(57)【要約】      （修正有）【課題】温度が上昇したときに半導体素子に加わる歪を小さくすることができるような封止がなされた半導体装置を提供する。【解決手段】パワーモジュールは、絶縁基板１１と、絶縁基板１１に貼り付けられた電極板１２と、電極板１２の取り付け面に取り付けられた半導体素子Ｑと、取り付け面に、半導体素子Ｑの周りを囲むように設けられた樹脂枠１４〜１６及びバスバー１７と、取り付け面の、樹脂枠１４〜１６及びバスバー１７で囲まれた包囲領域ＩＮに注入された封止樹脂１９とを備えている。【選択図】図３
2008258292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の取り付け面に取り付けられた半導体素子と、
前記取り付け面に、前記半導体素子を囲むように設けられた包囲部材と、
前記取り付け面の、前記包囲部材で囲まれた包囲領域に注入された封止樹脂と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記取り付け面に取り付けられる水平部分と、前記半導体素子との電気的な接続を形成する配線材が接合される垂直部分とを有する断面Ｌ字形状の電極が設けられ、前記垂直部分が前記包囲部材の一部となっているとともに、
前記垂直部分の、前記配線材が接合される配線接合面が前記包囲領域に面していることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記包囲部材の上端に平板形状の電極が設けられ、前記平板形状の電極の一端が前記包囲領域の上方に位置するとともに、前記平板形状の電極の他端が前記包囲領域の上方から外れており、
前記平板形状の電極の一端において前記半導体素子との電気的な接続を形成する配線材が接合されることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の半導体装置において、
前記取り付け面となる面を有する電極板が、低熱膨張導電材料によって形成されていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子が封止された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高耐圧・大容量のインバータ用パワーモジュール（以下では、「パワーモジュール」と略記する）では、絶縁性及び耐湿性の確保のため、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体素子をシリコンゲルによって封止することが一般的となっている。
【０００３】
一方、ハイブリッド自動車に搭載されるパワーモジュール等において、ＳｉＣ（炭化ケイ素）等のワイドバンドギャップ半導体を利用した半導体素子（以下では、「ワイドバンドギャップ半導体素子」と略記する）を採用することにより、耐熱性を向上させることが期待されている。ワイドバンドギャップ半導体素子は、例えば、２５０℃に達するような高温で動作させることも可能であるため、ワイドバンドギャップ半導体素子をパワーモジュールに採用すれば、冷却系を簡素化することができ、パワーモジュールの小型化や高出力化を実現することもできる等、その利点は多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来より一般的に行われていたシリコンゲルによる封止は、温度が２００℃を超えないようにする必要があり、ワイドバンドギャップ半導体素子を採用したパワーモジュールに適した封止とは言えない。
【０００５】
そこで、温度が２００℃を超えるような高温の場合にも採用可能な封止が望まれているが、この場合、パワーモジュールの温度が上昇したときに半導体素子に加わる歪が大きくなりすぎないように考慮する必要がある。
【０００６】
