特許 7651289 パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-17

(45)【発行日】2025-03-26

(54)【発明の名称】パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/07 20060101AFI20250318BHJP

   H01L 25/18 20230101ALI20250318BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20250318BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20250318BHJP

【ＦＩ】

H01L25/04 C

H01L23/36 A

H01L23/36 Z

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020179572

(22)【出願日】2020-10-27

(65)【公開番号】P2022070483

(43)【公開日】2022-05-13

【審査請求日】2023-09-06

【前置審査】

(73)【特許権者】

【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】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 裕一郎

(72)【発明者】

【氏名】作谷 和彦

【審査官】相澤 祐介

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－２８８４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１５０５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１５１６５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２５／０７

Ｈ０１Ｌ ２３／２９

Ｈ０１Ｌ ２３／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一つのダイパッド部と、複数の端子部とを含むリードフレームと、
少なくとも一つのパワー半導体チップと、
前記複数の端子部にそれぞれ接続されている複数の外部接続端子と、
前記少なくとも一つのパワー半導体チップを封止する封止部材とを備え、
前記リードフレームは、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを有し、
前記少なくとも一つのパワー半導体チップは、前記少なくとも一つのダイパッド部の前記第１主面上に実装されており、かつ、前記複数の端子部に電気的に接続されており、
前記複数の端子部は、それぞれ、前記封止部材から露出している複数の部分を含み、
前記複数の外部接続端子は、それぞれ、複数対の挟持片を含み、
前記複数対の挟持片は、それぞれ、前記複数の端子部の前記複数の部分を挟持しており、
前記複数の端子部にそれぞれ複数の孔が設けられており、
前記複数対の挟持片は、それぞれ、前記複数の孔に係合している、パワー半導体モジュール。

【請求項2】

前記複数対の挟持片は、それぞれ、前記複数の端子部の前記複数の部分にかしめられている、請求項１に記載のパワー半導体モジュール。

【請求項3】

前記複数対の挟持片は、それぞれ、複数の板ばねを含み、
前記複数の板ばねの弾性力によって、前記複数対の挟持片は前記複数の端子部の前記複数の部分を挟持している、請求項１に記載のパワー半導体モジュール。

【請求項4】

少なくとも一つのダイパッド部と、複数の端子部とを含むリードフレームと、
少なくとも一つのパワー半導体チップと、
前記複数の端子部にそれぞれ接続されている複数の外部接続端子と、
前記少なくとも一つのパワー半導体チップを封止する封止部材と、
前記複数の外部接続端子の間に設けられている絶縁部材と、
ヒートシンクとを備え、
前記リードフレームは、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを有し、
前記少なくとも一つのパワー半導体チップは、前記少なくとも一つのダイパッド部の前記第１主面上に実装されており、かつ、前記複数の端子部に電気的に接続されており、
前記複数の端子部は、それぞれ、前記封止部材から露出している複数の部分を含み、
前記複数の外部接続端子は、それぞれ、複数対の挟持片を含み、
前記複数対の挟持片は、それぞれ、前記複数の端子部の前記複数の部分を挟持しており、
前記ヒートシンクは、前記少なくとも一つのダイパッド部の前記第２主面に接続されており、
前記絶縁部材は、前記複数の外部接続端子と前記ヒートシンクとの間に配置されている、パワー半導体モジュール。

【請求項5】

前記絶縁部材は、前記封止部材に接触している、請求項４に記載のパワー半導体モジュール。

【請求項6】

前記封止部材に凹部が設けられており、
前記絶縁部材の一部は前記凹部に嵌合されている、請求項５に記載のパワー半導体モジュール。

【請求項7】

前記絶縁部材は、前記ヒートシンクに接触している、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール。

【請求項8】

少なくとも一つのダイパッド部と、複数の端子部とを含むリードフレームと、
少なくとも一つのパワー半導体チップと、
前記複数の端子部にそれぞれ接続されている複数の外部接続端子と、
前記少なくとも一つのパワー半導体チップを封止する封止部材とを備え、
前記リードフレームは、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを有し、
前記少なくとも一つのパワー半導体チップは、前記少なくとも一つのダイパッド部の前記第１主面上に実装されており、かつ、前記複数の端子部に電気的に接続されており、
前記複数の端子部は、それぞれ、前記封止部材から露出している複数の部分を含み、
前記複数の外部接続端子は、それぞれ、複数対の挟持片を含み、
前記複数対の挟持片は、それぞれ、前記複数の端子部の前記複数の部分を挟持しており、
前記複数の外部接続端子は、それぞれ、複数の外部接続端子本体部を含み、
前記複数の外部接続端子本体部は、それぞれ、前記複数対の挟持片に接続されており、かつ、前記第１主面の法線に沿って延在しており、
前記第１主面の平面視において、前記複数の外部接続端子本体部は千鳥状に配置されている、パワー半導体モジュール。

【請求項9】

リードフレームの少なくとも一つのダイパッド部上に少なくとも一つのパワー半導体チップを実装することを備え、前記リードフレームは、前記少なくとも一つのダイパッド部と、複数の端子部とを含み、前記リードフレームは、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを有し、前記少なくとも一つのパワー半導体チップは、前記少なくとも一つのダイパッド部の前記第１主面上に実装されており、かつ、前記複数の端子部に電気的に接続されており、さらに、
前記少なくとも一つのパワー半導体チップを封止部材によって封止することを備え、前記複数の端子部は、それぞれ、前記封止部材から露出している複数の部分を含み、さらに、
複数対の挟持片が前記複数の端子部の前記複数の部分を挟持することによって、複数の外部接続端子をそれぞれ前記複数の端子部に接続することを備え、
前記複数の外部接続端子は、それぞれ、前記複数対の挟持片を含み、
前記複数の端子部にそれぞれ複数の孔が設けられており、
前記複数対の挟持片が前記複数の端子部の前記複数の部分を挟持することは、前記複数対の挟持片を、それぞれ、前記複数の孔に係合させることを含む、パワー半導体モジュールの製造方法。

【請求項10】

前記複数対の挟持片が前記複数の端子部の前記複数の部分を挟持することは、前記複数対の挟持片をそれぞれ前記複数の端子部にかしめることを含む、請求項９に記載のパワー半導体モジュールの製造方法。

【請求項11】

前記複数対の挟持片は、それぞれ、複数の板ばねを含み、
前記複数対の挟持片が前記複数の端子部の前記複数の部分を挟持することは、前記複数対の挟持片をそれぞれ前記複数の端子部の前記複数の部分に差し込むことを含む、請求項９に記載のパワー半導体モジュールの製造方法。

