(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面および裏面を有し、縦型の半導体パワー素子（４１ａ、４２ａ、５１ａ〜５６ａ）が形成された上アーム（４１、５１、５３、５５）を構成する第１半導体チップ（１１ａ）および下アーム（４２、５２、５４、５６）を構成する第２半導体チップ（１１ｂ）と、
前記第１半導体チップ（１１ａ）の裏面側に備えられるパッドに接続される第１ヒートシンク（１６ａ）と、
前記第１ヒートシンク（１６ａ）に接続される正極リード（１２）と、
前記第１半導体チップ（１１ａ）の表面側に備えられる前記半導体パワー素子の制御用パッドにボンディングワイヤ（２１ａ）を介して電気的に接続される第１制御端子（１５ａ）と、
前記第１半導体チップ（１１ａ）の表面側に接続される第２ヒートシンク（１７ａ）と、
前記第２半導体チップ（１１ｂ）の裏面側に備えられるパッドに接続される第３ヒートシンク（１６ｂ）と、
前記第２半導体チップ（１１ｂ）の表面側に備えられる前記半導体パワー素子の制御用パッドにボンディングワイヤ（２１ｂ）を介して電気的に接続される第２制御端子（１５ｂ）と、
前記第２半導体チップ（１１ｂ）の表面側に接続される第４ヒートシンク（１７ｂ）と、
前記第４ヒートシンク（１７ｂ）に接続される負極リード（１４）と、
前記第２ヒートシンク（１７ａ）と前記第３ヒートシンク（１６ｂ）とを接続する接続部材（２０）と、
前記第２ヒートシンク（１７ａ）と前記第３ヒートシンク（１６ｂ）および前記接続部材（２０）のいずれかに接続される出力リード（１３）と、
前記第１〜第４ヒートシンク（１６ａ、１７ａ、１６ｂ、１７ｂ）のうち前記第１もしくは第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）と反対側の面に加えて、前記正極リード（１２）と前記出力リード（１３）および前記負極リード（１４）の一端と前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）の一端を露出させつつ、前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を覆う樹脂モールド部（１８）とを有し、
前記正極リード（１２）、前記出力リード（１３）および前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）をフレーム（３１）にて繋いだリードフレーム（３０）の状態で前記樹脂モールド部（１８）による樹脂モールドを行った後、前記フレーム（３１）から前記正極リード（１２）、前記出力リード（１３）および前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）を切断することで形成される半導体モジュールであって、
前記接続部材（２０）は、前記第２ヒートシンク（１７ａ）と前記第３ヒートシンク（１６ａ）とに接続され、前記樹脂モールド時に前記フレーム（３１）に繋がる吊リードとして機能させられており、前記樹脂モールド後に前記フレーム（３１）から切断されていることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項２】
前記接続部材（２０）は、前記第２ヒートシンク（１７ａ）のうち前記第４ヒートシンク（１７ｂ）側の角部と前記第３ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第１ヒートシンク（１６ａ）側の角部とに接続されてい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】
前記第１ヒートシンク（１６ａ）と前記第３ヒートシンク（１６ｂ）とが一方向に並べられて配置されていると共に、前記第２ヒートシンク（１７ａ）と前記第４ヒートシンク（１７ｂ）とが前記一方向と同方向に並べられて配置されており、
前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を挟んで前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）と反対側に前記正極リード（１２）、前記出力リード（１３）および前記負極リード（１４）が配置されていると共に、前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側に第１吊リード（３２ａ）が備えられ、
前記正極リード（１２）は、第１接続点（Ｃａ１）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第１半導体チップ（１１ａ）を挟んで前記第１制御端子（１５ａ）と反対側に接続され、
前記出力リード（１３）は、第２接続点（Ｃａ２）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで前記第２制御端子（１５ｂ）と反対側に接続され、
前記負極リード（１４）は、第３接続点（Ｃａ３）において前記第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち前記第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで前記第２制御端子（１５ｂ）と反対側、かつ、前記出力リード（１３）よりも前記第２ヒートシンク（１７ａ）側に接続され、
前記接続部材（２０）は、第４接続点（Ｃａ４）において前記第２ヒートシンク（１７ａ）のうち前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側、かつ、前記第１制御端子（１５ａ）よりも前記第４ヒートシンク（１７ｂ）側に接続されていると共に、第５接続点（Ｃａ５）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）側、かつ、前記第２制御端子（１５ｂ）よりも前記第１ヒートシンク（１６ａ）側に接続され、
前記第１吊リード（３２ａ）は、第６接続点（Ｃａ６）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側、かつ、前記第１制御端子（１５ａ）を挟んで前記第３ヒートシンク（１６ｂ）の反対側に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記第１〜第４ヒートシンク（１６ａ、１７ａ、１６ｂ、１７ｂ）は前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）の法線方向から見た形状が四角形とされ、
前記第１ヒートシンク（１６ａ）の一辺と前記第３ヒートシンク（１６ｂ）の一辺とが対向するように配置されていると共に、前記第２ヒートシンク（１７ａ）の一辺と前記第４ヒートシンク（１７ｂ）の一辺とが対向するように配置されており、
さらに、前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を挟んで前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）と反対側に前記正極リード（１２）、前記出力リード（１３）および前記負極リード（１４）が配置されていると共に、前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側に第１吊リード（３２ａ）が備えられ、
前記正極リード（１２）は、第１接続点（Ｃａ１）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第３ヒートシンク（１６ｂ）から近い側かつ前記第１制御端子（１５ａ）から遠い側の角部に接続され、
前記出力リード（１３）は、第２接続点（Ｃａ２）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第１ヒートシンク（１６ａ）から遠い側かつ前記第２制御端子（１５ｂ）からも遠い側の角部に接続され、
前記負極リード（１４）は、第３接続点（Ｃａ３）において前記第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち前記第２ヒートシンク（１７ａ）から近い側かつ前記第２制御端子（１５ｂ）から遠い側の角部に接続され、
前記接続部材（２０）は、第４接続点（Ｃａ４）において前記第２ヒートシンク（１７ａ）のうち前記第４ヒートシンク（１７ｂ）から近い側かつ前記第１制御端子（１５ａ）からも近い側の角部に接続されていると共に、第５接続点（Ｃａ５）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第１ヒートシンク（１６ａ）から近い側かつ前記第２制御端子（１５ｂ）からも近い側の角部に接続され、
前記第１吊リード（３２ａ）は、第６接続点（Ｃａ６）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第３ヒートシンク（１６ｂ）から遠い側かつ前記第１制御端子（１５ａ）から近い側の角部に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記第１ヒートシンク（１６ａ）と前記第３ヒートシンク（１６ｂ）とが一方向に並べられて配置されていると共に、前記第２ヒートシンク（１７ａ）と前記第４ヒートシンク（１７ｂ）とが前記一方向と同方向に並べられて配置されており、
前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を挟んで前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）と反対側に前記正極リード（１２）、前記出力リード（１３）および前記負極リード（１４）が配置されていると共に、前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側に配置された第１吊リード（３２ａ）と前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）側に配置された第２吊リード（３２ｂ）とが備えられ、
前記正極リード（１２）は、第１接続点（Ｃｂ１）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第１半導体チップ（１１ａ）を挟んで前記第１制御端子（１５ａ）と反対側に接続され、
前記接続部材（２０）は、第２接続点（Ｃｂ２）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで前記第２制御端子（１５ｂ）と反対側に接続され、
前記負極リード（１４）は、第３接続点（Ｃｂ３）において前記第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち前記第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで前記第２制御端子（１５ｂ）と反対側、かつ、前記接続部材（２０）よりも前記第２ヒートシンク（１７ａ）から遠い側に接続され、
前記接続部材（２０）は、第４接続点（Ｃｂ４）において前記第２ヒートシンク（１７ａ）のうち前記第１半導体チップ（１１ａ）を挟んで前記第１制御端子（１５ａ）と反対側、かつ、前記正極リード（１２）よりも前記第４ヒートシンク（１７ｂ）側に接続され、
前記第１吊リード（３２ａ）は、第５接続点（Ｃｂ５）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側、かつ、前記第１制御端子（１５ａ）よりも前記第３ヒートシンク（１６ｂ）側に接続され、
前記第２吊リード（３２ｂ）は、第６接続点（Ｃｂ６）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）側、かつ、前記第２制御端子（１５ｂ）を挟んで前記第１ヒートシンク（１６ａ）の反対側に接続され、
前記出力リード（１３）は、前記接続部材（２０）に接続され、該接続部材（２０）を介して前記第２ヒートシンク（１７ａ）および前記第３ヒートシンク（１６ｂ）に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記第１〜第４ヒートシンク（１６ａ、１７ａ、１６ｂ、１７ｂ）は前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）の法線方向から見た形状が四角形とされ、
前記第１ヒートシンク（１６ａ）の一辺と前記第３ヒートシンク（１６ｂ）の一辺とが対向するように配置されていると共に、前記第２ヒートシンク（１７ａ）の一辺と前記第４ヒートシンク（１７ｂ）の一辺とが対向するように配置されており、
さらに、前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を挟んで前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）と反対側に前記正極リード（１２）、前記出力リード（１３）および前記負極リード（１４）が配置されていると共に、前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側に配置された第１吊リード（３２ａ）と前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）側に配置された第２吊リード（３２ｂ）とが備えられ、
前記正極リード（１２）は、第１接続点（Ｃｂ１）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第３ヒートシンク（１６ｂ）から遠い側かつ前記第１制御端子（１５ａ）からも遠い側の角部に接続され、
前記接続部材（２０）は、第２接続点（Ｃｂ２）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第１ヒートシンク（１６ａ）から近い側かつ前記第２制御端子（１５ｂ）から遠い側の角部に接続され、
前記負極リード（１４）は、第３接続点（Ｃｂ３）において前記第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち前記第２ヒートシンク（１７ａ）から遠い側かつ前記第２制御端子（１５ｂ）からも遠い側の角部に接続され、
前記接続部材（２０）は、第４接続点（Ｃｂ４）において前記第２ヒートシンク（１７ａ）のうち前記第４ヒートシンク（１７ｂ）から近い側かつ前記第１制御端子（１５ａ）から遠い側の角部に接続され、
前記第１吊リード（３２ａ）は、第５接続点（Ｃｂ５）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第３ヒートシンク（１６ｂ）から近い側かつ前記第１制御端子（１５ａ）からも近い側の角部に接続され、
前記第２吊リード（３２ｂ）は、第６接続点（Ｃｂ６）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第１ヒートシンク（１６ａ）から遠い側かつ前記第２制御端子（１５ｂ）から近い側の角部に接続され、
