專利名稱：半導(dǎo)體模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備由樹脂形成的模壓部的半導(dǎo)體模塊等。
背景技術(shù)：
一直以來，已知一種電力半導(dǎo)體模塊，具備:電路基板，其由金屬底板、高導(dǎo)熱絕緣層和布線圖案構(gòu)成；電力半導(dǎo)體元件，其被接合于布線圖案的元件搭載部；筒狀外部端子連接體，其被設(shè)置在與電力半導(dǎo)體元件電連接的布線圖案上，且插入連接有外部端子；貫穿孔，其被形成在金屬底板上，并用于通過安裝部件而將安裝于金屬底板的另一側(cè)的表面上的冷卻散熱片固定于金屬底板上；傳遞模壓樹脂體，其使金屬底板的另一側(cè)的表面和筒狀外部端子連接體的上部露出，并形成有與貫穿孔連通且直徑大于貫穿孔的直徑的、安裝部件的插入孔部，且以對(duì)金屬底板的一側(cè)和側(cè)面及電力半導(dǎo)體元件進(jìn)行覆蓋的方式而被封閉(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-129868號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題可是，在具備由樹脂形成的模壓部的半導(dǎo)體模塊中，雖然半導(dǎo)體模塊自身的小型化很重要，但是除此之外，從安裝時(shí)的組裝性的觀點(diǎn)來看，布線部件的端子從半導(dǎo)體模塊內(nèi)部的引出方式和半導(dǎo)體模塊中的與周圍部件(例如水道)結(jié)合的結(jié)合部的設(shè)定方法也很重要。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供安裝時(shí)的組裝性良好的半導(dǎo)體模塊等。用于解決問題的方法根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種半導(dǎo)體模塊，其特征在于，包括:半導(dǎo)體元件；布線部件，其與所述半導(dǎo)體元件相連接；冷卻板，其為具有所述半導(dǎo)體元件側(cè)的第一面、和與該第一面為相反側(cè)的第二面的冷卻板，且在第一方向上的端部處具有結(jié)合部；模壓部，其通過在所述半導(dǎo)體元件、所述布線部件及所述冷卻板上模壓樹脂而形成，所述冷卻板的結(jié)合部從所述模壓部中露出，并且，所述布線部件的端子以在與所述第一方向大致垂直的第二方向上延伸的方式而從所述模壓部中露出。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得安裝時(shí)的組裝性良好的半導(dǎo)體模塊等。


圖1為表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例(實(shí)施例1)的半導(dǎo)體模塊I的外觀的立體圖。圖2為為了便于說明而分解地圖示了圖1的半導(dǎo)體模塊I的主要部分要素的分解立體圖。圖3為沿著圖1的半導(dǎo)體模塊I的各條線的剖視圖。圖4為表示驅(qū)動(dòng)基板90與半導(dǎo)體模塊I的連接方法的一個(gè)示例的圖，其中，(A)為從半導(dǎo)體模塊I的上方觀察時(shí)的透視圖，(B)為沿著(A)中的A-A線的剖視圖。圖5為表示樹脂模壓部60的延長(zhǎng)側(cè)部62與冷卻板50的側(cè)面50b之間的緊貼方式的優(yōu)選的多個(gè)示例的圖。圖6為表示半導(dǎo)體模塊I的安裝狀態(tài)的一個(gè)示例的剖視圖。圖7為表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例(實(shí)施例2)的半導(dǎo)體模塊2的主要截面的圖。圖8為表示兩個(gè)半導(dǎo)體模塊2的安裝狀態(tài)的一個(gè)示例的剖視圖。圖9為表不本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例(實(shí)施例3)的半導(dǎo)體模塊3的下表面?zhèn)鹊母┮晥D。圖10為從半導(dǎo)體模塊3的下表面?zhèn)缺硎緝蓚€(gè)半導(dǎo)體模塊3的安裝狀態(tài)的一個(gè)示例的俯視圖。圖11為表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例(實(shí)施例4)的半導(dǎo)體模塊4的主要截面的圖。圖12為從半導(dǎo)體模塊4的下方觀察時(shí)的半導(dǎo)體模塊4的投影圖。圖13為表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例(實(shí)施例5)的半導(dǎo)體模塊5的主要截面的圖。圖14為表示能夠在各實(shí)施例中共通地應(yīng)用的、兩個(gè)半導(dǎo)體模塊的安裝狀態(tài)的一個(gè)示例的剖視圖。圖15為表示包括上述的各實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊I及半導(dǎo)體模塊2等的、混合動(dòng)力系統(tǒng)600的一個(gè)不例的不意圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式進(jìn)行說明。圖1為，表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例(實(shí)施例1)的半導(dǎo)體模塊I的外觀的立體圖，其中，(A)為從上方觀察時(shí)的立體圖，(B)為從下方觀察時(shí)的立體圖。并且，雖然上下方向根據(jù)搭載狀態(tài)而不同，但是，在下文中，為了便于說明，將半導(dǎo)體模塊I的冷卻板側(cè)設(shè)定為下方。另外，作為用語(yǔ)的定義，“中心側(cè)”或者“中央側(cè)”以半導(dǎo)體模塊I的中心O (參照?qǐng)D1 (A))為基準(zhǔn)。并且，中心O只要是大概的位置即可，并非必須嚴(yán)格限定的性質(zhì)上的中心。圖2為，為了便于說明而分解地圖示了圖1的半導(dǎo)體模塊I的主要部分的要素的分解立體圖。在圖示的示例中，半導(dǎo)體模塊I構(gòu)成在混合動(dòng)力汽車或者電動(dòng)汽車中所使用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)用的逆變器。圖3為，沿著圖1的半導(dǎo)體模塊I的各條線的剖視圖，其中，(A)為沿著A-A線的剖視圖，(B)為沿著B-B線的剖視圖，(C)為沿著C-C線的剖視圖，(D)為沿著D-D線的剖視圖。作為主要的構(gòu)成要素，半導(dǎo)體模塊I包括半導(dǎo)體元件10、布線部件20、22、金屬塊30、絕緣薄膜40、冷卻板50和樹脂模壓部60。
