(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ両面に金属箔が接合された第１の絶縁基板及び第２の絶縁基板と、前記第１の絶縁基板を上側とし前記第２の絶縁基板を下側として前記第１の絶縁基板及び第２の絶縁基板の対向する各面と直接又は他の素子を介して接合時に流動性を有する接合材により接合されたパワー半導体素子と、前記第１及び第２の絶縁基板を上下から挟み込むように接合時に流動性を有する接合材によりそれぞれ接合された第１及び第２の放熱体と、を含むパワー半導体モジュールの製造方法であって、
前記第１と第２の放熱体の間に弾性部材を挿入し、前記第１と第２の放熱体の対向する各面にそれぞれ設けられた支持部材に前記弾性部材の両端をそれぞれ固定する工程と、
前記第１と第２の放熱体の間に前記弾性部材を挿入した状態で、前記接合材を溶融させて接合する接合工程を含む、
ことを特徴とするパワー半導体モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記弾性部材は、自然長が前記第１及び第２の放熱体の間の距離よりも長いばねである、
ことを特徴とする請求項１に記載のパワー半導体モジュールの製造方法。
【請求項３】
それぞれ両面に金属箔が接合された第１の絶縁基板及び第２の絶縁基板と、前記第１の絶縁基板を上側とし前記第２の絶縁基板を下側として前記第１の絶縁基板及び第２の絶縁基板の対向する各面と直接又は他の素子を介して接合時に流動性を有する接合材により接合されたパワー半導体素子と、前記第１及び第２の絶縁基板を上下から挟み込むように接合時に流動性を有する接合材によりそれぞれ接合された第１及び第２の放熱体と、を含むパワー半導体モジュールの製造方法であって、
前記第１の放熱体の上面に設けられた支持部材と、前記第１の放熱体の上部に配置された治具とに弾性部材の両端をそれぞれ固定する工程と、
前記第１の放熱体を前記弾性部材により吊り上げた状態で、前記接合材を溶融させて接合する接合工程を含む、
ことを特徴とするパワー半導体モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の絶縁基板の間に弾性部材を挿入した状態で、前記パワー半導体素子と前記第１の絶縁基板、及び前記パワー半導体素子と前記第２の絶縁基板を接合時に流動性を有する接合材により接合する工程をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のパワー半導体モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記パワー半導体モジュールの上部に支持された弾性部材により前記第１及び第２の絶縁基板のうち上側の前記絶縁基板を吊り上げた状態で、前記パワー半導体素子と前記第１の絶縁基板、及び前記パワー半導体素子と前記第２の絶縁基板を接合時に流動性を有する接合材により接合する工程をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のパワー半導体モジュールの製造方
法。
【請求項６】
前記パワー半導体素子と前記第１の絶縁基板、及び前記パワー半導体素子と前記第２の絶縁基板の接合に用いられる接合材は、前記第１の絶縁基板と前記第１の放熱体、及び前記第２の絶縁基板と前記第２の放熱体の接合に用いられる接合材よりも溶融温度が高い、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載のパワー半導体モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記パワー半導体モジュールは、前記パワー半導体素子の面であって、前記第１及び第２の絶縁基板と対向する各面と直接又は他の素子を介して接合時に流動性を有する接合材より接合された第１及び第２の電極板をさらに含み、
前記第１及び第２の電極板の間に弾性部材を挿入した状態で、前記パワー半導体素子と前記第１の電極板、及び前記パワー半導体素子と前記第１の電極板を前記第３の接合材により接合する工程をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のパワー半導体モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記パワー半導体素子と前記第１の電極板、及び前記パワー半導体素子と前記第１の電極板の接合に用いられる接合材は、前記第１の絶縁基板と前記第１の放熱体、及び前記第２の絶縁基板と前記第２の放熱体の接合に用いられる接合材よりも溶融温度が高い、