前記出力リード（１３）は、前記接続部材（２０）に接続され、該接続部材（２０）を介して前記第２ヒートシンク（１７ａ）および前記第３ヒートシンク（１６ｂ）に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記第１ヒートシンク（１６ａ）と前記第３ヒートシンク（１６ｂ）とが一方向に並べられて配置されていると共に、前記第２ヒートシンク（１７ａ）と前記第４ヒートシンク（１７ｂ）とが前記一方向と同方向に並べられて配置されており、
前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を挟んで前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）と反対側に前記正極リード（１２）および前記負極リード（１４）が配置されていると共に、前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）に対して前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）側に前記出力リード（１３）が配置され、かつ、前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側に配置された第１吊リード（３２ａ）と前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）側に配置された第２吊リード（３２ｂ）および前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）と反対側に配置された第３吊リード（３２ｃ）とが備えられ、
前記正極リード（１２）は、第１接続点（Ｃｃ１）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第１半導体チップ（１１ａ）を挟んで前記第１制御端子（１５ａ）と反対側に接続され、
前記接続部材（２０）は、第２接続点（Ｃｃ２）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第２半導体チップ（１６ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）側、かつ、前記第２制御端子（１５ｂ）よりも前記第１ヒートシンク（１６ａ）側に接続され、
前記負極リード（１４）は、第３接続点（Ｃｃ３）において前記第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち前記第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで前記第２制御端子（１５ｂ）から遠い側に接続され、
前記接続部材（２０）は、第４接続点（Ｃｃ４）において前記第２ヒートシンク（１７ａ）のうち前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側、かつ、前記第１制御端子（１５ａ）よりも前記第４ヒートシンク（１７ｂ）側に接続され、
前記第１吊リード（３２ａ）は、第５接続点（Ｃｃ５）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側、かつ、前記第１制御端子（１５ａ）を挟んで前記第３ヒートシンク（１６ｂ）と反対側に接続され、
前記第２吊リード（３２ｂ）は、第６接続点（Ｃｃ６）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）側、かつ、前記第２制御端子（１５ｂ）を挟んで前記第１ヒートシンク（１６ａ）と反対側に接続され、
前記第３吊リード（３２ｃ）は、第７接続点（Ｃｃ７）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで前記第２制御端子（１５ｂ）と反対側、かつ、前記負極リード（１４）よりも前記第１ヒートシンク（１６ａ）側に接続され、
前記出力リード（１３）は、前記接続部材（２０）に接続され、該接続部材（２０）を介して前記第２ヒートシンク（１７ａ）および前記第３ヒートシンク（１６ｂ）に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記第１〜第４ヒートシンク（１６ａ、１７ａ、１６ｂ、１７ｂ）は前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）の法線方向から見た形状が四角形とされ、
前記第１ヒートシンク（１６ａ）の一辺と前記第３ヒートシンク（１６ｂ）の一辺とが対向するように配置されていると共に、前記第２ヒートシンク（１７ａ）の一辺と前記第４ヒートシンク（１７ｂ）の一辺とが対向するように配置されており、
さらに、前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を挟んで前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）と反対側に前記正極リード（１２）および前記負極リード（１４）が配置されていると共に、前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）に対して前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）側に前記出力リード（１３）が配置され、かつ、前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側に配置された第１吊リード（３２ａ）と前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）側に配置された第２吊リード（３２ｂ）および前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）と反対側に配置された第３吊リード（３２ｃ）とが備えられ、
前記正極リード（１２）は、第１接続点（Ｃｃ１）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第３ヒートシンク（１６ｂ）から近い側かつ前記第１制御端子（１５ａ）から遠い側の角部に接続され、
前記接続部材（２０）は、第２接続点（Ｃｃ２）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第１ヒートシンク（１６ａ）から近い側かつ前記第２制御端子（１５ｂ）からも近い側の角部に接続され、
前記負極リード（１４）は、第３接続点（Ｃｃ３）において前記第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち前記第２ヒートシンク（１７ａ）から遠い側かつ前記第２制御端子（１５ｂ）からも遠い側の角部に接続され、
前記接続部材（２０）は、第４接続点（Ｃｃ４）において前記第２ヒートシンク（１７ａ）のうち前記第４ヒートシンク（１７ｂ）から近い側かつ前記第１制御端子（１５ａ）からも近い側の角部に接続され、
前記第１吊リード（３２ａ）は、第５接続点（Ｃｃ５）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第３ヒートシンク（１６ｂ）から遠い側かつ前記第１制御端子（１５ａ）から近い側の角部に接続され、
前記第２吊リード（３２ｂ）は、第６接続点（Ｃｃ６）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第１ヒートシンク（１６ａ）から遠い側かつ前記第２制御端子（１５ｂ）から近い側の角部に接続され、
前記第３吊リード（３２ｃ）は、第７接続点（Ｃｃ７）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第１ヒートシンク（１６ａ）から近い側かつ前記第２制御端子（１５ｂ）から遠い側の角部に接続され、
前記出力リード（１３）は、前記接続部材（２０）に接続され、該接続部材（２０）を介して前記第２ヒートシンク（１７ａ）および前記第３ヒートシンク（１６ｂ）に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記第１ヒートシンク（１６ａ）と前記第３ヒートシンク（１６ｂ）とが一方向に並べられて配置されていると共に、前記第２ヒートシンク（１７ａ）と前記第４ヒートシンク（１７ｂ）とが前記一方向と同方向に並べられて配置されており、
前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を挟んで前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）と反対側に前記正極リード（１２）および前記負極リード（１４）が配置されていると共に、前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）に対して前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）側に前記出力リード（１３）が配置され、かつ、前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側に配置された第１吊リード（３２ａ）と前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）側に配置された第２吊リード（３２ｂ）および前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）と反対側に配置された第３吊リード（３２ｃ）とが備えられ、
前記正極リード（１２）は、第１接続点（Ｃｃ１）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第１半導体チップ（１１ａ）を挟んで前記第１制御端子（１５ａ）と反対側に接続され、
前記接続部材（２０）は、第２接続点（Ｃｃ２）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）側、かつ、前記第２制御端子（１５ｂ）よりも前記第１ヒートシンク（１６ａ）側に接続され、
前記負極リード（１４）は、第３接続点（Ｃｃ３）において前記第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち前記第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで前記第２制御端子（１５ｂ）と反対側に接続され、
前記接続部材（２０）は、第４接続点（Ｃｃ４）において前記第２ヒートシンク（１７ａ）のうち前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側、かつ、前記第１制御端子（１５ａ）よりも前記第４ヒートシンク（１７ｂ）側に接続され、
前記第１吊リード（３２ａ）は、第５接続点（Ｃｃ５）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側、かつ、前記第１制御端子（１５ａ）を挟んで前記第３ヒートシンク（１６ｂ）と反対側に接続され、
前記第２吊リード（３２ｂ）は、第６接続点（Ｃｃ６）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）側、かつ、前記第２制御端子（１５ｂ）を挟んで前記第１ヒートシンク（１６ａ）と反対側に接続され、
前記第３吊リード（３２ｃ）は、第７接続点（Ｃｃ７）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで前記第２制御端子（１５ｂ）と反対側、かつ、前記負極リード（１４）よりも前記第１ヒートシンク（１６ａ）から遠い側に接続され、
前記出力リード（１３）は、前記接続部材（２０）に接続され、該接続部材（２０）を介して前記第２ヒートシンク（１７ａ）および前記第３ヒートシンク（１６ｂ）に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
前記第１〜第４ヒートシンク（１６ａ、１７ａ、１６ｂ、１７ｂ）は前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）の法線方向から見た形状が四角形とされ、
前記第１ヒートシンク（１６ａ）の一辺と前記第３ヒートシンク（１６ｂ）の一辺とが対向するように配置されていると共に、前記第２ヒートシンク（１７ａ）の一辺と前記第４ヒートシンク（１７ｂ）の一辺とが対向するように配置されており、
さらに、前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を挟んで前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）と反対側に前記正極リード（１２）および前記負極リード（１４）が配置されていると共に、前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）に対して前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）側に前記出力リード（１３）が配置され、かつ、前記第１半導体チップ（１１ａ）に対して前記第１制御端子（１５ａ）側に配置された第１吊リード（３２ａ）と前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）側に配置された第２吊リード（３２ｂ）および前記第２半導体チップ（１１ｂ）に対して前記第２制御端子（１５ｂ）と反対側に配置された第３吊リード（３２ｃ）とが備えられ、
前記正極リード（１２）は、第１接続点（Ｃｃ１）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第３ヒートシンク（１６ｂ）から近い側かつ前記第１制御端子（１５ａ）から遠い側の角部に接続され、
前記接続部材（２０）は、第２接続点（Ｃｃ２）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第１ヒートシンク（１６ａ）から近い側かつ前記第２制御端子（１５ｂ）からも近い側の角部に接続され、
前記負極リード（１４）は、第３接続点（Ｃｃ３）において前記第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち前記第２ヒートシンク（１７ａ）から近い側かつ前記第２制御端子（１５ｂ）から遠い側の角部に接続され、
前記接続部材（２０）は、第４接続点（Ｃｃ４）において前記第２ヒートシンク（１７ａ）のうち前記第４ヒートシンク（１７ｂ）から近い側かつ前記第１制御端子（１５ａ）からも近い側の角部に接続され、
