(57)【要約】【課題】信頼性の高い半導体モジュールを高い歩留まりで容易に製造する。【解決手段】金属ベース１１の中央部付近には２つのダイオードチップ１２、１３が搭載されている。ダイオードチップ１２の上面にはリード１４が、ダイオードチップ１３の上面にはリード１５がそれぞれ接続されており、リード１４、１５の上部はモールド層２０の上面から突出している。リード１４は絶縁部１６を介して図１中におけるダイオードチップ１２の右側で、リード１５は絶縁部１７を介して図１中におけるダイオードチップ１３の右側でそれぞれ金属ベース１１上に固定されている。この金属ベース１１には、これに搭載されるダイオードチップ１２、１３に対応して２つの凸部１１１、１１２が形成されている。凸部１１１、１１２の上面には、それぞれ凹部１１３、１１４が形成されている。【選択図】図１
2012059876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２つの主面を具備し一方の主面の一部に第１の電極が設けられ、他方の主面に第２の電極が設けられた構成をもつ半導体チップが、金属ベース上に複数配置された構成が、モールド層中に封止された半導体モジュールであって、
前記金属ベースには、前記半導体チップの一方の主面よりも小さくかつ前記第１の電極よりも大きな凸部が形成され、当該凸部の上面には、前記第１の電極よりも広い凹部が形成され、
前記半導体チップが、前記凸部の上面と前記一方の主面とが当接する形態で、前記凹部中において前記金属ベースと前記第１の電極とが接合材によって接合されて固定されたことを特徴とする半導体モジュール。
【請求項２】
一方の端部が前記半導体チップにおける前記第２の電極と接続され、他方の端部が前記モールド層から突出し、前記一方の端部と前記他方の端部の中間において絶縁部を介して前記金属ベース上に固定されたリードが用いられた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】
前記モールド層の上面は前記金属ベースの表面と略平行に形成され、前記リードの他方の端部は、前記モールド層の上面から上方に突出していることを特徴とする請求項２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記リードは、
前記半導体チップにおける他方の主面と略平行に形成され、前記半導体チップと接合されるチップ接続部と、
当該チップ接続部と略垂直に形成され、前記モールド層の上面から突出するように形成された外部接続部と、
前記絶縁部を介して前記金属ベース上に固定されるベース固定部と、
前記チップ接続部と前記ベース固定部とを接続し、弾性変形する緩衝部と、
を具備することを特徴とする請求項３に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記リードは、
前記チップ接続部と前記緩衝部とが一体化されたリード下部と、
前記外部接続部と前記ベース固定部とが一体化されたリード上部と、
が接合されて形成されたことを特徴とする請求項４に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記外部接続部には開口部が設けられ、
前記モールド層の上面において、前記外部接続部が前記モールド層の上面に沿って折り曲げられた際に前記開口部と対応する箇所に、ナットが設置されたことを特徴とする請求項４又は５に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記半導体チップはダイオードチップであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
請求項４に記載の半導体モジュールを製造する、半導体モジュールの製造方法であって、
第１の型枠の上に前記金属ベースを固定する金属ベース固定工程と、
前記半導体チップ、前記絶縁部に対応した貫通孔が設けられた第２の型枠を前記金属ベース上に設置し、前記半導体チップ、前記絶縁部を前記第２の型枠における貫通孔中に設置して前記金属ベース上に接合するチップ固定工程と、
前記第２の型枠を除去した後に、前記金属ベース上に、前記リードに対応した貫通孔が設けられた第３の型枠を設置し、前記リードを前記第３の型枠における貫通孔中で前記半導体チップ及び前記絶縁部に接合するリード接合工程と、
を具備す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９】
請求項５に記載の半導体モジュールを製造する、半導体モジュールの製造方法であって、