ことを特徴とする請求項７に記載のパワー半導体モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記接合材はハンダである、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のパワー半導体モジュールの製造方法。
【請求項１０】
それぞれ両面に金属箔が接合された第１の絶縁基板及び第２の絶縁基板と、前記第１の絶縁基板を上側とし前記第２の絶縁基板を下側として前記第１の絶縁基板及び第２の絶縁基板の対向する各面と直接又は他の素子を介して接合時に流動性を有する接合材により接合されたパワー半導体素子と、前記第１及び第２の絶縁基板を上下から挟み込むように接合時に流動性を有する接合材によりそれぞれ接合された第１及び第２の放熱体と、を含むパワー半導体モジュールの製造装置であって、
前記第１と第２の放熱体の間に挿入された弾性部材を固定する治具を含み、
前記第１と第２の放熱体の対向する各面にそれぞれ設けられた支持部材に前記弾性部材の両端をそれぞれ固定した状態で、前記接合材を溶融させる
ことを特徴とするパワー半導体モジュールの製造装置。
【請求項１１】
それぞれ両面に金属箔が接合された第１の絶縁基板及び第２の絶縁基板と、前記第１の絶縁基板を上側とし前記第２の絶縁基板を下側として前記第１の絶縁基板及び第２の絶縁基板の対向する各面と直接又は他の素子を介して接合時に流動性を有する接合材により接合されたパワー半導体素子と、前記第１及び第２の絶縁基板を上下から挟み込むように接合時に流動性を有する接合材によりそれぞれ接合された第１及び第２の放熱体と、を含むパワー半導体モジュールの製造装置であって、
前記第１の放熱体の上部に配置された治具を含み、
前記第１の放熱体の上面に設けられた支持部材と、前記第１の放熱体の上部に配置された治具とに弾性部材の両端をそれぞれ固定した状態で、前記接合材を溶融させる
ことを特徴とするパワー半導体モジュールの製造装置。
【請求項１２】
それぞれ両面に金属箔が接合された第１の絶縁基板及び第２の絶縁基板と、
前記第１の絶縁基板を上側とし前記第２の絶縁基板を下側として前記第１の絶縁基板及び第２の絶縁基板の対向する各面と直接又は他の素子を介して接合時に流動性を有する接合材により接合されたパワー半導体素子と、
前記第１及び第２の絶縁基板を上下から挟み込むように接合時に流動性を有する接合材によりそれぞれ接合された第１及び第２の放熱体と、
前記第１と第２の放熱体の対向する各面にそれぞれ設けられた支持部材に両端をそれぞれ固定された弾性部材と、を含む
ことを特徴とするパワー半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー半導体モジュールの製造方法、パワー半導体モジュールの製造装置、パワー半導体モジュール、及び接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド自動車などに使われるインバータの出力増加に対する要望は大きくなってきており、インバータを構成するパワーモジュールの高出力化が必要になってきている。その一方で、自動車においては部品を設置するスペースに制約があるため、パワーモジュールには同時に小型化も要求されている。そのように高出力化と小型化とを両立させるためには、パワーモジュールの冷却性能を高めることが必要となってくる。
【０００３】
従来では、下記の特許文献１に記載されているように、パワーモジュールの冷却性能を高めるための技術として、パワー半導体素子の上下に電極、絶縁シート、放熱板及びヒートシンクを設け、上下からパワー半導体素子の冷却を行う構造が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−１７５１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来技術に関するパワーモジュールの構造においては、上下にヒートシンクを設けることにより、冷却性能を向上することができる。しかしながら、上記構造においては、電極と絶縁樹脂と放熱板とヒートシンクのそれぞれの間には特にハンダ等による接合はされておらず、封止樹脂によって押し付けて固定する方法が取られており、接触熱抵抗が大きくなってしまうという課題があった。