本発明は、この課題を解決するためになされたもので、温度が上昇したときに半導体素子に加わる歪を小さくすることができるような封止がなされた、パワーモジュール等の半導体装置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】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、所定の取り付け面に取り付けられた半導体素子と、前記取り付け面に、前記半導体素子を囲むように設けられた包囲部材と、前記取り付け面の、前記包囲部材で囲まれた包囲領域に注入された封止樹脂と、を備える。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の半導体装置において、前記取り付け面に取り付けられる水平部分と、前記半導体素子との電気的な接続を形成する配線材が接合される垂直部分とを有する断面Ｌ字形状の電極が設けられ、前記垂直部分が前記包囲部材の一部となっているとともに、前記垂直部分の、前記配線材が接合される配線接合面が前記包囲領域に面している。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１に記載の半導体装置において、前記包囲部材の上端に平板形状の電極が設けられ、前記平板形状の電極の一端が前記包囲領域の上方に位置するとともに、前記平板形状の電極の他端が前記包囲領域の上方から外れており、前記平板形状の電極の一端において前記半導体素子との電気的な接続を形成する配線材が接合される。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の半導体装置において、前記取り付け面となる面を有する電極板が、低熱膨張導電材料によって形成されている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１ないし請求項４の発明によれば、半導体素子の取り付け面に封止樹脂が拡がることを包囲部材が規制するので、封止樹脂により封止される面積を小さくすることができ、温度が上昇したときに半導体素子に加わる歪を小さくすることができる。
【００１２】
請求項２ないし請求項３の発明によれば、配線接合面を容易に封止することができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、電極板と半導体素子との熱膨張係数の差を小さくすることができるので、温度が上昇したときに半導体素子に加わる歪をさらに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】
【００１４】
図１は、本発明の第１実施形態〜第４実施形態に係るパワーモジュール１Ａ〜１Ｄに共通の電気的構成を示す回路図である。パワーモジュール１Ａ〜１Ｄは、ハイブリッド自動車に搭載される直流電源とモータとの間に挿入されるインバータ用パワーモジュールである。パワーモジュール１Ａ〜１Ｄは、直流電源から供給される駆動電力を直流から交流へ変換した後にモータへ供給するとともに、モータから返還される回生電力を交流から直流へ変換した後にバッテリへ返還する電力変換装置として機能している。
【００１５】
図１に示すように、パワーモジュール１Ａ〜１Ｄは、スイッチング用の半導体素子である６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６（Ｑ）と、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６（Ｑ）に並列に接続された半導体素子である６個のフライホイールダイオードＤ１〜Ｄ６（Ｄ）とを備える。以下では、６個のスイッチング素子を区別する必要がある場合は、参照符号Ｑ１〜Ｑ６を用いるものとし、６個のスイッチング素子を区別する必要がない場合は、参照符号Ｑを用いるものとする。また、以下では、６個のフライホイールダイオードを区別する必要がある場合は、参照符号Ｄ１〜Ｄ６を用いるものとし、６個のフライホイールダイオードを区別する必要がない場合は、参照符号Ｄを用いるものとする。
【００１６】
なお、図１には、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６としてＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を採用した場合のパワーモジュール１Ａ〜１Ｄの電気的構成が図示されているが、ＭＯＳＦＥＴに代えてＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等を用いてもよい。パワーモジュール１Ａ〜１Ｄにおいては、ＳｉＣ（炭化ケイ素）等のワイドバンドギャップ半導体を用いた半導体素子を採用することが望ましいが、Ｓｉ（ケイ素）等を利用した非ワイドバンドギャップ半導体を用いた半導体素子を採用することも妨げられない。さらに、パワーモジュール１Ａ〜１Ｄが含むスイッチング素子の数は６個に限定されない。
【００１７】
スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がＭＯＳＦＥＴであるとしてパワーモジュール１Ａ〜１Ｄの電気的構成について説明すると、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各々のドレイン・ソース間には、フライホイールダイオードＤ１〜Ｄ６が並列接続される。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の各ドレインは、正電源端子ＴＰに接続され、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の各ソースは、それぞれ、Ｕ相端子ＴＵ、Ｖ相端子ＴＶ及びＷ相端子ＴＷに接続される。また、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の各ドレインは、それぞれ、Ｕ相端子ＴＵ、Ｖ相端子ＴＶ及びＷ相端子ＴＷに接続され、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の各ソースは、負電源端子ＴＮに接続される。さらに、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートは、それぞれ、制御回路に接続される制御端子ＴＣ１〜ＴＣ６に接続される。
【００１８】
なお、以下で説明する第１実施形態〜第２実施形態のパワーモジュール１Ａ〜１Ｂでは、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各々のドレイン・ソース間に寄生しているボデーダイオードをフライホイールダイオードＤ１〜Ｄ６として利用している。一方、以下で説明する第３実施形態〜第４実施形態のパワーモジュール１Ｃ〜１Ｄでは、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６とフライホイールダイオードＤ１〜Ｄ６とを別々のベアチップとして準備している。
【００１９】
＜１  第１実施形態＞
＜１．１  パワーモジュールの概略全体構成＞
図２は、本発明の第１実施形態に係るパワーモジュール１Ａの概略全体構成を示す図である。図２は、パワーモジュール１Ａを上方（＋Ｚ方向）から見た場合の平面図となっている。この図２には、左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とするＸＹＺ直交座標系が便宜上定義されている。この点は、後に説明する図３〜図１５についても同様である。
【００２０】
図２を参照しつつ、パワーモジュール１Ａの概略全体構成について説明すると、パワーモジュール１Ａは、スイッチング素子Ｑの封止体１０が所定の基台Ｂ１に実装されたものである。封止体１０は、スイッチング素子Ｑを、絶縁性及び耐湿性の確保のために封止したものとなっている。
【００２１】
＜１．２  封止体の構成＞
図３〜図５は、封止体１０の構成を示す図である。図３は、封止体１０を上方（＋Ｚ方向）から見た場合の平面図であり、図４は、図３のIV-IV線に沿った切断面を左方（−Ｘ方向）から見た場合の断面図であり、図５は、図３のV-V線に沿った切断面を前方（−Ｙ方向）から見た場合の断面図である。
【００２２】
図３〜図５に示すように、封止体１０は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１の表面に貼り付けられた電極板１２と、電極板１２の取り付け面１２１に取り付けられたスイッチング素子Ｑと、取り付け面１２１に設けられた樹脂枠１４〜１６及びバスバー１７とを備える。
【００２３】
絶縁基板１１は、矩形板形状の絶縁部材である。絶縁基板１１は、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）等の絶縁性のセラミックスによって形成される。絶縁基板１１の裏面には、スイッチング素子Ｑの発熱を放熱するための放熱器（不図示）が取り付けられる。
【００２４】
電極板１２は、矩形板形状の導電部材である。電極板１２の±Ｘ方向及び±Ｙ方向の長さは、絶縁基板１１より小さくなっている。電極板１２は、低熱膨張導電材料、例えば、線熱膨張係数が７〜１３×１０-6（１／Ｋ）のＣｕＭｏ（銅モリブデン）系合金や線熱膨張係数が６．５〜１２×１０-6（１／Ｋ）のＣｕＷ（銅タングステン）系合金によって形成される。このような低熱膨張導電材料の選択は、電極板１２と線熱膨張係数が３×１０-6（１／Ｋ）のスイッチング素子Ｑとの熱膨張係数の差を小さくし、温度が上昇したときに、熱膨張係数の差に起因してスイッチング素子Ｑに加わる歪を小さくするために行われている。
