(57)【要約】  半導体モジュールは、正の電極パッドと負の電極パッドが設けられており、前記正の電極パッド及び前記負の電極パッドに電気的に接続される半導体素子が搭載されている回路基板を備えたベース部材と、前記正の電極パッド及び前記負の電極パッドを囲むように前記ベース部材に取り付けられた枠状の筐体と、前記正の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第１の電極板と、前記負の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第２の電極板と、を有し、前記筐体内において、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、平行平板に配置されている。
2020035931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の電極パッドと負の電極パッドが設けられており、前記正の電極パッド及び前記負の電極パッドに電気的に接続される半導体素子が搭載されている回路基板を備えたベース部材と、
前記正の電極パッド及び前記負の電極パッドを囲むように前記ベース部材に取り付けられた枠状の筐体と、
前記正の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第１の電極板と、
前記負の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第２の電極板と、
を有し、
前記筐体内において、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、平行平板に配置されている半導体モジュール。
【請求項２】
前記第１の電極板の平板部及び前記第２の電極板の平板部は、前記筐体の外に延びており、前記筐体の外においても、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、平行平板となっている請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記筐体の外において、前記第１の電極板の平板部と前記第２の電極板の平板部との間には、絶縁体のスペーサが設けられている請求項２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記第１の電極板の平板部及び前記第２の電極板の平板部は、前記筐体の外に延びており、前記筐体の外においては、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、上面視において重なってはいない請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記筐体内は、絶縁体の樹脂材料により埋め込まれており、
前記筐体には切り欠き部が設けられており、
前記第１の電極板及び前記第２の電極板は、前記切り欠き部を通り前記筐体の外に延びているものであって、
前記筐体には、前記第１の電極板及び前記第２の電極板が入れられている前記切り欠き部を塞ぎ、前記筐体内に供給された前記樹脂材料の流れを塞き止める塞き止め部材が取り付けられている請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記筐体内において、前記第１の電極板の平板部と前記第２の電極板の平板部との間には、絶縁体部材が設けられている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記半導体素子は、ＳｉＣを含む材料により形成されている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
正の電極パッドと負の電極パッドが設けられており、前記正の電極パッド及び前記負の電極パッドに電気的に接続される半導体素子が搭載されている回路基板を備えたベース部材と、
前記正の電極パッド及び前記負の電極パッドを囲むように前記ベース部材に取り付けられた枠状の筐体と、
前記正の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第１の電極板と、
前記負の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第２の電極板と、
を有し、
前記筐体内において、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、平行平板に配置されており、
前記第１の電極板の平板部及び前記第２の電極板の平板部は、前記筐体の外に延びており、前記筐体の外においても、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、平行平板となっており、
前記筐体の外において、前記第１の電極板の平板部と前記第２の電極板の平板部との間には、絶縁体のスペーサが設けられており、
前記筐体内において、前記第１の電極板の平板部と前記第２の電極板の平板部との間には、絶縁体部材が設けられている半導体モジュール。
【請求項９】
正の電極パッドと負の電極パッドが設けられており、前記正の電極パッド及び前記負の電極パッドに電気的に接続される半導体素子が搭載されている回路基板を備えたベース部材と、
前記正の電極パッド及び前記負の電極パッドを囲むように前記ベース部材に取り付けられた枠状の筐体と、
前記正の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第１の電極板と、
前記負の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第２の電極板と、
を有し、
前記筐体内において、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、平行平板に配置されており、
前記第１の電極板の平板部及び前記第２の電極板の平板部は、前記筐体の外に延びており、前記筐体の外においては、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、上面視において重なってはおらず、
前記筐体内は、絶縁体の樹脂材料により埋め込まれており、
前記筐体には切り欠き部が設けられており、
前記第１の電極板及び前記第２の電極板は、前記切り欠き部を通り前記筐体の外に延びているものであって、
前記筐体には、前記第１の電極板及び前記第２の電極板が入れられている前記切り欠き部を塞ぎ、前記筐体内に供給された前記樹脂材料の流れを塞き止める塞き止め部材が取り付けられており、
前記筐体内において、前記第１の電極板の平板部と前記第２の電極板の平板部との間には、絶縁体部材が設けられ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ものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体モジュールは、電源に一対の半導体素子を直列に接続し、その一対の半導体素子をスイッチングさせ、一対の半導体素子の間から出力を得る装置である。大電流を流すことのできる半導体素子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。このような半導体モジュールでは、半導体素子であるトランジスタをターンオン又はターンオフした際に、電力変換回路の正側入力端子と負側入力端子の間にサージ電圧が発生することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−３５６２７号公報
