(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】P2024159062
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】電子モジュール
(51)【国際特許分類】
H01L 25/07 20060101AFI20241031BHJP
H01L 23/48 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
H01L25/04 C
H01L23/48 G
H01L23/48 Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023074805
(22)【出願日】2023-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】000002037
【氏名又は名称】新電元工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002697
【氏名又は名称】めぶき弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】梅田 宗一郎
(72)【発明者】
【氏名】久徳 淳志
(57)【要約】
【課題】中点パワー端子のフレームに対する接触面積を小さくするとともにパッケージを小さくして配線長を短くしてインダクタンスや配線抵抗が低減された電子モジュールを提供することである。
【解決手段】電子モジュール１００は、第１電極および第２電極の２つの電極を有する第１の半導体素子１１８と、第３電極および第４電極の２つの電極を有する第２の半導体素子１２０と、第１電極および第２電極のうち他方の電極と第３電極および第４電極のうち他方の電極に接続された平板状の中点パワー端子１６０とを備え、第１電極および第２電極のうち他方の電極と第３電極および第４電極のうち他方の電極とを接続する平板状の内部接続フレーム１５２であって、中点パワー端子１６０を圧入するための長穴１５６を有する内部接続フレーム１５２を備える。中点パワー端子１６０は、内部接続フレーム１５２の長穴１５６に圧入され垂直方向に立設している。
【選択図】図４
【解決手段】電子モジュール１００は、第１電極および第２電極の２つの電極を有する第１の半導体素子１１８と、第３電極および第４電極の２つの電極を有する第２の半導体素子１２０と、第１電極および第２電極のうち他方の電極と第３電極および第４電極のうち他方の電極に接続された平板状の中点パワー端子１６０とを備え、第１電極および第２電極のうち他方の電極と第３電極および第４電極のうち他方の電極とを接続する平板状の内部接続フレーム１５２であって、中点パワー端子１６０を圧入するための長穴１５６を有する内部接続フレーム１５２を備える。中点パワー端子１６０は、内部接続フレーム１５２の長穴１５６に圧入され垂直方向に立設している。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１電極および第２電極の２つの電極を有する第１の半導体素子と、
第３電極および第４電極の２つの電極を有する第２の半導体素子と、
前記第１電極および前記第２電極のうち一方の電極に接続された平板状の第１パワー端子と、
前記第３電極および前記第４電極のうち一方の電極に接続された平板状の第２パワー端子と、
前記第１電極および前記第２電極のうち他方の電極と前記第３電極および前記第４電極のうち他方の電極に接続された平板状の中点パワー端子とを備える電子モジュールであって、
前記電子モジュールは、前記第１電極および前記第２電極のうち前記他方の電極と前記第３電極および前記第４電極のうち前記他方の電極とを接続する平板状の内部接続フレームであって、前記中点パワー端子を圧入するための長穴を有する内部接続フレームをさらに備え、
前記中点パワー端子は、前記内部接続フレームの前記長穴に圧入され垂直方向に立設していることを特徴とする電子モジュール。
第３電極および第４電極の２つの電極を有する第２の半導体素子と、
前記第１電極および前記第２電極のうち一方の電極に接続された平板状の第１パワー端子と、
前記第３電極および前記第４電極のうち一方の電極に接続された平板状の第２パワー端子と、
前記第１電極および前記第２電極のうち他方の電極と前記第３電極および前記第４電極のうち他方の電極に接続された平板状の中点パワー端子とを備える電子モジュールであって、
前記電子モジュールは、前記第１電極および前記第２電極のうち前記他方の電極と前記第３電極および前記第４電極のうち前記他方の電極とを接続する平板状の内部接続フレームであって、前記中点パワー端子を圧入するための長穴を有する内部接続フレームをさらに備え、
前記中点パワー端子は、前記内部接続フレームの前記長穴に圧入され垂直方向に立設していることを特徴とする電子モジュール。
【請求項2】
前記長穴は、平面的に見て前記第１電極および前記第２電極のうち前記他方の電極と前記第３電極および前記第４電極のうち前記他方の電極とに挟まれた領域において、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とを結ぶ線に直交する方向に沿って延在することを特徴とする請求項１に記載の電子モジュール。
