(57)【要約】【課題】樹脂封止型の半導体装置を備えた半導体モジュールにおいて、モールド樹脂部から突出する外部接続用の第１端子の電気的な接続信頼性を向上する。【解決手段】半導体モジュール１０は、樹脂封止型の半導体装置１１を備える。半導体装置は、半導体チップ２０ａと、半導体チップを封止するモールド樹脂部２１と、半導体チップと電気的に接続され、モールド樹脂部の側面２１ｄから突出する第１端子としての制御端子２３ａと、を有する。制御端子は、メスコネクタ１２のハウジング４１に配置された第２端子４０ａと電気的に接続される。モールド樹脂部は、自身の一部として、ハウジングを半導体装置に固定するための固定部としての溝部３８を有する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品（２０ａ，２０ｂ）と、
前記電子部品を封止するモールド樹脂部（２１）と、
前記電子部品と電気的に接続され、前記モールド樹脂部の一面（２１ｄ）から突出する外部接続用の第１端子（２３ａ，２３ｂ）と、
を有する樹脂封止型の半導体装置（１１）を備えた半導体モジュールであって、
前記第１端子は、メスコネクタ（１２）のハウジング（４１）に配置された第２端子（４０ａ，４０ｂ）と電気的に接続されるものであり、
前記モールド樹脂部は、自身の一部として、前記ハウジングを前記半導体装置に固定するための固定部（３８，３９）を有することを特徴とする半導体モジュール。
【請求項２】
前記モールド樹脂部は、前記固定部として溝部（３８）を有し、
前記溝部に、前記ハウジングに形成された突起部（４３）が係止されることで、前記ハウジングが前記半導体装置に固定され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】
前記モールド樹脂部は、前記固定部として第１孔（３９，５０）を有し、
前記ハウジングに形成された貫通孔である第２孔（４４）と前記第１孔とが連通するように配置された状態で、両孔に固定部材（４５）が挿通されて前記ハウジングが前記半導体装置に固定され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４】
前記モールド樹脂部は、前記固定部を含む第１領域（５１）の強度が、該第１領域とは別の領域であり、前記電子部品を封止する第２領域（５２）の強度よりも高くされていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
電子部品（２０ａ，２０ｂ）と、
前記電子部品を封止するモールド樹脂部（２１）と、
前記電子部品と電気的に接続され、前記モールド樹脂部の一面（２１ｄ）から突出する外部接続用の第１端子（２３ａ，２３ｂ）と、
を有する樹脂封止型の半導体装置（１１）を備えた半導体モジュールであって、
前記第１端子は、メスコネクタ（１２）のハウジング（４１）に配置された第２端子（４０ａ，４０ｂ）と電気的に接続されるものであり、
前記モールド樹脂部に、前記ハウジングを前記半導体装置に固定する固定部としての孔（６１）を有する金属カラー（６０）がインサートされ、
前記孔と、前記ハウジングに形成された貫通孔である第２孔（４４）とが連通するように配置された状態で、両孔に固定部材（４５）が挿通されて前記ハウジングが前記半導体装置に固定されることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項６】
電子部品（２０ａ，２０ｂ）と、
前記電子部品を封止するモールド樹脂部（２１）と、
前記電子部品と電気的に接続され、前記モールド樹脂部の一面（２１ｄ）から突出する外部接続用の第１端子（２３ａ，２３ｂ）と、
を有する樹脂封止型の半導体装置（１１）を備えた半導体モジュールであって、
前記第１端子は、メスコネクタ（１２）のハウジング（４１）に配置された第２端子（４０ａ，４０ｂ）と電気的に接続されるものであり、
前記モールド樹脂部は凹部（６４）を有し、この凹部に熱可塑性樹脂を用いてなる嵌合部材（６２）が取り付けられ、
前記嵌合部材は、前記ハウジングを前記半導体装置に固定する固定部として溝部（６３）を有し、
前記溝部に、前記ハウジングに形成された突起部（４３）が係止されることで、前記ハウジングが前記半導体装置に固定されることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項７】
前記半導体装置は、前記電子部品と熱的に接続されたヒートシンク（２５ａ，２５ｂ，２９ａ，２９ｂ）を有し、
前記ヒートシンクにおける前記電子部品と反対の面が、前記モールド樹脂部から露出された放熱面（２５ａ１，２５ｂ１，２９ａ１，２９ｂ１）をなし、
前記一面から突出する前記第１端子の延設方向において、前記一面と前記放熱面との間に、前記固定部が形成されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
電子部品（２０ａ，２０ｂ）と、
前記電子部品を封止するモールド樹脂部（２１）と、
前記電子部品と電気的に接続され、前記モールド樹脂部の一面（２１ｄ）から突出する外部接続用の第１端子（２３ａ，２３ｂ）と、
を有する樹脂封止型の半導体装置（１１）を備えた半導体モジュールであって、
前記第１端子は、メスコネクタ（１２）のハウジング（４１）に配置された第２端子（４０ａ，４０ｂ）と電気的に接続されるものであり、
前記半導体装置は、前記電子部品と熱的に接続されたヒートシンク（２５ａ，２５ｂ）を有し、
前記第１端子と前記ヒートシンクとが、同一のリードフレーム（２４）の一部としてそれぞれ構成され、
前記半導体装置は、前記リードフレームの一部として構成され、前記ヒートシンクを前記第１端子を含む他の部分と連結する吊りリード（６５）を有し、
前記吊りリードは、前記第１端子と同じ前記一面（２１ｄ）から突出するとともに、突出先端に、前記ハウジングを前記半導体装置に固定する固定部としての突起部（６６）を有し、
前記突起部が、前記ハウジングに形成された凹部に係止されることで、前記ハウジングが前記半導体装置に固定されることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項９】
前記半導体装置は、
前記電子部品として、スイッチング素子が形成された半導体チップを有するとともに、
前記モールド樹脂部から突出する外部接続用の端子として、前記スイッチング素子の主電極に電気的に接続された主端子（２２ａ〜２２ｄ）と、前記スイッチング素子の制御電極に電気的に接続され、前記第１端子として前記一面から突出する制御端子（２３ａ，２３ｂ）と、を有することを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
前記メスコネクタを備えることを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項１１】
前記メスコネクタの第２端子のうち、前記ハウジングから突出する部分が、可撓性を有していることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項１２】
前記半導体装置を冷却する冷却器（１３）を備え、
前記第２端子は回路基板（１４）に電気的に接続されるものであり、
前記半導体装置を複数有し、
複数の前記半導体装置と前記冷却器が交互に積層され、
前記回路基板は、複数の前記半導体装置に共通とされていることを特徴とする請求項１１に記載の半導体モジュール。
【請求項１３】
回路基板（１４）と、
前記半導体装置及び前記回路基板を冷却する冷却器（１３）と、
を備え、
前記半導体装置と前記回路基板とが前記冷却器を介して積層され、
前記第２端子が前記回路基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１１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、樹脂封止型の半導体装置を備えた半導体モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のように、樹脂封止型の半導体装置を備えた半導体モジュールが知られている。半導体装置は、電子部品と、電子部品を封止するモールド樹脂部と、電子部品と電気的に接続され、モールド樹脂部の一面から突出する外部接続用の第１端子（主端子及び制御端子）と、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５０６８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、上記した第１端子は、接続対象（例えば回路基板）にはんだ付けされる。また、回路基板に実装されたコネクタに電気的に接続される。さらには、バスバーなどのリジッドな中継部材を介して接続対象に接続される。
