(57)【要約】【課題】ワイヤのループ安定化を図ることによりワイヤの断線や短絡を抑制可能な電力半導体装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】電力半導体モジュール１０は、第１のフレーム部５と、電力半導体素子１と、第２のフレーム部６と、制御用集積回路２と、ワイヤ７ａと、絶縁体部４とを有している。電力半導体素子１は、第１のフレーム部５の第１の表面５ａに搭載されている。制御用集積回路２は、第２のフレーム部６の第３の表面６ａに搭載され、かつ電力半導体素子１を制御するためのものである。ワイヤ７ａは、一端が電力半導体素子１に接続され、かつ他端が制御用集積回路２に接続されている。第１のフレーム部５の第１の表面５ａに垂直な方向において、第１のフレーム部５の第１の表面５ａと第２のフレーム部６の第３の表面６ａとが同じ高さに位置している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の表面および第２の表面を有する第１のフレーム部と、
前記第１のフレーム部の前記第１の表面に搭載された電力半導体素子と、
互いに対向する第３の表面および第４の表面を有する第２のフレーム部と、
前記第２のフレーム部の前記第３の表面に搭載され、かつ前記電力半導体素子を制御するための制御用集積回路と、
一端および他端を有し、前記一端が前記電力半導体素子に接続され、かつ前記他端が前記制御用集積回路に接続されたワイヤと、
前記電力半導体素子、前記第１のフレーム部、前記制御用集積回路、前記第２のフレーム部および前記ワイヤを封止する絶縁体部とを備え、
前記第１のフレーム部の前記第１の表面に垂直な方向において、前記第１のフレーム部の前記第１の表面と前記第２のフレーム部の前記第３の表面とが同じ高さに位置している、電力半導体モジュール。
【請求項２】
前記第１のフレーム部の前記第２の表面および前記第２のフレーム部の前記第４の表面に接する絶縁シートをさらに備えた、請求項１に記載の電力半導体モジュール。
【請求項３】
前記第１のフレーム部の前記第２の表面と接するブロック部をさらに備えた、請求項１に記載の電力半導体モジュール。
【請求項４】
前記ブロック部の材料は銅を含む、請求項３に記載の電力半導体モジュール。
【請求項５】
前記ブロック部の材料はセラミックを含む、請求項３に記載の電力半導体モジュール。
【請求項６】
前記第１のフレーム部および前記第２のフレーム部の少なくとも一方は、前記第１の表面と対面する側に位置する前記絶縁体部の面から前記絶縁体部の外部に出る、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力半導体モジュール。
【請求項７】
前記第１のフレーム部および前記第２のフレーム部の少なくとも一方は、前記絶縁体部から前記外部に露出した位置にコネクタピンを有している、請求項６に記載の電力半導体モジュール。
【請求項８】
前記ワイヤの材質はアルミニウムを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力半導体モジュール。
【請求項９】
互いに対向する第１の表面および第２の表面を有する第１のフレーム部と、
前記第１のフレーム部の前記第１の表面に搭載された電力半導体素子と、
互いに対向する第３の表面および第４の表面を有する第２のフレーム部と、
前記第２のフレーム部の前記第３の表面に搭載され、かつ前記電力半導体素子を制御するための制御用集積回路と、
一端および他端を有し、前記一端が前記電力半導体素子に接続され、かつ前記他端が前記制御用集積回路に接続されたワイヤと、
前記電力半導体素子、前記第１のフレーム部、前記制御用集積回路、前記第２のフレーム部および前記ワイヤを封止する絶縁体部とを備え、
前記第２のフレーム部は、前記絶縁体部の内部において前記第１の表面に対して交差する方向に折れ曲がっている、電力半導体モジュール。
【請求項１０】
第１の端面を有する第１のフレーム部と、前記第１の端面と隙間をあけて向かい合う第２の端面を有する第２のフレーム部と、前記第１のフレーム部および前記第２のフレーム部の双方の側部に間隔をあけて配置され、かつ前記第１のフレーム部と前記第２のフレーム部とをつなぐ第３のフレーム部とを有するフレームを準備する工程と、
前記第３のフレーム部に対して前記第１のフレーム部および前記第２のフレーム部を前記第３のフレーム部の表面に交差する方向に折り曲げるとともに、前記第１の端面および前記第２の端面が向かい合う方向に前記第３のフレーム部を縮ませる工程と、
前記第１のフレーム部に電力半導体素子を搭載する工程と、
