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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】P2024068480
(43)【公開日】2024-05-20
(54)【発明の名称】半導体モジュール
(51)【国際特許分類】
H01L 21/60 20060101AFI20240513BHJP
H01L 25/07 20060101ALI20240513BHJP
【ＦＩ】
H01L21/60 321E
H01L25/04 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022178977
(22)【出願日】2022-11-08
(71)【出願人】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003177
【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】梨子田 典弘
(57)【要約】
【課題】配線部材の傾斜に起因した接合材の厚さの不足または不均一を抑制する。
【解決手段】半導体モジュール１００は、主電極４１２を含む半導体チップ４１と、主電極４２２を含む半導体チップ４２と、導電パターン１３bと、配線部材５とを具備する。配線部材５は、接続部分５０と第１部分５１と第２部分５２と連結部分５４とを含む。連結部分５４は、接続部分５０と第１部分５１と第２部分５２とを連結する。接続部分５０の接続面Ｆ0には接続突起６０が形成され、第１部分５１の第１接続面Ｆ1には第１突起６１が形成され、第２部分５２の第２接続面Ｆ2には第２突起６２が形成される。導電パターン１３bと接続面Ｆ0とは接合材５０１により接合され、主電極４１２と第１接続面Ｆ1とは第１接合材５１１により接合され、主電極４２２と第２接続面Ｆ2とは第２接合材５２１により接合される。
【選択図】図１
【解決手段】半導体モジュール１００は、主電極４１２を含む半導体チップ４１と、主電極４２２を含む半導体チップ４２と、導電パターン１３bと、配線部材５とを具備する。配線部材５は、接続部分５０と第１部分５１と第２部分５２と連結部分５４とを含む。連結部分５４は、接続部分５０と第１部分５１と第２部分５２とを連結する。接続部分５０の接続面Ｆ0には接続突起６０が形成され、第１部分５１の第１接続面Ｆ1には第１突起６１が形成され、第２部分５２の第２接続面Ｆ2には第２突起６２が形成される。導電パターン１３bと接続面Ｆ0とは接合材５０１により接合され、主電極４１２と第１接続面Ｆ1とは第１接合材５１１により接合され、主電極４２２と第２接続面Ｆ2とは第２接合材５２１により接合される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１主電極を含む第１半導体チップと、
第２主電極を含む第２半導体チップと、
導電パターンと、
配線部材とを具備し、
前記配線部材は、
前記導電パターンに対向する接続面を含む接続部分と、
前記第１主電極に対向する第１接続面を含む第１部分と、
前記第２主電極に対向する第２接続面を含む第２部分と、
前記接続部分と前記第１部分と前記第２部分とを連結する連結部分と、
前記接続面から前記導電パターンに向けて突出する接続突起と、
前記第１接続面から前記第１主電極に向けて突出する第１突起と、
前記第２接続面から前記第２主電極に向けて突出する第２突起とを含み、
前記導電パターンと前記接続面との間の接合材により前記導電パターンと前記接続面とが相互に接合され、
前記第１主電極と前記第１接続面との間の第１接合材により前記第１主電極と前記第１接続面とが相互に接合され、
前記第２主電極と前記第２接続面との間の第２接合材により前記第２主電極と前記第２接続面とが相互に接合される
半導体モジュール。
第２主電極を含む第２半導体チップと、
導電パターンと、
配線部材とを具備し、
前記配線部材は、
前記導電パターンに対向する接続面を含む接続部分と、
前記第１主電極に対向する第１接続面を含む第１部分と、
前記第２主電極に対向する第２接続面を含む第２部分と、
前記接続部分と前記第１部分と前記第２部分とを連結する連結部分と、
前記接続面から前記導電パターンに向けて突出する接続突起と、
前記第１接続面から前記第１主電極に向けて突出する第１突起と、
前記第２接続面から前記第２主電極に向けて突出する第２突起とを含み、
前記導電パターンと前記接続面との間の接合材により前記導電パターンと前記接続面とが相互に接合され、
前記第１主電極と前記第１接続面との間の第１接合材により前記第１主電極と前記第１接続面とが相互に接合され、
前記第２主電極と前記第２接続面との間の第２接合材により前記第２主電極と前記第２接続面とが相互に接合される
半導体モジュール。
【請求項2】
前記配線部材は、平面視で線対称の形状である
請求項１の半導体モジュール。
請求項１の半導体モジュール。
【請求項3】
前記配線部材は、対称面を挟んで面対称の形状である
請求項１の半導体モジュール。
請求項１の半導体モジュール。
【請求項4】
前記連結部分は、
前記接続部分と前記第１部分とを相互に連結する第１配線部と、
前記接続部分と前記第２部分とを相互に連結する第２配線部とを含み、
前記第１配線部と前記第２配線部とは、相互に離間した位置において前記接続部分に連結される
請求項１の半導体モジュール。
前記接続部分と前記第１部分とを相互に連結する第１配線部と、
前記接続部分と前記第２部分とを相互に連結する第２配線部とを含み、
前記第１配線部と前記第２配線部とは、相互に離間した位置において前記接続部分に連結される
請求項１の半導体モジュール。
【請求項5】
前記接続面には、前記接続突起を含む複数の接続突起が設置される
請求項１の半導体モジュール。
請求項１の半導体モジュール。
【請求項6】
前記接続部分は、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップとが配列する第１方向に長尺な平面形状であり、
前記複数の接続突起は、前記第１方向に相互に間隔をあけて配列される
請求項５の半導体モジュール。
前記複数の接続突起は、前記第１方向に相互に間隔をあけて配列される
請求項５の半導体モジュール。
【請求項7】
前記第１接続面には１個の前記第１突起が形成され、
前記第２接続面には１個の前記第２突起が形成される
請求項６の半導体モジュール。
前記第２接続面には１個の前記第２突起が形成される
請求項６の半導体モジュール。
【請求項8】
第３主電極を含む第３半導体チップをさらに具備し、
前記配線部材は、
前記第３主電極に対向する第３接続面を含む第３部分と、
前記第３接続面から前記第３主電極に向けて突出する第３突起とを含み、
前記第３主電極と前記第３接続面との間の第３接合材により前記第３主電極と前記第３接続面とが相互に接合される
請求項１の半導体モジュール。
前記配線部材は、
前記第３主電極に対向する第３接続面を含む第３部分と、
前記第３接続面から前記第３主電極に向けて突出する第３突起とを含み、
前記第３主電極と前記第３接続面との間の第３接合材により前記第３主電極と前記第３接続面とが相互に接合される
請求項１の半導体モジュール。
【請求項9】
前記接続突起の形状または寸法と、前記第１突起および前記第２突起の形状または寸法とは相違する
請求項１の半導体モジュール。
請求項１の半導体モジュール。
【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。
【背景技術】
【0002】
例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体チップを含む各種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、絶縁基板上の銅回路パターンと半導体チップとがリードフレームにより電気的に接続された構成が開示されている。リードフレームのうち銅回路パターンおよび半導体チップに対向する部分には、突起が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００５－７２０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の構成では、半導体モジュールの製造の過程においてリードフレームが傾斜する可能性がある。リードフレームが傾斜した状態では、銅回路パターンまたは半導体チップにリードフレームを接合するための接合材（例えばはんだ）の厚さが不均一化または不足する可能性がある。以上の事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、配線部材の傾斜に起因した接合材の厚さの不足または不均一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】
