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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023170575
(43)【公開日】2023-12-01
(54)【発明の名称】半導体モジュールおよびその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 25/07 20060101AFI20231124BHJP
H01L 23/48 20060101ALI20231124BHJP
【ＦＩ】
H01L25/04 C
H01L23/48 P
H01L23/48 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022082426
(22)【出願日】2022-05-19
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】520124752
【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ
(74)【代理人】
【識別番号】110001128
【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石野 寛
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 克也
(72)【発明者】
【氏名】成川 勝
(57)【要約】
【課題】樹脂モールド部が損傷することを抑制する。
【解決手段】接続端子１５は、板状とされ、面方向における一方向に延設されると共に樹脂モールド部１９内に封止され、樹脂モールド部１９に形成された開口部１９３から露出する内部端子１５ａと、開口部１９３で内部端子１５ａと接続されて樹脂モールド部１９から突出する外部端子１５ｂと、内部端子１５ａと接続され、内部端子１５ａの延設方向と交差する方向であって、内部端子１５ａの面方向に沿った方向に延設されて樹脂モールド部１９から突出する突出部１５０ｃを有するタイバー残部１５ｃと、を有し、接続端子１５は、開口部１９３から露出する部分と突出部１５０ｃとの間に溝部１６０が形成されており、樹脂モールド部１９は、溝部１６０に入り込んでおり、溝部１６０は、突出部側の開口端部も樹脂モールド部１９で覆われるようにする。
【選択図】図９
【解決手段】接続端子１５は、板状とされ、面方向における一方向に延設されると共に樹脂モールド部１９内に封止され、樹脂モールド部１９に形成された開口部１９３から露出する内部端子１５ａと、開口部１９３で内部端子１５ａと接続されて樹脂モールド部１９から突出する外部端子１５ｂと、内部端子１５ａと接続され、内部端子１５ａの延設方向と交差する方向であって、内部端子１５ａの面方向に沿った方向に延設されて樹脂モールド部１９から突出する突出部１５０ｃを有するタイバー残部１５ｃと、を有し、接続端子１５は、開口部１９３から露出する部分と突出部１５０ｃとの間に溝部１６０が形成されており、樹脂モールド部１９は、溝部１６０に入り込んでおり、溝部１６０は、突出部側の開口端部も樹脂モールド部１９で覆われるようにする。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体モジュールであって、
半導体チップ（１０）と、
前記半導体チップを樹脂封止する樹脂モールド部（１９）と、
前記半導体チップと電気的に接続され、前記樹脂モールド部から突出した部分を有する接続端子（１５）と、を備え、
前記接続端子は、板状とされ、面方向における一方向に延設されると共に前記樹脂モールド部内に封止され、前記樹脂モールド部に形成された開口部（１９３）から露出する内部端子（１５ａ）と、前記開口部で前記内部端子と接続されて前記樹脂モールド部から突出する外部端子（１５ｂ）と、前記内部端子と接続され、前記内部端子の延設方向と交差する方向であって、前記内部端子の面方向に沿った方向に延設されて前記樹脂モールド部から突出する突出部（１５０ｃ）を有するタイバー残部（１５ｃ）と、を有し、
前記接続端子は、前記開口部から露出する部分と前記突出部との間に溝部（１６０）が形成されており、
前記樹脂モールド部は、前記溝部に入り込んでおり、
前記溝部は、前記突出部側の開口端部も前記樹脂モールド部で覆われている半導体モジュール。
半導体チップ（１０）と、
前記半導体チップを樹脂封止する樹脂モールド部（１９）と、
前記半導体チップと電気的に接続され、前記樹脂モールド部から突出した部分を有する接続端子（１５）と、を備え、
前記接続端子は、板状とされ、面方向における一方向に延設されると共に前記樹脂モールド部内に封止され、前記樹脂モールド部に形成された開口部（１９３）から露出する内部端子（１５ａ）と、前記開口部で前記内部端子と接続されて前記樹脂モールド部から突出する外部端子（１５ｂ）と、前記内部端子と接続され、前記内部端子の延設方向と交差する方向であって、前記内部端子の面方向に沿った方向に延設されて前記樹脂モールド部から突出する突出部（１５０ｃ）を有するタイバー残部（１５ｃ）と、を有し、
前記接続端子は、前記開口部から露出する部分と前記突出部との間に溝部（１６０）が形成されており、
前記樹脂モールド部は、前記溝部に入り込んでおり、
前記溝部は、前記突出部側の開口端部も前記樹脂モールド部で覆われている半導体モジュール。
【請求項2】
前記溝部は、前記タイバー残部に形成されている請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項3】
前記接続端子は、前記樹脂モールド部に封止される部分であって、前記溝部が形成される部分と異なる部分に粗化部（１７０）が形成され、
前記溝部は、前記粗化部よりも表面粗さが大きくされている請求項１に記載の半導体モジュール。
前記溝部は、前記粗化部よりも表面粗さが大きくされている請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項4】
前記溝部は、複数の凹部（１６１）を有し、
前記複数の凹部は、前記タイバー残部の延設方向と交差する方向に延設されている請求項１に記載の半導体モジュール。
前記複数の凹部は、前記タイバー残部の延設方向と交差する方向に延設されている請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項5】
前記溝部は、前記タイバー残部の延設方向に沿った幅が５０μｍ以上とされている請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項6】
前記溝部は、深さが、前記溝部が形成される部分と異なる部分の厚さの１／１０以上とされ、
前記接続端子は、前記溝部が形成されている部分の厚さが、前記溝部が形成される部分と異なる部分の厚さの１／２以上とされている請求項１に記載の半導体モジュール。
前記接続端子は、前記溝部が形成されている部分の厚さが、前記溝部が形成される部分と異なる部分の厚さの１／２以上とされている請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項7】
前記接続端子を第１接続端子とし、
板状とされ、前記半導体チップと電気的に接続されると共に前記樹脂モールド部から突出した部分を有する第２接続端子（１６）を備え、
前記第１接続端子および前記第２接続端子は、所定間隔離れる状態で積層され、
前記第２接続端子は、前記樹脂モールド部における所定面（１９１ｃ）から突出しており、
前記第１接続端子の内部端子は、前記樹脂モールド部における前記所定面と異なる面（１９１ｂ）に前記開口部が形成されて露出している請求項１に記載の半導体モジュール。
板状とされ、前記半導体チップと電気的に接続されると共に前記樹脂モールド部から突出した部分を有する第２接続端子（１６）を備え、
前記第１接続端子および前記第２接続端子は、所定間隔離れる状態で積層され、
前記第２接続端子は、前記樹脂モールド部における所定面（１９１ｃ）から突出しており、
前記第１接続端子の内部端子は、前記樹脂モールド部における前記所定面と異なる面（１９１ｂ）に前記開口部が形成されて露出している請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項8】
半導体チップ（１０）と、
前記半導体チップを樹脂封止する樹脂モールド部（１９）と、
