特許 7670131 半導体モジュールおよびその製造方法

(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】2025-04-21

(45)【発行日】2025-04-30

(54)【発明の名称】半導体モジュールおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/28 20060101AFI20250422BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20250422BHJP

   H01L 23/31 20060101ALI20250422BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20250422BHJP

   H01L 25/18 20230101ALI20250422BHJP

【ＦＩ】

H01L23/28 K

H01L23/30 B

H01L25/04 C

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023529546

(86)(22)【出願日】2022-03-10

(86)【国際出願番号】 JP2022010665

(87)【国際公開番号】W WO2022270038

(87)【国際公開日】2022-12-29

【審査請求日】2023-06-01

(31)【優先権主張番号】P 2021104119

(32)【優先日】2021-06-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【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】佐藤 忠彦

【審査官】豊島 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５８－１２８７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０２８１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－００５２４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ２１／５４ －２１／５６

Ｈ０１Ｌ２３／００ －２３／０４

Ｈ０１Ｌ２３／０６ －２３／１０

Ｈ０１Ｌ２３／１６ －２３／３１

Ｈ０１Ｌ２３／３４ －２３／３６

Ｈ０１Ｌ２３／３７３－２３／４２７

Ｈ０１Ｌ２３／４４

Ｈ０１Ｌ２３／４６７－２３／４７３

Ｈ０１Ｌ２５／００ －２５／０７

Ｈ０１Ｌ２５／１０ －２５／１１

Ｈ０１Ｌ２５／１６ －２５／１８

(57)【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、
前記第１主電極に電気的に接続される第１接続導体と、
前記第１半導体チップと前記第１接続導体の少なくとも一部とを包囲する筐体部と、
前記筐体部が包囲する空間に充填された第１封止体と、
前記筐体部に固定される接続ユニットとを具備し、
前記第１接続導体の一部である第１導通部は、前記第１封止体の表面から露出し、
前記接続ユニットは、
前記第１接続導体の前記第１導通部に接合される第１端子と、
前記筐体部とは別体で構成されて前記第１端子を支持する支持体とを含み、
前記筐体部には凹部が形成され、
前記支持体は、前記凹部に収容され、
前記第１封止体の表面は、前記凹部の底面よりも低い位置にある
半導体モジュール。

【請求項2】

前記支持体の幅は、前記凹部の幅と同等の大きさである
請求項１の半導体モジュール。

【請求項3】

第１主電極を含む第１半導体チップと、
前記第１主電極に電気的に接続される第１接続導体と、
前記第１半導体チップと前記第１接続導体の少なくとも一部とを包囲する筐体部と、
前記筐体部が包囲する空間に充填された第１封止体と、
前記筐体部に固定される接続ユニットとを具備し、
前記第１接続導体の一部である第１導通部は、前記第１封止体の表面から露出し、
前記接続ユニットは、
前記第１接続導体の前記第１導通部に接合される第１端子と、
前記筐体部とは別体で構成されて前記第１端子を支持する支持体とを含み、
前記支持体の内壁面から突出し、前記第１端子の底面に接触する突起部
を具備する半導体モジュール。

【請求項4】

前記支持体の内壁面から突出する方向における前記突起部の長さは、前記突起部の厚さを上回る
請求項３の半導体モジュール。

【請求項5】

前記突起部の先端は、前記第１接続導体の側面に間隔をあけて対向する
請求項３または請求項４の半導体モジュール。

【請求項6】

前記突起部の先端は、前記第１接続導体の側面に接触する
請求項３または請求項４の半導体モジュール。

【請求項7】

前記突起部は、
前記支持体の内壁面から突出する第１部分と、
前記第１部分の先端から前記第１端子とは反対側に突出する第２部分とを含む
請求項３から請求項６の何れかの半導体モジュール。

【請求項8】

前記第２部分の先端は、前記第１封止体の表面に接触する
請求項７の半導体モジュール。

【請求項9】

第１主電極を含む第１半導体チップと、前記第１主電極に電気的に接続される第１接続導体と、を包囲する筐体部の内側の空間に、前記第１接続導体の一部である第１導通部が露出するように第１封止体を充填する第１封止工程と、
前記第１封止工程の実行後の工程であって、第１端子と当該第１端子を支持する支持体とを含む接続ユニットを前記筐体部に固定し、前記第１接続導体の前記第１導通部と前記第１端子とを接合する接合工程と
を含む半導体モジュールの製造方法。

【請求項10】

前記筐体部には凹部が形成され、
前記接合工程においては、前記支持体を前記凹部に収容し、
前記第１封止工程においては、前記凹部の底面よりも低い位置まで前記第１封止体を充填する
請求項９の半導体モジュールの製造方法。

【請求項11】

前記第１封止工程の実行前の工程であって、前記筐体部の内壁面を被覆する下地膜を形成する下地形成工程をさらに含む
請求項９または請求項１０の半導体モジュールの製造方法。

【請求項12】

前記接合工程の実行後の工程であって、前記筐体部と前記支持体とが包囲する空間に第２封止体を充填する第２封止工程をさらに含む
請求項９から請求項１１の何れかの半導体モジュールの製造方法。

【請求項13】

前記接続ユニットは、前記支持体の内壁面から突出し、前記第１端子の底面に接触する突起部を含む
請求項９から請求項１２の何れかの半導体モジュールの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体モジュールおよびその製造方法に関する。

【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、半導体チップと接続導体とが枠状の端子ケースに収容された構造の半導体モジュールが開示されている。接続導体は、半導体チップの主電極に直接的または間接的に接続される導電体である。端子ケースには、例えばインサート成形により接続端子が設置される。接続端子は、端子ケースの内壁面から内側に突出する。端子ケースの内側の空間には、例えばエポキシ樹脂等の封止体が充填される。接続導体の頂面は、封止体の表面から露出する。接続端子のうち端子ケースの内壁面から内側に突出する部分と接続導体の頂面とが、例えばレーザ溶接により相互に接合される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２００９／０８１７２３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の技術では、封止体を端子ケース内に充填する段階において、端子ケースの内壁面から接続端子が内側に突出している。すなわち、鉛直方向の上方からみて封止体の一部が接続端子の背後に位置する。したがって、接続端子の直下にある封止体の状態（例えば端子ケースの内壁面との密着の状態）を例えば目視により確認する作業が容易ではない。以上の事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、半導体チップを封止する封止体の状態を、半導体モジュールの製造の過程において容易に確認できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するために、本開示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、前記第１主電極に電気的に接続される接続導体と、前記第１半導体チップおよび前記接続導体を包囲する筐体部と、前記筐体部が包囲する空間に充填された第１封止体と、前記筐体部に固定される接続ユニットとを具備し、前記接続導体の一部である導通部は、前記第１封止体の表面から露出し、前記接続ユニットは、前記接続導体の前記導通部に接合される第１端子と、前記筐体部とは別体で構成されて前記第１端子を支持する支持体とを含む。

【0006】

また、本開示に係る半導体モジュールの製造方法は、第１主電極を含む第１半導体チップと、前記第１主電極に電気的に接続される接続導体と、を包囲する筐体部の内側の空間に、前記接続導体の一部である導通部が露出するように第１封止体を充填する第１封止工程と、前記第１封止工程の実行後の工程であって、第１端子と当該第１端子を支持する支持体とを含む接続ユニットを前記筐体部に固定し、前記接続導体の前記導通部と前記第１端子とを接合する接合工程とを含む。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【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2】図１におけるａ－ａ線の断面図である。

【図3】接続ユニットが分離された状態の半導体モジュールの平面図である。

【図4】接続ユニットが分離された状態の半導体モジュールの断面図である。

【図5】半導体モジュールの製造方法を例示する工程図である。

【図6】対比例１の構成を例示する断面図である。

【図7】第２実施形態に係る半導体モジュールの平面図である。

【図8】図７におけるｂ－ｂ線の断面図である。

【図9】突起部の近傍を拡大した断面図である。

【図10】第１実施形態における支持体の近傍を拡大した断面図である。

【図11】第３実施形態に係る半導体モジュールの部分的な断面図である。

【図12】第４実施形態に係る半導体モジュールの部分的な断面図である。

【図13】変形例（１）の態様Ａに係る半導体モジュールの部分的な断面図である。

【図14】変形例（１）の態様Ｂに係る半導体モジュールの部分的な断面図である。

【図15】変形例（２）の態様Ｃに係る半導体モジュールの部分的な断面図である。

【図16】変形例（３）に係る半導体モジュールの断面図である。

【図17】変形例（５）に係る半導体モジュールの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

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具体例である。したがって、本開示の範囲は、以下の形態には限定されない。

