(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、上記主回路配線の電極を平板電極で構成し、かつ上記主回路配線の電極の、上記パワー半導体チップの中央部分に対向する位置に貫通孔を設け、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたことを特徴とするパワー半導体モジュール。
【請求項２】
ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、上記主回路配線の電極を平板電極で構成し、かつ上記主回路配線の電極の、上記パワー半導体チップ側の、上記パワー半導体チップの中央部分に対向する面上に凹部を設け、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたことを特徴とするパワー半導体モジュール。
【請求項３】
ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、１チップ当たりに複数個の主回路配線の電極を、上記パワー半導体チップの中央部分を避けて接続し、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたことを特徴とするパワー半導体モジュール。
【請求項４】
ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、上記主回路配線の電極を平板電極で構成し、かつ上記導電性樹脂を、上記パワー半導体チップの中央部分を避けて塗布し、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたことを特徴とするパワー半導体モジュール。
【請求項５】
ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、上記主回路配線の電極を平板電極で構成し、かつ上記パワー半導体チップの中央部分と上記主回路配線の電極の中央部分との間に絶縁性の部材を介在させて、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたことを特徴とするパワー半導体モジュール。
【請求項６】
導電性樹脂で接合される主回路配線の電極を加圧する加圧装置を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のパワー半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ等の電気機器の駆動電流を制御する電力変換装置などに用いられるパワー半導体モジュール、さらに詳しくは、パワー半導体モジュールにおけるパワー半導体チップと主回路配線との電気的接続部の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来のパワー半導体モジュールの一例として、汎用のＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）モジュールの主要部断面模式図を示すものである。図において、１はアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等からなる放熱用ベース板、２は両面にＣｕ等の金属の薄板が接着された、アルミナ、窒化アルミ（ＡｌＮ）等からなる絶縁基板であり、放熱用ベース板上にはんだ等により固定される。絶縁基板２上にはＩＧＢＴ等のパワー半導体チップ３が搭載されている。ＩＧＢＴ３は上面がエミッタ電極４、下面がコレクタ電極５となっており、コレクタ電極５ははんだ等の導電性材料により絶縁基板２上の金属薄板と電気的に接続される。６、７はそれぞれ主回路配線の主要部をなす、エミッタ用およびコレクタ用ブスバーである。各ブスバー６、７は中継基板８と電気的に接続されるとともに、ケース外の外部配線と電気的に接続されている。中継基板８は、絶縁基板と同様、両面にＣｕ等の金属の薄板が接着された絶縁基板であり、放熱用ベース板１上にはんだ等により固定されている。パワー半導体チップ３と中継基板８との間はアルミニウム（Ａｌ）ワイヤボンド９により電気的に接続される。１０はパワー半導体モジュールのケースであり、このケース内部のモジュールはシリコンゲル１１によりモールドされている。
【０００３】
上記のように、従来のパワー半導体モジュールは、パワー半導体チップとブスバーとの電気的接続にＡｌワイヤボンドを用いている。
一方、パワー半導体モジュールの他の電気的接続法として、モジュール外部からの圧力によって、接続される導体の接触面を加圧する圧接法による接続法があり、特に大容量用に採用されている。