前記第２のフレーム部に前記電力半導体素子を制御するための制御用集積回路を搭載する工程と、
一端および他端を有するワイヤによって、前記一端を前記電力半導体素子に接続し、かつ前記他端を前記制御用集積回路に接続する工程とを備えた、電力半導体モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力半導体モジュールおよびその製造方法に関し、特に、電力半導体素子と制御用集積回路とを接続するワイヤを有する電力半導体モジュールおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｉｔｏｒ）などの電力半導体素子と、当該電力半導体素子を制御する制御用集積回路とがワイヤにより接続された電力半導体モジュールが知られている。たとえば、特開２００５−１５０５９５号公報（特許文献１）によれば、パワーチップと制御チップとが金を主成分とするワイヤで接続された電力半導体装置が開示されている。当該電力半導体装置によれば、パワーチップの放熱性と端子の絶縁性能とを両立するため、パワーチップが搭載されているフレームをパッケージの外周部に位置している絶縁シートに接触させ、かつ制御チップが搭載されているフレームはパッケージの中央部に位置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５０５９５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、上記の構成の電力半導体装置によれば、電力半導体素子と制御用集積回路との間に高い段差があるので、電力半導体素子と制御用集積回路とを接続するワイヤの端部に強い応力がかかるためワイヤの断線や短絡が発生することがあった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、ワイヤの端部にかかる応力を緩和してワイヤのループ安定化を図ることによりワイヤの断線や短絡を抑制可能な電力半導体装置およびその製造方法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】
【０００６】
本発明に係る電力半導体モジュールは、第１のフレーム部と、電力半導体素子と、第２のフレーム部と、制御用集積回路と、ワイヤと、絶縁体部とを有している。第１のフレーム部は、互いに対向する第１の表面および第２の表面を有する。電力半導体素子は、第１のフレーム部の第１の表面に搭載されている。第２のフレーム部は、互いに対向する第３の表面および第４の表面を有する。制御用集積回路は、第２のフレーム部の第３の表面に搭載され、かつ電力半導体素子を制御するためのものである。ワイヤは、一端および他端を有し、一端が電力半導体素子に接続され、かつ他端が制御用集積回路に接続されている。絶縁体部は、電力半導体素子、第１のフレーム部、制御用集積回路、第２のフレーム部およびワイヤを封止する。第１のフレーム部の第１の表面に垂直な方向において、第１のフレーム部の第１の表面と第２のフレーム部の第３の表面とが同じ高さに位置している。ここで、同じ高さとは、第１の表面に垂直な方向において、第１の表面と第２の表面との距離が０．１ｍｍ以下であることを意味する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ワイヤの端部にかかる応力を緩和してワイヤのループ安定化を図ることによりワイヤの断線や短絡を抑制可能な電力半導体装置およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置の構成を概略的に説明するための断面模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置の構成を概略的に説明するための平面模式図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る電力用半導体装置の構成を概略的に説明するための断面模式図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る電力用半導体装置の構成を概略的に説明するための断面模式図である。
【図５】本発明の実施の形態２および実施の形態３に係る電力用半導体装置の構成を概略的に説明するための平面模式図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係る電力用半導体装置の構成を概略的に説明するための断面模式図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る電力用半導体装置の構成を概略的に説明するための平面模式図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係る電力用半導体装置の構成を概略的に説明するための断面模式図である。
