JP5601374B2 - 半導体モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂によるモールド部を備える半導体モジュール等に関する。
従来から、金属ベース板と高熱伝導絶縁層と配線パターンとから構成される回路基板と、配線パターンの素子搭載部に接合された電力用半導体素子と、電力用半導体素子と電気的に接続された配線パターンに設置され、且つ外部端子が挿入接続される筒状外部端子接続体と、金属ベース板に形成され、金属ベース板の他方側の面に取り付けられる冷却フィンを金属ベース板に取り付け部材で固定するための貫通孔と、金属ベース板の他方側の面と筒状外部端子接続体の上部とが露出され、貫通孔と連通し貫通孔の直径よりも大きい取り付け部材の挿入孔部が形成され、且つ金属ベース板の一方側と側面及び電力用半導体素子を覆うように封止されたトランスファーモールド樹脂体とを備えた電力用半導体モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０−１２９８６８号公報
ところで、樹脂によるモールド部を備える半導体モジュールにおいては、モールド部内部の状態を超音波探傷検査等により検査する必要がありうる。
そこで、本発明は、モールド部内部の状態を超音波探傷検査等により検査し易い構造を有する半導体モジュール等の提供を１つの目的とする。
本発明の一局面によれば、半導体モジュールであって、
半導体素子と、
前記半導体素子側の第１の面を有する金属板部と、
前記半導体素子及び前記金属板部に樹脂をモールドして形成されるモールド部と、
前記金属板部とは別部材で構成される冷却板部であって、前記金属板部における前記半導体素子側の第１の面とは反対側に設けられ、前記金属板部側とは反対側にフィンを有する冷却板部と、
前記半導体素子と前記金属板部の前記半導体素子側の第１の面との間に設けられるヒートシンク部と、
前記ヒートシンク部と前記金属板部の前記半導体素子側の第１の面との間に設けられる絶縁材とを備え、
前記ヒートシンク部及び前記絶縁材は、前記モールド部内に配置され、
前記絶縁材は、熱伝導性を有し、前記ヒートシンク部の端部よりも側方に延在する端部を有し、
前記冷却板部のフィンは、前記絶縁材の端部よりも中心側に形成されることを特徴とする、半導体モジュールが提供される。
本発明によれば、モールド部内部の状態を超音波探傷検査等により検査し易い構造を有する半導体モジュール等が得られる。
本発明の一実施例（実施例１）による半導体モジュール１の外観を上方から見た斜視図である。 図１の半導体モジュール１の要部要素を便宜上分解して示す分解斜視図である。 図１の半導体モジュール１の各ラインに沿った断面図である。 冷却板部５７が取り付けられた状態の半導体モジュール１の断面図である。 樹脂モールド部６０の延長側部６２と金属板部５０の側面５０ｂとの密着態様の好ましい複数の例を示す図である。 半導体モジュール１の実装状態の一例を示す断面図である。 本発明のその他の実施例（実施例２）による半導体モジュール２の主要断面を示す図である。 ２つの半導体モジュール２の実装状態の一例を示す断面図である。 本発明のその他の実施例（実施例３）による半導体モジュール３の下面側を示す平面図である。 ２つの半導体モジュール３の実装状態の一例を半導体モジュール３の下面側から示す平面図である。 本発明のその他の実施例（実施例４）による半導体モジュール４の主要断面を示す図である。 半導体モジュール４の下方からの半導体モジュール４の投影視である。 各実施例に共通に適用可能な２つの半導体モジュールの実装状態の一例を示す断面図である。 金属板部５０の板厚と超音波探傷検査の検査容易性（精度）との関係を模式的に示す原理図である。 適切な金属板部５０の板厚ｔ１の範囲の導出方法の一例の説明図である。 適切な金属板部５０の板厚ｔ１の範囲の導出方法に用いる変数の定義を示す表図である。 適切な金属板部５０の板厚ｔ１の範囲の計算に用いる条件を示す表図である。 適切な金属板部５０の板厚ｔ１の範囲の計算結果に対応したグラフである。 上述の各実施例による半導体モジュール１，２等を含むハイブリッドシステム６００の一例を示す概要図である。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
図１は、本発明の一実施例（実施例１）による半導体モジュール１の外観を示す斜視図であり、（Ａ）は、上方から見た斜視図であり、（Ｂ）は、下方から見た斜視図である。尚、搭載状態に応じて上下方向が異なるが、以下では、便宜上、半導体モジュール１の冷却板部側を下方とする。また、用語の定義として、「中心側」とは、半導体モジュール１の中心Ｏ（図１（Ａ）参照）を基準とする。尚、中心Ｏは凡そであればよく、厳密に決定されるべき性質のものでない。図２は、図１の半導体モジュール１の要部要素を便宜上分解して示す分解斜視図である。
図示の例では、半導体モジュール１は、ハイブリッド車又は電気自動車で使用されるモータ駆動用のインバータを構成する。
図３は、図１の半導体モジュール１の各ラインに沿った断面図であり、（Ａ）は、ラインＡ−Ａに沿った断面図であり、（Ｂ）は、ラインＢ−Ｂに沿った断面図であり、（Ｃ）は、ラインＣ−Ｃに沿った断面図であり、（Ｄ）は、ラインＤ−Ｄに沿った断面図である。尚、図１乃至図３では、便宜上、冷却板部５７が取り付けられていない状態が示されている。
図４は、冷却板部５７が取り付けられた状態の半導体モジュール１の断面図であり、図３のラインＡ−Ａに沿った断面に対応する。
半導体モジュール１は、主なる構成要素として、半導体素子１０と、配線部材２０，２２と、金属ブロック３０と、絶縁シート４０と、金属板部５０と、冷却板部５７（図４参照）と、樹脂モールド部６０とを含む。
半導体素子１０は、パワー半導体素子を含み、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field-effect transistor)のようなスイッチング素子を含んでよい。尚、図示の例では、半導体モジュール１はインバータを構成し、半導体素子１０は、正極ラインと負極ラインとの間に互いに並列に配置されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各上アーム及び各下アームを構成するＩＧＢＴ及びダイオードであってよい。
配線部材２０，２２は、金属板（リードフレーム基材）から加工されて構成される。図示の例では、配線部材２０は、電源ライン用の配線部材（電源ライン用リード）である。また、配線部材２２は、ピン状の形態を有し、信号伝達用の配線部材（信号ライン用リード）である。配線部材２０は、はんだ等により、対応する半導体素子１０に接続されてもよい。図示の例では、配線部材２０は、はんだ層８０により、対応する半導体素子１０に接続される。また、配線部材２２は、ワイヤボンディング（アルミ細線）等により、対応する半導体素子１０に接続されてもよい。例えばＩＧＢＴに関しては、配線部材２０は、金属ブロック３０を介してＩＧＢＴのコレクタ電極に接続される。また、配線部材２０は、ＩＧＢＴのエミッタ電極に接続される。配線部材２２は、ＩＧＢＴのゲート電極に接続される。
