JP2013229363A - Power module - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パワーモジュールに関し、特に、パワーモジュールの放熱機構に関する。 The present invention relates to a power module, and more particularly to a heat dissipation mechanism for a power module.
従来より、パワーモジュールでは、絶縁基板の一方の面にパワー半導体素子が搭載され、絶縁基板の他方の面に金属層（放熱パターン）が形成されている。そして、半田によって絶縁基板の金属層（放熱パターン）に放熱板が接合されている。 Conventionally, in a power module, a power semiconductor element is mounted on one surface of an insulating substrate, and a metal layer (heat radiation pattern) is formed on the other surface of the insulating substrate. And the heat sink is joined to the metal layer (heat radiation pattern) of the insulating substrate by solder.
このようなパワーモジュールでは、パワーモジュールの周囲の温度変化や、パワーモジュールの電気的な動作（駆動／停止）に伴う温度変化によって、絶縁基板と放熱板とを接合している半田に、熱応力（絶縁基板と放熱板との線膨張率の差に起因する熱応力）が発生することがある。半田に熱応力が繰り返し発生すると、熱疲労により半田の劣化（例えば、亀裂）が生じるおそれがある。このような熱応力は、半田の接合面積や半田により接合される部材間の線膨張率の差に依存して大きくなる。 In such a power module, thermal stress is applied to the solder that joins the insulating substrate and the heat sink due to a temperature change around the power module and a temperature change caused by an electric operation (drive / stop) of the power module. (Thermal stress resulting from the difference in coefficient of linear expansion between the insulating substrate and the heat sink) may occur. If thermal stress is repeatedly generated in the solder, there is a risk that the solder will deteriorate (for example, cracks) due to thermal fatigue. Such a thermal stress increases depending on the difference in the coefficient of linear expansion between the joint area of the solder and the members joined by the solder.
また、半田の厚みを厚くすることにより、熱応力を緩和することができ、熱応力耐性を向上させることができることが知られている。しかしながら、絶縁基板に形成された金属層（放熱パターン）と放熱部材の接合面との間の半田の厚みを厚くするほど、放熱部材の接合面に対して絶縁基板が傾きやすくなってしまう。そして、絶縁基板の傾きが発生すると、金属層（放熱パターン）と放熱部材の接合面との間の半田の厚みに偏りが生じ、その結果、半田の厚みが薄い部分ができてしまう可能性がある。この場合、半田の熱応力耐性が部分的に低下するので、半田の疲労寿命が低下してしまう。 It is also known that by increasing the thickness of the solder, thermal stress can be relaxed and thermal stress resistance can be improved. However, as the thickness of the solder between the metal layer (heat radiation pattern) formed on the insulating substrate and the joining surface of the heat radiating member is increased, the insulating substrate tends to be inclined with respect to the joining surface of the heat radiating member. And when the inclination of the insulating substrate occurs, the thickness of the solder between the metal layer (heat radiation pattern) and the joining surface of the heat radiating member is biased, and as a result, there is a possibility that a portion with a thin solder thickness is formed. is there. In this case, since the thermal stress resistance of the solder is partially reduced, the fatigue life of the solder is reduced.
そこで、特許文献１の半導体装置では、放熱部材の接合面（または、絶縁基板の金属層（放熱パターン））において金属層（放熱パターン）の角部に対応する位置に突起を形成することにより、絶縁基板の傾きを防止している。
Therefore, in the semiconductor device of
しかしながら、特許文献１の半導体装置（パワーモジュール）では、突起の付近において半田の厚みが薄くなってしまうので、金属層（放熱パターン）と放熱部材の接合面とを接合している半田の厚みが部分的に薄くなってしまう。そのため、半田の熱応力耐性が部分的に低下してしまうので、半田の熱応力耐性の低下を抑制することが困難であった。
However, in the semiconductor device (power module) of
そこで、この発明は、半田の熱応力耐性の低下を抑制することが可能なパワーモジュールを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power module capable of suppressing a decrease in thermal stress resistance of solder.
第１の発明は、矩形状の絶縁基板（11）と、上記絶縁基板（11）の一方面（111）に形成された回路部（12）と、上記絶縁基板（11）の他方面（112）に形成された矩形状の金属層（13）と、上記金属層（13）に対向する接合面（141）を有する放熱部材（14）とを備え、上記放熱部材（14）の接合面（141）は、半田（10）によって上記金属層（13）に接合され、上記放熱部材（14）の接合面（141）には、平面視において上記金属層（13）に重複せずに上記絶縁基板（11）の周縁部（11a）の少なくとも一部に重複するように、凸部（100）が形成され、上記半田（10）の厚み（Ds）は、上記凸部（100）の突出高さ（Dc）よりも薄く、上記凸部（100）の突出高さ（Dc）は、上記半田（10）の厚み（Ds）と上記金属層（13）の厚み（Dm）との合計厚みよりも低いか同等になっていることを特徴とするパワーモジュールである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a rectangular insulating substrate (11), a circuit portion (12) formed on one surface (111) of the insulating substrate (11), and the other surface (112) of the insulating substrate (11). ) Formed in a rectangular metal layer (13), and a heat dissipation member (14) having a bonding surface (141) facing the metal layer (13), the bonding surface of the heat dissipation member (14) ( 141) is joined to the metal layer (13) by solder (10), and the insulation surface (141) of the heat radiating member (14) is not overlapped with the metal layer (13) in a plan view. A convex part (100) is formed so as to overlap at least part of the peripheral edge part (11a) of the substrate (11), and the thickness (Ds) of the solder (10) is the protruding height of the convex part (100). The protrusion height (Dc) of the protrusion (100) is smaller than the thickness (Dc), and the total thickness of the solder (10) thickness (Ds) and the metal layer (13) thickness (Dm) Is also low or equivalent It is a power module which is characterized in that Tsu.
上記第１の発明では、凸部（100）の突出高さ（Dc）が、半田（10）の厚み（Ds）よりも高く、且つ、半田（10）の厚み（Ds）と金属層（Dm）の厚み（Dm）との合計厚みよりも低いか同等になっている。また、凸部（100）は、平面視において絶縁基板（11）の周縁部（11s）の少なくとも一部に重複するように形成されている。そのため、半田（10）によって金属層（13）と放熱部材（14）の接合面（141）とを接合する際に、絶縁基板（11）が傾いたとしても、絶縁基板（11）の周縁部（11a）に凸部（100）が接触することで絶縁基板（11）の傾きを停止させることができる。これにより、絶縁基板（11）の傾きによって半田（10）の厚み（Ds）が偏って部分的に薄くなってしまう可能性を低減することができる。また、平面視において金属層（13）に重複しないように、凸部（100）が形成されている。そのため、半田（10）の厚みが部分的に薄くならないように凸部（100）を形成することができる。 In the first invention, the protrusion height (Dc) of the protrusion (100) is higher than the thickness (Ds) of the solder (10), and the thickness (Ds) of the solder (10) and the metal layer (Dm) ) Is less than or equal to the total thickness (Dm). Moreover, the convex part (100) is formed so that it may overlap with at least one part of the peripheral part (11s) of an insulated substrate (11) in planar view. Therefore, even when the insulating substrate (11) is inclined when the metal layer (13) and the joining surface (141) of the heat dissipation member (14) are joined by the solder (10), the peripheral portion of the insulating substrate (11) The inclination of the insulating substrate (11) can be stopped by the protrusion (100) coming into contact with (11a). Thereby, it is possible to reduce the possibility that the thickness (Ds) of the solder (10) is biased and partially thinned due to the inclination of the insulating substrate (11). Moreover, the convex part (100) is formed so that it may not overlap with a metal layer (13) in planar view. Therefore, the convex part (100) can be formed so that the thickness of the solder (10) is not partially reduced.
第２の発明は、上記第１の発明において、上記凸部（100）は、平面視において上記絶縁基板（11）の幅方向に対向する一対の側縁部（11s）および該絶縁基板（11）の長さ方向に対向する一対の端縁部（11e）のうち少なくとも一方の縁部対に重複するように形成されていることを特徴とするパワーモジュールである。 According to a second aspect, in the first aspect, the convex portion (100) includes a pair of side edge portions (11s) facing the width direction of the insulating substrate (11) in a plan view and the insulating substrate (11 The power module is formed so as to overlap with at least one of the pair of end edges (11e) facing each other in the length direction.
上記第２の発明では、平面視において上記絶縁基板（11）の幅方向に対向する一対の側縁部（11s）に重複するように凸部（100）を形成した場合、半田（10）によって金属層（13）と放熱部材（14）の接合面（141）とを接合する際に、絶縁基板（11）が幅方向にずれたとしても、金属層（13）の側面に凸部（100）が接触することで絶縁基板（11）のずれを停止させることができる。また、平面視において絶縁基板（11）の一対の端縁部（11e）に重複するように凸部（100）を形成した場合、半田（10）によって金属層（13）と放熱部材（14）の接合面（141）とを接合する際に、絶縁基板（11）が長さ方向にずれたとしても、金属層（13）の端面に凸部（100）が接触することで絶縁基板（11）のずれを停止させることができる。 In the second invention, when the projections (100) are formed so as to overlap the pair of side edge portions (11s) facing in the width direction of the insulating substrate (11) in plan view, the solder (10) Even when the insulating substrate (11) is displaced in the width direction when the metal layer (13) and the joining surface (141) of the heat dissipation member (14) are joined, the convex portion (100 ) Can stop the displacement of the insulating substrate (11). In addition, when the projection (100) is formed so as to overlap the pair of edge portions (11e) of the insulating substrate (11) in plan view, the metal layer (13) and the heat dissipation member (14) are formed by the solder (10). Even when the insulating substrate (11) is displaced in the length direction when bonding to the bonding surface (141), the protruding portion (100) contacts the end surface of the metal layer (13). ) Can be stopped.
第３の発明は、上記第２の発明において、上記凸部（100）は、平面視において上記絶縁基板（11）の幅方向に対向する一対の側縁部（11s）にそれぞれ重複するように、上記放熱部材（14）の長さ方向に沿って上記接合面（141）の全長に亘って平行に延びる一対の凸条部（101）によって構成され、上記放熱部材（14）は、長さ方向に直交する断面形状が一定になるように構成されていることを特徴とするパワーモジュールである。 In a third aspect based on the second aspect, the convex portion (100) overlaps with the pair of side edge portions (11s) facing each other in the width direction of the insulating substrate (11) in plan view. The heat radiation member (14) is constituted by a pair of protruding strips (101) extending in parallel over the entire length of the joint surface (141) along the length direction of the heat radiation member (14). The power module is configured so that a cross-sectional shape orthogonal to the direction is constant.