前記第１吊リード（３２ａ）は、第５接続点（Ｃｃ５）において前記第１ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第３ヒートシンク（１６ｂ）から遠い側かつ前記第１制御端子（１５ａ）から近い側の角部に接続され、
前記第２吊リード（３２ｂ）は、第６接続点（Ｃｃ６）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第１ヒートシンク（１６ａ）から遠い側かつ前記第２制御端子（１５ｂ）から近い側の角部に接続され、
前記第３吊リード（３２ｃ）は、第７接続点（Ｃｃ７）において前記第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち前記第１ヒートシンク（１６ａ）から遠い側かつ前記第２制御端子（１５ｂ）からも遠い側の角部に接続され、
前記出力リード（１３）は、前記接続部材（２０）に接続され、該接続部材（２０）を介して前記第２ヒートシンク（１７ａ）および前記第３ヒートシンク（１６ｂ）に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項１１】
前記接続部材（２０）のうち電流の流れる方向に対する垂直方向の寸法が、前記正極リード（１２）や前記出力リード（１３）もしくは前記負極リード（１４）のうち電流の流れる方向に対する垂直方向の寸法よりも大きくされていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
【請求項１２】
前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）の法線方向から見て、前記接続部材（２０）のうち前記第２ヒートシンク（１７ａ）とオーバラップする角部および前記第３ヒートシンク（１６ｂ）とオーバラップする角部が面取りされていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
【請求項１３】
前記上アーム（４１、５１、５３、５５）と前記下アーム（４２、５２、５４、５６）を１つずつ接続した相を複数相備え、該複数相分の前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）、前記第１〜第４ヒートシンク（１６ａ、１７ａ、１６ｂ、１７ｂ）、前記正極リード（１２）、前記出力リード（１３）、前記負極リード（１４）、前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）および前記接続端子（２０）が前記樹脂モールド部（１８）に覆われており、
前記複数相の前記正極リード（１２）同士が連結部（１２ａ）にて接続されており、
前記複数相の前記負極リード（１４）同士が一体構造とされていると共に、前記リードフレーム（３０）とは別体で構成されていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
【請求項１４】
表面および裏面を有し、縦型の半導体パワー素子（４１ａ、４２ａ、５１ａ〜５６ａ）が形成された上アーム（４１、５１、５３、５５）を構成する第１半導体チップ（１１ａ）および下アーム（４２、５２、５４、５６）を構成する第２半導体チップ（１１ｂ）と、
前記第１半導体チップ（１１ａ）の裏面側に備えられるパッドに接続される第１ヒートシンク（１６ａ）と、
前記第１ヒートシンク（１６ａ）に接続される正極リード（１２）と、
前記第１半導体チップ（１１ａ）の表面側に備えられる前記半導体パワー素子の制御用パッドにボンディングワイヤ（２１ａ）を介して電気的に接続される第１制御端子（１５ａ）と、
前記第１半導体チップ（１１ａ）の表面側に接続される第２ヒートシンク（１７ａ）と、
前記第２半導体チップ（１１ｂ）の裏面側に備えられるパッドに接続される第３ヒートシンク（１６ｂ）と、
前記第２半導体チップ（１１ｂ）の表面側に備えられる前記半導体パワー素子の制御用パッドにボンディングワイヤ（２１ｂ）を介して電気的に接続される第２制御端子（１５ｂ）と、
前記第２半導体チップ（１１ｂ）の表面側に接続される第４ヒートシンク（１７ｂ）と、
前記第４ヒートシンク（１７ｂ）に接続される負極リード（１４）と、
前記第２ヒートシンク（１７ａ）と前記第３ヒートシンク（１６ｂ）とを接続する接続部材（２０）と、
前記第２ヒートシンク（１７ａ）と前記第３ヒートシンク（１６ｂ）および前記接続部材（２０）のいずれかに接続される出力リード（１３）と、
前記第１〜第４ヒートシンク（１６ａ、１７ａ、１６ｂ、１７ｂ）のうち前記第１もしくは第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）と反対側の面に加えて、前記正極リード（１２）と前記出力リード（１３）および前記負極リード（１４）の一端と前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）の一端を露出させつつ、前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を覆う樹脂モールド部（１８）とを有し、
前記正極リード（１２）、前記出力リード（１３）および前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）をフレーム（３１）にて繋いだリードフレーム（３０）の状態で前記樹脂モールド部（１８）による樹脂モールドを行った後、前記フレーム（３１）から前記正極リード（１２）、前記出力リード（１３）および前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）を切断することで形成される半導体モジュールの製造方法であって、
前記接続部材（２０）を前記第２ヒートシンク（１７ａ）と前記第３ヒートシンク（１６ａ）とに接続すると共に前記フレーム（３１）に繋がる吊リードとして機能させつつ、前記樹脂モールド部（１８）による樹脂モールドを行うことで、前記第１〜第４ヒートシンク（１６ａ、１７ａ、１６ｂ、１７ｂ）のうち前記第１もしくは第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）と反対側の面に加えて、前記正極リード（１２）と前記出力リード（１３）および前記負極リード（１４）の一端と前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）の一端を露出させつつ、前記第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を覆う工程と、
前記樹脂モールド後に、前記フレーム（３１）から前記正極リード（１２）、前記出力リード（１３）および前記第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）を切断すると共に、前記接続部材（２０）を前記フレーム（３１）から切断する工程と、を含んでいることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【請求項１５】
前記接続部材（２０）を、前記第２ヒートシンク（１７ａ）のうち前記第４ヒートシンク（１７ｂ）側の角部と前記第３ヒートシンク（１６ａ）のうち前記第１ヒートシンク（１６ａ）側の角部とに接続することを特徴とする請求項１４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、ヒートシンクによる放熱が行われる半導体パワー素子が形成された半導体チップとヒートシンクとを樹脂モールドして一体構造とした半導体モジュールに関するもので、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など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それぞれ備えられた上アームと下アームとを直列に接続した２ｉｎ１構造の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、半導体パワー素子としてＩＧＢＴ（絶縁ゲート型電界効果トランジスタ）を備えたもので、上アームおよび下アームそれぞれについて、ＩＧＢＴが形成された半導体チップのエミッタ側に銅ブロックを介してヒートシンクを配置すると共にコレクタ側にヒートシンクを配置し、各ヒートシンクを封止樹脂部から露出させた状態で樹脂封止した構造とされている。上アームと下アームとを接続する中間電位となるヒートシンクは他のヒートシンクよりも大きくされ、その上に、上アーム側の半導体チップについては表面側が上を向けられ、下アーム側の半導体チップについては裏面側が上を向けられて搭載されている。
【０００３】
しかながら、このような構造の半導体モジュールの場合、半導体チップの搭載方向が統一されていないため、組付け工程が煩雑になるという問題がある。
【０００４】
そこで、例えば特許文献２において、素子の搭載方向を統一しつつ、一方の素子の表面に接続されたヒートシンクと他方の素子の裏面に接続されたヒートシンクとをヒートシンクとは別の部品を用いて接続する構造が考案されている。このように素子の搭載方向を統一できる構造とすることで、組付け工程の煩雑化を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４１９２３９６号公報
【特許文献２】特開２００６−１２０９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に示されるような構造の半導体装置では、半導体チップに形成された半導体パワー素子を制御するための制御端子は、モールド樹脂によって固定される工程までは、半導体チップの裏面に接続されたヒートシンクに固定され、かつ、モールド成型後に切り離されることになる。このため、最終製品においても、半導体チップの裏面と同電位となる吊リード部が制御端子付近に存在することとなり、信号端子との電位差によっては沿面距離を確保しなければならず、小型化が難しいという問題がある。さらに、上下に分かれて配置される中間電位となる部位同士、具体的には上アームの半導体チップの表面側に接続されたヒートシンクと下アームの半導体チップの裏面側に接続されたヒートシンクとを別の独立した部品を用いて接続するため、特異な手段で各構成部品を固定する必要があり、組立てが複雑になるという問題もある。これらの問題について具体的に説明する。
【０００７】
図１５は、従来の半導体モジュールを表したものであり、（ａ）は、樹脂モールドする前の状態の概略レイアウトを示した図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。なお、図１５（ａ）は断面図ではないが、図を見易くするために部分的にハッチングを示してある。
【０００８】
図１５（ａ）、（ｂ）に示される半導体モジュールＪ１０には、上下アームの半導体パワー素子が形成された半導体チップ１１、各種リードＪ１２、Ｊ１３、Ｊ１４、制御端子Ｊ１５および上下のヒートシンクＪ１６、Ｊ１７を樹脂モールド部Ｊ１８にて樹脂モールドして一体化した構造とされている。上アーム側の半導体チップＪ１１ａの裏面側に下側のヒートシンクＪ１６ａが接続されている共に、表面側に金属ブロックＪ１９ａを介して上側のヒートシンクＪ１７ａが接続されている。一方、下アーム側の半導体チップＪ１１ｂの裏面側に下側のヒートシンクＪ１６ｂが接続されている共に、表面側に金属ブロックＪ１９ｂを介して上側のヒートシンクＪ１７ｂが接続されている。
【０００９】
また、樹脂モールド部Ｊ１８による樹脂モールドの前においては、各リードＪ１２〜Ｊ１４や制御端子Ｊ１５はリードフレームＪ３０としてフレームＪ３１に繋がった一体化構造とされており、これらがはんだ等により各ヒートシンクＪ１６、Ｊ１７や半導体チップＪ１１と接続されている。具体的には、上アーム側のヒートシンクＪ１６ａに対して正極リードＪ１２が接続され、下アーム側のヒートシンクＪ１６ｂに出力電位となる出力リードＪ１３が接続され、下アーム側のヒートシンクＪ１７ｂに負極リードＪ１４が接続されている。また、上アーム側のヒートシンクＪ１７ａと下アーム側のヒートシンクＪ１６ｂとが接続部材Ｊ２０にて接続されることで、これらが共に中間電位となるように構成されている。そして、各半導体チップＪ１１ａ、Ｊ１１ｂの表面側に備えられたパッドに対して制御端子Ｊ１５ａ、Ｊ１５ｂがボンディングワイヤＪ２１ａ、Ｊ２１ｂにて接続されている。そして、このような接続形態とされた各構成部品を樹脂モールド部Ｊ１８にて樹脂モールドするに際し、モールド圧によって各構成部品が傾くことから、リードフレームＪ３０に吊リードＪ３２ａ〜Ｊ３２ｃを備え、上アーム側の各構成部品や下アーム側の各構成部品が複数の角部でリードフレームＪ３０に接続されるようにしている。
【００１０】
なお、図１５（ａ）中の細線ハッチングで示した部分は、下側のヒートシンクＪ１６ａ、Ｊ１６ｂと接続されていることを表しており、太線ハッチングで示した部分は、上側のヒートシンクＪ１７ａ、Ｊ１７ｂと接続されていることを表している。
【００１１】
このような接続形態とされる場合、例えば、上アーム側において、制御端子Ｊ１５ａ付近に存在する吊リードＪ３２ｂと制御端子Ｊ１５ａには、それぞれ上アームの半導体パワー素子のコレクタ電位とエミッタ電位（中間電位に等しい）が印加されることになる。このため、これらの間ｂ１に対して、インバータ動作時には１０００Ｖ以上の電圧が印加される場合がある。同様に、吊リードＪ３２ｂと吊リードＪ３２ｃの間ｂ２には、上アーム側の半導体パワー素子のコレクタ電位と中間電位の電位差が印加され、吊リードＪ３２ｃと制御端子Ｊ１５ｂとの間ｂ３には、中間電位と下アーム側の半導体パワー素子のエミッタ電位の電位差が印加される。そして、吊リードＪ３２ｂ、Ｊ３２ｃや制御端子Ｊ１５ｂ等が最終製品としては樹脂モールド部Ｊ１８から露出させられるため、ｂ１、ｂ２、ｂ３はそれぞれの電位差に対応した沿面距離を確保する必要があった。
【００１２】
このため、半導体モジュールＪ１０の横幅、つまり半導体チップＪ１１ａ、Ｊ１１ｂが並べられる方向の幅を拡大させ、半導体モジュールＪ１０の小型化を行うことができなかった。また、上アーム側のヒートシンクＪ１７ａと下アーム側のヒートシンクＪ１６ｂとの間を接続する接続部材Ｊ２０が単独部品であるため、特異な手段で固定する必要があり、組立てが複雑になるという問題もあった。
【００１３】
本発明は上記点に鑑みて、必要な沿面距離を確保しつつ、半導体モジュールの小型化、つまり半導体モジュールの横幅（半導体チップが並べられる方向の幅）を縮小することを可能とし、さらに組み付け性を向上させることを第１の目的とする。
【００１４】