【発明の概要】
【０００４】
本実施形態の一観点によれば、半導体モジュールは、正の電極パッドと負の電極パッドが設けられており、正の電極パッド及び負の電極パッドに電気的に接続される半導体素子が搭載されている回路基板を備えたベース部材と、正の電極パッド及び負の電極パッドを囲むようにベース部材に取り付けられた枠状の筐体を有している。更に、正の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第１の電極板と、負の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第２の電極板と、を有しており、筐体内において、第１の電極板の平板部と、第２の電極板の平板部とは、平行平板に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、本開示のベース部材の斜視図である。
【図２】図２は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの構成部材の説明図である。
【図３】図３は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの斜視図である。
【図４】図４は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの内部構造の説明図である。
【図５】図５は、本開示の半導体モジュールの要部の等価回路図である。
【図６】図６は、本開示の第１の実施形態の筐体の斜視図である。
【図７】図７は、本開示の第１の実施形態のＰ電極の斜視図である。
【図８】図８は、本開示の第１の実施形態のＰ電極の側面図である。
【図９】図９は、本開示の第１の実施形態のＮ電極の斜視図である。
【図１０】図１０は、本開示の第１の実施形態のＮ電極の側面図である。
【図１１】図１１は、本開示のＯ電極の斜視図である。
【図１２】図１２は、本開示のＯ電極の側面図である。
【図１３】図１３は、本開示の蓋部の斜視図である。
【図１４】図１４は、本開示の第１の実施形態のスペーサの斜視図（１）である。
【図１５】図１５は、本開示の第１の実施形態のスペーサの斜視図（２）である。
【図１６】図１６は、本開示の第１の実施形態のスペーサの側面図である。
【図１７】図１７は、本開示の第１の実施形態のカバーの斜視図である。
【図１８】図１８は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（１）である。
【図１９】図１９は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（２）である。
【図２０】図２０は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（３）である。
【図２１】図２１は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（４）である。
【図２２】図２２は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（５）である。
【図２３】図２３は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（６）である。
【図２４】図２４は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（７）である。
【図２５】図２５は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（８）である。
【図２６】図２６は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（９）である。
【図２７】図２７は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（１０）である。
【図２８】図２８は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（１１）である。
【図２９】図２９は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（１２）である。
【図３０】図３０は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（１３）である。
【図３１】図３１は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（１４）である。
【図３２】図３２は、本開示の第１の実施形態の半導体モジュールの内部構造の拡大図である。
【図３３】図３３は、本開示の絶縁紙の説明図（１）である。
【図３４】図３４は、本開示の絶縁紙の説明図（２）である。
【図３５】図３５は、本開示の第１の実施形態のスペーサの説明図（１）である。
【図３６】図３６は、本開示の第１の実施形態のスペーサの説明図（２）である。
【図３７】図３７は、本開示の第１の実施形態のＰ電極とＮ電極との位置関係の説明図である。
【図３８】図３８は、本開示の第２の実施形態の半導体モジュールの構成部材の説明図である。
【図３９】図３９は、本開示の第２の実施形態の半導体モジュールの斜視図である。
【図４０】図４０は、本開示の第２の実施形態の筐体の斜視図である。
【図４１】図４１は、本開示の第２の実施形態のＰ電極の斜視図である。
【図４２】図４２は、本開示の第２の実施形態のＮ電極の斜視図である。
【図４３】図４３は、本開示の第２の実施形態の塞き止め部材の斜視図である。
【図４４】図４４は、本開示の第２の実施形態の塞き止め部材の側面図である。
【図４５】図４５は、本開示の第２の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（１）である。
【図４６】図４６は、本開示の第２の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（２）である。
【図４７】図４７は、本開示の第２の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（３）である。
【図４８】図４８は、本開示の第２の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（４）である。
【図４９】図４９は、本開示の第２の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（５）である。
【図５０】図５０は、本開示の第２の実施形態の半導体モジュールの製造工程の説明図（６）である。
【図５１】図５１は、本開示の第２の実施形態のＰ電極とＮ電極との位置関係の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
実施するための形態について、以下に説明する。
【０００７】
［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。
【０００８】
〔１〕  本開示の一態様に係る半導体モジュールは、正の電極パッドと負の電極パッドが設けられており、前記正の電極パッド及び前記負の電極パッドに電気的に接続される半導体素子が搭載されている回路基板を備えたベース部材と、前記正の電極パッド及び前記負の電極パッドを囲むように前記ベース部材に取り付けられた枠状の筐体と、前記正の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第１の電極板と、前記負の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第２の電極板と、を有し、前記筐体内において、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、平行平板に配置されている。
