(57)【要約】【課題】  外部接続端子の接続信頼性が高い半導体モジュールを提供する。【解決手段】  チップ１０には、パワースイッチング素子が作り込まれており、下面が放熱面となるとともに、上面において複数の信号線用パッド１４を有する。チップ１０の放熱面にヒートシンク２０が固着されている。金属板２４がチップ１０の各信号線用パッド１４に対応する外部接続端子を構成し、信号線用パッド１４に直接接合されている。【選択図】      図２
2006165322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワースイッチング素子（Ｑ１）が作り込まれており、少なくとも一方の面が放熱面となるとともに、片方の面において複数の信号線用パッド（１４）を有するチップ（１０）と、
前記チップ（１０）の放熱面に固着されたヒートシンク（２０）と、
前記チップ（１０）の各信号線用パッド（１４）に対応する外部接続端子を構成し、当該信号線用パッド（１４）に直接接合された金属板（２４）と、
を備えたことを特徴とする半導体モジュール。
【請求項２】
前記チップ（１０）の各信号線用パッド（１４）に対応する外部接続端子を構成する各金属板（２４）は、各金属板（２４）に共通の絶縁性ベース部材（４０）に固着されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記絶縁性ベース部材（４０）の材料は、セラミックまたは樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
パワースイッチング素子（Ｑ１）が作り込まれており、一方の面が第１の放熱面となるとともに、他方の面の一部領域が第２の放熱面となり、かつ、当該他方の面での他の領域において複数の信号線用パッド（１４）を有するチップ（１０）と、
前記チップ（１０）の第１の放熱面に固着された第１のヒートシンク（２０）と、
前記チップ（１０）の第２の放熱面側に配置され、貫通孔（４５ａ）を有する絶縁性基板（４５）と、
前記絶縁性基板（４５）に固着され、前記チップ（１０）の各信号線用パッド（１４）に対応する外部接続端子を構成し、当該信号線用パッド（１４）に直接接合された金属板（２４）と、
前記絶縁性基板（４５）の貫通孔（４５ａ）内に配置され、前記チップ（１０）の第２の放熱面に固着された第２のヒートシンク（５０）と、
を備えたことを特徴とする半導体モジュール。
【請求項５】
前記絶縁性基板（４５）の材料は、セラミックまたは樹脂であることを特徴とする請求項４に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記チップを複数具備し、各チップ（１０ａ，１０ｂ）を当該各チップ（１０ａ，１０ｂ）に共通の第１のヒートシンク（２０）に固着するとともに、前記金属板（６０）を各チップ（１０ａ，１０ｂ）に共通の絶縁性基板（４６）に固着し、当該金属板（６０）により各チップ（１０ａ，１０ｂ）に共通の外部接続端子を構成するとともに各チップ（１０ａ，１０ｂ）の同じ機能の信号線用パッド（１４）をつなぐ配線を構成したことを特徴とする請求項４または５に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記金属板（７０）は、配線としての長さが各チップ（１０ａ，１０ｂ）で等しいことを特徴とする請求項６に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記複数のチップは一対のチップ（１０ａ，１０ｂ）よりなり、この一対のチップ（１０ａ，１０ｂ）での信号線用パッドを配した辺（Ｓｃ１，Ｓｃ２）同士が対向するように一対のチップ（１０ａ，１０ｂ）を第１のヒートシンク（２０）上に配置するとともに、一対のチップ（１０ａ，１０ｂ）における信号線用パッドの列の並びとして同じ機能を有する信号線用パッド同士を対向させたことを特徴とする請求項７に記載の半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体モジュールとして、パワースイッチング素子を作り込んだチップと、外部接続端子とを一体化したものがある。この場合において、チップをリードフレームのチップ搭載部に搭載するとともに、チップのパッドとリードフレームのパッド部とをワイヤーにてボンディングして電気的に接続している（例えば、特許文献１等）。