以上のように、従来のパワー半導体モジュールでは、パワー半導体チップと主回路配線との電気的接続法として、ワイヤボンドまたは圧接法のいずれかが採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のパワー半導体モジュールにおいて、パワー半導体チップと主回路配線との電気的接続にＡｌワイヤボンドを用いた場合、定格５Ａ以下の小容量のモジュールならば運転時の発熱量が小さいためワイヤボンド接続部に問題はあまり起こらないが、それ以上の大容量モジュールになると、運転時の発熱量が大きく、温度サイクルが激しいため、パワー半導体チップとＡｌワイヤボンド部のＡｌとの熱膨張差により生ずる熱ストレスにより、Ａｌワイヤボンド部の接合面の剥離が生じやすく、長期的信頼性に欠ける等の問題があった。
【０００５】
さらに詳しく説明すると、ここで言うところの熱ストレスは、通常の半導体チップを用いたものとは、ストレスモードが大きく異なる。通常の半導体チップでは、チップ自体の発熱量は小さく、主に加わる熱ストレスとしては、アセンブリ工程におけるはんだリフローや信頼性評価試験時におけるヒートショックサイクルといった外的な要因によるものであるのに対して、パワー半導体モジュールにおいて大きな問題となるのは、運転時（大電流通電時）におけるパワー半導体チップ自身の大きな発熱に起因した急峻な温度サイクルが高頻度に発生するために生じる熱ストレスにある。これは、当然大容量のモジュールになるほど重大な問題となってくる。また、電鉄や鉄鋼分野で使用されるような大容量のモジュールでは、このような過酷な使用環境で、２０年から３０年という長期寿命が要求される。
そのため、パワー半導体モジュールでは、通称「パワーサイクル試験」と呼ばれる、パワー半導体チップに断続的に大電流を通電することによって、非常に高速に温度を変化させ、しかもこれを非常に多くの回数、繰り返し行うヒートショックサイクル試験をクリアすることが要求される。
このことは、文献（題名：ＲＥＬＩＡＢＩＬＩＴＹ  ＴＥＳＴＩＮＧ  ＡＮＤＡＮＡＬＹＳＩＳ  ＯＦ  ＩＧＢＴ  ＰＯＷＥＲ  ＭＯＤＵＬＥＳ、著者：Ｐｅｔｅｒ  Ｙａｃｏｂ，  Ｍａｒｃｅｌ  Ｈｅｌｄ，  Ｐａｏｌｏ  Ｓｃａｃｃｏ，  Ｗｕｃｈｅｎ  Ｗｕ、出典：ＩＥＥ  Ｃｏｌｌｏｑｕｉｕｍ  ｏｎ“ＩＧＢＴ  ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ  ｄｒｉｖｅｓ”２５  Ａｐｒｉｌ  １９９５）にも示されているが、従来のパワー半導体モジュールにおいては、パワーサイクル試験において、△Ｔｊ＝７０℃の条件で、８万回〜２０万回でほとんどがワイヤボンド接続部の接合面剥離モードで破壊していた。なお、ここで、ΔＴｊは１サイクル中でのチップの温度変化である。
【０００６】
一方、前記熱ストレス以外の問題として、パワー半導体モジュールにおいて、チップと主回路配線の電極とをワイヤボンドで接合する方式では、ワイヤの断面積が小さく、また、ワイヤボンドできる本数にも限りがある。そのため、チップ表面に形成された電極（エミッタ電極）を有効に使うことができず、電流の分流特性が悪くなったり、大容量モジュールでは、ワイヤを流れる電流密度が非常に高くなり、過電流により断線する危険性が高くなる。
【０００７】
さらに、パワー半導体モジュールの製造工程においては、ワイヤの接合強度を高めるため、ワイヤボンド時の接合面への加圧力を大きくする傾向にあり、この加圧力が原因で、特にＭＯＳ系半導体チップのようにエミッタ電極面の下にゲート−エミッタ間の絶縁膜が形成されている場合、ゲート−エミッタ間の絶縁不良、チップの破壊などが起こりやすく、歩留まりを低下させるなどの問題もあった。
【０００８】
一方、大容量のパワー半導体モジュールにおいて従来から採用されている圧接法による電気的接続法では、加圧力の変動がモジュールの電気特性に大きな影響を与えるため、メンテナンス性に問題があり、また、この圧接型のパワー半導体モジュールを使ったインバータなどの電力変換装置は、スタック構造等の大がかりな装置になるという問題点があった。
【０００９】
前述のように、パワー半導体モジュールにおいては、パワー半導体チップ自身の発熱による急峻で高頻度な温度変化の繰り返しの下で、パワー半導体チップと銅やアルミニウム等の金属のように線膨張係数が大きく異なっている材料との接続部に、長期間にわたって安定に大電流を通電することが可能な電気的接続を確保する必要があるが、特に近年、パワー半導体モジュールの大容量化やコンパクト化、高速スイッチング化等に伴い、パワー半導体チップの発熱密度が非常に高くなってきており、電気的接続の長期的信頼性の確保は、パワー半導体モジュールにとって最重要課題である。
【００１０】
本発明は、上記のような種々の問題点を解決するためになされたものであり、特に、パワー半導体モジュールに強く要求される電気的接続の長期信頼性を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のパワー半導体モジュールは、ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、上記主回路配線の電極を平板電極で構成し、かつ上記主回路配線の電極の、上記パワー半導体チップの中央部分に対向する位置に貫通孔を設け、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたものである。
