(57)【要約】【課題】半導体モジュール同士の間の接合強度を向上させることができる、製造容易な、半導体モジュールの積層体及びその製造方法を提供すること。【解決手段】半導体素子２１を封止部材３にて封止してなる複数の半導体モジュール２が、接合層部材４を介して積層された、半導体モジュールの積層体１。封止部材３は、レーザ光を吸収する光吸収性樹脂にて構成され、接合層部材４は、レーザ光を透過する光透過性樹脂にて構成されている。封止部材３と接合層部材４とは、互いに溶着している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子（２１）を封止部材（３）にて封止してなる複数の半導体モジュール（２）が、接合層部材（４）を介して積層された、半導体モジュールの積層体（１）であって、
上記封止部材は、レーザ光を吸収する光吸収性樹脂にて構成され、
上記接合層部材は、上記レーザ光を透過する光透過性樹脂にて構成され、
上記封止部材と上記接合層部材とは、互いに溶着している、半導体モジュールの積層体。
【請求項２】
上記接合層部材は、上記積層体の積層方向（Ｘ）から見て、環状形状を有する、請求項１に記載の半導体モジュールの積層体。
【請求項３】
上記半導体モジュールは、上記接合層部材の内側に、冷媒を流通させる冷媒流路（２２）を形成してなり、複数の上記半導体モジュールにおける上記冷媒流路同士が互いに接続されている、請求項２に記載の半導体モジュールの積層体。
【請求項４】
３個以上の上記半導体モジュールを有し、上記積層体の積層方向（Ｘ）に直交する方向の同じ側の端縁に沿って、複数層の上記接合層部材が配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体モジュールの積層体。
【請求項５】
上記接合層部材と、上記封止部材との界面（１１）は、上記積層体の積層方向（Ｘ）に対して傾斜した傾斜界面（１１１）を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体モジュールの積層体。
【請求項６】
上記接合層部材は、外側面に、上記傾斜界面に沿って、上記積層体の積層方向に対して傾斜した傾斜外側面（４２）を有する、請求項５に記載の半導体モジュールの積層体。
【請求項７】
上記封止部材は、上記接合層部材の外側面の一部に係止する係止凸部（３１）を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体モジュールの積層体。
【請求項８】
半導体素子（２１）を封止部材（３）にて封止してなる複数の半導体モジュール（２）が、接合層部材（４）を介して積層された、半導体モジュールの積層体（１）を、製造する方法であって、
上記封止部材は、レーザ光（Ｌ）を吸収する光吸収性樹脂にて構成され、上記接合層部材は、上記レーザ光を透過する光透過性樹脂にて構成されており、
複数の上記半導体モジュールを、上記接合層部材を介して積層し、
上記積層体の積層方向（Ｘ）に直交する方向から、上記接合層部材にレーザ光を照射することにより、上記封止部材と上記接合層部材とを、互いに溶着させる、半導体モジュールの積層体の製造方法。
【請求項９】
上記接合層部材は、上記積層体の積層方向から見て、環状形状を有する、請求項８に記載の半導体モジュールの積層体の製造方法。
【請求項１０】
上記半導体モジュールは、上記接合層部材の内側に、冷媒を流通させる冷媒流路（２２）を形成してなり、複数の上記半導体モジュールにおける上記冷媒流路同士が互いに接続されている、請求項９に記載の半導体モジュールの積層体の製造方法。
【請求項１１】
３個以上の上記半導体モジュールを有し、上記積層体の積層方向に直交する方向の同じ側の端縁に沿って、複数層の上記接合層部材が配置されており、複数本のレーザ光の照射によって、複数層の該接合層部材を一度に上記封止部材に溶着させる、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の半導体モジュールの積層体の製造方法。
【請求項１２】
上記接合層部材と、上記封止部材との界面（１１）は、上記積層体の積層方向に対して傾斜した傾斜界面（１１１）を有する、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の半導体モジュールの積層体の製造方法。
【請求項１３】