【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、第１主電極を含む第１半導体チップと、第２主電極を含む第２半導体チップと、導電パターンと、配線部材とを具備し、前記配線部材は、前記導電パターンに対向する接続面を含む接続部分と、前記第１主電極に対向する第１接続面を含む第１部分と、前記第２主電極に対向する第２接続面を含む第２部分と、前記接続部分と前記第１部分と前記第２部分とを連結する連結部分と、前記接続面から前記導電パターンに向けて突出する接続突起と、前記第１接続面から前記第１主電極に向けて突出する第１突起と、前記第２接続面から前記第２主電極に向けて突出する第２突起とを含み、前記導電パターンと前記接続面との間の接合材により前記導電パターンと前記接続面とが相互に接合され、前記第１主電極と前記第１接続面との間の第１接合材により前記第１主電極と前記第１接続面とが相互に接合され、前記第２主電極と前記第２接続面との間の第２接合材により前記第２主電極と前記第２接続面とが相互に接合される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】第１実施形態に係る半導体モジュールの平面図である。
【図4】配線部材を設置する手順の工程図である。
【図5】対比例の平面図である。
【図6】第２実施形態における半導体モジュールの平面図である。
【図8】第３実施形態の態様１における半導体モジュールの平面図である。
【図9】第３実施形態の態様２における半導体モジュールの平面図である。
【図10】第３実施形態の態様３における半導体モジュールの平面図である。
【図11】第３実施形態の態様４における半導体モジュールの平面図である。
【図12】第３実施形態の態様５における半導体モジュールの平面図である。
【図13】第３実施形態の態様６における半導体モジュールの平面図である。
【図14】変形例における半導体モジュールの平面図である。
【図15】変形例における半導体モジュールの平面図である。
【図16】変形例における配線部材の平面図である。
【図17】変形例における配線部材の平面図である。
【図18】変形例における半導体モジュールの断面図である。
【図19】変形例における配線部材の平面図である。
【図20】変形例における配線部材の平面図である。
【図21】変形例における配線部材の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
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。
【0008】
Ａ：第１実施形態
図１は、第１実施形態における半導体モジュール１００の平面図である。図２は、図１におけるII－II線の断面図であり、図３は、図１におけるIII－III線の断面図である。第１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。半導体モジュール１００は、実装基板１と半導体ユニット２aと封止材３とを具備する。なお、図１においては封止材３の図示が便宜的に省略されている。
図１は、第１実施形態における半導体モジュール１００の平面図である。図２は、図１におけるII－II線の断面図であり、図３は、図１におけるIII－III線の断面図である。第１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。半導体モジュール１００は、実装基板１と半導体ユニット２aと封止材３とを具備する。なお、図１においては封止材３の図示が便宜的に省略されている。
【0009】
以下の説明においては、相互に直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とを想定する。Ｘ軸に沿う一方向をＸ1方向と表記し、Ｘ1方向の反対の方向をＸ2方向と表記する。同様に、Ｙ軸に沿う一方向をＹ1方向と表記し、Ｙ1方向の反対の方向をＹ2方向と表記する。また、Ｚ軸に沿う一方向をＺ1方向と表記し、Ｚ1方向の反対の方向をＺ2方向と表記する。半導体モジュール１００の任意の要素をＺ軸の方向（Ｚ1方向またはＺ2方向）に沿って視認することを以下では「平面視」と表記する。
【0010】
なお、実際に使用される場面では、半導体モジュール１００は任意の方向に設置され得るが、以下の説明においては便宜的に、Ｚ1方向を下方と想定し、Ｚ2方向を上方と想定する。したがって、半導体モジュール１００の任意の要素のうちＺ1方向を向く表面が「下面」と表記され、当該要素のうちＺ2方向を向く表面が「上面」と表記される場合がある。
【0011】
実装基板１は、半導体ユニット２aが実装される配線基板である。例えばＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板、ＡＭＢ（Active Metal Brazing）基板、またはＩＭＳ（Insulated Metal Substrate）等の基板が、実装基板１として利用される。
【0012】
図２および図３に例示される通り、実装基板１は、絶縁基板１１と金属層１２と複数の導電パターン１３（１３a，１３b）との積層で構成される。なお、図１においては、絶縁基板１１および金属層１２の図示が便宜的に省略されている。
【0013】
絶縁基板１１は、絶縁材料で形成された矩形状の板状部材である。絶縁基板１１は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料で形成される。なお、絶縁基板１１は、例えば酸化アルミニウム、窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素等のセラミックス材で形成されてもよい。
【0014】
金属層１２は、絶縁基板１１の下面に設置された矩形状の板状部材である。金属層１２は、高熱伝導性の金属材料で形成される。金属層１２の材料は任意であるが、例えば銅またはアルミニウム等が例示される。金属層１２の表面は、例えばはんだ等の接合材により冷却機構（図示略）に接合される。半導体モジュール１００に発生した熱は金属層１２から冷却機構に伝達する。冷却機構は、半導体モジュール１００を冷却するための水冷機構等の冷却器である。
【0015】
複数の導電パターン１３（１３a，１３b）は、絶縁基板１１の上面に形成された板状または膜状の導電体である。各導電パターン１３は、低抵抗な導電材料により形成される。各導電パターン１３の材料は任意であるが、例えば銅またはアルミニウムが例示される。導電パターン１３aと導電パターン１３bとは、Ｘ軸の方向に相互に間隔をあけて離間する。したがって、導電パターン１３aと導電パターン１３bとの間隔はＹ軸の方向に延在する。
【0016】
半導体ユニット２aは、実装基板１に実装される。封止材３は、半導体ユニット２aを封止する絶縁体である。半導体ユニット２aの全体が封止材３により被覆される。封止材３は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料により形成される。なお、例えば酸化シリコンまたは酸化アルミニウム等の各種のフィラーが封止材３に含有されてもよい。
【0017】
半導体ユニット２aは、半導体チップ４１と半導体チップ４２と配線部材５とを含む。半導体チップ４１は「第１半導体チップ」の一例であり、半導体チップ４２は「第２半導体チップ」の一例である。なお、以下の説明においては、半導体チップ４１と半導体チップ４２とを区別する必要がない場合、半導体チップ４１と半導体チップ４２とを「半導体チップ４」として包括的に表記する。
【0018】
各半導体チップ４は、導電パターン１３aに設置されたパワー半導体チップである。半導体チップ４１は、接合材４１４により導電パターン１３aの表面に接合される。半導体チップ４２は、接合材４２４により導電パターン１３aの表面に接合される。接合材４１４および接合材４２４は、例えば銀ペーストまたははんだ等の導電材料である。
【0019】
図１に例示される通り、半導体チップ４１と半導体チップ４２とは、Ｙ軸の方向に相互に間隔をあけて配列される。すなわち、半導体チップ４１と半導体チップ４２とは、対称面Ｐを挟んで面対称に設置される。対称面Ｐは、半導体チップ４１の重心と半導体チップ４２の重心との間の中点を通過し、かつ、ＸＺ平面に平行な平面である。すなわち、対称面Ｐは、
(1) 実装基板１の表面に平行な平面（ＸＹ平面）に直交し、かつ、半導体チップ４１の重心と半導体チップ４２の重心とを通過する平面（ＹＺ平面）と、
(2) 実装基板１の表面に平行な平面（ＸＹ平面）と、
の２つの平面に直交し、かつ、半導体チップ４１の重心と半導体チップ４２の重心との間の中点を通過する平面である。なお、半導体チップ４１および半導体チップ４２の位置は一例であり、必要に応じて適宜に変更される。
(1) 実装基板１の表面に平行な平面（ＸＹ平面）に直交し、かつ、半導体チップ４１の重心と半導体チップ４２の重心とを通過する平面（ＹＺ平面）と、
(2) 実装基板１の表面に平行な平面（ＸＹ平面）と、
の２つの平面に直交し、かつ、半導体チップ４１の重心と半導体チップ４２の重心との間の中点を通過する平面である。なお、半導体チップ４１および半導体チップ４２の位置は一例であり、必要に応じて適宜に変更される。
【0020】