【０００９】
半導体モジュールでは、半導体素子であるトランジスタをターンオン又はターンオフした際に、電力変換回路の正側入力端子と負側入力端子の間にサージ電圧が発生することが知られている。このような半導体モジュールにおいては、サージ電圧を低減することが課題となる。発明者らは、正の電極となる第１の電極板と負の電極となる第２の電極板とを平行平板となるように配置し、第１の電極板と第２の電極板との間に相互インダクタンスを発生させることに想到した。このように相互インダクタンスを発生させることにより、半導体モジュールのインダクタンスを低下させることができ、サージ電圧を低減することが可能となる。
【００１０】
〔２〕  前記第１の電極板の平板部及び前記第２の電極板の平板部は、前記筐体の外に延びており、前記筐体の外においても、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、平行平板となっている。
【００１１】
〔３〕  前記筐体の外において、前記第１の電極板の平板部と前記第２の電極板の平板部との間には、絶縁体により形成されたスペーサが設けられている。
【００１２】
〔４〕  前記第１の電極板の平板部及び前記第２の電極板の平板部は、前記筐体の外に延びており、前記筐体の外においては、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、上面視において重なってはいない。
【００１３】
〔５〕  前記筐体内は、絶縁体の樹脂材料により埋め込まれており、前記筐体には切り欠き部が設けられており、前記第１の電極板及び前記第２の電極板は、前記切り欠き部を通り前記筐体の外に延びているものであって、前記筐体には、前記第１の電極板及び前記第２の電極板が入れられている前記切り欠き部を塞ぎ、前記筐体内に供給された前記樹脂材料の流れを塞き止める塞き止め部材が取り付けられている。
【００１４】
〔６〕  前記筐体内において、前記第１の電極板の平板部と前記第２の電極板の平板部との間には、絶縁体部材が設けられている。
【００１５】
〔７〕  前記半導体素子は、ＳｉＣを含む材料により形成されている。
【００１６】
〔８〕  本開示の一態様に係る半導体モジュールは、正の電極パッドと負の電極パッドが設けられており、前記正の電極パッド及び前記負の電極パッドに電気的に接続される半導体素子が搭載されている回路基板を備えたベース部材と、前記正の電極パッド及び前記負の電極パッドを囲むように前記ベース部材に取り付けられた枠状の筐体と、前記正の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第１の電極板と、前記負の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第２の電極板と、を有し、前記筐体内において、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、平行平板に配置されており、前記第１の電極板の平板部及び前記第２の電極板の平板部は、前記筐体の外に延びており、前記筐体の外においても、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、平行平板となっており、前記筐体の外において、前記第１の電極板の平板部と前記第２の電極板の平板部との間には、絶縁体のスペーサが設けられており、前記筐体内において、前記第１の電極板の平板部と前記第２の電極板の平板部との間には、絶縁体部材が設けられている。
【００１７】
〔９〕  本開示の一態様に係る半導体モジュールは、正の電極パッドと負の電極パッドが設けられており、前記正の電極パッド及び前記負の電極パッドに電気的に接続される半導体素子が搭載されている回路基板を備えたベース部材と、前記正の電極パッド及び前記負の電極パッドを囲むように前記ベース部材に取り付けられた枠状の筐体と、前記正の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第１の電極板と、前記負の電極パッドと電気的に接続され、平板部を有する第２の電極板と、を有し、前記筐体内において、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、平行平板に配置されており、前記第１の電極板の平板部及び前記第２の電極板の平板部は、前記筐体の外に延びており、前記筐体の外においては、前記第１の電極板の平板部と、前記第２の電極板の平板部とは、上面視において重なってはおらず、前記筐体内は、絶縁体の樹脂材料により埋め込まれており、前記筐体には切り欠き部が設けられており、前記第１の電極板及び前記第２の電極板は、前記切り欠き部を通り前記筐体の外に延びているものであって、前記筐体には、前記第１の電極板及び前記第２の電極板が入れられている前記切り欠き部を塞ぎ、前記筐体内に供給された前記樹脂材料の流れを塞き止める塞き止め部材が取り付けられており、前記筐体内において、前記第１の電極板の平板部と前記第２の電極板の平板部との間には、絶縁体部材が設けられている。
【００１８】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の一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。また、本開示においては、Ｘ１−Ｘ２方向、Ｙ１−Ｙ２方向、Ｚ１−Ｚ２方向を相互に直交する方向とする。また、Ｘ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向を含む面をＸＹ面と記載し、Ｙ１−Ｙ２方向及びＺ１−Ｚ２方向を含む面をＹＺ面と記載し、Ｚ１−Ｚ２方向及びＸ１−Ｘ２方向を含む面をＺＸ面と記載する。
【００１９】
最初に、大電流を流すことのできる半導体素子を有する半導体モジュールについて説明する。パワーモジュールとなる半導体モジュールにおいては、大電流を流すことのできるスイッチング素子には、従来から、Ｓｉ（シリコン）により形成された半導体素子が用いられていたが、特性の更なる向上が求められていた。
【００２０】
ＳｉＣ（炭化珪素）により形成された半導体素子は、スイッチング速度を高速にすることができるため、高速なオン／オフ動作が可能であることから、オフ時に電流が速やかに減少するため、スイッチング損失を低減することができる。
【００２１】
しかしながら、ＳｉＣにより形成された半導体素子の高速スイッチングは、スイッチング時のサージ電圧の増加という新たな問題をもたらす。具体的には、サージ電圧Ｖの値は、電流をｉとし、インダクタンスをＬとしたとき、Ｖ＝Ｌ×ｄｉ／ｄｔにより算出される。ｄｉ／ｄｔの値は、半導体素子であるトランジスタのスイッチング速度に依存し、スイッチング速度が高速になれば、ｄｉ／ｄｔの値は大きくなる。ＳｉＣにより形成された半導体素子は、Ｓｉにより形成された半導体素子に比べて、高速なスイッチングが可能であるため、ｄｉ／ｄｔの値が大きくなり、これに伴い、サージ電圧Ｖが大きくなる。このようなサージ電圧Ｖが半導体素子の耐圧以上になると、半導体素子が破壊されるおそれがあるため好ましくない。
【００２２】
本開示は、ＳｉＣにより形成された半導体素子を用いた半導体モジュールにおいて、スイッチング速度を低下させることなく、サージ電圧を低下させることを目的とするものである。
