(57)【要約】【課題】従来よりも薄型化および低熱抵抗化された両面放熱構造の半導体モジュールおよびこれに用いられる半導体装置を実現する。【解決手段】第１ヒートシンク１、半導体装置２および第２ヒートシンク３がこの順に積層されてなり、これらが接合材５を介して接合され、半導体装置２で生じた熱がヒートシンク１、３の双方から外部に放出される半導体モジュールにおいて、半導体装置２は、一端が半導体素子の外郭よりも外側に延設された配線を有する再配線層が形成されている。このような半導体装置２を用いて、半導体装置２のうち上記した配線の一端を含む部分を、第２ヒートシンク３の他面３ｂの外郭よりも外側に配置し、その配線とリードフレーム４とがはんだによりなる接合材５により接続した構造の半導体モジュールとする。これにより、放熱ブロックおよびワイヤが不要となり、その分だけ従来よりも薄型化および低熱抵抗化される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１放熱部材（１、７）と、
半導体素子（２０）と、その周囲を覆う封止材（２１）と、前記半導体素子と電気的に接続された第１配線（２６）および第２配線（２７）を備え、前記半導体素子および前記封止材の上に形成された再配線層（２４）と、を有してなり、前記第１放熱部材上に搭載された半導体装置（２）と、
前記半導体装置上に配置された第２放熱部材（３、７）と、
前記半導体装置と接合材（５）を介して電気的に接続されたリードフレーム（４）と、
前記第１放熱部材の一部、前記半導体装置、および前記第２放熱部材の一部を覆う封止材（６）とを備え、
前記半導体装置は、前記第２放熱部材のうち前記半導体装置と向き合う他面（３ｂ）の外郭から一部がはみ出しており、
前記第２配線は、その一端が、前記半導体装置のうち前記他面の外郭からはみ出した部分まで延設されており、前記一端が前記接合材を介して前記リードフレームと電気的に接続されている、半導体モジュール。
【請求項２】
前記半導体装置は、前記第１放熱部材のうち前記半導体装置と向き合う上面（１ａ）の外郭内側に配置されている、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記第１放熱部材および前記第２放熱部材は、それぞれヒートシンク（１、３）であり、少なくとも１つは導電経路を構成している請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記第１放熱部材および前記第２放熱部材は、それぞれ伝熱絶縁基板（７）である請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記第１放熱部材および前記第２放熱部材は、それぞれヒートシンク（１、３）と伝熱絶縁基板（７）とが積層されたものであり、前記伝熱絶縁基板が前記半導体装置と前記接合材を介して接続されている、請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記半導体素子を第１半導体素子（２０１）として、前記半導体装置は、前記他面の外郭からはみ出した部分に、中継部材（２９）と第２半導体素子（２０２）とを有しており、
前記第２半導体素子を挟んで対向配置された第３放熱部材（７、８）および第４放熱部材（７、９）をさらに有し、
前記半導体装置のうち前記第２放熱部材と向き合う面を表面（２ａ）とし、その反対面を裏面（２ｂ）として、
前記第３放熱部材は、前記裏面と向き合うと共に、前記第１放熱部材と前記封止材を隔てて配置され、
前記第４放熱部材は、前記表面と向き合うと共に、前記第２放熱部材と前記封止材を隔てて配置され、
少なくとも１つの前記中継部材は、前記表面と前記裏面とを繋ぐ方向に延設されると共に、一端が接合材を介して前記第１放熱部材と電気的に接続され、他端が接合材を介して前記第４放熱部材と電気的に接続されている、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記中継部材は、前記表面に対する法線方向から見て、前記表面において前記再配線層から露出した部分と前記裏面において前記封止材から露出した部分とがオフセットされている、請求項６に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記中継部材は、前記表面と前記裏面とを繋ぐ方向において、少なくとも１つの段差部を有する断面形状とされている、請求項７に記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記第３放熱部材および前記第４放熱部材は、それぞれヒートシンク（８、９）である、請求項６ないし８のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
前記第３放熱部材および前記第４放熱部材は、それぞれ伝熱絶縁基板（７）である、請求項６ないし８のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
【請求項１１】
前記リードフレームの両端のうち前記第２配線に前記接合材を介して接続される側の端部を第１端部（４ａ）とし、前記第１端部とは反対側の端部を第２端部（４ｂ）とし、前記第１端部から前記第２端部に向かう方向を延設方向として、
前記リードフレームは、前記第１端部と前記第２端部との間に前記延設方向の向きが変化する境界部分である境界部（４１）を有し、かつ、前記第１端部と前記境界部との間における一部が、前記リードフレームの厚み、幅および前記延設方向の向きのうち少なくとも１つが前記リードフレームの他の部分とは異なる応力緩和部（４２）である、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
【請求項１２】
前記リードフレームのうち前記第１端部と前記境界部との間の部分は、同一平面上に位置するフラットな形状とされており、
前記応力緩和部は、前記延設方向の向きが前記他の部分とは異なっている、請求項１１に記載の半導体モジュール。
【請求項１３】
前記第２放熱部材のうち前記他面の反対側の面を一面（３ａ）とし、前記第２放熱部材の前記他面のうち前記半導体装置と前記接合材を介して接合された領域を接合領域（３ｂａ）とし、残部を非接合領域（３ｂｂ）とし、前記非接合領域のうち前記接合領域の近傍に位置する一部の領域を接合近傍領域（３ｂｃ）として
前記第２放熱部材は、ヒートシンクであって、前記非接合領域の少なくとも一部が前記他面から前記一面に向かって凹んだ凹部（３１）とされており、
前記非接合領域のうち前記他面の外郭側における前記半導体装置との隙間（Ｄ２）は、前記接合近傍領域における前記半導体装置との隙間（Ｄ１）よりも大きい、請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項１４】
前記凹部は、前記接合近傍領域から前記他面の外郭側に向かって傾斜した、テーパ形状である、請求項１３に記載の半導体モジュール。
【請求項１５】
前記凹部の表面を傾斜面とし、前記傾斜面と前記接合領域のなす面とのなす角度のうち鋭角のものをテーパ角度（θ）として、前記テーパ角度は４５°以下である、請求項１４に記載の半導体モジュール。
【請求項１６】
前記凹部は、前記他面の外郭を含み、前記他面の外郭側から前記接合近傍領域に向かう階段形状とされている、請求項１３に記載の半導体モジュール。
【請求項１７】
前記第１配線のうち前記再配線層を構成する絶縁層（２５）から露出した部分は、粗化された粗化部（２６１）であり、
前記第２配線のうち前記絶縁層に覆われた部分および前記絶縁層から露出する部分は、粗化された粗化部（２７１）である、請求項１ないし１６のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
【請求項１８】
前記リードフレームの両端のうち前記第２配線に前記接合材を介して接続される側の端部を第１端部（４ａ）とし、前記第１端部とは反対側の端部を第２端部（４ｂ）として、
前記リードフレームのうち前記第１端部の側の一部が、それ以外の領域よりも前記接合材の濡れ性が高い領域であり、
前記リードフレームは、前記濡れ性が高い領域を介して前記半導体装置に接続されている、請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
【請求項１９】
前記第２配線のうち前記再配線層を構成する絶縁層（２５）から露出する部分を露出部として、
前記リードフレームのうち前記露出部と向き合う部分である対向部よりも前記第２端部側の部分には、前記半導体装置とは反対側に凹んだ溝部（４４）が形成されており、
前記溝部、および前記対向部から前記溝部までの領域は、前記リードフレームの他の領域よりも前記濡れ性が高い領域である、請求項１８に記載の半導体モジュール。
【請求項２０】
前記半導体装置の外表面のうち前記第２放熱部材と向き合う面を表面（２ａ）とし、前記表面の外郭近傍、かつ前記第２放熱部材の前記他面と向き合う一部の領域を外縁領域（２ａａ）として、
前記半導体装置は、前記外縁領域に、前記第２放熱部材の前記他面と前記半導体装置との接触を抑制する突起部（２ｃ）を備える、請求項１ないし１２、１６ないし１９のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
【請求項２１】
前記突起部は、はんだを含んだ構成とされると共に、前記第２放熱部材の前記他面に接合される、請求項２０に半導体モジュール。
【請求項２２】
第１放熱部材（１、７）と第２放熱部材（３、７）とを備える両面放熱構造の半導体モジュールに用いられ、前記第１放熱部材と前記第２放熱部材との間に配置される半導体装置であって、
半導体素子（２０）と、
前記半導体素子の周囲を囲む封止材（２１）と、
前記半導体素子および前記封止材の上に形成される再配線層（２４）とを備え、
前記再配線層は、絶縁層（２５）と、前記絶縁層内に形成されると共に、前記半導体素子に一端が接続された、第１配線（２６）および第２配線（２７）とを有してなり、
前記第１配線は、上面視にて、前記半導体素子の外郭内側に配置され、
