以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
実施の形態1.
図1から図3を参照して、実施の形態1に係る半導体装置1を説明する。半導体装置1は、放熱部材40と、複数の半導体モジュール3,4,5,6と、プリント基板50とを主に備える。半導体装置1は、ケース43と、第2封止部材45とをさらに備えてもよい。半導体装置1は、パワー半導体装置であってもよい。半導体装置1は、例えば、自動車に組み込まれてもよい。
放熱部材40は、複数の半導体モジュール3,4,5,6において発生する熱を、半導体装置1の外部に放散する。放熱部材40は、主面40sを有する。放熱部材40は、放熱フィン41を含んでもよい。放熱フィン41を含む放熱部材40は、複数の半導体モジュール3,4,5,6において発生する熱を、半導体装置1の外部に、さらに効率的に放散させることができる。
放熱部材40は、例えば、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銅モリブデン(CuMo)合金、またはAlSiCのような複合材料で構成されている。銅モリブデン(CuMo)合金またはAlSiCの材料で構成される放熱部材40は、低い線膨張係数を有する。低い線膨張係数を有する放熱部材40は、半導体装置1の動作中に、放熱部材40と複数の半導体モジュール3,4,5,6との間の接合が劣化することを抑制することができる。
複数の半導体モジュール3,4,5,6は、放熱部材40の主面40s上に接合される。複数の半導体モジュール3,4,5,6の各々を検査した後に、複数の半導体モジュール3,4,5,6は、放熱部材40の主面40s上に接合されてもよい。複数の半導体モジュール3,4,5,6を放熱部材40の主面40s上に接合する前に複数の半導体モジュール3,4,5,6が検査されるため、1つ以上の半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rの一部が不良であっても、不良の半導体素子を含む不良の半導体モジュールのみを良品の半導体モジュールに交換するだけで、半導体装置1が得られる。複数の半導体モジュール3,4,5,6を放熱部材40の主面40s上に接合する前に複数の半導体モジュール3,4,5,6を検査することによって、半導体装置1の製造効率が向上され得る。
複数の半導体モジュール3,4,5,6は、第1接合部材42を介して、放熱部材40の主面40sに接合される。第1接合部材42は、高い熱伝導性を有する材料で構成されることが好ましい。第1接合部材42は、例えば、はんだで構成されてもよいし、銀(Ag)ナノ粒子焼結体、銅(Cu)ナノ粒子焼結体または銅錫(CuSn)ナノ粒子焼結体のような金属微粒子焼結体で構成されてもよい。
複数の半導体モジュール3,4,5,6は、第1の半導体モジュールと第2の半導体モジュールとを含む。本明細書において、複数の半導体モジュール3,4,5,6が第1の半導体モジュールと第2の半導体モジュールとを含むことは、複数の半導体モジュール3,4,5,6が第1の半導体モジュール及び第2の半導体モジュールからなること(すなわち、2つの半導体モジュールからなること)と、複数の半導体モジュール3,4,5,6が第1の半導体モジュール、第2の半導体モジュール及び1つ以上の他の半導体モジュールからなること(すなわち、3つ以上の半導体モジュールからなること)とを意味する。
複数の半導体モジュール3,4,5,6は、放熱部材40の主面40s上に、一次元的に(一列に)配列されてもよい。例えば、半導体モジュール3と半導体モジュール4とは、第1の方向(例えば、y方向)に沿って配列されてもよい。半導体モジュール3と半導体モジュール5とは、第2の方向(例えば、x方向)に沿って配列されてもよい。
複数の半導体モジュール3,4,5,6は、放熱部材40の主面40s上に、二次元的に(マトリクス状に)配列されてもよい。例えば、複数の半導体モジュール3,4,5,6は、第1の方向(例えば、y方向)と第1の方向(例えば、y方向)に交差する第2の方向(例えば、x方向)とに沿って配列されてもよい。特定的には、第2の方向(例えば、x方向)は、第1の方向(例えば、y方向)に直交してもよい。複数の半導体モジュール3,4,5,6の一部(例えば、半導体モジュール3,4,5)は、プリント基板50の外周に沿って配置されてもよい。複数の半導体モジュール3,4,5,6の一部(例えば、半導体モジュール3,6)は、プリント基板50の対角線に沿って配置されてもよい。
複数の半導体モジュール3,4,5,6は、各々、1つ以上の半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rと、1つ以上の半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rを囲む枠体30,30p,30q,30rとを含む。複数の半導体モジュール3,4,5,6は、基板10,10p,10q,10rと、1つ以上のリード(第1リード25,25p,25q,25r及び第2リード27,27p,27q,27r)と、第1封止部材34とをさらに含んでもよい。半導体モジュール3,4,5,6は、互いに同様の構成を有している。
具体的には、半導体モジュール3は、1つ以上の半導体素子20,21と、1つ以上の半導体素子20,21を囲む枠体30と、基板10と、第1リード25と、第2リード27と、第1封止部材34とを主に含む。半導体モジュール4は、1つ以上の半導体素子20p,21pと、1つ以上の半導体素子20p,21pを囲む枠体30pと、基板10pと、第1リード25pと、第2リード27pと、第1封止部材34とを主に含む。半導体モジュール5は、1つ以上の半導体素子20q,21qと、1つ以上の半導体素子20q,21qを囲む枠体30qと、基板10qと、第1リード25qと、第2リード27qと、第1封止部材34とを主に含む。半導体モジュール6は、1つ以上の半導体素子20r,21rと、1つ以上の半導体素子20r,21rを囲む枠体30rと、基板10rと、第1リード25rと、第2リード27rと、第1封止部材34とを主に含む。
半導体素子20,20p,20q,20rは、半導体素子21,21p,21q,21rと同じであってもよいし、異なってもよい。半導体素子20,20p,20q,20rは、互いに同じであってもよいし、異なってもよい。半導体素子21,21p,21q,21rは、互いに同じであってもよいし、異なってもよい。半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rは、例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)または金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)のような半導体スイッチング素子であってもよいし、還流ダイオード(FWD)であってもよい。半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rは、例えば、シリコン(Si)、炭化シリコン(SiC)、窒化ガリウム(GaN)、ダイヤモンド、酸化亜鉛(ZnO)またはセレン化亜鉛(ZnSe)のような材料で構成されてもよい。
基板10,10p,10q,10rは、各々、絶縁板11と、絶縁板11の上面上の第1導電部12と、絶縁板11の下面上の第2導電部13とを含む。基板10,10p,10q,10rの第2導電部13は、第1接合部材42を用いて、放熱部材40に接合されている。
絶縁板11は、例えば、アルミナ(Al2O3)、窒化アルミ(AlN)もしくは窒化ケイ素(Si3N4)のようなセラミック材料で構成されてもよい。第1導電部12及び第2導電部13は、例えば、銅(Cu)層、アルミニウム(Al)層または銅(Cu)層とアルミニウム(Al)層との積層体で構成されてもよい。第1導電部12及び第2導電部13は、例えば、アルミニウム(Al)−シリコン(Si)合金、銀(Ag)−銅(Cu)合金もしくは銀(Ag)−銅(Cu)−チタン(Ti)合金のような活性金属材料からなるろう材を用いた接合法、または、直接接合法によって、絶縁板11に接合されてもよい。
半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rは、第2接合部材22を用いて、基板10,10p,10q,10rの第1導電部12に接合されている。第2接合部材22は、例えば、はんだ、銀(Ag)または銅(Cu)のような導電性材料から構成されてもよい。
1つ以上のリード(第1リード25,25p,25q,25r及び第2リード27,27p,27q,27r)は、半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rに電気的に接続されている。1つ以上のリード(第1リード25,25p,25q,25r及び第2リード27,27p,27q,27r)は、銅(Cu)またはアルミニウム(Al)のような、高い電気伝導度と高い熱伝導度とを有する材料で構成されてもよい。
第1リード25,25p,25q,25rは、第3接合部材23によって、1つ以上の半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rに接合されている。第1リード25,25p,25q,25rは、第3接合部材23を介して、1つ以上の半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rに電気的に接続されている。第3接合部材23は、例えば、はんだ、銀(Ag)または銅(Cu)のような導電性材料で構成されてもよい。
第1リード25,25p,25q,25rは、1つ以上の半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rのエッジから離れるように湾曲する湾曲部26,26p,26q,26rを含んでもよい。特定的には、第1リード25,25p,25q,25rは、半導体素子20,20p,20q,20rと半導体素子21,21p,21q,21rとの間に、湾曲部26,26p,26q,26rを含んでもよい。湾曲部26,26p,26q,26rは、電界が集中する1つ以上の半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rのエッジと第1リード25,25p,25q,25rとの間の距離を増加させる。湾曲部26,26p,26q,26rは、半導体装置1の絶縁耐圧を向上させることができる。
第2リード27,27p,27q,27rは、接合部材(図示せず)によって、第1導電部12に接合されている。第2リード27,27p,27q,27rは、接合部材(図示せず)を介して、第1導電部12に電気的に接続されている。
枠体30,30p,30q,30rは、1つ以上の半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rを囲む。放熱部材40の主面40sの平面視において、枠体30,30p,30q,30rは、各々、第1の方向(例えば、y方向)が長手方向でありかつ第2の方向(例えば、x方向)が短手方向である長方形の形状を有してもよい。本明細書において、放熱部材40の主面40sの平面視は、第1の方向(例えば、y方向)及び第2の方向(例えば、y方向)に直交する第3の方向(例えば、z方向)からの平面視として定義される。枠体30,30p,30q,30rは、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、液晶ポリマー(LCP)、エポキシ樹脂またはフッ素系樹脂のような、耐熱性を有する樹脂材料で構成されてもよい。
枠体30,30p,30q,30rは、プリント基板50に面する枠体30,30p,30q,30rの上面(例えば、上面32,32p)に、ねじ穴31を有してもよい。ねじ穴31は、枠体30,30p,30q,30rの各々の角部に設けられてもよい。放熱部材40の主面40sの平面視において、ねじ穴31が形成されている枠体30,30p,30q,30rの部分は、枠体30,30p,30q,30rの他の部分よりも厚くてもよい。そのため、ねじ穴31にねじ61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64rが螺合されたときに、枠体30,30p,30q,30rが破損することが防止される。