第１の型枠の上に前記金属ベースを固定する金属ベース固定工程と、
前記半導体チップ、前記絶縁部に対応した貫通孔が設けられた第２の型枠を前記金属ベース上に設置し、前記半導体チップ、前記絶縁部を前記第２の型枠における貫通孔中に設置して前記金属ベース上に接合するチップ固定工程と、
前記第２の型枠を除去した後に、前記金属ベース上に、前記リードに対応した貫通孔が設けられた第３の型枠を設置し、前記リード上部及び前記リード下部を前記第３の型枠中の貫通孔中に設置し、前記リード上部と前記リード下部、前記リード上部と前記絶縁部、及び前記リード下部と前記半導体チップ、をそれぞれ接続するリード接合工程と、
を具備することを特徴とする、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、複数の半導体チップを搭載する半導体モジュールの構造に関する。また、この半導体モジュールを製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大電流の動作を行うパワー半導体素子として、整流用のダイオードがある。こうしたダイオードは、高い放熱性をもつ基板上に搭載された上でモールドされ、電極端子がその外部に取り出された形態とされる。例えばこれらのダイオードはＤＣ−ＤＣコンバータに用いられるが、その際には、複数のダイオードが並列に接続されて用いられる場合が多いため、複数のダイオードチップ（シリコンチップ）が一方の端子を共通にした形態で内蔵された構造をもつ半導体モジュールとされる場合が多い。ダイオードチップは例えば数ｍｍ角程度の大きさであり、その両面にそれぞれアノード電極とカソード電極が設けられている。こうした場合の半導体モジュールの構成は、例えば特許文献１、特許文献２に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の技術においては、２つのダイオードにおけるアノード電極を共通の基板側に接続する構造を採用している。これによって、特別な絶縁構造を採用しない安価な半導体モジュールを実現している。
【０００４】
特許文献２に記載の技術においては、複数のダイオードを同一の基板上に搭載し、屈曲した形状のリードを上側に引き出した構造を採用している。この際、複数のダイオードにおける同一極性のリードは並べて配列されている。これにより、製造が容易でかつ接続が容易な半導体モジュールを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９７８６４号公報
【特許文献２】特開平６−１３５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術においては、平板状の基板に直接ダイオードチップ（シリコンチップ）が貼り付けられる。この際、導電性のはんだ等を用いてシリコンチップが接合され、接続される側の面（裏面）に形成された電極（アノード電極）と基板とが接続される。しかしながら、アノード電極が小さな場合には、この接合が困難である。あるいは、アノード電極がシリコンチップの裏面全体に形成された場合には、はんだによって表面のカソード電極とショートする可能性がある。従って、この構成の半導体モジュールを高い歩留まりで製造することは容易ではない。
【０００７】
これに対して特許文献２に記載の半導体モジュールの製造は容易であるものの、上側に取り出されるリードの機械的強度が問題である。このリードには外部で電気的接続がとられるが、その際にリードに力が加わるために破損し、信頼性を損ねることがある。すなわち、この半導体モジュールの信頼性は低くなった。
【０００８】
従って、信頼性の高い半導体モジュールを高い歩留まりで容易に製造することは困難であった。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明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】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の半導体モジュールは、対向する２つの主面を具備し一方の主面の一部に第１の電極が設けられ、他方の主面に第２の電極が設けられた構成をもつ半導体チップが、金属ベース上に複数配置された構成が、モールド層中に封止された半導体モジュールであって、前記金属ベースには、前記半導体チップの一方の主面よりも小さくかつ前記第１の電極よりも大きな凸部が形成され、当該凸部の上面には、前記第１の電極よりも広い凹部が形成され、前記半導体チップが、前記凸部の上面と前記一方の主面とが当接する形態で、前記凹部中において前記金属ベースと前記第１の電極とが接合材によって接合されて固定されたことを特徴とする。