上記第３の発明では、一対の凸条部（101）が放熱部材（14）の長さ方向に沿って接合面（141）の全長に亘って延びているので、長さ方向に直交する断面形状が一定になるように放熱部材（14）を構成することができる。そのため、放熱部材（14）を押出成型（放熱部材（14）の長さ方向を押出方向とする押出成型）によって形成することができる。 In the third aspect of the invention, the pair of ridges (101) extend over the entire length of the joining surface (141) along the length direction of the heat dissipation member (14). The heat radiating member (14) can be configured to have a constant shape. Therefore, the heat radiation member (14) can be formed by extrusion molding (extrusion molding in which the length direction of the heat radiation member (14) is the extrusion direction).
第４の発明は、上記第２の発明において、上記凸部（100）は、平面視において上記絶縁基板（11）の周縁部（11a）の全周に重複するように、矩形枠状に形成された凸枠部（102）によって構成されていることを特徴とするパワーモジュールである。 In a fourth aspect based on the second aspect, the convex portion (100) is formed in a rectangular frame shape so as to overlap the entire periphery of the peripheral edge portion (11a) of the insulating substrate (11) in plan view. It is a power module characterized by comprising the convex frame part (102) made.
上記第４の発明では、半田（10）によって金属層（13）と放熱部材（14）の接合面（141）とを接合する際に、絶縁基板（11）が幅方向および長さ方向のどちらにずれたとしても、金属層（13）の側面または端面に凸枠部（102）が接触することで絶縁基板（11）のずれを停止させることができる。 In the fourth invention, when the metal layer (13) and the joining surface (141) of the heat dissipation member (14) are joined by the solder (10), the insulating substrate (11) is either in the width direction or the length direction. Even if it deviates, the deviation of the insulating substrate (11) can be stopped by the convex frame portion (102) coming into contact with the side surface or the end surface of the metal layer (13).
第５の発明は、上記第１〜第４の発明のいずれか１つにおいて、上記放熱部材（14）の接合面（141）には、平面視において少なくとも上記金属層（13）の角部（13c）に重複するように、凹部（200）が形成されていることを特徴とするパワーモジュールである。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the present invention, at least a corner (of the metal layer (13) in the plan view is provided on the joint surface (141) of the heat dissipation member (14). The power module is characterized in that a recess (200) is formed so as to overlap with 13c).
上記第５の発明では、平面視において少なくとも金属層（13）の角部（13c）に重複するように形成されているので、金属層（13）の角部（13c）は、凹部（200）に対応する位置に配置されることになる。したがって、金属層（13）の角部（13c）に対応する半田（10）の部分の厚みを厚くすることができる。 In the fifth aspect of the invention, since it is formed so as to overlap at least the corner (13c) of the metal layer (13) in plan view, the corner (13c) of the metal layer (13) It will be arranged at a position corresponding to. Therefore, the thickness of the part of the solder (10) corresponding to the corner part (13c) of the metal layer (13) can be increased.
第６の発明は、上記第３の発明において、上記放熱部材（14）の接合面（141）には、平面視においてそれぞれの内部に上記金属層（13）の幅方向に対向する一対の側縁部（13s）がそれぞれ配置されるように、該放熱部材（14）の長さ方向に沿って該接合面（141）の全長に亘って平行に延びる一対の凹条部（201）が形成されていることを特徴とするパワーモジュールである。 In a sixth aspect based on the third aspect, the joint surface (141) of the heat dissipation member (14) has a pair of sides facing each other in the width direction of the metal layer (13) in a plan view. A pair of concave strips (201) extending in parallel over the entire length of the joining surface (141) along the length direction of the heat radiating member (14) is formed so that the edge portions (13s) are arranged respectively. It is the power module characterized by the above.
上記第６の発明では、金属層（13）の角部（13）に対応する半田（10）の部分の厚みを厚くすることができる。また、一対の凹条部（201）が放熱部材（14）の長さ方向に沿って接合面（141）の全長に亘って延びているので、長さ方向に直交する断面形状が一定になるように放熱部材（14）を構成することができる。そのため、放熱部材（14）を押出成型によって形成することができる。 In the sixth aspect of the invention, the thickness of the portion of the solder (10) corresponding to the corner (13) of the metal layer (13) can be increased. Moreover, since a pair of recessed strip part (201) is extended over the full length of a joint surface (141) along the length direction of a heat radiating member (14), the cross-sectional shape orthogonal to a length direction becomes fixed. Thus, a heat radiating member (14) can be comprised. Therefore, the heat radiating member (14) can be formed by extrusion molding.
第７の発明は、上記第６の発明において、上記一対の凹条部（201）は、該一対の凹条部（201）の底面（211）から上記放熱部材（14）の接合面（141）のうち該一対の凹条部（201）の間に挟まれた中央面部（141a）へ向けて傾斜する内側側面（212）を有している
ことを特徴とするパワーモジュールである。
In a seventh aspect based on the sixth aspect, the pair of concave portions (201) is formed from the bottom surface (211) of the pair of concave portions (201) to the joining surface (141 of the heat radiating member (14)). ), An inner side surface (212) inclined toward the central surface portion (141a) sandwiched between the pair of concave strip portions (201).
上記第７の発明では、一対の凹条部（201）の内側側面（212）を底面（211）から中央面部（141a）へ向けて傾斜させることにより、一対の凹条部（201）の内側側面（212）の付近に半田（10）の熱応力が集中することを緩和することができる。 In the seventh aspect of the invention, the inner side surfaces (212) of the pair of concave strip portions (201) are inclined from the bottom surface (211) toward the central surface portion (141a), whereby the inner sides of the pair of concave strip portions (201). Concentration of the thermal stress of the solder (10) near the side surface (212) can be mitigated.
第８の発明は、上記第１〜第７の発明のいずれか１つにおいて、上記放熱部材（14）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成されていることを特徴とするパワーモジュールである。 An eighth invention is a power module according to any one of the first to seventh inventions, wherein the heat dissipation member (14) is made of aluminum or an aluminum alloy.
上記第８の発明では、銅よりも材料コストが低くて軽量なアルミニウムまたはアルミニウム合金によって放熱部材（14）が構成されている。 In the eighth aspect of the invention, the heat dissipation member (14) is made of aluminum or aluminum alloy, which is lighter in material cost and lighter than copper.
第９の発明は、上記第８の発明において、上記放熱部材（14）の接合面（141）には、上記半田（10）による接合を可能にするための表面処理が施されていることを特徴とするパワーモジュールである。 According to a ninth aspect, in the eighth aspect, the bonding surface (141) of the heat radiating member (14) is subjected to a surface treatment for enabling bonding with the solder (10). It is the power module characterized.
上記第９の発明では、放熱部材（14）の接合面（141）に表面処理（半田（10）による
接合を可能にするための表面処理）を施すことにより、半田（10）によって放熱部材（14）の接合面（141）と金属層（13）とを接合することができる。
In the ninth aspect of the invention, by applying surface treatment (surface treatment for enabling joining by solder (10)) to the joining surface (141) of the heat radiating member (14), the heat radiating member ( The joining surface (141) of 14) and the metal layer (13) can be joined.
第１０の発明は、上記第１〜第９の発明のいずれか１つにおいて、上記放熱部材（14）は、上記接合面（141）の裏側に配置された放熱面（142）を有し、上記放熱部材（14）の放熱面（142）には、配管（301）を取り付け可能な取り付け溝（300）が形成されている
ことを特徴とするパワーモジュールである。
In a tenth aspect of the invention, in any one of the first to ninth aspects, the heat dissipation member (14) has a heat dissipation surface (142) disposed on the back side of the joint surface (141), The heat radiation surface (142) of the heat radiating member (14) is provided with a mounting groove (300) to which a pipe (301) can be attached.
上記第１０の発明では、放熱部材（14）の放熱面（142）に取り付け溝（300）を形成することにより、冷却液を流通させる配管（301）を放熱部材（14）の放熱面（142）に取り付けることができる。 In the tenth aspect of the present invention, the mounting groove (300) is formed in the heat dissipation surface (142) of the heat dissipation member (14) so that the pipe (301) through which the coolant flows is connected to the heat dissipation surface (142) of the heat dissipation member (14). ) Can be attached.
第１の発明によれば、絶縁基板（11）の傾きによって半田（10）の厚み（Ds）が偏って部分的に薄くなってしまう可能性を低減することができるので、絶縁基板（11）の傾きに起因する半田（10）の熱応力耐性の低下を抑制することができる。また、半田（10）の厚みが部分的に薄くならないように凸部（100）を形成することができるので、凸部形成に起因する半田（10）の熱応力耐性の低下を抑制することができる。 According to the first invention, it is possible to reduce the possibility that the thickness (Ds) of the solder (10) is biased and partially becomes thin due to the inclination of the insulating substrate (11). It is possible to suppress a decrease in the thermal stress resistance of the solder (10) due to the inclination of. Moreover, since the convex part (100) can be formed so that the thickness of the solder (10) is not partially reduced, it is possible to suppress a decrease in thermal stress resistance of the solder (10) due to the convex part formation. it can.
第２の発明によれば、金属層（13）の側面および端面の少なくとも一方に凸部（100）が接触することで絶縁基板（11）のずれを停止させることができるので、絶縁基板（11）の幅方向および長さ方向の少なくとも一方の位置ずれを抑制することができる。 According to the second invention, since the protrusion (100) comes into contact with at least one of the side surface and the end surface of the metal layer (13), the displacement of the insulating substrate (11) can be stopped. ) In at least one of the width direction and the length direction can be suppressed.
第３の発明によれば、フライス加工などの機械加工を利用せずに、押出成型によって放熱部材（14）を形成することができるので、放熱部材（14）の製造コストを低減することができる。 According to the third invention, the heat radiating member (14) can be formed by extrusion molding without using machining such as milling, so that the manufacturing cost of the heat radiating member (14) can be reduced. .
第４の発明によれば、絶縁基板（11）が幅方向および長さ方向のどちらにずれたとしても絶縁基板（11）のずれを停止させることができるので、絶縁基板（11）の位置ずれを抑制することができる。 According to the fourth invention, the displacement of the insulating substrate (11) can be stopped regardless of whether the insulating substrate (11) is displaced in the width direction or the length direction. Can be suppressed.
第５の発明によれば、金属層（13）の角部（13c）に対応する半田（10）の部分の厚みを厚くすることができるので、半田（10）の熱応力耐性を効果的に向上させることができる。 According to the fifth invention, the thickness of the portion of the solder (10) corresponding to the corner (13c) of the metal layer (13) can be increased, so that the thermal stress resistance of the solder (10) is effectively improved. Can be improved.
