(57)【要約】【課題】  封止部による拘束力を維持しつつ絶縁性の維持または向上が可能なパワー半導体装置を提供する。【解決手段】  回転電機が備える半導体素子部２０は、プレーナ型整流素子である半導体素子２１、半導体素子２１のベース側端面２１１にベース側はんだ２３によって電気的に接続されているベース電極２２、半導体素子２１のリード側端面２１２にリード側はんだ２５によって電気的に接続されているリード電極２４、第一封止部２６、及び、第二封止部２７を備える。第一封止部２６は、半導体素子２１のベース側端面２１１とリード側はんだ２５とによって形成されるベース側窪み２００に設けられる。第二封止部２７は、樹脂から形成され、第一封止部２６とは別体に設けられる。第二封止部２７は、第一封止部２６のベース側はんだ２３と接触している面と反対側の外側面２６１を覆うよう形成されている。【選択図】  図５
2019161133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレーナ型整流素子（２１，４１）と、
前記プレーナ型整流素子の第一面（２１１，４１１）に電気的に接続されているベース電極（２２）と、
前記プレーナ型整流素子の前記第一面と前記ベース電極との間に設けられる第一面側はんだ（２３，４３）と、
前記プレーナ型整流素子の前記第一面とは反対側に位置する第二面（２１２，４１２）に電気的に接続されているリード電極（２４，４４）と、
前記プレーナ型整流素子の前記第二面と前記リード電極との間に設けられる第二面側はんだ（２５，４５）と、
樹脂から形成され、前記プレーナ型整流素子の前記第一面と前記第一面側はんだとによって形成されるベース側窪み（２００）、または、前記プレーナ型整流素子の前記第二面と前記第二面側はんだとによって形成されるリード側窪み（４００）に設けられる第一封止部（２６，４６）と、
樹脂から形成され、前記第一封止部とは別体に、前記第一封止部の前記第一面側はんだまたは前記第二面側はんだと接触している面と反対側の外側面（２６１，４６１）を覆うよう設けられる第二封止部（２７，４７）と、
を備えるパワー半導体装置。
【請求項２】
前記第一封止部の体積は、前記第二封止部の体積に比べ小さい請求項１に記載のパワー半導体装置。
【請求項３】
前記第一封止部を形成する樹脂の硬化前の粘度と前記第二封止部を形成する樹脂の硬化前の粘度とは、異なる請求項１または２に記載のパワー半導体装置。
【請求項４】
前記第一封止部を形成する樹脂と前記第二封止部を形成する樹脂とは、異なる請求項１〜３のいずれか一項に記載のパワー半導体装置。
【請求項５】
巻線（１１２）を有するステータ（１１）と、
ロータ（１２）と、
前記巻線（１１２）と電気的に接続し、前記巻線を流れる交流電気を直流電気に変換可能な請求項１〜４のいずれか一項に記載のパワー半導体装置（２０，３０）と、
を備える回転電機。
【請求項６】
プレーナ型整流素子（２１，４１）と、
前記プレーナ型整流素子の第一面（２１１，４１１）に電気的に接続されているベース電極（２２）と、
前記プレーナ型整流素子の前記第一面と前記ベース電極との間に設けられる第一面側はんだ（２３，４３）と、
前記プレーナ型整流素子の前記第一面とは反対側に位置する第二面（２１２，４１２）に電気的に接続されているリード電極（２４，４４）と、
前記プレーナ型整流素子の前記第二面と前記リード電極との間に設けられる第二面側はんだ（２５，４５）と、
樹脂から形成され、前記プレーナ型整流素子の前記第一面と前記第一面側はんだとによって形成されるベース側窪み（２００）、または、前記プレーナ型整流素子の前記第二面と前記第二面側はんだとによって形成されるリード側窪み（４００）に設けられる第一封止部（２６，４６）と、
樹脂から形成され、前記第一封止部とは別体に、前記第一封止部の前記第一面側はんだまたは前記第二面側はんだと接触している面と反対側の外側面（２６１，４６１）を覆うよう設けられる第二封止部（２７，４７）と、
を備えるパワー半導体装置の製造方法であって、
前記ベース側窪みまたは前記リード側窪みに前記第一封止部を形成可能な樹脂を充填する第一工程と、
前記第一工程の後、前記ベース側窪みまたは前記リード側窪みに充填されている前記第一封止部を形成可能な樹脂を硬化する第二工程と、
前記第二工程の後、前記第一封止部の外側面を覆うよう前記第二封止部を形成可能な樹脂を塗布する第三工程と、