半導(dǎo)體元件10包括電力半導(dǎo)體元件,還可以包括例如IGBT (Insulated GateBipolar Transistor,絕緣柵雙極性晶體管)、MOSFET (metal oxide semiconductorfield-effect transistor, MOS (金屬氧化物半導(dǎo)體)場(chǎng)效應(yīng)晶體管)等開關(guān)元件。并且，在圖示的示例中，半導(dǎo)體模塊I構(gòu)成逆變器，半導(dǎo)體元件10可以為，構(gòu)成在正極線和負(fù)極線之間相互并列配置的U相、V相、W相的各個(gè)上橋臂及各個(gè)下橋臂的、IGBT及二極管。布線部件20、22由金屬板(引腳框架基材)加工構(gòu)成。在圖示的示例中，布線部件20為電源線用的布線部件(電源線用引腳)。另外，布線部件22具有針狀的形態(tài)，且為信號(hào)傳輸用的布線部件(信號(hào)線用引腳)。布線部件20也可以通過焊料等而連接于所對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體元件10的端子。在圖示的示例中，布線部件20通過焊料層80而連接于所對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體元件10。另外，布線部件22可以通過引線接合(鋁細(xì)線)等而連接于所對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體元件10的端子。例如，關(guān)于IGBT，布線部件20經(jīng)由金屬塊30而被連接于IGBT的集電極。此夕卜，布線部件20連接于IGBT的發(fā)射極。布線部件22與IGBT的柵電極相連接。金屬塊30具備吸收并擴(kuò)散熱(瞬態(tài)熱等)的散熱裝置功能。雖然金屬塊30只要是具有散熱裝置功能的材料則也可以由金屬以外的材料構(gòu)成，但是優(yōu)選為，由銅等具有優(yōu)良的熱擴(kuò)散性的金屬形成。在金屬塊30的上表面上，通過焊料等而設(shè)置有半導(dǎo)體元件10。在圖示的示例中，在金屬塊30的上表面上，通過焊料層82而設(shè)置有半導(dǎo)體元件10。金屬塊30主要吸收在半導(dǎo)體元件10的驅(qū)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的來自半導(dǎo)體元件10的熱，并使之在內(nèi)部擴(kuò)散。 絕緣薄膜40例如由樹脂薄膜構(gòu)成，其能夠在確保金屬塊30和冷卻板50之間的電絕緣性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)從金屬塊30向冷卻板50的較高的熱傳導(dǎo)。如圖3等所示，絕緣薄膜40具有與金屬塊30的下表面相比而較大的外形。并且，絕緣薄膜40優(yōu)選為，在不使用焊料或金屬膜等的條件下直接將金屬塊30與冷卻板50接合在一起。由此，與使用焊料的情況相比，能夠降低熱阻，并能夠簡(jiǎn)化工序。另夕卜，在冷卻板50側(cè)，也不需要進(jìn)行焊接用表面處理。例如，絕緣薄膜40由與后文所述的樹脂模壓部60相同的樹脂材料(環(huán)氧樹脂)構(gòu)成，并利用后文所述的樹脂模壓部60的模壓時(shí)的壓力及溫度，而與金屬塊30及冷卻板50相接合。冷卻板50由熱傳導(dǎo)性優(yōu)良的材料形成，例如，可以由鋁等的金屬形成。冷卻板50在下表面?zhèn)染哂猩崞?4。關(guān)于散熱片54的數(shù)量和排列方式，只要未特別提及(參照?qǐng)D11等的結(jié)構(gòu))，則可采用任意的數(shù)量和排列方式。另外，散熱片54的結(jié)構(gòu)(形狀和高度等)也可以是任意的結(jié)構(gòu)。散熱片54例如也可以通過平直散熱片或針狀散熱片的交錯(cuò)配置等而實(shí)現(xiàn)。在半導(dǎo)體模塊I的安裝狀態(tài)下，散熱片54與冷卻水或冷卻空氣這樣的的冷卻介質(zhì)接觸。通過這種方式，半導(dǎo)體元件10驅(qū)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的來自半導(dǎo)體元件10的熱經(jīng)由金屬塊30、絕緣薄膜40及冷卻板50而從冷卻板50的散熱片54向冷卻介質(zhì)傳遞，從而實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體元件10的冷卻。并且，散熱片54既可以與冷卻板50 —體形成(例如，鋁壓鑄)，也可以通過焊接等而與冷卻板50 —體化。冷卻板50在一個(gè)方向(在本例中，為圖1中的Y方向)上的兩端部處包括結(jié)合部52。各個(gè)結(jié)合部52提供螺栓底座面，在螺栓底座面上，形成有螺栓插穿用的結(jié)合孔53。冷卻板50可以結(jié)合于流道形成部件(水道、外殼等)100，所述流道形成部件100形成了使冷卻介質(zhì)流通的冷卻介質(zhì)流道(參照?qǐng)D6)。如圖1等所示，冷卻板50的結(jié)合部52被形成在，冷卻板50的端部中的、與其他區(qū)域相比向Y方向突出的區(qū)域內(nèi)。即，在圖1所示的示例中，在兩端部上分別形成有兩處結(jié)合部52，在各端部中，兩處結(jié)合部52被形成在X方向上的兩側(cè)的區(qū)域、且與兩者之間的區(qū)域相比向Y方向突出的區(qū)域內(nèi)。并且，雖然冷卻板50的結(jié)合部52例如通過沖壓加工而與冷卻板50 —體形成，但是也可以獨(dú)立于冷卻板50而單獨(dú)形成，并通過焊接等而被固定于冷卻板50上。如圖3等所示，樹脂模壓部60通過利用樹脂來對(duì)半導(dǎo)體元件10、布線部件20、22、金屬塊30、絕緣薄膜40及冷卻板50進(jìn)行模壓而形成。即，樹脂模壓部60為，面向冷卻板50的上表面而將半導(dǎo)體模塊I的主要構(gòu)成要素(半導(dǎo)體元件10、布線部件20、22、金屬塊30及絕緣薄膜40)封閉在內(nèi)部的部位。并且，所使用的樹脂例如可以為環(huán)氧樹脂。但是，關(guān)于布線部件20、22，與周圍裝置連接的連接用端子20a、22a及用于將這些端子引出至預(yù)定位置為止的附屬部分(以下，包括附屬部分在內(nèi)，簡(jiǎn)稱為端子20a、22a)從樹脂模壓部60中露出。另外，冷卻板50的結(jié)合部52從樹脂模壓部60中露出。S卩，結(jié)合部52被設(shè)定在冷卻板50中的、與緊貼在樹脂模壓部60上的緊貼區(qū)域相比靠(Y方向)側(cè)方側(cè)的位置上。并且，布線部件20、22的各端子20a、22a可以通過由樹脂模壓部60進(jìn)行模壓封閉后的引線截?cái)嗉俺尚渭庸亩鴮?shí)現(xiàn)最終形狀。在此，在本實(shí)施例中，如圖1、圖3 (A)及圖3 (C)等所示，布線部件20、22的各個(gè)端子20a、22a從樹脂模壓部60中向X方向露出而延伸，相對(duì)于此，冷卻板50的結(jié)合部52從樹脂模壓部60中向Y方向露出而延伸。S卩，布線部件20、22的各個(gè)端子20a、22a與冷卻板50的結(jié)合部52之間成為，二者從樹脂模壓部60中露出的方向正交的關(guān)系。換言之,布線部件20、22的各個(gè)端子20a、22a在半導(dǎo)體模塊I的X方向上的兩側(cè)面上從樹脂模壓部60中露出，冷卻板50的結(jié)合部52在導(dǎo)體模塊I的Y方向上的兩側(cè)面上從樹脂模壓部60中露出。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于布線部件20、22的各個(gè)端子20a、22a不會(huì)在冷卻板50的結(jié)合部52 (特別是結(jié)合孔53)的鉛直方向上方延伸，因此，能夠使冷卻板50的結(jié)合部52從正上方與后文所述的流道形成部件(水道、外殼等)100 (參照?qǐng)D6)進(jìn)行螺栓結(jié)合，從而螺栓結(jié)合的易操作性良好，并且，能夠消除浪費(fèi)的空間。