JP2023124230A

JP2023124230A - Power semiconductor device

Info

Publication number: JP2023124230A
Application number: JP2022027873A
Authority: JP
Inventors: 康平薮田; Kohei Yabuta; 朋久山根; Tomohisa Yamane; 隆一石井; Ryuichi Ishii; 充紀藤田; Mitsunori Fujita
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2022-02-25
Filing date: 2022-02-25
Publication date: 2023-09-06

Abstract

To provide a power semiconductor device capable of reducing a loading interval of power modules on a top face of a heat sink.SOLUTION: A power semiconductor device comprises a heat sink and a power module. The heat sink has a top face. The power module has a semiconductor element, first and second terminals electrically connected with the semiconductor element, and a mold resin encapsulating the semiconductor element and the first and second terminals. The mold resin has a first lateral face where the first terminal protrudes and a second lateral face opposed to the first lateral face and where the second terminal protrudes, in a second direction orthogonal to a first direction that is a normal line direction of the top face. The mold resin further has a third lateral face and a fourth lateral face opposed to the third lateral face, in a third direction orthogonal to the first and second directions. The power module is positioned with respect to the top face in the third direction, between the third and fourth lateral faces.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、電力用半導体装置に関する。 The present disclosure relates to power semiconductor devices.

例えば特開２０１２－１４２５２１号公報（特許文献１）には、電力用半導体装置が記載されている。特許文献１に記載の半導体装置は、ヒートシンクと、パワーモジュールとを有している。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-142521 (Patent Document 1) describes a power semiconductor device. The semiconductor device described in Patent Document 1 has a heat sink and a power module.

ヒートシンクは、上面を有している。ヒートシンクの上面の法線の方向を、第１方向とする。第１方向に直交する方向を、第２方向とする。第１方向及び第２方向に直交する方向を、第３方向とする。 The heat sink has a top surface. Let the direction of the normal to the upper surface of the heat sink be the first direction. A direction perpendicular to the first direction is defined as a second direction. A direction orthogonal to the first direction and the second direction is defined as a third direction.

パワーモジュールは、半導体素子と、第１端子及び第２端子と、モールド樹脂とを有している。第１端子及び第２端子は、半導体素子に電気的に接続されている。モールド樹脂は、半導体素子、第１端子及び第２端子を封止している。モールド樹脂は、第１側面と、第２方向における第１側面の反対面である第２側面と、第３側面と、第３方向における第３側面の反対面である第４側面とを有している。第１側面からは、第１端子が突出している。第２側面は、第１方向における第１側面の反対面である。第２側面からは、第２端子が突出している。 A power module has a semiconductor element, a first terminal, a second terminal, and a mold resin. The first terminal and the second terminal are electrically connected to the semiconductor element. The mold resin encapsulates the semiconductor element, the first terminals, and the second terminals. The mold resin has a first side surface, a second side surface opposite to the first side surface in the second direction, a third side surface, and a fourth side surface opposite to the third side surface in the third direction. ing. A first terminal protrudes from the first side surface. The second side is the opposite side of the first side in the first direction. A second terminal protrudes from the second side surface.

ヒートシンクの上面には、突起部が形成されている。突起部は、四角形の四隅に位置するように配置されている。突起部は、ヒートシンクの上面から立ち上がっている第１立壁及び第２立壁を有している。突起部は、平面視においてＬ字状になっている。すなわち、第１立壁及び第２立壁は、それぞれ、第２方向及び第３方向に沿って延在している。パワーモジュールは、その四隅にある側面が第１立壁及び第２立壁に接触することにより、ヒートシンクの上面に位置決めされている。 A protrusion is formed on the upper surface of the heat sink. The protrusions are arranged so as to be positioned at the four corners of the quadrangle. The protrusion has a first vertical wall and a second vertical wall rising from the upper surface of the heat sink. The protrusion is L-shaped in plan view. That is, the first standing wall and the second standing wall extend along the second direction and the third direction, respectively. The power module is positioned on the upper surface of the heat sink by contacting the side surfaces at its four corners with the first vertical wall and the second vertical wall.

特開２０１２－１４２５２１号公報JP 2012-142521 A

ヒートシンクの上面には、複数のパワーモジュールが第３方向に沿って並べて搭載されることがある。しかしながら、特許文献１に記載の電力用半導体装置では、パワーモジュールが上記のような突起部によりヒートシンクの上面に位置決めされているため、第３方向において隣り合う２つのパワーモジュールの間隔を小さくすることが困難である。 A plurality of power modules may be mounted side by side along the third direction on the upper surface of the heat sink. However, in the power semiconductor device described in Patent Document 1, the power module is positioned on the upper surface of the heat sink by the protrusion as described above. is difficult.

本開示は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本開示は、ヒートシンクの上面におけるパワーモジュールの搭載間隔を小さくすることが可能な電力用半導体装置を提供するものである。 The present disclosure has been made in view of the problems of the prior art as described above. More specifically, the present disclosure provides a power semiconductor device capable of reducing the spacing between power modules mounted on the upper surface of a heat sink.

本開示の電力用半導体装置は、ヒートシンクと、パワーモジュールとを備える。ヒートシンクは、上面を有する。パワーモジュールは、半導体素子と、半導体素子に電気的に接続されている第１端子及び第２端子と、半導体素子、第１端子及び第２端子を封止しているモールド樹脂とを有する。モールド樹脂は、上面の法線の方向である第１方向に直交する第２方向において、第１端子が突出している第１側面と、第１側面の反対面であり、第２端子が突出している第２側面とを有する。モールド樹脂は、第１方向及び第２方向に直交する第３方向において、第３側面と、第３側面の反対面である第４側面とをさらに有する。パワーモジュールは、第３側面と第４側面との間で、上面に対して第３方向における位置決めが行われている。 A power semiconductor device of the present disclosure includes a heat sink and a power module. The heat sink has a top surface. The power module has a semiconductor element, a first terminal and a second terminal electrically connected to the semiconductor element, and a mold resin sealing the semiconductor element, the first terminal and the second terminal. In a second direction orthogonal to the first direction, which is the normal direction of the upper surface, the mold resin is provided on the first side surface from which the first terminal protrudes and the surface opposite to the first side surface from which the second terminal protrudes. and a second side. The mold resin further has a third side surface and a fourth side surface opposite to the third side surface in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction. The power module is positioned in the third direction with respect to the upper surface between the third side surface and the fourth side surface.

本開示の電力用半導体装置によると、ヒートシンクの上面におけるパワーモジュールの搭載間隔を小さくすることが可能である。 According to the power semiconductor device of the present disclosure, it is possible to reduce the mounting interval of the power modules on the upper surface of the heat sink.

電力用半導体装置１００の平面図である。1 is a plan view of a power semiconductor device 100; FIG. 図１中のＩＩ－ＩＩにおける断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view along II-II in FIG. 1; 図１中のＩＩＩ－ＩＩＩにおける断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view along III-III in FIG. 1; ヒートシンク１０の平面図である。2 is a plan view of the heat sink 10; FIG. パワーモジュール２０の底面図である。4 is a bottom view of the power module 20; FIG. 図２中のＶＩＡにおける部分拡大図である。3 is a partially enlarged view of VIA in FIG. 2; FIG. 図２中のＶＩＢにおける部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of VIB in FIG. 2; 深さＤ１と凸部２６ｂｆに座屈が生じる際の幅Ｗ３との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between depth D1 and width W3 when buckling occurs in convex portion 26bf. 電力用半導体装置１００Ａの平面図である。2 is a plan view of the power semiconductor device 100A; FIG. 図８中のＩＸ－ＩＸにおける断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view along IX-IX in FIG. 8; 電力用半導体装置１００Ａのパワーモジュール２０の底面図である。3 is a bottom view of the power module 20 of the power semiconductor device 100A; FIG.