前記第２配線は、上面視にて、他端が前記半導体素子の外郭よりも外側の領域にまで延設されている、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー半導体素子を挟んで対向配置された２つの放熱部材を介した両面放熱構造の半導体モジュールおよびこれに用いられる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＧＢＴ等のパワー半導体素子と、これを挟んで対向配置された２つの放熱部材とを備える両面放熱構造の半導体モジュールとして、例えば特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１に記載の半導体モジュールは、下部ヒートシンクと、パワー半導体素子と、放熱ブロックと、上部ヒートシンクとがはんだを介してこの順に積層されている。また、この半導体モジュールは、リードフレームと、当該リードフレームとパワー半導体素子のゲートとを電気的に接続するワイヤと、これらを覆う封止材とを有してなる。そして、この半導体モジュールは、下部ヒートシンクおよび上部ヒートシンクのうちパワー半導体素子とは反対側の面が封止材から露出している。つまり、この半導体モジュールは、パワー半導体素子への通電により生じる熱をこれら２つのヒートシンク、すなわち放熱部材を介して外部に放出する構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５６２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の半導体モジュールにおいては、放熱ブロックは、２つの放熱部材間の隙間を所定以上とし、これらの放熱部材とワイヤとが接触して短絡することを防止するために配置される。
【０００５】
しかしながら、この放熱ブロックは、半導体モジュールの薄型化の阻害要因であると共に、パワー半導体素子から放熱部材までの熱抵抗を大きくする要因になっている。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑み、パワー半導体素子と、これを挟んで対向配置された２つの放熱部材とを備え、従来よりも薄型化および低熱抵抗化した両面放熱構造の半導体モジュール並びにこれに用いられる半導体装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の半導体モジュールは、第１放熱部材（１、７）と、半導体素子（２０）と、その周囲を覆う封止材（２１）と、半導体素子と電気的に接続された第１配線（２６）および第２配線（２７）を備え、半導体素子および封止材の上に形成された再配線層（２４）と、を有してなり、第１放熱部材上に搭載された半導体装置（２）と、半導体装置上に配置された第２放熱部材（３、７）と、半導体装置と接合材（５）を介して電気的に接続されたリードフレーム（４）と、第１放熱部材の一部、半導体装置、および第２放熱部材の一部を覆う封止材（６）とを備え、半導体装置は、第２放熱部材のうち半導体装置と向き合う他面（３ｂ）の外郭から一部がはみ出しており、第２配線は、その一端が、半導体装置のうち他面の外郭からはみ出した部分まで延設されており、一端がはんだを介してリードフレームと電気的に接続されている。
【０００８】
これにより、半導体装置と第２放熱部材、および半導体装置とリードフレームが、それぞれ接合材を介して接続された両面放熱構造の半導体モジュールとなる。そのため、この半導体モジュールは、従来構造では必要であった放熱ブロックおよびワイヤが不要となり、その分だけ厚みと熱抵抗が小さくなることから、従来よりも薄型化および低熱抵抗化される。
【０００９】
請求項２２に記載の半導体装置は、第１放熱部材（１、７）と第２放熱部材（３、７）とを備える両面放熱構造の半導体モジュールに用いられ、第１放熱部材と第２放熱部材との間に配置される半導体装置であって、半導体素子（２０）と、半導体素子の周囲を囲む封止材（２１）と、半導体素子および封止材の上に形成される再配線層（２４）とを備え、再配線層は、絶縁層（２５）と、絶縁層内に形成されると共に、半導体素子に一端が接続された、第１配線（２６）および第２配線（２７）とを有してなり、第１配線は、上面視にて、半導体素子の外郭内側に配置され、第２配線は、上面視にて、他端が半導体素子の外郭よりも外側の領域にまで延設されている。
【００１０】
これによれば、上記の半導体装置は、放熱ブロックおよびワイヤを用いずに、第２放熱部材およびリードフレームとはんだ接合が可能となり、従来よりも薄型化および低熱抵抗化された半導体モジュールを製造するために適した構成となる。
【００１１】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の半導体モジュールの構成を示す断面図である。
【図２】図１中の半導体装置の構成を示す断面図である。
【図３】図２の半導体装置を示す斜視図である。
【図４】従来の半導体モジュールの構成を示す断面図である。
【図５Ａ】図１の半導体モジュールの製造工程のうち半導体装置の製造工程であって、半導体基板の準備工程を示す断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｂに続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｃに続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｄに続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｆ】図５Ｅに続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｇ】図５Ｆに続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｈ】図５Ｇに続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｉ】図５Ｈに続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｊ】図５Ｉに続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｋ】図５Ｊに続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｌ】図５Ｋに続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｍ】図５Ｌに続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図６Ａ】図１の半導体モジュールの製造工程であって、半導体装置の搭載工程を示す断面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに続く半導体モジュールの製造工程を示す断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｂの製造工程を示す平面図である。
【図６Ｄ】図６Ｂに続く半導体モジュールの製造工程を示す断面図である。
【図７】第２実施形態の半導体モジュールの構成を示す断面図である。
【図８】第３実施形態の半導体モジュールの構成を示す断面図である。
【図９】図８の半導体モジュールのうち半導体装置を示す斜視図である。
【図１０】図８の半導体モジュールにおける各構成要素の配置例を示す平面図である。
【図１１】第３実施形態の半導体モジュールの変形例の構成を示す断面図である。
【図１２】第４実施形態の半導体モジュールにおけるリードフレームの構成例を示す断面図である。
【図１３】図１２に示すXIIIの方向から見た矢視図である。
【図１４】応力緩和部を備えないリードフレームに生じる応力を説明するための図である。
【図１５】応力緩和部の第１の変形例を示す図であって、図１３に相当する矢視図である。
【図１６】応力緩和部の第２の変形例を示す図であって、図１２に相当する断面図である。
【図１７】図１６に示すXVIIの方向から見た矢視図である。
【図１８】第５実施形態の半導体モジュールの構成を示す断面図である。
【図１９】ヒートシンクのうち半導体装置に対向する面について説明するための図である。
【図２０】ヒートシンクの他面と半導体装置の一面との隙間について説明するための図である。
【図２１】第５実施形態の半導体モジュールの変形例の構成を示す断面図である。
【図２２】第６実施形態の半導体モジュールにおける半導体装置の構成例を示す断面図である。
【図２３】第７実施形態の半導体モジュールにおけるリードフレームの構成例を示す断面図である。
【図２４】第７実施形態に係るリードフレームの変形例の構成を示す断面図である。
【図２５】第８実施形態の半導体モジュールにおける半導体装置の構成例を示す断面図である。
【図２６】第８実施形態に係る半導体装置における突起部の配置例を示す平面図である。
【図２７】第８実施形態に係る半導体装置における突起部の他の配置例を示す平面図である。
【図２８】第３実施形態の他の変形例の構成を示す断面図である。
【図２９】他の実施形態における半導体装置の変形例の構成を示す断面図である。
【図３０】第２実施形態の変形例の構成を示す断面図である。
【図３１】第３実施形態の別の変形例の構成を示す断面図である。
【図３２】第１実施形態の変形例の構成を示す断面図である。
【図３３】図３２に示す半導体モジュールの製造工程のうち封止材の成形工程を示す図である。
【図３４】第５実施形態の他の変形例の構成を示す断面図である。
【図３５】段差部を備える伝熱絶縁基板を用いた半導体モジュールの構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１４】
（第１実施形態）
第１実施形態の半導体モジュールＳ１について、図１〜図３を参照して説明する。半導体モジュールＳ１は、例えば、自動車の走行用モータに電力を供給するために直流電流を交流電流に変換する電力変換装置等に用いられると好適であり、「パワーカード」と称され得る。
【００１５】
図１では、後述する第２ヒートシンク３のうち別断面において外部に接続される配線部分を破線で示している。図２では、後述する絶縁層２５を便宜的に区画した領域の境界を破線で示している。また、図２は、図３に一点鎖線で示すII-II間の断面図に相当する。
