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1. WO2020004153 - パワーモジュール及びその製造方法並びに電力変換装置

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明 細 書

発明の名称 パワーモジュール及びその製造方法並びに電力変換装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004  

課題を解決するための手段

0005   0006   0007   0008   0009  

発明の効果

0010   0011  

図面の簡単な説明

0012  

発明を実施するための形態

0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164   0165   0166   0167   0168   0169   0170   0171   0172   0173   0174   0175   0176   0177   0178   0179   0180   0181   0182   0183   0184   0185   0186   0187   0188   0189   0190   0191   0192   0193   0194   0195   0196   0197   0198   0199   0200   0201   0202   0203   0204   0205   0206   0207   0208   0209   0210   0211   0212   0213   0214   0215   0216   0217   0218   0219   0220   0221   0222   0223   0224   0225   0226   0227   0228   0229   0230   0231   0232   0233   0234   0235   0236   0237   0238   0239   0240  

符号の説明

0241  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66  

明 細 書

発明の名称 : パワーモジュール及びその製造方法並びに電力変換装置

技術分野

[0001]
 本発明は、パワーモジュール及びその製造方法並びに電力変換装置に関する。

背景技術

[0002]
 特開2008-270455号公報(特許文献1)は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)チップと、エミッタパターンと、複数の導電ワイヤと、エポキシ樹脂からなる封止部材とを備えるパワーモジュールを開示している。複数の導電ワイヤは、IGBTチップとエミッタパターンとを互いに電気的に接続している。封止部材は、IGBTチップと、エミッタパターンと、複数の導電ワイヤとを封止している。封止部材は、ダイレクトポッティング法によって設けられている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2008-270455号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 パワーモジュールを大型化することなく、パワーモジュールがより大きな電流を取り扱うことを可能にするために、複数の導電ワイヤの本数を増加させ、かつ、互いに隣り合う一対の導電ワイヤの間の間隔を狭くする必要がある。しかし、互いに隣り合う一対の導電ワイヤの間の間隔が狭いため、封止部材を設ける際に封止部材に噛みこまれた気泡が複数の導電ワイヤの下方でかつ封止部材中に残存することがあった。この気泡は、封止部材の絶縁性能を低下させて、パワーモジュールの信頼性を低下させる。本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、向上された信頼性を有するパワーモジュール及びその製造方法並びに電力変換装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0005]
 本発明の第一局面のパワーモジュールは、第1導電部材と、第2導電部材と、複数の導電ワイヤ群と、封止部材とを備える。複数の導電ワイヤ群は、第1導電部材と、第1導電部材から第1の方向に離間している第2導電部材とを互いに電気的に接続する。封止部材は、第1導電部材の少なくとも一部と、第2導電部材の少なくとも一部と、複数の導電ワイヤ群とを封止する。複数の導電ワイヤ群は、第1の方向に交差する第2の方向に並列に配列されている。複数の導電ワイヤ群は、各々、第1導電部材にボンディングされる第1ボンディング部と、第2導電部材にボンディングされる第2ボンディング部とを含む。第1導電部材の平面視において、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の中間部の間の第2の方向における最大間隔は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の第1ボンディング部の間の第2の方向における第1間隔よりも大きい。中間部は、第1ボンディング部と第2ボンディング部との間にある。第1導電部材の平面視において、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の中間部の間の第2の方向における最大間隔は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の第2ボンディング部の間の第2の方向における第2間隔よりも大きい。
[0006]
 本発明のの第二局面パワーモジュールは、第1導電部材と、第1導電部材から第1の方向に離間している第2導電部材と、第1導電部材と第2導電部材とを互いに電気的に接続する導電ワイヤ群と、第1導電部材の少なくとも一部と、第2導電部材の少なくとも一部と、導電ワイヤ群とを封止する封止部材とを備える。導電ワイヤ群は、第1の方向に交差する第2の方向に交互に配列されている第1導電ワイヤと第2導電ワイヤとで構成されている。導電ワイヤ群は、各々、第1導電部材にボンディングされる第1ボンディング部と、第2導電部材にボンディングされる第2ボンディング部とを含む。第2の方向からの第1平面視において、第1ボンディング部と第2ボンディング部とを結ぶ第1ラインからの第1導電ワイヤの第1頂部の第1高さは、第1ラインからの第2導電ワイヤの第1部分の第2高さよりも大きい。第1部分は、第1平面視において第1頂部を通りかつ第1ラインに垂直な第2ライン上にある第2導電ワイヤの部分である。第1高さと第2高さとの間の差は、第1の方向及び第2の方向に垂直な第3の方向からの第2平面視での、第1ボンディング部と第2ボンディング部との間における、互いに隣り合う第1導電ワイヤと第2導電ワイヤとの間の最小間隔よりも大きい。
[0007]
 本発明の第一局面のパワーモジュールの製造方法は、複数の導電ワイヤ群を介して第1導電部材と、第1導電部材から第1の方向に離間している第2導電部材とを互いに電気的に接続することを備える。複数の導電ワイヤ群は、第1の方向に交差する第2の方向に並列に配列されている。本発明の第一局面のパワーモジュールの製造方法は、第1導電部材の少なくとも一部と、第2導電部材の少なくとも一部と、複数の導電ワイヤ群とを封止部材で封止することをさらに備える。複数の導電ワイヤ群は、各々、第1導電部材にボンディングされる第1ボンディング部と、第2導電部材にボンディングされる第2ボンディング部とを含む。第1導電部材の平面視において、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の中間部の間の第2の方向における最大間隔は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の第1ボンディング部の間の第2の方向における第1間隔よりも大きい。中間部は、第1ボンディング部と第2ボンディング部との間にある。第1導電部材の平面視において、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の中間部の間の第2の方向における最大間隔は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の第2ボンディング部の間の第2の方向における第2間隔よりも大きい。
[0008]
 本発明の第二局面のパワーモジュールの製造方法は、導電ワイヤ群を用いて、第1導電部材と第1導電部材から第1の方向に離間している第2導電部材とを互いに電気的に接続することを備える。導電ワイヤ群は、第1の方向に交差する第2の方向に交互に配列されている第1導電ワイヤと第2導電ワイヤとで構成されている。本発明の第二局面のパワーモジュールの製造方法は、第1導電部材の少なくとも一部と、第2導電部材の少なくとも一部と、導電ワイヤ群とを封止部材で封止することを備える。導電ワイヤ群は、各々、第1導電部材にボンディングされる第1ボンディング部と、第2導電部材にボンディングされる第2ボンディング部とを含む。第2の方向からの第1平面視において、第1ボンディング部と第2ボンディング部とを結ぶ第1ラインからの第1導電ワイヤの第1頂部の第1高さは、第1ラインからの第2導電ワイヤの第1部分の第2高さよりも大きい。第1部分は、第1平面視において第1頂部を通りかつ第1ラインに垂直な第2ライン上にある第2導電ワイヤの部分である。第1高さと第2高さとの間の差は、第1の方向及び第2の方向に垂直な第3の方向からの第2平面視での、第1ボンディング部と第2ボンディング部との間における、互いに隣り合う第1導電ワイヤと第2導電ワイヤとの間の最小間隔よりも大きい。
[0009]
 本発明の電力変換装置は、主変換回路と、制御回路とを備える。主変換回路は、本発明の第一局面または第二局面のパワーモジュールを有し、かつ、入力される電力を変換して出力し得るように構成されている。制御回路は、主変換回路を制御する制御信号を主変換回路に出力し得るように構成されている。

発明の効果

[0010]
 本発明の第一局面のパワーモジュール及びその製造方法並びに電力変換装置では、第1導電部材の平面視において、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の中間部の間の第2の方向における最大間隔は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の第1ボンディング部の間の第2の方向における第1間隔よりも大きく、かつ、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の第2ボンディング部の間の第2の方向における第2間隔よりも大きい。そのため、封止部材を設ける際に封止部材に噛みこまれて複数の導電ワイヤの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の間を通って、封止部材の外側に容易に抜ける。封止部材の絶縁性能の低下が防止される。本発明の第一局面のパワーモジュール及び電力変換装置は、向上された信頼性を有する。本発明の第一局面のパワーモジュールの製造方法によれば、向上された信頼性を有するパワーモジュールが得られる。
[0011]
 本発明の第二局面のパワーモジュール及びその製造方法並びに電力変換装置では、第1導電ワイヤの第1頂部の第1高さと第2導電ワイヤの第1部分の第2高さとの間の差は、第1の方向及び第2の方向に垂直な第3の方向からの第2平面視での、第1ボンディング部と第2ボンディング部との間における、互いに隣り合う第1導電ワイヤと第2導電ワイヤとの間の最小間隔よりも大きい。第1導電ワイヤと第2導電ワイヤとは、第2の方向に交互に配列されている。そのため、上記最小間隔を拡げることなく、第1導電ワイヤと第2導電ワイヤとの間の隙間を効率的に拡げることができる。封止部材を設ける際に封止部材に噛みこまれて複数の導電ワイヤの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の間を通って、封止部材の外側に容易に抜ける。封止部材の絶縁性能の低下が防止される。本発明の第二局面のパワーモジュール及び電力変換装置は、向上された信頼性を有する。本発明の第二局面のパワーモジュールの製造方法によれば、向上された信頼性を有するパワーモジュールが得られる。

図面の簡単な説明

[0012]
[図1] 実施の形態1に係るパワーモジュールの概略平面図である。
[図2] 実施の形態1に係るパワーモジュールの、図1に示される断面線II-IIにおける概略断面図である。
[図3] 実施の形態1に係るパワーモジュールの、図1に示される断面線III-IIIにおける概略断面図である。
[図4] 実施の形態1に係るパワーモジュールの概略部分拡大平面図である。
[図5] 実施の形態1に係るパワーモジュールの、図4に示される断面線V-Vにおける概略部分拡大断面図である。
[図6] 比較例に係るパワーモジュールの概略部分拡大平面図である。
[図7] 比較例に係るパワーモジュールの、図6に示される断面線VII-VIIにおける概略部分拡大断面図である。
[図8] 実施の形態1に係るパワーモジュールの概略部分拡大平面図である。
[図9] 実施の形態1に係るパワーモジュールの、図8に示される断面線IX-IXにおける概略部分拡大断面図である。
[図10] 実施の形態1に係るパワーモジュールの概略部分拡大平面図である。
[図11] 実施の形態1に係るパワーモジュールの、図10に示される断面線XI-XIにおける概略部分拡大断面図である。
[図12] 実施の形態1の第1変形例に係るパワーモジュールの概略部分拡大断面図である。
[図13] 実施の形態1の第1変形例に係るパワーモジュールの概略部分拡大断面図である。
[図14] 実施の形態1の第1変形例に係るパワーモジュールの概略部分拡大断面図である。
[図15] 実施の形態1及び実施の形態2に係るパワーモジュールの製造方法の一工程を示す概略断面図である。
[図16] 実施の形態1及び実施の形態2に係るパワーモジュールの製造方法における、図15に示される工程の次工程を示す概略断面図である。
[図17] 実施の形態1に係るパワーモジュールの製造方法における、図16に示される工程の次工程を示す概略平面図である。
[図18] 実施の形態1に係るパワーモジュールの製造方法の、図17に示される断面線XVIII-XVIIIにおける概略断面図である。
[図19] 実施の形態1の第2変形例に係るパワーモジュールの概略平面図である。
[図20] 実施の形態1の第3変形例に係るパワーモジュールの概略平面図である。
[図21] 実施の形態1の第4変形例に係るパワーモジュールの概略断面図である。
[図22] 実施の形態1の第5変形例に係るパワーモジュールの概略平面図である。
[図23] 実施の形態1の第5変形例に係るパワーモジュールの概略断面図である。
[図24] 実施の形態2に係るパワーモジュールの概略平面図である。
[図25] 実施の形態2に係るパワーモジュールの、図24に示される断面線XXV-XXVにおける概略断面図である。
[図26] 実施の形態2に係るパワーモジュールの、図24に示される断面線XXVI-XXVIにおける概略断面図である。
[図27] 実施の形態2に係るパワーモジュールの概略部分拡大平面図である。
[図28] 実施の形態2に係るパワーモジュールの、図27に示される断面線XXVIII-XXVIIIにおける概略部分拡大断面図である。
[図29] 実施の形態2に係るパワーモジュールの概略部分拡大平面図である。
[図30] 実施の形態2に係るパワーモジュールの、図29に示される断面線XXX-XXXにおける概略部分拡大断面図である。
[図31] 実施の形態2に係るパワーモジュールの概略部分拡大平面図である。
[図32] 実施の形態2に係るパワーモジュールの、図31に示される断面線XXXII-XXXIIにおける概略部分拡大断面図である。
[図33] 実施の形態2の第1変形例に係るパワーモジュールの概略部分拡大断面図である。
[図34] 実施の形態2の第1変形例に係るパワーモジュールの概略部分拡大断面図である。
[図35] 実施の形態2の第1変形例に係るパワーモジュールの概略部分拡大断面図である。
[図36] 実施の形態2に係るパワーモジュールの製造方法における、図16に示される工程の次工程を示す概略平面図である。
[図37] 実施の形態2に係るパワーモジュールの製造方法の、図36に示される断面線XXXVII-XXXVIIにおける概略断面図である。
[図38] 実施の形態2に係るパワーモジュールの製造方法における、図36に示される工程の次工程を示す概略平面図である。
[図39] 実施の形態2の第2変形例に係るパワーモジュールの概略平面図である。
[図40] 実施の形態3に係るパワーモジュールの概略平面図である。
[図41] 実施の形態3に係るパワーモジュールの、図40に示される断面線XLI-XLIにおける概略断面図である。
[図42] 実施の形態3に係るパワーモジュールの、図40に示される断面線XLII-XLIIにおける概略断面図である。
[図43] 実施の形態3の変形例に係るパワーモジュールの概略平面図である。
[図44] 実施の形態4に係るパワーモジュールの概略平面図である。
[図45] 実施の形態4に係るパワーモジュールの、図44に示される断面線XLV-XLVにおける概略断面図である。
[図46] 実施の形態4に係るパワーモジュールの、図44に示される断面線XLVI-XLVIにおける概略断面図である。
[図47] 実施の形態4に係るパワーモジュールの概略部分拡大平面図である。
[図48] 実施の形態4に係るパワーモジュールの、図47に示される断面線XLVIII-XLVIIIにおける概略部分拡大断面図である。
[図49] 比較例に係るパワーモジュールの概略部分拡大平面図である。
[図50] 比較例に係るパワーモジュールの、図49に示される断面線L-Lにおける概略部分拡大断面図である。
[図51] 実施の形態4に係るパワーモジュールの製造方法の一工程を示す概略断面図である。
[図52] 実施の形態4に係るパワーモジュールの製造方法における、図51に示される工程の次工程を示す概略断面図である。
[図53] 実施の形態4に係るパワーモジュールの製造方法における、図52に示される工程の次工程を示す概略平面図である。
[図54] 実施の形態4に係るパワーモジュールの製造方法の図53に示される工程の、断面線LIV-LIVにおける概略断面図である。
[図55] 実施の形態5に係るパワーモジュールの概略平面図である。
[図56] 実施の形態5に係るパワーモジュールの、図55に示される断面線LVI-LVIにおける概略断面図である。
[図57] 実施の形態5に係るパワーモジュールの、図55に示される断面線LVII-LVIIにおける概略断面図である。
[図58] 実施の形態5に係るパワーモジュールの概略部分拡大平面図である。
[図59] 実施の形態5に係るパワーモジュールの、図58に示される断面線LIX-LIXにおける概略部分拡大断面図である。
[図60] 実施の形態5の変形例に係るパワーモジュールの概略断面図である。
[図61] 実施の形態6に係るパワーモジュールの概略平面図である。
[図62] 実施の形態6に係るパワーモジュールの、図61に示される断面線LXII-LXIIにおける概略断面図である。
[図63] 実施の形態6に係るパワーモジュールの、図61に示される断面線LXIII-LXIIIにおける概略断面図である。
[図64] 実施の形態6に係るパワーモジュールの概略部分拡大平面図である。
[図65] 実施の形態6に係るパワーモジュールの、図64に示される断面線LXV-LXVにおける概略部分拡大断面図である。
[図66] 実施の形態7に係る電力変換システムの構成を示すブロック図である。

