(57)【要約】      （修正有）【課題】フィンを変形させることなく、冷却フィン付きプレートの撓みによる絶縁材の割れを防止することができる半導体モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】冷却フィン１７ａ付きプレート１７に空間１７ｂを設け、樹脂モールド部１８によるモールド化を行う際に、空間１７ｂ内に下型の複数の柱部が配置されるようにし、複数の柱部によって冷却フィン付きプレート１７が支持されるようにする。これにより、樹脂モールド時に、冷却フィン１７ａを変形させることなく、冷却フィン付きプレート１７の撓みによる絶縁材１６の割れを防止して、半導体モジュール１０を製造することが可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却フィン（１７ａ）が備えられた冷却フィン付きプレート（１７）を用意し、該冷却フィン付きプレート（１７）のうち前記冷却フィン（１７ａ）が配置されていない側に、絶縁材（１６）を介して半導体パワー素子が形成された半導体チップ（１１）および金属ブロック（１２）を搭載したのち、樹脂モールド部（１８）にてモールドして一体構造とした半導体モジュールの製造方法において、
前記樹脂モールド部（１８）を形成するための成形型（３０）を用意すると共に、該成形型（３０）内に、前記冷却フィン付きプレート（１７）と共に前記半導体チップ（１１）と前記金属ブロック（１２）および前記絶縁材（１６）を設置したのち、前記成形型内（３０）に樹脂を注入することでモールド化して前記樹脂モールド部（１８）を形成するモールド工程を有し、
前記モールド工程では、前記冷却フィン付きプレート（１７）における前記冷却フィン（１７ａ）が備えられたプレート部と前記成形型（３０）との間に前記冷却フィン付きプレート（１７）を支持する柱部（１７ｃ、３２ａ）を備え、該柱部（１７ｃ、３２ａ）にて前記冷却フィン付きプレート（１７）を支持した状態で前記樹脂を注入してモールド化を行うことを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記冷却フィン付きプレート（１７）のうち前記冷却フィン（１７ａ）が配置される側において、前記冷却フィン（１７ａ）を設けずに該冷却フィン付きプレート（１７）のうちのプレート部を露出させる空間（１７ｂ）を形成しておくと共に、前記成形型（３０）のうち前記冷却フィン付きプレート（１７）を設置する場所の前記空間（１７ｂ）と対応する位置に前記柱部（３２ａ）を備えておき、
前記冷却フィン付きプレート（１７）を前記成形型（３０）に設置したときに前記柱部（３２ａ）が前記空間（１７ｂ）内に配置されることで、前記成形型（３０）内において前記冷却フィン付きプレート（１７）を前記柱部（３２ａ）にて支持す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の製造方法。
【請求項３】
前記冷却フィン付きプレート（１７）のうち前記冷却フィン（１７ａ）が配置される側に前記柱部（１７ｃ）を形成しておき、前記冷却フィン付きプレート（１７）を前記成形型（３０）に設置したときに前記柱部（１７ａ）が前記成形型（３０）に接することで前記冷却フィン付きプレート（１７）を前記柱部（１７ｃ）にて支持す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の製造方法。
【請求項４】
前記冷却フィン付きプレート（１７）のうち前記冷却フィン（１７ａ）が配置される側において、前記冷却フィン（１７ａ）を設けずに該冷却フィン付きプレート（１７）のうちのプレート部を露出させる空間（１７ｂ）を形成しておき、該空間（１７ｂ）内に前記柱部（１７ｃ）を備えることを特徴とする請求項３に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記柱部（１７ｃ、３２ａ）を前記金属ブロック（１２）の外縁部に対応した場所に配置することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記柱部（１７ｃ、３２ａ）の高さを前記冷却フィン（１７ａ）以上の高さとすることを特徴とする請求項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、半導体パワー素子が形成された半導体チップを冷却フィン付きプレート上に搭載したのち、樹脂モールドして一体構造とした半導体モジュールの製造方法に関するもので、例えば、上アーム（ハイサイド側素子）と下アーム（ローサイド側素子）の二つの半導体パワー素子を樹脂モールドした２ｉｎ１構造の半導体モジュールに適用すると好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、半導体パワー素子が形成された半導体チップを冷却フィン付きプレート上に搭載したのち、樹脂にてモールド化して一体構造とした半導体モジュールが開示されている。