本発明の半導体モジュールにおいて、一方の端部が前記半導体チップにおける前記第２の電極と接続され、他方の端部が前記モールド層から突出し、前記一方の端部と前記他方の端部の中間において絶縁部を介して前記金属ベース上に固定されたリードが用いられたことを特徴とする。
本発明の半導体モジュールにおいて、前記モールド層の上面は前記金属ベースの表面と略平行に形成され、前記リードの他方の端部は、前記モールド層の上面から上方に突出していることを特徴とする。
本発明の半導体モジュールにおいて、前記リードは、前記半導体チップにおける他方の主面と略平行に形成され、前記半導体チップと接合されるチップ接続部と、当該チップ接続部と略垂直に形成され、前記モールド層の上面から突出するように形成された外部接続部と、前記絶縁部を介して前記金属ベース上に固定されるベース固定部と、前記チップ接続部と前記ベース固定部とを接続し、弾性変形する緩衝部と、を具備することを特徴とする。
本発明の半導体モジュールにおいて、前記リードは、前記チップ接続部と前記緩衝部とが一体化されたリード下部と、前記外部接続部と前記ベース固定部とが一体化されたリード上部と、が接合されて形成されたことを特徴とする。
本発明の半導体モジュールにおいて、前記外部接続部には開口部が設けられ、前記モールド層の上面において、前記外部接続部が前記モールド層の上面に沿って折り曲げられた際に前記開口部と対応する箇所に、ナットが設置されたことを特徴とする。
本発明の半導体モジュールにおいて、前記半導体チップはダイオードチップであることを特徴とする。
本発明の半導体モジュールの製造方法は、前記半導体モジュールを製造する、半導体モジュールの製造方法であって、第１の型枠の上に前記金属ベースを固定する金属ベース固定工程と、前記半導体チップ、前記絶縁部に対応した貫通孔が設けられた第２の型枠を前記金属ベース上に設置し、前記半導体チップ、前記絶縁部を前記第２の型枠における貫通孔中に設置して前記金属ベース上に接合するチップ固定工程と、前記第２の型枠を除去した後に、前記金属ベース上に、前記リードに対応した貫通孔が設けられた第３の型枠を設置し、前記リードを前記第３の型枠における貫通孔中で前記半導体チップ及び前記絶縁部に接合するリード接合工程と、を具備することを特徴とする。
本発明の半導体モジュールの製造方法は、前記半導体モジュールを製造する、半導体モジュールの製造方法であって、第１の型枠の上に前記金属ベースを固定する金属ベース固定工程と、前記半導体チップ、前記絶縁部に対応した貫通孔が設けられた第２の型枠を前記金属ベース上に設置し、前記半導体チップ、前記絶縁部を前記第２の型枠における貫通孔中に設置して前記金属ベース上に接合するチップ固定工程と、前記第２の型枠を除去した後に、前記金属ベース上に、前記リードに対応した貫通孔が設けられた第３の型枠を設置し、前記リード上部及び前記リード下部を前記第３の型枠中の貫通孔中に設置し、前記リード上部と前記リード下部、前記リード上部と前記絶縁部、及び前記リード下部と前記半導体チップ、をそれぞれ接続するリード接合工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は以上のように構成されているので、信頼性の高い半導体モジュールを高い歩留まりで容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体モジュールの構成を示す透視斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る半導体モジュールにおいて用いられる金属ベースの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る半導体モジュールにおいて用いられる半導体チップ（ダイオードチップ）の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る半導体モジュールにおいて、半導体チップが金属ベースに接合される際の形態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る半導体モジュールにおいて用いられるリード及び絶縁部の形態を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る半導体モジュールにおいて用いられるリードの他の形態の一例の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法の一例を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る半導体モジュールの一例の上面図（ａ）、側面図（ｂ）である。