各半導体チップ４は、電流の導通／遮断を切替えるスイッチング素子である、第１実施形態の半導体チップ４は、例えば半導体材料としてＳｉＣ（シリコンカーバイド）が利用されたＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。各半導体チップ４の平面形状は、例えば１辺が６ｍｍ程度の矩形状である。
【0021】
半導体チップ４１は、主電極４１１と主電極４１２と制御電極４１３とを含む。主電極４１１および主電極４１２は、制御対象となる電流が入力または出力される電極である。主電極４１１は、半導体チップ４１の下面を構成するドレイン電極である。半導体チップ４１の主電極４１１が、接合材４１４により導電パターン１３aに接合される。主電極４１２は、半導体チップ４１の上面を構成するソース電極である。制御電極４１３は、半導体チップ４１のオン／オフを制御するための制御電圧が印加されるゲート電極であり、主電極４１２とともに半導体チップ４１の上面を構成する。なお、半導体チップ４１の主電極４１２は「第１主電極」の一例である。
【0022】
同様に、半導体チップ４２は、主電極４２１と主電極４２２と制御電極４２３とを含む。主電極４２１は、半導体チップ４２の下面を構成するドレイン電極であり、接合材４２４により導電パターン１３aに接合される。主電極４２２は、制御電極４２３とともに半導体チップ４２の上面を構成するソース電極である。制御電極４２３は、制御電圧が印加されるゲート電極である。なお、半導体チップ４２の主電極４２２は「第２主電極」の一例である。
【0023】
なお、図１においては、半導体チップ４１の制御電極４１３が主電極４１２のＹ2方向に位置するが、主電極４１２と制御電極４１３との位置関係は以上の例示に限定されない。例えば、制御電極４１３は、主電極４１２のＸ1方向またはＹ1方向に位置してもよい。同様に、半導体チップ４２における主電極４２２と制御電極４２３との位置関係も、図１の例示には限定されない。
【0024】
配線部材５は、半導体チップ４１および半導体チップ４２を導電パターン１３bに電気的に接続するための導電体である。すなわち、半導体チップ４１と半導体チップ４２とは相互に並列に接続される。配線部材５は、導電性の板状部材で構成されるリードフレームである。例えば所定の形状に成形された板状部材のプレス加工により配線部材５が形成される。具体的には、配線部材５は、接続部分５０と第１部分５１と第２部分５２と連結部分５４とが一体に構成された構造体である。配線部材５は、全体にわたり一定の板厚に形成される。ただし、配線部材５の板厚は一定でなくてもよい。
【0025】
接続部分５０は、平面視で導電パターン１３bに重複する矩形状の平坦部分である。したがって、接続部分５０は、図１および図２に例示される通り、導電パターン１３bに対向する下面（以下「接続面Ｆ0」という）を含む。また、接続部分５０は、Ｙ軸の方向に長尺な平面形状に形成される。すなわち、接続部分５０は、半導体チップ４１と半導体チップ４２とが配列する方向に長尺である。なお、Ｙ軸の方向（Ｙ1方向またはＹ2方向）は、「第１方向」の一例である。
【0026】
第１部分５１は、平面視で半導体チップ４１に重複する矩形状の平坦部分である。具体的には、第１部分５１の外縁は、平面視で半導体チップ４１の主電極４１２の外縁の内側に位置する。したがって、図１から図３に例示される通り、第１部分５１は、半導体チップ４１の主電極４１２に対向する下面（以下「第１接続面Ｆ1」という）を含む。
【0027】
第２部分５２は、平面視で半導体チップ４２に重複する矩形状の平坦部分である。具体的には、第２部分５２の外縁は、平面視で半導体チップ４２の主電極４２２の外縁の内側に位置する。したがって、第２部分５２は、図１および図３に例示される通り、半導体チップ４２の主電極４２２に対向する下面（以下「第２接続面Ｆ2」という）を含む。
【0028】
図１に例示される通り、第１部分５１のうちＹ1方向に位置する縁辺と第２部分５２のうちＹ2方向に位置する縁辺との距離Ｌ1は、Ｙ軸の方向における接続部分５０の寸法Ｄを上回る（Ｌ1＞Ｄ）。また、第１部分５１と第２部分５２との間隔Ｌ2は、Ｙ軸の方向における接続部分５０の寸法Ｄを下回る（Ｌ2＜Ｄ）。
【0029】
連結部分５４は、接続部分５０と第１部分５１と第２部分５２とを相互に連結する部分である。連結部分５４は、平面視において導電パターン１３aと導電パターン１３bとにわたりＸ軸の方向に延在する。したがって、連結部分５４は、平面視において導電パターン１３aと導電パターン１３bとの間隔に交差する。第１実施形態の連結部分５４は、第１配線部５４１と第２配線部５４２とを含む。
【0030】
第１配線部５４１は、接続部分５０と第１部分５１とを相互に連結する部分である。第１配線部５４１は、所定幅の帯状に形成され、接続部分５０と第１部分５１との間で立体的に屈曲または湾曲する。具体的には、第１配線部５４１は、図２に例示される通り、第１部分５１よりも高い位置にある頂部５４０と、第１部分５１から頂部５４０まで斜め上方に延在する部分と、頂部５４０から接続部分５０まで斜め下方に延在する部分とを含む。
【0031】
図１の第２配線部５４２は、接続部分５０と第２部分５２とを相互に連結する部分である。第２配線部５４２は、所定幅の帯状に形成され、第１配線部５４１と同様に、接続部分５０と第２部分５２との間で立体的に屈曲または湾曲する。
【0032】
第１配線部５４１と第２配線部５４２とは、相互に離間した位置において接続部分５０に連結される。すなわち、第１配線部５４１のうち接続部分５０に連結される端部と第２配線部５４２のうち接続部分５０に連結される端部とは、所定の間隔ｄ1をあけて相互に離間する。また、第１配線部５４１のうち第１部分５１に連結される端部と第２配線部５４２のうち第２部分５２に連結される端部との間隔ｄ2は、反対側の端部間の間隔ｄ1を上回る（ｄ2＞ｄ1）。すなわち、第１配線部５４１および第２配線部５４２は、平面視において対称面Ｐに対して傾斜する。
【0033】
図１および図２に例示される通り、接続部分５０のうち導電パターン１３bに対向する接続面Ｆ0には、複数の接続突起６０（６０a，６０b）が形成される。各接続突起６０は、接続面Ｆ0から導電パターン１３bに向けてＺ1方向に突出する。具体的には、各接続突起６０は、所定径の円柱状に形成される。各接続突起６０は、板状部材のプレス加工により形成される。したがって、接続部分５０のうち接続面Ｆ0とは反対側の上面には、各接続突起６０に対応する凹部６０１が形成される。
【0034】
複数の接続突起６０（６０a，６０b）は、平面視でＹ軸の方向に相互に間隔をあけて配列される。接続部分５０のうち第１配線部５４１および第２配線部５４２の各々に対応する位置に、接続突起６０が形成される。具体的には、接続突起６０aは、第１配線部５４１のうち接続部分５０に連結される端部の近傍に位置し、接続突起６０bは、第２配線部５４２のうち接続部分５０に連結される端部の近傍に位置する。
【0035】
図１および図２に例示される通り、接続部分５０の接続面Ｆ0は、接合材５０１により導電パターン１３bに接合される。接合材５０１は、接続部分５０の接続面Ｆ0と導電パターン１３の表面との間に介在する導電体である。例えば銀ペーストまたははんだ等の導電材料が接合材５０１として利用される。各接続突起６０は、接続面Ｆ0と導電パターン１３bとの間の接合材５０１により包囲される。
【0036】
図２に例示される通り、接続突起６０の先端は、導電パターン１３bの表面に近接する。具体的には、接続部分５０の先端は、充分に薄い接合材５０１を挟んで導電パターン１３の表面に対向する。なお、接続突起６０の先端は、導電パターン１３の表面に接触してもよい。すなわち、接続部分５０の接続面Ｆ0と導電パターン１３bの表面との間隔は、接続突起６０の高さ以上である。
【0037】
以上の説明の通り、接続部分５０の接続面Ｆ0と導電パターン１３の表面との間には接続突起６０が介在する。したがって、接続部分５０の接続面Ｆ0と導電パターン１３の表面との間には、各接続突起６０の高さに相当する間隔が確保される。すなわち、接合材５０１について接続突起６０の高さに相当する厚さが確保される。接合材５０１について充分な厚さが確保される結果、例えば、接続部分５０と導電パターン１３との接合の強度が充分に確保されるという利点、および、接続部分５０に作用する応力を接合材５０１により吸収し易いという利点が実現される。以上の説明から理解される通り、接続突起６０は、接続部分５０の接続面Ｆ0と導電パターン１３の表面との間隔を所定の寸法に維持するためのスペーサとして機能する。
【0038】
図１から図３に例示される通り、第１部分５１のうち半導体チップ４１に対向する第１接続面Ｆ1には、１個の第１突起６１が形成される。第１突起６１は、第１接続面Ｆ1から半導体チップ４１の主電極４１２に向けてＺ1方向に突出する。具体的には、平面視における第１接続面Ｆ1の重心に第１突起６１が形成される。第１突起６１の形状および寸法は、接続突起６０と同様である。例えば、第１突起６１は、所定径の円柱状に形成される。第１突起６１は、板状部材のプレス加工により形成される。したがって、図２および図３に例示される通り、第１部分５１のうち第１接続面Ｆ1とは反対側の上面には、第１突起６１に対応する凹部６１１が形成される。
