(57)【要約】【課題】本発明は、低コストかつ高い信頼性を得ることが可能なパワーモジュールを提供することを目的とする。【解決手段】本発明によるパワーモジュールは、リードフレーム２上に電気的に接続されたパワートランジスタチップ４およびＦＷＤｉチップ５と、リードフレーム６上に電気的に接続されパワートランジスタチップ４の駆動を制御する制御ＩＣチップ７と、パワートランジスタチップ４およびＦＷＤｉチップ５を電気的に接続するＤＬＢフレーム８と、パワートランジスタチップ４と制御ＩＣチップ７、および制御ＩＣチップ７とリードフレーム６の各々を電気的に接続する細線ワイヤ９と、リードフレーム２の一部、リードフレーム６の一部、およびＤＬＢフレーム８の一部が外方に突出するように封止するモールド樹脂１０とを備え、モールド樹脂１０の厚さは、細線ワイヤ９が存在する部分よりもＤＬＢフレーム８が存在する部分の方が薄い。【選択図】図１
2018081947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１リードフレームと、
前記第１リードフレーム上に電気的に接続された複数のパワーチップと、
前記第１リードフレームと離間して設けられた第２リードフレームと、
前記第２リードフレーム上に電気的に接続され、一の前記パワーチップの駆動を制御する制御ＩＣ（Integrated Circuit）チップと、
各前記パワーチップ上であって、各前記パワーチップを電気的に接続するＤＬＢ（Direct Lead Bonding）フレームと、
前記一のパワーチップと前記制御ＩＣチップ、および前記制御ＩＣチップと前記第２リードフレームの各々を電気的に接続するワイヤと、
前記第１リードフレームの一部、前記第２リードフレームの一部、および前記ＤＬＢフレームの一部が外方に突出するように前記第１リードフレーム、各前記パワーチップ、前記第２リードフレーム、前記制御ＩＣチップ、前記ＤＬＢフレーム、および前記ワイヤを封止する樹脂と、
を備え、
前記樹脂の厚さは、前記ワイヤが存在する部分よりも前記ＤＬＢフレームが存在する部分の方が薄いことを特徴とする、パワーモジュール。
【請求項２】
前記第１リードフレームおよび前記ＤＬＢフレームの組が複数並設され、
一の前記ＤＬＢフレームは、隣接する前記第１リードフレームに電気的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項３】
前記一の前記ＤＬＢフレームと、隣接する前記第１リードフレームとは一体に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のパワーモジュール。
【請求項４】
前記一の前記ＤＬＢフレームと、隣接する前記リードフレームとは、櫛歯状に一体に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のパワーモジュール。
【請求項５】
前記第１リードフレームは、Ｐ側リードフレームおよびＮ側リードフレームを含み、
前記ＤＬＢフレームは、Ｐ側ＤＬＢフレームおよびＮ側ＤＬＢフレームを含み、
前記Ｐ側リードフレームおよび前記Ｐ側ＤＬＢフレームからなる組と、前記Ｎ側リードフレームおよび前記Ｎ側ＤＬＢフレームからなる組とは、交互に複数並設されることを特徴とする、請求項２に記載のパワーモジュール。
【請求項６】
各前記Ｐ側リードフレームは、前記一のパワーチップと前記制御ＩＣチップとを接続する前記ワイヤの下を通って一体に形成されることを特徴とする、請求項５に記載のパワーモジュール。
【請求項７】
前記Ｎ側リードフレームおよび前記ＤＬＢフレームは、前記樹脂から外方に突出する側に段差を有し、
各前記Ｐ側リードフレームは、前記段差の下を通って一体に形成されることを特徴とする、請求項５に記載のパワーモジュール。
【請求項８】
各前記Ｎ側ＤＬＢフレームは、一体に形成されることを特徴とする、請求項５に記載のパワーモジュール。
【請求項９】
各前記ＤＬＢフレームの幅および厚さは、当該幅および厚さのうちの少なくとも一方が異なったものを含むことを特徴とする、請求項５に記載のパワーモジュール。
【請求項１０】