另外，如圖4所示，在將布線部件22的各端子(信號(hào)端子)22a連接在驅(qū)動(dòng)基板90上時(shí)，驅(qū)動(dòng)基板90的X方向上的兩端在上下方向上與布線部件22的各個(gè)端子(信號(hào)端子)22a的存在區(qū)域(信號(hào)端子區(qū))相對(duì)置。因此，在靈活運(yùn)用驅(qū)動(dòng)基板90的中央部(在圖中由W所指示的區(qū)域)時(shí)，設(shè)計(jì)的自由度將會(huì)提高(例如，在驅(qū)動(dòng)基板90內(nèi)，容易使高電壓的電路塊和低電壓的電路塊分開)。并且，冷卻板50的結(jié)合部52的延伸方向及布線部件20、22的各個(gè)端子20a、22a的延伸方向只要在俯視觀察時(shí)大致垂直即可，也可以在實(shí)質(zhì)上未破壞上述效果的范圍內(nèi)從90度偏離。另外，冷卻板50的結(jié)合部52的延伸方向及布線部件20、22的各個(gè)端子20a、22a的延伸方向并非必須要相對(duì)于樹脂模壓部60的所對(duì)應(yīng)的側(cè)面而大致垂直，此外，布線部件20、22的各個(gè)端子20a、22a還可以在從樹脂模壓部60中露出后具有在上下方向或Y方向上彎曲的部位。實(shí)質(zhì)上，布線部件20、22的各個(gè)端子20a、22a只要位于與結(jié)合部52露出一側(cè)的樹脂模壓部60的側(cè)面不同的側(cè)面一側(cè)即可。
如在圖3 (C)及圖3 (D)中對(duì)比所示，樹脂模壓部60優(yōu)選為，在露出布線部件20、22的端子20a、22a露出的側(cè)部區(qū)域(圖3 (C))內(nèi)，具有與鄰接于該側(cè)部區(qū)域的側(cè)部區(qū)域(圖3D)相比向側(cè)方突出的肋部66。肋部66在布線部件20、22的露出部付近，相對(duì)于布線部件20、22而在上下方向上延伸。S卩，肋部66以從上下方向?qū)Σ季€部件20、22的各個(gè)端子20a、22a的基部(相對(duì)于樹脂模壓部60而言的基部)進(jìn)行覆蓋的方式而被設(shè)置。肋部66僅對(duì)應(yīng)于布線部件20、22的端子20a、22a露出的側(cè)部區(qū)域而被設(shè)置。因此，如圖1 (B)所示，在樹脂模壓部60的側(cè)部中，肋部66之間成為凹狀，而作為側(cè)部整體則成為凹凸?fàn)?。由此，能夠增加在樹脂模壓?0的側(cè)部處在Y方向上相鄰的布線部件20、22的各端子20a、22a之間的沿面距離。另外，如圖3 (C)所示，肋部66優(yōu)選為，不僅在上下方向上被設(shè)置于布線部件20、22的露出位置處，還跨及樹脂模壓部60的側(cè)部的高度方向上的較寬范圍而被設(shè)置。由此，能夠提高樹脂模壓部60的端部的強(qiáng)度和剛性。例如，朝向下方，肋部66可以延伸至冷卻板50的上表面50c為止,或者,可以如圖3 (C)所不,延伸至與冷卻板50的下表面50a相同的平面為止。另外，朝向上方，肋部66可以超過布線部件20、22的各個(gè)端子20a、22a而延伸，例如，可以如圖3 (C)所示，延伸至構(gòu)成樹脂模壓部60的上表面的高度為止。如圖3等所示，樹脂模壓部60實(shí)質(zhì)上緊貼在布線部件20、22的大致整體(除上述的露出的端子20a、22a部分、及與半導(dǎo)體元件10連接的連接面之外)、半導(dǎo)體元件10的上表面(除布線部件20、22的設(shè)置部分之外)及側(cè)面、金屬塊30的上表面(除半導(dǎo)體元件10等的設(shè)置部分之外)及側(cè)面、絕緣薄膜40的上表面(除金屬塊30的設(shè)置部分之外)及側(cè)面、及冷卻板50的上表面上。另外，如圖3 (B)所示，樹脂模壓部60優(yōu)選為，具有延長(zhǎng)側(cè)部62，所述延長(zhǎng)側(cè)部62延伸至與冷卻板50的下表面50a相同的平面為止，并緊貼在冷卻板50的側(cè)面50b上。由此，由于不僅能夠使樹脂模壓部60緊貼在冷卻板50的上表面50c上，還能夠使樹脂模壓部60緊貼在冷卻板50的側(cè)面50b上，因此，能夠有效地提高冷卻板50與樹脂模壓部60之間的緊貼性。另外，能夠防止因樹脂模壓部60的翹曲等而引起的樹脂模壓部60從冷卻板50上的剝離。另外，在冷卻板50的上表面50c中的與樹脂模壓部60緊貼的緊貼部處，能夠省略表面處理(粗化、底漆涂布處理)。但是，根據(jù)需要，也可以維持所述的表面處理。并且，只要延長(zhǎng)側(cè)部62在上下方向上，至少?gòu)呐c冷卻板50的側(cè)面50b相比靠上方的位置延伸至與冷卻板50的下表面50a相同的平面為止即可。在圖3 (B)所示的示例中，延長(zhǎng)側(cè)部62與上述的肋部66同樣地，在上下方向上跨樹脂模壓部60的整個(gè)側(cè)部而被設(shè)置。并且，在圖示的示例中，在存在肋部66的區(qū)域中，延長(zhǎng)側(cè)部62與肋部66成為一體的關(guān)系，并被構(gòu)成于肋部66的內(nèi)側(cè)(樹脂模壓部60的中心側(cè))(參照?qǐng)D3 (D))。該延長(zhǎng)側(cè)部62優(yōu)選為，為了提高緊密性，從而面對(duì)冷卻板50中的較寬范圍內(nèi)的側(cè)面50b而設(shè)置。例如，在圖示的示例中，延長(zhǎng)側(cè)部62在冷卻板50的Y方向上的端部處，面對(duì)結(jié)合部52以外的區(qū)域中的、冷卻板50的側(cè)面50b而設(shè)置。即，延長(zhǎng)側(cè)部62在冷卻板50的Y方向上的兩端部處，面對(duì)X方向上的兩個(gè)結(jié)合部52之間的區(qū)域中的、冷卻板50的側(cè)面50b而設(shè)置。另外，延長(zhǎng)側(cè)部62在冷卻板50的X方向上的兩端部處，面對(duì)冷卻板50的側(cè)面50b而以跨及Y方向上的全長(zhǎng)的方式而設(shè)置。即，延長(zhǎng)側(cè)部62在冷卻板50的X方向上的兩端部處，面對(duì)冷卻板50的側(cè)面50b的整個(gè)面而設(shè)置。由此，由于面對(duì)除冷卻板50的結(jié)合部52以外的實(shí)質(zhì)上全部的區(qū)域中的、冷卻板50的側(cè)面50b而設(shè)置有延長(zhǎng)側(cè)部62，因此，能夠有效地提高冷卻板50與樹脂模壓部60之間的緊貼性。圖5為，表示樹脂模壓部60的延長(zhǎng)側(cè)部62與冷卻板50的側(cè)面50b之間的緊貼方式的優(yōu)選的多個(gè)示例的圖。并且，僅僅在圖5中，從易于觀察的觀點(diǎn)出發(fā)，使樹脂模壓部60的陰影線與其他圖不同。并且，圖5表示相當(dāng)于圖3 (B)的截面。為了進(jìn)一步提高樹脂模壓部60的延長(zhǎng)側(cè)部62與冷卻板50的側(cè)面50b之間的緊貼性，如圖5所示，也可以在冷卻板50的下表面50a上形成有薄壁部51。如圖5所示，薄壁部51被形成在冷卻板50的下表面50a中的側(cè)面50b側(cè)。S卩，薄壁部51通過使冷卻板50的端部處的下表面50a薄壁化而形成。樹脂模壓部60的延長(zhǎng)側(cè)部62在薄壁部51處覆蓋冷卻板50的下表面50a。此時(shí)，樹脂模壓部60的延長(zhǎng)側(cè)部62的、在薄壁部51處對(duì)冷卻板50的下表面50a進(jìn)行覆蓋的部分被設(shè)定為，與冷卻板50中的、冷卻板50的中心側(cè)的下表面50a實(shí)質(zhì)上成為同一平面這樣的厚度。薄壁部51被設(shè)置于，冷卻板50的側(cè)面50b中的、設(shè)置有樹脂模壓部60的延長(zhǎng)側(cè)部62的范圍內(nèi)。