金属ブロック３０は、熱（過渡熱等）を吸収し拡散するヒートシンク機能を備える。金属ブロック３０は、ヒートシンク機能を有するものであれば金属以外の材料で構成されてもよいが、好ましくは、銅のような、熱拡散性の優れた金属から形成される。金属ブロック３０の上面には、はんだ等により半導体素子１０が設置される。図示の例では、金属ブロック３０の上面には、はんだ層８２を介して半導体素子１０が設置される。金属ブロック３０は、主に、半導体素子１０の駆動時に生じる半導体素子１０からの熱を吸収し内部に拡散する。
絶縁シート４０は、例えば樹脂シートからなり、金属ブロック３０と金属板部５０との間の電気的な絶縁性を確保しつつ、金属ブロック３０から金属板部５０への高い熱伝導を可能とする。絶縁シート４０は、図３等に示すように、金属ブロック３０の下面よりも大きい外形を有する。
尚、絶縁シート４０は、好ましくは、はんだや金属膜等を用いることなく、直接、金属ブロック３０と金属板部５０を接合する。これにより、はんだを用いる場合に比べて、熱抵抗を低くすることができ、工程を簡素化することができる。また、金属板部５０側にもはんだ付け用表面処理が不要となる。例えば、絶縁シート４０は、後述の樹脂モールド部６０と同様の樹脂材料（エポキシ樹脂）からなり、後述の樹脂モールド部６０のモールド時の圧力及び温度により金属ブロック３０及び金属板部５０に接合する。
金属板部５０と冷却板部５７とは、略同一の外形を有し、図４に示すように、上下方向に積層される。尚、冷却板部５７は、図３等に示すように、半導体モジュール１の実装段階まで金属板部５０に取り付けられていなくてもよいし、図４に示すように、ボルト１１０等を利用して事前にアセンブリされていてもよい。
金属板部５０は、一方向（本例では、図１のＹ方向）の両端部に締結部５２を含む。各締結部５２は、ボルト座面を提供し、ボルト座面には、ボルト挿通用の締結穴５３が形成される。金属板部５０は、冷却媒体が連通する冷却媒体流路を形成する流路形成部材（水路、ハウジング等）１００に締結されてもよい（図６参照）。
金属板部５０の締結部５２は、図１等に示すように、金属板部５０の端部における他の領域よりもＹ方向に突出した領域内に形成される。即ち、図１に示す例では、締結部５２は、両端部にそれぞれ２箇所形成され、各端部において、２箇所の締結部５２は、Ｘ方向で両側の領域であって、その間の領域よりもＹ方向に突出した領域内に形成される。尚、金属板部５０の締結部５２は、例えばプレス加工により金属板部５０と一体に形成されるが、金属板部５０とは別に形成され、金属板部５０に溶接等により固定されてもよい。
冷却板部５７は、金属板部５０と略同一の外形の板材であり、熱伝導性の良い材料から形成され、例えば、アルミなどの金属により形成されてもよい。冷却板部５７は、下面側にフィン５７ａを有する。フィン５７ａの数や配列態様は、特に言及しない限り（図１１等の構成参照）任意である。また、フィン５７ａの構成（形状・高さ等）も任意であってよい。フィン５７ａは、例えばストレートフィンやピンフィンの千鳥配置等で実現されてもよい。半導体モジュール１の実装状態では、フィン５７ａは、冷却水や冷却空気のような冷却媒体と接触する。このようにして、半導体素子１０の駆動時に生じる半導体素子１０からの熱は、金属ブロック３０、絶縁シート４０、金属板部５０及び冷却板部５７を介して、冷却板部５７のフィン５７ａから冷却媒体へと伝達され、半導体素子１０の冷却が実現される。
尚、フィン５７ａは、冷却板部５７と一体で形成されてもよいし（例えば、アルミダイカスティング）、溶接等により冷却板部５７と一体化されてもよい。
冷却板部５７は、金属板部５０の締結部５２に対応する位置に締結部５８を備える。締結部５８は、金属板部５０のボルト挿通用の締結穴５３に対応する位置に同様のボルト挿通用の締結穴５９を有する。冷却板部５７は、金属板部５０と共に、流路形成部材１００に締結される（図６参照）。
金属板部５０と冷却板部５７との間には、好ましくは、グリース７０が塗布される。グリース７０は、熱伝導性を有するグリースであってよい。これにより、反り等に起因して冷却板部５７と金属板部５０との間に隙間が広がった場合でも、グリース７０を介して放熱することができる。
ここで、本実施例では、上述の如く、金属板部５０と冷却板部５７とが別部材であることから、半導体モジュール１からは冷却板部５７を容易に取り外すことが可能である。従って、半導体モジュール１は、冷却板部５７を取り外した状態（図１等に示す状態）で各種検査を行うことができ、検査を行いやすくなる。例えば、樹脂モールド部６０内部の状態の検査（各層間の剥離や層内のボイドなどの検査）は、超音波探傷装置（SAT:Scanning Acoustic Tomograph）により容易に検査することができる。具体的には、半導体モジュール１の内部（樹脂モールド部６０内部）を超音波探傷装置により検査する際、超音波を半導体モジュール１の下面側から入射する必要があるが、半導体モジュール１の下面側にフィン５７ａが存在すると、超音波がフィン５７ａにより反射して精度の良い検査結果が得られない。これに対して、本実施例の半導体モジュール１によれば、フィン５７ａを有する冷却板部５７を取り外して又は冷却板部５７が取り付けられる前に、半導体モジュール１を精度の良く超音波探傷検査することができる。尚、具体的な検査対象は、例えば、半導体素子１０とはんだ層８２の間の剥離の有無、はんだ層８２内部のボイドの有無、はんだ層８２と金属ブロック３０の間の剥離の有無、金属ブロック３０と絶縁シート４０の間の剥離の有無、絶縁シート４０と金属板部５０の間の剥離の有無等を含んでよい。
樹脂モールド部６０は、図３等に示すように、半導体素子１０、配線部材２０，２２、金属ブロック３０、絶縁シート４０及び金属板部５０を樹脂でモールドすることにより形成される。即ち、樹脂モールド部６０は、金属板部５０の上面に対して、半導体モジュール１の主要構成要素（半導体素子１０、配線部材２０，２２、金属ブロック３０及び絶縁シート４０）を内部に封止する部位である。尚、使用される樹脂は、例えばエポキシ樹脂であってよい。但し、配線部材２０，２２については、周辺装置との接続用端子２０ａ，２２ａが、樹脂モールド部６０から露出する。また、金属板部５０は、締結部５２が樹脂モールド部６０から露出する。即ち、締結部５２は、金属板部５０における樹脂モールド部６０との密着領域よりも側方側に設定される。尚、配線部材２０，２２の各端子２０ａ，２２ａは、樹脂モールド部６０によるモールド封止後のリードカット及びフォーミングにより最終形状が実現されてもよい。