第６の発明によれば、放熱部材（14）を押出成型によって形成することができるので、放熱部材（14）の製造コストを低減することができる。 According to the sixth invention, since the heat radiating member (14) can be formed by extrusion molding, the manufacturing cost of the heat radiating member (14) can be reduced.
第７の発明によれば、一対の凹条部（201）の内側側面（212）の付近に半田（10）の熱応力が集中することを緩和することができるので、半田（10）の熱応力耐性をさらに向上させることができる。 According to the seventh aspect, since it is possible to alleviate the concentration of the thermal stress of the solder (10) in the vicinity of the inner side surface (212) of the pair of concave portions (201), the heat of the solder (10) The stress resistance can be further improved.
第８の発明によれば、銅よりも材料コストが低くて軽量なアルミニウムまたはアルミニウム合金によって放熱部材（14）が構成されているので、放熱部材（14）を銅によって構成する場合よりも、放熱部材（14）の材料コストを低減することができるとともに、放熱部材（14）を軽量化することができる。 According to the eighth invention, since the heat radiating member (14) is made of aluminum or aluminum alloy having a material cost lower than that of copper, the heat radiating member (14) is radiated more than when the heat radiating member (14) is made of copper. The material cost of the member (14) can be reduced, and the heat dissipation member (14) can be reduced in weight.
第９の発明によれば、放熱部材（14）の接合面（141）に表面処理（半田（10）による
接合を可能にするための表面処理）が施すことにより、特殊な方法を利用して半田（10）による接合を行う場合（例えば、超音波半田付け）よりも、半田（10）による接合を容易に行うことができる。
According to the ninth invention, a special method is used by applying a surface treatment (surface treatment for enabling joining by solder (10)) to the joining surface (141) of the heat radiating member (14). Joining with solder (10) can be performed more easily than when joining with solder (10) (for example, ultrasonic soldering).
第１０の発明によれば、冷却液を流通させる配管（201）を放熱部材（14）の放熱面（142）に取り付けることができるので、パワーモジュールの放熱性能を向上させることができる。 According to the tenth aspect, since the pipe (201) through which the coolant flows can be attached to the heat radiation surface (142) of the heat radiation member (14), the heat radiation performance of the power module can be improved.
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
（実施形態１）
図１ａおよび図１ｂは、実施形態１によるパワーモジュールの断面構成および平面構成をそれぞれ示している。このパワーモジュールは、空気調和機のインバータなどにおいて使用される。パワーモジュールは、絶縁基板（11）と、回路部（12）と、金属層（13）と、放熱部材（14）とを備えている。なお、図１ｂでは、回路部（12）の図示を省略している。
(Embodiment 1)
1a and 1b show a cross-sectional configuration and a planar configuration of the power module according to the first embodiment, respectively. This power module is used in an inverter of an air conditioner. The power module includes an insulating substrate (11), a circuit unit (12), a metal layer (13), and a heat dissipation member (14). In FIG. 1b, the circuit portion (12) is not shown.
また、以下の説明では、「主面」は、矩形状部材のうち厚み方向（積層方向）において互いに対向する一対の面のことを示し、「側面」は、矩形状部材のうち幅方向において互いに対向する一対の面のことを示し、「端面」は、矩形状部材のうち部材の長さ方向において互いに対向する一対の面のことを示している。また、「側縁部」は、矩形状部材のうち幅方向において互いに対向する一対の縁部（より具体的には、少なくとも側面を含む部分）のことを示し、「端縁部」とは、矩形状部材のうち長さ方向において互いに対向する一対の縁部（より具体的には、少なくとも端面を含む部分）のことを示している。 In the following description, “main surface” refers to a pair of surfaces that face each other in the thickness direction (stacking direction) of the rectangular member, and “side surfaces” refer to each other in the width direction of the rectangular member. The term “end surface” refers to a pair of surfaces facing each other in the length direction of the rectangular member. Further, the “side edge portion” indicates a pair of edge portions (more specifically, a portion including at least a side surface) of the rectangular member facing each other in the width direction, and the “end edge portion” It shows a pair of edge portions (more specifically, a portion including at least an end surface) facing each other in the length direction of the rectangular member.
〔絶縁基板〕
絶縁基板（11）は、絶縁材料（例えば、セラミックス）で構成されている。また、絶縁基板（11）は、矩形状に形成されている。
[Insulated substrate]
The insulating substrate (11) is made of an insulating material (for example, ceramics). The insulating substrate (11) is formed in a rectangular shape.
以下の説明では、絶縁基板（11）の一対の主面のうち一方の主面（より具体的には、回路部（12）に対向する主面）を「回路面（111）」と表記し、他方の主面（より具体的には、金属層（13）および放熱部材（14）に対向する主面）を「放熱面（112）」と表記する。 In the following description, one main surface (more specifically, the main surface facing the circuit portion (12)) of the pair of main surfaces of the insulating substrate (11) is referred to as “circuit surface (111)”. The other main surface (more specifically, the main surface facing the metal layer (13) and the heat dissipation member (14)) is referred to as a “heat dissipation surface (112)”.
〔回路部〕
回路部（12）は、絶縁基板（11）の回路面（111）に形成されている。回路部（12）は、金属層（121），半田（122），パワー半導体素子（123），ボンディングワイヤ（124）などによって構成されている。金属層（121）は、導電性材料（例えば、銅，銅合金，アルミニウム，アルミニウム合金など）によって構成され、絶縁基板（11）の回路面（111）に形成されている。金属層（121）には、回路パターンが形成されている。パワー半導体素子（123）は、半田（122）によって金属層（121）と接合されている。また、パワー半導体素子（123）は、ボンディングワイヤ（124）によって金属層（121）に電気的に接続されている。例えば、パワー半導体素子（123）は、整流ダイオードや、パワートランジスタなどである。
(Circuit part)
The circuit part (12) is formed on the circuit surface (111) of the insulating substrate (11). The circuit unit (12) is configured by a metal layer (121), solder (122), a power semiconductor element (123), a bonding wire (124), and the like. The metal layer (121) is made of a conductive material (for example, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, etc.), and is formed on the circuit surface (111) of the insulating substrate (11). A circuit pattern is formed on the metal layer (121). The power semiconductor element (123) is joined to the metal layer (121) by solder (122). The power semiconductor element (123) is electrically connected to the metal layer (121) by a bonding wire (124). For example, the power semiconductor element (123) is a rectifier diode, a power transistor, or the like.
〔金属層〕
金属層（13）は、導電性材料（例えば、銅，銅合金，アルミニウム，アルミニウム合金など）によって構成され、絶縁基板（11）の放熱面（112）に形成されている。金属層（13）には、放熱パターンが形成されている。
[Metal layer]
The metal layer (13) is made of a conductive material (for example, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, etc.), and is formed on the heat dissipation surface (112) of the insulating substrate (11). A heat dissipation pattern is formed on the metal layer (13).
また、金属層（13）は、矩形状に形成されている。ここでは、金属層（13）は、平面視において金属層（13）の一対の側面が絶縁基板（11）の一対の側面と平行になるように、絶縁基板（11）の放熱面（112）に形成されている。 The metal layer (13) is formed in a rectangular shape. Here, the metal layer (13) has a heat dissipation surface (112) of the insulating substrate (11) so that the pair of side surfaces of the metal layer (13) are parallel to the pair of side surfaces of the insulating substrate (11) in plan view. Is formed.
〔放熱部材〕
放熱部材（14）は、伝熱性材料（例えば、銅，銅合金，アルミニウム，アルミニウム合金など）によって構成されている。放熱部材（14）の接合面（141）は、金属層（13）に対向している。また、放熱部材（14）の接合面（141）は、半田（10）によって金属層（13）に接合されている。
(Heat dissipation member)
The heat radiating member (14) is made of a heat conductive material (for example, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, etc.). The joining surface (141) of the heat dissipation member (14) faces the metal layer (13). Further, the joining surface (141) of the heat dissipation member (14) is joined to the metal layer (13) by the solder (10).
ここでは、放熱部材（14）は、矩形状に形成されている。より具体的には、放熱部材（14）は、放熱部材（14）の長さ方向に直交する断面形状が一定になるように構成されている。例えば、放熱部材（14）は、放熱部材（14）の長さ方向を押出方向として押出成型された部材である。 Here, the heat dissipation member (14) is formed in a rectangular shape. More specifically, the heat radiating member (14) is configured such that the cross-sectional shape orthogonal to the length direction of the heat radiating member (14) is constant. For example, the heat dissipating member (14) is a member formed by extrusion molding with the length direction of the heat dissipating member (14) being the extrusion direction.
以下の説明では、放熱部材（14）の一対の主面のうち一方の主面（より具体的には、絶縁基板（11）および金属層（13）に対向する主面）を「接合面（141）」と表記し、他方の主面（すなわち、接合面（141）の裏側に配置された主面）を「放熱面（142）」と表記する。 In the following description, one main surface (more specifically, the main surface facing the insulating substrate (11) and the metal layer (13)) of the pair of main surfaces of the heat radiating member (14) is referred to as “bonding surface ( 141) ”, and the other main surface (that is, the main surface arranged on the back side of the joint surface (141)) is expressed as“ heat radiation surface (142) ”.
〔凸部〕
放熱部材（14）の接合面（141）には、平面視において金属層（13）に重複せずに絶縁基板（11）の周縁部（11a）の少なくとも一部に重複するように、凸部（100）が形成されている。周縁部（11a）は、絶縁基板（11）の放熱面（112）のうち金属層（13）が形成されていない領域のことであり、一対の側縁部（11s,11s）および一対の端縁部（11e,11e）を含んでいる。
(Convex)
On the joining surface (141) of the heat radiating member (14), a convex portion is formed so as to overlap at least a part of the peripheral edge portion (11a) of the insulating substrate (11) without overlapping the metal layer (13) in a plan view. (100) is formed. The peripheral edge (11a) is a region where the metal layer (13) is not formed in the heat radiation surface (112) of the insulating substrate (11), and includes a pair of side edges (11s, 11s) and a pair of ends. Includes edges (11e, 11e).