枠体30,30p,30q,30rは、第4接合部材33によって、基板10,10p,10q,10rに接合されている。特定的には、枠体30,30p,30q,30rの下面は、第4接合部材33によって、基板10,10p,10q,10rの第1導電部12に接合されている。枠体30,30p,30q,30rの下面は、枠体30,30p,30q,30rの上面(例えば、32,32p)とは反対側の枠体30,30p,30q,30rの表面である。第4接合部材33は、好ましくは、シリコーン系の接着剤のような、優れた可撓性と耐熱性とを有する材料で構成される。第4接合部材33は、動作時に高い温度を有する1つ以上の半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rの近くに設けられている。優れた可撓性と耐熱性とを有する材料で構成される第4接合部材33は、枠体30,30p,30q,30rの熱膨張係数と基板10,10p,10q,10rの熱膨張係数との差に起因して、枠体30,30p,30q,30r及びプリント基板50が基板10,10p,10q,10r及び放熱部材40に対して反ることを抑制することができる。そのため、優れた可撓性と耐熱性とを有する材料で構成される第4接合部材33は、プリント基板50が破損することを防止することができる。
1つ以上の半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rは、第1封止部材34によって封止されてもよい。第1封止部材34は、枠体30,30p,30q,30r内に充填されている。第1封止部材34は、電気的絶縁性を有する。第1封止部材34は、例えば、シリコーンゲルで構成されてもよい。第1封止部材34は、動作時に高い温度を有する1つ以上の半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rを封止するため、第1封止部材34は、高い耐熱性を有することが好ましい。
複数の半導体モジュール3,4,5,6は、ケース43内に収容される。ケース43と複数の半導体モジュール3,4,5,6との間に、第2封止部材45が充填される。第2封止部材45は、例えば、シリコーンゲルで構成されてもよい。第2封止部材45は、第1封止部材34と同じ材料で構成されてもよい。
プリント基板50は、複数の半導体モジュール3,4,5,6上にわたって延在する。プリント基板50は、第1の方向(例えば、y方向)と第1の方向に交差する第2の方向(例えば、x方向)とに延在している。プリント基板50上に配線(図示せず)が設けられている。プリント基板50上に電子部品52が載置されている。電子部品52は、はんだなどを用いて、プリント基板50上に設けられた配線(図示せず)に接合されてもよい。電子部品52を含むプリント基板50は、複数の半導体モジュール3,4,5,6を制御する制御回路を構成している。電子部品52は、特に制限はないが、例えば、トランス、リアクトル、電解コンデンサのようなコンデンサ、またはインダクタであってもよい。
プリント基板50は、第1固定部において、第1の半導体モジュールの第1枠体の第1上面に固定される。第1枠体は、第1の半導体モジュールに含まれる枠体である。第1上面はプリント基板50に面している。プリント基板50は、第2固定部において、第2の半導体モジュールの第2枠体の第2上面に固定される。第2枠体は、第2の半導体モジュールに含まれる枠体である。第2上面はプリント基板50に面している。
プリント基板50は、第3固定部において、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体の第3上面に固定される。第3上面はプリント基板50に面している。複数の半導体モジュールの1つは、第1の半導体モジュールであってもよいし、第2の半導体モジュールであってもよいし、第1及び第2の半導体モジュール以外の複数の半導体モジュールに含まれる半導体モジュールであってもよい。第3上面は、第1上面であってもよいし、第2上面であってもよいし、第1枠体及び第2枠体以外の枠体の上面であってもよい。
第3固定部は、第1固定部と第2固定部との間に位置している。本明細書において、第3固定部が、第1固定部と第2固定部との間に位置していることは、第3固定部が、第1固定部と第2固定部とを結ぶ直線上に位置することだけでなく、第3固定部が、第1固定部と第2固定部とを結ぶ直線から、第1固定部と第2固定部との間の距離の10%以下ずれていることをも含む。
プリント基板50は、第4固定部において、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体の第4上面に固定されてもよい。第4上面はプリント基板50に面している。複数の半導体モジュールの1つは、第1の半導体モジュールであってもよいし、第2の半導体モジュールであってもよいし、第1及び第2の半導体モジュール以外の複数の半導体モジュールに含まれる半導体モジュールであってもよい。第4上面は、第1上面であってもよいし、第2上面であってもよいし、または、第1枠体及び第2枠体以外の枠体の上面であってもよい。第4固定部が配置される複数の半導体モジュールの1つは、第3固定部が配置される複数の半導体モジュールの1つであってもよいし、第3固定部が配置される複数の半導体モジュールの1つと異なってもよい。第4上面は、第3上面であってもよいし、第3上面と異なってもよい。
第4固定部は、第2固定部と第3固定部との間に位置している。本明細書において、第4固定部が、第2固定部と第3固定部との間に位置していることは、第4固定部が、第2固定部と第3固定部とを結ぶ直線上に位置することだけでなく、第4固定部が、第2固定部と第3固定部とを結ぶ直線から、第1固定部と第2固定部との間の距離の10%以下ずれていることをも含む。
図1から図3を参照して、本実施の形態では、第2の半導体モジュールは、第1の半導体モジュールに隣り合っている。本実施の形態における、第1の半導体モジュール、第2の半導体モジュール、第1枠体、第2枠体、第1固定部、第2固定部、第3固定部及び第4固定部などの具体例の一部を説明する。
第1の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(61)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール3であり、第1枠体は枠体30であり、第1上面は上面32である。第2固定部は固定部(62p)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール4であり、第2枠体は枠体30pであり、第2上面は上面32pである。第3固定部は固定部(62)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール3に含まれる枠体30であり、第3上面は上面32である。第4固定部は固定部(61p)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール4に含まれる枠体30pであり、第4上面は上面32pである。
第2の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(63)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール3であり、第1枠体は枠体30である。第2固定部は固定部(64p)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール4であり、第2枠体は枠体30pである。第3固定部は固定部(64)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール3に含まれる枠体30である。第4固定部は固定部(63p)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール4に含まれる枠体30pである。
第3の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(61q)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール5であり、第1枠体は枠体30qである。第2固定部は固定部(62r)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール6であり、第2枠体は枠体30rである。第3固定部は固定部(62q)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール5に含まれる枠体30qである。第4固定部は固定部(61r)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール6に含まれる枠体30rである。
第4の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(63q)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール5であり、第1枠体は枠体30qである。第2固定部は固定部(64r)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール6であり、第2枠体は枠体30rである。第3固定部は固定部(64q)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール5に含まれる枠体30qである。第4固定部は固定部(63r)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール6に含まれる枠体30rである。
第5の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(61)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール3であり、第1枠体は枠体30であり、第1上面は上面32である。第2固定部は固定部(63q)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール5であり、第2枠体は枠体30qである。第3固定部は固定部(63)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール3に含まれる枠体30である。第4固定部は固定部(61q)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール5に含まれる枠体30qである。
第6の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(62)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール3であり、第1枠体は枠体30であり、第1上面は上面32である。第2固定部は固定部(64q)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール5であり、第2枠体は枠体30qである。第3固定部は固定部(64)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール3に含まれる枠体30である。第4固定部は固定部(62q)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール5に含まれる枠体30qである。
第7の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(61p)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール4であり、第1枠体は枠体30pであり、第1上面は上面32pである。第2固定部は固定部(63r)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール6であり、第2枠体は枠体30rである。第3固定部は固定部(63p)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール4に含まれる枠体30pである。第4固定部は固定部(61r)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール6に含まれる枠体30rである。
第8の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(62p)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール4であり、第1枠体は枠体30pであり、第1上面は上面32pである。第2固定部は固定部(64r)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール6であり、第2枠体は枠体30rである。第3固定部は固定部(64p)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール4に含まれる枠体30pである。第4固定部は固定部(62r)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール6に含まれる枠体30rである。