【図９】本発明の実施の形態に係る半導体モジュールの一例において外部から電極端子を接続する際の形態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る半導体モジュールの他の一例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態となる半導体モジュールについて説明する。この半導体モジュールにおいては、２つのダイオードチップ（シリコンチップ：半導体チップ）が同一の導電性基板上に搭載された構造がモールド層中に封入されている。各ダイオードチップのアノード電極は、この基板に接続されており、各カソード電極に接続されたリードが、このモールド層から突出した構成とされる。
【００１４】
図１は、この半導体モジュール１０においてモールド層を透視した透視斜視図である。ここで、モールド層２０は、矩形体形状であり、その形状は破線で示してある。この矩形体の底面には金属ベース１１が設けられており、モールド層２０の上面は、金属ベース１１の表面と略平行とされる。金属ベース１１の中央部付近には２つのダイオードチップ１２、１３が搭載されている。ダイオードチップ１２の上面にはリード１４が、ダイオードチップ１３の上面にはリード１５がそれぞれ接続されており、リード１４、１５の上部はモールド層２０の上面から突出している。リード１４は絶縁部１６を介して図１中におけるダイオードチップ１２の右側で、リード１５は絶縁部１７を介して図１中におけるダイオードチップ１３の右側でそれぞれ金属ベース１１上に固定されている。絶縁部１６、１７は、絶縁性でかつ高い機械的強度をもつ材料として、例えばセラミック材で構成される。
【００１５】
ダイオードチップ１２、１３のアノード電極は金属ベース１１に接続され、ダイオードチップ１２のカソード電極はリード１４に、ダイオードチップ１３のカソード電極はリード１５にそれぞれ接続されている。ダイオードチップ１２、１３は、それぞれが薄い矩形体形状をなしている。
【００１６】
この半導体モジュール１０は、図１における金属ベース１１中の左側に設けられた切り込み部と、右側に設けられた開口部にビスを貫通させることによって、金属板等に固定することが可能である。
【００１７】
図２は、金属ベース１１の構成を示す斜視図である。この金属ベース１１には、これに搭載されるダイオードチップ１２、１３に対応して２つの凸部１１１、１１２が形成されている。この凸部１１１、１１２の上面は矩形形状であり、それぞれダイオードチップ１２、１３の主面をなす矩形よりも小さい。また、凸部１１１、１１２の上面には、それぞれ凹部１１３、１１４が形成されている。この凹部１１３、１１４の形状も矩形であり、ダイオードチップ１２、１３のアノード電極よりも広い。金属ベース１１は、導電性及び熱伝導率の高い銅、あるいは銅合金等で構成される。
【００１８】
図３は、搭載されるダイオードチップ１２の断面構造を示す図である。なお、ダイオード１３の断面構造もこれと同様である。このダイオードチップ１２は、シリコンウェハ中に形成された後に、これがダイシングされて得られる。ダイオードチップ１２においては、ｎ型基板１２１の表面に絶縁層１２２が形成され、絶縁層１２２中に設けられた開口部にｐ型層１２３が形成されている。この開口部（ｐ型層１２３）を覆ってアノード電極（第１の電極）１２４が形成されている。また、裏面全体には、カソード電極（第２の電極）１２５が形成されている。開口部及びアノード電極１２４の平面形状は矩形であり、カソード電極１２５が図３中の下側の面の全面にわたり形成されているのに対して、アノード電極１２４は、図３中の上側の面の一部にしか形成されていない。アノード電極１２４、カソード電極１２５は、それぞれｐ型層１２３、ｎ型基板１２１とオーミック接触をとれる材料で構成されるが、その表面（ｐ型層１２３、ｎ型基板１２１と直接接さない側の面）は、はんだ付けが可能なように、例えばＮｉめっき処理が施されている。この構造は、通常知られるプレーナ型の構造である。このダイオードチップ１２は、一方の主面（図３の上側の面）の一部にアノード電極（第１の電極）１２４を具備し、他方の主面（図３の下側の面）全体にカソード電極（第２の電極）１２５が形成されている。