【請求項12】

リードフレームの少なくとも一つのダイパッド部上に少なくとも一つのパワー半導体チップを実装することを備え、前記リードフレームは、前記少なくとも一つのダイパッド部と、複数の端子部とを含み、前記リードフレームは、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを有し、前記少なくとも一つのパワー半導体チップは、前記少なくとも一つのダイパッド部の前記第１主面上に実装されており、かつ、前記複数の端子部に電気的に接続されており、さらに、
前記少なくとも一つのパワー半導体チップを封止部材によって封止することを備え、前記複数の端子部は、それぞれ、前記封止部材から露出している複数の部分を含み、さらに、
複数の外部接続端子の間に絶縁部材を設けることと、
複数対の挟持片が前記複数の端子部の前記複数の部分を挟持することによって、前記複数の外部接続端子をそれぞれ前記複数の端子部に接続することと、
前記少なくとも一つのダイパッド部の前記第２主面にヒートシンクを接続することとを備え、
前記複数の外部接続端子は、それぞれ、前記複数対の挟持片を含み、
前記絶縁部材は、前記複数の外部接続端子と前記ヒートシンクとの間に配置されている、パワー半導体モジュールの製造方法。

【請求項13】

前記絶縁部材の一部を前記封止部材に設けられている凹部に嵌合することをさらに備える、請求項１２に記載のパワー半導体モジュールの製造方法。

【請求項14】

請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の前記パワー半導体モジュールを有し、かつ、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路とを備える、電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

国際公開第２０１３／１７１９４６号（特許文献１）は、ケースと、パッケージとを備える半導体装置を開示している。ケースは、樹脂枠体と、複数の第一端子とを含む。パッケージは、リードフレームと、リードフレーム上に実装されているパワー半導体素子と、パワー半導体素子を封止するモールド樹脂と、リードフレームに接続されている複数の第二端子とを含む。パッケージの複数の第二端子は、はんだのような接合材料または超音波接合を用いて、ケースの複数の第一端子に電気接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１３／１７１９４６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されている半導体装置では、パッケージの複数の第二端子は、はんだのような接合材料または超音波接合を用いて、ケースの複数の第一端子に接合されている。そのため、複数の第二端子を複数の第一端子に電気接続するために、煩雑な作業が必要になる。本開示は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、様々なタイプの外部接続端子がリードフレームの複数の端子部に容易に接続され得るパワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示のパワー半導体モジュールは、リードフレームと、少なくとも一つのパワー半導体チップと、複数の外部接続端子と、封止部材とを備える。リードフレームは、少なくとも一つのダイパッド部と、複数の端子部とを含む。複数の外部接続端子は、複数の端子部にそれぞれ接続されている。封止部材は、少なくとも一つのパワー半導体チップを封止する。リードフレームは、第１主面と、第１主面とは反対側の第２主面とを有している。少なくとも一つのパワー半導体チップは、少なくとも一つのダイパッド部の第１主面上に実装されており、かつ、複数の端子部に電気的に接続されている。複数の端子部は、それぞれ、封止部材から露出している複数の部分を含む。複数の外部接続端子は、それぞれ、複数対の挟持片を含む。複数対の挟持片は、それぞれ、複数の端子部の複数の部分を挟持している。

【0006】

本開示のパワー半導体モジュールの製造方法は、リードフレームの少なくとも一つのダイパッド部上に少なくとも一つのパワー半導体チップを実装することを備える。リードフレームは、少なくとも一つのダイパッド部と、複数の端子部とを含む。リードフレームは、第１主面と、第１主面とは反対側の第２主面とを有している。少なくとも一つのパワー半導体チップは、少なくとも一つのダイパッド部の第１主面上に実装されており、かつ、複数の端子部に電気的に接続されている。本開示のパワー半導体モジュールの製造方法は、少なくとも一つのパワー半導体チップを封止部材によって封止することを備える。複数の端子部は、それぞれ、封止部材から露出している複数の部分を含む。本開示のパワー半導体モジュールの製造方法は、複数対の挟持片が複数の端子部の複数の部分を挟持することによって、複数の外部接続端子をそれぞれ複数の端子部に接続することを備える。複数の外部接続端子は、それぞれ、複数対の挟持片を含む。

【0007】

本開示の電力変換装置は、主変換回路と、制御回路とを備える。主変換回路は、本開示のパワー半導体モジュールを有し、かつ、入力される電力を変換して出力し得るように構成されている。制御回路は、主変換回路を制御する制御信号を主変換回路に出力し得るように構成されている。

【発明の効果】

【0008】

本開示のパワー半導体モジュール及び電力変換装置では、複数の外部接続端子の複数対の挟持片は、それぞれ、複数の端子部の複数の部分を挟持している。本開示のパワー半導体モジュール及び電力変換装置によれば、様々なタイプの外部接続端子がリードフレームの複数の端子部に容易に接続され得る。

【0009】

本開示のパワー半導体モジュールの製造方法では、複数の外部接続端子の複数対の挟持片が複数の端子部の複数の部分を挟持することを備える。本開示のパワー半導体モジュールの製造方法によれば、様々なタイプの外部接続端子がリードフレームの複数の端子部に容易に接続され得る。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１のパワー半導体モジュールの概略平面図である。

【図2】実施の形態１のパワー半導体モジュールの、図１に示される領域ＩＩの概略断面図である。

【図3】実施の形態１のパワー半導体モジュールに含まれる外部接続端子及び絶縁部材の概略部分拡大斜視図である。

【図4】外部接続端子の別の例と絶縁部材とを示す概略部分拡大斜視図である。

【図5】実施の形態１のパワー半導体モジュールの製造方法の一工程を示す概略断面図である。

【図6】実施の形態１のパワー半導体モジュールの製造方法における、図６に示される工程の次工程を示す概略断面図である。

【図7】実施の形態１のパワー半導体モジュールの製造方法における、図６に示される工程の次工程を示す概略断面図である。

【図8】実施の形態１のパワー半導体モジュールの製造方法における、図７に示される工程の次工程を示す概略断面図である。

【図9】実施の形態１のパワー半導体モジュールの製造方法における、図８に示される工程の次工程を示す概略断面図である。

【図10】実施の形態１のパワー半導体モジュールの製造方法における、外部接続端子及び絶縁部材の概略部分拡大斜視図である。

【図11】外部接続端子の別の例と絶縁部材とを示す概略部分拡大斜視図である。

【図12】実施の形態１のパワー半導体モジュールの製造方法における、図９に示される工程の次工程を示す概略断面図である。

【図13】実施の形態１の変形例のパワー半導体モジュールの概略断面図である。

【図14】実施の形態２のパワー半導体モジュールの概略平面図である。

【図15】実施の形態２のパワー半導体モジュールに含まれる外部接続端子及び絶縁部材の概略部分拡大斜視図である。

【図16】実施の形態３のパワー半導体モジュールの概略断面図である。

【図17】実施の形態４のパワー半導体モジュールの概略断面図である。

【図18】実施の形態５のパワー半導体モジュールの概略断面図である。

【図19】実施の形態６のパワー半導体モジュールの概略断面図である。

【図20】実施の形態６の変形例のパワー半導体モジュールの概略断面図である。

【図21】実施の形態７に係る電力変換システムの構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

【0012】

実施の形態１．
図１から図３を参照して、実施の形態１のパワー半導体モジュール１を説明する。パワー半導体モジュール１は、リードフレーム１０と、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０と、複数の外部接続端子３０と、封止部材４２とを主に備える。パワー半導体モジュール１は、少なくとも一つの制御用半導体チップ２３をさらに備えてもよい。パワー半導体モジュール１は、絶縁部材３８をさらに備えてもよい。パワー半導体モジュール１は、放熱シート４０をさらに備えてもよい。