第9の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(61)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール3であり、第1枠体は枠体30であり、第1上面は上面32である。第2固定部は固定部(64r)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール6であり、第2枠体は枠体30rである。第3固定部は固定部(64)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール3に含まれる枠体30である。第4固定部は固定部(61r)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール6に含まれる枠体30rである。
第10の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(63q)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール5であり、第1枠体は枠体30qである。第2固定部は固定部(62p)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール4であり、第2枠体は枠体30pであり、第2上面は上面32pである。第3固定部は固定部(62q)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール5に含まれる枠体30qである。第4固定部は固定部(63p)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール4に含まれる枠体30pである。
図4を参照して、本実施の形態の変形例では、第2の半導体モジュールは、第1の半導体モジュールに隣り合っていなくてもよい。第1の半導体モジュールと第2の半導体モジュールとの間に、別の半導体モジュール7a,7b,7c,7d,7eが配置されてもよい。例えば、半導体モジュール3と半導体モジュール4との間に、半導体モジュール7aが配置されている。半導体モジュール3と半導体モジュール5との間に、半導体モジュール7bが配置されている。半導体モジュール3と半導体モジュール6との間に、半導体モジュール7cが配置されている。半導体モジュール4と半導体モジュール5との間に、半導体モジュール7cが配置されている。半導体モジュール4と半導体モジュール6との間に、半導体モジュール7dが配置されている。半導体モジュール5と半導体モジュール6との間に、半導体モジュール7eが配置されている。
複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの一部(例えば、半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7d,7e)は、プリント基板50の外周に沿って配置されてもよい。複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの一部(例えば、半導体モジュール3,6,7c)は、プリント基板50の対角線に沿って配置されてもよい。
半導体モジュール7a,7b,7c,7d,7eは、各々、半導体モジュール3,4,5,6と同様の構成を有している。例えば、半導体モジュール7a,7b,7c,7d,7eは、ねじ穴31が設けられた枠体30a,30b,30c,30d,30eを含んでいる。図4では、1つ以上の半導体素子、基板、1つ以上のリード、ケース等は省略されている。
図4を参照して、本実施の形態の変形例における、第1の半導体モジュール、第2の半導体モジュール、第1枠体、第2枠体、第1固定部、第2固定部、第3固定部及び第4固定部などの具体例の一部を説明する。
第11の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(61)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール3であり、第1枠体は枠体30であり、第1上面は上面32である。第2固定部は固定部(62p)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール4であり、第2枠体は枠体30pであり、第2上面は上面32pである。第3固定部は固定部(62)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7aに含まれる枠体30aである。第4固定部は固定部(61p)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7aに含まれる枠体30aである。
第12の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(63)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール7bであり、第1枠体は枠体30bである。第2固定部は固定部(64p)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール7dであり、第2枠体は枠体30dである。第3固定部は固定部(64)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7cに含まれる枠体30cである。第4固定部は固定部(63p)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7cに含まれる枠体30cである。
第13の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(61q)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール7bであり、第1枠体は枠体30bである。第2固定部は固定部(62r)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール7dであり、第2枠体は枠体30dである。第3固定部は固定部(62q)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7cに含まれる枠体30cである。第4固定部は固定部(61r)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7cに含まれる枠体30cである。
第14の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(63q)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール5であり、第1枠体は枠体30qである。第2固定部は固定部(64r)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール6であり、第2枠体は枠体30rである。第3固定部は固定部(64q)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7eに含まれる枠体30eである。第4固定部は固定部(63r)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7eに含まれる枠体30eである。
第15の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(61)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール3であり、第1枠体は枠体30であり、第1上面は上面32である。第2固定部は固定部(63q)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール5であり、第2枠体は枠体30qである。第3固定部は固定部(63)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7bに含まれる枠体30bである。第4固定部は固定部(61q)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7bに含まれる枠体30bである。
第16の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(62)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール7aであり、第1枠体は枠体30aである。第2固定部は固定部(64q)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール7eであり、第2枠体は枠体30eである。第3固定部は固定部(64)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7cに含まれる枠体30cである。第4固定部は固定部(62q)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7cに含まれる枠体30cである。
第17の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(61p)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール7aであり、第1枠体は枠体30aである。第2固定部は固定部(63r)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール7eであり、第2枠体は枠体30eである。第3固定部は固定部(63p)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7cに含まれる枠体30cである。第4固定部は固定部(61r)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7cに含まれる枠体30cである。
第18の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(62p)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール4であり、第1枠体は枠体30pであり、第1上面は上面32pである。第2固定部は固定部(64r)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール6であり、第2枠体は枠体30rである。第3固定部は固定部(64p)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7dに含まれる枠体30dである。第4固定部は固定部(62r)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7dに含まれる枠体30dである。
第19の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(61)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール3であり、第1枠体は枠体30であり、第1上面は上面32である。第2固定部は固定部(64r)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール6であり、第2枠体は枠体30rである。第3固定部は固定部(64)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7cに含まれる枠体30cである。第4固定部は固定部(61r)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7cに含まれる枠体30cである。
第20の具体例は、以下のとおりである。第1固定部は固定部(63q)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール5であり、第1枠体は枠体30qである。第2固定部は固定部(62p)であり、第2の半導体モジュールは半導体モジュール4であり、第2枠体は枠体30pであり、第2上面は上面32pである。第3固定部は固定部(62q)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7cに含まれる枠体30cである。第4固定部は固定部(63p)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7cに含まれる枠体30cである。