上記接合層部材は、外側面に、上記傾斜界面に沿って、上記積層体の積層方向に対して傾斜した傾斜外側面（４２）を有する、請求項１２に記載の半導体モジュールの積層体の製造方法。
【請求項１４】
上記封止部材は、上記接合層部材の外側面の一部に係止する係止凸部（３１）を有し、複数の上記半導体モジュールを、上記接合層部材を介して積層する際に、上記係止凸部を上記接合層部材の一部に係止させる、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の半導体モジュールの積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュールの積層体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体モジュールを複数積層してなる半導体モジュールの積層体が、特許文献１に開示されている。かかる半導体モジュールの積層体においては、隣り合う半導体モジュール同士を接合する必要がある。その手法として、特許文献１には、半導体モジュールの表面に溶射膜を形成し、その溶射膜を摩擦溶着させて、溶着させる手法が開示されている。また、レーザ照射によって、半導体モジュール同士を溶着する手法も、特許文献１には開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３３３３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、半導体モジュール同士の接合に、溶射膜を用いる場合は、溶射膜を形成する工程が必要になるため、工数が増えるという課題がある。また、溶射膜を摩擦溶着させる場合、半導体素子へのダメージを抑制する工夫が必要となる。すなわち、摩擦溶着の際に半導体モジュールに加わる押圧力や微小振動によって、半導体素子に損傷を与えることを防ぐ工夫が求められる。
【０００５】
また、レーザによる溶着を用いる場合、レーザ光が照射される外周面付近での溶着は可能であるが、内側部分まで溶着することが困難となりやすい。それゆえ、接合強度の向上の余地があるといえる。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、半導体モジュール同士の間の接合強度を向上させることができる、製造容易な、半導体モジュールの積層体及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、半導体素子（２１）を封止部材（３）にて封止してなる複数の半導体モジュール（２）が、接合層部材（４）を介して積層された、半導体モジュールの積層体（１）であって、
上記封止部材は、レーザ光を吸収する光吸収性樹脂にて構成され、
上記接合層部材は、上記レーザ光を透過する光透過性樹脂にて構成され、
上記封止部材と上記接合層部材とは、互いに溶着している、半導体モジュールの積層体にある。
【０００８】
本発明の他の態様は、半導体素子（２１）を封止部材（３）にて封止してなる複数の半導体モジュール（２）が、接合層部材（４）を介して積層された、半導体モジュールの積層体（１）を、製造する方法であって、
上記封止部材は、レーザ光（Ｌ）を吸収する光吸収性樹脂にて構成され、上記接合層部材は、上記レーザ光を透過する光透過性樹脂にて構成されており、
複数の上記半導体モジュールを、上記接合層部材を介して積層し、
上記積層体の積層方向（Ｘ）に直交する方向から、上記接合層部材にレーザ光を照射することにより、上記封止部材と上記接合層部材とを、互いに溶着させる、半導体モジュールの積層体の製造方法にある。
【発明の効果】
【０００９】
上記半導体モジュールの積層体においては、上記封止部材が光吸収性樹脂にて構成され、上記接合層部材が光透過性樹脂にて構成されている。これにより、レーザ光を、接合層部材と封止部材との界面に、広い面積にて照射することができる。つまり、光透過性樹脂からなる接合層部材を透過したレーザ光が、上記界面に照射されるようにすることが可能となる。それゆえ、積層体の外周面付近のみならず、それよりも内側の部分においても、レーザ光にて接合層部材と封止部材とを溶着させることができる。その結果、界面における接合強度を向上させ、半導体モジュール同士の間の接合強度を向上させることができる。
また、上記のような溶着が可能であるため、積層体の製造を容易にすることができる。
【００１０】