【００２３】
具体的には、上記のように、サージ電圧Ｖは、Ｖ＝Ｌ×ｄｉ／ｄｔにより得られるが、高速のスイッチングを維持する場合には、ｄｉ／ｄｔの値は低くすることができないため、インダクタンスＬの値を低くすることにより、サージ電圧Ｖを低下させるものである。
【００２４】
〔第１の実施形態〕
第１の実施形態における半導体モジュールについて説明する。本実施形態における半導体モジュールは、図１に示されるベース部材１０、図２に示される筐体２０、Ｐ電極板３０、Ｎ電極板４０、Ｏ電極板５０、蓋部６０、スペーサ７０、カバー８０、塞き止め部材９０等を有している。本実施形態における半導体モジュールは、これらの部材により形成されている。図３は、本実施形態における半導体モジュールの斜視図であり、図４は内部構造を示す断面図であり、図５は要部の等価回路図である。
【００２５】
本実施形態における半導体モジュールは、例えば、電動モータを駆動するための駆動回路を構成するインバータ回路に用いられる。電動モータは、例えば、電気自動車（ハイブリッド車を含む）、電車、産業用ロボット等の動力源として用いられる。半導体モジュールは、また、太陽電池、風力発電機その他の発電装置（とくに自家発電装置）が発生する電力を商用電源の電力と整合するように変換するインバータ回路にも適用可能である。
【００２６】
図１に示されるように、ベース部材１０は、ベース板１１と回路基板１００を含む。ベース板１１は、銅等の金属により形成された長方形の形状を有する。 ベース板１１の表面１１ａに、回路基板１００が配置される。 回路基板１００は、絶縁体であるセラミックスとセラミックスの両面に設けられた銅箔を有する。回路基板１００の表面１００ａには、Ｐ電極パッド１２、Ｎ電極パッド１３、Ｏ電極パッド１４及び配線パターンが形成されている。Ｐ電極パッド１２には、複数の第１のトランジスタ１０１が取り付けられ電気的に接続されており、Ｏ電極パッド１４には、複数の第２のトランジスタ１０２が取り付けられ電気的に接続されている。
【００２７】
第１のトランジスタ１０１及び第２のトランジスタ１０２は、ＳｉＣにより形成された縦型のトランジスタであり、チップサイズは、例えば、６ｍｍ角である。本実施形態においては、第１のトランジスタ１０１及び第２のトランジスタ１０２は、同じ構造のＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）である。第１のトランジスタ１０１及び第２のトランジスタ１０２は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）等であってもよい。第１のトランジスタ１０１及び第２のトランジスタ１０２は、ＧａＮ等のワイドバンドギャップ半導体やＳｉにより形成されたものであってもよいが、ＳｉＣにより形成されているものが好ましい。
【００２８】
第１のトランジスタ１０１は、第１のトランジスタ１０１の裏面のドレイン電極がＰ電極パッド１２の上に載せられ、ハンダまたは焼結材により電気的に接続されている。第１のトランジスタ１０１の表面のゲート電極は、第１のトランジスタ１０１の制御配線とボンディングワイヤにより電気的に接続されており、ソース電極は、ボンディングワイヤにより、Ｏ電極パッド１４と電気的に接続されている。
【００２９】
第２のトランジスタ１０２は、第２のトランジスタ１０２の裏面のドレイン電極がＯ電極パッド１４の上に載せられ、ハンダまたは焼結材により電気的に接続されている。第２のトランジスタ１０２の表面のゲート電極は、第２のトランジスタ１０２の制御配線とボンディングワイヤにより電気的に接続されており、ソース電極は、ボンディングワイヤにより、Ｎ電極パッド１３と電気的に接続されている。尚、本開示の図面においては、便宜上、ボンディングワイヤ、ボンディングパッド及び配線等は省略されている。
【００３０】
また、ベース部材１０には、回路基板１００における配線と外部とを電気的に接続するためのプレスフィットピン１９が複数設けられている。各々のプレスフィットピン１９は、回路基板１００の配線とハンダ等により接合されたプレスフィットピンホルダ１９ａに入れられており、各々に対応する配線と電気的に接続されている。
【００３１】
本実施形態における半導体モジュールでは、後述するように、Ｐ電極パッド１２にはＰ電極板３０が接続されており、Ｎ電極パッド１３にはＮ電極板４０が接続されており、Ｏ電極パッド１４にはＯ電極板５０が接続されている。Ｐ電極板３０には正の電圧が印加され、Ｎ電極板４０には負の電圧が印加されており、第１のトランジスタ１０１及び第２のトランジスタ１０２のゲートに交互に所定のゲート電圧を印加することにより、出力がＯ電極板５０よりなされる。図４に示されるように、Ｐ電極板３０のＸＹ面に平行な平板部３１と、Ｎ電極板４０のＸＹ面に平行な平板部４１は、お互いのＸＹ面に平行な面が平行平板となるように対向して配置されている。また、Ｐ電極板３０の平板部３１とＮ電極板４０の平板部４１とが平行平板の状態は、筐体２０の内側からＸ２側の外側に至るまで続いている。尚、本開示においては、筐体２０の枠部、後述するカバー８０の塞き止め部８１及び塞き止め部材９０により囲まれた領域を筐体２０の内側と記載し、筐体２０の枠部、カバー８０の塞き止め部８１及び塞き止め部材９０よりも外側を筐体２０の外側と記載する。
【００３２】
図６に示すように、筐体２０は、中央部分にＺ１−Ｚ２方向に貫通する開口部２１を有する枠状の形状のものであり、Ｙ１−Ｙ２方向及びＸ１−Ｘ２方向が囲まれている。筐体２０のＸ２方向側には枠の一部を切り欠いた切り欠き部２２が形成されており、この切り欠き部２２よりもＸ２側には、Ｘ２方向に延びている支持部２３が設けられている。支持部２３のＹ１側には、不図示のナットが入る六角形の穴２４が設けられており、Ｙ２側には、不図示のナットが入る六角形の穴２５が設けられている。また、Ｘ１方向側には枠の一部を切り欠いた切り欠き部２６が形成されており、この切り欠き部２６よりもＸ１方向側には、Ｘ１方向に延びている支持部２７が設けられており、支持部２７には、不図示のナットが入る六角形の穴２８が設けられている。
【００３３】
図７及び図８に示すように、Ｐ電極板３０は、厚さが約１ｍｍの銅等の金属板を加工することにより形成されており、Ｘ１−Ｘ２方向が長手方向となっている。図７は、Ｐ電極板３０の斜視図であり、図８は側面図である。Ｐ電極板３０は、ＸＹ面に平行な平板部３１を有しており、Ｐ電極板３０のＸ１方向側の端部は、Ｙ１−Ｙ２方向に沿って、略直角に２回折り曲げることにより、垂直部３２、接続部３３が順に形成されている。接続部３３は、Ｐ電極パッド１２に接続される領域であり、ＸＹ面に平行な面により形成されており、平板部３１と略平行である。垂直部３２は、平板部３１と接続部３３の間に形成されており、ＹＺ面に平行な面を有している。電極端子となる接続部３３は、例えば、３ｍｍ角または４ｍｍ角の形状等で形成されている。尚、Ｐ電極板３０では、平板部３１に対し垂直部３２が曲げられている向きと、垂直部３２に対し接続部３３が曲げられている向きは同じ向きである。平板部３１のＸ２方向側には、Ｙ１側に第１の貫通穴３４が設けられており、Ｙ２側に第２の貫通穴３５が設けられている。第１の貫通穴３４及び第２の貫通穴３５は、平板部３１をＺ１−Ｚ２方向に貫通する貫通穴であり、ともに円形であるが、第２の貫通穴３５は、後述するスペーサ７０の絶縁分離部が入るため、第１の貫通穴３４よりも大きく形成されている。
【００３４】
