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公開番号2025012446
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023115291
出願日2023-07-13
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 20060101AFI20250117BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】外部端子およびボンディングワイヤーの温度上昇を抑制する。
【解決手段】半導体モジュールは、放熱板と、放熱板の一方の面上に配置され、半導体チップが設けられる第1絶縁基板と、第1絶縁基板を囲む枠状のケースと、ケースの内外にわたり設けられ、ボンディングワイヤーを介して半導体チップに電気的に接続される複数の外部端子と、放熱板と複数の外部端子との間に配置され、ケースよりも高い熱伝導性を有する少なくとも1つの第2絶縁基板と、を備え、少なくとも1つの第2絶縁基板と放熱板の一方の面とは、熱伝導性の接合材により互いに接合され、複数の外部端子のそれぞれと少なくとも1つの第2絶縁基板とは、圧入により互いに接合される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
放熱板と、
前記放熱板の一方の面上に配置され、半導体チップが設けられる第１絶縁基板と、
前記第１絶縁基板を囲む枠状のケースと、
前記ケースの内外にわたり設けられ、ボンディングワイヤーを介して前記半導体チップに電気的に接続される複数の外部端子と、
前記放熱板と前記複数の外部端子との間に配置され、前記ケースよりも高い熱伝導性を有する少なくとも１つの第２絶縁基板と、を備え、
前記少なくとも１つの第２絶縁基板と前記放熱板の一方の面とは、熱伝導性の接合材により互いに接合され、
前記複数の外部端子のそれぞれと前記少なくとも１つの第２絶縁基板とは、圧入により互いに接合される、
半導体モジュール。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記少なくとも１つの第２絶縁基板は、複数の第２絶縁基板であり、
前記複数の第２絶縁基板のそれぞれは、
絶縁板と、
前記絶縁板の一方の面上に配置され、前記放熱板の一方の面に前記接合材により接合される第１導体と、
前記絶縁板の他方の面上に配置され、前記複数の外部端子の外部端子ごとに分離された少なくとも１つの第２導体と、を有する、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記複数の第２絶縁基板は、前記複数の外部端子の外部端子ごとに分離されている、
請求項２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記少なくとも1つの第２絶縁基板は、１つの第２絶縁基板であり、
前記１つの第２絶縁基板は、
絶縁板と、
前記絶縁板の一方の面上に配置され、前記放熱板の一方の面に前記接合材により接合される第１導体と、
前記絶縁板の他方の面上に配置され、前記複数の外部端子の外部端子ごとに分離された複数の第２導体と、を有する、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記ケースおよび前記放熱板は、接着剤により互いに接合される、
請求項２または４に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第２絶縁基板は、前記第１絶縁基板と同一の層構成を有する、
請求項２または４に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記複数の外部端子のそれぞれは、前記少なくとも１つの第２絶縁基板に向けて突出する突起を有し、
前記少なくとも１つの第２絶縁基板は、前記突起に圧入により嵌め合う凹部を有する、
請求項２または４に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記凹部は、前記少なくとも１つの第２絶縁基板の第２導体を貫通する孔または切欠きを用いて構成される、
請求項７に記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記突起の突出長さは、前記少なくとも１つの第２絶縁基板の第２導体の厚さ以下である、
請求項７に記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
前記複数の外部端子のそれぞれは、金属板の曲げ加工により形成される、
請求項７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】
本開示は、半導体モジュールに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１、２に開示されるように、パワー半導体モジュールに代表される半導体モジュールは、一般に、半導体チップが設けられる絶縁基板と、絶縁基板を収容するケースと、半導体チップに電気的に接続される複数の外部端子と、を備える。
【０００３】
特許文献１では、筐体（ケース）に固定される主端子（外部端子）が筐体内においてボンディングワイヤーを介して半導体チップまたは絶縁基板に電気的に接続される。また、特許文献１では、銅またはアルミニウム等の熱伝導性に優れたベース板上に絶縁基板が配置されており、主端子とベース板との間の領域の熱抵抗を低減するため、ベース板と主端子との間には、高放熱性絶縁体が配置される。この高放熱性絶縁体は、インサート成形により主端子とともに筐体に固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－５１２９号公報
国際公開第２０１４／０６１２１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のモジュールでは、主端子および高放熱性絶縁体がこれらの組立時に非接触状態となりやすいので、主端子とベース板との間の熱抵抗を十分に低減することができない場合がある。このため、特許文献１に記載のモジュールでは、主端子およびボンディングワイヤーが過昇温するおそれがある。
【０００６】
以上の事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、外部端子およびボンディングワイヤーの温度上昇を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、本開示の好適な態様に係る半導体モジュールは、放熱板と、前記放熱板の一方の面上に配置され、半導体チップが設けられる第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板を囲む枠状のケースと、前記ケースの内外にわたり設けられ、ボンディングワイヤーを介して前記半導体チップに電気的に接続される複数の外部端子と、前記放熱板と前記複数の外部端子との間に配置され、前記ケースよりも高い熱伝導性を有する少なくとも１つの第２絶縁基板と、を備え、前記少なくとも１つの第２絶縁基板と前記放熱板の一方の面とは、熱伝導性の接合材により互いに接合され、前記複数の外部端子のそれぞれと前記少なくとも１つの第２絶縁基板とは、圧入により互いに接合される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る半導体モジュールの分解斜視図である。
第１実施形態に係る半導体モジュールの断面図である。
第１実施形態における外部端子の斜視図である。
第１実施形態における外部端子と第２絶縁基板との接合を説明するための図である。
複数の外部端子が固定されたケースの底面図である。
第２実施形態に係る半導体モジュールの分解斜視図である。
変形例１における外部端子の斜視図である。
変形例１における外部端子と第２絶縁基板との接合を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本開示に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。
【００１０】
１．第１実施形態
１－１．半導体モジュールの全体構成
図１は、第１実施形態に係る半導体モジュール１０の分解斜視図である。図２は、第１実施形態に係る半導体モジュール１０の断面図である。図２では、Ｘ軸に直交する平面で半導体モジュール１０の一部を切断した断面が示される。
（【００１１】以降は省略されています）

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