特開 2025-95906 半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法

(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】P2025095906

(43)【公開日】2025-06-26

(54)【発明の名称】半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/40 20060101AFI20250619BHJP

   H05K 1/18 20060101ALI20250619BHJP

【ＦＩ】

H01L23/40 A

H05K1/18 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023212299

(22)【出願日】2023-12-15

(71)【出願人】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(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】野口 宏一朗

(72)【発明者】

【氏名】山口 公輔

(72)【発明者】

【氏名】今関 泰宏

【テーマコード（参考）】

5E336

5F136

【Ｆターム（参考）】

5E336AA04

5E336AA07

5E336AA11

5E336BB16

5E336BB18

5E336BC02

5E336CC01

5E336CC55

5E336EE01

5E336GG30

5F136BA04

5F136BB18

5F136DA41

5F136EA61

(57)【要約】

【課題】小型化・低背化された半導体モジュールを提供する。
【解決手段】少なくとも一方面に形成された配線部１２、及び、少なくとも一方面側に開口を有する穴部１３を有する基板１０と、基板１０の一方面側に配置され、樹脂封止された本体部２１、及び、本体部２１の側面から外側に向かって延びる板状のリード部２２を有する少なくとも１つの半導体パッケージ２０，３０とを備え、少なくとも1つの半導体パッケージ２０，３０のうちのいずれかにおいて、本体部２１の一部は、穴部１３に挿入され、リード部２２は、基板１０の表面に沿って延び、リード部２１の下面が配線部１２と接合されている半導体モジュール１。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一方面に形成された配線部、及び、少なくとも前記一方面側に開口を有する穴部を有する基板と、
前記基板の前記一方面側に配置され、樹脂封止された本体部、及び、前記本体部の側面から外側に向かって延びる板状のリード部を有する少なくとも１つの半導体パッケージと、を備え、
少なくとも１つの前記半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、
前記本体部の一部は、前記穴部に挿入され、
前記リード部は、前記基板の表面に沿って延び、
前記リード部の下面が前記配線部と接合されていることを特徴とする半導体モジュール。

【請求項2】

前記半導体パッケージは、前記基板と接触又は対向する基板対向面、及び、前記基板対向面の高さ位置を基準として前記基板側に突出した凸部を有し、
前記本体部の一部は、前記凸部であることを特徴とする請求項1に記載の半導体モジュール。

【請求項3】

前記半導体パッケージとして、複数の前記半導体パッケージを有し、
複数の前記半導体パッケージのうちの少なくとも２つの前記半導体パッケージにはそれぞれ、前記本体部における前記基板側とは反対側に、放熱フィンを載置する放熱フィン載置面が形成されており、それぞれの前記放熱フィン載置面は、同じ高さであることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体モジュール。

【請求項4】

前記半導体パッケージとして、複数の前記半導体パッケージを有し、
複数の前記半導体パッケージのうちの一の半導体パッケージは、制御用の半導体パッケージであり、複数の前記半導体パッケージのうちの他の半導体パッケージは、整流用の半導体パッケージであることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体モジュール。

【請求項5】

少なくとも一方面側に開口を有する穴部を有する基板を準備する準備工程と、
樹脂封止された本体部、及び、前記本体部の側面から外側に向かって延びる板状のリード部を有する少なくとも１つの半導体パッケージを前記基板に接続する接続工程と、を含み、
前記接続工程においては、
少なくとも１つの前記半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、
前記本体部の一部を前記穴部に挿入するとともに、前記基板の表面に沿って前記リード部が水平に延びるように配置して、前記リード部の下面を前記基板と接合させることにより、前記半導体パッケージを前記基板に接続することを特徴とする半導体モジュールの製造方法。

【請求項6】

少なくとも一方面側に開口を有する穴部を有する基板を準備する工程と、
樹脂封止された第１の本体部、及び、前記第１の本体部の側面から外側に向かって延びる板状の第１のリード部を有する少なくとも１つの第１の半導体パッケージを前記基板に接続する第１の工程と、
樹脂封止された第２の本体部、及び、前記第２の本体部の側面から外側に向かって延び、前記基板に近づくように折れ曲がる部位を含む板状の第２のリード部を有する少なくとも１つの第２の半導体パッケージを前記基板に接続する第２の工程と、を含み、
前記第１の工程においては、
少なくとも１つの前記第１の半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、
前記第１の本体部の一部を前記穴部に挿入するとともに、前記基板の表面に沿って前記第１のリード部が延びるように配置して、前記第１のリード部の下面を前記基板と接合させることにより、前記第１の半導体パッケージを前記基板に接続し、
前記第２の工程においては、
前記第２のリード部の下面を前記基板と接合させることにより、前記第２の半導体パッケージを前記基板に接続し、
前記第1の工程において前記第１のリード部の下面を前記基板と接合させる接合と、前記第２の工程において前記第２のリード部の下面を前記基板と接合させる接合とを同時に行うことを特徴とする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、半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の半導体パッケージを実装した半導体モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような半導体モジュールに用いる半導体パッケージとしては、本体部の側面から外側に向かって直線状に延びるリード部を有する挿入型の半導体パッケージと、中途でリード部がＺ字状等に折り曲げられた面実装型の半導体パッケージとが存在する。