前記半導体チップと電気的に接続され、前記樹脂モールド部から突出した部分を有する接続端子（１５）と、を備え、
前記接続端子は、板状とされ、面方向における一方向に延設されると共に前記樹脂モールド部内に封止され、前記樹脂モールド部に形成された開口部（１９３）から露出する内部端子（１５ａ）と、前記開口部で前記内部端子と接続されて前記樹脂モールド部から突出する外部端子（１５ｂ）と、前記内部端子と接続され、前記内部端子の延設方向と交差する方向であって、前記内部端子の面方向に沿った方向に延設されて前記樹脂モールド部から突出する突出部（１５０ｃ）を有するタイバー残部（１５ｃ）と、を有し、
前記接続端子は、前記開口部から露出する部分と前記突出部との間に溝部（１６０）が形成されており、
前記樹脂モールド部は、前記溝部に入り込んでおり、
前記溝部は、前記突出部側の開口端部も前記樹脂モールド部で覆われている半導体モジュールの製造方法であって、
前記内部端子がタイバー（２１０）と一体化された端子構成部材（２００）を用意することと、
前記内部端子および前記タイバーのうちの前記樹脂モールド部で封止される部分に前記溝部を形成することと、
前記端子構成部材における前記内部端子を前記半導体チップに電気的に接続して構成部材（３００）を構成することと、
第１型（４１０）と第２型（４２０）とが嵌合されることで内部にキャビティ（４００ａ）が構成される金型（４００）を用意し、前記構成部材を前記キャビティに配置することと、
前記金型に溶融樹脂を流し込んで固化することにより、前記樹脂モールド部を形成することと、
前記タイバーを切断し、前記内部端子と接続されると共に前記樹脂モールド部から突出した前記突出部を有する前記タイバー残部を形成することと、
前記内部端子に前記外部端子を超音波接合することと、を行う半導体モジュールの製造方法。
前記半導体チップを樹脂封止する樹脂モールド部（１９）と、
前記半導体チップと電気的に接続され、前記樹脂モールド部から突出した部分を有する接続端子（１５）と、を備え、
前記接続端子は、板状とされ、面方向における一方向に延設されると共に前記樹脂モールド部内に封止され、前記樹脂モールド部に形成された開口部（１９３）から露出する内部端子（１５ａ）と、前記開口部で前記内部端子と接続されて前記樹脂モールド部から突出する外部端子（１５ｂ）と、前記内部端子と接続され、前記内部端子の延設方向と交差する方向であって、前記内部端子の面方向に沿った方向に延設されて前記樹脂モールド部から突出する突出部（１５０ｃ）を有するタイバー残部（１５ｃ）と、を有し、
前記接続端子は、前記開口部から露出する部分と前記突出部との間に溝部（１６０）が形成されており、
前記樹脂モールド部は、前記溝部に入り込んでおり、
前記溝部は、前記突出部側の開口端部も前記樹脂モールド部で覆われている半導体モジュールの製造方法であって、
前記内部端子がタイバー（２１０）と一体化された端子構成部材（２００）を用意することと、
前記内部端子および前記タイバーのうちの前記樹脂モールド部で封止される部分に前記溝部を形成することと、
前記端子構成部材における前記内部端子を前記半導体チップに電気的に接続して構成部材（３００）を構成することと、
第１型（４１０）と第２型（４２０）とが嵌合されることで内部にキャビティ（４００ａ）が構成される金型（４００）を用意し、前記構成部材を前記キャビティに配置することと、
前記金型に溶融樹脂を流し込んで固化することにより、前記樹脂モールド部を形成することと、
前記タイバーを切断し、前記内部端子と接続されると共に前記樹脂モールド部から突出した前記突出部を有する前記タイバー残部を形成することと、
前記内部端子に前記外部端子を超音波接合することと、を行う半導体モジュールの製造方法。
【請求項9】
前記溝部を形成することでは、前記内部端子および前記タイバーのうちの前記樹脂モールド部で封止される部分であって、前記溝部と異なる部分に、前記溝部よりも表面粗さが小さい粗化部（１７０）を形成することも行い、
前記溝部を形成すること、および前記粗化部を形成することは、同じレーザ装置を用いてレーザ光を照射することで前記溝部および前記粗化部を形成する請求項８に記載の半導体モジュールの製造方法。
前記溝部を形成すること、および前記粗化部を形成することは、同じレーザ装置を用いてレーザ光を照射することで前記溝部および前記粗化部を形成する請求項８に記載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】
本発明は、半導体モジュールおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、半導体素子と、半導体素子と接続される接続端子と、半導体素子および接続端子がモールド樹脂で一体的に封止された樹脂モールド部とを有する半導体モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
そして、このような半導体モジュールは、次のように製造される。すなわち、接続端子がタイバーで他の部材と連結された端子構成部材を用意し、端子構成部材の接続端子を半導体素子と電気的に接続して構成部材を構成する。次に、タイバーが金型で挟持されるように構成部材を金型内に配置する。続いて、金型内に溶融樹脂を流し込んで固化することにより、樹脂モールド部を形成する。その後、タイバーを切断することにより、上記半導体モジュールが製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２２－０４８６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、本発明者らは、樹脂モールド部に開口部を形成して接続端子を露出させ、開口部に別の接続端子を超音波接合して半導体モジュールを構成することを検討している。つまり、本発明者らは、樹脂モールド部内に配置される内部端子と、内部端子と超音波接合される外部端子とを有する半導体モジュールを検討している。
【0006】
そして、本発明者らは、このような半導体モジュールを製造するため、次のような製造方法を検討している。すなわち、端子構成部材を用意する際には、樹脂モールド部内に配置される内部端子がタイバーで他の部材と連結された端子構成部材を用意する。また、樹脂モールド部を形成する際には、開口部から内部端子が露出するように樹脂モールド部を形成する。そして、タイバーを切断した後、開口部から露出する内部端子と接続されるように外部端子を超音波接合して半導体モジュールを構成することを検討している。
【0007】
しかしながら、上記のような半導体モジュールの製造方法では、樹脂モールド部を形成した後にタイバーを切断するため、内部端子は、樹脂モールド部から突出するタイバー残部を有する構成となる。そして、本発明者らの検討によれば、内部端子に外部端子を超音波接合しようとすると、樹脂モールド部から突出する部分のタイバー残部の変位が大きくなり易いことが確認された。このため、上記のような製造方法で半導体モジュールを製造しようとすると、樹脂モールド部から突出するタイバー残部の周囲に位置する樹脂モールド部が損傷する可能性がある。
【0008】
本発明は上記点に鑑み、樹脂モールド部が損傷することを抑制できる半導体モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するための請求項１は、半導体モジュールであって、半導体チップ（１０）と、半導体チップを樹脂封止する樹脂モールド部（１９）と、半導体チップと電気的に接続され、樹脂モールド部から突出した部分を有する接続端子（１５）と、を備え、接続端子は、板状とされ、面方向における一方向に延設されると共に樹脂モールド部内に封止され、樹脂モールド部に形成された開口部（１９３）から露出する内部端子（１５ａ）と、開口部で内部端子と接続されて樹脂モールド部から突出する外部端子（１５ｂ）と、内部端子と接続され、内部端子の延設方向と交差する方向であって、内部端子の面方向に沿った方向に延設されて樹脂モールド部から突出する突出部（１５０ｃ）を有するタイバー残部（１５ｃ）と、を有し、接続端子は、開口部から露出する部分と突出部との間に溝部（１６０）が形成されており、樹脂モールド部は、溝部に入り込んでおり、溝部は、突出部側の開口端部も樹脂モールド部で覆われている。
【0010】