【００１６】
（構成）
本実施形態の半導体モジュールＳ１は、図１に示すように、第１ヒートシンク１と、半導体装置２と、第２ヒートシンク３と、リードフレーム４と、接合材５と、封止材６とを有してなる。半導体モジュールＳ１は、２つのヒートシンク１、３が半導体装置２を挟んで対向配置されており、半導体装置２で生じる熱がこれらのヒートシンク１、３を介して両面から外部に放出される両面放熱構造とされている。
【００１７】
第１ヒートシンク１は、図１に示すように、表裏の関係にある上面１ａおよび下面１ｂを備える板状とされ、例えばＣｕ（銅）やＦｅ（鉄）等の金属材料等により構成される。第１ヒートシンク１は、上面１ａ上にはんだによりなる接合材５を介して半導体装置２が搭載されると共に、下面１ｂが封止材６から露出している。第１ヒートシンク１は、本実施形態では、半導体装置２の通電における電流経路とされており、例えば図１に示すように、上面１ａ側の一部が封止材６の外部まで延設されている。つまり、第１ヒートシンク１は、本実施形態では、放熱部材および配線の２つの役割を果たす。なお、第１ヒートシンク１は、「第１放熱部材」と称し得る。
【００１８】
半導体装置２は、図２に示すように、表面２ａと裏面２ｂとを有する板状とされ、半導体素子２０と、封止材２１と、第１電極２２と、第２電極２３と、再配線層２４とを有してなる。半導体装置２は、第２電極２３に接続された第２配線２７を再配線層２４の一部として有すると共に、第２配線２７の一端が半導体素子２０の外郭よりも外側にまで延設された、ファンアウト型のパッケージ構造（以下「ＦＯパッケージ構造」という）とされている。なお、半導体装置２は、ＦＯパッケージ構造とされていればよく、ウェハレベルのパッケージ構造であってもよいし、パネルレベルのパッケージ構造であってもよい。
【００１９】
半導体装置２は、図１に示すように、第１ヒートシンク１の上面１ａの外郭内側に配置されている。また、半導体装置２は、その一部が第２ヒートシンク３のうち対向する他面３ｂの外郭よりも外側にはみ出しており、そのはみ出した部分にまで第２配線２７の一端が延設された構造とされている。これは、リードフレーム４とのワイヤ接続、および半導体装置２と第２ヒートシンク３との間の放熱ブロックを不要とし、従来よりも薄型化および低熱抵抗化を可能とするためである。この詳細については、後述する。
【００２０】
半導体素子２０は、主としてシリコン、シリコンカーバイド等の半導体材料により構成され、例えばＭＯＳトランジスタ、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等のパワー半導体素子であり、通常の半導体プロセスにより製造される。半導体素子２０は、第１電極２２および第２電極２３が形成された面の反対面に図示しない第３電極が形成されており、第３電極が接合材５を介して第１ヒートシンク１の上面１ａと電気的に接続されている。
【００２１】
封止材２１は、図２に示すように、半導体素子２０の周囲を覆う部材であり、例えばエポキシ樹脂等の任意の樹脂材料により構成される。封止材２１は、半導体素子２０の端面を覆いつつ、半導体素子２０のうち第１電極２２が形成された面とは反対側の面と共に半導体装置２の裏面２ｂを構成している。
【００２２】
第１電極２２、第２電極２３および図示しない第３電極は、例えば、Ｃｕ等の金属材料で構成され、電解メッキ等により半導体素子２０の一面上に形成される。第１電極２２および第３電極は、一対とされ、半導体素子２０の主な電流経路とされている。第１電極２２は、例えばエミッタ電極とされる。第２電極２３は、複数形成され、そのうちの少なくとも１つが、例えばゲート電極とされ、第１電極２２と第３電極との間の電流のオンオフを制御するために用いられる。また、複数の第２電極２３のうちゲート電極とは異なるものは、例えば、他にも素子上のセンサー用端子等として用いられる。
【００２３】
なお、第１電極２２、第２電極２３は、後述する製造方法にて、第１配線２６、第２配線２７と同様に、電解メッキによりＣｕ等の金属材料で構成されることで、Ａｌ（アルミニウム）等の材料で構成された場合に比べ、放熱性が向上する。
【００２４】
再配線層２４は、図２に示すように、絶縁層２５と、第１電極２２に接続された第１配線２６と、第２電極２３に接続された第２配線２７とを有してなり、半導体素子２０および封止材２１の上に通常の再配線技術により形成される。
【００２５】
絶縁層２５は、例えば、ポリイミド等の絶縁性材料によりなり、任意の塗布工程等により形成される。
【００２６】
第１配線２６および第２配線２７は、例えば、Ｃｕの金属材料等によりなり、電解メッキ等により形成される。第１配線２６は、上面視にて、半導体素子２０の外郭内側に形成され、その一端が接合材５を介して第２ヒートシンク３に電気的および熱的に接続されている。第２配線２７は、上面視にて、一端が半導体素子２０の外郭よりも外側に延設されると共に、接合材５を介してリードフレーム４と電気的に接続されている。第２配線２７は、例えば図３に示すように、複数形成され、いずれも一端が半導体素子２０の外郭の外側に延設される。なお、図３では、第２配線２７が５つ形成され、それぞれが異なる第２電極２３に接続された例を示しているが、第２電極２３および第２配線２７の数については任意である。
【００２７】
第２ヒートシンク３は、図１に示すように、表裏の関係にある一面３ａおよび他面３ｂを備える板状とされ、第１ヒートシンク１と同様の材料により構成される。第２ヒートシンク３は、本実施形態では、半導体装置２の表面２ａの一部と対向配置されている。第２ヒートシンク３は、本実施形態では、接合材５を介して第１配線２６と電気的に接続されることで、第１ヒートシンク１と同様に半導体素子２０の電流経路とされており、図１の別断面において、他面３ｂ側の一部が封止材６の外部まで延設されている。つまり、第２ヒートシンク３は、本実施形態では、放熱部材および配線の２つの役割を果たす。なお、第２ヒートシンク３は、「第２放熱部材」と称し得る。
【００２８】
リードフレーム４は、例えば、ＣｕやＦｅ等の金属材料によりなり、図１に示すように、半導体装置２のうち第２配線２７と接合材５を介して電気的に接続される。リードフレーム４は、例えば第２電極２３と同数の複数のリードを備える。なお、これらのリードは、封止材６の形成までは、図示しないタイバーにより隣接する複数のリードが連結されているが、封止材６の形成後にプレス打ち抜き等によりタイバーが除去されることで分離した状態となる。また、リードフレーム４は、第２ヒートシンク３と同一の部材として構成され、封止材６の形成まで図示しないタイバーにより連結されていてもよい。この場合であっても、リードフレーム４は、封止材６の形成後にプレス打ち抜き等によりタイバーが除去されることで、第２ヒートシンク３と分離した状態となる。
【００２９】
接合材５は、半導体モジュールＳ１の構成要素同士を接合する接合材であり、電気的に接続するために導電性を有する材料、例えばはんだなどが用いられる。なお、接合材５は、はんだに限定されるものではないが、少なくともワイヤとは異なるものが用いられる。
【００３０】
封止材６は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等によりなり、図１に示すように、ヒートシンク１、３の一部、半導体装置２、リードフレーム４の一部および接合材５を覆っている。
【００３１】
以上が、本実施形態の半導体モジュールＳ１の基本的な構成である。
【００３２】
（効果）
次に、本実施形態の半導体モジュールＳ１の効果について、図４に示す従来構造の半導体モジュールＳ１００と対比して説明する。
【００３３】
まず、従来構造の半導体モジュールＳ１００について、簡単に説明する。なお、半導体モジュールＳ１００の構造については公知のため、ここでは、半導体装置２との相違点について主に述べる。
【００３４】
従来構造の半導体モジュールＳ１００は、図４に示すように、半導体装置１０１と、これを挟んで対向配置されたヒートシンク１、３と、放熱ブロック１０２と、ワイヤ１０３と、リードフレーム４と、接合材５と、封止材６とを有してなる。
【００３５】
半導体装置１０１は、図４に示すように、第１電極２２、第２電極２３および図示しない第３電極を備える半導体素子２０によりなり、半導体装置２と異なり、封止材２１および再配線層２４を有していない。半導体装置１０１は、接合材５を介して第１ヒートシンク１上に搭載されると共に、第１ヒートシンク１の上面１ａの外郭内側かつ第２ヒートシンク３の他面３ｂの外郭内側に配置されている。
【００３６】
放熱ブロック１０２は、Ｃｕ等の金属材料によりなり、図４に示すように、その一方の面が半導体素子２０の第１電極２２と接合材５を介して接続され、他方の面が接合材５を介して第２ヒートシンク３に接続されている。放熱ブロック１０２は、半導体素子２０の電流経路を構成すると共に、半導体素子２０で生じる熱を第２ヒートシンク３に伝搬する役割を果たす。また、放熱ブロック１０２は、半導体素子２０と第２ヒートシンク３との隙間を所定以上とし、第２電極２３に接続されたワイヤ１０３が、第２ヒートシンク３に接触して短絡することを防止するために配置される。
【００３７】
ワイヤ１０３は、Ａｌ（アルミ）、Ａｕ（金）等の金属材料により構成され、第２電極２３およびリードフレーム４にワイヤボンディングにより接合され、これらを電気的に接続している。
【００３８】
上記した従来の半導体モジュールＳ１００は、半導体装置１０１と第２ヒートシンク３との間に放熱ブロック１０２を配置して隙間を確保する必要があるため、これ以上の薄型化が難しい構造である。また、半導体モジュールＳ１００は、半導体装置１０１と第２ヒートシンク３との間に、２層の接合材および１つの放熱ブロック１０２が介在しており、その分だけ熱抵抗が大きくなってしまう。
【００３９】
これに対して、本実施形態の半導体モジュールＳ１は、半導体装置２が、再配線層２４を有する構成とされると共に、その一部が第２ヒートシンク３の他面３ｂの外郭よりも外側にはみ出すように配置されている。また、半導体モジュールＳ１は、半導体装置２のうち第２ヒートシンク３の他面３ｂの外郭よりも外側に延設された第２配線２７が、はんだによりなる接合材５を介してリードフレーム４と接合された構造である。よって、半導体モジュールＳ１では、半導体装置２と第２ヒートシンク３とを直接はんだ接合することが可能となり、放熱ブロック１０２およびワイヤ１０３が不要となる。