【0003】

挿入型の半導体パッケージを実装する（基板と接合する）には、例えば、直線状に延びるリード部を溶融したはんだに漬けて基板に設けられたスルーホールに挿入することで基板と接合する。一方、面実装型の半導体パッケージを実装する（基板と接合する）には、例えば、基板の配線部（電極パッド）上にクリームはんだなどを介してリード部を配置してリフローすることで基板と接合する。

【0004】

近年、基板の両面に電子部品を実装する場面が増加したことに伴って基板の両面に実装可能な面実装型が主流になってきているが、挿入型の半導体パッケージも依然として使用されている実情があり、挿入型の半導体パッケージが使用されている場合も多い。

【0005】

挿入型の半導体パッケージを用いた半導体モジュールとしては、例えば、以下のような半導体モジュールが知られている（従来の第１の半導体モジュール９００）。

【0006】

従来の第１の半導体モジュール９００は、図８に示すように、一方面に形成された配線部９１２、及び、スルーホール９１４を有する基板９１０と、樹脂封止された本体部９２１，９３１、及び、本体部９２１、９３１の側面から外側に向かって延びるリード部９２２、９３２を有する２つの半導体パッケージ９２０、９３０と、その他の半導体パッケージ９４０とを備える。２つの半導体パッケージ９２０、９３０は挿入型の半導体パッケージであり、その他の半導体パッケージ９４０は、面実装型の半導体パッケージである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平６－３１０８４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上記従来技術においては挿入型の半導体パッケージのリード部を基板の表面と垂直になるように配置しているため、小型化・低背化された半導体モジュールとすることが難しい、という課題がある。

【0009】

半導体モジュールの技術分野において、小型化・低背化された半導体モジュールが求められている。しかしながら、挿入型の半導体パッケージのリード部を基板の表面と垂直方向ではなく、基板の表面に沿って延ばした場合でも、リード部を折り曲げて横長に実装することになるため（図９参照）、半導体パッケージの厚さよりも低背化することはできず、小型化・低背化された半導体モジュールとすることが難しい、という課題がある。

【0010】

また、２つの半導体パッケージで共通の放熱フィンを用いる場合には、基板からの実装高さを同じ高さ調整をするために、半導体パッケージと基板との間にスペーサを挿入したり（図９～図１２参照）、放熱フィンを加工したり（図１０～図１２の放熱フィン９５０ａ参照）する必要があり、小型化・低背化された半導体モジュールとすることがより一層難しくなる。

【0011】

そこで、本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、小型化・低背化された半導体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】

【0012】

本発明の半導体モジュールは、少なくとも一方面に形成された配線部、及び、少なくとも前記一方面側に開口が形成された穴部を有する基板と、前記基板の前記一方面側に配置されており、樹脂封止された本体部、及び、前記本体部の側面から外側に向かって延びる板状のリード部を有する少なくとも１つの半導体パッケージと、を備え、少なくとも１つの前記半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、前記本体部の一部は、前記穴部に挿入され、前記リード部は、前記基板の表面に沿った高さ位置で延び、前記リード部の下面が前記配線部と接合されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明の半導体モジュールによれば、少なくとも一方面側に開口が形成された穴部を有する基板を備え、少なくとも１つの半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、本体部の一部は、穴部に挿入され、リード部は、基板の表面に沿った高さ位置で延び、リード部の下面が配線部と接合されているため、挿入型の半導体パッケージのリード部を折り曲げることなくリード部の下面と配線とを接合することができる。

【0014】

また、本発明の半導体モジュールによれば、少なくとも１つの半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、本体部の一部は、穴部に挿入されているため、半導体パッケージの厚さよりも低背化することができ、小型化・低背化された半導体モジュールとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態１に係る半導体モジュール１を示す側断面図である。

【図2】実施形態１における整流用半導体パッケージ２０を示す図である。図２（ａ）は整流用半導体パッケージ２０の側断面図を示し、図２（ｂ）は整流用半導体パッケージ２０の平面図を示し、図２（ｃ）は整流用半導体パッケージ２０の内部構造を示す図である。