前記ＤＬＢフレームは、各前記パワーチップのみを電気的に接続することを特徴とする、請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項１１】
（ａ）第１リードフレームを準備する工程と、
（ｂ）前記第１リードフレーム上に複数のパワーチップを電気的に接続する工程と、
（ｃ）前記第１リードフレームと離間して第２リードフレームを配置する工程と、
（ｄ）前記第２リードフレーム上に一の前記パワーチップの駆動を制御する制御ＩＣ（Integrated Circuit）チップを電気的に接続する工程と、
（ｅ）各前記パワーチップ上であって、ＤＬＢ（Direct Lead Bonding）フレームで各前記パワーチップを電気的に接続する工程と、
（ｆ）前記一のパワーチップと前記制御ＩＣチップ、および前記制御ＩＣチップと前記第２リードフレームの各々をワイヤで電気的に接続する工程と、
（ｇ）前記第１リードフレームの一部、前記第２リードフレームの一部、および前記ＤＬＢフレームの一部が外方に突出するように、樹脂で前記第１リードフレーム、各前記パワーチップ、前記第２リードフレーム、前記制御ＩＣチップ、前記ＤＬＢフレーム、および前記ワイヤを封止する工程と、
を備え、
前記工程（ｇ）において、前記樹脂の厚さは、前記ワイヤが存在する部分よりも前記ＤＬＢフレームが存在する部分の方が薄いことを特徴とする、パワー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、パワーモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワイヤボンド接合を用いたトランスファーモールド型のパワーモジュールがある（例えば、特許文献１参照）。当該パワーモジュールでは、第１リード端子のダイパッド上に、はんだによってパワートランジスタチップおよびＦＷＤｉ（Free Wheeling Diode）チップが接合されている。ダイパッドの下には、絶縁シートが配置されている。第１リード端子、パワートランジスタチップ、およびＦＷＤｉチップは、太線アルミワイヤで電気的に接続されている。第２リード端子には、金属を含んだ樹脂ペーストによって制御ＩＣが接合されている。第２リード端子と制御ＩＣ、および制御ＩＣとパワートランジスタチップの各々は、細線金ワイヤによって電気的に接続されている。第１リード端子および第２リード端子は、めっき処理が施されており基板に実装されている。第１リード端子および第２リード端子には、パワートランジスタチップにおける熱抵抗を下げるために、銅または銅合金が用いられている。
【０００３】
また、従来、ＤＬＢ（Direct Lead Bonding）接合を用いたトランスファーモールド型のパワーモジュールがある（例えば、特許文献２参照）。当該パワーモジュールでは、ベース板上に、はんだなどの接合部材によってパワートランジスタチップおよびＦＷＤｉチップが接合されている。パワートランジスタおよびＦＷＤｉチップ上には、はんだなどの接合部材によってリードフレームが接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４３８３９号公報
【特許文献２】特開２０１４−１１６３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ワイヤボンド接合を用いたトランスファーモールド型のパワーモジュールでは、太線アルミワイヤがパワートランジスタチップの発熱部に直接接合されているため、パワートランジスタチップのオンおよびオフの繰り返しによって生じる熱ストレスが太線アルミワイヤに付加され、当該熱ストレスがそのまま疲労寿命となって現れる。また、太線アルミワイヤおよび細線金ワイヤのループを作るためには、絶縁性を確保するためにループの高さ以上のパワーモジュールの厚さが必要となる。従って、パワーモジュールを小型化するのには限界があり、放熱性も悪いという問題があった。
【０００６】
