(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流をスイッチングする複数のパワー半導体素子が接着され、電気的に接続されることによりパワー半導体回路が形成される金属回路パタン、該金属回路パタンが接着される絶縁層、該絶縁層に接着され、該パワー半導体素子の放熱手段となる金属ベース、を備えたパワー半導体モジュールにおいて、
前記パワー半導体回路は一枚の前記金属ベース上に複数個存在し、かつ、前記パワー半導体回路は２つ以上の領域に分割されてエポキシ樹脂で封止され、分割された封止領域間は、前記金属ベース表面に接して部分的に前記封止エポキシ樹脂で接続されていることを特徴とするパワー半導体モジュール。
【請求項２】
請求項１において、
前記部分的に封止領域間を接続する領域の幅は、接続領域が形成される封止領域の幅の１／１０以下であることを特徴とするパワー半導体モジュール。
【請求項３】
請求項１、又は２において、
前記絶縁層は、表面に金属回路パタン、裏面にはんだ接着用金属板を有する金属貼りセラミックス基板であり、かつ、前記金属ベースは、銅を主成分とする銅ベースであることを特徴とするパワー半導体モジュール。
【請求項４】
請求項１，２，３のうちの一つの請求項において、
前記複数のパワー半導体回路は、三相インバータを構成するＵ，Ｖ，Ｗ相回路であり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相回路毎にエポキシ樹脂で分割封止され、封止されたＵ，Ｖ，Ｗ相回路は部分的に該封止エポキシ樹脂で接続されていることを特徴とするパワー半導体モジュール。
【請求項５】
請求項３，又は４において、
前記金属貼りセラミックス基板は、銅貼り窒化珪素基板であることを特徴とするパワー半導体モジュール。
【請求項６】
請求項３，４，５のうちの一つの請求項において、
Ｕ，Ｖ，Ｗ各相回路は、一枚乃至は二枚のセラミックス基板から形成されており、該一枚乃至は二枚のセラミックス基板毎に分割されてエポキシ樹脂で封止されることを特徴とするパワー半導体モジュール。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうちの一つの請求項において、
前記パワー半導体モジュールの封止手段はトランスファモールドであることを特徴とするパワー半導体モジュール。
【請求項８】
電流をスイッチングする複数のパワー半導体素子が接着され、電気的に接続されることによりパワー半導体回路が形成される金属回路パタン、該金属回路パタンが接着される絶縁層、該絶縁層に接着され、該パワー半導体素子の放熱手段となる金属ベース、を備えたパワー半導体モジュールにおいて、
前記パワー半導体回路は一枚の前記金属ベース上に複数個存在し、かつ、前記パワー回路は３つ以上の領域に分割されてエポキシ樹脂で封止され、中央部の封止領域の大きさは、両端の封止領域よりも大きいことを特徴とするパワー半導体モジュール。
【請求項９】
請求項８において、
前記複数のパワー半導体回路は、三相インバータを構成するＵ，Ｖ，Ｗ相回路であり、中央部に配置されたＶ相回路の封止領域のみが両脇のＵ，Ｗ相回路の封止領域よりも大きいことを特徴とするパワー半導体モジュール。
【請求項１０】
電流をスイッチングする複数のパワー半導体素子が接着され、電気的に接続されることによりパワー半導体回路が形成される金属回路パタン、該金属回路パタンが接着される絶縁層、該絶縁層に接着され、該パワー半導体素子の放熱手段となる金属ベース、を備え、
前記パワー半導体回路は一枚の前記金属ベース上に複数存在し、かつ、前記パワー半導体回路は３つ以上の領域に分割されてエポキシ樹脂でトランスファモールドされるパワー半導体モジュールの製法において、
中央部の封止領域ヘトランスファモールド樹脂を注入するゲートの断面積は、両端の封止領域のゲートの断面積よりも小さいことを特徴とするパワー半導体モジュールの製法。
【請求項１１】
電流をスイッチングする複数のパワー半導体素子が接着され、電気的に接続されることによりパワー半導体回路が形成される金属回路パタン、該金属回路パタンが接着される絶縁層、該絶縁層に接着され、該パワー半導体素子の放熱手段となる金属ベース、を備え
前記パワー半導体回路は一枚の前記金属ベース上に複数存在し、かつ、前記パワー半導体回路は３つ以上の領域に分割されてエポキシ樹脂でトランスファモールドされるパワー半導体モジュールの製法において、