ここで、本実施例では、図１、図３（Ａ）及び（Ｃ）等に示すように、配線部材２０，２２の各端子２０ａ，２２ａは、樹脂モールド部６０からＸ方向に露出して延在するのに対して、金属板部５０の締結部５２は、樹脂モールド部６０からＹ方向に露出して延在する。即ち、配線部材２０，２２の各端子２０ａ，２２ａと金属板部５０の締結部５２とは、樹脂モールド部６０からの露出方向が直交する関係となっている。換言すると、配線部材２０，２２の各端子２０ａ，２２ａは、半導体モジュール１のＸ方向の両側面にて樹脂モールド部６０から露出し、金属板部５０の締結部５２は、導体モジュール１のＹ方向の両側面にて樹脂モールド部６０から露出する。
このような構成によれば、金属板部５０の締結部５２（特に締結穴５３）の鉛直方向上方に、配線部材２０，２２の各端子２０ａ，２２ａが延在しないので、後述の流路形成部材１００（図６参照）に金属板部５０の締結部５２を真上からボルト締結することが可能となり、ボルト締結の作業性が良好であると共に、無駄なスペースを無くすことができる。
樹脂モールド部６０は、好ましくは、図３（Ｃ）及び図３（Ｄ）にて対比的に示すように、配線部材２０，２２の端子２０ａ，２２ａが露出する側部領域（図３（Ｃ））において、該側部領域と隣接する側部領域（図３Ｄ）よりも側方に突出したリブ部６６を有する。リブ部６６は、配線部材２０，２２の露出部付近で配線部材２０，２２に対して上下方向に延在する。即ち、リブ部６６は、配線部材２０，２２の各端子２０ａ，２２ａの根本（樹脂モールド部６０に対する根本）を上下方向から覆う態様で設けられる。リブ部６６は、配線部材２０，２２の端子２０ａ，２２ａが露出する側部領域のみに対応して設けられる。従って、図１（Ｂ）に示すように、樹脂モールド部６０の側部は、リブ部６６間が凹状になり、全体として凹凸状となる。これにより、樹脂モールド部６０の側部においてＹ方向で隣り合う配線部材２０，２２の各端子２０ａ，２２ａ間の沿面距離を増加することができる。
また、リブ部６６は、好ましくは、図３（Ｃ）に示すように、上下方向で配線部材２０，２２の露出位置のみならず、樹脂モールド部６０の側部の高さ方向の広範囲に亘って設けられる。これにより、樹脂モールド部６０の端部の強度・剛性を高めることができる。例えば、リブ部６６は、下方向では、金属板部５０の上面５０ｃまで延在してもよいし、或いは、図３（Ｃ）に示すように、金属板部５０の下面５０ａと同一平面まで延在してもよい。また、リブ部６６は、上方向では、配線部材２０，２２の各端子２０ａ，２２ａを超えて延在してよく、例えば、図３（Ｃ）に示すように、樹脂モールド部６０の上面を構成する高さまで延在してもよい。
樹脂モールド部６０は、図３等に示すように、実質的には、配線部材２０，２２の略全体（上述の露出した端子２０ａ，２２ａ部分、及び、半導体素子１０との接続面を除く）、半導体素子１０の上面（配線部材２０，２２の設置部分を除く）及び側面、金属ブロック３０の上面（半導体素子１０等の設置部分を除く）及び側面、絶縁シート４０の上面（金属ブロック３０の設置部分を除く）及び側面、及び、金属板部５０の上面に密着する。
また、樹脂モールド部６０は、好ましくは、図３（Ｂ）に示すように、金属板部５０の下面５０ａと同一平面まで延在して金属板部５０の側面５０ｂに密着する延長側部６２を有する。これにより、金属板部５０の上面５０ｃでの樹脂モールド部６０の密着に加えて、金属板部５０の側面５０ｂでの樹脂モールド部６０の密着が得られるので、金属板部５０と樹脂モールド部６０との密着性を効率的に高めることができる。また、樹脂モールド部６０の反り等による金属板部５０からの樹脂モールド部６０の剥離を防止することができる。また、金属板部５０の上面５０ｃにおける樹脂モールド部６０との密着部において、表面処理（粗化、プライマ処理）を無くすことが可能である。但し、必要に応じて、かかる表面処理を維持してもよい。
尚、延長側部６２は、上下方向では、少なくとも、金属板部５０の側面５０ｂより上方から金属板部５０の下面５０ａと同一平面まで延在すればよい。図３（Ｂ）に示す例では、延長側部６２は、上述のリブ部６６と同様、上下方向で樹脂モールド部６０の側部の全体に亘って設けられる。尚、図示の例では、リブ部６６が存在する領域では、延長側部６２は、リブ部６６と一体的な関係となり、リブ部６６の内側（樹脂モールド部６０の中心側）に画成されることになる（図３（Ｄ）参照）。
この延長側部６２は、好ましくは、密着性を高めるために、金属板部５０における広範囲の側面５０ｂに対して設けられる。例えば、図示の例では、延長側部６２は、金属板部５０のＹ方向の端部において、締結部５２以外の領域における金属板部５０の側面５０ｂに対して設けられる。即ち、延長側部６２は、金属板部５０のＹ方向の両端部において、Ｘ方向での２つの締結部５２の間の領域における金属板部５０の側面５０ｂに対して設けられる。また、延長側部６２は、金属板部５０のＸ方向の両端部において、金属板部５０の側面５０ｂに対してＹ方向の全長に亘って設けられる。即ち、延長側部６２は、金属板部５０のＸ方向の両端部において、金属板部５０の側面５０ｂに対して全面的に設けられる。これにより、金属板部５０の締結部５２以外の実質的に全ての領域における金属板部５０の側面５０ｂに対して延長側部６２が設けられるので、金属板部５０と樹脂モールド部６０との密着性を効果的に高めることができる。
図５は、樹脂モールド部６０の延長側部６２と金属板部５０の側面５０ｂとの密着態様の好ましい複数の例を示す図である。尚、図５に関してのみ、見易さの観点から、樹脂モールド部６０のハッチングが他の図と異なる。尚、図５は、図３（Ｂ）に相当する断面を示す。
樹脂モールド部６０の延長側部６２と金属板部５０の側面５０ｂとの密着を更に高めるため、図５に示すように、金属板部５０の下面５０ａに薄肉部５１が形成されてもよい。薄肉部５１は、図５に示すように、金属板部５０の下面５０ａにおける側面５０ｂ側に形成される。即ち、薄肉部５１は、金属板部５０の端部の下面５０ａを薄肉化することにより形成される。樹脂モールド部６０の延長側部６２は、薄肉部５１において金属板部５０の下面５０ａを覆う。この際、樹脂モールド部６０の延長側部６２の部分であって、薄肉部５１において金属板部５０の下面５０ａを覆う部分は、金属板部５０の金属板部５０の中心側の下面５０ａと実質的に面一になるような厚みに設定される。
薄肉部５１は、金属板部５０の側面５０ｂにおける樹脂モールド部６０の延長側部６２が設けられる範囲で設けられる。即ち、薄肉部５１は、延長側部６２が存在しない締結部５２以外の領域における金属板部５０の側面５０ｂに対して設けられる。薄肉部５１は、好ましくは、延長側部６２に対応して、金属板部５０の締結部５２以外の実質的に全ての領域における金属板部５０の側面５０ｂに対応して設けられる。薄肉部５１は、エッチング、プレス、機械加工、ダイキャスト用の型の形状等の任意の方法で形成されてもよい。