また、ＤＬＢ接合を用いたトランスファーモールド型のパワーモジュールでは、パワートランジスタおよびＦＷＤｉチップとリードフレームとが直接接合されているため、優れた信頼性を有している。しかし、金型などの初期投資を多く必要とするため、ワイヤボンド接合を用いたトランスファーモールド型のパワーモジュールのような設計の自由度は低く、コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、低コストかつ高い信頼性を得ることが可能なパワーモジュール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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明によるパワーモジュールは、第１リードフレームと、第１リードフレーム上に電気的に接続された複数のパワーチップと、第１リードフレームと離間して設けられた第２リードフレームと、第２リードフレーム上に電気的に接続され、一のパワーチップの駆動を制御する制御ＩＣ（Integrated Circuit）チップと、各パワーチップ上であって、各パワーチップを電気的に接続するＤＬＢ（Direct Lead Bonding）フレームと、一のパワーチップと制御ＩＣチップ、および制御ＩＣチップと第２リードフレームの各々を電気的に接続するワイヤと、第１リードフレームの一部、第２リードフレームの一部、およびＤＬＢフレームの一部が外方に突出するように第１リードフレーム、各パワーチップ、第２リードフレーム、制御ＩＣチップ、ＤＬＢフレーム、およびワイヤを封止する樹脂とを備え、樹脂の厚さは、ワイヤが存在する部分よりもＤＬＢフレームが存在する部分の方が薄い。
【０００９】
また、本発明によるパワーモジュールの製造方法は、（ａ）第１リードフレームを準備する工程と、（ｂ）第１リードフレーム上に複数のパワーチップを電気的に接続する工程と、（ｃ）第１リードフレームと離間して第２リードフレームを配置する工程と、（ｄ）第２リードフレーム上に一のパワーチップの駆動を制御する制御ＩＣ（Integrated Circuit）チップを電気的に接続する工程と、（ｅ）各パワーチップ上であって、ＤＬＢ（Direct Lead Bonding）フレームで各パワーチップを電気的に接続する工程と、（ｆ）一のパワーチップと制御ＩＣチップ、および制御ＩＣチップと第２リードフレームの各々をワイヤで電気的に接続する工程と、（ｇ）第１リードフレームの一部、第２リードフレームの一部、およびＤＬＢフレームの一部が外方に突出するように、樹脂で第１リードフレーム、各パワーチップ、第２リードフレーム、制御ＩＣチップ、ＤＬＢフレーム、およびワイヤを封止する工程とを備え、工程（ｇ）において、樹脂の厚さは、ワイヤが存在する部分よりもＤＬＢフレームが存在する部分の方が薄い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、パワーモジュールは、第１リードフレームと、第１リードフレーム上に電気的に接続された複数のパワーチップと、第１リードフレームと離間して設けられた第２リードフレームと、第２リードフレーム上に電気的に接続され、一のパワーチップの駆動を制御する制御ＩＣ（Integrated Circuit）チップと、各パワーチップ上であって、各パワーチップを電気的に接続するＤＬＢ（Direct Lead Bonding）フレームと、一のパワーチップと制御ＩＣチップ、および制御ＩＣチップと第２リードフレームの各々を電気的に接続するワイヤと、第１リードフレームの一部、第２リードフレームの一部、およびＤＬＢフレームの一部が外方に突出するように第１リードフレーム、各パワーチップ、第２リードフレーム、制御ＩＣチップ、ＤＬＢフレーム、およびワイヤを封止する樹脂とを備え、樹脂の厚さは、ワイヤが存在する部分よりもＤＬＢフレームが存在する部分の方が薄いため、低コストかつ高い信頼性を得ることが可能となる。
【００１１】