【0009】

Ａ：第１実施形態
Ａ－１：半導体モジュール１００の構造
図１は、第１実施形態における半導体モジュール１００の構成を例示する平面図である。図２は、図１におけるａ－ａ線の断面図である。図１および図２に図示される通り、第１実施形態においては、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。また、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。同様に、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方向を上方と想定し、Ｚ2方向を下方と想定する。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「上面」と表記され、当該要素のうちＺ2方向を向く表面が「下面」と表記される場合がある。また、図１に例示される通り、以下の説明においては、ＹＺ平面に平行な仮想的な平面（以下「基準面」という）Ｒを想定する。基準面Ｒは、Ｘ軸の方向における半導体モジュール１００の中央に位置する。すなわち、基準面Ｒは、半導体モジュール１００をＸ軸の方向に２等分する平面である。

【0011】

図１および図２に例示される通り、第１実施形態の半導体モジュール１００は、半導体ユニット１０と収容体２０と基体部３０と封止部４０とを具備する。なお、図１においては基体部３０および封止部４０の図示が便宜的に省略されている。

【0012】

基体部３０は、半導体ユニット１０と収容体２０とを支持する構造体であり、例えばアルミニウムまたは銅等の導電材料で形成される。例えば、基体部３０は放熱板である。また、基体部３０は、半導体ユニット１０を冷却するフィンまたは水冷ジャケット等の冷却器でもよい。さらに、基体部３０は、接地電位に設定される接地体として利用されてもよい。

【0013】

収容体２０は、半導体ユニット１０を収容する。具体的には、収容体２０は、半導体ユニット１０を包囲する矩形枠状の構造体である。すなわち、半導体ユニット１０は、図２に例示される通り、基体部３０を底面として収容体２０で包囲された空間に収容される。封止部４０は、収容体２０の内側の空間に充填されることで半導体ユニット１０を封止する。封止部４０は、例えばエポキシ樹脂またはシリコーンゲル等の各種の樹脂材料で形成される。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部４０に含まれてもよい。

【0014】

図１および図２に例示される通り、半導体ユニット１０は、積層基板１１と半導体チップ１２pと半導体チップ１２nと配線部１３pと配線部１３nと接続導体１４pと接続導体１４nと接続導体１４oとを具備する。なお、以下の説明においては、半導体チップ１２pに対応する要素の符号に添字ｐを付加し、半導体チップ１２nに対応する要素の符号に添字ｎを付加する。また、半導体チップ１２pと半導体チップ１２nとを特に区別する必要がない場合（説明が双方に妥当する場合）には単に「半導体チップ１２」と表記する。他の要素についても同様である。

【0015】

積層基板１１は、各半導体チップ１２（１２p，１２n）と各配線部１３（１３p，１３n）と各接続導体１４（１４p，１４n，１４o）とを支持する板状部材である。例えばＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板またはＡＭＢ（Active Metal Brazing）基板等の積層セラミックス基板、または樹脂絶縁層を含む金属ベース基板が、積層基板１１として利用される。

【0016】

図２に例示される通り、積層基板１１は、絶縁基板１１２と金属層１１３と複数の導体パターン１１４（１１４a，１１４b，１１４c）との積層で構成される。絶縁基板１１２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１１２の材料は任意であるが、例えばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃），窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）等のセラミックス材料、またはエポキシ樹脂等の樹脂材料が利用される。なお、基準面Ｒは、絶縁基板１１２をＸ軸の方向に２等分する平面とも表現される。

【0017】

金属層１１３は、絶縁基板１１２のうち基体部３０に対向する下面に形成された導電膜である。金属層１１３は、絶縁基板１１２の下面の全域または一部（例えば縁部以外の領域）に形成される。金属層１１３の下面は基体部３０の上面に接触する。金属層１１３は、例えば銅またはアルミニウム等の高熱伝導性の金属材料で形成される。複数の導体パターン１１４（１１４a，１１４b，１１４c）は、絶縁基板１１２のうち基体部３０とは反対側の上面に相互に離間して形成された導電膜である。各導体パターン１１４は、例えば銅または銅合金等の低抵抗な導電材料で形成される。

【0018】

図１に例示される通り、導体パターン１１４aは、絶縁基板１１２の上面のうち基準面ＲからみてＸ1方向の領域に形成された矩形状の導電膜である。導体パターン１１４bは、絶縁基板１１２の上面のうち基準面ＲからみてＸ2方向の領域に形成された矩形状の導電膜である。導体パターン１１４cは、導体パターン１１４aおよび導体パターン１１４bからみてＹ1方向に形成された導電膜である。具体的には、導体パターン１１４cは、導体パターン１１４aのＹ1方向に位置する領域と、導体パターン１１４bのＹ1方向に位置する領域とを含む平面形状に形成される。

【0019】

半導体チップ１２（１２p，１２n）は、大電流をスイッチング可能なパワー半導体素子である。具体的には、各半導体チップ１２は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）またはＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等のトランジスタ，ＲＣ－ＩＧＢＴ（Reverse Conducting IGBT）またはＦＷＤ（Free Wheeling Diode）、等を含み得る。第１実施形態においては、半導体チップ１２が、ＩＧＢＴ部分とＦＷＤ部分とを含むＲＣ－ＩＧＢＴである構成を例示する。

【0020】

各半導体チップ１２（１２p，１２n）は、主電極Ｅと主電極Ｃと制御電極Ｇとを具備する。主電極Ｅおよび主電極Ｃ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。具体的には、主電極Ｅは、半導体チップ１２の上面に形成されたエミッタ電極であり、主電極Ｃは、半導体チップ１２の下面に形成されたコレクタ電極である。主電極ＣはＦＷＤ部分のアノード電極としても機能し、主電極ＥはＦＷＤ部分のカソード電極としても機能する。他方、制御電極Ｇは、半導体チップ１２の上面に形成され、半導体チップ１２のオン／オフを制御するための電圧が印加されるゲート電極である。なお、制御電極Ｇは、電流検出または温度検出等の検出電極を含んでもよい。半導体チップ１２nは「第１半導体チップ」の一例であり、半導体チップ１２nの主電極Ｅは「第１主電極」の一例である。また、半導体チップ１２pは「第２半導体チップ」の一例であり、半導体チップ１２pの主電極Ｃは「第２主電極」の一例である。

【0021】

図２に例示される通り、半導体チップ１２（１２p，１２n）は、例えば半田等の接合材１５を利用して積層基板１１に接合される。具体的には、図１に例示される通り、半導体チップ１２pは導体パターン１１４aに接合される。すなわち、半導体チップ１２pの主電極Ｃが導体パターン１１４aに接合される。また、半導体チップ１２nは、積層基板１１の導体パターン１１４cに接合される。すなわち、半導体チップ１２nの主電極Ｃが導体パターン１１４cに接合される。

【0022】

図１の配線部１３pは、半導体チップ１２pの主電極Ｅと導体パターン１１４cとを電気的に接続する配線である。配線部１３ｐはＹ軸の方向に延在する。配線部１３pのうちＹ2方向に位置する端部が半導体チップ１２pの主電極Ｅに接合され、配線部１３pのうちＹ1方向に位置する端部が導体パターン１１４cに接合される。他方、配線部１３nは、半導体チップ１２nの主電極Ｅと導体パターン１１４bとを電気的に接続する配線である。配線部１３nはＹ軸の方向に延在する。配線部１３nのうちＹ1方向に位置する端部が半導体チップ１２nの主電極Ｅに接合され、配線部１３nのうちＹ2方向に位置する端部が導体パターン１１４bに接合される。配線部１３pおよび配線部１３nは、例えば銅または銅合金等の低抵抗な導電材料で形成されたリードフレームである。

【0023】

接続導体１４（１４p，１４n，１４o）は、例えば銅または銅合金等の低抵抗な導電材料で形成される。接続導体１４pは、半導体チップ１２pを電気的に外部接続するための導電体である。具体的には、接続導体１４pは、例えば半田等の接合材（図示略）により導体パターン１１４aの表面に接合される。すなわち、接続導体１４pは、導体パターン１１４aを介して半導体チップ１２pの主電極Ｃに電気的に接続される。接続導体１４pは、半導体チップ１２pおよび配線部１３pからみてＹ2方向に位置する。以上の説明から理解される通り、基準面ＲからみてＸ1方向の空間に、半導体チップ１２pと配線部１３pと接続導体１４pとが設置される。