これによれば、接続端子には、開口部から露出する部分と突出部との間に溝部が形成されている。このため、開口部にて内部端子に外部端子を超音波接合する際、応力を分散させることができ、突出部と樹脂モールド部との境界部に発生する最大応力を小さくできる。したがって、樹脂モールド部が損傷することを抑制できる。
【0011】
請求項８は、請求項１に記載の半導体モジュールに関する製造方法であり、内部端子がタイバー（２１０）と一体化された端子構成部材（２００）を用意することと、内部端子およびタイバーのうちの樹脂モールド部で封止される部分に溝部を形成することと、端子構成部材における内部端子を半導体チップに電気的に接続して構成部材（３００）を構成することと、第１型（４１０）と第２型（４２０）とが嵌合されることで内部にキャビティ（４００ａ）が構成される金型（４００）を用意し、構成部材をキャビティに配置することと、金型に溶融樹脂を流し込んで固化することにより、樹脂モールド部を形成することと、タイバーを切断し、内部端子と接続されると共に樹脂モールド部から突出した突出部を有するタイバー残部を形成することと、内部端子に外部端子を超音波接合することと、を行う。
【0012】
これによれば、開口部から露出する部分と突出部との間に溝部が形成されている。このため、開口部にて内部端子に外部端子を超音波接合する際、応力を分散させることができ、突出部と樹脂モールド部との境界部に発生する最大応力を小さくできる。したがって、樹脂モールド部が損傷することを抑制した半導体モジュールを製造できる。
【0013】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】第１実施形態における半導体モジュールを用いて構成した三相インバータ回路の回路図である。
【図2】半導体モジュールの内部構造を示す図である。
【図3】半導体モジュールを樹脂モールド部の一面側から視た平面図である。
【図4】外部端子を接合する前の半導体モジュールを樹脂モールド部の他面側から視た平面図である。
【図5】外部端子を接合した後の半導体モジュールを樹脂モールド部の他面側から視た平面図である。
【図8】半導体モジュールの側面図である。
【図10】溝部の模式図である。
【図11】粗化部の模式図である。
【図12】内部端子に外部端子を超音波接合する際に発生する応力を説明するための図である。
【図13A】外側境界部と一致するように溝部を形成した際の断面図である。
【図13B】内側境界部と一致するように溝部を形成した際の断面図である。
【図14】溝位置と最大応力との関係を示す図である。
【図15】外側境界部と一致するように溝部を形成した際の、内部端子に外部端子を超音波接合する際に発生する応力を説明するための図である。
【図16】溝深さと最大応力との関係を示す図である。
【図17】溝深さと最大応力との関係を示す図である。
【図18】溝深さと最大応力との関係を示す図である。
【図19】溝深さと最大応力との関係を示す図である。
【図20】突出部長さと最大応力との関係を示す図である。
【図21】半導体モジュールの製造工程を示す平面図である。
【図22】構成部材を金型に配置した際の断面図である。
【図23】構成部材を金型に配置した際の断面図である。
【図24】樹脂モールド部を形成した後の製造工程を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【0016】
（第１実施形態）
第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、三相交流モータを駆動する三相インバータ回路を構成する半導体モジュールについて説明する。
第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、三相交流モータを駆動する三相インバータ回路を構成する半導体モジュールについて説明する。
【0017】
まず、三相インバータ回路について、図１を参照しつつ説明する。三相インバータ回路１は、直流電源２に基づいて三相交流モータである負荷３を駆動するためのものである。本実施形態の三相インバータ回路１には、平滑コンデンサ４が並列接続されており、スイッチング時のリプルの低減やノイズの影響を抑制して一定な電源電圧が形成できるようにしてある。
【0018】
三相インバータ回路１は、直列接続した上下アーム５１～５６が三相分並列接続された構成とされている。そして、三相インバータ回路１は、上アーム５１、５３、５５と下アーム５２、５４、５６との各中間電位を負荷３となる三相交流モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に順番に入れ替えながら印加する。
【0019】
具体的には、上下アーム５１～５６は、それぞれ、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子５１ａ～５６ａと、ＦＷＤなどの還流を目的とした整流素子５１ｂ～５６ｂとを備えている。そして、三相インバータ回路１は、各相の上下アーム５１～５６の半導体スイッチング素子５１ａ～５６ａがオン、オフ制御されることで、負荷３に対して周期の異なる三相の交流電流を供給する。ＩＧＢＴはInsulated Gate Bipolar Transistorの略である。ＭＯＳＦＥＴはMetal Oxide Semiconductor Field Effect Transistorの略である。ＦＷＤはFree Wheeling Diodeの略である。
【0020】
本実施形態では、三相インバータ回路１を構成する半導体スイッチング素子５１ａ～５６ａおよび整流素子５１ｂ～５６ｂが形成された半導体チップをモジュール化して一体化している。つまり、６つのアームを一体化した６ｉｎ１構造の半導体モジュールを用いて三相インバータ回路１を構成している。
【0021】
以下、本実施形態の半導体モジュール６の詳細構造について、図２～図８を参照しつつ説明する。本実施形態の半導体モジュール６は、半導体チップ１０と、第１、第２リードフレーム１１、１２と、出力端子１３と、制御端子１４と、第１、第２接続端子１５、１６と、第１、第２放熱板１７、１８とを備えている。また、半導体モジュール６は、これらの構成要素を一体的に封止する樹脂モールド部１９を備えている。
【0022】
樹脂モールド部１９は、平面略矩形状とされた略直方体状とされており、一面１９ａおよび他面１９ｂと、一面１９ａと他面１９ｂとの間を繋ぐ第１～第４側面１９ｃ～１９ｆとを有する構成とされている。例えば、図２の樹脂モールド部１９は、紙面左右方向に延びる相対する２面が第１側面１９ｃおよび第３側面１９ｅとされ、紙面上下方向に延びる相対する２面が第２側面１９ｄおよび第４側面１９ｆとされている。そして、本実施形態では、第３側面１９ｅに、第３側面１９ｅの法線方向に沿って突出する凸部１９１が形成されている。なお、凸部１９１は、具体的には後述するが、第１、第２接続端子１５、１６が配置される部分に構成されている。また、本実施形態では、第１、第２リードフレーム１１、１２等を封止する部分を主部１９２とすると、凸部１９１は、主部１９２よりも厚さが薄くされている。
【0023】
半導体チップ１０は、上下アーム５１～５６に対応して６つ備えられている。以下では、上下アーム５１～５６を構成する半導体チップ１０を、それぞれ半導体チップ１０１～１０６として説明する。
【0024】
図２に示されるように、６つの半導体チップ１０は、３列に並ぶように配置されている。具体的には、上アーム５１、５３、５５を構成する半導体チップ１０１、１０３、１０５は、樹脂モールド部１９の一面１９ａに平行な一方向に沿って、半導体チップ１０１、１０３、１０５の順に並んでいる。そして、半導体チップ１０２、１０４、１０６は、半導体チップ１０１、１０３、１０５の並びに沿って、半導体チップ１０２、１０４、１０６の順に並んでいる。
【0025】
第１、第２リードフレーム１１、１２は、例えば、銅や鉄等の導電性材料によって構成され、略矩形状の搭載部を構成している。そして、平面視において、第１リードフレーム１１は、第１側面１９ｃ側に位置するように配置され、第２リードフレーム１２は、第３側面１９ｅ側に位置するように配置されている。
【0026】
上アーム５１、５３、５５の半導体チップ１０１、１０３、１０５は、第１リードフレーム１１の表面側に搭載されており、下アーム５２、５４、５６の半導体チップ１０２、１０４、１０６は、第２リードフレーム１２の裏面側に搭載されている。なお、第１リードフレーム１１の表面側とは、樹脂モールド部１９の一面１９ａ側の面のことである。第２リードフレーム１２の裏面側とは、樹脂モールド部１９の他面１９ｂ側の面のことである。
