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公開番号2025132325
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-10
出願番号2024029795
出願日2024-02-29
発明の名称半導体モジュール及びパワーエレクトロニクス装置
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人扶桑国際特許事務所
主分類H01L 25/07 20060101AFI20250903BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】熱変化による放熱ベースの変形を低減する。
【解決手段】半導体モジュールは、絶縁回路基板20a～20dと、絶縁回路基板20a～20dが配置される上面31eを含み、上面31eの角部に厚さ方向に貫通する締結孔31gがそれぞれ形成されている放熱ベース30と、を有する。放熱ベース30は、平面視で、上面の長手方向に沿う、対向する一対の側面31b,31d(第1縁辺)の中央部から一対の側面31b,31d(第1縁辺)に対して外側に向かってそれぞれ設けられた、固定孔32a1,32b1が厚さ方向に貫通する一対の固定部32a,32bを含む。このような半導体モジュールは冷却モジュールの上面に対して、放熱ベース30の四隅の締結孔31gと共に一対の側面31b,31d(第1縁辺)の固定部32a,32bがそれぞれ固定される。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
複数の絶縁回路基板と、
前記複数の絶縁回路基板が配置される上面を含み、前記上面の角部に厚さ方向に貫通する締結孔がそれぞれ形成されている放熱ベースと、
を有し、
前記放熱ベースは、平面視で、前記上面の長手方向に沿う、対向する一対の第１縁辺の中央部から前記一対の第１縁辺に対して外側に向かって設けられた、固定孔が前記厚さ方向に貫通する一対の固定部をさらに含む、
半導体モジュール。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記上面の一方の第１縁辺に面する、前記複数の絶縁回路基板の第１辺から前記一方の第１縁辺に対する最短距離は、前記上面の短手方向に沿う、対向する一対の第２縁辺の一方の第２縁辺に面する、前記複数の絶縁回路基板の第２辺から前記一方の第２縁辺に対する最短距離よりも小さい、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記放熱ベースの前記上面の、前記一方の第２縁辺と前記第２辺との間に、前記複数の絶縁回路基板より小さい副絶縁回路基板がさらに設けられている、
請求項２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記複数の絶縁回路基板において、対向する一対の前記第１辺は、長辺であって、対向する一対の前記第２辺は、短辺である、
請求項２に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記複数の絶縁回路基板は、４つの絶縁回路基板であって、
前記複数の絶縁回路基板は、前記放熱ベースの前記上面の前記一対の第１縁辺及び前記一対の第２縁辺のそれぞれの中心を通る中心線を挟んで、２行、２列で前記上面に配置されている、
請求項４に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記複数の絶縁回路基板は、２つの絶縁回路基板であって、
前記複数の絶縁回路基板は、前記放熱ベースの前記上面の前記一対の第１縁辺の中心を通る中心線を挟んで、前記上面に配置されている、
請求項４に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記一対の固定部の前記固定孔は、平面視で、前記一対の第１縁辺側に窪んだ凹状をそれぞれ成している、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記一対の固定部は、平面視で、前記一対の第１縁辺の中心を通る中心線に対して直交する方向であってそれぞれ反対側に位置ずれして突出し、前記放熱ベースの前記上面の中心点に対して点対称を成しており、
前記固定孔は、前記一対の固定部の突出した部分にそれぞれ設けられている、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記一対の固定部は、前記放熱ベースの前記一対の第１縁辺に一体的に形成されている、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
前記一対の固定部の前記厚さ方向の厚さは、前記放熱ベースの厚さと同一または前記放熱ベースの厚さよりも薄い、