【図９】本発明の実施の形態５に係る電力用半導体装置の構成を概略的に説明するための平面模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態６に係る電力用半導体装置の構成を概略的に説明するための平面模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態７に係る電力用半導体装置の構成を概略的に説明するための断面模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態７に係る電力用半導体装置の構成を概略的に説明するための断面模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態７に係る電力用半導体装置の構成を概略的に説明するための平面模式図である。
【図１４】本発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置の製造方法の第１の工程を概略的に説明するための平面模式図である。
【図１５】本発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置の製造方法の第２の工程を概略的に説明するための平面模式図である。
【図１６】本発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置の製造方法の第２の工程を概略的に説明するための断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００１０】
（実施の形態１）
図１および図２を参照して、実施の形態１に係る電力半導体モジュールの構成について説明する。実施の形態１に係る電力半導体モジュール１０は、ＩＧＢＴ１と、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）２と、ＦＷＤｉ（Ｆｒｅｅ  Ｗｈｅｅｌｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）３と、第１のフレーム部５と、第２のフレーム部６と、ワイヤ７ａと、絶縁体部４とを主に有している。
【００１１】
第１のフレーム部５は、互いに対向する第１の表面５ａおよび第２の表面５ｂを有しており、第１のフレーム部５の第１の表面５ａ上にＩＧＢＴ１やＦＷＤｉ３などの電力半導体素子が搭載されている。ＩＧＢＴ１およびＦＷＤｉ３は、たとえばはんだなどの接合部材で第１の表面５ａに接合されている。
【００１２】
第２のフレーム部６は、互いに対向する第３の表面６ａおよび第４の表面６ｂを有しており、第２のフレーム部６の第３の表面６ａに電力半導体素子を制御するための制御用集積回路であるＩＣ２が搭載されている。ＩＣ２の裏面は、たとえばはんだなどの接合部材で第３の表面６ａに接合されている。第２のフレーム部６はグラウンド電位であってもよい。図２に示すように、１つの第２のフレーム部６に２つのＩＣ２が搭載されていてもよい。ＩＣ２には、温度センサが内蔵されていてもよい。
【００１３】
ＩＧＢＴ１とＩＣ２とはワイヤ７ａにより直接電気的に接続されている。ワイヤ７ａは一端および他端を有し、一端がＩＧＢＴ１に接続され、かつ他端がＩＣ２に接続されている。ワイヤ７ａは、第１のフレーム部５と第２のフレームとを跨ぐように配置されている。図２に示すように、３つのＩＧＢＴ１が１つのＩＣにワイヤ７ａにより接続されていてもよい。またワイヤ７ａは単数でも複数でもよい。またＩＧＢＴ１とＦＷＤｉ３とはワイヤ７ｃにより電気的に接続されている。ＦＷＤｉ３は第１のフレーム部５とワイヤ７ｄにより電気的に接続されていてもよいし、第１のフレーム部５とは異なるフレームに電気的に接続されていてもよい。さらにＩＣ２は第２のフレーム部６とワイヤ７ｂにより電気的に接続されていてもよいし、第２のフレーム部６とは異なる他のフレームに電気的に接続されていてもよい。ワイヤ７ａ〜７ｄはたとえば金を含む材料からなるが、たとえばアルミニウムなどであってもよい。金よりも低コストなアルミニウムを用いることで、電力半導体モジュール１０の製造コストを低減することができる。
【００１４】
絶縁体部４は、ＩＧＢＴ１、ＦＷＤｉ３、ＩＣ２、第１のフレーム部５、第２のフレーム部６およびワイヤ７ａ〜７ｄを封止している。絶縁体部４はたとえば樹脂から成るが、セラミックなどであってもよい。