【0013】

リードフレーム１０は、第１主面１０ａと、第１主面１０ａとは反対側の第２主面１０ｂとを有している。第１主面１０ａと第２主面１０ｂとは、各々、ｘ方向とｙ方向とに延在している。リードフレーム１０は、導電性材料で形成されている。リードフレーム１０は、例えば、銅、アルミニウム、または、銅とアルミニウムの合金のような金属で形成されている。第１主面１０ａ及び第２主面１０ｂを含むリードフレーム１０の表面には、ニッケルまたは銀で形成されているめっき膜が施されてもよい。めっき膜は、リードフレーム１０が酸化されることを防止する。

【0014】

リードフレーム１０は、少なくとも一つのダイパッド部１１を含む。特定的には、リードフレーム１０は、複数のダイパッド部１１を含んでもよい。リードフレーム１０は、少なくとも一つのダイパッド部１２をさらに含んでもよい。特定的には、リードフレーム１０は、複数のダイパッド部１２を含んでもよい。リードフレーム１０は、複数の端子部１３をさらに含む。複数の端子部１３は、ｙ方向に沿って配列されている。複数の端子部１３は、それぞれ、封止部材４２から露出している複数の部分１３ａを含む。リードフレーム１０は、複数の端子部１４をさらに含む。複数の端子部１４は、ｙ方向に沿って配列されている。複数の端子部１４は、それぞれ、封止部材４２から露出している複数の部分１４ａを含む。

【0015】

少なくとも一つのパワー半導体チップ２０は、例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）またはダイオードである。少なくとも一つのパワー半導体チップ２０は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）のような半導体材料で形成されている。少なくとも一つのパワー半導体チップ２０は、例えば、接合部材２１を用いて、少なくとも一つのダイパッド部１１の第１主面１０ａ上に実装されている。接合部材２１は、例えば、はんだ、導電性接着剤、または、銀微粒子焼結体もしくは銅微粒子焼結体のような金属微粒子焼結体であってもよい。少なくとも一つのパワー半導体チップ２０は、複数の端子部１３に電気的に接続されている。例えば、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０は、複数の導電ワイヤ２６を用いて、複数の端子部１３に電気的に接続されている。

【0016】

特定的には、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０は、複数のパワー半導体チップ２０であってもよい。複数のパワー半導体チップ２０は、複数のダイパッド部１１の第１主面１０ａ上に実装されてもよい。複数のパワー半導体チップ２０は、それぞれ、複数の端子部１３に電気的に接続されている。例えば、複数のパワー半導体チップ２０は、ぞれぞれ、複数の導電ワイヤ２６を用いて、複数の端子部１３に電気的に接続されている。

【0017】

少なくとも一つの制御用半導体チップ２３は、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０を制御する。少なくとも一つの制御用半導体チップ２３は、例えば、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０のゲート電圧を制御してもよい。パワー半導体モジュール１は、例えば、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０と、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０を制御する少なくとも一つの制御用半導体チップ２３とを内蔵するインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）である。

【0018】

少なくとも一つの制御用半導体チップ２３は、例えば、シリコン（Ｓｉ）のような半導体材料で形成されている。少なくとも一つの制御用半導体チップ２３は、例えば、接合部材２４を用いて、少なくとも一つのダイパッド部１２の第１主面１０ａ上に実装されている。接合部材２４は、例えば、はんだ、導電性接着剤、または、銀微粒子焼結体もしくは銅微粒子焼結体のような金属微粒子焼結体であってもよい。少なくとも一つの制御用半導体チップ２３は、複数の端子部１４に電気的に接続されている。例えば、少なくとも一つの制御用半導体チップ２３は、複数の導電ワイヤ２８を用いて、複数の端子部１４に電気的に接続されている。

【0019】

特定的には、少なくとも一つの制御用半導体チップ２３は、複数の制御用半導体チップ２３であってもよい。複数の制御用半導体チップ２３は、複数のダイパッド部１２の第１主面１０ａ上に実装されてもよい。複数の制御用半導体チップ２３は、それぞれ、複数の端子部１４に電気的に接続されている。例えば、複数の制御用半導体チップ２３は、ぞれぞれ、複数の導電ワイヤ２８を用いて、複数の端子部１４に電気的に接続されている。

【0020】

少なくとも一つの制御用半導体チップ２３は、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０に電気的に接続されている。例えば、少なくとも一つの制御用半導体チップ２３は、少なくとも一つの導電ワイヤ２７を用いて、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０に電気的に接続されている。特定的には、複数の制御用半導体チップ２３は、それぞれ、複数のパワー半導体チップ２０に電気的に接続されている。例えば、複数の制御用半導体チップ２３は、それぞれ、複数の導電ワイヤ２７を用いて、複数のパワー半導体チップ２０に電気的に接続されている。

【0021】

導電ワイヤ２６，２７，２８は、導電材料で形成されている。導電ワイヤ２６，２７，２８は、例えば、アルミニウム、銅、金または銀のような金属で形成されてもよい。複数の導電ワイヤ２６は、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０と複数の端子部１３とにボンディングされている。少なくとも一つの導電ワイヤ２７は、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０と少なくとも一つの制御用半導体チップ２３とにボンディングされている。複数の導電ワイヤ２８は、少なくとも一つの制御用半導体チップ２３と複数の端子部１４とにボンディングされている。

【0022】

封止部材４２は、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０と、少なくとも一つの制御用半導体チップ２３とを封止する。封止部材４２は、少なくとも一つのダイパッド部１１と、少なくとも一つのダイパッド部１２とをさらに封止してもよい。封止部材４２は、複数の端子部１３の一部と、複数の端子部１４の一部とをさらに封止してもよい。封止部材４２は、導電ワイヤ２６，２７，２８をさらに封止してもよい。封止部材４２は、放熱シート４０の一部をさらに封止してもよい。封止部材４２は、電気的絶縁性を有する。封止部材４２は、モールド樹脂であってもよい。封止部材４２は、例えば、エポキシ樹脂のような樹脂材料で形成されている。