【００１９】
図４は、金属ベース１１上にこのダイオードチップ１２が搭載された際の形状を、図２におけるＡ−Ａ方向の断面として示した図である。この図においては、図３に示されたダイオードチップ１２は上下が逆転した形態とされている。凹部１１３は、アノード電極１２４よりも広く、アノード電極１２４と凹部１１３の底面とは、導電性の接合材（はんだ）で構成された接合層１８で接続される。ここで、凸部１１１はダイオードチップ１２の上面（下面）よりも小さく、かつ接合層１８とダイオードチップ１２との接続はアノード電極１２４でのみ行われる。このため、この際に接合層１８として用いられるはんだが例えば上側にあるカソード電極１２５側に回り込む可能性は低い。すなわち、この構造を高い歩留まりで容易に製造することができる。なお、金属ベース１１からダイオードチップ１２への応力の伝達を抑制するためには、図４に示されるように、ダイオードチップ１２の凸部１１１側の面と凸部１１１とが直接接さない構成とすることが好ましい。
【００２０】
ダイオードチップ１３と金属ベース１１（凸部１１２）との接合構造についても、上記と同様である。このため、この構造により、ダイオードチップ１２、１３のアノード電極と金属ベース１１とは電気的に接続され、金属ベース１１を共通のアノードとして使用することができる。
【００２１】
図５は、リード１４及び絶縁部１６の形態の斜視図を示す。前記の通り、このリード１４の一端はダイオードチップ１２のカソード電極１２５と接続され、他端はモールド層２０の外部に突出した形態とされる。カソード電極１２５と接続される部分は、平坦形状とされたチップ接続部１４１であり、この箇所は導電性の接合材（はんだ）によってカソード電極１２５（図１におけるダイオードチップ１２の上面）に接続される。ベース固定部１４２は、図１の状態で金属ベース１１の表面と略平行に形成された部分であり、緩衝部１４３を介してチップ接続部１４１と接続されている。緩衝部１４３には複数の屈曲部が設けられており、容易に弾性変形する形態とされる。これにより、例えばチップ接続部１４１がカソード電極１２５と接続される際の接合材（はんだ）の溶融に伴う変形が発生した際に発生する応力を吸収することができる。なお、チップ接続部１４１とカソード電極１２５とは、同じ形状、サイズであることが好ましい。
【００２２】
ベース固定部１４２における緩衝部１４３と異なる側には、垂直方向上側に延びた引出部１４４が接続されており、引出部１４４の先端には、金属ベース１１の表面と略平行な平面状に外部接続部１４５が設けられている。なお、外部接続部１４５には、配線をビス止めできるような開口部が設けられている。また、ベース固定部１４２の下側に、絶縁部１６が接合される。これにより、カソード電極１２５側（リード１４）と、アノード電極１２４側（金属ベース１１）との電気的絶縁性が保たれる。なお、絶縁部１６は、リード１４と金属ベース１１との間の絶縁性を保つために用いられるが、絶縁部１６とリード１４（ベース固定部１４２）、絶縁部１６と金属ベース１１との間には、これらの間の接合が強固となるように、金属層やはんだ層が形成されていてもよい。
【００２３】
上記の構造において、リード１４は、導電性の銅合金で一体化されて形成されており、この構造は、例えば銅合金をプレス加工することによって得ることができる。絶縁部１６は、ベース固定部１４２の下側に接合される。なお、リード１５及び絶縁部１７は、図５に示されたリード１４及び絶縁部１６の構成と左右対称となった形状で構成されている。
【００２４】
この構造のリード１４、１５と絶縁部１６、１７が、図１の構成でダイオードチップ１２、１３と接続される。この構成においては、凸部１１３、１１４の上側に接続されたダイオードチップ１２、１３の上面にチップ接続部が接合層１８（はんだ）で接続され、かつ金属ベース１１の表面上に絶縁部１６、１７を介して固定されることにより、リード１４、１５は固定される。すなわち、リード１４は、チップ接続部１４１とベース固定部１４２の２箇所で固定される。リード１４（カソード電極１２５）と金属ベース１１（アノード電極１２４）の絶縁性は、絶縁部１６によって確保される。リード１５についても同様である。このため、モールド層２０の外側に突出した外部接続部１４５に力が加わった場合においても、リード１４が金属ベース１１に固定される際の機械的強度を保つことができる。リード１５についても同様である。上記の構造のリード１４、１５は、凸部１１３、１１４上にダイオードチップ１２、１３が固定される構成において、リード１４、１５を金属ベース１１上で特に強固に固定することができるために、特に好ましい。