この半導体モジュールは、冷却フィン付きプレート上に絶縁材およびヒートスプレッダと呼ばれる銅ブロックを介して半導体チップを搭載し、半導体チップと銅ブロックおよび絶縁材を覆うように樹脂モールドした構造とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２０４７００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、樹脂モールドの際に、モールド圧によって半導体チップおよび銅ブロックが冷却フィン付きプレート側に押圧されることで冷却フィン付きプレートが撓み、絶縁材が割れてしまって絶縁性が確保できなくなるという問題があった。特に、銅ブロックの外縁部において大きな応力が加わり、絶縁材が割れ易くなる。
【０００５】
これに対して、冷却フィン付きプレートの撓みを抑制すべく、冷却フィン付きプレートの下面、つまり冷却フィン側のフィン先端部を保持した状態で樹脂モールドを行うと、冷却フィン付きプレートの撓みは抑制されるものの、その圧力がフィンで受け止められることになり、フィンが変形してしまうという問題が発生する。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、フィンを変形させることなく、冷却フィン付きプレートの撓みによる絶縁材の割れを防止することができる半導体モジュール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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、樹脂モールド部（１８）を形成するための成形型（３０）を用意すると共に、該成形型（３０）内に、冷却フィン付きプレート（１７）と共に半導体チップ（１１）と金属ブロック（１２）および絶縁材（１６）を設置したのち、成形型（３０）内に樹脂を注入することでモールド化して樹脂モールド部（１８）を形成するモールド工程を有し、モールド工程では、冷却フィン付きプレート（１７）における冷却フィン（１７ａ）が備えられたプレート部と成形型（３０）との間に冷却フィン付きプレート（１７）を支持する柱部（１７ｃ、３２ａ）を備え、該柱部（１７ｃ、３２ａ）にて冷却フィン付きプレート（１７）を支持した状態で樹脂を注入してモールド化を行うことを特徴としている。
【０００８】
このように、樹脂モールド部（１８）によるモールド化を行う際に、冷却フィン付きプレート（１７）における冷却フィン（１７ａ）が備えられたプレート部と成形型（３０）との間に冷却フィン付きプレート（１７）を支持する柱部（１７ｃ、３２ａ）を備えるようにする。これにより、樹脂モールド時に、冷却フィン（１７ａ）を変形させることなく、冷却フィン付きプレート（１７）の撓みによる絶縁材（１６）の割れを防止して、半導体モジュール（１０）を製造することが可能となる。
【０００９】
例えば、請求項２に記載したように、冷却フィン付きプレート（１７）のうち冷却フィン（１７ａ）が配置される側において、冷却フィン（１７ａ）を設けずに該冷却フィン付きプレート（１７）のうちのプレート部を露出させる空間（１７ｂ）を形成しておくと共に、成形型（３０）のうち冷却フィン付きプレート（１７）を設置する場所の空間（１７ｂ）と対応する位置に柱部（３２ａ）を備えておき、冷却フィン付きプレート（１７）を成形型（３０）に設置したときに柱部（３２ａ）が空間（１７ｂ）内に配置されることで、成形型（３０）内において冷却フィン付きプレート（１７）を柱部（３２ａ）にて支持することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載したように、冷却フィン付きプレート（１７）のうち冷却フィン（１７ａ）が配置される側に柱部（１７ｃ）を形成しておき、冷却フィン付きプレート（１７）を成形型（３０）に設置したときに柱部（１７ａ）が成形型（３０）に接することで冷却フィン付きプレート（１７）を柱部（１７ｃ）にて支持することもできる。