発明を実施するための形態

[0013]
 以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
[0014]
 実施の形態1.
 図1から図14を参照して、実施の形態1のパワーモジュール1を説明する。
[0015]
 図1から図3に示されるように、パワーモジュール1は、回路基板10を備えている。回路基板10は、第1の方向(x方向)と、第1の方向に交差する第2の方向(y方向)とに延在している。特定的には、第2の方向は、第1の方向に垂直である。回路基板10は、絶縁基板11と、第1導電層12と、第2導電層13とを含む。絶縁基板11は、第1主面と、第1主面とは反対側の第2主面とを含む。
[0016]
 絶縁基板11は、例えば、アルミナ(Al 23)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化シリコン(Si 34)、二酸化ケイ素(SiO 2)または窒化ホウ素(BN)のような無機セラミックス材料で形成されている。絶縁基板11は、例えば、ガラスエポキシ基板のような絶縁樹脂基板である。
[0017]
 第1導電層12は、絶縁基板11の第1主面上に設けられている。第1導電層12は、例えば、銅またはアルミニウムのような金属材料で形成されている。第2導電層13は、絶縁基板11の第2主面上に設けられている。第2導電層13は、例えば、銅またはアルミニウムのような金属材料で形成されている。
[0018]
 図1から図3に示されるように、パワーモジュール1は、第1半導体素子20と、第2半導体素子25とを備えている。第1半導体素子20及び第2半導体素子25は、第1の方向(x方向)に沿って配列されている。第1半導体素子20及び第2半導体素子25は、例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)またはダイオードのようなパワー半導体素子である。第1半導体素子20及び第2半導体素子25は、例えば、シリコン(Si)、または、炭化珪素(SiC)、窒化ガリウム(GaN)もしくはダイヤモンドのようなワイドバンドギャップ半導体材料で形成されている。第1半導体素子20及び第2半導体素子25は、タイプ及び材料の少なくとも1つの点で、互いに同じであってもよいし、互いに異なってもよい。
[0019]
 本実施の形態では、第1半導体素子20はダイオードである。第1半導体素子20は、第1前面電極21と、第1背面電極21bとを含む。本実施の形態では、第2半導体素子25はIGBTである。第2半導体素子25は、第2前面電極26と、第3前面電極27と、第2背面電極26bとを含む。第2前面電極26は、例えば、エミッタ電極である。第3前面電極27は、例えば、ゲート電極と、温度センサー電極とを含む。第2背面電極26bは、例えば、コレクタ電極である。
[0020]
 第1半導体素子20は、第1導電層12上に搭載されている。第1背面電極21bは、第1導電接合部材23によって、第1導電層12に接合されている。第2半導体素子25は、第1半導体素子20から第1の方向(x方向)に間隔を空けて、第1導電層12上に搭載されている。第2背面電極26bは、第2導電接合部材28によって、第1導電層12に接合されている。第1導電接合部材23及び第2導電接合部材28は、例えば、はんだ、または、銀フィラーもしくは銅フィラーのような金属フィラーが樹脂に分散された導電性接着剤である。第1導電接合部材23及び第2導電接合部材28は、例えば、銀ナノ粒子もしくは銅ナノ粒子のような金属ナノ粒子を300℃以下の低温で焼成することによって形成された焼結接合部材である。
[0021]
 図1から図3に示されるように、パワーモジュール1は、ケース50を備えている。ケース50は、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、液晶ポリマー(LCP)のような電気的絶縁性を有する樹脂で形成されている。ケース50は、第1リード端子52、第2リード端子53及び第3リード端子54を含む。第1リード端子52、第2リード端子53及び第3リード端子54は、例えば、銅またはアルミニウムのような金属材料で形成されている。第1リード端子52、第2リード端子53及び第3リード端子54は、各々、ケース50の内部を通って、パワーモジュール1の外部に引き出されている。
[0022]
 回路基板10は、シリコーン樹脂接着剤のような接合部材51を用いて、ケース50に接合されている。接合部材51は、回路基板10とケース50との間に充填されて、回路基板10とケース50との間の隙間から封止部材60が漏れることを防止する。
[0023]
 図1から図3に示されるように、パワーモジュール1は、複数の第1導電ワイヤ群30と、複数の第2導電ワイヤ群35と、複数の第3導電ワイヤ44とをさらに備えている。
[0024]
 複数の第1導電ワイヤ群30は、第2の方向(y方向)に並列に配列されている。複数の第1導電ワイヤ群30は、各々、主に第1の方向(x方向)に沿って延在している。複数の第1導電ワイヤ群30は、各々、複数の第1導電ワイヤ31a,31bを含む。本実施の形態では、複数の第1導電ワイヤ群30は、各々、2本の第1導電ワイヤ31a,31bを含む。例えば、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは、各々、0.4mmの直径を有している。
[0025]
 複数の第2導電ワイヤ群35は、第1の方向(x方向)に交差する第2の方向(y方向)に並列に配列されている。複数の第2導電ワイヤ群35は、各々、主に第1の方向(x方向)に沿って延在している。複数の第2導電ワイヤ群35は、各々、複数の第2導電ワイヤ36a,36bを含む。本実施の形態では、複数の第2導電ワイヤ群35は、各々、2本の第2導電ワイヤ36a,36bを含む。例えば、複数の第2導電ワイヤ36a,36bは、各々、0.4mmの直径を有している。
[0026]
 複数の第3導電ワイヤ44は、主に第1の方向(x方向)に沿って延在している。例えば、複数の第3導電ワイヤ44は、各々、0.15mmの直径を有している。第2半導体素子25の第3前面電極27と第3リード端子54とは、複数の第3導電ワイヤ44を介して、互いに電気的に接続されている。複数の第1導電ワイヤ群30(複数の第1導電ワイヤ31a,31b)と、複数の第2導電ワイヤ群35(複数の第2導電ワイヤ36a,36b)と、複数の第3導電ワイヤ44とは、例えば、アルミニウムワイヤ、銅ワイヤ、アルミニウムで被覆された銅ワイヤまたは金ワイヤである。
[0027]
 第1半導体素子20の第1前面電極21と第1リード端子52とは、第1導電ワイヤ群30を介して、互いに電気的に接続されている。複数の第1導電ワイヤ群30は、各々、第1半導体素子20の第1前面電極21にボンディングされるボンディング部30mと、第1リード端子52にボンディングされるボンディング部30nとを含む。ボンディング部30mにおける複数の第1導電ワイヤ31a,31bの電位は互いに等しい。ボンディング部30nにおける複数の第1導電ワイヤ31a,31bの電位は互いに等しい。ボンディング部30mとボンディング部30nとの間の複数の第1導電ワイヤ31a,31bの電位差は互いに等しい。
[0028]
 ボンディング部30mにおいて、複数の第1導電ワイヤ群30に含まれる複数の第1導電ワイヤ31a,31bは、第2の方向(y方向)に等ピッチ(例えば、0.8mm)で配列されてもよい。ボンディング部30nにおいて、複数の第1導電ワイヤ群30に含まれる複数の第1導電ワイヤ31a,31bは、第2の方向(y方向)に等ピッチ(例えば、0.8mm)で配列されてもよい。
[0029]
 図4に示されるように、第1前面電極21の平面視において、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の第1中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max1は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mの間の第2の方向(y方向)における間隔G 1よりも大きい。第1導電ワイヤ群30の第1中間部は、第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mとボンディング部30nとの間にある。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ群30の各々は、第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mよりも第1導電ワイヤ群30の第1中間部において狭い幅を有している。第1前面電極21の平面視において、第1導電ワイヤ群30の第1中間部は、ボンディング部30mよりも、第2の方向(y方向)で内側にある。
[0030]
 最大間隔G max1は、例えば、間隔G 1の1.2倍以上である。最大間隔G max1は、例えば、間隔G 1の1.3倍以上である。最大間隔G max1は、例えば、間隔G 1の1.5倍以上である。最大間隔G max1は、例えば、間隔G 1の2.0倍以上である。最大間隔G max1は、例えば、1.05mm以上である。最大間隔G max1は、例えば、1.10mm以上である。最大間隔G max1は、例えば、1.20mm以上である。
[0031]
 第1前面電極21の平面視において、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の第1中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max1は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30nの間の第2の方向(y方向)における間隔G 2よりも大きい。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ群30の各々は、第1導電ワイヤ群30のボンディング部30nよりも第1導電ワイヤ群30の第1中間部において狭い幅を有している。第1前面電極21の平面視において、第1導電ワイヤ群30の第1中間部は、ボンディング部30nよりも、第2の方向(y方向)で内側にある。最大間隔G max1は、例えば、間隔G 2の1.2倍以上である。最大間隔G max1は、例えば、間隔G 2の1.3倍以上である。最大間隔G max1は、例えば、間隔G 2の1.5倍以上である。最大間隔G max1は、例えば、間隔G 2の2.0倍以上である。
[0032]
 そのため、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の第1導電ワイヤ31a,31bの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。パワーモジュール1は、向上された信頼性を有する。
[0033]
 これに対し、図6及び図7に示される比較例のパワーモジュールでは、本実施の形態のパワーモジュール1よりも、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ31a,31bの間の間隔が狭い。そのため、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれた気泡が複数の第1導電ワイヤ31a,31bの下方でかつ封止部材60中に残存することがあった。この気泡は、封止部材60の絶縁性能を低下させて、パワーモジュールの信頼性を低下させる。
[0034]
 特定的には、パワーモジュール1では、図1及び図4に示されるように、第1導電ワイヤ群30の第1中間部において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは互いに交差している。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは一箇所で互いに交差している。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ群30の各々に含まれる複数の第1導電ワイヤ31a,31bの頂部は、互いに重なっている。第1導電ワイヤ31aの頂部は、第1導電ワイヤ31bの頂部の下方にある。本明細書において、導電ワイヤの頂部は、第1の方向(x方向)及び第2の方向(y方向)に垂直な第3の方向(z方向)において、導電ワイヤの最も高い部分を意味する。
[0035]
 第1導電ワイヤ31aと第1導電ワイヤ31bとは、第1導電ワイヤ31aの頂部と第1導電ワイヤ31bの頂部とで、互いに交差している。第1前面電極21の平面視において、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の頂部の間の間隔は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mの間の第2の方向(y方向)における間隔G 1よりも大きい。第1前面電極21の平面視において、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の頂部の間の間隔は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30nの間の第2の方向(y方向)における間隔G 2よりも大きい。
[0036]
 第1導電ワイヤ31aは、第1導電ワイヤ31aに隣り合う第1導電ワイヤ31bに接触してもよい。第1導電ワイヤ31aは、第1導電ワイヤ31aに隣り合う第1導電ワイヤ31bから離間されてもよい。第1導電ワイヤ31a及び第1導電ワイヤ31bの一方が第1導電層12に近すぎるために第1導電ワイヤ31aと第1導電ワイヤ31bとの間の間隔が大きくなりすぎると、第1導電ワイヤ31a及び第1導電ワイヤ31bの一方と第1導電層12との間の距離が短くなって、パワーモジュール1の絶縁性能が低下する。また、第1導電ワイヤ31a及び第1導電ワイヤ31bの一方が第1導電層12から離れすぎるために第1導電ワイヤ31aと第1導電ワイヤ31bとの間の間隔が大きくなりすぎると、第1導電ワイヤ31a及び第1導電ワイヤ31bの一方と封止樹脂60の上面との間の距離が短くなって、パワーモジュール1の絶縁性能が低下する。そのため、第1導電ワイヤ31aは、第1導電ワイヤ31aの直径以下の距離だけ、第1導電ワイヤ31bから離間されてもよい。
[0037]
 複数の第1導電ワイヤ群30の各々に含まれる複数の第1導電ワイヤ31a,31bは、互いに異なる長さを有している。図5に示されるように、最大間隔G max1を規定する互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の部分の高さ(例えば、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の頂部の高さ)は互いに同じである。
[0038]
 図12に示されるように、最大間隔G max1を規定する互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の部分の高さ(例えば、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の頂部の高さ)が互いに異なってもよい。そのため、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の間の間隔がさらに大きくなる。封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の第1導電ワイヤ31a,31bの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の間を通って、封止部材60の外側にさらに容易に抜ける。
[0039]
 第1半導体素子20の第1前面電極21と第2半導体素子25の第2前面電極26とは、第1導電ワイヤ群30を介して、互いに電気的に接続されている。複数の第1導電ワイヤ群30は、各々、第1半導体素子20の第1前面電極21にボンディングされるボンディング部30mと、第2半導体素子25の第2前面電極26にボンディングされるボンディング部30pとを含む。ボンディング部30mにおける複数の第1導電ワイヤ31a,31bの電位は互いに等しい。ボンディング部30pにおける複数の第1導電ワイヤ31a,31bの電位は互いに等しい。ボンディング部30mとボンディング部30pとの間の複数の第1導電ワイヤ31a,31bの電位差は互いに等しい。
[0040]
 ボンディング部30mにおいて、複数の第1導電ワイヤ群30に含まれる複数の第1導電ワイヤ31a,31bは、第2の方向(y方向)に等ピッチ(例えば、0.8mm)で配列されてもよい。ボンディング部30pにおいて、複数の第1導電ワイヤ群30に含まれる複数の第1導電ワイヤ31a,31bは、第2の方向(y方向)に等ピッチ(例えば、0.8mm)で配列されてもよい。
[0041]
 図8に示されるように、第1前面電極21の平面視において、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の第2中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max2は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mの間の第2の方向(y方向)における間隔G 1よりも大きい。第1導電ワイヤ群30の第2中間部は、第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mと第1導電ワイヤ群30のボンディング部30pとの間にある。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ群30の各々は、第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mよりも第1導電ワイヤ群30の第2中間部において狭い幅を有している。第1前面電極21の平面視において、第1導電ワイヤ群30の第2中間部は、ボンディング部30mよりも、第2の方向(y方向)で内側にある。
[0042]
 最大間隔G max2は、例えば、間隔G 1の1.2倍以上である。最大間隔G max2は、例えば、間隔G 1の1.3倍以上である。最大間隔G max2は、例えば、間隔G 1の1.5倍以上である。最大間隔G max2は、例えば、間隔G 1の2.0倍以上である。最大間隔G max2は、例えば、1.05mm以上である。最大間隔G max2は、例えば、1.10mm以上である。最大間隔G max2は、例えば、1.20mm以上である。
[0043]
 第1前面電極21の平面視において、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の第2中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max2は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30pの間の第2の方向(y方向)における間隔G 3よりも大きい。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ群30の各々は、第1導電ワイヤ群30のボンディング部30pよりも第1導電ワイヤ群30の第2中間部において狭い幅を有している。第1前面電極21の平面視において、第1導電ワイヤ群30の第2中間部は、ボンディング部30pよりも、第2の方向(y方向)で内側にある。最大間隔G max2は、例えば、間隔G 3の1.2倍以上である。最大間隔G max2は、例えば、間隔G 3の1.3倍以上である。最大間隔G max2は、例えば、間隔G 3の1.5倍以上である。最大間隔G max2は、例えば、間隔G 3の2.0倍以上である。
[0044]
 そのため、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の第1導電ワイヤ31a,31bの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。パワーモジュール1は、向上された信頼性を有する。
[0045]
 特定的には、図1及び図8に示されるように、第1導電ワイヤ群30の第2中間部において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは互いに交差している。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは一箇所で互いに交差している。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ群30の各々に含まれる複数の第1導電ワイヤ31a,31bの頂部は、互いに重なっている。第1導電ワイヤ31aの頂部は、第1導電ワイヤ31bの頂部の下方にある。
[0046]
 第1導電ワイヤ31aと第1導電ワイヤ31bとは、第1導電ワイヤ31aの頂部と第1導電ワイヤ31bの頂部とで、互いに交差している。第1前面電極21の平面視において、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の頂部の間の間隔は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mの間の第2の方向(y方向)における間隔G 1よりも大きい。第1前面電極21の平面視において、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の頂部の間の間隔は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30pの間の第2の方向(y方向)における間隔G 3よりも大きい。
[0047]
 第1導電ワイヤ31aは、第1導電ワイヤ31aに隣り合う第1導電ワイヤ31bに接触してもよいし、第1導電ワイヤ31bから離間されてもよい。複数の第1導電ワイヤ群30の各々に含まれる複数の第1導電ワイヤ31a,31bは、互いに異なる長さを有している。図9に示されるように、最大間隔G max2を規定する互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の部分の高さ(例えば、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の頂部の高さ)は互いに同じである。
[0048]
 図13に示されるように、最大間隔G max2を規定する互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の部分の高さ(例えば、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の頂部の高さ)が互いに異なってもよい。そのため、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の間の間隔がさらに大きくなる。封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の第1導電ワイヤ31a,31bの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の間を通って、封止部材60の外側にさらに容易に抜ける。
[0049]
 第1導電層12と第2リード端子53とは、第2導電ワイヤ群35を介して、互いに電気的に接続されている。複数の第2導電ワイヤ群35は、各々、第1導電層12にボンディングされるボンディング部35mと、第2リード端子53にボンディングされるボンディング部35nとを含む。ボンディング部35mにおける複数の第2導電ワイヤ36a,36bの電位は互いに等しい。ボンディング部35nにおける複数の第2導電ワイヤ36a,36bの電位は互いに等しい。ボンディング部35mとボンディング部35nとの間の複数の第2導電ワイヤ36a,36bの電位差は互いに等しい。
[0050]
 ボンディング部35mにおいて、複数の第2導電ワイヤ群35に含まれる複数の第2導電ワイヤ36a,36bは、第2の方向(y方向)に等ピッチ(例えば、0.8mm)で配列されてもよい。ボンディング部35nにおいて、複数の第2導電ワイヤ群35に含まれる複数の第2導電ワイヤ36a,36bは、第1の方向(y方向)に等ピッチ(例えば、0.8mm)で配列されてもよい。
[0051]
 図10に示されるように、第1導電層12の平面視において、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の第3中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max3は、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35のボンディング部35mの間の第2の方向(y方向)における間隔G 4よりも大きい。第2導電ワイヤ群35の第3中間部は、第2導電ワイヤ群35のボンディング部35mとボンディング部35nとの間にある。第1導電層12の平面視において、複数の第2導電ワイヤ群35の各々は、第2導電ワイヤ群35のボンディング部35mよりも第2導電ワイヤ群35の第3中間部において狭い幅を有している。第1導電層12の平面視において、第2導電ワイヤ群35の第3中間部は、ボンディング部35mよりも、第2の方向(y方向)で内側にある。
[0052]
 最大間隔G max3は、例えば、間隔G 4の1.2倍以上である。最大間隔G max3は、例えば、間隔G 4の1.3倍以上である。最大間隔G max3は、例えば、間隔G 4の1.5倍以上である。最大間隔G max3は、例えば、間隔G 4の2.0倍以上である。最大間隔G max3は、例えば、1.05mm以上である。最大間隔G max3は、例えば、1.10mm以上である。最大間隔G max3は、例えば、1.20mm以上である。
[0053]
 第1導電層12の平面視において、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の第3中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max3は、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35のボンディング部35nの間の第2の方向(y方向)における間隔G 5よりも大きい。第1導電層12の平面視において、複数の第2導電ワイヤ群35の各々は、第2導電ワイヤ群35のボンディング部35nよりも第2導電ワイヤ群35の第3中間部において狭い幅を有している。第1導電層12の平面視において、第2導電ワイヤ群35の第3中間部は、ボンディング部35nよりも、第2の方向(y方向)で内側にある。最大間隔G max3は、例えば、間隔G 5の1.2倍以上である。最大間隔G max3は、例えば、間隔G 5の1.3倍以上である。最大間隔G max3は、例えば、間隔G 5の1.5倍以上である。最大間隔G max3は、例えば、間隔G 5の2.0倍以上である。
[0054]