【0039】
第１部分５１の第１接続面Ｆ1は、第１接合材５１１により半導体チップ４１の主電極４１２に接合される。第１接合材５１１は、第１接続面Ｆ1と主電極４１２の表面との間に介在する導電体である。例えば銀ペーストまたははんだ等の導電材料が第１接合材５１１として利用される。第１突起６１は、第１接続面Ｆ1と主電極４１２との間の第１接合材５１１により包囲される。第１突起６１の先端は、半導体チップ４１の主電極４１２の表面に近接または接触する。すなわち、第１接続面Ｆ1と主電極４１２との間隔は、第１突起６１の高さ以上である。
【0040】
以上の説明の通り、第１部分５１の第１接続面Ｆ1と主電極４１２の表面との間には、第１突起６１の高さに相当する間隔が確保される。すなわち、第１接合材５１１について第１突起６１の高さに相当する厚さが確保される。第１接合材５１１について充分な厚さが確保される結果、例えば、第１部分５１と主電極４１２との接合の強度が充分に確保されるという利点、および、第１部分５１に作用する応力を第１接合材５１１により吸収し易いという利点が実現される。以上の説明から理解される通り、第１突起６１は、第１部分５１の第１接続面Ｆ1と主電極４１２の表面との間隔を所定の寸法に維持するためのスペーサとして機能する。
【0041】
図１および図３に例示される通り、第２部分５２のうち半導体チップ４２に対向する第２接続面Ｆ2には、１個の第２突起６２が形成される。第２突起６２は、第２接続面Ｆ2から半導体チップ４２の主電極４２２に向けてＺ1方向に突出する。具体的には、平面視における第２接続面Ｆ2の重心に第２突起６２が形成される。第２突起６２の形状および寸法は、接続突起６０および第１突起６１と同様である。例えば、第２突起６２は、所定径の円柱状に形成される。第２突起６２は、板状部材のプレス加工により形成される。したがって、図３に例示される通り、第２部分５２のうち第２接続面Ｆ2とは反対側の上面には、第２突起６２に対応する凹部６２１が形成される。
【0042】
第２部分５２の第２接続面Ｆ2は、第２接合材５２１により半導体チップ４２の主電極４２２に接合される。第２接合材５２１は、第２接続面Ｆ2と主電極４２２の表面との間に介在する導電体である。例えば銀ペーストまたははんだ等の導電材料が第２接合材５２１として利用される。第２突起６２は、第２接続面Ｆ2と主電極４２２との間の第２接合材５２１により包囲される。第２突起６２の先端は、半導体チップ４２の主電極４２２の表面に近接または接触する。すなわち、第２接続面Ｆ2と主電極４２２との間隔は、第２突起６２の高さ以上である。
【0043】
以上の説明の通り、第２接合材５２１について第２突起６２の高さに相当する厚さが確保される。したがって、例えば、第２部分５２と主電極４２２との接合の強度が充分に確保されるという利点、および、第２部分５２に作用する応力を第２接合材５２１により吸収し易いという利点がある。以上の説明から理解される通り、第２突起６２は、第２部分５２の第２接続面Ｆ2と主電極４２２の表面との間隔を所定の寸法に維持するためのスペーサとして機能する。
【0044】
図１から理解される通り、第１実施形態の配線部材５は、平面視で線対称の形状である。具体的には、配線部材５は、Ｘ軸に平行な対称軸に関して平面視で線対称である。対称軸は、対称面Ｐの面内においてＸ軸に平行な軸線である。なお、配線部材５について「線対称」とは、配線部材５が完全に線対称である場合のほか、配線部材５が実質的に線対称である場合も包含する。「配線部材５が実質的に線対称である場合」とは、対称軸を挟んで完全に線対称である仮想的な形状（以下「仮想形状」という）からの差異が製造誤差の範囲内にある場合である。例えば、配線部材５と仮想形状との寸法の誤差が±１０％（より好適には±５％）である場合には、配線部材５は「線対称」であると解釈される。
【0045】
また、第１実施形態の配線部材５は、半導体チップ４１と半導体チップ４２との間の対称面Ｐを挟んで面対称の立体形状である。配線部材５について「面対称」とは、配線部材５が完全に面対称である場合のほか、配線部材５が実質的に面対称である場合も包含する。「配線部材５が実質的に面対称である場合」とは、対称面Ｐを挟んで完全に面対称である仮想的な立体形状（以下「仮想立体」という）からの差異が製造誤差の範囲内にある場合である。例えば、配線部材５と仮想立体との寸法の誤差が±１０％（より好適には±５％）である場合には、配線部材５は「面対称」であると解釈される。
【0046】
図４は、配線部材５を設置する手順の工程図である。まず、平板状の接合材（５０１，５１１，５２１）が設置される（Ｓ1）。すなわち、導電パターン１３bの面上に接合材５０１が載置され、半導体チップ４１の主電極４１２の面上に第１接合材５１１が載置され、半導体チップ４２の主電極４２２の面上に第２接合材５２１が載置される。次に、配線部材５が配置される（Ｓ2）。具体的には、接続部分５０が接合材５０１の面上に位置し、第１部分５１が第１接合材５１１の面上に位置し、第２部分５２が第２接合材５２１の面上に位置するように、配線部材５が治具により支持される。
【0047】
以上の状態において、各接合材が加熱により溶融される（Ｓ3）。例えば、各接合材は３００℃程度の高温に加熱される。接合材の溶融により配線部材５は降下する。すなわち、接続突起６０は接合材５０１の内部に進入し、第１突起６１は第１接合材５１１の内部に進入し、第２突起６２は第２接合材５２１の内部に進入する。以上の状態において各接合材が硬化される（Ｓ4）。接合材の硬化により配線部材５が固定される。配線部材５を設置する手順は以上の通りである。
【0048】
ところで、半導体チップ４１の主電極４１２と半導体チップ４２の主電極４２２とを導電パターン１３bに電気的に接続する構成としては、例えば図５に例示される形態（以下「対比例」という）も想定される。対比例は、第１実施形態の配線部材５が、配線部材５aおよび配線部材５bとに置換された形態である。配線部材５aと配線部材５bとは相互に別体で構成される。
【0049】
配線部材５aは、半導体チップ４１の主電極４１２と導電パターン１３bとを電気的に接続するリードフレームである。配線部材５aのうち導電パターン１３bに対向する接続面Ｆaには１個の接続突起６０aが形成される。接続面Ｆaは接合材５０１により導電パターン１３bに接合される。また、配線部材５aのうち半導体チップ４１の主電極４１２に対向する第１接続面Ｆ1には１個の第１突起６１が形成される。第１接続面Ｆ1は第１接合材５１１により主電極４１２に接合される。
【0050】
同様に、配線部材５bは、半導体チップ４２の主電極４２２と導電パターン１３bとを電気的に接続するリードフレームである。配線部材５bのうち接合材５０１により導電パターン１３bに接合される接続面Ｆbには、１個の接続突起６０bが形成される。また、配線部材５aのうち第２接合材５２１により主電極４２２に接合される第２接続面Ｆ2には、１個の第２突起６２が形成される。
【0051】
対比例においては、配線部材５aが２個の突起（６０a，６１）により支持される。したがって、製造工程のうち接合材が溶融される過程においては、配線部材５aの姿勢が安定しない。すなわち、配線部材５aが設計上の姿勢に対して傾斜する可能性がある。配線部材５aが傾斜した状態で接合材（５０１，５１１）が硬化すると、接合材の厚さが不均一となり、結果的に接合材の厚さが部分的に不足する可能性がある。そして、接合材の厚さが不足した部分においては、接合の強度が不足するという問題、または接合材により応力を充分に吸収されないという問題が想定される。なお、以上の説明では配線部材５aに便宜的に着目したが、配線部材５bについても同様の問題が想定される。
【0052】
なお、対比例において、配線部材５aの第１接続面Ｆ1に複数の第１突起６１が形成されれば、配線部材５aが３点以上で支持されることで傾斜は抑制される。しかし、半導体チップ４１が小型である形態では、配線部材５aの第１接続面Ｆ1に複数の第１突起６１を形成する領域を確保することが困難である。配線部材５bについても同様である。
【0053】
以上に説明した対比例とは対照的に、第１実施形態においては、導電パターン１３bに向けて突出する接続突起６０と、半導体チップ４１の主電極４１２に向けて突出する第１突起６１と、半導体チップ４２の主電極４２２に向けて突出する第２突起６２とが、配線部材５に設置される。すなわち、配線部材５が３点以上で支持される。したがって、第１突起６１または第２突起６２の個数が少ない場合でも、配線部材５の姿勢は安定的に維持される。すなわち、設計上の姿勢に対して配線部材５が傾斜する可能性を低減できる。したがって、配線部材５の傾斜に起因した接合材（５０１，５１１，５２１）の厚さの不均一を抑制できる。
【0054】