【００２５】
スイッチング素子Ｑは、典型的には、横１３ｍｍ×縦１０ｍｍの大きさのベアチップである。スイッチング素子Ｑは、上面と下面との間に主電流が流れる縦型半導体素子であり、その下面は、電極板１２と電気的に接合されている。
【００２６】
樹脂枠１４〜１６、バスバー１７、絶縁スペーサ１８及び制御用電極Ｅ１１〜Ｅ１４は、インサートモールドにより一体化された半製品として供給される。
【００２７】
樹脂枠１４及び１５は、四角棒形状の絶縁部材である。樹脂枠１４及び１５は、それぞれ、取り付け面１２１において、スイッチング素子Ｑの＋Ｙ方向及び＋Ｘ方向に設けられる。
【００２８】
樹脂枠１６は、段差下部分１６１と段差上部分１６２とを有する棒形状の絶縁部材である。樹脂枠１６は、取り付け面１２１において、スイッチング素子Ｑの−Ｙ方向に設けられる。樹脂枠１６には、４個の制御用電極Ｅ１１〜Ｅ１４が埋め込まれている。制御用電極Ｅ１１〜Ｅ１４は、長手方向が±Ｙ方向に伸び、樹脂枠１６を±Ｙ方向に貫通する平角形状の導電部材である。制御用電極Ｅ１１〜Ｅ１４の一端（以下では、「内部端」と略記する）は、後述する包囲領域ＩＮ１の内部にあり、制御用電極Ｅ１１〜Ｅ１４の他端（以下では、「外部端」と略記する）は、包囲領域ＩＮ１の外部にあり、封止体１０の外部からアクセス可能になっている。制御用電極Ｅ１１の内部端には、スイッチング素子Ｑに流れる主電流すなわち、電極板１２とバスバー１７との間に流れる電流を制御するゲートとの電気的な接続を形成する配線材Ｗ１１が接合される。制御用電極Ｅ１２及びＥ１３の内部端には、スイッチング素子Ｑの温度を計測する温度センサの端子対、例えば、ベアチップ上に設けられたダイオードのアノード及びカソードとの電気的な接続を形成する配線材Ｗ１２及びＷ１３が接合される。制御用電極Ｅ１４の内部端には、スイッチング素子Ｑの主電流を計測する電流センサとの電気的な接続を形成する配線材Ｗ１４が接合される。
【００２９】
バスバー１７は、板形状の絶縁スペーサ１８を介して取り付け面１２１に取り付けられる水平部分１７１と、スイッチング素子Ｑとの電気的な接続を形成する配線材Ｗ１５が接合される垂直部分１７２とを有する断面Ｌ字形状の導電部材である。バスバー１７は、取り付け面１２１において、スイッチング素子Ｑの−Ｘ方向に設けられる。配線材Ｗ１５の両端は、スイッチング素子Ｑの上面と、垂直部分１７２の、包囲領域ＩＮ１に面する配線接合面１７２Ｗとに接合されている。
【００３０】
これらの配線材Ｗ１１〜Ｗ１５は、典型的には、アルミニウムワイヤ又はアルミニウムリボンである。配線材Ｗ１１〜Ｗ１５の接合は、例えば、超音波ボンディングにより行われる。
【００３１】
スイッチング素子Ｑは、取り付け面１２１において四方に設けられた樹脂枠１４〜１６及びバスバー１７の垂直部分１７２により、周りを囲まれた状態となっている。
【００３２】
包囲領域ＩＮ１には、スイッチング素子Ｑを封止するための封止樹脂１９が注入（ポッティング）される。封止樹脂１９は、スイッチング素子Ｑを動作させるときの温度上昇にも耐えうる耐熱性の樹脂、例えば、エポキシ樹脂、フィラー入りエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂及びフィラー入りシリコン樹脂等であり、フィラーは、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＣ、ＡｌＮ及びＺｒＯ2等から選択することができる。封止樹脂１９は、流動性がある状態で包囲領域ＩＮ１に注入された後に、紫外線硬化や熱硬化等により硬化させられる。封止樹脂１９の注入量は、スイッチング素子Ｑ及び配線材Ｗ１１〜Ｗ１５の接合部が封止樹脂１９に浸漬された状態となるように決定される。
【００３３】
このような封止体１０では、樹脂枠１４〜１６及びバスバー１７の垂直部分１７２が障壁となり、流動性がある封止樹脂１９が取り付け面１２１に拡がることを規制しているので、封止樹脂１９により封止される面積を小さくすることができ、温度が上昇したときに、熱膨張係数の差に起因してスイッチング素子Ｑに加わる歪を小さくすることができる。また、このような封止体１０では、配線接合面１７２Ｗが包囲領域ＩＮ１に面しているので、封止樹脂１９を包囲領域ＩＮ１に注入するだけで、スイッチング素子Ｑのみならず、配線接合面１７２Ｗも容易に封止されることになる。