【００１１】
この場合、請求項４に記載したように、冷却フィン付きプレート（１７）のうち冷却フィン（１７ａ）が配置される側において、冷却フィン（１７ａ）を設けずに該冷却フィン付きプレート（１７）のうちのプレート部を露出させる空間（１７ｂ）を形成しておき、該空間（１７ｂ）内に柱部（１７ｃ）を備えるようにすると好ましい。
【００１２】
柱部（１７ｃ）が存在することによって冷却フィン（１７ａ）の間の冷媒の流れが抑制される可能性があるため、柱部（１７ｃ）のみを配置するのではなく、空間（１７ｂ）が残るようにしつつ柱部（１７ｃ）を配置することで、冷媒流れが円滑に行われるようにできる。また、柱部（１７ｃ）が存在することで冷媒の乱流が発生し、より冷却能力を向上させることも可能となる。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、柱部（１７ｃ、３２ａ）を金属ブロック（１２）の外縁部に対応した場所に配置することを特徴としている。
【００１４】
金属ブロック（１２）の外縁部、例えば四隅に対応する場所に柱部（１７ｃ、３２ａ）を備えるようにすれば、特に応力が大きくなる場所を支持することができるため、効果的に絶縁材（１６）の割れを抑制することが可能となる。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、柱部（１７ｃ、３２ａ）の高さを冷却フィン（１７ａ）以上の高さとすることを特徴としている。
【００１６】
このように柱部（１７ｃ、３２ａ）を冷却フィン（１７ａ）よりも高くすることで、確実に冷却フィン（１７ａ）が成形型（３０）に触れないようにできる。これにより、より確実に冷却フィン（１７ａ）の変形を防止することが可能となる。
【００１７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、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る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる半導体モジュールが適用されるインバータ１の回路図である。
【図２】半導体モジュール１０の断面図である。
【図３】半導体モジュール１０を底面側から見たときのレイアウト図である。
【図４】半導体モジュール１０の製造工程を示した断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる半導体モジュール１０の断面図である。
【図６】半導体モジュール１０を底面側から見たときのレイアウト図である。
【図７】半導体モジュール１０の製造工程を示した断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態で説明する冷却フィン付きプレート１７の底面図である。
【図９】本発明の他の実施形態で説明する冷却フィン付きプレート１７の底面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態で説明する冷却フィン付きプレート１７の底面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態で説明する冷却フィン付きプレート１７の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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、図中、同一符号を付してある。
【００２０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、本発明の一実施形態にかかる半導体モジュールの適用例として、三相モータ駆動用のインバータを例に挙げて説明する。
【００２１】
図１は、インバータ１の回路図である。図１に示すように、インバータ１は、直流電源２に基づいて負荷である三相モータ３を交流駆動するためのもので、昇圧回路４とインバータ出力回路５とを備えた構成とされている。
【００２２】