【0027】
また、半導体チップ１０１、１０３、１０５は、第１リードフレーム１１を介して、出力端子１３に接続されている。半導体チップ１０２、１０４、１０６は、第２リードフレーム１２、図示しない配線層、および第１リードフレーム１１を介して、出力端子１３に接続されている。
【0028】
半導体モジュール６は、３つの出力端子１３を備えている。そして、３つの出力端子１３は、それぞれ負荷３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に接続される。本実施形態では、出力端子１３は、板状の導電性部材で構成されており、樹脂モールド部１９の第１側面１９ｃから突出している。
【0029】
各半導体チップ１０１～１０６は、制御端子１４に接続されている。制御端子１４は、各半導体チップ１０１～１０６に形成されるゲート電極等と接続される端子である。制御端子１４は、棒状の導電性部材で構成され、一端が半導体チップ１０１～１０６に接続されていると共に、他端が樹脂モールド部１９の第１側面１９ｃまたは第３側面１９ｅから突出している。そして、制御端子１４のうち樹脂モールド部１９から露出した部分は、樹脂モールド部１９の一面１９ａ側に突出するように屈曲させられている。
【0030】
具体的には、制御端子１４は、各半導体チップ１０１～１０６に対して設けられている。そして、上アーム５１、５３、５５の半導体チップ１０１、１０３、１０５に接続される制御端子１４は、樹脂モールド部１９のうち、出力端子１３と同じ第１側面１９ｃから突出している。下アーム５２、５４、５６の半導体チップ１０２、１０４、１０６に接続される制御端子１４は、樹脂モールド部１９のうち、出力端子１３とは反対側の第３側面１９ｅから突出している。
【0031】
第１、第２接続端子１５、１６は、半導体チップ１０を平滑コンデンサ４に接続するものである。第１、第２接続端子１５、１６は、板状とされており、図６～図８に示されるように、互いに積層された状態で樹脂モールド部１９の第３側面１９ｅ側から突出している。つまり、第１、第２接続端子１５、１６は、下アーム５２、５４、５６の半導体チップ１０２、１０４、１０６に接続される制御端子１４と同じ第３側面１９ｅ側から突出している。ここで、凸部１９１において、樹脂モールド部１９の一面１９ａ側の面を一面１９１ａとし、他面１９ｂ側の面を他面１９１ｂとし、主部１９２と反対側の面を先端面１９１ｃとし、先端面１９１ｃと繋がる面を第１、第２側面１９１ｄ、１９１ｅとする。なお、先端面１９１ｃは、凸部１９１における突出方向の先端側に位置する面ということもできる。そして、本実施形態では、第１、第２接続端子１５、１６は、凸部１９１に配置されている部分において、第１接続端子１５が一面１９１ａ側に位置し、第２接続端子１６が他面１９１ｂ側に位置するように積層されている。
【0032】
なお、第１、第２接続端子１５、１６は、所定間隔離れた状態で積層されており、間に樹脂モールド部１９が配置されて電気的に絶縁されている。また、第１、第２接続端子１５、１６は、下アーム５２、５４、５６の半導体チップ１０２、１０４、１０６に接続される制御端子１４と所定の間隔を離して配置されている。例えば、制御端子１４と第１、第２接続端子１５、１６との間隔は、所定のインパルス電圧の印加時に制御端子１４と第１、第２接続端子１５、１６との絶縁が確保される距離よりも長くなるように設計される。
【0033】
第１接続端子１５は、半導体チップ１０１、１０３、１０５に、平滑コンデンサ４を介して直流電源２の正極に接続する端子である。第２接続端子１６は、半導体チップ１０２、１０４、１０６に、平滑コンデンサ４を介して直流電源２の負極に接続する端子である。
【0034】
本実施形態の第１接続端子１５は、樹脂モールド部１９に封止された内部端子１５ａと、樹脂モールド部１９の外部に配置された外部端子１５ｂとを有する構成とされている。内部端子１５ａは、板状の導電性部材で構成されており、第１リードフレーム１１を介して上アーム５１、５３、５５の半導体チップ１０１、１０３、１０５に接続されている。
【0035】
本実施形態の半導体モジュール６は、２つの第１接続端子１５を備えている。そして、２つの第１接続端子１５は、３列に並んだ６つの半導体チップ１０のうち、中央の列に配置された半導体チップ１０３、１０４を挟むように配置されている。具体的には、一方の第１接続端子１５における内部端子１５ａは、半導体チップ１０１、１０３の間と、半導体チップ１０２、１０４の間とを通るように配置されている。そして、他方の第１接続端子１５における内部端子１５ａは、半導体チップ１０３、１０５の間と、半導体チップ１０４、１０６の間とを通るように配置されている。
【0036】
内部端子１５ａは、長手方向の一端で第１リードフレーム１１を介して半導体チップ１０１、１０３、１０５に接続されており、他端は凸部１９１に覆われている。そして、内部端子１５ａは、凸部１９１の他面１９１ｂに形成された開口部１９３から露出している。
【0037】
外部端子１５ｂは、板状の導電性部材で構成されており、側面から見て略クランク状となるように屈曲している。そして、外部端子１５ｂの屈曲部を挟んだ両端部のうち、一方の端部は、超音波接合によって内部端子１５ａに接続されている。また、外部端子１５ｂの屈曲部を挟んだ他方の端部は、凸部１９１の他面１９１ｂから離された状態で、凸部１９１の他面１９１ｂに沿って突出している。特に限定されるものではないが、外部端子１５ｂの他方の端部側の部分と凸部１９１との間隔は、異物の噛み込みを抑制するために、例えば０．１ｍｍ以上であって２ｍｍ以下とされる。そして、外部端子１５ｂは、この突出した部分が平滑コンデンサ４に接続される。
【0038】
また、本実施形態の第１接続端子１５は、凸部１９１の第１、第２側面１９１ｄ、１９１ｅから突出するタイバー残部１５ｃを有している。このタイバー残部１５ｃは、後述するように、内部端子１５ａと制御端子１４とを接続するタイバー２１０を切断した際の残りとなるものである。本実施形態では、タイバー残部１５ｃは、内部端子１５ａを挟んで２つ備えられており、それぞれ内部端子１５ａと接続されている。そして、タイバー残部１５ｃは、内部端子１５ａの延設方向と交差する方向であって、内部端子１５ａの面方向に沿った方向に延設されて第１、第２側面１９１ｄ、１９１ｅから突出している。また、内部端子１５ａと制御端子１４とは、後述するように、半導体モジュール６が構成される前の状態では、タイバー２１０にて連結されている。このため、制御端子１４、内部端子１５ａ、およびタイバー残部１５ｃは、同一平面上に位置している。
【0039】
外部端子１５ｂは、上記のように内部端子１５ａに超音波接合によって接合される。ここで、図９に示されるように、タイバー残部１５ｃの延設方向に沿った方向を第１方向とし、第１方向と交差する方向であって、内部端子１５ａの面方向に沿った方向を第２方向とする。なお、図９中では、紙面左右方向が第１方向となり、紙面垂直方向が第２方向となる。
【0040】
そして、本実施形態の超音波接合は、外部端子１５ｂを第１方向に沿って超音波振動させることで行われる。この際、内部端子１５ａは、超音波接合される際の振動によって振動する。そして、内部端子１５ａと接続されているタイバー残部１５ｃも振動する。この場合、タイバー残部１５ｃのうちの樹脂モールド部１９から突出する部分を突出部１５０ｃとすると、突出部１５０ｃは、樹脂モールド部１９で封止されていないため、振動の影響が大きくなる。このため、内部端子１５ａに超音波接合によって外部端子１５ｂを接合する場合、凸部１９１の第１、第２側面１９１ｄ、１９１ｅと突出部１５０ｃとの境界部に最も大きな応力が発生する。
【0041】
したがって、本実施形態では、図９に示されるように、第１接続端子１５には、開口部１９３から露出する部分と、タイバー残部１５ｃのうちの樹脂モールド部１９から露出する突出部１５０ｃとの間に溝部１６０が形成されている。本実施形態では、タイバー残部１５ｃのうちの樹脂モールド部１９で封止される部分に溝部１６０が形成されている。また、本実施形態の溝部１６０は、第１接続端子１５のうちの第２接続端子１６と対向する面を一面１５０ａとし、一面１５０ａと反対側の面を他面１５０ｂとすると、一面１５０ａおよび他面１５０ｂにそれぞれ形成されている。そして、樹脂モールド部１９は、溝部１６０に入り込んだ状態で形成されている。
【0042】