前記第三工程の後、前記第二封止部を形成可能な樹脂を硬化する第四工程と、
を有するパワー半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第一工程において前記ベース側窪みまたは前記リード側窪みに充填される樹脂の充填量と、前記第三工程において前記第一封止部の外側面を覆うよう塗布される樹脂の塗布量とは異なる請求項６に記載のパワー半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記充填量は、前記塗布量に比べ少ない請求項７に記載のパワー半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第一工程において前記ベース側窪みまたは前記リード側窪みに充填される樹脂の粘度と、前記第三工程において前記第一封止部の外側面を覆うよう塗布される樹脂の粘度とは、異なる請求項６〜８のいずれか一項に記載のパワー半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第一工程において前記ベース側窪みまたは前記リード側窪みに充填される樹脂の粘度は、前記第三工程において前記第一封止部の外側面を覆うよう塗布される樹脂の粘度に比べ小さい請求項９に記載のパワー半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第一工程において前記ベース側窪みまたは前記リード側窪みに充填される樹脂と、前記第三工程において前記第一封止部の外側面を覆うよう塗布される樹脂とは、異なる請求項６〜１０のいずれか一項に記載のパワー半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー半導体装置、それを備える回転電機、及び、パワー半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力を供給すると回転トルクを発生し、回転トルクが作用すると電力を発生する回転電機が知られている。例えば、特許文献１には、ステータ及びロータを有する回転部、並びに、外部のバッテリと電気的に接続可能に設けられ複数のパワー半導体装置を有する制御部を備える回転電機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６００６６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の回転電機では、制御部は、半導体素子としてメサ型整流素子、メサ型整流素子の二つの素子面のそれぞれに設けられる二つのはんだ、一方のはんだに電気的に接続するベース電極、他方のはんだに電気的に接続するリード電極、並びに、メサ型整流素子及び二つのはんだを封止しつつメサ型整流素子をベース電極及びリード電極に固定する樹脂部を有する。メサ型整流素子の場合、二つのはんだのそれぞれは、メサ型整流素子のベース電極側の素子面及びリード電極側の素子面のそれぞれにおいて全面に設けられる。
【０００５】
一方、メサ型整流素子に比べ逆電流が小さいことを特徴とするプレーナ型整流素子を制御部の半導体素子として使用する場合がある。プレーナ型整流素子では、ベース電極側の端面またはリード電極側の端面のいずれかの端面の外周には、接合面での短絡を防止するための酸化膜が形成されている。このため、プレーナ型整流素子のベース電極側の端面及びリード電極側の端面のそれぞれにはんだを設けようとすると、酸化膜が形成されている端面では酸化膜上にはんだが流れないため、酸化膜が形成されている端面とベース電極またはリード電極のいずれかとの間に窪みが形成されるおそれがある。窪みが形成されるとプレーナ型整流素子とはんだとを樹脂によって封止するとき、窪みに充填される樹脂に含まれる揮発成分や空気が抜けきれずに当該樹脂中に残留するおそれがある。樹脂中に揮発成分や空気が残留すると樹脂に亀裂や剥離などが発生しやすくなるため、樹脂による拘束力が低下する。また、亀裂によって発生する隙間を介して水分が侵入すると半導体素子の絶縁性を維持できなくなる。また、樹脂の亀裂が大きくなるとはんだが流れ込むことによって沿面放電が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、封止部による拘束力を維持しつつ整流素子の絶縁性の維持または向上が可能なパワー半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のパワー半導体装置は、プレーナ型整流素子（２１，４１）、ベース電極（２２）、第一面側はんだ（２３，４３）、リード電極（２４，４４）、第二面側はんだ（２５，４５）、第一封止部（２６，４６）、及び、第二封止部（２７，４７）を備える。