【０００５】
このため、接続対象側から振動が印加されると、第１端子に応力が作用し、第１端子の電気的な接続信頼性が低下する虞がある。特に制御端子の場合、大電流が流れる主端子よりも幅が狭く、強度が低いため、接続信頼性が低下しやすい。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、樹脂封止型の半導体装置を備えた半導体モジュールにおいて、モールド樹脂部から突出する外部接続用の第１端子の電気的な接続信頼性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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って、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
開示された発明のひとつは、電子部品（２０ａ，２０ｂ）と、電子部品を封止するモールド樹脂部（２１）と、電子部品と電気的に接続され、モールド樹脂部の一面から突出する外部接続用の第１端子（２３ａ，２３ｂ）と、を有する樹脂封止型の半導体装置（１１）を備えている。
【０００９】
そして、第１端子は、メスコネクタ（１２）のハウジング（４１）に配置された第２端子（４０ａ，４０ｂ）と電気的に接続されるものであり、モールド樹脂部は、自身の一部として、ハウジングを半導体装置に固定するための固定部（３８，３９）を有することを特徴とする。
【００１０】
これによれば、第１端子と第２端子が電気的に接続された状態で、メスコネクタのハウジングが半導体装置のモールド樹脂部に固定される。したがって、例えば振動が半導体モジュールに印加されても、第１端子に応力が集中するのを抑制することができる。すなわち、第１端子の電気的な接続信頼性を向上することができる。
【００１１】
なお、モールド樹脂部はモールド樹脂部が自身の一部として固定部を有するため、半導体装置に故障が生じた場合に半導体装置の取替えをしやすく、例えばはんだ付けする構成に較べて、メンテナンス性を向上することもできる。
【００１２】
また、モールド樹脂部の一部として固定部を有するため、モールド樹脂部を成形するとともに固定部を形成することができる。したがって、製造工程を簡素化し、且つ、部品点数を削減することもできる。
【００１３】
開示された他の発明のひとつは、モールド樹脂部が固定部として溝部（３８）を有し、溝部に、ハウジングに形成された突起部（４３）が係止されることで、ハウジングが半導体装置に固定されることを特徴とする。
【００１４】
これによれば、係止による固定構造を採用するため、構成を簡素化しつつ、第１端子の電気的な接続信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る半導体モジュールの概略構成を示す斜視図である。
【図２】別の角度から見た半導体モジュールの斜視図である。
【図３】半導体装置の概略構成を示す斜視図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿う断面図である。
【図５】図３において、モールド樹脂部及び絶縁シートを省略した平面図である。
【図６】図３のVI-VI線に沿う断面図である。
【図７】メスコネクタの概略構成を示す斜視図である。
【図８】別の角度から見たメスコネクタの斜視図である。
【図９】図７のIX-IX線に沿う断面図である。
【図１０】図１のX-X線に沿う断面図である。
【図１１】第２実施形態に係る半導体モジュールにおいて、半導体装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１２】図１１において、溝部周辺を拡大した図である。
【図１３】メスコネクタの概略構成を示す斜視図である。
【図１４】第３実施形態に係る半導体モジュールにおいて、半導体装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１５】図１４において、貫通孔周辺を拡大した平面図である。
【図１６】メスコネクタの概略構成を示す斜視図である。
【図１７】別の角度から見たメスコネクタの斜視図である。
【図１８】半導体装置とメスコネクタの固定構造を示す斜視図である。
【図１９】半導体装置とメスコネクタの固定構造を示す斜視図である。
【図２０】第４実施形態に係る半導体モジュールの概略構成を示す側面図である。
【図２１】第５実施形態に係る半導体モジュールの概略構成を示す側面図である。
【図２２】第６実施形態に係る半導体モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図２３】第７実施形態に係る半導体モジュールのうち、半導体装置の概略構成を示す平面図である。
【図２４】図２３に示す半導体装置の製造方法の一例を示す図である。
【図２５】第８実施形態に係る半導体モジュールのうち、半導体装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２６】金属カラーの概略構成を示す斜視図である。
【図２７】第９実施形態に係る半導体モジュールのうち、半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図２８】第１０実施形態に係る半導体モジュールのうち、半導体装置の概略構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。また、半導体チップの厚み方向をＺ方向、Ｚ方向に直交し、主端子及び制御端子の延設方向をＹ方向と示す。また、Ｚ方向及びＹ方向の両方向に直交する方向をＸ方向と示す。上記したＸ方向及びＹ方向により規定されるＸＹ面が、Ｚ方向に直交する面であり、特に断わりのない限り、ＸＹ面に沿う形状を平面形状とする。
【００１７】
（第１実施形態）
先ず、図１〜図９に基づき、半導体モジュールの概略構成について説明する。図１及び図２に示すように、半導体モジュール１０は、半導体装置１１と、該半導体装置１１に嵌合するメスコネクタ１２と、を備えている。図２は、図１をＺ方向において反転した状態を示している。
【００１８】
先ず、図３〜図６に基づき、半導体装置１１について説明する。
【００１９】
半導体装置１１は、三相インバータを構成する６つのアームのうち、直列接続された２つのアーム、すなわち、一相分の上下アームを有しており、所謂２ｉｎ１パッケージとして構成されている。この半導体装置１１は、例えば車両走行用のモータを駆動させるためのインバータに組み入れられる。すなわち、半導体装置１１を備える半導体モジュール１０は、車両において、エンジンに直接配置、又は、エンジン近傍に配置される。
【００２０】
図３〜図６に示すように、半導体装置１１は、２つの半導体チップ２０ａ，２０ｂを有している。半導体チップ２０ａ，２０ｂには、スイッチング素子としての絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）と転流ダイオード（ＦＷＤ）がそれぞれ形成されている。これら半導体チップ２０ａ，２０ｂが、特許請求の範囲に記載の電子部品に相当する。
【００２１】
半導体チップ２０ａ，２０ｂは、ともにＺ方向に電流が流れる所謂縦型構造をなしており、Ｚ方向両面に電極を有している。半導体チップ２０ａ，２０ｂは、Ｚ方向における一面側にコレクタ電極を有し、一面と反対の面側にエミッタ電極と制御用電極（パッド）を有している。なお、コレクタ電極及びエミッタ電極が主電極であり、コレクタ電極がＦＷＤのカソード電極を兼ね、エミッタ電極がＦＷＤのアノード電極を兼ねている。
【００２２】