【特許文献１】特開平５−２９５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、チップのパッドとリードフレームのパッド部とをワイヤーにてボンディングして電気的に接続しているために接続信頼性という観点から、より信頼性の向上が望まれている。特に、パッドの数が多い場合にはワイヤーボンディングが複雑になる問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題点に着目してなされたものであり、その目的は、外部接続端子の接続信頼性が高い半導体モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の記載の発明は、パワースイッチング素子が作り込まれており、少なくとも一方の面が放熱面となるとともに、片方の面において複数の信号線用パッドを有するチップと、前記チップの放熱面に固着されたヒートシンクと、前記チップの各信号線用パッドに対応する外部接続端子を構成し、当該信号線用パッドに直接接合された金属板と、を備えたことを特徴とする半導体モジュールをその要旨としている。
【０００６】
よって、ワイヤーボンディングによらずに信号線用パッドと直接接合により外部接続端子の引き出しが行われ、接続信頼性が高い。また、チップの放熱面からヒートシンクを通して放熱が行われる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の半導体モジュールにおいて、前記チップの各信号線用パッドに対応する外部接続端子を構成する各金属板は、各金属板に共通の絶縁性ベース部材に固着されていることを特徴としている。よって、各金属板の位置決めが容易になる。
【０００８】
請求項３に記載のように、請求項２に記載の半導体モジュールにおいて、前記絶縁性ベース部材の材料は、セラミックまたは樹脂であるとよい。
請求項４に記載の発明は、パワースイッチング素子が作り込まれており、一方の面が第１の放熱面となるとともに、他方の面の一部領域が第２の放熱面となり、かつ、当該他方の面での他の領域において複数の信号線用パッドを有するチップと、前記チップの第１の放熱面に固着された第１のヒートシンクと、前記チップの第２の放熱面側に配置され、貫通孔を有する絶縁性基板と、前記絶縁性基板に固着され、前記チップの各信号線用パッドに対応する外部接続端子を構成し、当該信号線用パッドに直接接合された金属板と、前記絶縁性基板の貫通孔内に配置され、前記チップの第２の放熱面に固着された第２のヒートシンクと、を備えたことを特徴とする半導体モジュールをその要旨としている。
【０００９】
よって、ワイヤーボンディングによらずに信号線用パッドと直接接合により外部接続端子の引き出しが行われ、接続信頼性が高い。また、チップの両面での第１および第２の放熱面から第１および第２のヒートシンクを通して放熱が行われる。このとき、第２のヒートシンクが絶縁性基板の貫通孔内においてチップの第２の放熱面に固着されており、絶縁性基板の貫通孔にて第２のヒートシンクとの接触が回避される。
【００１０】
請求項５に記載のように、請求項４に記載の半導体モジュールにおいて前記絶縁性基板の材料は、セラミックまたは樹脂であるとよい。
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の半導体モジュールにおいて、チップを複数具備し、各チップを当該各チップに共通の第１のヒートシンクに固着するとともに、前記金属板を各チップに共通の絶縁性基板に固着し、当該金属板により各チップに共通の外部接続端子を構成するとともに各チップの同じ機能の信号線用パッドをつなぐ配線を構成したことを特徴としている。よって、配線の簡素化を図ることができる。
【００１１】
請求項７に記載のように、請求項６に記載の半導体モジュールにおいて、前記金属板は、配線としての長さが各チップで等しいと、チップ毎の配線抵抗を等しくすることができる。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の半導体モジュールにおいて、前記複数のチップは一対のチップよりなり、この一対のチップでの信号線用パッドを配した辺同士が対向するように一対のチップを第１のヒートシンク上に配置するとともに、一対のチップにおける信号線用パッドの列の並びとして同じ機能を有する信号線用パッド同士を対向させたことを特徴としている。よって、チップ毎の配線の長さを短くすることができ、これにより配線抵抗を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。