【０００５】
一方、接触熱抵抗を低減するために、チップの上下に両面に金属箔を直接接合した絶縁基板をハンダ付けして、さらに上下の絶縁基板と放熱板とをハンダ付けする方法を採用することもできるが、この方法では絶縁基板と放熱板とのハンダ付け時にヒートシンク部分の重量全体がハンダに直接に加わるため、ハンダが絶縁基板の周囲にはみ出したり絶縁基板の内側に入り込んだりして短絡を起こすことがあり、モジュールの信頼性に課題があった。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、接触熱抵抗を低減させるとともに信頼性を向上させたパワー半導体モジュールの製造方法、パワー半導体モジュールの製造装置、パワー半導体モジュール、及び接合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のパワー半導体モジュールの製造方法は、第１及び第２の絶縁基板と、前記第１及び第２の絶縁基板の対向する各面と直接又は他の素子を介して接合されたパワー半導体素子と、前記第１及び第２の絶縁基板を両側から挟み込むように第１の接合材によりそれぞれ接合された第１及び第２の放熱体と、を含むパワー半導体モジュールの製造方法であって、前記第１の接合材に加えられる重量を弾性部材を用いて軽減させた状態で、前記第１の絶縁基板と前記第１の放熱体、及び前記第２の絶縁基板と前記第２の放熱体をそれぞれ接合する接合工程を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のパワー半導体モジュールの製造方法によれば、絶縁基板と放熱板とをハンダ等の接合材により接合する時に、放熱体（ヒートシンク）部分の重量のうち、接合材に加わる重量が低減されるので、接合材が絶縁基板の外側にはみ出すのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態とする）を、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１には、本発明の一実施形態（第１の実施形態）に係るパワー半導体モジュールの断面図を示す。図１に基づいて、本実施形態に係るパワー半導体モジュールを構成する各素子について説明する。
【００１１】
図１に示された符号１及び２は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やフリーホイールダイオードなどのパワー半導体素子である。
【００１２】
パワー半導体素子１，２の下側には、ハンダ等の接合材３，４によってスペーサ５，６が接続されている。スペーサ５，６は、パワー半導体素子１と２の厚みが違う場合に高さを調整する役割を果たすほか、上下に設けられた電極２６と２７などの間の距離が近すぎて放電が起こるのを防止する役割を果たしている。スペーサ５，６は、電気抵抗、熱抵抗ともに小さいことが望ましく、また、その材質としては、銅の他に、銅・カーボン複合材、銅とインバーを接合した金属などを用いることとしてよい。
【００１３】
下側の絶縁基板９は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）やボロンナイトライド（ＢＮ）等の材料で形成することとしてよく、その両面には、予め銅箔（又はアルミ箔）１０及び１１が直接に接合あるいはロウ付けされている。スペーサ５，６の下側は、ハンダ等の接合材７，８によって、下側の絶縁基板９の上面の銅箔１０と接合されている。例えばＩＧＢＴ素子の場合には、銅箔１０とパワー半導体素子１のコレクタ電極（図示せず）とは、ハンダ等の接合材７を介して電気的に接続されており、銅箔１０からはリード電極２６が引き出される。リード電極２６は、銅などの材質でできており、銅箔１０にハンダ４５によってハンダ付けされる。銅箔１０とリード電極２６との接合には、ハンダを用いずに超音波接合を用いても良い。また、銅箔１０の一部を電極２６と一体化して絶縁基板の外側に引き出すような銅箔一体電極構造としてもよい。