即，薄壁部51對(duì)不存在延長(zhǎng)側(cè)部62的結(jié)合部52以外的區(qū)域中的、冷卻板50的側(cè)面50b而設(shè)置。薄壁部51優(yōu)選為，對(duì)應(yīng)于延長(zhǎng)側(cè)部62，從而對(duì)應(yīng)于冷卻板50的除結(jié)合部52以外的實(shí)質(zhì)上全部區(qū)域中的、冷卻板50的側(cè)面50b而設(shè)置。薄壁部51可以通過蝕刻、沖壓、機(jī)械加工、壓鑄用的模具的形狀等的任意方法而形成。更具體而言，在圖5中的(A)所示的示例中，薄壁部51通過以固定厚度ta使冷卻板50的端部處的下表面50a薄壁化而形成。在圖5中的(B)所示的示例中，薄壁部51通過以可變厚度使冷卻板50的端部處的下表面50a薄壁化而形成。薄壁化的厚度從冷卻板50的端部的邊緣部趨向中心側(cè)，從第一厚度ta起經(jīng)過厚于該第一厚度ta的第二厚度tb而變化為第一厚度ta。并且，代替此方式，也可以從第一厚度&起經(jīng)過厚于該第一厚度ta的第二厚度tb而變化為第三厚度(0以上、且與冷卻板50厚度相比而較薄的厚度)。在圖5中的(C)所示的示例中，薄壁部51通過以可變厚度使冷卻板50的端部處的下表面50a薄壁化而形成。薄壁化的厚度從冷卻板50的端部的邊緣部趨向中心側(cè)，從第一厚度ta起逐漸變化為厚度O。并且，代替此方式，薄壁化的厚度也可以從冷卻板50的端部的邊緣部趨向中心側(cè)，從第一厚度&起逐漸變化至第四厚度(大于0且薄于第一厚度ta的厚度)。在圖5中的(D)所示的示例中，薄壁部51通過以可變厚度使冷卻板50的端部處的下表面50a薄壁化而形成。薄壁化的厚度從冷卻板50的端部的邊緣部趨向中心側(cè)，從第一厚度ta起逐漸變化至與該第一厚度&相比而較厚的第二厚度tb。在圖5所示的任意一個(gè)示例中，樹脂模壓部60的延長(zhǎng)側(cè)部62均通過在薄壁部51處彎入至冷卻板50的下表面50a側(cè)(從下方側(cè)覆蓋薄壁部51)為止，從而能夠以從上下包圍冷卻板50的端部的方式而緊貼在冷卻板50的端部上，由此能夠提高樹脂模壓部60與冷卻板50之間的緊貼性。并且，圖5所示的各個(gè)示例畢竟只不過是具有代表性的多個(gè)示例。另外，圖5所示的各個(gè)示例還能夠進(jìn)行任意的組合。對(duì)于薄壁部51的形狀，只要為樹脂模壓部60的延長(zhǎng)側(cè)部62能夠在與冷卻板50中的、冷卻板50的中心側(cè)的下表面50a實(shí)質(zhì)上成為同一平面的范圍內(nèi)，從冷卻板50的側(cè)面50b彎入至冷卻板50的下表面50a側(cè)為止的形狀即可。圖6為，表示半導(dǎo)體模塊I的安裝狀態(tài)的一個(gè)示例的剖視圖。在圖6中，利用沿著圖1的A-A線截?cái)嗟慕孛?相當(dāng)于圖3 (A)的截面)來圖示了半導(dǎo)體模塊I的安裝狀態(tài)。如圖6所示，半導(dǎo)體模塊I被結(jié)合在流道形成部件(水道、外殼等)100上，所述流道形成部件100形成了使冷卻介質(zhì)(在本示例中，為水)流通的冷卻介質(zhì)流道102。更具體而言，半導(dǎo)體模塊I以冷卻板50的下表面50a側(cè)、即散熱片54側(cè)面向冷卻介質(zhì)流道102的朝向，通過螺栓110而被結(jié)合在流道形成部件100上。為了這個(gè)目的，在流道形成部件100上，與螺栓110的結(jié)合位置(即，冷卻板50的結(jié)合部52上的結(jié)合孔53的位置)相對(duì)應(yīng)地形成有螺紋孔106。螺栓110穿過冷卻板50的結(jié)合部52上的結(jié)合孔53而擰進(jìn)流道形成部件100的螺紋孔106中。并且，如圖6所示，冷卻介質(zhì)流道102通過冷卻板50的下表面50a和流道形成部件100協(xié)調(diào)工作而形成。另外，在冷卻板50的下表面50a和流道形成部件100之間，設(shè)置有用于對(duì)冷卻板50的下表面50a與流道形成部件100之間進(jìn)行密封的密封材料120。即，為了防止冷卻介質(zhì)從流道形成部件100的冷卻介質(zhì)流道102內(nèi)的泄漏，使密封材料120被設(shè)置在流道形成部件100的密封部108與冷卻板50的下表面50a的密封部55之間。冷卻板50的下表面50a的密封部55可以跨及冷卻板50的外周部的全周而被設(shè)置(但是，在冷卻介質(zhì)流道102的入口和出口上，也可以根據(jù)需要而實(shí)現(xiàn)其他方式的密封)。同樣，流道形成部件100的密封部108以與冷卻板50的下表面50a的密封部55相對(duì)應(yīng)的方式而設(shè)置。密封部55及密封部108優(yōu)選為，被設(shè)定于與金屬塊30的側(cè)部相比靠側(cè)方側(cè)、且與樹脂模壓部60的側(cè)部相比靠中心側(cè)的位置處。由此，能夠有效地確保密封區(qū)域，并且，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體模塊I在Y方向上的小型化，還能夠防止樹脂模壓部60暴露于水等的冷卻介質(zhì)中的情況。另外，由于密封部55被設(shè)定于與螺栓110的結(jié)合位置(結(jié)合部52)相比靠冷卻板50的中心側(cè)的位置處，因此，能夠使螺栓110的結(jié)合位置(結(jié)合部52)從密封區(qū)域(密封部55)遠(yuǎn)離。在圖示的示例中，密封部108以從對(duì)冷卻板50的結(jié)合部52進(jìn)行支承的支承面109起向下方設(shè)定高低差的方式而形成。在由該高低差而形成的、冷卻板50的下表面50a的密封部55與密封部108之間的間隙中，以彈性地壓潰的狀態(tài)而配置有密封材料120。密封材料120例如為截面呈大致圓形的橡膠墊片，但只要是在密封部55及密封部108之間實(shí)現(xiàn)密封的材料，則也可以以任意的材料、截面而形成。密封材料120具有與密封部55及密封部108相對(duì)應(yīng)的形狀、外形，在密封部55及密封部108跨及冷卻板50的外周部的全周而被設(shè)置的情況下，密封材料120也可以具備與冷卻板50的外周部相對(duì)應(yīng)的環(huán)狀的外形。并且，關(guān)于密封部55與密封部108的關(guān)系(間隙等)，只要與密封材料120協(xié)調(diào)工作而在密封部55與密封部108之間實(shí)現(xiàn)必要的密封，則可以是任意的關(guān)系。圖7為，表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例(實(shí)施例2)的半導(dǎo)體模塊2的主要截面的圖。圖7與沿著圖1的A-A線截?cái)嗟慕孛?相當(dāng)于圖3 (A)的截面)相對(duì)應(yīng)。本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊2的特征在于冷卻板501的結(jié)構(gòu)，關(guān)于其他結(jié)構(gòu)，可以與上述的實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊I相同。以下，主要對(duì)冷卻板501的特征性結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。冷卻板501在一個(gè)方向(在本示例中，為圖1中的Y方向)上的兩端部處包括結(jié)合部521。