これら半導体チップ２０ａ，２０ｂは、モールド樹脂部２１によって一体的に封止されている。モールド樹脂部２１は、図示しない金型内に樹脂を注入し、成形してなるものである。例えばエポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂を用いてトランスファモールド法により成形することができる。
【００２３】
図３に示すように、モールド樹脂部２１は平面略矩形状をなしている。そして、Ｚ方向における一面２１ａと、該一面２１ａと反対の裏面２１ｂとを繋ぐ側面から、外部接続用の端子が突出している。本実施形態では、外部接続用の端子として、主端子２２ａ〜２２ｄと、制御端子２３ａ，２３ｂと、を有している。これら端子２２ａ〜２２ｄ，２３ａ，２３ｂのうち、制御端子２３ａ，２３ｂが、特許請求の範囲に記載の第１端子に相当する。
【００２４】
主端子２２ａ〜２２ｄは、半導体チップ２０ａ，２０ｂの主電極に電気的に接続されている。Ｐ端子２２ａは、図示しない直流電源の高電位側に電気的に接続される。Ｎ端子２２ｂは、直流電源の低電位（グランド）に電気的に接続される。出力端子２２ｃ，２２ｄは、モータへ出力するための端子である。出力端子２２ｃ，２２ｄについては、いずれか一本のみ有する構成を採用することもできる。このように、主端子２２ａをＰ端子２２ａとも示し、主端子２２ｂをＮ端子２２ｂとも示す。また、主端子２２ｃ，２２ｄを出力端子２２ｃ，２２ｄとも示す。
【００２５】
これら主端子２２ａ〜２２ｄは、モールド樹脂部２１の側面２１ｃから突出するとともに、Ｙ方向に延設されている。また、複数の主端子２２ａ〜２２ｄは、Ｘ方向に並んで配置されている。
【００２６】
制御端子２３ａは、複数の端子を有し、半導体チップ２０ａの制御電極に電気的に接続されている。制御端子２３ｂは、複数の端子を有し、半導体チップ２０ｂの制御電極に電気的に接続されている。制御端子２３ａ，２３ｂは、モールド樹脂部２１の側面２１ｃと反対の側面２１ｄから突出するとともに、Ｙ方向に延設されている。また、制御端子２３ａは、Ｘ方向に並んで配置されており、制御端子２３ｂもＸ方向に並んで配置されている。そして、制御端子２３ａ，２３ｂ同士が、Ｘ方向において並んで配置されている。
【００２７】
これら主端子２２ａ〜２２ｄ及び制御端子２３ａ，２３ｂは、図５に示すように、リードフレーム２４の一部として構成されている。主端子２２ａ〜２２ｄは、大電流が流れる端子であり、制御端子２３ａ，２３ｂはゲート駆動信号などの信号を伝達する端子である。したがって、それぞれの長手方向に直交する幅は、制御端子２３ａ，２３ｂのほうが主端子２２ａ〜２２ｄに較べて十分に狭くなっている。
【００２８】
リードフレーム２４は、上記した主端子２２ａ〜２２ｄ及び制御端子２３ａ，２３ｂに加え、ヒートシンク２５ａ，２５ｂを有している。ヒートシンク２５ａ，２５ｂは、半導体チップ２０ａ，２０ｂのコレクタ電極形成面側に配置されている。ヒートシンク２５ａ，２５ｂは、半導体チップ２０ａの生じた熱を半導体装置１１の外部に放熱する機能を果たすとともに、半導体チップ２０ａと対応するＰ端子２２ａとの電気的な中継機能を果たす。一方、ヒートシンク２５ｂは、半導体チップ２０ｂの生じた熱を半導体装置１１の外部に放熱する機能を果たすとともに、半導体チップ２０ｂと対応する出力端子２２ｄとの電気的な中継機能を果たす。このため、ヒートシンク２５ａ，２５ｂは、熱伝導性及び電気伝導性を確保すべく、少なくとも金属材料を用いて形成される。例えば、銅、銅合金、アルミ合金などの熱伝導性及び電気伝導性に優れた金属材料からなる。
【００２９】
ヒートシンク２５ａ，２５ｂは、Ｚ方向においてほぼ同じ厚みを有し、半導体チップ２０ａ，２０ｂ側の一面が、互いにほぼ面一となっている。ヒートシンク２５ａの一面には、はんだ２６を介して、半導体チップ２０ａのコレクタ電極が接続されている。同じく、ヒートシンク２５ｂの一面には、はんだ２６を介して、半導体チップ２０ｂのコレクタ電極が接続されている。このように、ヒートシンク２５ａ，２５ｂは、対応する半導体チップ２０ａ，２０ｂと熱的、且つ、電気的に接続されている。
【００３０】
一方、ヒートシンク２５ａ，２５ｂにおける半導体チップ２０ａ，２０ｂと反対の面は、図４に示すように、モールド樹脂部２１の一面２１ａから露出された放熱面２５ａ１，２５ｂ１となっている。
【００３１】
図５に示すように、リードフレーム２４において、ヒートシンク２５ａにＰ端子２２ａが連結され、ヒートシンク２５ｂに出力端子２２ｄが連結されている。また、ヒートシンク２５ｂは、図４及び図５に示すように、Ｘ方向においてヒートシンク２５ａ側に突出する突出部２５ｂ２を有している。
【００３２】
半導体チップ２０ａ，２０ｂにおけるヒートシンク２５ａ，２５ｂと反対の面側には、ターミナル２７ａ，２７ｂがそれぞれ配置されている。このターミナル２７ａ，２７ｂは、半導体チップ２０ａ，２０ｂと後述するヒートシンク２９ａ，２９ｂとを電気的に中継する機能を果たす。このため、ターミナル２７ａ，２７ｂは、熱伝導性及び電気伝導性を確保すべく、少なくとも金属材料を用いて形成されている。例えば、銅やモリブデンなどの熱伝導性及び電気伝導性に優れた金属材料からなる。
【００３３】
また、ターミナル２７ａ，２７ｂは、半導体チップ２０ａ，２０ｂと後述するヒートシンク２９ａ，２９ｂとの間に、Ｚ方向において所定間隔を確保するスペーサとしての機能も果たす。ターミナル２７ａ，２７ｂは、Ｚ方向においてほぼ同じ厚みを有している。そして、ターミナル２７ａは、はんだ２８を介して、半導体チップ２０ａのエミッタ電極に接続されている。同じく、ターミナル２７ｂは、はんだ２８を介して、半導体チップ２０ｂのエミッタ電極に接続されている。
【００３４】
ターミナル２７ａ，２７ｂにおける半導体チップ２０ａ，２０ｂと反対の面側には、ヒートシンク２９ａ，２９ｂがそれぞれ配置されている。ヒートシンク２９ａ，２９ｂは、上記したヒートシンク２５ａ，２５ｂ同様の機能を果たす。すなわち、半導体チップ２０ａ，２０ｂの生じた熱を半導体装置１１の外部に放熱する機能を果たす。また、ヒートシンク２９ａは、半導体チップ２０ａと対応する出力端子２２ｃとの電気的な中継機能を果たす。ヒートシンク２９ｂは、半導体チップ２０ｂと対応するＮ端子２２ｂとの電気的な中継機能を果たす。このため、ヒートシンク２９ａ，２９ｂも、熱伝導性及び電気伝導性を確保すべく、少なくとも金属材料を用いて形成される。例えば、銅、銅合金、アルミ合金などの熱伝導性及び電気伝導性に優れた金属材料からなる。このヒートシンク２９ａ，２９ｂ及び上記したヒートシンク２５ａ，２５ｂが、特許請求の範囲に記載のヒートシンクに相当する。
【００３５】
ヒートシンク２９ａ，２９ｂは、Ｚ方向においてほぼ同じ厚みを有している。そして、ヒートシンク２９ａが、はんだ３０を介して、ターミナル２７ａに接続されている。同じく、ヒートシンク２９ｂが、はんだ３０を介して、ターミナル２７ｂに接続されている。一方、ヒートシンク２９ａ，２９ｂにおける半導体チップ２０ａ，２０ｂと反対の面は、図４に示すように、モールド樹脂部２１の裏面２１ｂから露出された放熱面２９ａ１，２９ｂ１となっている。
【００３６】
ヒートシンク２９ａは、図４及び図５に示すように、Ｘ方向においてヒートシンク２９ｂ側に突出する突出部２９ａ２を有している。そして、上記したヒートシンク２５ｂの突出部２５ｂ２と突出部２９ａ２とが、はんだ３１を介して接続されている。突出部２５ｂ２，２９ａ２同士の接続により、上アーム側の半導体チップ２０ａのエミッタ電極と、下アーム側の半導体チップ２０ｂのコレクタ電極とが、電気的な接続されている。
【００３７】
また、ヒートシンク２９ａは、図５に示すように、Ｙ方向において出力端子２２ｃに向けて突出する突出部２９ａ３を有している。そして、この突出部２９ａ３に出力端子２２ｃが接続されている。同じく、ヒートシンク２９ｂは、Ｙ方向においてＮ端子２２ｂに向けて突出する突出部２９ｂ２を有している。そして、この突出部２９ｂ２にＮ端子２２ｂが接続されている。
【００３８】
リードフレーム２４は、上記した、主端子２２ａ〜２２ｄ、制御端子２３ａ，２３ｂ、及びヒートシンク２５ａ，２５ｂに加え、アイランド３２ａ，３２ｂを有している。このアイランド３２ａ，３２ｂの一面側には、ドライバＩＣ３３ａ，３３ｂがそれぞれ配置されている。このドライバＩＣ３３ａ，３３ｂは、図示しないマイコンからのデジタル信号に基づき、半導体チップ２０ａ，２０ｂの駆動を制御するためのゲート駆動信号（アナログ信号）を生成する。