【請求項3】
前記長穴は、平面的に見て前記第１電極および前記第２電極のうち前記他方の電極と前記第３電極および前記第４電極のうち前記他方の電極に重ならない領域において、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とを結ぶ線に平行な方向に沿って延在することを特徴とする請求項１に記載の電子モジュール。
【請求項4】
前記第１パワー端子、前記第２パワー端子及び前記内部接続フレームは、同じリードフレーム由来のものであることを特徴とする請求項１に記載の電子モジュール。
【請求項5】
前記第１の半導体素子は、第１制御電極をさらに有し、
前記第２の半導体素子は、第２制御電極をさらに有し、
前記電子モジュールは、
前記第１の半導体素子の前記第１制御電極に接続された第１制御端子と、
前記第２の半導体素子の前記第２制御電極に接続された第２制御端子とをさらに備え、ハーフブリッジ構造を有することを特徴とする請求項１に記載の電子モジュール。
前記第２の半導体素子は、第２制御電極をさらに有し、
前記電子モジュールは、
前記第１の半導体素子の前記第１制御電極に接続された第１制御端子と、
前記第２の半導体素子の前記第２制御電極に接続された第２制御端子とをさらに備え、ハーフブリッジ構造を有することを特徴とする請求項１に記載の電子モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ハーフブリッジ構造を有する電子モジュール５００が知られている（例えば、特許文献１参照）。上記した電子モジュールには、例えば、以下に示すような構成を有するものがある。例えば、図１４に記載の電子モジュール５００は、ハイサイドの第１トランジスタ（半導体素子）７３０と、ローサイドの第２トランジスタ（半導体素子）７４０と、第１トランジスタ７３０の第１ドレイン電極（図示せず）に接続された第１パワー端子６３０と、第２トランジスタ７４０の第２ソース電極（図示せず）に接続された第２パワー端子６４０と、第１トランジスタ７３０の第１ソース電極（図示せず）と第２トランジスタ７４０の第２ドレイン電極（図示せず）に接続された中点パワー端子６６０とを備え、ハーフブリッジ構造を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１３／１４６２１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、インダクタンスや配線抵抗を低減するために、第１パワー端子６３０、第２パワー端子６４０及び中点パワー端子６６０を平面状の端子とするとともにこれら３つの端子にセルナット構造を適用して外部に電流を取り出すようにした場合、外部接続部材と中点パワー端子６６０との接続領域を確保する必要があるため、第１トランジスタ７３０と第２トランジスタ７４０の間に位置する中点パワー端子６６０の平面積を小さくすることは難しく、第１トランジスタ７３０と第２トランジスタ７４０との間隔を狭くすることが難しくなる。その結果、パッケージが大きくなるとともに配線長が長くなり、これに起因してインダクタンスや配線抵抗が増大してしまうという課題が生じる。なお、上記課題は、半導体チップとして、トランジスタの代わりに、トランジスタ以外の３電極半導体チップ（例えばサイリスタ）や２電極半導体チップ（例えばダイオード）を用いた場合にも上記同様の課題が生じる。
【0005】
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、２つの半導体チップを備える電子モジュールにおいて、外部接続部材と中点パワー端子との接続領域を確保しながら、インダクタンスや配線抵抗を低減することが可能な電子モジュール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】
【0006】
本発明の電子モジュールは、第１電極および第２電極の２つの電極を有する第１の半導体素子と、第３電極および第４電極の２つの電極を有する第２の半導体素子と、前記第１電極および前記第２電極のうち一方の電極に接続された平板状の第１パワー端子と、前記第３電極および前記第４電極のうち一方の電極に接続された平板状の第２パワー端子と、前記第１電極および前記第２電極のうち他方の電極と前記第３電極および前記第４電極のうち他方の電極に接続された平板状の中点パワー端子とを備える電子モジュールであって、前記電子モジュールは、前記第１電極および前記第２電極のうち前記他方の電極と前記第３電極および前記第４電極のうち前記他方の電極とを接続する平板状の内部接続フレームであって、前記中点パワー端子を圧入するための長穴を有する内部接続フレームをさらに備え、前記中点パワー端子は、前記内部接続フレームの前記長穴に圧入され垂直方向に立設していることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明の電子モジュールによれば、中点パワー端子が、上記した内部接続フレームの長穴に圧入され垂直方向に立設しているものであることから、外部接続部材と中点パワー端子６６０との接続領域を確保することができる。