本開示の実施の形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。 Details of embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the drawings below, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description will not be repeated.

実施の形態１．
実施の形態１に係る電力用半導体装置を説明する。実施の形態１に係る電力用半導体装置を、電力用半導体装置１００とする。 Embodiment 1.
A power semiconductor device according to Embodiment 1 will be described. The power semiconductor device according to the first embodiment is referred to as power semiconductor device 100 .

（電力用半導体装置１００の構成）
以下に、電力用半導体装置１００の構成を説明する。 (Configuration of power semiconductor device 100)
The configuration of the power semiconductor device 100 will be described below.

図１は、電力用半導体装置１００の平面図である。図２は、図１中のＩＩ－ＩＩにおける断面図である。図３は、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩにおける断面図である。図１、図２及び図３に示されるように、電力用半導体装置１００は、ヒートシンク１０と、複数のパワーモジュール２０と、接合部材３０とを有している。この例では、パワーモジュール２０の数は２つであるが、パワーモジュール２０の数は３以上であってもよい。パワーモジュール２０の数は、１つであってもよい。 FIG. 1 is a plan view of a power semiconductor device 100. FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view along II-II in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view along III-III in FIG. As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the power semiconductor device 100 has a heat sink 10, a plurality of power modules 20, and a bonding member 30. As shown in FIGS. Although the number of power modules 20 is two in this example, the number of power modules 20 may be three or more. The number of power modules 20 may be one.

ヒートシンク１０は、上面１０ａと、底面１０ｂとを有している。上面１０ａ及び底面１０ｂは、ヒートシンク１０の厚さ方向における端面である。底面１０ｂは、上面１０ａの反対面である。上面１０ａの法線の方向を、第１方向ＤＲ１とする。第１方向ＤＲ１に直交する方向を、第２方向ＤＲ２とする。第１方向ＤＲ１及び第２方向ＤＲ２に直交する方向を、第３方向ＤＲ３とする。ヒートシンク１０は、上壁１１と、底壁１２と、側壁１３と、側壁１４とを有している。 The heat sink 10 has a top surface 10a and a bottom surface 10b. The top surface 10a and the bottom surface 10b are end surfaces of the heat sink 10 in the thickness direction. The bottom surface 10b is the opposite surface of the top surface 10a. Let the direction of the normal to the upper surface 10a be a first direction DR1. A direction perpendicular to the first direction DR1 is defined as a second direction DR2. A direction perpendicular to the first direction DR1 and the second direction DR2 is defined as a third direction DR3. Heat sink 10 has top wall 11 , bottom wall 12 , side walls 13 and side walls 14 .

上壁１１及び底壁１２は、それぞれ上面１０ａ及び底面１０ｂ側にある。上壁１１及び底壁１２は、第１方向ＤＲ１において間隔を空けて対向している。底壁１２側を向いている上壁１１の面には、複数のフィン１１ａが形成されていてもよい。フィン１１ａは、底壁１２側に向かって突出している。フィン１１ａは、第３方向ＤＲ３に沿って延在している。複数のフィン１１ａは、第２方向ＤＲ２に沿って間隔を空けて並んでいる。また、フィン１１ａの先端は、互いに接触していてもよい。 The top wall 11 and the bottom wall 12 are on the side of the top surface 10a and the bottom surface 10b, respectively. The top wall 11 and the bottom wall 12 face each other with a gap in the first direction DR1. A plurality of fins 11a may be formed on the surface of the top wall 11 facing the bottom wall 12 side. The fins 11a protrude toward the bottom wall 12 side. The fins 11a extend along the third direction DR3. The plurality of fins 11a are arranged at intervals along the second direction DR2. Also, the tips of the fins 11a may be in contact with each other.

側壁１３は上壁１１及び底壁１２の第２方向ＤＲ２における一方端に連なっており、側壁１４は上壁１１及び底壁１２の第２方向ＤＲ２における他方端に連なっている。上壁１１、底壁１２、側壁１３及び側壁１４により画されているヒートシンク１０の内部は、冷却用の流体が流れる流路１５になっている。なお、上壁１１にフィン１１ａが形成されていることにより、上記の流体に対する放熱効率が改善される。 Side wall 13 connects to one end of top wall 11 and bottom wall 12 in second direction DR2, and side wall 14 connects to the other end of top wall 11 and bottom wall 12 in second direction DR2. The interior of the heat sink 10 defined by the top wall 11, the bottom wall 12, the side walls 13 and 14 forms a flow path 15 through which a cooling fluid flows. By forming the fins 11a on the upper wall 11, the heat dissipation efficiency for the fluid is improved.

図４は、ヒートシンク１０の平面図である。図２、図３及び図４に示されるように、上面１０ａには、凸部１６と、凸部１７が形成されている。凸部１６及び凸部１７は、第２方向ＤＲ２において、間隔を空けて並んでいる。凸部１６及び凸部１７は、第３方向ＤＲ３に沿って延在している。凸部１６及び凸部１７は、上面１０ａから第１方向ＤＲ１に沿って立ち上がっている。凸部１６は頂面１６ａを有しており、凸部１７は頂面１７ａを有している。頂面１６ａには、凹部１６ｂが形成されている。頂面１７ａには、凹部１７ｂが形成されている。 FIG. 4 is a plan view of the heat sink 10. FIG. As shown in FIGS. 2, 3 and 4, the upper surface 10a is formed with a convex portion 16 and a convex portion 17. As shown in FIGS. The convex portion 16 and the convex portion 17 are arranged with an interval therebetween in the second direction DR2. The convex portion 16 and the convex portion 17 extend along the third direction DR3. The convex portion 16 and the convex portion 17 rise from the upper surface 10a along the first direction DR1. The convex portion 16 has a top surface 16a, and the convex portion 17 has a top surface 17a. A concave portion 16b is formed in the top surface 16a. A concave portion 17b is formed in the top surface 17a.

凸部１６の高さ及び凸部１７の高さを、それぞれ高さＨ１（図６Ａ参照）及び高さＨ２（図６Ｂ参照）とする。高さＨ１は第１方向ＤＲ１における上面１０ａと頂面１６ａとの間の距離であり、高さＨ２は第１方向ＤＲ１における上面１０ａと頂面１７ａとの間の距離である。 Let height H1 (see FIG. 6A) and height H2 (see FIG. 6B) be the height of the convex portion 16 and the height of the convex portion 17, respectively. Height H1 is the distance between upper surface 10a and top surface 16a in first direction DR1, and height H2 is the distance between upper surface 10a and top surface 17a in first direction DR1.