【００４０】
その結果、半導体装置２と第２ヒートシンク３とを接続するものが１層の接合材５のみとなり、放熱ブロック１０２および１層の接合材５の分だけ厚みが小さくなり、かつ、熱抵抗が小さい構造の半導体モジュールとなる。別の観点では、半導体装置２は、ＦＯパッケージ構造とされることで、リードフレーム４とのはんだ接合が可能となり、両面放熱構造の半導体モジュールの薄型化および低熱抵抗化に適した構造となるとも言える。また、半導体装置２は、再配線層２４を有する構成とされることで、第１電極２２や第２電極２３の平面サイズ、ひいては半導体素子２０の平面サイズを小さくでき、コスト面を改善する効果も期待される。
【００４１】
なお、単に第２ヒートシンク３の面積を小さくし、再配線層２４を形成していない半導体素子２０の第２電極２３を第２ヒートシンク３の外郭よりも外側に配置して、ワイヤ１０３で第２電極２３とリードフレーム４とを接続することも考えられる。
【００４２】
しかしながら、この方法の場合、放熱ブロック１０２が不要となり、その分の熱抵抗が小さくなるものの、第２ヒートシンク３の平面サイズについても小さくなり、その分だけ熱抵抗が大きくなってしまう。その結果、このような構造とされた半導体モジュールは、従来に比べて放熱性能が変わらないか、むしろ悪化するおそれがある。また、ワイヤ１０３を接続するために、第２電極２３の平面サイズを大きくしなければならず、これに伴い、半導体素子２０の平面サイズが大きくなるため、コスト面の悪化が懸念される。さらに、ワイヤ１０３を用いる場合、短絡を防ぐために配線長さが必要となると共に、インダクタンスが大きくなるため、交流電源と接続するとき、高周波信号にノイズが生じやすくなる。
【００４３】
したがって、ＦＯパッケージ構造とされた半導体装置２を用いる半導体モジュールＳ１は、従来よりも、薄型化および低熱抵抗化された構造となることに加え、高周波信号のノイズ低減や半導体素子２０の小型化によるコスト低減の効果も期待される。
【００４４】
（製造方法）
次に、本実施形態の半導体モジュールＳ１の製造方法の一例について、図５Ａ〜図６Ｃを参照して説明する。
【００４５】
まず、図５Ａに示すように、通常の半導体プロセスで製造された半導体素子２０を用意し、半導体素子２０のうち後ほど第１電極２２および第２電極２３を形成する面を支持基板１１０に貼り付けて保持する。なお、この支持基板１１０としては、例えば、表面にシリコンとの密着性の高い図示しない粘着性シートを備える任意のものが使用される。
【００４６】
続いて、図示しない金型を用意し、コンプレッション成形等により、支持基板１１０に保持された半導体素子２０をエポキシ樹脂等の樹脂材料で覆い、加熱等により硬化することで、図５Ｂに示すように、封止材２１を成形する。その後、封止材２１により覆われた半導体素子２０を支持基板１１０から剥離する。
【００４７】
次いで、半導体素子２０が露出した面上に、ポリイミド等の感光性の樹脂材料を含む溶液をスピンコート法等により塗布して乾燥し、図５Ｃに示すように、絶縁層２５を構成する第１層２５１を形成する。
【００４８】
そして、図５Ｄに示すように、フォトリソグラフィエッチング法により、第１層２５１のパターニングを行った後、スパッタリング等の真空成膜法によりＣｕ等によりなる第１のシード層２８１を形成する。
【００４９】
その後、図５Ｅに示すように、第１層２５１および第１のシード層２８１を覆うレジスト層２５３を形成する。レジスト層２５３は、感光性の樹脂材料を用い、第１層２５１と同様にスピンコート法等により形成されることができる。
【００５０】
続いて、第１層２５１のパターニングと同様の工程により、レジスト層２５３のパターニングを行い、図５Ｆに示すように、第１層２５１が除去された領域を含む開口部を形成する。
【００５１】
次いで、電解メッキ等によりＣｕ等によるメッキ層を形成し、図５Ｇに示すように、第１電極２２および第２電極２３を形成し、続けて、第１配線２６の一部と第２配線２７の一部を形成する。
【００５２】
そして、図５Ｈに示すように、レジスト層２５３を剥離液等により除去した後、エッチング液により第１のシード層２８１のうちレジスト層２５３の除去によって露出した部分を除去する。
【００５３】
その後、図５Ｉに示すように、第１層２５１と同じように感光性の樹脂材料を用い、スピンコート法により、絶縁層２５を構成する第２層２５２を形成した後、フォトリソグラフィエッチング法によりパターニングを行う。
【００５４】
続いて、図５Ｊに示すように、スパッタリング等の真空成膜法によりＣｕ等によりなる第２のシード層２８２を形成する。第２のシード層２８２を形成後、上記と同様の工程により、第２層２５２上にレジスト層２５３を成膜し、パターニングを行うことで、図５Ｋに示すように、第２層２５２、第１配線２６の一部および第２配線２７の一部を覆うレジスト層２５３を形成する。
【００５５】
次いで、電解メッキ等によりＣｕ等によりなる、第１配線２６および第２配線２７の残部を形成した後、剥離液によりレジスト層２５３を除去し、レジスト層２５３の除去によって露出した第２のシード層２８２をエッチング液等で除去する。これにより、図５Ｌに示すように、半導体素子２０および封止材２１上に、第１配線２６と第２配線２７とを備える再配線層２４が形成される。
【００５６】
そして、図５Ｍに示すように、封止材２１のうち再配線層２４の反対側の面を研磨等により薄肉化し、半導体素子２０を露出させる。その後、半導体素子２０の露出面に、スパッタリング等の真空成膜法により、図示しない第３電極を形成する。なお、図示しない第３電極は、半導体素子２０の露出面だけに形成されてもよいし、当該露出面に加えて、封止材２１のうち再配線層２４の反対側の面を含めた研磨面の全面に形成されてもよい。前者の場合、図示しないメタルマスクを用いることで、半導体素子２０の露出面のみに第３電極を形成することができる。
【００５７】
上記の工程により、半導体装置２を製造することができるが、上記以外の他の任意の半導体プロセスが採用されてもよい。例えば、図５Ａに示した半導体素子２０を用意する工程において、第３電極が形成された半導体素子２０を用意してもよい。この場合、第３電極を封止材２１で覆った後に、封止材２１を薄肉化することで第３電極を露出させることとなるが、特に支障はない。このように、半導体装置２の製造工程については、適宜変更されてもよい。
【００５８】
続いて、図６Ａに示すように、Ｃｕ等の金属材料によりなる第１ヒートシンク１を用意し、半導体装置２をその上にはんだ接合する。なお、第１ヒートシンク１は、例えば、Ｃｕによりなる金属板にプレス打ち抜き加工を施した後、ドライエッチングにより外部の電源等に接続する配線部分を形成すること等の任意の工程により得られる。
【００５９】
次いで、図６Ｂに示すように、半導体装置２の第１配線２６および第２配線２７上にはんだを塗布した後、第１配線２６上に別途用意した第２ヒートシンク３を載せ、第２配線２７上にリードフレーム４を載せて、はんだ接合をする。これにより、図６Ｃに示すように、半導体装置２は、平面視にて、第１ヒートシンク１の外郭内側に配置され、かつ第２ヒートシンク３の外郭から一部がはみ出すと共に、当該はみ出した部分でリードフレーム４が接続された状態となる。なお、半導体装置２は、図６Ｃに示すように、少なくとも一方のヒートシンクのうち半導体装置２に接続される部分よりも大きい平面寸法とされることが好ましい。これは、次に説明する封止材６の成形において、樹脂材料を充填し易くなり、ボイドが生じることが抑制されるためである。また、第２ヒートシンク３は、第１ヒートシンク１と同様の工程により得られる。さらに、リードフレーム４は、例えば、Ｃｕによりなる金属板にプレス打ち抜き加工を施す等の任意の工程により得られる。加えて、半導体装置２と、第２ヒートシンク３およびリードフレーム４とをはんだ接合した後に、半導体装置２と第１ヒートシンク１とをはんだ接合しても構わない。
【００６０】
そして、図６Ｄに示すように、上型３０１と下型３０２とによりなり、封止材６の外形に相当するキャビティ３０３を有する金型３００を用意する。その後、このキャビティ３０３内にヒートシンク１、３およびリードフレーム４がはんだ接合された半導体装置２を投入する。このワークを投入後、エポキシ樹脂等の樹脂材料を図示しない注入口からキャビティ３０３内に注入し、加熱等により硬化させて封止材６を成形する。封止材６の成形後、ワークを金型３００から離型し、プレス打ち抜き加工等によりリードフレーム４のタイバーを除去することで、本実施形態の半導体モジュールＳ１を製造することができる。
【００６１】
本実施形態によれば、半導体装置２がＦＯパッケージ構造とされ、半導体装置２と、第２ヒートシンク３およびリードフレーム４とが直接はんだ接合されることで、放熱ブロック１０２およびワイヤ１０３を必要としない両面放熱構造の半導体モジュールＳ１となる。そのため、放熱ブロック１０２およびワイヤ１０３を備える従来の半導体モジュールＳ１００に比べ、薄型化および低熱抵抗化がされた半導体モジュールＳ１となる。
【００６２】
（第２実施形態）
第２実施形態の半導体モジュールＳ２について、図７を参照して説明する。図７では、別断面において、後述する伝熱絶縁基板７から外部に延設された配線を破線で示している。
【００６３】
本実施形態の半導体モジュールＳ２は、図７に示すように、第１ヒートシンク１と半導体装置２との間、および半導体装置２と第２ヒートシンク３との間のそれぞれに、伝熱絶縁基板７が合計２つ配置されている点で上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【００６４】
伝熱絶縁基板７は、図７に示すように、電気伝導部７１と、絶縁部７２と、熱伝導部７３とがこの順に積層された構成とされている。一方の伝熱絶縁基板７は、電気伝導部７１が半導体装置２と接合材５を介して接続されると共に、熱伝導部７３が図示しないはんだ等を介して第１ヒートシンク１と接続されている。他方の伝熱絶縁基板７は、電気伝導部７１が半導体装置２と接合材５を介して接続されると共に、熱伝導部７３が図示しないはんだ等を介して第２ヒートシンク３と接続されている。