結(jié)合部521的結(jié)構(gòu)除以下說明的板厚的特征以外，可以與上述的實(shí)施例1的冷卻板50的結(jié)合部52相同。另外，各個(gè)端部上的結(jié)合部521優(yōu)選為，除以下說明的板厚的特征以夕卜，被設(shè)定為關(guān)于冷卻板501的X方向而對(duì)稱(在圖的左右方向上對(duì)稱)。如圖7所示，冷卻板501的結(jié)合部521以與冷卻板501的中央部(為與端部相比靠中心側(cè)的部位，在圖示的示例中，為結(jié)合部521以外的部分)的板厚相比而較薄的板厚被形成。冷卻板501的結(jié)合部521優(yōu)選為，以冷卻板501的中央部的板厚的一半的板厚而形成。另外，Y方向上的一側(cè)(在本示例中，為左側(cè))的端部上的、冷卻板501的結(jié)合部521被形成為，與冷卻板501的上表面50c成為同一平面，另一方面，Y方向上的另一側(cè)(在本示例中，為右側(cè))的端部上的、冷卻板501的結(jié)合部521被形成為，與冷卻板501的下表面50a成為同一平面。換言之，在Y方向上的一側(cè)(在本示例中，為左側(cè))的端部上的、冷卻板501的結(jié)合部521中，冷卻板501的下表面50a側(cè)被薄壁化，另一方面，在Y方向上的另一側(cè)(在本例中，為右側(cè))的端部上的、冷卻板501的結(jié)合部521中，冷卻板501的上表面50c側(cè)被薄壁化。此時(shí)，被薄壁化的厚度可以為冷卻板501的中央部的板厚的一半。圖8為，表示兩個(gè)半導(dǎo)體模塊2的安裝狀態(tài)的一個(gè)示例的剖視圖。在圖8中，利用沿著圖1的A-A線截?cái)嗟慕孛?相當(dāng)于圖3 (A)的截面)而圖示了半導(dǎo)體模塊I的安裝狀態(tài)。如圖8所示，優(yōu)選為，在Y方向上并排安裝兩個(gè)以上的半導(dǎo)體模塊2。此時(shí)，如圖8所示，對(duì)于在Y方向上相互鄰接的半導(dǎo)體模塊2的彼此，使各自的對(duì)方側(cè)端部的冷卻板501的結(jié)合部521相互上下重疊，并通過螺栓110而被擰合在一起。各個(gè)半導(dǎo)體模塊2使鄰接側(cè)的冷卻板501的結(jié)合部521重疊在一起，并通過貫穿雙方的結(jié)合部521的螺栓110而被結(jié)合在流道形成部件(水道、外殼等)100上。并且，如上所述，上下相互重疊的、各個(gè)半導(dǎo)體模塊2的冷卻板501的結(jié)合部521中，一方的結(jié)合部521與冷卻板501的上表面50c成為同一平面，另一方的結(jié)合部521與冷卻板501的下表面50a成為同一平面，并且，當(dāng)以冷卻板501的中央部的板厚的一半的板厚而形成時(shí)，也不會(huì)出現(xiàn)安裝狀態(tài)下的各半導(dǎo)體模塊2的高度不同的情況。根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊2，在通過上述的實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊I而獲得的效果的基礎(chǔ)上，還可以額外獲得以下的效果。即，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊2，當(dāng)在Y方向上并排安裝兩個(gè)以上的半導(dǎo)體模塊2的情況下，能夠?qū)⒏鹘Y(jié)合部521重疊在一起而進(jìn)行安裝。由此，當(dāng)在Y方向上并排安裝兩個(gè)以上的半導(dǎo)體模塊2的情況下，能夠利用在Y方向上距離較短的空間而有效地進(jìn)行安裝。即，能夠?qū)崿F(xiàn)Y方向上的空間節(jié)省化(作為模塊整體的小型化)。另外，通過將各個(gè)結(jié)合部521重疊并擰合在一起，能夠減少所需的螺栓110的個(gè)數(shù)。另外，雖然優(yōu)選為，如上文所述那樣，在Y方向上并排安裝兩個(gè)以上半導(dǎo)體模塊2，但也可以如圖6所示的半導(dǎo)體模塊I的安裝狀態(tài)那樣，將半導(dǎo)體模塊2單個(gè)結(jié)合在流道形成部件(水道、外殼等)100上。圖9為,表不本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例(實(shí)施例3)的半導(dǎo)體模塊3的下表面?zhèn)鹊母┮晥D。本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊3的特征在于冷卻板502的結(jié)構(gòu)，關(guān)于其他結(jié)構(gòu)，也可以與上述的實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊I相同。以下，主要對(duì)冷卻板502的特征性結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。冷卻板502在一個(gè)方向(在本示例中，為圖1中的Y方向)上的兩端部處包括結(jié)合部522。如圖9所示，結(jié)合部522被形成在冷卻板502的端部中的、與其他區(qū)域相比向Y方向突出的區(qū)域內(nèi)。在本實(shí)施例中，冷卻板502的Y方向上的一側(cè)(在本示例中，為左側(cè))的端部上的結(jié)合部522形成有兩處，兩處的結(jié)合部522被形成在X方向上的兩側(cè)的區(qū)域、且與二者之間的區(qū)域相比向Y方向突出的區(qū)域內(nèi)。S卩，冷卻板502的Y方向上的一側(cè)(在本示例中，為左側(cè))的端部的形狀形成從中心側(cè)向Y方向觀察時(shí)兩側(cè)突出的凹型，且在X方向上的兩側(cè)處分別設(shè)定有結(jié)合部522。另外，冷卻板502的Y方向上的另一側(cè)(在本例中，為右側(cè))的端部上的結(jié)合部522僅形成有一處，并被形成在X方向上的中央、且X方向上的與其兩側(cè)的區(qū)域相比向Y方向突出的區(qū)域內(nèi)。S卩，冷卻板502的Y方向上的另一側(cè)(在本示例中，為右側(cè))的端部的形狀呈從中心側(cè)向Y方向觀察時(shí)中央突出的凸型，在X方向上的中央的區(qū)域中，設(shè)定有唯一的結(jié)合部522。樹脂模壓部60的Y方向上的側(cè)部在Y方向上位于，與結(jié)合部522的最側(cè)方的位置相比靠中心側(cè)的位置處。在圖示的示例中，樹脂模壓部60的Y方向上的側(cè)部中，除了延長(zhǎng)側(cè)部62以外，在Y方向上不從冷卻板502的側(cè)面50b向側(cè)方延伸。并且，在圖示的示例中，延長(zhǎng)側(cè)部62在凸型側(cè)的端部(圖9中的右側(cè)的端部)處，被設(shè)定在X方向上的、結(jié)合部522的兩側(cè)。圖10為，從半導(dǎo)體模塊3的下表面?zhèn)缺硎緝蓚€(gè)半導(dǎo)體模塊3的安裝狀態(tài)的一個(gè)示例的俯視圖。如圖10所示，優(yōu)選為，在Y方向上排列安裝兩個(gè)以上的半導(dǎo)體模塊3。此時(shí)，如圖10的虛線框T部?jī)?nèi)所示，對(duì)于在Y方向上相互鄰接的半導(dǎo)體模塊3的彼此，以冷卻板502的凸型的端部上的、中央?yún)^(qū)域的結(jié)合部522，進(jìn)入到冷卻板502的凹型的端部上的、X方向上的中央的區(qū)域(凹區(qū)域)中的方式而被安裝。