図９及び図１０に示すように、Ｎ電極板４０は、厚さが約１ｍｍの銅等の金属板を加工することにより形成されており、Ｘ１−Ｘ２方向が長手方向となっている。図９は、Ｎ電極板４０の斜視図であり、図１０は側面図である。Ｎ電極板４０は、ＸＹ面に平行な平板部４１を有しており、Ｎ電極板４０のＸ１方向側の端部は、Ｙ１−Ｙ２方向に沿って、略直角に２回折り曲げることにより、垂直部４２、接続部４３が順に形成されている。接続部４３は、Ｎ電極パッド１３に接続される領域であり、ＸＹ面に平行な面により形成されており、平板部４１と略平行である。垂直部４２は、平板部４１と接続部４３の間に形成されており、ＹＺ面に平行な面を有している。電極端子となる接続部４３は、例えば、３ｍｍ角または４ｍｍ角の形状等で形成されている。尚、Ｎ電極板４０では、平板部４１に対し垂直部４２が曲げられている向きと、垂直部４２に対し接続部４３が曲げられている向きは逆向きである。平板部４１のＸ２方向側には、Ｙ１側に第１の貫通穴４４が設けられており、Ｙ２側に第２の貫通穴４５が設けられている。第１の貫通穴４４及び第２の貫通穴４５は、平板部４１をＺ１−Ｚ２方向に貫通する貫通穴であり、ともに円形であるが、第１の貫通穴４４は、後述するスペーサ７０の絶縁分離部が入るため、第２の貫通穴４５よりも大きく形成されている。Ｎ電極板４０の平板部４１において垂直部４２の近傍のＹ１方向側及びＹ２方向側には、Ｘ１−Ｘ２方向に沿ってＺ１方向に曲げられた折り曲げ部４６が形成されている。折り曲げ部４６を設けることにより、Ｎ電極板４０を取り付ける際に、折り曲げ部４６を保持することができるため作業がしやすくなる。
【００３５】
図１１及び図１２に示すように、Ｏ電極板５０は、厚さが約１ｍｍの銅等の金属板を加工することにより形成されており、Ｘ１−Ｘ２方向が長手方向となっている。図１１は、Ｏ電極板５０の斜視図であり、図１２は側面図である。Ｏ電極板５０は、ＸＹ面に平行な平板部５１を有しており、Ｏ電極板５０のＸ２方向側の端部は、Ｙ１−Ｙ２方向に沿って、略直角に２回折り曲げることにより、垂直部５２、接続部５３が順に形成されている。接続部５３は、Ｏ電極パッド１４に接続するための領域であり、ＸＹ面に平行な面により形成されており、平板部５１と略平行である。垂直部５２は、平板部５１と接続部５３の間に形成されており、ＹＺ面に平行な面を有している。平板部５１のＸ１方向側には、平板部５１をＺ１−Ｚ２方向に貫通する円形の貫通穴５４が設けられている。電極端子となる接続部５３は、例えば、３ｍｍ角または４ｍｍ角の形状等で形成されている。尚、Ｏ電極板５０では、平板部５１に対し垂直部５２が曲げられている向きと、垂直部５２に対し接続部５３が曲げられている向きは逆向きである。Ｏ電極板５０の平板部５１において垂直部５２の近傍のＹ１方向側及びＹ２方向側には、Ｘ１−Ｘ２方向に沿ってＺ１方向に曲げられた折り曲げ部５５が形成されている。折り曲げ部５５を設けることにより、Ｏ電極板５０を取り付ける際に、折り曲げ部５５を保持することができるため作業がしやすくなる。
【００３６】
図１３に示すように、蓋部６０は平板であり、ベース部材１０に設けられたプレスフィットピン１９を通すための複数の貫通穴６１が設けられている。
【００３７】
図１４から図１６に示すように、スペーサ７０は、絶縁体の樹脂材料により形成されており、Ｐ電極板３０とＮ電極板４０との間に設置されるため、全体が略平板状に形成されている。図１４はスペーサ７０をＺ１側から見た斜視図であり、図１５はＺ２側から見た斜視図であり、図１６は側面図である。スペーサ７０のＹ１方向側には第１の貫通穴７１が設けられており、Ｙ２方向側には第２の貫通穴７２が設けられている。略平板状のスペーサ７０のＺ１側の面７０ａには、第１の貫通穴７１の周囲の縁がＺ１側に凸となっており絶縁分離部７３が形成されている。また、スペーサ７０のＺ２側の面７０ｂには、第２の貫通穴７２の周囲の縁がＺ２側に凸となっており絶縁分離部７４が形成されている。
【００３８】
図１７に示されるように、カバー８０は、絶縁体の樹脂材料により形成されており、Ｙ１−Ｙ２方向に延びる棒状の塞き止め部８１と、塞き止め部８１よりもＸ２側であって、Ｎ電極板４０の第１の貫通穴４４の周囲を覆うカバー部８２を有している。カバー部８２にはＺ１−Ｚ２方向に貫通する貫通穴８３が設けられている。
【００３９】
（製造工程）
本実施形態における半導体モジュールについて、図１８〜図３１に示される半導体モジュールの製造工程に基づき説明する。
【００４０】
最初に、図１８及び図１９に示されるように、ベース板１１の表面１１ａの上に、筐体２０を接着剤により接着する。図１８は、この工程における斜視図であり、図１９は断面図である。ベース部材１０は、ＸＹ面と平行であって、長手方向がＸ１−Ｘ２方向、短手方向がＹ１−Ｙ２方向となるように置かれており、ベース板１１の表面１１ａとなるＺ１側の面に筐体２０が接着されている。筐体２０は、筐体２０の開口部２１内に、回路基板１００に形成されているＰ電極パッド１２、Ｎ電極パッド１３、Ｏ電極パッド１４、配線パターン、プレスフィットピン１９等が入るように、ベース板１１の表面１１ａに接着する。
【００４１】
次に、図２０及び図２１に示されるように、Ｐ電極パッド１２にＰ電極板３０の接続部３３を超音波接合により接合する。図２０は、この工程における斜視図であり、図２１は断面図である。Ｐ電極板３０の平板部３１は、筐体２０の切り欠き部２２を通り、筐体２０の内側からＸ２方向の外側に延びるように設置されており、平板部３１のＸ２方向側の部分は、支持部２３の上、即ち、支持部２３のＺ１側に取り付けられている。Ｐ電極板３０は、筐体２０の外側に、第１の貫通穴３４及び第２の貫通穴３５が位置しており、支持部２３の穴２４の中心と第１の貫通穴３４の中心とが一致しており、支持部２３の穴２５の中心と第２の貫通穴３５の中心とが一致している。
【００４２】
次に、図２２及び図２３に示すように、Ｐ電極板３０のＺ１側の面の上に、スペーサ７０を接着する。図２２は、この工程における斜視図であり、図２３は断面図である。スペーサ７０は、スペーサ７０のＺ２側の面７０ｂに設けられた絶縁分離部７４が、Ｐ電極板３０の平板部３１に設けられた第２の貫通穴３５に入り、平板部３１の第１の貫通穴３４の中心とスペーサ７０の第１の貫通穴７１の中心とが一致している状態で接着する。
【００４３】
次に、図２４及び図２５に示されるように、Ｎ電極パッド１３にＮ電極板４０の接続部４３を超音波接合により接合し、Ｏ電極パッド１４にＯ電極板５０の接続部５３を超音波接合により接合する。図２４は、この工程における斜視図であり、図２５は断面図である。
【００４４】
Ｎ電極板４０の平板部４１は、筐体２０の切り欠き部２２を通り、筐体２０の内側からＸ２方向の外側に延びるように設置されており、平板部４１のＸ２方向側の部分は、スペーサ７０の上、即ち、スペーサ７０のＺ１側に取り付けられている。Ｎ電極板４０は、筐体２０の外側に、第１の貫通穴４４及び第２の貫通穴４５が位置しており、Ｎ電極板４０の第１の貫通穴４４には、スペーサ７０の第１の貫通穴７１の縁の絶縁分離部７３が入り込んでいる。この状態においては、Ｐ電極板３０の第２の貫通穴３５の中心とＮ電極板４０の第２の貫通穴４５の中心とが一致している。
【００４５】
また、Ｏ電極板５０の平板部５１は、筐体２０の切り欠き部２６を通り、筐体２０の内側からＸ１方向の外側に延びるように設置されており、平板部５１のＸ１方向側の部分は、支持部２７の上、即ち、支持部２７のＺ１側に取り付けられている。切り欠き部２６には、図２２に示されるように、Ｚ２側に凹んだ凹部２６ａが形成されており、切り欠き部２６の凹部２６ａにＯ電極板５０の平板部５１を嵌め込み接着する。Ｏ電極板５０は、筐体２０の外側に、貫通穴５４が位置しており、Ｏ電極板５０の貫通穴５４の中心と支持部２７における穴２８の中心とが一致している。
【００４６】