【0023】

複数の外部接続端子３０は、導電材料で形成されている。複数の外部接続端子３０は、例えば、銅またはアルミニウムのような金属で形成されている。複数の外部接続端子３０は、ｙ方向に沿って配列されている。複数の外部接続端子３０は、それぞれ、複数の端子部１３に接続されている。特定的には、複数の外部接続端子３０は、それぞれ、複数の端子部１３の複数の部分１３ａに接続されている。複数の外部接続端子３０は、それぞれ複数の端子部１４に接続されている。特定的には、複数の外部接続端子３０は、それぞれ、複数の端子部１４の複数の部分１４ａに接続されている。複数の外部接続端子３０の表面には、ニッケルまたはスズで形成されているめっき膜が施されてもよい。めっき膜は、複数の外部接続端子３０が酸化されることを防止する。めっき膜は、リードフレーム１０の端子部１３，１４と複数の外部接続端子３０との間の接触抵抗を低減させる。

【0024】

複数の外部接続端子３０は、それぞれ、複数の外部接続端子本体部３１と、複数対の挟持片３２とを含む。複数の外部接続端子本体部３１は、それぞれ、複数対の挟持片３２に接続されている。複数の外部接続端子本体部３１は、例えば、第１主面１０ａの法線（ｚ方向）に沿って延在している。パワー半導体モジュール１は、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）構造を有している。

【0025】

複数対の挟持片３２の各々は、例えば、複数の外部接続端子３０（複数の外部接続端子本体部３１）の各々の一方端に設けられている。複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持している。特定的には、複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部１３の複数の部分１３ａにかしめられている。複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部１４の複数の部分１４ａを挟持している。特定的には、複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部１４の複数の部分１４ａにかしめられている。

【0026】

パワー半導体モジュール１をプリント基板（図示せず）に実装する際に、複数の外部接続端子３０（複数の外部接続端子本体部３１）の各々の一方端とは反対側の複数の外部接続端子３０（複数の外部接続端子本体部３１）の各々の他方端は、当該プリント基板に接合される。プリント基板の種類に応じて、複数の外部接続端子３０のタイプを変更する。例えば、プリント基板の種類に応じて、図３に示されるタイプの複数の外部接続端子３０が用いられてもよいし、図４に示されるタイプの複数の外部接続端子３０が用いられてもよい。図３に示されるタイプの複数の外部接続端子３０の各々の他方端は、例えば、ストレート形状を有している。図４に示されるタイプの複数の外部接続端子３０の各々の他方端は、例えば、プレスフィット端子である。

【0027】

絶縁部材３８は、複数の外部接続端子３０の間に設けられており、複数の外部接続端子３０を互いに電気的に絶縁している。絶縁部材３８は、例えば、複数の外部接続端子３０の一部を収容する絶縁ケースである。絶縁部材３８は、複数の外部接続端子３０と一体化されてもよい。絶縁部材３８は、樹脂成型品であってもよい。絶縁部材３８は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）または軟質ゴムのような絶縁樹脂で形成されている。絶縁部材３８は、封止部材４２に接触している。絶縁部材３８は、複数の外部接続端子３０のうち、リードフレーム１０（端子部１４）の第２主面１０ｂに近位する表面３０ｍを覆っている。

【0028】

放熱シート４０は、封止部材４２より高い熱伝導率を有する絶縁材料で形成されている。放熱シート４０は、少なくとも一つのダイパッド部１２の第２主面１０ｂに接触している。放熱シート４０は、パワー半導体チップ２０において発生する熱を、パワー半導体モジュール１の外部に放散させる。一例では、放熱シート４０は、熱伝導フィラーを含む絶縁樹脂で形成されている。熱伝導フィラーは、例えば、シリカである。絶縁樹脂は、例えば、エポキシである。別の例では、放熱シート４０は、窒化アルミニウムのようなセラミック基板である。

【0029】

図５から図１２を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法を説明する。

【0030】

図５を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法は、リードフレーム１０の少なくとも一つのダイパッド部１１上に、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０を実装することを備える。具体的には、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０は、例えば、接合部材２１を用いて、リードフレーム１０の少なくとも一つのダイパッド部１１の第１主面１０ａ上に接合される。

【0031】

リードフレーム１０の少なくとも一つのダイパッド部１２上に、少なくとも一つの制御用半導体チップ２３を実装してもよい。具体的には、少なくとも一つの制御用半導体チップ２３は、例えば、接合部材２４を用いて、リードフレーム１０の少なくとも一つのダイパッド部１２の第１主面１０ａ上に接合される。

【0032】

少なくとも一つのパワー半導体チップ２０は、複数の端子部１３に電気的に接続されている。例えば、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０は、複数の導電ワイヤ２６を用いて、複数の端子部１３に電気的に接続されている。ワイヤボンダー（図示せず）を用いて、複数の導電ワイヤ２６は、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０と複数の端子部１３とに、ボンディングされる。

【0033】

少なくとも一つの制御用半導体チップ２３は、複数の端子部１４に電気的に接続されている。例えば、少なくとも一つの制御用半導体チップ２３は、複数の導電ワイヤ２８を用いて、複数の端子部１４に電気的に接続されている。ワイヤボンダー（図示せず）を用いて、複数の導電ワイヤ２８は、少なくとも一つの制御用半導体チップ２３と複数の端子部１４とに、ボンディングされる。

【0034】

少なくとも一つのパワー半導体チップ２０は、少なくとも一つの制御用半導体チップ２３に電気的に接続されている。例えば、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０は、少なくとも一つの導電ワイヤ２７を用いて、少なくとも一つの制御用半導体チップ２３に電気的に接続されている。ワイヤボンダー（図示せず）を用いて、少なくとも一つの導電ワイヤ２７は、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０と少なくとも一つの制御用半導体チップ２３とに、ボンディングされる。

【0035】

図６及び図７を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法は、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０を封止部材４２によって封止することを備える。複数の端子部１３は、それぞれ、封止部材４２から露出している複数の部分１３ａを含む。少なくとも一つの制御用半導体チップ２３もまた、封止部材４２によって封止されてもよい。封止部材４２は、少なくとも一つのダイパッド部１１と、少なくとも一つのダイパッド部１２とをさらに封止してもよい。封止部材４２は、複数の端子部１３の一部と、複数の端子部１４の一部とをさらに封止してもよい。封止部材４２は、導電ワイヤ２６，２７，２８をさらに封止してもよい。封止部材４２は、放熱シート４０の一部をさらに封止してもよい。複数の端子部１４は、それぞれ、封止部材４２から露出している複数の部分１４ａを含む。

【0036】

具体的には、図６を参照して、放熱シート４０を、金型４５の空洞４７内にセットする。それから、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０と少なくとも一つの制御用半導体チップ２３とが実装されているリードフレーム１０を金型４５の空洞４７内にセットする。放熱シート４０は、少なくとも一つのダイパッド部１２の第２主面１０ｂに接触している。