上記半導体モジュールの積層体の製造方法においては、積層方向に直交する方向から、接合層部材にレーザ光を照射する。これにより、レーザ光が、光透過性樹脂からなる接合層部材を透過して、積層体の内側まで到達しやすい。これにより、封止部材と接合層部材とを、広い範囲において、互いに溶着させることができる。
その結果、界面における接合強度を向上させ、半導体モジュール同士の間の接合強度を向上させることができる。
【００１１】
また、レーザ光の照射前には、複数の半導体モジュールを、接合層部材を介して積層しておけばよい。そのため、積層体の製造を容易にすることができる。
【００１２】
以上のごとく、上記態様によれば、半導体モジュール同士の間の接合強度を向上させることができる、製造容易な、半導体モジュールの積層体及びその製造方法を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１における、半導体モジュールの積層体の断面説明図。
【図２】図１のII矢視図。
【図３】実施形態１における、半導体モジュールの断面説明図。
【図４】図３のIV矢視図。
【図５】図１のＶ−Ｖ線矢視断面図。
【図６】実施形態１における、２つの半導体モジュールと接合層部材との断面説明図。
【図７】実施形態１における、２つの半導体モジュールを、接合層部材を介して積層した状態の断面説明図。
【図８】図７のVIII−VIII線矢視断面図。
【図９】実施形態１における、接合層部材とその両側の封止部材との断面図。
【図１０】実施形態２における、半導体モジュールの積層体の製造方法の説明図。
【図１１】実施形態３における、接合層部材とその両側の封止部材との断面図。
【図１２】実施形態４における、接合層部材とその両側の封止部材との断面図。
【図１３】実施形態５における、接合層部材とその両側の封止部材との断面図。
【図１４】実施形態６における、接合層部材とその両側の封止部材との断面図。
【図１５】実施形態７における、接合層部材とその両側の封止部材との断面図。
【図１６】実施形態８における、接合層部材を一体化した封止部材と他方の封止部材との、溶着前の断面図。
【図１７】実施形態８における、接合層部材とその両側の封止部材との断面図。
【図１８】実施形態９における、接合層部材を一体化した封止部材と他方の封止部材との、溶着前の断面図。
【図１９】実施形態９における、接合層部材とその両側の封止部材との断面図。
【図２０】実施形態１０における、接合層部材を一体化した封止部材と他方の封止部材との、溶着前の断面図。
【図２１】実施形態１０における、接合層部材とその両側の封止部材との断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態１）
半導体モジュールの積層体に係る実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。
本形態の半導体モジュールの積層体１は、図１、図２に示すごとく、複数の半導体モジュール２が、接合層部材４を介して積層された、積層体である。図３、図４に示すごとく、半導体モジュール２は、半導体素子２１を封止部材３にて封止してなる。
【００１５】
封止部材３は、レーザ光を吸収する光吸収性樹脂にて構成されている。
接合層部材４は、レーザ光を透過する光透過性樹脂にて構成されている。
封止部材３と接合層部材４とは、互いに溶着している。
【００１６】
ここで、光吸収性樹脂は、例えば、レーザ透過率が１％以下のものとすることができる。また、光透過性樹脂は、例えば、レーザ透過率が５％以上のものとすることができる。なお、接合層部材４を構成する光透過性樹脂のレーザ透過率は、例えば５０％以下であることが好ましい。レーザ透過率を５０％以下とすることで、接合層部材４と封止部材３との間の溶着を確実に行いやすい。レーザ透過率が５０％を超えると、光透過性樹脂からなる接合層部材に照射されたレーザ光が、そのまま接合層部材を透過しすぎてしまい、接合層部材と封止部材との境界面にエネルギが充分に到達し難くなるため、溶着し難くなるおそれがある。
【００１７】
レーザ透過率は、厚み２ｍｍの樹脂に対して厚み方向にレーザ光を照射したときの透過光のエネルギの割合とする。また、この定義に用いたレーザは、増幅媒質にＹｂ（イットリビウム）をドープしたファイバーレーザであり、そのレーザ光の波長は１０７０ｎｍである。
【００１８】