中央部の封止領域ヘトランスファモールド樹脂を注入するゲートの数は、両端の封止領域のゲートの数よりも少ないことを特徴とするパワー半導体モジュールの製法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１において、
前記パワー半導体回路は三相インバータを構成するＵ，Ｖ，Ｗ相回路であり、かつ、前記絶縁層は銅貼り窒化珪素基板であり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相回路毎にトランスファモールドされることを特徴とするパワー半導体モジュールの製法。
【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及びその製法に係り、特に、車載用等に用いられる高信頼，長寿命を目的としたパワー半導体モジュール及びその製法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
定格電流百アンペア程度以上の大容量ＩＧＢＴモジュール等、大容量パワー半導体モジュールの封止形態は、パワー半導体チップ，絶縁基板，金属ベース他が接着され内蔵されている樹脂ケース中を、シリコーンゲル等のソフトレジンで封止する構造が一般的である。これは、各種異種部材が接合されているため、歪，応力が内在した構造体を、ソフトレジンよりも剛性の高い樹脂で封止するのは、封止時に新たな大きな応力を発生させ、内蔵部材を破壊させる懸念があり、構造的に成立しにくいためである。
【０００３】
一方、定格電流数十アンペア以下の小容量製品は、非絶縁性ディスクリートパッケージに代表されるように、構造が比較的単純、かつ、小型であるため、ハードレジンであるエポキシ樹脂で封止しても、上述の応力問題が発生しづらい。そこで、エポキシ樹脂でトランスファモールドする構造が、量産性に優れ、製造コスト低減に優れているために採用されてきている。また、トランスファモールドされたパッケージは、内蔵された部材間の接合応力が分散，低減されるため、高信頼，長寿命化できることが知られている。
【０００４】
そこで、上述した封止時の大きな応力の問題を解決すれば、トランスファモールド封止技術を、数十アンペア以下の小容量製品のみではなく、中，大容量製品にも適用することが可能である。
【０００５】
〔特許文献１〕が示しているパッケージ構造は、可能な限り従来の小容量トランスファモールドパッケージ構造を踏襲しているのが特徴である。
【０００６】
すなわち、パッケージの絶縁は、大容量品で一般的なセラミックス基板ではなく、応力発生の少ない柔らかい絶縁樹脂シートで実現しており、熱伝導率の低い絶縁樹脂シートの欠点を解消するため、厚く、大きな銅ヒートスプレッダを採用し、この上にパワー半導体チップをはんだで接着し、熱を大きく拡散させて伝熱面積を大きくすることで低熱抵抗化を図る構造になっている。
【０００７】
但し、この〔特許文献１〕の構造の欠点は、パッケージが一相パッケージであるため、インバータ製品に適用する場合、本パッケージを３台実装しなければならないこと、及び、パッケージの取付けが困難なことである。
【０００８】
また、パワー半導体モジュールのように、放熱性が重要な性能である製品において、取付けにおいて放熱器との熱的な接触は極めて重要な要素であるため、取付け箇所は最低２箇所を備えることが常識であった。
【０００９】
このような問題に対して、製品一箇所で良好な熱的接触を実現するために、〔特許文献２〕では特別な取付け治具を用いている。しかしながら、このような治具を用いることは、工数を含め実装コストの増大をもたらす。また、本構造において、中央の取付けボルト用貫通穴はパッケージに穴を穿って作られており、ボルトは封止樹脂を締結することになる。これにより樹脂はクリープし、締結力の経年劣化の懸念があるため、通常、樹脂部を締結しての取り付けは避けることが望まれる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１６５２８１号公報
【特許文献２】特開２００４−８７５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来の技術に対して、解決しようとする課題は、大容量パワー半導体素子をトランスファモールド（以下、ＴＭと称する）するモジュールにおいて、未だ実現されていない、一枚の放熱板上に三相インバータの駆動パワー半導体素子を搭載した、所謂三相パワー半導体モジュールを実現することである。
【００１２】