 そのため、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の第2導電ワイヤ36a,36bの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。パワーモジュール1は、向上された信頼性を有する。
[0055]
 特定的には、図1及び図10に示されるように、第2導電ワイヤ群35の第3中間部において、複数の第2導電ワイヤ36a,36bは互いに交差している。第1導電層12の平面視において、複数の第2導電ワイヤ36a,36bは一箇所で互いに交差している。第1導電層12の平面視において、複数の第2導電ワイヤ群35の各々に含まれる複数の第2導電ワイヤ36a,36bの頂部は、互いに重なっている。第2導電ワイヤ36aの頂部は、第2導電ワイヤ36bの頂部の下方にある。
[0056]
 第2導電ワイヤ36aと第2導電ワイヤ36bとは、第2導電ワイヤ36aの頂部と第2導電ワイヤ36bの頂部とで、互いに交差している。第1導電層12の平面視において、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の頂部の間の間隔は、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35のボンディング部35mの間の第2の方向(y方向)における間隔G 4よりも大きい。第1導電層12の平面視において、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の頂部の間の間隔は、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35のボンディング部35nの間の第2の方向(y方向)における間隔G 5よりも大きい。
[0057]
 第2導電ワイヤ36aは、第2導電ワイヤ36aに隣り合う第2導電ワイヤ36bに接触してもよい。第2導電ワイヤ36aは、第2導電ワイヤ36aに隣り合う第2導電ワイヤ36bから離間されてもよい。第2導電ワイヤ36a及び第2導電ワイヤ36bの一方が第1導電層12に近すぎるために第2導電ワイヤ36aと第2導電ワイヤ36bとの間の間隔が大きくなりすぎると、第2導電ワイヤ36a及び第2導電ワイヤ36bの一方と第1導電層12との間の距離が短くなって、パワーモジュール1の絶縁性能が低下する。また、第2導電ワイヤ36a及び第2導電ワイヤ36bの一方が第1導電層12から離れすぎるために第2導電ワイヤ36aと第2導電ワイヤ36bとの間の間隔が大きくなりすぎると、第2導電ワイヤ36a及び第2導電ワイヤ36bの一方と封止樹脂60の上面との間の距離が短くなって、パワーモジュール1の絶縁性能が低下する。そのため、第2導電ワイヤ36aは、第2導電ワイヤ36aの直径以下の距離だけ、第2導電ワイヤ36bから離間されてもよい。
[0058]
 複数の第2導電ワイヤ群35の各々に含まれる複数の第2導電ワイヤ36a,36bは、互いに異なる長さを有している。図11に示されるように、最大間隔G max3を規定する互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の部分の高さ(例えば、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の頂部の高さ)は互いに同じである。
[0059]
 図14に示されるように、最大間隔G max3を規定する互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の部分の高さ(例えば、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の頂部の高さ)が互いに異なってもよい。そのため、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の間の間隔がさらに大きくなる。封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の第2導電ワイヤ36a,36bの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の間を通って、封止部材60の外側にさらに容易に抜ける。
[0060]
 パワーモジュール1は、封止部材60をさらに備えている。封止部材60は、第1半導体素子20と、第2半導体素子25と、複数の第1導電ワイヤ群30と、複数の第2導電ワイヤ群35と、複数の第3導電ワイヤ44とを封止する。封止部材60は、第1リード端子52の一部と、第2リード端子53の一部と、第3リード端子54の一部とをさらに封止する。
[0061]
 封止部材60は、絶縁樹脂で形成されている。封止部材60は、例えば、エポキシ樹脂もしくはシリコーン樹脂のようなダイレクトポッティング可能な絶縁樹脂、または、シリコーゲルのような絶縁樹脂で形成されている。一例では、封止部材60は、ダイレクトポッティング法によって設けられている。別の例では、封止部材60は、回路基板10などがセットされた金型内に封止材料を注入することによって設けられている。
[0062]
 封止部材60は、微粒子またはフィラーを含んでもよい。微粒子またはフィラーは、絶縁樹脂中に分散されてもよい。微粒子またはフィラーは、例えば、二酸化ケイ素(SiO 2)、アルミナ(Al 23)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ホウ素(BN)、窒化シリコン(Si 34)、ダイヤモンド(C)、炭化ケイ素(SiC)または酸化ホウ素(B 23)のような無機セラミックス材料で形成されている。微粒子またはフィラーは、30μm以上200μm以下の最大直径を有している。絶縁樹脂中に微粒子またはフィラーを添加することによって、封止部材60の熱膨張係数が調整され得る。微粒子またはフィラーは、封止部材60の主成分である絶縁樹脂材料よりも、高い熱伝導率を有してもよく、封止部材60の熱伝導性を向上させてもよい。
[0063]
 図1から図3及び図15から図18を参照して、実施の形態1のパワーモジュール1の製造方法を説明する。
[0064]
 図15に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1の製造方法は、第1半導体素子20及び第2半導体素子25を回路基板10上に搭載することを備える。具体的には、回路基板10が用意される。例えば、絶縁基板11の第1主面に第1導電層12を貼り付け、絶縁基板11の第2主面に第2導電層13を貼り付けることによって、回路基板10が用意される。それから、第1導電接合部材23及び第2導電接合部材28によって、第1半導体素子20及び第2半導体素子25がそれぞれ回路基板10上に搭載される。例えば、第1導電接合部材23及び第2導電接合部材28がはんだである場合には、リフローはんだ付け法を用いて、第1半導体素子20及び第2半導体素子25が回路基板10の第1導電層12にはんだ付けされる。
[0065]
 図16に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1の製造方法は、回路基板10をケース50に取り付けることを備える。例えば、回路基板10は、シリコーン樹脂接着剤のような接合部材51を用いて、ケース50に接合される。
[0066]
 図17及び図18に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1の製造方法は、複数の第1導電ワイヤ群30を介して第1半導体素子20の第1前面電極21と第1リード端子52とを互いに電気的に接続することを備える。複数の第1導電ワイヤ群30は、第2の方向(y方向)に並列に配列されている。複数の第1導電ワイヤ群30は、各々、複数の第1導電ワイヤ31a,31bを含む。複数の第1導電ワイヤ群30は、各々、第1半導体素子20の第1前面電極21にボンディングされるボンディング部30mと、第1リード端子52にボンディングされるボンディング部30nとを含む。具体的には、ワイヤボンダ(図示せず)を用いて、複数の第1導電ワイヤ31a,31bが第1前面電極21と第1リード端子52とにボンディングされる。
[0067]
 図4に示されるように、第1前面電極21の平面視において、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の第1中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max1は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mの間の第2の方向(y方向)における間隔G 1よりも大きい。第1導電ワイヤ群30の第1中間部は、第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mとボンディング部30nとの間にある。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ群30の各々は、第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mよりも第1導電ワイヤ群30の第1中間部において狭い幅を有している。第1前面電極21の平面視において、第1導電ワイヤ群30の第1中間部は、ボンディング部30mよりも、第2の方向(y方向)で内側にある。
[0068]
 第1前面電極21の平面視において、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の第1中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max1は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30nの間の第2の方向(y方向)における間隔G 2よりも大きい。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ群30の各々は、第1導電ワイヤ群30のボンディング部30nよりも第1導電ワイヤ群30の第1中間部において狭い幅を有している。第1前面電極21の平面視において、第1導電ワイヤ群30の第1中間部は、ボンディング部30nよりも、第2の方向(y方向)で内側にある。
[0069]
 特定的には、本実施の形態のパワーモジュール1の製造方法において、複数の第1導電ワイヤ群30を介して第1半導体素子20の第1前面電極21と第2半導体素子25の第2前面電極26とを互いに電気的に接続することは、第1導電ワイヤ群30の第2中間部において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bを互いに交差させることを含む。
[0070]
 図17及び図18に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1の製造方法は、複数の第1導電ワイヤ群30を介して第1半導体素子20の第1前面電極21と第2半導体素子25の第2前面電極26とを互いに電気的に接続することを備える。複数の第1導電ワイヤ群30は、第2の方向(y方向)に並列に配列されている。複数の第1導電ワイヤ群30は、各々、複数の第1導電ワイヤ31a,31bを含む。複数の第1導電ワイヤ群30は、各々、第1半導体素子20の第1前面電極21にボンディングされるボンディング部30mと、第2半導体素子25の第2前面電極26にボンディングされるボンディング部30pとを含む。具体的には、ワイヤボンダ(図示せず)を用いて、複数の第1導電ワイヤ31a,31bが第1前面電極21と第2前面電極26とにボンディングされる。
[0071]
 図8に示されるように、第1前面電極21の平面視において、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の第2中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max2は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mの間の第2の方向(y方向)における間隔G 1よりも大きい。第2中間部は、ボンディング部30mとボンディング部30pとの間にある。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ群30の各々は、第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mよりも第1導電ワイヤ群30の第2中間部において狭い幅を有している。第1前面電極21の平面視において、第1導電ワイヤ群30の第2中間部は、ボンディング部30mよりも、第2の方向(y方向)で内側にある。
[0072]
 第1前面電極21の平面視において、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の第2中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max2は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30pの間の第2の方向(y方向)における間隔G 3よりも大きい。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ群30の各々は、第1導電ワイヤ群30のボンディング部30pよりも第1導電ワイヤ群30の第2中間部において狭い幅を有している。第1前面電極21の平面視において、第1導電ワイヤ群30の第2中間部は、ボンディング部30pよりも、第2の方向(y方向)で内側にある。
[0073]
 特定的には、本実施の形態のパワーモジュール1の製造方法において、複数の第1導電ワイヤ群30を介して第1半導体素子20の第1前面電極21と第2半導体素子25の第2前面電極26とを互いに電気的に接続することは、第1導電ワイヤ群30の第2中間部において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bを互いに交差させることを含む。
[0074]
 図17及び図18に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1の製造方法は、複数の第2導電ワイヤ群35を介して第1導電層12と第2リード端子53とを互いに電気的に接続することを備える。複数の第2導電ワイヤ群35は、第2の方向(y方向)に並列に配列されている。複数の第2導電ワイヤ群35は、各々、複数の第2導電ワイヤ36a,36bを含む。複数の第2導電ワイヤ群35は、各々、第1導電層12にボンディングされるボンディング部35mと、第2リード端子53にボンディングされるボンディング部35nとを含む。具体的には、ワイヤボンダ(図示せず)を用いて、複数の第2導電ワイヤ36a,36bが第1導電層12と第2リード端子53とにボンディングされる。
[0075]
 図10に示されるように、第1導電層12の平面視において、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の第3中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max3は、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35のボンディング部35mの間の第2の方向(y方向)における間隔G 4よりも大きい。第2導電ワイヤ群35の第3中間部は、第2導電ワイヤ群35のボンディング部35mとボンディング部35nとの間にある。第1導電層12の平面視において、複数の第2導電ワイヤ群35の各々は、第2導電ワイヤ群35のボンディング部35mよりも第2導電ワイヤ群35の第3中間部において狭い幅を有している。第1導電層12の平面視において、第2導電ワイヤ群35の第3中間部は、ボンディング部35mよりも、第2の方向(y方向)で内側にある。
[0076]
 第1導電層12の平面視において、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の第3中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max3は、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35のボンディング部35nの間の第2の方向(y方向)における間隔G 5よりも大きい。第1導電層12の平面視において、複数の第2導電ワイヤ群35の各々は、第2導電ワイヤ群35のボンディング部35nよりも第2導電ワイヤ群35の第3中間部において狭い幅を有している。第1導電層12の平面視において、第2導電ワイヤ群35の第3中間部は、ボンディング部35nよりも、第2の方向(y方向)で内側にある。
[0077]
 特定的には、本実施の形態のパワーモジュール1の製造方法において、複数の第2導電ワイヤ群35を介して第1導電層12と第2リード端子53とを互いに電気的に接続することは、第2導電ワイヤ群35の第3中間部において、複数の第2導電ワイヤ36a,36bを互いに交差させることを含む。
[0078]
 図17及び図18に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1の製造方法は、複数の第3導電ワイヤ44を用いて第2半導体素子25の第3前面電極27と第3リード端子54とを互いに電気的に接続することを備える。具体的には、ワイヤボンダ(図示せず)を用いて、複数の第3導電ワイヤ44が第2半導体素子25の第3前面電極27と第3リード端子54とにボンディングされる。複数の第1導電ワイヤ群30、複数の第2導電ワイヤ群35及び複数の第3導電ワイヤ44をボンディングする工程は、回路基板10をケース50に取り付ける工程より前に行われてもよい。
[0079]
 本実施の形態のパワーモジュール1の製造方法は、第1半導体素子20と、第2半導体素子25と、第1リード端子52の一部と、第2リード端子53の一部と、第3リード端子54の一部と、複数の第1導電ワイヤ群30と、複数の第2導電ワイヤ群35と、複数の第3導電ワイヤ44とを、封止部材60で封止することを備える。こうして、図1から図3に示されるパワーモジュール1が得られる。
[0080]
 封止部材60で封止する工程の第一の例では、例えば500Paの減圧雰囲気中に封止材料を保持して、封止材料に脱泡処理を施す。封止材料は、エポキシ樹脂もしくはシリコーン樹脂のようなダイレクトポッティング可能な絶縁樹脂である。封止材料は、ダイレクトポッティング法によってケース50内に供給される。ダイレクトポッティング可能な絶縁樹脂は、例えば、5Pa・S以上の粘度を有している。ダイレクトポッティング可能な絶縁樹脂は、例えば、7Pa・S以上の粘度を有している。ダイレクトポッティング可能な絶縁樹脂は、例えば、10Pa・S以上の粘度を有している。ダイレクトポッティング可能な絶縁樹脂は、例えば、30Pa・S以下の粘度を有している。封止材料の粘度が大きいほど、封止部材60を設ける際に封止材料に気泡が噛みこまれやすく、かつ、封止材料から気泡が抜け難い。本明細書では、絶縁樹脂の粘度は、40℃以上90℃以下の温度で測定される。
[0081]
 それから、封止材料を、例えば40℃以上90℃以下の温度で加熱する。加熱された封止材料をケース50内に供給して、ケース50内に封止材料を設ける。封止材料を脱泡する。例えば、封止材料を減圧雰囲気中に保持することによって、封止材料を脱泡してもよい。特定的には、封止材料を含むケース50を、例えば700Pa以上1500Pa以下の減圧雰囲気中に保持する。例えば、封止材料を振動させることによって、封止材料を脱泡してもよい。特定的には、封止材料を含むケース50を振動させる。封止材料は、例えば、10Hz以上1kHz以下の振動数で振動される。それから、封止材料を硬化させる。こうして、封止部材60が設けられる。
[0082]
 封止部材60で封止する工程の第二の例では、封止部材60は、ケース50を用いることなく、トランスファモールド法によって設けられる。具体的には、例えば500Paの減圧雰囲気中に封止材料を保持して、封止材料に脱泡処理を施す。第1半導体素子20及び第2半導体素子25が搭載された回路基板10と、第1リード端子52の一部と、第2リード端子53の一部と、第3リード端子54の一部と、複数の第1導電ワイヤ群30と、複数の第2導電ワイヤ群35と、複数の第3導電ワイヤ44とを、金型内にセットする。封止材料を金型内に注入する。封止材料は、ダイレクトポッティング可能な絶縁樹脂よりも低い粘度を有する絶縁樹脂である。封止材料は、例えば、0.2Pa・S以上の粘度を有している。封止材料は、例えば、2.0Pa・S以下の粘度を有している。封止材料は、例えば、シリコーンゲルである。第一の例と同様に、封止材料を脱泡して、封止材料を硬化させる。こうして、封止部材60が設けられる。
[0083]
 図4に示されるように、第1前面電極21の平面視において、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の第1中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max1は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mの間の第2の方向(y方向)における間隔G 1よりも大きく、かつ、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30nの間の第2の方向(y方向)における間隔G 2よりも大きい。第1導電ワイヤ群30の第1中間部は、第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mとボンディング部30nとの間にある。そのため、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の第1導電ワイヤ31a,31bの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。向上された信頼性を有するパワーモジュール1が得られる。
[0084]
 図8に示されるように、第1前面電極21の平面視において、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の第2中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max2は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mの間の第2の方向(y方向)における間隔G 1よりも大きく、かつ、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30のボンディング部30pの間の第2の方向(y方向)における間隔G 3よりも大きい。第1導電ワイヤ群30の第2中間部は、第1導電ワイヤ群30のボンディング部30mとボンディング部30pとの間にある。そのため、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の第1導電ワイヤ31a,31bの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。向上された信頼性を有するパワーモジュール1が得られる。
[0085]
 図10に示されるように、第1導電層12の平面視において、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の第3中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔G max3は、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35のボンディング部35mの間の第2の方向(y方向)における間隔G 4よりも大きく、かつ、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35のボンディング部35nの間の第2の方向(y方向)における間隔G 5よりも大きい。第2導電ワイヤ群35の第3中間部は、第2導電ワイヤ群35のボンディング部35mとボンディング部35nとの間にある。そのため、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の第2導電ワイヤ36a,36bの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。向上された信頼性を有するパワーモジュール1が得られる。
[0086]
 図19に示されるパワーモジュール1aのように、複数の第1導電ワイヤ群30は、各々、3本以上の第1導電ワイヤ31a,31b,31cを含んでもよい。複数の第2導電ワイヤ群35は、各々、3本以上の第2導電ワイヤ36a,36b,36cを含んでもよい。
[0087]
 図20に示されるパワーモジュール1bのように、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30,30bは、第1導電ワイヤ群30と、第1導電ワイヤ群30bとを含んでもよい。第1導電ワイヤ群30では、第1導電ワイヤ31aが第1導電ワイヤ31bの下方にある。第1導電ワイヤ群30bでは、第1導電ワイヤ31bが第1導電ワイヤ31aの下方にある。互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35,35bは、第2導電ワイヤ群35と、第2導電ワイヤ群35bとを含んでもよい。第2導電ワイヤ群35では、第2導電ワイヤ36aが第2導電ワイヤ36bの下方にある。第2導電ワイヤ群35bでは、第2導電ワイヤ36bが第2導電ワイヤ36aの下方にある。
[0088]
 図21に示されるパワーモジュール1cのように、第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bの頂部の位置は互いに異なっており、かつ、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは互いに同じ長さを有してもよい。第1導電層12の平面視において、複数の第2導電ワイヤ36a,36bの頂部の位置は互いに異なっており、かつ、複数の第2導電ワイヤ36a,36bは互いに同じ長さを有してもよい。
[0089]
 図22及び図23に示されるパワーモジュール1dのように、ボンディング部30n,30pは、第1導電ワイヤ群30の両端から離れていてもよい。ボンディング部30n,30pは、第1導電ワイヤ31a,31bの両端から離れていてもよい。ボンディング部35m,35nは、第2導電ワイヤ群35の両端から離れていてもよい。ボンディング部35m,35nは、第2導電ワイヤ36a,36bの両端から離れていてもよい。
[0090]
 図22及び図23に示されるパワーモジュール1dのように、2つの半導体素子(第1半導体素子20、第2半導体素子25)は、互いに異なる厚さを有しており、第1前面電極21は、第2前面電極26と異なる高さにあってもよい。一例では、図23に示されるように、第1半導体素子20の第1厚さは、第2半導体素子25の第2厚さよりも小さい。第1前面電極21は、第2前面電極26よりも低い。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ群30の各々に含まれる複数の第1導電ワイヤ31a,31bの頂部は、互いに重なっている。第1導電ワイヤ31aと第1導電ワイヤ31bとは、第1導電ワイヤ31aの頂部と第1導電ワイヤ31bの頂部とで、互いに交差している。