【０００８】
ベース電極は、プレーナ型整流素子の第一面面（２１１，４１１）に電気的に接続されている。
【０００９】
第一面側はんだは、プレーナ型整流素子の第一面とベース電極との間に設けられる。
【００１０】
リード電極は、プレーナ型整流素子の第一面と反対側に位置する第二面（２１２，４１２）に電気的に接続されている。
【００１１】
第二面側はんだは、プレーナ型整流素子の第二面とリード電極との間に設けられる。
【００１２】
第一封止部は、樹脂から形成され、プレーナ型整流素子の第一面と第一面側はんだとによって形成されるベース側窪み（２００）、または、プレーナ型整流素子の第二面と第二面側はんだとによって形成されるリード側窪み（４００）に設けられる。
【００１３】
第二封止部は、樹脂から形成され、第一封止部とは別体に、第一封止部の第一面側はんだまたは第二面側はんだと接触している面と反対側の外側面（２６１，４６１）を覆うよう設けられる。
【００１４】
また、本発明のパワー半導体装置の製造方法は、第一工程、第二工程、第三工程、及び、第四工程を含む。
【００１５】
第一工程は、ベース側窪みまたはリード側窪みに第一封止部を形成可能な樹脂を充填する。
【００１６】
第二工程は、第一工程の後、ベース側窪みまたはリード側窪みに充填されている第一封止部を形成可能な樹脂を硬化する。
【００１７】
第三工程は、第二工程の後、第一封止部の外側面を覆うよう第二封止部を形成可能な樹脂を塗布する
【００１８】
第四工程は、第三工程の後、第二封止部を形成可能な樹脂を硬化する。
【００１９】
本発明のパワー半導体装置は、ベース側窪みまたはリード側窪みに設けられる第一封止部、及び、第一封止部とは別体に設けられ第一封止部の外側面を覆うよう設けられる第二封止部を備える。これにより、パワー半導体装置を製造するとき、第二封止部を設ける前にベース側窪みまたはリード側窪みを第一封止部の形成可能な樹脂で充填するため、第一封止部の樹脂中の揮発成分や空気を第二封止部に遮られることなく外部に放出することができる。したがって、第一封止部内の空間を起因とする第一封止部の亀裂や剥離を防止することができるため、第一封止部及び第二封止部によるプレーナ型整流素子の拘束力を維持し、かつ、プレーナ型整流素子の絶縁性を維持または向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態によるパワー半導体装置が適用される回転電機の断面図である。
【図２】一実施形態の回転電機の回路図である。
【図３】一実施形態によるパワー半導体装置が設けられている制御部の模式図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図４のＶ部拡大図である。
【図６】一実施形態によるパワー半導体装置の製造方法を説明する模式図である。
【図７】一実施形態によるパワー半導体装置の製造方法を説明する模式図であって、図６の次の状態を説明する模式図である。
【図８】一実施形態によるパワー半導体装置の製造方法を説明する模式図であって、図７の次の状態を説明する模式図である。
【図９】一実施形態によるパワー半導体装置の製造方法を説明する模式図であって、図８の次の状態を説明する模式図である。
【図１０】他の実施形態によるパワー半導体装置の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施形態について図面に基づいて説明する。
【００２２】
（一実施形態）
一実施形態によるパワー半導体装置を図１〜９に基づいて説明する。最初に、一実施形態による複数の「パワー半導体装置」としての半導体素子部２０，３０を適用した回転電機１の構成を説明する。回転電機１は、車両に搭載され、同じ車両に搭載されているエンジンの始動時の駆動力を発生するとともに、エンジンの駆動力によって発電可能な回転電機である。回転電機１は、ステータ１１、ロータ１２、スリップリング１３、ブラシ１４、制御部１５、ハウジング１６、リアカバー１７、及び、プーリ１８を備えている。
【００２３】