この課題は、モジュール実装部の面積を大型化しないために重要であり、放熱板に直接冷却水を当てて冷却する、所謂直接冷却型パワー半導体モジュールの場合、取付け部、即ち、冷却水シール部の面積が大きいため、三相パワー半導体モジュールとすることは特に重要である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は電流をスイッチングする複数のパワー半導体素子
が接着され、電気的に接続されることによりパワー半導体回路が形成される金属回路パタン、該金属回路パタンが接着される絶縁層、該絶縁層に接着され、該パワー半導体素子の放熱手段となる金属ベース、を備えたパワー半導体モジュールにおいて、前記パワー半導体回路は一枚の前記金属ベース上に複数個存在し、かつ、前記パワー半導体回路は２つ以上の領域に分割されてエポキシ樹脂で封止され、分割された封止領域間は、前記金属ベース表面に接して部分的に前記封止エポキシ樹脂で接続されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のパワー半導体モジュールは、前記部分的に封止領域間を接続する領域の幅は、接続領域が形成される封止領域の幅の１／１０以下であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明のパワー半導体モジュールは、前記絶縁層は、表面に金属回路パタン、裏面にはんだ接着用金属板を有する金属貼りセラミックス基板であり、かつ、前記金属ベースは、銅を主成分とする銅ベースであることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明のパワー半導体モジュールは、前記複数のパワー半導体回路は、三相インバータを構成するＵ，Ｖ，Ｗ相回路であり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相回路毎にエポキシ樹脂で分割封止され、封止されたＵ，Ｖ，Ｗ相回路は部分的に該封止エポキシ樹脂で接続されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明のパワー半導体モジュールは、前記金属貼りセラミックス基板は、銅貼り窒化珪素基板であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明のパワー半導体モジュールは、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相回路は、一枚乃至は二枚のセラミックス基板から形成されており、該一枚乃至は二枚のセラミックス基板毎に分割されてエポキシ樹脂で封止されることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明のパワー半導体モジュールは、前記パワー半導体モジュールの封止手段はトランスファモールドであることを特徴とするものである。
【００２０】
更に、上記課題を解決するために、本発明は電流をスイッチングする複数のパワー半導体素子が接着され、電気的に接続されることによりパワー半導体回路が形成される金属回路パタン、該金属回路パタンが接着される絶縁層、該絶縁層に接着され、該パワー半導体素子の放熱手段となる金属ベース、を備えたパワー半導体モジュールにおいて、前記パワー半導体回路は一枚の前記金属ベース上に複数個存在し、かつ、前記パワー回路は３つ以上の領域に分割されてエポキシ樹脂で封止され、中央部の封止領域の大きさは、両端の封止領域よりも大きいことを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明のパワー半導体モジュールは、前記複数のパワー半導体回路は、三相インバータを構成するＵ，Ｖ，Ｗ相回路であり、中央部に配置されたＶ相回路の封止領域のみが両脇のＵ，Ｗ相回路の封止領域よりも大きいことを特徴とするものである。
【００２２】
更に、上記課題を解決するために、本発明は電流をスイッチングする複数のパワー半導体素子が接着され、電気的に接続されることによりパワー半導体回路が形成される金属回路パタン、該金属回路パタンが接着される絶縁層、該絶縁層に接着され、該パワー半導体素子の放熱手段となる金属ベース、を備え、前記パワー半導体回路は一枚の前記金属ベース上に複数存在し、かつ、前記パワー半導体回路は３つ以上の領域に分割されてエポキシ樹脂でトランスファモールドされるパワー半導体モジュールの製法において、中央部の封止領域ヘトランスファモールド樹脂を注入するゲートの断面積は、両端の封止領域のゲートの断面積よりも小さいことを特徴とするものである。