【図3】実施形態２に係る半導体モジュール２を示す側断面図である。

【図4】実施形態２における制御用半導体パッケージ３０ａを示す図である。図４（ａ）は制御用半導体パッケージ３０ａの側断面図を示し、図４（ｂ）は制御用半導体パッケージ３０ａの平面図を示す。

【図5】実施形態３に係る半導体モジュール３を示す側断面図である。

【図6】実施形態４に係る半導体モジュール４を示す側断面図である。

【図7】実施形態４における制御用半導体パッケージ３０ｂを示す図である。図７（ａ）は制御用半導体パッケージ３０ｂの側断面図を示し、図７（ｂ）は制御用半導体パッケージ３０ｂの平面図を示す。

【図8】従来の第１の半導体モジュール９００を示す側断面図である。

【図9】従来の第２の半導体モジュール９０１を示す側断面図である。

【図10】従来の第３の半導体モジュール９０２を示す側断面図である。

【図11】従来の第４の半導体モジュール９０３を示す側断面図である。

【図12】従来の第５の半導体モジュール９０４を示す側断面図である。

【図13】実施形態５に係る半導体モジュールの製造方法を示す側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法について、図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、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の解決手段に必須であるとは限らない。

【0017】

［実施形態１］
１．実施形態１に係る半導体モジュール１の構成
実施形態１に係る半導体モジュール１は、図１に示すように、基板１０と、２つの半導体パッケージ（整流用半導体パッケージ２０及び制御用半導体パッケージ３０）と、その他の半導体パッケージ４０と、放熱フィン５０とを備える。

【0018】

基板１０は、絶縁性基板１１、配線部１２及び穴部１３を有する。基板１０としては、例えばプリント基板を用いることができるが、セラミック基板その他適宜の配線基板を用いることができる。

【0019】

絶縁性基板１１は、例えばガラスエポキシ樹脂を材料とする絶縁性基板であるが、セラミックを材料とする絶縁性基板でもよいし、その他適宜の絶縁性基板でもよい。配線部１２は、絶縁性基板１１の一方面上に例えば銅箔などで形成されている回路やランド、電極パッドである。配線部１２の周囲にはソルダーレジストが形成されている。穴部１３は、絶縁性基板１１の一方面側及び他方側の両方に開口を有する貫通孔であり、整流用半導体パッケージ２０の凸部２３に対応した開口を有する。

【0020】

整流用半導体パッケージ２０は、基板１０の一方面側に配置されている。整流用半導体パッケージ２０は、図１及び図２に示すように、本体部２１、及び、リード部２２を有する、いわゆる挿入型の半導体パッケージである。整流用半導体パッケージ２０は、商用電源の交流を例えば全波整流し脈流にするためのものであり、内部では、例えばブリッジダイオードが構成されている。

【0021】

本体部２１は、側面視したときに略Ｌ字形状と見えるような凸部２３を有している。この凸部２３は、本体部２１が基板と対向する基板対向面２４の高さ位置を基準として基板側に突出するように形成されている（図１及び図２（ａ）参照）ここで、図１で示すように基板対向面２４が基板１１と接触する場合は、基板対向面は基板接触面とも言いうる。また、本体部２１において基板側とは反対側には、放熱フィン５０を載置する放熱フィン載置面２５が形成されている。すなわち、図１と図２（ａ）において、本体部２１は互いに対向する基板対向面２４と放熱フィン載置面２５とを有する。

【0022】

本体部２１は、図１に示すように、基板接触面２４が基板１０と接触した状態、かつ、本体部２１の一部である凸部２３が穴部１３に挿入された状態で基板１０の一方面側に配置されている。従って、本体部２１と基板１０との間にはスペーサが配置されていない。なお、凸部２３の先端は、穴部１３を通って基板の反対側に突き抜けていてもよいし、穴部１３の中にとどまっていてもよい。

【0023】

リード部２２は、本体部２１の側面（側面の中間位置）から外側に向かって延びる板状の部材である。実施形態１においては、４本のリード部２２が所定の間隔で伸びている（図２（ｂ）参照）。リード部２２は、図１に示すように、基板１０の表面に沿った高さ位置で水平に延びており、折り曲げられていない。リード部２２の下面は導電性接合材（例えばはんだ）を介して配線部１２と接合されている。なお、基板接触面２４とリード部の下面とは同じ高さ位置にあるが、異なる高さ位置にある場合でも穴部の深さを調整する等をすることにより高さ位置を揃えることができる。