[0091]
 例えば、第2前面電極26が第1前面電極21よりも高い場合に、第1導電ワイヤ31aと第1導電ワイヤ31bとを互いに単に交差させると、第1導電ワイヤ31aと第1導電ワイヤ31bとは、第2前面電極26に近位する部分で互いに交差してしまう。そのため、第1導電ワイヤ31a,31bの下方に留まっている気泡は、封止部材60の外側に抜けにくい。これに対し、パワーモジュール1dでは、第1導電ワイヤ31aと第1導電ワイヤ31bとを変形させてから、第1導電ワイヤ31aと第1導電ワイヤ31bとを交差させることにより、第1導電ワイヤ31aと第1導電ワイヤ31bとは、第1導電ワイヤ31aの頂部と第1導電ワイヤ31bの頂部とで、互いに交差している。そのため、第1導電ワイヤ31a,31bの下方に留まっている気泡は、封止部材60の外側に抜けやすい。
[0092]
 本実施の形態のパワーモジュール1-1dは、2つの半導体素子(第1半導体素子20、第2半導体素子25)を備えるが、1つ以上の半導体素子を備えてもよい。例えば、本実施の形態のパワーモジュール1-1dは、ダイオード(第1半導体素子20)及びIGBT(第2半導体素子25)を一対含む1in1タイプのパワーモジュールであるが、ダイオード(第1半導体素子20)及びIGBT(第2半導体素子25)を二対の含む2in1タイプのパワーモジュールであってもよいし、ダイオード(第1半導体素子20)及びIGBT(第2半導体素子25)を六対の含む6in1タイプのパワーモジュールであってもよい。
[0093]
 本実施の形態のパワーモジュール1-1d及びその製造方法の効果を説明する。
 本実施の形態のパワーモジュール1-1dは、第1導電部材(第1前面電極21;第1前面電極21;第1導電層12)と、第1導電部材から第1の方向(x方向)に離間している第2導電部材(第1リード端子52;第2前面電極26;第2リード端子53)と、複数の導電ワイヤ群(複数の第1導電ワイヤ群30,30b;複数の第1導電ワイヤ群30,30b;複数の第2導電ワイヤ群35,35b)と、封止部材60とを備える。複数の導電ワイヤ群は、第1導電部材と第2導電部材とを互いに電気的に接続する。封止部材60は、第1導電部材の少なくとも一部と、第2導電部材の少なくとも一部と、複数の導電ワイヤ群とを封止する。
[0094]
 複数の導電ワイヤ群は、第1の方向(x方向)に垂直な第2の方向(y方向)に並列に配列されている。複数の導電ワイヤ群は、各々、複数の導電ワイヤ(複数の第1導電ワイヤ31a,31b,31c;複数の第1導電ワイヤ31a,31b,31c;複数の第2導電ワイヤ36a,36b,36c)を含む。複数の導電ワイヤ群は、各々、第1導電部材にボンディングされる第1ボンディング部(ボンディング部30m;ボンディング部30m;ボンディング部35m)と、第2導電部材(第1リード端子52;第2前面電極26;第2リード端子53)にボンディングされる第2ボンディング部(ボンディング部30n;ボンディング部30p;ボンディング部35n)とを含む。
[0095]
 第1導電部材の平面視において、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群(一対の第1導電ワイヤ群30,30b;一対の第1導電ワイヤ群30,30b;一対の第2導電ワイヤ群35,35b)の中間部(第1中間部;第2中間部;第3中間部)の間の第2の方向(y方向)における最大間隔(最大間隔G max1;最大間隔G max2;最大間隔G max3)は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の第1ボンディング部の間の第2の方向における第1間隔(間隔G 1;間隔G 1;間隔G 4)よりも大きい。中間部は、第1ボンディング部と第2ボンディング部との間にある。第1導電部材の平面視において、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の中間部の間の第2の方向における最大間隔(最大間隔G max1;最大間隔G max2;最大間隔G max3)は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の第2ボンディング部の間の第2の方向における第2間隔(間隔G 2;間隔G 3;間隔G 5)よりも大きい。
[0096]
 そのため、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の導電ワイヤの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。本実施の形態のパワーモジュール1-1dは、向上された信頼性を有する。
[0097]
 本実施の形態のパワーモジュール1-1dでは、複数の導電ワイヤの本数を増加させ、かつ、互いに隣り合う一対の導電ワイヤの間の間隔を狭くすることができる。そのため、パワーモジュール1-1dは、小型でありながら、より大きな電流を取り扱うことができる。さらに、本実施の形態のパワーモジュール1-1dは、気泡の有無を確認する工程を省略し得る構造を備えているため、向上された生産効率を可能にする。
[0098]
 本実施の形態のパワーモジュール1-1dの製造方法は、複数の導電ワイヤ群(複数の第1導電ワイヤ群30,30b;複数の第1導電ワイヤ群30,30b;複数の第2導電ワイヤ群35,35b)を介して、第1導電部材(第1前面電極21;第1前面電極21;第1導電層12)と、第1導電部材から第1の方向(x方向)に離間している第2導電部材(第1リード端子52;第2前面電極26;第2リード端子53)とを互いに電気的に接続することを備える。複数の導電ワイヤ群は第1の方向に交差する第2の方向(y方向)に並列に配列されている。複数の導電ワイヤ群は、各々、複数の導電ワイヤ(複数の第1導電ワイヤ31a,31b,31c;複数の第1導電ワイヤ31a,31b,31c;複数の第2導電ワイヤ36a,36b,36c)を含む。
[0099]
 本実施の形態のパワーモジュール1-1dの製造方法は、第1導電部材の少なくとも一部と、第2導電部材の少なくとも一部と、複数の導電ワイヤ群とを封止部材60で封止することをさらに備える。複数の導電ワイヤ群は、各々、第1導電部材にボンディングされる第1ボンディング部(ボンディング部30m;ボンディング部30m;ボンディング部35m)と、第2導電部材にボンディングされる第2ボンディング部(ボンディング部30n;ボンディング部30p;ボンディング部35n)とを含む。
[0100]
 第1導電部材の平面視において、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の中間部(第1中間部;第2中間部;第3中間部)の間の第2の方向(y方向)における最大間隔(最大間隔G max1;最大間隔G max2;最大間隔G max3)は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の第1ボンディング部の間の第2の方向における第1間隔(間隔G 1;間隔G 1;間隔G 4)よりも大きい。中間部は、第1ボンディング部と第2ボンディング部との間にある。第1導電部材の平面視において、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の中間部の間の第2の方向(y方向)における最大間隔(最大間隔G max1;最大間隔G max2;最大間隔G max3)は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の第2ボンディング部の間の第2の方向における第2間隔(間隔G 2;間隔G 3;間隔G 5)よりも大きい。
[0101]
 そのため、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の導電ワイヤの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。本実施の形態のパワーモジュール1-1dの製造方法によれば、向上された信頼性を有するパワーモジュール1-1dが得られる。
[0102]
 本実施の形態のパワーモジュール1-1dの製造方法によれば、複数の導電ワイヤの本数を増加させ、かつ、互いに隣り合う一対の導電ワイヤの間の間隔を狭くすることができる。そのため、より大きな電流を取り扱うことができる小型なパワーモジュール1-1dが得られる。さらに、本実施の形態のパワーモジュール1-1dの製造方法によれば、気泡の有無を確認する工程を省略することができるため、向上された生産効率でパワーモジュール1-1dが得られる。
[0103]
 実施の形態2.
 図24から図32を参照して、実施の形態2のパワーモジュール1eを説明する。本実施の形態のパワーモジュール1eは、実施の形態1のパワーモジュール1と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
[0104]
 図24から図28に示されるように、パワーモジュール1eでは、第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは第2の方向(y方向)に配列されている。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは互いに交差していない。第1前面電極21の平面視において、ボンディング部30m及びボンディング部30nよりも、最大間隔G max1を規定する複数の第1導電ワイヤ群30の各々の部分で、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは第2の方向(y方向)においてより互いに接近している。
[0105]
 第1導電ワイヤ31aは、第1導電ワイヤ31aに隣り合う第1導電ワイヤ31bに接触してもよいし、第1導電ワイヤ31bから離間されてもよい。一例では、第1導電ワイヤ31aの頂部は、第1導電ワイヤ31bの頂部と同じ高さにある。図26及び図28に示されるように、最大間隔G max1を規定する互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の部分の高さ(例えば、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の頂部の高さ)は互いに同じである。
[0106]
 図33に示されるように、最大間隔G max1を規定する互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の部分の高さ(例えば、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の頂部の高さ)が互いに異なってもよい。そのため、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の間の最大間隔がさらに大きくなる。封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の第1導電ワイヤ31a,31bの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の間を通って、封止部材60の外側にさらに容易に抜ける。
[0107]
 図24、図25、図29及び図30に示されるように、パワーモジュール1eでは、第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは第2の方向(y方向)に配列されている。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは互いに交差していない。第1前面電極21の平面視において、ボンディング部30m及びボンディング部30pよりも、最大間隔G max2を規定する複数の第1導電ワイヤ群30の各々の部分で、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは第2の方向(y方向)においてより互いに接近している。
[0108]
 第1導電ワイヤ31aは、第1導電ワイヤ31aに隣り合う第1導電ワイヤ31bに接触してもよいし、第1導電ワイヤ31bから離間されてもよい。一例では、第1導電ワイヤ31aの頂部は、第1導電ワイヤ31bの頂部と同じ高さにある。図30に示されるように、最大間隔G max2を規定する互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の部分の高さ(例えば、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の頂部の高さ)は互いに同じである。
[0109]
 図34に示されるように、最大間隔G max2を規定する互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の部分の高さ(例えば、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の頂部の高さ)が互いに異なってもよい。そのため、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の間の間隔がさらに大きくなる。封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の第1導電ワイヤ31a,31bの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の間を通って、封止部材60の外側にさらに容易に抜ける。
[0110]
 図24、図25、図31及び図32に示されるように、パワーモジュール1eでは、第1導電層12の平面視において、複数の第2導電ワイヤ36a,36bは第2の方向(y方向)に配列されている。第1導電層12の平面視において、複数の第2導電ワイヤ36a,36bは互いに交差していない。第1導電層12の平面視において、ボンディング部35m及びボンディング部35nよりも、最大間隔G max3を規定する複数の第2導電ワイヤ群35の各々の部分で、複数の第2導電ワイヤ36a,36bは第2の方向(y方向)においてより互いに接近している。
[0111]
 第2導電ワイヤ36aは、第2導電ワイヤ36aに隣り合う第2導電ワイヤ36bに接触してもよいし、第2導電ワイヤ36bから離間されてもよい。一例では、第2導電ワイヤ36aの頂部は、第2導電ワイヤ36bの頂部と同じ高さにある。図30に示されるように、最大間隔G max3を規定する互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の部分の高さ(例えば、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の頂部の高さ)は互いに同じである。
[0112]
 図34に示されるように、最大間隔G max3を規定する互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の部分の高さ(例えば、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の頂部の高さ)が互いに異なってもよい。そのため、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の間の間隔がさらに大きくなる。封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の第2導電ワイヤ36a,36bの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の間を通って、封止部材60の外側にさらに容易に抜ける。
[0113]
 図15、図16、図24、図25及び図36から図38を参照して、実施の形態2のパワーモジュール1eの製造方法を説明する。
[0114]
 図15に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1eの製造方法は、実施の形態1のパワーモジュール1の製造方法と同様に、第1半導体素子20及び第2半導体素子25を回路基板10上に搭載することを備える。図16に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1eの製造方法は、実施の形態1のパワーモジュール1の製造方法と同様に、回路基板10をケース50に取り付けることを備える。
[0115]
 図36から図38に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1eの製造方法は、複数の第1導電ワイヤ群30を介して第1半導体素子20の第1前面電極21と第1リード端子52とを互いに電気的に接続することを備える。複数の第1導電ワイヤ群30を介して第1半導体素子20の第1前面電極21と第1リード端子52とを互いに電気的に接続することは、第1前面電極21の平面視において、ボンディング部30m及びボンディング部30nよりも、最大間隔G max1を規定する複数の第1導電ワイヤ群30の各々の部分で、複数の第1導電ワイヤ31a,31bを第2の方向(y方向)においてより互いに接近させることを含む。
[0116]
 第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは第2の方向(y方向)に配列されている。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは互いに交差していない。第1導電ワイヤ31aは、第1導電ワイヤ31aに隣り合う第1導電ワイヤ31bに接触してもよいし、第1導電ワイヤ31bから離間されてもよい。
[0117]
 複数の第1導電ワイヤ群30を介して第1半導体素子20の第1前面電極21と第1リード端子52とを互いに電気的に接続する工程の一例を説明する。図36及び図37に示されるように、ワイヤボンダ(図示せず)を用いて、複数の第1導電ワイヤ31a,31bを第1前面電極21と第1リード端子52とにボンディングする。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは、例えば、互いに平行に配列されている。それから、ピンセットのような治具(図示せず)を用いて互いに隣り合う2本の第1導電ワイヤ31a,31bを挟む。互いに隣り合う2本の第1導電ワイヤ31a,31bは変形する。図38に示されるように、第1前面電極21の平面視において、ボンディング部30m及びボンディング部30nよりも、最大間隔G max1を規定する複数の第1導電ワイヤ群30の各々の部分で、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは第2の方向(y方向)において互いに接近する。
[0118]
 複数の第1導電ワイヤ群30を介して第1半導体素子20の第1前面電極21と第1リード端子52とを互いに電気的に接続する工程の別の例を説明する。ワイヤボンダ(図示せず)の動きを制御することによって、第1前面電極21の平面視において、ボンディング部30m及びボンディング部30nよりも、最大間隔G max1を規定する複数の第1導電ワイヤ群30の各々の部分で、複数の第1導電ワイヤ31a,31bが第2の方向(y方向)において互いに接近させながら、複数の第1導電ワイヤ31a,31bを第1前面電極21と第1リード端子52とにボンディングする。この別の例は、複数の第1導電ワイヤ群30を介して第1半導体素子20の第1前面電極21と第1リード端子52とを互いに電気的に接続する工程の一例よりも、より少ない工程でパワーモジュール1eを製造することを可能にする。
[0119]
 図36から図38に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1eの製造方法は、複数の第1導電ワイヤ群30を介して第1半導体素子20の第1前面電極21と第2半導体素子25の第2前面電極26とを互いに電気的に接続することを備える。複数の第1導電ワイヤ群30を介して第1半導体素子20の第1前面電極21と第2半導体素子25の第2前面電極26とを互いに電気的に接続することは、第1前面電極21の平面視において、ボンディング部30m及びボンディング部30pよりも、最大間隔G max2を規定する複数の第1導電ワイヤ群30の各々の部分で、複数の第1導電ワイヤ31a,31bを第2の方向(y方向)において互いにより接近させることを含む。
[0120]
 第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは第2の方向(y方向)に配列されている。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは互いに交差していない。第1導電ワイヤ31aは、第1導電ワイヤ31aに隣り合う第1導電ワイヤ31bに接触してもよいし、第1導電ワイヤ31bから離間されてもよい。
[0121]
 複数の第1導電ワイヤ群30を介して第1半導体素子20の第1前面電極21と第2半導体素子25の第2前面電極26とを互いに電気的に接続する工程の一例を説明する。図36及び図37に示されるように、ワイヤボンダ(図示せず)を用いて、複数の第1導電ワイヤ31a,31bを第1前面電極21と第2前面電極26とにボンディングする。第1前面電極21の平面視において、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは、例えば、互いに平行に配列されている。それから、ピンセットのような治具(図示せず)を用いて互いに隣り合う2本の第1導電ワイヤ31a,31bを挟む。互いに隣り合う2本の第1導電ワイヤ31a,31bは変形する。図38に示されるように、第1前面電極21の平面視において、ボンディング部30m及びボンディング部30pよりも、最大間隔G max2を規定する複数の第1導電ワイヤ群30の各々の部分で、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは第2の方向(y方向)において互いに接近する。
[0122]
 複数の第1導電ワイヤ群30を介して第1半導体素子20の第1前面電極21と第2半導体素子25の第2前面電極26とを互いに電気的に接続する工程の別の例を説明する。ワイヤボンダ(図示せず)の動きを制御することによって、第1前面電極21の平面視において、ボンディング部30m及びボンディング部30pよりも、最大間隔G max2を規定する複数の第1導電ワイヤ群30の各々の部分で、複数の第1導電ワイヤ31a,31bを第2の方向(y方向)において互いに接近させながら、複数の第1導電ワイヤ31a,31bを第1前面電極21と第1リード端子52とにボンディングする。この別の例は、複数の第1導電ワイヤ群30を介して第1半導体素子20の第1前面電極21と第2半導体素子25の第2前面電極26とを互いに電気的に接続する工程の一例よりも、より少ない工程でパワーモジュール1eを製造することを可能にする。
[0123]
 図36から図38に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1eの製造方法は、複数の第2導電ワイヤ群35を介して第1導電層12と第2リード端子53とを互いに電気的に接続することを備える。複数の第2導電ワイヤ群35を介して第1導電層12と第2リード端子53とを互いに電気的に接続することは、第1導電層12の平面視において、ボンディング部35m及びボンディング部35nよりも、最大間隔G max3を規定する複数の第2導電ワイヤ群35の各々の部分で、複数の第2導電ワイヤ36a,36bを第2の方向(y方向)においてより互いに接近させることを含む。
[0124]
 第1導電層12の平面視において、複数の第2導電ワイヤ36a,36bは第2の方向(y方向)に配列されている。第1前面電極21の平面視において、複数の第2導電ワイヤ36a,36bは互いに交差していない。第2導電ワイヤ36aは、第2導電ワイヤ36aに隣り合う第2導電ワイヤ36bに接触してもよいし、第2導電ワイヤ36bから離間されてもよい。
[0125]
 複数の第2導電ワイヤ群35を介して第1導電層12と第2リード端子53とを互いに電気的に接続する工程の一例を説明する。図36及び図37に示されるように、ワイヤボンダ(図示せず)を用いて、複数の第2導電ワイヤ36a,36bを第1導電層12と第2リード端子53とにボンディングする。第1導電層12の平面視において、複数の第2導電ワイヤ36a,36bは、例えば、互いに平行に配列されている。それから、ピンセットのような治具(図示せず)を用いて互いに隣り合う2本の第2導電ワイヤ36a,36bを挟む。互いに隣り合う2本の第2導電ワイヤ36a,36bは変形する。図38に示されるように、第1導電層12の平面視において、ボンディング部35m及びボンディング部35nよりも、最大間隔G max3を規定する複数の第2導電ワイヤ群35の各々の部分で、複数の第2導電ワイヤ36a,36bは第2の方向(y方向)において互いに接近する。
[0126]
 複数の第2導電ワイヤ群35を介して第1導電層12と第2リード端子53とを互いに電気的に接続する工程の別の例を説明する。ワイヤボンダ(図示せず)の動きを制御することによって、第1導電層12の平面視において、ボンディング部35m及びボンディング部35nよりも、最大間隔G max3を規定する複数の第2導電ワイヤ群35の各々の部分で、複数の第2導電ワイヤ36a,36bを第2の方向(y方向)においてより互いに接近させながら、複数の第2導電ワイヤ36a,36bを第1導電層12と第1リード端子52とにボンディングする。この別の例は、複数の第2導電ワイヤ群35を介して第1導電層12と第2リード端子53とを互いに電気的に接続する工程の一例よりも、より少ない工程でパワーモジュール1eを製造することを可能にする。
[0127]
 それから、本実施の形態のパワーモジュール1eの製造方法は、実施の形態1のパワーモジュール1の製造方法と同様に、第1半導体素子20と、第2半導体素子25と、第1リード端子52の一部と、第2リード端子53の一部と、第3リード端子54の一部と、複数の第1導電ワイヤ群30と、複数の第2導電ワイヤ群35と、複数の第3導電ワイヤ44とを、封止部材60で封止することを備える。本実施の形態のパワーモジュール1eの製造方法は、実施の形態1のパワーモジュール1の製造方法と同様に、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の第1導電ワイヤ31a,31bの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の第1導電ワイヤ群30の間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の第2導電ワイヤ36a,36bの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の第2導電ワイヤ群35の間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。向上された信頼性を有するパワーモジュール1eが得られる。