【００２３】
更に、上記課題を解決するために、本発明は電流をスイッチングする複数のパワー半導体素子が接着され、電気的に接続されることによりパワー半導体回路が形成される金属回路パタン、該金属回路パタンが接着される絶縁層、該絶縁層に接着され、該パワー半導体素子の放熱手段となる金属ベース、を備え前記パワー半導体回路は一枚の前記金属ベース上に複数存在し、かつ、前記パワー半導体回路は３つ以上の領域に分割されてエポキシ樹脂でトランスファモールドされるパワー半導体モジュールの製法において、中央部の封止領域ヘトランスファモールド樹脂を注入するゲートの数は、両端の封止領域のゲートの数よりも少ないことを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明のパワー半導体モジュールの製法は、前記パワー半導体回路は三相インバータを構成するＵ，Ｖ，Ｗ相回路であり、かつ、前記絶縁層は銅貼り窒化珪素基板であり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相回路毎にトランスファモールドされることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
ＴＭにおいて、ＴＭ樹脂領域が過大の場合、樹脂ボイドを無くすことが極めて困難であり、さらに、ＴＭ樹脂そのもの、あるいは、ＴＭ樹脂と内蔵部材界面応力が過大になり、ＴＭ構造を実現することはできなくなる。
【００２６】
従って、本発明のＴＭ型大容量三相ＩＧＢＴモジュールにおいて、封止領域を分割することは、大型ＴＭ構造そのものを成立させる効果がある。また、分割させた封止領域間を封止領域と比べて体積的に無視できる大きさで接続することは、分割させた領域間でＴＭ樹脂を通流させることが可能となり、モールド圧力を均等化させることができるため、分割封止領域の間隔を可能な限り小さくすることができる効果がある。これは、ＴＭ金型の封止領域を分割する仕切り部に一方向から荷重が印加されることを防げるため、仕切り部の強度、即ち、幅を狭くできるためである。
【００２７】
また、各領域への樹脂注入口、即ち、ゲートの幅，本数を調整することは、樹脂注入速度，時間を制御できる効果があり、上記同様、仕切り部に一方向から荷重が印加されることを防げるため、仕切り部の強度、即ち、幅を狭くできる効果が有る。更には、各領域間に通流口を設け、かつ、各領域への樹脂注入速度を制御して充填速度を可能な限り均一化することで、より高品質な大容量三相ＩＧＢＴモジュールのＴＭ化を実現させる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施例を説明する。
【００２９】
本発明は長寿命，高信頼大容量三相ＩＧＢＴモジュールを実現できる構造として、従来のシリコーンゲル封止に代わり、エポキシ樹脂でＴＭ封止する構造において、封止領域を三分割し、ＴＭ時に分割された各領域にアンバランスな封止圧力が印加されないような構造，封止方法とすることで、ＴＭ樹脂部に過大な応力を発生させること無く、かつ、モジュールサイズを大型化させずに、ＴＭ型大容量三相ＩＧＢＴモジュールを実現したものである。
【実施例１】
【００３０】
図１，図２，図４を使用して第一の実施例について説明する。図１は、ＴＭ型三相モジュール外観表面の摸式図であり、図２はモジュール長手方向の外観側面模式図、図３は、モールド前の内部構造の一部表面を模式的に示した図である。
【００３１】
本実施例ＩＧＢＴモジュール１００の定格電圧／電流は６００Ｖ／４００Ａである。まず、図３を使用して封止前のモジュールの内部構造４００について説明する。尚、図３では簡略化のため、図１に示している主端子，制御端子は省略している。概略１０mm角のＩＧＢＴチップ４０３、概略６mm×８mmのＦＷＤ（Free Wheeling Diode）ダイオードチップ４０４は各２チップが並列で一枚の銅貼り窒化珪素基板４０２に、厚さ０.１mm，融点３００℃以上の高融点はんだで接着されている。尚、セラミックス基板として銅貼り窒化珪素基板を選定したのは、他のセラミックス基板の場合、温度履歴による熱応力で基板が割れてしまうからである。銅貼り窒化珪素基板の場合、強度が他のセラミックス基板の２倍程度あり、本現象は発生しないことが分かっている。一枚の基板で三相インバータ回路の１アームを構成している。