【００１４】
下側の絶縁基板９の下面に設けられた銅箔１１と下側の放熱板１３とは、ハンダ等の接合材１２により接合されている。下側の放熱板１３には銅、タングステン、銅・カーボン複合材、ＡｌＳｉＣなどの材料を用いることができ、また、放熱板１３の下部にはフィン１３０が設けられている。フィン１３０は、溶接、ロウ付け等により取り付けるか、放熱板１３と一体に成形する。放熱板１３の下側にはケース１４が設けられており、ケース１４の内側に位置するフィン１３０の間を不凍液等の冷却媒体が流れる。図２に図１のＡの部分を拡大して示す。
【００１５】
図２に示されるように、ケース１４にはＯリング用の溝４０が設けられ、放熱板１３とケース１４との間は、Ｏリング４１によってシールされている。放熱板１３とケース１４とは、ボルト２９及びヘリサート加工等により放熱板１３に形成された雌ねじ部３０によって結合されている。
【００１６】
上側の絶縁基板１８は、下側の絶縁基板９と同様の材質で、下側に銅箔又はアルミ箔１９，２０、上側に銅箔又はアルミ箔２１が直接あるいはロウ付け等により接合されている。パワー半導体素子１，２の上側は、ハンダ等の接合材１５，１６，１７により銅箔１９，２０と接合されている。例えばＩＧＢＴ素子の場合、銅箔１９と素子１のエミッタ電極（図示せず）とは、ハンダ等の接合材１５を介して電気的に接続され、銅箔１９からはリード電極２７が外部に引き出される。また、銅箔２０とパワー半導体素子１のゲート電極（図示せず）とは、ハンダ等の接合材１６を介して電気的に接続され、銅箔２０からはリード電極２８が外部に引き出される。
【００１７】
上側の絶縁基板１８の上側に接合された銅箔２１は、ハンダ等の接合材２２によって上側の放熱板２３と接続される。上側の放熱板２３は銅などの材質で形成される。上側の放熱板２３にはフィン２３０が設けられている。放熱板２３の上側にはケース２４が設けられており、ケース２４の内側に位置するフィンの間を不凍液等の冷却媒体が流れる。放熱板２３とケース２４とはボルト３１及びヘリサート加工等により放熱板２３に形成された雌ねじ部３２により結合され、Ｏリング４２によってシールされる。
【００１８】
各接合材の材質としては、環境に配慮して、すべてに鉛フリーの接合材を使用することとしてよい。また、パワー半導体素子１，２等のパワー半導体モジュールのコア部分の接合に用いられる接合材には、放熱板の接合に用いられる接合材よりも溶融温度が高い接合材料を用いることとしてよい。すなわち、パワー半導体素子１，２とスペーサ５，６を接合する接合材３，４、スペーサ５，６と銅箔１０とを接合する接合材７，８及びパワー半導体素子１，２と銅箔１９，２０とを接合する接合材１５，１６，１７には、例えば銅粒子と錫粒子とを混合した高温接合材料を用いて、下側の絶縁基板９と下側の放熱板１３とを接合する接合材１２、および上側の絶縁基板１８と上側の放熱板２３を接合する接合材２２には、先の接合材３，４，７，８，１５，１６，１７よりも融点が低い接合材、例えばＳｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕ鉛フリーハンダなどを用いることとしてよい。
【００１９】
接合材１２と接合材２２とは、同時にもしくは個々に加熱溶融して接合する。このとき、高温側接合材に含まれる錫も溶融させ、ボイドレス化のために真空炉を組み合わせた雰囲気の炉を使用することが望ましい。この放熱板１３，２３の接合工程において、上側の放熱板２３、フィン、ケース等の部材の重量全体が接合材１２や接合材２２に加わると、接合材１２，２２が絶縁基板９，１８の外側にはみ出したり、更に上下の絶縁基板の間に回りこんで短絡等の問題を起こしたりする恐れがある。そのような事態を回避するために、本実施形態では、ばね３５，３６等の弾性部材を上下の放熱板１３，２３の間に挿入した状態で上記の接合工程を行うことで、上側の放熱板２３等の全重量が接合材に掛からないようにすることにより、接合材料のはみだしを防止している。ここで、ばね３５，３６には、例えばその自然長が上下の放熱板１３，２３間の距離よりも長いばねを用いることにより、接合材に加わる上側の素子の重量を軽減させる構造としてもよい。