【0024】

接続導体１４nは、半導体チップ１２nを電気的に外部接続するための導電体である。具体的には、接続導体１４nは、例えば半田等の接合材（図示略）により導体パターン１１４bの表面に接合される。すなわち、接続導体１４nは、導体パターン１１４bと配線部１３nとを介して半導体チップ１２nの主電極Ｅに電気的に接続される。接続導体１４nは、半導体チップ１２nおよび配線部１３nからみてＹ2方向に位置する。以上の説明から理解される通り、基準面ＲからみてＸ2方向の空間に、半導体チップ１２nと配線部１３nと接続導体１４nとが設置される。接続導体１４pと接続導体１４nとは、相互に間隔をあけてＸ軸の方向に配列する。

【0025】

接続導体１４oは、導体パターン１１４cを電気的に外部接続するための導電体である。具体的には、接続導体１４oは、例えば半田等の接合材（図示略）により導体パターン１１４cの表面に接合される。すなわち、接続導体１４oは、導体パターン１１４cと配線部１３pとを介して半導体チップ１２pの主電極Ｅに電気的に接続され、かつ、導体パターン１１４cを介して半導体チップ１２nの主電極Ｃに電気的に接続される。

【0026】

図２に例示される通り、接続導体１４p，接続導体１４nおよび接続導体１４oの各々は、積層基板１１からＺ1方向に突出する柱状の構造体である。各接続導体１４の平面形状は矩形状である。すなわち、第１実施形態の接続導体１４は角柱状である。接続導体１４pの頂面１４１pと接続導体１４nの頂面１４１nと接続導体１４oの頂面とは、半導体ユニット１０の他の要素と比較して高い位置にある。すなわち、Ｚ軸の方向において、各接続導体１４の頂面１４１は、積層基板１１、各配線部１３および各半導体チップ１２と比較してＺ1方向に位置する。

【0027】

図１の収容体２０は、接続ユニット２１と接続ユニット２２と筐体部２３とを具備する。筐体部２３とは別体で形成された接続ユニット２１および接続ユニット２２が筐体部２３に固定されることで、収容体２０が構成される。

【0028】

筐体部２３は、平面視で枠形状の構造体であり、半導体ユニット１０を包囲する。すなわち、筐体部２３により包囲された空間に半導体ユニット１０が収容される。具体的には、筐体部２３の下面は、例えば接着剤により基体部３０の上面の縁部に接合される。積層基板１１（絶縁基板１１２）の側面が筐体部２３の内壁面に対して間隔をあけて対向した状態で半導体ユニット１０は筐体部２３に収容される。すなわち、各半導体チップ１２（１２p，１２n）と各配線部１３（１３p，１３n）とは筐体部２３により包囲される。また、各接続導体１４（１４p，１４n，１４o）のうち下端を含む少なくとも一部も筐体部２３により包囲される。なお、筐体部２３の内壁面は、平面視で筐体部２３の中心側を向く壁面（内周面）である。筐体部２３は、例えば、ＰＰＳ（polyphenylene sulfide）樹脂、ＰＢＴ（polybutylene terephthalate）樹脂、ＰＢＳ（poly butylene succinate）樹脂、ＰＡ（polyamide）樹脂、またはＡＢＳ（acrylonitrile-butadiene-styrene）樹脂等の各種の樹脂材料により形成される。絶縁材料で形成されたフィラーが筐体部２３に含まれてもよい。

【0029】

具体的には、筐体部２３は、図１に例示される通り、側壁２３１と側壁２３２と側壁２３３と側壁２３４とを以上の順番で相互に連結した矩形枠状の構造体である。側壁２３１および側壁２３３は、Ｘ軸の方向に所定の間隔をあけてＹ軸の方向に延在する側壁部分である。他方、側壁２３２および側壁２３４は、Ｙ軸の方向に所定の間隔をあけてＸ軸の方向に延在する側壁部分である。側壁２３２および側壁２３４は、側壁２３１および側壁２３３の端部同士を相互に連結する形状である。半導体ユニット１０の接続導体１４pおよび接続導体１４nは、側壁２３２の内壁面からＹ1方向に離間した位置において、当該側壁２３２に沿って相互に間隔をあけて配列する。

【0030】

図３および図４には、接続ユニット２１および接続ユニット２２が筐体部２３から分離された状態が例示されている。図３および図４に例示される通り、筐体部２３の側壁２３２には凹部２５が形成される。凹部２５は、側壁２３２の上面の一部に形成されてＺ1方向に開口する窪みである。凹部２５は、接続ユニット２１が収容される空間である。第１実施形態の凹部２５は、側壁２３２をＹ軸の方向に貫通する。具体的には、凹部２５は、Ｘ軸の方向に相互に間隔をあけて対向する側面２５１および側面２５２と、側壁２３２の上面と比較して低い位置にある底面２５３とで画定される直方体状の空間である。側面２５１および側面２５２は、ＹＺ平面に平行な平面であり、底面２５３は、ＸＹ平面に平行な平面である。

【0031】

他方、筐体部２３の側壁２３４には凹部２６が形成される。凹部２６は、側壁２３４の上面の一部に形成されてＺ1方向に開口する窪みである。凹部２６は、接続ユニット２２が収容される空間である。第１実施形態の凹部２６は、側壁２３４をＹ軸の方向に貫通する。具体的には、凹部２６は、Ｘ軸の方向に相互に間隔をあけて対向する側面２６１および側面２６２と、側壁２３４の上面と比較して低い位置にある底面２６３とで画定される直方体状の空間である。側面２６１および側面２６２は、ＹＺ平面に平行な平面であり、底面２６３は、ＸＹ平面に平行な平面である。

【0032】

図３の横幅Ｗ1は、Ｘ軸の方向における凹部２５の寸法（すなわち側面２５１と側面２５２との間隔）であり、横幅Ｗ2は、Ｘ軸の方向における凹部２６の寸法（すなわち側面２６１と側面２６２との距離）である。凹部２５の横幅Ｗ1は、凹部２６の横幅Ｗ2を上回る（Ｗ1＞Ｗ2）。

【0033】

図１に例示される通り、筐体部２３の側壁２３４には複数の制御端子２３６が設置される。複数の制御端子２３６は、各半導体チップ１２の制御電極Ｇを電気的に外部接続するためのリード端子であり、例えばインサート成形により筐体部２３と一体に形成される。各制御端子２３６は、例えば複数のワイヤ２３７により各半導体チップ１２（１２p，１２n）の制御電極Ｇに電気的に接続される。

【0034】

図２に例示される通り、筐体部２３の内壁面には下地膜２４が形成される。下地膜２４は、筐体部２３の内壁面を被覆する膜体である。下地膜２４は、筐体部２３の内壁面と封止部４０との密着性を向上させるためのプライマーとして機能する。下地膜２４の形成には、筐体部２３の材料と封止部４０の材料とに応じた適切な樹脂材料が使用される。具体的には、下地膜２４は、例えばシランカップリング剤により形成される。なお、例えばポリイミド樹脂，ポリアミドイミド樹脂，ポリアミド樹脂，またはそれらの変性物により、下地膜２４を形成してもよい。なお、図１においては下地膜２４の図示が便宜的に省略されている。

【0035】

図３および図４に例示される通り、接続ユニット２１は、支持体５３と端子部５５とを具備する。支持体５３は、端子部５５を支持する構造体である。支持体５３は、筐体部２３と同様に、例えば、ＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＰＢＳ樹脂、ＰＡ樹脂、またはＡＢＳ樹脂等の各種の樹脂材料により形成される。より好適な態様において、支持体５３は、筐体部２３と同種の材料で形成される。接続ユニット２１は、例えばインサート成形により一体的に形成される。

【0036】

支持体５３は、内壁面５３１および外壁面５３２と、側面５３３および側面５３４と、上面５３５および下面５３６と、を含む直方体状の構造体である。内壁面５３１は、Ｙ1方向（収容体２０の内側）を向く側面であり、外壁面５３２は、Ｙ2方向（収容体２０の外側）を向く側面である。支持体５３の内壁面５３１には、筐体部２３の内壁面と同様に下地膜５４が形成される。下地膜５４は、支持体５３の内壁面５３１と封止部４０（封止体４２）との密着性を向上させるためのプライマーとして機能する。ただし、下地膜５４は省略されてもよい。