【００６５】
伝熱絶縁基板７は、電気伝導部７１、絶縁部７２および熱伝導部７３がいずれも熱伝導性の高い材料により構成され、全体として熱伝導性が高められる一方で、電気伝導部７１と熱伝導部７３とが絶縁部７２により電気的に独立した構成とされている。この伝熱絶縁基板７を介することで、半導体モジュールＳ２は、半導体装置２が第１ヒートシンク１および第２ヒートシンク３と電気的には独立しつつも、熱的に接続された構成とされている。言い換えると、本実施形態の半導体モジュールＳ２は、第１放熱部材が第１ヒートシンク１と伝熱絶縁基板７とにより、第２放熱部材が第２ヒートシンク３と伝熱絶縁基板７とにより構成され、伝熱絶縁基板７側が半導体装置２に接続された構造とも言える。
【００６６】
伝熱絶縁基板７は、例えば、電気伝導部７１が主にＣｕ等の金属材料で、絶縁部７２が主にＡｌ２Ｏ３（アルミナ）やＡｌＮ（窒化アルミニウム）等の絶縁性材料で、熱伝導部７３が主にＣｕ等の金属材料で、それぞれ構成される。伝熱絶縁基板７としては、例えば、ＤＢＣ（Direct Bonded Copperの略）基板が用いられる。
【００６７】
伝熱絶縁基板７のうち電気伝導部７１は、一部が外部の電源等に接続する配線とされているか、またはリードフレーム４などの他の配線が接続されており、半導体素子２０との電気的なやり取りが可能とされている。
【００６８】
本実施形態によっても、放熱ブロック１０２およびワイヤ１０３が不要な構造であるため、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６９】
また、半導体モジュールＳ２は、伝熱絶縁基板７により半導体装置２とヒートシンク１、３とが絶縁されており、外部の冷却器等に接続する際、冷却器等と半導体モジュールＳ２との間に絶縁層を別途介在させる必要がない構造である。そのため、この半導体モジュールＳ２は、外部の冷却器等に接続する際の信頼性が高くなるとの効果が期待される。
【００７０】
（第３実施形態）
第３実施形態の半導体モジュールＳ３について、図８〜図１０を参照して説明する。
【００７１】
本実施形態の半導体モジュールＳ３は、図８に示すように、半導体装置２が２つの半導体素子２０と中継部材２９と有してなり、ヒートシンク１、３に加えて、ヒートシンク８、９をさらに有して構成とされている点で上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【００７２】
半導体装置２は、本実施形態では、各種電極を備える半導体素子２０と、その上に形成された第１配線２６および第２配線２７とを有する部分（以下、便宜的に「素子部」という）を２つ有してなる。また、半導体装置２は、これら２つの素子部の間に厚み方向において貫通する中継部材２９を有した構成とされている。
【００７３】
以下の説明において、２つの半導体素子２０を区別して分かりやすくするため、図８に示すように、便宜的に、ヒートシンク１、３に接続された半導体素子２０を「第１半導体素子２０１」と称し、他方を「第２半導体素子２０２」と称する。なお、本実施形態では、これらの半導体素子２０１、２０２が、同一の構成とされた例について説明する。
【００７４】
第１半導体素子２０１および第２半導体素子２０２には、例えば、図９に示すように、いずれも第１配線２６および複数の第２配線２７が形成されており、２つの素子部は、その向きを揃えて配置されている。なお、図９の一点鎖線で示すＩＩ−ＩＩ間における、断面構成およびヒートシンク１、３との接続については、上記第１実施形態における半導体装置２と同じである。
【００７５】
中継部材２９は、例えば図８に示すように、第１部材２９ａと第２部材２９ｂとを有してなり、半導体装置２の厚み方向において、ヒートシンクと当該ヒートシンクとは異なる部材とを電気的に接続する部材である。中継部材２９は、例えば、Ｃｕなどの金属材料により構成され、電解メッキ等により形成される。具体的には、例えば、離間した２つの半導体素子２０１、２０２の間に第２部材２９ｂとしてＣｕピラーを配置し、これらを封止材２１で覆う。この第２部材２９ｂは、図８に示す例では、厚み方向の寸法が、第１電極２２が形成された半導体素子２０１、２０２と同じとされており、封止材２１で覆った後においては、半導体素子２０１、２０２のうち第１電極２２が形成される側の面と共に露出している。その後、再配線層２４の形成時に、Ｃｕピラー上において残部である第１部材２９ａを再配線層２４と同様の方法で延設することで、中継部材２９を形成することができる。なお、封止材２１で覆うピラーは、導電性を有する材料で構成されればよく、Ｃｕ以外でも構わない。中継部材２９は、例えば、図８に示すように、第１ヒートシンク１および第４ヒートシンク９を接続するために用いられ、２つの半導体素子２０の間の電流経路となる。中継部材２９は、図８に示す例では、半導体装置２のうち第２ヒートシンク３から露出する部分、かつ第１ヒートシンク１の外郭内側に位置する部分に配置される。この中継部材２９の平面レイアウトの例については、後述する。
【００７６】
第３ヒートシンク８は、図８に示すように、第１ヒートシンク１と同様に、表裏の関係にある上面８ａと下面８ｂとを有する板状とされ、Ｃｕ等の金属材料により構成される。第３ヒートシンク８は、上面８ａ上に、半導体装置２のうち第２半導体素子２０２を備える素子部が接合材５を介して搭載されると共に、下面８ｂが封止材６から露出している。第３ヒートシンク８は、第１ヒートシンク１と直接的に接続されないよう、すなわち短絡しないように、第１ヒートシンク１とは所定以上の間隔を隔てて配置される。つまり、第３ヒートシンク８は、半導体装置２のうち第１ヒートシンク１と向き合う裏面２ｂに向き合いつつ、第１ヒートシンク１と封止材６を隔てて配置される。なお、第３ヒートシンク８は、「第３放熱部材」と称され得る。
【００７７】
第４ヒートシンク９は、図８に示すように、第２ヒートシンク３と同様に、表裏の関係にある一面９ａと他面９ｂとを有する板状とされ、Ｃｕ等の金属材料により構成される。第４ヒートシンク９は、他面９ｂが、半導体装置２のうち第２半導体素子２０２を備える素子部と向き合う配置とされると共に、接合材５を介して第２半導体素子２０２と電気的に接続されている。第４ヒートシンク９は、一面９ａが封止材６から露出している。第４ヒートシンク９は、第２ヒートシンク３と直接的に接続されて短絡しないようにする観点から、第２ヒートシンク３とは所定以上の間隔を隔てて配置されている。つまり、第４ヒートシンク９は、半導体装置２のうち第２ヒートシンク３と向き合う表面２ａと向き合いつつ、第２ヒートシンク３と封止材６を隔てて配置される。なお、第４ヒートシンク９は、「第４放熱部材」と称され得る。
【００７８】
なお、半導体装置２のうち第２半導体素子２０２を備える素子部は、第３ヒートシンク８の上面８ａの外郭内側に配置されている。また、当該素子部のうち第２配線２７の一端は、第４ヒートシンク９の他面９ｂの外郭よりも外側に配置され、上記第１実施形態と同様に、図８の別断面において、リードフレーム４とはんだ接合されている。
【００７９】
つまり、本実施形態の半導体モジュールＳ３は、封止材６内に両面放熱構造とされた２つの素子部を備え、これらが中継部材２９を介して電気的に直列に接続された構成とされている。このような半導体モジュールＳ３は、「２ｉｎ１構造」と称され得る。
【００８０】
次に、４つのヒートシンク１、３、８、９と中継部材２９との平面レイアウトの一例について、図１０を参照して説明する。
【００８１】
例えば、半導体モジュールＳ３は、図１０に示すように、２つの半導体素子２０を備える半導体装置２が、対向配置されたヒートシンク１、３、および対向配置されたヒートシンク８、９のそれぞれの間に配置された構成とされる。また、半導体モジュールＳ３は、さらに、第１ヒートシンク１と第３ヒートシンク８との間に配置され、中継部材２９を介して第２ヒートシンク３と電気的に接続された第５ヒートシンク１０を備えている。
【００８２】
このような構成において、半導体装置２は、２つの中継部材２９１、２９２を備えている。例えば、第１の中継部材２９１は、図１０に示すように、一面３ａに対する法線方向から見て、第１ヒートシンク１と第４ヒートシンク９とが重畳している部分に配置され、それぞれのヒートシンクと接合材５を介して接続される。第２の中継部材２９２は、一面３ａに対する法線方向から見て、第２ヒートシンク３と第５ヒートシンク１０とが重畳している部分に配置され、それぞれのヒートシンクと接合材５を介して接続される。このようなレイアウトとされた半導体モジュールＳ３は、２つの半導体素子２０それぞれについてオンオフの制御により、電流値を適宜変更される構成となる。
【００８３】
また、図１０に示すように、複数のリードフレーム４は、２つの素子部に形成された図示しない第２配線２７と、第２ヒートシンク３および第４ヒートシンク９の外郭外側で接続されている。そのため、本実施形態のように２ｉｎ１構造であっても、放熱ブロック１０２およびワイヤ１０３が不要であり、従来よりも薄型化および低熱抵抗化される。
【００８４】
本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００８５】
（第３実施形態の変形例）
第３実施形態の変形例である半導体モジュールＳ４について、図１１を参照して説明する。半導体モジュールＳ４は、図１１に示すように、中継部材２９の断面形状が変更されている点で、上記第３実施形態と相違する。
【００８６】