【0008】
また、第１の半導体素子と第２の半導体素子との設置間隔を狭くできる。このため、パッケージを小さくするとともに配線長も短くできるため、インダクタンスや配線抵抗が低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１の実施形態に係る電子モジュール１００の外観を示した斜視図である。
【図2】第１の実施形態に係る電子モジュール１００の側面図である。
【図3】長穴の形状を説明するための図である。
【図4】第１の実施形態に係る電子モジュール１００の内部構造を説明するために示す部分分解斜視図である。
【図5】第１の実施形態に係る電子モジュール１００を示す図である。図５（ａ）は第１の実施形態に係る電子モジュール１００の平面図である。図５（ｂ）は図５（ａ）の電子モジュール１００を構成する２個の半導体素子近傍の断面構造を示す図である。
【図6】２個の半導体素子の接続態様を示す図である。図６（ａ）～図６（ｃ）は２個の半導体素子がダイオードである場合の接続態様の例を示す図であり、図６（ｄ）は２個の半導体素子の一方のみがダイオードである場合の接続態様の例を示す図である。
【図7】第２の実施形態に係る電子モジュール３００の外観を示した斜視図である。
【図8】第２の実施形態に係る電子モジュール３００の内部構造を説明するために示す部分分解斜視図である。
【図11】第３の実施形態に係る電子モジュール４００の外観を示した斜視図である。
【図13】電子モジュール１００を構成する半導体素子が４個の場合の接続態様の例を示す図である。
【図14】従来技術に係る電子モジュールを説明するために示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る電子モジュールについて、電子モジュールとしてダイオードモジュールを例に挙げて説明する。以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが本発明に必須であるとは限らない。
以下、本発明の第１の実施形態に係る電子モジュールについて、電子モジュールとしてダイオードモジュールを例に挙げて説明する。以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが本発明に必須であるとは限らない。
【0011】
以下の説明において、図１～図２に示すように、電子モジュール１００の長手方向を前後方向とし、短手方向を左右方向として説明する。また、電子モジュール１００の高さ方向を上下方向として説明する。なお、以下の説明における、前、後、左、右、上、下は、説明のために便宜上使用するものであり、電子モジュール１００を使用するときに、電子モジュール１００が取り付けられる向きを特定するものではない。
【0012】
電子モジュール１００は、図１～図４に示すように、前後方向に長尺で、かつ上下方向に扁平な略直方体形状をなしている。電子モジュール１００は、絶縁基板１１２と、第１導体部１１４及び第２導体部１１６と、第１の半導体素子１１８と、第２の半導体素子１２０と、第１パワー端子１３０と、第２パワー端子１４０と、内部接続フレーム１５２と、第３パワー端子１６０と、封止樹脂１７０とを備えている。
【0013】
絶縁基板１１２は、セラミック製の絶縁性基板の下面（裏面）に放熱用の金属板が形成され、上面に第１導体部１１４及び第２導体部１１６が形成されたＤＣＢ基板（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｂｏｎｄｉｎｇ基板）である。なお、絶縁基板１１２は、プリント基板等であってもよい。絶縁基板１１２は、矩形の平板状に形成されており、電子モジュール１００の長手方向である前後方向の中央部に配設されていることが好ましい。
【0014】
第１導体部１１４及び第２導体部１１６は、絶縁基板１１２上に形成された導体部である。図４に示されるように、第１導体部１１４上には第１の半導体素子１１８が配置されており、第２導体部１１６上には第２の半導体素子１２０が配置されている。第１の半導体素子１１８および第２の半導体素子１２０のそれぞれはダイオードである。第１の半導体素子１１８は一方の面（絶縁基板１１２側の面（下面））に形成された図示しないカソード電極と、他方の面（絶縁基板１１２とは反対側の面（上面））に形成されたアノード電極１１８Ａを有している。第２の半導体素子１２０は一方の面（絶縁基板１１２側の面（下面））に形成された図示しないカソード電極と、他方の面（絶縁基板１１２とは反対側の面（上面））に形成されたアノード電極１２０Ａを有している。第１の半導体素子１１８および第２の半導体素子１２０のカソード電極は、それぞれ第１導体部１１４および第２導体部１１６に対して導電性接合材によって接合されている。
【0015】
第１パワー端子１３０および第２パワー端子１４０は、図１，図２および図４に示すように、電子モジュール１００の前後方向の前方に配設されている。第１パワー端子１３０および第２パワー端子１４０は、それぞれ導電性を有する平板材（例えば銅板）１３２Ａおよび平板材（例えば銅板）１４２Ａにより形成される。第１パワー端子１３０は、導電性を有する平板材（例えば銅板）１３２Ａから構成され、第２パワー端子１４０は、導電性を有する平板材（例えば銅板）１４２Ａから構成される。