図１には本実施形態における半導体モジュール１の平面図を示す。図２には本実施形態における半導体モジュール１の縦断面図を示す。図１，２に示すように、本実施形態における半導体モジュール１は、チップ１０を具備しており、当該チップ１０には縦型パワースイッチング素子が作り込まれている。このチップ１０はモールド樹脂２にて封止されている。図１でのモールド樹脂２の無い状態を図３に示す。即ち、図３にはモールド樹脂２の無い状態での半導体モジュール１の平面図を示す。また、図２でのモールド樹脂２の無い状態を図４に示す。即ち、図４にはモールド樹脂２の無い状態での半導体モジュール１の縦断面図を示す。また、図５にはモールド樹脂２の無い状態での半導体モジュール１の分解斜視図を示す。図７には、本実施形態における半導体モジュール１を用いた負荷駆動回路の電気的構成を示す。
【００１４】
図３，４に示すように、チップ１０において四角板状のチップ本体１１には縦型パワースイッチング素子が作り込まれている。縦型パワースイッチング素子として、具体的には、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴやサイリスタを挙げることができる。以下の説明においてはＭＯＳＦＥＴを用いた場合について説明することとし、ゲート端子（ゲート電極）とソース端子（ソース電極）とドレイン端子（ドレイン電極）を有する。なお、ＩＧＢＴを用いた場合には、ゲート端子（ゲート電極）とエミッタ端子（エミッタ電極）とコレクタ端子（コレクタ電極）を有し、また、サイリスタを用いた場合には、ゲート端子（ゲート電極）とカソード端子（カソード電極）とアノード端子（アノード電極）を有することになる。
【００１５】
また、チップ１０においてはトランジスタセル群のうちの一つのトランジスタセルを過電流検出用トランジスタ（カレントミラートランジスタ）として用いており、高機能化している。詳しい説明を、図７を用いて行う。
【００１６】
図７に示すように、チップ１０において、主パワートランジスタＱ１と過電流検出用トランジスタ（カレントミラートランジスタ）Ｑ２とが作り込まれている。主パワートランジスタＱ１はドレイン端子Ｄとソース端子Ｓとの間において負荷３０と電源３１とが直列に接続される。ソース端子Ｓから分岐したソース端子Ｓ１がドライブ回路３２と接続され、ドライブ回路３２により主パワートランジスタＱ１のゲート端子Ｇ１および過電流検出用トランジスタＱ２のゲート端子Ｇ２を通してトランジスタＱ１，Ｑ２のゲート・ソース間電圧が調整され、両トランジスタＱ１，Ｑ２が同期してオン／オフ制御される。前述のソース端子Ｓおよび過電流検出用トランジスタＱ２のソース端子Ｓ２には過電流検出回路３３が接続される。過電流検出回路３３は電流検出抵抗３４と比較回路３５と基準電源３６からなり、過電流検出用トランジスタ（カレントミラートランジスタ）Ｑ２の通電電流が電流検出抵抗３４にて電圧に変換され、その電圧値が比較回路３５において基準電源３６による基準値と比較され、基準値よりも大きいと制御回路３７に過電流検出信号を送出する。制御回路３７は過電流検出信号を入力すると、負荷３０の通電電流を下げるような指令をドライブ回路３２に送出する。
【００１７】
このように、チップ１０には信号線として、主パワートランジスタＱ１のゲート信号線（ゲート端子Ｇ１）と、過電流検出用トランジスタＱ２のゲート信号線（ゲート端子Ｇ２）と、過電流検出用トランジスタＱ２による過電流検出信号線（ソース端子Ｓ２）と、ドライブ回路３２へのソース信号線（電位引き出し用ソース端子Ｓ１）を有している。
【００１８】
図３，４において、チップ本体１１の下面全面にはドレイン電極１２が形成され、ドレイン電極１２（チップ下面）が放熱面となっている。一方、チップ本体１１の上面において右寄りの部位には平面形状が四角形のソース電極１３が形成されている。また、チップ本体１１の上面において左側の部位には信号線用パッド１４が４つ形成されている。４つの信号線用パッド１４は図７でのＧ１，Ｇ２，Ｓ１，Ｓ２端子用のパッドである。
【００１９】
このようにして、チップ１０は、パワースイッチング素子としての主パワートランジスタＱ１および高機能化用素子としての過電流検出用トランジスタＱ２が作り込まれており、一方の面（下面）が放熱面となるとともに、片方の面（上面）において複数の信号線用パッド１４を有している。
【００２０】
チップ１０は四角板状のヒートシンク２０の上に配置され、半田２１によりヒートシンク２０の上面とチップ１０のドレイン電極１２（放熱面）とが接合（固着）されている。ヒートシンク２０は、放熱板として機能するとともにドレイン取出導体として機能する。また、ソース取出金属板２２が備えられている。ソース取出金属板２２は、四角板部２２ａと帯板部２２ｂからなり、四角板部２２ａの一辺から帯板部２２ｂが直線的に延設された構造をなしている。そして、ソース取出金属板２２の四角板部２２ａがチップ１０のソース電極１３の上に配置され、半田２３により接合されている。