昇圧回路４は、直列接続した上下アーム４１、４２と、リアクトル４３およびコンデンサ４４にて構成されている。上下アーム４１、４２は、それぞれ、ＩＧＢＴ４１ａ、４２ａとフリーホイールダイオード（以下、ＦＷＤという）４１ｂ、４２ｂが並列接続された構成とされ、上下アーム４１、４２の間にリアクトル４３を介して直流電源２の正極側が接続されている。また、リアクトル４３よりも直流電源２側において、直流電源２と並列的にコンデンサ４４が接続されている。このようにして昇圧回路４が構成されている。
【００２３】
このように構成される昇圧回路４では、上アーム４１のＩＧＢＴ４１ａをオフ、下アーム４２のＩＧＢＴ４２ａをオンしているときに直流電源２からの電力供給に基づいてリアクトル４３がエネルギーを蓄積する。例えば直流電源２は２８８Ｖの電圧を発生させる２００Ｖ系のバッテリであり、この高電圧に基づいてリアクトル４３にエネルギーが蓄えられる。そして、上アーム４１のＩＧＢＴ４１ａをオン、下アーム４２のＩＧＢＴ４２ａをオフすると、リアクトル４３に蓄積されているエネルギーがインバータ出力回路５への電源供給ライン６に直流電源２よりも大きな電源電圧（例えば６５０Ｖ）を印加する。このような上下アーム４１、４２のＩＧＢＴ４１ａ、４２ａのオンオフ動作を交互に繰り返し行うことで、一定の電源電圧をインバータ出力回路５側に供給することができる。
【００２４】
なお、昇圧回路４とインバータ出力回路５との間において、電源供給ライン６とＧＮＤライン７との間にコンデンサ８および抵抗９が並列的に接続されている。コンデンサ８は、平滑用コンデンサであり、昇圧回路４における上下アーム４１、４２のＩＧＢＴ４１ａ、４２ａのスイッチング時のリプルの低減やノイズの影響を抑制して一定な電源電圧を形成するために用いられる。抵抗９は、放電抵抗であり、昇圧回路４における上アーム４１のＩＧＢＴ４１ａのオフ時に、コンデンサ８に蓄えられているエネルギーを消費するために備えられている。
【００２５】
インバータ出力回路５は、直列接続した上下アーム５１〜５６が三相分並列接続された構成とされ、上アーム５１、５３、５５と下アーム５２、５４、５６との中間電位を三相モータ３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に順番に入れ替えながら印加する。すなわち、上下アーム５１〜５６は、それぞれ、ＩＧＢＴ５１ａ〜５６ａおよびＦＷＤ５１ｂ〜５６ｂを備えた構成とされ、各相の上下アーム５１〜５６のＩＧＢＴ５１ａ〜５６ａがオンオフ制御されることで、三相モータ３に対して周期の異なる三相の交流電流を供給する。これにより、三相モータ３の駆動を可能としている。
【００２６】
本実施形態では、昇圧回路４における上下アーム４１、４２もしくはインバータ出力回路５における上下アーム５１〜５６の少なくとも１相分に対して本発明の一実施形態を適用した半導体モジュールとしている。
【００２７】
図２に、半導体モジュール１０の断面図を示すと共に、図３に半導体モジュール１０を底面側から見たときのレイアウト図を示す。なお、図２は、図３のＡ−Ａ’断面に相当する断面図である。以下、これらの図を参照して本実施形態に係る半導体モジュール１０の構成およびその製造方法について説明する。
【００２８】
図２に示すように、半導体モジュール１０は、半導体チップ１１、銅ブロック１２、第１、第２電気配線１３、１４、制御端子１５、絶縁材１６、冷却フィン付きプレート１７および樹脂モールド部１８を備えた構成とされている。冷却フィン付きプレート１７の上に各構成要素を搭載した状態で樹脂モールド部１８にて樹脂モールドされることで、半導体モジュール１０は一体化構造とされている。
【００２９】
半導体チップ１１には、上アーム４１、５１、５３、５５もしくは下アーム４２、５２、５４、５６のいずれかが形成されており、各半導体チップ１１が同じ構成とされている。例えば図３の紙面左側の半導体チップ１１に上アーム４１、５１、５３、５５、紙面右側の半導体チップ１１に下アーム４２、５２、５４、５６が形成されている。本実施形態では、半導体チップ１１に形成されるＩＧＢＴ５１ａ〜５６ａおよびＦＷＤ５１ｂ〜５６ｂを基板垂直方向に電流を流す縦型素子として形成しており、半導体チップ１１の表面側と裏面側に各種パッドが形成されている。具体的には、半導体チップ１１の表面側には、ＩＧＢＴ５１ａ〜５６ａのゲートに接続されるパッドが形成されていると共に、ＩＧＢＴ５１ａ〜５６ａのエミッタおよびＦＷＤ５１ｂ〜５６ｂのカソードに接続されるパッドが形成されている。また、裏面側は、裏面全面がＩＧＢＴ５１ａ〜５６ａのコレクタおよびＦＷＤ５１ｂ〜５６ｂのアノードに繋がるパッドとされている。
【００３０】