【００３４】
封止体１０は、製造工程の概略を図示した断面図（図６）に示すように、電極板１２の取り付け面１２１にスイッチング素子Ｑ、樹脂枠１４〜１６、バスバー１７及び絶縁スペーサ１８を取り付け（図６（Ａ））、配線材Ｗ１１〜Ｗ１５の接合を行い（図６（Ｂ））、しかる後に、包囲領域ＩＮ１に封止樹脂１９を注入することにより製造される（図６（Ｃ））。したがって、樹脂枠１４〜１６及びバスバー１７の垂直部分１７２の間の隙間は、封止樹脂１９の流出防止のため、存在しないことが最も望ましい。ただし、封止樹脂１９の粘度や硬化時間を考慮して、封止樹脂１９が硬化するまでの間、すなわち、封止樹脂１９が流動性を有している間に、封止樹脂１９が包囲領域ＩＮ１から流出しない程度の隙間が樹脂枠１４〜１６及びバスバー１７の垂直部分１７２の間に存在することは許容される。
【００３５】
＜２  第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係るパワーモジュール１Ｂは、第１実施形態に係るパワーモジュール１Ａと同様に、半導体素子Ｑの封止体３０が所定の基台Ｂ３に実装されたものとなっている（図２参照）。しかし、パワーモジュール１Ｂの封止体３０は、パワーモジュール１Ａの封止体１０とは構成が異なっている。以下では、この封止体３０の構成について説明するが、封止体１０との相違点を中心に説明し、封止体１０と同様の点についての重複説明は省略する。
【００３６】
＜２．１  封止体の構成＞
図７〜図９は、封止体３０の構成を示す図である。図７は、封止体３０を上方（＋Ｚ方向）から見た場合の平面図であり、図８は、図７のVIII-VIII線に沿った切断面を左方（−Ｘ方向）から見た場合の断面図であり、図９は、図７のIX-IX線に沿った切断面を前方（−Ｙ方向）から見た場合の断面図である。
【００３７】
図７〜図９に示すように、封止体３０は、絶縁基板３１と、絶縁基板３１の表面に貼り付けられた電極板３２と、電極板３２の取り付け面３２１に取り付けれらたスイッチング素子Ｑと、取り付け面３２１に設けられた樹脂枠３４〜３７とを備える。これらのうち、絶縁基板３１及び電極板３２は、先述の絶縁基板１１及び電極板１２と同様のものである。
【００３８】
スイッチング素子Ｑは、典型的には、横１３ｍｍ×縦１０ｍｍの大きさのベアチップである。スイッチング素子Ｑは、上面と下面との間に主電流が流れる縦型半導体素子であり、その下面は、電極板３２と電気的に接合されている。
【００３９】
樹脂枠３４〜３６及び制御用電極Ｅ３１〜Ｅ３４は、インサートモールドにより一体化された半製品として供給される。
【００４０】
樹脂枠３４〜３６は、四角棒形状の絶縁部材である。樹脂枠３４〜３６は、それぞれ、取り付け面３２１において、スイッチング素子Ｑの−Ｘ方向、＋Ｙ方向及び＋Ｘ方向に設けられる。
【００４１】
樹脂枠３７は、段差下部分３７１と段差上部分３７２とを有する棒形状の絶縁部材である。樹脂枠３７は、取り付け面３２１において、スイッチング素子Ｑの−Ｙ方向に設けられる。樹脂枠３７には、先述の樹脂枠１６と同様の制御用電極Ｅ３１〜Ｅ３４が埋め込まれ、その内部端には、先述の配線材Ｗ１１〜Ｗ１４と同様の配線材Ｗ３１〜Ｗ３４が接合されている。
【００４２】
樹脂枠３４〜３７によって囲まれた包囲領域ＩＮ３には、スイッチング素子Ｑを封止するための封止樹脂３９が注入（ポッティング）される。この封止樹脂３９は、封止樹脂１９と同様のものである。封止樹脂１９は、流動性がある状態で包囲領域ＩＮ３に注入された後に、紫外線硬化や熱硬化等により硬化させられる。封止樹脂３９の注入量は、スイッチング素子Ｑ及び配線材Ｗ３１〜Ｗ３５の接合部が封止樹脂３９に浸漬された状態となるように決定される。
【００４３】
バスバー３８は、平板形状の導電部材である。バスバー３８は、樹脂枠３４の上端面に載置され、バスバー３８の一端は包囲領域ＩＮ３の上方に位置し、バスバー３８の他端は包囲領域ＩＮ３の上方から外れている。バスバー３８の一端において包囲領域ＩＮ３に面する、バスバー３８の配線接合面３８Ｗには、スイッチング素子Ｑとの電気的な接続を形成する配線材Ｗ３５が接合されている。
【００４４】