【００１３】
また、本発明のパワー半導体モジュールは、ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、上記主回路配線の電極を平板電極で構成し、かつ上記主回路配線の電極の、上記パワー半導体チップ側の、上記パワー半導体チップの中央部分に対向する面上に凹部を設け、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたものである。
【００１４】
また、本発明のパワー半導体モジュールは、ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、１チップ当たりに複数個の主回路配線の電極を、上記パワー半導体チップの中央部分を避けて接続し、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたものである。
【００１５】
また、本発明のパワー半導体モジュールは、ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、上記主回路配線の電極を平板電極で構成し、かつ上記導電性樹脂を、上記パワー半導体チップの中央部分を避けて塗布し、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたものである。
【００１６】
また、本発明のパワー半導体モジュールは、ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、上記主回路配線の電極を平板電極で構成し、かつ上記パワー半導体チップの中央部分と上記主回路配線の電極の中央部分との間に絶縁性の部材を介在させて、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたものである。
【００１７】
また、本発明のパワー半導体モジュールは、上記いずれかの構成において、導電性樹脂で接合される主回路配線の電極を加圧する加圧装置を備えたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１を図を用いて説明する。以下ではパワー半導体チップとしてＩＧＢＴを用いたパワー半導体モジュールについて説明する。図１（ａ）は、本発明の実施の形態１によるパワー半導体モジュールの主要部を示す断面構成図であり、半導体チップと主回路配線との電気的接続部分を示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）の上面図であり、パワー半導体チップと導電性樹脂と主回路配線の電極部分を示している。
図１において、１はアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等の放熱用ベース板、２は両面にＣｕ等の金属の薄板が接着された窒化アルミ（ＡｌＮ）等の絶縁基板であり、放熱用ベース板１上にはんだ等により固定される。絶縁基板２上にはＩＧＢＴ等のパワー半導体チップ３が搭載されている。ＩＧＢＴ３は上面がエミッタ電極４、下面がコレクタ電極５となっており、コレクタ電極５ははんだ等の導電性材料により絶縁基板２上の金属薄板と電気的に接続される。この場合、ＩＧＢＴ３と絶縁基板２との線膨張係数差は小さいので、はんだのように硬い材料であっても、熱ストレスによるクラックは生じにくい。１３は主回路配線のエミッタ側電極であり、平板電極で構成されており、ＩＧＢＴ３のエミッタ電極４に接触するように配置される。また、平板電極で構成された主回路配線の電極１３には、パワー半導体チップ３の中央部分に対向する位置に貫通孔１３ａが設けられている。１２はＩＧＢＴ３のエミッタ電極４と主回路配線電極１３とを接続する導電性樹脂である。
【００１９】
ここで、パワー半導体チップの電気的接続に導電性樹脂を用いる理由について説明する。従来のように、パワー半導体モジュールにおいて、ＩＧＢＴ等の半導体チップとＡｌワイヤボンドとをはんだ付け等によって電気的に接続する場合、例えば、パワー半導体チップの線膨張係数が３〜４ｐｐｍ／℃であるのに対し、Ａｌワイヤの線膨張係数は２４ｐｐｍ／℃であって、熱膨張差が非常に大きく、運転時に生じる急激な温度サイクルによって、急激で高頻度な熱ストレスが発生し、接続部の剥離等の問題が生じ易く、電気的接続部の長期信頼性に問題があった。導電性樹脂は、はんだ等の他の接合用導電性材料に比べて弾性率が低く、熱ストレス緩衝用材料として使用されている。しかし、導電性樹脂は金属に比べれば体積抵抗率が非常に大きく、大電流を扱う用途には使用できないというのが、一般的な認識となっている。例えば配電系統への導電性樹脂の導入は、導電性樹脂部でのジュール損失が致命的な欠陥であり、現実的ではなかった。