図1から図3に示される本実施の形態では、第2の半導体モジュールは、第1の半導体モジュールに隣り合ってもよい。第1固定部は、第2枠体からの第1枠体の第1遠位部分に位置してもよい。第2固定部は、第1枠体からの第2枠体の第2遠位部分に位置してもよい。第2枠体からの第1枠体の第1遠位部分は、第1の半導体モジュール及び第2の半導体モジュールが配列される方向における第1枠体の中心線よりも、第2枠体から遠位にある第1枠体の部分として定義される。第1枠体からの第2枠体の第2遠位部分は、第1の半導体モジュール及び第2の半導体モジュールが配列される方向における第2枠体の中心線よりも、第1枠体から遠位にある第2枠体の部分として定義される。
第3固定部は、第2枠体からの第1枠体の第1近位部分に位置してもよい。第2枠体からの第1枠体の第1近位部分は、第1の半導体モジュール及び第2の半導体モジュールが配列される方向における第1枠体の中心線よりも、第2枠体から近位にある第1枠体の部分として定義される。特定的には、第3固定部は、第2枠体に最も近い第1枠体の部分に位置してもよい。
第4固定部は、第1枠体からの第2枠体の第2近位部分に位置してもよい。第1枠体からの第2枠体の第2近位部分は、第1の半導体モジュール及び第2の半導体モジュールが配列される方向における第2枠体の中心線よりも、第1枠体から近位にある第2枠体の部分として定義される。特定的には、第4固定部は、第1枠体に最も近い第2枠体の部分に位置してもよい。
図3を参照して、第1近位部分、第2近位部分、第1遠位部分及び第2遠位部分などの具体例の一部を説明する。
上記第1の具体例及び上記第2の具体例では、第1近位部分は枠体30の部分35であり、第2近位部分は枠体30pの部分35pであり、第1遠位部分は枠体30の部分36であり、第2遠位部分は枠体30pの部分36pである。上記第3の具体例及び上記第4の具体例では、第1近位部分は枠体30qの部分35qであり、第2近位部分は枠体30rの部分35rであり、第1遠位部分は枠体30qの部分36qであり、第2遠位部分は枠体30rの部分36rである。
上記第5の具体例及び上記第6の具体例では、第1近位部分は枠体30の部分37であり、第2近位部分は枠体30qの部分37qであり、第1遠位部分は枠体30の部分38であり、第2遠位部分は枠体30qの部分38qである。上記第7の具体例及び上記第8の具体例では、第1近位部分は枠体30pの部分37pであり、第2近位部分は枠体30rの部分37rであり、第1遠位部分は枠体30pの部分38pであり、第2遠位部分は枠体30rの部分38rである。
図1から図3に示される本実施の形態では、複数の半導体モジュール3,4,5,6は、第1の方向(例えば、y方向)と第1の方向に交差する第2の方向(例えば、x方向)とに配列されてもよい。第2の半導体モジュールは、第1の半導体モジュールから第1の方向に離れてもよい。複数の半導体モジュール3,4,5,6は、第1の半導体モジュールから第2の方向に離れた半導体モジュール5をさらに含んでもよい。
プリント基板50は、第5固定部において、第3の半導体モジュールの第3枠体の第5上面に固定されてもよい。第5上面は、プリント基板50に面している。プリント基板50は、第6固定部において、複数の半導体モジュール3,4,5,6の1つに含まれる枠体の第6上面に固定されてもよい。第6上面は、プリント基板50に面している。第6固定部は、第1固定部と第5固定部との間に位置している。第6固定部が第1固定部と第5固定部との間に位置していることは、第6固定部が、第1固定部と第5固定部とを結ぶ直線上に位置することだけでなく、第6固定部が、第1固定部と第5固定部とを結ぶ直線から、第1固定部と第5固定部との間の距離の10%以下ずれていることをも含む。
プリント基板50は、第7固定部において、複数の半導体モジュール3,4,5,6の1つに含まれる枠体の第7上面に固定される。第7上面は、プリント基板50に面している。第7固定部は、第5固定部と第6固定部との間に位置している。第7固定部が第5固定部と第6固定部との間に位置していることは、第7固定部が、第5固定部と第6固定部とを結ぶ直線上に位置することだけでなく、第7固定部が、第5固定部と第6固定部とを結ぶ直線から、第1固定部と第5固定部との間の距離の10%以下ずれていることをも含む。
図1から図3を参照して、本実施の形態における、第1の半導体モジュール、第3の半導体モジュール、第1枠体、第3枠体、第1固定部、第5固定部、第6固定部、第7固定部などの具体例の一つを説明する。
上記第1の具体例において、第1固定部は固定部(61)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール3であり、第1枠体は枠体30であり、第1上面は上面32である。第5固定部は固定部(63q)であり、第3の半導体モジュールは半導体モジュール5であり、第3枠体は枠体30qである。第6固定部は固定部(63)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール3に含まれる枠体30である。第7固定部は固定部(61q)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール5に含まれる枠体30qである。
図4を参照して、本実施の形態の変形例における、第1の半導体モジュール、第3の半導体モジュール、第1枠体、第3枠体、第1固定部、第5固定部、第6固定部、第7固定部などの具体例の一つを説明する。
上記第11の具体例において、第1固定部は固定部(61)であり、第1の半導体モジュールは半導体モジュール3であり、第1枠体は枠体30であり、第1上面は上面32である。第5固定部は固定部(63q)であり、第3の半導体モジュールは半導体モジュール5であり、第3枠体は枠体30qである。第6固定部は固定部(63)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7bに含まれる枠体30bである。第7固定部は固定部(61q)であり、複数の半導体モジュールの1つに含まれる枠体は半導体モジュール7bに含まれる枠体30bである。
図1から図3に示される本実施の形態では、第3の半導体モジュールは、第1の半導体モジュールに隣り合ってもよい。第1固定部は、第3枠体からの第1枠体の第3遠位部分に位置してもよい。第5固定部は、第1枠体からの第3枠体の第4遠位部分に位置してもよい。第3枠体からの第1枠体の第3遠位部分は、第1の半導体モジュール及び第3の半導体モジュールが配列される方向における第1枠体の中心線よりも、第3枠体から遠位にある第1枠体の部分として定義される。第1枠体からの第3枠体の第4遠位部分は、第1の半導体モジュール及び第3の半導体モジュールが配列される方向における第3枠体の中心線よりも、第1枠体から遠位にある第3枠体の部分として定義される。
第6固定部は、第3枠体からの第1枠体の第3近位部分に位置してもよい。第3枠体からの第1枠体の第3近位部分は、第1の半導体モジュール及び第3の半導体モジュールが配列される方向における第1枠体の中心線よりも、第3枠体から近位にある第1枠体の部分として定義される。特定的には、第6固定部は、第3枠体に最も近い第1枠体の部分に位置してもよい。
第7固定部は、第1枠体からの第3枠体の第4近位部分に位置してもよい。第1枠体からの第3枠体の第4近位部分は、第1の半導体モジュール及び第3の半導体モジュールが配列される方向における第3枠体の中心線よりも、第1枠体から近位にある第3枠体の部分として定義される。特定的には、第7固定部は、第1枠体に最も近い第3枠体の部分に位置してもよい。
図3を参照して、本実施の形態における、第3近位部分、第4近位部分、第3遠位部分及び第4遠位部分などの具体例の一部を説明する。上記第1の具体例では、第3近位部分は枠体30の部分37であり、第4近位部分は枠体30qの部分37qであり、第3遠位部分は枠体30の部分38であり、第4遠位部分は枠体30qの部分38qである。
本実施の形態及びその変形例において、プリント基板50は、固定部(61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64r)を用いて、複数の枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rに二次元的に固定されてもよい。電子部品52が搭載されているプリント基板50の表面の平面視において(プリント基板50をz方向から見たとき)、固定部(61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64r)は、二次元的に(マトリクス状に)配列されてもよい。電子部品52が搭載されているプリント基板50の表面の平面視において、固定部(61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64r)は、格子状に配列されてもよい。
電子部品52が搭載されているプリント基板50の表面の平面視において、固定部(61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64r)は、周期的に配列されてもよい。プリント基板50は、固定部(61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64r)を用いて、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rの各々の角部に固定されてもよい。
第3固定部は、電子部品52が搭載されているプリント基板50の表面の平面視において、電子部品52に最も近い枠体に配置されてもよい。固定部(61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64r)の一部(例えば、固定部(61,62,63,61p,62p,64p,61q,63q,64q,62r,63r,64r))は、プリント基板50の外周に沿って配置されてもよい。
固定部(61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64r)の一部(例えば、固定部(61,64,61r,64r))は、プリント基板50の対角線に沿って配置されてもよい。固定部(61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64r)の一部(例えば、固定部(64,63p,64p,62q,61r))は、プリント基板50の中央領域に配置されてもよい。本明細書では、プリント基板50の中央領域は、電子部品52が搭載されているプリント基板50の表面の平面視において、プリント基板50の中心と外周との間の中間線によって囲まれる領域として定義される。
本実施の形態及びその変形例において、固定部(61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64r)は、各々、固定部材を含んでもよい。
固定部材は、例えば、ねじ61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64rであってもよい。特定的には、第1固定部、第2固定部、第3固定部、第4固定部、第5固定部、第6固定部及び第7固定部は、各々、ねじ61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64rと、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rの上面に設けられたねじ穴31と、プリント基板50に設けられた貫通孔53とを含んでもよい。
ねじ61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64rは、頭部と、頭部より小さな直径を有する軸部とを含む。ねじの軸部はプリント基板50の貫通孔53を貫通して、ねじ61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64rはねじ穴31に螺合される。ねじ61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64rを用いて、プリント基板50は、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rの上面に固定される。