このような封止体３０でも、樹脂枠３４〜３７が障壁となり、流動性がある封止樹脂３９が取り付け面３２１に拡がることを規制しているので、封止樹脂３９により封止される面積を小さくすることができ、温度が上昇したときに、熱膨張係数の差に起因してスイッチング素子Ｑに加わる歪を小さくすることができる。また、このような封止体３０では、配線接合面３８Ｗが包囲領域ＩＮ３の方向に向けられているので、封止樹脂３９を包囲領域ＩＮ３に注入するだけで、スイッチング素子Ｑのみならず、配線接合面３８Ｗも容易に封止されることになる。
【００４５】
封止体３０は、製造工程の概略を図示した断面図（図１０）に示すように、取り付け面３２１に樹脂枠３４〜３７を取り付けるとともに、樹脂枠３４に対向する樹脂枠３６の上にバスバー３８を載置し（図１０（Ａ））、バスバー３８を長手方向が±Ｚ方向となるように持ち上げ（図１０（Ｂ））、バスバー３８の下端部とスイッチング素子Ｑの上面とに配線材Ｗ３５を接合し（図１０（Ｃ））、しかる後に、包囲領域ＩＮ３に封止樹脂３９を注入し、封止樹脂３９が硬化する前にバスバー３８を水平に寝かして樹脂枠３４の上端面に載置された状態とすることにより製造される（図１０（Ｄ））。もちろん、バスバー３８を寝かしてから封止樹脂３９を包囲領域ＩＮ３に注入するようにしてもよい。
【００４６】
＜３  第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係るパワーモジュール１Ｃは、半導体素子Ｑ及びフライホイールダイオードＤの封止体５０が所定の基台Ｂ５に実装されたものとなっている（図２参照）。以下では、この封止体５０の構成について説明するが、封止体１０及び封止体３０との相違点を中心に説明し、封止体１０及び封止体３０と同様の点について重複説明は省略する。
【００４７】
＜３．１  封止体の構成＞
図１１〜図１３は、封止体５０の構成を示す図である。図１１は、封止体５０を上方（＋Ｚ方向）から見た場合の平面図であり、図１２は、図１１のXII-XII線に沿った切断面を左方（−Ｘ方向）から見た場合の断面図であり、図１３は、図１１のXIII-XIII線に沿った切断面を前方（−Ｙ方向）から見た場合の断面図である。
【００４８】
図１１〜図１３に示すように、封止体５０は、絶縁基板５１と、絶縁基板５１の表面に貼り付けられた電極板５２と、電極板５２の取り付け面５２１に並べて取り付けれらたスイッチング素子Ｑ及びフライホイールダイオードＤと、取り付け面５２１に設けられた樹脂枠５４〜５７とを備える。これらのうち、絶縁基板５１及び電極板５２は、先述の絶縁基板１１及び電極板１２と同様のものであり、樹脂枠５４〜５７、バスバー５８及び制御用電極Ｅ５１〜Ｅ５４は、先述の樹脂枠３４〜３７、バスバー３８及び制御用電極Ｅ３１〜Ｅ３４と同様のものである。段差下部分５７１と段差上部分５７２とを有する樹脂枠５７には、第２実施形態のパワーモジュール１Ｂと同様に、制御用電極Ｅ５１〜Ｅ５４が埋め込まれ、その内部端には、配線材Ｗ５１〜Ｗ５４が接合されている。
【００４９】
樹脂枠５４〜５７によって囲まれた包囲領域ＩＮ５には、半導体素子Ｑ及びフライホイールダイオードＤを封止するための封止樹脂５９が注入（ポッティング）される。この封止樹脂５９は、封止樹脂１９と同様のものである。封止樹脂５９は、流動性がある状態で包囲領域ＩＮ５に注入された後に、紫外線硬化や熱硬化等により硬化させられる。封止樹脂５９の注入量は、スイッチング素子Ｑ、フライホイールダイオードＤ及び配線材Ｗ５１〜Ｗ５５の接合部が封止樹脂５９に浸漬された状態となるように決定される。
【００５０】
樹脂枠５４の上端面に載置されたバスバー５８の一端は包囲領域ＩＮ５の上方に位置し、バスバー５８の他端は包囲領域ＩＮ５の上方から外れている。バスバー５８の一端において包囲領域ＩＮ５に面する、バスバー５８の配線接合面５８Ｗには、スイッチング素子Ｑ及びフライホイールダイオードＤとの電気的な接続を形成する配線材Ｗ５５Ｑ及びＷ５５Ｄが接合されている。
【００５１】
このような封止体５０でも、樹脂枠５４〜５７が障壁となり、流動性がある封止樹脂５９が取り付け面５２１に拡がることを規制しているので、封止樹脂５９により封止される面積を小さくすることができ、温度が上昇したときに、熱膨張係数の差に起因してスイッチング素子Ｑ及びフライホイールダイオードＤに加わる歪を小さくすることができる。また、このような封止体５０では、配線接合面５８Ｗが包囲領域ＩＮ５の方向に向けられているので、封止樹脂５９を包囲領域ＩＮ５に注入するだけで、スイッチング素子Ｑ及びフライホイールダイオードＤのみならず、配線接合面５８Ｗも容易に封止されることになる。