なお、本実施形態では、第１接続端子１５のうちの内部端子１５ａは、第１接続端子１５と第２接続端子１６との積層方向において、樹脂モールド部１９を挟んで第２接続端子１６と対向する部分である。タイバー残部１５ｃは、内部端子１５ａと接続され、積層方向において第２接続端子１６と重ならない部分である。また、本実施形態のような半導体モジュール６では、電流は、第１接続端子１５および第２接続端子１６の延設方向に沿って流れる。このため、タイバー残部１５ｃは、第１接続端子１５のうちの主に電流が流れる部分と異なる部分であり、溝部１６０は、第１接続端子１５のうちの主に電流が流れる部分と異なる部分に形成されているといえる。
【0043】
本実施形態の溝部１６０は、図１０に示されるように、複数の凹部１６１が形成されて構成されている。具体的には、溝部１６０は、複数の凹部１６１が第２方向を長手方向としたストライプ状となるように形成されて構成されている。言い換えると、溝部１６０は、超音波振動の方向と交差する方向に延びる複数の凹部１６１によって構成されている。
【0044】
また、本実施形態の内部端子１５ａおよびタイバー残部１５ｃは、図９等では詳細を省略しているが、溝部１６０と異なる部分であって、樹脂モールド部１９に封止される部分に粗化部１７０が形成されている。具体的には、粗化部１７０は、図１１に示されるように、複数の凹部１７１が点在して形成されている。但し、溝部１６０および粗化部１７０は、溝部１６０（すなわち、凹部１６１）の方が粗化部１７０（すなわち、凹部１７１）よりも深さが深くなるように形成されている。言い換えると、溝部１６０および粗化部１７０は、溝部１６０の方が粗化部１７０よりも表面粗さが大きくなるように形成されている。特に限定されるものではないが、溝部１６０は、例えば、深さが８μｍ程度とされ、溝部１６０を形成していない際の表面積を基準とした表面積比が１１０％程度とさる。粗化部１７０は、例えば、深さが１μｍ程度とされ、粗化部１７０を形成していない際の表面積を基準とした表面積比が１０４％程度とされる。
【0045】
なお、本実施形態の溝部１６０および粗化部１７０は、共通のレーザ装置からレーザ光が照射されて形成される。但し、溝部１６０および粗化部１７０は、溝部１６０を形成する際のエネルギの方が粗化部１７０を形成する際のエネルギより大きくされて形成される。また、粗化部１７０は、後述の第２接続端子１６にも形成されている。
【0046】
そして、本実施形態の第１接続端子１５には、上記の溝部１６０が形成されているため、内部端子１５ａに外部端子１５ｂが超音波接合される際、応力集中箇所を分散させることができる。例えば、図１２に示されるように、内部端子１５ａに外部端子１５ｂが超音波接合されることでタイバー残部１５ｃの突出部１５０ｃが凸部１９１の他面１９１ｂ側に変位したとする。この場合、樹脂モールド部１９における応力集中箇所は、第１側面１９１ｄのうちの突出部１５０ｃとの境界部、および溝部１６０に入り込んだ部分であることが確認される。なお、溝部１６０が形成されていない場合には、応力を分散させる箇所が存在しないため、樹脂モールド部１９における応力は、第１側面１９１ｄのうちの突出部１５０ｃとの境界部に集中する。したがって、本実施形態では、樹脂モールド部１９に封止されている部分に溝部１６０が形成されていることにより、応力を分散させることができ、樹脂モールド部１９が損傷することを抑制できる。
【0047】
ここで、図１３Ａに示されるように、溝部１６０における突出部１５０ｃ側の端部が第１側面１９１ｄと一致している場合を、溝部１６０が外側境界部に形成されているとする。なお、溝部１６０が外側境界部に形成されているとは、溝部１６０における突出部１５０ｃ側の開口端部が樹脂モールド部１９から露出している構成であるともいえる。また、図１３Ｂに示されるように、内部端子１５ａと第２接続端子１６との積層方向において、溝部１６０における内部端子１５ａ側の端部が第２接続端子１６と重なる場合を溝部１６０が内側境界部に形成されているとする。なお、図１３Ａおよび図１３Ｂでは、樹脂モールド部１９における第１側面１９１ｄ側の部分を示しているが、第２側面１９１ｅ側の部分も同様である。
【0048】
この場合、図１４に示されるように、溝部１６０が形成されていない場合に発生する最大応力を基準応力（すなわち、図１４中の最大応力が１）とすると、溝部１６０が外側境界部に形成されると最大応力が基準応力よりも高くなることが確認される。そして、溝部１６０を内側境界部側に少しずらして形成すると最大応力が急峻に低くなり、溝部１６０をさらに内側境界部側にずらして形成すると最大応力が徐々に高くなることが確認される。なお、図１４は、溝部１６０の第１方向に沿った長さを幅として溝部１６０の幅を０．３ｍｍとし、深さを０．１ｍｍとした場合のシミュレーション結果を示す図である。
【0049】
以下、最大応力が上記のようになる理由について説明する。まず、溝部１６０が外側境界部に形成されると、図１５に示されるように、応力集中箇所を分散させ難くなることが確認される。そして、突出部１５０ｃと第１側面１９１ｄとの境界部には、樹脂モールド部１９のうちの溝部１６０に入り込んだ部分の変形による応力も加わる。このため、溝部１６０が外側境界部に形成されると、最大応力が基準応力よりも大きくなる可能性がある。なお、図１５は、図１２と同様に、内部端子１５ａに外部端子１５ｂが超音波接合されることで突出部１５０ｃが凸部１９１の他面１９１ｂ側に変位したとした場合のシミュレーション結果を示す図である。
【0050】
また、溝部１６０を内側境界部に近くするというのは、開口部１９３側に近づけることであり、外部端子１５ｂとの接合箇所に近づけるということである。このため、溝部１６０を内側境界部に近づけすぎると内部端子１５ａに外部端子１５ｂを接続する際の振動の影響を低減し難くなり、徐々に最大応力が大きくなる。したがって、溝部１６０は、樹脂モールド部１９で封止される部分であって、外側境界部よりも内側に形成されることが好ましく、さらに、タイバー残部１５ｃのうちの内部端子１５ａと反対側の部分に形成されることが好ましい。なお、樹脂モールド部１９で封止される部分であって、外側境界部よりも内側に溝部１６０を形成するとは、言い換えると、溝部１６０における突出部１５０ｃ側の開口端部も樹脂モールド部１９で封止される状態のことである。
【0051】
また、溝部１６０は、図１６に示されるように、溝部１６０の深さを深くするほど最大応力を低減できることが確認される。なお、図１６は、溝部１６０の幅を０．５ｍｍとし、溝部１６０が形成される部分と異なる部分のタイバー残部１５ｃの厚さを０．５ｍｍとした場合のシミュレーション結果を示す図である。この場合、図１６では、溝部１６０の深さを０．１５ｍｍとした場合の結果まで示している。しかしながら、本実施形態の溝部１６０は、タイバー残部１５ｃの一面１５０ａ側および他面１５０ｂ側に形成されている。そして、溝部１６０が形成されることで残る部分の厚さは、タイバー残部１５ｃが折れないようにするため、タイバー残部１５ｃの厚さの１／２以上とされることが好ましい。このため、本実施形態のように、タイバー残部１５ｃの一面１５０ａ側および他面１５０ｂ側に溝部１６０を形成する場合、各溝部１６０の深さは、０．１２５ｍｍ未満とされることが好ましい。
【0052】
また、溝部１６０は、外部端子１５ｂを内部端子１５ａに超音波接合する際の振動を抑制する機能も発揮する。この場合、溝部１６０の深さは、本発明者らの検討によれば、タイバー残部１５ｃの厚さの１／１０以上とされることが好ましいことが確認された。したがって、溝部１６０は、タイバー残部１５ｃの厚さの１／１０以上の深さとされている。
【0053】
さらに、本発明者らは、溝部１６０の幅についても鋭意検討を行い、図１７～図１９に示される結果を得た。図１７は、溝部１６０の深さを０．０５ｍｍとして溝部１６０の幅を変化させた場合のシミュレーション結果である。図１８は、溝部１６０の深さを０．１０ｍｍとして溝部１６０の幅を変化させた場合のシミュレーション結果を示す図である。図１９は、溝部１６０の深さを０．１５ｍｍとして溝部１６０の幅を変化させた場合のシミュレーション結果を示す図である。そして、溝部１６０は、図１７～図１９に示されるように、幅を変化させても、最大応力がそれほど変化しないことが確認される。このため、溝部１６０は、外部端子１５ｂが超音波接合される際の条件に応じ、深さが調整されることが好ましい。但し、溝部１６０の幅は、樹脂モールド部１９が十分に入り込んで配置されることが必要であり、５０μｍ以上とされることが好ましい。また、溝部１６０の幅は、レーザ光を照射することで構成されるが、製造を容易にするため、５０μｍ以上とされることが好ましい。したがって、本実施形態の溝部１６０は、幅が５０μｍ以上とされている。