【００３９】
アイランド３２ａには、はんだ３４などの接合部材を介して、ドライバＩＣ３３ａが実装されている。一方、アイランド３２ｂには、はんだ３４などの接合部材を介して、ドライバＩＣ３３ｂが実装されている。これらドライバＩＣ３３ａ，３３ｂは、ボンディングワイヤ３５を介して、対応する半導体チップ２０ａ，２０ｂの制御電極（パッド）に電気的に接続されている。また、ドライバＩＣ３３ａ，３３ｂは、ボンディングワイヤ３６を介して、対応する制御端子２３ａ，２３ｂに電気的に接続されている。本実施形態では、一例として、アイランド３２ａが、複数本の制御端子２３ａの一部に連結されており、アイランド３２ｂが、複数本の制御端子２３ｂの一部に連結されている。
【００４０】
このように、半導体装置１１では、半導体チップ２０ａ，２０ｂ、リードフレーム２４の一部、ターミナル２７ａ，２７ｂ、ヒートシンク２９ａ，２９ｂの一部、及びドライバＩＣ３３ａ，３３ｂが、モールド樹脂部２１によって一体的に封止されている。そして、モールド樹脂部２１の一面２１ａからヒートシンク２５ａ，２５ｂの放熱面２５ａ１，２５ｂ１が露出され、裏面２１ｂからヒートシンク２９ａ，２９ｂの放熱面２９ａ１，２９ｂ１が露出された両面放熱構造をなしている。
【００４１】
なお、放熱面２５ａ１，２５ｂ１については、ヒートシンク２５ａ，２５ｂが露出しないようにモールド樹脂部２１を成形し、その後、モールド樹脂部２１とともにヒートシンク２５ａ，２５ｂの一部を切削して、放熱面２５ａ１，２５ｂ１を一面２１ａから露出させてもよい。同様にして、放熱面２９ａ１，２９ｂ１を裏面２１ｂから露出させてもよい。また、放熱面２５ａ１，２５ｂ１が成形型のキャビティ壁面に接触するようにしてモールド樹脂部２１を成形し、切削することなしに、放熱面２５ａ１，２５ｂ１を一面２１ａから露出させてもよい。同様にして、放熱面２９ａ１，２９ｂ１を裏面２１ｂから露出させてもよい。
【００４２】
本実施形態では、放熱面２５ａ１，２５ｂ１を覆うように、モールド樹脂部２１の一面２１ａに、電気絶縁性を有する絶縁シート３７が貼り付けられている。同じく、放熱面２９ａ１，２９ｂ１を覆うように、モールド樹脂部２１の裏面２１ｂにも絶縁シート３７が貼り付けられている。
【００４３】
また、本実施形態では、図３及び図６に示すように、モールド樹脂部２１の一面２１ａ及び裏面２１ｂに、メスコネクタ１２を固定するための溝部３８がそれぞれ形成されている。この溝部３８は、Ｘ方向に延設されている。また、Ｙ方向において、制御端子２３ａ，２３ｂが突出する側面２１ｄと、ヒートシンク２５ａ，２５ｂ，２９ａ，２９ｂとの間の位置に形成されている。一面２１ａの溝部３８と裏面２１ｂの溝部３８は、Ｙ方向において互いに等しい位置に形成されている。溝部３８の、Ｙ方向及びＺ方向により規定される断面形状は、略楔状をなしており、側面２１ｄ側の辺とＹ方向とのなす角度が、９０度よりも若干小さい角度（例えば８５度）となっている。本実施形態において、この溝部３８が、特許請求の範囲に記載の固定部に相当する。
【００４４】
次に、図７〜図９に基づき、メスコネクタ１２について説明する。
【００４５】
図７及び図８に示すように、メスコネクタ１２は、端子４０ａ，４０ｂと、該端子４０ａ，４０ｂを保持する樹脂製のハウジング４１と、を有している。端子４０ａ，４０ｂが、特許請求の範囲に記載の第２端子に相当する。
【００４６】
端子４０ａは制御端子２３ａと接続される端子であり、端子４０ｂは制御端子２３ｂと接続される端子である。図９に示すように、端子４０ａ，４０ｂは、導電材料からなる内部導体４２ａと、内部導体４２ａを絶縁被覆する被覆部４２ｂと、内部導体４２ａにおける半導体装置１１側の端部付近に設けられた金属カラー４２ｃと、をそれぞれ有している。内部導体４２ａは、その全長の殆どを被覆部４２ｂにより被覆されており、両端が被覆部４２ｂから露出されている。端子４０ａ，４０ｂのうち、内部導体４２ａが被覆部４２ｂにて覆われた部分は、可撓性を有している。このような可撓性を有する端子４０ａ，４０ｂとしては、例えば、撚り線を採用することができる。
【００４７】
そして、筒状をなす金属カラー４２ｃの途中まで内部導体４２ａが挿入され、この挿入状態で、内部導体４２ａは金属カラー４２ｃに電気的に接続されている。このように、金属カラー４２ｃの途中まで内部導体４２ａが配置されており、金属カラー４２ｃにおける内部導体４２ａが配置されてない部分によって、制御端子２３ａ，２３ｂとのメスコンタクト部４２ｄが形成されている。
【００４８】
ハウジング４１は、樹脂材料を成形してなり、本体部４１ａと、収容空間４１ｂと、壁部４１ｃと、を有している。この樹脂材料としては、熱可塑性樹脂を用いてもよいし、熱硬化性樹脂を用いてもよい。本実施形態では、熱可塑性樹脂を用いた射出成形により、ハウジング４１が形成されている。
本体部４１ａは端子４０ａ，４０ｂを保持する部分であり、略直方体状をなしている。本体部４１ａの一面から端子４０ａ，４０ｂが外部に引き出されており、該一面と反対の面が、収容空間４１ｂの底面をなしている。収容空間４１ｂの底面には、端子４０ａ，４０ｂの一端が露出され、嵌合時に制御端子２３ａ，２３ｂがメスコンタクト部４２ｄに電気的に接続可能となっている。
【００４９】
壁部４１ｃは、収容空間４１ｂを取り囲むように、収容空間４１ｂの底面をなす面の縁部に形成されるとともに、Ｙ方向に沿って延びている。すなわち、壁部４１ｃは、角筒状に設けられている。このように、収容空間４１ｂは、壁部４１ｃと本体部４１ａとによって形成されている。この収容空間４１ｂには、半導体装置１１の一部、詳しくは制御端子２３ａ，２３ｂの少なくとも一部や、モールド樹脂部２１の一部が収容される。
【００５０】
壁部４１ｃのうち、モールド樹脂部２１の一面２１ａ及び裏面２１ｂに対向する部分、すなわちＺ方向において相対する壁部４１ｃには、突起部４３がそれぞれ形成されている。この突起部４３は、半導体装置１１とメスコネクタ１２との嵌合状態で、溝部３８に係止する。本実施形態では、突起部４３が、本体部４１ａから突出する壁部４１ｃの突出先端付近に形成されている。また、相対する壁部４１ｃにおいて、突起部４３は、Ｙ方向に互いに等しい位置に形成されている。突起部４３の、Ｙ方向及びＺ方向により規定される断面形状は、略楔状をなしており、本体部４１ａ側の辺とＹ方向とのなす角度が、９０度よりも若干小さい角度（例えば８５度）となっている。
【００５１】
次に、図１０に基づき、半導体装置１１とメスコネクタ１２との嵌合方法について説明する。
【００５２】
先ず、上記した半導体装置１１及びメスコネクタ１２をそれぞれ準備する。そして、図１０に示すように、制御端子２３ａ，２３ｂが突出するモールド樹脂部２１の側面２１ｄが、メスコネクタ１２の収容空間４１ｂの底面に対向し、且つ、一面２１ａ及び裏面２１ｂが、突起部４３の形成された壁部４１ｃに対向するように、半導体装置１１及びメスコネクタ１２を位置決めする。この位置決め状態で、半導体装置１１及びメスコネクタ１２をＹ方向に相対的に移動させ、制御端子２３ａ，２３ｂ及びモールド樹脂部２１を収容空間４１ｂ内に挿入する。このとき、壁部４１ｃがガイドとなり、制御端子２３ａ，２３ｂがメスコンタクト部４２ｄに導かれる、そして、制御端子２３ａ，２３ｂが金属カラー４２ｃ内に挿入され、メスコンタクト部４２ｄに電気的に接続される。また、突起部４３が溝部３８に係止する。溝部３８と突起部４３とによる係止部は、制御端子２３ａ，２３ｂと端子４０ａ，４０ｂとの電気的な接続部の近傍に形成される。
【００５３】
以上により、半導体装置１１にメスコネクタ１２が嵌合されてなる半導体モジュール１０を得ることができる。
【００５４】
次に、本実施形態に係る半導体モジュール１０の効果について説明する。
【００５５】
本実施形態では、半導体装置１１の制御端子２３ａ，２３ｂとメスコネクタ１２の端子４０ａ，４０ｂとが電気的に接続された状態で、溝部３８に対する突起部４３の係止により、メスコネクタ１２のハウジング４１が半導体装置１１のモールド樹脂部２１に固定される。
【００５６】