[0128]
 図39に示されるパワーモジュール1fのように、複数の第1導電ワイヤ群30は、各々、3本以上の第1導電ワイヤ31a,31b,31cを含んでもよい。複数の第2導電ワイヤ群35は、各々、3本以上の第2導電ワイヤ36a,36b,36cを含んでもよい。
[0129]
 本実施の形態のパワーモジュール1e,1fは、実施の形態1のパワーモジュール1と同様の以下の効果を奏する。
[0130]
 本実施の形態のパワーモジュール1e,1fでは、第1導電部材(第1前面電極21;第1前面電極21;第1導電層12)の平面視において、複数の導電ワイヤ(複数の第1導電ワイヤ31a,31b,31c;複数の第1導電ワイヤ31a,31b,31c;複数の第2導電ワイヤ36a,36b,36c)は第2の方向(y方向)に配列されている。第1導電部材の平面視において、第1ボンディング部(ボンディング部30m;ボンディング部30m;ボンディング部35m)及び第2ボンディング部(ボンディング部30n;ボンディング部30p;ボンディング部35n)よりも最大間隔(最大間隔G max1;最大間隔G max2;最大間隔G max3)を規定する複数の導電ワイヤ群(複数の第1導電ワイヤ群30;複数の第1導電ワイヤ群30;複数の第2導電ワイヤ群35)の各々の部分で、複数の導電ワイヤは第2の方向(y方向)においてより互いに接近している。
[0131]
 そのため、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の導電ワイヤの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。パワーモジュール1e,1fは、向上された信頼性を有する。
[0132]
 本実施の形態のパワーモジュール1e,1fでは、複数の導電ワイヤの本数を増加させ、かつ、互いに隣り合う一対の導電ワイヤの間の間隔を狭くすることができる。そのため、パワーモジュール1e,1fは、小型でありながら、より大きな電流を取り扱うことができる。さらに、本実施の形態のパワーモジュール1e,1fは、気泡の有無を確認する工程を省略し得る構造を備えているため、向上された生産効率を可能にする。
[0133]
 本実施の形態のパワーモジュール1e,1fの製造方法では、複数の導電ワイヤ群(複数の第1導電ワイヤ群30;複数の第1導電ワイヤ群30;複数の第2導電ワイヤ群35)を介して第1導電部材(第1前面電極21;第1前面電極21;第1導電層12)と第2導電部材(第1リード端子52;第2前面電極26;第2リード端子53)とを互いに電気的に接続することは、第1導電部材の平面視において、第1ボンディング部(ボンディング部30m;ボンディング部30m;ボンディング部35m)及び第2ボンディング部(ボンディング部30n;ボンディング部30p;ボンディング部35n)よりも、最大間隔(最大間隔G max1;最大間隔G max2;最大間隔G max3)を規定する複数の導電ワイヤ群の各々の部分で、複数の導電ワイヤ(複数の第1導電ワイヤ31a,31b,31c;複数の第1導電ワイヤ31a,31b,31c;複数の第2導電ワイヤ36a,36b,36c)を第2の方向(y方向)において互いにより接近させることを含む。第1導電部材の平面視において、複数の導電ワイヤは第2の方向(y方向)に配列されている。
[0134]
 そのため、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の導電ワイヤの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。本実施の形態のパワーモジュール1e,1fの製造方法によれば、向上された信頼性を有するパワーモジュール1e,1fが得られる。
[0135]
 本実施の形態のパワーモジュール1e,1fの製造方法によれば、複数の導電ワイヤの本数を増加させ、かつ、互いに隣り合う一対の導電ワイヤの間の間隔を狭くすることができる。そのため、より大きな電流を取り扱うことができる小型なパワーモジュール1e,1fが得られる。さらに、本実施の形態のパワーモジュール1e,1fの製造方法によれば、気泡の有無を確認する工程を省略することができるため、向上された生産効率でパワーモジュール1e,1fが得られる。
[0136]
 実施の形態3.
 図40から図42を参照して、実施の形態3のパワーモジュール1gを説明する。本実施の形態のパワーモジュール1gは、実施の形態2のパワーモジュール1eと同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
[0137]
 ボンディング部30mとボンディング部30nとの間で、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは互いに異なる長さを有している。第1前面電極21の平面視において、ボンディング部30mとボンディング部30nとの間で最大間隔を規定する複数の第1導電ワイヤ群30の各々の部分で、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは互いに重なっている。第1導電ワイヤ31aと第1導電ワイヤ31bとは、第1導電ワイヤ31aの頂部と第1導電ワイヤ31bの頂部とで、互いに交差している。
[0138]
 ボンディング部30mとボンディング部30pとの間で、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは互いに異なる長さを有している。第1前面電極21の平面視において、ボンディング部30mとボンディング部30pとの間で最大間隔を規定する複数の第1導電ワイヤ群30の各々の部分で、複数の第1導電ワイヤ31a,31bは互いに重なっている。第1導電ワイヤ31aと第1導電ワイヤ31bとは、第1導電ワイヤ31aの頂部と第1導電ワイヤ31bの頂部とで、互いに交差している。
[0139]
 ボンディング部35mとボンディング部35nとの間で、複数の第2導電ワイヤ36a,36bは互いに異なる長さを有している。第1導電層12の平面視において、ボンディング部35mとボンディング部35nとの間で最大間隔を規定する複数の第2導電ワイヤ群35の各々の部分で、複数の第2導電ワイヤ36a,36bは互いに重なっている。第2導電ワイヤ36aと第2導電ワイヤ36bとは、第2導電ワイヤ36aの頂部と第2導電ワイヤ36bの頂部とで、互いに交差している。
[0140]
 実施の形態3のパワーモジュール1eの製造方法は、実施の形態2のパワーモジュール1eの製造方法と同様の工程を備えているが、以下の点で異なっている。本実施の形態のパワーモジュール1eの製造方法では、第1前面電極21の平面視において、ボンディング部30mとボンディング部30nとの間で最大間隔を規定する複数の第1導電ワイヤ群30の各々の部分で、複数の第1導電ワイヤ31a,31bが互いに重なるまで、複数の第1導電ワイヤ31a,31bを第2の方向(y方向)において互いに接近させている。
[0141]
 第1前面電極21の平面視において、ボンディング部30mとボンディング部30pとの間で最大間隔を規定する複数の第1導電ワイヤ群30の各々の部分で、複数の第1導電ワイヤ31a,31bが互いに重なるまで、複数の第1導電ワイヤ31a,31bを第2の方向(y方向)において互いに接近させている。第1導電層12の平面視において、ボンディング部35mとボンディング部35nとの間で最大間隔を規定する複数の第2導電ワイヤ群35の各々の部分で、複数の第2導電ワイヤ36a,36bが互いに重なるまで、複数の第2導電ワイヤ36a,36bを第2の方向(y方向)において互いに接近させている。
[0142]
 図43に示されるパワーモジュール1hは、パワーモジュール1gと同様の構成を備えているが、複数の第1導電ワイヤ群30は、各々、3本以上の第1導電ワイヤ31a,31b,31cを含んでもよい。複数の第2導電ワイヤ群35は、各々、3本以上の第2導電ワイヤ36a,36b,36cを含んでもよい。
[0143]
 本実施の形態のパワーモジュール1g,1hは、実施の形態2のパワーモジュール1d,1eと同様の以下の効果を奏する。
[0144]
 本実施の形態のパワーモジュール1g,1hでは、複数の導電ワイヤ(複数の第1導電ワイヤ31a,31b,31c;複数の第1導電ワイヤ31a,31b,31c;複数の第2導電ワイヤ36a,36b,36c)は互いに異なる長さを有している。第1導電部材(第1前面電極21;第1前面電極21;第1導電層12)の平面視において、複数の導電ワイヤは互いに交差していない。第1導電部材の平面視において、複数の導電ワイヤ群(複数の第1導電ワイヤ群30;複数の第1導電ワイヤ群30;複数の第2導電ワイヤ群35)の各々の部分で、複数の導電ワイヤは互いに重なっている。
[0145]
 そのため、第1導電部材の平面視において、複数の導電ワイヤの最大間隔がさらに大きくなる。封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて複数の導電ワイヤの下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う一対の導電ワイヤ群の間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。パワーモジュール1g,1hは、向上された信頼性を有する。また、複数の導電ワイヤの本数を増加させ、かつ、互いに隣り合う一対の導電ワイヤの間の間隔をさらに狭くすることができる。そのため、パワーモジュール1g,1hは、小型でありながら、より大きな電流を取り扱うことができる。さらに、パワーモジュール1g,1hは、気泡の有無を確認する工程を省略し得る構造を備えているため、向上された生産効率を可能にする。
[0146]
 実施の形態4.
 図44から図48を参照して、実施の形態4のパワーモジュール1iを説明する。本実施の形態のパワーモジュール1iは、実施の形態1のパワーモジュール1と同様の構成を備えるが、複数の第1導電ワイヤ群80及び複数の第2導電ワイヤ群85(図1から図3を参照)に代えて、第1導電ワイヤ群80及び第2導電ワイヤ群85を備えている点で主に異なる。
[0147]
 図44から図48に示されるように、パワーモジュール1iは、第1導電ワイヤ群80と、第2導電ワイヤ群85と、複数の第3導電ワイヤ44とをさらに備えている。
[0148]
 第1導電ワイヤ群80は、主に第1の方向(x方向)に沿って延在している。第1導電ワイヤ群80は、第2の方向(y方向)に交互に配列されている第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82とで構成されている。第1前面電極21の平面視(第2前面電極26の平面視)において、第1導電ワイヤ81は、主に第1の方向(x方向)に沿って延在している。第1前面電極21の平面視において、第2導電ワイヤ82は、主に第1の方向(x方向)に沿って延在している。本明細書において、第1前面電極21の平面視(第2前面電極26の平面視)は、第1の方向及び第2の方向に垂直な第3の方向(z方向)からの第2平面視である。第1前面電極21の平面視(第3の方向(z方向)からの第2平面視)において、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82に交差していない。例えば、第1導電ワイヤ81は、各々、100μm以上500μm以下の直径を有し、第2導電ワイヤ82は、各々、100μm以上500μm以下の直径を有している。
[0149]
 第2導電ワイヤ群85は、主に第1の方向(x方向)に沿って延在している。第2導電ワイヤ群85は、第2の方向(y方向)に交互に配列されている第1導電ワイヤ86と第2導電ワイヤ87とで構成されている。第1導電層12の平面視(第2リード端子53の平面視、第3の方向(z方向)からの第2平面視)において、第1導電ワイヤ86は、主に第1の方向(x方向)に沿って延在している。第1導電層12の平面視(第3の方向(z方向)からの第2平面視)において、第2導電ワイヤ87は、主に第1の方向(x方向)に沿って延在している。第1導電層12の平面視において、第1導電ワイヤ86は、第2導電ワイヤ87に交差していない。例えば、第1導電ワイヤ86は、各々、100μm以上500μm以下の直径を有し、第2導電ワイヤ87は、各々、100μm以上500μm以下の直径を有している。
[0150]
 複数の第3導電ワイヤ44は、主に第1の方向(x方向)に沿って延在している。例えば、複数の第3導電ワイヤ44は、各々、0.15mmの直径を有している。第2半導体素子25の第3前面電極27と第3リード端子54とは、複数の第3導電ワイヤ44を用いて、互いに電気的に接続されている。
[0151]
 第1導電ワイヤ群80(第1導電ワイヤ81、第2導電ワイヤ82)と、第2導電ワイヤ群85(第1導電ワイヤ86、第2導電ワイヤ87)と、複数の第3導電ワイヤ44とは、例えば、アルミニウムワイヤ、銅ワイヤ、アルミニウムで被覆された銅ワイヤまたは金ワイヤである。
[0152]
 図44、図45、図47及び図48に示されるように、第1半導体素子20の第1前面電極21と第2半導体素子25の第2前面電極26とは、第1導電ワイヤ群80を用いて、互いに電気的に接続されている。第2前面電極26は、第1前面電極21から、第1の方向(x方向)に離間している。第1導電ワイヤ群80は、第1半導体素子20の第1前面電極21にボンディングされるボンディング部80mと、第2半導体素子25の第2前面電極26にボンディングされるボンディング部80pとを含む。
[0153]
 第3の方向(z方向)からの第2平面視において、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82とは、ボンディング部80mとボンディング部80pとの間で、少なくとも最小間隔gだけ離れている。ボンディング部80mにおいて、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82は、第2の方向(y方向)にピッチpで配列されてもよい。ボンディング部80pにおいて、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82は、第2の方向(y方向)にピッチpで配列されてもよい。そのため、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の間隔をできるだけ拡げつつ、より多くの第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82が、第1前面電極21及び第2前面電極26にボンディングされ得る。ボンディング部80mにおけるピッチpは、ボンディング部80pにおけるピッチpと同じであってもよいし、異なってもよい。
[0154]
 ピッチpは、例えば、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の各々の直径の4.0倍以下である。そのため、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の数を増加させることができ、第1導電ワイヤ群80を用いて、第1半導体素子20の第1前面電極21と第2半導体素子25の第2前面電極26との間に、より大きな電流を流すことができる。ピッチpは、例えば、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の各々の直径の1.5倍以上である。
[0155]
 図44及び図45に示されるように、第1リード端子52と第1半導体素子20の第1前面電極21とは、第1導電ワイヤ群80を用いて、互いに電気的に接続されている。第1前面電極21は、第1リード端子52から、第1の方向(x方向)に離間している。第1導電ワイヤ群80は、第1リード端子52にボンディングされるボンディング部80nと、第1半導体素子20の第1前面電極21にボンディングされるボンディング部80mとを含む。
[0156]
 第3の方向(z方向)からの第2平面視において、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82とは、ボンディング部80nとボンディング部80mとの間で、少なくとも最小間隔だけ離れている。ボンディング部80nにおいて、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82は、第2の方向(y方向)にピッチpで配列されてもよい。ボンディング部80mにおいて、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82は、第2の方向(y方向)にピッチpで配列されてもよい。そのため、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の間隔をできるだけ拡げつつ、より多くの第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82が、第1リード端子52及び第1前面電極21にボンディングされ得る。ボンディング部80nにおけるピッチpは、ボンディング部80mにおけるピッチpと同じであってもよいし、異なってもよい。
[0157]
 ボンディング部80nとボンディング部80mとの間における、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の最小間隔は、ボンディング部80mとボンディング部80pとの間における、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の最小間隔gと同じであってもよいし、異なってもよい。
[0158]
 ピッチpは、例えば、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の各々の直径の4.0倍以下である。そのため、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の数を増加させることができ、第1導電ワイヤ群80を用いて、第1リード端子52と第1半導体素子20の第1前面電極21との間に、より大きな電流を流すことができる。ピッチpは、例えば、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の各々の直径の1.5倍以上である。
[0159]
 図44及び図45に示されるように、第2リード端子53と第1導電層12とは、第2導電ワイヤ群85を用いて、互いに電気的に接続されている。第1導電層12は、第2リード端子53から、第1の方向(x方向)に離間している。第2導電ワイヤ群85は、各々、第2リード端子53にボンディングされるボンディング部85nと、第1導電層12にボンディングされるボンディング部85mとを含む。
[0160]
 第3の方向(z方向)からの第2平面視において、互いに隣り合う第1導電ワイヤ86と第2導電ワイヤ87とは、ボンディング部85nとボンディング部85mとの間で、少なくとも最小間隔だけ離れている。ボンディング部85nにおいて、第1導電ワイヤ86及び第2導電ワイヤ87は、第2の方向(y方向)にピッチpで配列されてもよい。ボンディング部85mにおいて、第1導電ワイヤ86及び第2導電ワイヤ87は、第2の方向(y方向)にピッチpで配列されてもよい。そのため、互いに隣り合う第1導電ワイヤ86と第2導電ワイヤ87との間の間隔をできるだけ拡げつつ、より多くの第1導電ワイヤ86及び第2導電ワイヤ87が、第2リード端子53及び第1導電層12にボンディングされ得る。ボンディング部85nにおけるピッチpは、ボンディング部85mにおけるピッチpと同じであってもよいし、異なってもよい。
[0161]
 ボンディング部85nとボンディング部85mとの間における、第1導電ワイヤ86と第2導電ワイヤ87との間の最小間隔は、ボンディング部80mとボンディング部80pとの間における、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の最小間隔gと同じであってもよいし、異なってもよい。ボンディング部85nとボンディング部85mとの間における、第1導電ワイヤ86と第2導電ワイヤ87との間の最小間隔は、ボンディング部80nとボンディング部80mとの間における、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の最小間隔と同じであってもよいし、異なってもよい。
[0162]
 ピッチpは、例えば、第1導電ワイヤ86及び第2導電ワイヤ87の各々の直径の4.0倍以下である。そのため、第1導電ワイヤ86及び第2導電ワイヤ87の数を増加させることができ、第2導電ワイヤ群85を用いて、第1導電層12と第2リード端子53との間に、より大きな電流を流すことができる。ピッチpは、例えば、第1導電ワイヤ86及び第2導電ワイヤ87の各々の直径の1.5倍以上である。
[0163]
 図45及び図48に示されるように、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、ボンディング部80mとボンディング部80pとを結ぶ第1ライン71からの第1導電ワイヤ81の第1頂部81vの第1高さh 1は、第1ライン71からの第2導電ワイヤ82の第1部分82uの第2高さh 2よりも大きい。第1導電ワイヤ81の第1頂部81vは、第1導電ワイヤ81のうち、第1ライン71から最も離れた部分である。第2導電ワイヤ82の第1部分82uは、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1頂部81vを通りかつ第1ライン71に垂直な第2ライン72上にある第2導電ワイヤ82の部分である。第1高さh 1と第2高さh 2との間の差Δh 1は、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の各々の直径の2.0倍以上5.0倍以下である。差Δh 1は、フィラーの最大直径の6倍以上60倍以下である。
[0164]
 本実施の形態では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン71からの第2頂部82vの第3高さh 3は、第1高さh 1よりも小さい。第2導電ワイヤ82の第2頂部82vは、第2導電ワイヤ82のうち、第1ライン71から最も離れた部分である。第2導電ワイヤ82の第1部分82uは、第1ライン71からの第2導電ワイヤ82の第2頂部82vである。
[0165]
 ボンディング部80m及びボンディング部80pにおいて、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも、第1ライン71から急峻に立ち上がっている。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1中間部は、全体的に第2導電ワイヤ82の第2中間部よりも、第1ライン71から離れている。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1中間部は、全体的に第2導電ワイヤ82の第2中間部よりも高い。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1中間部は、第2導電ワイヤ82の第2中間部に交差していない。第1中間部は、ボンディング部80mとボンディング部80pとの間の第1導電ワイヤ81の部分である。第2中間部は、ボンディング部80mとボンディング部80pとの間の第2導電ワイヤ82の部分である。
[0166]
 ボンディング部80mとボンディング部80pとの間において、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも長い。第1ライン71に沿う方向において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81vは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82vと同じ位置にある。本実施の形態の変形例では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81vは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82vから第1ライン71に沿う方向にずれていてもよい。
[0167]
 図45に示されるように、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、ボンディング部80nとボンディング部80mとを結ぶ第1ライン73からの第1導電ワイヤ81の第1頂部81tの第1高さh 4は、第1ライン73からの第2導電ワイヤ82の第1部分82sの第2高さh 5よりも大きい。第1導電ワイヤ81の第1頂部81tは、第1導電ワイヤ81のうち、第1ライン73から最も離れた部分である。第2導電ワイヤ82の第1部分82sは、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1頂部81tを通りかつ第1ライン73に垂直な第2ライン74上にある第2導電ワイヤ82の部分である。第1高さh 4と第2高さh 5との間の差Δh 2は、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の各々の直径の2.0倍以上5.0倍以下である。差Δh 2は、フィラーの最大直径の6倍以上60倍以下である。
[0168]
 本実施の形態では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン73からの第2頂部82tの第3高さh 6は、第1高さh 4よりも小さい。第2導電ワイヤ82の第2頂部82tは、第2導電ワイヤ82のうち、第1ライン73から最も離れた部分である。第2導電ワイヤ82の第1部分82sは、第1ライン73からの第2導電ワイヤ82の第2頂部82tである。
[0169]
 ボンディング部80n及びボンディング部80mにおいて、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも、第1ライン73から急峻に立ち上がっている。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第3中間部は、全体的に第2導電ワイヤ82の第4中間部よりも、第1ライン73から離れている。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第3中間部は、全体的に第2導電ワイヤ82の第4中間部よりも高い。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第3中間部は、第2導電ワイヤ82の第4中間部に交差していない。第3中間部は、ボンディング部80nとボンディング部80mとの間の第1導電ワイヤ81の部分である。第4中間部は、ボンディング部80nとボンディング部80pとの間の第2導電ワイヤ82の部分である。
[0170]