【0037】

図７を参照して、トランスファーモールド法またはコンプレッションモールド法を用いて、金型４５の注入口４８から金型４５の空洞４７内に封止樹脂を注入する。封止樹脂を硬化して、封止部材４２が形成される。リードフレーム１０と放熱シート４０とは、封止部材４２によって一体化される。少なくとも一つのパワー半導体チップ２０と少なくとも一つの制御用半導体チップ２３とは、封止部材４２によって封止される。複数の端子部１３の一部は、封止部材４２によって封止されてもよい。複数の端子部１３の複数の部分１３ａは、封止部材４２から露出している。複数の端子部１４の一部は、封止部材４２によって封止されてもよい。複数の端子部１４の複数の部分１４ａは、封止部材４２から露出している。

【0038】

金型４５から、封止部材４２によって一体化されているリードフレーム１０及び放熱シート４０を取り出す。図８を参照して、封止部材４２によって一体化されているリードフレーム１０と放熱シート４０と、基台５０上に載置する。基台５０は、頂面５１を含む。基台５０の頂面５１に、凹部５２が設けられている。放熱シート４０は、凹部５２の底面５３上に載置される。凹部５２は、封止部材４２の一部を収容している。複数の端子部１３の複数の部分１３ａと複数の端子部１４の複数の部分１４ａとは、頂面５１の上方にある。

【0039】

図９を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法は、複数の外部接続端子３０の間に絶縁部材３８を設けることを備える。絶縁樹脂をモールドすることによって、絶縁部材３８は、複数の外部接続端子３０と一体化されてもよい。絶縁部材３８は、複数の外部接続端子３０のうち、リードフレーム１０（端子部１４）の第２主面１０ｂに近位する表面３０ｍを覆っている。複数の外部接続端子３０の他方端が接合されるプリント基板（図示せず）の種類に応じて、複数の外部接続端子３０のタイプを変更する。例えば、プリント基板の種類に応じて、図１０に示されるタイプの複数の外部接続端子３０が用いられてもよいし、図１１に示されるタイプの複数の外部接続端子３０が用いられてもよい。図１０に示されるタイプの複数の外部接続端子３０の各々の他方端は、例えば、ストレート形状を有している。図１１に示されるタイプの複数の外部接続端子３０の各々の他方端は、例えば、プレスフィット端子である。

【0040】

図９及び図１２を参照して、本実施の形態のパワー半導体モジュール１の製造方法は、複数対の挟持片３２が複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持することによって、複数の外部接続端子３０をそれぞれ複数の端子部１３に接続することを備える。

【0041】

具体的には、図９を参照して、複数の外部接続端子３０が一体化されている絶縁部材３８を、基台５０の頂面５１上に載置する。絶縁部材３８を基台５０の頂面５１に沿って移動させる。絶縁部材３８は、封止部材４２に接触する。複数の端子部１３の複数の部分１３ａは、それぞれ、複数対の挟持片３２の間に位置する。複数の端子部１４の複数の部分１４ａは、それぞれ、複数対の挟持片３２の間に位置する。

【0042】

図１２を参照して、治具５５を用いて、複数対の挟持片３２を押圧する。複数対の挟持片３２は、治具５５を用いて、一括して押圧されてもよいし、個別に押圧されてもよい。複数対の挟持片３２は、塑性変形する。複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持する。特定的には、複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部の複数の部分１３ａにかしめられる。複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部１４の複数の部分１４ａを挟持する。特定的には、複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部の複数の部分１４ａにかしめられる。

【0043】

（変形例）
図１３を参照して、本実施の形態の変形例のパワー半導体モジュール１ａは、シングルインラインパッケージ（ＳＩＰ）構造を有している。具体的には、パワー半導体モジュール１ａでは、複数の端子部１４と、複数の端子部１４に対応する複数の外部接続端子３０とが省略されている。パワー半導体モジュール１ａでは、複数の外部接続端子本体部３１は、第１主面１０ａに沿って（ｘ方向に）延在してもよい。本実施の形態の別の変形例では、制御用半導体チップ２３と少なくとも一つのダイパッド部１２と導電ワイヤ２８とは省略されてもよく、かつ、導電ワイヤ２７は、パワー半導体チップ２０と端子部１４とに接続されてもよい。

【0044】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１，１ａ及びその製造方法の効果を説明する。

【0045】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１，１ａは、リードフレーム１０と、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０と、複数の外部接続端子３０と、封止部材４２とを備える。リードフレーム１０は、少なくとも一つのダイパッド部１１と、複数の端子部１３とを含む。複数の外部接続端子３０は、それぞれ複数の端子部１３に接続されている。封止部材４２は、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０を封止する。リードフレーム１０は、第１主面１０ａと、第１主面１０ａとは反対側の第２主面１０ｂとを有している。少なくとも一つのパワー半導体チップ２０は、少なくとも一つのダイパッド部１１の第１主面１０ａ上に実装されており、かつ、複数の端子部１３に電気的に接続されている。複数の端子部１３は、それぞれ、封止部材４２から露出している複数の部分１３ａを含む。複数の外部接続端子３０は、それぞれ、複数対の挟持片３２を含む。複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持している。

【0046】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１，１ａでは、複数の外部接続端子３０の複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持している。そのため、様々なタイプの複数の外部接続端子３０が、リードフレーム１０の複数の端子部１３に容易に接続され得る。また、はんだのような接合部材を用いて複数の外部接続端子３０を複数の端子部１３に接続することとは異なり、複数の外部接続端子３０を複数の端子部１３に接続する際に、リードフレーム１０、パワー半導体チップ２０及び封止部材４２に高温の熱が印加されることが防止される。そのため、パワー半導体モジュール１，１ａは、より長い寿命を有する。

【0047】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１，１ａでは、複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部１３の複数の部分１３ａにかしめられている。そのため、様々なタイプの複数の外部接続端子３０が、リードフレーム１０の複数の端子部１３に容易に接続され得る。

【0048】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１，１ａは、複数の外部接続端子３０の間に設けられている絶縁部材３８をさらに備える。そのため、互いに隣り合う一対の外部接続端子３０の間の距離が減少しても、絶縁部材３８は、互いに隣り合う一対の外部接続端子３０の間の絶縁距離を確保することができる。パワー半導体モジュール１，１ａは、小型化され得る。

【0049】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１，１ａでは、絶縁部材３８は、封止部材４２に接触している。封止部材４２と絶縁部材３８との間に隙間がない。そのため、複数の端子部１３の間に放電が発生することが防止され得る。複数の端子部１３の間の間隔を減少させることができる。パワー半導体モジュール１，１ａは、小型化され得る。