【００１５】
図１に示すように、第１のフレーム部５の第１の表面５ａに垂直な方向（つまり図１における上下方向）において、第１のフレーム部５の第１の表面５ａと第２のフレーム部６の第３の表面６ａとが同じ高さに位置している。本発明において同じ高さとは、第１の表面５ａに垂直な方向における第１の表面５ａと第３の表面６ａとの距離が０．１ｍｍ以下であることを意味する。つまり、第１の表面５ａが第３の表面６ａよりも０．１ｍｍ以下だけ絶縁シート１１に近くに位置してもよく、０．１ｍｍ以下だけ絶縁シート１１より遠くに位置していてもよい。
【００１６】
第１のフレーム部５および第２のフレーム部６の各々は、絶縁体部４の内部において第１のフレーム部５の第１の表面５ａに対して垂直な方向に折れ曲がっている。第１のフレーム部５は絶縁体部４の左側面部４ｃから絶縁体部４の外部に出ており、端子部５ｅと繋がっている。同様に、第２のフレーム部６は絶縁体部４の右側面部４ｄから絶縁体部４の外部に出ており、端子部６ｅと繋がっている。第１のフレーム部５と端子部５ｅとは一体として形成されていてもよいし、別体であってもよい。同様に、第２のフレーム部６と端子部６ｅとは一体として形成されていてもよいし、別体であってもよい。
【００１７】
本実施の形態に係る電力半導体モジュール１０は、第１のフレーム部５の第２の表面５ｂおよび第２のフレーム部６の第４の表面６ｂに接する絶縁シート１１を有している。絶縁シート１１は、第２の表面５ｂおよび第４の表面６ｂの全てをカバーしていることが好ましい。絶縁シート１１の第１のフレーム部５が接している面と反対側の面に接して金属板１２が配置されており、金属板１２は絶縁体部４から露出している。放熱フィン８は、絶縁体部４の下面４ｂおよび金属板１２と接して設けられている。
【００１８】
次に、本実施の形態に係る電力半導体モジュールの製造方法について図１、図２および図１４〜図１６を参照して説明する。
【００１９】
まず図１４を参照して、フレーム準備工程が実施される。具体的には、中央にＨ形状の切欠き部が形成され、かつ金属からなるフレーム２０が準備される。当該フレーム２０は、第１の端面５ｆを有する第１のフレーム部５と、当該第１の端面５ｆと隙間Ｇ１をあけて向かい合う第２の端面６ｆを有する第２のフレーム部６とを有する。当該フレーム２０は、第１のフレーム部５および第２のフレーム部６の各々の側部に隙間Ｇ２をあけて配置され、かつ第１のフレーム部５と第２のフレーム部６とを繋ぐ第３のフレーム部９を有する。
【００２０】
次に、第１のフレーム部５に電力半導体素子が搭載される工程と、第２のフレーム部６に電力半導体素子を制御するための制御用集積回路が搭載される工程とが実施される。具体的には、ＩＧＢＴ１およびＦＷＤｉが第１のフレーム部５の第１の表面５ａに搭載され、ＩＣ２が第２のフレーム部６の第３の表面６ａに搭載される。
【００２１】
図１５および図１６を参照して、フレーム折り曲げ工程が実施される。具体的には、第３のフレーム部９に対して第１のフレーム部５および第２のフレーム部６を第３のフレーム部９と交差する方向に折り曲げるとともに、第１の端面５ｆおよび第２の端面６ｆが向かい合う方向に第３のフレーム部９を縮ませる。第３のフレーム部９を縮ませるとは、フレーム２０の幅が幅ｄ１から幅ｄ２に小さくなることである。図１６に示すように、第３のフレーム部９を縮ませることにより、第３のフレーム部９の中央付近に湾曲部９ａが形成されてもよい。
【００２２】
第１のフレーム部５は、第１の折り曲げ部５ｃで絶縁シート１１側に折り曲げられ、第２の折り曲げ部５ｄにおいて絶縁シート１１とは反対側に折り曲げられる。同様に、第２のフレーム部６は、第１の折り曲げ部６ｃで絶縁シート１１側に折り曲げられ、第２の折り曲げ部６ｄにおいて絶縁シート１１とは反対側に折り曲げられる。折り曲げ後の第１のフレーム部５と第２のフレーム部６とは、第１の表面５ａの法線方向（つまり図１６における上下方向）において同じ高さ位置している。その後、第１のフレーム部５と第２のフレーム部６とを接続する第３のフレーム部９が除去され、第１のフレーム部と第２のフレーム部６とは電気的に絶縁される。
【００２３】
図１を参照して、ワイヤボンディング工程が実施される。具体的には、一端および他端を有するワイヤ７ａにより、ワイヤ７ａの一端がＩＧＢＴ１に接続され、かつワイヤ７ａの他端がＩＣ２に接続されている。これにより、ＩＧＢＴ１とＩＣ２とがワイヤ７ａにより直接電気的に接続される。またＩＧＢＴ１とＦＷＤｉ３とがワイヤ７ｃにより電気的に接続される。ＦＷＤｉ３と第１のフレーム部５とはワイヤ７ｄにより電気的に接続されてもよい。さらにＩＣ２と第２のフレーム部６とはワイヤ７ｂにより電気的に接続されてもよい。