図５は、パワーモジュール２０の底面図である。図１から図３及び図５に示されるように、パワーモジュール２０は、ヒートスプレッダ２１と、半導体素子２２と、端子２３及び端子２４と、放熱シート２５と、モールド樹脂２６と、接合部材２７ａ、接合部材２７ｂ及び接合部材２７ｃとを有している。 5 is a bottom view of the power module 20. FIG. As shown in FIGS. 1 to 3 and 5, the power module 20 includes a heat spreader 21, a semiconductor element 22, terminals 23 and 24, a heat dissipation sheet 25, a mold resin 26, a joining member 27a, and a joining member 27a. It has a member 27b and a joining member 27c.

ヒートスプレッダ２１は、第１面２１ａと、第２面２１ｂとを有している。第１面２１ａ及び第２面２１ｂは、ヒートスプレッダ２１の厚さ方向（第１方向ＤＲ１）における端面である。第２面２１ｂは、第１面２１ａの反対面である。ヒートスプレッダ２１は、例えば、金属材料により形成されている。金属材料は、例えば銅、アルミニウム、ニッケル等である。ヒートスプレッダ２１は、窒化アルミニウム、窒化珪素、アルミナ等のセラミック基材が金属材料に接合された絶縁基板であってもよい。 The heat spreader 21 has a first surface 21a and a second surface 21b. The first surface 21a and the second surface 21b are end surfaces of the heat spreader 21 in the thickness direction (first direction DR1). The second surface 21b is the opposite surface of the first surface 21a. The heat spreader 21 is made of, for example, a metal material. Metal materials are, for example, copper, aluminum, nickel, and the like. The heat spreader 21 may be an insulating substrate in which a ceramic base material such as aluminum nitride, silicon nitride, or alumina is bonded to a metal material.

半導体素子２２は、パワー半導体素子である。半導体素子２２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＦＷＤ（Free Wheeling Diode）である。但し、半導体素子２２は、これらに限られるものではない。半導体素子２２は、例えば、シリコン基板を用いて形成されている。半導体素子２２は、窒化珪素、窒化ガリウム、炭化珪素等のワイドバンドギャップ半導体の基板を用いて形成されてもよい。半導体素子２２は、パワーモジュール２０の主たる発熱源である。 The semiconductor element 22 is a power semiconductor element. The semiconductor element 22 is, for example, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), or a FWD (Free Wheeling Diode). However, the semiconductor element 22 is not limited to these. The semiconductor element 22 is formed using, for example, a silicon substrate. The semiconductor element 22 may be formed using a wide bandgap semiconductor substrate such as silicon nitride, gallium nitride, or silicon carbide. The semiconductor element 22 is the main heat source of the power module 20 .

半導体素子２２は、第１面２２ａと、第２面２２ｂとを有している。第１面２２ａ及び第２面２２ｂは、半導体素子２２の厚さ方向（第１方向ＤＲ１）における端面である。第２面２２ｂは、第１面２２ａの反対面である。第２面２２ｂは、第１面２１ａに対向している。第１面２２ａ及び第２面２２ｂには、図示されていないが、半導体素子２２の電極が形成されている。半導体素子２２は、第１面２１ａ上に配置されている。第２面２２ｂは、接合部材２７ａにより、第１面２１ａに接合されている。これにより、半導体素子２２がヒートスプレッダ２１に電気的に接続されている。接合部材２７ａは、例えば、鉛はんだ、鉛フリーはんだ、導電性接着剤、焼結性金属材料等である。 The semiconductor element 22 has a first surface 22a and a second surface 22b. The first surface 22a and the second surface 22b are end surfaces of the semiconductor element 22 in the thickness direction (first direction DR1). The second surface 22b is the opposite surface of the first surface 22a. The second surface 22b faces the first surface 21a. Although not shown, electrodes of the semiconductor element 22 are formed on the first surface 22a and the second surface 22b. The semiconductor element 22 is arranged on the first surface 21a. The second surface 22b is joined to the first surface 21a by a joining member 27a. Thereby, the semiconductor element 22 is electrically connected to the heat spreader 21 . The joining member 27a is, for example, lead solder, lead-free solder, conductive adhesive, sinterable metal material, or the like.

端子２３は、接合部材２７ｂにより、ヒートスプレッダ２１（第１面２１ａ）に接合されている。端子２４は、接合部材２７ｃにより、半導体素子２２（第１面２２ａ）に接合されている。これにより、端子２３及び端子２４は、半導体素子２２に電気的に接続されている。端子２３及び端子２４は、銅合金等の金属材料により形成されている。 The terminal 23 is joined to the heat spreader 21 (first surface 21a) by a joining member 27b. The terminal 24 is joined to the semiconductor element 22 (first surface 22a) by a joining member 27c. The terminals 23 and 24 are thereby electrically connected to the semiconductor element 22 . The terminals 23 and 24 are made of a metal material such as copper alloy.

接合部材２７ｂ及び接合部材２７ｃは、例えば、鉛はんだ、鉛フリーはんだ、導電性接着剤、焼結性金属材料等である。端子２３は、接合部材２７ｂとしてアルミニウムで形成されているボンディングワイヤを用いたワイヤボンディング又は接合部材２７ｂとして銅箔を用いたリボンボンディングによりヒートスプレッダ２１に接合されてもよい。端子２４は、接合部材２７ｃとしてアルミニウムで形成されているボンディングワイヤを用いたワイヤボンディング又は接合部材２７ｃとして銅箔を用いたリボンボンディングにより半導体素子２２に接合されてもよい。 The joining member 27b and the joining member 27c are, for example, lead solder, lead-free solder, conductive adhesive, sinterable metal material, or the like. The terminal 23 may be joined to the heat spreader 21 by wire bonding using a bonding wire made of aluminum as the joining member 27b or ribbon bonding using copper foil as the joining member 27b. The terminal 24 may be joined to the semiconductor element 22 by wire bonding using a bonding wire made of aluminum as the joining member 27c or ribbon bonding using copper foil as the joining member 27c.

放熱シート２５は、第２面２１ｂ上に配置されている。放熱シート２５は、絶縁樹脂シート２５ａと、金属板２５ｂとを有している。絶縁樹脂シート２５ａは、例えばエポキシ等の樹脂材料により形成されている。樹脂材料は、放熱性の改善のため、セラミックにより形成されているフィラーを含有していてもよい。絶縁樹脂シート２５ａにより、ヒートスプレッダ２１とヒートシンク１０との間の絶縁性が確保されている。金属板２５ｂは、絶縁樹脂シート２５ａ上に配置されている。金属板２５ｂは、例えば銅により形成されている。なお、ヒートスプレッダ２１が絶縁基板である場合、絶縁樹脂シート２５ａが不要となる。なお、放熱シート２５（絶縁樹脂シート２５ａ）は、後述するモールド樹脂２６による封止時の加熱及び加圧により、第２面２１ｂに圧着される。 The heat dissipation sheet 25 is arranged on the second surface 21b. The heat dissipation sheet 25 has an insulating resin sheet 25a and a metal plate 25b. The insulating resin sheet 25a is made of a resin material such as epoxy. The resin material may contain a filler made of ceramic to improve heat dissipation. Insulation between the heat spreader 21 and the heat sink 10 is ensured by the insulating resin sheet 25a. The metal plate 25b is arranged on the insulating resin sheet 25a. The metal plate 25b is made of copper, for example. Note that if the heat spreader 21 is an insulating substrate, the insulating resin sheet 25a is not required. The heat-dissipating sheet 25 (insulating resin sheet 25a) is pressure-bonded to the second surface 21b by heating and pressurization during sealing with the mold resin 26, which will be described later.