固定部材は、例えば、ピン(図示せず)であってもよい。特定的には、第1固定部、第2固定部、第3固定部、第4固定部、第5固定部、第6固定部及び第7固定部は、各々、ピンと、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rの上面に設けられた穴(31)と、プリント基板50に設けられた貫通孔53とを含んでもよい。ピンは、貫通孔53と穴(31)とに圧入される。ピンを用いて、プリント基板50は、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rの上面に固定されてもよい。
固定部材は、例えば、プリント基板50に面する枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rの上面に設けられた突出部(図示せず)であってもよい。特定的には、第1固定部、第2固定部、第3固定部、第4固定部、第5固定部、第6固定部及び第7固定部は、各々、プリント基板50に面する枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rの上面に設けられた突出部と、プリント基板50に設けられた貫通孔53とを含んでもよい。プリント基板50に面する枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rの上面に設けられた突出部は、プリント基板50に設けられた貫通孔53に圧入される。こうして、プリント基板50は、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rの上面に固定されてもよい。
固定部材は、接着剤であってもよい。第1固定部、第2固定部、第3固定部、第4固定部、第5固定部、第6固定部及び第7固定部は、各々、接着剤(図示せず)を含んでもよい。プリント基板50は、接着剤を用いて、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rの上面に固定されてもよい。
本実施の形態及びその変形例の半導体装置1の効果を説明する。
本実施の形態及びその変形例の半導体装置1は、放熱部材40と、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eと、プリント基板50とを備える。複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eは、放熱部材40の主面40s上に接合される。プリント基板50は、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7e上にわたって延在する。複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eは、各々、1つ以上の半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rと、1つ以上の半導体素子20,21,20p,21p,20q,21q,20r,21rを囲む枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rとを含む。
複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eは、第1の半導体モジュール(例えば、半導体モジュール3)と第2の半導体モジュール(例えば、半導体モジュール4)とを含む。プリント基板50は、第1固定部(例えば、固定部(61))において、第1の半導体モジュールの第1枠体(例えば、枠体30)の第1上面(例えば、上面32)に固定される。第1枠体は、第1の半導体モジュールに含まれる枠体である。第1上面は、プリント基板50に面している。プリント基板50は、第2固定部(例えば、固定部(62p))において、第2の半導体モジュールの第2枠体(例えば、枠体30p)の第2上面(例えば、上面32p)に固定される。第2枠体は、第2の半導体モジュールに含まれる枠体である。第2上面は、プリント基板50に面している。
プリント基板50は、第3固定部(例えば、固定部(62))において、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール3または半導体モジュール7a)に含まれる枠体(例えば、枠体30または枠体30a)の第3上面(例えば、上面32)に固定される。第3上面は、プリント基板50に面している。第3固定部は、第1固定部と第2固定部との間に位置している。
本実施の形態及びその変形例の半導体装置1におけるプリント基板50は、第3固定部を含まない比較例の半導体装置におけるプリント基板よりも狭い間隔で、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rに固定される。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1におけるプリント基板50は、比較例の半導体装置におけるプリント基板よりも高い共振周波数を有する。プリント基板50の共振周波数が高くなるほど、半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振する時のプリント基板50の振幅は小さくなる。さらに、プリント基板50が有する共振周波数は、半導体装置1に加わる機械的な振動の周波数と異なり得る。半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振することが、抑制され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、プリント基板50の破損が防止され得る。
プリント基板50は、第1枠体(例えば、枠体30)の第1上面(例えば、上面32)及び第2枠体(例えば、枠体30p)の第2上面(例えば、上面32p)にそれぞれ固定される。第1上面及び第2上面は、放熱部材40の主面40sよりもプリント基板50の近くにあるため、第1固定部及び第2固定部のサイズが減少され得る。プリント基板50は、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール3または半導体モジュール7a)に含まれる枠体(例えば、枠体30または枠体30a)の第3上面(例えば、上面32)に固定される。第3上面は、放熱部材40の主面40sよりもプリント基板50の近くにあるため、第3固定部のサイズが減少され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、半導体装置1のサイズが減少され得る。
プリント基板50は、第1枠体(例えば、枠体30)の第1上面(例えば、上面32)及び第2枠体(例えば、枠体30p)の第2上面(例えば、上面32p)にそれぞれ固定される。基板(例えば、基板10,10p,10q,10r)は、第1枠体の下面及び第2枠体の下面に接合されている。第1上面及び第2上面は、基板(例えば、基板10,10p,10q,10r)よりもプリント基板50の近くにあるため、第1固定部及び第2固定部のサイズが減少され得る。プリント基板50は、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール3または半導体モジュール7a)に含まれる枠体(例えば、枠体30または枠体30a)の第3上面(例えば、上面32)に固定される。基板(例えば、基板10,10p,10q,10r)は、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つに含まれる枠体の下面に接合されている。第3上面は、基板(例えば、基板10,10p,10q,10r)よりもプリント基板50の近くにあるため、第3固定部のサイズが減少され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、半導体装置1のサイズが減少され得る。
本実施の形態の半導体装置1では、第2の半導体モジュール(例えば、半導体モジュール4)は、第1の半導体モジュール(例えば、半導体モジュール3)に隣り合ってもよい。第1固定部(例えば、固定部(61))は、第2枠体(例えば、枠体30)からの第1枠体の第1遠位部分(例えば、枠体30の部分36)に位置してもよい。第2固定部(例えば、固定部(62p))は、第1枠体(例えば、枠体30)からの第2枠体の第2遠位部分(例えば、枠体30pの部分36p)に位置してもよい。第3固定部は、第2枠体(例えば、枠体30p)からの第1枠体の第1近位部分(例えば、枠体30の部分35)に位置してもよい。
プリント基板50は、さらに狭い間隔で、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rに固定される。プリント基板50は、さらに高い共振周波数を有する。半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振する時のプリント基板50の振幅は一層小さくなる。そのうえ、プリント基板50が有する共振周波数は、半導体装置1に加わる機械的な振動の周波数とさらに異なり得る。半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振することが、さらに抑制され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、プリント基板50の破損が一層防止され得る。
本実施の形態の半導体装置1では、第3固定部(例えば、固定部(62))は、第2枠体(例えば、枠体30p)に最も近い第1枠体(例えば、枠体30)の部分に位置してもよい。プリント基板50は、さらに狭い間隔で、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rに固定される。プリント基板50は、さらに高い共振周波数を有する。半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振する時のプリント基板50の振幅は一層小さくなる。そのうえ、プリント基板50が有する共振周波数は、半導体装置1に加わる機械的な振動の周波数とさらに異なり得る。半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振することが、さらに抑制され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、プリント基板50の破損が一層防止され得る。
本実施の形態及びその変形例の半導体装置1では、第1固定部、第2固定部及び第3固定部は、ねじ61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64rを含んでもよい。そのため、プリント基板50は、第1固定部及び第2固定部において、第1枠体(例えば、枠体30)及び第2枠体(例えば、枠体30p)に堅固に固定される。プリント基板50は、第3固定部において、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール3または半導体モジュール7a)に含まれる枠体(例えば、枠体30または枠体30a)に堅固に固定される。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、プリント基板50の破損がより確実に防止され得る。
本実施の形態及びその変形例の半導体装置1では、プリント基板50は、第4固定部(例えば、固定部(61p))において、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール4または半導体モジュール7a)に含まれる枠体(例えば、枠体30pまたは枠体30a)の第4上面(例えば、上面32p)に固定される。第4上面は、プリント基板50に面している。第4固定部は、第2固定部と第3固定部との間に位置している。
プリント基板50は、さらに狭い間隔で、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rに固定される。プリント基板50は、さらに高い共振周波数を有する。半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振する時のプリント基板50の振幅は一層小さくなる。そのうえ、プリント基板50が有する共振周波数は、半導体装置1に加わる機械的な振動の周波数とさらに異なり得る。半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振することが、さらに抑制され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、プリント基板50の破損が一層防止され得る。