【0016】
第３パワー端子１６０は、図１，図２および図４に示されるように、導電性を有する平板材（例えば銅板）１６０Ａにより形成される。第３パワー端子１６０は、前後方向が板厚方向となるように配設されており、上下方向を長手方向とする長尺状をなしている。第３パワー端子１６０は、封止樹脂１７０の上側に配設され、封止樹脂１７０から露出する部分と、封止樹脂１７０に覆われた部分とを有する。
【0017】
内部接続フレーム１５２には図３に示すように長穴１５６が形成されており、第３パワー端子１６０の左右方向の幅寸法は長穴１５６の長手方向寸法より若干小さく設定されている。内部接続フレーム１５２に形成される長穴１５６は、平面的に見て第１の半導体素子１１８のアノード電極と第２の半導体素子１２０のカソード電極に挟まれた領域において、第１の半導体素子１１８と第２の半導体素子１２０とを結ぶ線に直交する方向に沿って延在する。
【0018】
第３パワー端子１６０の下側部分は、内部接続フレーム１５２の長穴１５６に圧入されている。第３パワー端子１６０の下側部分は、長穴１５６内において内部接続フレーム１５２と部分的に接触しており、内部接続フレーム１５２と電気的に接続されている。第３パワー端子１６０の下端面は、導電性接合材によって第１の半導体素子１１８および第２の半導体素子１２０の所定の電極と接続されている。
【0019】
なお、上記した実施形態はダイオードモジュールの場合であるが、半導体素子がＭＯＳトランジスタやＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）であるような場合には、ＭＯＳトランジスタやＩＧＢＴを構成するゲート電極から制御端子として機能する信号端子（図示せず）が、封止樹脂１７０の上方に突出するよう配設され、図示しない外部接続部材と接続される。
【0020】
第１の半導体素子１１８と第２の半導体素子１２０は、本第１の実施形態では、ダイオードである。素子はダイオード以外にも例えば、後述するパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、サイリスタ等の他の半導体素子や、電子素子であってもよい。また、半導体素子の材料としては、シリコン、ＳｉＣ、ＧａＮ等の素材を用いることができる。なお、半導体素子がＭＯＳトランジスタやＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）である場合の具体例は後述する。
【0021】
（ダイオードモジュールにおける半導体素子の等価回路および断面構造）
以下に、電子モジュールをダイオードモジュールとした場合における半導体素子の等価回路および断面構造について図５（ｂ）、図６（ａ）～図６（ｃ）を参照して説明する。図６（ａ）～図６（ｃ）はそれぞれ電子モジュール１００（ダイオードモジュール）の等価回路バリエーション１～３を示した図であり、図５（ｂ）は図６（ａ）の等価回路に対応するダイオードモジュールの断面構造を示した図である。
以下に、電子モジュールをダイオードモジュールとした場合における半導体素子の等価回路および断面構造について図５（ｂ）、図６（ａ）～図６（ｃ）を参照して説明する。図６（ａ）～図６（ｃ）はそれぞれ電子モジュール１００（ダイオードモジュール）の等価回路バリエーション１～３を示した図であり、図５（ｂ）は図６（ａ）の等価回路に対応するダイオードモジュールの断面構造を示した図である。
【0022】
［接続バリエーション］
図５および図６（ａ）に示すように、第１の半導体素子１１８を図６（ａ）の上側ダイオードとし、第２の半導体素子１２０を図６（ａ）の下側ダイオードとして、第１の半導体素子１１８および第２の半導体素子１２０が内部接続フレームＩＣＦ（図５（ａ）の１５０に相当）および中点パワー端子ＭＰＴ（図４の１６０に相当）の接点（以下「ノード」と呼ぶ。）ＭＰを介して直列接続されている。そして上側ダイオードのアノード電極Ａ（図４の１１８Ａに相当）が第２のパワー端子ＰＴ２（図４の１３０に相当）に接続され、上側ダイオードのカソード電極Ｋが下側ダイオードのアノード電極Ａ（図４の１２０Ａに相当）に接続され、下側ダイオードのカソード電極Ｋが第１のパワー端子ＰＴ１（図４の１４０に相当）に接続されている。
図５および図６（ａ）に示すように、第１の半導体素子１１８を図６（ａ）の上側ダイオードとし、第２の半導体素子１２０を図６（ａ）の下側ダイオードとして、第１の半導体素子１１８および第２の半導体素子１２０が内部接続フレームＩＣＦ（図５（ａ）の１５０に相当）および中点パワー端子ＭＰＴ（図４の１６０に相当）の接点（以下「ノード」と呼ぶ。）ＭＰを介して直列接続されている。そして上側ダイオードのアノード電極Ａ（図４の１１８Ａに相当）が第２のパワー端子ＰＴ２（図４の１３０に相当）に接続され、上側ダイオードのカソード電極Ｋが下側ダイオードのアノード電極Ａ（図４の１２０Ａに相当）に接続され、下側ダイオードのカソード電極Ｋが第１のパワー端子ＰＴ１（図４の１４０に相当）に接続されている。
