(57)【要約】  半導体モジュールは、回路基板と、第１の面に第１の電極パッドを有し、第１の面とは反対側の第２の面で回路基板に接合され、第１の面及び第２の面と交わる側面を有する半導体チップと、第１の電極パッドに電気的に接続された外部端子と、外部端子を固定する絶縁部材と、を有し、絶縁部材が複数の部位で半導体チップの側面に接触することによって、第１の面に平行な面内での半導体チップの絶縁部材に対する相対的な平行移動及び回転移動が制限され、外部端子は絶縁部材を貫通している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
第１の面に第１の電極パッドを有し、前記第１の面とは反対側の第２の面で前記回路基板に接合され、前記第１の面及び前記第２の面に交わる側面を有する半導体チップと、
前記第１の電極パッドに電気的に接続された外部端子と、
前記外部端子を固定する絶縁部材と、
を有し、
前記絶縁部材が複数の部位で前記半導体チップの前記側面に接触することによって、前記第１の面に平行な面内での前記半導体チップの前記絶縁部材に対する相対的な平行移動及び回転移動が制限され、
前記外部端子は前記絶縁部材を貫通している半導体モジュール。
【請求項２】
前記半導体チップの前記第１の面が前記絶縁部材により覆われ、
前記外部端子は前記第１の面に垂直な方向に前記絶縁部材を貫通する請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記外部端子の前記第１の電極パッドに接触する面が、前記第１の電極パッドの前記外部端子に接触する面の形状と相似の形状を有する請求項１又は請求項２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記絶縁部材は、前記半導体チップの全周にわたって前記側面に接触している請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記半導体チップの平面形状は四角形であり、
前記絶縁部材は、前記四角形の各辺に対応する前記側面に少なくとも１か所ずつ接触している請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記回路基板は前記半導体チップ側の面に回路パターンを有し、
前記半導体チップは前記第２の面に第２の電極パッドを有し、
前記第２の電極パッドが前記回路パターンに電気的に接続されている請求項１〜請求項５のいずれか１項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、ＳｉＣを含む材料により形成されている請求項１〜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】
回路基板と、
第１の面に主電極パッド及び制御電極パッドを有し、前記第１の面とは反対側の第２の面で前記回路基板に接合され、前記第１の面及び前記第２の面に交わる側面を有する半導体チップと、
前記主電極パッドに電気的に接続された主端子と、
前記制御電極パッドに電気的に接続された制御端子と、
前記主端子及び前記制御端子を固定する絶縁部材と、
を有し、
前記半導体チップの前記第１の面が前記絶縁部材により覆われ、
前記絶縁部材が前記半導体チップの側面に全周にわたって接触することによって、前記第１の面に平行な面内での前記半導体チップの前記絶縁部材に対する相対的な平行移動及び回転移動が制限され、
前記主端子及び前記制御端子は、前記第１の面に垂直な方向に前記絶縁部材を貫通している半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体モジュールに関する。【０００２】
本出願は、２０１８年３月８日出願の日本出願第２０１８−０４２０５０号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【０００３】
大電流を流すことのできる半導体チップを有する半導体モジュールは、電気自動車等の他、電力用途等に用いられている。半導体モジュールでは、半導体チップの電極パッドには、棒状の外部端子が接続されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−９２１８５号公報
【発明の概要】
【０００５】