モールド樹脂２６は、ヒートスプレッダ２１、半導体素子２２、端子２３、端子２４及び放熱シート２５を封止している。モールド樹脂２６は、例えば、エポキシ等を金型の内部に注入し、高温・高圧で処理することにより形成される。モールド樹脂２６は、上面２６ａと、底面２６ｂと、第１側面２６ｃ、第２側面２６ｄ、第３側面２６ｅ及び第４側面２６ｆとを有している。なお、モールド樹脂２６による絶縁性能を確保するため、モールド樹脂２６の肉厚は、どの部分においても０．３ｍｍ以上になっていることが好ましい。 The mold resin 26 seals the heat spreader 21 , the semiconductor element 22 , the terminals 23 , 24 and the heat dissipation sheet 25 . The mold resin 26 is formed by, for example, injecting epoxy or the like into the inside of the mold and processing it at high temperature and high pressure. The mold resin 26 has a top surface 26a, a bottom surface 26b, a first side surface 26c, a second side surface 26d, a third side surface 26e and a fourth side surface 26f. In order to ensure the insulation performance of the mold resin 26, the thickness of the mold resin 26 is preferably 0.3 mm or more at any portion.

上面２６ａ及び底面２６ｂは、モールド樹脂２６の厚さ方向（第１方向ＤＲ１）における端面である。上面２６ａは、例えば平坦面である。底面２６ｂは、上面２６ａの反対面である。底面２６ｂは、第１面２１ａに対向している。底面２６ｂの詳細は、後述する。 The top surface 26a and the bottom surface 26b are end surfaces in the thickness direction (first direction DR1) of the mold resin 26 . The upper surface 26a is, for example, a flat surface. The bottom surface 26b is the opposite surface of the top surface 26a. The bottom surface 26b faces the first surface 21a. Details of the bottom surface 26b will be described later.

第１側面２６ｃ及び第２側面２６ｄは、第２方向ＤＲ２におけるモールド樹脂２６の端面である。第１側面２６ｃからは、端子２３が突出している。第２側面２６ｄは、第１側面２６ｃの反対面である。第２側面２６ｄからは、端子２４が突出している。第３側面２６ｅ及び第４側面２６ｆは、第３方向ＤＲ３におけるモールド樹脂２６の端面である。第４側面２６ｆは、第３側面２６ｅの反対面である。第１側面２６ｃ、第２側面２６ｄ、第３側面２６ｅ及び第４側面２６ｆは、上端において上面２６ａに連なっており、下端において底面２６ｂに連なっている。 The first side surface 26c and the second side surface 26d are end surfaces of the mold resin 26 in the second direction DR2. The terminal 23 protrudes from the first side surface 26c. The second side surface 26d is the opposite surface of the first side surface 26c. The terminal 24 protrudes from the second side surface 26d. The third side surface 26e and the fourth side surface 26f are end surfaces of the mold resin 26 in the third direction DR3. The fourth side surface 26f is the opposite surface of the third side surface 26e. The first side surface 26c, the second side surface 26d, the third side surface 26e, and the fourth side surface 26f are connected to the top surface 26a at their upper ends and to the bottom surface 26b at their lower ends.

底面２６ｂは、第１部分２６ｂａと、第２部分２６ｂｂと、第３部分２６ｂｃとを有している。第１部分２６ｂａ、第２部分２６ｂｂ及び第３部分２６ｂｃの各々は、第３方向ＤＲ３に沿って延在している。第１部分２６ｂａ、第２部分２６ｂｂ及び第３部分２６ｂｃは、第２方向ＤＲ２に沿って並んでいる。より具体的には、第１部分２６ｂａは第１側面２６ｃに連なっており、第２部分２６ｂｂは第２側面２６ｄに連なっており、第３部分２６ｂｃは第２方向ＤＲ２において第１部分２６ｂａと第２部分２６ｂｂとの間にある。 The bottom surface 26b has a first portion 26ba, a second portion 26bb, and a third portion 26bc. Each of the first portion 26ba, the second portion 26bb, and the third portion 26bc extends along the third direction DR3. The first portion 26ba, the second portion 26bb, and the third portion 26bc are arranged along the second direction DR2. More specifically, the first portion 26ba continues to the first side surface 26c, the second portion 26bb continues to the second side surface 26d, and the third portion 26bc extends from the first portion 26ba in the second direction DR2. between the two parts 26bb.

第１部分２６ｂａ及び第２部分２６ｂｂは、それぞれ、第１方向ＤＲ１において凸部１６（頂面１６ａ）及び凸部１７（頂面１７ａ）と間隔を空けて対向している。第３部分２６ｂｃは、凸部１６と凸部１７との間にある上面１０ａの部分と対向している。第３部分２６ｂｃからは、放熱シート２５（金属板２５ｂ）が露出している。第３部分２６ｂｃから露出している金属板２５ｂは、接合部材３０により、凸部１６と凸部１７との間にある上面１０ａの部分に接合されている。接合部材３０は、例えば、はんだである。接合部材３０は、導電性接着剤、放熱グリース等であってもよい。接合部材３０の厚さを、厚さＴ（図６Ａ及び図６Ｂ参照）とする。高さＨ１及び高さＨ２は、厚さＴよりも大きいことが好ましい。 The first portion 26ba and the second portion 26bb face the convex portion 16 (top surface 16a) and the convex portion 17 (top surface 17a) with a gap therebetween in the first direction DR1. The third portion 26bc faces the portion of the upper surface 10a between the protrusions 16 and 17. As shown in FIG. The heat dissipation sheet 25 (metal plate 25b) is exposed from the third portion 26bc. The metal plate 25b exposed from the third portion 26bc is joined to the portion of the upper surface 10a between the protrusions 16 and 17 by the joining member 30. As shown in FIG. The joining member 30 is solder, for example. The joining member 30 may be a conductive adhesive, heat dissipation grease, or the like. The thickness of the joining member 30 is assumed to be thickness T (see FIGS. 6A and 6B). Height H1 and height H2 are preferably greater than thickness T.

第３部分２６ｂｃと上面１０ａとの間の第１方向ＤＲ１における距離は、第１部分２６ｂａと上面１０ａとの間の第１方向ＤＲ１における距離及び第２部分２６ｂｂと上面１０ａとの間の第１方向ＤＲ１における距離よりも小さい。すなわち、第３部分２６ｂｃは、第１部分２６ｂａ及び第２部分２６ｂｂよりも、上面１０ａ側に向かって突出している。このことを別の観点から言えば、第１部分２６ｂａと第３部分２６ｂｃとの間及び第２部分２６ｂｂと第３部分２６ｂｃとの間には、段差が形成されている。 The distance in the first direction DR1 between the third portion 26bc and the top surface 10a is equal to the distance in the first direction DR1 between the first portion 26ba and the top surface 10a and the distance in the first direction DR1 between the second portion 26bb and the top surface 10a. less than the distance in direction DR1. That is, the third portion 26bc protrudes toward the upper surface 10a side more than the first portion 26ba and the second portion 26bb. From another point of view, steps are formed between the first portion 26ba and the third portion 26bc and between the second portion 26bb and the third portion 26bc.