【0054】
さらに、タイバー残部１５ｃは、上記のように凸部１９１の第１、第２側面１９１ｄ、１９１ｅから突出した突出部１５０ｃを有している。この場合、最大応力は、図２０に示されるように、突出部１５０ｃの突出方向に沿った長さ（すなわち、第１方向の長さ）が長くなるほど大きくなる。このため、タイバー残部１５ｃの突出部１５０ｃの長さは、短い方が好ましく、例えば、１ｍｍ以下とされることが好ましい。
【0055】
第２接続端子１６は、板状の導電性部材で構成されており、第２リードフレーム１２を介して下アーム５２、５４、５６の半導体チップ１０に接続されている。第２接続端子１６は、長手方向の一端で第２リードフレーム１２を介して半導体チップ１０２、１０４、１０６に接続されており、他端は樹脂モールド部１９の第３側面１９ｅから外部端子１５ｂの突出方向と同じ方向に突出している。具体的には、第２接続端子１６は、第３側面１９ｅに設けられた凸部１９１において、凸部１９１の先端面１９１ｃから突出するように配置されている。なお、本実施形態では、先端面１９１ｃが所定面に相当する。
【0056】
半導体モジュール６は第２接続端子１６を２つ備えている。また、上記のように、半導体モジュール６は第１接続端子１５を２つ備えている。そして、各第１、第２接続端子１５、１６は、それぞれ積層されて配置されている。
【0057】
また、本実施形態では、絶縁耐性を維持できるように、平面視におけるタイバー残部１５ｃのうちの凸部１９１から突出する部分と第２接続端子１６との間の樹脂モールド部１９に沿った沿面距離が調整されている。特に限定されるものではないが、本実施形態では、沿面距離が４ｍｍ以上とされている。言い換えると、タイバー残部１５ｃは、平面視において、絶縁耐性を維持できるように、第２接続端子１６との間の樹脂モールド部１９に沿った沿面距離が所望の距離となるように配置される場所が調整されている。
【0058】
外部端子１５ｂは、内部端子１５ａおよび第２接続端子１６の積層方向を法線方向とする面の形状が、第２接続端子１６と同じ形状とされている。そして、本実施形態では、外部端子１５ｂおよび第２接続端子１６の凸部１９１から突出した部分の先端部は、平滑コンデンサ４と接続可能となるように、ボルト等の締結部材に対応した形状とされている。具体的には、外部端子１５ｂ、および第２接続端子１６のうちの凸部１９１から突出した部分の先端部は、２つに分離された略Ｕ字状とされている。そして、このＵ字状の部分は、外部端子１５ｂと第２接続端子１６とで同一または略同一の形状とされており、外部端子１５ｂ、第２接続端子１６の突出方向において、外部端子１５ｂの突出長さと、第２接続端子１６の突出長さとが、同一または略同一となっている。
【0059】
第１、第２放熱板１７、１８は、ヒートシンクに相当するものであり、一面側が半導体チップ１０に向けられている。半導体チップ１０１～１０６は、第１、第２リードフレーム１１、１２を介して第１、第２放熱板１７、１８に接続されており、第１、第２放熱板１７、１８のうちの第１、第２リードフレーム１１、１２と反対側の面は、樹脂モールド部１９から露出している。このように、各半導体チップ１０１～１０６は、第１、第２放熱板１７、１８に挟み込まれており、半導体モジュール６は、厚さ方向の両側を図示しない冷却機器によって挟み込まれることで、放熱を行いながら負荷３の駆動を行うものとして使用される。
【0060】
以上が本実施形態における半導体モジュール６の構成である。そして、この半導体モジュール６は、詳細は省略するが、平滑コンデンサ４に各第１、第２接続端子１５、１６が接続され、出力端子１３が負荷３に接続されて用いられる。
【0061】
【0062】
まず、第１、第２リードフレーム１１、１２に各半導体チップ１０１～１０６を搭載する。そして、出力端子１３および第２接続端子１６が各半導体チップ１０１～１０６に電気的に接続されるようにする。また、図２１に示されるように、第１接続端子１５のうちの内部端子１５ａおよび制御端子１４がタイバー２１０で一体的に連結された端子構成部材２００を用意する。そして、共通のレーザ装置を用い、レーザ光を照射してタイバー２１０のうちの樹脂モールド部１９で封止される部分に溝部１６０を形成すると共に、内部端子１５ａおよび制御端子１４のうちの樹脂モールド部１９で封止される部分に粗化部１７０を形成する。この際、エネルギ等の照射条件を変更し、溝部１６０の方が粗化部１７０よりも深くなるように溝部１６０および粗化部１７０を形成する。
【0063】
その後、内部端子１５ａおよび制御端子１４が各半導体チップ１０１～１０６に電気的に接続されるようにする。さらに、第１、第２放熱板１７、１８を配置する。このようにして、内部端子１５ａおよび第２接続端子１６が半導体チップ１０１～１０６に接続された構成部材３００を用意する。
【0064】
続いて、図２２および図２３に示されるように、第１型４１０および第２型４２０が嵌合されてキャビティ４００ａが構成される金型４００内に構成部材３００を配置する。具体的には、図２２に示されるように、第２接続端子１６のうちの樹脂モールド部１９の凸部１９１から露出する部分が第１型４１０と第２型４２０とで挟持されるように、構成部材３００を配置する。また、図２３に示されるように、構成部材３００のうちのタイバー２１０や制御端子１４のうちの樹脂モールド部１９から露出する部分が第１型４１０と第２型４２０とで挟持されるように、構成部材３００を配置する。つまり、内部端子１５ａがタイバー２１０と連結されているため、内部端子１５ａが金型４００内の所定位置で固定されるように、構成部材３００を配置する。本実施形態では、このように、内部端子１５ａと第２接続端子１６との積層方向において、異なる部分を第１型４１０と第２型４２０との間に挟持する。
【0065】
【0066】
また、本実施形態では、内部端子１５ａのうちの開口部１９３から露出する部分に、緩衝材４３０を介して第１型４１０が当接されるようにする。言い換えると、内部端子１５ａのうちの開口部１９３から露出する部分と、第１型４１０との間に緩衝材４３０を配置する。これにより、内部端子１５ａのうちの開口部１９３から露出する部分が損傷することを抑制できる。なお、緩衝材４３０は、金型４００よりも柔らかい材料で構成され、例えば、フッ素樹脂、フッ素ゴム、シリコンゴム等で構成される。
【0067】
次に、特に図示しないが、金型４００内に溶融樹脂を流し込んで固化することにより、開口部１９３が形成された上記樹脂モールド部１９を構成する。この場合、本実施形態では、内部端子１５ａおよび第２接続端子１６がそれぞれ金型４００で固定されている。このため、内部端子１５ａと第２接続端子１６との間隔がばらつくことを抑制でき、インダクタンスが変化することを抑制できる。また、本実施形態では、粗化部１７０が溝部１６０よりも深さが浅くされ、表面粗さが小さくなるようにしている。このため、例えば、内部端子１５ａおよび第２接続端子１６のうちの樹脂モールド部１９で封止される部分の全体に溝部１６０を形成した場合と比較して、溶融樹脂の樹脂流れが低下することを抑制でき、巻き込みボイド等が発生することを抑制できる。
【0068】
次に、図２４に示されるように、制御端子１４と内部端子１５ａとを接続するタイバー２１０等を切断する。これにより、内部端子１５ａと接続され、凸部１９１の第１、第２側面１９１ｄ、１９１ｅから突出するタイバー残部１５ｃが構成される。
【0069】
続いて、特に図示しないが、内部端子１５ａに外部端子１５ｂを超音波接合によって接合する。この場合、突出部１５０ｃが樹脂モールド部１９から突出しているため、第１、第２側面１９１ｄ、１９１ｅのうちの突出部１５０ｃとの境界部に応力集中が発生し易い。しかしながら、本実施形態では、タイバー残部１５ｃのうちの樹脂モールド部１９で封止される部分に溝部１６０が形成されている。このため、内部端子１５ａに外部端子１５ｂを超音波接合する際、応力を分散させることができ、第１、第２側面１９１ｄ、１９１ｅのうちの突出部１５０ｃとの境界部に発生する応力を小さくし易くできる。したがって、内部端子１５ａに外部端子１５ｂを超音波接合する際に樹脂モールド部１９が破壊されることを抑制できる。
【0070】