本実施形態の一観点によれば、半導体モジュールは、回路基板と、第１の面に第１の電極パッドを有し、第１の面とは反対側の第２の面で回路基板に接合され、前記第１の面及び前記第２の面に交わる側面を有する半導体チップと、第１の電極パッドに電気的に接続された外部端子と、外部端子を固定する絶縁部材と、を有する。絶縁部材が複数の部位で半導体チップの側面に接触することによって、第１の面に平行な面内での半導体チップの絶縁部材に対する相対的な平行移動及び回転移動が制限されている。外部端子は絶縁部材を貫通している。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る半導体モジュールを示す分解斜視図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第１の実施形態における半導体チップ、絶縁部材及び外部端子を示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、第１の実施形態における半導体チップ、絶縁部材及び外部端子を示す分解斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態に係る半導体モジュールを製造する方法を示す断面図（その１）である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施形態に係る半導体モジュールを製造する方法を示す断面図（その２）である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、第１の実施形態に係る半導体モジュールを製造する方法を示す断面図（その３）である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、第１の実施形態に係る半導体モジュールを製造する方法を示す断面図（その４）である。
【図５Ａ】図５Ａは、第２の実施形態に係る半導体モジュールにおける主端子及び制御端子と主電極パッド及び制御電極パッドとの関係を示す斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第２の実施形態に係る半導体モジュールにおける主端子及び制御端子と主電極パッド及び制御電極パッドとの関係を示す上面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第３の実施形態に係る半導体モジュールにおける主端子及び制御端子と主電極パッド及び制御電極パッドとの関係を示す斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第３の実施形態に係る半導体モジュールにおける主端子及び制御端子と主電極パッド及び制御電極パッドとの関係を示す上面図である。
【図７】図７は、第４の実施形態に係る半導体モジュールにおける半導体チップ、絶縁部材及び外部端子を示す斜視図である。
【図８】図８は、第５の実施形態に係る半導体モジュールにおける半導体チップ、絶縁部材及び外部端子を示す斜視図である。
【図９】図９は、第６の実施形態に係る半導体モジュールにおける半導体チップ、絶縁部材、外部端子及び支持部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
近年、半導体チップの改良により、大電流を流すことができる半導体チップの更なる微細化が可能となっている。しかしながら、半導体チップの微細化に伴って外部端子をも微細化すると、外部端子を流れる電流が制限されてしまう。また、大きな電流を流せるサイズの外部端子を用いながら半導体チップを微細化すると、外部端子と電極パッドとの間のわずかな位置ずれで接合不良及び短絡等の不具合が生じてしまう。
【０００８】
そこで、本開示は、外部端子と電極パッドとの間の位置ずれを生じにくくすることができる半導体モジュールを提供することを目的とする。
【０００９】
本開示によれば、外部端子と電極パッドとの間の位置ずれを生じにくくすることができる。
【００１０】
実施するための形態について、以下に説明する。
【００１１】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
【００１２】
〔１〕  本開示の一態様に係る半導体モジュールは、回路基板と、第１の面に第１の電極パッドを有し、前記第１の面とは反対側の第２の面で前記回路基板に接合され、前記第１の面及び前記第２の面に交わる側面を有する半導体チップと、前記第１の電極パッドに電気的に接続された外部端子と、前記外部端子を固定する絶縁部材と、を有し、前記絶縁部材が複数の部位で前記半導体チップの前記側面に接触することによって、前記第１の面に平行な面内での前記半導体チップの前記絶縁部材に対する相対的な平行移動及び回転移動が制限され、前記外部端子は前記絶縁部材を貫通している。