プリント基板50は、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール4または半導体モジュール7a)に含まれる枠体(例えば、枠体30pまたは枠体30a)の第4上面(例えば、上面32p)に固定される。第4上面は、放熱部材40の主面40sよりもプリント基板50の近くにあるため、第4固定部のサイズが減少され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、半導体装置1のサイズが減少され得る。
プリント基板50は、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール4または半導体モジュール7a)に含まれる枠体(例えば、枠体30pまたは枠体30a)の第4上面(例えば、上面32p)に固定される。基板(例えば、基板10,10p,10q,10r)は、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つに含まれる枠体の下面に接合されている。第4上面は、基板(例えば、基板10,10p,10q,10r)よりもプリント基板50の近くにあるため、第4固定部のサイズが減少され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、半導体装置1のサイズが減少され得る。
本実施の形態の半導体装置1では、第2の半導体モジュール(例えば、半導体モジュール4)は、第1の半導体モジュール(例えば、半導体モジュール3)に隣り合ってもよい。第1固定部(例えば、固定部(61))は、第2枠体(例えば、枠体30p)からの第1枠体の第1遠位部分(例えば、枠体30の部分36)に位置してもよい。第2固定部(例えば、固定部(62p))は、第1枠体(例えば、枠体30)からの第2枠体の第2遠位部分(例えば、枠体30pの部分36p)に位置してもよい。第3固定部(例えば、固定部(62))は、第2枠体(例えば、枠体30p)からの第1枠体の第1近位部分(例えば、枠体30の部分35)に位置してもよい。第4固定部(例えば、固定部(61p))は、第1枠体(例えば、枠体30)からの第2枠体の第2近位部分(例えば、枠体30pの部分35p)に位置してもよい。
プリント基板50は、さらに狭い間隔で、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rに固定される。プリント基板50は、さらに高い共振周波数を有する。半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振する時のプリント基板50の振幅は一層小さくなる。そのうえ、プリント基板50が有する共振周波数は、半導体装置1に加わる機械的な振動の周波数とさらに異なり得る。半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振することが、さらに抑制され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、プリント基板50の破損が一層防止され得る。
本実施の形態の半導体装置1では、第4固定部(例えば、固定部(61p))は、第1枠体(例えば、枠体30)に最も近い第2枠体(例えば、枠体30p)の部分に位置してもよい。プリント基板50は、さらに狭い間隔で、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rに固定される。プリント基板50は、さらに高い共振周波数を有する。半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振する時のプリント基板50の振幅は一層小さくなる。そのうえ、プリント基板50が有する共振周波数は、半導体装置1に加わる機械的な振動の周波数とさらに異なり得る。半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振することが、さらに抑制され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、プリント基板50の破損が一層防止され得る。
本実施の形態及びその変形例の半導体装置1では、第1固定部、第2固定部、第3固定部及び第4固定部は、ねじ61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64rを含んでもよい。そのため、プリント基板50は、第1固定部及び第2固定部において、第1枠体(例えば、枠体30)及び第2枠体(例えば、枠体30p)に堅固に固定される。プリント基板50は、第3固定部において、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール3または半導体モジュール7a)に含まれる枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30r(例えば、枠体30または枠体30a)に堅固に固定される。プリント基板50は、第4固定部において、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール4または半導体モジュール7a)に含まれる枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30r(例えば、枠体30pまたは枠体30a)に堅固に固定される。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、プリント基板50の破損がより確実に防止され得る。
本実施の形態及びその変形例の半導体装置1では、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eは、第1の方向(例えば、y方向)と第1の方向に交差する第2の方向(例えば、x方向)とに配列されてもよい。第2の半導体モジュール(例えば、半導体モジュール4)は、第1の半導体モジュール(例えば、半導体モジュール3)から第1の方向に離れている。複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eは、第1の半導体モジュール(例えば、半導体モジュール3)から第2の方向に離れた第3の半導体モジュール(例えば、半導体モジュール5)をさらに含んでもよい。プリント基板50は、第5固定部(例えば、固定部(63q))において、第3の半導体モジュールの第3枠体(例えば、枠体30q)の第5上面に固定されてもよい。第3枠体は、第3の半導体モジュールに含まれる枠体である。第5上面は、プリント基板50に面している。プリント基板50は、第6固定部(例えば、固定部(63))において、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール3または半導体モジュール7b)に含まれる枠体(例えば、枠体30または枠体30b)の第6上面に固定されてもよい。第6上面は、プリント基板50に面している。第6固定部は、第1固定部と第5固定部との間に位置している。
プリント基板50は、第1固定部及び第5固定部において、第1枠体(例えば、枠体30)及び第3枠体(例えば、枠体30q)にそれぞれ固定されている。プリント基板50は、さらに、第6固定部においても、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール3または半導体モジュール7b)に含まれる枠体(例えば、枠体30または枠体30b)に固定されている。第6固定部は、第1固定部と第5固定部との間に位置している。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1におけるプリント基板50は、第6固定部を含まない比較例の半導体装置におけるプリント基板よりも狭い間隔で、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rに固定される。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1におけるプリント基板50は、比較例の半導体装置におけるプリント基板よりも高い共振周波数を有する。半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振する時のプリント基板50の振幅は一層小さくなる。そのうえ、プリント基板50が有する共振周波数は、半導体装置1に加わる機械的な振動の周波数とさらに異なり得る。第1の方向及び第2の方向において半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振することが、抑制され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、プリント基板50の破損が防止され得る。
プリント基板50は、第1枠体(例えば、枠体30)の第1上面(例えば、上面32)及び第3枠体(例えば、枠体30q)の第5上面にそれぞれ固定される。第1上面及び第5上面は、放熱部材40の主面40sよりもプリント基板50の近くにあるため、第1固定部及び第5固定部のサイズが減少され得る。プリント基板50は、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール3または半導体モジュール7b)に含まれる枠体(例えば、枠体30または枠体30b)の第6上面に固定される。第6上面は、放熱部材40の主面40sよりもプリント基板50の近くにあるため、第6固定部のサイズが減少され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、半導体装置1のサイズが減少され得る。
プリント基板50は、第1枠体(例えば、枠体30)の第1上面(例えば、上面32)及び第3枠体(例えば、枠体30q)の第5上面にそれぞれ固定される。基板(例えば、基板10,10p,10q,10r)は、第1枠体の下面及び第3枠体の下面に接合されている。第1上面及び第5上面は、基板(例えば、基板10,10p,10q,10r)よりもプリント基板50の近くにあるため、第1固定部及び第5固定部のサイズが減少され得る。プリント基板50は、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール3または半導体モジュール7b)に含まれる枠体(例えば、枠体30または枠体30b)の第6上面に固定される。基板(例えば、基板10,10p,10q,10r)は、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つに含まれる枠体の下面に接合されている。第6上面は、基板(例えば、基板10,10p,10q,10r)よりもプリント基板50の近くにあるため、第6固定部のサイズが減少され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、半導体装置1のサイズが減少され得る。
本実施の形態及びその変形例の半導体装置1では、プリント基板50は、第7固定部(例えば、固定部(61q))において、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール5または半導体モジュール7b)に含まれる枠体(例えば、枠体30qまたは枠体30b)の第7上面に固定されてもよい。第7上面は、プリント基板50に面している。第7固定部は、第5固定部と第6固定部との間に位置している。
プリント基板50は、さらに狭い間隔で、枠体30,30a,30b,30c,30d,30e,30p,30q,30rに固定される。プリント基板50は、さらに高い共振周波数を有する。半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振する時のプリント基板50の振幅は一層小さくなる。そのうえ、プリント基板50が有する共振周波数は、半導体装置1に加わる機械的な振動の周波数とさらに異なり得る。第1の方向及び第2の方向において半導体装置1に加わる機械的な振動にプリント基板50が共振することが、さらに抑制され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、プリント基板50の破損が一層防止され得る。
プリント基板50は、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール5または半導体モジュール7b)に含まれる枠体(例えば、枠体30qまたは枠体30b)の第7上面に固定される。第7上面は、放熱部材40の主面40sよりもプリント基板50の近くにあるため、第7固定部のサイズが減少され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、半導体装置1のサイズが減少され得る。