【0024】

リード部２２は、放熱フィン載置面２５の高さ位置から所定の高さ以上離れた位置で本体部２１から突出している。これは、放熱フィン５０を配置した場合の放熱フィン５０との絶縁距離を確保することが可能な高さ位置とする必要があるからである。

【0025】

整流用半導体パッケージ２０における本体部２１内には、図２（ｃ）に示すように、インナーリード２７，半導体チップ２８、及び、接続部材２９が配置されている。

【0026】

インナーリード２７は、半導体チップ２８を搭載するランドを有し、そこからクランク状に折れ曲がってリード部２２と連結されている。半導体チップ２８は、インナーリード２７のランドに配置されている。実施形態１においては４つのダイオードが配置され、ブリッジダイオードを構成する。接続部材２９は、半導体チップ２８におけるインナーリード２７側とは反対側の電極と、インナーリード２７とを接続する。

【0027】

本体部２１におけるインナーリード２７は、半導体チップ２８が搭載されている部分からクランク状に折れ曲がって封止樹脂の外側に延びてリード部２２（アウターリード）となっている。従って、インナーリード２７、特にクランク状に折れ曲がった部分を外部から絶縁するのに十分な封止樹脂で覆う必要があるため、本体部２１から突出した凸部２３が形成される。従って、リード部２２は、本体部２１における凸部２３が形成されている側の側面の中途位置で本体部２１から突出している。

【0028】

制御用半導体パッケージ３０は、図１に示すように、本体部３１及びリード部３２を有する、いわゆる面実装型の半導体パッケージである。制御用半導体パッケージ３０は、外部のモータなどの電動機の駆動を制御する。

【0029】

本体部３１は、略直方体形状に樹脂封止されている。リード部３２は、本体部３１の側面から外側に向かって延び、中途でクランク状、あるいはガルウィング状に折り曲げられている。リード部３２の先端部分は、配線部１２上に配置され、導電性接合材（例えば、はんだ）を介して配線部１２と接合されている。

【0030】

制御用半導体パッケージ３０においては、基板側とは反対側に放熱フィン５０を載置する放熱フィン載置面３５が形成されている。整流用半導体パッケージ２０の放熱フィン載置面２５の高さ位置と、制御用半導体パッケージ３０の放熱フィン載置面３５の高さ位置とは同じ高さ位置にある。より詳しく言えば、整流用半導体パッケージ２０の基板接触面２４（リード部２２の下面）の高さ位置から放熱フィン載置面２５の高さ位置までの高さは、制御用半導体パッケージ３０のリード部３２の最下面の高さ位置から放熱フィン載置面３５の高さ位置までの高さと等しい。

【0031】

その他の半導体パッケージ４０は、いわゆる面実装型の半導体パッケージであり、基板１０上に配置されている。なお、基板上には、コンデンサ等の電子部品が搭載されるが、基本的には面実装型の部品である。

【0032】

放熱フィン５０は、整流用半導体パッケージ２０及び制御用半導体パッケージ３０上に跨って配置されている。放熱フィン５０は、整流用半導体パッケージ２０及び制御用半導体パッケージ３０の共用の放熱フィンである。

【0033】

２．実施形態１に係る半導体モジュール１の効果
実施形態１に係る半導体モジュール１によれば、少なくとも一方面側に開口が形成された穴部１３を有する基板１０を備え、少なくとも１つの半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、本体部２１の一部は、穴部１３に挿入され、リード部２２は、基板１０の表面に沿った高さ位置で水平に延び、リード部２２の下面が配線部１２と接合されているため、挿入型の半導体パッケージ２０のリード部２２を折り曲げることなくリード部２２の下面と配線部１２とを接合することができる。

【0034】

また、実施形態１に係る半導体モジュール１によれば、少なくとも１つの半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、本体部２１の一部は、穴部１３に挿入されているため、半導体パッケージ２０の厚さよりも低背化することができ、小型化・低背化された半導体モジュールとすることができる。

【0035】

また、実施形態１に係る半導体モジュール１によれば、本体部２１は、基板１０と接触又は対向する基板対向面２４、及び、基板対向面２４の高さ位置を基準として基板１０側に突出した凸部２３を有し、本体部２１の一部は、凸部２３であるため、凸部２３を穴部１３に挿入し、リード部２２を基板１０の表面に沿った高さ位置で水平に延ばし、リード部２２の下面を配線部１２と接合することができる。従って、挿入型の半導体パッケージのリード部２２を折り曲げることなくリード部２２の下面と配線部１２とを接合することができる。さらに、挿入型の半導体パッケージでありながら、面実装型の半導体パッケージのように、リフローすることで基板１０と接合することができ、面実装型の半導体パッケージと挿入型の半導体パッケージとを別々に行う必要がなく、作業工程が簡便なものとなる。