【００１３】
大電流を流すことができる半導体チップの更なる微細化が可能となっているが、半導体チップの微細化に伴って外部端子をも微細化すると、外部端子を流れる電流が制限されてしまう。従って、大きな電流を流せるサイズの外部端子を用いながら半導体チップを微細化することが望まれるが、この場合には、外部端子と電極パッドとの間のわずかな位置ずれで接合不良及び短絡等の不具合が生じるおそれがある。発明者は、鋭意検討を行った結果、外部端子と電極パッドとの間の位置ずれが生じにくく、大電流を流すことが可能な構造の半導体モジュールに想到するに至った。本開示は、このように発明者により想到されたものに基づくものである。
【００１４】
〔２〕  前記半導体チップの前記第１の面が前記絶縁部材により覆われ、前記外部端子は前記第１の面に垂直な方向に前記絶縁部材を貫通する。外部端子と第１の電極パッドとの接続を安定にしやすい。
【００１５】
〔３〕  前記外部端子の前記第１の電極パッドに接触する面が、前記第１の電極パッドの前記外部端子に接触する面の形状と相似の形状を有する。外部端子の電流が流れる方向に対する断面積を大きくし、より大きな電流を流すことが可能となる。
【００１６】
〔４〕  前記絶縁部材は、前記半導体チップの全周にわたって前記側面に接触している。全周にわたって側面を絶縁部材により保護することができる。
【００１７】
〔５〕  前記半導体チップの平面形状は四角形であり、前記絶縁部材は、前記四角形の各辺に対応する前記側面に少なくとも１か所ずつ接触している。位置合わせの優れた安定性を得ることができる。
【００１８】
〔６〕  前記回路基板は前記半導体チップ側の面に回路パターンを有し、前記半導体チップは前記第２の面に第２の電極パッドを有し、前記第２の電極パッドが前記回路パターンに電気的に接続されている。いわゆる縦型の半導体チップを備えた半導体モジュールに適用することができる。
【００１９】
〔７〕  前記半導体チップは、ＳｉＣを含む材料により形成されている。ＳｉＣを用いた半導体チップは微細化に好適である。
【００２０】
〔８〕  本開示の他の一態様に係る半導体モジュールは、回路基板と、第１の面に主電極パッド及び制御電極パッドを有し、前記第１の面とは反対側の第２の面で前記回路基板に接合され、前記第１の面及び前記第２の面に交わる側面を有する半導体チップと、前記主電極パッドに電気的に接続された主端子と、前記制御電極パッドに電気的に接続された制御端子と、前記主端子及び前記制御端子を固定する絶縁部材と、を有し、前記半導体チップの前記第１の面が前記絶縁部材により覆われ、前記絶縁部材が前記半導体チップの側面に全周にわたって接触することによって、前記第１の面に平行な面内での前記半導体チップの前記絶縁部材に対する相対的な平行移動及び回転移動が制限され、前記主端子及び前記制御端子は、前記第１の面に垂直な方向に前記絶縁部材を貫通している。
【００２１】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態について詳細に説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
【００２２】
〔第１の実施形態〕
まず、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る半導体モジュールを示す分解斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。
【００２３】
図１及び図２に示すように、第１の実施形態に係る半導体モジュール１００は、半導体チップ１１０、回路基板１２０、絶縁部材１３０及び外部端子１４０を含む。
【００２４】
半導体チップ１１０は、例えば、Ｓｉ又はＳｉＣにより形成されており、一方の面となる第１の面１１０ａには、主電極パッド１１１及び制御電極パッド１１２が設けられており、他方の面となる第２の面１１０ｂには、主電極パッド１１３が設けられている。尚、小型化や効率の観点からは、半導体チップ１１０は、ＳｉＣにより形成されているものが好ましい。主電極パッド１１１、制御電極パッド１１２及び主電極パッド１１３は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等により形成されている。半導体チップ１１０は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）であり、主電極パッド１１１はソース電極パッド、制御電極パッド１１２はゲート電極パッド、主電極パッド１１３はドレイン電極パッドである。半導体チップ１１０が、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であってもよい。半導体チップ１１０がＩＧＢＴの場合、主電極パッド１１１はエミッタ電極パッド、制御電極パッド１１２はゲート電極パッド、主電極パッド１１３はコレクタ電極パッドである。半導体チップ１１０の形状は特に限定されず、例えば、半導体チップ１１０は３ｍｍ×３ｍｍ、５ｍｍ×５ｍｍ又は１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形の平面形状を有し、半導体チップ１１０の厚さは１００μｍ〜５００μｍである。