【0050】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１，１ａの製造方法は、リードフレーム１０の少なくとも一つのダイパッド部１１上に少なくとも一つのパワー半導体チップ２０を実装することを備える。リードフレーム１０は、少なくとも一つのダイパッド部１１と、複数の端子部１３とを含む。リードフレーム１０は、第１主面１０ａと、第１主面１０ａとは反対側の第２主面１０ｂとを有している。少なくとも一つのパワー半導体チップ２０は、少なくとも一つのダイパッド部１１の第１主面１０ａ上に実装されており、かつ、複数の端子部１３に電気的に接続されている。本実施の形態のパワー半導体モジュール１，１ａの製造方法は、少なくとも一つのパワー半導体チップ２０を封止部材４２によって封止することを備える。複数の端子部１３は、それぞれ、封止部材４２から露出している複数の部分１３ａを含む。本実施の形態のパワー半導体モジュール１，１ａの製造方法は、複数対の挟持片３２が複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持することによって、複数の外部接続端子３０をそれぞれ複数の端子部１３に接続することを備える。複数の外部接続端子３０は、それぞれ、複数対の挟持片３２を含む。

【0051】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１，１ａの製造方法は、複数の外部接続端子３０の複数対の挟持片３２が、複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持することを備える。そのため、様々なタイプの複数の外部接続端子３０が、リードフレーム１０の複数の端子部１３に容易に接続され得る。また、はんだのような接合部材を用いて複数の外部接続端子３０を複数の端子部１３に接続することとは異なり、複数の外部接続端子３０を複数の端子部１３に接続する際に、リードフレーム１０、パワー半導体チップ２０及び封止部材４２に高温の熱が印加されることが防止される。そのため、より長い寿命を有するパワー半導体モジュール１，１ａを得ることができる。

【0052】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１，１ａの製造方法では、複数対の挟持片３２が複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持することは、複数対の挟持片３２をそれぞれ複数の端子部１３の複数の部分１３ａにかしめることを含む。本実施の形態のパワー半導体モジュール１，１ａの製造方法によれば、様々なタイプの複数の外部接続端子３０が、リードフレーム１０の複数の端子部１３に容易に接続され得る。

【0053】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１，１ａの製造方法は、複数の外部接続端子３０の間に絶縁部材３８を設けることをさらに備える。そのため、互いに隣り合う一対の外部接続端子３０の間の距離が減少しても、絶縁部材３８は、互いに隣り合う一対の外部接続端子３０の間の絶縁距離を確保することができる。本実施の形態のパワー半導体モジュール１，１ａの製造方法によれば、小型化されたパワー半導体モジュール１，１ａを得ることができる。

【0054】

実施の形態２．
図１４及び図１５を参照して、実施の形態２のパワー半導体モジュール１ｂを説明する。本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｂは、実施の形態１のパワー半導体モジュール１と同様の構成を備え、同様の効果を奏するが、主に以下の点で、実施の形態１のパワー半導体モジュール１と異なっている。

【0055】

パワー半導体モジュール１ｂでは、リードフレーム１０（少なくとも一つのダイパッド部１２）の第１主面１０ａの平面視（ｚ方向からの平面視）において、複数の外部接続端子本体部３１は千鳥状に配置されている。そのため、互いに隣り合う一対の外部接続端子３０の間のｙ方向における距離が減少しても、互いに隣り合う一対の外部接続端子３０の間の絶縁距離は確保され得る。パワー半導体モジュール１ｂは、小型化され得る。

【0056】

実施の形態３．
図１６を参照して、実施の形態３のパワー半導体モジュール１ｃを説明する。本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃは、実施の形態１のパワー半導体モジュール１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で、実施の形態１のパワー半導体モジュール１異なっている。

【0057】

パワー半導体モジュール１ｃでは、封止部材４２に凹部４２ａが設けられている。絶縁部材３８の一部（複数の外部接続端子本体部３１から遠位する絶縁部材３８の先端）は凹部４２ａに嵌合されている。

【0058】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃの製造方法は、実施の形態１のパワー半導体モジュール１の製造方法と同様のステップを備えるが、主に以下の点で実施の形態１のパワー半導体モジュール１の製造方法と異なっている。

【0059】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃの製造方法は、絶縁部材３８の一部を封止部材４２に設けられている凹部４２ａに嵌合することをさらに備える。具体的には、図９を参照して、複数の外部接続端子３０が一体化されている絶縁部材３８を、基台５０の頂面５１上に載置する。絶縁部材３８を基台５０の頂面５１に沿って移動させる。絶縁部材３８の一部（複数の外部接続端子本体部３１から遠位する絶縁部材３８の先端）は、封止部材４２に設けられている凹部４２ａに嵌合される。

【0060】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃ及びその製造方法は、実施の形態１のパワー半導体モジュール１及びその製造方法の効果に加えて、以下の効果を奏する。

【0061】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃでは、封止部材４２に凹部４２ａが設けられている。絶縁部材３８の一部は凹部４２ａに嵌合されている。

【0062】

絶縁部材３８の一部は封止部材４２の凹部４２ａに嵌合されているため、絶縁部材３８が封止部材４２から離れることが防止され得る。複数の外部接続端子３０に力が印加されても、複数の外部接続端子３０が、端子部１３，１４から外れることが防止され得る。また、封止部材４２と絶縁部材３８との間に隙間が発生することが防止される。複数の端子部１３の間に放電が発生することが防止され得る。複数の端子部１４の間に放電が発生することが防止され得る。

【0063】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃの製造方法は、絶縁部材３８の一部を封止部材４２に設けられている凹部４２ａに嵌合することをさらに備える。

【0064】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｃの製造方法は、絶縁部材３８の一部を封止部材４２の凹部４２ａに嵌合することを備えているため、絶縁部材３８が封止部材４２から離れることが防止され得る。複数の外部接続端子３０に力が印加されても、複数の外部接続端子３０が、端子部１３，１４から外れることが防止され得る。また、封止部材４２と絶縁部材３８との間に隙間が発生することが防止される。複数の端子部１３の間に放電が発生することが防止され得る。複数の端子部１４の間に放電が発生することが防止され得る。

【0065】

実施の形態４．
図１７を参照して、実施の形態４のパワー半導体モジュール１ｄを説明する。本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｄは、実施の形態１のパワー半導体モジュール１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で、実施の形態１のパワー半導体モジュール１と異なっている。

【0066】

パワー半導体モジュール１ｄでは、複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の板ばねを含む。複数の板ばねの弾性力によって、複数対の挟持片３２は、複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持している。複数の板ばねの弾性力によって、複数対の挟持片３２は、複数の端子部１４の複数の部分１４ａを挟持している。

【0067】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｄの製造方法は、実施の形態１のパワー半導体モジュール１の製造方法と同様のステップを備えるが、主に以下の点で実施の形態１のパワー半導体モジュール１の製造方法と異なっている。

【0068】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｄの製造方法では、複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の板ばねを含む。複数対の挟持片３２が複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持することは、複数対の挟持片３２をそれぞれ複数の端子部１３の複数の部分１３ａに差し込むことを含む。複数対の挟持片３２が複数の端子部１４の複数の部分１４ａを挟持することは、複数対の挟持片３２をそれぞれ複数の端子部１４の複数の部分１４ａに差し込むことを含む。