銅ブロック１２は、ヒートスプレッダとなる金属ブロックに相当するものであり、半導体チップ１１における裏面側において、はんだ２０を介して、ＩＧＢＴ５１ａ〜５６ａのコレクタおよびＦＷＤ５１ｂ〜５６ｂのカソードと接続されている。
【００３１】
第１電気配線１３は、半導体チップ１１の正極端子を構成するものであり、銅ブロック１２に対して第１電気配線１３が一体成形もしくは溶接等によって接合され、銅ブロック１２を介して半導体チップ１１の裏面側に備えられたパッドに電気的に接続されている。第１電気配線１３における銅ブロック１２とは反対側の端部は、樹脂モールド部１８から露出させられており、この露出部分を通じて外部との接続が行えるように構成されている。
【００３２】
第２電気配線１４は、半導体チップ１１の負極端子を構成するものであり、はんだ２１を介して半導体チップ１１の表面側のＩＧＢＴ５１ａ〜５６ａのエミッタおよびＦＷＤ５１ｂ〜５６ｂのカソードに接続されるパッドに電気的に接続されている。第２電気配線１４における半導体チップ１１とは反対側の端部は、樹脂モールド部１８から露出させられており、この露出部分を通じて外部との接続が行えるように構成されている。
【００３３】
制御端子１５は、ＩＧＢＴ５１ａ〜５６ａのゲート配線となるもので、半導体チップ１１の表面側に形成されたＩＧＢＴ５１ａ〜５６ａのゲートに接続されるパッドにボンディングワイヤ２２を介して電気的に接続されている。制御端子１５における半導体チップ１１とは反対側の端部は、樹脂モールド部１８から露出させられており、この露出部分を通じて外部との接続が行えるように構成されている。
【００３４】
絶縁材１６は、銅ブロック１２と冷却フィン付きプレート１７との間の絶縁性を確保するために備えられるもので、板状とされ、銅ブロック１２と冷却フィン付きプレート１７の間に挟み込まれている。
【００３５】
冷却フィン付きプレート１７は、熱伝導率の高い金属、例えば銅やアルミニウム等で構成されており、表面側が平坦面とされていると共に裏面側に冷却フィン１７ａが配置された構造とされている。この冷却フィン付きプレート１７の平坦面とされた表面側に、絶縁材１６を介して、はんだ２０、２１やボンディングワイヤ２２による電気的な接続を終えた半導体チップ１１、銅ブロック１２、第１、第２電気配線１３、１４、制御端子１５が搭載されている。半導体チップ１１、銅ブロック１２、第１、第２電気配線１３、１４および制御端子１５は、２組用意され、図３に示されるように、冷却フィン付きプレート１７の表面に配置した絶縁材１６に対して２組が並べられて配置されている。
【００３６】
また、冷却フィン１７ａの形状は問わないが、本実施形態では、図３に示されるように例えば一方向を長手方向とする薄板状のフィンが複数本等間隔に並べられた構造としている。このように、冷却フィン１７ａを設けることによって表面積を稼ぐことができ、熱交換の効率を高めることができる。
【００３７】
そして、本実施形態では、冷却フィン１７ａのうちの一部に空間１７ｂを設け、冷却フィン付きプレート１７の裏面側に冷却フィン１７ａを設けずにプレート部を露出させられる部分を設けている。本実施形態では、この空間１７ｂを複数個設け、冷却フィン付きプレート１７の各角部および外縁部を構成する各辺に沿った箇所と、銅ブロック１２の中央位置に相当する箇所と、各半導体チップ１１の間に相当する箇所とに設けている。
【００３８】
なお、冷却フィン付きプレート１７のプレート部の表面側は、基本的には平坦面とされるが、部分的に凹部などが設けられることで樹脂モールド部１８の接合が強固になるようにしてある。
【００３９】
樹脂モールド部１８は、冷却フィン付きプレート１７の表面側に上述した各部を搭載したのち、これらを成形型に設置し、その成形型内に樹脂を注入してモールド化することで構成される。この樹脂モールド部１８により、第１、第２電気配線１３、１４および制御端子１５の露出箇所以外が覆われることで、半導体チップ１１などが保護されている。
【００４０】