【００２１】
図５に示すように、チップ１０の各信号線用パッド１４に対応するように帯板状の金属板２４が用意されている。この帯板状の各金属板２４は各信号線用パッド１４に対応する信号線取り出し用の外部接続端子となる（外部接続端子を構成している）。チップ１０の各信号線用パッド１４の上には信号線取出金属板２４の一端部がそれぞれ配置され、図４に示すように、半田２５により接合されている（直接接合されている）。信号線取出金属板２４としては、例えば、厚さが１ｍｍ程度の銅板を用いることができる。
【００２２】
さらには、この構造体が図１，２に示すように樹脂２にてモールドされている。詳しくは、ヒートシンク２０の下面と、ソース取出金属板２２の帯板部２２ｂの先端部と、信号線取出金属板２４の一端部が露出する状態で、チップ１０とヒートシンク２０とソース取出金属板２２と信号線取出金属板２４を封止している。
【００２３】
このモジュール１が図２に示すように取付部材２６に装着される。この状態においては、ヒートシンク２０の下面が取付部材２６と接触している。そして、縦型パワースイッチング素子を作り込んだチップ１０において駆動により熱が発生し、その熱はヒートシンク２０を通して取付部材２６側に逃がされる。即ち、チップ１０は下面が放熱面となっており、チップ１０の放熱面からヒートシンク２０を通して放熱される。
【００２４】
製造の際には次のようにする。
図６に示すように、ヒートシンク２０の上にチップ１０を半田２１により接合する（半田付けする）。そして、チップ１０のソース電極１３の上にペースト状の半田（半田ペースト）２３を塗布するとともに信号線用パッド１４の上にペースト状の半田（半田ペースト）２５を塗布する。その後、チップ１０のソース電極１３の上にペースト状の半田（半田ペースト）２３を介してソース取出金属板２２の四角板部２２ａを搭載するとともに信号線用パッド１４の上にペースト状の半田（半田ペースト）２５を介して信号線取出金属板２４の一端部を搭載し、この状態で加熱して半田２３，２５を溶融し接合する。なお、半田ペーストの代わりに半田板を用いて半田付けしてもよい。
【００２５】
その後、樹脂２にてモールドする。これによって、図１，２に示すモジュール１が完成する。
このように、本実施形態においては、金属板２４は、チップ１０の各信号線用パッド１４に対応する外部接続端子を構成しており、信号線用パッド１４に直接接合されているので、ワイヤーボンディングによらずに信号線用パッド１４と直接接合により外部接続端子の引き出しが行われ、接続信頼性が高い。特に、ワイヤーボンディングでは高温にしたときに信頼性低下を招きやすいが、本実施形態ではそれが防止できる。また、大電流化に対応すべくソース電極１３についてもソース取出金属板２２と直接接合しており（ワイヤーボンディングではなく半田付けにて電気的に接続しているため）、信号線に加えてソース電極１３も半田付けにすることでプロセスの簡素化を図ることができる。
【００２６】
なお、チップ１０は下面が放熱面となっているが、放熱面は少なくとも一方の面、即ち、下面のみ、上面のみ、上下面とも放熱面となっている場合に適用してもよい。
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００２７】
図８は本実施の形態における半導体モジュールの平面図である。図９は半導体モジュールの縦断面図である。図８，９においてモールド樹脂２を一点鎖線で示す。
本実施形態においては、絶縁性ベース部材としての絶縁性板材４０を具備している。この絶縁性板材４０は長方形状をなしており、材料としてはセラミックや樹脂を挙げることができる。
【００２８】
図１０に示すように、絶縁性板材４０の下面に各信号線取出金属板２４が固着されており、この状態で各信号線取出金属板２４が信号線用パッド１４の上面に半田付けされている。詳しくは次のように製造する。
【００２９】
図１１に示すように、予め、絶縁性板材４０の下面に各信号線取出金属板２４を位置合わせした状態で固着しておく。一方、ヒートシンク２０の上にチップ１０を半田付けするとともに、チップ１０のソース電極１３の上にペースト状の半田（半田ペースト）２３を塗布する。同様に、信号線用パッド１４の上にペースト状の半田（半田ペースト）２５を塗布する。そして、チップ１０のソース電極１３の上にペースト状の半田（半田ペースト）２３を介してソース取出金属板２２の四角板部２２ａを搭載する。また、信号線用パッド１４の上にペースト状の半田（半田ペースト）２５を介して、絶縁性板材４０に固着された信号線取出金属板２４の一端部を搭載する。この状態で加熱して半田２３，２５を溶融し接合する。なお、半田ペーストの代わりに半田板を用いて半田付けしてもよい。