【0037】

側面５３３はＸ1方向を向く表面であり、側面５３４はＸ2方向を向く表面である。図３に図示された横幅Ｗ3は、側面５３３と側面５３４との距離であり、図４に図示された高さＨは、上面５３５と下面５３６との距離である。図３に例示される通り、支持体５３の横幅Ｗ3は、凹部２５の横幅Ｗ1と同等である（Ｗ3≒Ｗ1）。また、図４に例示される通り、支持体５３の高さＨは、凹部２５の深さＤと同等である（Ｈ≒Ｄ）。

【0038】

なお、本明細書において寸法ａと寸法ｂとが「同等である」（ａ≒ｂ）とは、寸法ａと寸法ｂとが完全に一致する場合のほか、寸法ａと寸法ｂとが実質的に一致する場合も包含する。「寸法ａと寸法ｂとが実質的に一致する場合」とは、例えば、寸法ａと寸法ｂとの差異が製造誤差の範囲内にある場合である。具体的には、寸法ａに対して寸法ｂが９０％以上かつ１１０％以下（より好適には９５％以上かつ１０５％以下）である場合には、寸法ａと寸法ｂとは「同等である」と解釈される。

【0039】

支持体５３は、筐体部２３の凹部２５に収容された状態で当該筐体部２３に固定される。支持体５３の横幅Ｗ3と凹部２５の横幅Ｗ1とは同等であるから、支持体５３の側面５３３が凹部２５の側面２５１に接触し、支持体５３の側面５３４が凹部２５の側面２５２に接触する。また、支持体５３の下面５３６は凹部２５の底面２５３に接触する。支持体５３の高さＨと凹部２５の深さＤとは同等であるから、支持体５３の上面５３５と筐体部２３の上面とは段差なく連続する。また、支持体５３が凹部２５に収容された状態では、支持体５３の内壁面５３１と筐体部２３の内壁面とが段差なく連続し、支持体５３の外壁面５３２と筐体部２３の外壁面とが段差なく連続する。支持体５３と筐体部２３とは、例えばレーザを利用した溶着または接着剤を利用した接着等の任意の技術により相互に接合される。ただし、支持体５３を凹部２５に嵌合することで当該支持体５３を筐体部２３に固定してもよい。すなわち、支持体５３と筐体部２３との接合は必須ではない。

【0040】

なお、本明細書において、面ａと面ｂとが「段差なく連続する」とは、面ａと面ｂとが完全に同一の面内に位置する場合のほか、面ａと面ｂとが実質的に同一の面内に位置する場合も包含する。「面ａと面ｂとが実質的に同一の面内に位置する」とは、例えば面ａと面ｂとの段差が製造誤差の範囲内にある場合である。具体的には、±１０％（より好適には±５％）の範囲内の寸法誤差に起因した段差が面ａと面ｂとの間に存在する場合には、面ａと面ｂとは「段差なく連続する」と解釈される。面ａと面ｂとが段差なく連続する構成によれば、段差部分の応力集中または剛性の不足に起因した破損を抑制できるという利点がある。換言すると、以上に例示した破損の抑制という効果が実現される範囲内であれば、面ａと面ｂとの間に実際には段差がある場合でも「段差なく連続する」と解釈できる。

【0041】

端子部５５は、接続端子５１pと絶縁シート５２と接続端子５１nとの積層で構成される。各接続端子５１（５１p，５１n）は、例えば銅または銅合金等の低抵抗な導電材料で形成された薄板状の電極である。絶縁シート５２は、絶縁材料で形成された薄板状の部材である。例えば絶縁紙が絶縁シート５２として好適に利用される。

【0042】

接続端子５１pと絶縁シート５２と接続端子５１nとはＺ2方向に積層される。具体的には、接続端子５１pと接続端子５１nとの間に絶縁シート５２が介在する。接続端子５１pは絶縁シート５２のＺ1方向に位置し、接続端子５１nは絶縁シート５２のＺ2方向に位置する。接続端子５１pは、半導体チップ１２pを電気的に外部接続するための正極入力端子（Ｐ端子）である。接続端子５１nは、半導体チップ１２nを電気的に外部接続するための負極入力端子（Ｎ端子）である。接続端子５１pと接続端子５１nとは絶縁シート５２により電気的に絶縁される。以上のように接続端子５１pと接続端子５１nとが絶縁シート５２を挟んで対向する構成によれば、半導体モジュール１００の電流経路に付随する誘導成分が低減される。なお、接続端子５１pと接続端子５１nとが平面視で重複しない形態も想定される。接続端子５１pと接続端子５１nとが重複しない形態においては、絶縁シート５２が省略されてもよい。

【0043】

図１に例示される通り、接続端子５１pは、本体部５１１pと延出部５１２pとを含む。本体部５１１pは、平面視で矩形状の部分である。延出部５１２pは、本体部５１１pにおいてＹ1方向に位置する周縁５１３pの一部からＹ1方向に延出する矩形状の部分である。具体的には、本体部５１１pの周縁５１３pのうち基準面ＲよりもＸ1方向に位置する部分から、延出部５１２pがＹ1方向に延出する。延出部５１２pは、本体部５１１pよりも横幅が小さい部分とも表現される。

【0044】

接続端子５１pと同様に、接続端子５１nは、本体部５１１nと延出部５１２nとを含む。本体部５１１nは、平面視で矩形状の部分である。延出部５１２nは、本体部５１１nのうちＹ1方向に位置する周縁５１３nの一部からＹ1方向に延出する矩形状の部分である。具体的には、本体部５１１nの周縁５１３nのうち、基準面ＲよりもＸ2方向に位置する部分から、延出部５１２nがＹ1方向に延出する。延出部５１２nは、本体部５１１nよりも横幅が小さい部分とも表現される。以上の説明から理解される通り、接続端子５１pの延出部５１２pと接続端子５１nの延出部５１２nとは、基準面Ｒを挟んで相互に反対側に位置する。なお、接続端子５１nは「第１端子」の一例であり、接続端子５１pは「第２端子」の一例である。

【0045】

絶縁シート５２は平面視で矩形状に形成される。絶縁シート５２のうちＺ1方向に位置する周縁５２１は、接続端子５１pの本体部５１１pの周縁５１３pと延出部５１２pの先端との間に位置し、かつ、接続端子５１nの本体部５１１nの周縁５１３nと延出部５１２nの先端との間に位置する。したがって、図３に例示される通り、接続端子５１pの延出部５１２pのうち先端を含む部分（以下「接合部」という）５１４pと、接続端子５１nの延出部５１２nのうち先端を含む部分（以下「接合部」という）５１４nとは、絶縁シート５２の周縁５２１からＹ1方向に突出する。

【0046】

以上の説明から理解される通り、本体部５１１pと本体部５１１nとは平面視で相互に重複する。他方、接合部５１４p（延出部５１２p）と接合部５１４n（延出部５１２n）とは平面視で相互に重複しない。そして、絶縁シート５２は、本体部５１１pと本体部５１１nとの間に位置し、接合部５１４pおよび接合部５１４nには平面視で重複しない。以上の構成によれば、本体部５１１pと本体部５１１nとの重複により、前述の通り半導体モジュール１００の電流経路の誘導成分が低減され、かつ、接合部５１４pと接合部５１４nとが相互に重複しない構成により、接合部５１４pと接合部５１４nとの電気的な絶縁を確実に確保できる。

【0047】

なお、接続端子５１pの周縁５１３pと接続端子５１nの周縁５１３nと絶縁シート５２の周縁５２１との間でＹ方向の位置が一致してもよい。すなわち、接合部５１４pが本体部５１１pに直接的に連結され、接合部５１４nが本体部５１１nに直接的に連結される構成も想定される。換言すると、延出部５１２pのうち接合部５１４p以外の部分は接続端子５１pから省略されてよく、延出部５１２nのうち接合部５１４n以外の部分は接続端子５１nから省略されてよい。なお、本体部５１１nは「第１本体部」の一例であり、接合部５１４nは「第１接合部」の一例である。また、本体部５１１pは「第２本体部」の一例であり、接合部５１４pは「第２接合部」の一例である。

【0048】

端子部５５は、支持体５３をＹ軸の方向に貫通する。接続端子５１pのうち本体部５１１pの周縁５１３pに近い部分と延出部５１２pの全部とは、支持体５３の内壁面５３１からＹ1方向に突出する。同様に、接続端子５１nのうち本体部５１１nの周縁５１３nに近い部分と延出部５１２nの全部とは、支持体５３の内壁面５３１からＹ1方向に突出する。