したがって、車両（例えばエンジン）の振動が半導体モジュール１０に印加されても、制御端子２３ａ，２３ｂに応力が集中するのを抑制することができる。すなわち、制御端子２３ａ，２３ｂの電気的な接続信頼性を向上することができる。また、制御端子２３ａ，２３ｂに応力が集中し、これにより、モールド樹脂部２１に剥離が生じるのも抑制することができる。
【００５７】
特に本実施形態では、係止による固定構造を採用するため、構成を簡素化しつつ、制御端子２３ａ，２３ｂの電気的な接続信頼性を向上することができる。
【００５８】
また、主端子２２ａ〜２２ｄよりも幅が狭く強度が低い制御端子２３ａ，２３ｂと、端子４０ａ，４０ｂとの電気的な接続部の近傍に、溝部３８と突起部４３とによる係止部を設ける。したがって、振動などの影響を受けやすい制御端子２３ａ，２３ｂについても、電気的な接続信頼性を向上することができる。
【００５９】
なお、モールド樹脂部２１が自身の一部として溝部３８を有し、ハウジング４１が自身の一部として突起部４３を有する。このため、例えば半導体装置１１に故障が生じた場合に半導体装置１１の取替えをしやすい。同じく、メスコネクタ１２に故障が生じた場合に、メスコネクタ１２の取替えをしやすい、したがって、例えば、制御端子を回路基板にはんだ付けする構成に較べて、メンテナンス性を向上することもできる。
【００６０】
また、モールド樹脂部２１の一部として溝部３８を有するため、モールド樹脂部２１を成形するとともに溝部３８を形成することができる。したがって、製造工程を簡素化し、且つ、部品点数を削減することもできる。
【００６１】
また、本実施形態では、メスコネクタ１２の端子４０ａ，４０ｂのうち、ハウジング４１から外部に突出する部分が可撓性を有している。したがって、制御端子２３ａ，２３ｂに印加される外力を、可撓性を有する端子４０ａ，４０ｂにて吸収することができる。このため、メスコネクタがリジッドな端子を有する構成に較べて、制御端子２３ａ，２３ｂの電気的な接続信頼性をさらに向上することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、溝部３８が、Ｙ方向において、モールド樹脂部２１の側面２１ｄと、放熱面２５ａ１，２５ｂ１，２９ａ１，２９ｂ１との間の位置に形成されている。そして、半導体装置１１にメスコネクタ１２が嵌合された状態で、放熱面２５ａ１，２５ｂ１，２９ａ１，２９ｂ１が、メスコネクタ１２から露出されている。したがって、制御端子２３ａ，２３ｂの電気的な接続信頼性を向上しつつ半導体装置１１の放熱性を向上することができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、半導体モジュール１０が、半導体装置１１に加え、メスコネクタ１２も備える例を示した。しかしながら、半導体モジュール１０として、メスコネクタ１２と嵌合する半導体装置１１のみを有する構成としても、同等の効果を奏することができる。
【００６４】
（第２実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体モジュール１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００６５】
本実施形態に係る半導体モジュール１０は、第１実施形態に示した半導体モジュール１０と基本的に同じである。異なる点は、溝部３８及び突起部４３の形成位置である。
【００６６】
図１１及び図１２に示すように、半導体装置１１において、溝部３８は、モールド樹脂部２１の一面２１ａ及び裏面２１ｂではなく、側面２１ｅ及び該側面２１ｅと反対の側面２１ｆにそれぞれ形成されている。側面２１ｅ，２１ｆは、主端子２２ａ〜２２ｄが突出する側面２１ｃ及び制御端子２３ａ，２３ｂが突出する側面２１ｄを除く側面である。また、側面２１ｅ，２１ｆにおいて、溝部３８は、Ｙ方向において、側面２１ｄと、放熱面２５ａ１，２５ｂ１，２９ａ１，２９ｂ１との間の位置に形成されている。
【００６７】
図１３に示すように、メスコネクタ１２において、突起部４３は、Ｚ方向において対向する壁部４１ｃではなく、Ｘ方向において対向する壁部４１ｃにそれぞれ形成されている。
【００６８】
このような構成としても、第１実施形態と同等の効果を奏することができる。なお、本実施形態においても、半導体モジュール１０として、メスコネクタ１２と嵌合する半導体装置１１のみを有する構成としても良い。
【００６９】
（第３実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体モジュール１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００７０】
本実施形態に係る半導体モジュール１０は、第１実施形態に示した半導体モジュール１０とほぼ同じである。異なる点は、モールド樹脂部２１とハウジング４１とが係止により固定されるのではなく、後述する固定ピン４５を用いた固定構造を採用している点である。この固定ピン４５が特許請求の範囲に記載の固定部材に相当する。
【００７１】
図１４及び図１５に示すように、半導体装置１１は、係止用の溝部３８に代えて、ハウジング４１を固定するための貫通孔３９を有している。本実施形態において、貫通孔３９は、特許請求の範囲に記載の固定部又は第１孔に相当する。この貫通孔３９は、モールド樹脂部２１をＺ方向に貫通して形成され、その端部が一面２１ａ及び裏面２１ｂに開口している。
【００７２】
本実施形態では、上記した溝部３８同様、Ｙ方向において、制御端子２３ａ，２３ｂが突出する側面２１ｄと、放熱面２５ａ１，２５ｂ１，２９ａ１，２９ｂ１との間の位置に形成されている。また、Ｘ方向に並んで３つの貫通孔３９が形成されている。３つの貫通孔３９は、図１５に示すように、Ｘ方向において、制御端子２３ａ，２３ｂの間の位置、制御端子２３ａよりも外側の位置、制御端子２３ｂよりも外側の位置にそれぞれ形成されている。
【００７３】
図１６及び図１７に示すように、メスコネクタ１２は、係止用の突起部４３に代えて、貫通孔４４を有している。この貫通孔４４は、特許請求の範囲に記載の第２孔に相当する。貫通孔４４は、ハウジング４１の壁部４１ｃのうち、嵌合時にモールド樹脂部２１と重なる位置、詳しくは、Ｘ方向及びＹ方向により規定される面内において、対応する貫通孔３９と重なる位置に形成されている。本実施形態では、貫通孔４４が、Ｚ方向において相対する壁部４１ｃにそれぞれ形成されており、Ｘ方向及びＹ方向により規定される面内において相対する壁部４１ｃの貫通孔４４が重なって対をなすように、三対の貫通孔４４（計６個の貫通孔４４）が形成されている。
【００７４】
次に、図１８及び図１９に基づき、半導体装置１１とメスコネクタ１２との嵌合方法について説明する。
【００７５】
制御端子２３ａ，２３ｂ及びモールド樹脂部２１を収容空間４１ｂ内に挿入し、制御端子２３ａ，２３ｂをメスコンタクト部４２ｄと電気的に接続するまでは、第１実施形態と同じである。この接続状態において、対応する貫通孔３９，４４同士が重なる。そして、図１８に示すように、固定ピン４５を重なった貫通孔３９，４４に対して挿入する。固定ピン４５としては、金属製や樹脂製のものを採用することができる。本実施形態では、一端側に拡径された頭部を有する固定ピン４５を用いる。そして、頭部と反対の端部から貫通孔４４に挿入すると、固定ピン４５は、貫通孔４４、貫通孔３９、貫通孔４４の順に挿通し、図１９に示すように、頭部と反対の端部がハウジング４１から突出する。この突出先端を例えばかしめることで、ハウジング４１がモールド樹脂部２１に固定される。
【００７６】
このように、固定ピン４５を用いた固定構造によっても、第１実施形態と同等の効果を奏することができる。
【００７７】
なお、固定部材としては、固定ピン４５に限定されるものではない。例えば、ボルトとナットを備える締結手段のボルトを固定部材としても良い。リベットを用いることもできる。樹脂からなる固定ピン４５を採用し、熱かしめにより固定しても良い。
【００７８】
また、本実施形態においても、半導体モジュール１０として、メスコネクタ１２と嵌合する半導体装置１１のみを有する構成としても良い。
【００７９】
（第４実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体モジュール１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００８０】