ここでは、凸部（100）は、平面視において絶縁基板（11）の一対の側縁部（11s,11s）に重複するように、形成されている。より具体的には、凸部（100）は、一対の凸条部（101,101）によって構成されている。一対の凸条部（101,101）は、平面視において絶縁基板（11）の側縁部（11s,11s）にそれぞれ重複するように、放熱部材（14）の長さ方向に沿って接合面（141）の全長に亘って（より具体的には、放熱部材（14）の一対の端面の一方から他方へ向けて）平行に延びている。このように、凸部（100）を一対の凸条部（101,101）によって構成することにより、長さ方向に直交する断面形状が一定になるように放熱部材（14）を構成することができる。 Here, the convex part (100) is formed so as to overlap the pair of side edge parts (11s, 11s) of the insulating substrate (11) in plan view. More specifically, the convex part (100) is comprised by a pair of convex strip part (101,101). The pair of ridges (101, 101) are joined along the length direction of the heat dissipation member (14) (141) so as to overlap the side edges (11s, 11s) of the insulating substrate (11) in plan view. ) Extending in parallel (more specifically, from one of the pair of end surfaces of the heat dissipation member (14) to the other). Thus, by configuring the convex portion (100) with the pair of convex strip portions (101, 101), the heat radiating member (14) can be configured so that the cross-sectional shape orthogonal to the length direction is constant.
また、凸条部（101）は、凸条部（101）の断面形状（長さ方向に直交する断面の形状）が長方形状になるように、矩形状に形成された平坦な頂面と、内側側面と、外側側面とによって構成されている。凸条部（101）の内側側面は、接合面（141）の中央面部（141a）から垂直に延びて凸条部（101）の頂面に連結されている。凸条部（101）の外側側面は、放熱部材（14）の側面から垂直に延びて凸条部（101）の頂面に連結されている。なお、中央面部（141a）は、接合面（141）のうち一対の凸条部（101,101）の間に挟まれた領域のことである。また、凸条部（101）の外側側面は、放熱部材（14）の側面と面一になっている。 Further, the ridge (101) has a flat top surface formed in a rectangular shape so that the cross-sectional shape of the ridge (101) (the shape of the cross section perpendicular to the length direction) is rectangular, It is comprised by the inner side surface and the outer side surface. The inner side surface of the ridge (101) extends perpendicularly from the central surface (141a) of the joint surface (141) and is connected to the top surface of the ridge (101). The outer side surface of the ridge portion (101) extends perpendicularly from the side surface of the heat dissipation member (14) and is connected to the top surface of the ridge portion (101). In addition, a center surface part (141a) is an area | region pinched | interposed between a pair of protruding item | line parts (101,101) among joining surfaces (141). In addition, the outer side surface of the ridge (101) is flush with the side surface of the heat dissipation member (14).
〔各部の寸法〕
半田（10）の厚み（Ds）は、凸部（100）の突出高さ（Dc）よりも薄くなっている。凸部（100）の突出高さ（Dc）は、半田（10）の厚み（Ds）と金属層（13）の厚み（Dm）との合計厚みよりも低いか同等になっている。より具体的には、凸部（100）の突出高さ（Dc）は、接合面（141）の中央面部（141a）から凸条部（101）の頂面までの距離に相当する。半田（10）の厚さ（Ds）は、接合面（141）の中央面部（141a）から金属層（13）の接合面（接合面（141）に対向する主面）までの距離に相当する。金属層（13）の厚み（Dm）は、絶縁基板（11）の放熱面（112）から金属層（13）の接合面までの距離に相当する。
[Dimensions of each part]
The thickness (Ds) of the solder (10) is thinner than the protruding height (Dc) of the convex portion (100). The protrusion height (Dc) of the protrusion (100) is lower than or equal to the total thickness of the thickness (Ds) of the solder (10) and the thickness (Dm) of the metal layer (13). More specifically, the protrusion height (Dc) of the convex portion (100) corresponds to the distance from the central surface portion (141a) of the joint surface (141) to the top surface of the convex strip portion (101). The thickness (Ds) of the solder (10) corresponds to the distance from the central surface portion (141a) of the joint surface (141) to the joint surface of the metal layer (13) (the main surface facing the joint surface (141)). . The thickness (Dm) of the metal layer (13) corresponds to the distance from the heat radiation surface (112) of the insulating substrate (11) to the bonding surface of the metal layer (13).
また、金属層（13）の幅（Wm）は、一対の凸条部（101,101）の離間距離（Wc）よりも短くなっている。一対の凸条部（101,101）の離間距離（Wc）は、絶縁基板（Wb）の幅（Wb）よりも短くなっている。より具体的には、金属層（13）の幅（Wm）は、金属層（13）の一方の側面から他方の側面までの距離に相当する。一対の凸条部（101,101）の離間距離（Wc）は、一方の凸条部（101）の内側側面から他方の凸条部（101）の内側側面までの距離に相当する。絶縁基板（11）の幅（Wb）は、絶縁基板（11）の一方の側面から他方の側面までの距離に相当する。 Further, the width (Wm) of the metal layer (13) is shorter than the separation distance (Wc) between the pair of ridges (101, 101). The distance (Wc) between the pair of ridges (101, 101) is shorter than the width (Wb) of the insulating substrate (Wb). More specifically, the width (Wm) of the metal layer (13) corresponds to the distance from one side surface of the metal layer (13) to the other side surface. The separation distance (Wc) between the pair of ridges (101, 101) corresponds to the distance from the inner side surface of one ridge (101) to the inner side surface of the other ridge (101). The width (Wb) of the insulating substrate (11) corresponds to the distance from one side surface of the insulating substrate (11) to the other side surface.
〔絶縁基板の傾きに起因する熱応力耐性の低下〕
ここで、絶縁基板（11）の傾きに起因する半田（10）の熱応力耐性の低下について説明する。半田（10）によって金属層（13）と放熱部材（14）の接合面（141）とを接合する際に、絶縁基板（11）が傾くと、絶縁基板（11）の傾きに応じて半田（10）の厚さに偏りが生じてしまう。この場合、半田（10）の熱応力耐性が部分的に低下するので、半田（10）の疲労寿命が低下してしまう。
(Deterioration of thermal stress resistance due to tilt of insulating substrate)
Here, a description will be given of a decrease in thermal stress resistance of the solder (10) due to the inclination of the insulating substrate (11). When the metal layer (13) and the joining surface (141) of the heat dissipation member (14) are joined by the solder (10), if the insulating substrate (11) is tilted, the solder ( The thickness of 10) will be biased. In this case, since the thermal stress resistance of the solder (10) is partially reduced, the fatigue life of the solder (10) is reduced.
一方、図１ａおよび図１ｂに示したパワーモジュールでは、凸部（100）の突出高さ（Dc）は、半田（10）の厚み（Ds）よりも高く、且つ、半田（10）の厚み（Ds）と金属層（Dm）の厚み（Dm）との合計厚みよりも低いか同等になっている。また、凸部（100）は、平面視において絶縁基板（11）の周縁部（11s）の少なくとも一部に重複するように形成されている。そのため、半田（10）によって金属層（13）と放熱部材（14）の接合面（141）とを接合する際に、絶縁基板（11）が傾いたとしても、絶縁基板（11）の周縁部（11a）に凸部（100）が接触することで絶縁基板（11）の傾きを停止させることができる。これにより、絶縁基板（11）の傾きによって半田（10）の厚み（Ds）が偏って部分的に薄くなってしまう可能性を低減することができるので、絶縁基板（11）の傾きに起因する半田（10）の熱応力耐性の低下を抑制することができる。 On the other hand, in the power module shown in FIGS. 1a and 1b, the protrusion height (Dc) of the protrusion (100) is higher than the thickness (Ds) of the solder (10) and the thickness of the solder (10) ( Ds) is less than or equal to the total thickness of the metal layer (Dm) (Dm). Moreover, the convex part (100) is formed so that it may overlap with at least one part of the peripheral part (11s) of an insulated substrate (11) in planar view. Therefore, even when the insulating substrate (11) is inclined when the metal layer (13) and the joining surface (141) of the heat dissipation member (14) are joined by the solder (10), the peripheral portion of the insulating substrate (11) The inclination of the insulating substrate (11) can be stopped by the protrusion (100) coming into contact with (11a). As a result, it is possible to reduce the possibility that the thickness (Ds) of the solder (10) is biased and partially thinned due to the inclination of the insulating substrate (11), which is caused by the inclination of the insulating substrate (11). A decrease in the thermal stress resistance of the solder (10) can be suppressed.
〔凸部形成に起因する熱応力耐性の低下〕
次に、凸部形成に起因する半田（10）の熱応力耐性の低下について説明する。仮に、平面視において金属層（13）に重複するように、凸部（100）（突出高さ（Dc）が半田（10）の厚み（Ds）よりも短いか同等になっている凸部（100））が形成されている場合、金属層（13）と放熱部材（14）の接合面（141）との間の距離（対向距離）が凸部（100）によって部分的に短くなるので、凸部（100）の付近において半田（10）の厚みが薄くなってしまう。この場合、金属層（13）と放熱部材（14）の接合面（141）とを接合している半田（10）の熱応力耐性が部分的に低下してしまうことになる。
(Deterioration of thermal stress resistance due to convex formation)
Next, a description will be given of a decrease in the thermal stress resistance of the solder (10) due to the formation of the convex portion. Assuming that the protrusion (100) (the protrusion height (Dc) is shorter than or equal to the thickness (Ds) of the solder (10) so as to overlap the metal layer (13) in plan view ( 100)) is formed, the distance (opposite distance) between the metal layer (13) and the joining surface (141) of the heat dissipation member (14) is partially shortened by the convex portion (100). The thickness of the solder (10) becomes thin in the vicinity of the convex portion (100). In this case, the thermal stress resistance of the solder (10) joining the metal layer (13) and the joining surface (141) of the heat radiating member (14) is partially reduced.
一方、図１ａおよび図１ｂに示したパワーモジュールでは、平面視において金属層（13）に重複しないように凸部（100）が形成されている。そのため、半田（10）の厚みが部分的に薄くならないように凸部（100）を形成することができるので、半田（10）の熱応力耐性の部分的な低下を防止することができる。 On the other hand, in the power module shown in FIGS. 1a and 1b, the convex portion (100) is formed so as not to overlap the metal layer (13) in plan view. Therefore, since the convex part (100) can be formed so that the thickness of the solder (10) is not partially reduced, it is possible to prevent a partial decrease in the thermal stress resistance of the solder (10).
〔効果〕
以上のように、凸部（100）の突出高さ（Dc）を、半田（10）の厚み（Ds）よりも高く、且つ、半田（10）の厚み（Ds）と金属層（Dm）の厚み（Dm）との合計厚みよりも低いか同等にすることにより、絶縁基板（11）の傾きに起因する半田（10）の熱応力耐性の低下を抑制することができる。
〔effect〕
As described above, the protrusion height (Dc) of the protrusion (100) is higher than the thickness (Ds) of the solder (10), and the thickness (Ds) of the solder (10) and the metal layer (Dm) By making it lower than or equal to the total thickness with the thickness (Dm), it is possible to suppress a decrease in thermal stress resistance of the solder (10) due to the inclination of the insulating substrate (11).