ステータ１１は、ステータコア１１１、及び、ステータコア１１１に形成された複数個のスロットに所定の間隔で巻回されている「巻線」としてのステータ巻線１１２を備えている。ステータ１１は、ステータ巻線１１２に電流が流れることによって回転磁界を発生可能であるとともに、後述するロータ１２が発生する磁束と鎖交することで交流を発生可能である。本実施形態では、ステータ巻線１１２は、図２に示すように、ステータ第一巻線１１３及びステータ第二巻線１１４を有する。
【００２４】
ロータ１２は、ステータ１１の径内方向に回転可能に設けられている。ロータ１２は、ロータコア１２１、及び、ロータ巻線１２２を有する。ロータ巻線１２２は、絶縁処理された銅線であって、ロータコア１２１に巻回されている。ロータ１２は、ロータ巻線１２２に電流が流れることで磁極を形成する。
【００２５】
ロータコア１２１のリアカバー１７側には、冷却ファン１２３が溶接によって取り付けられている。また、ロータコア１２１のプーリ１８側には、冷却ファン１２４が溶接によって取り付けられている。
【００２６】
スリップリング１３及びブラシ１４は、ロータ巻線１２２に直流を供給する部材である。スリップリング１３は、絶縁部材を介してロータ１２の回転中心となるシャフト１２０の径方向外側の端面に固定されている。ブラシ１４は、ロータ巻線１２２と制御部１５とを電気的に接続可能であって、ばね１４１によってシャフト１２０側に付勢されている。これにより、ブラシ１４は、端面をスリップリング１３の外周面に接触させた状態で支持されている。
【００２７】
制御部１５は、ロータ１２のリアカバー１７側に設けられている。制御部１５は、端子台１５１、正極側放熱フィン１５２、負極側放熱フィン１５３、「パワー半導体装置」としての複数の半導体素子部２０、３０を有する。
【００２８】
端子台１５１は、図３に示すように、シャフト１２０の回転軸ＣＡ１の径外方向に設けられている。端子台１５１は、内部に配線１５０が設けられている。
【００２９】
正極側放熱フィン１５２は、端子台１５１の径方向内側に、所定の間隔で配置されるよう設けられている。正極側放熱フィン１５２のそれぞれは、複数の半導体素子部２０のそれぞれを圧入可能な圧入孔１５４を有する。
【００３０】
負極側放熱フィン１５３は、端子台１５１の径方向外側に、所定の間隔で配置されるよう設けられている。負極側放熱フィン１５３のそれぞれは、複数の半導体素子部３０のそれぞれを圧入可能な圧入孔１５５を有する。
【００３１】
半導体素子部２０と半導体素子部３０とは、図３に示すように、回転軸ＣＡ１の径外方向に二重に配置されている。本実施形態では、図２，３に示すように、半導体素子部２０と半導体素子部３０とは、それぞれ６個ずつ設けられている。
【００３２】
６個の半導体素子部２０のうち３個の半導体素子部２０１は、図２に示すように、ステータ第一巻線１１３とバッテリＢ１とに電気的に接続している。また、６個の半導体素子部２０のうち３個の半導体素子部２０２は、図２に示すように、ステータ第二巻線１１４とバッテリＢ１とに電気的に接続している。半導体素子部２０の構成の詳細は後述する。
【００３３】
６個の半導体素子部３０のうち３個の半導体素子部３０１は、図２に示すように、ステータ第二巻線１１４とグランドとに電気的に接続している。また、６個の半導体素子部３０のうち３個の半導体素子部３０２は、図２に示すように、ステータ第二巻線１１４とグランドとに電気的に接続している。
【００３４】
ハウジング１６は、ステータ１１およびロータ１２を収容可能に形成されている。ハウジング１６では、シャフト１２０を介してロータコア１２１及びロータ巻線１２２を回転可能に支持しつつ、ロータ１２のロータコア１２１の外周側に所定の隙間を介して配置されたステータ１１が固定されている。ハウジング１６は、内部と外部とを連通する複数の通気孔１６０を有する。
【００３５】
リアカバー１７は、ハウジング１６の制御部１５が設けられる側の外部に取り付けられる部材である。リアカバー１７は、スリップリング１３、ブラシ１４、制御部１５、ＩＣレギュレータ１９を水や異物から保護する。
【００３６】
次に、半導体素子部２０の詳細な構成について、図４，５に基づいて説明する。ここでは、半導体素子部２０の構成に基づいて説明するが、半導体素子部３０も同様の構成を有している。半導体素子部２０は、半導体素子２１、ベース電極２２、「第一面側はんだ」としてのベース側はんだ２３、リード電極２４、「第二面側はんだ」としてのリード側はんだ２５、第一封止部２６、第二封止部２７、及び、外側封止部２８を有する。なお、半導体素子部３０は、半導体素子部２０と同様の構成を有している。