 ボンディング部80nとボンディング部80mとの間において、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも長い。第1ライン73に沿う方向において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81tは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82tと同じ位置にある。本実施の形態の変形例では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81tは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82tから第1ライン71に沿う方向にずれていてもよい。
[0171]
 第2導電ワイヤ群85は、第1リード端子52と第1半導体素子20の第1前面電極21とを接続する第1導電ワイヤ群80と同様に構成されてもよい。
[0172]
 図45、図47及び図48を参照して、第1半導体素子20の第1前面電極21と第2半導体素子25の第2前面電極26とを接続する第1導電ワイヤ群80の作用を説明する。第1高さh 1と第2高さh 2との間の差Δh 1は、第3の方向(z方向)からの第2平面視での、第1ボンディング部と第2ボンディング部との間における、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の最小間隔gよりも大きい。そのため、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間Gが拡がる。さらに、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82とは、第2の方向(y方向)に交互に配列されている。上記最小間隔gを拡げることなく、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間Gを効率的に拡げることができる。封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間Gを通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。隙間Gは、例えば、1.05mm以上である。隙間Gは、1.10mm以上であってもよく、1.20mm以上であってもよい。
[0173]
 これに対し、図49及び図50に示される比較例のパワーモジュールでは、第1導電ワイヤ81の第1頂部81vと第2導電ワイヤ82の第2頂部82vとは、同じ高さを有し、かつ、第1の方向(x方向)において同じ位置にある。比較例のパワーモジュールでは、本実施の形態のパワーモジュール1iよりも、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間が狭い。そのため、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれた気泡が第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の下方の封止部材60中に残存することがあった。この気泡は、封止部材60の絶縁性能を低下させて、パワーモジュール1iの信頼性を低下させる。
[0174]
 第1リード端子52と第1半導体素子20の第1前面電極21とを接続する第1導電ワイヤ群80も、第1半導体素子20の第1前面電極21と第2半導体素子25の第2前面電極26とを接続する第1導電ワイヤ群80と同様の作用を有している。第2導電ワイヤ群85も、第1リード端子52と第1半導体素子20の第1前面電極21とを接続する第1導電ワイヤ群80と同様の作用を有してもよい。
[0175]
 図44から図46及び図51から図54を参照して、実施の形態4のパワーモジュール1iの製造方法を説明する。
[0176]
 図51に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法は、第1半導体素子20及び第2半導体素子25を回路基板10上に搭載することを備える。具体的には、絶縁基板11の第1主面に第1導電層12を貼り付け、絶縁基板11の第2主面に第2導電層13を貼り付ける。こうして、回路基板10が用意される。それから、第1導電接合部材23及び第2導電接合部材28によって、第1半導体素子20及び第2半導体素子25がそれぞれ回路基板10上に搭載される。例えば、第1導電接合部材23及び第2導電接合部材28がはんだである場合には、リフローはんだ付け法を用いて、第1半導体素子20及び第2半導体素子25が回路基板10の第1導電層12にはんだ付けされる。
[0177]
 図52に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法は、回路基板10をケース50に取り付けることを備える。例えば、回路基板10は、シリコーン樹脂接着剤のような接合部材51を用いて、ケース50に接合される。
[0178]
 図53及び図54に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法は、第1導電ワイヤ群80を用いて、第1半導体素子20の第1前面電極21と第2半導体素子25の第2前面電極26とを互いに電気的に接続することを備える。第2前面電極26は、第1前面電極21から、第1の方向(x方向)に離間している。第1導電ワイヤ群80は、第1の方向(x方向)に交差する第2の方向(y方向)に交互に配列されている第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82とで構成されている。第1導電ワイヤ群80は、第1半導体素子20の第1前面電極21にボンディングされるボンディング部80mと、第2前面電極26にボンディングされるボンディング部80pとを含む。具体的には、ワイヤボンダ(図示せず)を用いて、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82が、ボンディング部80mにおいて第1前面電極21にボンディングされ、ボンディング部80pにおいて第2前面電極26にボンディングされる。
[0179]
 第1高さh 1と第2高さh 2との間の差Δh 1は、第3の方向(z方向)からの第2平面視での、ボンディング部80mとボンディング部80pとの間における、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の最小間隔gよりも大きい。第1高さh 1は、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、ボンディング部80mとボンディング部80pとを結ぶ第1ライン71からの第1導電ワイヤ81の第1頂部81vの第1高さである。第2高さh 2は、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン71からの第2導電ワイヤ82の第1部分82uの高さである。第1部分82uは、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1頂部81vを通りかつ第1ライン71に垂直な第2ライン72上にある第2導電ワイヤ82の部分である。
[0180]
 第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン71からの第1導電ワイヤ81の第1頂部81vの第1高さh 1は、第1ライン71からの第2導電ワイヤ82の第1部分82uの第2高さh 2よりも大きい。第1高さh 1と第2高さh 2との間の差Δh 1は、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の各々の直径の2.0倍以上5.0倍以下である。差Δh 1は、フィラーの最大直径の6倍以上60倍以下である。
[0181]
 第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン71からの第2頂部82vの第3高さh 3は、第1高さh 1よりも小さい。第2導電ワイヤ82の第1部分82uは、第1ライン71からの第2導電ワイヤ82の第2頂部82vである。
[0182]
 ボンディング部80m及びボンディング部80pにおいて、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも、第1ライン71から急峻に立ち上がっている。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1中間部は、全体的に第2導電ワイヤ82の第2中間部よりも、第1ライン71から離れている。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1中間部は、全体的に第2導電ワイヤ82の第2中間部よりも高い。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1中間部は、第2導電ワイヤ82の第2中間部に交差していない。第1中間部は、ボンディング部80mとボンディング部80pとの間の第1導電ワイヤ81の部分である。第2中間部は、ボンディング部80mとボンディング部80pとの間の第2導電ワイヤ82の部分である。
[0183]
 ボンディング部80mとボンディング部80pとの間において、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも長い。第1ライン71に沿う方向において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81vは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82vと同じ位置にある。本実施の形態の変形例では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81vは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82vから第1ライン71に沿う方向にずれていてもよい。
[0184]
 図53及び図54に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法は、第1導電ワイヤ群80を用いて、第1リード端子52と第1半導体素子20の第1前面電極21とを互いに電気的に接続することを備える。第1前面電極21は、第1リード端子52から、第1の方向(x方向)に離間している。第1導電ワイヤ群80は、第1の方向(x方向)に交差する第2の方向(y方向)に交互に配列されている第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82とで構成されている。第1導電ワイヤ群80は、第1リード端子52にボンディングされるボンディング部80nと、第1半導体素子20の第1前面電極21にボンディングされるボンディング部80mとを含む。具体的には、ワイヤボンダ(図示せず)を用いて、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82が、ボンディング部80nにおいて第1リード端子52にボンディングされ、ボンディング部80mにおいて第1前面電極21にボンディングされる。
[0185]
 第1高さh 4と第2高さh 5との間の差Δh 2は、第3の方向(z方向)からの第2平面視での、ボンディング部80nとボンディング部80mとの間における、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の最小間隔よりも大きい。第1高さh 4は、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、ボンディング部80nとボンディング部80mとを結ぶ第1ライン73からの第1導電ワイヤ81の第1頂部81tの高さである。第2高さh 5は、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン73からの第2導電ワイヤ82の第1部分82sの高さである。第1部分82sは、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1頂部81tを通りかつ第1ライン73に垂直な第2ライン74上にある第2導電ワイヤ82の部分である。
[0186]
 第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン73からの第1導電ワイヤ81の第1頂部81tの第1高さh 4は、第1ライン73からの第2導電ワイヤ82の第1部分82sの第2高さh 5よりも大きい。第1高さh 4と第2高さh 5との間の差Δh 2は、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の各々の直径の2.0倍以上5.0倍以下である。差Δh 2は、フィラーの最大直径の6倍以上60倍以下である。
[0187]
 第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン73からの第2頂部82tの第3高さh 6は、第1高さh 4よりも小さい。第2導電ワイヤ82の第1部分82sは、第1ライン73からの第2導電ワイヤ82の第2頂部82tである。
[0188]
 ボンディング部80n及びボンディング部80mにおいて、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも、第1ライン73から急峻に立ち上がっている。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第3中間部は、全体的に第2導電ワイヤ82の第4中間部よりも、第1ライン73から離れている。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第3中間部は、全体的に第2導電ワイヤ82の第4中間部よりも高い。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第3中間部は、第2導電ワイヤ82の第4中間部に交差していない。第3中間部は、ボンディング部80nとボンディング部80mとの間の第1導電ワイヤ81の部分である。第4中間部は、ボンディング部80nとボンディング部80mとの間の第2導電ワイヤ82の部分である。
[0189]
 ボンディング部80nとボンディング部80mとの間において、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも長い。第1ライン73に沿う方向において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81tは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82tと同じ位置にある。本実施の形態の変形例では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81tは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82tから第1ライン73に沿う方向にずれていてもよい。
[0190]
 図53及び図54に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法は、第2導電ワイヤ群85を用いて、第2リード端子53と第1導電層12とを互いに電気的に接続することを備える。第1導電層12は、第2リード端子53から、第1の方向(x方向)に離間している。第2導電ワイヤ群85は、第1の方向(x方向)に交差する第2の方向(y方向)に交互に配列されている第1導電ワイヤ86と第2導電ワイヤ87とで構成されている。第2導電ワイヤ群85は、第2リード端子53にボンディングされるボンディング部85nと、第1導電層12にボンディングされるボンディング部85mとを含む。具体的には、ワイヤボンダ(図示せず)を用いて、第1導電ワイヤ86及び第2導電ワイヤ87が、ボンディング部85nにおいて第2リード端子53にボンディングされ、ボンディング部85mにおいて第1導電層12にボンディングされる。第2導電ワイヤ群85は、第1リード端子52と第1半導体素子20の第1前面電極21とを接続する第1導電ワイヤ群80と同様に構成されてもよい。
[0191]
 図53及び図54に示されるように、本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法は、複数の第3導電ワイヤ44を用いて第2半導体素子25の第3前面電極27と第3リード端子54とを互いに電気的に接続することを備える。具体的には、ワイヤボンダ(図示せず)を用いて、複数の第3導電ワイヤ44が第2半導体素子25の第3前面電極27と第3リード端子54とにボンディングされる。複数の第1導電ワイヤ群80、複数の第2導電ワイヤ群85及び複数の第3導電ワイヤ44をボンディングする工程は、回路基板10をケース50に取り付ける工程より前に行われてもよい。
[0192]
 本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法は、第1半導体素子20と、第2半導体素子25と、第1リード端子52の一部と、第2リード端子53の一部と、第3リード端子54の一部と、第1導電ワイヤ群80と、第2導電ワイヤ群85と、複数の第3導電ワイヤ44とを、封止部材60で封止することを備える。こうして、図44から図46に示されるパワーモジュール1iが得られる。
[0193]
 封止部材60で封止する工程の第一の例では、例えば500Paの減圧雰囲気中に封止材料を保持して、封止材料に脱泡処理を施す。封止材料は、エポキシ樹脂もしくはシリコーン樹脂のようなダイレクトポッティング可能な絶縁樹脂である。封止材料は、ダイレクトポッティング法によってケース50内に供給される。ダイレクトポッティング可能な絶縁樹脂は、例えば、5Pa・S以上の粘度を有している。ダイレクトポッティング可能な絶縁樹脂は、例えば、7Pa・S以上の粘度を有している。ダイレクトポッティング可能な絶縁樹脂は、例えば、10Pa・S以上の粘度を有している。ダイレクトポッティング可能な絶縁樹脂は、例えば、30Pa・S以下の粘度を有している。封止材料の粘度が大きいほど、封止部材60を設ける際に封止材料に気泡が噛みこまれやすく、かつ、封止材料から気泡が抜け難い。本明細書では、絶縁樹脂の粘度は、40℃以上90℃以下の温度で測定されている。
[0194]
 それから、封止材料を、例えば40℃以上90℃以下の温度で加熱する。加熱された封止材料をケース50内に供給して、ケース50内に封止材料を設ける。封止材料を脱泡する。例えば、封止材料を減圧雰囲気中に保持することによって、封止材料を脱泡してもよい。一例では、封止材料を含むケース50を、例えば700Pa以上1500Pa以下の減圧雰囲気中に保持する。別の例では、封止材料を振動させることによって、封止材料を脱泡してもよい。特定的には、封止材料を含むケース50を振動させる。封止材料は、例えば、10Hz以上1kHz以下の振動数で振動される。それから、封止材料を硬化させる。こうして、封止部材60が設けられる。
[0195]
 封止部材60で封止する工程の第二の例では、封止部材60は、ケース50を用いることなく、トランスファモールド法によって設けられる。具体的には、例えば500Paの減圧雰囲気中に封止材料を保持して、封止材料に脱泡処理を施す。第1半導体素子20及び第2半導体素子25が搭載された回路基板10と、第1リード端子52の一部と、第2リード端子53の一部と、第3リード端子54の一部と、複数の第1導電ワイヤ群80と、複数の第2導電ワイヤ群85と、複数の第3導電ワイヤ44とを、金型内にセットする。封止材料を金型内に注入する。封止材料は、ダイレクトポッティング可能な絶縁樹脂よりも低い粘度を有する絶縁樹脂である。封止材料は、例えば、0.2Pa・S以上の粘度を有している。封止材料は、例えば、2.0Pa・S以下の粘度を有している。封止材料は、例えば、シリコーンゲルである。第一の例と同様に、封止材料を脱泡して、封止材料を硬化させる。こうして、封止部材60が設けられる。
[0196]
 本実施の形態のパワーモジュール1iは、2つの半導体素子(第1半導体素子20、第2半導体素子25)を備えるが、1つ以上の半導体素子を備えてもよい。例えば、本実施の形態のパワーモジュール1iは、ダイオード(第1半導体素子20)及びIGBT(第2半導体素子25)を一対含む1in1タイプのパワーモジュール1iであるが、ダイオード(第1半導体素子20)及びIGBT(第2半導体素子25)を二対の含む2in1タイプのパワーモジュール1iであってもよいし、ダイオード(第1半導体素子20)及びIGBT(第2半導体素子25)を六対の含む6in1タイプのパワーモジュール1iであってもよい。
[0197]
 本実施の形態のパワーモジュール1i及びその製造方法の効果を説明する。
 本実施の形態のパワーモジュール1iは、第1導電部材(第1前面電極21;第1リード端子52)と、第1導電部材から第1の方向(x方向)に離間している第2導電部材(第2前面電極26;第1前面電極21)と、第1導電部材と第2導電部材とを互いに電気的に接続する導電ワイヤ群(第1導電ワイヤ群80)と、第1導電部材の少なくとも一部と、第2導電部材の少なくとも一部と、導電ワイヤ群とを封止する封止部材60とを備える。導電ワイヤ群は、第1の方向に交差する第2の方向(y方向)に交互に配列されている第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82とで構成されている。導電ワイヤ群は、各々、第1導電部材にボンディングされる第1ボンディング部(ボンディング部80m;ボンディング部80n)と、第2導電部材にボンディングされる第2ボンディング部(ボンディング部80p;ボンディング部80m)とを含む。第2の方向からの第1平面視において、第1ボンディング部と第2ボンディング部とを結ぶ第1ライン71,73からの第1導電ワイヤ81の第1頂部81v,81tの第1高さh 1,h 4は、第1ライン71,73からの第2導電ワイヤ82の第1部分82u,82sの第2高さh 2,h 5よりも大きい。第1部分82u,82sは、第1平面視において第1頂部81v,81tを通りかつ第1ライン71,73に垂直な第2ライン72,74上にある第2導電ワイヤ82の部分である。第1高さh 1,h 4と第2高さh 2,h 5との間の差Δh 1,Δh 2は、第1の方向及び第2の方向に垂直な第3の方向(z方向)からの第2平面視での、第1ボンディング部(ボンディング部80m;ボンディング部80n)と第2ボンディング部(ボンディング部80p;ボンディング部80m)との間における、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の最小間隔よりも大きい。
[0198]
 本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法は、導電ワイヤ群(第1導電ワイヤ群80;第1導電ワイヤ群80)を用いて、第1導電部材(第1前面電極21;第1リード端子52)と第1導電部材から第1の方向(x方向)に離間している第2導電部材(第2前面電極26;第1前面電極21)とを互いに電気的に接続することを備える。導電ワイヤ群は、第1の方向に交差する第2の方向(y方向)に交互に配列されている第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82とで構成されている。本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法は、第1導電部材の少なくとも一部と、第2導電部材の少なくとも一部と、導電ワイヤ群とを封止部材60で封止することを備える。導電ワイヤ群は、各々、第1導電部材にボンディングされる第1ボンディング部(ボンディング部80m;ボンディング部80n)と、第2導電部材にボンディングされる第2ボンディング部(ボンディング部80p;ボンディング部80m)とを含む。第2の方向からの第1平面視において、第1ボンディング部と第2ボンディング部とを結ぶ第1ライン71,73からの第1導電ワイヤ81の第1頂部81v,81tの第1高さh 1,h 4は、第1ライン71,73からの第2導電ワイヤ82の第1部分82u,82sの第2高さh 2,h 5よりも大きい。第1部分82u,82sは、第1平面視において第1頂部81v,81tを通りかつ第1ライン71,73に垂直な第2ライン72,74上にある第2導電ワイヤ82の部分である。第1高さh 1,h 4と第2高さh 2,h 5との間の差Δh 1,Δh 2は、第1の方向及び第2の方向に垂直な第3の方向(z方向)からの第2平面視での、第1ボンディング部と第2ボンディング部との間における、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の最小間隔よりも大きい。
[0199]
 そのため、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間(例えば、図5の隙間Gを参照)が拡がる。さらに、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82とは、第2の方向(y方向)に交互に配列されている。上記最小間隔を拡げることなく、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間を効率的に拡げることができる。そのため、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。
[0200]
 本実施の形態のパワーモジュール1i及びその製造方法では、第1高さh 1,h 4と第2高さh 2,h 5との間の差Δh 1,Δh 2は、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の各々の直径の2.0倍以上5.0倍以下である。
[0201]
 第1導電ワイヤ81の第1頂部81v,81tの第1高さh 1,h 4と第2導電ワイヤ82の第1部分82u,82sの第2高さh 2,h 5との間の差Δh 1,Δh 2は、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の各々の直径の2.0倍以上である。第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間(例えば、図5の隙間Gを参照)が拡がる。さらに、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82とは、第2の方向(y方向)に交互に配列されている。上記最小間隔を拡げることなく、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間を効率的に拡げることができる。そのため、封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。
[0202]