また、平面視において金属層（13）に重複しないように凸部（100）を形成することにより、凸部形成に起因する半田（10）の熱応力耐性の低下を抑制することができる。 Further, by forming the convex portion (100) so as not to overlap the metal layer (13) in plan view, it is possible to suppress a decrease in thermal stress resistance of the solder (10) due to the convex portion formation.
さらに、平面視において絶縁基板（11）の一対の側縁部（11s,11s）に重複するように凸部（100）を形成することにより、半田（10）によって金属層（13）と放熱部材（14）の接合面（141）とを接合する際に、絶縁基板（11）が幅方向にずれたとしても、金属層（13）の側面に凸部（100）が接触することで絶縁基板（11）のずれを停止させることができる。このように、絶縁基板（11）の幅方向の位置ずれを抑制することができる。 Furthermore, the metal layer (13) and the heat radiating member are formed by solder (10) by forming the protrusion (100) so as to overlap the pair of side edges (11s, 11s) of the insulating substrate (11) in plan view. Even when the insulating substrate (11) is displaced in the width direction when the bonding surface (141) of (14) is bonded, the protruding portion (100) contacts the side surface of the metal layer (13), so that the insulating substrate The deviation of (11) can be stopped. As described above, the displacement in the width direction of the insulating substrate (11) can be suppressed.
また、一対の凸条部（101,101）が放熱部材（14）の長さ方向に沿って接合面（141）の全長に亘って延びているので、長さ方向に直交する断面形状が一定になるように放熱部材（14）を構成することができる。そのため、放熱部材（14）を押出成型（放熱部材（14）の長さ方向を押出方向とする押出成型）によって形成することができる。このように、フライス加工などの機械加工を利用せずに、押出成型によって放熱部材（14）を容易に形成することができる。そのため、フライス加工などの機械加工によって放熱部材（14）の接合面（141）に凸部を局所的に形成する場合よりも、放熱部材（14）の製造コストを低減することができる。 Moreover, since a pair of protruding item | line part (101,101) is extended over the full length of a joint surface (141) along the length direction of a heat radiating member (14), the cross-sectional shape orthogonal to a length direction becomes fixed. Thus, a heat radiating member (14) can be comprised. Therefore, the heat radiation member (14) can be formed by extrusion molding (extrusion molding in which the length direction of the heat radiation member (14) is the extrusion direction). Thus, the heat radiating member (14) can be easily formed by extrusion molding without using machining such as milling. Therefore, the manufacturing cost of the heat radiating member (14) can be reduced as compared with the case where the convex portion is locally formed on the joint surface (141) of the heat radiating member (14) by machining such as milling.
なお、凸部（100）は、平面視において絶縁基板（11）の一対の端縁部（11e,11e）に重複するように形成されていても良い。このように構成することにより、半田（10）によって金属層（13）と放熱部材（14）の接合面（141）とを接合する際に、絶縁基板（11）が長さ方向にずれたとしても、金属層（13）の端面に凸部（100）が接触することで絶縁基板（11）のずれを停止させることができる。このように、絶縁基板（11）の長さ方向の位置ずれを抑制することができる。 In addition, the convex part (100) may be formed so that it may overlap with a pair of edge part (11e, 11e) of an insulated substrate (11) in planar view. With this configuration, when the metal layer (13) and the joining surface (141) of the heat dissipation member (14) are joined by the solder (10), the insulating substrate (11) is displaced in the length direction. In addition, the displacement of the insulating substrate (11) can be stopped by the protrusion (100) coming into contact with the end face of the metal layer (13). In this way, it is possible to suppress the displacement in the length direction of the insulating substrate (11).
または、凸部（100）は、平面視において絶縁基板（11）の一対の側縁部（11s,11s）および絶縁基板（11）の一対の端縁部（11e,11e）のうち少なくとも一方の縁部対に重複するように形成されていても良い。このように構成することにより、絶縁基板（11）の幅方向および長さ方向の少なくとも一方の位置ずれを抑制することができる。 Alternatively, the convex portion (100) is at least one of the pair of side edge portions (11s, 11s) of the insulating substrate (11) and the pair of end edge portions (11e, 11e) of the insulating substrate (11) in plan view. It may be formed so as to overlap the edge pair. By comprising in this way, the position shift of at least one of the width direction and length direction of an insulated substrate (11) can be suppressed.
〔放熱部材の構成材料〕
また、放熱部材（14）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成されていることが好ましい。このように構成することにより、放熱部材（14）を銅によって構成する場合よりも、放熱部材（14）の材料コストを低減することができるとともに、放熱部材（14）を軽量化することができる。
[Constituent material of heat dissipation member]
Moreover, it is preferable that the heat radiating member (14) is comprised with aluminum or aluminum alloy. By comprising in this way, the material cost of a heat radiating member (14) can be reduced rather than the case where a heat radiating member (14) is comprised with copper, and a heat radiating member (14) can be reduced in weight. .
〔放熱部材の表面処理〕
また、放熱部材（14）がアルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成されている場合、半田（10）による接合を可能にするための表面処理（例えば、ニッケルめっき）が放熱部材（14）の接合面（141）に施されていることが好ましい。このように構成することにより、特殊な方法を利用して半田（10）による接合を行う場合（例えば、超音波半田付け）よりも、半田（10）による接合を容易に行うことができる。
[Surface treatment of heat dissipation member]
In addition, when the heat radiating member (14) is made of aluminum or an aluminum alloy, a surface treatment (for example, nickel plating) for enabling bonding with the solder (10) is performed on the bonding surface (141 of the heat radiating member (14)). ) Is preferably applied. With this configuration, the joining with the solder (10) can be performed more easily than when the joining with the solder (10) is performed using a special method (for example, ultrasonic soldering).
（実施形態１の変形例）
なお、図２のように、上記凸部（100）は、凸枠部（102）によって構成されていても良い。凸枠部（102）は、平面視において絶縁基板（11）の周縁部（11a）の全周に重複するように、矩形枠状に形成されている。
(Modification of Embodiment 1)
In addition, as shown in FIG. 2, the convex part (100) may be constituted by a convex frame part (102). The convex frame portion (102) is formed in a rectangular frame shape so as to overlap the entire circumference of the peripheral edge portion (11a) of the insulating substrate (11) in plan view.
ここでは、凸枠部（102）は、矩形枠状に形成された平坦な頂面と、矩形筒状に形成された内側壁面および外側壁面とによって構成されている。凸枠部（102）の内側壁面は、接合面（141）の中央面部（141a）から垂直に延びて凸枠部（102）の頂面に連結されている。凸枠部（102）の外側壁面は、放熱部材（14）の周面（一対の側面および一対の端面）から垂直に延びて凸枠部（102）の頂面に連結されている。ここでは、中央面部（141a）は、接合面（141）のうち凸枠部（102）に囲まれた領域のことである。また、凸枠部（102）の外側壁面は、放熱部材（14）の周面と面一になっている。 Here, the convex frame part (102) is comprised by the flat top surface formed in the rectangular frame shape, and the inner wall surface and outer wall surface formed in the rectangular cylinder shape. The inner wall surface of the convex frame portion (102) extends perpendicularly from the central surface portion (141a) of the joint surface (141) and is connected to the top surface of the convex frame portion (102). The outer wall surface of the convex frame portion (102) extends perpendicularly from the peripheral surfaces (the pair of side surfaces and the pair of end surfaces) of the heat dissipation member (14) and is connected to the top surface of the convex frame portion (102). Here, the central surface portion (141a) is a region surrounded by the convex frame portion (102) in the joint surface (141). The outer wall surface of the convex frame portion (102) is flush with the peripheral surface of the heat dissipation member (14).
〔効果〕
以上のように構成した場合も、絶縁基板（11）の傾きに起因する半田（10）の熱応力耐性の低下を抑制することができるとともに、凸部形成に起因する半田（10）の熱応力耐性の低下を抑制することができる。
〔effect〕
Even when configured as described above, it is possible to suppress a decrease in the thermal stress resistance of the solder (10) due to the inclination of the insulating substrate (11) and to suppress the thermal stress of the solder (10) due to the formation of the convex portion. A decrease in resistance can be suppressed.
また、半田（10）によって金属層（13）と放熱部材（14）の接合面（141）とを接合する際に、絶縁基板（11）が幅方向および長さ方向のどちらにずれたとしても、金属層（13）の側面または端面に凸枠部（102）が接触することで絶縁基板（11）のずれを停止させることができる。これにより、絶縁基板（11）の位置ずれを抑制することができる。 Further, when the metal layer (13) and the joining surface (141) of the heat dissipation member (14) are joined by the solder (10), the insulating substrate (11) may be displaced in either the width direction or the length direction. The shift of the insulating substrate (11) can be stopped by the convex frame portion (102) coming into contact with the side surface or the end surface of the metal layer (13). Thereby, the position shift of the insulating substrate (11) can be suppressed.
（実施形態２）
図３ａおよび図３ｂは、実施形態２によるパワーモジュールの断面構成および平面構成をそれぞれ示している。このパワーモジュールでは、放熱部材（14）の接合面（141）に、平面視において少なくとも金属層（13）の角部（13c,…,13c）に重複するように、凹部（200）が形成されている。
(Embodiment 2)
3a and 3b show a cross-sectional configuration and a planar configuration of the power module according to the second embodiment, respectively. In this power module, a recess (200) is formed on the joining surface (141) of the heat dissipation member (14) so as to overlap at least the corners (13c,..., 13c) of the metal layer (13) in plan view. ing.
〔凹部〕
凹部（200）は、一対の凹条部（201,201）によって構成されている。一対の凹条部（201,201）は、平面視において一対の凹条部（201,201）の内部に金属層（13）の一対の側縁部（13s,13s）（より具体的には、金属層（13）の一対の側面）がそれぞれ配置されるように、放熱部材（14）の長さ方向に沿って接合面（141）の全長に亘って平行に延びている。
(Concave part)
The recess (200) is constituted by a pair of recesses (201, 201). The pair of concave portions (201, 201) is formed in a pair of side edges (13s, 13s) (more specifically, the metal layer (13) in the metal layer (13) inside the pair of concave portions (201, 201) in a plan view. The pair of side surfaces 13) extend in parallel over the entire length of the joining surface (141) along the length direction of the heat dissipating member (14) so that each of the pair of side surfaces is disposed.