【００３７】
半導体素子２１は、いわゆる、プレーナ型整流素子であって、本実施形態では、ベース電極側の端面である「第一面」としてのベース側端面２１１の外周には、図５に示すように、酸化膜２１０が形成されている。酸化膜２１０は、半導体素子２１の接合面（図５に示す二点鎖線Ｊ２１）の露出部分を覆うよう形成されている。
【００３８】
ベース電極２２は、金属からなる略円柱状の部材である。ベース電極２２は、半導体素子部２０が正極側放熱フィン１５２の圧入孔１５４に圧入されるとき、図４に示すように、径方向外側の端面２２１が圧入孔１５４を形成する正極側放熱フィン１５２の内壁面と当接した状態となる部材である。ベース電極２２の軸方向の一方の端面には、凹状空間２２０が形成されている。凹状空間２２０は、半導体素子２１を載置可能に形成されている。
【００３９】
ベース側はんだ２３は、半導体素子２１のベース側端面２１１とベース電極２２との間に設けられる。ベース側はんだ２３は、半導体素子２１とベース電極２２とを電気的に接続する。このとき、ベース側はんだ２３は、ベース側端面２１１の酸化膜２１０が形成されている面のみに設けられる。これにより、図５に示すように、半導体素子２１のベース側端面２１１とベース側はんだ２３とによって形成されるベース側窪み２００が形成される。図５では、便宜的に、符号２００は、ベース側窪み２００を形成するベース側はんだ２３の側面を指す。
【００４０】
リード電極２４は、金属からなる略円板状の部材である。リード電極２４は、端子台１５１に設けられている配線１５０と電気的に接続されている。
【００４１】
リード側はんだ２５は、半導体素子２１のベース側端面２１１と反対側に位置する「第二面」としてリード側端面２１２とリード電極２４との間に設けられる。リード側はんだ２５は、半導体素子２１とリード電極２４とを電気的に接続する。リード側はんだ２５は、リード側端面２１２の全面に設けられる。
【００４２】
第一封止部２６は、例えば、ポリイミドなどの樹脂から形成され、図５に示すように、ベース側窪み２００に設けられている。第一封止部２６は、酸化膜２１０を介して半導体素子２１の接合面の露出部分を覆うよう形成されている。第一封止部２６は、半導体素子２１、ベース電極２２、及び、ベース側はんだ２３に密着している。第一封止部２６の体積は、第二封止部２７の体積に比べ小さい。
【００４３】
第二封止部２７は、第一封止部２６とは異なる樹脂から形成され、第一封止部２６とは別体に形成されている。第二封止部２７は、第一封止部２６のベース側はんだ２３と接触している面と反対側の外側面２６１を覆いつつ半導体素子２１の径方向外側の側面２１３及びリード電極２４の径方向外側の端面２４１に密着するよう設けられる。
【００４４】
外側封止部２８は、例えば、エポキシなどの樹脂から形成され、第二封止部２７の径方向外側に設けられている。外側封止部２８は、凹状空間２２０に位置する半導体素子２１を凹状空間２２０において固定可能であるとともに、外部からの水や異物がベース側はんだ２３、半導体素子２１、及び、リード側はんだ２５に接触することを防止する。
【００４５】
次に、回転電機１の作用について図１，２に基づいて説明する。
【００４６】
最初に、車両を駆動するための駆動力を発生するときの作用を説明する。車両のイグニッションスイッチがオン状態になると、ブラシ１４及びスリップリング１３を介してロータ巻線１２２に直流が供給される。ロータ巻線１２２に直流が供給されると、ロータ１２の外周面に磁極が形成される。イグニッションスイッチがオン状態になると、バッテリＢ１から制御部１５に直流が供給される。インバータ回路を構成する半導体素子部２０１，３０１は、バッテリＢ１から供給される直流を三相交流に変換するよう所定のタイミングでスイッチングする。また、半導体素子部２０１，３０１とは別にインバータ回路を構成する半導体素子部２０２，３０２は、バッテリＢ１から供給される直流を三相交流に変換するよう半導体素子部２０１，３０１がスイッチングする所定のタイミングとは異なるタイミングでスイッチングする。これにより、ステータ第一巻線１１３とステータ第二巻線１１４とのそれぞれに位相が異なる三相交流が供給され、プーリ１８は、車両を駆動するための駆動力を発生する。