第１実施形態においては特に、配線部材５が線対称であるから、配線部材５が非対称の形状である形態と比較して、配線部材５の姿勢が安定的に維持され易い。したがって、配線部材５の傾斜に起因した接合材の厚さの不均一を抑制できるという前述の効果は、格別に顕著である。さらに第１実施形態においては、配線部材５が面対称である。以上の構成によれば、配線部材５の重心が対称面Ｐ上に位置するから、配線部材５が非対称の形状である形態と比較して、配線部材５の姿勢が安定的に維持され易い。したがって、配線部材５の傾斜に起因した接合材の厚さの不均一を抑制できるという前述の効果は、格別に顕著である。
【0055】
また、第１実施形態においては、接続部分５０の接続面Ｆ0に複数の接続突起６０が設置されるから、接続面Ｆ0に１個の接続突起６０のみが設置される形態と比較して、配線部材５の姿勢が安定的に維持され易い。したがって、配線部材５の傾斜に起因した接合材（５０１，５１１，５２１）の厚さの不均一を抑制できるという前述の効果は、格別に顕著である。第１実施形態においては特に、接続部分５０の長手方向に相互に間隔をあけて複数の接続突起６０（６０a，６０b）が配列される。したがって、Ｘ方向に複数の接続突起６０が配列される構成と比較して、配線部材５の姿勢が安定的に維持され易い。すなわち、配線部材５の傾斜に起因した接合材の厚さの不均一を抑制できるという前述の効果は、格別に顕著である。
【0056】
また、第１実施形態においては、第１接続面Ｆ1に１個の第１突起６１が形成され、第２接続面Ｆ2に１個の第２突起６２が形成される。したがって、第１接続面Ｆ1に複数の第１突起６１が形成された形態、または、第２接続面Ｆ2に複数の第２突起６２が形成された形態と比較すると、半導体チップ４１または半導体チップ４２が小型でも、接合材（第１接合材５１１，第２接合材５２１）による接合の面積を確保し易い。
【0057】
Ｂ：第２実施形態
本開示の第２実施形態を説明する。なお、以下に例示する各態様において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明と同様の符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
本開示の第２実施形態を説明する。なお、以下に例示する各態様において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明と同様の符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【0058】
図６は、第２実施形態における半導体モジュール１００の平面図である。図７は、図６におけるVII－VII線の断面図である。図６および図７に例示される通り、第２実施形態の半導体ユニット２bは、３個の半導体チップ４（４１，４２，４３）と配線部材５とを含む。３個の半導体チップ４は、Ｙ軸の方向に相互に間隔をあけて配列される。具体的には、半導体チップ４１と半導体チップ４２との間に半導体チップ４３が位置する。すなわち、３個の半導体チップ４は、対称面Ｐを挟んで面対称に設置される。なお、実装基板１および封止材３は第１実施形態と同様である。３個の半導体チップ（４１，４２，４３）の位置は一例であり、必要に応じて適宜に変更される。
【0059】
各半導体チップ４（４１，４２，４３）の構成は第１実施形態と同様である。すなわち、半導体チップ４１は、主電極４１１と主電極４１２と制御電極４１３とを含み、半導体チップ４２は、主電極４２１と主電極４２２と制御電極４２３とを含む。また、半導体チップ４３も同様に、主電極４３１と主電極４３２と制御電極４３３とを含む。主電極４３１は、半導体チップ４３の下面を構成するドレイン電極であり、主電極４３２は、半導体チップ４３の上面を構成するソース電極である。制御電極４３３は、主電極４３２とともに半導体チップ４３の上面を構成するゲート電極である。なお、半導体チップ４３は「第３半導体チップ」の一例であり、主電極４３２は「第３主電極」の一例である。
【0060】
配線部材５は、複数の半導体チップ４（４１，４２，４３）と導電パターン１３bとを電気的に接続するための導電体である。すなわち、半導体チップ４１と半導体チップ４２と半導体チップ４３とは、相互に並列に接続される。第２実施形態の配線部材５は、接続部分５０と第１部分５１と第２部分５２と第３部分５３と連結部分５４とが一体に構成された構造体である
【0061】
接続部分５０は、第１実施形態と同様に、平面視で導電パターン１３bに重複する矩形状の平坦部分である。接続部分５０のうち導電パターン１３bに対向する接続面Ｆ0には、相異なる半導体チップ４（４１，４２，４３）に対応する３個の接続突起６０（６０a，６０b，６０c）が形成される。各接続突起６０は、接続面Ｆ0から導電パターン１３bに向けてＺ1方向に突出する。具体的には、第１実施形態と同様に、各接続突起６０は、板状部材のプレス加工により所定径の円柱状に形成される。複数の接続突起６０（６０a，６０b，６０c）は、平面視でＹ軸の方向に相互に間隔をあけて配列される。
【0062】
第１実施形態と同様に、第１部分５１は、半導体チップ４１の主電極４１２に対向する第１接続面Ｆ1を含み、第２部分５２は、半導体チップ４２の主電極４２２に対向する第２接続面Ｆ2を含む。また、第１接続面Ｆ1には１個の第１突起６１が形成され、第２接続面Ｆ2には１個の第２突起６２が形成される。
【0063】
図６および図７に例示される通り、第３部分５３は、平面視で半導体チップ４３に重複する矩形状の平坦部分である。具体的には、第３部分５３の外縁は、平面視で半導体チップ４３の主電極４３２の外縁の内側に位置する。したがって、第３部分５３は、半導体チップ４３の主電極４３２に対向する下面（以下「第３接続面Ｆ3」という）を含む。第３部分５３は、平面視で第１部分５１と第２部分５２との間に位置する。すなわち、第１部分５１と第２部分５２と第３部分５３とは、Ｙ軸の方向に相互に間隔をあけて配列される。
【0064】
第３部分５３の第３接続面Ｆ3には１個の第３突起６３が形成される。第３突起６３は、第３接続面Ｆ3から半導体チップ４３の主電極４３２に向けてＺ1方向に突出する。具体的には、平面視における第３接続面Ｆ3の重心に第３突起６３が形成される。第３突起６３の形状および寸法は、第１突起６１および第２突起６２と同様である。例えば、第３突起６３は、所定径の円柱状に形成される。第３突起６３は、板状部材のプレス加工により形成される。したがって、図７に例示される通り、第３部分５３のうち第３接続面Ｆ3とは反対側の上面には、第３突起６３に対応する凹部６３１が形成される。
【0065】
第３部分５３の第３接続面Ｆ3は、第３接合材５３１により半導体チップ４３の主電極４３２に接合される。第３接合材５３１は、第３接続面Ｆ3と主電極４３２の表面との間に介在する導電体である。例えば銀ペーストまたははんだ等の導電材料が第３接合材５３１として利用される。第３突起６３は、第３接続面Ｆ3と主電極４３２との間の第３接合材５３１により包囲される。第２突起６２の先端は、半導体チップ４３の主電極４３２の表面に近接または接触する。
【0066】
図６に例示される通り、第２実施形態の連結部分５４は、第１実施形態と同様の第１配線部５４１および第２配線部５４２に加えて第３配線部５４３を含む。第３配線部５４３は、第１配線部５４１と第２配線部５４２との間においてＸ軸の方向に延在する。具体的には、第３配線部５４３は、第１配線部５４１および第２配線部５４２と同様に、所定幅の帯状に形成され、接続部分５０と第３部分５３との間で立体的に屈曲または湾曲する。
【0067】
第１配線部５４１と第２配線部５４２と第３配線部５４３とは、相互に離間した位置において接続部分５０に連結される。すなわち、第１配線部５４１のうち接続部分５０に連結される端部と、第２配線部５４２のうち接続部分５０に連結される端部と、第３配線部５４３のうち接続部分５０に連結される端部とは、所定の間隔をあけて相互に離間する。接続突起６０aは、第１配線部５４１の端部の近傍に位置し、接続突起６０bは、第２配線部５４２の端部の近傍に位置し、接続突起６０cは、第３配線部５４３の端部の近傍に位置する。
【0068】
以上の説明から理解される通り、第２実施形態の配線部材５は、平面視で線対称の形状である。具体的には、配線部材５は、Ｘ軸に平行な対称軸に関して平面視で線対称である。また、第２実施形態の配線部材５は、対称面Ｐを挟んで面対称の立体形状である。すなわち、配線部材５の重心は対称面Ｐ上に位置する。
【0069】
第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第２実施形態においては、３個の半導体チップ４が並列に接続されるから、２個の半導体チップ４が並列に接続された形態（第１実施形態）と比較して大電流を制御できる。
【0070】
Ｃ：第３実施形態
第３実施形態においては、第１実施形態の半導体ユニット２aまたは第２実施形態の半導体ユニット２bの使用例を説明する。図８から図１３に例示される通り、第３実施形態の実装基板１は、導電パターン１３pと導電パターン１３nと導電パターン１３oと制御配線１３g1と制御配線１３g2とが、絶縁基板１１の上面に形成された配線基板である。