ここでは、凹条部（201）は、凹条部（201）の断面形状（長さ方向に直交する断面の形状）がコの字型になるように、矩形状に形成された平坦な底面（211）と、内側側面（212）と、外側側面（213）とによって構成されている。内側側面（212）は、底面（211）から垂直に延びて接合面（141）の中央面部（141a）に連結されている。外側側面（213）は、底面（211）から垂直に延びて凸条部（101）の内側側面に連結されている。ここでは、中央面部（141a）は、接合面（141）のうち一対の凹条部（201,201）の間に挟まれた領域のことである。また、凹条部（201）の外側側面（213）は、凸条部（101）の内側側面と面一になっている。 Here, the concave strip portion (201) is a flat bottom surface formed in a rectangular shape so that the cross-sectional shape of the concave strip portion (201) (the cross-sectional shape orthogonal to the length direction) is a U-shape. (211), an inner side surface (212), and an outer side surface (213). The inner side surface (212) extends perpendicularly from the bottom surface (211) and is connected to the central surface portion (141a) of the joint surface (141). The outer side surface (213) extends perpendicularly from the bottom surface (211) and is connected to the inner side surface of the ridge (101). Here, the central surface portion (141a) is a region sandwiched between the pair of concave strip portions (201, 201) in the joint surface (141). Further, the outer side surface (213) of the concave strip portion (201) is flush with the inner side surface of the convex strip portion (101).
〔半田〕
次に、半田（10）について説明する。半田（10）の厚みを厚するほど、半田（10）の熱応力耐性を高くすることができるが、半田（10）の熱抵抗が高くなるので放熱特性が悪化してしまう。また、接合不良（例えば、絶縁基板（11）の傾き）が発生しやすくなる。また、半田（10）に発生する熱応力は、金属層（13）の４つの角部（13c,…,13c）に対応する半田（10）の部分（より具体的には、平面視において金属層（13）の角部（13c,…,13c）に重複している部分）に集中しやすくなっている。
〔solder〕
Next, the solder (10) will be described. As the thickness of the solder (10) is increased, the thermal stress resistance of the solder (10) can be increased. However, since the thermal resistance of the solder (10) is increased, the heat dissipation characteristics are deteriorated. In addition, poor bonding (for example, inclination of the insulating substrate (11)) is likely to occur. Further, the thermal stress generated in the solder (10) is caused by the portion of the solder (10) corresponding to the four corners (13c,..., 13c) of the metal layer (13) (more specifically, the metal in the plan view) It is easy to concentrate on the corners of the layer (13) (portions overlapping with 13c, ..., 13c).
〔半田の熱応力耐性〕
次に、半田（10）の熱応力耐性について説明する。図３ａおよび図３ｂに示したパワーモジュールでは、放熱部材（14）の接合面（141）に凹部（200）が形成されているので、凹部（200）に対応する半田（10）の部分（より具体的には、平面視において凹部（200）に重複している部分）の厚みを厚くすることができる。
[Resistance to solder thermal stress]
Next, the thermal stress resistance of the solder (10) will be described. In the power module shown in FIGS. 3a and 3b, since the recess (200) is formed in the joint surface (141) of the heat dissipation member (14), the portion of the solder (10) corresponding to the recess (200) (more Specifically, the thickness of the portion overlapping the recess (200) in plan view can be increased.
また、凹部（200）は、平面視において少なくとも金属層（13）の角部（13c,…,13c）に重複するように形成されているので、金属層（13）の角部（13c,…,13c）は、凹部（200）に対応する位置に配置されることになる。したがって、金属層（13）の角部（13c,…,13c）に対応する半田（10）の部分の厚みを厚くすることができる。例えば、凹部（200）の深さが300μｍ程度である場合、金属層（13）の中央部と放熱部材（14）の中央面部（141a）との間に挟まれた半田（10）の部分の厚みが300μｍ程度になるように、半田（10）によって放熱部材（14）を金属層（13）に接合すると、金属層（13）の角部（13c,…,13c）に対応する半田（10）の部分の厚みは、600μｍ程度になる。 Moreover, since the recessed part (200) is formed so that it may overlap with at least the corner | angular part (13c, ..., 13c) of a metal layer (13) in planar view, the corner | angular part (13c, ...) of a metal layer (13) is formed. , 13c) is arranged at a position corresponding to the recess (200). Therefore, the thickness of the part of the solder (10) corresponding to the corners (13c,..., 13c) of the metal layer (13) can be increased. For example, when the depth of the recess (200) is about 300 μm, the portion of the solder (10) sandwiched between the center of the metal layer (13) and the center surface (141a) of the heat dissipation member (14) When the heat dissipation member (14) is joined to the metal layer (13) with the solder (10) so that the thickness is about 300 μm, the solder (10c) corresponding to the corners (13c,..., 13c) of the metal layer (13) ) Is about 600 μm.
〔効果〕
以上のように、平面視において金属層（13）の角部（13c,…,13c）が凹部（200）の内部に配置されているので、金属層（13）の角部（13c,…,13c）に対応する半田（10）の部分の厚みを厚くすることができる。これにより、半田（10）の熱応力耐性を効果的に向上させることができる。
〔effect〕
As described above, the corners (13c,..., 13c) of the metal layer (13) are disposed inside the recess (200) in plan view, so the corners (13c,. The thickness of the portion of the solder (10) corresponding to 13c) can be increased. Thereby, the thermal stress tolerance of solder (10) can be improved effectively.
また、一対の凹条部（201,201）が放熱部材（14）の長さ方向に沿って接合面（141）の全長に亘って延びているので、長さ方向に直交する断面形状が一定になるように放熱部材（14）を構成することができる。そのため、放熱部材（14）を押出成型によって形成することができる。したがって、押出成型によって放熱部材（14）を容易に形成することができるので、放熱部材（14）の製造コストを低減することができる。 In addition, since the pair of concave portions (201, 201) extends along the length direction of the heat dissipation member (14) over the entire length of the joining surface (141), the cross-sectional shape orthogonal to the length direction is constant. Thus, a heat radiating member (14) can be comprised. Therefore, the heat radiating member (14) can be formed by extrusion molding. Therefore, since the heat radiating member (14) can be easily formed by extrusion molding, the manufacturing cost of the heat radiating member (14) can be reduced.
（実施形態２の変形例１）
図４ａおよび図４ｂのように、凹条部（201,201）の内側側面（212,212）は、底面（211,211）から放熱部材（14）の中央面部（141a）へ向けて傾斜するように構成されていても良い。
(
As shown in FIGS. 4a and 4b, the inner side surfaces (212, 212) of the groove portions (201, 201) are configured to be inclined from the bottom surface (211, 211) toward the central surface portion (141a) of the heat radiating member (14). Also good.
〔効果〕
以上のように構成することにより、凹条部（201,201）の内側側面（212,212）の付近に半田（10）の熱応力が集中することを緩和することができる。これにより、半田（10）の熱応力耐性をさらに向上させることができる。
〔effect〕
By configuring as described above, it is possible to mitigate the concentration of the thermal stress of the solder (10) in the vicinity of the inner side surface (212, 212) of the recess (201, 201). Thereby, the thermal stress resistance of the solder (10) can be further improved.
（実施形態２の変形例２）
図５のように、凹部（200）は、凹枠部（202）によって構成されていても良い。凹枠部（202）は、平面視において凹枠部（202）の内部に金属層（13）の周縁が配置されるように、矩形枠状に形成されている。
(Modification 2 of Embodiment 2)
As shown in FIG. 5, the concave portion (200) may be constituted by a concave frame portion (202). The concave frame portion (202) is formed in a rectangular frame shape so that the periphery of the metal layer (13) is disposed inside the concave frame portion (202) in plan view.
ここでは、凹枠部（202）は、矩形枠状に形成された平坦な底面と、矩形筒状に形成された内側壁面および外側壁面とによって構成されている。凹枠部（202）の内側壁面は、凹枠部（202）の底面から垂直に延びて接合面（141）の中央面部（141a）に連結されている。凸枠部（102）の外側壁面は、凹枠部（202）の外側壁面は、凹枠部（202）の底面から垂直に延びて接合面（141）の外側面部（141b）に連結されている。ここでは、中央面部（141a）は、接合面（141）のうち凹枠部（202）に囲まれた領域のことであり、外側面部（141b）は、接合面（141）のうち凹枠部（202）によって中央面部（141a）から分断された領域のことである。また、凸枠部（102）の外側壁面のうち幅方向において互いに対向する一対の面（一対の外側側面）は、一対の凸条部（101,101）の内側側面とそれぞれ面一になっている。 Here, the concave frame portion (202) is configured by a flat bottom surface formed in a rectangular frame shape, and an inner wall surface and an outer wall surface formed in a rectangular cylinder shape. The inner wall surface of the recessed frame portion (202) extends perpendicularly from the bottom surface of the recessed frame portion (202) and is connected to the central surface portion (141a) of the joint surface (141). The outer wall surface of the convex frame portion (102) is connected to the outer surface portion (141b) of the joint surface (141) while the outer wall surface of the concave frame portion (202) extends vertically from the bottom surface of the concave frame portion (202). Yes. Here, the central surface portion (141a) is a region surrounded by the concave frame portion (202) in the joint surface (141), and the outer surface portion (141b) is a concave frame portion in the joint surface (141). This is a region separated from the central surface portion (141a) by (202). In addition, a pair of surfaces (a pair of outer side surfaces) facing each other in the width direction among the outer wall surfaces of the convex frame portion (102) are flush with the inner side surfaces of the pair of convex strip portions (101, 101).
〔効果〕
以上のように構成した場合も、金属層（13）の角部（13c,…,13c）に対応する半田（10）の部分の厚みを厚くすることができるので、半田（10）の熱応力耐性を効果的に向上させることができる。
〔effect〕
Even when configured as described above, the thickness of the solder (10) corresponding to the corners (13c,..., 13c) of the metal layer (13) can be increased, so that the thermal stress of the solder (10) Resistance can be improved effectively.
（実施形態２の変形例３）
図６のように、凹枠部（202）の内側壁面は、凹枠部（202）の底面から放熱部材（14）の中央面部（141a）へ向けて傾斜するように構成されていても良い。
(Modification 3 of Embodiment 2)
As shown in FIG. 6, the inner wall surface of the concave frame portion (202) may be configured to be inclined from the bottom surface of the concave frame portion (202) toward the central surface portion (141a) of the heat dissipation member (14). .
〔効果〕
以上のように構成した場合も、凹枠部（202）の内側壁面の付近に半田（10）の熱応力が集中することを緩和することができる。これにより、半田（10）の熱応力耐性をさらに向上させることができる。
〔effect〕
Also when comprised as mentioned above, it can relieve | moderate that the thermal stress of solder (10) concentrates on the vicinity of the inner wall face of a concave frame part (202). Thereby, the thermal stress resistance of the solder (10) can be further improved.