また、パワーモジュールの製造方法は、（ａ）第１リードフレームを準備する工程と、（ｂ）第１リードフレーム上に複数のパワーチップを電気的に接続する工程と、（ｃ）第１リードフレームと離間して第２リードフレームを配置する工程と、（ｄ）第２リードフレーム上に一のパワーチップの駆動を制御する制御ＩＣ（Integrated Circuit）チップを電気的に接続する工程と、（ｅ）各パワーチップ上であって、ＤＬＢ（Direct Lead Bonding）フレームで各パワーチップを電気的に接続する工程と、（ｆ）一のパワーチップと制御ＩＣチップ、および制御ＩＣチップと第２リードフレームの各々をワイヤで電気的に接続する工程と、（ｇ）第１リードフレームの一部、第２リードフレームの一部、およびＤＬＢフレームの一部が外方に突出するように、樹脂で第１リードフレーム、各パワーチップ、第２リードフレーム、制御ＩＣチップ、ＤＬＢフレーム、およびワイヤを封止する工程とを備え、工程（ｇ）において、樹脂の厚さは、ワイヤが存在する部分よりもＤＬＢフレームが存在する部分の方が薄いため、低コストかつ高い信頼性を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１によるパワーモジュールの構成の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるパワーモジュールの構成の一例を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態２によるパワーモジュールの構成の一例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態３によるパワーモジュールの構成の一例を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態３によるパワーモジュールの構成の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態４によるパワーモジュールの構成の一例を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態５によるパワーモジュールの構成の一例を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態５によるパワーモジュールの構成の一例を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態６によるパワーモジュールの構成の一例を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態７によるパワーモジュールの構成の一例を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態７によるパワーモジュールの構成の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について、図面に基づいて以下に説明する。
【００１４】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１によるパワーモジュールの構成の一例を示す断面図である。図２は、本実施の形態１によるパワーモジュールの構成の一例を示す平面図である。具体的には、図１は、図２のＡ１−Ａ２断面図である。なお、図２において、各構成要素を覆うモールド樹脂１０の図示は省略している。また、図２に示すリードフレーム２ａ，２ｂは、図１に示すリードフレーム２のように曲げる前の状態を示している。図１に示すリードフレーム６の折り曲げられた部分は、図２では図示を省略している。
【００１５】
パワーモジュール１では、リードフレーム２のダイパッド３上に、はんだまたは焼結によってパワートランジスタチップ４およびＦＷＤｉチップ５が接合されている。パワートランジスタチップ４としては、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などが挙げられる。ダイパッド３の下には、必要に応じて図示しない絶縁シートが設けられる。なお、リードフレーム２は、第１リードフレームに相当する。パワートランジスタチップ４およびＦＷＤｉチップ５は、パワーチップに相当する。
【００１６】