【００２４】
次に、モールド工程が実施される。具体的には、ＩＧＢＴ１、ＦＷＤｉ３、ＩＣ２、第１のフレーム部５、第２のフレーム部６およびワイヤ７ａ〜７ｄが樹脂からなる絶縁体部４によって封止される。
【００２５】
なお、上記では、電力半導体素子が搭載される工程および制御用集積回路が搭載される工程の後に、フレーム折り曲げ工程を実施する場合について説明したが、フレーム折り曲げ工程の後に、電力半導体素子が搭載される工程および制御用集積回路が搭載される工程が実施されても構わない。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態１の作用効果について説明する。
実施の形態１に係る電力半導体モジュール１０によれば、電力半導体素子と制御用集積回路とを繋ぐワイヤ７ａを有し、かつ電力半導体素子が搭載された第１のフレーム部５の第１の表面５ａと、制御用集積回路が搭載された第２のフレーム部６の第３の表面６ａとが同じ高さに位置している。これにより、ワイヤ７ａの端部にかかる応力を緩和してワイヤ７ａのループ安定化を図ることができるので、ワイヤ７ａの断線やワイヤ７ａが他のフレームと短絡することを抑制することができる。また、絶縁体部４をモールドするときに、ワイヤ７ａが流されることを抑制することができる。さらに、制御用集積回路に温度センサが搭載されている場合、温度センサと電力半導体素子との距離が近いので、温度センサの精度を向上することができる。
【００２７】
また実施の形態１に係る電力半導体モジュール１０は、第１のフレーム部５の第２の表面５ｂおよび第２のフレーム部６の第４の表面６ｂに接する絶縁シート１１をさらに有する。これにより、第２の表面５ｂおよび第４の表面６ｂを通じて効率的に放熱することができる。
【００２８】
さらに実施の形態１に係る電力半導体モジュール１０の製造方法によれば、第３のフレーム部９に対して第１のフレーム部５および第２のフレーム部６を折り曲げるとともに、第１の端面５ｆおよび第２の端面６ｆが向かい合う方向に第３のフレーム部９が縮まされる。これにより、第１の表面５ａと平行な方向における電力半導体素子および制御用集積回路の距離を可能な限り短くし、かつ第１の表面と垂直な方向における電力半導体素子および制御用集積回路の距離を可能な限り短くすることができる。
【００２９】
（実施の形態２）
図３および図５を参照して、実施の形態２に係る電力半導体モジュールの構成について説明する。実施の形態２に係る電力半導体モジュール１０の構成は、第１のフレーム部５と絶縁シート１１との間に銅からなるブロック部１３が配置されている点において実施の形態１に係る電力半導体モジュールの構成と異なっており、他の点については同様である。
【００３０】
実施の形態２に係る電力半導体モジュール１０によれば、第１のフレーム部５の第２の表面５ｂおよび絶縁シート１１に接して銅からなるブロック部１３が配置されている。ＩＧＢＴ１およびＦＷＤｉ３が搭載されている第１のフレーム部５と、ＩＣ２が搭載されている第２のフレーム部６とは、第１のフレーム部の第１の表面５ａの法線方向において同じ高さに位置している。第２のフレーム部６は絶縁体部４を介して絶縁シート１１に接している。
【００３１】
実施の形態２に係る電力半導体モジュール１０は、第１のフレーム部５の第２の表面５ｂと接するブロック部１３を有する。これにより、第２のフレーム部６を絶縁体部４内で折り曲げることなく、第１の表面５ａに垂直な方向における第１のフレーム部５の第１の表面５ａと第２のフレーム部６の第３の表面６ａとの高さを同じ位置にすることができる。結果として、電力半導体素子および制御用集積回路を繋ぐワイヤ７ａのループ安定化を図ることができる。
【００３２】
また実施の形態２に係る電力半導体モジュール１０によれば、ブロック部１３の材料は銅を含む。これにより、電力半導体素子が発生する熱を効率的に外部に拡散することができる。
【００３３】
（実施の形態３）
図４および図５を参照して、実施の形態３に係る電力半導体モジュールの構成について説明する。実施の形態３に係る電力半導体モジュールの構成は、ブロック部１３はセラミックを含んでいることによりＤＢＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｏｎｄｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ）構造を有している点において実施の形態２に係る電力半導体モジュールの構成と異なっており、他の点については同様である。
【００３４】