【００２５】
回路基板１２０は、絶縁体により形成された絶縁体基板１２１と、一方の面となる第１の面１２０ａに形成された配線層となる金属層１２２と、他方の面となる第２の面１２０ｂに形成された放熱層となる金属層１２３とを有している。金属層１２２は回路パターンを有しており、金属層１２２にはハンダ等の接合材１２４により半導体チップ１１０の主電極パッド１１３が電気的に接続されている。
【００２６】
例えば、絶縁体基板１２１は、セラミックス等の絶縁体材料により形成されており、金属層１２２及び１２３は、Ｃｕ（銅）等により形成されている。
【００２７】
図３Ａは、第１の実施形態における半導体チップ、絶縁部材及び外部端子を示す斜視図であり、図３Ｂは、第１の実施形態における半導体チップ、絶縁部材及び外部端子を示す分解斜視図である。図３Ａ及び図３Ｂでは、図１及び図２とは上下を反転させている。絶縁部材１３０は、平板状の基部１３５、基部１３５上に設けられ開口部１３６を備えたガイド部１３７、及び開口部１３６内で基部１３５上に設けられた四つのストッパ１３８を有する。開口部１３６はその平面形状が半導体チップ１１０の平面形状に一致するように形成されている。例えば、半導体チップ１１０の平面形状は矩形であり、開口部１３６はその四つの側面が半導体チップ１１０の四つの側面１１０ｃに接触する矩形の平面形状を有する。すなわち、絶縁部材１３０は半導体チップ１１０の側面１１０ｃに全周にわたって接触し、第１の面１１０ａに平行な面内での半導体チップ１１０の絶縁部材１３０に対する相対的な平行移動及び回転移動が制限されている。ストッパ１３８は、それぞれ開口部１３６の４隅に配置されている。基部１３５には、主電極パッド１１１に対向する主端子貫通孔１３１及び制御電極パッド１１２に対向する制御端子貫通孔１３２が形成されている。
【００２８】
外部端子１４０は、例えば円柱状の主端子１４１及び制御端子１４２を含む。主端子１４１は主端子貫通孔１３１を貫通して絶縁部材１３０に固定され、不図示のハンダ等により主電極パッド１１１に電気的に接続されている。制御端子１４２は制御端子貫通孔１３２を貫通して絶縁部材１３０に固定され、不図示のハンダ等により制御電極パッド１１２に電気的に接続されている。
【００２９】
ストッパ１３８は、例えば、半導体チップ１１０の高さとの和が開口部１３６の深さ以上となる高さを有する。従って、半導体チップ１１０の第２の面１１０ｂはガイド部１３７の回路基板１２０側の端面１３０ａと面一であるか、又は端面１３０ａよりも回路基板１２０側にある。半導体チップ１１０が基部１３５から突出する高さは、例えば、半導体チップ１１０の厚さの１／２以下である。半導体チップ１１０が基部１３５から突出している場合、端面１３０ａと回路基板１２０との間には隙間１２６が存在する。
【００３０】
例えば、絶縁部材１３０は、アルミナ等のセラミック又はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の有機樹脂により形成され、外部端子１４０は、Ｃｕ（銅）等により形成されている。
【００３１】
（半導体モジュールの製造方法）
次に、半導体モジュール１００を製造する方法について説明する。図４Ａ〜図４Ｄは、半導体モジュール１００を製造する方法を示す断面図である。
【００３２】
先ず、半導体チップ１１０、回路基板１２０、絶縁部材１３０及び外部端子１４０を準備する。そして、図４Ａに示すように、主端子１４１を主端子貫通孔１３１に嵌め込み、制御端子１４２を制御端子貫通孔１３２に嵌め込む。このとき、主端子１４１及び制御端子１４２が開口部１３６の底面から開口部１３６内に突出する高さと主電極パッド１１１又は制御電極パッド１１２の高さとの和が、ストッパ１３８の高さよりも大きくなるようにする。絶縁部材１３０及び外部端子１４０を個別に準備するのではなく、一体的に形成してもよい。次いで、半導体チップ１１０を、主電極パッド１１１が主端子貫通孔１３１及び主端子１４１に対向し、制御電極パッド１１２が制御端子貫通孔１３２及び制御端子１４２に対向するように、基部１３５の上方に位置させる。また、主端子１４１又は主電極パッド１１１に不図示のハンダ等を設け、制御端子１４２又は制御電極パッド１１２に不図示のハンダ等を設ける。ハンダの材料としては、例えばＳｎＳｂ又はＳｎＣｕ等のＳｎ合金が挙げられる。この状態は図３Ｂに示す状態に相当する。