次に、図２６及び図２７に示されるように、Ｐ電極板３０及びＮ電極板４０が入れられた筐体２０の切り欠き部２２のＮ電極板４０の上にカバー８０を取り付け、筐体２０の切り欠き部２２のＯ電極板５０の上に塞き止め部材９０を取り付ける。図２６は、この工程における斜視図であり、図２７は断面図である。
【００４７】
カバー８０は、Ｏ電極板５０が入れられた筐体２０の切り欠き部２２をカバー８０の塞き止め部８１が塞ぐように、接着剤により筐体２０に接着されており、Ｎ電極板４０と接している。この状態においては、カバー部８２によりＮ電極板４０の第１の貫通穴４４の周囲は覆われ、カバー８０の貫通穴８３内には、スペーサ７０の第１の貫通穴７１の周囲の絶縁分離部７３が入り込んでいる。
【００４８】
また、塞き止め部材９０は、Ｙ１−Ｙ２方向に延びる棒状の形状のものであり、絶縁体の樹脂材料により形成されている。塞き止め部材９０は、筐体２０の切り欠き部２６を塞ぐように、接着剤により筐体２０に接着されており、Ｏ電極板５０と接している。
【００４９】
次に、図２８及び図２９に示されるように、筐体２０内を絶縁体の樹脂材料９５により埋め込む。図２８は、この工程における斜視図であり、図２９は断面図である。筐体２０内に樹脂材料９５を供給すると、筐体２０内を流れるように広がる。本実施形態においては、Ｐ電極板３０及びＮ電極板４０が入れられた切り欠き部２２の開いた部分は、カバー８０の塞き止め部８１が取り付けられて塞がれている。また、Ｏ電極板５０が入れられている切り欠き部２６の開いた部分は、塞き止め部材９０が取り付けられて塞がれている。従って、筐体２０内に樹脂材料９５を供給しても、Ｘ１側やＸ２側から、筐体２０の外に漏れ出ることはない。
【００５０】
この後、樹脂材料９５を硬化させて、図３０及び図３１に示すように、樹脂材料９５の上、即ち、樹脂材料９５のＺ１側に蓋部６０を被せる。図３０は、この工程における斜視図であり、図３１は断面図である。以上の工程により、本実施形態の半導体モジュールを製造することができる。
【００５１】
本実施形態の半導体モジュールは、図３２に示すように、Ｐ電極板３０の上にスペーサ７０が設置され、スペーサ７０の上にＮ電極板４０が設置されている。従って、Ｐ電極板３０の平板部３１とＮ電極板４０の平板部４１とは、スペーサ７０により所定の間隔に保たれている。この間隔は例えば、０．５ｍｍである。このように、Ｐ電極板３０の平板部３１とＮ電極板４０の平板部４１とを平行平板となるように設置することにより、Ｐ電極板３０の平板部３１とＮ電極板４０の平板部４１との間で大きな相互インダクタンスを発生させることができる。これにより、半導体モジュールのＰＮ間のインダクタンスを低くすることができる。
【００５２】
具体的には、Ｐ電極板３０の自己インダクタンスをＬ１、Ｎ電極板４０の自己インダクタンスをＬ２、Ｐ電極板３０とＮ電極板４０とによる相互インダクタンスをＭ１２とした場合、半導体モジュールのＰＮ間のインダクタンスＬは、下記の（１）に示す式となる。
Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２−２Ｍ１２・・・・・・（１）
本実施形態では、相互インダクタンスＭ１２の値を大きくするため、筐体２０内のみならず筐体２０の外においても、Ｐ電極板３０の平板部３１とＮ電極板４０の平板部４１とが平行平板の状態となっている。Ｐ電極板３０の平板部３１とＮ電極板４０の平板部４１とが平行平板となっている領域の面積を広くすることにより、相互インダクタンスＭ１２の値が大きくなり、半導体モジュールのＰＮ間のインダクタンスＬを減らすことができる。
【００５３】
また、本実施形態では、Ｐ電極板３０の垂直部３２とＮ電極板４０の垂直部４２も平行平板の状態となっている。これにより、より一層、相互インダクタンスＭ１２を増やし、半導体モジュールのＰＮ間のインダクタンスＬを減らすことができる。
【００５４】
また、本実施形態の半導体モジュールは、図３３に示されるように、Ｐ電極板３０の平板部３１とＮ電極板４０の平板部４１との間に絶縁紙９６を設けてもよい。Ｐ電極板３０の平板部３１とＮ電極板４０の平板部４１との間に絶縁紙９６を設けることにより、Ｐ電極板３０の平板部３１とＮ電極板４０の平板部４１との間の絶縁を確実することができる。また、Ｐ電極板３０の平板部３１とＮ電極板４０の平板部４１との間における耐圧を高めることができ、Ｐ電極板３０の平板部３１とＮ電極板４０の平板部４１との間隔を狭くすることができる。図３４は、Ｐ電極板３０の平板部３１の上に絶縁紙９６が置かれている様子を示す。尚、本開示においては、絶縁紙９６を絶縁体部材と記載する場合がある。
【００５５】
本実施形態における半導体モジュールは、図３５及び図３６に示されるように、Ｐ電極板３０とＮ電極板４０は、Ｐ電極板３０とＮ電極板４０との間に設けられたスペーサ７０により絶縁されている。また、スペーサ７０のＺ２側の面７０ｂに設けられた絶縁分離部７４は、Ｐ電極板３０の第２の貫通穴３５に入り、スペーサ７０のＺ１側の面７０ａに設けられた絶縁分離部７３は、Ｎ電極板４０の第１の貫通穴４４に入っている。
【００５６】
本実施の形態では、Ｐ電極板３０と不図示のＰバスバーとは、ボルト３８とナット３９により固定され接続されている。具体的には、Ｐ電極板３０と不図示のＰバスバーとを接続するためのボルト３８は、Ｎ電極板４０の側から、スペーサ７０の第１の貫通穴７１、Ｐ電極板３０の第１の貫通穴３４、Ｐバスバーの貫通穴を通り、Ｚ２側に設けられたナット３９により固定されている。Ｐ電極板３０とＰバスバーとは、Ｐ電極板３０の平板部３１の第１の貫通穴３４の周囲のＺ２側の面において接触しており、電気的に接続されている。ボルト３８及びナット３９は、通常金属材料により形成されており導電性を有しているが、本実施形態においては、Ｎ電極板４０の第１の貫通穴４４内には、絶縁体により形成されたスペーサ７０の絶縁分離部７３が入っている。従って、導電性を有するボルト３８がスペーサ７０の第１の貫通穴７１に入っている状態では、ボルト３８とＮ電極板４０との間には、スペーサ７０の絶縁分離部７３が存在しており、ボルト３８とＮ電極板４０との間では絶縁が保たれる。
【００５７】
また、Ｎ電極板４０と不図示のＮバスバーとは、ボルト４８とナット４９により固定され接続されている。具体的には、Ｎ電極板４０と不図示のＮバスバーとを接続するためのボルト４８は、不図示のＮバスバーの貫通穴、Ｎ電極板４０の第２の貫通穴４５、スペーサ７０の第２の貫通穴７２を通り、Ｚ２側に設けられたナット４９により固定されている。Ｎ電極板４０とＮバスバーとは、Ｎ電極板４０の平板部４１の第２の貫通穴４５の周囲のＺ１側の面において接触しており電気的に接続されている。ボルト４８及びナット４９は、通常金属材料により形成されており導電性を有しているが、本実施形態においては、Ｐ電極板３０の第２の貫通穴３５内には、絶縁体により形成されたスペーサ７０の絶縁分離部７４が入っている。従って、導電性を有するボルト４８がスペーサ７０の第２の貫通穴７２に入っている状態では、ボルト４８とＰ電極板３０との間には、スペーサ７０の絶縁分離部７４が存在しているため、ボルト４８とＰ電極板３０との間では絶縁が保たれる。
【００５８】
以上のように、本実施形態における半導体モジュールでは、筐体２０内のみならず、筐体２０の外においても、Ｐ電極板３０の平板部３１とＮ電極板４０の平板部４１との平行平板の状態となっている。これにより、相互インダクタンスＭ１２を大きくすることができ、半導体モジュールのＰＮ間のインダクタンスＬを減らすことができる。
【００５９】
即ち、図３７に示されるように、Ｚ１側から平面視した場合、筐体２０の内側及び外側において、Ｐ電極板３０の平板部３１とＮ電極板４０の平板部４１とは、殆どの部分で重なっており平行平板の状態となっている。