【0036】

また、実施形態１に係る半導体モジュール１によれば、２つ以上の半導体パッケージで共通の放熱フィン５０を用いる場合であっても、穴部の深さを調整することで、整流用半導体パッケージ２０と基板１０との間にスペーサを挿入したり、放熱フィンを加工したりすることなく基板１０からの半導体パッケージ２０の実装高さを揃えることができる。従って、小型化・低背化された半導体モジュールとすることができる。

【0037】

ところで、挿入型の半導体パッケージは本体部の側面からリード部が延びており、立てた状態で基板に実装すると実装高さが高くなってしまう（図８の半導体パッケージ９２０参照。従来の第１の半導体モジュール９００）。また、この場合には、２つの半導体パッケージに共通の放熱フィンを載置することができない。そこで、リード部をＬ字状に折り曲げて横長に配置することで実装高さを低くすることが行われている（図９の半導体パッケージ９３０参照。従来の第２の半導体モジュール９０１参照）。

【0038】

しかしながら、整流用半導体パッケージ９２０と制御用半導体パッケージ９３０とは役割も構成部品も大きく異なることから、厚みも異なり、その実装高さも異なる。従って、共通の放熱フィン９５０を載置するためには、半導体パッケージ９２０，９３０と基板９１０との間にスペーサ９６０，９７０を入れて実装高さを調整して共通の放熱フィン９５０を載置することや（図９参照。従来の第２の半導体モジュール９０１）、放熱フィンを加工して実装高さの違いを放熱フィンの一部を突出させることで補うこと（図１０の放熱フィン９５０ａ参照。従来の第３の半導体モジュール９０２参照。）が考えられる。

【0039】

このことは、２つの半導体パッケージのうち一方（図１１では、制御用半導体パッケージ９３０）を面実装型の半導体パッケージとし、他方（図１１では、整流用半導体パッケージ９２０）を挿入型の半導体パッケージとした場合でも、スペーサを挿入したり、放熱フィンを加工する等の調整が必要となり、簡便に共通の放熱フィンを搭載することができない（図１１参照。従来の第４の半導体モジュール９０３参照）。

【0040】

そうかといって、挿入型の半導体パッケージのリード部を折り曲げて面実装型にしようとすると、元々挿入型半導体パッケージとして形成されたリード部は厚く、折り曲げにくいだけでなく、実装面積が大きくなってしまい、小型化された半導体モジュールとすることが難しい、という課題がある。

【0041】

これに対して、実施形態１に係る半導体モジュールにおいて、２つの半導体パッケージの放熱フィン載置面を同じ高さとすることにより、スペーサを挿入したり、放熱フィンを加工したりすることなく、簡便に共通の放熱フィンを２つの半導体パッケージ上に載置することができるという効果もさらに奏する。具体的には、図１及び図３において、制御用の半導体パッケージ２０、２０ａの放熱フィン載置面２５と、整流用の半導体パッケージ３０、３０ａの放熱フィン載置面３５とは、絶縁性基板１１の上面の高さ位置を基準として互いに同じ高さとなっているため、共通の放熱フィン５０を簡便に搭載することができる。

【0042】

また、実施形態１に係る半導体モジュールによれば、複数の半導体パッケージのうちの一の半導体パッケージは、制御用の半導体パッケージ２０であり、複数の半導体パッケージのうちの他の半導体パッケージは整流用の半導体パッケージ３０であるため、半導体モジュールの基幹部分の半導体パッケージを小型化・低背化することができ、半導体モジュール全体の小型化・低背化を実現することができる。

【0043】

［実施形態２］
実施形態２に係る半導体モジュール２は、基本的には実施形態１に係る半導体モジュール１と同様の構成を有するが、整流用半導体パッケージが面実装型であり、制御用半導体パッケージが挿入型である点で実施形態１に係る半導体モジュール１と異なる。

【0044】

実施形態２において、整流用半導体パッケージ２０ａは、図３に示すように、本体部２１ａ及びリード部２２ａを有する。本体部２１ａは、略直方体形状に樹脂封止されている。リード部２２ａは、本体部２１ａの側面から外側に向かって延び、中途でクランク状、あるいはガルウィング状に折り曲げられている。リード部２２ａの先端部分は、配線部１２上に配置され、導電性接合材（例えば、はんだ）で接合されている。