また、樹脂モールド時にモールド圧によって構成部品が傾くことを抑制すると共に、必要な沿面距離を確保しつつ、半導体モジュールの小型化を可能とし、さらに組み付け性を向上させることを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、正極リード（１２）、出力リード（１３）および第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）をフレーム（３１）にて繋いだリードフレーム（３０）の状態で樹脂モールド部（１８）による樹脂モールドを行った後、フレーム（３１）から正極リード（１２）、出力リード（１３）および第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）を切断することで形成される半導体モジュールであって、接続部材（２０）を第２ヒートシンク（１７ａ）と第３ヒートシンク（１６ａ）とに接続することにより、樹脂モールド時にフレーム（３１）に繋がる吊リードとして機能させ、樹脂モールド後にフレーム（３１）から切断されるようにすることを特徴としている。例えば、請求項２に記載したように、接続部材（２０）を第２ヒートシンク（１７ａ）のうち第４ヒートシンク（１７ｂ）側の角部と第３ヒートシンク（１６ａ）のうち第１ヒートシンク（１６ａ）側の角部とに接続されるようにすることができる。
【００１６】
このように、接続部材（２０）を吊リードとしても機能させるようにしている。これにより、吊リードの数を少なくできると共に、第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）の間において、第１ヒートシンク（１６ａ）に接続される吊リードや第２ヒートシンク（１６ｂ）に接続される吊リードを２つとも備えるような構造にしなくても済む。このため、第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）から吊リードまでの沿面距離を確保でき、半導体モジュールの横幅、つまり第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）が並べられる方向の幅を縮小させられ、半導体モジュールの小型化が可能となる。また、吊リードを省略できるため、第１〜第４ヒートシンク（１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）とリードフレーム（３０）との接続点数を全体として少なくできるし、上アーム側の第２ヒートシンク（１７ａ）と下アーム側の第３ヒートシンク（１６ｂ）との間を接続する接続部材（２０）をリードフレーム（３０）の一部によって構成できるため、特異な手段で固定する必要がなくなり、組付け性を向上させることも可能となる。
【００１７】
例えば、請求項３に記載したように、第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を挟んで第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）と反対側に正極リード（１２）、出力リード（１３）および負極リード（１４）を配置すると共に、第１半導体チップ（１１ａ）に対して第１制御端子（１５ａ）側に第１吊リード（３２ａ）を備える構成とする場合、正極リード（１２）は、第１接続点（Ｃａ１）において第１ヒートシンク（１６ａ）のうち第１半導体チップ（１１ａ）を挟んで第１制御端子（１５ａ）と反対側に接続され、出力リード（１３）は、第２接続点（Ｃａ２）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで第２制御端子（１５ｂ）と反対側に接続され、負極リード（１４）は、第３接続点（Ｃａ３）において第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで第２制御端子（１５ｂ）と反対側、かつ、出力リード（１３）よりも第２ヒートシンク（１７ａ）側に接続され、接続部材（２０）は、第４接続点（Ｃａ４）において第２ヒートシンク（１７ａ）のうち第１半導体チップ（１１ａ）に対して第１制御端子（１５ａ）側、かつ、第１制御端子（１５ａ）よりも第４ヒートシンク（１７ｂ）側に接続されていると共に、第５接続点（Ｃａ５）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第２半導体チップ（１１ｂ）に対して第２制御端子（１５ｂ）側、かつ、第２制御端子（１５ｂ）よりも第１ヒートシンク（１６ａ）側に接続され、第１吊リード（３２ａ）は、第６接続点（Ｃａ６）において第１ヒートシンク（１６ａ）のうち第１半導体チップ（１１ａ）に対して第１制御端子（１５ａ）側、かつ、第１制御端子（１５ａ）を挟んで第３ヒートシンク（１６ｂ）の反対側に接続される構造とすることができる。
【００１８】
具体的には、請求項４に記載したように、正極リード（１２）は、第１接続点（Ｃａ１）において第１ヒートシンク（１６ａ）のうち第３ヒートシンク（１６ｂ）から近い側かつ第１制御端子（１５ａ）から遠い側の角部に接続され、出力リード（１３）は、第２接続点（Ｃａ２）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第１ヒートシンク（１６ａ）から遠い側かつ第２制御端子（１５ｂ）からも遠い側の角部に接続され、負極リード（１４）は、第３接続点（Ｃａ３）において第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち第２ヒートシンク（１７ａ）から近い側かつ第２制御端子（１５ｂ）から遠い側の角部に接続され、接続部材（２０）は、第４接続点（Ｃａ４）において第２ヒートシンク（１７ａ）のうち第４ヒートシンク（１７ｂ）から近い側かつ第１制御端子（１５ａ）からも近い側の角部に接続されていると共に、第５接続点（Ｃａ５）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第１ヒートシンク（１６ａ）から近い側かつ第２制御端子（１５ｂ）からも近い側の角部に接続され、第１吊リード（３２ａ）は、第６接続点（Ｃａ６）において第１ヒートシンク（１６ａ）のうち第３ヒートシンク（１６ｂ）から遠い側かつ第１制御端子（１５ａ）から近い側の角部に接続される構造とすることができる。
【００１９】
このような構造とすれば、第１接続点（Ｃａ１）と第６接続点（Ｃａ６）という第１ヒートシンク（１６ａ）の一方の対角線上において、リードフレーム（３０）と第１ヒートシンク（１６ａ）とが接続され、かつ、第２接続点（Ｃａ２）と第５接続点（Ｃａ５）という第２ヒートシンク（１６ｂ）の一方の対角線上において、リードフレーム（３０）と第２ヒートシンク（１６ｂ）とが接続された状態で樹脂モールドを行うことができる。このため、樹脂モールド時にモールド圧によって構成部品が傾くことを抑制することも可能となる。
【００２０】
また、請求項５に記載したように、第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を挟んで第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）と反対側に正極リード（１２）、出力リード（１３）および負極リード（１４）を配置すると共に、第１半導体チップ（１１ａ）に対して第１制御端子（１５ａ）側に配置された第１吊リード（３２ａ）と第２半導体チップ（１１ｂ）に対して第２制御端子（１５ｂ）側に配置された第２吊リード（３２ｂ）とを備える構成とする場合、正極リード（１２）は、第１接続点（Ｃｂ１）において第１ヒートシンク（１６ａ）のうち第１半導体チップ（１１ａ）を挟んで第１制御端子（１５ａ）と反対側に接続され、接続部材（２０）は、第２接続点（Ｃｂ２）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで第２制御端子（１５ｂ）と反対側に接続され、負極リード（１４）は、第３接続点（Ｃｂ３）において第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで第２制御端子（１５ｂ）と反対側、かつ、接続部材（２０）よりも第２ヒートシンク（１７ａ）から遠い側に接続され、接続部材（２０）は、第４接続点（Ｃｂ４）において第２ヒートシンク（１７ａ）のうち第１半導体チップ（１１ａ）を挟んで第１制御端子（１５ａ）と反対側、かつ、正極リード（１２）よりも第４ヒートシンク（１７ｂ）側に接続され、第１吊リード（３２ａ）は、第５接続点（Ｃｂ５）において第１ヒートシンク（１６ａ）のうち第１半導体チップ（１１ａ）に対して第１制御端子（１５ａ）側、かつ、第１制御端子（１５ａ）よりも第３ヒートシンク（１６ｂ）側に接続され、第２吊リード（３２ｂ）は、第６接続点（Ｃｂ６）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第２半導体チップ（１１ｂ）に対して第２制御端子（１５ｂ）側、かつ、第２制御端子（１５ｂ）を挟んで第１ヒートシンク（１６ａ）の反対側に接続され、出力リード（１３）は、接続部材（２０）に接続され、該接続部材（２０）を介して第２ヒートシンク（１７ａ）および第３ヒートシンク（１６ｂ）に接続される構造とすることができる。
【００２１】
具体的には、請求項６に記載したように、正極リード（１２）は、第１接続点（Ｃｂ１）において第１ヒートシンク（１６ａ）のうち第３ヒートシンク（１６ｂ）から遠い側かつ第１制御端子（１５ａ）からも遠い側の角部に接続され、接続部材（２０）は、第２接続点（Ｃｂ２）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第１ヒートシンク（１６ａ）から近い側かつ第２制御端子（１５ｂ）から遠い側の角部に接続され、負極リード（１４）は、第３接続点（Ｃｂ３）において第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち第２ヒートシンク（１７ａ）から遠い側かつ第２制御端子（１５ｂ）からも遠い側の角部に接続され、接続部材（２０）は、第４接続点（Ｃｂ４）において第２ヒートシンク（１７ａ）のうち第４ヒートシンク（１７ｂ）から近い側かつ第１制御端子（１５ａ）から遠い側の角部に接続され、第１吊リード（３２ａ）は、第５接続点（Ｃｂ５）において第１ヒートシンク（１６ａ）のうち第３ヒートシンク（１６ｂ）から近い側かつ第１制御端子（１５ａ）からも近い側の角部に接続され、第２吊リード（３２ｂ）は、第６接続点（Ｃｂ６）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第１ヒートシンク（１６ａ）から遠い側かつ第２制御端子（１５ｂ）から近い側の角部に接続され、出力リード（１３）は、接続部材（２０）に接続され、該接続部材（２０）を介して第２ヒートシンク（１７ａ）および第３ヒートシンク（１６ｂ）に接続される構造とすることができる。
【００２２】
このように、出力リード（１３）が該接続部材（２０）を介して第２ヒートシンク（１７ａ）および第３ヒートシンク（１６ｂ）に接続されるようにしても良い。この場合にも、第１接続点（Ｃｂ１）と第５接続点（Ｃｂ５）という第１ヒートシンク（１６ａ）の一方の対角線上において、リードフレーム（３０）と第１ヒートシンク（１６ａ）とが接続され、かつ、第２接続点（Ｃｂ２）と第６接続点（Ｃｂ６）という第２ヒートシンク（１６ｂ）の一方の対角線上において、リードフレーム（３０）と第２ヒートシンク（１６ｂ）とが接続された状態で樹脂モールドを行うことができる。このため、樹脂モールド時にモールド圧によって構成部品が傾くことを抑制することも可能となる。
【００２３】
請求項７に記載したように、第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を挟んで第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）と反対側に正極リード（１２）および負極リード（１４）を配置すると共に、第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）に対して第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）側に出力リード（１３）を配置し、かつ、第１半導体チップ（１１ａ）に対して第１制御端子（１５ａ）側に配置された第１吊リード（３２ａ）と第２半導体チップ（１１ｂ）に対して第２制御端子（１５ｂ）側に配置された第２吊リード（３２ｂ）および第２半導体チップ（１１ｂ）に対して第２制御端子（１５ｂ）と反対側に配置された第３吊リード（３２ｃ）とを備える構造とする場合、正極リード（１２）は、第１接続点（Ｃｃ１）において第１ヒートシンク（１６ａ）のうち第１半導体チップ（１１ａ）を挟んで第１制御端子（１５ａ）と反対側に接続され、接続部材（２０）は、第２接続点（Ｃｃ２）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第２半導体チップ（１６ｂ）に対して第２制御端子（１５ｂ）側、かつ、第２制御端子（１５ｂ）よりも第１ヒートシンク（１６ａ）側に接続され、負極リード（１４）は、第３接続点（Ｃｃ３）において第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで第２制御端子（１５ｂ）から遠い側に接続され、接続部材（２０）は、第４接続点（Ｃｃ４）において第２ヒートシンク（１７ａ）のうち第１半導体チップ（１１ａ）に対して第１制御端子（１５ａ）側、かつ、第１制御端子（１５ａ）よりも第４ヒートシンク（１７ｂ）側に接続され、第１吊リード（３２ａ）は、第５接続点（Ｃｃ５）において第１ヒートシンク（１６ａ）のうち第１半導体チップ（１１ａ）に対して第１制御端子（１５ａ）側、かつ、第１制御端子（１５ａ）を挟んで第３ヒートシンク（１６ｂ）と反対側に接続され、第２吊リード（３２ｂ）は、第６接続点（Ｃｃ６）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第２半導体チップ（１１ｂ）に対して第２制御端子（１５ｂ）側、かつ、第２制御端子（１５ｂ）を挟んで第１ヒートシンク（１６ａ）と反対側に接続され、第３吊リード（３２ｃ）は、第７接続点（Ｃｃ７）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで第２制御端子（１５ｂ）と反対側、かつ、負極リード（１４）よりも第１ヒートシンク（１６ａ）側に接続され、出力リード（１３）は、接続部材（２０）に接続され、該接続部材（２０）を介して第２ヒートシンク（１７ａ）および第３ヒートシンク（１６ｂ）に接続される構造とすることができる。
【００２４】