より具体的には、図５において、（Ａ）で示す例では、薄肉部５１は、金属板部５０の端部の下面５０ａを一定厚さｔａで薄肉化することで形成される。
図５において、（Ｂ）で示す例では、薄肉部５１は、金属板部５０の端部の下面５０ａを可変厚さで薄肉化することで形成される。薄肉化する厚さは、金属板部５０の端部の縁部から中心側に向かって、第１厚さｔａから、該第１厚さｔａよりも厚い第２厚さｔｂを介して、第１厚さｔａへと変化する。尚、代替的に、第１厚さｔａから、該第１厚さｔａよりも厚い第２厚さｔｂを介して、第３厚さ（０以上で金属板部５０の厚さよりも薄い厚さ）へと変化してもよい。
図５において、（Ｃ）で示す例では、薄肉部５１は、金属板部５０の端部の下面５０ａを可変厚さで薄肉化することで形成される。薄肉化する厚さは、金属板部５０の端部の縁部から中心側に向かって、第１厚さｔａから徐々に厚さ０へと変化する。尚、代替的に、薄肉化する厚さは、金属板部５０の端部の縁部から中心側に向かって、第１厚さｔａから徐々に第４厚さ（０より大きく第１厚さｔａよりも薄い厚さ）まで徐々に変化してもよい。
図５において、（Ｄ）で示す例では、薄肉部５１は、金属板部５０の端部の下面５０ａを可変厚さで薄肉化することで形成される。薄肉化する厚さは、金属板部５０の端部の縁部から中心側に向かって、第１厚さｔａから、該第１厚さｔａよりも厚い第２厚さｔｂまで徐々に変化する。
図５に示すいずれの例においても、樹脂モールド部６０の延長側部６２は、薄肉部５１において金属板部５０の下面５０ａ側まで回り込む（薄肉部５１を下方側から覆う）ことで、金属板部５０の端部を上下から囲むように密着することができ、樹脂モールド部６０と金属板部５０との密着性を高めることができる。尚、図５に示す各例は、あくまで代表的な複数の例に過ぎない。また、図５に示す各例は、任意に組み合わせることも可能である。薄肉部５１の形状は、樹脂モールド部６０の延長側部６２が、金属板部５０の金属板部５０の中心側の下面５０ａと実質的に面一になる範囲で、金属板部５０の側面５０ｂから金属板部５０の下面５０ａ側まで回り込むことができればよい。
図６は、半導体モジュール１の実装状態の一例を示す断面図である。図６では、図１のラインＡ−Ａに沿って切断した断面（図３（Ａ）に相当する断面）で半導体モジュール１の実装状態が示される。
半導体モジュール１は、図６に示すように、冷却媒体（本例では、水）が連通する冷却媒体流路１０２を形成する流路形成部材（水路、ハウジング等）１００に締結される。より具体的には、半導体モジュール１は、冷却板部５７の下面側が、即ちフィン５７ａ側が冷却媒体流路１０２に向く向きで、流路形成部材１００にボルト１１０により締結される。この目的のため、流路形成部材１００には、ボルト１１０の締結位置（即ち、金属板部５０及び冷却板部５７の締結部５２、５８の締結穴５３、５９の位置）に対応してネジ穴１０６が形成される。ボルト１１０は、金属板部５０の締結部５２の締結穴５３及び冷却板部５７の締結部５８の締結穴５９を通して、流路形成部材１００のネジ穴１０６に締め込まれる。尚、冷却媒体流路１０２は、図６に示すように、冷却板部５７の下面と流路形成部材１００とにより協動して形成される。
また、冷却板部５７の下面と流路形成部材１００との間には、冷却板部５７の下面と流路形成部材１００の間をシールするためのシール材１２０が設けられる。即ち、シール材１２０は、流路形成部材１００の冷却媒体流路１０２内からの冷却媒体の漏れを防止するために、流路形成部材１００のシール部１０８と冷却板部５７の下面のシール部５７ｂとの間に設けられる。冷却板部５７のシール部５７ｂは、冷却板部５７の外周部の全周に亘って設けられてよい（但し、冷却媒体の入口や出口には、必要に応じて他のシール部が実現されてもよい）。同様に、流路形成部材１００のシール部１０８は、冷却板部５７のシール部５７ｂに対応して設けられる。シール部５７ｂ及びシール部１０８は、好ましくは、金属ブロック３０の側部よりも側方側で且つ樹脂モールド部６０の側部よりも中心側に設定される。これにより、シール領域を効率的に確保することができると共に、半導体モジュール１のＹ方向での小型化を図ることができ、また、樹脂モールド部６０が水のような冷却媒体に晒されることを防止することができる。また、シール部５７ｂがボルト１１０の締結位置（締結部５８）よりも冷却板部５７の中心側に設定されるので、ボルト１１０の締結位置（締結部５８）をシール領域（シール部５７ｂ）から離間させることができる。
図示の例では、シール部１０８は、冷却板部５７の締結部５８を支持する支持面１０９から下方に段差を設定して形成される。この段差により生成される冷却板部５７のシール部５７ｂとシール部１０８との間の隙間に、シール材１２０が弾性的に潰された状態で配設される。シール材１２０は、例えば断面が略円形のゴムパッキンであるが、シール部５７ｂ及びシール部１０８間でシールを実現するものであれば、任意の材料・断面で形成されてもよい。シール材１２０は、シール部５７ｂ及びシール部１０８に対応した形状・外形を有し、シール部５７ｂ及びシール部１０８が冷却板部５７の外周部の全周に亘って設けられる場合、冷却板部５７の外周部に対応したリング状の外形を有してもよい。尚、シール部５７ｂ及びシール部１０８の関係（隙間等）は、シール材１２０と協動して、シール部５７ｂ及びシール部１０８間で必要なシールを実現するものであれば任意であってよい。
図７は、本発明のその他の実施例（実施例２）による半導体モジュール２の主要断面を示す図である。図７は、図１のラインＡ−Ａに沿って切断した断面（図３（Ａ）に相当する断面）に対応する。尚、図７では、便宜上、冷却板部５７が取り付けられていない状態が示されている。本実施例の半導体モジュール２は、金属板部５０１の構成に特徴を有し、その他の構成については、上述の実施例１による半導体モジュール１と同様であってよい。以下では、主に、金属板部５０１の特徴的な構成について説明する。
金属板部５０１は、一方向（本例では、図１のＹ方向）の両端部に締結部５２１を含む。締結部５２１の構成は、以下で説明する板厚の特徴以外は、上述の実施例１による金属板部５０の締結部５２と同様であってよい。また、各端部の締結部５２１は、好ましくは、以下で説明する板厚の特徴以外は、金属板部５０１のＸ方向に関して対称に設定される。