また、光吸収性樹脂、光透過性樹脂としては、例えば、同種の熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、ポリフェニレンスルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂等を用いることができる。なお、光吸収性樹脂は、例えば、上記の熱可塑性樹脂に、カーボンブラック等を所定割合にて混入し、レーザ透過率を下げることができる。
【００１９】
図５に示すごとく、接合層部材４は、積層体１の積層方向Ｘから見て、環状形状を有する。すなわち、接合層部材４は、積層方向Ｘから見て、半導体モジュール２の外周縁に沿って、環状に形成されている。以下において、積層方向Ｘを、適宜、Ｘ方向ともいう。そして、接合層部材４は、Ｘ方向に直交する方向において、積層体１の外周側へ露出する露出面４１を有する。
【００２０】
本形態において、各半導体モジュール２は、図３、図４に示すごとく、それぞれ２個の半導体素子２１を有する。２個の半導体素子２１は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタの略）、或いはＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタの略）等によって、構成されている。２個の半導体素子２１は、Ｘ方向に直交する方向に、並んで配置されている。この２個の半導体素子２１の並び方向を、適宜、Ｙ方向という。また、Ｘ方向とＹ方向との双方に直交する方向を、適宜Ｚ方向という。
【００２１】
半導体素子２１におけるＸ方向の両側には、放熱板２３が配置されている。すなわち、一対の放熱板２３が、両者の間に、２つの半導体素子２１を挟持した状態で、封止部材３に封止されている。ただし、放熱板２３におけるＸ方向の外側面は、封止部材３から露出している。
【００２２】
図３〜図５に示すごとく、半導体モジュール２は、接合層部材４の内側に、冷媒を流通させる冷媒流路２２を形成してなる。図１に示すごとく、複数の半導体モジュール２における冷媒流路２２同士が互いに接続されている。図３、図４に示すごとく、各半導体モジュール２は、冷媒流路２２の一部として、半導体モジュール２をＸ方向に貫通するように形成された貫通流路２２１を有する。各半導体モジュール２は、貫通流路２２１を、２個設けてある。２個の貫通流路２２１は、Ｙ方向において、２個の半導体素子２１の外側に配置されている。
【００２３】
図５に示すごとく、Ｘ方向から見て、接合層部材４は、２個の貫通流路２２１と２個の半導体素子２１とを囲むように、環状に形成されている。
【００２４】
図１に示すごとく、本形態の積層体１は、３個以上の半導体モジュール２を有する。積層体１の積層方向Ｘに直交する方向の同じ側の端縁に沿って、複数層の接合層部材４が配置されている。
【００２５】
本形態においては、上述のように、積層方向Ｘから見たとき、半導体モジュール２の外周縁に沿って、環状に、接合層部材４が形成されている（図５参照）。それゆえ、Ｙ方向の一方側においても、他方側においても、接合層部材４が配置されている。また、Ｚ方向の一方側においても、他方側においても、接合層部材４が配置されている。つまり、Ｘ方向に直交する同じ側の端縁に沿って、複数層の接合層部材４が配置されている。
【００２６】
図１に示すごとく、Ｘ方向に隣り合う半導体モジュール２同士の間にも、冷媒流路２２の一部として、沿面流路２２２が形成されている。沿面流路２２２は、放熱板２３に沿って形成されている。沿面流路２２２は、Ｙ方向に、冷媒が流れるよう構成されている。そして、沿面流路２２２は、Ｙ方向の両端において、貫通流路２２１と連結されている。
【００２７】
積層体１における、Ｘ方向の両端には、沿面流路２２２をＸ方向から塞ぐように形成されたカバー部材５が配置されている。カバー部材５は、接合層部材４を介して、半導体モジュール２と接合されている。カバー部材５は、半導体モジュール２の封止部材３と同様に、光吸収性樹脂にて構成されている。
【００２８】
二つのカバー部材５のうちの一方は、Ｘ方向に貫通した冷媒導入部５１１及び冷媒排出部５１２を有する。Ｘ方向から見たとき、冷媒導入部５１１及び冷媒排出部５１２は、それぞれ、貫通流路２２１と重なる位置に形成されている。
【００２９】
冷媒導入部５１１から導入された冷媒は、冷媒流路２２を通過して、冷媒排出部５１２まで達する。この間に、冷媒は半導体素子２１と熱交換して、半導体素子２１を冷却する。すなわち、冷媒導入部５１１から導入された冷媒は、適宜、貫通流路２２１を通過して、複数の沿面流路２２２に分配されて流れる。