図６Ａは、図２中のＶＩＡにおける部分拡大図である。図６Ｂは、図２中のＶＩＢにおける部分拡大図である。図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、第２方向ＤＲ２における第１部分２６ｂａの幅を幅Ｗ１とし、第２方向ＤＲ２における第２部分２６ｂｂの幅を幅Ｗ２とする。幅Ｗ１及び幅Ｗ２は、例えば、０．３ｍｍ以下である。 6A is a partially enlarged view of VIA in FIG. 2. FIG. 6B is a partially enlarged view of VIB in FIG. 2. FIG. As shown in FIGS. 6A and 6B, the width of the first portion 26ba in the second direction DR2 is width W1, and the width of the second portion 26bb in the second direction DR2 is width W2. The width W1 and the width W2 are, for example, 0.3 mm or less.

第１方向ＤＲ１における第１部分２６ｂａと第３部分２６ｂｃとの間の距離を距離ＤＩＳ１とし、第１方向ＤＲ１における第２部分２６ｂｂと第３部分２６ｂｃとの間の距離を距離ＤＩＳ２とする。距離ＤＩＳ１及び距離ＤＩＳ２は、それぞれ、第１部分２６ｂａと第３部分２６ｂｃとの間の段差の高さ及び第２部分２６ｂｂと第３部分２６ｂｃとの間の段差の高さに相当することになる。距離ＤＩＳ１及び距離ＤＩＳ２は、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。但し、距離ＤＩＳ１は端子２３が露出しないように設定され、距離ＤＩＳ２は端子２４が露出しないように設定される。距離ＤＩＳ１及び距離ＤＩＳ２は、例えば、１．５ｍｍとされる。 Let distance DIS1 be the distance between first portion 26ba and third portion 26bc in first direction DR1, and distance DIS2 be the distance between second portion 26bb and third portion 26bc in first direction DR1. The distance DIS1 and the distance DIS2 correspond to the height of the step between the first portion 26ba and the third portion 26bc and the height of the step between the second portion 26bb and the third portion 26bc, respectively. . The distance DIS1 and the distance DIS2 are preferably 0.5 mm or more. However, the distance DIS1 is set so that the terminal 23 is not exposed, and the distance DIS2 is set so that the terminal 24 is not exposed. The distance DIS1 and the distance DIS2 are, for example, 1.5 mm.

上記のとおり、第１方向ＤＲ１において、第１部分２６ｂａは頂面１６ａから離間しており、第２部分２６ｂｂは頂面１７ａから離間している。そのため、厚さＴ及び距離ＤＩＳ１の和は高さＨ１よりも大きくなっており、厚さＴ及び距離ＤＩＳ２の和は高さＨ２よりも大きくなっている。 As described above, in the first direction DR1, the first portion 26ba is separated from the top surface 16a, and the second portion 26bb is separated from the top surface 17a. Therefore, the sum of the thickness T and the distance DIS1 is greater than the height H1, and the sum of the thickness T and the distance DIS2 is greater than the height H2.

図２、図３及び図５に示されるように、第１部分２６ｂａには、それぞれ、溝２６ｂｄ及び溝２６ｂｅが形成されている。溝２６ｂｄ及び溝２６ｂｅは、第３方向ＤＲ３に沿って延在している。溝２６ｂｄは、第２方向ＤＲ２において、第１側面２６ｃから離間している。溝２６ｂｅは、第２方向ＤＲ２において、第２側面２６ｄから離間している。そのため、溝２６ｂｄと第１側面２６ｃとの間には凸部２６ｂｆがあり、溝２６ｂｅと第２側面２６ｄとの間には凸部２６ｂｇがある。 As shown in FIGS. 2, 3 and 5, the first portion 26ba is formed with a groove 26bd and a groove 26be, respectively. The groove 26bd and the groove 26be extend along the third direction DR3. Groove 26bd is separated from first side surface 26c in second direction DR2. Groove 26be is separated from second side surface 26d in second direction DR2. Therefore, there is a convex portion 26bf between the groove 26bd and the first side surface 26c, and a convex portion 26bg between the groove 26be and the second side surface 26d.

金型からパワーモジュール２０を外す際に、エジェクタピンが溝２６ｂｄ及び溝２６ｂｅに接触すると、凸部２６ｂｆ及び凸部２６ｂｇが割れてしまうことがある。そのため、エジェクタピンは、凸部２６ｂｆ及び凸部２６ｂｇに接触することが好ましい。第２方向ＤＲ２における凸部２６ｂｆの幅を、幅Ｗ３とする。幅Ｗ３は、第２方向ＤＲ２における溝２６ｂｄの第１側面２６ｃ側の端と第１側面２６ｃとの間の距離である。第２方向ＤＲ２における凸部２６ｂｇの幅を、幅Ｗ４とする。幅Ｗ４は、第２方向ＤＲ２における溝２６ｂｅの第２側面２６ｄ側の端と第２側面２６ｄとの間の距離である。エジェクタピンの径の最小値が０．７ｍｍ程度であることを考慮し、幅Ｗ３及び幅Ｗ４は、０．８ｍｍ以上であることが好ましい。 When the power module 20 is removed from the mold, if the ejector pin contacts the grooves 26bd and 26be, the protrusions 26bf and 26bg may crack. Therefore, it is preferable that the ejector pin contacts the convex portion 26bf and the convex portion 26bg. The width of the convex portion 26bf in the second direction DR2 is assumed to be the width W3. The width W3 is the distance between the first side surface 26c side end of the groove 26bd and the first side surface 26c in the second direction DR2. The width of the protrusion 26bg in the second direction DR2 is assumed to be the width W4. The width W4 is the distance between the end of the groove 26be on the second side surface 26d side and the second side surface 26d in the second direction DR2. Considering that the minimum diameter of the ejector pin is about 0.7 mm, the width W3 and the width W4 are preferably 0.8 mm or more.

溝２６ｂｄ及び溝２６ｂｅは、第３方向ＤＲ３に直交する断面視において、テーパ状であることが好ましい。すなわち、溝２６ｂｄ及び溝２６ｂｅでは、第２方向ＤＲ２において対向している内側面の間の距離が、底面に近づくにつれて小さくなっていることが好ましい。溝２６ｂｄ及び溝２６ｂｅでは、底面と内側面とのなす角度が、２°以上２０°以下になっていることが好ましい。 The groove 26bd and the groove 26be preferably have a tapered shape in a cross-sectional view perpendicular to the third direction DR3. That is, in the grooves 26bd and 26be, it is preferable that the distance between the inner side surfaces facing each other in the second direction DR2 decreases toward the bottom surface. In the grooves 26bd and 26be, the angle formed by the bottom surface and the inner side surface is preferably 2° or more and 20° or less.