【００３０】
その後、樹脂２にてモールドする。これによって、図８，９に示すモジュールが完成する。
このように、本実施形態においては、チップ１０の各信号線用パッド１４に対応する外部接続端子を構成する各金属板２４は、各金属板２４に共通の絶縁性板材４０に固着されているので、各金属板２４の位置決めが容易になる。詳しくは、導体としての信号線取出金属板２４が絶縁性ベース部材としての絶縁性板材４０に固着されており、これにより信号線取出金属板２４を信号線用パッド１４に半田付けする際において１本ずつの位置精度が不要となる。
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態を、第２の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００３１】
図１２は本実施の形態における半導体モジュールの平面図である。図１３は半導体モジュールの縦断面図である。図１２，１３においてモールド樹脂２を一点鎖線で示す。図１４にはモジュールの分解斜視図を示す。
【００３２】
本実施形態においてもチップ１０には、パワースイッチング素子としての主パワートランジスタＱ１および高機能化用素子としての過電流検出用トランジスタＱ２が作り込まれている。また、同チップ１０は、下面（一方の面）が第１の放熱面となるとともに、上面（他方の面）の一部領域であるソース電極１３が第２の放熱面となり、かつ、当該上面での他の領域において複数の信号線用パッド１４を有している。
【００３３】
また、本実施形態においては、絶縁性基板（板材）４５と、ソース取出導体を兼ねるヒートシンク５０，５１を具備している。チップ１０のソース電極１３の上には、四角板状のヒートシンク５０が半田２３により接合されている。前述したように、ヒートシンク（第１のヒートシンク）２０は、チップ１０の下面（第１の放熱面）に固着され、放熱板として機能するとともにドレイン取出導体として機能する。
【００３４】
一方、図１４に示すように、絶縁性基板４５はチップ１０の上面側（第２の放熱面側）に配置される。絶縁性基板４５の材料としてセラミックや樹脂を挙げることができる。この絶縁性基板４５は中央部に貫通孔４５ａを有し、全体形状として四角枠状をなしている。貫通孔４５ａはヒートシンク５０よりも若干大きい。絶縁性基板４５の下面に各信号線取出金属板２４が固着されており、この状態で各信号線取出金属板２４がチップ１０の信号線用パッド１４の上面に半田２５により接合されている。つまり、チップ１０の各信号線用パッド１４に対応する外部接続端子を構成する金属板２４が信号線用パッド１４に直接接合されている。このとき、図１３に示すように、絶縁性基板４５の貫通孔４５ａ内に第２のヒートシンク５０が配置され、ヒートシンク５０はチップ１０のソース電極１３（第２の放熱面）に固着されており、貫通孔４５ａにより絶縁性基板４５とヒートシンク５０との接触が回避されている。
【００３５】
また、図１３に示すように、絶縁性基板４５の上面よりもヒートシンク５０の上面の方が高くなっており、このヒートシンク５０の上面には四角板状のヒートシンク５１が接合されている。また、図１３に示すように、ヒートシンク５１の上面が露出する状態でモールド樹脂２にて封止されている。
【００３６】
このように本実施形態においては、ワイヤーボンディングによらずに信号線用パッド１４と直接接合により外部接続端子の引き出しが行われ、接続信頼性が高い。また、チップ１０の両面での第１および第２の放熱面から第１および第２のヒートシンク２０，５０を通して放熱が行われる。このとき、第２のヒートシンク５０が絶縁性基板４５の貫通孔４５ａ内においてチップ１０の第２の放熱面（ソース電極１３）に固着されており、絶縁性基板４５の貫通孔４５ａにて第２のヒートシンク５０との接触が回避される。
（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態を、第３の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００３７】
図１５は本実施の形態における半導体モジュールの平面図である。図１６は半導体モジュールの縦断面図である。図１５，１６においてモールド樹脂２を一点鎖線で示す。図１７にはモジュールの分解斜視図を示す。
【００３８】