（実施形態２の変形例４）
図７のように、凹部（200）は、４つの隅凹部（203,…,203）によって構成されていても良い。４つの隅凹部（203,…,203）は、平面視において金属層（13）の４つの角部（13c,…,13c）にそれぞれ重複するように形成されている。
(Modification 4 of Embodiment 2)
As shown in FIG. 7, the recess (200) may be constituted by four corner recesses (203,..., 203). The four corner recesses (203, ..., 203) are formed so as to overlap with the four corners (13c, ..., 13c) of the metal layer (13) in plan view.
ここでは、４つの隅凹部（203,…,203）は、接合面（141）の中央面部（141a）において金属層（13）の４つの角部（13c,…,13c）に対応する位置にそれぞれ形成されている。隅凹部（203）は、矩形状に形成された平坦な底面と、矩形筒状に形成された壁面とによって構成されている。隅凹部（203）の壁面は、隅凹部（203）の底面から垂直に延びて接合面（141）の中央面部（141a）および凸条部（101）の内側側面に連結されている。ここでは、中央面部（141a）は、一対の凸条部（101,101）の間に挟まれた領域のことである。また、隅凹部（203）の壁面のうち幅方向外側の面（外側側面）は、凸条部（101）の内側側面と面一となっている。 Here, the four corner recesses (203,..., 203) are located at positions corresponding to the four corners (13c,..., 13c) of the metal layer (13) in the central surface portion (141a) of the joint surface (141). Each is formed. The corner recess (203) is constituted by a flat bottom surface formed in a rectangular shape and a wall surface formed in a rectangular cylinder shape. The wall surface of the corner recess (203) extends perpendicularly from the bottom surface of the corner recess (203) and is connected to the center surface portion (141a) of the joint surface (141) and the inner side surface of the protrusion (101). Here, the central surface portion (141a) is a region sandwiched between the pair of protruding strip portions (101, 101). Moreover, the surface (outer side surface) of the width direction outer side among the wall surfaces of a corner recessed part (203) is flush | planar with the inner side surface of a protruding item | line part (101).
〔効果〕
以上のように構成した場合も、金属層（13）の角部（13c,…,13c）に対応する半田（10）の部分の厚みを厚くすることができるので、半田（10）の熱応力耐性を効果的に向上させることができる。
〔effect〕
Even when configured as described above, the thickness of the solder (10) corresponding to the corners (13c,..., 13c) of the metal layer (13) can be increased, so that the thermal stress of the solder (10) Resistance can be improved effectively.
また、凹部（200）を４つの隅凹部（203,…,203）によって構成することにより、凹部（200）を一対の凹条部（201,201）または凹枠部（202）によって構成する場合よりも、凹部（200）の面積を削減することができる。これにより、凹部（200）に収容される半田（10）の量を削減することができるので、半田コストを低減することができる。 Further, the concave portion (200) is constituted by four corner concave portions (203, ..., 203), so that the concave portion (200) is constituted by a pair of concave portions (201, 201) or a concave frame portion (202). The area of the recess (200) can be reduced. Thereby, since the quantity of the solder (10) accommodated in the recessed part (200) can be reduced, the solder cost can be reduced.
（実施形態２の変形例５）
図８のように、隅凹部（203）の壁面のうち幅方向内側の面（内側側面）および長さ方向内側の面（内側端面）は、隅凹部（203）の底面から放熱部材（14）の中央面部（141a）へ向けて傾斜するように構成されていても良い。
(
As shown in FIG. 8, the inner surface in the width direction (inner side surface) and the inner surface in the length direction (inner end surface) among the wall surfaces of the corner recess (203) are radiated from the bottom surface of the corner recess (203). It may be configured to incline toward the central surface portion (141a).
〔効果〕
以上のように構成した場合も、凹枠部（202）の内側側面および内側端面の付近に半田（10）の熱応力が集中することを緩和することができる。これにより、半田（10）の熱応力耐性をさらに向上させることができる。
〔effect〕
Also when comprised as mentioned above, it can relieve | moderate that the thermal stress of solder (10) concentrates on the inner side surface and inner end surface of a concave frame part (202). Thereby, the thermal stress resistance of the solder (10) can be further improved.
（実施形態３）
図９ａおよび図９ｂは、実施形態３によるパワーモジュールの断面構成および平面構成をそれぞれ示している。このパワーモジュールでは、放熱部材（14）の放熱面（142）に、取り付け溝（300）が形成されている。その他の構成は、図１ａおよび図１ｂに示したパワーモジュールの構成と同様である。なお、図９ｂでは、放熱部材（14）のみを図示している。
(Embodiment 3)
9a and 9b respectively show a cross-sectional configuration and a planar configuration of the power module according to the third embodiment. In this power module, a mounting groove (300) is formed in the heat radiating surface (142) of the heat radiating member (14). Other configurations are the same as those of the power module shown in FIGS. 1a and 1b. In FIG. 9b, only the heat radiating member (14) is shown.
〔取り付け溝〕
取り付け溝（300）は、冷却液配管（301）を取り付けることができるように構成されている。冷却液配管（301）は、冷却液を流通させるための配管である。ここでは、取り付け溝（300）は、放熱部材（14）の長さ方向に沿って、放熱部材（14）の放熱面（142）の全長に亘って（より具体的には、放熱部材（14）の一対の端面の一方から他方へ向けて）延びている。また、取り付け溝（300）の断面形状（長さ方向に直交する断面の形状）は、半円状に形成されている。
[Mounting groove]
The attachment groove (300) is configured so that the coolant pipe (301) can be attached. The coolant pipe (301) is a pipe for circulating the coolant. Here, the mounting groove (300) extends over the entire length of the heat radiation surface (142) of the heat radiation member (14) along the length direction of the heat radiation member (14) (more specifically, the heat radiation member (14). ) Extending from one of the pair of end faces to the other. Moreover, the cross-sectional shape (cross-sectional shape orthogonal to the length direction) of the attachment groove (300) is formed in a semicircular shape.
〔冷却液配管の取り付け〕
冷却液配管（301）は、放熱部材（14）の放熱面（142）に形成された取り付け溝（300）に嵌め込まれ、取り付け部材（302）に覆われている。取り付け部材（302）は、ボルト（303,303,…）によって放熱部材（14）の放熱面（142）に固定されている。
[Attaching the coolant piping]
The coolant pipe (301) is fitted into an attachment groove (300) formed in the heat dissipation surface (142) of the heat dissipation member (14), and is covered with the attachment member (302). The attachment member (302) is fixed to the heat radiation surface (142) of the heat radiation member (14) by bolts (303, 303,...).
〔効果〕
以上のように、放熱部材（14）の放熱面（142）に取り付け溝（300）を形成することにより、放熱部材（14）の放熱面（142）に冷却液配管（301）を取り付けることができる。これにより、パワーモジュールの放熱性能を向上させることができる。
〔effect〕
As described above, the coolant pipe (301) can be attached to the heat dissipation surface (142) of the heat dissipation member (14) by forming the mounting groove (300) on the heat dissipation surface (142) of the heat dissipation member (14). it can. Thereby, the heat dissipation performance of the power module can be improved.
また、取り付け溝（300）が放熱部材（14）の長さ方向に沿って延びているので、長さ方向に直交する断面形状が一定になるように放熱部材（14）を構成することができる。そのため、押出成型によって放熱部材（14）を形成することができるので、放熱部材（14）の製造コストを低減することができる。 Further, since the mounting groove (300) extends along the length direction of the heat dissipation member (14), the heat dissipation member (14) can be configured so that the cross-sectional shape orthogonal to the length direction is constant. . Therefore, since the heat radiating member (14) can be formed by extrusion molding, the manufacturing cost of the heat radiating member (14) can be reduced.
なお、取り付け溝（300）の断面形状（長さ方向に直交する断面の形状）は、半円状に限らず、他の形状（例えば、三角形状）に形成されていても良い。 In addition, the cross-sectional shape (cross-sectional shape orthogonal to the length direction) of the attachment groove (300) is not limited to a semicircular shape, and may be formed in another shape (for example, a triangular shape).
（実施形態３の変形例）
図１０のように、取り付け溝（300）の代わりに、複数の放熱フィン（142a,142a,…）が、放熱部材（14）の放熱面（142）に形成されていても良い。このように構成した場合も、パワーモジュールの放熱性能を向上させることができる。
(Modification of Embodiment 3)
As shown in FIG. 10, instead of the mounting groove (300), a plurality of heat radiation fins (142a, 142a,...) May be formed on the heat radiation surface (142) of the heat radiation member (14). Also when comprised in this way, the thermal radiation performance of a power module can be improved.
（実施形態４）
図１１ａおよび図１１ｂは、実施形態４によるパワーモジュールの断面構成および平面構成を示している。このパワーモジュールは、図１ａおよび図１ｂに示した構成に加えて、放熱グリス（401）と、ヒートシンク（402）とを備えている。なお、図１１ｂでは、回路部（12）の図示を省略している。
(Embodiment 4)
11a and 11b show a cross-sectional configuration and a planar configuration of a power module according to the fourth embodiment. This power module includes a heat dissipating grease (401) and a heat sink (402) in addition to the configuration shown in FIGS. 1a and 1b. In FIG. 11b, the circuit portion (12) is not shown.
〔ヒートシンク〕
ヒートシンク（402）は、伝熱性材料（例えば、銅，銅合金，アルミニウム，アルミニウム合金など）によって構成されている。また、ヒートシンク（402）は、矩形状に形成されている。
〔heatsink〕
The heat sink (402) is made of a heat conductive material (for example, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, etc.). The heat sink (402) is formed in a rectangular shape.
以下の説明では、ヒートシンク（402）の一対の主面のうち一方の主面（より具体的には、放熱部材（14）に対向する主面）を「接合面（411）」と表記し、他方の主面を「放熱面（412）」と表記する。 In the following description, one main surface (more specifically, the main surface facing the heat radiating member (14)) of the pair of main surfaces of the heat sink (402) is expressed as “joint surface (411)”, The other main surface is referred to as “heat radiation surface (412)”.
ヒートシンク（402）の接合面（411）は、放熱グリス（401）を介して放熱部材（14）の放熱面（142）に取り付けられている。ここでは、ヒートシンク（402）は、ボルト（403,303,…）によって放熱部材（14）の放熱面（142）に固定されている。 The joining surface (411) of the heat sink (402) is attached to the heat radiating surface (142) of the heat radiating member (14) via the heat radiating grease (401). Here, the heat sink (402) is fixed to the heat radiating surface (142) of the heat radiating member (14) with bolts (403, 303,...).