溝２６ｂｄの深さを深さＤ１とし、溝２６ｂｅの深さを深さＤ２とする。図７は、深さＤ１と凸部２６ｂｆに座屈が生じる際の幅Ｗ３との関係を示すグラフである。図７のグラフは、エジェクタピンから凸部２６ｂｆに加わる荷重が３７７Ｎであり、モールド樹脂のヤング率が２ＧＰａであるとの条件下で算出されている。図７中の縦軸は凸部２６ｂｆが座屈する際の深さＤ１（単位：ｍｍ）であり、図７中の横軸は幅Ｗ３（単位：ｍｍ）である。図７に示されるように、凸部２６ｂｆが座屈する際の深さＤ１と幅Ｗ３との関係は、深さＤ１＝３．２７×（幅Ｗ３）^２により表される。 The depth of the groove 26bd is defined as depth D1, and the depth of the groove 26be is defined as depth D2. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the depth D1 and the width W3 when buckling occurs in the convex portion 26bf. The graph of FIG. 7 is calculated under the conditions that the load applied from the ejector pin to the projection 26bf is 377 N and the Young's modulus of the mold resin is 2 GPa. The vertical axis in FIG. 7 is the depth D1 (unit: mm) when the convex portion 26bf buckles, and the horizontal axis in FIG. 7 is the width W3 (unit: mm). As shown in FIG. 7, the relationship between the depth D1 and the width W3 when the convex portion 26bf buckles is represented by depth D1=3.27×(width W3) ² .

そのため、エジェクタピンとの接触により凸部２６ｂｆに座屈が生じないようにするためには、幅Ｗ３の値をＡとし、深さＤ１の値をＢとすると、Ｂ≦３．２７×Ａ^２との関係が満たされていることが好ましい。同様にして、エジェクタピンとの接触により凸部２６ｂｆに座屈が生じないようにするためには、幅Ｗ４の値をＣとし、深さＤ２の値をＤとすると、Ｄ≦３．２７×Ｃ^２との関係が満たされていることが好ましい。 Therefore, in order to prevent the convex portion 26bf from buckling due to contact with the ejector pin, if A is the value of the width W3 and B is the value of the depth D1, then B≦3.27× ^A2 . is preferably satisfied. Similarly, in order to prevent the protrusion 26bf from buckling due to contact with the ejector pin, if C is the value of the width W4 and D is the value of the depth D2, D≤3.27×C ² is preferably satisfied.

なお、深さＤ１（深さＤ２）が大きくなるほど端子２３（端子２４）とヒートシンク１０との間の沿面距離が大きくなり、端子２３（端子２４）とヒートシンク１０との間の絶縁性が確保される。そのため、深さＤ１（深さＤ２）は、端子２３（端子２４）を露出させず、かつ上記の関係を満たしている範囲内で、可能な限り大きいことが好ましい。 Incidentally, as the depth D1 (depth D2) increases, the creeping distance between the terminals 23 (terminals 24) and the heat sink 10 increases, and the insulation between the terminals 23 (terminals 24) and the heat sink 10 is ensured. be. Therefore, the depth D1 (depth D2) is preferably as large as possible without exposing the terminals 23 (terminals 24) and within the range satisfying the above relationship.

第１部分２６ｂａには、凸部２６ｂｈが形成されている。凸部２６ｂｈは、平面視において、端子２３に重ならない位置にある。凸部２６ｂｈの頂面は、例えば、第３部分２６ｂｃと面一になっている。すなわち、凸部２６ｂｈが形成されている位置において、第１部分２６ｂａと第３部分２６ｂｃとの間に段差がなくてもよい。第２部分２６ｂｂには、凸部２６ｂｉが形成されている。凸部２６ｂｉは、平面視において、端子２４に重ならない位置にある。凸部２６ｂｉの頂面は、例えば、第３部分２６ｂｃと面一になっている。すなわち、凸部２６ｂｉが形成されている位置において、第２部分２６ｂｂと第３部分２６ｂｃとの間に段差がなくてもよい。 A convex portion 26bh is formed on the first portion 26ba. The convex portion 26bh is positioned so as not to overlap the terminal 23 in plan view. The top surface of the protrusion 26bh is, for example, flush with the third portion 26bc. That is, there may be no step between the first portion 26ba and the third portion 26bc at the position where the convex portion 26bh is formed. A protrusion 26bi is formed on the second portion 26bb. The convex portion 26bi is positioned so as not to overlap the terminal 24 in plan view. The top surface of the convex portion 26bi is, for example, flush with the third portion 26bc. That is, there may be no step between the second portion 26bb and the third portion 26bc at the position where the convex portion 26bi is formed.

凸部２６ｂｈ及び凸部２６ｂｉは、それぞれ、凹部１６ｂ及び凹部１７ｂに挿入されている。なお、凸部２６ｂｈ及び凸部２６ｂｉの一方は、形成されていなくてもよい。凸部２６ｂｈが形成されない場合には凹部１６ｂが形成されなくてもよく、凸部２６ｂｉが形成されない場合には凹部１７ｂが形成されなくてもよい。 The convex portion 26bh and the convex portion 26bi are inserted into the concave portion 16b and the concave portion 17b, respectively. One of the convex portion 26bh and the convex portion 26bi may not be formed. The concave portion 16b may not be formed when the convex portion 26bh is not formed, and the concave portion 17b may not be formed when the convex portion 26bi is not formed.

（電力用半導体装置１００の効果）
以下に、電力用半導体装置１００の効果を説明する。 (Effect of power semiconductor device 100)
The effect of the power semiconductor device 100 will be described below.

電力用半導体装置１００では、パワーモジュール２０の第３方向ＤＲ３における位置決めが、第３側面２６ｅと第４側面２６ｆとの間で行われている。より具体的には、パワーモジュール２０の第３方向ＤＲ３における位置決めが、凸部２６ｂｈ及び凸部２６ｂｉをそれぞれ凹部１６ｂ及び凹部１７ｂに挿入することにより行われている。そのため、上面１０ａ上で第３方向ＤＲ３において隣り合う２つのパワーモジュール２０の間の間隔を小さくすることが可能である。 In the power semiconductor device 100, the positioning of the power module 20 in the third direction DR3 is performed between the third side surface 26e and the fourth side surface 26f. More specifically, the power module 20 is positioned in the third direction DR3 by inserting the protrusions 26bh and 26bi into the recesses 16b and 17b, respectively. Therefore, it is possible to reduce the distance between two power modules 20 adjacent in the third direction DR3 on the upper surface 10a.

電力用半導体装置１００では、凸部２６ｂｈ及び凸部２６ｂｉがそれぞれ凹部１６ｂ及び凹部１７ｂに挿入されているため、パワーモジュール２０が第１方向ＤＲ１に直交する面内において回転することを抑制可能である。また、凸部２６ｂｈ及び凸部２６ｂｉがそれぞれ凹部１６ｂ及び凹部１７ｂに挿入されることによりパワーモジュール２０の第１方向ＤＲ１における位置決めも行われるため、厚さＴの制御が可能となる。 In the power semiconductor device 100, since the convex portion 26bh and the convex portion 26bi are inserted into the concave portion 16b and the concave portion 17b, respectively, it is possible to suppress rotation of the power module 20 within a plane perpendicular to the first direction DR1. . Further, since the positioning of the power module 20 in the first direction DR1 is also performed by inserting the convex portion 26bh and the convex portion 26bi into the concave portion 16b and the concave portion 17b, respectively, the thickness T can be controlled.