本実施形態の半導体モジュールはマルチチップモジュールであり、図７でのチップ１０を２つ具備し、この両チップ１０ａ，１０ｂを並列接続した状態で樹脂モールドしている。両チップ１０ａ，１０ｂを並列接続することにより大電流化を図っている。より詳しくは、１チップ当たりの面積を増やして電流を流しやすくする場合には歩留まりが悪くなる。そこで、１チップ当たりのセル数は同じにしてチップ数を増やすことにより電流を流しやすくし、かつ、複数のチップ１０ａ，１０ｂを並列接続している。
【００３９】
以下、詳しく説明する。
２つのチップ１０ａ，１０ｂが各チップ１０ａ，１０ｂに共通のヒートシンク（ドレイン取出導体を兼ねる）２０の上面に搭載され、半田２１により接合（固着）されている。さらに、チップ１０ａ，１０ｂのソース電極１３の上には、それぞれ、四角板状のヒートシンク（ソース取出導体を兼ねる）５０が半田２３により接合されている。
【００４０】
一方、絶縁性基板４６は各チップ１０ａ，１０ｂに共通であり、平面形状として長方形をなしている。絶縁性基板４６の材料としてセラミックや樹脂を挙げることができる。絶縁性基板４６の左右には貫通孔４６ａ，４６ｂが形成されている。貫通孔４６ａ，４６ｂはヒートシンク（ソース取出金属板）５０よりも若干大きい。図１５，１６に示すように、絶縁性基板４６の下面に各信号線取出金属板６０が固着されており、図１８にはこの状態での絶縁性基板４６の下面および正面の構成を示す。
【００４１】
図１８において、絶縁性基板４６の一方の面には４つの金属板６０が固着されている。この金属板６０は、両チップ１０ａ，１０ｂに共通の外部接続端子に加えて両チップ１０ａ，１０ｂの同じ機能の信号線用パッド１４をつなぐ配線を兼ねている。詳しくは次のように構成されている。
【００４２】
４つの金属板６０は所定の形状をなしており（パターニングされており）、４つの信号線用パッド１４に対応している。詳しくは、４つの金属板６０は全体の形状として帯状に延びており、長方形状の外部接続端子部６１と、幅広部６２と、幅広部６３を有している。各金属板６０は、外部接続端子部６１と幅広部６２と幅広部６３をつなぐようにパターニングされている。幅広部６２は第２のチップ１０ｂにおける信号線用パッド１４の形成位置に配置されている。幅広部６３は第１のチップ１０ａにおける信号線用パッド１４の形成位置に配置されている。
【００４３】
そして、各金属板６０の幅広部６２が第２のチップ１０ｂの信号線用パッド１４に、また、幅広部６３が第１のチップ１０ａの信号線用パッド１４に半田付けされている。このとき、図１６に示すように、絶縁性基板４６の貫通孔４６ａ，４６ｂ内にヒートシンク５０が配置され、貫通孔４６ａ，４６ｂにより絶縁性基板４６とヒートシンク５０が接触するのを回避している。
【００４４】
また、図１６に示すように、絶縁性基板４６の上面よりもヒートシンク５０の上面の方が高くなっており、このヒートシンク５０の上面には四角板状のヒートシンク５２が接合されている。また、図１６に示すように、ヒートシンク５２の上面が露出する状態でモールド樹脂２にて封止されている。
【００４５】
ヒートシンク５０，５１は、放熱板として機能するとともにソース取出導体として機能する。
このように本実施形態においては、金属板６０により、各チップ１０ａ，１０ｂに共通の外部接続端子を構成するとともに各チップ１０ａ，１０ｂの同じ機能の信号線用パッド１４をつなぐ配線を構成したので、配線の簡素化を図ることができる。詳しくは、大電流化を図るべく複数のチップ１０ａ，１０ｂを並列接続する際に、チップ共通の信号線用取出端子を用いることにより取出端子数が増加するのを防止できるとともに、絶縁性基板４６に配線および接続端子用の金属板６０を固着することにより配線の簡素化を図ることができる。
【００４６】
より詳しく説明する。
モータ制御用等のインバータの高出力化に伴いパワーデバイスは大面積化をする必要があるが歩留まりが低下し、コストが高くなってしまう。その対策として複数のチップを並列に接続することにより対応することが考えられる。この場合、ゲート信号線などの信号線のワイヤーボンディングが複雑になる。また、次世代のデバイスであるＳｉＣデバイスを用いた場合、ＳｉＣデバイスは高温動作可能であるが、高温（２００℃以上）での信号線のワイヤーボンディング部において信頼性確保が難しい。
【００４７】
これに対し本実施形態においては、ワイヤーボンディングを廃止し、セラミック基板または樹脂基板（４６）に固着した金属板６０を、チップ１０ａ，１０ｂの信号線用パッド１４に直接半田付けしたので、ワイヤーボンディングが無いため信頼性が高い。また、セラミック基板または樹脂基板（４６）に回路配線用の金属板６０を設けることによりマルチチップ実装することができる。さらに、金属板６０が、外部接続線用端子に加えて各チップの信号線用パッドに延設された配線を兼ねるものであるので、配線の簡素化を図ることができる。