ヒートシンク（402）の放熱面（412）には、取り付け溝（400）が形成されている。取り付け溝（400）は、冷却液配管（301）を取り付けることができるように構成されている。ここでは、取り付け溝（400）は、ヒートシンク（402）の長さ方向に沿って、ヒートシンク（302）の放熱面（412）の全長に亘って（より具体的には、ヒートシンク（402）の一対の端面の一方から他方へ向けて）延びている。また、取り付け溝（400）の断面形状（長さ方向に直交する断面の形状）は、半円状に形成されている。 A mounting groove (400) is formed in the heat dissipation surface (412) of the heat sink (402). The attachment groove (400) is configured so that the coolant pipe (301) can be attached. Here, the mounting groove (400) extends along the entire length of the heat radiation surface (412) of the heat sink (302) along the length direction of the heat sink (402) (more specifically, a pair of the heat sink (402)). Extending from one end surface to the other). Moreover, the cross-sectional shape (the cross-sectional shape perpendicular to the length direction) of the mounting groove (400) is formed in a semicircular shape.
〔冷却液配管の取り付け〕
冷却液配管（301）は、ヒートシンク（402）の放熱面（412）に形成された取り付け溝（400）に嵌め込まれ、取り付け部材（302）に覆われている。取り付け部材（302）は、ボルト（303,303,…）によってヒートシンク（402）の放熱面（412）に固定されている。
[Attaching the coolant piping]
The coolant pipe (301) is fitted into a mounting groove (400) formed in the heat radiating surface (412) of the heat sink (402) and is covered with the mounting member (302). The attachment member (302) is fixed to the heat radiation surface (412) of the heat sink (402) by bolts (303, 303,...).
〔効果〕
以上のように、放熱部材（14）の放熱面（142）にヒートシンク（402）を取り付けることにより、パワーモジュールの放熱性能を向上させることができる。
〔effect〕
As described above, the heat dissipation performance of the power module can be improved by attaching the heat sink (402) to the heat dissipation surface (142) of the heat dissipation member (14).
また、取り付け溝（400）がヒートシンク（402）の長さ方向に沿って延びているので、長さ方向に直交する断面形状が一定になるようにヒートシンク（402）を構成することができる。そのため、押出成型によってヒートシンク（402）を形成することができるので、ヒートシンク（402）の製造コストを低減することができる。 Further, since the mounting groove (400) extends along the length direction of the heat sink (402), the heat sink (402) can be configured such that the cross-sectional shape orthogonal to the length direction is constant. Therefore, since the heat sink (402) can be formed by extrusion molding, the manufacturing cost of the heat sink (402) can be reduced.
なお、取り付け溝（400）の断面形状（長さ方向に直交する断面の形状）は、半円状に限らず、他の形状（例えば、三角形状）に形成されていても良い。 In addition, the cross-sectional shape (cross-sectional shape orthogonal to the length direction) of the attachment groove (400) is not limited to a semicircular shape, and may be formed in another shape (for example, a triangular shape).
（実施形態４の変形例）
図１２のように、取り付け溝（400）の代わりに、複数の放熱フィン（412a,412a,…）が、ヒートシンク（402）の放熱面（412）に形成されていても良い。このように構成した場合も、パワーモジュールの放熱性能を向上させることができる。
(Modification of Embodiment 4)
As shown in FIG. 12, instead of the mounting groove (400), a plurality of heat radiation fins (412a, 412a,...) May be formed on the heat radiation surface (412) of the heat sink (402). Also when comprised in this way, the thermal radiation performance of a power module can be improved.
（その他の実施形態）
なお、以上の実施形態を適宜組み合わせて実施しても良い。以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
(Other embodiments)
In addition, you may implement combining the above embodiment suitably. The above embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
以上説明したように、この発明は、空気調和機のインバータにおいて使用されるパワーモジュールなどとして有用である。 As described above, the present invention is useful as a power module used in an inverter of an air conditioner.
１０ 半田
１１ 絶縁基板
１１１ 回路面（一方面）
１１２ 放熱面（他方面）
１２ 回路部
１２１ 金属層
１２２ 半田
１２３ パワー半導体素子
１２４ ボンディングワイヤ
１３ 金属層
１４ 放熱部材
１４１ 接合面
１４２ 放熱面
１００ 凸部
１０１ 凸条部
１０２ 凸枠部
２００ 凹部
２０１ 凹条部
２０２ 凹枠部
２０３ 隅凹部
３００ 取り付け溝
10
112 Heat dissipation surface (the other side)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
上記絶縁基板（11）の一方面（111）に形成された回路部（12）と、
上記絶縁基板（11）の他方面（112）に形成された矩形状の金属層（13）と、
上記金属層（13）に対向する接合面（141）を有する放熱部材（14）とを備え、
上記放熱部材（14）の接合面（141）は、半田（10）によって上記金属層（13）に接合され、
上記放熱部材（14）の接合面（141）には、平面視において上記金属層（13）に重複せずに上記絶縁基板（11）の周縁部（11a）の少なくとも一部に重複するように、凸部（100）が形成され、
上記半田（10）の厚み（Ds）は、上記凸部（100）の突出高さ（Dc）よりも薄く、
上記凸部（100）の突出高さ（Dc）は、上記半田（10）の厚み（Ds）と上記金属層（13）の厚み（Dm）との合計厚みよりも低いか同等になっている
ことを特徴とするパワーモジュール。 A rectangular insulating substrate (11);
A circuit portion (12) formed on one surface (111) of the insulating substrate (11);
A rectangular metal layer (13) formed on the other surface (112) of the insulating substrate (11);
A heat dissipating member (14) having a joint surface (141) facing the metal layer (13),
The joining surface (141) of the heat radiating member (14) is joined to the metal layer (13) by solder (10),
The joining surface (141) of the heat radiating member (14) does not overlap the metal layer (13) in a plan view, but overlaps at least a part of the peripheral edge (11a) of the insulating substrate (11). , The convex part (100) is formed,
The thickness (Ds) of the solder (10) is thinner than the protrusion height (Dc) of the protrusion (100),
The protrusion height (Dc) of the protrusion (100) is lower than or equal to the total thickness of the thickness (Ds) of the solder (10) and the thickness (Dm) of the metal layer (13). A power module characterized by that.
上記凸部（100）は、平面視において上記絶縁基板（11）の幅方向に対向する一対の側縁部（11s）および該絶縁基板（11）の長さ方向に対向する一対の端縁部（11e）のうち少なくとも一方の縁部対に重複するように形成されている
ことを特徴とするパワーモジュール。 In claim 1,
The convex portion (100) includes a pair of side edge portions (11s) facing in the width direction of the insulating substrate (11) and a pair of edge portions facing in the length direction of the insulating substrate (11) in plan view. (11e) A power module characterized by being formed so as to overlap at least one edge pair.
上記凸部（100）は、平面視において上記絶縁基板（11）の幅方向に対向する一対の側縁部（11s）にそれぞれ重複するように、上記放熱部材（14）の長さ方向に沿って上記接合面（141）の全長に亘って平行に延びる一対の凸条部（101）によって構成され、
上記放熱部材（14）は、長さ方向に直交する断面形状が一定になるように構成されている
ことを特徴とするパワーモジュール。 In claim 2,
The projection (100) extends along the length direction of the heat radiating member (14) so as to overlap the pair of side edge portions (11s) facing each other in the width direction of the insulating substrate (11) in plan view. A pair of ridges (101) extending in parallel over the entire length of the joint surface (141),
The heat radiation member (14) is configured so that a cross-sectional shape orthogonal to the length direction is constant.
上記凸部（100）は、平面視において上記絶縁基板（11）の周縁部（11a）の全周に重複するように、矩形枠状に形成された凸枠部（102）によって構成されている
ことを特徴とするパワーモジュール。 In claim 2,
The convex portion (100) is configured by a convex frame portion (102) formed in a rectangular frame shape so as to overlap the entire circumference of the peripheral edge portion (11a) of the insulating substrate (11) in plan view. A power module characterized by that.
上記放熱部材（14）の接合面（141）には、平面視において少なくとも上記金属層（13）の角部（13c）に重複するように、凹部（200）が形成されている
ことを特徴とするパワーモジュール。 In any one of Claims 1-4,
The bonding surface (141) of the heat radiating member (14) has a recess (200) formed so as to overlap at least the corner (13c) of the metal layer (13) in plan view. Power module to do.
上記放熱部材（14）の接合面（141）には、平面視においてそれぞれの内部に上記金属層（13）の幅方向に対向する一対の側縁部（13s）がそれぞれ配置されるように、該放熱部材（14）の長さ方向に沿って該接合面（141）の全長に亘って平行に延びる一対の凹条部（201）が形成されている
ことを特徴とするパワーモジュール。 In claim 3,
In the joining surface (141) of the heat dissipation member (14), a pair of side edge portions (13s) facing each other in the width direction of the metal layer (13) in a plan view are arranged, respectively. A power module comprising a pair of concave strips (201) extending in parallel with the entire length of the joint surface (141) along the length direction of the heat radiating member (14).
上記一対の凹条部（201）は、該一対の凹条部（201）の底面（211）から上記放熱部材（14）の接合面（141）のうち該一対の凹条部（201）の間に挟まれた中央面部（141a）へ向けて傾斜する内側側面（212）を有している
ことを特徴とするパワーモジュール。 In claim 6,
The pair of concave portions (201) is formed from the bottom surface (211) of the pair of concave portions (201) to the joint surface (141) of the heat radiating member (14). A power module having an inner side surface (212) inclined toward a central surface portion (141a) sandwiched therebetween.
上記放熱部材（14）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成されている
ことを特徴とするパワーモジュール。 In any one of Claims 1-7,
The power radiating member (14) is made of aluminum or an aluminum alloy.
上記放熱部材（14）の接合面（141）には、上記半田（10）による接合を可能にするための表面処理が施されている
ことを特徴とするパワーモジュール。 In claim 8,
The power module, wherein the joining surface (141) of the heat radiating member (14) is subjected to a surface treatment for enabling joining by the solder (10).
上記放熱部材（14）は、上記接合面（141）の裏側に配置された放熱面（142）を有し、
上記放熱部材（14）の放熱面（142）には、配管（301）を取り付け可能な取り付け溝（300）が形成されている
ことを特徴とするパワーモジュール。 In any one of Claims 1-9,
The heat dissipation member (14) has a heat dissipation surface (142) disposed on the back side of the joint surface (141),
The heat radiation surface (142) of the heat radiating member (14) is provided with a mounting groove (300) to which a pipe (301) can be attached.
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