ＤＢＣとは２層の銅板の間にセラミックベースが配置されて当該銅板に接着されたものである。具体的には、実施の形態３に係る電力半導体モジュール１０は、銅からなる第１のフレーム部５と銅から成る金属板１２との間にブロック部が配置されており、当該ブロック部は、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのセラミックベース１４からなる。ＩＧＢＴ１およびＦＷＤｉ３が搭載されている第１のフレーム部５と、ＩＣ２が搭載されている第２のフレーム部６とは、第１のフレーム部の第１の表面５ａの法線方向において同じ高さに位置している。第２のフレーム部６は絶縁体部４を介して絶縁シート１１に接している。
【００３５】
実施の形態３に係る電力半導体モジュール１０によれば、ブロック部１３の材料はセラミックを含む。これにより、電力半導体モジュール１０を軽量化することができる。
【００３６】
（実施の形態４）
図６および図７を参照して、実施の形態４に係る電力半導体モジュールの構成について説明する。実施の形態４に係る電力半導体モジュールの構成は、第１のフレーム部５および第２のフレーム部６の少なくとも一方は、第１の表面５ａと対面する側の絶縁体部４の上面４ａから絶縁体部の外部に出ている点において実施の形態１に係る電力半導体モジュールの構成と異なっており、他の点については同様である。
【００３７】
具体的には、実施の形態４に係る電力半導体モジュール１０における第１のフレーム部５は絶縁体部４の内部において絶縁体部４の上面４ａ側に折れ曲がっている。第１のフレーム部５は絶縁体部４の上面４ａを通って絶縁体部４の外部に出ている。同様に、第２のフレーム部６は絶縁体部４の内部において絶縁体部４の上面４ａ側に折れ曲がっている。第２のフレーム部６は絶縁体部４の上面４ａを通って絶縁体部４の外部に出ている。なお、図６においては、第１のフレーム部５および第２のフレーム部６の各々が絶縁体部４の上面４ａを通って外部に出ているが、本発明は、第１のフレーム部５および第２のフレーム部６のいずれか一方が絶縁体部４の上面４ａを通っており、他方が絶縁体部４の左側面部４ｃまたは右側面部４ｄを通って絶縁体部４の外部に出ていても構わない。
【００３８】
実施の形態４に係る電力半導体モジュール１０によれば、第１のフレーム部５および第２のフレーム部６の少なくとも一方は、第１の表面５ａと対面する絶縁体部４の上面４ａから絶縁体部４の外部に出る。これにより、第１のフレーム部５および第２のフレーム部６と放熱フィン８との距離を長くすることで、第１のフレーム部５および第２のフレーム部６と放熱フィン８との間の絶縁性能を向上することができる。
【００３９】
（実施の形態５）
図８および図９を参照して、実施の形態５に係る電力半導体モジュールの構成について説明する。実施の形態５に係る電力半導体モジュールの構成は、第１のフレーム部５および第２のフレーム部６の少なくとも一方は、絶縁体部４から外部に露出した位置にコネクタピン１５が有している点において実施の形態１に係る電力半導体モジュールの構成と異なっており、他の点については同様である。
【００４０】
具体的には、実施の形態５に係る電力半導体モジュール１０は、第１のフレーム部５および第２のフレーム部６の各々はコネクタピン１５を有している。図８に示すように、コネクタピン１５の一部は絶縁体部４の上面４ａから露出しており、コネクタピン１５と端子部５ｅとが接続されている。これにより、第１のフレーム部５と端子部５ｅが電気的に接続される。同様に、コネクタピン１５と端子部６ｅとが接続されている。これにより、第２のフレーム部６と端子部６ｅが電気的に接続される。端子部５ｅおよび端子部６ｅは絶縁体部４の上面４ａと交差する方向に伸長している。なお、図６においては、第１のフレーム部５および第２のフレーム部６の各々がコネクタピン１５を有しているが、本発明は、第１のフレーム部５および第２のフレーム部６のいずれか一方がコネクタピン１５を有しており、他方はコネクタピン１５を有していなくても構わない。
【００４１】
実施の形態５に係る電力半導体モジュール１０によれば、第１のフレーム部５および第２のフレーム部６の少なくとも一方は、絶縁体部４から外部に露出した位置にコネクタピン１５を有している。第１のフレーム部５および第２のフレーム部６を端子なしフレームとし、後工程においてコネクタピン１５を介して端子部５ｅ、６ｅを取り付けることにより、端子部の形状が異なる電力半導体モジュール１０を効率的に製造することができる。また、第１のフレーム部５および第２のフレーム部６を端子がないフレームにすることで、千鳥配置などの多列フレームの形成が可能となる。
【００４２】
（実施の形態６）