中継部材２９は、本変形例では、断面視にて、少なくとも１箇所の段差部を有する形状とされている。また、中継部材２９は、図１１に示すように、第２部材２９ｂが段差部を有する形状とされ、第１部材２９ａが位置をずらして延設されることで、半導体装置２の表面２ａから露出する部分と、半導体装置２の裏面２ｂから露出する部分とが、オフセットされている。中継部材２９は、基本的には、上記第３実施形態で上述した方法により形成される。例えば、まず、第２部材２９ｂとして段差部を有するＣｕピラーの一部を封止材２１で覆う。このとき、第２部材２９ｂは、上記第３実施形態と同様に、半導体素子２０１、２０２のうち第１電極２２が形成される側の面と共に、これと同じ側の面が封止材２１から露出している。その後、平面視にて、当該Ｃｕピラーのうち裏面２ｂから露出する部分とオフセットした位置において、第１部材２９ａを再配線層２４と同様の方法で厚み方向に延設する。これにより、中継部材２９は、段差部を有する形状になると共に、表面２ａから露出する部分と裏面２ｂから露出する部分とがオフセットされる。なお、本変形例において、封止材２１で覆うピラーは、柱状であってもよいし、段差部を有する形状（例えば断面視でＬ字状等）であってもよく、任意である。また、中継部材２９は、ピラーが前者の場合には、平面視にてピラーの外郭からはみ出す部分を形成した後、当該はみ出した部分上にて残部を厚み方向に延設されることで形成される。中継部材２９は、ピラーが後者の場合、ピラーの再配線層２４を形成する側の面であって、封止材２１の裏面側で露出する部分とはオフセットした位置にて残部を厚み方向に延設されることで形成される。上記した方法により、半導体装置２の表面２ａから露出する部分と、裏面２ｂ側から露出する部分とがオフセットされるように形成された中継部材２９は、少なくとも１つの段差部を有する断面形状となる。これにより、薄型化だけでなく、平面サイズの小型化の効果が得られる。
【００８７】
具体的には、上記第３実施形態のように、中継部材２９の断面形状が長方形状とされた場合には、中継部材２９と第２ヒートシンク３との短絡を防止するためには、第１ヒートシンク１の幅寸法を第２ヒートシンク３よりも大きくする必要がある。また、図１１に示すように、第１ヒートシンク１と第３ヒートシンク８との間隔、および第２ヒートシンク３と第４ヒートシンク９との間隔は、これらの間における短絡防止の観点から、いずれも所定以上のＸとされる必要がある。これらを考慮すると、上記第３実施形態では、第１ヒートシンク１の幅寸法は、第２ヒートシンク３に少なくとも第４ヒートシンク９との間隔Ｘに加えて、中継部材２９を接続するためのスペース分を加味したものとなる。
【００８８】
これに対して、本変形例では、中継部材２９は、半導体装置２内で折り曲げられた形状とされ、第４ヒートシンク９と接続される部分が、第１ヒートシンク１と接続される部分とオフセットされている。その結果、図１１に示すように、中継部材２９は、その一端側を第１ヒートシンク１のうち第２ヒートシンク３からＸの幅だけはみ出した部分に接続したとしても、一端側からオフセットされた他端側が第４ヒートシンク９と接続できる。
【００８９】
したがって、本変形例では、第１ヒートシンク１の幅寸法は、上記第３実施形態よりも小さくされることができる。また、この中継部材２９の他端側が接続される第４ヒートシンク９は、同様の理由で、第３ヒートシンク８に比べて余分に幅寸法を大きくする必要がなくなり、上記第３実施形態よりも幅寸法小さくされることができる。これにより、半導体モジュールＳ４は、第１ヒートシンク１および第４ヒートシンク９の幅寸法が小さくされることで、平面サイズが上記第３実施形態よりも小さくなる。
【００９０】
本変形例によれば、上記第３実施形態と同様の効果に加えて、さらに平面サイズについても小型化できるとの効果が得られる半導体モジュールＳ４となる。
【００９１】
（第４実施形態）
第４実施形態の半導体モジュールについて、図１２、図１３を参照して説明する。
【００９２】
図１２では、後述するリードフレーム４の応力緩和部４２を見易くするため、本実施形態に係る半導体モジュールの構成要素のうち半導体装置２の一部、第２ヒートシンク３の一部およびリードフレーム４以外のものを省略している。また、図１２では、説明の便宜上、紙面左右方向に沿った方向をＸ方向とし、紙面平面に対して直交する方向をＹ方向とし、紙面平面においてＸ方向に直行する方向をＺ方向として、これらの方向を矢印等で示している。これは、後述する図１６についても同様である。
【００９３】
図１３では、図１２と同様の理由により、半導体装置２の一部、リードフレーム４および接合材５以外の部材については省略すると共に、図１２に示したＸ、Ｙ、Ｚの各方向を矢印等で示している。これは、後述する図１４、図１５、図１７についても同様である。
【００９４】
本実施形態に係る半導体モジュールは、例えば図１２に示すように、半導体装置２の第２配線２７に接合材５を介して接続されるリードフレーム４が応力緩和部４２を備える構成である点において、上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【００９５】
以下、説明の便宜上、図１２に示すように、リードフレーム４の両端のうち第２配線２７に接続される側の端部を「第１端部４ａ」と称し、その反対側の端部を「第２端部４ｂ」と称する。また、リードフレーム４に沿って第１端部４ａから第２端部４ｂに向かう方向を「延設方向」と称する。
【００９６】
リードフレーム４は、本実施形態では、製造工程においてリードフレーム４のうち第１端部４ａ側に生じる応力を緩和し、第２配線２７とリードフレーム４とを接続する接合材５にかかる負荷を低減する応力緩和部４２を備える。具体的には、半導体モジュールを製造する工程のうちリードフレーム４を第２配線２７に接合材５を介して接続した後の冷却工程において、リードフレーム４の熱収縮に起因して第１端部４ａに応力が生じ、当該応力により接合材５に負荷がかかる。この負荷により接合材５にクラックが発生し得るため、接合信頼性の確保の観点から、第１端部４ａ側に生じる応力を低減することが好ましい。つまり、応力緩和部４２に応力を集中させ、その個所を弾性または塑性変形させることで上記の応力ひいては接合材５への負荷を低減し、接合材５にクラックが生じることを防ぐ。
【００９７】
リードフレーム４は、例えば図１２に示すように、第１端部４ａと第２端部４ｂとの間に延設方向が変わる境界部分である境界部４１を有する形状とされる。具体的には、リードフレーム４は、例えば、第１端部４ａを含む一部および第２端部４ｂを含む一部がＸ方向に沿っており、その間の一部がＺ方向に沿う形状とされうる。この場合、リードフレーム４の延設方向がＸ方向からＺ方向に変化することとなり、この境界が境界部４１である。
【００９８】
また、リードフレーム４は、第１端部４ａと境界部４１との間における一部が、延設方向が他の部分とは異なる応力緩和部４２とされている。具体的には、例えば図１３に示すように、リードフレーム４は、第１端部４ａを含む所定の部分の延設方向がＸ方向に沿っているが、境界部４１に至る途中において延設方向がＹ方向側に変化した応力緩和部４２とされている。言い換えると、リードフレーム４は、本実施形態では、応力緩和部４２が設けられることにより、第１端部４ａから境界部４１までの部分が略Ｌ字形状とされる。また、リードフレーム４は、平面視にて、第１端部４ａから境界部４１までの部分と第２端部４ｂから境界部４１までの部分とが同一直線状に配置されないフラットな形状となっている。つまり、リードフレーム４は、第１端部４ａから境界部４１までの部分が直線状とは異なる形状とされた構成である。
【００９９】
第１端部４ａから境界部４１までの部分が直線状である場合、リードフレーム４を接合材５で半導体装置２に接続した後の冷却工程において、リードフレーム４が延設方向に沿って熱収縮し、図１４の白抜き矢印に示す応力が生じる。この熱応力が大きいと、接合材５にクラックが生じ、半導体モジュールの信頼性が低下するおそれがある。応力緩和部４２は、第１端部４ａから境界部４１までの部分においてその延設方向を変化させることで、接合材５にかかる熱応力を緩和する役割を果たす。なお、応力緩和部４２は、例えば、金属材料によりなる板材にプレス打ち抜き加工を施すことにより形成される。
【０１００】
本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果に加え、半導体装置２の第２配線２７とリードフレーム４とを接続する接合材５にクラックが生じることが抑制され、さらに信頼性が向上する効果も得られる半導体モジュールとなる。
【０１０１】
（第４実施形態の変形例）
応力緩和部４２は、第１端部４ａ側に生じる応力を緩和できる構造であればよく、上記の例に限られるものではない。応力緩和部４２は、例えば図１５に示すように、上面視にてＸＹ平面上において略Ｕ字形状とされてもよい。
【０１０２】
また、応力緩和部４２は、例えば図１６に示すように、断面視にてＺ方向に変形した略Ｕ字形状とされてもよい。この場合、リードフレーム４は、例えば図１７に示すように、上面視にて、第１端部４ａから境界部４１までの部分と第２端部４ｂから境界部４１までの部分とが同一直線上に位置する構成となる。しかし、応力緩和部４２により境界部４１から第１端部４ａに至る途中においてリードフレーム４の延設方向が変化するため、半導体装置２に接続後の冷却工程において第１端部４ａに生じる熱応力が低減される。
【０１０３】
なお、応力緩和部４２は、加工精度の観点からは、第１端部４ａから境界部４１までの部分と同一平面に位置するように形成されることが好ましい。また、応力緩和部４２に応力を集中させ、その個所に弾性または塑性変形させる目的であれば、上記したように、応力緩和部４２はリードフレーム４の延設方向の向きだけでなく、幅や厚みが部分的に他の部位と異なる形状とされてもよい。言い換えると、応力緩和部４２は、第１端部４ａから境界部４１までの間において、リードフレーム４の厚み、幅および延設方向のうち少なくとも１つが他の部位とは異なる状態とされる部位である。また、ここでいうリードフレーム４の幅とは、延設方向に対して直交する方向における寸法を意味する。
【０１０４】
本変形例によっても、上記第４実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０５】
（第５実施形態）
第５実施形態の半導体モジュールについて、図１８〜図２０を参照して説明する。
【０１０６】
図１８では、後述する第２ヒートシンク３に形成される凹部３１を見易くするため、封止材６を省略すると共に、その外郭を二点鎖線で示している。
【０１０７】
本実施形態の半導体モジュールは、例えば図１８に示すように、半導体装置２の第１配線２６に接続される第２ヒートシンク３の他面３ｂに凹部３１が形成されている点で上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【０１０８】