【００４７】
次に、バッテリＢ１を充電するための電力を発生するときの作用を説明する。ロータ巻線１２２に直流が供給されロータ１２の外周面に磁極が形成されている状態において、プーリ１８を介してエンジンからの駆動力が供給されると、ステータ第一巻線１１３及びステータ第二巻線１１４のそれぞれは三相交流を発生する。整流回路を構成する半導体素子部２０１，３０１は、ステータ第一巻線１１３において発生する三相交流を整流するよう所定のタイミングでスイッチングする。また、半導体素子部２０１，３０１とは別に整流回路を構成する半導体素子部２０２，３０２は、ステータ第二巻線１１４において発生する三相交流を整流するよう所定のタイミングでスイッチングする。これにより、ステータ第一巻線１１３及びステータ第二巻線１１４において発生する三相交流が直流に変換され、バッテリＢ１に供給される。これにより、バッテリＢ１は、ステータ１１において発生した電力によって充電される。
【００４８】
次に、半導体素子部２０の製造方法について、図５〜９に基づいて説明する。図６〜９は、半導体素子部２０の製造工程におけるベース側窪み２００近傍の変化を示す模式図である。
【００４９】
第一工程として、図６に示すように、ベース電極２２、ベース側はんだ２３、半導体素子２１、リード側はんだ２５、及び、リード電極２４が積層されている状態において、第一封止部２６を形成可能な樹脂であって流動可能な樹脂をベース側窪み２００に充填する。このとき、図６に示すように、充填された樹脂自身の揮発成分や充填時に含まれる空気などの気体（図６中の符号Ｇ２６）が第一封止部２６を形成可能な樹脂が硬化する前に外部に放出される（図６中の実線矢印Ｌ２６）。ベース側窪み２００を形成する部位は、いわゆる、オーバーハング状に形成されている。ベース側窪み２００を充填するために使用されている第一封止部２６を形成可能な樹脂は、比較的小さな体積のベース側窪み２００を充填すればよいため、充填される樹脂の厚みを薄くすることが可能である。樹脂の厚みを薄くすることができるため、揮発成分や空気などの気体を容易に排出することが可能となる。このとき、粘度の低い樹脂を使用することによって、さらに気体の排出を容易にすることが可能となる。また、ベース側窪み２００は比較的小さい体積となっているため、比較的強度の低い樹脂を使用し、必要な強度は第二封止部２７によって確保することが可能である。
【００５０】
次に、第二工程として、図７に示すように、ベース側窪み２００に充填されている第一封止部２６を形成可能な樹脂を硬化する。
【００５１】
次に、図８に示すように、第三工程として、第一封止部２６の外側面２６１を覆うよう第二封止部２７を形成可能な樹脂であって流動可能な樹脂を塗布する。具体的には、第二封止部２７を形成可能な樹脂であって流動可能な樹脂をベース電極２２の半導体素子２１側の端面２２２、第一封止部２６の外側面２６１、半導体素子２１の側面２１３、リード側はんだ２５の側面２５１、及び、リード電極２４の端面２４１に塗布する。このとき、図８に示すように、塗布された樹脂自身の揮発成分や充填時に含まれる空気などの気体（図８中の符号Ｇ２７）が第二封止部２７を形成可能な樹脂が硬化する前に外部に放出される（図８中の実線矢印Ｌ２７）。ベース側窪み２００は、第一封止部２６によって埋められているため、塗布された第二封止部２７を形成可能な樹脂自身の揮発成分や空気を放出することは容易である。これにより、第二封止部２７を形成可能な樹脂として粘度の高い樹脂を使用することが可能となり、樹脂の強度や拘束力を向上させることが可能となる。なお、粘度の高い樹脂が使用できるため、硬化時間を短縮することが可能となる。また、硬化時間を短縮することが可能となるため、製品のリードタイムを短縮しコストダウンが可能となる。
【００５２】
本実施形態では、第三工程において第一封止部２６の外側面２６１などに塗布される樹脂の塗布量は、第一工程においてベース側窪み２００に充填される樹脂の充填量に比べ多い。また、第三工程において第一封止部２６の外側面２６１などに塗布される樹脂は、第一工程においてベース側窪み２００に充填される樹脂と異なっており、接着力が比較的高い樹脂となっている。また、第三工程において第一封止部２６の外側面２６１などに塗布される樹脂の硬化前の粘度は、第一工程においてベース側窪み２００に充填される樹脂の硬化前の粘度に比べ大きい。
【００５３】
次に、図９に示すように、第四工程として、第二封止部２７を形成する樹脂を硬化する。