その後は、特に図示しないが、制御端子１４を屈曲させることにより、上記の半導体モジュール６が製造される。
【0071】
以上説明した本実施形態によれば、第１接続端子１５には、開口部１９３から露出する部分と突出部１５０ｃとの間に溝部１６０が形成されている。このため、開口部１９３にて内部端子１５ａに外部端子１５ｂを超音波接合する際、応力を分散させることができ、突出部１５０と第１、第２側面１９１ｄ、１９１ｅとの境界部に発生する最大応力を小さくできる。したがって、樹脂モールド部１９が損傷することを抑制できる。なお、第１接続端子１５のうちの開口部１９３から露出する部分と突出部１５０ｃとの間隔を長くすることによっても、突出部１５０と第１、第２側面１９１ｄ、１９１ｅとの境界部に発生する最大応力を小さくできる。しかしながら、第１接続端子１５のうちの開口部１９３から露出する部分と突出部１５０ｃとの間隔を長くすると、半導体モジュール６の平面方向の大きさが大きくなってしまう。したがって、本実施形態のように溝部１６０を形成することにより、半導体モジュール６が大型化することを抑制しつつ、樹脂モールド部１９が損傷することを抑制できる。
【0072】
（１）本実施形態では、溝部１６０は、タイバー残部１５ｃに形成されている。つまり、第１接続端子１５のうちの主に電流が流れる部分と異なる部分に溝部１６０が形成されている。このため、電流性能が低下することを抑制しつつ、樹脂モールド部１９が損傷することを抑制できる。
【0073】
（２）本実施形態では、第１接続端子１５および第２接続端子１６における樹脂モールド部１９で封止される部分であって、溝部１６０が形成される部分と異なる部分に粗化部１７０が形成されている。このため、粗化部１７０によって樹脂モールド部１９との密着性を向上できる。また、粗化部１７０は、溝部１６０よりも深さが浅くされている。このため、金型４００に溶融樹脂を流し込んで樹脂モールド部１９を形成する際、樹脂流れが低下することを抑制でき、巻き込みボイドが発生することを抑制できる。
【0074】
（３）本実施形態では、溝部１６０は、第２方向に沿って複数の凹部１６１が形成されることで構成されている。つまり、外部端子１５ｂを超音波接合する際の振動方向と交差する方向に延設された複数の凹部１６１で溝部１６０が構成されている。このため、超音波接合する際の振動を効果的に抑制することができる。
【0075】
（４）本実施形態では、溝部１６０は、幅が５０μｍ以上とされている。このため、溝部１６０に十分に樹脂モールド部１９が入り込んだ状態とできると共に、レーザ光を照射して溝部１６０を形成する際の加工を容易にできる。
【0076】
（５）本実施形態では、溝部１６０は、深さが溝部１６０が形成される部分と異なる部分の厚さの１／１０以上とされている。このため、外部端子１５ｂを内部端子１５ａに超音波接合する際の振動を抑制し易くできる。また、タイバー残部１５ｃは、溝部１６０が形成されている部分の厚さが、溝部１６０が形成される部分と異なる部分の厚さの１／２以上とされている。このため、タイバー残部１５ｃが折れることを抑制できる。
【0077】
（６）本実施形態では、第１接続端子１５および第２接続端子１６が積層して配置されている。このため、第１接続端子１５と第２接続端子１６との間のインダクタンスを低減できる。
【0078】
（他の実施形態）
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【0079】
例えば、上記第１実施形態では、第１接続端子１５および第２接続端子１６が積層されている例について説明したが、第１接続端子１５および第２接続端子１６は積層されていなくてもよい。また、上記第１実施形態では、第１接続端子１５および第２接続端子１６を有する例について説明したが、第２接続端子１６は備えられていなくてもよい。
【0080】
また、上記第１実施形態の半導体モジュール６は、三相インバータ回路以外の回路を構成するのに適用されてもよい。また、樹脂モールド部１９に封止される半導体チップ１０の数も適宜変更可能である。
【0081】
また、上記第１実施形態において、各半導体チップ１０１～１０６と第１、第２接続端子１５、１６との接続の仕方は適宜変更可能である。
【0082】
そして、上記第１実施形態において、粗化部１７０は形成されていなくてもよい。
【0083】
また、上記第１実施形態において、溝部１６０は、タイバー残部１５ｃに形成されるのではなく、内部端子１５ａに形成されていてもよい。
【0084】
そして、溝部１６０は、タイバー残部１５ｃの一面１５０ａおよび他面１５０ｂに形成されるのではなく、一面１５０ａおよび他面１５０ｂの一方の面に形成されていてもよい。
【0085】
また、溝部１６０を構成する凹部１６１は、内部端子１５ａに外部端子１５ｂを超音波接合する際の方向と交差する方向に形成されるのであれば、第２方向と異なる方向に沿って形成されていてもよい。
【0086】
そして、溝部５０は、幅が５０μｍ未満とされていてもよい。さらに、溝部１６０は、深さがタイバー残部１５ｃの厚さの１／１０未満とされていてもよいし、溝部１６０が形成された部分のタイバー残部１５ｃの厚さがタイバー残部１５ｃの厚さの１／２未満となるように深さが調整されていてもよい。
【0087】
さらに、上記第１実施形態において、樹脂モールド部１９に凸部１９１が備えられていなくてもよい。例えば、半導体モジュール６は、第２接続端子１６が樹脂モールド部１９の第３側面１９ｅから突出し、内部端子１５ａが樹脂モールド部１９の他面１９ｂから露出するように構成されていてもよい。
【0088】
また、上記第１実施形態において、粗化部１７０は形成されていなくてもよい。さらに、粗化部１７０を形成する場合には、溝部１６０を形成するレーザ装置と別のレーザ装置を用いて粗化部１７０を形成してもよいし、ブラスト処理等の他の方法で粗化部１７０を形成してもよい。
【0089】
（本発明の特徴）
［請求項１］
半導体モジュールであって、
半導体チップ（１０）と、
前記半導体チップを樹脂封止する樹脂モールド部（１９）と、
前記半導体チップと電気的に接続され、前記樹脂モールド部から突出した部分を有する接続端子（１５）と、を備え、
前記接続端子は、板状とされ、面方向における一方向に延設されると共に前記樹脂モールド部内に封止され、前記樹脂モールド部に形成された開口部（１９３）から露出する内部端子（１５ａ）と、前記開口部で前記内部端子と接続されて前記樹脂モールド部から突出する外部端子（１５ｂ）と、前記内部端子と接続され、前記内部端子の延設方向と交差する方向であって、前記内部端子の面方向に沿った方向に延設されて前記樹脂モールド部から突出する突出部（１５０ｃ）を有するタイバー残部（１５ｃ）と、を有し、
前記接続端子は、前記開口部から露出する部分と前記突出部との間に溝部（１６０）が形成されており、
前記樹脂モールド部は、前記溝部に入り込んでおり、
前記溝部は、前記突出部側の開口端部も前記樹脂モールド部で覆われている半導体モジュール。
［請求項２］
前記溝部は、前記タイバー残部に形成されている請求項１に記載の半導体モジュール。
［請求項３］
前記接続端子は、前記樹脂モールド部に封止される部分であって、前記溝部が形成される部分と異なる部分に粗化部（１７０）が形成され、
前記溝部は、前記粗化部よりも表面粗さが大きくされている請求項１または２に記載の半導体モジュール。
［請求項４］
前記溝部は、複数の凹部（１６１）を有し、
前記複数の凹部は、前記タイバー残部の延設方向と交差する方向に延設されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
［請求項５］
前記溝部は、前記タイバー残部の延設方向に沿った幅が５０μｍ以上とされている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
［請求項６］
前記溝部は、深さが、前記溝部が形成される部分と異なる部分の厚さの１／１０以上とされ、
前記接続端子は、前記溝部が形成されている部分の厚さが、前記溝部が形成される部分と異なる部分の厚さの１／２以上とされている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
［請求項７］
前記接続端子を第１接続端子とし、
板状とされ、前記半導体チップと電気的に接続されると共に前記樹脂モールド部から突出した部分を有する第２接続端子（１６）を備え、
前記第１接続端子および前記第２接続端子は、所定間隔離れる状態で積層され、