接合部材３０は、例えば板状のはんだ（板はんだ）として、放熱シート２５（金属板２５ｂ）と上面１０ａとの間に供給される。電力用半導体装置１００では、上面１０ａに凸部１６及び凸部１７が形成されているため、接合部材３０により接合される前のヒートシンク１０及びパワーモジュール２０が搬送される際に上記の板はんだの位置がずれてしまうことを抑制可能である。 The joining member 30 is supplied between the heat dissipation sheet 25 (metal plate 25b) and the upper surface 10a as, for example, plate-shaped solder (plate solder). In the power semiconductor device 100, since the convex portions 16 and the convex portions 17 are formed on the upper surface 10a, the heat sink 10 and the power module 20 before being joined by the joining member 30 are transported. It is possible to suppress misalignment.

また、接合部材３０がはんだである場合、接合時に減圧を行うことにより接合部材３０の内部からボイドを低減することがある。この際、溶融したはんだが周囲に飛び散り、端子２３、端子２４及びそれらの下方にある上面１０ａに付着することがある。端子２３及び端子２４にはんだが付着すると、隣接する端子間での短絡の原因となる。また、端子２３及び端子２４の下方にある上面１０ａにはんだが付着すると、端子２３及び端子２４と上面１０ａとの間の絶縁に必要な沿面距離が不足することがある。電力用半導体装置１００では、上記のようなはんだの周囲への飛び散りが凸部１６及び凸部１７により抑制されるため、端子間での短絡や沿面距離の不足の発生を抑制可能である。 Moreover, when the bonding member 30 is solder, voids may be reduced from the inside of the bonding member 30 by reducing the pressure during bonding. At this time, the melted solder may scatter around and adhere to the terminals 23, 24 and the upper surface 10a below them. If solder adheres to the terminals 23 and 24, it causes a short circuit between adjacent terminals. Also, if solder adheres to the upper surface 10a below the terminals 23 and 24, the creepage distance required for insulation between the terminals 23 and 24 and the upper surface 10a may be insufficient. In the power semiconductor device 100, the protrusions 16 and 17 suppress the solder from scattering around as described above, so that it is possible to suppress the short circuit between the terminals and the insufficient creepage distance.

電力用半導体装置１００では、Ｂ≦３．２７×Ａ^２との関係が満たされている場合、端子２３と上面１０ａとの間の沿面距離を確保しつつ、エジェクタピンとの接触に伴う凸部２６ｂｆの座屈を抑制可能である。同様に、Ｄ≦３．２７×Ｃ^２との関係が満たされている場合、端子２４と上面１０ａとの間の沿面距離を確保しつつ、エジェクタピンとの接触に伴う凸部２６ｂｇの座屈を抑制可能である。 In the power semiconductor device 100, when the relationship B≦3.27× ^A2 is satisfied, the convex portion 26bf due to contact with the ejector pin is maintained while ensuring the creepage distance between the terminal 23 and the upper surface 10a. buckling can be suppressed. Similarly, when the relationship D≦3.27× ^C2 is satisfied, the buckling of the convex portion 26bg due to contact with the ejector pin is prevented while ensuring the creepage distance between the terminal 24 and the upper surface 10a. Suppressible.

実施の形態２．
実施の形態２に係る電力用半導体装置を説明する。実施の形態２に係る電力用半導体装置を、電力用半導体装置１００Ａとする。ここでは、電力用半導体装置１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。 Embodiment 2.
A power semiconductor device according to a second embodiment will be described. The power semiconductor device according to the second embodiment is referred to as a power semiconductor device 100A. Here, differences from the power semiconductor device 100 will be mainly described, and redundant description will not be repeated.

（電力用半導体装置１００Ａの構成）
以下に、電力用半導体装置１００Ａの構成を説明する。 (Structure of power semiconductor device 100A)
The configuration of the power semiconductor device 100A will be described below.

電力用半導体装置１００Ａは、ヒートシンク１０と、パワーモジュール２０とを有している。電力用半導体装置１００Ａでは、パワーモジュール２０が、第３側面２６ｅと第４側面２６ｆとの間で第３方向ＤＲ３における位置決めが行われる。これらの点に関して、電力用半導体装置１００Ａの構成は、電力用半導体装置１００の構成と共通している。 A power semiconductor device 100</b>A has a heat sink 10 and a power module 20 . In power semiconductor device 100A, power module 20 is positioned in third direction DR3 between third side surface 26e and fourth side surface 26f. Regarding these points, the configuration of the power semiconductor device 100A is common to the configuration of the power semiconductor device 100. FIG.

図８は、電力用半導体装置１００Ａの平面図である。図９は、図８中のＩＸ－ＩＸにおける断面図である。図１０は、電力用半導体装置１００Ａのパワーモジュール２０の底面図である。図８、図９及び図１０に示されるように、電力用半導体装置１００Ａでは、凸部１６に代えて、上面１０ａに凸部１８が形成されている。電力用半導体装置１００Ａでは、モールド樹脂２６に切り欠き２６ｇが形成されている。これらの点に関して、電力用半導体装置１００Ａの構成は、電力用半導体装置１００の構成と異なっている。 FIG. 8 is a plan view of the power semiconductor device 100A. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. 8. FIG. FIG. 10 is a bottom view of the power module 20 of the power semiconductor device 100A. As shown in FIGS. 8, 9 and 10, in the power semiconductor device 100A, instead of the protrusions 16, protrusions 18 are formed on the upper surface 10a. In the power semiconductor device 100A, a notch 26g is formed in the mold resin 26. As shown in FIG. The configuration of the power semiconductor device 100A differs from the configuration of the power semiconductor device 100 in these points.

なお、電力用半導体装置１００Ａでは、第１部分２６ｂａに凸部２６ｂｈが形成されていなくてもよい。また、電力用半導体装置１００Ａでは、第２部分２６ｂｂに凸部２６ｂｉが形成されていなくてもよく、凸部１７に凹部１７ｂが形成されていなくてもよい。 In the power semiconductor device 100A, the first portion 26ba may not have the protrusion 26bh. Further, in the power semiconductor device 100A, the second portion 26bb may not have the protrusion 26bi, and the protrusion 17 may not have the recess 17b.

凸部１８は、上面１０ａから第１方向ＤＲ１に沿って立ち上がっている。凸部１８の数は、複数であってもよい。複数の凸部１８は、第３方向ＤＲ３に沿って並んでいる。凸部１８は、第２方向ＤＲ２において、凸部１７と離間している。凸部１８の高さを、高さＨ３とする。高さＨ３は、パワーモジュール２０の位置決めが可能になる範囲内であり、かつ沿面距離が短くならなければ、特に限定されない。一例として、凸部１８の加工性を考慮して、高さＨ３が２ｍｍとされる。 The convex portion 18 rises from the upper surface 10a along the first direction DR1. The number of protrusions 18 may be plural. The multiple convex portions 18 are arranged along the third direction DR3. The convex portion 18 is separated from the convex portion 17 in the second direction DR2. The height of the convex portion 18 is assumed to be height H3. The height H3 is not particularly limited as long as it is within a range in which the power module 20 can be positioned and the creepage distance is not shortened. As an example, the height H3 is set to 2 mm in consideration of workability of the convex portion 18 .