【００５４】
一実施形態では、半導体素子部２０は、ベース側窪み２００に設けられる第一封止部２６、及び、第一封止部２６とは別体に第一封止部２６の外側面２６１を覆うよう設けられる第二封止部２７を備える。これにより、半導体素子部２０の製造工程において、第二封止部２７を設ける前に第一封止部２６を形成可能な樹脂でベース側窪み２００を充填する。第二封止部２７を設ける前に第一封止部２６を形成可能な樹脂でベース側窪み２００を充填すると、第一封止部２６を形成可能な樹脂自身の揮発成分や空気などの気体Ｇ２６が第二封止部２７に遮られることなく外部に放出することができるため、第一封止部２６内に気体が残留することは防止できる。これにより、半導体素子部２０は、第一封止部２６内の空間を起因とする亀裂や剥離を防止することができる。したがって、一実施形態では、第一封止部２６及び第二封止部２７による拘束力を維持し、かつ、亀裂によって発生する隙間を介した水分の侵入による絶縁性の破壊を防止することができるため半導体素子２１の絶縁性を維持または向上することができる。
【００５５】
一実施形態では、半導体素子部２０の第一封止部２６は、体積が第二封止部２７の体積に比べ小さくなるよう形成されている。これにより、第一封止部２６の樹脂をベース側窪み２００に充填するとき、第一封止部２６の樹脂から放出される揮発成分を比較的少なくすることができるため、第一封止部２６内に形成される空間を比較的小さくすることができる。したがって、一実施形態では、第一封止部２６内の空間を起因とする亀裂や剥離をさらに防止することができる。
【００５６】
また、一実施形態では、半導体素子部２０の製造工程において、第三工程において第一封止部２６の外側面２６１などに塗布される樹脂の粘度は、第一工程においてベース側窪み２００に充填される樹脂の粘度に比べ大きい。これにより、一実施形態では、図５などに示すように、比較的奥まった形状となっているベース側窪み２００を粘度が比較的低い第一封止部を形成可能な樹脂によって隙間を形成することなく確実に充填することができる。
【００５７】
一実施形態では、第一封止部２６を形成する樹脂と、第二封止部２７を形成する樹脂とは異なっており、第二封止部２７を形成する樹脂は、接着力が比較的高い樹脂となっている。これにより、一実施形態では、第一封止部２６及び第二封止部２７を剥がれにくくすることができる。
【００５８】
一実施形態では、第一工程の後の第二工程において、ベース側窪み２００に充填されている第一封止部２６を形成する樹脂を硬化する。これにより、第一封止部２６の表面硬度を向上することができる。したがって、一実施形態では、第一封止部２６の剥離をさらに防止することができる。
【００５９】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、回転電機は、車両に搭載されるとした。しかしながら、回転電機が適用される分野はこれに限定されない。
【００６０】
上述の実施形態では、第一封止部は、ベース側窪みに充填されるとした。しかしながら、第一封止部は、半導体素子のリード側端面とリード側はんだとによって形成されるリード側窪みに充填されてもよい。図１０に、リード側窪みが形成される半導体素子部の部分拡大図を示す。図１０に示す半導体素子部は、例えば、一実施形態における半導体素子部３０の構成であってもよい。
【００６１】
図１０に示す半導体素子部４０では、リード電極４４が一実施形態のリード電極２４に比べ大きくなっている。これは、半導体素子部４０が有するプレーナ型整流素子である半導体素子４１の接合面（図１０に示す二点鎖線Ｊ４１）の露出部分がリード電極４４側に形成されており、接合面で発生する熱を効率的にリード電極４４から放熱するためである。このため、半導体素子４１の接合面の露出部分を覆うよう形成される酸化膜４１０は、半導体素子４１の「第二面」としてのリード側端面４１２の外周に形成されている。
【００６２】
ベース側はんだ４３は、半導体素子４１の「第一面」としてのベース側端面４１１とベース電極２２との間に設けられる。ベース側はんだ４３は、半導体素子４１とベース電極２２とを電気的に接続する。ベース側はんだ４３は、ベース側端面４１１の全面に設けられる。
【００６３】
リード電極４４は、上述したように一実施形態のリード電極２４に比べ外径が大きい金属からなる略円板状の部材である。リード電極４４は、端子台１５１に設けられている配線１５０と電気的に接続されている。