【００２０】
ばね３５の両端は、ばね支持部材４３，４４により固定される。また、接合工程において、図３に示すように組立冶具６０〜６４を使い、ばねを冶具６１〜６４などで固定してもよい。さらに、フィン付の放熱板１３及び２３を取り付けた後、ばね３５，３６をそのまま残してもよいし、除去してもよい。図１に示されるパワー半導体モジュールは、ばねを残したときの最終形状であり、図４に示されるパワー半導体モジュールは、ばねを除去したときの最終形状である。
【００２１】
なお、ばね３５，３６は、金属性のコイルばねにしても良いし、板ばねにしても良い。あるいは、金属以外の材料で、弾性を有する樹脂材料などを使用しても良い。但し、いずれの材料であっても接合工程における高温に耐える材料とする必要がある。また、接合材１２，２２の最低限の厚みを確保するため、放熱板１３，２３に突起３３及び３４を設けてもよい。
【００２２】
また、図１に示したパワー半導体モジュールでは、放熱板１３，２３の間にばね３５，３６を挿入して放熱板１３，２３を接合する際に各接合材に加えられる重量を軽減させることとしているが、これに限られず、パワー半導体モジュールのコア部、すなわち、パワー半導体素子１，２とスペーサ５，６、スペーサ５，６と下側の絶縁基板９及び素子と上側の絶縁基板１８の各素子の接合工程においても、上側に位置する部材の重みにより各素子を接合する接合材がはみ出すことを防止するようにしてもよい。すなわち、パワー半導体素子１，２とスペーサ５，６、スペーサ５，６と下側の絶縁基板９及び素子と上側の絶縁基板１８とは、ハンダ等の接合材を板状にしたものを重ね合わせた状態で、同時にもしくは個々に加熱溶融させて接合される。この接合工程において、図５に示すように、上下の絶縁基板９，１８の間にばね３７，３８等の弾性部材を挿入して、上側の絶縁基板１８の重量全体が直接に接合材に加わらないようにすることにより、接合材が素子の外側にはみ出すことを防止する。ここでも、ばね３７，３８には、例えばその自然長が絶縁基板９，１８の距離よりも長いばねを用いることで、接合材に加わる上側の素子の重量を軽減させる構造とすることとしてもよい。
【００２３】
また、パワー半導体モジュールの構成素子の接合工程において、図６に示すようにカーボン等でつくられた組立冶具５０〜５６を用いて、ばね３７，３８を冶具５２〜５５等で固定してもよい。接合が終了した後に、ばね３７，３８を取り除くこととしてもよいし、ばね３７，３８が電気絶縁性の材料で形成されている場合には、接合後もばねを残すこととしてもよい。ばね３７，３８は、金属性のコイルばねにしても良いし、板ばねでも良い。あるいは、金属以外の材料で、弾性を有する樹脂材料などを使用しても良い。但し、それらの材料のときも接合工程において加えられる高温に耐える材料である必要がある。
【００２４】
パワー半導体モジュールの構成素子の接合を終えた後に、各素子の表面や側面の全部又は一部に例えばポリイミド系樹脂やポリアミドイミド系樹脂などの柔軟な樹脂で薄く被覆し、硬化後にエポキシ系などの封止樹脂２５により封止する。なお、以上の説明において、便宜上、上側、下側という表現を使ったが、横向きやその他の向きに配置してもよく、例えば横向きの場合には上側、下側をそれぞれ右側、左側などに置き換えれば良い。
【００２５】
本実施形態に係るパワー半導体モジュールの製造方法によれば、上側の放熱板をばね等の弾性部材で支持した状態でパワー半導体素子の両面を冷却する上下の放熱板を取り付けることで、ハンダ等の接合材が絶縁基板の外側にはみ出して短絡等が生じることがない。また、上側の絶縁基板をばね等の弾性部材で支持した状態でパワー半導体素子の上下に絶縁基板を取り付けることで、ハンダ等の接合材が素子の周囲にはみ出して短絡を生じたりすることがない。従って、かかる製造方法でパワー半導体モジュールを製造することにより、信頼性の高いパワー半導体モジュールを提供することができる。
【００２６】
次に、本発明の他の実施形態に係るパワー半導体モジュール及びその製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