請求項９に記載の半導体モジュール。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュール及びパワーエレクトロニクス装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体モジュールは、半導体チップ（パワーデバイス）と半導体チップが配置された絶縁回路基板とこの絶縁回路基板が複数配置された放熱板とを含んでいる（例えば、特許文献１～８を参照）。また、このような半導体モジュールが複数、並列に放熱ベースに取り付けられることがある（例えば、特許文献１，２，６，８を参照）。この際、半導体モジュールは接合部材（例えば、放熱グリース、はんだ、接着剤）を介して放熱ベースに取り付けられる（例えば、特許文献１，６を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－００４８８０号公報
特開２００４－３１９９９２号公報
特開２００７－０５９９０２号公報
特開平０４－２２９５０２号公報
特開２０１２－０４３９１５号公報
特許第７２５８２６９号公報
特開２０２３－０８５７６５号公報
国際公開第２０１３／１４５６１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、熱変化による放熱ベースの変形が低減された半導体モジュール及びこのような半導体モジュールを含むパワーエレクトロニクス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の一観点によれば、複数の絶縁回路基板と、前記複数の絶縁回路基板が配置される上面を含み、前記上面の角部に厚さ方向に貫通する締結孔がそれぞれ形成されている放熱ベースと、を有し、前記放熱ベースは、平面視で、前記上面の長手方向に沿う、対向する一対の第１縁辺の中央部から前記一対の第１縁辺に対して外側に向かって設けられた、固定孔が前記厚さ方向に貫通する一対の固定部をさらに含む、半導体モジュールが提供される。
【０００６】
また、発明の別の一観点によれば、複数の前記半導体モジュールがそれぞれ隣接し、隣接する前記半導体モジュールの一方の第１縁辺と他方の第１縁辺とが対向して配置され、前記締結孔を通じて固定部材によりそれぞれ固定される上面を含む冷却モジュールと、を含み、隣接する前記半導体モジュールが、前記一方の第１縁辺の凹状の前記固定孔と対向する他方の第１縁辺の凹状の前記固定孔とが合わさって構成される開口を通じて前記固定部材により前記冷却モジュールの前記上面に固定される、パワーエレクトロニクス装置が提供される。
【０００７】
また、発明の別の一観点によれば、複数の前記半導体モジュールがそれぞれ隣接し、隣接する前記半導体モジュールの一方の第１縁辺と他方の第１縁辺とが対向して配置され、前記締結孔を通じて固定部材によりそれぞれ固定される上面を含む冷却モジュールと、を含み、隣接する前記半導体モジュールが、前記一方の第１縁辺の前記固定部と対向する他方の第１縁辺の前記固定部とが交互に合わさり、それぞれの前記固定孔を通じて前記固定部材により前記冷却モジュールの前記上面に固定される、パワーエレクトロニクス装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
開示の技術によれば、熱変化による放熱ベースの変形を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１の実施の形態の半導体モジュールの平面図である。
第１の実施の形態の半導体モジュールの側面図である。
第１の実施の形態の半導体モジュールの側断面図である。
第１の実施の形態の半導体モジュールに含まれる、絶縁回路基板が配置された放熱ベースの平面図である。
第１の実施の形態の冷却モジュールに取り付けられた半導体モジュールの側面図である。
参考例の冷却モジュールに取り付けられた半導体モジュール（常温時）の側面図である。
参考例の冷却モジュールに取り付けられた半導体モジュール（高温時）の側面図である。
第１の実施の形態の半導体モジュールを含むパワーエレクトロニクス装置の平面図である。
第２の実施の形態の半導体モジュールの平面図である。
第３の実施の形態の半導体モジュールの平面図である。
第３の実施の形態の半導体モジュールを含むパワーエレクトロニクス装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、「おもて面」及び「上面」とは、図の半導体モジュール及びパワーエレクトロニクス装置において、上側（＋Ｚ方向）を向いたＸ－Ｙ面を表す。同様に、「上」とは、図の半導体モジュールにおいて、上側（＋Ｚ方向）の方向を表す。「裏面」及び「下面」とは、図の半導体モジュール及びパワーエレクトロニクス装置において、下側（－Ｚ方向）を向いたＸ－Ｙ面を表す。同様に、「下」とは、図の半導体モジュール及びパワーエレクトロニクス装置において、下側（－Ｚ方向）の方向を表す。必要に応じて他の図面でも同様の方向性を意味する。「おもて面」、「上面」、「上」、「裏面」、「下面」、「下」、「側面」は、相対的な位置関係を特定する便宜的な表現に過ぎず、本発明の技術的思想を限定するものではない。例えば、「上」及び「下」は、必ずしも地面に対する鉛直方向を意味しない。つまり、「上」及び「下」の方向は、重力方向に限定されない。また、以下の説明において「主成分」とは、８０ｖｏｌ％以上含む場合を表す。
（【００１１】以降は省略されています）

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