リードフレーム６には、金属を含んだ樹脂ペーストによって制御ＩＣチップ７が接合されている。リードフレーム６と制御ＩＣ７、および制御ＩＣ７とパワートランジスタチップ４の各々は、細線ワイヤ９によって電気的に接続されている。リードフレーム２およびリードフレーム６は、基板に実装されており、パワートランジスタチップ４における熱抵抗を下げるために銅または銅合金が用いられている。制御ＩＣチップ７は、パワートランジスタチップ４の駆動を制御する。なお、リードフレーム６は、第２リードフレームに相当する。
【００１７】
パワートランジスタチップ４およびＦＷＤｉチップ５上には、はんだまたは焼結によってＤＬＢフレーム８が接合されている。パワートランジスタチップ４およびＦＷＤｉチップ５のＤＬＢフレーム６との接合箇所には、はんだ付け可能なようにメタライズ処理が施されている。また、ＤＬＢフレーム６とパワートランジスタチップ４およびＦＷＤｉチップ５との接合箇所には、はんだのはみ出しを抑えるための穴１１が形成されている。
【００１８】
モールド樹脂１０は、リードフレーム２の一部、リードフレーム６の一部、およびＤＬＢフレーム８の一部が外方に突出するように、リードフレーム２、パワートランジスタチップ４、ＦＷＤｉチップ５、リードフレーム６、制御ＩＣチップ７、ＤＬＢフレーム８、および細線ワイヤ９を封止する。制御ＩＣチップ７とパワートランジスタチップ４とは、細線ワイヤ９で接続されている。従って、細線ワイヤ９が存在する部分におけるモールド樹脂１０の厚さは、細線ワイヤ９のループの高さに合わせて決定される。また、ＤＬＢフレーム８が存在する部分におけるモールド樹脂１０の厚さは、ＤＬＢフレーム８の厚さに合わせて決定される。これにより、モールド樹脂１０の厚さは、細線ワイヤ９が存在する部分よりもＤＬＢフレーム８が存在する部分の方が薄い。
【００１９】
図２に示すように、リードフレーム２は、Ｐ側リードフレーム２ａおよびＮ側リードフレーム２ｂを含んでいる。また、ＤＬＢフレーム８は、Ｐ側ＤＬＢフレーム８ａおよびＮ側ＤＬＢフレーム８ｂを含んでいる。以下では、Ｐ側リードフレーム２ａおよびＮ側リードフレーム２ｂを総称してリードフレーム２ともいう。Ｐ側ＤＬＢフレーム８ａおよびＮ側ＤＬＢフレーム８ｂを総称してＤＬＢフレーム８ともいう。
【００２０】
Ｐ側リードフレーム２ａには、上アームのＰ側パワートランジスタチップ４ａおよびＰ側ＦＷＤｉチップ５ａが接合されている。また、Ｎ側リードフレーム２ｂには、下アームのＮ側パワートランジスタチップ４ｂおよびＮ側ＦＷＤｉチップ５ｂが接合されている。以下では、Ｐ側パワートランジスタチップ４ａおよびＮ側パワートランジスタチップ４ｂを総称してパワートランジスタチップ４ともいう。Ｐ側ＦＷＤｉチップ５ａおよびＮ側ＦＷＤｉチップ５ｂを総称してＦＷＤｉチップ５ともいう。
【００２１】
Ｐ側リードフレーム２ａおよびＰ側ＤＬＢフレーム８ａとからなる組と、Ｎ側リードフレーム２ｂとＮ側ＤＬＢフレーム８ｂとからなる組とは、交互に複数並設されている。Ｐ側ＤＬＢフレーム８ａは、隣接するＮ側リードフレーム２ｂに電気的に接続されている。図２の例では、Ｐ側リードフレーム２ａおよびＰ側ＤＬＢフレーム８ａとからなる組が３組、Ｎ側リードフレーム２ｂとＮ側ＤＬＢフレーム８ｂとからなる組が３組、それぞれの組が交互に並設されている。すなわち、図２に示すパワーモジュールは、三相出力のインバータを構成している。
【００２２】
パワートランジスタチップ４およびＦＷＤｉチップ５上にＤＬＢフレーム８を接合する際、一枚のＤＬＢフレームがパワートランジスタチップ４およびＦＷＤｉチップ５上に接合される。すなわち、ＤＬＢフレームは、パワートランジスタチップ４およびＦＷＤｉチップ５に一度に接合される。接合後、ＤＬＢフレームの不要な部分がリードカット時に除去され、図２に示すようなＰ側ＤＬＢフレーム８ａおよびＮ側ＤＬＢフレーム８ｂが形成される。
【００２３】
ＤＬＢフレーム８の幅および厚さは調整可能である。ＤＬＢフレーム８の幅および厚さを調整することによって、ＤＬＢフレーム８が有するインダクタンスを最適化し、各相のインダクタンスの絶対値を揃えるようにすることができる。また、ＤＬＢフレーム８の幅および厚さを大きくすることによって、ＤＬＢフレーム８の熱容量を大きくすることができる。
【００２４】