【００２５】
すなわち、図１に示された半導体モジュール１０は信頼性が高く、かつこれを高い歩留まりで容易に製造することができる。
【００２６】
なお、リードの形態として、図５に示された以外のものを使用することも可能である。図６は、その一例となるリード２４の外観を示す。このリード２４においては、カソード電極１２５と接続される部分は、平坦形状とされたチップ接続部２４１と緩衝部２４３とが一体化されたリード下部２４６となっている。また、外部接続部２４５、引出部２４４、及びベース固定部２４２が一体化されたリード上部２４７となっており、リード下部２４６とリード上部２４７とが例えば図４における接合層１８と同様のはんだで接合されてリード２４となっている。ベース固定部２４２の下側には絶縁部が接合される。この構成においては、外部接続部２４５とベース固定部２４２とが一体化され、かつベース固定部２４２が金属ベース１１上に絶縁部を介して固定される。このため、外部接続部２４５に力が加わった場合においても、特に高い機械的強度が得られる。一方、折れ曲がった形態をもつ緩衝部２４３は、チップ接続部２４１がカソード電極１２５と固定される際の応力を吸収する。この形態のリード２４においては、リード下部２４６とリード上部２４７とを異なる材料で構成することも可能である。この際、緩衝部２４３が含まれるリード下部２４６を、弾性変形が容易な材料で構成することができる。一方、後述するように、外部接続部２４５は折り曲げて使用される場合があり、かつ高い機械的強度が要求されるため、弾性変形しにくい材料でリード上部２４７を構成することが可能である。また、上記の他にも、リードの形態は、ベース固定部、チップ接続部、外部接続部、緩衝部が設けられる限りにおいて、任意である。例えば、チップ接続部２４１と緩衝部２４３とを一体化してリード下部２４６とせずに、チップ接続部を半導体チップ１２と同じ形状、サイズとし、緩衝部を更にこれと別体とした３ピース構造とすることもできる。リードをこのように複数の部品で構成される構造とすることにより、個々の部品の形状を単純化することができ、低コスト化が可能となる。
【００２７】
図７は、この半導体モジュールの製造工程を示す斜視図である。ここで、リードとして、図６の構成のリードが用いられている。この製造方法においては、３種類の型枠が用いられる。それぞれの型枠は、はんだ付けされる温度に耐えられ、かつはんだが接合されない材料として、例えばカーボンで構成される。
【００２８】
図７（ａ）は、第１の型枠３１の斜視図である。この型枠３１の上面は２段構造となっており、下側面３１１と上側面３１２が形成されている。下側面３１１には、金属ベース１１に対応した金属ベース嵌合部３１３が形成され、上側面３１２には、リードのチップ接続部に対応する２箇所に、リード嵌合部３１４、３１５がそれぞれ掘り下げられて形成されている。リード嵌合部３１４、３１５の中央には、チップ接続部における配線用の開口部に対応する円形の突起部が形成されている。
【００２９】
まず、図７（ｂ）に示されるように、図２の構成の金属ベース１１を金属ベース嵌合部３１３に設置する（金属ベース固定工程）。これにより、金属ベース１１が第１の型枠３１に固定される。
【００３０】
次に、図７（ｃ）に示されるように、下側面３１１の上（金属ベース１１の上）に、第２の型枠３２を固定する。第２の型枠３２は、下側面３１１に対応した矩形体形状であるが、その中に、ダイオードチップ１２、１３にそれぞれ対応する貫通孔となったダイオードチップ嵌合部３２１、３２２が並んで形成されている。これらの外側には、リードの絶縁部に対応した絶縁部形成部３２３、３２４がそれぞれ形成されている。この状態においては、ダイオードチップ嵌合部３２１、３２２の底部には、金属ベース１１における凸部１１１、１１２がそれぞれ露出している。また、絶縁部形成部３２３、３２４の底部には、凸部１１１、１１２の外側の金属ベース１１の平坦な表面が露出している。
【００３１】
次に、金属ベース１１における凹部１１３、１１４中に、図４における接合層１８となるはんだを配置した後で、図７（ｄ）に示されるように、ダイオードチップ１２、１３を、それぞれダイオードチップ嵌合部３２１、３２２に設置する。また、絶縁部１６、１７を形成する材料として、例えば上下両面に金属が接合された絶縁性のセラミック材を、はんだを配置した後で絶縁部形成部３２３、３２４中に配置する。その後、この構造を電気炉等に投入し、はんだ付けができる温度に維持することにより、ダイオードチップ１２、１３と金属ベース１１とは、接合層１８で固定され、かつ、このセラミック材が絶縁部１６、１７となって金属ベース１１上に形成される（チップ固定工程）。