（第５の実施の形態）
次に、第５の実施の形態を、第４の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４８】
図１９は、図１８に代わる本実施形態における絶縁性基板（板材）４６の下面図である。
絶縁性基板４６の一方の面には、外部接続端子および配線としての４つの金属板７０が固着され、４つの金属板７０は４つの信号線用パッド１４に対応している。図１９において金属板７０のパターンが、図１８の金属板６０のパターンとは異なっている。詳しくは、金属板７０のパターンに関して、チップ１０ｂの信号線用パッドに対応する幅広部７２とチップ１０ａの信号線用パッドに対応する幅広部７３との間においてその中間の位置から外部接続端子部７１に向かって延びている。
【００４９】
よって、金属板７０に関して、両チップ１０ａ，１０ｂの配線抵抗、即ち、信号線用パッド１４と外部接続端子部７１との間の配線抵抗として、各チップ１０ａ，１０ｂで同じになる。これにより、各チップ１０ａ，１０ｂでゲート抵抗の不均一によるスイッチングの遅れを防止でき、電流の偏りなどをなくすことができる。
【００５０】
このように本実施形態においては、金属板７０は、配線としての長さが各チップ１０ａ，１０ｂで等しいので、チップ毎の配線抵抗を等しくすることができる。
（第６の実施の形態）
次に、第６の実施の形態を、第５の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００５１】
図２０は、図１９に代わる本実施形態における絶縁性基板４６の下面図である。図２１には両チップ１０ａ，１０ｂおよびヒートシンク２０の平面および側面構造を示す。
図２１において、両チップ１０ａ，１０ｂにおける共通の信号線用パッド１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの配置として、次のようにしている。
【００５２】
チップ１０ｂでの一つの辺Ｓｃ１において、４つの信号線用パッド１４ａ〜１４ｄが一列に設けられている。一方、チップ１０ａでの一つの辺Ｓｃ２において、４つの信号線用パッド１４ａ〜１４ｄが一列に設けられている。そして、ヒートシンク２０の上にチップ１０ａとチップ１０ｂが半田付けされるが、このとき、チップ１０ｂでの一つの辺（パッド１４ａ〜１４ｄを配した辺）Ｓｃ１と、チップ１０ａでの一つの辺（パッド１４ａ〜１４ｄを配した辺）Ｓｃ２とが対向するように配置されている。また、チップ１０ｂの一つの辺Ｓｃ１において、４つの信号線用パッド１４ａ〜１４ｄの配置順として左から右に信号線用パッド１４ａ→信号線用パッド１４ｂ→信号線用パッド１４ｃ→信号線用パッド１４ｄで並んでいる。同様に、チップ１０ａの一つの辺Ｓｃ２において、４つの信号線用パッド１４ａ〜１４ｄの配置順として左から右に信号線用パッド１４ａ→信号線用パッド１４ｂ→信号線用パッド１４ｃ→信号線用パッド１４ｄで並んでいる。
【００５３】
図２０に示すように、絶縁性基板４６の一方の面には、外部接続端子および配線としての４つの金属板８０が固着され、４つの金属板８０は４つの信号線用パッド１４ａ〜１４ｄに対応している。図２０における金属板８０のパターンについて説明する。絶縁性基板４６の一方の面での貫通孔４６ａと貫通孔４６ｂとの間の領域において貫通孔４６ｂに近い部位には左右に幅広部８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄが一列に並ぶようにパターニングされている。一方、絶縁性基板４６の一方の面での貫通孔４６ａと貫通孔４６ｂとの間の領域において貫通孔４６ａに近い部位には左右に幅広部８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄが一列に並ぶようにパターニングされている。また、幅広部８２ａと幅広部８３ａとが直線的につながるようにパターニングされている。同様に、幅広部８２ｂと幅広部８３ｂ、幅広部８２ｃと幅広部８３ｃ、幅広部８２ｄと幅広部８３ｄがそれぞれ直線的につながるようにパターニングされている。さらに、幅広部８２ａ，８３ａ間においてその中間の位置から外部接続端子部８１に向かって延びるようにパターニングされている。同様に、幅広部８２ｂ，８３ｂ間、幅広部８２ｃ，８３ｃ間、幅広部８２ｄ，８３ｄ間においてその中間の位置から外部接続端子部８１に向かって延びるようにパターニングされている。
