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公開番号2025012692
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023115727
出願日2023-07-14
発明の名称半導体モジュールおよびその製造方法
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】半導体モジュールにおいて接続端子が変位する可能性を低減する。
【解決手段】半導体モジュール100は、実装基板30と、実装基板30に設置された半導体チップ40と、実装基板30に設置された筒状の支持導電体61と、実装基板30と半導体チップ40と支持導電体61とを収容する収容部20と、支持導電体61に圧入された第1端部と収容部20から突出する第2端部とを含み、半導体チップ40に電気的に接続された接続端子62と、支持導電体61の内壁面と接続端子62の外壁面との間に位置し、支持導電体62と接続端子62とを接合する導電性の接合部とを具備する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
実装基板と、
前記実装基板に設置された半導体チップと、
前記実装基板に設置された筒状の支持導電体と、
前記実装基板と前記半導体チップと前記支持導電体とを収容する収容部と、
前記支持導電体に圧入された第１端部と前記収容部から突出する第２端部とを含み、前記半導体チップに電気的に接続された接続端子と、
前記支持導電体の内壁面と前記接続端子の外壁面との間に位置し、前記支持導電体と前記接続端子とを接合する導電性の第１接合部と
を具備する半導体モジュール。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１接合部の固相温度は、当該半導体モジュールが使用される最大環境温度を上回る
請求項１の半導体モジュール。
【請求項３】
前記第１接合部の液相温度は、当該半導体チップの最大ジャンクション温度を下回る
請求項１または請求項２の半導体モジュール。
【請求項４】
前記支持導電体は、第２接合部により前記実装基板に接合され、
前記第１接合部の液相温度は、前記第２接合部の固相温度を下回る
請求項１の半導体モジュール。
【請求項５】
前記収容部は、
前記実装基板と前記半導体チップと前記支持導電体とを包囲する筐体と、
前記筐体の内部空間に充填された封止体とを含み、
前記封止体は前記筐体よりも軟質である
請求項１の半導体モジュール。
【請求項６】
前記第１接合部は、前記接続端子のうち前記第１端部を含む一部に形成され、
前記第２端部は前記第１接合部から露出する
請求項１の半導体モジュール。
【請求項７】
半導体チップと筒状の支持導電体とを実装基板に設置する実装工程と、
接続端子の第１端部が前記支持導電体に圧入され、かつ、前記実装基板と前記半導体チップと前記支持導電体とを収容する収容部から前記接続端子の第２端部が突出する状態において、前記支持導電体の内壁面と前記接続端子の外壁面との間の第１接合部により、前記支持導電体と前記接続端子とを接合する接合工程と
を含む半導体モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記接合工程の実施前に、前記第１接合部となる接合材が形成された前記第１端部を前記支持導電体に圧入する圧入工程をさらに含み、
前記接合工程においては、前記接合材を溶融および固化することで前記第１接合部を形成する
請求項７の半導体モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記接合材は、前記接続端子のうち前記収容部の内側の部分に設置され、
前記接続端子のうち前記収容部の外側の部分は前記接合材から露出する
請求項８の半導体モジュールの製造方法。
【請求項１０】
当該半導体モジュールを加熱した状態で検査する検査工程を含み、
前記接合工程は、前記検査工程における前記半導体モジュールの加熱により前記接合材を溶融および固化する工程である
請求項８または請求項９の半導体モジュールの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体モジュールおよびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体チップを外部装置に電気的に接続するための接続端子が外装面から突出する構造の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には、半導体素子が実装される回路パターンに固定される筒状電極と、筒状電極に挿入された接続端子とを具備する電力用半導体装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－１６５８３６号公報
特開２０１３－１２５８０３号公報
特開２０１０－０２７８１３号公報
特開２０１０－１２９６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
接続端子には配線基板等の外部装置が接合される。したがって、外部装置からの外力が接続端子に作用し、結果的に接続端子が筒状電極に対して変位（ひいては脱落）する可能性がある。以上の事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、接続端子が変位する可能性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、実装基板と、前記実装基板に設置された半導体チップと、前記実装基板に設置された筒状の支持導電体と、前記実装基板と前記半導体チップと前記支持導電体とを収容する収容部と、前記支持導電体に圧入された第１端部と前記収容部から突出する第２端部とを含み、前記半導体チップに電気的に接続された接続端子と、前記支持導電体の内壁面と前記接続端子の外壁面との間に位置し、前記支持導電体と前記接続端子とを接合する導電性の第１接合部とを具備する。
【０００６】
本開示のひとつの態様に係る半導体モジュールの製造方法は、半導体チップと筒状の支持導電体とを実装基板に設置する実装工程と、接続端子の第１端部が前記支持導電体に圧入され、かつ、前記実装基板と前記半導体チップと前記支持導電体とを収容する収容部から前記接続端子の第２端部が突出する状態において、前記支持導電体の内壁面と前記接続端子の外壁面との間の第１接合部により、前記支持導電体と前記接続端子とを接合する接合工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態に係る半導体モジュールの断面図である。
外部端子の分解斜視図である。
外部端子の断面図である。
外部端子の断面図である。
半導体モジュールが使用される状態の断面図である。
半導体モジュールの製造工程を表すフローチャートである。
めっき工程の説明図である。
変形例における接続端子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
Ａ：半導体モジュール１００の構造
図１は、本開示のひとつの実施形態における半導体モジュール１００の断面図である。なお、以下の説明においてはＺ軸を想定する。Ｚ軸に沿う一方向をＺ1方向と表記し、Ｚ1方向とは反対の方向をＺ2方向と表記する。なお、実際に使用される状態では、半導体モジュール１００は任意の方向に設置されるが、以下の説明においては便宜的に、Ｚ1方向を下方と仮定し、Ｚ2方向を上方と仮定する。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」と表記され、当該要素のうちＺ2方向に向く表面が「上面」と表記される場合がある。また、Ｚ軸に沿う視線により対象を観察することを以下では「平面視」と表記する。
【００１０】
本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。図１に例示される通り、半導体モジュール１００は、半導体ユニット１０と収容部２０とを具備する。収容部２０は、半導体ユニット１０を収容する。
（【００１１】以降は省略されています）

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