第３実施形態においては、第１実施形態の半導体ユニット２aまたは第２実施形態の半導体ユニット２bの使用例を説明する。図８から図１３に例示される通り、第３実施形態の実装基板１は、導電パターン１３pと導電パターン１３nと導電パターン１３oと制御配線１３g1と制御配線１３g2とが、絶縁基板１１の上面に形成された配線基板である。
【0071】
導電パターン１３pには電源端子８１が接続される。電源端子８１には、外部電源から高位側の電源電圧が供給される。導電パターン１３nには電源端子８２が接続される。電源端子８２には、外部電源から低位側の電源電圧が供給される。導電パターン１３oには出力端子８３が接続される。出力端子８３は、例えば電動機等の負荷装置に電力を供給するための接続端子である。平面視で導電パターン１３pと導電パターン１３nとの間に導電パターン１３oが位置する。
【0072】
制御配線１３g1および制御配線１３g2には、各半導体チップ４のオン／オフを制御するための制御電圧が駆動回路（図示略）から供給される。制御配線１３g1と導電パターン１３oとの間に導電パターン１３pが位置し、制御配線１３g2と導電パターン１３oとの間に導電パターン１３nが位置する。
【0073】
図８から図１３に例示される通り、半導体モジュール１００は、上アーム部Ａ1と下アーム部Ａ2とを含む。上アーム部Ａ1は、導電パターン１３pと導電パターン１３oとの導通／絶縁を切替えるスイッチである。下アーム部Ａ2は、導電パターン１３oと導電パターン１３pとの導通／絶縁を切替えるスイッチである。
【0074】
［態様１］
図８に例示される態様１においては、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々が、第１実施形態に例示した３個の半導体ユニット２aにより構成される。すなわち、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々は、相互に並列に接続された６個の半導体チップ４を含む。上アーム部Ａ1の各半導体チップ４における制御電極（４１３，４２３）は、例えばワイヤ１４を介して制御配線１３g1に電気的に接続される。下アーム部Ａ2の各半導体チップ４における制御電極（４１３，４２３）は、例えばワイヤ１４を介して制御配線１３g2に電気的に接続される。
図８に例示される態様１においては、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々が、第１実施形態に例示した３個の半導体ユニット２aにより構成される。すなわち、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々は、相互に並列に接続された６個の半導体チップ４を含む。上アーム部Ａ1の各半導体チップ４における制御電極（４１３，４２３）は、例えばワイヤ１４を介して制御配線１３g1に電気的に接続される。下アーム部Ａ2の各半導体チップ４における制御電極（４１３，４２３）は、例えばワイヤ１４を介して制御配線１３g2に電気的に接続される。
【0075】
上アーム部Ａ1の各半導体ユニット２aにおける第１部分５１および第２部分５２が、導電パターン１３pに接合される。上アーム部Ａ1の各半導体ユニット２aにおける接続部分５０と、下アーム部Ａ2の各半導体ユニット２aにおける第１部分５１および第２部分５２とが、導電パターン１３oに接合される。また、下アーム部Ａ2の各半導体ユニット２aにおける接続部分５０が、導電パターン１３nに接合される。
【0076】
［態様２］
図９に例示される態様２においては、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々が、第２実施形態に例示した２個の半導体ユニット２bにより構成される。すなわち、態様１と同様に、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々は、相互に並列に接続された６個の半導体チップ４を含む。
図９に例示される態様２においては、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々が、第２実施形態に例示した２個の半導体ユニット２bにより構成される。すなわち、態様１と同様に、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々は、相互に並列に接続された６個の半導体チップ４を含む。
【0077】
上アーム部Ａ1の各半導体ユニット２bにおける第１部分５１と第２部分５２と第３部分５３とが、導電パターン１３pに接合される。上アーム部Ａ1の各半導体ユニット２aにおける接続部分５０と、下アーム部Ａ2の各半導体ユニット２aにおける第１部分５１、第２部分５２および第３部分５３とが、導電パターン１３oに接合される。また、下アーム部Ａ2の各半導体ユニット２aにおける接続部分５０が、導電パターン１３nに接合される。
【0078】
［態様３］
図１０に例示される態様３においては、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々が、第１実施形態の１個の半導体ユニット２aと第２実施形態の１個の半導体ユニット２bとにより構成される。すなわち、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々は、相互に並列に接続された５個の半導体チップ４を含む。
図１０に例示される態様３においては、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々が、第１実施形態の１個の半導体ユニット２aと第２実施形態の１個の半導体ユニット２bとにより構成される。すなわち、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々は、相互に並列に接続された５個の半導体チップ４を含む。
【0079】
上アーム部Ａ1の半導体ユニット２aにおける第１部分５１および第２部分５２と、半導体ユニット２bにおける第１部分５１、第２部分５２および第３部分５３とが、導電パターン１３pに接合される。上アーム部Ａ1の半導体ユニット２aおよび半導体ユニット２bにおける接続部分５０と、下アーム部Ａ2の半導体ユニット２aにおける第１部分５１および第２部分５２と、下アーム部Ａ2の半導体ユニット２bにおける第１部分５１、第２部分５２および第３部分５３とが、導電パターン１３oに接合される。また、下アーム部Ａ2の半導体ユニット２aおよび半導体ユニット２bにおける接続部分５０が、導電パターン１３nに接合される。
【0080】
［態様４］
図１１に例示される態様４においては、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々が、２個の半導体ユニット２aにより構成される。すなわち、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々は、相互に並列に接続された４個の半導体チップ４を含む。
図１１に例示される態様４においては、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々が、２個の半導体ユニット２aにより構成される。すなわち、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々は、相互に並列に接続された４個の半導体チップ４を含む。
【0081】
上アーム部Ａ1の各半導体ユニット２aにおける第１部分５１および第２部分５２が、導電パターン１３pに接合される。上アーム部Ａ1の各半導体ユニット２aにおける接続部分５０と、下アーム部Ａ2の各半導体ユニット２aにおける第１部分５１および第２部分５２とが、導電パターン１３oに接合される。また、下アーム部Ａ2の各半導体ユニット２aにおける接続部分５０が、導電パターン１３nに接合される。
【0082】
［態様５］
図１２に例示される態様５においては、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々が、１個の半導体ユニット２bにより構成される。すなわち、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々は、相互に並列に接続された３個の半導体チップ４を含む。
図１２に例示される態様５においては、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々が、１個の半導体ユニット２bにより構成される。すなわち、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々は、相互に並列に接続された３個の半導体チップ４を含む。
【0083】
上アーム部Ａ1の半導体ユニット２bにおける第１部分５１と第２部分５２と第３部分５３とが、導電パターン１３pに接合される。上アーム部Ａ1の半導体ユニット２bにおける接続部分５０と、下アーム部Ａ2の半導体ユニット２bにおける第１部分５１、第２部分５２および第３部分５３とが、導電パターン１３oに接合される。また、下アーム部Ａ2の半導体ユニット２bにおける接続部分５０が、導電パターン１３nに接合される。
