップの第１方向に位置し、
前記第１制御電極は、前記第１頂面のうち前記第１方向に位置する周縁と前記第１主電極との間に設置され、
前記第２制御電極は、前記第２頂面のうち前記第１方向とは反対の第２方向に位置する周縁と前記第２主電極との間に設置される
半導体モジュール。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１制御電極および前記第２制御電極は、平面視で前記配線部材に重複しない
請求項１の半導体モジュール。
【請求項３】
前記第１主電極に接合された第１補助ワイヤと、
前記第２主電極に接合された第２補助ワイヤとをさらに具備し、
前記配線部材は、
前記第１主電極と前記第１補助ワイヤとが接合される箇所に対応する第１切欠部と、
前記第２主電極と前記第２補助ワイヤとが接合される箇所に対応する第２切欠部と
を含む請求項１の半導体モジュール。
【請求項４】
前記第１主電極と前記配線部材との間に設置された第１導電スペーサと、
前記第２主電極と前記配線部材との間に設置された第２導電スペーサと
をさらに具備する請求項１の半導体モジュール。
【請求項５】
前記第１半導体チップの高さと前記第２半導体チップの高さとは同一であり、
前記第１導電スペーサのサイズと前記第２導電スペーサのサイズとは同一である
請求項４の半導体モジュール。
【請求項６】
前記第１半導体チップと前記第２半導体チップと前記配線部材とを封止する封止材
をさらに具備し、
前記配線部材は、貫通孔を有する
請求項１の半導体モジュール。
【請求項７】
第３制御電極と第３主電極とが第３頂面に設置された第３半導体チップと、
第４制御電極と第４主電極とが第４頂面に設置された第４半導体チップと
をさらに具備し、
前記第３半導体チップは、平面視で前記第１半導体チップの第３方向に位置し、
前記第４半導体チップは、平面視で前記第２半導体チップの前記第３方向に位置し、
前記第３方向は、前記第１方向および前記第２方向に直交する方向であり、
前記配線部材は、前記第３主電極および前記第４主電極に対向し、かつ、前記第３主電極および前記第４主電極に電気的に接続される
請求項１の半導体モジュール。
【請求項８】
前記第３制御電極は、前記第３頂面のうち前記第１方向に位置する周縁と前記第３主電極との間に設置され、
前記第４制御電極は、前記第４頂面のうち前記第２方向に位置する周縁と前記第４主電極との間に設置される
請求項７の半導体モジュール。
【請求項９】
前記第１制御電極と前記第３制御電極とに接合された第１制御ワイヤと、
前記第２制御電極と前記第４制御電極とに接合された第２制御ワイヤと
をさらに具備する請求項８の半導体モジュール。
【請求項１０】
絶縁基板と、
前記絶縁基板に設置された第１導電パターンおよび第２導電パターンと
をさらに具備し、
前記第１半導体チップと前記第２半導体チップと前記第３半導体チップと前記第４半導体チップとは、前記第１導電パターンに接合され、
前記配線部材のうち前記第３方向の端部は、前記第２導電パターンに接合される
請求項７から請求項９の何れか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】
本開示は、半導体モジュールに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）またはＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等の半導体チップを利用した半導体モジュールが従来から提案されている（例えば特許文献１から特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－０７２２９３号公報
特開２０１８－０６１０６６号公報
特開２００６－００２８８５号公報
特開２０１５－１７０７３１号公報
国際公開第２０１８／１８５９７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
各半導体チップの主電極は一般的に、複数のワイヤを介して、例えば導電パターン等の導電体に電気的に接続される。以上の構成において、複数のワイヤの各々の全長は相違する。したがって、各ワイヤの電気抵抗が不均一となり、結果的に通電時の発熱量がワイヤ毎に相違し得る。すなわち、局所的に発熱が顕著となる箇所が発生し得る。以上の事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、半導体チップの電流経路における電気抵抗の不均一を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本開示のひとつの態様に係る半導体モジュールは、第１制御電極と第１主電極とが第１頂面に設置された第１半導体チップと、第２制御電極と第２主電極とが第２頂面に設置された第２半導体チップと、前記第１主電極および前記第２主電極に対向し、かつ、前記第１主電極および前記第２主電極に電気的に接続された板状の配線部材とを具備し、前記第１半導体チップは、平面視で前記第２半導体チップの第１方向に位置し、前記第１制御電極は、前記第１頂面のうち前記第１方向に位置する周縁と前記第１主電極との間に設置され、前記第２制御電極は、前記第２頂面のうち前記第１方向とは反対の第２方向に位置する周縁と前記第２主電極との間に設置される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態に係る半導体モジュールの平面図である。
図１におけるII-II線の断面図である。
図１におけるIII-III線の断面図である。
配線部材を省略した平面図である。
対比例に係る半導体モジュールの平面図である。
第２実施形態に係る半導体モジュールの平面図である。
図６におけるVII-VII線の断面図である。
第３実施形態にける半導体モジュールの平面図である。
第３実施形態における半導体ユニットの平面図である。
変形例における半導体モジュールの平面図である。
変形例における半導体モジュールの断面図である。
変形例における半導体モジュールの断面図である。
変形例における半導体モジュールの断面図である。
変形例における半導体モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、各図面においては、各要素の寸法および縮尺が実際の製品とは相違する場合がある。また、以下に説明する形態は、本開示を実施する場合に想定される例示的な一形態である。したがって、本開示の範囲は、以下に例示する形態には限定されない。
【０００８】
Ａ：第１実施形態
図１は、第１実施形態における半導体モジュール１００の平面図である。図２は、図１におけるII-II線の断面図であり、図３は、図１におけるIII-III線の断面図である。第１実施形態の半導体モジュール１００は、例えばインバータ回路等の電力変換装置を構成するパワー半導体装置である。
【０００９】
なお、以下の説明においては、相互に直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とを想定する。Ｘ軸に沿う一方向をＸ1方向と表記し、Ｘ1方向の反対の方向をＸ2方向と表記する。Ｘ1方向は「第１方向」の一例であり、Ｘ2方向は「第２方向」の一例である。同様に、Ｙ軸に沿う一方向をＹ1方向と表記し、Ｙ1方向の反対の方向をＹ2方向と表記する。Ｙ1方向は「第３方向」の一例である。また、Ｚ軸に沿う一方向をＺ1方向と表記し、Ｚ1方向の反対の方向をＺ2方向と表記する。半導体モジュール１００の任意の要素をＺ軸の方向（Ｚ1方向またはＺ2方向）に沿って視認することを以下では「平面視」と表記する。
【００１０】
なお、実際に使用される場面では、半導体モジュール１００は任意の方向に設置され得るが、以下の説明においては便宜的に、Ｚ1方向を下方と想定し、Ｚ2方向を上方と想定する。したがって、半導体モジュール１００の任意の要素のうちＺ1方向に向く表面が「下面」または「底面」と表記され、当該要素のうちＺ2方向に向く表面が「上面」または「頂面」と表記される場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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