具体的には、請求項８に記載したように、正極リード（１２）は、第１接続点（Ｃｃ１）において第１ヒートシンク（１６ａ）のうち第３ヒートシンク（１６ｂ）から近い側かつ第１制御端子（１５ａ）から遠い側の角部に接続され、接続部材（２０）は、第２接続点（Ｃｃ２）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第１ヒートシンク（１６ａ）から近い側かつ第２制御端子（１５ｂ）からも近い側の角部に接続され、負極リード（１４）は、第３接続点（Ｃｃ３）において第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち第２ヒートシンク（１７ａ）から遠い側かつ第２制御端子（１５ｂ）からも遠い側の角部に接続され、接続部材（２０）は、第４接続点（Ｃｃ４）において第２ヒートシンク（１７ａ）のうち第４ヒートシンク（１７ｂ）から近い側かつ第１制御端子（１５ａ）からも近い側の角部に接続され、第１吊リード（３２ａ）は、第５接続点（Ｃｃ５）において第１ヒートシンク（１６ａ）のうち第３ヒートシンク（１６ｂ）から遠い側かつ第１制御端子（１５ａ）から近い側の角部に接続され、第２吊リード（３２ｂ）は、第６接続点（Ｃｃ６）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第１ヒートシンク（１６ａ）から遠い側かつ第２制御端子（１５ｂ）から近い側の角部に接続され、第３吊リード（３２ｃ）は、第７接続点（Ｃｃ７）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第１ヒートシンク（１６ａ）から近い側かつ第２制御端子（１５ｂ）から遠い側の角部に接続され、出力リード（１３）は、接続部材（２０）に接続され、該接続部材（２０）を介して第２ヒートシンク（１７ａ）および第３ヒートシンク（１６ｂ）に接続される構造とすることができる。
【００２５】
このように、出力リード（１３）が該接続部材（２０）を介して第２ヒートシンク（１７ａ）および第３ヒートシンク（１６ｂ）に接続されるようにしても良い。この場合にも、第１接続点（Ｃｃ１）と第５接続点（Ｃｃ５）という第１ヒートシンク（１６ａ）の一方の対角線上において、リードフレーム（３０）と第１ヒートシンク（１６ａ）とが接続され、かつ、第６接続点（Ｃｃ６）と第７接続点（Ｃｃ７）という第２ヒートシンク（１６ｂ）の一方の対角線上において、リードフレーム（３０）と第２ヒートシンク（１６ｂ）とが接続された状態で樹脂モールドを行うことができる。このため、樹脂モールド時にモールド圧によって構成部品が傾くことを抑制することも可能となる。
【００２６】
また、請求項９に記載したように、請求項７に示した構造に対して、負極リード（１４）と第３吊リード（３２ｃ）との接続場所が入れ替えられた構造、つまり、負極リード（１４）を第３接続点（Ｃｃ３）において第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで第２制御端子（１５ｂ）と反対側に接続し、第３吊リード（３２ｃ）を第７接続点（Ｃｃ７）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第２半導体チップ（１１ｂ）を挟んで第２制御端子（１５ｂ）と反対側、かつ、負極リード（１４）よりも第１ヒートシンク（１６ａ）から遠い側に接続した構造とすることもできる。具体的には、請求項１０に示すように、負極リード（１４）を第３接続点（Ｃｃ３）において第４ヒートシンク（１７ｂ）のうち第２ヒートシンク（１７ａ）から近い側かつ第２制御端子（１５ｂ）から遠い側の角部に接続し、第３吊リード（３２ｃ）を第７接続点（Ｃｃ７）において第３ヒートシンク（１６ｂ）のうち第１ヒートシンク（１６ａ）から遠い側かつ第２制御端子（１５ｂ）からも遠い側の角部に接続した構造とすることもできる。
【００２７】
請求項１１に記載の発明では、接続部材（２０）のうち電流の流れる方向に対する垂直方向の寸法が、正極リード（１２）や出力リード（１３）もしくは負極リード（１４）のうち電流の流れる方向に対する垂直方向の寸法よりも大きくされていることを特徴としている。
【００２８】
このような構成とすれば、接続部材（２０）の寸法に応じて、接続部材（２０）と第２ヒートシンク（１７ａ）や第３ヒートシンク（１６ｂ）との接続面積を拡大できるため、より接続部材（２０）と第２ヒートシンク（１７ａ）や第３ヒートシンク（１６ｂ）との固定をより強固に行うことが可能となる。
【００２９】
請求項１２に記載の発明では、第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）の法線方向から見て、接続部材（２０）のうち第２ヒートシンク（１７ａ）とオーバラップする角部および第３ヒートシンク（１６ｂ）とオーバラップする角部が面取りされていることを特徴としている。
【００３０】
接続部材（２０）と第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）との間隔が一定間隔空くように各接続点での接続を行うに際し、第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を配置する開口部（３３ａ、３３ｂ）と接続部材（２０）が嵌め込まれる凹部（３３ｃ）が形成され位置合わせ治具（３３）が用いられる。このような、位置合わせ治具（３３）を用いた接続を行うに際し、接続部材（２０）の角部を面取りしていないと、開口部（３３ａ、３３ｂ）と凹部（３３ｃ）との間において位置合わせ治具（３３）が細くなる。これに対して、接続部材（２０）の角部を面取りしていると、開口部（３３ａ、３３ｂ）と凹部（３３ｃ）との間において位置合わせ治具（３３）が細くなることを抑制できる。これにより、位置合わせ治具（３３）の強度を確保することが可能となる。
【００３１】
請求項１３に記載の発明では、上アーム（４１、５１、５３、５５）と下アーム（４２、５２、５４、５６）を１つずつ接続した相を複数相備え、該複数相分の第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）、第１〜第４ヒートシンク（１６ａ、１７ａ、１６ｂ、１７ｂ）、正極リード（１２）、出力リード（１３）、負極リード（１４）、第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）および接続端子（２０）が樹脂モールド部（１８）に覆われており、複数相の正極リード（１２）同士が連結部（１２ａ）にて接続されており、複数相の負極リード（１４）同士が一体構造とされていると共に、リードフレーム（３０）とは別体で構成されていることを特徴としている。
【００３２】
このように、複数相を備える半導体モジュールとしても、上記各請求項に示した効果を得ることができる。
【００３３】
請求項１４に記載の発明は、請求項１に記載の発明である半導体モジュールの製造方法に関する発明である。本請求項に記載したように、接続部材（２０）を第２ヒートシンク（１７ａ）と第３ヒートシンク（１６ａ）とに接続すると共にフレーム（３１）に繋がる吊リードとして機能させつつ、樹脂モールド部（１８）による樹脂モールドを行うことで、第１〜第４ヒートシンク（１６ａ、１７ａ、１６ｂ、１７ｂ）のうち第１もしくは第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）と反対側の面に加えて、正極リード（１２）と出力リード（１３）および負極リード（１４）の一端と第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）の一端を露出させつつ、第１、第２半導体チップ（１１ａ、１１ｂ）を覆う工程と、樹脂モールド後に、フレーム（３１）から正極リード（１２）、出力リード（１３）および第１、第２制御端子（１５ａ、１５ｂ）を切断すると共に、接続部材（２０）をフレーム（３１）から切断する工程と、を行うことにより、請求項１に記載した半導体モジュールを製造することができる。これにより、請求項１に示した効果を得ることができる。
【００３４】
例えば、請求項１５に記載したように、接続部材（２０）を第２ヒートシンク（１７ａ）のうち第４ヒートシンク（１７ｂ）側の角部と第３ヒートシンク（１６ａ）のうち第１ヒートシンク（１６ａ）側の角部とに接続することができる。
【００３５】
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】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる半導体モジュール１０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を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる半導体モジュール１０を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図である。
【図５】本発明の第３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を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図である。
【図７】本発明の第４実施形態にかかる半導体モジュール１０を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、接続部材２０の角部を面取りした場合と第１実施形態のように面取りしていない場合、それぞれの場合の位置合わせ治具３３との関係を示した図である。
【図９】本発明の第５実施形態にかかる半導体モジュール１０を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図である。
【図１０】本発明の第６実施形態にかかる半導体モジュール１０を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図である。
【図１１】本発明の第７実施形態にかかる半導体モジュール１０を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図である。
【図１２】本発明の第８実施形態で説明する半導体モジュール１０の各部の概略レイアウトを示した図である。
【図１３】図１２に示す半導体モジュール１０の等価回路図である。
【図１４】本発明の第９実施形態で説明する半導体モジュール１０の各部の概略レイアウトを示した図である。
【図１５】従来の半導体モジュール１０を表した図であり、（ａ）は、樹脂モールドする前の状態の概略レイアウトを示した図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
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。
【００３８】
（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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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１相分に対して本発明の一実施形態を適用することで、２つのアームを構成する半導体チップを１つにパッケージ化した２ｉｎ１構造の半導体モジュールとしている。
【００４５】
図２に、半導体モジュール１０の断面図を示す。また、図３に半導体モジュール１０を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図を示す。なお、図２は、樹脂モールドを行った後における図３のＡ−Ａ’断面に相当する断面図である。この図は断面図ではないが、便宜上部分的にハッチングを示してある。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の構成について説明する。
【００４６】
図２および図３に示すように、半導体モジュール１０は、半導体チップ１１、各種リード１２、１３、１４、制御端子１５および上下のヒートシンク１６、１７等を樹脂モールド部１８にて樹脂モールドして一体化した構造とされている。具体的には、下側のヒートシンク１６の上にはんだ等を介して半導体チップ１１を接続すると共に、半導体チップ１１の上にはんだ等を介して金属ブロック１９を接続したのち、さらに金属ブロック１９の上にはんだ等を介して上側のヒートシンク１７を接続し、これらを樹脂モールド部１８にて樹脂モールドすることで一体化している。
【００４７】
半導体チップ１１は、上下アーム４１、４２、５１〜５６を構成する素子が形成されたもので、２つの半導体チップ１１ａ、１１ｂが備えられている。各半導体チップ１１ａ、１１ｂの基本構造は同じ構造とされているが、一方に上アーム４１、５１、５３、５５が形成され、他方に下アーム４２、５２、５４、５６が形成されている。例えば図２の紙面左側の半導体チップ１１ａに上アーム４１、５１、５３、５５、紙面右側の半導体チップ１１ｂ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１１ａ、１１ｂに形成されるＩＧＢＴ４１ａ、４２ａ、５１ａ〜５６ａおよびＦＷＤ４１ｂ、４２ｂ、５１ｂ〜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１１ａ、１１ｂ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、図３に示すように、半導体チップ１１ａ、１１ｂの表面側には、ＩＧＢＴ４１ａ、４２ａ、５１ａ〜５６ａのゲートに接続される半導体パワー素子の制御用パッドが形成されていると共に、ＩＧＢＴ４１ａ、４２ａ、５１ａ〜５６ａのエミッタおよびＦＷＤ４１ｂ、４２ｂ、５１ｂ〜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ＦＷＤ４１ｂ、４２ｂ、５１ｂ〜５６ｂのアノードに繋がるパッド（図示せず）とされている。
【００４８】
なお、半導体チップ１１の表面側に接続される金属ブロック１９は、例えば銅などの熱伝導率が高い金属で構成される。上アーム側の金属ブロック１９ａは、半導体チップ１１ａに形成されたＩＧＢＴ４１ａ、４２ａ、５１ａ〜５６ａのエミッタおよびＦＷＤ４１ｂ、５１ｂ、５３ｂ、５５ｂのカソードに接続されるパッドに接続されている。下アーム側の金属ブロック１９ｂは、半導体チップ１１ｂに形成されたＩＧＢＴ４２ａ、５２ａ、５４ａ、５６ａのエミッタおよびＦＷＤ４２ｂ、５２ｂ、５４ｂ、５６ｂのカソードに接続されるパッドに接続されている。
【００４９】
リード１２〜１４は、図３に示すように正極リード１２と出力リード１３および負極リード１４を備えた構成とされている。これらリード１２〜１４は、制御端子１５および後述する接続部材２０等と共に、例えば一枚の金属板をプレス加工することで形成されている。各リード１２〜１４や制御端子１５および接続部材２０は、リードフレーム３０としてフレーム３１に繋がった一体化構造とされており、これらがはんだ等により各ヒートシンク１６、１７や半導体チップ１１と接続されている。なお、図３は、断面図ではないが、図を見易くするために部分的にハッチングを示してある。細線ハッチングで示した部分は、下側のヒートシンク１６と接続されていることを表しており、太線ハッチングで示した部分は、上側のヒートシンク１７と接続されていることを表している。
【００５０】