金属板部５０１の締結部５２１は、図7に示すように、金属板部５０１の中央部（端部よりも中心側の部位であり、図示の例では、締結部５２１以外の部分）の板厚よりも薄い板厚で形成される。金属板部５０１の締結部５２１は、好ましくは、金属板部５０１の中央部の板厚の半分の板厚で形成される。また、Ｙ方向の一方（本例では、左側）の端部における金属板部５０１の締結部５２１は、金属板部５０１の上面５０ｃと面一になるように形成される一方、Ｙ方向の他方（本例では、右側）の端部における金属板部５０１の締結部５２１は、金属板部５０１の下面５０ａと面一になるように形成される。換言すると、Ｙ方向の一方（本例では、左側）の端部における金属板部５０１の締結部５２１は、金属板部５０１の下面５０ａ側が薄肉化される一方、Ｙ方向の他方（本例では、右側）の端部における金属板部５０１の締結部５２１は、金属板部５０１の上面５０ｃ側が薄肉化される。この際、薄肉化は、金属板部５０１の中央部の板厚の半分であってよい。
図８は、２つの半導体モジュール２の実装状態の一例を示す断面図である。図８では、図１のラインＡ−Ａに沿って切断した断面（図３（Ａ）に相当する断面）で半導体モジュール１の実装状態が示される。
半導体モジュール２は、図８に示すように、２つ以上をＹ方向に並べて実装されるのが好適である。この際、図８に示すように、Ｙ方向で互いに隣接しあう半導体モジュール２同士について、それぞれの相手側端部の金属板部５０１の締結部５２１は互いに上下に重ねられてボルト１１０により共締めされる。各半導体モジュール２は、隣接する側の金属板部５０１の締結部５２１を重ねて双方を貫通するボルト１１０により流路形成部材（水路、ハウジング等）１００に締結される。尚、この際、各冷却板部５７は、図６に示した実装態様と同様に、対応する各金属板部５０１と共に流路形成部材１００に締結される。尚、冷却板部５７は、複数の金属板部５０１に対して共通の大型の板材から形成されてもよい。図８に示す例では、各冷却板部５７についても、金属板部５０１の締結部５２１と同様の板厚特徴の締結部５８を有し、Ｙ方向で互いに隣接しあう各冷却板部５７の締結部５８は互いに上下に重ねられてボルト１１０により共締めされている。
本実施例の半導体モジュール２によれば、上述の実施例１による半導体モジュール１により得られる効果に加えて、以下のような効果がとりわけ得られる。即ち、本実施例の半導体モジュール２によれば、２つ以上をＹ方向に並べて実装する場合に、各締結部５２１を重ねて実装することができる。これにより、２つ以上をＹ方向に並べて実装する場合に、Ｙ方向で短い距離のスペースを利用して効率的に実装することができる。即ち、Ｙ方向の省スペース化（モジュール全体としての小型化）を図ることができる。また、各締結部５２１を重ねて共締めすることにより、必要なボルト１１０の本数を低減することができる。尚、互いに上下に重ねられる各半導体モジュール２の金属板部５０１の締結部５２１が、上述の如く、一方が金属板部５０１の上面５０ｃと面一であり、他方が金属板部５０１の下面５０ａと面一であり、且つ、金属板部５０１の中央部の板厚の半分の板厚で形成される場合には、実装状態の各半導体モジュール２の高さが異なることもない。
尚、半導体モジュール２は、上述の如く２個以上をＹ方向に並べて実装されるのが好適であるが、図６に示した半導体モジュール１の実装状態のように、単体で流路形成部材（水路、ハウジング等）１００に締結されてもよい。
図９は、本発明のその他の実施例（実施例３）による半導体モジュール３の下面側を示す平面図である。尚、図９では、便宜上、冷却板部５７が取り付けられていない状態が示されている。本実施例の半導体モジュール３は、金属板部５０２の構成に特徴を有し、その他の構成については、上述の実施例１による半導体モジュール１と同様であってよい。以下では、主に、金属板部５０２の特徴的な構成について説明する。
金属板部５０２は、一方向（本例では、図１のＹ方向）の両端部に締結部５２２を含む。締結部５２２は、図９に示すように、金属板部５０２の端部における他の領域よりもＹ方向に突出した領域内に形成される。本実施例では、金属板部５０２のＹ方向の一方側（本例では、左側）の端部における締結部５２２は、２箇所形成され、２箇所の締結部５２２は、Ｘ方向で両側の領域であって、その間の領域よりもＹ方向に突出した領域内に形成される。即ち、金属板部５０２のＹ方向の一方側（本例では、左側）の端部の形状は、中心側からＹ方向に見て両側が突出した凹型をなし、Ｘ方向の両側に締結部５２２がそれぞれ設定される。また、金属板部５０２のＹ方向の他方側（本例では、右側）の端部における締結部５２２は、１箇所だけ形成され、Ｘ方向で中央の領域であって、Ｘ方向でその両側の領域よりもＹ方向に突出した領域内に形成される。即ち、金属板部５０２のＹ方向の他方側（本例では、右側）の端部の形状は、中心側からＹ方向に見て中央が突出した凸型をなし、Ｘ方向の中央の領域に唯一の締結部５２２が設定される。
樹脂モールド部６０のＹ方向の側部は、Ｙ方向で締結部５２２の最も側方の位置よりも中心側に位置する。図示の例では、樹脂モールド部６０のＹ方向の側部は、延長側部６２を除いて、Ｙ方向で金属板部５０２の側面５０ｂから側方に延在しない。尚、図示の例では、延長側部６２は、凸型側の端部（図９の右側の端部）において、Ｘ方向で締結部５２２の両側に設定されている。
尚、半導体モジュール３の冷却板部５７は、金属板部５０２の締結部５２２に対応した締結部５８（図示せず）を有する。冷却板部５７は、金属板部５０２と同様の外形を有してよい。
図１０は、２つの半導体モジュール３の実装状態の一例を半導体モジュール３の下面側から示す平面図である。尚、図１０では、便宜上、冷却板部５７が取り付けられていない状態が示されている。
半導体モジュール３は、図１０に示すように、２つ以上をＹ方向に並べて実装されるのが好適である。この際、図１０の破線枠Ｔ部内に示すように、Ｙ方向で互いに隣接しあう半導体モジュール３同士について、金属板部５０２の凸型の端部における中央領域の締結部５２２が、金属板部５０２の凹型の端部におけるＸ方向の中央の領域（凹領域）に入り込むように、実装される。即ち、Ｙ方向で互いに隣接しあう半導体モジュール３同士について、それぞれの２箇所の締結部５２２と１箇所の締結部５２２とをＹ方向で対向させ、２箇所の締結部５２２と１箇所の締結部５２２とをＸ方向で互い違いになるように（即ち、２箇所の締結部５２２と１箇所の締結部５２２とがＹ方向でオーバーラップするように）、実装される。尚、この際、各冷却板部５７(図９，１０では図示せず)は、図６に示した実装態様と同様に、対応する各金属板部５０２と共に流路形成部材に締結される。尚、冷却板部５７は、複数の金属板部５０２に対して共通の大型の板材から形成されてもよい。
本実施例の半導体モジュール３によれば、上述の実施例１による半導体モジュール１により得られる効果に加えて、以下のような効果がとりわけ得られる。即ち、本実施例の半導体モジュール３によれば、２つ以上をＹ方向に並べて実装する場合に、各半導体モジュール３の締結部５２２をＹ方向でオーバーラップさせて実装することができる。これにより、２つ以上の半導体モジュール３をＹ方向に並べて実装する場合に、Ｙ方向で短い距離のスペースを利用して効率的に実装することができる。即ち、Ｙ方向の省スペース化（モジュール全体としての小型化）を図ることができる。