図７には、本発明に係る他の実施形態（第２の実施形態）におけるパワー半導体モジュール及び組立冶具の断面を示す。本実施形態では、下側の絶縁基板９と下側の放熱板１３とを接合する接合材１２により接合する時、及び上側の絶縁基板１８と上側の放熱板２３を接合材２２によって接合する時に、上側の放熱板２３をばね４８，４９によって上側から吊り下げた状態とする。ばね４８は冶具７２、ばね４９は冶具７３によって支持される。ばね４８，４９は、金属性のコイルばねにしても良いし、板ばねでも良い。あるいは、金属以外の材料で、弾性を有する樹脂材料などを使用しても良い。このように上側の放熱板２３を支持することにより、放熱板２３の重量全体が直接に接合材１２，２２に加わることがないので、ハンダ等の接合材が絶縁基板の外側にはみ出して短絡等が生じるのを防止できる。
【００２８】
図８に本発明の更に他の実施形態（第３の実施形態）におけるパワー半導体モジュール及び組立冶具の断面を示す。本実施形態では、パワー半導体素子１，２と上下の絶縁基板９，１８を接合材７，８，１５，１６，１７によって接合する時に、冶具８１〜９２を用いて上側の絶縁基板１８をばね３７，３８によって吊るす構成とした。ばねの下側には冶具８９，９０が付いており、これらにより上側の絶縁基板１８を下側から支えている。ばね３７，３８の上側は、冶具８７，８８によって支持されている。冶具８７，８８は冶具９２に固定されている。このような構成により、上側の絶縁基板等の全重量が直接に接合材料に掛からなくなるので、接合材料がはみ出して短絡等が生じるのを防止できる。
【００２９】
図９に本発明の更に他の実施形態（第４の実施形態）におけるパワー半導体モジュールの断面を示す。本実施形態においては、下側の放熱板１１３とアルミダイキャスト等で造られた下側ヒートシンク１１４とは別体で、グリース２００を介して密着させている。上側も同様に、上側の放熱板１２３と上側ヒートシンク１２４を別体とし、グリース２０１を介して密着させている。他の部分の構成は第１の実施形態と同様である。このような構造のパワー半導体モジュールにおいても、第１の実施形態と同様に、上下の放熱板１１３，１２３の間にばね３５，３６を挿入した状態で、下側の絶縁基板９と下側の放熱板１１３及び上側の絶縁基板１８と上側の放熱板１２３とを接合材１２，２２によって接合することで、放熱板等の重量全体が直接にハンダ１２，２２に加わることがないので、ハンダ等の接合材が絶縁基板の外側にはみ出して短絡等が生じるのを防止できる。
【００３０】
図１０に本発明の更に他の実施形態（第５の実施形態）におけるパワー半導体モジュールの断面を示す。本実施形態では、パワー半導体素子１，２の下側と放熱板を兼ねた電極２１０とがハンダ７，８によって接続される。また、パワー半導体素子１，２の上側とスペーサ５，６がハンダ３，４によって接続され、スペーサ５，６と放熱板を兼ねた電極２２０とがハンダ１５，１７によって接続される。
【００３１】
下側電極２１０にはリード電極２６、上側電極２２０にはリード電極２７がハンダ付け又は超音波接合により接続され、外部に導かれる。ゲート電極はワイヤ２２３を介してリード電極２８に接続される。下側電極２１０の下側には絶縁樹脂２１１が設けられる。また、上側電極２２０の上側には絶縁樹脂２２１が設けられる。下側絶縁樹脂２１１の下側には銅箔２１２が、上側絶縁樹脂２２１の上側には銅箔２２２が設けられる。なお、絶縁樹脂の２１１，２２２の部分には、絶縁樹脂の替わりに窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）やボロンナイトライド（ＢＮ）等の絶縁材料を用いてもよい。
【００３２】
下側銅箔２１２とアルミダイキャスト製のヒートシンク１１４との間にはグリース２００を塗布し、ボルト２９、雌ねじ部３０で締め付けることにより、銅箔２１２とヒートシンク１１４とを密着させる。上側銅箔２２２とアルミダイキャスト製のヒートシンク１２４との間にはグリース２０１を塗布し、ボルト３１、雌ねじ部３２で締め付けることにより、銅箔２２１とヒートシンク１１４とを密着させる。図１１に示すように、下側電極２１０と上側電極２２０の間にばね３７，３８を挿入した状態で、パワー半導体素子１，２、スペーサ５，６、電極２１０，２２０をハンダで接合する。
【００３３】