【0084】
［態様６］
図１３に例示される態様６においては、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々が、１個の半導体ユニット２aにより構成される。すなわち、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々は、相互に並列に接続された２個の半導体チップ４を含む。
図１３に例示される態様６においては、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々が、１個の半導体ユニット２aにより構成される。すなわち、上アーム部Ａ1および下アーム部Ａ2の各々は、相互に並列に接続された２個の半導体チップ４を含む。
【0085】
上アーム部Ａ1の半導体ユニット２aにおける第１部分５１および第２部分５２が、導電パターン１３pに接合される。上アーム部Ａ1の半導体ユニット２aにおける接続部分５０と、下アーム部Ａ2の半導体ユニット２aにおける第１部分５１および第２部分５２とが、導電パターン１３oに接合される。また、下アーム部Ａ2の半導体ユニット２aにおける接続部分５０が、導電パターン１３nに接合される。
【0086】
Ｄ：変形例
以上に例示した各態様に付加される具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様を、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合してもよい。なお、以下の説明においては、第１部分５１の第１突起６１に便宜的に着目する場合がある。第１突起６１（第１部分５１）に関する変形は、第２突起６２（第２部分５２）および第３突起６３（第３部分５３）にも同様に適用される。
以上に例示した各態様に付加される具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様を、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合してもよい。なお、以下の説明においては、第１部分５１の第１突起６１に便宜的に着目する場合がある。第１突起６１（第１部分５１）に関する変形は、第２突起６２（第２部分５２）および第３突起６３（第３部分５３）にも同様に適用される。
【0087】
【0088】
図１４の配線部材５における連結部分５４は、基礎部５４４と第１配線部５４５と第２配線部５４６とを含むＹ字型に形成される。基礎部５４４は、接続部分５０からＸ1方向に直線状に延在する部分である。第１配線部５４５は、基礎部５４４におけるＸ1方向の端部と第１部分５１とを連結する部分である。第２配線部５４６は、基礎部５４４におけるＸ1方向の端部と第２部分５２とを連結する部分である。すなわち、第１配線部５４５および第２配線部５４６は、平面視において対称面Ｐに対して傾斜する。以上の説明から理解される通り、図１４の配線部材５は、接続部分５０からＸ1方向に向かう途中の部分において２方向に分岐する平面形状である。
【0089】
図１５の配線部材５における連結部分５４は、基礎部５４７と配線部５４８とを含むＴ字型に形成される。基礎部５４７は、接続部分５０からＸ1方向に直線状に延在する部分である。配線部５４８は、第１部分５１と第２部分５２とにわたりＹ軸の方向に直線状に延在する部分である。配線部５４８の中央に基礎部５４７が連結される。以上の説明から理解される通り、図１５の配線部材５は、接続部分５０からＸ1方向に向かう部分から２方向に分岐する平面形状である。
【0090】
図１４および図１５の配線部材５は、第１実施形態および第２実施形態の配線部材５と同様に、平面視で線対称の形状である。また、図１４および図１５の配線部材５は、第１実施形態および第２実施形態の配線部材５と同様に、対称面Ｐを挟んで面対称の立体形状である。
【0091】
なお、図１４および図１５においては、各半導体チップ４に流れる電流が連結部分５４の分岐する部分に集中する可能性がある。例えば、図１４の配線部材５においては、基礎部５４４と第１配線部５４５と第２配線部５４６とが交差する箇所に電流が集中し、図１５の配線部材５においては、基礎部５４７と配線部５４８とが交差する箇所に電流が集中する。電流の集中により発熱する可能性がある。
【0092】
図１４および図１５の形態とは対照的に、第１実施形態においては、接続部分５０と第１部分５１とを連結する第１配線部５４１と、接続部分５０と第２部分５２とを連結する第２配線部５４２とが、相互に離間した位置において接続部分５０に連結される。したがって、図１４または図１５の形態と比較して電流の集中が緩和され、結果的に半導体モジュール１００の過度な発熱を抑制できる。第２実施形態においても同様である。したがって、発熱を抑制する観点からは、図１４または図１５に例示した形態よりも第１実施形態または第２実施形態が有効である。
【0093】
ところで、封止材３の密着性を向上するための被膜（以下「下地膜」という）が、半導体チップ４の外面（上面および側面）と実装基板１の上面とに形成される場合がある。封止材３の形成前の工程では、下地膜の成膜状態の適否（例えば欠陥の有無）が検査される。配線部材５の下方（Ｚ1方向）の空間は、配線部材５の背後に隠れるため、下地膜の成膜状態を検査することが困難である。第１実施形態においては、第１配線部５４１と第２配線部５４２とが相互に離間するから、図１４または図１５の形態と比較して、配線部材５が各半導体チップ４に重複する面積が低減される。したがって、各半導体チップ４における下地膜の成膜状態を外部から確認し易いという利点がある。第２実施形態においても同様である。
【0094】
（２）前述の各形態においては、接続部分５０の接続突起６０と第１突起６１、第２突起６２および第３突起６３との間で形状および寸法が共通する形態を例示したが、接続突起６０の形状または寸法と、第１突起６１、第２突起６２および第３突起６３の形状または寸法とは相違してもよい。
【0095】
配線部材５の第１部分５１を半導体チップ４に強固に接合するためには、第１接合材５１１の面積を充分に確保する必要がある。また、第１部分５１に作用する応力を第１接合材５１１により吸収する観点からも、第１接合材５１１の面積を充分に確保することが重要である。すなわち、配線部材５の第１部分５１については、第１接合材５１１の面積を充分に確保することが優先される。他方、配線部材５の接続部分５０については、第１部分５１と比較して接合材５０１の面積の確保が容易である反面、接続突起６０により配線部材５の姿勢を安定させることが優先される。以上のように、接続突起６０と第１突起６１との間では、優先されるべき技術的な作用が相違することが想定される。
【0096】
接続突起６０と第１突起６１との間で形状または寸法が相違する形態によれば、接続突起６０に好適な形状または寸法と、第１突起６１または第２突起６２に好適な形状または寸法とを、相互に独立に採用できる。例えば、接続突起６０については、当該接続突起６０に要求される作用が有効に実現されるように形状または寸法を選定でき、第１突起６１については、当該第１突起６１に要求される作用が有効に実現されるように形状または寸法を選定できる。接続突起６０および第１突起６１の具体的な形態について以下に例示する。
【0097】
図１６に例示された形態において、第１突起６１および第２突起６２の直径は、接続突起６０（６０a，６０b）の直径を下回る。図１７に例示された形態において、第１突起６１および第２突起６２の断面形状は円形である一方、接続突起６０の断面形状は、Ｙ軸の方向に長尺な長円状または楕円状である。また、図１８に例示された形態において、接続突起６０は先端が平面状である一方、第１突起６１および第２突起６２は先端が曲面状（例えば球面状）である。図１６から図１８の形態によれば、第１接合材５１１および第２接合材５２１について面積を充分に確保しつつ、接続突起６０により配線部材５の姿勢を安定的に維持できる。
【0098】
（３）前述の各形態においては、接続突起６０および第１突起６１が円柱状である形態を例示したが、接続突起６０および第１突起６１の形状は以上の例示に限定されない。例えば、図１９に例示される通り、接続突起６０が角柱状（例えば四角柱状）である形態、または、第１突起６１が角柱状（例えば四角柱状）である形態も想定される。また、接続突起６０または第１突起６１は、円錐台状または角錐台状でもよい。
【0099】
（４）前述の各形態においては、接続部分５０に２個の接続突起６０（６０a，６０b）が形成され、第１部分５１に１個の第１突起６１が形成された形態を例示したが、接続突起６０の個数および第１突起６１の個数は、以上の例示に限定されない。例えば、図２０に例示される通り、接続部分５０に１個の接続突起６０が形成された形態、または、第１部分５１に複数の第１突起６１が形成された形態も想定される。
【0100】