上記のパワーモジュールの製造方法は、（ａ）リードフレーム２を準備する工程と、（ｂ）リードフレーム２上にパワートランジスタチップ４およびＦＷＤｉチップ５を電気的に接続する工程と、（ｃ）リードフレーム２と離間してリードフレーム６を配置する工程と、（ｄ）リードフレーム６上にパワートランジスタチップ４の駆動を制御する制御ＩＣチップ７を電気的に接続する工程と、（ｅ）パワートランジスタチップ４およびＦＷＤｉチップ５上であって、ＤＬＢフレーム８でパワートランジスタチップ４およびＦＷＤｉチップ５を電気的に接続する工程と、（ｆ）パワートランジスタチップ４と制御ＩＣチップ７、および制御ＩＣチップ７とリードフレーム６の各々を細線ワイヤ９で電気的に接続する工程と、（ｇ）リードフレーム２の一部、リードフレーム６の一部、およびＤＬＢフレーム８の一部が外方に突出するように、モールド樹脂１０でリードフレーム２、パワートランジスタチップ４、ＦＷＤｉチップ５、リードフレーム６、制御ＩＣチップ７、ＤＬＢフレーム８、および細線ワイヤ９を封止する工程とを備え、工程（ｇ）において、モールド樹脂１０の厚さは、細線ワイヤ９が存在する部分よりもＤＬＢフレーム８が存在する部分の方が薄い。
【００２５】
以上のことから、本実施の形態１によれば、通電によってパワートランジスタチップ４で生じた熱の放熱経路として、パワートランジスタチップ４の裏面からリードフレーム２およびモールド樹脂１０を介して大気中または図示しないフィンを通る経路と、パワートランジスタチップ４の上面からＤＬＢフレーム８およびモールド樹脂１０を介して大気中または図示しないフィンを通る経路とがあるため、パワーモジュール１の放熱性を向上することができる。ＤＬＢ接合は、ワイヤボンド接合よりも接合面積が広く、ヒートサイクル信頼性が高いため、パワーモジュール１を長寿命化することができる。また、モールド樹脂１０の厚さは、細線ワイヤ９が存在する部分よりもＤＬＢフレーム８が存在する部分の方が薄いため、周囲温度に対する熱抵抗を下げて放熱性を向上させることができ、モールド樹脂１０の使用量を少なくすることができるためコストを抑えることができる。
【００２６】
パワーモジュール１は、制御ＩＣチップ７を搭載して１パッケージ化したＩＰＭ（Intelligent Power Module）であり、ＤＬＢフレーム８の上面のモールド樹脂１０の厚さは必要な絶縁距離のみ確保した厚さとしているため、パワーモジュール１の小型化およびコストの低減を図ることができる。
【００２７】
一枚のＤＬＢフレームをパワートランジスタチップ４およびＦＷＤｉチップ５に一度に接合しているため、接合に要する時間を最小限に抑えることができる。また、ＤＬＢフレームのみを変更することによって、パワーモジュールの品種展開時に配線の接続位置または端子の位置を変えることができるため、設計の自由度が向上する。
【００２８】
ＤＬＢフレーム８の幅および厚さを調整して各相のインダクタンスの絶対値を揃えることによって、パワートランジスタチップ４のスイッチングスピードのばらつきを抑えることができる。すなわち、各ＤＬＢフレーム８の幅および厚さは、当該幅および厚さのうちの少なくとも一方が異なったものを含む。また、デッドタイム設計の自由度が増し、出力電流のばらつきを抑えることができる。ＤＬＢフレーム８の幅および厚さを大きくすることによって、ＤＬＢフレーム８の熱量量が大きくなるため、損失による温度上昇を抑えることができる。
【００２９】
＜実施の形態２＞
図３は、本発明の実施の形態２によるパワーモジュールの構成の一例を示す平面図であり、一相分の構成を示している。
【００３０】
Ｎ側リードフレーム２ｃには、下アームのＮ側パワートランジスタチップ４ｂおよびＮ側ＦＷＤｉチップ５ｂが接合されている。また、Ｎ側リードフレーム２ｃは、ＤＬＢ部１２を有している。このように、本実施の形態２によるＮ側リードフレーム２ｃは、実施の形態１におけるＮ側リードフレーム２ｂとＰ側ＤＬＢフレーム８ａとを一体した形状となっている。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３１】