 また、第1導電ワイヤ81の第1頂部81v,81tの第1高さh 1,h 4と第2導電ワイヤ82の第1部分82u,82sの第2高さh 2,h 5との間の差Δh 1,Δh 2は、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の各々の直径の5.0倍以下である。そのため、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の全てを封止部材60によって封止しつつ、第2導電ワイヤ82と回路基板10との間の電気的絶縁を確保することができる。さらに、第1導電ワイヤ81の電気抵抗が第2導電ワイヤ82の電気抵抗よりも過度に大きくならないため、第2導電ワイヤ82を流れる電流が第1導電ワイヤ81を流れる電流よりも過度に大きくなることが防止されて、第2導電ワイヤ82の断線が防止され得る。本実施の形態のパワーモジュール1iは、向上された信頼性を有する。本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法によれば、向上された信頼性を有するパワーモジュール1iが得られる。
[0203]
 本実施の形態のパワーモジュール1i及びその製造方法では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン71,73からの第2頂部82v,82tの第3高さh 3,h 6は、第1高さh 1,h 4よりも小さい。第1ボンディング部(ボンディング部80m;ボンディング部80n)及び第2ボンディング部(ボンディング部80p;ボンディング部80m)において、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも、第1ライン71,73から急峻に立ち上がっている。本実施の形態のパワーモジュール1iは、向上された信頼性を有する。本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法によれば、向上された信頼性を有するパワーモジュール1iが得られる。
[0204]
 本実施の形態のパワーモジュール1i及びその製造方法では、第2導電ワイヤ82の第1部分82u,82sは、第1ライン71,73からの第2導電ワイヤ82の第2頂部82v,82tである。第1ライン71,73に沿う方向において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81v,81tは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82v,82tと同じ位置にある。本実施の形態のパワーモジュール1iは、向上された信頼性を有する。本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法によれば、向上された信頼性を有するパワーモジュール1iが得られる。
[0205]
 本実施の形態のパワーモジュール1i及びその製造方法では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81v,81tは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82v,82tから第1ライン71,73に沿う方向にずれていてもよい。そのため、第1高さh 1,h 4と第2高さh 2,h 5との間の差Δh 1,Δh 2がさらに大きくなり、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間がさらに拡がる。封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。本実施の形態のパワーモジュール1iは、向上された信頼性を有する。本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法によれば、向上された信頼性を有するパワーモジュール1iが得られる。
[0206]
 本実施の形態のパワーモジュール1i及びその製造方法では、封止部材60は、絶縁樹脂と、絶縁樹脂中に分散されたフィラーとを含む。第1高さh 1,h 4と第2高さh 2,h 5との間の差Δh 1,Δh 2は、フィラーの最大直径の6倍以上60倍以下である。そのため、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間が拡がる。封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。本実施の形態のパワーモジュール1iは、向上された信頼性を有する。本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法によれば、向上された信頼性を有するパワーモジュール1iが得られる。
[0207]
 本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法では、封止することは、封止材料を設けることと、封止材料を脱泡することと、封止材料を硬化させて封止部材60を形成することとを含む。そのため、封止部材60中に気泡が残存することが抑制される。本実施の形態のパワーモジュール1iの製造方法によれば、向上された信頼性を有するパワーモジュール1iが得られる。
[0208]
 実施の形態5.
 図55から図59を参照して、実施の形態5のパワーモジュール1jを説明する。本実施の形態のパワーモジュール1jは、実施の形態4のパワーモジュール1iと同様の構成を備え、本実施の形態のパワーモジュール1jの製造方法は、実施の形態4のパワーモジュール1iの製造方法と同様の工程を備えるが、以下の点で主に異なる。
[0209]
 図56、図58及び図59を参照して、本実施の形態では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81vは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82vから第1ライン71に沿う方向にずれている。ボンディング部80mにおいて、第2導電ワイヤ82は、第1導電ワイヤ81よりも、第1ライン71から急峻に立ち上がっている。ボンディング部80pにおいて、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも、第1ライン71から急峻に立ち上がっている。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1中間部は、第2導電ワイヤ82の第2中間部に交差している。第1中間部は、ボンディング部80mとボンディング部80pとの間の第1導電ワイヤ81の部分である。第2中間部は、ボンディング部80mとボンディング部80pとの間の第2導電ワイヤ82の部分である。
[0210]
 第2導電ワイヤ82の第1部分82uは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82vと、ボンディング部80pとの間にある。ボンディング部80mとボンディング部80pとの間において、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82と同じ長さを有している。本明細書において、第1導電ワイヤ81の第1長さが第2導電ワイヤ82の第2長さと同じであることは、第1導電ワイヤ81の第1長さが、第2導電ワイヤ82の第2長さの97%以上103%以下であることを意味する。図56に示されるように、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン71からの第2頂部82vの第3高さh 3は、第1高さh 1に等しい。
[0211]
 図56を参照して、本実施の形態では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81tは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82tから第1ライン71に沿う方向にずれている。ボンディング部80nにおいて、第2導電ワイヤ82は、第1導電ワイヤ81よりも、第1ライン73から急峻に立ち上がっている。ボンディング部80mにおいて、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも、第1ライン73から急峻に立ち上がっている。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第3中間部は、第2導電ワイヤ82の第4中間部に交差している。第3中間部は、ボンディング部80nとボンディング部80pとの間の第1導電ワイヤ81の部分である。第4中間部は、ボンディング部80nとボンディング部80pとの間の第2導電ワイヤ82の部分である。
[0212]
 第2導電ワイヤ82の第1部分82sは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82tと、ボンディング部80mとの間にある。ボンディング部80nとボンディング部80mとの間において、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82と同じ長さを有している。図56に示されるように、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン73からの第2頂部82tの第3高さh 6は、第1高さh 4に等しい。
[0213]
 第2導電ワイヤ群85は、第1リード端子52と第1半導体素子20の第1前面電極21とを接続する第1導電ワイヤ群80と同様に構成されてもよい。
[0214]
 図60を参照して、本実施の形態の変形例のパワーモジュール1kでは、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン71からの第2頂部82vの第3高さh 3は、第1高さh 1よりも小さくてもよい。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン73からの第2頂部82tの第3高さh 6は、第1高さh 4よりも小さくてもよい。そのため、第1高さh 1,h 4と第2高さh 2,h 5との間の差Δh 1,Δh 2がさらに大きくなり、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間(例えば、図59の隙間Gを参照)がさらに拡がる。
[0215]
 本実施の形態のパワーモジュール1j,1k及びその製造方法は、実施の形態4のパワーモジュール1i及びその製造方法の効果に加えて、以下の効果を奏する。
[0216]
 本実施の形態のパワーモジュール1j,1k及びその製造方法では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81v,81tは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82v,82tから第1ライン71,73に沿う方向にずれている。第1ボンディング部(ボンディング部80m;ボンディング部80n)において、第2導電ワイヤ82は、第1導電ワイヤ81よりも、第1ライン71,73から急峻に立ち上がっている。第2ボンディング部(ボンディング部80p;ボンディング部80m)において、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも、第1ライン71,73から急峻に立ち上がっている。
[0217]
 そのため、仮に、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第2頂部82v,82tの第3高さh 3,h 6が第1頂部81v,81tの第1高さh 1,h 4に等しくても、第1高さh 1,h 4と第2高さh 2,h 5との間の差Δh 1,Δh 2がさらに大きくなり、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間がさらに拡がる。封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。本実施の形態のパワーモジュール1j,1kは、向上された信頼性を有する。本実施の形態のパワーモジュール1j,1kの製造方法によれば、向上された信頼性を有するパワーモジュール1j,1kが得られる。
[0218]
 本実施の形態のパワーモジュール1k及びその製造方法では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン71,73からの第2頂部82v,82tの第3高さh 3,h 6は、第1高さh 1,h 4よりも小さい。そのため、第1高さh 1,h 4と第2高さh 2,h 5との間の差Δh 1,Δh 2がさらに大きくなり、第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間がさらに拡がる。封止部材60を設ける際に封止部材60に噛みこまれて第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の下方に留まっている気泡は、互いに隣り合う第1導電ワイヤ81と第2導電ワイヤ82との間の隙間を通って、封止部材60の外側に容易に抜ける。封止部材60の絶縁性能の低下が防止される。本実施の形態のパワーモジュール1kは、向上された信頼性を有する。本実施の形態のパワーモジュール1kの製造方法によれば、向上された信頼性を有するパワーモジュール1kが得られる。
[0219]
 本実施の形態のパワーモジュール1j,1kでは、第1ボンディング部(ボンディング部80m;ボンディング部80n)と第2ボンディング部(ボンディング部80p;ボンディング部80m)との間において、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82と同じ長さを有している。そのため、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の全てを封止部材60によって封止しつつ、第2導電ワイヤ82と回路基板10との電気的絶縁を確保することができる。さらに、第1導電ワイヤ81の電気抵抗が第2導電ワイヤ82の電気抵抗に実質的に等しくなる。第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82に均等に電流が流れて、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の断線が防止され得る。本実施の形態のパワーモジュール1j,1kは、向上された信頼性を有する。本実施の形態のパワーモジュール1j,1kの製造方法によれば、向上された信頼性を有するパワーモジュール1j,1kが得られる。
[0220]
 実施の形態6.
 図61から図65を参照して、実施の形態6のパワーモジュール1lを説明する。本実施の形態のパワーモジュール1lは、実施の形態4のパワーモジュール1iと同様の構成を備え、本実施の形態のパワーモジュール1lの製造方法は、実施の形態4のパワーモジュール1iの製造方法と同様の工程を備えるが、以下の点で主に異なる。
[0221]
 図62,図64及び図65を参照して、本実施の形態では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン71からの第2頂部82vの第3高さh 3は、第1高さh 1よりも小さい。ボンディング部80m及びボンディング部80pにおいて、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも、第1ライン71から緩やかに立ち上がっている。
[0222]
 第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1中間部分は、第2導電ワイヤ82の第3中間部分に交差している。第1導電ワイヤ81の第1中間部分は、ボンディング部80mと第1頂部81vとの間の部分である。第2導電ワイヤ82の第3中間部分は、ボンディング部80mと第2頂部82vとの間の部分である。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第2中間部分は、第2導電ワイヤ82の第4中間部分に交差している。第1導電ワイヤ81の第2中間部分は、ボンディング部80pと第1頂部81vとの間の部分である。第2導電ワイヤ82の第4中間部分は、ボンディング部80pと第2頂部82vとの間の部分である。
[0223]
 本実施の形態では、ボンディング部80mとボンディング部80pとの間において、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82と同じ長さを有している。第2導電ワイヤ82の第1部分82uは、第1ライン71からの第2導電ワイヤ82の第2頂部82vである。本実施の形態の変形例では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81vは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82vから第1ライン71に沿う方向にずれてもよい。
[0224]
 図62を参照して、本実施の形態では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン73からの第2頂部82tの第3高さh 6は、第1高さh 4よりも小さい。ボンディング部80n及びボンディング部80mにおいて、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも、第1ライン71から緩やかに立ち上がっている。
[0225]
 第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第5中間部分は、第2導電ワイヤ82の第7中間部分に交差している。第1導電ワイヤ81の第5中間部分は、ボンディング部80nと第1頂部81tとの間の部分である。第2導電ワイヤ82の第7中間部分は、ボンディング部80nと第2頂部82tとの間の部分である。第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第6中間部分は、第2導電ワイヤ82の第8中間部分に交差している。第1導電ワイヤ81の第6中間部分は、ボンディング部80mと第1頂部81tとの間の部分である。第2導電ワイヤ82の第8中間部分は、ボンディング部80mと第2頂部82tとの間の部分である。
[0226]
 本実施の形態では、ボンディング部80nとボンディング部80mとの間において、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82と同じ長さを有している。第2導電ワイヤ82の第1部分82sは、第1ライン73からの第2導電ワイヤ82の第2頂部82tである。本実施の形態の変形例では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1導電ワイヤ81の第1頂部81tは、第2導電ワイヤ82の第2頂部82tから第1ライン73に沿う方向にずれてもよい。
[0227]
 第2導電ワイヤ群85は、第1リード端子52と第1半導体素子20の第1前面電極21とを接続する第1導電ワイヤ群80と同様に構成されてもよい。
[0228]
 本実施の形態のパワーモジュール1l及びその製造方法の効果を説明する。
 本実施の形態のパワーモジュール1l及びその製造方法では、第2の方向(y方向)からの第1平面視において、第1ライン71,73からの第2頂部82v,82tの第3高さh 3,h 6は、第1高さh 1,h 4よりも小さい。第1ボンディング部(ボンディング部80m;ボンディング部80n)及び第2ボンディング部(ボンディング部80p;ボンディング部80m)において、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82よりも、第1ライン71,73から緩やかに立ち上がっている。本実施の形態のパワーモジュール1l及びその製造方法は、実施の形態4のパワーモジュール1i及びその製造方法と同様の効果を奏する。
[0229]
 本実施の形態のパワーモジュール1lでは、第1ボンディング部(ボンディング部80m;ボンディング部80n)と第2ボンディング部(ボンディング部80p;ボンディング部80m)との間において、第1導電ワイヤ81は、第2導電ワイヤ82と同じ長さを有している。そのため、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の全てを封止部材60によって封止しつつ、第2導電ワイヤ82と回路基板10との電気的絶縁を確保することができる。さらに、第1導電ワイヤ81の電気抵抗が第2導電ワイヤ82の電気抵抗に実質的に等しくなる。第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82に均等に電流が流れて、第1導電ワイヤ81及び第2導電ワイヤ82の断線が防止され得る。本実施の形態のパワーモジュール1lは、向上された信頼性を有する。本実施の形態のパワーモジュール1lの製造方法によれば、向上された信頼性を有するパワーモジュール1lが得られる。
[0230]
 実施の形態7.
 本実施の形態は、実施の形態1から実施の形態6のパワーモジュール1-1lを電力変換装置に適用したものである。本実施の形態の電力変換装置200が、特に限定されるものではないが、三相のインバータである場合について以下説明する。
[0231]
 図66に示される電力変換システムは、電源100、電力変換装置200、負荷300から構成される。電源100は、直流電源であり、電力変換装置200に直流電力を供給する。電源100は、特に限定されないが、例えば、直流系統、太陽電池または蓄電池で構成されてもよいし、交流系統に接続された整流回路またはAC/DCコンバータで構成されてもよい。電源100は、直流系統から出力される直流電力を別の直流電力に変換するDC/DCコンバータによって構成されてもよい。
[0232]
 電力変換装置200は、電源100と負荷300の間に接続された三相のインバータであり、電源100から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷300に交流電力を供給する。電力変換装置200は、図66に示されるように、直流電力を交流電力に変換して出力する主変換回路201と、主変換回路201を制御する制御信号を主変換回路201に出力する制御回路203とを備えている。
[0233]
 負荷300は、電力変換装置200から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷300は、特に限定されるものではないが、各種電気機器に搭載された電動機であり、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車、鉄道車両、エレベーター、または、空調機器向けの電動機として用いられる。
[0234]
 以下、電力変換装置200の詳細を説明する。主変換回路201は、スイッチング素子(図示せず)と還流ダイオード(図示せず)を備えている。スイッチング素子が電源100から供給される電圧をスイッチングすることによって、主変換回路201は、電源100から供給される直流電力を交流電力に変換して、負荷300に供給する。主変換回路201の具体的な回路構成は種々のものがあるが、本実施の形態に係る主変換回路201は2レベルの三相フルブリッジ回路であり、6つのスイッチング素子とそれぞれのスイッチング素子に逆並列された6つの還流ダイオードとから構成され得る。主変換回路201の各スイッチング素子及び各還流ダイオードの少なくともいずれかに、上述した実施の形態1から実施の形態6のパワーモジュール1-1lのいずれかを適用する。6つのスイッチング素子は2つのスイッチング素子ごとに直列接続され上下アームを構成し、各上下アームはフルブリッジ回路の各相(U相、V相及びW相)を構成する。そして、各上下アームの出力端子、すなわち主変換回路201の3つの出力端子は、負荷300に接続される。
[0235]
 また、主変換回路201は、各スイッチング素子を駆動する駆動回路(図示せず)を備えている。駆動回路は、半導体モジュール202に内蔵されていてもよいし、半導体モジュール202とは別に設けられてもよい。駆動回路は、主変換回路201に含まれるスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成して、主変換回路201のスイッチング素子の制御電極に駆動信号を供給する。具体的には、制御回路203からの制御信号に従い、スイッチング素子をオン状態にする駆動信号とスイッチング素子をオフ状態にする駆動信号とを各スイッチング素子の制御電極に出力する。スイッチング素子をオン状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以上の電圧信号(オン信号)であり、スイッチング素子をオフ状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以下の電圧信号(オフ信号)となる。
[0236]
 制御回路203は、負荷300に所望の電力が供給されるよう主変換回路201のスイッチング素子を制御する。具体的には、負荷300に供給すべき電力に基づいて主変換回路201の各スイッチング素子がオン状態となるべき時間(オン時間)を算出する。例えば、出力すべき電圧に応じてスイッチング素子のオン時間を変調するパルス幅変調(PWM)制御によって、主変換回路201を制御することができる。そして、各時点においてオン状態となるべきスイッチング素子にはオン信号を、オフ状態になるべきスイッチング素子にはオフ信号が出力されるよう、主変換回路201が備える駆動回路に制御指令(制御信号)を出力する。駆動回路は、この制御信号に従い、各スイッチング素子の制御電極にオン信号又はオフ信号を駆動信号として出力する。
[0237]
 本実施の形態に係る電力変換装置200では、主変換回路201に含まれる半導体モジュール202として、実施の形態1から実施の形態6に係るパワーモジュール1-1lのいずれかが適用される。そのため、本実施の形態に係る電力変換装置200は、向上された信頼性を有する。
[0238]
 本実施の形態では、2レベルの三相インバータに本発明を適用する例を説明したが、これに限られるものではなく、種々の電力変換装置に適用することができる。本実施の形態では2レベルの電力変換装置としたが、3レベルの電力変換装置であってもよいし、マルチレベルの電力変換装置であってもよい。電力変換装置が単相負荷に電力を供給する場合には、単相のインバータに本発明が適用されてもよい。電力変換装置が直流負荷等に電力を供給する場合には、DC/DCコンバータまたはAC/DCコンバータに本発明が適用されてもよい。
[0239]
 本発明が適用された電力変換装置は、負荷が電動機の場合に限定されるものではなく、例えば、放電加工機もしくはレーザー加工機の電源装置、または、誘導加熱調理器もしくは非接触器給電システムの電源装置に組み込まれ得る。本発明が適用された電力変換装置は、太陽光発電システムまたは蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いられ得る。
[0240]
 今回開示された実施の形態1-7はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態1-7の少なくとも2つを組み合わせてもよい。本発明の範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