【００３３】
次いで、図４Ｂに示すように、半導体チップ１１０を開口部１３６に嵌め込む。この結果、不図示のハンダ等を介して主端子１４１が主電極パッド１１１に接し、不図示のハンダ等を介して制御端子１４２が制御電極パッド１１２に接する。
【００３４】
次いで、図４Ｃに示すように、半導体チップ１１０の第１の面１１０ａの４隅がそれぞれストッパ１３８に接するまで、半導体チップ１１０を開口部１３６内に押し込む。この結果、主電極パッド１１１及び制御電極パッド１１２が押しつぶされながら、主端子１４１が主電極パッド１１１により強固に接触し、制御端子１４２が制御電極パッド１１２により強固に接触する。この状態は図３Ａに示す状態に相当する。
【００３５】
次いで、図４Ｄに示すように、半導体チップ１１０及び外部端子１４０が嵌め込まれた絶縁部材１３０を上下反転させ、回路基板１２０の金属層１２２上に接合材１２４を設け、接合材１２４上に半導体チップ１１０を載置する。接合材１２４の材料としては、例えばＳｎＳｂ又はＳｎＣｕ等のＳｎ合金が挙げられる。そして、熱処理を行うことで、金属層１２２と主電極パッド１１３とを接合し、主端子１４１を主電極パッド１１１に接合し、制御端子１４２を制御電極パッド１１２に接合する。熱処理の温度は、例えば２３０℃〜２５０℃である。２８０℃程度の温度で短時間の熱処理を行ってもよい。
【００３６】
このようにして第１の実施形態に係る半導体モジュール１００を製造することができる。
【００３７】
このような第１の実施形態では、半導体チップ１１０は、主端子１４１及び制御端子１４２が固定された絶縁部材１３０のガイド部１３７に案内され、主電極パッド１１１が主端子１４１に接触し、制御電極パッド１１２が制御端子１４２に接触する。従って、主端子１４１を高精度で主電極パッド１１１に位置合わせすることができ、制御端子１４２を高精度で制御電極パッド１１２に位置合わせすることができる。特に、半導体チップ１１０の平面形状が四角形であり、絶縁部材１３０が各側面１１０ｃに接触しているため、位置合わせの優れた安定性が得られる。
【００３８】
また、絶縁部材１３０が半導体チップ１１０の側面１１０ｃに接しているため、特に高電圧が発生しやすい側面１１０ｃを絶縁保護することができる。樹脂を用いた封止では、樹脂中に気泡又は鬆が発生し得るため、絶縁部材１３０を用いることで、より信頼性の高い絶縁保護が可能である。更に、半導体チップ１１０を開口部１３６内に嵌め込む際に、半導体チップ１１０の側面１１０ｃ又はガイド部１３７の内側面にシリコーンゴム等の流動性がある絶縁材料を塗布しておくことで、側面１１０ｃを更に強固に保護することが可能になる。なお、端面１３０ａと回路基板１２０との間に隙間１２６が存在していても、この隙間１２６は小さく、また、封止樹脂等の絶縁材料を用いて埋め込むことも可能である。
【００３９】
また、回路パターンを備えた金属層１２２に主電極パッド１１３が電気的に接続されるため、本実施形態は、いわゆる縦型構造の半導体チップ１１０を備えた半導体モジュール１００に好適である。
【００４０】
また、半導体チップ１１０の第２の面１１０ｂがガイド部１３７の端面１３０ａと面一であるか、又は端面１３０ａよりも回路基板１２０側にあるため、接合材１２４を金属層１２２及び主電極パッド１１３に確実に接触させることができる。すなわち、接合に関し優れた信頼性を得ることができる。
【００４１】
〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、主端子及び制御端子の構成の点で第１の実施形態と相違する。図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、第２の実施形態に係る半導体モジュールにおける主端子及び制御端子と主電極パッド及び制御電極パッドとの関係を示す斜視図、上面図である。
【００４２】