即，對(duì)于在Y方向上相互鄰接的半導(dǎo)體模塊3的彼此，以使各自的兩處的結(jié)合部522與一處的結(jié)合部522在Y方向上對(duì)置，并使兩處的結(jié)合部522與一處的結(jié)合部522在X方向上相互不同的方式(即，兩處的結(jié)合部522與一處結(jié)合部522在Y方向上搭接的方式)而被安裝。根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊3，在通過上述的實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊I而獲得的效果的基礎(chǔ)上，還能夠額外獲得以下這種效果。即，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊3，在Y方向上并排安裝有兩個(gè)以上的半導(dǎo)體模塊3的情況下，能夠使各個(gè)半導(dǎo)體模塊3的結(jié)合部522在Y方向上搭接而進(jìn)行安裝。由此，當(dāng)在Y方向上并排安裝兩個(gè)以上的半導(dǎo)體模塊3的情況下，能夠利用在Y方向上距離較短的空間而有效地進(jìn)行安裝。S卩，能夠?qū)崿F(xiàn)Y方向上的空間節(jié)省化(作為模塊整體的小型化)。并且，在本實(shí)施例3中，冷卻板502的一側(cè)端部的結(jié)合部522與另一側(cè)端部的結(jié)合部522的關(guān)系只要為在X方向上相對(duì)于彼此而發(fā)生了偏移，便能夠獲得上述的效果，而并不限定于上述的示例。另外，關(guān)于冷卻板502的一個(gè)端部上的結(jié)合部522的數(shù)量，也可以是根據(jù)需要的任意數(shù)量，在冷卻板502的兩端部上，既可以是相同的數(shù)量，也可以是不同的數(shù)量。并且，雖然優(yōu)選為，如上文所述那樣在Y方向上并排安裝兩個(gè)以上的半導(dǎo)體模塊3，但也可以如圖6所示的半導(dǎo)體模塊I的安裝狀態(tài)那樣，將半導(dǎo)體模塊3單個(gè)結(jié)合在流道形成部件(水道、外殼等)100上。圖11為,表不本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例(實(shí)施例4)的半導(dǎo)體模塊4的主要截面的圖。圖11與沿著圖1的C-C線截?cái)嗟慕孛?相當(dāng)于圖3 (C)的截面)相對(duì)應(yīng)。圖12為，從半導(dǎo)體模塊4的下方觀察時(shí)的半導(dǎo)體模塊4的投影圖，并圖示了散熱片543的形成區(qū)域。本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊4的特征在于冷卻板503的結(jié)構(gòu)，關(guān)于其他結(jié)構(gòu)，可以與上述的實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊I相同。以下，主要對(duì)冷卻板503的特征性結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。冷卻板503除散熱片543的形成區(qū)域不同之外，實(shí)質(zhì)上可以與上述的實(shí)施例1的冷卻板50的結(jié)構(gòu)相同。如圖11及圖12所示，散熱片543被形成在與金屬塊30的側(cè)部相比靠中心側(cè)的位置處。即，散熱片543被形成為，金屬塊30的側(cè)部在投影圖中延伸至與散熱片543的形成區(qū)域相比靠側(cè)方的位置處。根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊4，在通過上述的實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊I而獲得的效果的基礎(chǔ)上，還能夠額外獲得以下這種效果。即，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊4，通過使金屬塊30的側(cè)部在投影圖中延伸至與散熱片543的形成區(qū)域相比靠側(cè)方的位置處，從而容易對(duì)半導(dǎo)體模塊4進(jìn)行檢查(例如超聲波探傷檢查等)。即，通過例如超聲波探傷裝置(SAT:Scanning Acoustic Tomograph)而對(duì)半導(dǎo)體模塊4的內(nèi)部(樹脂模壓部60內(nèi)部的各構(gòu)成要素之間的接合狀態(tài)等)進(jìn)行檢查時(shí)，需要使超聲波從半導(dǎo)體模塊4的下表面?zhèn)热肷?，但是，?dāng)在半導(dǎo)體模塊4的下表面?zhèn)却嬖谏崞?43時(shí)，超聲波將被散熱片543反射，從而無法獲得精度良好的檢查結(jié)果。相對(duì)于此，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊4，能夠利用未形成有散熱片543的區(qū)PU P2、P3 (參照?qǐng)D11)，而精度良好地對(duì)半導(dǎo)體模塊4進(jìn)行超聲波探傷檢查。并且，具體的檢查對(duì)象例如可以包括，金屬塊30與絕緣薄膜40之間有無剝離、絕緣薄膜40與冷卻板503之間有無剝離等。圖13為，表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例(實(shí)施例5)的半導(dǎo)體模塊5的主要截面的圖。圖13與沿著圖1的A-A線截?cái)嗟慕孛?相當(dāng)于圖3 (A)的截面)相對(duì)應(yīng)。本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊5的特征在于冷卻板504的結(jié)構(gòu)，關(guān)于其他結(jié)構(gòu)，可以與上述的實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊I相同。以下，主要對(duì)冷卻板504的特征性結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。冷卻板504包括金屬板部504a、和冷卻板部504b。金屬板部504a除在下表面?zhèn)炔痪哂猩崞?4之外，也可以與上述的實(shí)施例1的冷卻板50的結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上相同。但是，金屬板部504a也可以由與上述的實(shí)施例1的冷卻板50的板厚不同的板形成。并且，金屬板部504a具備與上述的實(shí)施例1的冷卻板50的各結(jié)合部52相同的結(jié)合部524a。另外，結(jié)合部524a提供螺栓底座面，在螺栓底座面上，形成有螺栓插穿用的結(jié)合孔534a。關(guān)于金屬板部504a與樹脂模壓部60之間的關(guān)系，也可以與上述的實(shí)施例1的冷卻板50的結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上相同。冷卻板部504b為,外形與金屬板部504a大致相同的板材,并在下表面?zhèn)染哂猩崞?44。當(dāng)對(duì)半導(dǎo)體模塊5進(jìn)行安裝時(shí)，散熱片544與冷卻水或冷卻空氣這樣的冷卻介質(zhì)接觸。