尚、本実施例３において、金属板部５０２の一方の端部の締結部５２２と他方の端部の締結部５２２の関係は、Ｘ方向で互いに対してオフセットしていれば、上述の効果を得ることができ、上述の例に限定されることはない。また、金属板部５０２の一端部における締結部５２２の数についても、必要に応じた任意の数であってよく、金属板部５０２の両端部で同一の数であっても良いし、異なる数であってもよい。
尚、半導体モジュール３は、上述の如く２個以上をＹ方向に並べて実装されるのが好適であるが、図６に示した半導体モジュール１の実装状態のように、単体で流路形成部材１００に締結されてもよい。
図１１は、本発明のその他の実施例（実施例４）による半導体モジュール４の主要断面を示す図である。図１１は、図１のラインＣ−Ｃに沿って切断した断面（図３（Ｃ）に相当する断面）に対応する。図１２は、半導体モジュール４の下方からの半導体モジュール４の投影視であり、フィン５７３ａの形成領域を示す。本実施例の半導体モジュール４は、冷却板部５７３の構成に特徴を有し、その他の構成については、上述の実施例１による半導体モジュール１と同様であってよい。例えば、冷却板部５７３の締結部（図示せず）は、上述の実施例１による冷却板部５７の締結部５８と同様であってよい。以下では、主に、冷却板部５７３の特徴的な構成について説明する。
冷却板部５７３は、フィン５７３ａの形成領域が異なる以外は、上述の実施例１による冷却板部５７の構成と実質的に同様であってよい。フィン５７３ａは、図１１及び図１２に示すように、金属ブロック３０の側部よりも中心側に形成される。即ち、フィン５７３ａは、投影視でフィン５７３ａの形成領域よりも側方に金属ブロック３０の側部が延在するように、形成される。
本実施例の半導体モジュール４によれば、上述の実施例１による半導体モジュール１により得られる効果に加えて、以下のような効果がとりわけ得られる。即ち、本実施例の半導体モジュール４によれば、投影視でフィン５７３ａの形成領域よりも側方に金属ブロック３０の側部が延在することにより、半導体モジュール４の検査（例えば超音波探傷検査等）が容易となる。即ち、半導体モジュール４の内部（樹脂モールド部６０内部の各構成要素間の接合状態等）を例えば超音波探傷装置により検査する際、超音波を半導体モジュール４の下面側から入射する必要があるが、半導体モジュール４の下面側にフィン５７３ａが存在すると、超音波がフィン５７３ａにより反射して精度の良い検査結果が得られない。これに対して、本実施例の半導体モジュール４によれば、フィン５７３ａの形成されていないエリアＰ１，Ｐ２，Ｐ３（図１１参照）を利用して、冷却板部５７３を取り外すことを要せずに半導体モジュール４を精度の良く超音波探傷検査することができる。従って、尚、具体的な検査対象は、例えば、金属ブロック３０と絶縁シート４０の間の剥離の有無、絶縁シート４０と金属板部５０の間の剥離の有無等を含んでよい。
図１３は、上述の各実施例に共通に適用可能な２つの半導体モジュールの実装状態の一例を示す断面図である。図１３では、一例として、２つの半導体モジュール２を用いた例が示される。図１３では、図１のラインＡ−Ａに沿って切断した断面（図３（Ａ）に相当する断面）で半導体モジュール１の実装状態が示される。
２つの半導体モジュール２は、図１３に示すように、上下方向で互いにフィン５７ａ側が対向する関係で設置されてもよい。この場合、図１３に示すように、上下の半導体モジュール２は、流路形成部材（水路、ハウジング等）１００に共通のボルト１１０及びナット１１１により締結される。即ち、上下の半導体モジュール２の互いに対向する各金属板部５０１の各締結部５２１に対して共通のボルト１１０及びナット１１１を使用して、上下の半導体モジュール２が流路形成部材１００に締結される。尚、この際、各冷却板部５７は、図６に示した実装態様と同様に、対応する各金属板部５０１と共に流路形成部材１００に締結される。これにより、締結に必要なボルト１１０等の点数を低減することができる。尚、図１３に示すように、２つの半導体モジュール２が上下方向で互いにフィン５７ａ側が対向する関係で設置される場合、冷却媒体流路１０２は、上下方向では、上下の半導体モジュール２の冷却板部５７（フィン５７ａ側の面）により画成される。
次に、図１４以降を参照して、超音波探傷装置による超音波探傷検査が行いやすくなる特徴的な構成について説明する。ここでは、便宜上、上述の実施例１による半導体モジュール１に関して説明するが、他の実施例２，３，４に対しても同様に適用可能である。
図１４は、金属板部５０の板厚と超音波探傷検査の検査容易性（精度）との関係を模式的に示す原理図である。ここでは、半導体モジュール１は、上述の如く、冷却板部５７を取り外した状態で、例えば金属板部５０側を水中に沈め、水中の超音波探傷装置の探触子（ＳＡＴ探触子）から金属板部５０の下面に超音波を入射し、その反射波を解析することで検査される。また、本例では、検査対象は、半導体素子１０とはんだ層８２の間の剥離の有無、はんだ層８２内部のボイドの有無、及び、はんだ層８２と金属ブロック３０の間の剥離の有無の少なくともいずれか１つである。この目的のため、測定対象超音波は、図中に測定対象超音波として実線で示すように、
（１）はんだ層８２と金属ブロック３０の間の境界まで反射せずに到達し、はんだ層８２と金属ブロック３０の間の境界で反射して直接戻る反射波（以下、第１測定対象反射波という）と、
（２）半導体素子１０とはんだ層８２の間の境界まで反射せずに到達し、半導体素子１０とはんだ層８２の間の境界で反射して直接戻る反射波（以下、第２測定対象反射波という）である。
これに応じて、超音波探傷装置のゲート範囲（超音波到達時間に関する監視範囲）は、第１測定対象反射波の到達時間と、第２測定対象反射波の到達時間とに基づいて設定される。ゲート範囲は、第１測定対象反射波の到達時間から、第２測定対象反射波の到達時間＋αまでの範囲であってもよい。αは、典型的には、１波長分（例えば水の中での１波長）の時間であるが、１波長分の時間よりも長い時間であってもよい。
図１４では、（Ａ）に示す例と、（Ｂ）に示す例とでは、金属板部５０の板厚ｔ１が異なる。図１４（Ａ）に示す例においては、ゲート範囲内に内部エコー成分（ノイズ）が多く混入し、測定対象反射波が内部エコー成分に隠されてしまっている。内部エコー成分は、図示のように、金属板部５０内や絶縁シート４０内で反射を繰り返して（即ち、金属ブロック３０と絶縁シート４０の間の境界、絶縁シート４０と金属板部５０の間の境界、金属板部５０と外部（例えば水）の間の境界）で反射を繰り返して到達する反射成分を含む。他方、図１４（Ｂ）に示す例においては、ゲート範囲内に内部エコー成分（ノイズ）が実質的に混入せず、内部エコー成分から測定対象反射波を切り離して精度良く抽出することができる。