正極リード１２は、電源供給ライン６などに接続される端子を構成するものである。図３に示すように、正極リード１２は、後述する上アーム側のヒートシンク１６ａに接続されることにより、半導体チップ１１ａにおける裏面側、つまり上アーム４１、５１、５３、５５のＩＧＢＴ４１ａ、５１ａ、５３ａ、５５ａのコレクタおよびＦＷＤ４１ｂ、５１ｂ、５３ｂ、５５ｂのアノードに接続されている。具体的には、正極リード１２は、一端が接続点Ｃａ１においてはんだ等によりヒートシンク１６ａと接続されている。ヒートシンク１６ａは四角形状とされ、接続点Ｃａ１は４つの角部のうちの１つとされている。また、正極リード１２は、他端が樹脂モールド部１８から露出させられた構造とされ、この正極リード１２のうち樹脂モールド部１８から露出させられた部分が電源供給ライン６などに接続される。
【００５１】
出力リード１３は、上アーム４１、５１、５３、５５と下アーム４２、５２、５４、５６との間において、三相モータ３に接続される出力端子を構成するものである。出力リード１３は、半導体チップ１１ｂの裏面側に接続されることにより、下アーム４２、５２、５４、５６のＩＧＢＴ４２ａ、５２ａ、５４ａ、５６ａのコレクタおよびＦＷＤ４２ｂ、５２ｂ、５４ｂ、５６ｂのアノードに接続されている。具体的には、出力リード１３も、一端が接続点Ｃａ２においてはんだ等によってヒートシンク１６ｂと接続されている。ヒートシンク１６ｂは四角形状とされ、接続点Ｃａ２は４つの角部のうちの１つとされている。また、後述する接続部材２０が上アーム側のヒートシンク１７ａと下アーム側のヒートシンク１６ｂとを接続しているため、上アーム４１、５１、５３、５５のＩＧＢＴ４１ａ、５１ａ、５３ａ、５５ａのエミッタおよびＦＷＤ４１ｂ、５１ｂ、５３ｂ、５５ｂのカソードと、下アーム４２、５２、５４、５６のＩＧＢＴ４２ａ、５２ａ、５４ａ、５６ａのコレクタおよびＦＷＤ４２ｂ、５２ｂ、５４ｂ、５６ｂのアノードとが接続されている。このため、出力リード１３は、上アーム４１、５１、５３、５５と下アーム４２、５２、５４、５６との間の中間電位となる。
【００５２】
負極リード１４は、ＧＮＤラインに接続される端子を構成するものである。この負極リード１４は、接続点Ｃａ３において下アーム側のヒートシンク１７ｂに接続されることで、金属ブロック１９ｂを介して半導体チップ１１ｂの表面側、つまり下アーム４２、５２、５４、５６のＩＧＢＴ４２ａ、５２ａ、５４ａ、５６ａのエミッタおよびＦＷＤ４２ｂ、５２ｂ、５４ｂ、５６ｂのカソードに接続されている。負極リード１４は、一端が下アーム側のヒートシンク１７ｂの裏面に接続されており、他端が樹脂モールド部１８から露出させられた構造とされる。そして、負極リード１４のうち樹脂モールド部１８から露出させられた部分がＧＮＤラインなどに接続される。
【００５３】
なお、各リード１２〜１４は、下側のヒートシンク１６に接続されるものと、上側のヒートシンク１７に接続されるものがあり、接続される高さが異なっているが、各リード１２〜１４が必要に応じてプレス加工時に折り曲げられることで異なる高さにも対応できるようにしてある。
【００５４】
制御端子１５は、上アーム側の制御端子１５ａと下アーム側の制御端子１５ｂによって構成されている。各制御端子１５ａ、１５ｂは、ＩＧＢＴ４１ａ、４２ａ、５１ａ〜５６ａのゲート配線等となるもので、半導体チップ１１ａ、１１ｂの表面側に形成されたＩＧＢＴ４１ａ、４２ａ、５１ａ〜５６ａのゲートに接続されるパッドにボンディングワイヤ２１ａ、２１ｂを介して電気的に接続されている。これら制御端子１５ａ、１５ｂに対して、半導体チップ１１ａ、１１ｂを挟んだ反対側（半導体チップ１１ａ、１１ｂを結んだ線の反対側）に各リード１２〜１４が配置されている。そして、上述したように、半導体チップ１１ａ、１１ｂを上側のヒートシンク１７ａ、１７ｂに直接接続するのではなく、金属ブロック１９ａ、１９ｂを介して接続してある。このため、半導体チップ１１ａ、１１ｂからヒートシンク１７ａ、１７ｂとの間の距離を確保できており、ボンディングワイヤ２１ａ、２１ｂがヒートシンク１７ａ、１７ｂと接触しないようにできる。また、制御端子１５における半導体チップ１１ａ、１１ｂ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。
【００５５】
下側のヒートシンク１６は、半導体チップ１１ａ、１１ｂの法線方向から見た形状が四角形とされ、半導体チップ１１ａに接続されるヒートシンク１６ａと半導体チップ１１ｂに接続されるヒートシンク１６ｂの二枚によって構成されている。各ヒートシンク１６ａ、１６ｂにおける半導体チップ１１ａ、１１ｂとは反対側の面は、樹脂モールド部１８から露出させられており、放熱が行えるようになっている。また、上側のヒートシンク１７は、金属ブロック１９ａを介して半導体チップ１１ａに接続されるヒートシンク１７ａと金属ブロック１９ｂを介して半導体チップ１１ｂに接続されるヒートシンク１７ｂの二枚によって構成されている。各ヒートシンク１７ａ、１７ｂにおける半導体チップ１１ａ、１１ｂとは反対側の面は、樹脂モールド部１８から露出させられており、放熱が行えるようになっている。これら上下のヒートシンク１６、１７は、上下アームそれぞれのヒートシンク１６の任意の一辺が対向するように並べられると共に、上下アームそれぞれのヒートシンク１７の任意の一辺が対向するように並べられている。また、各ヒートシンク１６、１７は、半導体チップ１１ａ、１１ｂよりも大寸法とされることで、半導体チップ１１ａ、１１ｂの熱を広範囲に拡散させ、広い範囲での放熱が行える構成とされている。
【００５６】
また、接続部材２０は、上アーム４１、５１、５３、５５と下アーム４２、５２、５４、５６との間を接続するものである。接続部材２０の太さ、具体的には電流の流れる方向に対する垂直方向（紙面上下方向）に接続部材２０を切断したときの断面積は、三相モータ３に供給されるモータ電流に必要な分確保されている。この接続部材２０が上アーム側のヒートシンク１７ａと下アーム側のヒートシンク１６ｂとを接続することで、上アーム４１、５１、５３、５５のＩＧＢＴ４１ａ、５１ａ、５３ａ、５５ａのエミッタおよびＦＷＤ４１ｂ、５１ｂ、５３ｂ、５５ｂのカソードと、下アーム４２、５２、５４、５６のＩＧＢＴ４２ａ、５２ａ、５４ａ、５６ａのコレクタおよびＦＷＤ４２ｂ、５２ｂ、５４ｂ、５６ｂのアノードとが接続されている。このため、接続部材２０は、半導体モジュール１０が使用される際には上アーム４１、５１、５３、５５と下アーム４２、５２、５４、５６との中間電位、つまり三相モータ３に対して接続される出力リード１３と同電位となる。具体的には、接続部材２０は、一端が接続点Ｃａ４において上アーム側の上側のヒートシンク１７ａの裏面に接続され、他端が接続点Ｃａ５において下アーム側の下側のヒートシンク１６ｂの表面に接続されている。ヒートシンク１６ｂは四角形状とされているため、接続点Ｃａ５は４つの角部のうちの１つとされている。
【００５７】
樹脂モールド部１８は、上記各構成部品を成形型に設置し、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、各リード１２〜１４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。なお、樹脂モールド部１８による樹脂モールドが完了すると、リードフレーム３０におけるフレーム３１、つまり半導体モジュール１０に必要がない不要部分は切断されて除去される。したがって、最終製品としては、図３に示す各リード１２〜１４や制御端子１５ａ、１５ｂおよび接続部材２０等はそれぞれ分断され、電気的に分離された状態となっている。
【００５８】
このような構造により、本実施形態にかかる２ｉｎ１構造の半導体モジュール１０が構成されている。そして、このような半導体モジュール１０では、樹脂モールド部１８による樹脂モールドを行う際に、モールド圧によって各構成部品が傾くことを防止するために、リードフレーム３０と下側のヒートシンク１６ａ、１６ｂとの接続形態を以下のようにしている。
【００５９】
すなわち、本実施形態では、上アーム側の下側のヒートシンク１６ａに接続されるように吊リード３２を備えると共に、接続部材２０も吊リードとして機能させるようにしている。吊リード３２は、本実施形態では第１吊リード３２ａのみが備えられており、接続点Ｃａ６においてヒートシンク１６ａに接続されている。ヒートシンク１６ａは四角形状とされているため、接続点Ｃａ６は４つの角部のうちの１つとされている。
【００６０】
上述したように、正極リード１２とヒートシンク１６ａとは接続点Ｃａ１において接続されており、出力リード１３とヒートシンク１６ｂとは接続点Ｃａ２において接続されている。このため、ヒートシンク１６ａに関しては、接続点Ｃａ１と接続点Ｃａ６においてリードフレーム３０と接続されることになり、ヒートシンク１６ｂに関しては、接続点Ｃａ２と接続点Ｃａ５においてリードフレーム３０と接続されることになる。接続点Ｃａ１と接続点Ｃａ６は、共に、四角形状とされたヒートシンク１６ａの各角部とされ、これらが対角線上に配置されるようにしている。また、接続点Ｃａ２と接続点Ｃａ５についても、四角形状とされたヒートシンク１６ｂの各角部とされ、これらが対角線上に配置されるようにしている。
【００６１】
このように、ヒートシンク１６ａ、１６ｂの少なくとも一方の対角線上において、リードフレーム３０とヒートシンク１６ａ、１６ｂとが接続されるように、各リード１２〜１４と接続部材２０および第１吊リード３２ａを配置している。このため、樹脂モールド時にモールド圧によって構成部品が傾くことを抑制することが可能となる。また、基本的には、ヒートシンク１６ａ、１６ｂの少なくとも一方の対角線上において、リードフレーム３０とヒートシンク１６ａ、１６ｂとが接続されることで、モールド圧による構成部品の傾きを抑制することが可能となるが、本実施形態では、さらに、負極リード１４や接続部材２０がその対角線上とは異なるもう一つの角部（接続点Ｃａ３、Ｃａ４）においてヒートシンク１７ａ、１７ｂと接続されるようにしている。このため、よりモールド圧による構成部品の傾きを十分に抑制することが可能となる。
【００６２】
そして、接続部材２０を吊リードとしても機能させているため、ヒートシンク１６ｂのうち出力リード１３と接続される接続点Ｃａ２と対角の関係にある角部において、別途吊リードを備えてヒートシンク１６ｂとリードフレーム３０とを接続する必要がない。このため、別途吊リードを備える場合と比較して、次のような効果を得ることができる。
【００６３】
接続部材２０とは他に別途吊リードを備える場合には、その吊リードを備える分のスペースが必要になる。特に、従来では、図１５に示したように、接続部材Ｊ２０を各ヒートシンクＪ１６ａ、Ｊ１６ｂの角部ではなく対向する辺の中央位置に配置し、各ヒートシンクＪ１６ａ、Ｊ１６ｂの角部において吊リードＪ３２ｂ、Ｊ３２ｃに接続していたため、２つの吊リードＪ３２ｂ、Ｊ３２ｃを配置するスペースが必要になっていた。また、制御端子Ｊ１５ａ付近に存在する吊リードＪ３２ｂと制御端子Ｊ１５ａには、それぞれ上アームの半導体パワー素子のコレクタ電位とエミッタ電位（中間電位に等しい）が印加されることになる。このため、これらの間ｂ１に対して、インバータ動作時には１０００Ｖ以上の電圧が印加される場合がある。同様に、吊リードＪ３２ｂと吊リードＪ３２ｃの間ｂ２には、上アーム側の半導体パワー素子のコレクタ電位と中間電位の電位差が印加され、吊リードＪ３２ｃと制御端子Ｊ１５ｂとの間ｂ３には、中間電位と下アーム側の半導体パワー素子のエミッタ電位の電位差が印加される。そして、吊リードＪ３２ｂ、Ｊ３２ｃや制御端子Ｊ１５ｂ等が最終製品としては樹脂モールド部Ｊ１８から露出させられるため、ｂ１、ｂ２、ｂ３はそれぞれの電位差に対応した沿面距離を確保する必要があった。
【００６４】
このため、半導体モジュールＪ１０の横幅、つまり半導体チップＪ１１ａ、Ｊ１１ｂが並べられる方向の幅を拡大させ、半導体モジュールＪ１０の小型化を行うことができなかった。また、吊リードＪ３２ｂ、Ｊ３２ｃを備えている分だけリードフレームＪ３０との接続数が多くなるし、上アーム側のヒートシンクＪ１７ａと下アーム側のヒートシンクＪ１６ｂとの間を接続する接続部材Ｊ２０が単独部品であるため、特異な手段で固定する必要があり、組立てが複雑になるという問題もあった。
【００６５】
これに対して、本実施形態では、接続部材２０を吊リードとしても機能させているため、別途吊リードを備える必要がない。また、接続部材２０は中間電位となり、上アーム側の制御端子１５ａは上アーム側のＩＧＢＴ４１ａ、５１ａ、５３ａ、５５ａのエミッタ電位（中間電位に等しい）が印加されるため、これらの間ａ１について沿面距離を確保する必要が無くなる。その一方、接続部材２０は中間電位となり、下アーム側の制御端子１５ｂは下アーム側のＩＧＢＴ４２ａ、５２ａ、５４ａ、５６ａのエミッタ電位（ＧＮＤ電位に等しい）が印加されるため、これらの間ａ２について沿面距離を確保する必要がある。しかしながら、本実施形態のように接続部材２０のみを両制御端子１５ａ、１５ｂの間に配置する場合、従来の別途吊リードを設ける形態のように、２つの吊リードＪ３２ｂ、Ｊ３２ｃを両制御端子Ｊ１５ａ、Ｊ１５ｂの間に配置する場合と比較して、接続部材２０から制御端子１５ｂまでの距離を確保し易い。このため、接続部材２０から制御端子１５ｂまでの沿面距離を確保しても、十分に上下アーム４１、４２、５１〜５６の構成部品を近づけて配置することが可能となる。
【００６６】
したがって、半導体モジュール１０の横幅、つまり半導体チップ１１ａ、１１ｂが並べられる方向の幅を縮小させられ、半導体モジュール１０の小型化が可能となる。また、吊リードを省略できるため、第１〜第４ヒートシンク１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂとリードフレーム３０との接続点数を全体として少なくできるし、上アーム側のヒートシンク１７ａと下アーム側のヒートシンク１６ｂとの間を接続する接続部材２０をリードフレーム３０の一部によって構成できるため、特異な手段で固定する必要がなくなり、組付け性を向上させることも可能となる。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の半導体モジュール１０によれば、接続部材２０を吊リードとしても機能させるようにしている。これにより、吊リード３２の数を少なくできると共に、各制御端子１５ａ、１５ｂの間において、ヒートシンク１６ａに接続される吊リードやヒートシンク１６ｂに接続される吊リードを２つとも備えるような構造にしなくても済む。このため、各制御端子１５ａ、１５ｂから吊リード（本実施形態の場合は、吊リードとして機能させられる接続部材２０）までの沿面距離を確保でき、半導体モジュール１０の横幅、つまり半導体チップ１１ａ、１１ｂが並べられる方向の幅を縮小させられ、半導体モジュール１０の小型化が可能となる。また、吊リードを省略できるため、リードフレーム３０との接続数が少なくなるし、上アーム側のヒートシンク１７ａと下アーム側のヒートシンク１６ｂとの間を接続する接続部材２０をリードフレーム３０の一部によって構成できるため、特異な手段で固定する必要がなくなり、組付け性を向上させることも可能となる。