【００３０】
冷媒は、沿面流路２２２を流れる間に、放熱板２３を介して半導体素子２１を冷却する。沿面流路２２２を通過した冷媒は、沿面流路２２２の下流側における貫通流路２２１を適宜通過して、冷媒排出部５１２に達し、冷媒流路２２から排出される。冷媒としては、例えば、水等の液冷媒が用いられる。
【００３１】
冷媒流路２２は、冷媒導入部５１１及び冷媒排出部５１２以外の箇所から冷媒が漏れることを防ぐように、接合層部材４と封止部材３との接合部が形成されている。
半導体モジュール２の間に介在した接合層部材４は、Ｘ方向を向いた両主面において、封止部材３と溶着している。また、半導体モジュール２とカバー部材５との間に介在した接合層部材４は、Ｘ方向を向いた両主面において、封止部材３及びカバー部材５と溶着している。
【００３２】
接合層部材４と封止部材３とは、レーザ照射によって溶着されている。
すなわち、積層体１を製造するにあたっては、まず、図６〜図８に示すごとく、複数の半導体モジュール２を、接合層部材４を介して積層する。
そして、図９に示すごとく、積層方向Ｘに直交する方向から、接合層部材４にレーザ光Ｌを照射することにより、封止部材３と接合層部材４とを、互いに溶着させる。
【００３３】
すなわち、図７に示すごとく、Ｙ方向の端縁において、接合層部材４と封止部材３とを溶着させる際には、レーザ光Ｌを、外側から、Ｙ方向に沿って、接合層部材４の露出面４１に照射する。また、図８に示すごとく、Ｚ方向の端縁において、接合層部材４と封止部材３との溶接を行う場合、レーザ光Ｌを、外側から、Ｚ方向に沿って、接合層部材４の露出面４１に照射する。
【００３４】
図９に示すごとく、Ｘ方向に直交する方向から接合層部材４に照射されたレーザ光Ｌは、光透過性樹脂からなる接合層部材４を透過しつつも拡散して、接合層部材４と封止部材３との界面１１に到達する。これにより、当該界面１１において、接合層部材４と封止部材３とが溶着される。
【００３５】
なお、上述のレーザ溶着に用いるレーザとしては、例えば、増幅媒質にＹｂ（イットリビウム）をドープしたファイバーレーザを用いることができる。また、レーザ光の波長は１０７０ｎｍとすることができる。なお、レーザ溶着に用いるレーザは、上記のものに限らず、他のレーザとしてもよい。
【００３６】
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
上記半導体モジュールの積層体１においては、封止部材３が光吸収性樹脂にて構成され、接合層部材４が光透過性樹脂にて構成されている。これにより、図９に示すごとく、レーザ光Ｌを、接合層部材４と封止部材３との界面１１に、広い面積にて照射することができる。つまり、光透過性樹脂からなる接合層部材４を透過したレーザ光Ｌが、上記界面１１に照射されるようにすることが可能となる。それゆえ、積層体１の外周面付近（すなわち露出面４１付近）のみならず、それよりも内側の部分においても、レーザ光Ｌにて接合層部材４と封止部材３とを溶着させることができる。その結果、界面１１における接合強度を向上させ、半導体モジュール２同士の間の接合強度を向上させることができる。
また、上記のような溶着が可能であるため、積層体１の製造を容易にすることができる。
【００３７】
また、上記半導体モジュールの積層体の製造方法においては、積層方向Ｘに直交する方向から、接合層部材４にレーザ光Ｌを照射する。これにより、レーザ光Ｌが、光透過性樹脂からなる接合層部材４を透過して、積層体１の内側まで到達しやすい。これにより、封止部材３と接合層部材４とを、広い範囲において、互いに溶着させることができる。
その結果、界面１１における接合強度を向上させ、半導体モジュール２同士の間の接合強度を向上させることができる。
【００３８】
また、レーザ光Ｌの照射前には、複数の半導体モジュール２を、接合層部材４を介して積層しておけばよい。そのため、積層体１の製造を容易にすることができる。
【００３９】
接合層部材４は、積層方向Ｘから見て、環状形状を有する。これにより、レーザ照射にあたり、接合層部材４を半導体モジュール２の間に挟持する際、安定して積層方向Ｘに加圧することができる。その結果、安定した溶着が可能となる。また、環状に形成した接合層部材４の内側の空間を密閉空間とすることが可能となる。
【００４０】