【0049】

図１に例示される通り、接続端子５１pのうち絶縁シート５２の周縁５２１からＹ1方向に延出する接合部５１４pは、平面視で接続導体１４pに重なる。接続端子５１pの接合部５１４pは、例えばレーザ溶接により接続導体１４pに接合される。すなわち、接続端子５１pは、接続導体１４pと導体パターン１１４aとを介して半導体チップ１２pの主電極Ｃに電気的に接続される。

【0050】

同様に、接続端子５１nのうち絶縁シート５２の周縁５２１から延出する接合部５１４nは、平面視で接続導体１４nに重なる。接続端子５１nの接合部５１４nは、例えばレーザ溶接により接続導体１４nに接合される。すなわち、接続端子５１nは、接続導体１４nと導体パターン１１４bと配線部１３nとを介して半導体チップ１２nの主電極Ｅに電気的に接続される。

【0051】

接続ユニット２２は、接続端子６１と支持体６３とを具備する。支持体６３は、接続端子６１を支持する構造体である。支持体６３は、支持体５３と同様に各種の樹脂材料により形成される。より好適な態様において、支持体６３は、筐体部２３と同種の材料で形成される。なお、支持体６３の内壁面には、筐体部２３の内壁面と同様に下地膜（図示略）が形成される。

【0052】

接続端子６１は、支持体６３をＹ軸の方向に貫通する。接続ユニット２２は、例えばインサート成形により一体的に形成される。支持体６３は、筐体部２３の凹部２６に収容された状態で当該筐体部２３に固定される。接続端子６１のうち支持体６３の内壁面から突出する部分は接続導体１４oの頂面に接合される。すなわち、接続端子６１は、接続導体１４oと導体パターン１１４cと配線部１３pとを介して半導体チップ１２pの主電極Ｅに電気的に接続され、かつ、接続導体１４oと導体パターン１１４cとを介して半導体チップ１２nの主電極Ｃに電気的に接続される。

【0053】

以上の説明から理解される通り、筐体部２３とは別体で構成された支持体５３（接続ユニット２１）および支持体６３（接続ユニット２２）が当該筐体部２３に固定されることで、矩形枠状の樹脂ケースが構成される。

【0054】

図２に例示される通り、封止部４０は、封止体４１と封止体４２との積層で構成される。すなわち、半導体ユニット１０の積層基板１１と封止体４２との間に封止体４１が位置する。封止体４１および封止体４２は、例えばエポキシ樹脂等の各種の樹脂材料で形成される。なお、封止体４１と封止体４２とは相異なる材料で形成されてもよい。例えば、封止体４１がシリコーンゲル等のゲル材料で形成され、封止体４２がエポキシ樹脂で形成されてもよい。

【0055】

封止体４１は、筐体部２３が包囲する空間に充填される。具体的には、封止体４１は、積層基板１１を底面として筐体部２３で包囲された空間に充填される。したがって、封止体４１は、筐体部２３の内壁面に形成された下地膜２４に接触する。また、封止体４１の表面Ｆ1は、筐体部２３における凹部２５の底面２５３および凹部２６の底面２６３よりも低い位置にある。なお、封止体４１の表面Ｆ1は、封止体４１と封止体４２との境界面とも換言される。封止体４１は、「第１封止体」の一例である。

【0056】

図２に例示される通り、各接続導体１４の頂面１４１（１４１p，１４１n）は、封止体４１の表面Ｆ1よりも高い位置にある。すなわち、各接続導体１４のうち頂面１４１を含む一部である導通部１４２（１４２p，１４２n）は、封止体４１の表面Ｆ1からＺ1方向に突出する。他方、各接続導体１４のうち導通部１４２以外の部分と、半導体ユニット１０における各接続導体１４以外の要素（積層基板１１，半導体チップ１２p，半導体チップ１２n，配線部１３p，配線部１３n）とは、封止体４１の表面Ｆ1よりも低い位置にある。すなわち、半導体ユニット１０のうち各接続導体１４の導通部１４２だけが封止体４１の表面Ｆ1から露出し、導通部１４２以外の部分は封止体４１により被覆される。接続導体１４nは「第１接続導体」の一例であり、導通部１４２nは「第１導通部」の一例である。また、接続導体１４pは「第２接続導体」の一例であり、導通部１４２pは「第２導通部」の一例である。

【0057】

封止体４２は、筐体部２３と支持体５３と支持体６３とが包囲する空間に充填される。具体的には、封止体４２は、封止体４１の表面Ｆ1を底面として筐体部２３と支持体５３と支持体６３とで包囲された空間に充填される。したがって、封止体４２は、筐体部２３の内壁面に形成された下地膜２４に接触する。封止体４２の表面Ｆ2は、端子部５５の最上面（具体的には接続端子５１pの上面）よりも高い位置にある。すなわち、各接続導体１４（１４p，１４n，１４o）のうち封止体４１の表面Ｆ1から露出した導通部１４２と、端子部５５のうち支持体５３の内壁面５３１から突出する部分と、接続端子６１のうち支持体６３の内壁面から突出する部分とは、封止体４２により被覆される。なお、封止体４２の表面Ｆ2は、筐体部２３の上面よりも低い位置にある。封止体４２は、「第２封止体」の一例である。

【0058】

以上に説明した通り、第１実施形態においては、筐体部２３とは別体で構成された接続ユニット２１および接続ユニット２２が当該筐体部２３に固定される。したがって、構造が相違する複数種の接続ユニット２１の何れかが、筐体部２３に対して選択的に固定される。同様に、構造が相違する複数種の接続ユニット２２の何れかが、筐体部２３に対して選択的に固定される。すなわち、筐体部２３に設置される接続ユニット２１または接続ユニット２２を変更することで、半導体ユニット１０と筐体部２３とを、相異なる型式の半導体モジュール１００に共用できる。

【0059】

Ａ－２：半導体モジュール１００の製造方法
図５は、以上に説明した半導体モジュール１００の製造方法を例示する工程図である。まず、半導体ユニット１０の製造後の工程Ｐ1において、当該半導体ユニット１０が筐体部２３の内側に収容される。すなわち、各半導体チップ１２（１２p，１２n）と各接続導体１４（１４p，１４n，１４o）の少なくとも一部とが筐体部２３により包囲される。工程Ｐ1の実行後の工程Ｐ2において、筐体部２３の内壁面に下地膜２４が形成される。具体的には、工程Ｐ2においては、下地膜２４に好適な樹脂材料が筐体部２３の内壁面に塗布され、当該樹脂材料が硬化されることで下地膜２４が形成される。工程Ｐ2は、「下地形成工程」の一例である。

【0060】

工程Ｐ2の実行後の工程Ｐ3において、下地膜２４の状態が確認される。具体的には、下地膜２４が適切に形成されたか否かが確認される。例えば、作業員が鉛直方向の上方からの目視により下地膜２４の状態を確認する。例えば、下地膜２４が均等に塗布されているか否か、および、下地膜２４に破損等の不具合が発生していないか否かが確認される。なお、撮像装置による撮像等により下地膜２４の状態が確認されてもよい。

【0061】

下地膜２４が適正に形成されたことが工程Ｐ3にて確認されると、工程Ｐ4において、筐体部２３の内側の空間に封止体４１が充填される。具体的には、筐体部２３の内側の空間に液状の樹脂材料（例えばエポキシ樹脂）が充填され、当該樹脂材料が加熱等により硬化されることで封止体４１が形成される。封止体４１は、筐体部２３における凹部２５の底面２５３および凹部２６の底面２６３よりも低い位置まで充填される。したがって、封止体４１となる樹脂材料が凹部２５または凹部２６を通過して漏出する可能性が低減される。工程Ｐ4が実行された直後においては、図４に例示される通り、各接続導体１４（１４p，１４n，１４o）のうち頂面１４１を含む導通部１４２が、封止体４１の表面Ｆ1から露出する。なお、工程Ｐ4は「第１封止工程」の一例である。

【0062】

工程Ｐ4の実行後の工程Ｐ5において、封止体４１の状態が確認される。具体的には、封止体４１が適切に形成されたか否かが確認される。例えば、作業員が鉛直方向の上方からの目視により封止体４１の状態を確認する。例えば、封止体４１が下地膜２４に充分に密着しているか否か、および封止体４１内に気泡または未充填部等の欠陥が発生していないか否かが確認される。なお、撮像装置による撮像により封止体４１の状態が確認されてもよい