このような構造により、本実施形態の半導体モジュール１０が構成されている。続いて、図４に本実施形態の半導体モジュール１０の製造工程を示し、この図を参照して半導体モジュール１０の製造方法について説明する。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、例えば上型３１および下型３２を有する成形型３０を用意する。成形型３０のうちの下型３２のうち冷却フィン付きプレート１７が設置される面には、複数の柱部３２ａが備えられている。複数の柱部３２ａは、冷却フィン付きプレート１７における空間１７ｂと対応する箇所に備えられ、その高さは、冷却フィン１７ａよりも高くされている。このため、冷却フィン付きプレート１７を下型３２に設置したときに、冷却フィン１７ａが成形型３０に触れないようにしつつ、冷却フィン付きプレート１７の裏面側において冷却フィン１７ａが設けられずに露出させられた部分に複数の柱部３２ａが接触し、複数の柱部３２ａによって冷却フィン付きプレート１７が支持されるようにできる。このため、より確実に冷却フィン１７ａの変形を防止することが可能となる。
【００４２】
そして、図４（ｂ）に示すように、冷却フィン付きプレート１７を下型３２に設置し、その上に絶縁材１６を配置すると共に、はんだ２０、２１やボンディングワイヤ２２による電気的な接続を終えた半導体チップ１１、銅ブロック１２、第１、第２電気配線１３、１４および制御端子１５を搭載する。そして、図示しない樹脂注入口を通じてモールド用の樹脂を注入してモールド化することで樹脂モールド部１８を構成する。これにより、半導体モジュール１０が完成する。
【００４３】
このとき、樹脂のモールド圧が半導体チップ１１や銅ブロック１２に対して加えられるため、半導体チップ１１や銅ブロック１２が冷却フィン付きプレート１７側に押し付けられることになる。しかしながら、本実施形態では、冷却フィン付きプレート１７に空間１７ｂを設けていると共に、この空間１７ｂ内に下型３２の複数の柱部３２ａが配置されるようにし、複数の柱部３２ａによって冷却フィン付きプレート１７が支持されるようにしている。このため、冷却フィン付きプレート１７がモールド圧に基づいて半導体チップ１１や銅ブロック１２から下型３２側に向く方向に力を受けても、柱部３２ａにて支持されているため、冷却フィン付きプレート１７が撓むことを抑制できる。このため、絶縁材１６が割れてしまって絶縁性が確保できなくなることを防止することが可能となる。また、柱部３２ａによって冷却フィン付きプレート１７を支持しているため、冷却フィン付きプレート１７を支えるときの圧力を冷却フィン１７ａで受け止めなくても済む。このため、冷却フィン１７ａが変形しないようにできる。
【００４４】
したがって、冷却フィン１７ａを変形させることなく、冷却フィン付きプレート１７の撓みによる絶縁材１６の割れを防止して、半導体モジュール１０を製造することが可能となる。
【００４５】
なお、ここでは成形型３０として上型３１と下型３２を有する構造を説明したが、第１、第２電気配線１３、１４や制御端子１５を露出させられる構造とする必要がある。このため、実際には上型３１や下型３２の他に入れ子型を備えたり、上型３１および下型３２の対向面を段差形状にするなどにより、第１、第２電気配線１３、１４や制御端子１５を露出させられるようにしている。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によれば、冷却フィン付きプレート１７に空間１７ｂを設け、樹脂モールド部１８によるモールド化を行う際に、空間１７ｂ内に下型３２の複数の柱部３２ａが配置されるようにし、複数の柱部３２ａによって冷却フィン付きプレート１７が支持されるようにしている。このため、樹脂モールド時に、冷却フィン１７ａを変形させることなく、冷却フィン付きプレート１７の撓みによる絶縁材１６の割れを防止して、半導体モジュール１０を製造することが可能となる。
【００４７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の半導体モジュール１０は、第１実施形態に対して冷却フィン付きプレート１７の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４８】
図５に、本実施形態の半導体モジュール１０の断面図を示すと共に、図６に本実施形態の半導体モジュール１０を底面側から見たときのレイアウト図を示す。なお、図５は、図６のＢ−Ｂ’断面に相当する断面図である。以下、これらの図を参照して本実施形態に係る半導体モジュール１０の構成およびその製造方法について説明する。
【００４９】