第２の実施形態に係る半導体モジュールは、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、外部端子１４０に代えて外部端子２４０を有し、外部端子２４０は角柱状の主端子２４１及び制御端子２４２を有する。主端子２４１は主電極パッド１１１の平面形状と相似の平面形状を有し、主端子２４１の主電極パッド１１１と接する面の面積は、主電極パッド１１１の主端子２４１と接する面の面積より小さい。制御端子２４２は制御電極パッド１１２の平面形状と相似の平面形状を有し、制御端子２４２の制御電極パッド１１２と接する面の面積は、制御電極パッド１１２の制御端子２４２と接する面の面積より小さい。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４３】
電流が流れる方向に対する主端子２４１の断面積は主端子１４１よりも大きくすることができ、電流が流れる方向に対する制御端子２４２の断面積は制御端子１４２よりも大きくすることができる。従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態よりも大きな電流を流すことが可能となる。また、主端子２４１及び制御端子２４２の断面積を大きくしたとしても、主端子２４１を主電極パッド１１１に高精度で位置合わせすることができ、制御端子２４２を制御電極パッド１１２に高精度で位置合わせすることができる。
【００４４】
〔第３の実施形態〕
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、主電極パッド及び主端子の構成の点で第１の実施形態と相違する。図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ、第３の実施形態に係る半導体モジュールにおける主端子及び制御端子と主電極パッド及び制御電極パッドとの関係を示す斜視図、上面図である。
【００４５】
第２の実施形態に係る半導体モジュールは、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、主電極パッド１１１に代えて主電極パッド３１１を有し、外部端子１４０に代えて外部端子３４０を有し、外部端子３４０は主端子３４１及び制御端子２４２を有する。主電極パッド１１１の平面形状が矩形であるのに対し、主電極パッド３１１は主電極パッド１１１と同じ部分に加え、制御電極パッド１１２の両脇まで延出する部分を有する。主端子３４１は主電極パッド３１１の平面形状と相似の平面形状を有し、主端子３４１の主電極パッド３１１と接する面の面積は、主電極パッド３１１の主端子３４１と接する面の面積より小さい。他の構成は第２の実施形態と同様である。
【００４６】
電流が流れる方向に対する主端子３４１の断面積は主端子２４１よりも大きくすることができる。従って、第３の実施形態によれば、第２の実施形態よりも大きな電流を流すことが可能となる。また、主端子３４１の断面積を大きくしたとしても、主端子３４１を主電極パッド３１１に高精度で位置合わせすることができる。
【００４７】
なお、第２、第３の実施形態における「相似」とは、厳密な意味での相似を意味するものではなく、社会通念上、相似とみなすことができる程度に類似していればよく、厳密に相似でなくても、大電流を流すことができるという効果が得られる。例えば、辺の長さの比に若干の相違があってもよい。
【００４８】
〔第４の実施形態〕
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、絶縁部材の構成の点で第１の実施形態と相違する。図７は、第４の実施形態に係る半導体モジュールにおける半導体チップ、絶縁部材及び外部端子を示す斜視図である。
【００４９】
図７に示すように、第４の実施形態に係る半導体モジュールは、絶縁部材１３０に代えて絶縁部材４３０を有する。絶縁部材１３０が半導体チップ１１０の全周を側方から覆うガイド部１３７を有するのに対し、絶縁部材４３０は、それぞれが半導体チップ１１０の四つの角部を側方から覆うガイド部４３７を有している。隣り合うガイド部４３７の間で、半導体チップ１１０の側面１１０ｃの一部が絶縁部材４３０から露出している。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５０】
このような第４の実施形態では、半導体チップ１１０は、主端子１４１及び制御端子１４２が固定された絶縁部材４３０のガイド部４３７に案内され、主電極パッド１１１が主端子１４１に接触し、制御電極パッド１１２が制御端子１４２に接触する。従って、第１の実施形態と同様に、主端子１４１を高精度で主電極パッド１１１に位置合わせすることができ、制御端子１４２を高精度で制御電極パッド１１２に位置合わせすることができる。
【００５１】