【0063】

工程Ｐ5の実行後の工程Ｐ6において、接続ユニット２１および接続ユニット２２が筐体部２３に固定される。すなわち、第１実施形態においては、下地膜２４および封止体４１の形成および確認後に、接続ユニット２１および接続ユニット２２が筐体部２３に設置される。具体的には、接続ユニット２１の支持体５３が筐体部２３の凹部２５に収容および固定され、接続ユニット２２の支持体６３が筐体部２３の凹部２６に収容および固定される。工程Ｐ6が実行された段階では、図１の例示の通り、接続端子５１pの接合部５１４pが接続導体１４pに平面視で重なり、接続端子５１nの接合部５１４nが接続導体１４nに平面視で重なる。以上の通り、第１実施形態においては、支持体５３を筐体部２３の凹部２５に収容することで、Ｘ軸の方向における筐体部２３に対する支持体５３の位置が確定される。したがって、筐体部２３に対する支持体５３の固定とは別途に筐体部２３に対する支持体５３の位置を調整する必要がある形態と比較して、接続ユニット２１を筐体部２３に固定する作業が簡素化される。接続ユニット２２についても同様である。

【0064】

また、第１実施形態の接続ユニット２１は接続端子５１pと接続端子５１nとを含む。したがって、接続端子５１pと接続端子５１nとが相互に独立に設置される構成と比較して、接続端子５１pと接続端子nとを筐体部２３に設置する工程Ｐ6の作業が簡素化される。

【0065】

前述の通り、接続導体１４pの導通部１４２pと接続導体１４nの導通部１４２nとは封止体４１の表面Ｆ1から露出する。工程Ｐ6の実行後の工程Ｐ7において、接続端子５１pの接合部５１４pが導通部１４２pの頂面１４１pに接合され、接続端子５１nの接合部５１４nが導通部１４２nの頂面１４１nに接合される。各接合部５１４（５１４p，５１４n）と各導通部１４２（１４２p，１４２n）との接合には、例えばレーザ溶接が好適に利用される。工程Ｐ7の段階では、半導体ユニット１０のうち各導通部１４２（１４２p，１４２n）以外の要素は封止体４１により被覆されている。したがって、例えばレーザ溶接等により発生する異物が、半導体ユニット１０の各要素（例えば半導体チップ１２等）に直接的に付着する可能性が低減される。

【0066】

以上の説明から理解される通り、工程Ｐ6および工程Ｐ7は、接続ユニット２１を筐体部２３に固定し、かつ、接続導体１４（１４p，１４n）の導通部１４２（１４２p，１４２n）と接続端子５１（５１p，５１n）とを接合する工程（「接合工程」の一例）である。なお、工程Ｐ6と工程Ｐ7との順序が逆転されてもよい。すなわち、各接続導体１４の導通部１４２に接続端子５１を接合してから（工程Ｐ7）、支持体５３を筐体部２３に固定してもよい（工程Ｐ6）。

【0067】

工程Ｐ7の実行後の工程Ｐ8において、筐体部２３と支持体５３と支持体６３とが包囲する空間に封止体４２が充填される。具体的には、封止体４２を構成する液状の樹脂材料（例えばエポキシ樹脂）が充填され、当該樹脂材料が加熱等により硬化されることで封止体４２が形成される。工程Ｐ8は、「第２封止工程」の一例である。

【0068】

以上に説明した第１実施形態との対比のために、図６に例示される通り、端子部５５が筐体部２３に直接的に設置された構成（以下「対比例１」という）を想定する。第１実施形態では、端子部５５が設置された支持体５３が筐体部２３とは別体で構成されるのに対し、対比例１は、収容体２０を構成する筐体部２３に端子部５５が設置された構成である。対比例１においては、下地膜２４または封止体４１が形成される段階において、筐体部２３に端子部５５が設置された状態にある。すなわち、筐体部２３に包囲された空間のうち端子部５５の直下（Ｚ2方向）に位置する図６の範囲αは、鉛直方向の上方の地点からみて端子部５５の背後に位置する。したがって、対比例１においては、下地膜２４および封止体４１を形成する作業、および下地膜２４および封止体４１の状態を確認する作業が、端子部５５により阻害される。

【0069】

対比例１とは対照的に、第１実施形態においては、封止体４１の形成後に接続ユニット２１が筐体部２３に固定され、接続導体１４（１４p，１４n）のうち封止体４１の表面Ｆ1から露出する導通部１４２（１４２p，１４２n）に、当該接続ユニット２１の接続端子５１（５１p，５１n）が接合される。すなわち、端子部５５が筐体部２３に設置されない状態で封止体４１が形成される。したがって、封止体４１を形成する工程Ｐ4と、封止体４１の状態を確認する工程Ｐ5とを、端子部５５に邪魔されることなく容易に実行できる。さらに、第１実施形態においては、端子部５５が筐体部２３に設置されない状態で下地膜２４が形成される。したがって、筐体部２３の内壁面に下地膜２４を形成する工程Ｐ2と、当該下地膜２４の状態を確認する工程Ｐ3とを、端子部５５に邪魔されることなく容易に実行できる。

【0070】

ところで、半導体モジュール１００の製造の過程においては、接続端子５１pと接続端子５１nとが絶縁シート５２により適切に絶縁されているか否かを判定する試験（以下「絶縁試験」という）が実行される。対比例１においては端子部５５が筐体部２３に直接的に固定されるから、絶縁試験用の試験装置には筐体部２３の全体を固定する必要がある。したがって、試験装置の規模が大きいという課題が想定される。対比例１とは対照的に、第１実施形態においては、筐体部２３とは別体の接続ユニット２１に端子部５５が設置されるから、絶縁試験においては接続ユニット２１を試験装置に固定すればよい。すなわち、第１実施形態によれば、絶縁試験に使用される試験装置の規模を縮小できるという効果もある。

【0071】

Ｂ：第２実施形態
第２実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各構成において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

【0072】

図７は、第２実施形態における半導体モジュール１００の構成を例示する平面図である。図８は、図７におけるｂ－ｂ線の断面図である。第２実施形態の半導体モジュール１００は、第１実施形態における接続ユニット２１の支持体５３に突起部５６を追加した構成である。突起部５６以外の構成は第１実施形態と同様である。また、第２実施形態の半導体モジュール１００は、図５を参照して前述した製造方法により製造される。したがって、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。

【0073】

図９は、突起部５６の近傍を拡大した断面図である。図７から図９に例示される通り、突起部５６は、支持体５３の内壁面５３１からＹ1方向に突出する庇状の部分であり、例えばインサート成形により支持体５３と一体に形成される。図７に例示される通り、突起部５６は、支持体５３の横幅Ｗ3の全体にわたりＸ軸の方向に延在する。図９に例示される通り、突起部５６の厚さＴは、支持体５３の高さＨよりも充分に小さい。また、支持体５３の内壁面５３１から突起部５６が突出する方向（すなわちＹ1方向）における当該突起部５６の長さＬは、突起部５６の厚さＴを上回る（Ｌ＞Ｔ）。すなわち、突起部５６は、ＸＹ平面に平行な平板状に形成される。なお、図６においては下地膜５４が支持体５３の内壁面５３１を被覆する形態を例示したが、下地膜５４は、内壁面５３１に加えて突起部５６も被覆してよい。

【0074】

突起部５６の上面は接続端子５１nの下面（すなわち端子部５５の最下面）に接触する。すなわち、突起部５６は、接続端子５１nと封止体４１との間（さらには接続端子５１nと基体部３０との間）に位置する。具体的には、突起部５６の下面と封止体４１の表面Ｆ1の間には空間が形成され、当該空間には封止体４２が充填される。すなわち、突起部５６の下面は封止体４２を挟んで封止体４１の表面Ｆ1に対向する。また、突起部５６の下面と支持体５３の下面５３６とは同一面内に位置する。すなわち、突起部５６の下面は支持体５３の下面５３６に段差なく連続する。

【0075】

突起部５６の先端（すなわちＹ1方向の端部）は、接続導体１４pおよび接続導体１４nの各々の側面に間隔をあけて対向する。具体的には、突起部５６の先端と各接続導体１４（１４p，１４n）の側面との間隔は１ｍｍを上回る。すなわち、突起部５６の先端と接続導体１４の側面とが空隙をあけて対向すると仮定しても、当該空隙を通過する沿面距離は形成されない。

