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公開番号2025170665
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-19
出願番号2024075437
出願日2024-05-07
発明の名称半導体モジュール
出願人ローム株式会社
代理人個人
主分類H01L 25/07 20060101AFI20251112BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】複数の信号端子を一つの領域に集約して配置することを容易にする半導体モジュールを提供する。
【解決手段】半導体モジュールA10は、厚さ方向zに離隔する素子主面21aおよび素子裏面21bを有する半導体素子21と、厚さ方向zに離隔する素子主面22aおよび素子裏面22bを有する半導体素子22と、素子裏面21bが接合された導電体121および素子裏面22bが接合された導電体122を有する支持部材10と、各々が半導体素子21および半導体素子22のいずれかに導通する複数の信号端子19と、支持部材10に支持される信号基板601と、半導体素子21および半導体素子22を覆う封止部材50と、を備える。複数の信号端子19の各々は、共通の信号基板601に接合されている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
厚さ方向に離隔する第１主面および第１裏面を有する第１半導体素子と、
前記厚さ方向に離隔する第２主面および第２裏面を有する第２半導体素子と、
前記第１裏面が接合された第１導電体および前記第２裏面が接合された第２導電体を有する支持部材と、
各々が前記第１半導体素子および前記第２半導体素子のいずれかに導通する複数の信号端子と、
前記支持部材に支持される第１信号基板と、
前記第１半導体素子および前記第２半導体素子を覆う封止部材と、
を備え、
前記複数の信号端子の各々は、共通の前記第１信号基板に接合されている、半導体モジュール。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記複数の信号端子は、前記第１半導体素子を制御するための第１信号端子および第２信号端子と、前記第２半導体素子を制御するための第３信号端子および第４信号端子とを含む、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記第１信号基板は、絶縁層と、第１配線部、第２配線部、第３配線部および第４配線部とを有し、
前記第１配線部、前記第２配線部、前記第３配線部および前記第４配線部の各々は、前記厚さ方向について、前記絶縁層を基準に前記支持部材と反対側に位置し、
前記第１信号端子は、前記第１配線部に電気的に接続され、
前記第２信号端子は、前記第２配線部に電気的に接続され、
前記第３信号端子は、前記第３配線部に電気的に接続され、
前記第４信号端子は、前記第４配線部に電気的に接続されている、請求項２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記第１半導体素子は、第１電極、第２電極および第３電極を有し、前記第３電極に入力される第１駆動信号に応じて、前記第１電極から前記第２電極に電流が流れ、
前記第２半導体素子は、第４電極、第５電極および第６電極を有し、前記第６電極に入力される第２駆動信号に応じて、前記第４電極から前記第５電極に電流が流れる、請求項３に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記第１半導体素子および前記第２半導体素子の少なくとも一方に導通する第１電力端子をさらに備え、
前記封止部材は、前記厚さ方向に直交する第１方向の一方を向く第１側面を有し、
前記第１電力端子は、前記第１側面から突き出る、請求項４に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記第１電力端子は、前記第２電極および前記第４電極に導通する、請求項５に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記第１電極に導通する第２電力端子と、
前記第５電極に導通する第３電力端子と、をさらに備え、
前記封止部材は、前記第１方向について、前記第１側面と反対側を向く第２側面を有し、
前記第２電力端子および前記第３電力端子は、前記第２側面から突き出る、請求項６に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記第１電極に導通する追加の第２電力端子を備えることで、２つの第２電力端子を備えており、
前記第３電力端子は、前記厚さ方向および前記第１方向の各々に直交する第２方向において、前記２つの第２電力端子に挟まれている、請求項７に記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記第５電極に導通する追加の第３電力端子を備えることで、２つの第３電力端子を備えており、
前記第２電力端子は、前記厚さ方向および前記第１方向の各々に直交する第２方向において、前記２つの第３電力端子に挟まれている、請求項７に記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
少なくとも１つの追加の第１半導体素子を備えることで、複数の第１半導体素子を備えており、