切り欠き２６ｇは、例えば第１側面２６ｃに形成されている。切り欠き２６ｇは、モールド樹脂２６を厚さ方向（第１方向ＤＲ１）に沿って貫通している。切り欠き２６ｇは、平面視において端子２３に重ならない位置に形成されていることが好ましい。切り欠き２６ｇには、凸部１８が挿入されている。切り欠き２６ｇの数は、凸部１８の数と同様に、複数であってもよい。 26 g of notches are formed in the 1st side surface 26c, for example. The notch 26g penetrates the mold resin 26 along the thickness direction (first direction DR1). The notch 26g is preferably formed at a position not overlapping the terminal 23 in plan view. The protrusion 18 is inserted into the notch 26g. The number of cutouts 26g may be plural, like the number of protrusions 18 .

（電力用半導体装置１００Ａの効果）
以下に、電力用半導体装置１００Ａの効果を説明する。 (Effect of power semiconductor device 100A)
The effects of the power semiconductor device 100A will be described below.

電力用半導体装置１００Ａでも、凸部１８が切り欠き２６ｇに挿入されることにより、パワーモジュール２０の第３方向ＤＲ３における位置決めが第３側面２６ｅと第４側面２６ｆとの間で行われる。そのため、電力用半導体装置１００Ａでも、電力用半導体装置１００と同様に、上面１０ａ上で第３方向ＤＲ３において隣り合う２つのパワーモジュール２０の間の間隔を小さくすることが可能である。また、電力用半導体装置１００Ａでも、凸部１８が切り欠き２６ｇに挿入されることにより、パワーモジュール２０が第１方向ＤＲ１に直交する面内において回転することを抑制可能である。 In the power semiconductor device 100A as well, the power module 20 is positioned between the third side surface 26e and the fourth side surface 26f in the third direction DR3 by inserting the protrusion 18 into the notch 26g. Therefore, in the power semiconductor device 100A, similarly to the power semiconductor device 100, it is possible to reduce the distance between two power modules 20 adjacent in the third direction DR3 on the upper surface 10a. Also in the power semiconductor device 100A, the power module 20 can be prevented from rotating in a plane perpendicular to the first direction DR1 by inserting the protrusion 18 into the notch 26g.

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であり、制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の基本的な範囲は、上記の実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and should not be considered restrictive. The basic scope of the present disclosure is indicated by the scope of claims rather than the above-described embodiments, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１０ヒートシンク、１０ａ上面、１０ｂ底面、１１上壁、１１ａフィン、１２底壁、１３，１４側壁、１５流路、１６凸部、１６ａ頂面、１６ｂ凹部、１７凸部、１７ａ頂面、１７ｂ凹部、１８凸部、２０パワーモジュール、２１ヒートスプレッダ、２１ａ第１面、２１ｂ第２面、２２半導体素子、２２ａ第１面、２２ｂ第２面、２３端子、２４端子、２５放熱シート、２５ａ絶縁樹脂シート、２５ｂ金属板、２６モールド樹脂、２６ａ上面、２６ｂ底面、２６ｂａ第１部分、２６ｂｂ第２部分、２６ｂｃ第３部分、２６ｂｄ，２６ｂｅ溝、２６ｂｆ，２６ｂｇ，２６ｂｈ，２６ｂｉ凸部、２６ｃ第１側面、２６ｄ第２側面、２６ｅ第３側面、２６ｆ第４側面、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ接合部材、３０接合部材、１００電力用半導体装置、１００Ａ電力用半導体装置、Ｄ１，Ｄ２深さ、ＤＩＳ１，ＤＩＳ２距離、Ｔ厚さ、ＤＲ１第１方向、ＤＲ２第２方向、ＤＲ３第３方向、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３高さ、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４幅。 10 heat sink 10a upper surface 10b bottom surface 11 upper wall 11a fin 12 bottom wall 13, 14 side wall 15 flow path 16 protrusion 16a top surface 16b recess 17 protrusion 17a top surface 17b recess , 18 convex portion, 20 power module, 21 heat spreader, 21a first surface, 21b second surface, 22 semiconductor element, 22a first surface, 22b second surface, 23 terminal, 24 terminal, 25 heat dissipation sheet, 25a insulating resin sheet , 25b metal plate, 26 mold resin, 26a upper surface, 26b bottom surface, 26ba first portion, 26bb second portion, 26bc third portion, 26bd, 26be groove, 26bf, 26bg, 26bh, 26bi convex portion, 26c first side surface, 26d second side surface 26e third side surface 26f fourth side surface 27a, 27b, 27c joining member 30 joining member 100 power semiconductor device 100A power semiconductor device D1, D2 depth DIS1, DIS2 distance T thickness, DR1 first direction, DR2 second direction, DR3 third direction, H1, H2, H3 height, W1, W2, W3, W4 width.

Claims

a heat sink;
with a power module,
the heat sink has a top surface,
The power module includes a semiconductor element, a first terminal and a second terminal electrically connected to the semiconductor element, and a mold resin sealing the semiconductor element, the first terminal, and the second terminal. and
The mold resin is provided on a first side surface from which the first terminal protrudes and a surface opposite to the first side surface in a second direction orthogonal to a first direction which is a normal direction of the top surface. a second side surface from which two terminals protrude;
The mold resin further has a third side surface and a fourth side surface opposite to the third side surface in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction,
The power semiconductor device, wherein the power module is positioned between the third side surface and the fourth side surface in the third direction with respect to the upper surface.

further comprising a joining member,
a first convex portion and a second convex portion are formed on the upper surface and extend along the third direction and are arranged with a gap in the second direction;
The power module further includes a heat dissipation sheet and a heat spreader disposed on the heat dissipation sheet,
The semiconductor element is arranged on the heat spreader,
The mold resin further has a bottom surface facing the top surface,
The bottom surface includes a first portion that faces the first convex portion and continues to the first side surface, and a second portion that faces the second convex portion and continues to the second side surface. 2 parts, and a third part that is between the first part and the second part and protrudes toward the upper surface side more than the first part and the second part,
The mold resin seals the semiconductor element, the first terminal, the second terminal, the heat spreader and the heat dissipation sheet so that the heat dissipation sheet is exposed from the third portion,
2. The power semiconductor device according to claim 1, wherein said heat dissipation sheet is joined to a portion of said upper surface between said first protrusion and said second protrusion by said joining member.

The first protrusion has a first top surface facing the first portion and having a first recess formed thereon,
3. The power semiconductor device according to claim 2, wherein said first portion is formed with a third protrusion that is inserted into said first recess.

4. The power semiconductor device according to claim 2, wherein a first groove is formed in said first portion so as to overlap said first terminal in plan view.

Letting A be the distance in the second direction between the end of the first groove on the side of the first side surface and the first side surface, and B be the depth of the first groove, B≤3.27×A 5. The power semiconductor device according to claim 4, wherein the relationship with ² is satisfied.

The second protrusion has a second top surface facing the second portion and having a second recess formed thereon,
6. The power semiconductor device according to claim 2, wherein said second portion is formed with a fourth protrusion inserted into said second recess.

7. The power semiconductor device according to claim 2, wherein a second groove is formed in said second portion so as to overlap said second terminal in plan view.

Letting C be the distance in the second direction between the end of the second groove on the side of the second side surface and the second side surface, and let D be the depth of the second groove, D≦3.27×C 8. The power semiconductor device according to claim 7, wherein the relationship with ² is satisfied.

A notch that penetrates the mold resin in the thickness direction is formed on the first side surface,
2. The power semiconductor device according to claim 1, wherein said upper surface is formed with a fifth projection inserted into said notch.