【００３２】
その後、第２の型枠３２を除去すれば、図７（ｅ）に示されるように、金属ベース１１上にダイオードチップ１２、１３が固定され、絶縁部１６、１７が形成された構造が第１の型枠３１上で得られる。
【００３３】
次に、図７（ｆ）に示されるように、この状態で、金属ベース１１上に第３の型枠３３を設置する。第３の型枠３３は、下側面３１１に対応した矩形体形状であるが、その中に、リード２４、２５（特にチップ接続部、ベース固定部、緩衝部、引出部）に対応した形状をもつ貫通孔であるリード形成部３３１、３３２が設けられている。リード形成部３３１の底部には、ダイオードチップ１２の上面（カソード電極）と絶縁部１６が露出している。リード形成部３３２の底部には、ダイオードチップ１３の上面（カソード電極）と絶縁部１７が露出している。
【００３４】
図６に示された通り、リード２４、２５は、それぞれにおける外部接続部、引出部、ベース固定部が一体化されたリード上部２４７、２５７と、それぞれにおける緩衝部、チップ接続部が一体化されたリード下部２４６、２５６との２つの部分から構成される。
【００３５】
ここで、図７（ｇ）に示されるように、第１の型枠３１におけるリード嵌合部３１４にリード上部２４７における外部接続部２４５が嵌合し、第３の型枠３３におけるリード形成部３３１にはリード上部２４７における引出部２４４、ベース固定部２４２が配置され、かつベース固定部２４２の底面と絶縁部１６が当接するように、リード上部２４７を設置する。同様に、第１の型枠３１におけるリード嵌合部３１５にリード上部２５７における外部接続部が嵌合し、第３の型枠３３におけるリード形成部３３２にはリード上部２５７における引出部、ベース固定部が配置され、かつベース固定部の底面と絶縁部１７が当接するように、リード上部２５７を設置する。
【００３６】
次に、この状態でダイオードチップ１２、１３の上面（カソード電極）と、リード上部２４７におけるベース固定部２４２、リード上部２５７におけるベース固定部の上面に、接合材となるはんだをそれぞれ配置する。その後、図７（ｈ）に示されるように、リード下部２４６におけるチップ接続部２４１がダイオードチップ１２の上面に、緩衝部２４３がベース固定部２４２に、それぞれはんだを介して当接するように、リード下部２４６をリード形成部３３１に設置する。同様に、リード下部２５６におけるチップ接続部がダイオードチップ１３の上面に、緩衝部がベース固定部に、それぞれはんだを介して当接するように、リード下部 ２５６をリード形成部３３２に設置する。
【００３７】
その後、この構造を電気炉等に投入し、はんだ付けができる温度に維持してから冷却することにより、リード上部２４７とリード下部２４６、リード上部２４７と絶縁部１６、及びリード下部２４６とダイオードチップ１２が接合される。同時に、リード上部２５７とリード下部２５６、リード上部２５７と絶縁部１７、及びリード下部２５６とダイオードチップ１３が接合される。すなわち、リード２４、２５が一体化されて形成され、かつこれらがダイオードチップ１２、１３と、絶縁部１６、１７と接合される（リード接合工程）。このため、その後に第３の型枠３３を除去すれば、図７（ｉ）に示されるように、図１と同様の構造が、第１の型枠３１上で完成する。その後、第１の型枠３１と金属ベース１１とを分離すれば、図１に実線で示された構成の組立体が得られる。その後、図１の破線で示された形態でモールド層２０を形成することにより、半導体モジュールが得られる。図８は、この構造の半導体モジュールの上面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【００３８】
なお、図７に示された製造方法においては、図６に示された２ピース構造のリードを用いていたために、リード接合工程において、初めにリード上部２４７、２５７を設置し、その後でリード下部２４６、２５６を設置した。初めから一体化された例えば図５の構造のリードを用いる場合には、リード接合工程において、この形状のリードがそのままダイオードチップ及び絶縁部に接合されるように設置すればよい。
【００３９】
また、前記の例では、第１〜第３の型枠３１〜３３を用いたが、これらが更に分解できるように構成することも可能である。この場合、上記の製造工程における型枠の設置や除去を更に容易に行うことも可能である。
【００４０】
以上の製造方法によって、上記の半導体モジュールを高い歩留まりで容易に製造することができる。