本実施形態に係る半導体モジュール１０は、半導体装置１１及びメスコネクタ１２に加え、図２０に示すように、半導体装置１１を冷却するための冷却器１３と、メスコネクタ１２の端子４０ａ，４０ｂが電気的に接続される回路基板１４と、を備えている。回路基板１４には、半導体チップ２０ａ，２０ｂに形成された素子の駆動を制御する制御回路が形成されている。半導体装置１１及びメスコネクタ１２の嵌合構造としては、第１実施形態〜第３実施形態のいずれも適用することができる。
【００８１】
また、半導体モジュール１０は、複数の半導体装置１１を有しており、複数の半導体装置１１と冷却器１３とが交互に積層されている。各半導体装置１１に対し、Ｚ方向における両面側に冷却器１３がそれぞれ配置され、半導体装置１１は両面側に放熱できるようになっている。図２０では、三相分の半導体装置１１を有している。
【００８２】
対応する半導体装置１１に嵌合されたメスコネクタ１２は、それぞれＹ方向において同一側に配置されており、端子４０ａ，４０ｂは同一方向に延出されている。そして、端子４０ａ，４０ｂが、共通の回路基板１４に電気的に接続されている。本実施形態に示す端子４０ａ，４０ｂも可撓性を有している。図２０では、便宜上、端子４０ａのみを示している。
【００８３】
本実施形態によれば、上記実施形態に示した効果に加えて、下記の効果を奏することができる。
【００８４】
半導体装置１１と冷却器１３とを交互に積層し、各半導体装置１１を冷却する構造においては、各半導体装置１１の厚みのばらつきが重畳されて、回路基板１４との接続に影響する。厚みのばらつきにより回路基板１４の接続部分との間に位置ずれが生じ、組み付けの応力が発生しても、本実施形態では、制御端子２３ａ，２３ｂが端子４０ａ，４０ｂに電気的に接続されるとともに、ハウジング４１がモールド樹脂部２１に固定される。したがって、制御端子２３ａ，２３ｂの電気的な接続信頼性を確保することができる。
【００８５】
特に本実施形態では、可撓性の端子４０ａ，４０ｂを用いるため、上記した冷却のための積層構造を採用しても、組み付けの応力を抑制し、ひいては制御端子２３ａ，２３ｂの電気的な接続信頼性を向上することができる。
【００８６】
また、冷却器１３が多段に配置され、半導体装置１１が両面側に冷却器１３が位置する。したがって、半導体チップ２０ａ，２０ｂの生じた熱を効果的に放熱することができる。
【００８７】
なお、回路基板１４にコネクタが実装され、このコネクタに端子４０ａ，４０ｂが接続される構成を採用することもできる。また、半導体モジュール１０として、回路基板１４を備えない構成としても良い。
【００８８】
（第５実施形態）
本実施形態において、第４実施形態に示した半導体モジュール１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００８９】
本実施形態では、図２１に示すように、回路基板１４も冷却器１３によって冷却される。第４実施形態同様、三相分の半導体装置１１が、Ｚ方向に並んで配置されており、半導体装置１１と冷却器１３とが交互に積層されている。また、Ｚ方向に並んで配置された三相分の半導体装置１１の一端側に、回路基板１４が配置されている。回路基板１４も両側にも冷却器１３が配置されている。
【００９０】
対応する半導体装置１１に嵌合されたメスコネクタ１２は、それぞれＹ方向において同一側に配置されており、端子４０ａ，４０ｂは同一方向に延出されている。端子４０ａ，４０ｂは可撓性を有しており、冷却器１３に挟まれた共通の回路基板１４に電気的に接続されている。図２１では、便宜上、端子４０ａのみを示している。
【００９１】
これによれば、第４実施形態に記載の効果に加え、回路基板１４も冷却することができる。また、可撓性の端子４０ａ，４０ｂを用いることで、Ｚ方向に並んで配置された回路基板１４と半導体装置１１とを電気的に接続することができる。したがって、回路基板１４と半導体装置１１との接続構造を簡素化することができる。
【００９２】
（第６実施形態）
本実施形態において、第３実施形態に示した半導体モジュール１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００９３】
第３実施形態では、モールド樹脂部２１に、第１孔として貫通孔３９が形成される例を示した。これに対し、本実施形態では、図２２に示すように、第１孔として未貫通の孔５０が形成されている。
【００９４】
本実施形態では、孔５０が、モールド樹脂部２１の一面２１ａ及び裏面２１ｂのそれぞれに形成されている。孔５０のうち、一面２１ａに開口する孔５０ａは、裏面２１ｂに開口しないように所定深さを有して形成されている。また、裏面２１ｂに開口する孔５０ｂは、一面２１ａに開口せず、且つ、一面２１ａに開口する孔５０ａと連通しないように所定深さを有して形成されている。孔５０ａ，５０ｂは、Ｘ方向及びＹ方向により規定される面内において、互いに同じ位置に形成されている。モールド樹脂部２１は、同じ位置に形成された孔５０ａ，５０ｂを３組有している。
【００９５】
孔５０の形成位置は、貫通孔３９同様、Ｙ方向において、制御端子２３ａ，２３ｂが突出する側面２１ｄと、放熱面２５ａ１，２５ｂ１，２９ａ１，２９ｂ１との間の位置に形成されている。なお、図２２では、放熱面２５ａ１，２９ａ１のみを示している。
【００９６】
メスコネクタ１２には、第３実施形態同様、第２孔としての貫通孔４４が形成されている。貫通孔４４は、ハウジング４１の壁部４１ｃのうち、嵌合時にモールド樹脂部２１と重なる位置、詳しくは、Ｘ方向及びＹ方向により規定される面内において、対応する孔５０（５０ａ，５０ｂ）と重なる位置に形成されている。
【００９７】
半導体装置１１とメスコネクタ１２との嵌合方法は、第３実施形態に記載の方法と基本的に同じである。すなわち、制御端子２３ａ，２３ｂ及びモールド樹脂部２１を収容空間４１ｂ内に挿入し、制御端子２３ａ，２３ｂをメスコンタクト部４２ｄと電気的に接続する。この接続状態において、対応する孔５０と貫通孔４４とが重なって互いに連通状態になる。そして、固定ピン４５を貫通孔４４及び孔５０に対して挿入することで、ハウジング４１がモールド樹脂部２１に固定される。固定ピン４５として例えばリベットを採用することで、未貫通の孔５０を用いた場合にも、固定することができる。
【００９８】
このように、未貫通の孔５０を用いる場合にも、第３実施形態と同等の効果を奏することができる。特に本実施形態では、Ｘ方向及びＹ方向により規定される面内において、互いに同じ位置に形成された孔５０ａ，５０ｂを３組有している。このように、一面２１ａに開口する孔５０ａと、裏面２１ｂに開口する孔５０ｂとを同じ位置とすると、片面のみに孔５０が形成される構成に較べて、半導体装置１１とメスコネクタ１２との組み付け状態をより安定化させ、振動などの影響を受けやすい制御端子２３ａ，２３ｂについて、電気的な接続信頼性をさらに向上することができる。
【００９９】
なお、本実施形態では、モールド樹脂部２１の一面２１ａ及び裏面２１ｂの両側にそれぞれ孔５０を形成する例を示したが、一方のみに孔５０が形成された構成を採用することもできる。この場合、貫通孔４４も相対する壁部４１ｃの一方のみに形成されることとなる。
【０１００】
（第７実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体モジュール１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【０１０１】
第１実施形態では、モールド樹脂部２１が、その全体にわたって材料均一となっていた。換言すれば、モールド樹脂部２１の強度が全体でほぼ均一とされていた。これに対し、本実施形態では、モールド樹脂部２１の強度が領域によって異なる点を特徴とする。換言すれば、領域によって構成材料が異なる点を特徴とする。
【０１０２】
図２３では、モールド樹脂部２１によって被覆される要素を透過させて図示している。すなわち、被覆要素についても、便宜上、実線で示している。本実施形態の半導体装置１１では、モールド樹脂部２１が、他の領域よりも強度の高い高強度領域５１と、高強度領域５１よりもガラス転移点（Ｔｇ）が高い高Ｔｇ領域５２と、を有している。高強度領域５１は、固定部としての溝部３８の形成領域を含んで設定されている。一方、高Ｔｇ領域５２は、電子部品としての半導体チップ２０ａ，２０ｂを封止する領域を含んで設定されている。高強度領域５１が特許請求の範囲に記載の第１領域に相当し、高Ｔｇ領域５２が第２領域に相当する。