また、絶縁部材４３０が半導体チップ１１０の側面１１０ｃに接しているため、特に高電圧が発生しやすい側面１１０ｃを絶縁保護することができる。側面１１０ｃの一部が絶縁部材４３０から露出しているが、その部分については樹脂封止により絶縁保護することができる。
【００５２】
〔第５の実施形態〕
次に、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態は、絶縁部材の構成の点で第１の実施形態と相違する。図８は、第５の実施形態に係る半導体モジュールにおける半導体チップ、絶縁部材及び外部端子を示す斜視図である。
【００５３】
図８に示すように、第５の実施形態に係る半導体モジュールは、絶縁部材１３０に代えて絶縁部材５３０を有する。絶縁部材１３０が半導体チップ１１０の全周を側方から覆うガイド部１３７を有するのに対し、絶縁部材５３０は、それぞれが半導体チップ１１０の四つの側面１１０ｃの中央部を側方から覆うガイド部５３７を有している。隣り合うガイド部５３７の間で、半導体チップ１１０の角部を含む側面１１０ｃの一部が絶縁部材５３０から露出している。また、ストッパ１３８に代えて、ストッパ５３８が各ガイド部３３７の内側に設けられている。ストッパ５３８は、例えば、ストッパ１３８と同様に、半導体チップ１１０の高さとの和が開口部１３６の深さ以上となる高さを有する。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５４】
このような第５の実施形態では、半導体チップ１１０は、主端子１４１及び制御端子１４２が固定された絶縁部材５３０のガイド部５３７に案内され、主電極パッド１１１が主端子１４１に接触し、制御電極パッド１１２が制御端子１４２に接触する。従って、第１の実施形態と同様に、主端子１４１を高精度で主電極パッド１１１に位置合わせすることができ、制御端子１４２を高精度で制御電極パッド１１２に位置合わせすることができる。
【００５５】
また、絶縁部材５３０が半導体チップ１１０の側面１１０ｃに接しているため、特に高電圧が発生しやすい側面１１０ｃを絶縁保護することができる。側面１１０ｃの一部が絶縁部材５３０から露出しているが、その部分については樹脂封止により絶縁保護することができる。
【００５６】
〔第６の実施形態〕
次に、第６の実施形態について説明する。第６の実施形態は、支持部材が加わった点で第１の実施形態と相違する。図９は、第６の実施形態に係る半導体モジュールにおける半導体チップ、絶縁部材、外部端子及び支持部材を示す斜視図である。
【００５７】
第６の実施形態に係る半導体モジュールは、図９に示すように、絶縁部材１３０の回路基板１２０とは反対側に設けられ、絶縁部材１３０を支持する支持部材６００を有する。支持部材６００は、例えば、絶縁部材１３０のハンドリングの際に把持される。また、絶縁部材１３０と比較して広い支持部材６００を用いることで、一つの支持部材６００によって複数の絶縁部材１３０を支持し、複数の半導体チップ１１０への外部端子１４０の位置合わせを同時に高精度で行うこともできる。
【００５８】
例えば、支持部材６００には、絶縁部材１３０と同じ材料を用いることができる。すなわち、支持部材６００は、例えば、アルミナ等のセラミック又はＰＰＳ等の有機樹脂により形成される。
【００５９】
第１〜第６の実施形態のいずれにおいても、開口部１３６内に樹脂等の絶縁材料を充填してもよい。
【００６０】
以上、実施形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１００：半導体モジュール
１１０  半導体チップ
１１０ａ  第１の面
１１０ｂ  第２の面
１１０ｃ  側面
１１１  主電極パッド
１１２  制御電極パッド
１１３  主電極パッド
１２０  回路基板
１２０ａ  第１の面
１２０ｂ  第２の面
１２１  絶縁体基板
１２２  金属層
１２３  金属層
１２４  接合材
１２６  隙間
１３０  絶縁部材
１３０ａ  端面
１３１  主端子貫通孔
１３２  制御端子貫通孔
１３５  基部
１３６  開口部
１３７  ガイド部
１３８  ストッパ
１４０  外部端子
１４１  主端子
１４２  制御端子
２４０  外部端子
２４１  主端子
２４２  制御端子
３１１  主電極パッド
３４１  主端子
４３０  絶縁部材
４３７  ガイド部
５３０  絶縁部材
５３７  ガイド部
５３８  ストッパ
６００  支持部材
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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