【００４１】
この半導体モジュールを使用する際には、リード（外部接続部）に、外部から配線が接続される。この接続が容易となる構成について、以下に説明する。この場合に配線を接続する際の形態を示す斜視図が図９である。まず、図９（ａ）は、モールド層２０を形成した後（モールド工程後）の外観斜視図である。この状態においては、モールド層２０からリード２４、２５の外部接続部２４５、２５５が上方かつ外側に向かって突出している。
【００４２】
次に、図９（ｂ）に示されるように、モールド層２０の上面に２個のナット２６、２７を埋め込む。ナット２６、２７は、それぞれがリード２４、２５の外部接続部２４５、２５５に設けられた開口部に対応する。
【００４３】
次に、図９（ｃ）に示されるように、リード２４、２５の外部接続部２４５、２５５を内側に向かって折り曲げる。この際、外部接続部２４５、２５５にある開口部と、ナット２６、２７とが対応する位置となっていれば、上方から、この開口部にビス２８、２９を貫通させることにより、配線を外部接続部２４５、２５５にビス止めして固定することができる。
【００４４】
すなわち、モールド層２０を形成後に、図９（ｂ）に示された形態でナット２６、２７をモールド層２０の上面に設置することにより、配線の接続を容易に行うことができる。
【００４５】
外部接続部２４５、２５５を内側に向かって折り曲げる際には、リード２４、２５に外部から大きな力が加わる。しかしながら、こうした場合においても、上記の構造の半導体モジュール１０においては、リード２４，２５自身の機械的強度、あるいは、これが金属ベース１１に固定された機械的強度が高いために、高い信頼性を保つことができる。こうした構成は、各リードをモールド層の辺部に配列させることができるため、ダイオードチップ（半導体チップ）が複数ある場合には、特に有効である。
【００４６】
なお、上記の例では、単一の金属ベースに２つのダイオードチップを搭載し、モールド層の１辺にリードを配置した例について記載したが、搭載するダイオードチップの数、リードを配置する辺は任意である。例えば、ダイオードチップの数を４個として、半導体モジュールにおける対向する２辺から内側に向かう２個ずつのリードを用いた構成の一例の外観斜視図が図１０である。この半導体モジュール４０においては、金属ベース４１上に４つのダイオードチップ（図示せず）が搭載され、モールド層５０で封止されている。金属ベース４１（モールド層５０）の一辺に沿ってリード５１、５２の外部接続部が形成され、この辺と対向する一辺に沿ってリード５３、５４の外部接続部が形成されている。リード５１〜５４の構成は、前記のリード１４、２４等と同様とすることができる。従って、この構造の半導体モジュール４０も、前記の例と同様の構造とすることができ、同様に製造することができることは明らかである。
【００４７】
なお、上記の例では、金属ベースにダイオードのアノード電極を接続し、リードにカソード電極を接続する構成としたが、これらが逆であっても同様の効果を奏することは明らかである。また、ｐｎ接合を用いたダイオードだけでなく、ショットキーダイオード等、２つの電極端子を用いて駆動する半導体デバイスを用いた半導体モジュールであれば、同様の構成を使用することができることは明らかである。
【符号の説明】
【００４８】
１０、４０  半導体モジュール
１１、４１  金属ベース
１２、１３  ダイオードチップ（半導体チップ）
１４、１５、２４、２５、５１〜５４  リード
１６、１７  絶縁部
１８  接合層
２０、５０  モールド層
３１  第１の型枠
３２  第２の型枠
３３  第３の型枠
１１１、１１２  凸部
１１３、１１４  凹部
１２１  ｎ型基板
１２２  絶縁層
１２３  ｐ型層
１２４  アノード電極（第１の電極）
１２５  カソード電極（第２の電極）
１４１、２４１  チップ接続部
１４２、２４２  ベース固定部
１４３、２４３  緩衝部
１４４、２４４  引出部
１４５、２４５、２５５  外部接続部
２４６、２５６  リード下部
２４７、２５７  リード上部
３１１  下側面
３１２  上側面
３１３  金属ベース嵌合部
３１４、３１５  リード嵌合部
３２１、３２２  ダイオードチップ嵌合部
３２３、３２４  絶縁部形成部
３３１、３３２  リード形成部
【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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