第２ヒートシンク３は、本実施形態では、他面３ｂのうち半導体装置２の第１配線２６に接合される領域とは異なる領域に一面３ａに向かって凹んだ凹部３１が形成されており、半導体装置２と第２ヒートシンク３との間の隙間を確保できる形状とされている。具体的には、第２ヒートシンク３は、図１９に示すように、他面３ｂが半導体装置２に接合される接合領域３ｂａと接合領域３ｂａよりも他面３ｂの外郭側の領域である非接合領域３ｂｂによりなり、非接合領域３ｂｂの少なくとも一部が凹部３１となっている。
【０１０９】
凹部３１は、例えば、非接合領域３ｂｂのうち接合領域３ｂａの近傍に位置する一部の領域を接合近傍領域３ｂｃとして、接合近傍領域３ｂｃの端部から他面３ｂの外郭に向かって傾斜したテーパ形状とされる。凹部３１は、例えば、プレス、切削、鋳造やエッチングなどの任意の加工方法により形成されうる。凹部３１は、例えば図２０に示すように、凹部３１のなす面を傾斜面とし、接合領域３ｂａのなす面と傾斜面とのなす角度のうち鋭角のものをテーパ角度θとして、テーパ角度θが４５°以下とされることが好ましい。これは、半導体装置２からの伝熱を外部に拡散させるための第２ヒートシンク３の領域を確保し、半導体装置２の放熱性が低下することを防ぐためである。
【０１１０】
凹部３１は、非接合領域３ｂｂのうち他面３ｂの外郭側における半導体装置２と隙間Ｄ２が、接合近傍領域３ｂｃにおける半導体装置２との隙間Ｄ１よりも大きい形状とされる。これは、封止材６の形成の際、半導体装置２と第２ヒートシンク３との隙間に封止材が流れ込みやすくし、封止材の充填性を確保するためである。
【０１１１】
例えば、他面３ｂ全体が平坦面である場合、接合材５の厚みが１００μｍもしくはそれ以下であって、フィラーを含む封止材を流し込むとき、フィラーが半導体装置２と第２ヒートシンク３との隙間に入りにくくなり、ボイドが生じるおそれがある。このようなボイドが封止材６に生じると、半導体モジュールにおける発熱／冷却のサイクルが繰り返された際、接合材５における熱応力を緩和する作用が弱まり、クラックが発生する可能性があり、信頼性確保の観点から好ましくない。
【０１１２】
これに対して、本実施形態では、第２ヒートシンク３は、他面３ｂに凹部３１を備え、半導体装置２と第２ヒートシンク３との隙間が接合近傍領域３ｂｃから外側に向かうほど広くなる構造とされている。そのため、接合材５の厚みが薄く、かつフィラーを含む封止材を用いた場合であっても、半導体装置２と第２ヒートシンク３との隙間に当該封止材が流れ込みやすく、充填性が向上し、封止材６におけるボイドの発生が抑制される。
【０１１３】
本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果に加え、半導体装置２と第２ヒートシンク３との隙間における封止材６の充填性をより向上し、封止材６でのボイド発生が抑制され、信頼性がさらに向上する効果が得られる半導体モジュールとなる。
【０１１４】
（第５実施形態の変形例）
第２ヒートシンク３における凹部３１は、封止材６を形成する際に、封止材６を構成する樹脂材料が半導体装置２と第２ヒートシンク３との隙間に充填される形状であればよく、上記したテーパ形状に限られるものではない。凹部３１は、例えば図２１に示すように、階段形状とされてもよい。この場合であっても、第２ヒートシンク３の他面３ｂの非接合領域３ｂｂにおける半導体装置２との隙間は、他面３ｂの外縁部分のほうが接合近傍領域３ｂｃよりも大きくなる。そのため、半導体装置２と第２ヒートシンク３との隙間における封止材の充填性を確保することができる。
【０１１５】
本変形例によっても、上記第５実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１６】
（第６実施形態）
第６実施形態の半導体モジュールについて、図２２を参照して説明する。
【０１１７】
本実施形態の半導体モジュールは、例えば図２２に示すように、半導体装置２のうち第１配線２６および第２配線２７の一部が粗化された粗化部２６１、２７１とされている点で上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【０１１８】
第１配線２６は、本実施形態では、図２２に示すように、再配線層２４を構成する絶縁層２５から露出する部分が粗化された粗化部２６１とされている。第２配線２７は、本実施形態では、絶縁層２５に覆われた部分および絶縁層２５から露出する部分が粗化された粗化部２７１とされている。粗化部２６１、２７１は、例えば、特開２０１９−１８１７１０号公報などに記載の粗化めっき法や通常のめっき形成工程により配線を形成した後にレーザ光照射などの後処理工程により粗化する方法などの任意の方法により形成され得る。
【０１１９】
粗化部２６１、２７１は、粗化されていない場合に比べ、接合材５や絶縁層２５との界面における比表面積を大きくし、接触する材料との密着性を高めることにより、半導体モジュールの信頼性を向上させる役割を果たす。
【０１２０】
なお、ここでいう「粗化部」とは、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ）で定める算出平均表面粗さＲａ（単位：μｍ）が０．３以上となることを意味する。
【０１２１】
本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果に加え、半導体装置２の再配線層２４内における第２配線２７の密着性、および配線２６、２７と接合材５との密着性が高められ、接合信頼性がさらに向上する効果が得られる半導体モジュールとなる。
【０１２２】
（第７実施形態）
第７実施形態の半導体モジュールについて、図２３を参照して説明する。
【０１２３】
図２３では、後述するリードフレーム４のカバー層４３を見易くするため、本実施形態に係る半導体モジュールの構成要素のうち半導体装置２の一部、第２ヒートシンク３の一部およびリードフレーム４以外のものを省略している。
【０１２４】
本実施形態の半導体モジュールは、リードフレーム４にカバー層４３が設けられている点で上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【０１２５】
リードフレーム４は、本実施形態では、第１端部４ａ側の一部の領域、すなわち第２配線２７に接続される部分を含む所定の領域を覆うカバー層４３を備えた構成とされている。カバー層４３は、接合材５によりリードフレーム４を第２配線２７に接続する際に、溶融した接合材５が例えば第２ヒートシンク３側などの意図しない領域にはみ出し、リードフレーム４と意図しない領域との短絡が生じることを防ぐために形成される。例えば、接合材５が半導体装置２に塗布され、溶融した接合材５が第２ヒートシンク３側にはみ出した場合には、はみ出した接合材５が第２ヒートシンク３とリードフレーム４とを直接接続し、短絡が生じ得る。カバー層４３は、このような意図しない領域への接合材５の濡れ広がりを抑制する構成とされる。
【０１２６】
具体的には、カバー層４３は、接合材５の濡れ性がリードフレーム４よりも高い任意の材料により構成されることで、溶融した接合材５の濡れ広がる方向を制御する役割を果たす。例えば、リードフレーム４がＣｕで構成され、接合材５がはんだである場合には、カバー層４３は、例えば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｓｎ（錫）やこれらの合金などにより構成される。カバー層４３は、例えば、蒸着やスパッタリングなどの任意の方法により形成される。
【０１２７】
第２配線２７のうち絶縁層から露出する部分を露出部とし、リードフレーム４のうち第２配線２７の露出部と向き合う部分を対向部として、カバー層４３は、対向部から第２端部４ｂ側の所定の領域を連続的に覆っている。これにより、溶融した接合材５がカバー層４３に接触したとき、接合材５は、カバー層４３に沿って第２端部４ｂ側に濡れ広がるため、第２ヒートシンク３側にはみ出すことが抑制される。
【０１２８】
本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果に加えて、製造工程において接合材５が意図しない方向に流れることを防ぎ、絶縁不良が抑制される効果が得られる構造の半導体モジュールとなる。
【０１２９】
なお、上記では、半導体装置２に接合材５を塗布した後、カバー層４３を備えるリードフレーム４を接続する製造工程を例に説明した。しかしながら、この製造工程に限定されるものではなく、予め半導体装置２の裏面２ｂと第１配線２６および第２配線２７に接合材５を塗布しておき、カバー層４３を備えるリードフレーム４を半導体装置２に接続してもよい。この場合には、半導体装置２と、第１ヒートシンク１、第２ヒートシンク３およびリードフレーム４とを一括で接合することができ、製造工程の簡略化が可能となる。
また、リードフレーム４は、接合材５の濡れ広がりを抑制可能な構成であればよく、カバー層４３を有しない構成であってもよい。例えば、リードフレーム４は、カバー層４３が形成されておらず、カバー層４３に相当する領域以外の濡れ性を他の領域よりも悪化させた状態とすることで接合材５の濡れ広がりを抑制する構造であってもよい。リードフレーム４における接合材５の濡れ性を部分的に悪化させる手段としては、例えばレーザ照射等が挙げられる。すなわち、リードフレーム４は、接合材５の濡れ性が相対的に高い領域と低い領域とを備え、接合材５の濡れ性が相対的に高い領域が第１端部４ａから第２端部４ｂ側に延びる構成であればよい。これは、次に述べる変形例においても同様である。
【０１３０】
（第７実施形態の変形例）
リードフレーム４は、例えば図２４に示すように、第２配線２７と向き合う対向部よりも第２端部４ｂ側であって、対向部から所定の間隔を隔てた箇所に溝部４４が形成されていてもよい。この場合、カバー層４３は、リードフレーム４のうち少なくとも対向部から溝部４４に至るまでの領域を覆うように形成される。
【０１３１】