前記第２接続端子は、前記樹脂モールド部における所定面（１９１ｃ）から突出しており、
前記第１接続端子の内部端子は、前記樹脂モールド部における前記所定面と異なる面（１９１ｂ）に前記開口部が形成されて露出している半導体モジュール。
［請求項８］
半導体チップ（１０）と、
前記半導体チップを樹脂封止する樹脂モールド部（１９）と、
前記半導体チップと電気的に接続され、前記樹脂モールド部から突出した部分を有する接続端子（１５）と、を備え、
前記接続端子は、板状とされ、面方向における一方向に延設されると共に前記樹脂モールド部内に封止され、前記樹脂モールド部に形成された開口部（１９３）から露出する内部端子（１５ａ）と、前記開口部で前記内部端子と接続されて前記樹脂モールド部から突出する外部端子（１５ｂ）と、前記内部端子と接続され、前記内部端子の延設方向と交差する方向であって、前記内部端子の面方向に沿った方向に延設されて前記樹脂モールド部から突出する突出部（１５０ｃ）を有するタイバー残部（１５ｃ）と、を有し、
前記接続端子は、前記開口部から露出する部分と前記突出部との間に溝部（１６０）が形成されており、
前記樹脂モールド部は、前記溝部に入り込んでおり、
前記溝部は、前記内部端子側と反対側に位置する開口端部も前記樹脂モールド部で覆われている半導体モジュールの製造方法であって、
前記内部端子がタイバー（２１０）と一体化された端子構成部材（２００）を用意することと、
前記内部端子および前記タイバーのうちの前記樹脂モールド部で封止される部分に前記溝部を形成することと、
前記端子構成部材における前記内部端子を前記半導体チップに電気的に接続して構成部材（３００）を構成することと、
第１型（４１０）と第２型（４２０）とが嵌合されることで内部にキャビティ（４００ａ）が構成される金型（４００）を用意し、前記構成部材を前記キャビティに配置することと、
前記金型に溶融樹脂を流し込んで固化することにより、前記樹脂モールド部を形成することと、
前記タイバーを切断し、前記内部端子と接続されると共に前記樹脂モールド部から突出した前記突出部を有する前記タイバー残部を形成することと、
前記内部端子に前記外部端子を超音波接合することと、を行う半導体モジュールの製造方法。
［請求項９］
前記溝部を形成することでは、前記内部端子および前記タイバーのうちの前記樹脂モールド部で封止される部分であって、前記溝部と異なる部分に、前記溝部よりも表面粗さが小さい粗化部（１７０）を形成することも行い、
前記溝部を形成すること、および前記粗化部を形成することは、同じレーザ装置を用いてレーザ光を照射することで前記溝部および前記粗化部を形成する請求項８に記載の半導体モジュールの製造方法。
［請求項１］
半導体モジュールであって、
半導体チップ（１０）と、
前記半導体チップを樹脂封止する樹脂モールド部（１９）と、
前記半導体チップと電気的に接続され、前記樹脂モールド部から突出した部分を有する接続端子（１５）と、を備え、
前記接続端子は、板状とされ、面方向における一方向に延設されると共に前記樹脂モールド部内に封止され、前記樹脂モールド部に形成された開口部（１９３）から露出する内部端子（１５ａ）と、前記開口部で前記内部端子と接続されて前記樹脂モールド部から突出する外部端子（１５ｂ）と、前記内部端子と接続され、前記内部端子の延設方向と交差する方向であって、前記内部端子の面方向に沿った方向に延設されて前記樹脂モールド部から突出する突出部（１５０ｃ）を有するタイバー残部（１５ｃ）と、を有し、
前記接続端子は、前記開口部から露出する部分と前記突出部との間に溝部（１６０）が形成されており、
前記樹脂モールド部は、前記溝部に入り込んでおり、
前記溝部は、前記突出部側の開口端部も前記樹脂モールド部で覆われている半導体モジュール。
［請求項２］
前記溝部は、前記タイバー残部に形成されている請求項１に記載の半導体モジュール。
［請求項３］
前記接続端子は、前記樹脂モールド部に封止される部分であって、前記溝部が形成される部分と異なる部分に粗化部（１７０）が形成され、
前記溝部は、前記粗化部よりも表面粗さが大きくされている請求項１または２に記載の半導体モジュール。
［請求項４］
前記溝部は、複数の凹部（１６１）を有し、
前記複数の凹部は、前記タイバー残部の延設方向と交差する方向に延設されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
［請求項５］
前記溝部は、前記タイバー残部の延設方向に沿った幅が５０μｍ以上とされている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
［請求項６］
前記溝部は、深さが、前記溝部が形成される部分と異なる部分の厚さの１／１０以上とされ、
前記接続端子は、前記溝部が形成されている部分の厚さが、前記溝部が形成される部分と異なる部分の厚さの１／２以上とされている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
［請求項７］
前記接続端子を第１接続端子とし、
板状とされ、前記半導体チップと電気的に接続されると共に前記樹脂モールド部から突出した部分を有する第２接続端子（１６）を備え、
前記第１接続端子および前記第２接続端子は、所定間隔離れる状態で積層され、
前記第２接続端子は、前記樹脂モールド部における所定面（１９１ｃ）から突出しており、
前記第１接続端子の内部端子は、前記樹脂モールド部における前記所定面と異なる面（１９１ｂ）に前記開口部が形成されて露出している半導体モジュール。
［請求項８］
半導体チップ（１０）と、
前記半導体チップを樹脂封止する樹脂モールド部（１９）と、
前記半導体チップと電気的に接続され、前記樹脂モールド部から突出した部分を有する接続端子（１５）と、を備え、
前記接続端子は、板状とされ、面方向における一方向に延設されると共に前記樹脂モールド部内に封止され、前記樹脂モールド部に形成された開口部（１９３）から露出する内部端子（１５ａ）と、前記開口部で前記内部端子と接続されて前記樹脂モールド部から突出する外部端子（１５ｂ）と、前記内部端子と接続され、前記内部端子の延設方向と交差する方向であって、前記内部端子の面方向に沿った方向に延設されて前記樹脂モールド部から突出する突出部（１５０ｃ）を有するタイバー残部（１５ｃ）と、を有し、
前記接続端子は、前記開口部から露出する部分と前記突出部との間に溝部（１６０）が形成されており、
前記樹脂モールド部は、前記溝部に入り込んでおり、
前記溝部は、前記内部端子側と反対側に位置する開口端部も前記樹脂モールド部で覆われている半導体モジュールの製造方法であって、
前記内部端子がタイバー（２１０）と一体化された端子構成部材（２００）を用意することと、
前記内部端子および前記タイバーのうちの前記樹脂モールド部で封止される部分に前記溝部を形成することと、
前記端子構成部材における前記内部端子を前記半導体チップに電気的に接続して構成部材（３００）を構成することと、
第１型（４１０）と第２型（４２０）とが嵌合されることで内部にキャビティ（４００ａ）が構成される金型（４００）を用意し、前記構成部材を前記キャビティに配置することと、
前記金型に溶融樹脂を流し込んで固化することにより、前記樹脂モールド部を形成することと、
前記タイバーを切断し、前記内部端子と接続されると共に前記樹脂モールド部から突出した前記突出部を有する前記タイバー残部を形成することと、
前記内部端子に前記外部端子を超音波接合することと、を行う半導体モジュールの製造方法。
［請求項９］
前記溝部を形成することでは、前記内部端子および前記タイバーのうちの前記樹脂モールド部で封止される部分であって、前記溝部と異なる部分に、前記溝部よりも表面粗さが小さい粗化部（１７０）を形成することも行い、
前記溝部を形成すること、および前記粗化部を形成することは、同じレーザ装置を用いてレーザ光を照射することで前記溝部および前記粗化部を形成する請求項８に記載の半導体モジュールの製造方法。
【符号の説明】
【0090】
１０ 半導体チップ
１５ 第１接続端子
１５ａ 内部端子
１５ｂ 外部端子
１５ｃ タイバー残部
１９ 樹脂モールド部
１５０ｃ 突出部
１６０ 溝部
１５ 第１接続端子
１５ａ 内部端子
１５ｂ 外部端子
１５ｃ タイバー残部
１９ 樹脂モールド部
１５０ｃ 突出部
１６０ 溝部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】