図５に示すように、冷却フィン付きプレート１７以外の構成については第１実施形態と同様であるが、図５および図６に示すように、冷却フィン付きプレート１７については空間１７ｂが形成されている箇所に柱部１７ｃを備えてある。柱部１７ｃは、第１実施形態で説明した下型３２の柱部３２ａの代わりとして機能するものであり、円柱形状とされている。樹脂モールド時に下型３２上において冷却フィン付きプレート１７を支持する役割を果たす。すなわち、柱部１７ｃの高さは冷却フィン１７ａよりも高くされており、平坦面上に冷却フィン付きプレート１７の裏面を設置した場合に、柱部１７ｃにて支持されるようにしている。
【００５０】
図７は、本実施形態の半導体モジュール１０の製造工程を示した断面図である。図７（ａ）に示すように、第１実施形態と同様に、上型３１および下型３２を有する成形型３０を用意するが、下型３２には第１実施形態で説明した柱部３２ａが備えられていない構造のものを用意する。
【００５１】
そして、図７（ｂ）に示すように、冷却フィン付きプレート１７を下型３２に設置し、その上に絶縁材１６を配置すると共に、はんだ２０、２１やボンディングワイヤ２２による電気的な接続を終えた半導体チップ１１、銅ブロック１２、第１、第２電気配線１３、１４および制御端子１５を搭載して、樹脂モールドを行って樹脂モールド部１８を構成する。
【００５２】
このときにも、複数の柱部１７ｃによって冷却フィン付きプレート１７が支持されるため、冷却フィン付きプレート１７がモールド圧に基づいて半導体チップ１１や銅ブロック１２から下型３２側に向く方向に力を受けても、冷却フィン付きプレート１７が撓むことを抑制できる。第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、空間１７ｂを残しつつ柱部１７ｃを配置するようにしている。柱部１７ｃが存在することによって冷却フィン１７ａの間の冷媒の流れが抑制される可能性があるため、柱部１７ｃのみを配置するのではなく、空間１７ｂが残るようにしつつ柱部１７ｃを配置することで、冷媒流れが円滑に行われるようにできる。また、柱部１７ｃが存在することで冷媒の乱流が発生し、より冷却能力を向上させることも可能となる。
【００５４】
（他の実施形態）
上記第１、第２実施形態では、空間１７ｂや柱部１７ｃ、３２ａの配置場所の一例について説明したが、他の場所に形成するようにしても良い。図８は、第１実施形態とは別の場所に空間１７ｂの位置を設ける場合の冷却フィン付きプレート１７の底面図である。この図に示されるように、銅ブロック１２の外縁部、例えば四隅に対応する場所に空間１７ｂを形成するようにしても良い。このように、銅ブロック１２の外縁部に空間１７ｂや柱部３２ａ（もしくは柱部１７ｃ）を備えるようにすれば、特に応力が大きくなる場所を支持することができるため、効果的に絶縁材１６の割れを抑制することが可能となる。
【００５５】
また、上記第２実施形態では、柱部１７ｃを円柱状にする場合について説明したが、他の形状であっても構わない。図９〜図１１は、第２実施形態に対して柱部１７ｃの形状を変更した場合の冷却フィン付きプレート１７の底面図である。図９に示されるように柱部１７ｃを上面形状が菱形の柱部としても良いし、図１０に示されるように楕円柱形状としても良いし、図１１に示されるように四角柱形状としても良い。
【符号の説明】
【００５６】
１                      インバータ
３                      三相モータ
４                      昇圧回路
５                      インバータ出力回路
１０                    半導体モジュール
１１                    半導体チップ
１２                    銅ブロック
１６                    絶縁材
１７                    冷却フィン付きプレート
１７ａ                  冷却フィン
１７ｂ                  空間
１７ｃ                  柱部
１８                    樹脂モールド部
３０                    成形型
３１                    上型
３２                    下型
３２ａ                  柱部
４１、５１、５３、５５  上アーム
４２、５２、５４、５６  下アーム
【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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