【００６８】
さらに、ヒートシンク１６ａ、１６ｂの少なくとも一方の対角線上において、リードフレーム３０とヒートシンク１６ａ、１６ｂとが接続されるように、各リード１２〜１４と接続部材２０および第１吊リード３２ａを配置している。このため、樹脂モールド時にモールド圧によって構成部品が傾くことを抑制することも可能となる。
【００６９】
（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実施形態に対して接続部材２０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。
【００７０】
図４に、本実施形態にかかる半導体モジュール１０を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図を示す。なお、本実施形態にかかる半導体モジュール１０の断面構造については、第１実施形態で説明した図２と同様である。また、図４は断面図ではないが、便宜上部分的にハッチングを示してある。
【００７１】
本実施形態では、接続点Ｃａ４、Ｃａ５、つまり接続部材２０と上アーム側のヒートシンク１７ａと下アーム側のヒートシンク１６ｂとの接続箇所での接続面積を第１実施形態よりも拡大している。具体的には、接続部材２０のうち電流が流れる方向に対する垂直方向の寸法を第１実施形態と比較して拡大し、各リード１２〜１４のうち電流の流れる方向に対する垂直方向の寸法以上としている。そして、その方向において、接続部材２０と上アーム側のヒートシンク１７ａと下アーム側のヒートシンク１６ｂとの接続長さを第１実施形態よりも長くしている。このような構成とすれば、接続部材２０とヒートシンク１７ａやヒートシンク１６ｂとの固定をより強固に行うことが可能となる。
【００７２】
また、このような構成とすれば、接続部材２０を電流が流れる方向に対する垂直方向に切断したときの断面積が、各リード１２〜１４を電流の流れる方向に対する垂直方向に切断したときの断面積以上となる。このため、接続部材２０が構成する電流経路の断面積をより拡大することができ、接続部材２０が流すことを許容できる電流量も多くすることができる。
【００７３】
（第３実施形態）
本発明の第３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、第２実施形態に対して接続部材２０とヒートシンク１７ａとの接続形態を変更したものであり、その他に関しては第１、第２実施形態と同様であるため、第１、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７４】
図５に、半導体モジュール１０の断面図を示す。また、図６に半導体モジュール１０を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図を示す。なお、図５は、樹脂モールドを行った後における図６のＢ−Ｂ’断面に相当する断面図である。この図は断面図ではないが、便宜上部分的にハッチングを示してある。
【００７５】
図５および図６に示されるように、本実施形態では、上アーム側の上側のヒートシンク１７ａに対する接続部材２０の接続を、ヒートシンク１７ａの裏面ではなくヒートシンク１７ａの側面としている。例えば、プレス加工時に、接続部材２０を２箇所で折り曲げることによりリードフレーム３０のフレーム３１に対して部分的に垂直となる部位を設け、その部位において接続部材２０がヒートシンク１７ａに側面と接続されるようにしている。
【００７６】
このように、接続部材２０をヒートシンク１７ａの側面に接続するようにしても良い。このような形態とすれば、上下アーム接続の公差を垂直方向（半導体チップ１１に対する法線方向）ではなく、平面方向で吸収することが可能となる。
【００７７】
なお、図６では第１実施形態の構造に対して接続部材２０がヒートシンク１７ａの側面に接続される場合について示したが、勿論、第２実施形態の構造に対して同様の構造を適用することもできる。
【００７８】
（第４実施形態）
本発明の第４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実施形態に対して接続部材２０の形状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。
【００７９】
図７に、本実施形態にかかる半導体モジュール１０を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図を示す。なお、本実施形態にかかる半導体モジュール１０の断面構造については、第１実施形態で説明した図２と同様である。また、図７は断面図ではないが、便宜上部分的にハッチングを示してある。
【００８０】
この図に示されるように、接続部材２０の角部、具体的には半導体チップ１１の法線方向から見て接続部材２０のうちヒートシンク１７ａやヒートシンク１６ｂとオーバラップする両角部を面取りした構造としている。このような構造とすることで、以下の効果を得ることができる。この効果について、図８を参照して説明する。
【００８１】
図８（ａ）、（ｂ）は、本実施形態のように接続部材２０の角部を面取りした場合と第１実施形態のように面取りしていない場合、それぞれの場合の位置合わせ治具３３との関係を示した図である。
【００８２】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、接続部材２０と各半導体チップ１１ａ、１１ｂとの間隔が一定間隔空くように各接続点Ｃａ１〜Ｃ６で接続を行うに際し、位置合わせ治具３３を用いている。
【００８３】
位置合わせ治具３３には、半導体チップ１１ａ、１１ｂを配置する開口部３３ａ、３３ｂと接続部材２０が嵌め込まれる凹部３３ｃが形成されている。そして、このような位置合わせ治具３３を用いて、次のようにして各接続点Ｃａ１〜Ｃ６で接続点での接続を行っている。
【００８４】
まず、所定間隔空けて各ヒートシンク１６ａ、１６ｂを設置する。続いて、ヒートシンク１６ａ、１６ｂ上にリードフレーム３０を配置したのち、リードフレーム３０の開口箇所に位置合わせ治具３３を配置する。位置合わせ治具３３の形状や寸法は、リードフレーム３０の開口箇所と対応して設定されており、リードフレーム３０の開口箇所に位置合わせ治具３３を配置したときに、凹部３３ｃ内に接続部材２０が嵌まり込むと共に、開口部３３ａ、３３ｂや凹部３３ｃが所望位置に配置される。
【００８５】
さらに、位置合わせ治具３３の開口部３３ａ、３３ｂにはんだ等を介して半導体チップ１１ａ、１１ｂを設置する。そして、接続点Ｃａ１、Ｃａ２、Ｃａ５、Ｃａ６において、リードフレーム３０の各部とヒートシンク１６ａ、１６ｂとを接続する。例えば、はんだによって接続する場合には、リードフレーム３０をヒートシンク１６ａ、１６ｂ上に配置する前に、これらのいずれかにおける接続点Ｃａ１、Ｃａ２、Ｃａ５、Ｃａ６と対応する場所にはんだを配置しておくようにする。その後、はんだリフローを行うことにより、半導体チップ１１ａ、１１ｂをヒートシンク１６ａ、１６ｂとを接続すると共に、接続点Ｃａ１、Ｃａ２、Ｃａ５、Ｃａ６においてリードフレーム３０の各部とヒートシンク１６ａ、１６ｂとを接続することができる。この後、位置合わせ治具３３を取り外した後、各半導体チップ１１ａ、１１ｂの上に金属ブロック１９ａ、１９ｂを介してヒートシンク１７ａ、１７ｂを配置し、これらを接続すると共に、接続点Ｃａ３、Ｃａ４においてリードフレーム３０の各部とヒートシンク１７ａ、１７ｂとを接続する。これらの接続も、例えばはんだ等によって行うことができる。上記リフローについては、各構成部品の設置が完了した後で行っても良い。
【００８６】
このように、位置合わせ治具３３を用いた接続を行うに際し、第１実施形態のように接続部材２０の角部を面取りしていないと、図８（ｂ）に示すように、開口部３３ａ、３３ｂと凹部３３ｃとの間において位置合わせ治具３３が細くなる。これに対して、本実施形態のように接続部材２０の角部を面取りしていると、図８（ａ）に示すように、開口部３３ａ、３３ｂと凹部３３ｃとの間において位置合わせ治具３３が細くなることを抑制できる。これにより、位置合わせ治具３３の強度を確保することが可能となる。
【００８７】
（第５実施形態）
本発明の第５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実施形態に対して出力リード１３および接続部材２０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。
【００８８】
図９に、本実施形態にかかる半導体モジュール１０を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図を示す。なお、本実施形態にかかる半導体モジュール１０の断面構造については、第１実施形態で説明した図２と同様である。また、図９は断面図ではないが、便宜上部分的にハッチングを示してある。
【００８９】
図９に示すように、本実施形態では、接続部材２０を出力リード１３と一体化した構造としている。つまり、接続部材２０も出力リード１３も共に中間電位とされることから、これらを接続しても構わない。このため、本実施形態では、接続部材２０を半導体チップ１１ａ、１１ｂを挟んで制御端子１５ａ、１５ｂと反対側に配置すると共に、出力リード１３を正極リード１２と負極リード１４の間に配置し、出力リード１３が接続部材２０を介して上アーム側の上側のヒートシンク１７ａや下アーム側の下側のヒートシンク１６ｂと接続されるようにしている。
【００９０】
さらに、本実施形態では、吊リード３２として上アーム側の第１吊リード３２ａに加えて下アーム側の第２吊リード３２ｂを備え、かつ、リードフレーム３０の各ヒートシンク１６、１７との接続点Ｃｂ１〜Ｃｂ６を以下のようにしている。
【００９１】
具体的には、正極リード１２とヒートシンク１６ａとの接続点Ｃｂ１については、ヒートシンク１６ａの角部のうちヒートシンク１６ｂから遠い側かつ制御端子１５ａからも遠い側の角部（紙面左上の角部）としてある。出力リード１３とヒートシンク１６ｂとの接続点Ｃｂ２については、ヒートシンク１６ｂの角部のうちヒートシンク１６ａから近い側かつ制御端子１５ｂから遠い側の角部（紙面左上の角部）とされている。負極リード１４とヒートシンク１７ｂとの接続点Ｃｂ３については、ヒートシンク１６ｂの角部のうちヒートシンク１６ａから遠い側かつ制御端子１５ｂからも遠い側の角部（紙面右上の角部）としてある。
【００９２】
さらに、出力リード１３とヒートシンク１７ａとの接続点Ｃｂ４については、ヒートシンク１７ａの角部のうちヒートシンク１７ｂから近い側かつ制御端子１５ａから遠い側の角部（紙面右上の角部）としてある。第１吊リード３２ａとヒートシンク１６ａとの接続点Ｃｂ５については、ヒートシンク１６ａの角部のうちヒートシンク１６ｂから近い側かつ制御端子１５ａからも近い側の角部（紙面右下の角部）としてある。また、第２吊リード３２ｂとヒートシンク１６ｂとの接続点Ｃｂ６については、ヒートシンク１６ｂの角部のうちヒートシンク１６ａから遠い側かつ制御端子１５ａから近い側の角部（紙面右下の角部）としてある。
【００９３】
このような構成とすることにより、第１実施形態と同様に、ヒートシンク１６ａ、１６ｂの少なくとも一方の対角線上において、リードフレーム３０とヒートシンク１６ａ、１６ｂとが接続されるようにできる。このため、樹脂モールド時にモールド圧によって構成部品が傾くことを抑制することが可能となる。さらに、負極リード１４や接続部材２０がその対角線上とは異なるもう一つの角部（接続点Ｃｂ３、Ｃｂ４）においてヒートシンク１７ａ、１７ｂと接続されるようにしている。このため、よりモールド圧による構成部品の傾きを十分に抑制することが可能となる。したがって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
なお、本実施形態でも、接続部材２０の角部、具体的には半導体チップ１１の法線方向から見て接続部材２０のうちヒートシンク１７ａやヒートシンク１６ｂとオーバラップする両角部を面取りした構造としている。このため、第５実施形態と同様の効果を得ることもできる。
【００９５】
（第６実施形態）
本発明の第６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５実施形態に対して出力リード１３および接続部材２０の構成を変更したものであり、その他に関しては第５実施形態と同様であるため、第５実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００９６】
図１０に、本実施形態にかかる半導体モジュール１０を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図を示す。なお、本実施形態にかかる半導体モジュール１０の断面構造については、第１実施形態で説明した図２と同様である。また、図１０は断面図ではないが、便宜上部分的にハッチングを示してある。
【００９７】
図１０に示すように、本実施形態でも、第５実施形態と同様に、接続部材２０を出力リード１３と一体化した構造としているが、出力リード１３が制御端子１５ａ、１５ｂ側から引き出されるようにしている。さらに、本実施形態では、吊リード３２として上アーム側の第１吊リード３２ａに加えて下アーム側に第２、第３吊リード３２ｂ、３２ｃを備え、かつ、リードフレーム３０の各ヒートシンク１６、１７との接続点Ｃｃ１〜Ｃｃ７を以下のようにしている。
【００９８】
具体的には、正極リード１２とヒートシンク１６ａとの接続点Ｃｃ１については、ヒートシンク１６ａの角部のうちヒートシンク１６ｂから近い側かつ制御端子１５ａから遠い側の角部（紙面右上の角部）としてある。出力リード１３とヒートシンク１６ｂとの接続点Ｃｃ２については、ヒートシンク１６ｂの角部のうちヒートシンク１６ａから近い側かつ制御端子１５ｂからも近い側の角部（紙面左下の角部）とされている。負極リード１４とヒートシンク１７ｂとの接続点Ｃｃ３については、ヒートシンク１６ｂの角部のうちヒートシンク１６ａから遠い側かつ制御端子１５ｂからも遠い側の角部（紙面右上の角部）としてある。
【００９９】
さらに、出力リード１３とヒートシンク１７ａとの接続点Ｃｃ４については、ヒートシンク１７ａの角部のうちヒートシンク１７ｂから近い側かつ制御端子１５ａからも近い側の角部（紙面右下の角部）としてある。第１吊リード３２ａとヒートシンク１６ａとの接続点Ｃｃ５については、ヒートシンク１６ａの角部のうちヒートシンク１６ｂから遠い側かつ制御端子１５ａから近い側の角部（紙面左下の角部）としてある。また、第２吊リード３２ｂとヒートシンク１６ｂとの接続点Ｃｃ６については、ヒートシンク１６ｂの角部のうちヒートシンク１６ａから遠い側かつ制御端子１５ａから近い側の角部（紙面右下の角部）としてある。また、第３吊リード３２ｃとヒートシンク１６ｂとの接続点Ｃｃ７については、ヒートシンク１６ｂの角部のうちヒートシンク１６ａから近い側かつ制御端子１５ａから遠い側の角部（紙面左上の角部）としてある。