【0023】
なお、変形例として下側ダイオードの極性を逆にして上側ダイオードのカソード電極Ｋが下側ダイオードのカソード電極Ｋに接続するようにしてもよい（図６（ｂ）参照）。また、他の変形例としてダイオードの代わりにサイリスタを用いてもよい（図６（ｃ）参照）。さらに他の変形例として、純粋なダイオードモジュールではないが２つのダイオードの一方（例えば、上側ダイオード）をＭＯＳトランジスタに代えてもよい（図６（ｄ）参照）。なお、図６（ｃ）および図６（ｄ）の制御端子ＣＴ１，ＣＴ２は制御信号の入出力ノードである。
【0024】
［第１の実施形態における効果］
第１の実施形態に係る電子モジュール１００は、第１電極および第２電極の２つの電極を有する第１の半導体素子１１８と、第３電極および第４電極の２つの電極を有する第２の半導体素子１２０と、第１電極および第２電極のうち一方の電極に接続された平板状の第１パワー端子１３０と、第３電極および第４電極のうち一方の電極に接続された平板状の第２パワー端子１４０と、第１電極および第２電極のうち他方の電極と第３電極および第４電極のうち他方の電極に接続された平板状の中点パワー端子（第３パワー端子１６０）とを備える。電子モジュール１００は、第１電極および第２電極のうち他方の電極と第３電極および第４電極のうち他方の電極とを接続する平板状の内部接続フレーム１５２であって、中点パワー端子（第３パワー端子１６０）を圧入するための長穴１５６を有する内部接続フレーム１５２を備える。中点パワー端子（第３パワー端子１６０）は、内部接続フレーム１５２の長穴１５６に圧入され垂直方向に立設している。
第１の実施形態に係る電子モジュール１００は、第１電極および第２電極の２つの電極を有する第１の半導体素子１１８と、第３電極および第４電極の２つの電極を有する第２の半導体素子１２０と、第１電極および第２電極のうち一方の電極に接続された平板状の第１パワー端子１３０と、第３電極および第４電極のうち一方の電極に接続された平板状の第２パワー端子１４０と、第１電極および第２電極のうち他方の電極と第３電極および第４電極のうち他方の電極に接続された平板状の中点パワー端子（第３パワー端子１６０）とを備える。電子モジュール１００は、第１電極および第２電極のうち他方の電極と第３電極および第４電極のうち他方の電極とを接続する平板状の内部接続フレーム１５２であって、中点パワー端子（第３パワー端子１６０）を圧入するための長穴１５６を有する内部接続フレーム１５２を備える。中点パワー端子（第３パワー端子１６０）は、内部接続フレーム１５２の長穴１５６に圧入され垂直方向に立設している。
【0025】
上記した第１の実施形態の構成によれば、２個の半導体素子を備える電子モジュールにおいて、２個の半導体素子の中点パワー端子の内部接続フレーム１５２に対する接触面積を小さくするとともにパッケージを小さくして配線長を短くすることできるので、インダクタンスや配線抵抗が低減された電子モジュールを提供することができる。
【0026】
さらに、長穴１５６は、平面的に見て第１の半導体素子１１８の第１電極および第２電極のうち他方の電極と第２の半導体素子１２０の第３電極および第４電極のうち他方の電極とに挟まれた領域において、第１の半導体素子１１８と第２の半導体素子１２０とを結ぶ線に直交する方向に沿って延在している。したがって、２個の半導体素子同士を結ぶ線に直交する方向に沿って延在させることによって電子モジュール１００を構成する内部接続フレーム１５２の前後方向の領域にスペースができるためパッケージング（パッケージの設計）や配線設計の自由度が向上する。
【0027】
さらに、第１パワー端子１３０、第２パワー端子１４０及び内部接続フレーム１５２は、同じリードフレーム由来のものであることが好ましい。すなわち複数のリードフレームにまたがって第１パワー端子１３０と第２パワー端子１４０が接続されて場合に比較して、第１パワー端子１３０、第２パワー端子１４０及び内部接続フレーム１５２に関係する接続線の配線長を短くすることできるので、インダクタンスや配線抵抗が低減された電子モジュールを提供することができる。
【0028】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る電子モジュール３００は、基本的には第１の実施形態に係る電子モジュール１００と同様の構成を有するが、半導体素子としてダイオードの代わりにトランジスタを用いる点で第１の実施形態に係る電子モジュール１００と異なる。
第２の実施形態に係る電子モジュール３００は、基本的には第１の実施形態に係る電子モジュール１００と同様の構成を有するが、半導体素子としてダイオードの代わりにトランジスタを用いる点で第１の実施形態に係る電子モジュール１００と異なる。
【0029】
第２の実施形態に係る電子モジュール３００は、図７および図８に示すように、前後方向に長尺で、かつ上下方向に扁平な略直方体形状をなしている。電子モジュール３００は、半導体素子３２０と、第１パワー端子３３０と、第２パワー端子３４０と、第３パワー端子３６０と、第１接続フレーム（内部接続フレーム）３３２Ｂと、第２接続フレーム３４２Ｂと、封止樹脂３７０とを含んで構成される。
【0030】