しかし、半導体による電力変換装置では、パワー半導体自身の通電時のＯＮ電圧が数Ｖと大きく、非常に大きな発熱を生じる。したがってパワー半導体モジュール内の電気的接続部としては、他の重電分野におけるような、低抵抗、低損失は必ずしも必要でなく、パワー半導体チップのＯＮ電圧、発生損失（ジュール損失）に比べて十分無視できる程度であればよい。
【００２０】
以上を整理すると、パワー半導体モジュールにおける電気的接続部として、満たすべき最も重要な条件として次の２つがある。
（１）  モータ駆動電流のような大電流を通電する能力を有し、かつ通電時での電気的接続部における発生電圧および発生損失が、パワー半導体チップにおける発生電圧および発生損失に比べ十分小さいこと。
（２）  パワー半導体チップの発熱に起因する、急峻で高頻度な熱ストレスに対して、上記（１）の条件を長期にわたって満足すること。
【００２１】
パワー半導体モジュールでは、数十Ａ／ｃｍ2以上の電流を定常的に通電する必要が生じる場合があるが、導電性樹脂をこのような大電流通電部に適用した例はこれまでない。そこで発明者らは、パワー半導体モジュールにおける電気的接続部への導電性樹脂の適用の可能性を検討するため、大電流通電試験およびパワーサイクル試験等のヒートショックサイクル試験を実施し、導電性樹脂がパワー半導体モジュールの電気的接続に十分適用できることを見出した。本発明は、これら数多くの実験結果より得られた知見のもとになされたものである。
【００２２】
また、実施の形態１では、図１に示すように、パワー半導体チップ３と接続される平板状の主回路配線電極１３は、パワー半導体チップの中央部分に対向する位置に貫通孔１３ａが設けられた構造となっていることを特徴としている。このような構造にすることにより、電流がパワー半導体チップ３の中央部分を流れることができず、周辺部分を流れることになる。パワー半導体チップ３に電流が均一に流れる場合、パワー半導体チップ３の中央部分の温度が最も高くなる。そのため実機の運転時においては、チップの中央部分が最も高温に上がるが、冷却時にはチップ全体が均一な温度まで低下する。したがって、パワー半導体チップ３の中央部分が最も温度差がつくことになり、熱ストレスによる不良が最も発生しやすい。本実施の形態においては、主回路配線電極１３の中央部に貫通孔１３ａを設けることによって、パワー半導体チップ３の中央部分が主回路配線電極１３と接触しないようにし、チップ３の中央部分に電流を流さないようにしているので、チップ３の中央部分の発熱が抑えられる。その結果、従来見られたような、チップの中央部分への熱ストレスの集中により生じる接続部分の不良が抑えられ、さらに電気的接続の信頼性が向上する。
【００２３】
なお、ここで用いられる導電性樹脂１２としては、体積抵抗率が１Ω・ｃｍ以下のものが好ましい。これは、例えば、体積抵抗率１０Ω・ｃｍ程度のものでは、樹脂部で発生する抵抗により、パワー半導体チップの動作に悪影響を及ぼすことがあるためである。また、導電性樹脂部１２で発生する熱が大きくなることにより、ヒートシンク、絶縁基板等、モジュール内部を含めた他の構造を変更しなければならない問題がでてくる。
【００２４】
また、ここで用いられる導電性樹脂１２の弾性率は、３０００ｋｇｆ／ｍｍ2以下であることが好ましい。例えば、弾性率５０００ｋｇｆ／ｍｍ2の導電性樹脂を用いた場合、樹脂の靱性が低いため、パワー半導体チップ３と電極１３の熱膨張差による熱ストレスを吸収できなくなる場合がある。
【００２５】
さらに、ここで用いられる導電性樹脂１２のマトリクス材料としては、エポキシ樹脂が好適に用いられるが、これに限定されず、本実施の形態で述べた体積抵抗率および弾性率を満足する材料であれば、他の材料、例えば、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂なども使用できる。
同様に、充填する導電性フィラーについても、通常は、導電率や安定性等の理由により、銀フィラーが好適に用いられるが、例えば、銅、金、白金、ニッケル、カーボン等のフィラーも、本発明で規定した体積抵抗率と弾性率を満たすものであれば使用できる。
【００２６】
実施の形態２．
また、実施の形態１では、主回路配線電極１３の中央部分に貫通孔を設けたが、主回路配線電極１３のパワー半導体チップ側の面に、パワー半導体チップ３の中央部分に対向して凹部１３ｂを設けてもよい。図２はこのような本発明の実施の形態２によるパワー半導体モジュールの主要部を示す断面構成図であり、半導体チップと主回路配線との電気的接続部分を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）の上面図であり、パワー半導体チップと導電性樹脂と主回路配線の電極部分を示している。
【００２７】