【0076】

図１０は、第１実施形態における支持体５３の近傍を拡大した断面図である。筐体部２３または封止体４１の残留応力、または両者間の線膨張係数の差異に起因した熱応力等の原因により、封止体４１が下地膜２４（あるいは筐体部２３の内壁面）から剥離する場合がある。第１実施形態において、封止体４１のうち端子部５５の直下に位置する部分が下地膜２４から剥離した場合、図１０に太線で図示される通り、接続端子５１nの下面と基体部３０の表面との間の距離が沿面距離となる。

【0077】

第２実施形態においては、接続端子５１nの下面に接触する突起部５６が支持体５３の内壁面５３１から突出する。したがって、封止体４１が下地膜２４（筐体部２３の内壁面）から剥離した場合、接続端子５１nと基体部３０との沿面距離は、図９に太線で図示される通り、筐体部２３の高さと突起部５６の長さＬと突起部５６の厚さＴとの合計値となる。以上の説明から理解される通り、第２実施形態によれば、突起部５６が形成されない第１実施形態と比較して、端子部５５の直下における沿面距離を確保し易い。すなわち、接続ユニット２１の端子部５５の絶縁性を確保し易いという利点がある。第２実施形態においては特に、突起部５６の長さＬが当該突起部５６の厚さＴを上回る。したがって、突起部５６の長さＬが突起部５６の厚さＴを下回る形態と比較して、封止体４１が下地膜２４から剥離した場合の沿面距離を充分に確保できる。

【0078】

なお、端子部５５が筐体部２３に設置された対比例１において、筐体部２３の内壁面に突起部５６を形成した構成（以下「対比例２」という）が想定される。しかし、対比例２においては、筐体部２３のうち側壁２３２の内壁面は、端子部５５および突起部５６の双方の背後に位置する。したがって、対比例２においては、下地膜２４の形成および確認と封止体４１の確認とが阻害されるという課題が、対比例１よりも顕在化する。対比例２とは対照的に、第２実施形態においては、筐体部２３とは別体の支持体５３に突起部５６が形成される。すなわち、端子部５５および突起部５６が存在しない状態で下地膜２４および封止体４１が形成される。したがって、筐体部２３の内壁面に下地膜２４を形成する工程Ｐ2と、下地膜２４の状態を確認する工程Ｐ3と、封止体４１の状態を確認する工程Ｐ5とを、端子部５５および突起部５６の何れにも邪魔されることなく容易に実行できる。すなわち、支持体５３が筐体部２３とは別体で形成される構成は、支持体５３に突起部５６が形成された構成にとって特に有効である。

【0079】

Ｃ：第３実施形態
図１１は、第３実施形態における半導体モジュール１００の部分的な断面図である。第３実施形態と半導体モジュール１００は、第２実施形態と同様に、支持体５３の内壁面５３１からＹ1方向に突出する突起部５６を具備する。前掲の図９と同様に、図１１には突起部５６の近傍が図示されている。なお、突起部５６以外の構成は第１実施形態と同様である。また、第３実施形態の半導体モジュール１００は、図５を参照して前述した製造方法により製造される。したがって、第３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。

【0080】

第３実施形態の突起部５６は、第２実施形態の突起部５６と同様に、支持体５３の横幅Ｗ3の全体にわたりＸ軸の方向に延在する。突起部５６は、例えばインサート成形により支持体５３と一体に形成される。図１１に例示される通り、第３実施形態の突起部５６は、第１部分５６１と第２部分５６２とを含む。

【0081】

第１部分５６１は、第２実施形態の突起部５６と同様に、支持体５３の内壁面５３１からＹ1方向に突出する庇状の部分である。Ｙ1方向における第１部分５６１の長さＬは、第１部分５６１の厚さＴを上回る（Ｌ＞Ｔ）。すなわち、第１部分５６１は、ＸＹ平面に平行な平板状に形成される。第２部分５６２は、第１部分５６１のうちＹ1方向の先端から接続端子５１（５１p，５１n）とは反対側（すなわちＺ2方向）に突出する部分である。第２部分５６２の先端（すなわち第１部分５６１とは反対側の端部）は、封止体４１の表面Ｆ1に接触する。第２実施形態と同様に、第２実施形態の突起部５６と接続導体１４（１４p，１４n）との間には、所定の間隔が確保される。

【0082】

以上の例示の通り、第３実施形態においては、突起部５６が、支持体５３の内壁面５３１から突出する第１部分５６１に加えて、第１部分５６１の先端から接続端子５１（５１p，５１n）とは反対側に突出する第２部分５６２を含む。したがって、図１１に例示される通り、突起部５６が単純な平板状に形成された第２実施形態と比較して、接続端子５１nと基体部３０との沿面距離を充分に確保できる。また、第３実施形態においては、第２部分５６２の先端が封止体４１の表面Ｆ1に接触する。したがって、第２部分５６２の先端が封止体４１の表面Ｆ1に接触しない構成と比較すると、接続ユニット２１を筐体部２３に固定する前述の工程Ｐ6において接続ユニット２１の姿勢を安定させることが可能である。ただし、第２部分５６２の先端が封止体４１の表面Ｆ1に接触しない形態も想定される。

【0083】

Ｄ：第４実施形態
図１２は、第４実施形態における半導体モジュール１００の部分的な断面図である。第４実施形態の半導体モジュール１００は、第２実施形態と同様に、支持体５３の内壁面５３１からＹ1方向に突出する突起部５６を具備する。前掲の図９と同様に、図１２には突起部５６の近傍が図示されている。なお、突起部５６以外の構成は第１実施形態と同様である。また、第４実施形態の半導体モジュール１００は、図５を参照して前述した製造方法により製造される。したがって、第４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。

【0084】

図１２に例示される通り、第４実施形態の突起部５６は、第２実施形態の突起部５６と同様に、支持体５３の内壁面５３１からＹ1方向に突出する庇状の部分であり、例えばインサート成形により支持体５３と一体に形成される。突起部５６は、支持体５３の横幅Ｗ3の全体にわたりＸ軸の方向に延在する。

【0085】

第２実施形態においては、突起部５６の先端が各接続導体１４（１４p，１４n）の側面に間隔をあけて対向する構成を例示した。第４実施形態においては、図１２に例示される通り、突起部５６の先端が各接続導体１４（１４p，１４n）の側面に接触する。すなわち、突起部５６の長さＬは、筐体部２３の内周面と各接続導体１４の側面との距離と実質的に同等である。突起部５６の長さＬが突起部５６の厚さＴを上回る構成は、第２実施形態と同様である。すなわち、突起部５６は、ＸＹ平面に平行な平板状に形成される。

【0086】

第４実施形態において封止体４１が下地膜２４（筐体部２３の内壁面）から剥離した場合、接続端子５１nと基体部３０との沿面距離は、筐体部２３の高さと突起部５６の長さＬとの合計値となる。すなわち、第４実施形態によれば、第２実施形態と同様に、突起部５６が形成されない第１実施形態と比較して、端子部５５の直下における沿面距離を確保し易いという利点がある。

【0087】

第４実施形態における半導体モジュール１００の製造方法のうち接続ユニット２１を筐体部２３に固定する工程Ｐ6においては、凹部２５の内側に配置された接続ユニット２１を、突起部５６の先端が各接続導体１４（１４p，１４n）の側面に当接するまでＹ1方向に移動させる。そして、突起部５６の先端が各接続導体１４の側面に当接した状態で支持体５３が筐体部２３に固定される。以上の説明から理解される通り、第４実施形態においては、突起部５６の先端を各接続導体１４の側面に接触させることで、Ｙ1方向における接続ユニット２１の位置を確定できる。すなわち、各接続導体１４に対する接続端子５１（５１p，５１n）の位置決めに突起部５６を利用できる。他方、突起部５６の先端が接続導体１４の側面に間隔をあけて対向する第２実施形態によれば、第４実施形態と比較して、接続端子５１nと基体部３０との沿面距離を確保し易いという利点がある。

【0088】

なお、突起部５６が第１部分５６１と第２部分５６２とを含む第３実施形態において、第４実施形態と同様に、各接続導体１４（１４p，１４n）の側面に突起部５６を接触させてもよい。具体的には、図１１における突起部５６の第２部分５６２のうちＹ1方向の表面（すなわち各接続導体１４との対向面）が、各接続導体１４の側面に接触する。以上の構成によれば、第３実施形態と同様の効果が実現される。