【００６４】
リード側はんだ４５は、半導体素子４１のリード側端面４１２とリード電極４４との間に設けられる。リード側はんだ４５は、半導体素子４１とリード電極４４とを電気的に接続する。リード側はんだ４５は、リード側端面４１２の酸化膜４１０が形成されている面のみに設けられる。これにより、図１０に示すように、半導体素子４１のリード側端面４１２とリード側はんだ４５とによって形成されるリード側窪み４００が形成される。図１０では、便宜的に、符号４００は、リード側窪み４００を形成するリード側はんだ４５の側面を指す。
【００６５】
図１０に示すような状態において、例えば、樹脂から形成されている第一封止部４６は、リード側窪み４００に設けられている。第一封止部４６は、酸化膜４１０を介して半導体素子４１の接合面の露出部分を覆うよう形成されている。第一封止部４６は、半導体素子４１、及び、リード側はんだ４５に密着している。
【００６６】
第二封止部４７は、第一封止部４６とは別体に形成されている。第二封止部４７は、第一封止部４６のリード側はんだ４５と接触している面と反対側の外側面４６１を覆いつつリード電極４４の半導体素子４１側の端面４４１、及び、半導体素子４１の径方向外側の側面４１３に接続するよう設けられる。
【００６７】
図１０に示す半導体素子部４０において、リード側窪み４００に形成されている第一封止部４６と、第二封止部４７とは別体に形成されている。これにより、図１０に示す実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏する。
【００６８】
上述の実施形態では、第一封止部と第二封止部とは異なる樹脂から形成されるとした。しかしながら、同じ種類の樹脂から形成されでもよい。第一封止部と第二封止部とが同じ種類の樹脂から形成される場合、第一封止部と第二封止部との界面で互いに絡み合うだけとなるため接着力が比較的弱くなる。これにより、第二封止部がはがれても第一封止部が第二封止部とともに剥がれることは少なくなるため、第一封止部による封止を確保することができる。
【００６９】
上述の実施形態では、第一工程において、第一封止部を形成可能な樹脂で一度にベース側窪みまたはリード側窪みを充填するとした。しかしながら、充填する回数は一度に限定されない。複数回に分けて充填してもよい。これにより、充填された樹脂自身の揮発成分や充填時に含まれる空気などの気体は、さらに放出されやすくすることができる。このことは、第三工程における第二封止部を形成可能な樹脂についても同様である。
【００７０】
上述の実施形態では、ベース側窪みは、半導体素子のベース側端面とベース側はんだとによって形成されるとした。また、リード側窪みは、半導体素子のリード側端面とリード側はんだとによって形成されるとした。しかしながら、ベース側窪みまたはリード側窪みを形成する部位はこれに限定されない。例えば、ベース側窪みは、半導体素子のベース側端面とベース側はんだとベース電極の半導体素子側の端面とによって形成されるとしてもよい。
【００７１】
上述の実施形態では、ステータ巻線は、ステータ第一巻線及びステータ第二巻線の二つの巻線を有し、それぞれ異なるタイミングでスイッチングを行う半導体素子部によって直流と三相交流との間での変換が行われるとした。しかしながら、ステータ巻線は、一つの巻線であってもよい。なお、上述の実施形態のように二つの巻線を有するステータ巻線を異なるタイミングでスイッチングを行う半導体素子部によって直流と三相交流との間での変換を行うと、電流のノイズを低減することができる。
【００７２】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００７３】
２０，３０，４０・・・半導体素子部（パワー半導体装置）
２１，４１・・・半導体素子（プレーナ型整流素子）
２２・・・ベース電極
２３，４３・・・ベース側はんだ（第一面側はんだ）
２４，４４・・・リード電極
２５，４５・・・リード側はんだ（第二面側はんだ）
２６，４６・・・第一封止部
２７，４７・・・第二封止部
２００・・・ベース側窪み
４００・・・リード側窪み
【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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