ＤＬＢ部１２は、Ｐ側リードフレーム２ａに接合されたＰ側パワートランジスタチップ４ａおよびＰ側ＦＷＤｉチップ５ａ上にはんだによって接合される。具体的には、Ｎ側リードフレーム２ｃを押さえ治具で固定しながらＤＬＢ部１２を曲げ加工し、そのままＰ側パワートランジスタチップ４ａおよびＰ側ＦＷＤｉチップ５ａ上にはんだによって接合する。
【００３２】
以上のことから、本実施の形態２によれば、ＤＬＢ部１２を有する１枚のＮ側リードフレーム２ｃを用いてパワーモジュールの高電圧側の配線を形成することができるため、使用する部材点数を減らし、コストを低減することができる。
【００３３】
＜実施の形態３＞
図４は、本発明の実施の形態３によるパワーモジュールの構成の一例を示す平面図であり、一相分の構成を示している。図５は、図４のＢ１−Ｂ２断面図である。なお、図４，５において、Ｐ側ＦＷＤｉチップ５ａおよびＮ側ＦＷＤｉチップ５ｂは図示を省略している。
【００３４】
Ｎ側リードフレーム２ｄには、下アームのＮ側パワートランジスタチップ４ｂが接合されている。また、Ｎ側リードフレーム２ｄは、ＤＬＢ部１３を有している。このように、本実施の形態３によるＮ側リードフレーム２ｄは、実施の形態１におけるＮ側リードフレーム２ｂとＰ側ＤＬＢフレーム８ａとを櫛歯状に一体した形状となっている。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３５】
Ｐ側リードフレーム２ａ、Ｎ側リードフレーム２ｄ、およびＮ側ＤＬＢフレーム８ｂは、１枚のフレームで構成されている。すなわち、１枚のフレームを櫛歯状に加工することによって、Ｐ側リードフレーム２ａ、Ｎ側リードフレーム２ｄ、およびＮ側ＤＬＢフレーム８ｂを形成している。
【００３６】
ＤＬＢ部１３は、Ｐ側パワートランジスタチップ４ａ上に接合するために段差部を有している。Ｐ側パワートランジスタチップ４ａは、図４，５の紙面横方向からＰ側リードフレーム２ａとＤＬＢ部１３との間に挿入され、裏面がＰ側リードフレーム２ａに、上面がＤＬＢ部１３に各々同時にはんだ付けされる。
【００３７】
また、Ｎ側ＤＬＢフレーム８ｂは、Ｎ側パワートランジスタチップ４ｂ上に接合するために段差部を有している。Ｎ側パワートランジスタ４ｂは、図４の紙面横方向からＮ側リードフレーム２ｄとＮ側ＤＬＢフレーム８ｂとの間に挿入され、裏面がＮ側リードフレーム２ｄに、上面がＮ側ＤＬＢフレーム８ｂに各々同時にはんだ付けされる。
【００３８】
以上のことから、本実施の形態３によれば、１枚のフレームで高電圧側の配線を形成することができるため、使用する部品点数を減らし、コストを低減することができる。
【００３９】
＜実施の形態４＞
図６は、本発明の実施の形態４によるパワーモジュールの構成の一例を示す平面図である。
【００４０】
各Ｐ側リードフレーム２ａは、制御ＩＣチップ７とＰ側パワートランジスタチップ４ａおよびＮ側パワートランジスタチップ４ｂの各々とを接続する細線ワイヤ９の下を通って一体に形成されている。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４１】
以上のことから、本実施の形態４によれば、例えばパワートランジスタチップ４がＩＧＢＴである場合において、各相のＩＧＢＴのコレクタに対して、パワーモジュールが実装される制御基板上で高電圧のパターンをそれぞれ形成する必要がなくなるため、制御基板の設計の自由度が向上する。また、Ｐ側リードフレーム２ａを各相共通とすることによって、高電圧パターンの引き回しを減らすことができる。
【００４２】
＜実施の形態５＞
図７は、本発明の実施の形態５によるパワーモジュールの構成の一例を示す平面図である。図８は、図７の断面図である。
【００４３】
Ｎ側リードフレーム２ｂ、Ｐ側ＤＬＢフレーム８ａ、およびＮ側ＤＬＢフレーム８ｂは、モールド樹脂１０から外方に突出する側に段差１４を有している。各Ｐ側リードフレーム２ａは、当該段差１４の下を通って一体に形成されている。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４４】
以上のことから、本実施の形態５によれば、例えばパワートランジスタチップ４がＩＧＢＴである場合において、各相のＩＧＢＴのコレクタに対して、パワーモジュールが実装される制御基板上で高電圧の配線パターンをそれぞれ形成する必要がなくなるため、制御基板の設計の自由度が向上する。また、Ｐ側リードフレーム２ａを各相共通とすることによって、高電圧の配線パターンの引き回しを減らすことができる。