通過這種方式，半導(dǎo)體元件10驅(qū)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的來自半導(dǎo)體元件10的熱將經(jīng)由金屬塊30、絕緣薄膜40及冷卻板504,而從冷卻板504的散熱片544向冷卻介質(zhì)傳遞,從而實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體元件10的冷卻。在金屬板部504a與冷卻板部504b之間，優(yōu)選為，涂布有潤(rùn)滑油70。潤(rùn)滑油70可以為具有熱傳導(dǎo)性的潤(rùn)滑油。由此，即使在因翹曲等而使冷卻板部504b和金屬板部504a之間的間隙擴(kuò)大了的情況下，也能夠經(jīng)由潤(rùn)滑油70而放熱。冷卻板部504b在與金屬板部504a的結(jié)合部524a相對(duì)應(yīng)的位置處具備結(jié)合部524b。結(jié)合部524b在與金屬板部504a上的螺栓插穿用的結(jié)合孔534a相對(duì)應(yīng)的位置處具有同樣的螺栓插穿用的結(jié)合孔534b。冷卻板部504b與金屬板部504a —起，被結(jié)合在流道形成部件(水道、外殼等)100 (參照?qǐng)D6)上。
根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊5，在通過上述的實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊I而獲得的效果的基礎(chǔ)上，還能夠額外獲得以下的效果。即，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊5，通過以將冷卻板504主要分成兩個(gè)部件(金屬板部504a及冷卻板部504b)的方式來構(gòu)成冷卻板504，從而容易對(duì)半導(dǎo)體模塊5進(jìn)行檢查(例如超聲波探傷檢查等)。即，當(dāng)對(duì)半導(dǎo)體模塊5的內(nèi)部(樹脂模壓部60內(nèi)部的各構(gòu)成要素之間的接合狀態(tài)等)進(jìn)行超聲波探傷檢查時(shí)，需要使超聲波從半導(dǎo)體模塊5的下表面?zhèn)热肷?但當(dāng)在半導(dǎo)體模塊5的下表面?zhèn)却嬖谏崞?44時(shí)，超聲波將被散熱片544反射，從而無法獲得精度良好的檢查結(jié)果。相對(duì)于此，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊5，能夠通過拆除具有散熱片544的冷卻板部504b或者在安裝冷卻板部504b之前，精度良好地對(duì)半導(dǎo)體模塊5進(jìn)行超聲波探傷檢查。并且，具體的檢查對(duì)象例如可以包括，半導(dǎo)體元件10與焊料層82之間有無剝離、焊料層82內(nèi)部有無空隙、焊料層82與金屬塊30之間有無剝離、金屬塊30與絕緣薄膜40之間有無剝離、絕緣薄膜40與金屬板部504a之間有無剝離等。圖14為，表示能夠在上述的各實(shí)施例中共通地應(yīng)用的、兩個(gè)半導(dǎo)體模塊的安裝狀態(tài)的一個(gè)示例的剖視圖。在圖14中，作為一個(gè)示例而圖示了使用兩個(gè)半導(dǎo)體模塊2的示例。在圖14中，利用沿著圖1的A-A線截?cái)嗟慕孛?相當(dāng)于圖3 (A)的截面)而圖示了半導(dǎo)體模塊I的安裝狀態(tài)。如圖14所示，兩個(gè)半導(dǎo)體模塊2以散熱片54側(cè)在上下方向上相互對(duì)置的關(guān)系而被設(shè)置。此時(shí)，如圖14所示，上下的半導(dǎo)體模塊2通過共用的螺栓110及螺母111而被結(jié)合在流道形成部件(水道、外殼等)100上。即，對(duì)上下的半導(dǎo)體模塊2的相互對(duì)置的冷卻板501的結(jié)合部521，使用共用的螺栓110及螺母111，從而將上下的半導(dǎo)體模塊2結(jié)合在流道形成部件100上。由此，能夠減少結(jié)合所需的螺栓110等的個(gè)數(shù)。并且，如圖14所示，當(dāng)兩個(gè)半導(dǎo)體模塊2以散熱片54側(cè)在上下方向上相互對(duì)置的關(guān)系而被設(shè)置時(shí)，冷卻介質(zhì)流道102在上下方向上，由上下的半導(dǎo)體模塊2的冷卻板502 (散熱片54側(cè)的面)劃分形成。圖15為，表示包括上述的各實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊1、半導(dǎo)體模塊2等的混合動(dòng)力系統(tǒng)600的一個(gè)示例的示意圖。在圖示的示例中，混合動(dòng)力系統(tǒng)600包括電池602、逆變器610和電動(dòng)發(fā)電機(jī)620、622。上述的各實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊1、半導(dǎo)體模塊2等也可以作為IPM (Intel I igentPower Modul e，智能化動(dòng)力模塊)612而被實(shí)現(xiàn)。IPM612被搭載于逆變器610內(nèi)部，根據(jù)來自ECU614的信號(hào)，通過PWM (Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)控制而在交流(DC)與直流(AC)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。并且，在圖示的示例中，在逆變器610內(nèi)部，追加了 DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器616。以上，雖然對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，能夠?qū)ι鲜龅膶?shí)施例加以各種各樣的變形及置換。例如，在上述的實(shí)施例中，雖然半導(dǎo)體模塊I中的半導(dǎo)體元件10構(gòu)成了 U相、V相、W相的各上橋臂及各下橋臂的總計(jì)六個(gè)橋臂，但是，安裝于半導(dǎo)體模塊I內(nèi)的橋臂數(shù)是任意的。當(dāng)半導(dǎo)體模塊I例如具體化為用于對(duì)兩個(gè)電機(jī)(參照?qǐng)D15)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的逆變器時(shí)，半導(dǎo)體元件10也可以構(gòu)成第一電機(jī)用的U相、V相、W相的各個(gè)上橋臂及各個(gè)下橋臂、第二電機(jī)用的U相、V相、W相的各個(gè)上橋臂及各個(gè)下橋臂。另外，關(guān)于一個(gè)橋臂，也可以并排安裝有多個(gè)半導(dǎo)體元件10。另外，半導(dǎo)體模塊I可以包括其他結(jié)構(gòu)(例如，電機(jī)驅(qū)動(dòng)用的DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器的元件的一部分)，另外，半導(dǎo)體模塊I也可以同時(shí)包括半導(dǎo)體元件10和其他元件(電容器、電抗器等)。另外，半導(dǎo)體模塊I只要是需要冷卻結(jié)構(gòu)的模塊，則可以是任意的模塊，而并不限定于構(gòu)成逆變器的半導(dǎo)體模塊。另外，半導(dǎo)體模塊I并不限于作為車輛用的逆變器，也可以作為在其他用途(鐵路、空調(diào)、電梯、冰箱等)中所使用的逆變器而被實(shí)現(xiàn)。