【0045】

制御用半導体パッケージ３０ａは、図３及び図４に示すように、本体部３１ａ及びリード部３２ａを有する。

【0046】

本体部３１ａは、樹脂封止されており、側面視して下方が開いているコの字状の形状をしている。本体部３１ａの下方中央付近に基板１０と対向・接触する基板接触面３４が形成されており、その両端に基板接触面３４の高さ位置を基準として基板１０側に突出した２つの凸部３３ａ，３３ａを有する。凸部３３ａは、基板１０の穴部１３に挿入されている。基板側とは反対側には、放熱フィン５０を載置する放熱フィン載置面３５が形成されている。

【0047】

本体部３１ａは、平面的に見て略矩形をしており、対向する２辺に沿って凸部３３ａが形成されている。凸部３３ａが形成されている側の辺の側部からは、それぞれ例えば４本ずつのリード部３２ａが延びている。本体部３１ａの中央を通る線に沿って放熱フィン５０を固定するための貫通孔３６が例えば２つ形成されている。

【0048】

リード部３２ａは、本体部３１ａにおける凸部３３ａが形成されている辺の側面から外側に向かって延びる板状の部材である。実施形態１においては、対向する２辺からそれぞれ４本ずつ伸びている。リード部３２ａは、図３に示すように、穴部１３に凸部３３ａを挿入したときに、基板１０の表面の高さ位置となっており、基板１０の表面に沿った高さ位置で水平に延びている。リード部３２ａの下面は導電性接合材（例えばはんだ）を介して配線部１２と接合されている。

【0049】

このように、実施形態２に係る半導体モジュール２は、整流用半導体パッケージが面実装型であり、制御用半導体パッケージが挿入型である点で実施形態１に係る半導体モジュール１の場合とは異なるが、実施形態１に係る半導体モジュール１の場合と同様に、少なくとも一方面側に開口が形成された穴部１３を有する基板１０を備え、少なくとも１つの半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、本体部３１aの一部は、穴部１３に挿入され、リード部３２ａは、基板１０の表面に沿った高さ位置で水平に延び、リード部３２ａの下面が配線部１２と接合されているため、挿入型の半導体パッケージ３０ａのリード部３２ａを折り曲げることなくリード部３２ａの下面と配線部１２とを接合することができる。

【0050】

また、実施形態２に係る半導体モジュール２によれば、少なくとも１つの半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、本体部３１ａの一部は、穴部１３に挿入されているため、半導体パッケージ３０ａの厚さよりも低背化することができ、小型化・低背化された半導体モジュールとすることができる。

【0051】

なお、実施形態２に係る半導体モジュール２は、整流用半導体パッケージが面実装型であり、制御用半導体パッケージが挿入型である点以外の点においては実施形態１に係る半導体モジュール１と同様の構成を有するため実施形態１に係る半導体モジュール１が有する効果のうち該当する効果を有する。

【0052】

［実施形態３］
実施形態３に係る半導体モジュール３は、基本的には実施形態１に係る半導体モジュール１と同様の構成を有するが、整流用半導体パッケージ及び制御用半導体パッケージのどちらも挿入型半導体パッケージである点で実施形態１に係る半導体モジュール１と異なる。すなわち、実施形態３において、整流用半導体パッケージは、図５に示すように、実施形態１で用いた挿入型の整流用半導体パッケージ２０であり、制御用半導体パッケージは、実施形態２で用いた挿入型の制御用半導体パッケージ３０ａである。

【0053】

このように、実施形態３に係る半導体モジュール３は、整流用半導体パッケージ及び制御用半導体パッケージのどちらも挿入型半導体パッケージである点で実施形態１に係る半導体モジュール１の場合とは異なるが、実施形態１に係る半導体モジュール１の場合と同様に、少なくとも一方面側に開口が形成された穴部１３を有する基板１０を備え、少なくとも１つの半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、本体部２１，３１aの一部は、穴部１３に挿入され、リード部２２，３２ａは、基板１０の表面に沿った高さ位置で水平に延び、リード部２２，３２ａの下面が配線部１２と接合されているため、挿入型の半導体パッケージ２０，３０ａのリード部２２，３２ａを折り曲げることなくリード部２２，３２ａの下面と配線部１２とを接合することができる。

【0054】

また、実施形態３に係る半導体モジュール３によれば、少なくとも１つの半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、本体部２１，３１ａの一部は、穴部１３に挿入されているため、半導体パッケージ２０，３０ａの厚さよりも低背化することができ、小型化・低背化された半導体モジュールとすることができる。

【0055】

なお、実施形態３に係る半導体モジュール３は、整流用半導体パッケージ及び制御用半導体パッケージのどちらも挿入型半導体パッケージである点以外の点においては実施形態１に係る半導体モジュール１と同様の構成を有するため実施形態１に係る半導体モジュール１が有する効果のうち該当する効果を有する。