電子モジュール３００は、２つの半導体素子３２０Ａ，３２０Ｂを備える。半導体素子３２０Ａ，３２０Ｂとしては、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）を用いることができる。半導体素子３２０Ａ，３２０Ｂは、絶縁基板３１２の一方の面上に配設されていてもよい。半導体素子３２０Ａ，３２０Ｂは、半導体基板の一方の面又は両方の面に形成された図示しない電極を備える。
【0031】
絶縁基板３１２は、下面（裏面）に放熱用の金属板が形成されたＤＣＢ基板（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｂｏｎｄｉｎｇ基板）のセラミックス基板である。２つの半導体素子３２０は、例えば、絶縁基板３１２の一方の面に形成され、もう一方の面に放熱用の金属が形成されている。なお、絶縁基板３１２は、プリント基板等であってもよい。絶縁基板３１２は、矩形の平板状に形成されており、電子モジュール３００の長手方向である前後方向の中央部に配設されていることが好ましい。
【0032】
第１パワー端子３３０は、図７に示すように、電子モジュール３００の前後方向の前方に配設されている。第１パワー端子３３０は、導電性を有する平板材、例えば銅板によって板状に形成された板材３３２Ａから構成される。第１パワー端子３３０は、第１パワー端子３３０を上下方向に貫通する貫通孔３３１を備える。貫通孔３３１は、上下方向に見たとき、例えば、円形形状をなしている。
【0033】
第１接続フレーム３３２Ｂは、第１パワー端子３３０と電気的に接続されている。第１接続フレーム３３２Ｂは、封止樹脂３７０の内部に埋まっている。電子モジュール３００において、第１接続フレーム３３２Ｂは、第１パワー端子３３０と同じ板材３３２により、一体に形成されている。すなわち、板材３３２のうち、封止樹脂３７０に埋まっている部分が第１接続フレーム３３２Ｂに該当する。
【0034】
第１接続フレーム３３２Ｂは、第１接続フレーム３３２Ｂを上下方向に貫通する貫通孔（符号省略）を備える。貫通孔は、上下方向に見たとき円形形状をなしている。貫通孔には、内部接続端子３３４の上端部が嵌合している。内部接続端子３３４により、第１接続フレーム３３２Ｂと半導体素子３２０Ａの電極とが接続されている。内部接続端子３３４は、例えば圧入によって、第１接続フレーム３３２Ｂに固定されている。なお、貫通孔の形状は、円形形状に限られず、六角形等の多角形であってもよい。
【0035】
第２パワー端子３４０は、図８に示すように、電子モジュール３００の前後方向の後方に配設されている。第２パワー端子３４０は、導電性を有する平板材、例えば銅板から形成された板材３４２Ａから構成される。第２パワー端子３４０は、第２パワー端子３４０を上下方向に貫通する貫通孔３４１を備える。貫通孔３４１は、上下方向に見たとき、例えば、円形形状をなしている。
【0036】
第２接続フレーム３４２Ｂは、第２パワー端子３４０と電気的に接続されている。第２接続フレーム３４２Ｂは、封止樹脂３７０の内部に埋まっている。電子モジュール３００において、第２接続フレーム３４２Ｂは、第２パワー端子３４０と同じ板材３４２により、一体に形成されている。すなわち、板材３４２のうち、封止樹脂３７０に埋まっている部分が、第２接続フレーム３４２Ｂに該当する。
【0037】
第２接続フレーム３４２Ｂは、第２接続フレーム３４２Ｂを上下方向に貫通する４つの貫通孔（符号省略）を備える。貫通孔は、上下方向に見たとき円形形状をなしている。４つの貫通孔には、それぞれ、内部接続電極３４４の上端部が嵌合している。４つの内部接続電極３４４により、第２接続フレーム３４２Ｂと半導体素子３２０Ｂの図示しない電極とが接続されている。内部接続電極３４４は、例えば圧入によって、第２接続フレーム３４２Ｂに固定されている。上記した貫通孔及び内部接続電極３４４の数は、必要な電力を流通することが可能であれば４個に限られず、１個以上の任意の数であることができる。
【0038】
電子モジュール３００は第３パワー端子３６０を備えている。第３パワー端子３６０は、図８に示されるように、導電性を有する平板材、例えば、銅板により形成されている。第３パワー端子３６０は、前後方向が板厚方向となるように配設されており、上下方向を長手方向とする長尺状をなしている。第３パワー端子３６０は、封止樹脂３７０の上側に配設され、封止樹脂３７０から露出する部分と、封止樹脂３７０に覆われた部分とを有する。
【0039】
電子モジュール３００は、内部接続フレーム３５２を備えている。内部接続フレーム３５２は、第３パワー端子３６０と電気的に接続されている。内部接続フレーム３５２は、第１接続フレーム３３２Ｂ及び第２接続フレーム３４２Ｂと同じ平面上に配設されていてもよい。
【0040】
内部接続フレーム３５２は、内部接続フレーム３５２を上下方向に貫通する貫通孔（符号省略）を備える。貫通孔は、上下方向に見たとき円形形状をなしている。貫通孔には、内部接続端子３５４の上端部が嵌合している。内部接続端子３５４により、内部接続フレーム３５２と半導体素子３２０Ｂの図示しない電極とが接続されている。内部接続端子３５４は、例えば圧入によって、内部接続フレーム３５２に固定されている。