【００６０】
尚、図３５及び図３６に示されるように、本実施形態では、スペーサ７０のＹ１−Ｙ２方向における幅は、筐体２０の外側のＰ電極板３０のＹ１−Ｙ２方向における幅及びＮ電極板４０のＹ１−Ｙ２方向における幅よりも広く形成されている。また、スペーサ７０のＸ２方向では、Ｐ電極板３０のＸ２方向の端、Ｎ電極板４０のＸ２方向の端よりも、更にＸ２側に広く形成されている。このようにスペーサ７０を形成することにより、Ｐ電極板３０からＮ電極板４０までのスペーサ７０の面に沿った沿面距離を長くすることができ、耐圧を向上させることができる。
【００６１】
〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態における半導体モジュールについて説明する。本実施形態における半導体モジュールは、図１に示されるベース部材１０、図３８に示される筐体１２０、Ｐ電極板１３０、Ｎ電極板１４０、Ｏ電極板５０、蓋部６０、塞き止め部材９０、塞き止め部材１９０等を有している。本実施形態における半導体モジュールは、これらの部材により形成されている。図３９は、本実施形態における半導体モジュールの斜視図である。本実施形態における半導体モジュールは、回路構成は第１の実施形態における半導体モジュールと同様のものであり、要部の等価回路は図５に示される。
【００６２】
図４０に示すように、筐体１２０は、中央部分にＺ１−Ｚ２方向に貫通する開口部２１を有する枠状の形状のものであり、Ｙ１−Ｙ２方向及びＸ１−Ｘ２方向が囲まれている。筐体１２０のＸ２方向側には枠の一部を切り欠いた切り欠き部１２２が形成されており、この切り欠き部１２２よりもＸ２側には、Ｘ２方向に延びている支持部１２３が設けられている。支持部１２３のＹ１側には第１の延設領域１２４が形成されており、Ｙ２側には第２の延設領域１２５が形成されており、第２の延設領域１２５は、第１の延設領域１２４よりもＺ１側に高くなっている。また、第１の延設領域１２４と第２の延設領域１２５との間には、Ｚ１方向に凸となる分離部１２６が形成されており、分離部１２６により第１の延設領域１２４と第２の延設領域１２５とが隔てられている。Ｙ１側の第１の延設領域１２４には、不図示のナットが入る六角形の穴１２７が設けられており、Ｙ２側の第２の延設領域１２５には、不図示のナットが入る六角形の穴１２８が設けられている。また、Ｘ１方向側には枠の一部を切り欠いた切り欠き部２６が形成されており、この切り欠き部２６よりもＸ１方向側には、Ｘ１方向に延びている支持部２７が設けられており、支持部２７には、不図示のナットが入る六角形の穴２８が設けられている。
【００６３】
図４１に示すように、Ｐ電極板１３０は、厚さが約１ｍｍの銅等の金属板を加工することにより形成されており、Ｘ１−Ｘ２方向が長手方向となっている。Ｐ電極板１３０は、ＸＹ面に平行な平板部１３１を有しており、Ｐ電極板１３０のＸ１方向側の端部は、Ｙ１−Ｙ２方向に沿って、略直角に２回折り曲げることにより、垂直部３２、接続部３３が順に形成されている。接続部３３は、平板部１３１と略平行であり、垂直部３２は、平板部１３１と接続部３３の間に形成されている。尚、Ｐ電極板１３０では、平板部１３１に対し垂直部３２が曲げられている向きと、垂直部３２に対し接続部３３が曲げられている向きは同じ向きである。平板部１３１のＸ２方向側には、Ｙ１側に貫通穴１３４が設けられており、Ｙ２側に平板部１３１の一部を切り欠いた電極切り欠き部１３５が形成されている。貫通穴１３４は、平板部１３１をＺ１−Ｚ２方向に貫通する貫通穴であり円形である。
【００６４】
図４２に示すように、Ｎ電極板１４０は、厚さが約１ｍｍの銅等の金属板を加工することにより形成されており、Ｘ１−Ｘ２方向が長手方向となっている。Ｎ電極板１４０は、ＸＹ面に平行な平板部１４１を有しており、Ｎ電極板１４０のＸ１方向側の端部は、Ｙ１−Ｙ２方向に沿って、略直角に２回折り曲げることにより、垂直部４２、接続部４３が順に形成されている。接続部４３は、平板部１４１と略平行であり、垂直部４２は、平板部１４１と接続部４３の間に形成されている。尚、Ｎ電極板１４０では、平板部１４１に対し垂直部４２が曲げられている向きと、垂直部４２に対し接続部４３が曲げられている向きは逆向きである。平板部１４１のＸ２方向側には、Ｙ２側に貫通穴１４５が設けられており、Ｙ１側に平板部１４１の一部を切り欠いた電極切り欠き部１４４が形成されている。貫通穴１４５は、平板部１４１をＺ１−Ｚ２方向に貫通する貫通穴であり円形である。Ｎ電極板１４０の平板部１４１のＹ１方向側及びＹ２方向側には、Ｘ１−Ｘ２方向を軸にＺ１方向に曲げられた折り曲げ部４６が形成されている。
【００６５】
図４３及び図４４に示すように、塞き止め部材１９０は、絶縁体の樹脂材料により形成されており、Ｐ電極板１３０及びＮ電極板１４０が入れられている状態の切り欠き部１２２に入るように板状に形成されている。図４３は塞き止め部材１９０の斜視図であり、図４４は平面図である。塞き止め部材１９０は、Ｚ２方向側のＹ２側が凹んでおり塞き止め部材切り欠き部１９１が設けられている。尚、本開示においては、筐体１２０の枠部、塞き止め部材９０及び塞き止め部材１９０により囲まれた領域を筐体１２０の内側と記載し、筐体１２０の枠部、塞き止め部材９０及び塞き止め部材１９０よりも外側を筐体１２０の外側と記載する。
【００６６】
（製造工程）
本実施形態における半導体モジュールについて、図４５〜図５０に示される半導体モジュールの製造工程に基づき説明する。
【００６７】
最初に、図４５に示されるように、ベース板１１の表面１１ａの上に、筐体１２０を接着剤により接着する。筐体１２０は、筐体１２０の開口部２１内に、Ｐ電極パッド１２、Ｎ電極パッド１３、Ｏ電極パッド１４、配線パターン、プレスフィットピン１９等が入るように、ベース板１１の表面１１ａに接着する。
【００６８】
次に、図４６に示されるように、Ｐ電極パッド１２にＰ電極板１３０の接続部３３を超音波接合により接合する。Ｐ電極板１３０の平板部１３１は、筐体１２０の切り欠き部１２２のＹ１側を通り、筐体１２０の内側からＸ２方向となる外側に延びるように設置されており、平板部１３１のＸ２方向側の部分は、支持部１２３の第１の延設領域１２４の上に取り付けられている。本実施形態においては、筐体１２０の外側に、Ｐ電極板１３０の貫通穴１３４が位置しており、支持部１２３の第１の延設領域１２４の穴１２７の中心と貫通穴１３４の中心とが一致している。
【００６９】
次に、図４７に示すように、Ｎ電極パッド１３にＮ電極板１４０の接続部４３を超音波接合により接合し、Ｏ電極パッド１４にＯ電極板５０の接続部５３を超音波接合により接合する。Ｎ電極板１４０の平板部１４１は、筐体１２０の切り欠き部１２２のＹ２側を通り、筐体１２０の内側からＸ２方向となる外側に延びるように設置されており、平板部１４１のＸ２方向側の部分は、支持部１２３の第２の延設領域１２５の上に取り付けられている。第２の延設領域１２５は、第１の延設領域１２４よりもＺ１側に高くなっており、この高さは、Ｐ電極板１３０の厚さと、Ｐ電極板１３０とＮ電極板１４０との間の隙間の和に相当する値であり、例えば、約１．５ｍｍである。本実施形態においては、筐体１２０の外側に、Ｎ電極板１４０の貫通穴１４５が位置しており、支持部１２３の第２の延設領域１２５の穴１２８の中心と貫通穴１４５の中心とが一致している。
【００７０】
次に、図４８に示されるように、筐体１２０の切り欠き部１２２のＰ電極板１３０及びＮ電極板１４０の上に塞き止め部材１９０を取り付け、筐体１２０の切り欠き部２６のＯ電極板５０の上に塞き止め部材９０を取り付ける。
【００７１】