前記複数の第１半導体素子は、前記厚さ方向および前記第１方向の各々に直交する第２方向に並んでいる、請求項５ないし請求項９のいずれか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 5,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated-Gate Bipolar Transistor）などの半導体素子を搭載した半導体モジュールが広く知られている。特許文献１には、従来の半導体モジュールの一例が開示されている。特許文献１に記載の半導体モジュールは、複数の半導体素子、複数の入力端子、出力端子、複数の制御端子および封止樹脂を備える。封止樹脂は、複数の半導体素子を覆う。複数の入力端子、出力端子および複数の制御端子はそれぞれ、封止樹脂から突き出ている。複数の半導体素子は、第１半導体素子および第２半導体素子を含んでいる。複数の半導体素子（第１半導体素子および第２半導体素子）は、スイッチング機能によって、複数の入力端子から入力される電力を変換して、出力端子から出力する。複数の制御端子はそれぞれ、複数の半導体素子（第１半導体素子および第２半導体素子）のいずれかに導通している。複数の制御端子はそれぞれ、複数の半導体素子のスイッチング機能を制御するための信号が入力または出力される信号端子である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１８１５４４号公報
【０００４】
［概要］
半導体モジュールは、産業機器から家電や情報端末、自動車用機器まで種々な電子機器に搭載されうる。そのため、複数の信号端子の位置は、特許文献１に記載の半導体モジュールとは異なるものが求められることがある。例えば、特許文献１に記載の半導体モジュールでは、第１半導体素子に導通する複数の信号端子（制御端子）と、第２半導体素子に導通する複数の信号端子（制御端子）とがそれぞれ、互いに異なる領域に集約した配置されている。
【０００５】
本開示は、上記事情に鑑みて考え出されたものであり、その目的は、複数の信号端子を一つの領域に集約して配置することを容易にする半導体モジュールを提供することにある。
【０００６】
本開示によって提供される半導体モジュールは、厚さ方向に離隔する第１主面および第１裏面を有する第１半導体素子と、前記厚さ方向に離隔する第２主面および第２裏面を有する第２半導体素子と、前記第１裏面が接合された第１導電体および前記第２裏面が接合された第２導電体を有する支持部材と、各々が前記第１半導体素子および前記第２半導体素子のいずれかに導通する複数の信号端子と、前記支持部材に支持される第１信号基板と、前記第１半導体素子および前記第２半導体素子を覆う封止部材と、を備え、前記複数の信号端子の各々は、共通の前記第１信号基板に接合されている。
【０００７】
本開示のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態にかかる半導体モジュールを示す斜視図である。
図２は、第１実施形態にかかる半導体モジュールを示す平面図である。
図３は、図２の平面図において、封止樹脂を想像線で示した図である。
図４は、図３の平面図において、さらに２つの導通部材の一方を想像線で示した図である。
図５は、図４の平面図において、２つの導通部材の一方（図４において想像線で示したもの）を省略して、他方を想像線で示した図である。
図６は、第１実施形態にかかる半導体モジュールを示す正面図である。
図７は、第１実施形態にかかる半導体モジュールを示す底面図である。
図８は、第１実施形態にかかる半導体モジュールを示す背面図である。
図９は、第１実施形態にかかる半導体モジュールを示す左側面図である。
図１０は、第１実施形態にかかる半導体モジュールを示す右側面図である。
図１１は、図３のＸＩ－ＸＩ線に沿う断面図である。
図１２は、図１１の一部を拡大した部分拡大図である。
図１３は、図３のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿う部分断面図である。
図１４は、図３のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿う断面図である。
図１５は、図３のＸＶ－ＸＶ線に沿う断面図である。
図１６は、図３のＸＶＩ－ＸＶＩ線に沿う断面図である。
図１７は、図３のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。
図１８は、図３のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
図１９は、第１実施形態にかかる半導体モジュールを備える電力変換ユニットを示す平面図である。
図２０は、第１実施形態にかかる半導体モジュールを備える電力変換ユニットを示す正面図である。
図２１は、第１実施形態にかかる半導体モジュールを備える電力変換ユニットを示す断面図であって、図１８の断面に対応する。
図２２は、図２１に示す電力変換ユニットの要部拡大断面図である。
図２３は、第１実施形態にかかる半導体モジュールを備える電力変換ユニットを備えた車両の概要図である。
図２４は、第１実施形態の第１変形例にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図２５は、図２４の平面図において、さらに２つの導通部材の一方を想像線で示した図である。
図２６は、第１実施形態の第２変形例にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂および２つの導通部材の一方を想像線で示した図である。
図２７は、第２実施形態にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図２８は、図２７の平面図において、さらに２つの導通部材の一方を想像線で示した図である。
図２９は、図２７のＸＸＩＸ－ＸＸＩＸ線に沿う断面図である。
図３０は、図２７のＸＸＸ－ＸＸＸ線に沿う断面図である。
図３１は、第２実施形態の変形例にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図３２は、図３１の平面図において、さらに２つの導通部材の一方を想像線で示した図である。
図３３は、第３実施形態にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図３４は、図３３の平面図において、さらに２つの導通部材の一方を想像線で示した図である。
図３５は、図３３のＸＸＸＶ－ＸＸＸＶ線に沿う断面図である。