【0056】

［実施形態４］
実施形態４に係る半導体モジュール４は、図６、図７に示すように、基本的には実施形態１に係る半導体モジュール１と同様の構成を有するが、制御用半導体パッケージの本体部３１ｂの一部の構成が、外見上、実施形態１に係る半導体モジュール１と異なる。すなわち、実施形態４において、制御用半導体パッケージ３０ｂにおいて、本体部３１ｂの一部の形状は凸部に限定されていない。図６において本体部３１ｂは樹脂封止されている直方体形状を成しており、その一部が穴部１３に挿入されている。

【0057】

制御用半導体パッケージ３０ｂの本体部３１ｂにおけるリード部３２ｂの下面よりも下側の部分が基板１０の穴部１３に挿入されている。言い換えると、整流用半導体パッケージ２０における基板対向面（基板接触面）と同じ高さ位置に制御用半導体パッケージ３０ｂのリード部３２ｂの下面が位置し、その高さ位置よりも下側全体が穴部１３に挿入されている。したがって、図６においてリード部３２ｂの下面の高さ位置よりも下型の部分が、本体部３１ｂの一部に相当するとも言い換えられる。

【0058】

このように、実施形態４に係る半導体モジュール４は、制御用半導体パッケージの本体部の一部の構成が実施形態１に係る半導体モジュール１の場合とは共通するものの、その形状が凸部ではない点は異なるが、少なくとも一方面側に開口が形成された穴部１３を有する基板１０を備え、本体部３１ｂの一部は、穴部１３に挿入され、リード部３２ｂは、基板１０の表面に沿った高さ位置で水平に延び、リード部３２ｂの下面が配線部１２と接合されているため、少なくとも一方面側に開口が形成された穴部１３を有する基板１０を備え、少なくとも１つの半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、本体部２１，３１ｂの一部は、穴部１３に挿入され、リード部２２，３２ｂは、基板１０の表面に沿った高さ位置で水平に延び、リード部２２，３２ｂの下面が配線部１２と接合されているため、挿入型の半導体パッケージ２０，３０ｂのリード部２２，３２ｂを折り曲げることなくリード部２２，３２ｂの下面と配線部１２とを接合することができる。

【0059】

また、実施形態４に係る半導体モジュール４によれば、少なくとも１つの半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、本体部２１，３１ｂの一部は、穴部１３に挿入されているため、半導体パッケージ２０，３０ｂの厚さよりも低背化することができ、小型化・低背化された半導体モジュールとすることができる。

【0060】

また、実施形態４に係る半導体モジュール４によれば、リード部３２ｂの下面の高さ位置よりも下型の部分が、本体部３１ｂの一部に相当するため、リード部３２ｂが基板１１の穴に挿入するよりもリード部３２ｂの下面が配線部１２と接続する構造の方が、接続面積を広くとれるため接続抵抗を低くでき、また接続強度も高くできるため例えば振動に対しても接続不良を抑制できる。

【0061】

また、実施形態４に係る半導体モジュール４によれば、少なくとも１つの半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、本体部の一部（リード部の下面よりも下側の部分）が穴部１３に挿入されているため、半導体パッケージの厚さよりも低背化することができ、小型化・低背化された半導体モジュールとすることができる。

【0062】

なお、実施形態４に係る半導体モジュール４は、制御用半導体パッケージの本体部の一部の構成が以外の構成は実施形態１に係る半導体モジュール１と同様の構成を有するため実施形態１に係る半導体モジュール１が有する効果のうち該当する効果を有する。

【0063】

［実施形態５］
次に、実施形態５に係る半導体モジュールの製造方法について図１３を用いて説明する。
まず、少なくとも一方面側に開口を有する穴部１３と配線部１２とを有する基板１１と、第１の本体部２１の側面から外側に向かって延びる板状の第１のリード部２２を有する第１の半導体パッケージ２０と、第２の本体部３１の側面から外側に向かって延び、基板１１に近づくように折れ曲がる部位３７を含む板状の第２のリード部３２を有する第２の半導体パッケージ３０と、を準備する。ここで、第１の本体部２１と第２の本体部３１とは、樹脂で封止されていてもよい。また、図１３において第１の半導体パッケージ２０は挿入型であり、第２の半導体パッケージ３０は面実装型である。

【0064】

次に、第１の本体部２１の一部である凸部２３を穴部１３に挿入するとともに、第１のリード部２２の下面を基板１１上の配線部１２に接合させる。また、同様に、第２のリード部３２において基板１１の表面と平行な方向に沿って延びる部分（先端部分）の下面を基板１１の配線部１２に接合させることで、第１の半導体パッケージ２０を基板１０に接続するとともに、第２の半導体パッケージ３０を基板１０に接続する