【0069】

具体的には、図９を参照して、複数の外部接続端子３０が一体化されている絶縁部材３８を、基台５０の頂面５１上に載置する。絶縁部材３８を基台５０の頂面５１に沿って移動させる。複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部１３の複数の部分１３ａに差し込まれる。複数の板ばねの弾性力によって、複数対の挟持片３２は、複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持する。複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部１４の複数の部分１４ａに差し込まれる。複数の板ばねの弾性力によって、複数対の挟持片３２は、複数の端子部１４の複数の部分１４ａを挟持する。

【0070】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｄは、実施の形態１のパワー半導体モジュール１の効果に加えて、以下の効果を奏する。

【0071】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｄでは、複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の板ばねを含む。複数の板ばねの弾性力によって、複数対の挟持片３２は複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持している。そのため、様々なタイプの複数の外部接続端子３０が、リードフレーム１０の複数の端子部１３に容易に接続され得る。

【0072】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｄの製造方法では、複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の板ばねを含む。複数対の挟持片３２が複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持することは、複数対の挟持片３２をそれぞれ複数の端子部１３の複数の部分１３ａに差し込むことを含む。

【0073】

そのため、治具５５（図１２を参照）無しに、複数の外部接続端子３０を複数の端子部１３に接続することができる。本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｄの製造方法によれば、パワー半導体モジュール１ｄは、より少ない製造工程数で、製造され得る。

【0074】

実施の形態５．
図１８を参照して、実施の形態５のパワー半導体モジュール１ｅを説明する。本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｅは、実施の形態１のパワー半導体モジュール１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で、実施の形態１のパワー半導体モジュール１と異なっている。

【0075】

パワー半導体モジュール１ｅでは、複数の端子部１３にそれぞれ複数の孔１３ｐが設けられている。複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の孔１３ｐに係合している。複数の端子部１４にそれぞれ複数の孔１４ｐが設けられている。複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の孔１４ｐに係合している。

【0076】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｅの製造方法は、実施の形態１のパワー半導体モジュール１の製造方法と同様のステップを備えるが、主に以下の点で実施の形態１のパワー半導体モジュール１の製造方法と異なっている。

【0077】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｅの製造方法では、複数の端子部１３にそれぞれ複数の孔１３ｐが設けられている。複数の端子部１４にそれぞれ複数の孔１４ｐが設けられている。複数対の挟持片３２が複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持することは、複数対の挟持片３２を、それぞれ、複数の孔１３ｐに係合させることを含む。複数対の挟持片３２が複数の端子部１４の複数の部分１４ａを挟持することは、複数対の挟持片３２を、それぞれ、複数の孔１４ｐに係合させることを含む。

【0078】

具体的には、図１２を参照して、治具５５を用いて、複数対の挟持片３２を押圧する。複数対の挟持片３２は、塑性変形する。複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持するとともに、複数の孔１３ｐに係合する。複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の端子部１４の複数の部分１４ａを挟持するとともに、複数の孔１４ｐに係合する。

【0079】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｅは、実施の形態１のパワー半導体モジュール１の効果に加えて、以下の効果を奏する。

【0080】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｅでは、複数の端子部１３にそれぞれ複数の孔１３ｐが設けられている。複数対の挟持片３２は、それぞれ、複数の孔１３ｐに係合している。

【0081】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｅの製造方法では、複数の端子部１３にそれぞれ複数の孔１３ｐが設けられている。複数対の挟持片３２が複数の端子部１３の複数の部分１３ａを挟持することは、複数対の挟持片３２を、それぞれ、複数の孔１３ｐに係合させることを含む。

【0082】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｅ及びその製造方法によれば、複数の外部接続端子３０は、それぞれ、複数の端子部１３に、より強固に接続される。複数の外部接続端子３０が複数の端子部１３から外れることが、より確実に防止され得る。

【0083】

実施の形態６．
図１９を参照して、実施の形態６のパワー半導体モジュール１ｆを説明する。本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｆは、実施の形態１のパワー半導体モジュール１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で、実施の形態１のパワー半導体モジュール１と異なっている。

【0084】

パワー半導体モジュール１ｆは、ヒートシンク６０をさらに備える。ヒートシンク６０は、パワー半導体チップ２０で発生した熱を、パワー半導体モジュール１ｆの外部へ放散する。ヒートシンク６０は、例えば、銅（Ｃｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）のような高い熱伝導率を有する材料で形成されている。ヒートシンク６０は、放熱フィン（図示せず）を含んでもよい。ヒートシンク６０の内部に、水のような冷媒（図示せず）が流れていてもよい。

【0085】

ヒートシンク６０は、少なくとも一つのダイパッド部１１の第２主面１０ｂに接続されている。具体的には、ヒートシンク６０は、放熱シート４０を介して、少なくとも一つのダイパッド部１１の第２主面１０ｂに接続されている。ヒートシンク６０は、はんだまたはロウ材のような接合部材（図示せず）を用いて、放熱シート４０に取り付けられている。

【0086】

絶縁部材３８は、複数の外部接続端子３０とヒートシンク６０との間に配置されている。

【0087】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｆの製造方法は、実施の形態１のパワー半導体モジュール１の製造方法と同様のステップを備えるが、主に以下の点で実施の形態１のパワー半導体モジュール１の製造方法と異なっている。

【0088】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｆの製造方法は、少なくとも一つのダイパッド部１１の第２主面１０ｂにヒートシンク６０を接続することをさらに備える。絶縁部材３８は、複数の外部接続端子３０とヒートシンク６０との間に配置されている。一例では、複数の外部接続端子３０が複数の端子部１３，１４に接続された後に、少なくとも一つのダイパッド部１１の第２主面１０ｂにヒートシンク６０を接続する。具体的には、放熱シート４０とヒートシンク６０との間に、はんだまたはロウ材のような接合部材を配置する。接合部材を用いて、ヒートシンク６０を放熱シート４０に取り付ける。

【0089】

図２０を参照して、本実施の形態の変形例のパワー半導体モジュール１ｇでは、絶縁部材３８はヒートシンク６０に接触してもよい。少なくとも一つのダイパッド部１１の第１主面１０ａは、複数の端子部１３，１４の第１主面１０ａと面一であってもよい。少なくとも一つのダイパッド部１１の第１主面１０ａは、少なくとも一つのダイパッド部１２の第１主面１０ａと面一であってもよい。少なくとも一つのダイパッド部１１の第２主面１０ｂは、複数の端子部１３，１４の第２主面１０ｂと面一であってもよい。少なくとも一つのダイパッド部１１の第２主面１０ｂは、少なくとも一つのダイパッド部１２の第２主面１０ｂと面一であってもよい。