図３６は、図３３のＸＸＸＶＩ－ＸＸＸＶＩ線に沿う断面図である。
図３７は、第３実施形態の第１変形例にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図３８は、第３実施形態の第２変形例にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図３９は、第４実施形態にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図４０は、図３９の平面図において、さらに２つの導通部材の一方を想像線で示した図である。
図４１は、図３９のＸＬＩ－ＸＬＩ線に沿う断面図である。
図４２は、図３９のＸＬＩＩ－ＸＬＩＩ線に沿う断面図である。
図４３は、第４実施形態の第１変形例にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図４４は、第４実施形態の第２変形例にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図４５は、第５実施形態にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図４６は、第５実施形態の変形例にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図４７は、第６実施形態にかかる半導体モジュールを示す平面図である。
図４８は、図４７の平面図において、封止樹脂を想像線で示した図である。
図４９は、第７実施形態にかかる半導体モジュールを示す斜視図である。
図５０は、第７実施形態にかかる半導体モジュールを示す平面図である。
図５１は、図５０の平面図において、封止樹脂を想像線で示した図である。
図５２は、第７実施形態の変形例にかかる半導体モジュールを示す斜視図である。
図５３は、第７実施形態の変形例にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図５４は、第８実施形態にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図５５は、図５４のＬＶ－ＬＶ線に沿う部分断面図である。
図５６は、第９実施形態にかかる半導体モジュールを示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図５７は、本開示の半導体モジュールの電力端子の他の構成例を示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図５８は、本開示の半導体モジュールの導通部材の他の構成例を示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図５９は、本開示の半導体モジュールの導通部材の他の構成例を示す平面図であって、封止樹脂を想像線で示した図である。
図６０は、本開示の半導体モジュールの接続部材の他の構成例を示す平面図であって、２つの導通部材の一方を省略しつつ他の導通部材の他方および封止樹脂を想像線で示した図である。
図６１は、本開示の半導体モジュールの複数の信号端子の他の構成例を示す平面図であって、２つの導通部材の一方を省略しつつ他の導通部材の他方および封止樹脂を想像線で示した図である。
【０００９】
［詳細な説明］
本開示の半導体モジュールの好ましい実施の形態について、図面を参照して、以下に説明する。以下では、同一あるいは類似の構成要素に、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。本開示における「第１」、「第２」、「第３」等の用語は、単にラベルとして用いたものであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。
【００１０】
本開示において、「ある物Ａがある物Ｂに形成されている」および「ある物Ａがある物Ｂ（の）上に形成されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂに直接形成されていること」、および、「ある物Ａとある物Ｂとの間に他の物を介在させつつ、ある物Ａがある物Ｂに形成されていること」を含む。同様に、「ある物Ａがある物Ｂに配置されている」および「ある物Ａがある物Ｂ（の）上に配置されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂに直接配置されていること」、および、「ある物Ａとある物Ｂとの間に他の物を介在させつつ、ある物Ａがある物Ｂに配置されていること」を含む。同様に、「ある物Ａがある物Ｂ（の）上に位置している」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂに接して、ある物Ａがある物Ｂ（の）上に位置していること」、および、「ある物Ａとある物Ｂとの間に他の物が介在しつつ、ある物Ａがある物Ｂ（の）上に位置していること」を含む。また、「ある方向に見てある物Ａがある物Ｂに重なる」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂのすべてに重なること」、および、「ある物Ａがある物Ｂの一部に重なること」を含む。また、「ある物Ａ（の材料）がある材料Ｃを含む」とは、「ある物Ａ（の材料）がある材料Ｃからなる場合」、および、「ある物Ａ（の材料）の主成分がある材料Ｃである場合」を含む。また、「ある面Ａがある方向Ｂ（の一方側または他方側）を向く」とは、特段の断りのない限り、面Ａの方向Ｂに対する角度が９０°である場合に限定されず、面Ａが方向Ｂに対して傾いている場合を含む。また、「ある面Ａがある面Ｂに直交する」とは、特段の断りのない限り、面Ａの面Ｂに対する角度が９０°である場合に限定されず、面Ａが面Ｂに対して傾いている場合を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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