【０１０３】
図２３に示す一点鎖線は、高強度領域５１と高Ｔｇ領域５２との境界５３を示している。境界５３は、Ｙ方向において、半導体チップ２０ａ，２０ｂと溝部３８の間に設定される。本実施形態では、ヒートシンク２５ａ，２５ｂ，２９ａ，２９ｂと溝部３８との間に設定されている。そして、Ｙ方向において、境界５３よりも側面２１ｄ側の部分が、高強度領域５１となっており、境界５３よりも側面２１ｃ側の部分が、高Ｔｇ領域５２となっている。
【０１０４】
本実施形態では、高強度領域５１を構成する材料の種類と、高Ｔｇ領域５２を構成する材料の種類とが互いに同じとなっている。しかしながら、材料（熱硬化性樹脂、有機バインダー、及び無機フィラー）の比率が異なっている。詳しくは、無機フィラーの添加量が異なることで、高強度領域５１を構成する材料と、高Ｔｇ領域５２を構成する材料とが異なっている。
【０１０５】
無機フィラーの添加量が多くなるほど、単位体積当たりの熱硬化性樹脂量が少なくなり、ガラス転移点が低下する。高Ｔｇ領域５２において、ガラス転移点が、半導体チップ２０ａ，２０ｂに形成されたスイッチング素子のジャンクション温度（Ｔｊ）よりも低いと、スイッチング素子が高負荷状態のときにモールド樹脂部２１が軟化するという問題がある。このため、高Ｔｇ領域５２では無機フィラーの添加量を少なくし、ガラス転移点をジャンクション温度よりも高めている。一方、高強度領域５１では、メスコネクタ１２のハウジング４１との間で嵌合構造を形成するために、高い強度（曲げ強度）が必要となる。熱硬化性樹脂は、熱可塑樹脂に較べて靭性が低い。このため、高強度領域５１では、無機フィラーの添加量を多くし、強度（曲げ強度）を高めている。
【０１０６】
このように、溝部３８の形成領域を含んで高強度領域５１を設定しているため、高強度領域５１に、メスコネクタ１２のハウジング４１との嵌合構造を安定的に形成することができる。例えばモールド樹脂部２１の溝部３８周辺にクラックなどが生じにくくなる。
【０１０７】
また、高Ｔｇ領域５２のガラス転移点が、モールド樹脂部２１のその他の領域である高強度領域５１のガラス転移点よりも高いため、半導体チップ２０ａ，２０ｂに形成されたスイッチング素子の発熱により、モールド樹脂部２１が軟化するのを抑制することができる。すなわち、モールド樹脂部２１によって半導体チップ２０ａ，２０ｂを安定的に封止することができる。
【０１０８】
このようなモールド樹脂部２１は、例えばダブルゲートによるトランスファモールドによって成形することができる。図２４に示す例では、第１ゲート５４が、図示しない成形型のうち、モールド樹脂部２１の側面２１ｄに対応する側であって、Ｘ方向における略中心位置に設けられている。この第１ゲート５４には、第１ポット５５から第１材料５６が供給される。第１材料５６は、熱硬化性樹脂、有機バインダー、及び無機フィラーを含んでおり、後述する第２材料５９よりも無機フィラーの添加量が多くなっている。
【０１０９】
一方、第２ゲート５７は、成形型のうち、モールド樹脂部２１の側面２１ｃに対応する側であって、Ｘ方向における略中心位置に設けられている。この第２ゲート５７には、第２ポット５８から第２材料５９が供給される。第２材料５９は、第１材料と同じ種類の材料を含むとともに、第１材料５６よりも無機フィラーの添加量が少なくなっている。そして、第１ゲート５４から成形型内に第１材料５６を注入し、第２ゲート５７から成形型内に第２材料５９を注入することで、上記した半導体装置１１を得ることができる。このとき、両材料５６，５９のウェルド面が上記した境界５３の位置となるように制御する。図２４でも、図２３同様、各材料５６，５９で被覆される要素を実線で示している。
【０１１０】
なお、同一のポット内に第１材料５６と第２材料５９とを２層配置とすることで、シングルゲートでも上記した半導体装置１１を得ることができる。たとえば、図２４に示す第１ゲート５４のみを有する場合、上層を第２材料５９として、先に第２材料５９を成形型内に注入すればよい。
【０１１１】
本実施形態では、材料の種類を同じとしつつ、無機フィラーの添加量によって、高強度領域５１と高Ｔｇ領域５２とに分ける例を示したが、材料の種類を変えることで、高強度領域５１と高Ｔｇ領域５２とに分けることもできる。例えば熱硬化性樹脂、有機バインダー、及び無機フィラーの少なくとも１つについて、第１材料５６と第２材料５９とで種類を変えてもよい。
【０１１２】
本実施形態では、モールド樹脂部２１のうち、主端子２２ａ〜２２ｄを被覆する部分についても、高Ｔｇ領域５２の一部とする例を示した。しかしながら、主端子２２ａ〜２２ｄを被覆する部分は、半導体チップ２０ａ，２０ｂを封止する部分ではないため、高Ｔｇ領域５２と異なる材料構成としてもよい。例えば、主端子２２ａ〜２２ｄを被覆する部分を、高強度領域５１と同じ材料で構成してもよい。
【０１１３】
本実施形態では、領域によって材料の異なるモールド樹脂部２１を、溝部３８を有するモールド樹脂部２１に適用する例を示したが、これに限定されない。貫通孔３９や未貫通の孔５０を有するモールド樹脂部２１にも適用することができる。この場合、貫通孔３９の形成領域を含んで高強度領域５１が設定される。
【０１１４】
（第８実施形態）
本実施形態において、第３実施形態に示した半導体モジュール１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【０１１５】
第３実施形態では、モールド樹脂部２１に貫通孔３９が形成され、この貫通孔３９とハウジング４１の貫通孔４４が連通された状態で、固定ピン４５により、ハウジング４１（メスコネクタ１２）が半導体装置１１に固定される例を示した。これに対し、本実施形態では、図２５に示すように、モールド樹脂部２１に、金属カラー６０がインサートされており、金属カラー６０の貫通孔６１に固定ピン４５が挿入されることを特徴とする。
【０１１６】
金属カラー６０は、図２６に示すように筒状をなしており、筒内の貫通孔６１が、ハウジング４１を半導体装置１１に固定する固定部として機能する。この貫通孔６１が特許請求の範囲に記載の金属カラーの孔に相当する。本実施形態では、金属カラー６０が円筒状をなしており、その外径がＺ方向において一定となっている。金属カラー６０の外周面には、モールド樹脂部２１との密着性を高めるために、綾目ローレット加工が施されている。そして、金属カラー６０の一端が一面２１ａに露出され、他端が裏面２１ｂに露出されている。詳しくは、金属カラー６０の一端が、一面２１ａと略面一とされ、他端が裏面２１ｂと略面一とされている。
【０１１７】
この貫通孔６１と、ハウジング４１に形成された貫通孔４４とが重なって互いに連通された状態で、固定ピン４５が貫通孔４４及び孔５０に対して挿入される。これにより、ハウジング４１がモールド樹脂部２１に固定される。固定ピン４５としては、第３実施形態に記載のものを採用することができる。
【０１１８】
上記構成によれば、固定ピン４５が金属カラー６０に対して固定されることとなるため、モールド樹脂部２１の貫通孔３９に固定ピン４５を挿入する構成、すなわち熱硬化性樹脂に対して固定ピン４５を固定する構成に較べて、メスコネクタ１２のハウジング４１を安定的に固定することができる。
【０１１９】
なお、未貫通の孔５０の代わりに金属カラー６０を用いることもできる。また、第７実施形態に記載の構成において、金属カラー６０を用いることもできる。この場合、高強度領域５１に金属カラー６０を設けることになる。
【０１２０】
金属カラー６０としては、外周面に綾目ローレット加工が施されたものに限定されない。モールド樹脂部２１との密着性を高める加工が外周面に施されたもの、あるいは、密着性を高める形状をなすものが好ましい。例えば、Ｚ方向両端の外径よりも、両端に挟まれた中央の外径の方が小さくされたくびれ形状の金属カラー６０を採用することもできる。
【０１２１】