（５）接続部分５０において接続突起６０が形成される位置、および、第１部分５１において第１突起６１が形成される位置は、前述の各形態における例示に限定されない。例えば、図２１に例示される通り、接続面Ｆ0の角部の近傍に接続突起６０（６０a，６０b）が位置してもよい。また、前述の各形態においては、第１接続面Ｆ1の重心に第１突起６１が形成された形態を例示したが、図２１の例示の通り、第１接続面Ｆ1の角部の近傍に第１突起６１が位置してもよい。
【0101】
（６）第１実施形態においては、半導体チップ４１と半導体チップ４２とが単一の導電パターン１３aに実装された形態を例示したが、半導体チップ４１と半導体チップ４２とは、相互に別体の導電パターン１３に接合されてもよい。同様に、第２実施形態においては、半導体チップ４１と半導体チップ４２と半導体チップ４３とが相互に別体の導電パターン１３に接合されてもよい。以上の例示から理解される通り、本開示における「導電パターン」は、単体のパターンで構成されてもよいし複数のパターンで構成されてもよい。
【0102】
（７）前述の各形態においては、半導体材料としてＳｉＣが利用されたＭＯＳＦＥＴを半導体チップ４として例示したが、半導体チップ４の形態は以上の例示に限定されない。例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＦＷＤ（Free Wheeling Diode）、ＲＣ－ＩＧＢＴ（Reverse Conducting IGBT）またはＳＢＤ（Schottky Barrier Diode）が、半導体チップ４として利用されてもよい。半導体チップ４としてＩＧＢＴを採用した形態において、主電極４１１はコレクタ電極であり、主電極４１２はエミッタ電極である。
【0103】
（８）本願における「第ｎ」（ｎは自然数）という記載は、各要素を表記上において区別するための形式的かつ便宜的な標識（ラベル）としてのみ使用され、如何なる実質的な意味も持たない。したがって、「第ｎ」という表記を根拠として、各要素の位置または製造の順番等が限定的に解釈される余地はない。
【0104】
Ｅ：付記
以上に例示した形態から、例えば以下の構成が把握される。
以上に例示した形態から、例えば以下の構成が把握される。
【0105】
本開示のひとつの態様（態様１）に係る半導体モジュールは、第１主電極を含む第１半導体チップと、第２主電極を含む第２半導体チップと、導電パターンと、配線部材とを具備し、前記配線部材は、前記導電パターンに対向する接続面を含む接続部分と、前記第１主電極に対向する第１接続面を含む第１部分と、前記第２主電極に対向する第２接続面を含む第２部分と、前記接続部分と前記第１部分と前記第２部分とを連結する連結部分と、前記接続面から前記導電パターンに向けて突出する接続突起と前記第１接続面から前記第１主電極に向けて突出する第１突起と、前記第２接続面から前記第２主電極に向けて突出する第２突起とを含み、前記導電パターンと前記接続面との間の接合材により前記導電パターンと前記接続面とが相互に接合され、前記第１主電極と前記第１接続面との間の第１接合材により前記第１主電極と前記第１接続面とが相互に接合され、前記第２主電極と前記第２接続面との間の第２接合材により前記第２主電極と前記第２接続面とが相互に接合される。以上の態様においては、導電パターンに向けて突出する接続突起と、第１主電極に向けて突出する第１突起と、第２主電極に向けて突出する第２突起とが、配線部材に設置される。すなわち、配線部材が３点以上で支持される。したがって、第１突起または第２突起の個数が少ない場合でも、配線部材の姿勢は安定的に維持される。すなわち、配線部材が所望の姿勢に対して傾斜する可能性を低減できる。したがって、配線部材の傾斜に起因した接合材の厚さの不均一を抑制できる。
【0106】
態様１の具体例（態様２）において、前記配線部材は、平面視で線対称の形状である。以上の態様によれば、配線部材の形状が線対称であるから、配線部材が非対称の形状である形態と比較して、配線部材の姿勢が安定的に維持され易い。したがって、配線部材の傾斜に起因した接合材の厚さの不均一を抑制できるという前述の効果は、格別に顕著である。
【0107】
態様１または態様２の具体例（態様３）において、前記配線部材は、対称面を挟んで面対称の形状である。以上の態様によれば、配線部材の形状が面対称であるから、配線部材の重心が対称面上に位置する。したがって、配線部材が非対称の形状である形態と比較して、配線部材の姿勢が安定的に維持され易い。すなわち、配線部材の傾斜に起因した接合材の厚さの不均一を抑制できるという前述の効果は、格別に顕著である。
【0108】
態様１から態様３の何れかの具体例（態様４）において、前記連結部分は、前記接続部分と前記第１部分とを相互に連結する第１配線部と、前記接続部分と前記第２部分とを相互に連結する第２配線部とを含み、前記第１配線部と前記第２配線部とは、相互に離間した位置において前記接続部分に連結される。以上の態様によれば、接続部分と第１部分とを連結する第１配線部と、接続部分と第２部分とを連結する第２配線部とが、相互に離間した位置において接続部分に連結される。したがって、第１配線部と第２配線部とが相互に連結される構成と比較して、配線部材における電流の集中が緩和され、結果的に半導体モジュールの過度な発熱を抑制できる。また、配線部材が、第１部分と第２部分とを連結する第１配線部と、第１配線部と接続部分と連結する第２配線部とで構成される形態（Ｔ字形）と比較して、配線部材が第１半導体チップまたは第２半導体チップに重複する面積が低減される。したがって、第１半導体チップまたは第２半導体チップの状態を外部から確認し易い。
【0109】
態様１から態様４の何れかの具体例（態様５）において、前記接続面には、前記接続突起を含む複数の接続突起が設置される。以上の態様においては、接続面に複数の接続突起が設置されるから、接続面に１個の接続突起のみが設置される形態と比較して、配線部材の姿勢が安定的に維持され易い。したがって、配線部材の傾斜に起因した接合材の厚さの不均一を抑制できるという前述の効果は、格別に顕著である。
【0110】
態様５の具体例（態様６）において、前記接続部分は、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップとが配列する第１方向に長尺な平面形状であり、前記複数の接続突起は、前記第１方向に相互に間隔をあけて配列される。以上の態様によれば、接続部分の長手方向（第１方向）に相互に間隔をあけて複数の接続突起が配列される。したがって、第１方向に直交する方向に複数の接続突起が配列される構成と比較して、配線部材の姿勢が安定的に維持され易い。したがって、配線部材の傾斜に起因した接合材の厚さの不均一を抑制できるという前述の効果は、格別に顕著である。
【0111】
態様１から態様６の何れかの具体例（態様７）において、前記第１接続面には１個の前記第１突起が形成され、前記第２接続面には１個の前記第２突起が形成される。以上の態様によれば、第１接続面に１個の第１突起が形成され、第２接続面に１個の第１突起が形成される。したがって、第１接続面に複数の第１突起が形成された形態、または、第２接続面に複数の第２突起が形成された形態と比較すると、第１半導体チップまたは第２半導体チップが小型でも、接合材（第１接合材，第２接合材）による接合の面積を確保し易い。
【0112】
態様１から態様７の何れかの具体例（態様８）において、第３主電極を含む第３半導体チップをさらに具備し、前記配線部材は、前記第３主電極に対向する第３接続面を含む第３部分と、前記第３接続面から前記第３主電極に向けて突出する第３突起とを含み、前記第３主電極と前記第３接続面との間の第３接合材により前記第３主電極と前記第３接続面とが相互に接合される。以上の態様によれば、３個の半導体チップが並列に接続されるから、２個の半導体チップが並列に接続された形態と比較して大電流を制御できる。
【0113】
態様１から態様８の何れかの具体例（態様９）において、前記接続突起の形状または寸法と、前記第１突起および前記第２突起の形状または寸法とは相違する。以上の態様によれば、接続突起に好適な形状または寸法と、第１突起または第２突起に好適な形状または寸法とを、相互に独立に採用できる。
【符号の説明】
【0114】
１００…半導体モジュール、１…実装基板、１１…絶縁基板、１２…金属層、１３（１３a，１３b，１３p，１３n，１３o）…導電パターン、１３g1，１３g2…制御配線、２a，２b…半導体ユニット、３…封止材３、４（４１，４２，４３）…半導体チップ４、４１１，４２１，４３１，４１２，４２２，４３２…主電極、４１３，４２３，４３３…制御電極、４１４，４２４，４３４…接合材、５…配線部材、５０…接続部分、５０１…接合材、５１…第１部分、５１１…第１接合材、５２…第２部分、５２１…第２接合材、５３…第３部分、５３１…第３接合材、５４…連結部分、５４０…頂部、５４１，５４５…第１配線部、５４２，５４６…第２配線部、５４３…第３配線部、５４４，５４７…基礎部、５４８…配線部、６０…接続突起、６１…第１突起、６２…第２突起、６３…第３突起。
【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】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】