図２のような構成にすることでも、電流は、凹部１３ｂによりチップの中央部分を避けて周辺部分を流れることになるため、接続界面に加わる熱ストレスの最大値を低減でき、電気的接続部の長期信頼性向上に効果がある。
【００２８】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３によるパワー半導体モジュールの主要部を示す断面構成図であり、半導体チップと主回路配線との電気的接続部分を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）の上面図であり、パワー半導体チップと導電性樹脂と主回路配線の電極部分を示している。
図３において、パワー半導体チップ３と接続される主回路配線電極１３は、１チップ当たり複数個あり、かつそれらの各電極１３が、パワー半導体チップ３の中央部分を避けてチップに接続されている。このような構造にすることにより、１接続部当たりの熱ストレスを低減でき、接続部が複数あることによる信頼性向上が得られるばかりでなく、最も熱ストレスが集中しやすい中央部分に接続部が無いことから、電気的接続の長期信頼性がさらに向上する効果がある。
【００２９】
実施の形態４．
図４は本発明の実施の形態４によるパワー半導体モジュールの主要部を示す断面構成図であり、半導体チップと主回路配線との電気的接続部分を示している。図４（ｂ）は、図４（ａ）の上面図であり、パワー半導体チップと導電性樹脂と主回路配線の電極部分を示している。
本実施の形態４では、平板状の主回路配線電極１３のパワー半導体チップ側の面は平面でも加工していても構わないが、導電性樹脂１２がパワー半導体チップ３の中央部分を避けて塗布されていることが特徴となっている。この場合でも、電流は中央部分を流れることができないため、通電時の発熱の集中といった現象が抑えられ、電気的接続部の長寿命化に効果がある。
【００３０】
実施の形態５．
図５は本発明の実施の形態５によるパワー半導体モジュールの主要部を示す断面構成図であり、半導体チップと主回路配線との電気的接続部分を示している。図５（ｂ）は、図５（ａ）の上面図であり、パワー半導体チップと導電性樹脂と主回路配線の電極部分を示している。
本実施の形態５では、パワー半導体チップ３の中央部分と主回路配線電極１３の中央部分との間に絶縁性の部材１４を介在させて、パワー半導体チップ３と主回路配線電極１３とを導電性樹脂１２で電気的に接続している。絶縁性の部材１４は通常の絶縁材料であれば特に限定はされないが、パワー半導体チップ３との熱膨張差や耐熱性の観点から、窒化アルミ（ＡｌＮ）、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｏ4などのセラミック系の材料が好適に使用される。
【００３１】
実施の形態６．
図６は本発明の実施の形態６によるパワー半導体モジュールの主要部を示す断面構成図であり、半導体チップと主回路配線との電気的接続部分を示している。図６に示すパワー半導体モジュールは、実施の形態２で示したパワー半導体モジュールに電気的接続部を加圧するための加圧装置１５を設けたものである。なお、本実施の形態６は、上述の全ての実施の形態によるパワー半導体モジュールにも適用可能である。
図６において、加圧装置１５には、ばねやゴム、スポンジなどの加圧部材を用いることが適している。本実施の形態では、加圧装置１５は、ケース１０の天井部と、主回路配線電極１３との間に配置されている。なお、加圧部材には、絶縁性の材料、非絶縁性の材料共に使用可能であるが、後者の場合は、加圧部材と電気的接続部とを絶縁する方がより望ましい。
【００３２】
このような構造にすることにより、加圧しない場合よりも、さらにパワー半導体モジュールの電気的性能、長期信頼性を向上することができる。これは、導電性樹脂部が加圧されることにより、樹脂内の導電性粒子同士の接触がよくなり、体積抵抗率が低下し、かつ導電性樹脂とパワー半導体チップ、及び導電性樹脂と配線電極との接触抵抗が低下すること、並びに導電性樹脂とパワー半導体チップ、及び導電性樹脂と配線電極との界面の密着性が高まり、接続信頼性が向上することによる。この効果は導電性樹脂の弾性率が小さいほど効果がある。
【００３３】
なお、上記各実施の形態で説明したパワー半導体チップとしては、ＩＧＢＴの他に、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳ−ＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ＧＴＯ、サイリスタ、トライアック、ＳＩＴ、ダイオード等のいわゆるパワー半導体と称されるものでもよく、さらにこれらを単独で使用してもよく、また、混在させて使用してもよい。
【００３４】