另外，在上述的實(shí)施例1中，當(dāng)在Y方向上配置有多個(gè)半導(dǎo)體模塊I時(shí)，相互鄰接的半導(dǎo)體模塊I也可以以相對(duì)于彼此而在X方向上偏移的方式而被互相錯(cuò)開(交錯(cuò))配置。即，可以通過在相互鄰接的兩個(gè)半導(dǎo)體模塊I中的一個(gè)半導(dǎo)體模塊I的結(jié)合部52之間的空出的區(qū)域(Y方向上的端部上的凹區(qū)域)內(nèi)放入另一個(gè)半導(dǎo)體模塊I的結(jié)合部52之一的方式，而在Y方向上配置多個(gè)半導(dǎo)體模塊I。此時(shí)，也如圖10所示的半導(dǎo)體模塊3的安裝狀態(tài)的情況那樣，當(dāng)在Y方向上并排安裝兩個(gè)以上的半導(dǎo)體模塊I時(shí)，能夠利用在Y方向上距離較短的空間而有效地進(jìn)行安裝，從而能夠?qū)崿F(xiàn)Y方向上的空間節(jié)省化(作為模塊整體的小型化)。符號(hào)說明1、2、3、4、5半導(dǎo)體模塊10半導(dǎo)體元件20布線部件20a 端子22布線部件22a 端子30金屬塊40絕緣薄膜50、501、502、503、504 冷卻板50a冷卻板的下表面50b冷卻板的側(cè)面50c冷卻板的上表面51薄壁部52、521、522、524a、524b 結(jié)合部53結(jié)合孔54、543 散熱片55密封部60樹脂模壓部62延長(zhǎng)側(cè)部66 肋部70潤(rùn)滑油80焊料層82焊料層90驅(qū)動(dòng)基板
100流道形成部件102冷卻介質(zhì)流道110 螺栓120密封材料504a金屬板部504b冷卻板部600混合動(dòng)力系統(tǒng)602 電池610逆變器612 IPM616 DC/DC升壓換流器620,622 電動(dòng)發(fā)電機(jī)
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體模塊，其特征在于，包括: 半導(dǎo)體元件； 布線部件，其與所述半導(dǎo)體元件相連接； 冷卻板，其為具有所述半導(dǎo)體元件側(cè)的第一面、和與該第一面為相反側(cè)的第二面的冷卻板，且在第一方向上的端部處具有結(jié)合部； 模壓部，其通過在所述半導(dǎo)體元件、所述布線部件及所述冷卻板上模壓樹脂而形成，所述冷卻板的結(jié)合部從所述模壓部中露出，并且，所述布線部件的端子以在與所述第一方向大致垂直的第二方向上延伸的方式而從所述模壓部中露出。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其中， 所述布線部件使用弓I腳框架而構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其中， 所述模壓部在所述冷卻板中的不存在所述結(jié)合部的區(qū)域內(nèi)具有延長(zhǎng)側(cè)部，所述延長(zhǎng)側(cè)部延伸至與所述冷卻板的第二面相同的平面為止，并緊貼在所述冷卻板的側(cè)面上。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體模塊，其中， 所述冷卻板的第二面具 有被薄壁化了的薄壁部， 所述模壓部的延長(zhǎng)側(cè)部在所述薄壁部處覆蓋所述冷卻板的第二面。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其中， 在所述冷卻板的第二面中的與所述結(jié)合部相比靠中心側(cè)的位置處，設(shè)置有所述冷卻板的第二面與冷卻用介質(zhì)的流道之間的密封部。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其中， 在所述半導(dǎo)體元件和所述冷卻板的半導(dǎo)體元件側(cè)的第一面之間，還包括散熱裝置部，并且，在所述散熱裝置部和所述冷卻板的半導(dǎo)體元件側(cè)的第一面之間，還包括絕緣材料， 所述散熱裝置部及所述絕緣材料被配置在所述模壓部?jī)?nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其中， 所述模壓部在所述布線部件的端子露出的側(cè)部區(qū)域內(nèi)，具有與鄰接于該側(cè)部區(qū)域的側(cè)部區(qū)域相比向側(cè)方突出的肋部。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其中， 所述冷卻板的結(jié)合部在所述第一方向上分別被設(shè)置在兩側(cè)的端部上， 所述冷卻板的結(jié)合部被形成于，所述冷卻板的端部中的、與其他區(qū)域相比向所述第一方向突出的區(qū)域內(nèi)， 所述模壓部在所述第一方向上被設(shè)置于與所述冷卻板的結(jié)合部相比靠所述冷卻板的中心側(cè)的位置處， 所述冷卻板中的一側(cè)的端部上的結(jié)合部被形成在，相對(duì)于另一側(cè)的端部上的結(jié)合部而在所述第二方向上偏移了的位置處。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其中， 所述冷卻板的結(jié)合部在所述第一方向上分別被設(shè)置在兩側(cè)的端部上， 所述冷卻板的結(jié)合部被形成為，與所述冷卻板的中央部的板厚相比而較薄， 所述第一方向上的所述冷卻板的一側(cè)的端部上的結(jié)合部與所述冷卻板的半導(dǎo)體元件側(cè)的第一面成為同一平面，所述第一方向上的所述冷卻板的另一側(cè)的端部上的結(jié)合部與所述冷卻板的第二面成為同一平面。
10.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體模塊，其中， 所述冷卻板在所述第二面上具有散熱片， 所述絕緣材料具有與所述散熱裝置部的端部相比向側(cè)方延伸的端部， 所述冷卻板部的散熱片被形成在與所述散熱裝置部的端部相比靠中心側(cè)的位置處。
11.一種混合動(dòng)力系統(tǒng)，其包括權(quán)利要求1至10中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體模塊。
全文摘要
半導(dǎo)體模塊(1、2、3、4、5)包括半導(dǎo)體元件(10)；布線部件(20、22)，其與半導(dǎo)體元件相連接；冷卻板(50、501、502、503、504)，其為具有半導(dǎo)體元件側(cè)的第一面、和與該第一面為相反側(cè)的第二面的冷卻板(50、501、502、503、504)，且在第一方向(Y)上的端部處具有結(jié)合部(52、521、522、524a＋524b)；模壓部(60)，其通過在半導(dǎo)體元件(10)、布線部件(20、22)及冷卻板上模壓樹脂而形成，冷卻板的結(jié)合部(52、521、522、524a＋524b)從模壓部中露出，并且，布線部件的端子以在與第一方向(Y方向)大致垂直的第二方向(X方向)上延伸的方式而從模壓部中露出。
文檔編號(hào)H01L25/07GK103081098SQ20108006890
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者門口卓矢, 鈴木祥和, 加地雅哉, 中島清文, 三好達(dá)也, 川島崇功, 奧村知巳 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社