塞き止め部材１９０は、Ｐ電極板１３０及びＮ電極板１４０が入れられている筐体１２０の切り欠き部１２２を塞ぐように、接着剤により筐体１２０に接着されており、Ｐ電極板１３０及びＮ電極板１４０と接している。塞き止め部材９０は、Ｏ電極板５０が入れられている筐体１２０の切り欠き部２６を塞ぐように、接着剤により筐体１２０に接着されており、Ｏ電極板５０と接している。
【００７２】
次に、図４９に示されるように、筐体１２０内を絶縁体の樹脂材料９５により埋め込む。筐体１２０内に樹脂材料９５を供給すると、樹脂材料９５は筐体１２０内を流れるように広がる。本実施形態においては、Ｐ電極板１３０及びＮ電極板１４０が入れられている切り欠き部１２２の開いた部分には、塞き止め部材１９０が取り付けられて塞がれている。また、Ｏ電極板５０が入れられている切り欠き部２６の開いた部分には、塞き止め部材９０が取り付けられて塞がれている。従って、筐体１２０内に樹脂材料９５を供給しても、Ｘ１側やＸ２側から、筐体１２０の外に漏れ出ることはない。
【００７３】
この後、樹脂材料９５を硬化させて、図５０に示すように、樹脂材料９５の上、即ち、樹脂材料９５のＺ１側に蓋部６０を被せる。
【００７４】
本実施形態における半導体モジュールでは、Ｐ電極パッド１２にはＰ電極板１３０が接続されており、Ｎ電極パッド１３にはＮ電極板１４０が接続されている。本実施形態においては、図５１に示されるように、Ｐ電極板１３０の平板部１３１とＮ電極板１４０の平板部１４１とが平行平板の状態は、筐体１２０の内側であり、筐体１２０の外側では平行平板の状態にはなってはいない。即ち、筐体１２０の内側となる、塞き止め部材１９０よりもＸ１側の領域では、Ｐ電極板１３０の平板部１３１とＮ電極板１４０の平板部１４１とは、広い範囲で重なっており平行平板の状態となっている。しかしながら、筐体１２０の外側となる塞き止め部材１９０よりもＸ２側の領域では、上面視においてＰ電極板１３０の平板部１３１とＮ電極板１４０の平板部１４１とは、重なってはおらず平行平板の状態とはなってはいない。尚、本開示において上面視とは、ＸＹ面に垂直な方向となるＺ１側より見ることを意味する。
【００７５】
本実施形態においては、第２の延設領域１２５を第１の延設領域１２４よりもＺ１側に所定の高さだけ高くすることにより、Ｐ電極板１３０の平板部１３１とＮ電極板１４０の平板部１４１との隙間の間隔を所定の間隔にすることができる。これにより、第1の実施形態におけるスペーサに相当する部品を減らすことができ、半導体モジュールの製造コストを低くすることができる。また、本実施形態にいては、Ｐ電極板１３０と不図示のＰバスバーとは、Ｐ電極板１３０のＺ１側の面で接続されており、Ｎ電極板１４０と不図示のＮバスバーとは、Ｎ電極板１４０のＺ１側の面で接続される。従って、Ｐ電極板１３０及びＮ電極板１４０と、各々に対応するＰバスバー及びＮバスバーとが接続される面は、同じ側のＺ１側の面であり、バスバーとの接続がしやすい。
【００７６】
尚、上記以外の内容については、第１の実施形態と同様である。
【００７７】
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】
【００７８】
１０        ベース部材
１１        ベース板
１１ａ      表面
１２        Ｐ電極パッド
１３        Ｎ電極パッド
１４        Ｏ電極パッド
１９        プレスフィットピン
２０        筐体
２１        開口部
２２        切り欠き部
２３        支持部
２４        穴
２５        穴
２６        切り欠き部
２７        支持部
２８        穴
３０        Ｐ電極板
３１        平板部
３２        垂直部
３３        接続部
３４        第１の貫通穴
３５        第２の貫通穴
３８        ボルト
３９        ナット
４０        Ｎ電極板
４１        平板部
４２        垂直部
４３        接続部
４４        第１の貫通穴
４５        第２の貫通穴
４６        折り曲げ部
４８        ボルト
４９        ナット
５０        Ｏ電極板
５１        平板部
５２        垂直部
５３        接続部
５４        貫通穴
５５        折り曲げ部
６０        蓋部
６１        貫通穴
７０        スペーサ
７０ａ      Ｚ１側の面
７０ｂ      Ｚ２側の面
７１        第１の貫通穴
７２        第２の貫通穴
７３        絶縁分離部
７４        絶縁分離部
８０        カバー
８１        塞き止め部
８２        カバー部
８３        貫通穴
９０        塞き止め部材
９５        樹脂材料
９６        絶縁紙
１００      回路基板
１００ａ    表面
１０１      第１のトランジスタ
１０２      第２のトランジスタ
１２２      切り欠き部
１２３      支持部
１２４      第１の延設領域
１２５      第２の延設領域
１２６      分離部
１２７      穴
１２８      穴
１３０      Ｐ電極板
１３１      平板部
１３４      貫通穴
１３５      電極切り欠き部
１４０      Ｎ電極板
１４１      平板部
１４４      電極切り欠き部
１４５      貫通穴
１９０      塞き止め部材
１９１      塞き止め部材切り欠き部
【図１】
2020035931.tif 000003
【図２】
2020035931.tif 000004
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2020035931.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2020035931.tif 000030
【図２９】
2020035931.tif 000031
【図３０】
2020035931.tif 000032
【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
2020035931.tif 000040
【図３９】
2020035931.tif 000041
【図４０】
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【図４１】
2020035931.tif 000043
【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
2020035931.tif 000047
【図４６】
2020035931.tif 000048
【図４７】
2020035931.tif 000049
【図４８】
2020035931.tif 000050
【図４９】
2020035931.tif 000051
【図５０】
2020035931.tif 000052
【図５１】
2020035931.tif 000053
【国際調査報告】
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2020035931.tif 000055
2020035931.tif 000056
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