従って、金属板部５０の板厚ｔ１は、金属ブロック３０と絶縁シート４０の間の境界で反射して到達する内部エコー成分や、絶縁シート４０と金属板部５０の間の境界で反射して到達する内部エコー成分等がゲート範囲内に実質的に重畳しないような厚みに設定される。これにより、内部エコー成分から測定対象反射波を切り離して精度良く抽出することができ、検査精度が向上する。
ここで、かかる適切な金属板部５０の板厚ｔ１の範囲の導出方法の一例について図１５等を参照して説明する。ここでは、内部エコー成分として、図１５に示すように、金属板部５０内でｍ回往復する反射波と、絶縁シート４０内でｎ回往復する反射波とを想定する。
以下の数式で用いる添え字の定義は図１６の通りである。例えば、添え字ｉ＝３は、金属ブロック３０の層を表す。
［１．測定対象反射波の到達時間］
第１測定対象反射波（はんだ層８２と金属ブロック３０の間の境界で反射して直接戻る反射波）の到達時間は、以下の通りである。
Figure 0005601374
 第２測定対象反射波（半導体素子１０とはんだ層８２の間の境界で反射して直接戻る反射波）の到達時間は、以下の通りである。
Figure 0005601374
 このとき、ゲート範囲Ｔｇは、後側に１波長分だけ付加して、以下の通りである。
Figure 0005601374
 ［２．内部エコーの到達時間］
内部エコーの到達時間Ｔｍｎは、送出波の減衰回数をｋとして、以下の通りである。
Figure 0005601374
 ［３．ｍの決定］
以下の関係
Figure 0005601374
 を満たす初回のｍ（２以上の整数）は、以下の関係式から導出される。
Figure 0005601374
 よって、ｍ（２以上の整数）は、以下の関係式を満たす整数である。
Figure 0005601374
 ［４．重畳範囲の導出（適切な板厚ｔ１の範囲の導出）］
絶縁シート４０の厚みは薄く、
Figure 0005601374
までは波が密に詰まっており、内部エコーが重畳し、測定対象反射波が測定不能であると考えると、以下の２つの条件（式（２）及び（３））を満たせば、内部エコーが実質的に重畳せず、測定対象反射波が測定可能である。
Figure 0005601374
Figure 0005601374
 式（２）は、次の通り表せる。
Figure 0005601374
 これを整理すると、以下の通りである。
Figure 0005601374
 式（３）は、次の通り表せる。
Figure 0005601374
 これを整理すると、以下の通りである。
Figure 0005601374
 従って、以上の式（１），式（２'）及び式（３'）を満たすｔ１を導出することで、適切な板厚ｔ１の範囲の導出することができる。即ち、以上の式（１）からｍを決定し、当該ｍを用いて式（２'）及び式（３'）を満たすｔ１を導出することで、適切な板厚ｔ１の範囲の導出することができる。
次に、特定の条件の下、適切な板厚ｔ１の範囲の導出した算出例を示す。ここでは、図１７に示すような条件を用いる。尚、金属ブロック３０は銅であり、絶縁シート４０は樹脂であり、金属板部５０はアルミであるとした。また、図１７中の「−」は、当該変数が任意（不問）であることを示す。尚、計算では、周波数ｆを５０ＭＨｚとし、減数回数を４［回］とし、ｎｍａｘは４［回］とした。
図１８は、計算結果に対応したグラフを示す。図１８には、板厚ｔ１が１〜４［ｍｍ］の範囲で変化したときの各パラメータの変化態様が示される。パラメータは、第１測定対象反射波（はんだ層８２と金属ブロック３０の間の境界で反射して直接戻る反射波）の到達時間と、第２測定対象反射波（半導体素子１０とはんだ層８２の間の境界で反射して直接戻る反射波）の到達時間と、内部エコーの到達時間である。内部エコーの到達時間は、（ｍ，ｎ）＝（２，０）、（２，４）、（３，０）及び（３，４）の４つの場合が示されている。
金属板部５０の板厚ｔ１の範囲が１〜４［ｍｍ］の範囲で考えると、この条件下で上記式（１）を満たすｍは２となり、適切な板厚ｔ１の範囲は、約２．３〜約２．５［ｍｍ］となる。即ち、図１８に示すように、板厚ｔ１の範囲が約２．３〜約２．５［ｍｍ］となる区間Ａでは、第１測定対象反射波の到達時間及び第２測定対象反射波の到達時間が、各内部エコーの到達時間から乖離している（内部エコーが第１測定対象反射波及び第２測定対象反射波に重畳しない）ため、第１測定対象反射波及び第２測定対象反射波を精度良く測定することができる。他方、金属板部５０の板厚ｔ１が他の区間Ｂ，Ｃとなる場合は、内部エコーが第１測定対象反射波及び第２測定対象反射波に重畳し、第１測定対象反射波及び第２測定対象反射波を精度良く測定することが困難である。
図１９は、上述の各実施例による半導体モジュール１，２等を含むハイブリッドシステム６００の一例を示す概要図である。
図示の例では、ハイブリッドシステム６００は、電池６０２と、インバータ６１０と、モータジェネレータ６２０，６２２とを含む。上述の各実施例による半導体モジュール１，２等は、ＩＰＭ（Intelligent Power Module）６１２として実現されてもよい。ＩＰＭ６１２は、インバータ６１０内部に搭載され、ＥＣＵ６１４からの信号によりＰＷＭ制御で交流（ＤＣ）と直流（ＡＣ）間の変換を行う。尚、図示の例では、インバータ６１０内部にＤＣ／ＤＣ昇圧コンバータ６１６が追加されている。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、上述した実施例では、半導体モジュール１における半導体素子１０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各上アーム及び各下アームの計６アームを構成しているが、半導体モジュール１内に実装されるアーム数は任意である。半導体モジュール１が、例えば２つのモータ（図１９参照）を駆動するためのインバータとして具現化される場合、半導体素子１０は、第１のモータ用のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各上アーム及び各下アーム、第２のモータ用のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各上アーム及び各下アームを構成してもよい。また、１アームについて、並列で複数の半導体素子１０が実装されてもよい。
また、半導体モジュール１は、他の構成（例えば、モータ駆動用のＤＣ／ＤＣ昇圧コンバータの素子の一部）を含んでよいし、また、半導体モジュール１は、半導体素子１０と共に、他の素子（コンデンサ、リアクトル等）を含んでよい。また、半導体モジュール１は、冷却構造が必要なモジュールであれば任意であり、インバータを構成する半導体モジュールに限定されることはない。また、半導体モジュール１は、車両用のインバータに限らず、他の用途（鉄道、エアコン、エレベータ、冷蔵庫等）で使用されるインバータとして実現されてもよい。