プリント基板50は、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つ(例えば、半導体モジュール5または半導体モジュール7b)に含まれる枠体(例えば、枠体30qまたは枠体30b)の第7上面に固定される。基板(例えば、基板10,10p,10q,10r)は、複数の半導体モジュール3,4,5,6,7a,7b,7c,7d,7eの1つに含まれる枠体の下面に接合されている。第7上面は、基板(例えば、基板10,10p,10q,10r)よりもプリント基板50の近くにあるため、第7固定部のサイズが減少され得る。本実施の形態及びその変形例の半導体装置1によれば、半導体装置1のサイズが減少され得る。
実施の形態2.
図5を参照して、実施の形態2に係る半導体装置1aを説明する。本実施の形態の半導体装置1aは、基本的には、実施の形態1の半導体装置1と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
本実施の形態の半導体装置1aでは、プリント基板50aは、第1固定部(例えば、固定部(61))と第3固定部(例えば、固定部(62))との間で湾曲されている。プリント基板50aは、第1固定部と第3固定部との間で、放熱部材40から離れるように湾曲されてもよい。プリント基板50aは、第1固定部と第3固定部との間で、放熱部材40に近づくように湾曲されてもよい。プリント基板50aは、第1の方向(例えば、y方向)において、湾曲されてもよい。プリント基板50aは、概略半円筒の形状を有してもよい。
図6を参照して、半導体装置1aに加わる機械的な振動に起因する曲げモーメント57がプリント基板50aに加わったときに、湾曲されたプリント基板50aは、平らなプリント基板よりも曲がりにくい。半導体装置1aに加わる機械的な振動に起因する曲げモーメント57に対して、湾曲されたプリント基板50aは、平らなプリント基板よりも高い曲げ剛性を有する。湾曲されたプリント基板50aは増加された曲げ剛性を有するため、増加された共振周波数を有する。半導体装置1aに加わる機械的な振動にプリント基板50aが共振する時のプリント基板50aの振幅は一層小さくなる。そのうえ、湾曲されたプリント基板50aが有する共振周波数は、半導体装置1aに加わる機械的な振動の周波数とさらに異なり得る。湾曲されたプリント基板50aは、半導体装置1aに加わる機械的な振動にプリント基板50aが共振することをさらに抑制することができる。
プリント基板50aは、第1固定部と第3固定部との間において、好ましくは600mm以下、さらに好ましくは300mm以下の曲率半径で湾曲されている。プリント基板50aが600mm以下の曲率半径を有するとき、プリント基板50aの共振周波数は、平らなプリント基板の共振周波数の約1.5倍以上に増加し得る。プリント基板50aが300mm以下の曲率半径を有するとき、プリント基板50aの共振周波数は、平らなプリント基板の共振周波数の約2倍以上に増加し得る。600mm以下の曲率半径を有するプリント基板50aは、半導体装置1aに加わる機械的な振動にプリント基板50aが共振することをさらに抑制することができる。
第1上面(例えば、固定部(61)における枠体30の上面32)と第3上面(例えば、固定部(62)における枠体30の上面32)とは、第1固定部と第3固定部との間でプリント基板50aが湾曲するように、放熱部材40の主面40sに対して傾いている。放熱部材40の主面40sに対する第3上面の傾きは、放熱部材40の主面40sに対する第1上面の傾きとは反対であってもよい。
放熱部材40の主面40sに対する第1上面及び第3上面の傾き角θは、3°以上が好ましく、5°以上がさらに好ましい。放熱部材40の主面40sに対する第1上面及び第3上面の傾き角θが3°以上であるとき、プリント基板50aの共振周波数は、平らなプリント基板の共振周波数の約1.5倍以上に増加し得る。放熱部材40の主面40sに対する第1上面及び第3上面の傾き角θが5°以上であるとき、プリント基板50aの共振周波数は、平らなプリント基板の共振周波数の約2倍以上に増加し得る。放熱部材40の主面40sに対して3°以上の角度θで傾いているプリント基板50aは、半導体装置1aに加わる機械的な振動にプリント基板50aが共振することをさらに抑制することができる。
本実施の形態の半導体装置1aでは、プリント基板50aは、第2固定部(例えば、固定部(62p))と第4固定部(例えば、固定部(61p))との間で湾曲されてもよい。プリント基板50aは、第2固定部と第4固定部との間で、放熱部材40から離れるように湾曲されてもよい。プリント基板50aは、第2固定部と第4固定部との間で、放熱部材40に近づくように湾曲されてもよい。プリント基板50aは、第1の方向(例えば、y方向)において、湾曲されてもよい。プリント基板50aは、概略半円筒の形状を有してもよい。プリント基板50aは、第2固定部と第4固定部との間において、好ましくは600mm以下、さらに好ましくは300mm以下の曲率半径で湾曲されてもよい。
第2上面(例えば、固定部(62p)における枠体30pの上面32p)及び第4上面(例えば、固定部(61p)における枠体30pの上面32p)は、第2固定部と第4固定部との間でプリント基板50aが湾曲するように、放熱部材40の主面40sに対して傾いている。放熱部材40の主面40sに対する第4上面の傾きは、放熱部材40の主面40sに対する第2上面の傾きとは反対であってもよい。放熱部材40の主面40sに対する第2上面及び第4上面の傾き角θは、3°以上が好ましく、5°以上がさらに好ましい。
プリント基板50aは、第1の方向(例えば、y方向)と同様に、第2の方向(例えば、x方向)においても、湾曲されてもよい。第1の方向及び第2の方向に湾曲されたプリント基板50aは、概略半球面の形状を有してもよい。
本実施の形態の半導体装置1aの効果を説明する。本実施の形態の半導体装置1aは、実施の形態1の半導体装置1の効果と同様の効果を奏するが、以下の点で異なる。
本実施の形態の半導体装置1aでは、プリント基板50aは、第1固定部と第3固定部との間で湾曲されている。湾曲されたプリント基板50aは増加された曲げ剛性を有するため、増加された共振周波数を有する。半導体装置1aに加わる機械的な振動にプリント基板50aが共振する時のプリント基板50aの振幅は一層小さくなる。そのうえ、湾曲されたプリント基板50aが有する共振周波数は、半導体装置1aに加わる機械的な振動の周波数とさらに異なり得る。湾曲されたプリント基板50aは、半導体装置1aに加わる機械的な振動にプリント基板50aが共振することをさらに抑制することができる。プリント基板50aの破損が一層防止され得る。
プリント基板50aは、第1固定部と第3固定部との間において、600mm以下の曲率半径で湾曲されている。プリント基板50aが600mm以下の曲率半径を有するとき、プリント基板50aの共振周波数は、平らなプリント基板の共振周波数の約1.5倍以上に増加し得る。600mm以下の曲率半径を有するプリント基板50aは、半導体装置1aに加わる機械的な振動にプリント基板50aが共振することをさらに抑制することができる。プリント基板50aの破損が一層防止され得る。
本実施の形態の半導体装置1aでは、第1上面及び第3上面は、第1固定部と第3固定部との間でプリント基板50aが湾曲するように、放熱部材40の主面40sに対して傾いている。湾曲されたプリント基板50aは増加された曲げ剛性を有するため、増加された共振周波数を有する。湾曲されたプリント基板50aが有する共振周波数は、半導体装置1aに加わる機械的な振動の周波数とさらに異なり得る。湾曲されたプリント基板50aは、半導体装置1aに加わる機械的な振動にプリント基板50aが共振することをさらに抑制することができる。プリント基板50aの破損が一層防止され得る。
実施の形態3.
図7及び図8を参照して、実施の形態3に係る半導体装置1bを説明する。本実施の形態の半導体装置1bは、基本的には、実施の形態1の半導体装置1と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
本実施の形態の半導体装置1bでは、複数の半導体モジュール3,4,5,6の少なくとも1つ(例えば、半導体モジュール3)に含まれる枠体30,30p,30q,30r(例えば、枠体30)は突出部54を含む。特定的には、半導体モジュール3,4,5,6に含まれる枠体30,30p,30q,30rの全てが突出部54を含んでもよい。突出部54は、電子部品52が搭載されているプリント基板50bの表面の平面視において、電子部品52に最も近い枠体に配置されてもよい。
突出部54は、第1固定部(例えば、固定部(61))と第3固定部(例えば、固定部(62))との間でプリント基板50bに接触している。本明細書において、突出部54が、第1固定部と第3固定部との間にあることは、突出部54が、第1固定部と第3固定部とを結ぶ直線上に位置することだけでなく、突出部54が、第1固定部と第3固定部とを結ぶ直線から、第1固定部と第2固定部との間の距離の10%以下ずれていることをも含む。
突出部54は、第1固定部と第3固定部との間でプリント基板50bを湾曲させるように構成されている。プリント基板50bは、第1固定部と第3固定部との間において、好ましくは600mm以下、さらに好ましくは300mm以下の曲率半径で湾曲されている。
突出部54は、複数の半導体モジュール3,4,5,6の少なくとも1つ(例えば、半導体モジュール3)に含まれる枠体30,30p,30q,30r(例えば、枠体30)の上面(例えば、上面32)から、放熱部材40側とは反対側に突出している。本明細書において、枠体30,30p,30q,30rの上面は、プリント基板50bに面している。特定的には、突出部54は、固定部(61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64r)における枠体30,30p,30q,30rの上面(例えば、上面32,32p)よりも、放熱部材40側とは反対側に突出している。
プリント基板50bは、概略半円筒の形状を有してもよい。複数の突出部54は、第1の方向(例えば、y方向)に沿って配置されてもよい。具体的には、突出部54は、第1固定部(例えば、固定部(61))と第3固定部(例えば、固定部(62))との間の第1枠体(例えば、枠体30)の上面と、第2固定部(例えば、固定部(62p))と第4固定部(例えば、固定部(61p))との間の第2枠体(例えば、枠体30)の上面とに配置されてもよい。
さらに具体的には、固定部(61)と固定部(62)との間の枠体30の上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(61)と固定部(62)との中間に設けられてもよい。固定部(61)と突出部54と固定部(62)とは、第1の方向に沿って配置されてもよい。固定部(61p)と固定部(62p)との間の枠体30pの上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(61p)と固定部(62p)との中間に設けられてもよい。固定部(61p)と突出部54と固定部(62p)とは、第1の方向に沿って配置されてもよい。
固定部(63)と固定部(64)との間の枠体30の上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(63)と固定部(64)との中間に設けられてもよい。固定部(63)と突出部54と固定部(64)とは、第1の方向に沿って配置されてもよい。固定部(63p)と固定部(64p)との間の枠体30pの上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(63p)と固定部(64p)との中間に設けられてもよい。固定部(63p)と突出部(54)と固定部(64p)とは、第1の方向に沿って配置されてもよい。
固定部(61q)と固定部(62q)との間の枠体30qの上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(61q)と固定部(62q)との中間に設けられてもよい。固定部(61q)と突出部54と固定部(62q)とは、第1の方向に沿って配置されてもよい。固定部(61r)と固定部(62r)との間の枠体30rの上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(61r)と固定部(62r)との中間に設けられてもよい。固定部(61r)と突出部54と固定部(62r)とは、第1の方向に沿って配置されてもよい。
固定部(63q)と固定部(64q)との間の枠体30qの上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(63q)と固定部(64q)との中間に設けられてもよい。固定部(63q)と突出部54と固定部(64q)とは、第1の方向に沿って配置されてもよい。固定部(63r)と固定部(64r)との間の枠体30rの上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(63r)と固定部(64r)との中間に設けられてもよい。固定部(63r)と突出部54と固定部(64r)とは、第1の方向に沿って配置されてもよい。