【０１００】
このような構成とすることで、出力リード１３を制御端子１５側から引き出すことができる。また、第１実施形態と同様に、ヒートシンク１６ａ、１６ｂの少なくとも一方の対角線上において、リードフレーム３０とヒートシンク１６ａ、１６ｂとが接続されるようにできる。このため、樹脂モールド時にモールド圧によって構成部品が傾くことを抑制することが可能となる。さらに、負極リード１４や接続部材２０がその対角線上とは異なるもう一つの角部（接続点Ｃｃ３、Ｃｃ４）においてヒートシンク１７ａ、１７ｂと接続されるようにしている。このため、よりモールド圧による構成部品の傾きを十分に抑制することが可能となる。したがって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
（第７実施形態）
本発明の第７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６実施形態に対して負極リード１４および第３吊リード３２ｃの構成を変更したものであり、その他に関しては第６実施形態と同様であるため、第６実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【０１０２】
図１１に、本実施形態にかかる半導体モジュール１０を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図を示す。なお、本実施形態にかかる半導体モジュール１０の断面構造については、第１実施形態で説明した図２と同様である。また、図１１は断面図ではないが、便宜上部分的にハッチングを示してある。
【０１０３】
図１１に示すように、本実施形態では、第６実施形態に対して、負極リード１４と第３吊リード３２ｃの位置を入れ替えている。すなわち、負極リード１４が正極リード１２に近接配置されるようにし、負極リード１４とヒートシンク１７ｂとの接続点Ｃｃ３が、ヒートシンク１６ｂの角部のうちヒートシンク１６ａから近い側かつ制御端子１５ｂから遠い側の角部（紙面左上の角部）となるようにしている。また、第３吊リード３２ｃとヒートシンク１６ｂとの接続点Ｃｃ３については、ヒートシンク１６ｂの角部のうちヒートシンク１６ａから遠い側かつ制御端子１５ｂからも遠い側の角部（紙面右上の角部）としてある。
【０１０４】
このように、負極リード１４を正極リード１２側に近づけて配置することもできる。そして、このような構成とすれば、インダクタンスを低減することができる。このため、インバータ１の要求に応じて、インダクタンスの低減を図りたい場合には、本実施形態のような構造をとすることが好ましい。
【０１０５】
（第８実施形態）
本発明の第８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、二相分の上下アームを一体構造とした４ｉｎ１構造のものであり、その他に関しては第１〜第７実施形態と同様であるため、第１〜第７実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【０１０６】
図１２（ａ）、（ｂ）は、半導体モジュール１０を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図であり、（ａ）は樹脂モールド部１８を除く半導体モジュール１０の構成部品のうち上側のヒートシンク１７ａ、１７ｂおよび負極リード１４を除いた部分のレイアウト図、（ｂ）は上側のヒートシンク１７ａ、１７ｂおよび負極リード１４のレイアウト図である。なお、図１２（ａ）、（ｂ）は断面図ではないが、便宜上部分的にハッチングを示してある。図１３は、本実施形態にかかる半導体モジュール１０の等価回路図である。
【０１０７】
図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態では、Ｕ相とＶ相の二相分の上下アームを備えた構成とされている。このため、図１３に示すように、本実施形態の半導体モジュール１０の等価回路はＨブリッジ状に配置されたものとなる。
【０１０８】
具体的には、Ｕ相およびＶ相それぞれの出力リード１３同士を連結部１３ａにて接続してある。Ｕ相およびＶ相それぞれの負極リード１４はリードフレーム３０とは別体とされ、各相の下アーム側のヒートシンク１７ｂに対して接続された構造となっている。そして、Ｕ相では第１〜第３吊リード３２ａ〜３２ｃを備えると共に、Ｖ相では第４、第５吊リード３２ｄ、３２ｅを備え、かつ、リードフレーム３０の各ヒートシンク１６、１７との接続点Ｃｄ１〜Ｃｄ１５を以下のようにしている。
【０１０９】
まず、Ｕ相について説明する。正極リード１２とヒートシンク１６ａとの接続点Ｃｄ１については、ヒートシンク１６ａの角部のうちヒートシンク１６ｂから近い側かつ制御端子１５ａから遠い側の角部（紙面右上の角部）としてある。出力リード１３とヒートシンク１７ａとの接続点Ｃｄ２については、ヒートシンク１７ａの角部のうちヒートシンク１７ｂから遠い側かつ制御端子１５ａからも遠い側の角部（紙面左上の角部）としてある。負極リード１４とヒートシンク１７ｂとの接続点Ｃｄ３については、ヒートシンク１７ｂの角部のうちヒートシンク１７ａから近い側かつ制御端子１５ｂから遠い側の角部（紙面左上の角部）としてある。
【０１１０】
接続部材２０とヒートシンク１７ａとの接続点Ｃｄ４については、ヒートシンク１７ａの角部のうちヒートシンク１７ｂから近い側かつ制御端子１５ｂからも近い側の角部（紙面右下の角部）としてある。また、接続部材２０とヒートシンク１６ｂとの接続点Ｃｄ５については、ヒートシンク１６ｂの角部のうちヒートシンク１６ａから近い側かつ制御端子１５ｂからも近い側の角部（紙面左下の角部）としてある。
【０１１１】
さらに、第１吊リード３２ａとヒートシンク１６ａとの接続点Ｃｄ６については、ヒートシンク１６ａの角部のうちヒートシンク１６ｂから遠い側かつ制御端子１５ａから近い側の角部（紙面左下の角部）としてある。第２吊リード３２ｂとヒートシンク１７ｂとの接続点Ｃｄ７については、ヒートシンク１７ｂの角部のうちヒートシンク１７ａから遠い側かつ制御端子１５ａから近い側の角部（紙面右下の角部）としてある。また、第３吊リード３２ｃとヒートシンク１６ｂとの接続点Ｃｄ８については、ヒートシンク１６ｂの角部のうちヒートシンク１６ａから遠い側かつ制御端子１５ａからも遠い側の角部（紙面右上の角部）としてある。
【０１１２】
次に、Ｖ相について説明する。正極リード１２とヒートシンク１６ａとの接続点Ｃｄ９については、ヒートシンク１６ａの角部のうちヒートシンク１６ｂから近い側かつ制御端子１５ａから遠い側の角部（紙面右上の角部）としてある。出力リード１３とヒートシンク１６ｂとの接続点Ｃｄ１０については、ヒートシンク１６ｂの角部のうちヒートシンク１６ａから遠い側かつ制御端子１５ｂからも遠い側の角部（紙面右上の角部）としてある。負極リード１４とヒートシンク１７ｂとの接続点Ｃｄ１１については、ヒートシンク１７ｂの角部のうちヒートシンク１７ａから近い側かつ制御端子１５ｂから遠い側の角部（紙面左上の角部）としてある。
【０１１３】
接続部材２０とヒートシンク１７ａとの接続点Ｃｄ１２、および、接続部材２０とヒートシンク１６ｂとの接続点Ｃｄ１３については、Ｕ相と同様である。また、第４吊リード３２ｄとヒートシンク１６ａとの接続点Ｃｄ１４、および、第５吊リード３２ｅとヒートシンク１７ｂとの接続点Ｃｄ１５については、Ｕ相における第１吊リード３２ａとヒートシンク１６ａとの接続点Ｃｄ６、および、第２吊リード３２ｂとヒートシンク１７ｂとの接続点Ｃｄ７と同様である。
【０１１４】
このような構造により、４ｉｎ１構造の半導体モジュール１０を構成している。このようにしても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。図１２では、第１〜第５実施形態のように、各リード１２〜１４が制御端子１５と反対側から引き出される形態とする場合について説明したが、第６、第７実施形態のように、出力リード１３が制御端子１５と同じ側から引き出される形態とすることもできる。
【０１１５】
（第９実施形態）
本発明の第９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、三相分の上下アームを一体構造とした６ｉｎ１構造のものであり、その他に関しては第１〜第８実施形態と同様であるため、第１〜第８実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【０１１６】
図１４（ａ）、（ｂ）は、半導体モジュール１０を樹脂モールドする前の状態の概略レイアウト図であり、（ａ）は樹脂モールド部１８を除く半導体モジュール１０の構成部品のうち上側のヒートシンク１７ａ、１７ｂおよび負極リード１４を除いた部分のレイアウト図、（ｂ）は上側のヒートシンク１７ａ、１７ｂおよび負極リード１４のレイアウト図である。
【０１１７】
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相分の上下アームを備えた構成とされている。このため、本実施形態の半導体モジュール１０の等価回路は図１に示すインバータ出力回路６の三相分すべてが備えられた構造となる。
【０１１８】
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の半導体モジュール１０は、Ｕ相およびＶ相については、第８実施形態で説明した二相分の上下アームを備えた４ｉｎ１構造と同様とされているが、この構造に対してＷ相にかかわる構造を追加した構成とされている。すなわち、Ｗ相の出力リード１３については、Ｕ相およびＶ相それぞれの出力リード１３同士を接続する連結部１３ａに接続してある。また、Ｗ相の負極リード１４も、Ｕ相およびＶ相それぞれの負極リード１４と一体構造としてあり、リードフレーム３０とは別体としてある。そして、Ｗ相に第６、第７吊リード３２ｆ、３２ｇを備えている。Ｗ相におけるリードフレーム３０の各ヒートシンク１６、１７との接続点Ｃｄ１６〜Ｃｄ２２は、Ｕ相のにおけるリードフレーム３０の各ヒートシンク１６、１７との接続点Ｃｄ９〜Ｃｄ１５と同様とされている。
【０１１９】
このような構造により、６ｉｎ１構造の半導体モジュール１０を構成している。このようにしても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。図１４では、第１〜第５実施形態のように、各リード１２〜１４が制御端子１５と反対側から引き出される形態とする場合について説明したが、第６、第７実施形態のように、出力リード１３が制御端子１５と同じ側から引き出される形態とすることもできる。
【０１２０】
（他の実施形態）
上記実施形態では、ヒートシンク１６、１７とリードフレーム３０との接続をはんだ等として説明したが、はんだの他、かしめ、溶接、超音波による接続など、どのような接続形態であっても構わない。
【０１２１】
また、上記実施形態では、三相モータ３を駆動するインバータ１について説明したが、半導体モジュール１０の適用対象としてインバータ１に限るものではなく、少なくとも半導体モジュール１０が備えられるものであれば、どのようなものに対しても第１〜第３実施形態に示した構成を適用することができる。例えば、コンバータなどに対して第１〜第３実施形態に示した構成を適用することができる。
【０１２２】
また、上記３〜第６実施形態では、半導体チップ１１にＩＧＢＴ４１ａ、４２ａ、５１ａ〜５６ａやＦＷＤ４１ｂ、４２ｂ、５１ｂ〜５６ｂが一体形成されているものについて説明したが、第２実施形態のように、これらがそれぞれ別チップとされている構造としても良い。さらに、半導体パワー素子としてＩＧＢＴを例に挙げて説明したが、他の素子、例えばパワーＭＯＳＦＥＴなどが用いられる場合についても、本発明を適用することも可能である。
【０１２３】
また、上記各実施形態では、各半導体チップ１１ａ、１１ｂにＩＧＢＴ４１ａ、４２ａ、５１ａ〜５６ａやＦＷＤ４１ｂ、４２ｂ、５１ｂ〜５６ｂが一体形成されているものについて説明したが、これらがそれぞれ別チップとされている構造としても良い。
【０１２４】
また、上記各実施形態では、各上側のヒートシンク１７ａ、１７ｂと金属ブロック１９ａ、１９ｂとを別体として構成したが、これらが一体形成されているような構造であっても良い。
【０１２５】
また、上記第２実施形態では、接続部材２０の寸法の拡大を第１実施形態のレイアウトとされる半導体モジュール１０に適用した場合について説明した。しかしながら、これも単なる一例を示したに過ぎず、第３〜第９実施形態のレイアウトとされる半導体モジュール１０に適用することもできる。なお、第５実施形態などのように、接続部材２０の面取りを行うような場合には、電流が流れる経路に対する垂直方向の寸法のうち最も短い部分が各リード１２〜１４よりも大きくなるようにすれば、第２実施形態に示した効果を得ることができる。
【０１２６】
さらに、上記第３実施形態では、接続部材２０の接続を、ヒートシンク１７ａの裏面ではなくヒートシンク１７ａの側面とする場合の一例として、本構造を第１実施形態のレイアウトとされる半導体モジュール１０に適用した場合について説明した。しかしながら、これも単なる一例を示したに過ぎず、第２、第４〜第９実施形態のレイアウトとされる半導体モジュール１０に適用することもできる。
【０１２７】
また、上記各実施形態では、第１〜第４ヒートシンク１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂを四角形板状部材にて構成する場合について説明したが、必ずしも四角形状である必要は無い。そのような場合であっても、各リード１２〜１４や吊リード３２の配置が上記各実施形態で示した配置であれば、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１２８】
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                    正極リード
１３                    出力リード
１４                    負極リード
１５                    制御端子
１６、１７              ヒートシンク
１８                    樹脂モールド部
２０                    接続部材
３０                    リードフレーム
３２（３２ａ〜３２ｇ）  吊リード
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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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