（第９実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体モジュール１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【０１２２】
第１実施形態では、モールド樹脂部２１に溝部３８が形成され、この溝部３８にハウジング４１の突起部４３が係止することで、ハウジング４１（メスコネクタ１２）が半導体装置１１に固定される例を示した。これに対し、本実施形態では、図２７に示すように、嵌合部材６２（ロックパーツ）がモールド樹脂部２１に取り付けられ、この嵌合部材６２にハウジング４１が固定される点を特徴とする。
【０１２３】
嵌合部材６２は、熱可塑性樹脂を含む材料を射出成形することで形成されている。嵌合部材６２は、ハウジング４１を半導体装置１１に固定するための溝部６３を有している。そして、溝部６３が外部に露出するように、嵌合部材６２がモールド樹脂部２１の凹部６４に取り付けられている。取り付け方法としては、例えば嵌合、接着を採用することができる。本実施形態では、圧入によって嵌め込まれている。また、モールド樹脂部２１は、一面２１ａ及び裏面２１ｂの両面に凹部６４を有し、それぞれに嵌合部材６２が嵌め込まれている。
【０１２４】
このように、本実施形態では、熱硬化性樹脂からなるモールド樹脂部２１の凹部６４に、熱可塑性樹脂からなる嵌合部材６２を取り付け、この嵌合部材６２の溝部６３にハウジング４１の突起部４３を係止させる。したがって、モールド樹脂部２１の溝部３８に突起部４３を係止させる構成に較べて、メスコネクタ１２のハウジング４１との嵌合構造を安定的に形成することができる。また、嵌合形状の自由度（溝部６３の形状自由度）を向上することができる。
【０１２５】
（第１０実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体モジュール１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【０１２６】
本実施形態では、図２８に示すように、リードフレーム２４の一部を構成する吊りリード６５を、固定部として用いる点を特徴とする。
【０１２７】
第１実施形態（図５参照）に示したように、リードフレーム２４は、主端子２２ａ〜２２ｄ、制御端子２３ａ，２３ｂ、ヒートシンク２５ａ，２５ｂ、及びアイランド３２ａ，３２ｂを有している。さらにリードフレーム２４は、モールド樹脂部２１の成形後において除去されるまで、外周フレームやタイバーを有している。すなわち、半導体装置１１の状態で、リードフレーム２４は、外周フレーム及びタイバーを有していない。吊りリード６５は、外周フレームにヒートシンク２５ａ，２５ｂを連結するための部分である。吊りリード６５が連結される外周フレームには、制御端子２３ａ，２３ｂも連結されている。したがって、吊りリード６５は、ヒートシンク２５ａ，２５ｂを、制御端子２３ａ，２３ｂを含むリードフレーム２４の他の部分と連結する部分とも言える。
【０１２８】
吊りリード６５は、モールド樹脂部２１の側面２１ｄから外部に突出している。すなわち、制御端子２３ａ，２３ｂと同じ側面２１ｄから突出している。そして、その突出先端に、突起部６６が形成されている。また、Ｘ方向において、間に制御端子２３ａ，２３ｂを挟むように、側面２１ｄの両端付近に、吊りリード６５がそれぞれ設けられている。ハウジング４１には、突起部６６に対応して図示しない凹部が形成されている。突起部６６は、半導体装置１１とメスコネクタ１２との嵌合状態で、ハウジング４１の凹部に係止する。すなわち、本実施形態では、第１実施形態とは逆の構成となっている。突起部６６の、Ｘ方向及びＹ方向により規定される断面形状は、第１実施形態に記載の突起部４３同様、略楔状をなしている。
【０１２９】
このような形状の吊りリード６５は、モールド樹脂部２１の成形後において、外周フレーム及びタイバーの除去（切除）する際に、形成することができる。
【０１３０】
このように、吊りリード６５の突起部６６を用いた固定構造によっても、第１実施形態と同等の効果を奏することができる。また、金属からなる突起部６６による固定構造であるため、熱硬化性樹脂からなるモールド樹脂部２１の溝部３８に係止する構造に較べて、メスコネクタ１２のハウジング４１との嵌合構造を安定的に形成することができる。
【０１３１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【０１３２】
制御端子２３ａ，２３ｂの本数は、上記例に限定されるものではない。
【０１３３】
制御端子２３ａ，２３ｂを第１端子とする例を示したが、主端子２２ａ〜２２ｄを第１端子としても良い。主端子２２ａ〜２２ｄ及び制御端子２３ａ，２３ｂの両方を第１端子としても良い。
【０１３４】
半導体装置１１の構成は上記例に限定されるものではない。上下アームを一相分有する２ｉｎ１パッケージの例を示したが、三相分の上下アームを有する６ｉｎ１パッケージ、アームを１つのみ有する１ｉｎ１パッケージにも適用することができる。少なくとも、電子部品と、該電子部品を封止するモールド樹脂部と、電子部品と電気的に接続されるとともにモールド樹脂部の外部に突出する第１端子と、を備えるものであれば、上記した構成を適用することができる。
【０１３５】
ヒートシンク２５ａ，２５ｂ，２９ａ，２９ｂの放熱面２５ａ１，２５ｂ１，２９ａ１，２９ｂ１がモールド樹脂部２１から露出される例を示したが、ヒートシンク２５ａ，２５ｂ，２９ａ，２９ｂの全体がモールド樹脂部２１にて封止される構成にも適用することができる。
【０１３６】
電気的な絶縁が不要であれば、半導体装置１１が絶縁シート３７を有さない構成としても良い。また、上記したように、放熱面２５ａ１，２５ｂ１，２９ａ１，２９ｂ１がモールド樹脂部２１にて被覆される場合も、絶縁シート３７を不要とすることができる。
【０１３７】
係止構造において、モールド樹脂部２１に突起部、ハウジング４１に溝部を形成しても良い。しかしながら、収容空間４１ｂ側の壁面に溝部を形成しなければならないため、成形性を考慮すると、モールド樹脂部２１に溝部３８、ハウジング４１に突起部４３を設けると良い。
【０１３８】
端子４０ａ，４０ｂが可撓性を有する例を示したが、可撓性の端子４０ａ，４０ｂに限定されるものではない。
【０１３９】
ヒートシンク２５ａ，２５ｂが、対応する半導体チップ２０ａ，２０ｂと熱的、且つ、電気的に接続される例を示した。しかしながら、ヒートシンク２５ａ，２５ｂは、対応する半導体チップ２０ａ，２０ｂと少なくとも熱的に接続されていればよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１０・・・半導体モジュール、１１・・・半導体装置、１２・・・メスコネクタ、１３・・・冷却器、１４・・・回路基板、２０ａ，２０ｂ・・・半導体チップ、２１・・・モールド樹脂部、２１ａ・・・一面、２１ｂ・・・裏面、２１ｃ〜２１ｆ・・・側面、２２ａ〜２２ｄ・・・主端子、２３ａ，２３ｂ・・・制御端子、２４・・・リードフレーム、２５ａ，２５ｂ・・・ヒートシンク、２５ａ１，２５ｂ１・・・放熱面、２５ｂ２・・・突出部、２６・・・はんだ、２７ａ，２７ｂ・・・ターミナル、２８・・・はんだ、２９ａ，２９ｂ・・・ヒートシンク、２９ａ１，２９ｂ１・・・放熱面、２９ａ２，２９ａ３，２９ｂ２・・・突出部、３０，３１・・・はんだ、３２ａ，３２ｂ・・・アイランド、３３ａ，３３ｂ・・・ドライバＩＣ、３４・・・はんだ、３５，３６・・・ボンディングワイヤ、３７・・・絶縁シート、３８・・・溝部、３９・・・貫通孔、４０・・・端子、４１・・・ハウジング、４１ａ・・・本体部、４１ｂ・・・収容空間、４１ｃ・・・壁部、４２ａ・・・内部導体、４２ｂ・・・被覆部、４２ｃ・・・金属カラー、４２ｄ・・・メスコンタクト部、４３・・・突起部、４４・・・貫通孔、４５・・・固定ピン、５０…孔、５１…第１領域、５２…第２領域、５３…境界、５４…第１ゲート、５５…第１ポット、５６…第１材料、５７…第２ゲート、５８…第２ポット、５９…第２材料、６０…金属カラー、６１…孔、６２…嵌合部材、６３…溝部、６４…凹部、６５…吊りリード、６６…突起部
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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