また、半導体モジュール２は、接合層部材４の内側に冷媒流路２２を形成してなる。複数の半導体モジュール２における冷媒流路２２同士が互いに接続されている。これにより、積層体１内において、連続した冷媒流路２２を形成することができる。そして、かかる構成においては、半導体モジュール２同士の間のシール性が特に重要となるが、上記のように、半導体モジュール２と接合層部材４との接合強度を向上させ、確実な溶着が可能となるため、信頼性に優れた積層体１を容易に得ることができる。
【００４１】
積層体１は、３個以上の半導体モジュール２を有し、積層方向Ｘに直交する方向の同じ側の端縁に沿って、複数層の接合層部材４が配置されている。それゆえ、複数の接合層部材４に効率的にレーザ光を照射して、半導体モジュール２同士の接合を効率的に行うことができる。それゆえ、半導体モジュールの積層体１の生産性を向上させることができる。
【００４２】
以上のごとく、本形態によれば、半導体モジュール同士の間の接合強度を向上させることができる、製造容易な、半導体モジュールの積層体及びその製造方法を提供することができる。
【００４３】
（実施形態２）
本形態は、図１０に示すごとく、複数本のレーザ光Ｌの照射によって、複数層の該接合層部材４を一度に封止部材３に溶着させる、半導体モジュールの積層体１の製造方法の形態である。
【００４４】
すなわち、本形態においても、積層体１が、３個以上の半導体モジュールを有する。そして、積層方向Ｘに直交する方向の同じ側の端縁に沿って、複数層の接合層部材４が配置されている。複数本のレーザ光Ｌの照射によって、複数層の接合層部材４を一度に封止部材３に溶着させる。
【００４５】
複数本のレーザ光Ｌは、互いに平行に、複数層の接合層部材４に照射される。ここで、図１０に示すごとく、半導体モジュール２におけるＹ方向の端部に配された接合層部材４に対しては、Ｙ方向に沿った複数本のレーザ光Ｌが照射される。また、半導体モジュール２におけるＺ方向の端部に配された接合層部材４に対しては、Ｚ方向に沿った複数本のレーザ光Ｌが照射される。
【００４６】
なお、複数本のレーザ光Ｌに対して、接合前の積層体１の向きや位置を変えることで、複数の環状の接合層部材４の全周にレーザ光Ｌを照射させることもできる。
【００４７】
その他の構成は、実施形態１と同様である。なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
【００４８】
本形態においては、レーザ溶着を効率的に行うことができる。それゆえ、一層、半導体モジュールの積層体１の生産性を向上させることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００４９】
（実施形態３）
本形態は、図１１に示すごとく、接合層部材４と、封止部材３との界面１１が、積層方向Ｘに対して傾斜した傾斜界面１１１を有する形態である。
傾斜界面１１１は、接合層部材４の延設方向に垂直な面による断面の形状において、Ｘ方向に対して傾斜している。すなわち、当該断面の形状において、半導体モジュール２の内外方向に対して、傾斜している。
【００５０】
接合層部材４は、当該接合層部材４に接合される２つの半導体モジュール２の封止部材３とのそれぞれの界面１１に、傾斜界面１１１を有する。これにより、本形態においては、接合層部材４は、略三角形状の断面形状を有する。特に、本形態においては、略二等辺三角形状を有する。
【００５１】
そして、本形態においては、Ｘ方向に垂直に照射されるレーザ光Ｌの多くは、傾斜界面１１１に対しては、斜めに入射することとなる。すなわち、外周側から接合層部材４に入射したレーザ光Ｌは、その一部が拡散するものの、直進する成分が最も大きいため、レーザ光の主要な成分は、傾斜界面１１１に対して斜めに入射する。
【００５２】
このような傾斜界面１１１を形成するために、半導体モジュール２は、封止部材３の端縁の角部に、テーパ面３２を形成してなる。このテーパ面３２が、接合層部材４と面接触して、傾斜界面１１１を構成している。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００５３】
本形態においては、接合層部材４に入射したレーザ光Ｌの多くが、傾斜界面１１１に照射されやすい。それゆえ、レーザ光Ｌのエネルギを、効率的に接合層部材４と封止部材３との間の界面１１に供給することができる。その結果、より効率的に、接合層部材４と封止部材３とを溶着することができる。また、その接合強度を効果的に向上させやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００５４】