【0090】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｆ，１ｇは、実施の形態１のパワー半導体モジュール１の効果に加えて、以下の効果を奏する。

【0091】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｆ，１ｇは、少なくとも一つのダイパッド部１１の第２主面１０ｂに接続されているヒートシンク６０をさらに備える。絶縁部材３８は、複数の外部接続端子３０とヒートシンク６０との間に配置されている。

【0092】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｆ，１ｇの製造方法は、少なくとも一つのダイパッド部１１の第２主面１０ｂにヒートシンク６０を接続することをさらに備える。絶縁部材３８は、複数の外部接続端子３０とヒートシンク６０との間に配置されている。

【0093】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｆ，１ｇ及びその製造方法によれば、絶縁部材３８は、複数の端子部１３，１４とヒートシンク６０との間に放電が発生することを防止する。複数の端子部１３，１４とヒートシンク６０との間の間隔を減少させることができる。パワー半導体モジュール１ｆ，１ｇは、小型化され得る。また、パワー半導体モジュール１ｆ，１ｇはヒートシンク６０を備えるため、パワー半導体モジュール１ｆ，１ｇの放熱特性は向上する。

【0094】

本実施の形態のパワー半導体モジュール１ｇでは、絶縁部材３８は、ヒートシンク６０に接触している。そのため、パワー半導体モジュール１ｇは、さらに小型化され得る。

【0095】

実施の形態７．
本実施の形態は、実施の形態１から実施の形態６のいずれかに係るパワー半導体モジュール１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇを電力変換装置に適用したものである。本実施の形態の電力変換装置２００は、特に限定されるものではないが、三相のインバータである場合について以下説明する。

【0096】

図２１に示される電力変換システムは、電源１００、電力変換装置２００及び負荷３００から構成される。電源１００は、直流電源であり、電力変換装置２００に直流電力を供給する。電源１００は、特に限定されないが、例えば、直流系統、太陽電池または蓄電池で構成されてもよいし、交流系統に接続された整流回路またはＡＣ／ＤＣコンバータで構成されてもよい。電源１００は、直流系統から出力される直流電力を別の直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータによって構成されてもよい。

【0097】

電力変換装置２００は、電源１００と負荷３００の間に接続された三相のインバータであり、電源１００から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷３００に交流電力を供給する。電力変換装置２００は、図２１に示されるように、直流電力を交流電力に変換して出力する主変換回路２０１と、主変換回路２０１を制御する制御信号を主変換回路２０１に出力する制御回路２０３とを備えている。

【0098】

負荷３００は、電力変換装置２００から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷３００は、特に限定されるものではないが、各種電気機器に搭載された電動機であり、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車、鉄道車両、エレベーター、または、空調機器向けの電動機として用いられる。

【0099】

以下、電力変換装置２００の詳細を説明する。主変換回路２０１は、スイッチング素子（図示せず）と還流ダイオード（図示せず）を備えている。スイッチング素子が電源１００から供給される電圧をスイッチングすることによって、主変換回路２０１は、電源１００から供給される直流電力を交流電力に変換して、負荷３００に供給する。主変換回路２０１の具体的な回路構成は種々のものがあるが、本実施の形態に係る主変換回路２０１は２レベルの三相フルブリッジ回路であり、６つのスイッチング素子とそれぞれのスイッチング素子に逆並列された６つの還流ダイオードとから構成され得る。主変換回路２０１の各スイッチング素子及び各還流ダイオードの少なくともいずれかに、上述した実施の形態１から実施の形態６のいずれかのパワー半導体モジュール１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇが適用され得る。主変換回路２０１を構成するパワー半導体モジュール２０２として、上述した実施の形態１から実施の形態６のいずれかのパワー半導体モジュール１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇが適用され得る。６つのスイッチング素子は２つのスイッチング素子ごとに直列接続され上下アームを構成し、各上下アームはフルブリッジ回路の各相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）を構成する。そして、各上下アームの出力端子、すなわち主変換回路２０１の３つの出力端子は、負荷３００に接続される。

【0100】

また、主変換回路２０１は、各スイッチング素子を駆動する駆動回路（図示せず）を備えている。駆動回路は、パワー半導体モジュール２０２に内蔵されてもよいし、パワー半導体モジュール２０２の外部に設けられてもよい。駆動回路は、主変換回路２０１に含まれるスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成して、主変換回路２０１のスイッチング素子の制御電極に駆動信号を供給する。具体的には、制御回路２０３からの制御信号に従い、スイッチング素子をオン状態にする駆動信号とスイッチング素子をオフ状態にする駆動信号とを各スイッチング素子の制御電極に出力する。

【0101】

本実施の形態に係る電力変換装置２００では、主変換回路２０１に含まれるパワー半導体モジュール２０２として、実施の形態１から実施の形態６のいずれかに係るパワー半導体モジュール１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇが適用される。そのため、本実施の形態に係る電力変換装置２００は、向上された信頼性を有する。

【0102】

本実施の形態では、２レベルの三相インバータに本開示を適用する例を説明したが、これに限られるものではなく、種々の電力変換装置に適用することができる。本実施の形態では２レベルの電力変換装置としたが、３レベルの電力変換装置であってもよいし、マルチレベルの電力変換装置であってもよい。電力変換装置が単相負荷に電力を供給する場合には、単相のインバータに本開示が適用されてもよい。電力変換装置が直流負荷等に電力を供給する場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータまたはＡＣ／ＤＣコンバータに本開示が適用されてもよい。

【0103】

本開示が適用された電力変換装置は、負荷が電動機の場合に限定されるものではなく、例えば、放電加工機もしくはレーザー加工機の電源装置、または、誘導加熱調理器もしくは非接触器給電システムの電源装置に組み込まれ得る。本開示が適用された電力変換装置は、太陽光発電システムまたは蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いられ得る。

【0104】

今回開示された実施の形態１から実施の形態６はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態１から実施の形態６の少なくとも二つを組み合わせてもよい。本開示の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

【符号の説明】

【0105】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ パワー半導体モジュール、１０ リードフレーム、１０ａ 第１主面、１０ｂ 第２主面、１１，１２ ダイパッド部、１３，１４ 端子部、１３ａ，１４ａ 部分、１３ｐ，１４ｐ 孔、２０ パワー半導体チップ、２１，２４ 接合部材、２３ 制御用半導体チップ、２６，２７，２８ 導電ワイヤ、３０ 外部接続端子、３０ｍ 表面、３１ 外部接続端子本体部、３２ 挟持片、３８ 絶縁部材、４０ 放熱シート、４２ 封止部材、４２ａ 凹部、４５ 金型、４８ 注入口、５０ 基台、５１ 頂面、５２ 凹部、５３ 底面、５５ 治具、６０ ヒートシンク、１００ 電源、２００ 電力変換装置、２０１ 主変換回路、２０２ パワー半導体モジュール、２０３ 制御回路、３００ 負荷。

【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】