【0089】

Ｅ：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。

【0090】

（１）第１実施形態においては、各接続導体１４（１４p，１４n，１４o）の導通部１４２が封止体４１の表面Ｆ1から露出する構成（以下「構成１」という）と、筐体部２３とは別体の接続ユニット２１が筐体部２３に固定される構成（以下「構成２」という）とを例示した。また、第２実施形態から第４実施形態においては、支持体５３の内壁面５３１から突起部５６が突出する構成（以下「構成３」という）を例示した。第１実施形態は、構成１と構成２との組合せに相当し、第２実施形態から第４実施形態は、構成１から構成３の組合せに相当する。以下に例示される通り、構成１から構成３の組合せは、前述の例示に限定されない。すなわち、構成１から構成３から任意に選択された２以上の構成が組合せ可能である。

【0091】

［態様Ａ］
例えば、図１３に例示された態様Ａは、構成１と構成３とを組合わせた形態である。態様Ａにおいては、矩形枠状の単体の筐体部２３に端子部５５が設置される。各接続導体１４（１４p，１４n）のうち封止体４１の表面Ｆ1から露出した導通部１４２に対し、端子部５５の各接続端子５１（５１p，５１n）が接合される（構成１）。また、筐体部２３の内壁面からＹ1方向に突出する突起部５６が筐体部２３に形成される（構成３）。以上の説明から理解される通り、態様Ａにおいては構成２が省略される。なお、図１３の突起部５６は、第３実施形態または第４実施形態に例示した突起部５６に置換されてもよい。

【0092】

［態様Ｂ］
図１４に例示された態様Ｂは、構成２と構成３とを組合わせた形態である。態様Ｂにおいては、筐体部２３とは別体の接続ユニット２１が筐体部２３に固定される（構成２）。接続ユニット２１に設置された端子部５５の各接続端子５１（５１p，５１n）は、各接続導体１４（１４p，１４n）の頂面１４１に接合される。また、接続ユニット２１の支持体５３の内壁面５３１からＹ1方向に突出する突起部５６が筐体部２３に形成される（構成３）。他方、封止体４１は、各接続導体１４の頂面１４１を含む半導体ユニット１０の全体を被覆するように形成される。すなわち、態様Ｂにおいては構成１が省略される。なお、図１４の突起部５６は、第３実施形態または第４実施形態の突起部５６に置換されてもよい。

【0093】

（２）前述の構成１から構成３の各々を単独で含む形態も想定される。例えば、図１５に例示された形態（以下「態様Ｃ」という）は、構成１から構成３のうち構成３のみを含む形態である。態様Ｃにおいては、筐体部２３の内壁面からＹ1方向に突出する突起部５６が筐体部２３に形成される（構成３）。端子部５５は筐体部２３に設置され、封止体４１は、各接続導体１４の頂面１４１を含む半導体ユニット１０の全体を被覆するように形成される。すなわち、構成１および構成２は省略される。なお、図１５の突起部５６は、第３実施形態または第４実施形態の突起部５６に置換されてもよい。以上の説明から理解される通り、構成３によれば、構成１および構成２の有無に関わらず、突起部５６が形成されない構成と比較して、接続端子５１nに関する沿面距離を確保し易いという効果が実現される。なお、図１５の態様Ｃは、前述の対比例２に相当する。また、態様Ｃ（構成３）において、封止部４０（封止体４１および封止体４２）が省略されてもよい。

【0094】

（３）前述の各形態においては、封止部４０が封止体４１と封止体４２とを含む構成を例示したが、図１６に例示される通り、封止体４２は省略されてもよい。すなわち、封止部４０は封止体４１のみで構成されてもよい。なお、端子部５５が封止部４０により封止された構成によれば、接続端子５１（５１p，５１n）の絶縁性を確保し易いという利点がある。接続導体１４（１４p，１４n）の導通部１４２が封止体４１の表面Ｆ1から露出する構成においては特に、封止体４２を形成することで、接続導体１４についても絶縁性を充分に確保できる。

【0095】

（４）前述の各形態においては筐体部２３の内壁面に下地膜２４が形成された構成を例示したが、下地膜２４は省略されてもよい。なお、前述の構成２によれば、端子部５５が筐体部２３に設置されない状態で下地膜２４を形成できる。したがって、筐体部２３の内壁面に下地膜２４を形成する工程Ｐ2と、当該下地膜２４の状態を確認する工程Ｐ3とを、端子部５５に邪魔されることなく容易に実行できる。以上の観点からすると、構成２は、筐体部２３の内周面に下地膜２４が形成される構成にとって特に有効である。

【0096】

（５）前述の各形態においては、基体部３０を底面として収容体２０で包囲された空間に半導体ユニット１０が収容される構成を例示したが、基体部３０は半導体モジュール１００に必須の要素ではない。例えば、図１７に例示される通り、基体部３０を必要としない構成も想定される。

【0097】

図１７の構成においては、積層基板１１の絶縁基板１１２と筐体部２３とが相互に接合されることで、半導体ユニット１０が収容体２０に支持される。具体的には、絶縁基板１１２の上面の縁部と筐体部２３の下面とが、例えば接着剤により接合される。図１７の構成においては、絶縁基板１１２および金属層１１３が、筐体部２３の下面よりもＺ2方向に位置する。すなわち、半導体ユニット１０の一部が、筐体部２３により包囲された空間の外側に位置する。他方、前述の各形態においては、半導体ユニット１０の全体が筐体部２３（収容体２０）により包囲される。以上の例示から理解される通り、収容体２０は、半導体チップ１２を包囲する要素として包括的に表現され、半導体ユニット１０の全体を包囲するか一部を包囲するかは不問である。なお、絶縁基板１１２の側面と筐体部２３の内壁面とが例えば接着剤により接合されてもよい。

【0098】

また、前述の各形態においては、積層基板１１の側方および下方の空間まで封止部４０（封止体４１）が充填された構成を例示したが、図１７の例示から理解される通り、封止部４０が積層基板１１の側方および下方の空間まで到達しない形態も想定される。

【0099】

（６）前述の各形態においては、各接続導体１４（１４p，１４n）の頂面１４１が凹部２５の底面２５３よりも高い位置にある構成を例示した。以上の構成においては、各接続導体１４のうち頂面１４１を含む一部が、筐体部２３により包囲された空間の外側（凹部２５の底面２５３よりも高い位置）に位置する。他方、各接続導体１４（１４p，１４n）の頂面１４１が凹部２５の底面２５３よりも低い位置にある構成も想定される。すなわち、各接続導体１４の全体が筐体部２３により包囲されてもよい。以上の説明から理解される通り、接続導体１４（１４p，１４n）の少なくとも一部が筐体部２３により包囲される。

【0100】

（７）前述の各形態においては、半導体チップ１２がＲＣ－ＩＧＢＴを含む構成を例示したが、半導体チップ１２の構成は以上の例示に限定されない。例えば、半導体チップ１２がＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴを含む形態も想定される。半導体チップ１２がＭＯＳＦＥＴを含む形態において、主電極Ｃはソース電極およびドレイン電極の一方であり、主電極Ｅはソース電極およびドレイン電極の他方である。また、半導体モジュール１００に含まれる半導体チップ１２の個数は２個に限定されない。例えば、半導体モジュール１００が１個または３個以上の半導体チップ１２を含む形態も想定される。

【符号の説明】

【0101】

１００…半導体モジュール、１０…半導体ユニット、１１…積層基板、１１２…絶縁基板、１１３…金属層、１１４（１１４a，１１４b，１１４c）…導体パターン、１２（１２p，１２n）…半導体チップ、１３（１３p，１３n）…配線部、１４（１４p，１４n，１４o）…接続導体、１４１（１４１p，１４１n）…頂面、１４２（１４２p，１４２n）…導通部、１５…接合材、２０…収容体、２１，２２…接続ユニット、２３…筐体部、２４…下地膜、２５，２６…凹部、２５１，２５２，２６１，２６２…側面、２５３，２６３…底面、３０…基体部、４０…封止部、４１…封止体、４２…封止体、５１（５１p，５１n）…接続端子、５２…絶縁シート、５３，６３…支持体、５５…端子部、５６…突起部、６１…接続端子、２３１，２３２，２３３，２３４…側壁、２３６…制御端子、２３７…ワイヤ、５１１（５１１p，５１１n）…本体部、５１２（５１２p，５１２n）…延出部、５１４（５１４p，５１４n）…接合部、５６１…第１部分、５６２…第２部分。

【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】