（実施形態４）
本形態は、図１２に示すごとく、接合層部材４を挟持する一対の封止部材３のうちの一方の封止部材３の界面１１のみを、傾斜界面１１１とした形態である。
そして、接合層部材４における、傾斜界面１１１と反対側の界面１１は、Ｘ方向に垂直な面となっている。
【００５５】
それゆえ、接合層部材４は、略直角三角形状となる。また、接合層部材４に接触する一方の封止部材３の面にはテーパ面３２が形成され、接合層部材４に接触する他方の封止部材３の面にはテーパ面３２が形成されていない。
その他の構成は、実施形態３と同様である。
【００５６】
本形態においては、レーザ光Ｌの照射方向を、Ｘ方向に垂直とすると、特に、傾斜界面１１１において、接合層部材４と封止部材３との溶着を効率的に行うことができる。ただし、Ｘ方向に垂直な方向に対して、レーザ光Ｌの方向を若干傾斜させることで、傾斜界面１１１とは異なる側の界面１１に対しても、傾斜界面１１１に対しても、レーザ光Ｌの多くを斜めに照射させることはできる。
その他、実施形態３と同様の作用効果を有する。
【００５７】
（実施形態５）
本形態は、図１３に示すごとく、封止部材３が、接合層部材４の外側面の一部に係止する係止凸部３１を有する形態である。
係止凸部３１は、封止部材３に形成したテーパ面３２の外周側において、Ｘ方向に突出している。接合層部材４における外側面の端縁が、係止凸部３１の内側に係止される。また、接合層部材４をＸ方向から挟持する一対の封止部材３の双方に、それぞれ接合層部材４に向って突出する係止凸部３１が形成されている。これにより、接合層部材４が、一対の封止部材３の間に保持されている。
【００５８】
また、一対の係止凸部３１の間から、接合層部材４の露出面４１が露出している。この露出面４１から、レーザ光Ｌが照射される。
その他は、実施形態３と同様である。
【００５９】
本形態においては、封止部材３が係止凸部３１を有する。これにより、接合層部材４が外周側へ移動することを効果的に防ぐことができる。特に、溶接前の状態において、略三角形状の接合層部材４を一対の封止部材３のテーパ面３２によってＸ方向に挟持するとき、接合層部材４には、外周側へ向かう力が働くことがある。この力に対して、係止凸部３１によって、外周側から接合層部材４を支承することにより、接合層部材４が半導体モジュール２の外周側へずれることをより確実に防ぐことができる。
その他、実施形態３と同様の作用効果を有する。
【００６０】
（実施形態６）
本形態は、図１４に示すごとく、接合層部材４の延設方向に垂直な面による断面の形状において、接合層部材４が略Ｖ字形状を有する形態である。
すなわち、接合層部材４は、外側面に、傾斜界面１１１に沿って、積層体１の積層方向Ｘに対して傾斜した傾斜外側面４２を有する形態である。傾斜外側面４２は、傾斜界面１１１と略平行である。
その他の構成は、実施形態３と同様である。
【００６１】
本形態においては、接合層部材４の厚みのばらつきを抑制することができる。それゆえ、Ｘ方向の位置によって、接合層部材４を透過した後のレーザ光Ｌのエネルギがばらつくことを防ぐことができる。その結果、より広い範囲にて、安定した溶着を、接合層部材４と封止部材３との間において実現することができる。
その他、実施形態３と同様の作用効果を有する。
【００６２】
（実施形態７）
本形態においては、図１５に示すごとく、封止部材３に係止凸部３１を設けると共に、接合層部材４の断面形状を略Ｖ字形状とした形態である。すなわち、本形態は、上述した実施形態５（図１３参照）と実施形態６（図１４参照）とを組み合わせた形態である。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００６３】
本形態においては、実施形態５の作用効果と実施形態６の作用効果との双方を得ることができる。すなわち、封止部材３に対する接合層部材４の位置ずれを確実に防ぐと共に、より広い範囲にて、安定した溶着を、接合層部材４と封止部材３との間において実現することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００６４】
（実施形態８）
本形態は、図１６、図１７に示すごとく、封止部材３と一体的に成形された接合層部材４を、他方の封止部材３にレーザ溶着させることで、２つの半導体モジュール２を接合する、形態である。