以上説明した本発明の代表的な実施形態に係るパワー半導体モジュールを製造する方法によれば、放熱板の間や絶縁基板の間にばねを挿入した状態で、パワー半導体モジュールの構成要素を接合することで、上側電極２２０の重量が全てハンダ等の接合材３，４，７，８に加わることを防げるので、ハンダがはみ出して電極間に短絡を生じることを防ぐことができる。そのため、本発明の実施形態に係るパワー半導体モジュールの製造方法によれば、信頼性の高いパワー半導体モジュールを製造することが可能となる。
【００３４】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、絶縁基板９，１８と放熱板１１３，１２３とを接合する接合材と、パワー半導体素子１，２（又はスペーサー５，６）と上下の絶縁基板９，１８を接合する接合材と、パワー半導体素子１，２と電極２１０，２２０とを接合する接合材とを構成する材料は、全てが異なっていてもよいし、そのうちいずれかが同じでも、また全てが同じでも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態（第１の実施形態）におけるパワー半導体モジュールの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態（第１の実施形態）におけるパワー半導体モジュールのシール部分の拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態（第１の実施形態）におけるパワー半導体モジュールと組立冶具の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態（第１の実施形態）におけるパワー半導体モジュールにおける、ばねを除去後の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態（第１の実施形態）におけるパワー半導体モジュールの一部の断面図である。
【図６】本発明の一実施形態（第１の実施形態）におけるパワー半導体モジュールの一部と組立冶具の断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態（第２の実施形態）におけるパワー半導体モジュールと組立冶具の断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態（第３の実施形態）におけるパワー半導体モジュールの一部と組立冶具の断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態（第４の実施形態）におけるパワー半導体モジュールの断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態（第５の実施形態）におけるパワー半導体モジュールの断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態（第５の実施形態）におけるパワー半導体モジュールの一部の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１，２  パワー半導体素子、３，４  接合材、５，６  スペーサ、７，８  接合材、９  絶縁基板、１０，１１  銅箔、１２  接合材、１３  放熱板、１４  ケース、１５，１６，１７  接合材、１８  絶縁基板、１９，２０，２１  銅箔、２２  接合材、２３  放熱板、２４  ケース、２５  封止樹脂、２６，２７，２８  電極、２９  ボルト、３０  雌ねじ部、３１  ボルト、３２  雌ねじ部、３３，３４  突起、３５，３６，３７，３８  ばね、４０  溝、４１，４２  Ｏリング、４３，４４  ばね支持部材、５０〜５６  治具、６０〜６４  治具、８１〜９２  治具、１１３  放熱板、１１４  ヒートシンク、１２３  放熱板、１２４  ヒートシンク、１３０  フィン、２００，２０１  グリース、２１０  電極、２１１  絶縁樹脂、２２０  電極、２２１  絶縁樹脂、２２２  銅箔、２２３  ワイヤ。
【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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