【００３２】
銅貼り窒化珪素基板４０２の大きさは、概略２５mm×５０mmであり、部材厚さは以下の通りである。表面回路パタン厚さ０.５mm，裏面銅板厚さ０.４mm，窒化珪素厚さ０.３mmである。ＩＧＢＴチップ４０３，ＦＷＤチップ４０４の厚さは０.３５mmである。パワー半導体チップが搭載された銅貼り窒化珪素基板４０２は、厚さ０.１５mm，融点１８０℃程度の低融点はんだ（共晶はんだ）で銅ベース１０５にはんだ接着されている。銅ベース１０５の材質は無酸素銅であり、厚さは３mmである。銅貼り窒化珪素基板４０２の銅板、及び、銅ベース１０５の表面はいずれもニッケルメッキ処理されている。ニッケルメッキ層の厚さは６μｍ程度である。上記２箇所のはんだ接着層の信頼性を考慮してニッケルメッキ処理を実施している。
【００３３】
銅ベース１０５には貫通穴１１１が設けられ、本貫通穴でＩＧＢＴモジュール１００はヒートシンクへ取り付けられる。本実施例では、Ｍ６ボルトでの締結を想定しており、貫通穴１１１は６.６φとしている。ＩＧＢＴチップ４０３，ダイオードチップ４０４表面電極から銅貼り窒化珪素基板４０２上回路パタンへの接続は、線径４００μｍのＡｌワイヤ４０５で実施されている。尚、この図面においてＡｌワイヤとしては全ワイヤを描いておらず、代表的なワイヤのみ模式的に記載している。窒化珪素基板４０２の銅ベース１０５へのはんだ接着、及び、窒化珪素基板４０２への主端子、及び、制御端子接着が完了した後にトランスファモールドされる。
【００３４】
２枚の銅貼り窒化珪素基板４０２周囲に形成された２列の溝４０１は、幅，間隔とも１.５mmであり、溝深さは１mmである。銅ベース１０５をプレス加工で溝４０１を形成することを考慮し、無理なく形成できる寸法としている。この２列の溝４０１により銅ベースに線状の突起４０６が形成され、ＴＭ樹脂がこの突起４０６を強固にかしめることで、銅ベースとＴＭ樹脂の剥離を防止する、所謂モールドロック用の溝である。本モールドロック構造がないと、ＴＭ樹脂／銅ベース界面のせん断応力のため、熱応力、乃至は外部からの機械的応力によって、界面剥離が発生してしまう。また、本実施例では、より強固にＴＭ樹脂を接着させるため、銅ベース１０５を含む内蔵部材全てにポリアミド樹脂をコーティングしている。即ち、機械的、及び、化学的な接着でＴＭ樹脂接着を実現している。
【００３５】
図３に示す構造をＴＭしたものが、図１，図２に示す外観模式図である。概略８０mm×２１０mmの銅ベース１０５上にＵ，Ｖ，Ｗ相毎に３分割され、各々封止領域１０２，１０３，１０４となっている。封止エポキシ樹脂の線膨張係数αは１６ppm／Ｋ程度であり、銅ベースのαとほぼ一致させている。また、封止エポキシ樹脂の弾性係数Ｅは、１６ＧＰａ程度である。ひとつの封止領域の大きさは６５mm角程度であり、ＴＭとしてはかなり大きな形状である。従って、３分割とせず、一体でＴＭすると、封止領域は過大となり、樹脂ボイドが問題となり、封止を実現することは困難になる。銅ベース１０５表面からＴＭ樹脂表面までの距離、即ち、ＴＭ樹脂厚さは６mmである。この高さは、図３のＡｌワイヤ４０５に対して十分余裕のある高さになっている。銅ベース１０５の厚さ３mmと合わせ、モジュールの厚さは９mmである。本樹脂物性、及び、封止領域構造と併せ、モジュール底面の反りは０.１mm程度以下とすることができた。この反りは従来のゲル封止モジュールと同程度以下であり、取付け信頼性上、全く問題ない反り量である。
【００３６】
一方、分割した場合の課題は、各領域１０２，１０３，１０４へ如何に均一にＴＭ樹脂を注入するか、である。例えば、Ｖ相の封止領域１０３中央近傍に設けられた２箇所の樹脂注入口からＴＭ樹脂が注入された場合、よほど理想的に樹脂経路（ランナ）を形成しない限り、わずかな樹脂注入のアンバランスで、Ｖ相の封止領域１０３に優先的に樹脂が注入されるため、封止領域１０３の封止圧力は過大になり、両側の領域１０２，１０４へ張り出した形状になってしまう。領域１０２，１０３，１０４を分離する部分の金型が封止樹脂圧力の影響で変形してしまうためである。ＴＭは、大気圧下で樹脂を滴下させた後に硬化させる、いわゆるポッティング法と比べ、高圧力でエポキシ樹脂を注入，硬化させるため、封止信頼性を飛躍的に向上できるが、大規模ＴＭの場合、このような欠点が発生する。このことを避けるためには、封止領域の分離領域１１２の幅を大きくすることで、この部分の金型強度を高くして樹脂圧力に耐えられるようにすることが考えられる。