溝部４４は、例えば図２４に示すように、第２配線２７に余剰な量の接合材５が塗布された際にその余剰分を吸収し、意図しない領域に接合材５が流れることを防ぐ役割を果たす。溝部４４は、例えば、Ｖ溝加工やハーフエッチング法などの任意の加工方法により略Ｖ字状の溝とされるが、接合材５のうち余剰なものが流れ込める形状であればよく、その形状や深さなどについては任意である。溝部４４は、対向部から離れすぎると、接合材５の余剰分を吸収しにくくなるため、例えば、境界部４１よりも第１端部４ａ側であって、対向部から所定の範囲内に形成される。
【０１３２】
本変形例によれば、余剰な接合材５が半導体装置２に塗布された場合であっても、溝部４４でその余剰分を吸収し、意図しない領域に接合材５がはみ出すことを抑制でき、上記第７実施形態での効果がさらに高められた構造の半導体モジュールとなる。
【０１３３】
（第８実施形態）
第８実施形態の半導体モジュールについて、図２５〜図２７を参照して説明する。
【０１３４】
図２５では、後述する突起部２ｃを見易くするため、第１ヒートシンク１の一部および封止材６を省略している。
【０１３５】
本実施形態の半導体モジュールは、例えば図２５に示すように、半導体装置２に突起部２ｃが形成されており、半導体装置２と第２ヒートシンク３とが意図しない部位で接触しない構成とされている点で上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【０１３６】
半導体装置２は、本実施形態では、例えば図２６に示すように、第１配線２６側の表面２ａの外郭近傍の領域に突起部２ｃが複数形成されている。これは、製造工程において半導体装置２の端部が第２ヒートシンク３側に向かうように反った場合、半導体装置２の表面２ａと第２ヒートシンク３の他面３ｂの端部とが広範囲で接触し、これらの隙間を塞ぐことによる封止材６の充填不良を防ぐためである。
【０１３７】
つまり、突起部２ｃは、半導体装置２のうち反りによる変動が大きい外郭近傍に形成され、半導体装置２が反った場合に半導体装置２の表面２ａより先に第２ヒートシンク３の他面３ｂに当接する部位である。これにより、突起部２ｃは、半導体装置２と第２ヒートシンク３との隙間を確保し、これらの隙間に封止材が流れ込むのを助け、封止材６にボイドが生じることを防ぐ役割を果たす。
【０１３８】
突起部２ｃは、樹脂材料や金属材料などの任意の材料で構成される。突起部２ｃは、樹脂材料で構成される場合には、例えば、ポッティングなどの任意の湿式成膜法により形成され得る。突起部２ｃは、金属材料で構成される場合には、例えば、電解めっきなどの任意の方法により形成され得る。突起部２ｃは、後者の場合には、半導体装置２のうち例えば高周波信号などの電気信号を伝送する回路部分とは電気的に独立した構成とされる。
【０１３９】
なお、突起部２ｃは、第２ヒートシンク３に当接するだけでもよいし、第２ヒートシンク３に接合されてもよい。例えば、突起部２ｃは、はんだを含んだ構成とされ、第２ヒートシンク３に接合されてもよく、この場合には、半導体装置２側にはんだが接合する構造を設けてもよい。これにより半導体装置２の放熱性をより高める効果も期待される。
【０１４０】
突起部２ｃは、例えば、柱状とされ、図２６に示すように、半導体装置２のうち反りが大きい領域であって、第２ヒートシンク３に当接し得る領域に複数配置される。具体的には、半導体装置２の表面２ａのうち外郭近傍の所定の領域であって、第２ヒートシンク３の他面３ｂと向き合う領域を外縁領域２ａａとして、突起部２ｃは、外縁領域２ａａに形成される。突起部２ｃは、例えば、第１配線２６よりも外側の外縁領域２ａａに点在しており、第１配線２６を囲むような配置とされる。
【０１４１】
なお、突起部２ｃは、半導体装置２の反りにより半導体装置２の表面２ａと第２ヒートシンク３の他面３ｂとの接触を抑制し、封止材の流入を阻害しなければよく、上記の配置や形状の例に限定されない。例えば、突起部２ｃは、図２７に示すように、壁状とされてもよいし、他の任意の形状とされ、外縁領域２ａａ内において適宜配置が変更されてもよい。
【０１４２】
本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果に加え、製造工程にて半導体装置２の反りが生じても、半導体装置２と第２ヒートシンク３との隙間を確保し、封止材６でのボイド発生を抑制し、信頼性がより向上する効果が得られる半導体モジュールとなる。
【０１４３】
（他の実施形態）
本発明は、実施例に準拠して記述されたが、本発明は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本発明は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらの一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本発明の範疇や思想範囲に入るものである。
【０１４４】
（１）例えば、上記第３実施形態およびその変形例において、図２８に示すように、半導体装置２と各ヒートシンク１、３、８、９との間に伝熱絶縁基板７を配置した構成とされてもよい。この場合、中継部材２９は、伝熱絶縁基板７の電気伝導部７１に電気的に接続され、各ヒートシンク１、３、８、９とは電気的には独立するものの、熱的には接続される。
【０１４５】
（２）また、上記第３実施形態およびその変形例では、２つの素子部が１つの封止材６に覆われた２ｉｎ１構造について説明したが、素子部の数が３以上とされても構わない。この場合であっても、従来よりも薄型化および低熱抵抗化の効果が得られる半導体モジュールとなる。
【０１４６】
（３）上記各実施形態では、半導体装置２の第１配線２６および第２配線２７が、絶縁層２５の外表面よりも外側に突出した形状とされた例について説明したが、図２９に示すように、絶縁層２５の外表面よりも内側に凹んだ形状とされてもよい。
【０１４７】
（４）上記第２実施形態では、第１放熱部材が第１ヒートシンク１および伝熱絶縁基板７により、第２放熱部材が第２ヒートシンク３および伝熱絶縁基板７により、それぞれ構成された例について説明した。しかしながら、図３０に示すように、第１放熱部材および第２放熱部材が、伝熱絶縁基板７のみで構成されてもよい。
【０１４８】
また、上記（１）で説明した上記第３実施形態の他の変形例についても同様に、図３１に示すように、第１ないし第４放熱部材が伝熱絶縁基板７のみで構成されてもよい。この場合、半導体モジュールは、１つの伝熱絶縁基板７のみで第１、第３放熱部材が構成されると共に、１つの伝熱絶縁基板７のみで第２、第４放熱部材が構成された構造となる。この伝熱絶縁基板７は、電気伝導部７１のうち半導体素子２０１に接続される部分と半導体素子２０２に接続される部分とが電気的に独立した構成とされるが、熱伝導部７３についてはパターニングされていなくてもよい。
【０１４９】
（５）上記第１、第２実施形態では、半導体装置２内の半導体素子２０が厚み方向の電流が生じる、いわゆる縦型の構成とされた例を前提に説明したが、半導体素子２０は、これに限定されるものではない。例えば、半導体素子２０は、第１電極２２、第２電極２３および第３電極が同一面内に形成された構成であってもよい。
【０１５０】
（６）上記第１実施形態において、第２ヒートシンク３は、例えば図３２に示すように、半導体装置２と接合される領域よりも外側の位置に一面３ａと他面３ｂとを繋ぐ貫通孔３２が形成されていてもよい。貫通孔３２は、封止材６を成形する際に、封止材６を構成する樹脂材料（以下「封止材料」という）を半導体装置２と第２ヒートシンク３との間に充填させるための充填経路としての役割を果たす。
【０１５１】
具体的には、貫通孔３２は、例えば図３３に示すように、第１ヒートシンク１、半導体装置２、第２ヒートシンク３およびリードフレーム４が接合されてなるワークを金型３１０にセットした後、封止材料を投入した際に当該封止材料が流れ込む経路となる。なお、ワークは、第２ヒートシンク３の一面３ａが金型３１０の内壁に接しないように配置される。そして、封止材料は、図３３にて矢印で示すように、一面３ａから他面３ｂに向かって流れ、半導体装置２と第２ヒートシンク３との隙間を充填する。また、封止材を硬化後に例えば研削により第２ヒートシンク３の一面３ａを露出させることで、図３２に示す半導体モジュールを製造できる。これにより、上記第５実施形態と同様に、封止材６の充填性が向上した構成の半導体モジュールとなる。
【０１５２】
また、貫通孔３２は、例えば図３４に示すように、上記第５実施形態およびその変形例における第２ヒートシンク３に形成されてもよい。この場合、貫通孔３２は、第２ヒートシンク３の凹部３１に形成され、凹部３１と共に、半導体装置２と第２ヒートシンク３との隙間における封止材６の充填性を向上させる役割を果たす。
【０１５３】
なお、貫通孔３２は、上記第３実施形態およびその変形例における第２ヒートシンク３に形成されてもよい。この場合、第４ヒートシンク９に貫通孔３２に相当する貫通孔が形成されると、より封止材６の充填性が向上するため、好ましい。
【０１５４】
（７）第２放熱部材および第４放熱部材の一部または全部が伝熱絶縁基板７で構成された場合には、伝熱絶縁基板７は、例えば図３５に示すように、電気伝導部７１の外周部分に段差部７４が形成されていてもよい。これにより、伝熱絶縁基板７と半導体装置２の表面２ａとの隙間に封止材６が入り込みやすくなり、封止材６の充填性が向上した構成の半導体モジュールとなる。
【符号の説明】
【０１５５】
１    第１ヒートシンク（第１放熱部材）
２    半導体装置
２０  半導体素子
２４  再配線層
２６  第１配線
２７  第２配線
３    第２ヒートシンク（第２放熱部材）
４    リードフレーム
５    接合材
６    封止材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
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【図５Ｋ】
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【図５Ｌ】
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【図５Ｍ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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