また、以上では主としてＩＧＢＴ等のパワー半導体チップのエミッタ電極と主回路配線電極との電気的接続について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、コレクタ電極と配線電極との接続、チップとコレクタ電極との接続、主回路配線電極と外部配線との接続、絶縁基板上の配線と電極との接続、ゲート配線などにも適用することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のパワー半導体モジュールによれば、ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、上記主回路配線の電極を平板電極で構成し、かつ上記主回路配線の電極の、上記パワー半導体チップの中央部分に対向する位置に貫通孔を設け、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたので、パワー半導体モジュールの電気的接続部の長期信頼性が向上する効果がある。
【００３７】
また、本発明のパワー半導体モジュールによれば、ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、上記主回路配線の電極を平板電極で構成し、かつ上記主回路配線の電極の、上記パワー半導体チップ側の、上記パワー半導体チップの中央部分に対向する面上に凹部を設け、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたので、パワー半導体モジュールの電気的接続部の長期信頼性が向上する効果がある。
【００３８】
また、本発明のパワー半導体モジュールによれば、ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、１チップ当たりに複数個の主回路配線の電極を、上記パワー半導体チップの中央部分を避けて接続し、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたので、パワー半導体モジュールの電気的接続部の長期信頼性が向上する効果がある。
【００３９】
また、本発明のパワー半導体モジュールによれば、ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、上記主回路配線の電極を平板電極で構成し、かつ上記導電性樹脂を、上記パワー半導体チップの中央部分を避けて塗布し、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたので、パワー半導体モジュールの電気的接続部の長期信頼性が向上する効果がある。
【００４０】
また、本発明のパワー半導体モジュールによれば、ケース内にパワー半導体チップを有するパワー半導体モジュールにおいて、上記パワー半導体チップと主回路配線の電極とを導電性樹脂で電気的に接続するとともに、上記主回路配線の電極を平板電極で構成し、かつ上記パワー半導体チップの中央部分と上記主回路配線の電極の中央部分との間に絶縁性の部材を介在させて、上記パワー半導体チップを流れる電流が上記パワー半導体チップの中央部分を避けて周辺部分に流れる構造としたので、パワー半導体モジュールの電気的接続部の長期信頼性が向上する効果がある。
【００４１】
また、本発明のパワー半導体モジュールによれば、上記いずれかの構成において、導電性樹脂で接合される主回路配線の電極を加圧する加圧装置を備えたので、パワー半導体モジュールの電気的接続部の長期信頼性がさらに向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１によるパワー半導体モジュールの主要部を示す断面構成図及び上面図である。
【図２】  本発明の実施の形態２によるパワー半導体モジュールの主要部を示す断面構成図及び上面図である。
【図３】  本発明の実施の形態３によるパワー半導体モジュールの主要部を示す断面構成図及び上面図である。
【図４】  本発明の実施の形態４によるパワー半導体モジュールの主要部を示す断面構成図及び上面図である。
【図５】  本発明の実施の形態５によるパワー半導体モジュールの主要部を示す断面構成図及び上面図である。
【図６】  本発明の実施の形態６によるパワー半導体モジュールの主要部を示す断面構成図である。
【図７】  従来のパワー半導体モジュールの主要部を示す断面構成図である。
【符号の説明】
１  放熱用ベース板、２  絶縁基板、３  パワー半導体チップ、４  エミッタ電極、５  コレクタ電極、６  エミッタ用ブスバー、７  コレクタ用ブスバー、８  中継基板、９  Ａｌワイヤボンド、１０  ケース、１１  シリコンゲル、１２  導電性樹脂、１３  主回路配線電極、１３ａ  貫通孔、１３ｂ  凹部、１４絶縁性の部材、１５  加圧装置。
【図１】
0004075199.tif 000002
【図２】
0004075199.tif 000003
【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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