しかしながら、このためには、例えば分離領域１１２の幅を１０mm程度にしなければならず、製作した場合に三相モジュールとして小型化する効果が大幅に減殺されてしまう。つまり、あえて三相モジュールとする価値はなくなってしまう。そこで、本実施例では、各領域１０２，１０３，１０４間の一部にＴＭ樹脂の通流領域１０１を形成し、仮に大幅に各領域１０２，１０３，１０４への樹脂注入速度が異なった場合でも、本領域で樹脂が通流することで、一部の領域のみのモールド圧力が過大になることを防止している。本実施例では、通流領域の形状は半径１.５mmの半円とし、２箇所の分離領域１１２に各々３本形成している。以上のように通流領域１０１を形成することにより、モールド圧力７ＭＰａの場合、分離領域１１２の幅は１mmとすることができた。
【００３７】
以上述べた構造で、−４０℃から１２５℃へ繰り返して温度を変化させる温度サイクル試験において、３０００回以上の耐量を実現できた。この耐量は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相毎に封止領域を分割せず、一体で封止した場合、ＴＭ樹脂界面の応力が過大になり、実現できない耐量である。
【００３８】
本実施例のその他の特徴は、主端子である電源端子１０６，グランド端子１０７，出力端子１０８の形状である。通常のＩＧＢＴモジュールでは、樹脂ケースに端子をインサート成型した、所謂、インサートケース中に、主端子と外部バスバーを取り付けるためのナットを埋め込んでいる。しかしながら、本発明のようにＴＭ型モジュールの場合、この構造の実現は極めて困難である。そこで、ナットの代わりに、Ｍ６ボルト１０９を厚さ１mmの主端子１０６，１０７，１０８に挿入，固定し、主端子を封止領域１０２，１０３，１０４上に、ボルト１０９に対して上を向くように折り曲げている。本構造とすることで、モジュール１００が小型化できると同時に、主端子は内部端子の上に折り曲げられた構造になっているため、磁束がキャンセルされる効果で低インダクタンス化を実現できる。
【実施例２】
【００３９】
図４を使用して実施例２について説明する。実施例１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相毎に分割された封止領域１０２，１０３，１０４間を、ＴＭ樹脂通流領域１０１を設け、モールドが注入されるＶ相封止領域１０３のモールド圧力が過大になるのを防ぐ構造であった。本実施例は、各封止領域の大きさを変化させて、特定の領域のみのモールド圧力が過大になるのを防ぐ構造になっている。
【００４０】
図４は、図１同様、ＴＭ型三相ＩＧＢＴモジュール５００の平面模式図である。実施例１と同じ定格電圧／電流であり、銅ベース５０４上に、銅貼り窒化珪素基板で構成された三相インバータ回路が搭載されていること等、基本的に実施例１の構成を踏襲している。特徴はＵ，Ｖ，Ｗ各相の封止領域５０１，５０２，５０３の形状である。
【００４１】
前述の実施例１のように、本構造の場合、Ｖ相封止領域５０２近傍から樹脂を注入するのが対称性から考えて最も考え易い。この場合、封止領域５０２が最も注入され易いため、充填時間を両側の封止領域５０１，５０３と合わせる為、封止領域５０２をほかの領域５０１，５０３より大きくしている。ＴＭ樹脂注入経路（ランナ）、及び、樹脂注入速度の最適化も併せて必要な場合もあるが、本構造でも実施例１の樹脂通流領域１０１無しで各相分離領域５０６の幅を１mmとすることができた。
【実施例３】
【００４２】
図５を使用して実施例３について説明する。実施例１，２は封止形状の工夫で分割された封止領域を、間隔狭く、かつ、一括でＴＭするものであった。本実施例は、製法上の工夫で上記を実現するものである。
【００４３】
図５の上方には、図１同様、ＴＭ型三相ＩＧＢＴモジュール６００の平面模式図を示している。定格等、モジュールの内容は実施例１，２と同様である。さらに、ＩＧＢＴモジュール６００模式図下に描いたのは、樹脂注入口６０６、及び、ランナ６０７を模式的に示したものであり、ＴＭ金型中に形成される構造と、モールド完成品の構造を模式的に併せて描いている。これまで述べてきたように、本発明の目的は、分割された封止領域６０１，６０２，６０３の充填圧力のばらつきを抑制することである。従って、ランナを抜本的に設計して、各領域の充填が完了する時間を均一化すれば実現できる。本実施例では、各領域６０１，６０２，６０３へのランナ６０８，６０９，６１０を変化させて、樹脂流動解析を実施することで、各領域の樹脂充填の様子を解析することで実現した。その結果、ランナ６０８，６０９，６１０の幅を５mm一定とし、樹脂が注入し易い領域６０２のランナ６０９本数を２本とし、その他のランナ６０８，６１０の本数を３本とすることで充填時間を均一化できた。よって、ＴＭ型三相ＩＧＢＴモジュールの形状は、図１に示すＩＧＢＴモジュール１００から樹脂通流領域１０１を削除したのみの構造にすることが出来た。即ち、間隔の幅は１mmとし、分割しない場合と遜色ない小型化を実現できた。