【００４５】
＜実施の形態６＞
図９は、本発明の実施の形態６によるパワーモジュールの構成の一例を示す平面図である。
【００４６】
各Ｎ側ＤＬＢフレーム８ｂは、制御ＩＣチップ７とＰ側パワートランジスタチップ４ａおよびＮ側パワートランジスタチップ４ｂの各々とを接続する細線ワイヤ９の下を通って一体に形成されている。その他の構成は、実施の形態５と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４７】
以上のことから、本実施の形態６によれば、パワーモジュールが実装される制御基板における高電圧のＰＮの配線パターン間を最小とすることができるため、制御基板における配線パターンのインダクタンスを低減することができる。また、Ｐ側リードフレーム２ａの端子とＮ側リードフレーム２ｂの端子とを近づけることによって、制御基板における配線パターンの設計がしやすくなる。
【００４８】
＜実施の形態７＞
図１０は、本発明の実施の形態７によるパワーモジュール１５の構成の一例を示す断面図である。図１１は、本実施の形態７によるパワーモジュール１５の構成の一例を示す平面図である。具体的には、図１０は、図１１のＣ１−Ｃ２断面図である。なお、図１０に示すリードフレーム２，６の折り曲げられた部分は、図１１では図示を省略している。
【００４９】
ＤＬＢフレーム１６は、パワートランジスタチップ４とＦＷＤｉチップ５とのみを電気的に接続している。Ｐ側リードフレーム２ａにおけるパワートランジスタチップ４ａおよびＦＷＤｉチップ５上に接合されたＤＬＢフレーム１６は、ワイヤ１７を介してＮ側リードフレーム２ｂと電気的に接続されている。
【００５０】
Ｎ側リードフレーム２ｂにおけるパワートランジスタチップ４ｂおよびＦＷＤｉチップ５ｂ上に接合されたＤＬＢフレーム１６は、ワイヤ１７を介してＮ端子１８と電気的に接続されている。ＤＬＢフレーム１６にワイヤ１７をワイヤボンドする位置は、ＦＷＤｉチップ５ａまたはＦＷＤｉチップ５ｂ側である。
【００５１】
細線ワイヤ９が存在する部分におけるモールド樹脂１０の厚さは、細線ワイヤ９のフープの高さに合わせて決定される。ＤＬＢフレーム１６が存在する部分におけるモールド樹脂１０の厚さは、ＤＬＢフレーム１６の厚さに合わせて決定される。ワイヤ１７が存在する部分におけるモールド樹脂１０の厚さは、ワイヤ１７のループの高さに合わせて決定される。これにより、モールド樹脂１０の厚さは、細線ワイヤ９およびワイヤ１７が存在する部分よりもＤＬＢフレーム１６が存在する部分の方が薄い。
【００５２】
以上のことから、本実施の形態７によれば、ＤＬＢフレーム１６およびワイヤ１７を用いることによって、パワーモジュールの放熱性、およびパワートランジスタチップ４とリードフレーム２との間における高い信頼性を維持し、設計の自由度が向上する。
【００５３】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  パワーモジュール、２  リードフレーム、２ａ  Ｐ側リードフレーム、２ｂ  Ｎ側リードフレーム、２ｃ  Ｎ側リードフレーム、２ｄ  Ｎ側リードフレーム、３  ダイパッド、４  パワートランジスタチップ、４ａ  Ｐ側パワートランジスタチップ、４ｂ  Ｎ側パワートランジスタチップ、５  ＦＷＤｉチップ、５ａ  Ｐ側ＦＷＤｉチップ、５ｂ  Ｎ側ＦＷＤｉチップ、６  リードフレーム、７  制御ＩＣチップ、８  ＤＬＢフレーム、８ａ  Ｐ側ＤＬＢフレーム、８ｂ  Ｎ側ＤＬＢフレーム、９  細線ワイヤ、１０  モールド樹脂、１１  穴、１２  ＤＬＢ部、１３  フレーム、１４  段差、１５  パワーモジュール、１６  ＤＬＢフレーム、１７  ワイヤ、１８  Ｎ端子。
【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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