【0041】
（接続バリエーション）
以下に、半導体素子がＭＯＳトランジスタである場合における等価回路および断面構造について図９（ａ）～（ｄ）および図１０（ａ）～（ｃ）を参照して説明する。図９（ａ）は電子モジュール３００を構成する半導体素子３２０Ａ、３２０Ｂの等価回路を示した図であり、図１０（ａ）は図９（ａ）の等価回路に対応する電子モジュールの断面構造を示した図である。
以下に、半導体素子がＭＯＳトランジスタである場合における等価回路および断面構造について図９（ａ）～（ｄ）および図１０（ａ）～（ｃ）を参照して説明する。図９（ａ）は電子モジュール３００を構成する半導体素子３２０Ａ、３２０Ｂの等価回路を示した図であり、図１０（ａ）は図９（ａ）の等価回路に対応する電子モジュールの断面構造を示した図である。
【0042】
図９（ａ）および図１０（ａ）に示すように、半導体素子３２０Ｂを第１のＭＯＳトランジスタ（図９（ａ）の上側トランジスタ）とし、半導体素子３２０Ａを第２のＭＯＳトランジスタ（図９（ａ）の下側トランジスタ）として、第１のＭＯＳトランジスタおよび第２のＭＯＳトランジスタが内部接続フレームＩＣＦおよび中点パワー端子ＭＰＴ（図８では３６０に相当）の接点（以下「ノード」と呼ぶ。）ＭＰを介して直列接続されている。そして第１のＭＯＳトランジスタのドレイン電極が第１のパワー端子ＰＴ１（図８の３４０に相当）に接続され、第１のＭＯＳトランジスタのソース電極Ｓが第２のＭＯＳトランジスタのドレイン電極Ｄに接続され、第２のＭＯＳトランジスタのソース電極Ｓが第２のパワー端子ＰＴ２（図４の３３０に相当）に接続されている。
【0043】
また、第１のＭＯＳトランジスタのソース電極Ｓが内部接続フレームＩＣＦを介して中点パワー端子ＭＰＴ（図４では３６０に相当）に接続され、第１のＭＯＳトランジスタのゲート電極Ｇが制御端子（図８の３８２）ＣＴ１に接続されている。そして第２のＭＯＳトランジスタのゲート電極Ｇが制御端子（図８の３７２）ＣＴ２に接続されている。
【0044】
なお、変形例として上記した構成が上側の半導体素子３２０Ｂ（上側トランジスタ）と下側の半導体素子３２０Ａ（下側トランジスタ）が順方向（上側トランジスタのソース電極Ｓが下側トランジスタのドレイン電極Ｄに接続）に接続されたものであるのに対し、図９（ｃ）および図１０（ｂ）に示すように下側の半導体素子３２０Ａの極性を逆にして上側の半導体素子３２０Ｂのソース電極Ｓが下側の半導体素子３２０Ａのソース電極Ｓに接続するようにしてもよい。また、他の変形例として図９（ｄ）に示すように、上側の半導体素子３２０Ｂの極性を逆にして上側の半導体素子３２０Ｂのドレイン電極Ｄが下側の半導体素子３２０Ａのドレイン電極Ｄに接続するようにしてもよい。なお、図９（ａ）～図９（ｄ）の制御端子ＣＴ１やＣＴ２は制御信号の入出力ノードである。
【0045】
次に図９（ｃ）および図１０（ｂ）の構成においてＭＯＳトランジスタをＩＧＢＴに置き換えた場合における等価回路および断面構造について図９（ｂ）、図１０（ｃ）に示されているが、上記トランジスタをＩＧＢＴに変えた以外は同じであるので説明を省略する。なお、図示した態様以外の他の接続態様（等価回路及び断面）についても上記同様である。
【0046】
次に、半導体素子がＩＧＢＴとショットキーバリアダイオード（以下、「ＳＢＤ」と呼ぶ。）である場合における等価回路について図１３を参照して説明する。図１３は電子モジュール３００を構成する半導体素子が４個の場合の等価回路を示した図である。
【0047】
図１３に示すように、第１のＩＧＢＴ（図１３の上側ＩＧＢＴ）と第１のＳＢＤ（図１３の上側ＳＢＤ）が並列接続され、第１のＩＧＢＴのゲート電極Ｇが制御端子ＣＴ１に接続されている。第１のＩＧＢＴおよび第２のＩＧＢＴ（図１３の下側ＩＧＢＴ）は内部接続フレームＩＣＦおよび中点パワー端子ＭＰＴ（図８では３６０に相当）のノードＭＰを介して直列接続されている。そして第２のＩＧＢＴと第２のＳＢＤ（図１３の下側ＳＢＤ）が並列接続され、第２のＩＧＢＴのエミッタ電極Ｅが第２のパワー端子ＰＴ２（図８の３４０に相当）に接続されている。また、第１のＩＧＢＴのエミッタ電極ＥがノードＭＰを介して中点パワー端子ＭＰＴ（図８では３６０に相当）に接続され、第１のＩＧＢＴのゲート電極Ｇが制御端子（図８に図示しないピン端子）ＣＴ１に接続されている。そして第２のＩＧＢＴのゲート電極Ｇが制御端子ＣＴ２に接続されている。
【0048】
［第２の実施形態における効果］
このように、第２の実施形態に係る電子モジュール３００は、半導体素子としてダイオードの代わりにトランジスタを用いる点で第１の実施形態に係る電子モジュール１００とは異なるが、第１の実施形態に係る電子モジュール１００と同様に、２個の半導体素子を備える電子モジュールにおいて、２個の半導体素子の中点パワー端子の内部接続フレーム３５２に対する接触面積を小さくするとともにパッケージを小さくして配線長を短くすることできるので、インダクタンスや配線抵抗が低減された電子モジュールを提供することができる。