【実施例４】
【００４４】
図６を使用して実施例４について説明する。本実施例も実施例３同様、製法上の工夫で本発明構造を実現したものである。
【００４５】
図６上方は図５同様ＴＭ型三相ＩＧＢＴモジュール７００の平面模式図、及び、この平面模式図の下は金型のランナ模式図を示している。実施例３では、各相へのランナの本数を設計して各相の均一充填を実現していた。本実施例では、ランナの幅を変化させて実現している。樹脂注入口７０６から注入されたＴＭ樹脂はランナ７０７を経由して各相へのランナ７０８，７０９，７１０で注入される。本実施例では、各相へのランナ本数は３本で一定とし、注入され易いＶ相封止領域７０２のランナ７０９の幅を３mmとし、Ｕ，Ｗ相封止領域７０１，７０３のランナ７０８，７１０の幅を５mmとして断面積を変化させている。このようなランナ形状とすることで、ほぼ均一な充填を実現でき、本発明の目的を達成できた。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
大容量三相ＩＧＢＴモジュールをトランスファモールドでエポキシ樹脂封止する構造において、本発明により以下が実現できる。三相モジュールの小型化を損なわないで、従来同様に金属ベースの複数箇所で強固に取り付けられる。また、エポキシ樹脂封止により内蔵部材接着部の歪，応力の分散を実現できるため、モジュールの飛躍的な高信頼，長寿命を実現できる。以上の利点は、ＨＥＶ用途等、今後、ますます高温環境で使用されるようになるパワー半導体モジュールへの適用が期待できる。さらには、長寿命化は、動作時の温度振幅増大を可能にするため、パワー半導体素子を小型化できることを意味し、パワー半導体モジュールの低コスト化，小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の基本構造を示した説明図（外観表面模式図）である。（実施例１）
【図２】本発明の基本構造を示した説明図（外観側面模式図）である。（実施例１）
【図３】本発明の基本構造を示した説明図（内観平面模式図）である。（実施例１）
【図４】他の本発明構造を示した説明図（外観表面模式図）である。（実施例２）
【図５】本発明のモールド法を示した説明図（外観表面模式図、及び、ランナの概念図）である。（実施例３）
【図６】本発明のモールド法を示した説明図（外観表面模式図、及び、ランナの概念図）である。（実施例４）
【符号の説明】
【００４８】
１００，３００，５００，６００，７００  ＩＧＢＴモジュール
１０１  トランスファモールド樹脂通流領域
１０２，５０１，６０１，７０１  封止領域（Ｕ相）
１０３，５０２，６０２，７０２  封止領域（Ｖ相）
１０４，５０３，６０３，７０３  封止領域（Ｗ相）
１０５，５０４，６０４，７０４  銅ベース
１０６  主端子（電源端子）
１０７  主端子（グランド端子）
１０８  主端子（出力（Ｕ）端子）
１０９  ボルト
１１０  制御端子
１１１，５０５，６０５，７０５  貫通穴
１１２，５０６，６１１，７１１  分離領域
６０６，７０６  樹脂注入口
６０７，７０７  ランナ
６０８，７０８  Ｕ相領域へのランナ
６０９，７０９  Ｖ相領域へのランナ
６１０，７１０  Ｗ相領域へのランナ
３０１  トランスファモールド樹脂
３０２，４０３  ＩＧＢＴチップ
３０３，４０４  ダイオードチップ
３０４  ＩＧＢＴ接着はんだ層
３０５  ダイオード接着はんだ層
３０６  モジュール取付け穴
３０７，３０８  銅ヒートスプレッダ
３０９  絶縁樹脂層
３１０  絶縁樹脂層保護用銅板
３１１  主端子
４００  内部構造
４０１  溝
４０２  窒化珪素基板
４０５  Ａｌワイヤ
４０６  銅ベース突起
【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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