【００５４】
このように本実施形態においては、複数のチップは一対のチップ１０ａ，１０ｂよりなり、この一対のチップ１０ａ，１０ｂでの信号線用パッドを配した辺Ｓｃ１，Ｓｃ２同士が対向するように一対のチップ１０ａ，１０ｂを第１のヒートシンク２０上に配置するとともに、一対のチップ１０ａ，１０ｂにおける信号線用パッドの列の並びとして同じ機能を有する信号線用パッド同士を対向させた。よって、チップ毎の配線長さを短くすることができ、これにより配線抵抗を小さくすることができる。つまり、チップ１０ａ，１０ｂの信号線用パッドの配置を対称に製作し、絶縁性基板４６上の配線を短くすることができる。これにより、絶縁性基板４６上の配線を簡略にすることで、絶縁性基板４６上の配線部付近で応力が発生し、破壊が生じることを防止できる。
【００５５】
これまでの説明においては高機能化のために１チップ内に過電流検出用トランジスタ（カレントミラー素子）を形成した場合について説明したが、他にも温度検出用素子を１チップ内に形成する等の形態にて実施してもよい。また、高機能化素子としての過電流検出素子や温度検出素子が無い場合に適用してよく、この場合には図７においてチップ１０には信号線として、主パワートランジスタＱ１のゲート信号線（ゲート端子Ｇ１）と、ドライブ回路３２へのソース信号線（電位引き出し用ソース端子Ｓ１）を有していることになる。
【００５６】
また、Ｇ１，Ｇ２，Ｓ１，Ｓ２端子の４つの端子を信号線用端子として用いる場合について説明してきたが、Ｇ１端子とＧ２端子を共通化して３つの端子（Ｇ１，Ｇ２共通端子、Ｓ１端子、Ｓ２端子の３つ）を信号線用端子として用いる場合について適用してもよいことは言うまでもない。
【００５７】
また、金属板２４，６０，７０，８０として銅板を使用してもよいが、銅板以外の金属板を用いてもよい。
また、チップ１０ａ，１０ｂの２つのチップを並列接続してモジュール（マルチチップモジュール）としたが、３つ以上のチップをモジュール化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１の実施形態における半導体モジュールの平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線での縦断面図。
【図３】第１の実施形態におけるモールド樹脂の無い状態での半導体モジュールの平面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線での縦断面図。
【図５】第１の実施形態におけるモールド樹脂の無い状態での半導体モジュールの分解斜視図。
【図６】第１の実施形態における半導体モジュールの製造工程を説明するための分解図。
【図７】実施形態における半導体モジュールを用いた負荷駆動回路の電気的構成を示す回路構成図。
【図８】第２の実施形態における半導体モジュールの平面図。
【図９】図８のＡ−Ａ線での縦断面図。
【図１０】第２の実施形態における半導体モジュールの分解斜視図。
【図１１】第２の実施形態における半導体モジュールの製造工程を説明するための分解図。
【図１２】第３の実施形態における半導体モジュールの平面図。
【図１３】図１２のＡ−Ａ線での縦断面図。
【図１４】第３の実施形態における半導体モジュールの分解斜視図。
【図１５】第４の実施形態における半導体モジュールの平面図。
【図１６】図１５のＡ−Ａ線での縦断面図。
【図１７】第４の実施形態における半導体モジュールの分解斜視図。
【図１８】第４の実施形態における絶縁性基板の下面および正面構造を示す図。
【図１９】第５の実施形態における絶縁性基板の下面図。
【図２０】第６の実施形態における絶縁性基板の下面図。
【図２１】第６の実施形態におけるチップおよびヒートシンクの平面および側面構造を示す図。
【符号の説明】
【００５９】
１０…チップ、１０ａ…チップ、１０ｂ…チップ、１４…信号線用パッド、２０…ヒートシンク、２４…金属板、４０…絶縁性板材、４５…絶縁性基板、４５ａ…貫通孔、４６…絶縁性基板、５０…ヒートシンク、６０…金属板、７０…金属板、８０…金属板、Ｑ１…主パワートランジスタ。
【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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【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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