【0065】

本実施形態５においては、第１のリード部２２の下面を基板１１上の配線部１２に接合させるのと同時に、第２のリード部３２の下面を基板１１上の配線部１２に接合させることを特徴としている。具体的な製法としては、たとえば第１のリード部２２の下面と第２のリード部３２の下面とを単一のリフロー処理で基板１１に接合させても良い。

【0066】

この製法により、第１の半導体パッケージ２０は挿入型でありながら、面実装型の第２の半導体パッケージ３０のようにリフロー等の処理により基板と接合することができるため、作業工程を簡便なものとすることができる。

【0067】

なお、本実施形態５においては、第１の半導体パッケージ２０と第２の半導体パッケージ３０とを基板と接合したが、挿入型の第１の半導体パッケージ２０のみを基板に接合する場合にも上記した効果を得ることができる。すなわち、少なくとも一方面側に開口を有する穴部を有する基板を準備する準備工程と、樹脂封止された本体部、及び、本体部の側面から外側に向かって延びる板状のリード部を有する少なくとも１つの第１の半導体パッケージ２０を基板に接続する接続工程と、を含み、接続工程においては、少なくとも１つの第１の半導体パッケージのうちのいずれかにおいて、本体部の一部を穴部に挿入するとともに、基板の表面に沿ってリード部が水平に延びるように配置して、リード部の下面を基板と接合させることにより、第１の半導体パッケージを基板に接続してもよく、この場合にも第１の半導体パッケージ２０は挿入型でありながら、面実装型の半導体パッケージのようにリフロー等の処理により基板と接合することができる、という効果を有する。

【0068】

また、実施形態１と同様に、２つの半導体パッケージの一方が、制御用の半導体パッケージであり、他方が整流用の半導体パッケージである場合、半導体モジュールの基幹部分の半導体パッケージを小型化・低背化することができ、半導体モジュール全体の小型化・低背化を実現することができる。

【0069】

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

【0070】

（１）上記各実施形態（各変形例も含む。以下同じ。）において記載した位置、接続、個数等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

【0071】

（２）上記実施形態４においては、制御用半導体パッケージの本体部の一部として凸部でないものを穴部に挿入したが、本発明はこれに限定するものではない。整流用半導体パッケージの本体部の一部として凸部でないものを穴部に挿入してもよいし、制御用半導体パッケージ及び整流用半導体パッケージの両方の本体部の一部として凸部でないものを穴部に挿入してもよい。

【0072】

（３）上記各実施形態においては、配線部が一方面にのみ形成されている基板を用いたが、本発明はこれに限定するものではない。配線部が一方面及び他方面に形成されている基板を用いてもよい。

【0073】

（４）上記各実施形態においては、穴部１３は貫通している孔であるが、本発明はこれに限定するものではない。穴部１３は貫通していない穴（一方面側に開口を有する穴）であってもよい。

【0074】

（５）上記各実施形態においては、基板対向面は、基板と接触している基板接触面であるとしたが、本発明はこれに限定するものではない。基板対向面は、基板と接触していなくてもよい。

【0075】

（６）上記各実施形態においては、半導体パッケージとして、制御用の半導体パッケージ、整流用の半導体パッケージ、及び、他の半導体パッケージの３つを備えることとしたが、本発明はこれに限定するものではない。他の半導体パッケージを備えなくてもよいし、制御用の半導体パッケージ、又は、整流用の半導体パッケージのいずれかのみを備えることとしてもよい。言い換えると、半導体パッケージを１つ備えることとしてもよいし、複数備えることとしてもよい。なお、複数の半導体パッケージのうちの一の半導体パッケージは、制御用の半導体パッケージであり、複数の半導体パッケージのうちの他の半導体パッケージは整流用の半導体パッケージであることが好ましい。

【符号の説明】

【0076】

１、２，３，４…半導体モジュール、１０…基板、１１…絶縁性基板、１２…配線部、１３…穴部、２０，２０ａ…整流用半導体パッケージ、２１，２１ａ…本体部、２２，２２ａ…リード部、２３…凸部、２４…基板接触面、２５…放熱フィン載置面、２６…貫通孔、２７…インナーリード、２８…半導体チップ、２９…接続部材、３０，３０ａ，３０ｂ…制御用半導体パッケージ、３１，３１ａ，３１ｂ…本体部、３２，３２ａ、３２ｂ…リード部、３３ａ…凸部、３４…基板接触面、３５…放熱フィン載置面、３６…貫通孔、３７…折れ曲がる部位、４０…その他の半導体パッケージ、５０…放熱フィン

【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】