【００６５】
すなわち、接合層部材４を挟む一対の半導体モジュール２の一方の封止部材３に、予め、接合層部材４を一体成形しておく。例えば、二色成形法を用いて、光吸収性樹脂からなる封止部材３の一部に、光透過性樹脂からなる接合層部材４を一体化して成形しておく。
【００６６】
図１６に示すごとく、接合層部材４が一体成形された封止部材３は、他方の封止部材３との間の対向面に、接合層部材４が配置されるようにする。つまり、図１６、図１７に示すごとく、一方の半導体モジュール２に一体化された接合層部材４を、２つの半導体モジュール２の対向面に配置した状態で、２つの半導体モジュール２を積層する。
【００６７】
そして、図１７に示すごとく、接合層部材４が他方の半導体モジュール２の封止部材３に接触した状態で、接合層部材４にレーザ光Ｌを照射する。これにより、接合層部材４を、他方の半導体モジュール２の封止部材３に溶着させる。その結果、２つの半導体モジュール２が、接合層部材４を介して互いに接合される。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００６８】
（実施形態９）
本形態は、図１８、図１９に示すごとく、テーパ面３２において接合層部材４が封止部材３と一体成形された半導体モジュール２を用いた形態である。
そして、実施形態８と同様に、封止部材３と一体的に成形された接合層部材４を、他方の封止部材３にレーザ溶着させることで、２つの半導体モジュール２を接合する。
【００６９】
すなわち、本形態も、実施形態８と同様に、二色成形にて接合層部材４を、封止部材３と一体化した半導体モジュール２を、他方の封止部材３にレーザ溶着させるものである。また、レーザ溶着される側の界面１１も、傾斜界面１１１となっている。この点においては、上記実施形態３と同様である。
その他は、実施形態８と同様である。
【００７０】
本形態においては、実施形態８の作用効果と実施形態３の作用効果との双方を得ることができる。
【００７１】
（実施形態１０）
本形態は、図２０、図２１に示すごとく、テーパ面３２において接合層部材４が封止部材３と一体成形された半導体モジュール２を、Ｘ方向に垂直な界面１１において、他方の封止部材３にレーザ溶着する形態である。
【００７２】
すなわち、本形態は、実施形態４と実施形態８とを組み合わせた形態である。
本形態においては、実施形態４の作用効果と実施形態８の作用効果との双方を得ることができる。
【００７３】
上記実施形態においては、各半導体モジュール２が２個の半導体素子２１を有する形態を示したが、各半導体モジュールにおける半導体素子の数は、特に限定されるものではなく、１個でもよいし、３個以上でもよい。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  半導体モジュールの積層体
２  半導体モジュール
２１  半導体素子
３  封止部材
４  接合層部材
Ｌ  レーザ光
【図１】
2020009963.tif 000003
【図２】
2020009963.tif 000004
【図３】
2020009963.tif 000005
【図４】
2020009963.tif 000006
【図５】
2020009963.tif 000007
【図６】
2020009963.tif 000008
【図７】
2020009963.tif 000009
【図８】
2020009963.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2020009963.tif 000012
【図１１】
2020009963.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2020009963.tif 000015
【図１４】
2020009963.tif 000016
【図１５】
2020009963.tif 000017
【図１６】
2020009963.tif 000018
【図１７】
2020009963.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2020009963.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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