符号の説明

[0241]
 1,1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1h,1i,1j,1k,1l パワーモジュール、10 回路基板、11 絶縁基板、12 第1導電層、13 第2導電層、20 第1半導体素子、21 第1前面電極、21b 第1背面電極、23 第1導電接合部材、25 第2半導体素子、26 第2前面電極、26b 第2背面電極、27 第3前面電極、28 第2導電接合部材、30,30b 第1導電ワイヤ群、30m,30n,30p,35m,35n ボンディング部、31a,31b,31c 第1導電ワイヤ、35,35b 第2導電ワイヤ群、36a,36b,36c 第2導電ワイヤ、44 第3導電ワイヤ、50 ケース、51 接合部材、52 第1リード端子、53 第2リード端子、54 第3リード端子、60 封止部材、71,73 第1ライン、72,74 第2ライン、80 第1導電ワイヤ群、80m,80n,80p,85m,85n ボンディング部、81,86 第1導電ワイヤ、81t,81v 第1頂部、82,87 第2導電ワイヤ、82s,82u 第1部分、82t,82v 第2頂部、85 第2導電ワイヤ群、100 電源、200 電力変換装置、201 主変換回路、202 半導体モジュール、203 制御回路、300 負荷、h 1,h 4 第1高さ、h 2,h 5 第2高さ、h 3,h 6 第3高さ、p ピッチ。

請求の範囲

[請求項1]
 第1導電部材と、
 前記第1導電部材から第1の方向に離間している第2導電部材と、
 前記第1導電部材と前記第2導電部材とを互いに電気的に接続する複数の導電ワイヤ群と、
 前記第1導電部材の少なくとも一部と、前記第2導電部材の少なくとも一部と、前記複数の導電ワイヤ群とを封止する封止部材とを備え、
 前記複数の導電ワイヤ群は前記第1の方向に垂直な第2の方向に並列に配列されており、前記複数の導電ワイヤ群は、各々、複数の導電ワイヤを含み、
 前記複数の導電ワイヤ群は、各々、前記第1導電部材にボンディングされる第1ボンディング部と、前記第2導電部材にボンディングされる第2ボンディング部とを含み、
 前記第1導電部材の平面視において、互いに隣り合う一対の前記導電ワイヤ群の中間部の間の前記第2の方向における最大間隔は、前記一対の導電ワイヤ群の前記第1ボンディング部の間の前記第2の方向における第1間隔よりも大きく、前記中間部は前記第1ボンディング部と前記第2ボンディング部との間にあり、
 前記平面視において、前記一対の導電ワイヤ群の前記中間部の間の前記第2の方向における前記最大間隔は、前記一対の導電ワイヤ群の前記第2ボンディング部の間の前記第2の方向における第2間隔よりも大きい、パワーモジュール。
[請求項2]
 前記中間部において、前記複数の導電ワイヤは互いに交差している、請求項1に記載のパワーモジュール。
[請求項3]
 前記平面視において、前記複数の導電ワイヤの頂部の位置は互いに異なっており、
 前記複数の導電ワイヤは互いに同じ長さを有している、請求項2に記載のパワーモジュール。
[請求項4]
 前記第1導電部材は、第1半導体素子の第1電極であり、
 前記第2導電部材は、第2半導体素子の第2電極であり、
 前記第1電極は、前記第2電極と異なる高さにあり、
 前記平面視において、前記複数の導電ワイヤの頂部は互いに重なっている、請求項2に記載のパワーモジュール。
[請求項5]
 前記平面視において、前記複数の導電ワイヤは前記第2の方向に配列されており、
 前記平面視において、前記第1ボンディング部及び前記第2ボンディング部よりも前記最大間隔を規定する前記複数の導電ワイヤ群の各々の部分で、前記複数の導電ワイヤは前記第2の方向においてより互いに接近している、請求項1に記載のパワーモジュール。
[請求項6]
 前記複数の導電ワイヤは互いに異なる長さを有しており、
 前記平面視において、前記複数の導電ワイヤは互いに交差しておらず、
 前記平面視において、前記複数の導電ワイヤ群の各々の前記部分で、前記複数の導電ワイヤは互いに重なっている、請求項5に記載のパワーモジュール。
[請求項7]
 前記最大間隔を規定する前記一対の導電ワイヤ群の部分の高さが互いに異なっている、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のパワーモジュール。
[請求項8]
 第1導電部材と、
 前記第1導電部材から第1の方向に離間している第2導電部材と、
 前記第1導電部材と前記第2導電部材とを互いに電気的に接続する導電ワイヤ群と、
 前記第1導電部材の少なくとも一部と、前記第2導電部材の少なくとも一部と、前記導電ワイヤ群とを封止する封止部材とを備え、
 前記導電ワイヤ群は、前記第1の方向に交差する第2の方向に交互に配列されている第1導電ワイヤと第2導電ワイヤとで構成されており、
 前記導電ワイヤ群は、各々、前記第1導電部材にボンディングされる第1ボンディング部と、前記第2導電部材にボンディングされる第2ボンディング部とを含み、
 前記第2の方向からの第1平面視において、前記第1ボンディング部と前記第2ボンディング部とを結ぶ第1ラインからの前記第1導電ワイヤの第1頂部の第1高さは、前記第1ラインからの前記第2導電ワイヤの第1部分の第2高さよりも大きく、
 前記第1部分は、前記第1平面視において前記第1頂部を通りかつ前記第1ラインに垂直な第2ライン上にある前記第2導電ワイヤの部分であり、
 前記第1高さと前記第2高さとの間の差は、前記第1の方向及び前記第2の方向に垂直な第3の方向からの第2平面視での、前記第1ボンディング部と前記第2ボンディング部との間における、互いに隣り合う前記第1導電ワイヤと前記第2導電ワイヤとの間の最小間隔よりも大きい、パワーモジュール。
[請求項9]
 前記第1高さと前記第2高さとの間の前記差は、前記第1導電ワイヤ及び前記第2導電ワイヤの各々の直径の2.0倍以上5.0倍以下である、請求項8に記載のパワーモジュール。
[請求項10]
 前記第1平面視において、前記第1ラインからの前記第2導電ワイヤの第2頂部の第3高さは、前記第1高さよりも小さく、
 前記第1ボンディング部及び前記第2ボンディング部において、前記第1導電ワイヤは、前記第2導電ワイヤよりも、前記第1ラインから急峻に立ち上がっている、請求項8または請求項9に記載のパワーモジュール。
[請求項11]
 複数の導電ワイヤ群を介して、第1導電部材と前記第1導電部材から第1の方向に離間している第2導電部材とを互いに電気的に接続することを備え、前記複数の導電ワイヤ群は前記第1の方向に交差する第2の方向に並列に配列されており、前記複数の導電ワイヤ群は、各々、複数の導電ワイヤを含み、さらに、
 前記第1導電部材の少なくとも一部と、前記第2導電部材の少なくとも一部と、前記複数の導電ワイヤ群とを封止部材で封止することを備え、
 前記複数の導電ワイヤ群は、各々、前記第1導電部材にボンディングされる第1ボンディング部と、前記第2導電部材にボンディングされる第2ボンディング部とを含み、
 前記第1導電部材の平面視において、互いに隣り合う一対の前記導電ワイヤ群の中間部の間の前記第2の方向における最大間隔は、前記一対の導電ワイヤ群の前記第1ボンディング部の間の前記第2の方向における第1間隔よりも大きく、前記中間部は前記第1ボンディング部と前記第2ボンディング部との間にあり、
 前記平面視において、前記一対の導電ワイヤ群の前記中間部の間の前記第2の方向における前記最大間隔は、前記一対の導電ワイヤ群の前記第2ボンディング部の間の前記第2の方向における第2間隔よりも大きい、パワーモジュールの製造方法。
[請求項12]
 前記複数の導電ワイヤ群を介して前記第1導電部材と前記第2導電部材とを互いに電気的に接続することは、前記中間部において、前記複数の導電ワイヤを互いに交差させることを含む、請求項11に記載のパワーモジュールの製造方法。
[請求項13]
 前記複数の導電ワイヤ群を介して前記第1導電部材と前記第2導電部材とを互いに電気的に接続することは、前記平面視において、前記第1ボンディング部及び前記第2ボンディング部よりも前記最大間隔を規定する前記複数の導電ワイヤ群の各々の部分で、前記複数の導電ワイヤを前記第2の方向において互いにより接近させることを含み、
 前記平面視において、前記複数の導電ワイヤは前記第2の方向に配列されている、請求項11に記載のパワーモジュールの製造方法。
[請求項14]
 導電ワイヤ群を用いて、第1導電部材と前記第1導電部材から第1の方向に離間している第2導電部材とを互いに電気的に接続することを備え、前記導電ワイヤ群は、前記第1の方向に交差する第2の方向に交互に配列されている第1導電ワイヤと第2導電ワイヤとで構成されており、さらに、
 前記第1導電部材の少なくとも一部と、前記第2導電部材の少なくとも一部と、前記導電ワイヤ群とを封止部材で封止することを備え、
 前記導電ワイヤ群は、各々、前記第1導電部材にボンディングされる第1ボンディング部と、前記第2導電部材にボンディングされる第2ボンディング部とを含み、
 前記第2の方向からの第1平面視において、前記第1ボンディング部と前記第2ボンディング部とを結ぶ第1ラインからの前記第1導電ワイヤの第1頂部の第1高さは、前記第1ラインからの前記第2導電ワイヤの第1部分の第2高さよりも大きく、
 前記第1部分は、前記第1平面視において前記第1頂部を通りかつ前記第1ラインに垂直な第2ライン上にある前記第2導電ワイヤの部分であり、
 前記第1高さと前記第2高さとの間の差は、前記第1の方向及び前記第2の方向に垂直な第3の方向からの第2平面視での、前記第1ボンディング部と前記第2ボンディング部との間における、互いに隣り合う前記第1導電ワイヤと前記第2導電ワイヤとの間の最小間隔よりも大きい、パワーモジュールの製造方法。
[請求項15]
 前記第1高さと前記第2高さとの間の前記差は、前記第1導電ワイヤ及び前記第2導電ワイヤの各々の直径の2.0倍以上5.0倍以下である、請求項14に記載のパワーモジュールの製造方法。
[請求項16]
 前記第1平面視において、前記第1ラインからの前記第2導電ワイヤの第2頂部の第3高さは、前記第1高さよりも小さく、
 前記第1ボンディング部及び前記第2ボンディング部において、前記第1導電ワイヤは、前記第2導電ワイヤよりも、前記第1ラインから急峻に立ち上がっている、請求項14または請求項15に記載のパワーモジュールの製造方法。
[請求項17]
 前記封止することは、封止材料を設けることと、前記封止材料を脱泡することと、前記封止材料を硬化させて前記封止部材を形成することとを含む、請求項11から請求項16のいずれか一項に記載のパワーモジュールの製造方法。
[請求項18]
 前記封止材料を脱泡することは、前記封止部材を減圧雰囲気中に保持することを含む、請求項17に記載のパワーモジュールの製造方法。
[請求項19]
 前記封止材料を脱泡することは、前記封止部材に振動を与えることを含む、請求項17または請求項18に記載のパワーモジュールの製造方法。
[請求項20]
 請求項1から請求項10のいずれか1項記載の前記パワーモジュールを有し、かつ、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
 前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路とを備える、電力変換装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]

[ 図 23]

[ 図 24]

[ 図 25]

[ 図 26]

[ 図 27]

[ 図 28]

[ 図 29]

[ 図 30]

[ 図 31]

[ 図 32]

[ 図 33]

[ 図 34]

[ 図 35]

[ 図 36]

[ 図 37]

[ 図 38]

[ 図 39]

[ 図 40]

[ 図 41]

[ 図 42]

[ 図 43]

[ 図 44]

[ 図 45]

[ 図 46]

[ 図 47]

[ 図 48]

[ 図 49]

[ 図 50]

[ 図 51]

[ 図 52]

[ 図 53]

[ 図 54]

[ 図 55]

[ 図 56]

[ 図 57]

[ 図 58]

[ 図 59]

[ 図 60]

[ 図 61]

[ 図 62]

[ 図 63]

[ 図 64]

[ 図 65]

[ 図 66]