プリント基板50bは、第1の方向(例えば、y方向)だけでなく、第2の方向(例えば、x方向)においても、湾曲されてもよい。第1の方向及び第2の方向に湾曲されたプリント基板50bは、概略半球面の形状を有してもよい。突出部54は、プリント基板50bを第1の方向(例えば、y方向)だけでなく第2の方向(例えば、x方向)においても湾曲させるように構成されてもよい。複数の突出部54は、第1の方向(例えば、y方向)及び第2の方向(例えば、x方向)に沿って配置されてもよい。放熱部材40の主面40sの平面視において、複数の突出部54は、二次元的に配置されてもよい。
具体的には、突出部54は、第1固定部(例えば、固定部(61))と第3固定部(例えば、固定部(62))との間の第1枠体(例えば、枠体30)の上面と、第2固定部(例えば、固定部(62p))と第4固定部(例えば、固定部(61p))との間の第2枠体(例えば、枠体30)の上面とに配置されてもよい。突出部54は、第1固定部(例えば、固定部(61))と第6固定部(例えば、固定部(63))との間の第1枠体(例えば、枠体30)の上面と、第5固定部(例えば、固定部(63q))と第7固定部(例えば、固定部(61q))との間の第3枠体(例えば、枠体30q)の上面とにさらに配置されてもよい。
さらに具体的には、固定部(61)と固定部(63)との間の枠体30の上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(61)と固定部(63)との中間に設けられてもよい。固定部(61)と突出部54と固定部(63)とは、第2の方向に沿って配置されてもよい。固定部(61q)と固定部(63q)との間の枠体30qの上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(61q)と固定部(63q)との中間に設けられてもよい。固定部(61q)と突出部54と固定部(63q)とは、第2の方向に沿って配置されてもよい。
固定部(62)と固定部(64)との間の枠体30の上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(62)と固定部(64)との中間に設けられてもよい。固定部(62)と突出部54と固定部(64)とは、第2の方向に沿って配置されてもよい。固定部(62q)と固定部(64q)との間の枠体30qの上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(62q)と固定部(64q)との中間に設けられてもよい。固定部(62q)と突出部(54)と固定部(64q)とは、第2の方向に沿って配置されてもよい。
固定部(61p)と固定部(63p)との間の枠体30pの上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(61p)と固定部(63p)との中間に設けられてもよい。固定部(61p)と突出部54と固定部(63p)とは、第2の方向に沿って配置されてもよい。固定部(61r)と固定部(63r)との間の枠体30rの上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(61r)と固定部(63r)との中間に設けられてもよい。固定部(61r)と突出部54と固定部(63r)とは、第2の方向に沿って配置されてもよい。
固定部(62p)と固定部(64p)との間の枠体30pの上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(62p)と固定部(64p)との中間に設けられてもよい。固定部(62p)と突出部54と固定部(64p)とは、第2の方向に沿って配置されてもよい。固定部(62r)と固定部(64r)との間の枠体30rの上面に突出部54が設けられている。突出部54は、固定部(62r)と固定部(64r)との中間に設けられてもよい。固定部(62r)と突出部54と固定部(64r)とは、第2の方向に沿って配置されてもよい。
本実施の形態の半導体装置1bの効果を説明する。本実施の形態の半導体装置1bは、実施の形態1の半導体装置1の効果と同様の効果を奏するが、以下の点で異なる。
本実施の形態の半導体装置1bでは、プリント基板50bは、第1固定部と第3固定部との間で湾曲されている。湾曲されたプリント基板50bは増加された曲げ剛性を有するため、増加された共振周波数を有する。半導体装置1bに加わる機械的な振動にプリント基板50bが共振する時のプリント基板50bの振幅は一層小さくなる。そのうえ、湾曲されたプリント基板50bが有する共振周波数は、半導体装置1bに加わる機械的な振動の周波数とさらに異なり得る。湾曲されたプリント基板50bは、半導体装置1bに加わる機械的な振動にプリント基板50bが共振することをさらに抑制することができる。プリント基板50bの破損が一層防止され得る。
本実施の形態の半導体装置1bでは、複数の半導体モジュール3,4,5,6の少なくとも1つに含まれる枠体30,30p,30q,30rは突出部54を含む。突出部54は、第1固定部と第3固定部との間でプリント基板50bに接触している。突出部54は、第1固定部と第3固定部との間でプリント基板50bを湾曲させるように構成されている。
湾曲されたプリント基板50bは増加された曲げ剛性を有するため、増加された共振周波数を有する。加えて、プリント基板50bのうち突出部54に接触する部分は、プリント基板50bの振動の固定端として作用し得る。プリント基板50bは、さらに狭い間隔で、枠体30,30p,30q,30rに支持される。プリント基板50bは、さらに増加された共振周波数を有する。半導体装置1bに加わる機械的な振動にプリント基板50bが共振する時のプリント基板50bの振幅は一層小さくなる。そのうえ、プリント基板50bが有する共振周波数は、半導体装置1bに加わる機械的な振動の周波数とさらに異なり得る。半導体装置1bに加わる機械的な振動にプリント基板50bが共振することがさらに抑制され得る。本実施の形態の半導体装置1bによれば、プリント基板50bの破損が一層防止され得る。
実施の形態4.
図9及び図10を参照して、実施の形態4に係る半導体装置1cを説明する。本実施の形態の半導体装置1cは、基本的には、実施の形態1の半導体装置1と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
本実施の形態の半導体装置1cでは、プリント基板50cは、第1固定部(例えば、固定部(61))と第3固定部(例えば、固定部(62))との間に孔56を含む。本明細書において、孔56が第1固定部と第3固定部との間にあることは、孔56が第1固定部と第3固定部とを結ぶ直線上に位置することだけでなく、孔56が、第1固定部と第3固定部とを結ぶ直線から、第1固定部と第2固定部との間の距離の10%以下ずれていることをも含む。孔56は、プリント基板50cを貫通してもよいし、貫通していなくてもよい。
複数の半導体モジュール3,4,5,6の少なくとも1つに含まれる枠体30,30p,30q,30rは、孔56に圧入される突出部54を含む。突出部54は、電子部品52が搭載されているプリント基板50cの表面の平面視において、電子部品52に最も近い枠体に配置されてもよい。
突出部54は、複数の半導体モジュール3,4,5,6の少なくとも1つ(例えば、半導体モジュール3)に含まれる枠体30,30p,30q,30r(例えば、枠体30)の上面(例えば、上面32)から、放熱部材40側とは反対側に突出している。特定的には、突出部54は、固定部(61,62,63,64,61p,62p,63p,64p,61q,62q,63q,64q,61r,62r,63r,64r)における枠体30,30p,30q,30rの上面(例えば、上面32,32p)よりも、放熱部材40側とは反対側に突出している。
複数の孔56は、第1の方向(例えば、y方向)に沿って配置されてもよい。具体的には、孔56は、第1固定部(例えば、固定部(61))と第3固定部(例えば、固定部(62))との間のプリント基板50cと、第2固定部(例えば、固定部(62p))と第4固定部(例えば、固定部(61p))との間のプリント基板50cとに設けられている。第1固定部と第3固定部と孔56と第2固定部と第4固定部とは、第1の方向に沿って配置されてもよい。
複数の突出部54は、第1の方向(例えば、y方向)に沿って配置されてもよい。具体的には、突出部54は、第1固定部(例えば、固定部(61))と第3固定部(例えば、固定部(62))との間の第1枠体(例えば、枠体30)の上面と、第2固定部(例えば、固定部(62p))と第4固定部(例えば、固定部(61p))との間の第2枠体(例えば、枠体30)の上面とに配置されてもよい。さらに具体的には、本実施の形態の突出部54は、実施の形態3の突出部54と同様に、第1の方向(例えば、y方向)に沿って配置されてもよい。
複数の孔56は、第1の方向(例えば、y方向)及び第2の方向(例えば、x方向)に沿って配置されてもよい。電子部品52が搭載されているプリント基板50cの表面の平面視において、複数の孔56は、二次元的に配置されてもよい。
具体的には、孔56は、第1固定部(例えば、固定部(61))と第3固定部(例えば、固定部(62))との間のプリント基板50cと、第2固定部(例えば、固定部(62p))と第4固定部(例えば、固定部(61p))との間のプリント基板50cとに設けられている。第1固定部と、第2固定部と、孔56と、第3固定部と、第4固定部とは、第1の方向に沿って配置されてもよい。孔56は、第1固定部(例えば、固定部(61))と第6固定部(例えば、固定部(63))との間のプリント基板50cと、第5固定部(例えば、固定部(63q))と第7固定部(例えば、固定部(61q))との間のプリント基板50cとにさらに設けられている。第1固定部と、第5固定部と、孔56と、第6固定部と、第7固定部とは、第2の方向に沿って配置されてもよい。
複数の突出部54は、第1の方向(例えば、y方向)及び第2の方向(例えば、x方向)に沿って配置されてもよい。放熱部材40の主面40sの平面視において、複数の突出部54は、二次元的に配置されてもよい。
具体的には、突出部54は、第1固定部(例えば、固定部(61))と第3固定部(例えば、固定部(62))との間の第1枠体(例えば、枠体30)の上面と、第2固定部(例えば、固定部(62p))と第4固定部(例えば、固定部(61p))との間の第2枠体(例えば、枠体30)の上面とに配置されてもよい。突出部54は、第1固定部(例えば、固定部(61))と第6固定部(例えば、固定部(63))との間の第1枠体(例えば、枠体30)の上面と、第5固定部(例えば、固定部(63q))と第7固定部(例えば、固定部(61q))との間の第3枠体(例えば、枠体30q)の上面とにさらに配置されてもよい。さらに具体的には、本実施の形態の突出部54は、実施の形態3の突出部54と同様に、第1の方向(例えば、y方向)及び第2の方向(例えば、x方向)に沿って配置されてもよい。
本実施の形態の半導体装置1cの効果を説明する。本実施の形態の半導体装置1cは、実施の形態1の半導体装置1の効果と同様の効果を奏するが、以下の点で異なる。
本実施の形態の半導体装置1cでは、プリント基板50cは孔56を含む。複数の半導体モジュール3,4,5,6の少なくとも1つに含まれる枠体30,30p,30q,30rは、孔56に圧入される突出部54を含む。プリント基板50cのうち突出部54が圧入される部分は、プリント基板50cの振動の固定端として作用し得る。プリント基板50cは、さらに狭い間隔で、枠体30,30p,30q,30rに支持される。プリント基板50cは、増加された共振周波数を有する。半導体装置1cに加わる機械的な振動にプリント基板50cが共振する時のプリント基板50cの振幅は一層小さくなる。そのうえ、プリント基板50cが有する共振周波数は、半導体装置1cに加わる機械的な振動の周波数とさらに異なり得る。半導体装置1cに加わる機械的な振動にプリント基板50cが共振することがさらに抑制され得る。本実施の形態の半導体装置1cによれば、プリント基板50cの破損が一層防止され得る。
今回開示された実施の形態1から実施の形態4及び実施の形態1の変形例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態1から実施の形態4及び実施の形態1の変形例の少なくとも2つを組み合わせてもよい。本発明の範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。