【００５２】
封止体５０は、製造工程の概略を図示した断面図（図１４）に示すように、取り付け面５２１に樹脂枠５４〜５７を取り付けるとともに、樹脂枠５４に対向する樹脂枠５６の上にバスバー５８を載置し（図１４（Ａ））、バスバー５８を長手方向が±Ｚ方向となるように持ち上げ（図１４（Ｂ））、バスバー５８の下端部とスイッチング素子Ｑ及びフライホイールダイオードＤとに配線材Ｗ５５Ｑ及びＷ５５Ｄを接合し（図１４（Ｃ））、しかる後に、包囲領域ＩＮ５に封止樹脂５９を注入し、封止樹脂５９が硬化する前にバスバー５８を水平に寝かして樹脂枠５４の上端面に載置された状態とすることにより製造される（図１４（Ｄ））。もちろん、バスバー５８を寝かしてから封止樹脂５９を包囲領域ＩＮ５に注入するようにしてもよい。
【００５３】
＜４  第４実施形態＞
図１５は、本発明の第４実施形態に係るパワーモジュール１Ｄの概略全体構成を示す図である。図１５は、パワーモジュール１Ａを上方（＋Ｚ方向）から見た場合の平面図となっている。
【００５４】
図１５を参照しつつ、パワーモジュール１Ｄの概略全体構成について説明すると、パワーモジュール１Ｄは、スイッチング素子Ｑの封止体７０Ｑ及びフライホイールダイオードＤの封止体７０Ｄが所定の基板Ｂ７に実装されたものである。封止体７０Ｑ及び７０Ｄは、それぞれ、スイッチング素子Ｑ及びフライホイールダイオードＤを絶縁性及び耐湿性の確保のために別々に封止したものとなっている。スイッチング素子Ｑ及びフライホイールダイオードＤの封止は、第１実施形態又は第２実施形態で説明した方法で行うことができるが、フライホイールダイオードＤの封止を行う場合、配線材Ｗ１１又はＷ３１によりゲートを封止体７０Ｄの外部へ引き出す必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施形態〜第４実施形態に係るパワーモジュール１Ａ〜１Ｄに共通の電気的構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るパワーモジュール１Ａを上方から見た場合の平面図である。
【図３】封止体１０を上方から見た場合の平面図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿った切断面を左方（−Ｘ方向）から見た場合の断面図である。
【図５】図３のV-V線に沿った切断面を前方（−Ｙ方向）から見た場合の断面図である。
【図６】封止体１０の製造工程の概略を図示した断面図である。
【図７】封止体３０を上方から見た場合の平面図である。
【図８】図６のVIII-VIII線に沿った切断面を左方（−Ｘ方向）から見た場合の断面図である。
【図９】図６のIX-IX線に沿った切断面を前方（−Ｙ方向）から見た場合の断面図である。
【図１０】封止体３０の製造工程の概略を図示した断面図である。
【図１１】封止体５０を上方から見た場合の平面図である。
【図１２】図１１のXII-XII線に沿った切断面を左方（−Ｘ方向）から見た場合の断面図である。
【図１３】図１１のXIII-XIII線に沿った切断面を前方（−Ｙ方向）から見た場合の断面図である。
【図１４】封止体５０の製造工程の概略を図示した断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係るパワーモジュール１Ｄを上方から見た場合の平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１Ａ〜１Ｄ  パワーモジュール
１０，３０，５０，７０Ｑ，７０Ｄ  封止体
１１，３１，５１  絶縁基板
１２，３２，５２  電極板
Ｑ  スイッチング素子
Ｄ  フライホイールダイオード
１４〜１６，３４〜３７，５４〜５７  樹脂枠
１７，３８，５８  バスバー
１９，３９，５９  封止樹脂
１７２Ｗ，３８Ｗ，５８Ｗ  配線接合面
Ｂ１，Ｂ３，Ｂ５，Ｂ７  基台
ＩＮ１，ＩＮ３，ＩＮ５  包囲領域
Ｗ１１〜Ｗ１５，Ｗ３１〜Ｗ３５，Ｗ５１〜Ｗ５４，Ｗ５５Ｑ，Ｗ５５Ｄ  配線材
【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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