このように、第２の実施形態に係る電子モジュール３００は、半導体素子としてダイオードの代わりにトランジスタを用いる点で第１の実施形態に係る電子モジュール１００とは異なるが、第１の実施形態に係る電子モジュール１００と同様に、２個の半導体素子を備える電子モジュールにおいて、２個の半導体素子の中点パワー端子の内部接続フレーム３５２に対する接触面積を小さくするとともにパッケージを小さくして配線長を短くすることできるので、インダクタンスや配線抵抗が低減された電子モジュールを提供することができる。
【0049】
さらに、長穴は、平面的に見て第１の半導体素子３２０Ａの他方の電極と第２の半導体素子３２０Ｂの他方の電極に挟まれた領域において、第１の半導体素子３２０Ａと第２の半導体素子３２０Ｂとを結ぶ線に直交する方向に沿って延在している。したがって、２個の半導体素子同士を結ぶ線に直行する方向に沿って延在させることによって電子モジュール３００を構成する内部接続フレーム３５２の前後方向の領域にスペースができるためパッケージング（パッケージの設計）や配線設計の自由度が向上する。
【0050】
さらに、第１パワー端子３３０、第２パワー端子３４０及び内部接続フレーム３５２は、同じリードフレーム由来のものであることが好ましい。したがって、第１パワー端子３３０、第２パワー端子３４０及び内部接続フレーム３５２に接続される接続線の配線長を短くすることできるので、インダクタンスや配線抵抗が低減された電子モジュールを提供することができる。
【0051】
さらに、第１の半導体素子３２０Ａは、第１制御電極（ゲート電極）をさらに有し、第２の半導体素子３２０Ｂは、第２制御電極（ゲート電極）をさらに有し、電子モジュール３００は、第１の半導体素子３２０Ａの第１制御電極に接続された制御端子ＣＴ２と、第２の半導体素子３２０Ｂの第２制御電極に接続された制御端子ＣＴ１とをさらに備える。したがって、第１パワー端子３３０、第２パワー端子３４０及び内部接続フレーム３５２に接続される接続線の配線長を短くすることできるので、インダクタンスや配線抵抗が低減されたハーフブリッジ構造を有する電子モジュールを提供することができる。
【0052】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る電子モジュールについて、図１１、図１２（ａ）～（ｄ）を参照して説明する。なお、この第３の実施形態は、上記した第１の実施形態と以下の点を除いて同様であるので異なる点についてのみ説明し同様の部分の説明は省略する。また、異なる点以外の符号は区別する必要がないため第１の実施形態で用いた符号と同様の符号を用いる。
以下、本発明の第３の実施形態に係る電子モジュールについて、図１１、図１２（ａ）～（ｄ）を参照して説明する。なお、この第３の実施形態は、上記した第１の実施形態と以下の点を除いて同様であるので異なる点についてのみ説明し同様の部分の説明は省略する。また、異なる点以外の符号は区別する必要がないため第１の実施形態で用いた符号と同様の符号を用いる。
【0053】
長穴２５６は、平面的に見て第１の半導体素子１１８の他方の電極と第２の半導体素子１２０の前記他方の電極に重ならない領域において、第１の半導体素子１１８と第２の半導体素子１２０とを結ぶ線に平行な方向に沿って延在している。ここで、第２の実施形態に係る電子モジュール４００がダイオードモジュールである場合にはその断面構造は図１２（ｄ）に示すとおりである。電子モジュール４００における２個の半導体素子が共にＭＯＳトランジスタである場合の断面構造は例えば、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すとおりである。電子モジュール４００における２個の半導体素子が共にＩＧＢＴである場合の断面構造は図１２（ｃ）に示すとおりである。
【0054】
［第３の実施形態における効果］
長穴２５６は、第１の半導体素子１１８の第１電極および第２電極のうち他方の電極と第２の半導体素子１２０の第３電極および第４電極のうち他方の電極に重ならない領域において、第１の半導体素子１１８と第２の半導体素子１２０とを結ぶ線に平行な方向に沿って延在しているので、電子モジュール（特に内部接続フレーム）の左右方向の領域にスペースができるためパッケージング（パッケージの設計）や配線設計の自由度が向上する。
長穴２５６は、第１の半導体素子１１８の第１電極および第２電極のうち他方の電極と第２の半導体素子１２０の第３電極および第４電極のうち他方の電極に重ならない領域において、第１の半導体素子１１８と第２の半導体素子１２０とを結ぶ線に平行な方向に沿って延在しているので、電子モジュール（特に内部接続フレーム）の左右方向の領域にスペースができるためパッケージング（パッケージの設計）や配線設計の自由度が向上する。
【符号の説明】
【0055】
１００，３００，４００…電子モジュール、１１２，３１２…絶縁基板、１１８，１２０，３２０Ａ，３２０Ｂ、…半導体素子、１３０，３３０…第１パワー端子、１３２Ａ，１４２Ａ，１６０Ａ，３３２Ａ，３４２，３６０…平板材、１４０，３４０…第２パワー端子、１５２，３５２…内部接続フレーム、１５６，２５６，３５６…長穴、１６０，３６０…第３パワー端子、１７０，３７０…封止樹脂
【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13】
【図14】