図１０を参照して、実施の形態６に係る電力半導体モジュールの構成について説明する。実施の形態６に係る電力半導体モジュールの構成は、ＩＣ２が１チップ化されている点において実施の形態１の構成と異なっており、他の点については同様である。
【００４３】
具体的には、実施の形態６に係る電力半導体モジュール１０は、第２のフレーム部６に搭載された１つのＩＣ２が複数のＩＧＢＴ１を制御可能に設けられている。従来は、上下に配置されている２つのＩＧＢＴ１を別のＩＣ２により制御していたため、お互いの動作のタイミングを制御することができなかった。実施の形態６に係る電力半導体モジュール１０においては、上下に配置されている２つのＩＧＢＴ１を同時に動作させないようにＩＣ２の内部で制御することができるのでインターロック（安全装置）として機能することができる。
【００４４】
（実施の形態７）
図１１〜図１３を参照して、実施の形態７に係る電力半導体モジュールの構成について説明する。実施の形態７に係る電力半導体モジュールの構成は、第２のフレーム部６と絶縁シート１１とが直接接触しておらず、第２のフレーム部６が第１のフレーム部５よりも絶縁体部４の上面４ａ側に位置する点において実施の形態１に係る電力半導体モジュールの構成と異なっており、他の点については同様である。また実施の形態７に係る電力半導体モジュールの製造方法は、実施の形態１の製造方法と同様である。
【００４５】
実施の形態７に係る電力半導体モジュール１０によれば、第２のフレーム部６の第４の表面６ｂと絶縁シート１１との間には絶縁体部４が配置されている。第２のフレーム部６は絶縁体部４の内部において第１のフレーム部５の第１の表面５ａに対して交差する方向に折れ曲がっている。ＩＧＢＴ１およびＦＷＤｉ３が搭載されている第１のフレーム部５は、ＩＣ２が搭載されている第２のフレーム部６よりも、絶縁シート１１の近くに配置ｓれている。つまり、実施の形態７に係る電力半導体モジュールにおいては、第１の表面５ａに対して垂直な方向における第１のフレーム部５の第１の表面５ａと第２のフレーム部６の第３の表面６ａとの距離は同じでなくても構わない。
【００４６】
電力半導体モジュール１０は、図１１に示すように絶縁シート１１と接する金属板１２は絶縁体部４の外部に露出していてもよい。好ましくは、図１２に示すように当該金属板１２および絶縁体部４の下面４ｂと接して放熱フィン８が設けられている。
【００４７】
実施の形態７に係る電力半導体モジュール１０によれば、第２のフレーム部６は、絶縁体部４の内部において第１の表面５ａに対して交差する方向に折れ曲がっている。これにより、第１の表面５ａに対して垂直な方向における第１のフレーム部５と第２のフレーム部６との距離を小さくすることができるので、電力半導体素子と制御用集積回路とを繋ぐワイヤ７ａのループ安定化を図ることができる。結果として、ワイヤ７ａの断線や短絡を抑制することができる。
【００４８】
今回開示された実施の形態および実施例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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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が意図される。
【符号の説明】
【００４９】
１  ＩＧＢＴ、２  ＩＣ、３  ＦＷＤｉ、４  絶縁体部、４ａ  上面、４ｂ  下面、４ｃ，４ｄ  側面、５  第１のフレーム部、５ａ  第１の表面、５ｂ  第２の表面、５ｅ  端子部、５ｆ  第１の端面、６  第２のフレーム部、６ａ  第３の表面、６ｂ  第４の表面、６ｅ  端子部、６ｆ  第２の端面、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ  ワイヤ、８  放熱フィン、９  第３のフレーム、１０  電力半導体モジュール、１１  絶縁シート、１２  金属板、１３  ブロック部、１４  セラミックベース、１５  コネクタピン、２０  フレーム。
【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５】
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【図６】
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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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