また、上述した実施例１において、半導体モジュール１がＹ方向に複数個配置される場合、互いに隣接しあう半導体モジュール１は、互いに対してＸ方向にオフセットして互い違いに（千鳥状に）配置されてもよい。即ち、互いに隣接しあう２つの半導体モジュール１の一方の締結部５２間の空いた領域（Ｙ方向の端部における凹領域）に、他方の半導体モジュール１の締結部５２の１つが入り込む態様で、半導体モジュール１がＹ方向に複数個配置されてもよい。この場合も、図１０に示した半導体モジュール３の実装状態の場合のように、２つ以上の半導体モジュール１をＹ方向に並べて実装する場合に、Ｙ方向で短い距離のスペースを利用して効率的に実装することができ、Ｙ方向の省スペース化（モジュール全体としての小型化）を図ることができる。
１，２，３，４ 半導体モジュール
１０ 半導体素子
２０ 配線部材
２０ａ 端子
２２ 配線部材
２２ａ 端子
３０ 金属ブロック
４０ 絶縁シート
５０，５０１，５０２ 金属板部
５０ａ 金属板部の下面
５０ｂ 金属板部の側面
５０ｃ 金属板部の上面
５１ 薄肉部
５２，５２１，５２２ 金属板部の締結部
５３ 金属板部の締結部の締結穴
５７，５７３ 冷却板部
５７ａ，５７３ａ フィン
５７ｂ シール部
５８ 冷却板部の締結部
５９ 冷却板部の締結部の締結穴
６０ 樹脂モールド部
６２ 延長側部
６６ リブ部
７０ グリース
８０ はんだ層
８２ はんだ層
１００ 流路形成部材
１０２ 冷却媒体流路
１１０ ボルト
１２０ シール材
６００ ハイブリッドシステム
６０２ 電池
６１０ インバータ
６１２ ＩＰＭ
６１６ ＤＣ／ＤＣ昇圧コンバータ
６２０，６２２ モータジェネレータ

Claims (11)

  1. 半導体モジュールであって、
    半導体素子と、
    前記半導体素子側の第１の面を有する金属板部と、
    前記半導体素子及び前記金属板部に樹脂をモールドして形成されるモールド部と、
    前記金属板部とは別部材で構成される冷却板部であって、前記金属板部における前記半導体素子側の第１の面とは反対側に設けられ、前記金属板部側とは反対側にフィンを有する冷却板部と、
    前記半導体素子と前記金属板部の前記半導体素子側の第１の面との間に設けられるヒートシンク部と、
    前記ヒートシンク部と前記金属板部の前記半導体素子側の第１の面との間に設けられる絶縁材とを備え、
    前記ヒートシンク部及び前記絶縁材は、前記モールド部内に配置され、
    前記絶縁材は、熱伝導性を有し、前記ヒートシンク部の端部よりも側方に延在する端部を有し、
    前記冷却板部のフィンは、前記絶縁材の端部よりも中心側に形成されることを特徴とする、半導体モジュール。
  2. 半導体モジュールであって、
    半導体素子と、
    前記半導体素子側の第１の面を有する金属板部であって、端部に締結部を有する金属板部と、
    前記半導体素子及び前記金属板部に樹脂をモールドして形成されるモールド部と、
    前記金属板部とは別部材で構成される冷却板部であって、前記金属板部における前記半導体素子側の第１の面とは反対側に設けられ、前記金属板部側とは反対側にフィンを有する冷却板部とを備え、
    前記金属板部の締結部が、前記モールド部から露出すると共に、前記冷却板部が、前記金属板部の締結部に対応する位置に締結部を有し、
    前記金属板部と前記冷却板部は、前記金属板部の締結部と前記冷却板部の締結部とを通して、冷却媒体が連通する冷却媒体通路を形成する流路形成部材に締結されることを特徴とする、半導体モジュール。
  3. 前記金属板部の厚みは、当該半導体モジュールの前記金属板部側から超音波探傷装置により超音波を入射した際に、測定対象反射波を検出するためのゲート範囲内に、前記金属板部と前記絶縁材の間の界面で反射する内部エコー成分と、前記絶縁材と前記ヒートシンク部の間の界面で反射する内部エコー成分とが実質的に検出されない厚みに設定される、請求項１に記載の半導体モジュール。
  4. 前記半導体素子は、はんだ層を介して前記ヒートシンク部に設けられ、
    前記ゲート範囲は、
    前記金属板部における前記冷却板部側の第２の面から入射し、前記はんだ層と前記ヒートシンク部の間の界面で反射して直接戻る第１測定対象反射波の到達時間と、
    前記金属板部における前記冷却板部側の第２の面から入射し、前記半導体素子と前記はんだ層の間の界面で反射して直接戻る第２測定対象反射波の到達時間とに基づいて設定される、請求項３に記載の半導体モジュール。
  5. 前記冷却板部のフィンは、前記ヒートシンク部の端部よりも中心側に形成される、請求 項１に記載の半導体モジュール。
  6. 前記金属板部と前記冷却板部との間にグリースが塗布される、請求項１に記載の半導体モジュール。
  7. 前記モールド部は、前記金属板部における前記締結部が存在しない領域において、前記金属板部における冷却板部側の第２の面と同一平面まで延在して前記金属板部の側面に密着する延長側部を有する、請求項１に記載の半導体モジュール。
  8. 前記半導体素子に接続される配線部材を更に含み、
    前記配線部材は、端子が外部に露出する態様で前記モールド部内に配置され、
    前記モールド部は、前記配線部材の端子が露出する側部領域において、該側部領域に隣接する側部領域よりも側方に突出したリブ部を有する、請求項１に記載の半導体モジュール。
  9. 前記金属板部の締結部は、第１の方向で両側の端部にそれぞれ設けられ、
    前記金属板部の締結部は、前記金属板部の端部における他の領域よりも前記第１の方向に突出した領域内に形成され、
    前記モールド部は、前記第１の方向で前記金属板部の締結部よりも中心側に形成され、
    前記金属板部における一方側の端部の締結部は、他方側の端部の締結部に対して、前記第１の方向に直角な第２の方向でオフセットした位置に形成される、請求項１に記載の半導体モジュール。
  10. 前記金属板部の締結部は、第１の方向で両側の端部にそれぞれ設けられ、
    前記金属板部の締結部は、前記金属板部の中央部の板厚よりも薄く形成され、
    前記第１の方向で前記金属板部の一方側の端部の締結部は、前記金属板部の半導体素子側の第１の面と面一であり、前記第１の方向で前記金属板部の他方側の端部の締結部は、前記金属板部の冷却板部側の第２の面と面一である、請求項１に記載の半導体モジュール。
  11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体モジュールを含むハイブリッドシステム。
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