JP6696442B2 - 半導体モジュール - Google Patents

Description

本発明は、半導体モジュールに関するものである。

従来、例えば特開２０１６−１５８３７３号公報に開示されているように、スタッドボルトを固定部品として使用した電力用半導体装置が知られている。

特開２０１６−１５８３７３号公報

本願発明者は、スタッドボルトを用いるものの上記従来の構造とは異なる構造の半導体モジュールの開発に携わってきた。本願発明者が開発に携わったモジュール構造は、ケース蓋、ケース枠および底面部を備えるケースと、ケース内に配置された内部電極と、ケース枠の内壁から突出してこの内部電極と重なる板状凸部とを有している。内部電極と板状凸部には貫通穴が設けられており、内部電極の貫通穴に対してスタッドボルトがネジ固定される。スタッドボルト頭部は、板状凸部に接着剤で固定される。このモジュール構造では、ケース蓋の貫通穴からスタッドボルトの頭部が露出しており、この貫通穴を介して外部接続端子をスタッドボルトに固定できるようになっている。

このようなモジュール構造で次のような問題が見出された。外部接続端子をスタッドボルトに着脱するときにスタッドボルトのネジ部を捻る力が加わることで、スタッドボルトが緩むおそれがある。この場合、スタッドボルトが外れることが懸念される。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、外部接続端子の着脱に伴ってスタッドボルトが外れることを抑制できる半導体モジュールを提供することを目的とする。

また、上述したモジュール構造では、スタッドボルト頭部の周囲に接着剤を塗布するという作業が必要となる。この作業において、接着剤の垂れが生じることでスタッドボルト頭部に上手く接着剤を塗布できないことが作業性を低下させる原因となっている。その結果半導体モジュールの組立性を低下させるという問題があった。

本発明の他の目的は、組立性が向上した半導体モジュールを提供することを目的とする。

第一の発明にかかる半導体モジュールは、
半導体デバイスを収納するケースの底面を構成し、上面に前記半導体デバイスが実装された底面部と、
前記底面部の上方に設けられた電極板部と、前記電極板部と前記半導体デバイスとを電気的に接続するための接続部とを備え、前記電極板部を厚さ方向に貫通する第一貫通穴が前記電極板部に設けられた内部電極と、
環状の枠部および前記枠部の内壁から板状に突出した板状凸部を備え、前記枠部の下端部が前記底面部の周縁部と接続し、前記板状凸部が前記電極板部の上に重なり、前記第一貫通穴と連通する第二貫通穴が前記板状凸部に設けられたケース枠と、
第一ネジ山を有するネジ部を一端に有し、前記ネジ部よりも直径が大きく先細りの形状を有する頭部を他端に有し、前記頭部には内壁に第二ネジ山を有するネジ受け穴が設けられ、前記ネジ部が前記第一貫通穴にネジ止めされたスタッドボルトと、
前記枠部の上端部に装着され前記頭部の直上に第三貫通穴が設けられた平板部と、前記平板部における前記第三貫通穴の周囲から下方に突出して前記頭部の側面を囲み下方にいくほど内径が大きくなる筒部と、を有するケース蓋と、
を備え、
前記頭部と前記筒部との間の隙間に接着剤が設けられたものである。

第二の発明にかかる半導体モジュールは、
半導体デバイスを収納するケースの底面を構成し、上面に前記半導体デバイスが実装された底面部と、
前記底面部の上方に設けられた電極板部と、前記電極板部と前記半導体デバイスとを電気的に接続するための接続部とを備え、前記電極板部を厚さ方向に貫通する第一貫通穴が前記電極板部に設けられた内部電極と、
環状の枠部および前記枠部の内壁から板状に突出した板状凸部を備え、前記枠部の下端部が前記底面部の周縁部と接続し、前記板状凸部が前記電極板部の上に重なり、前記第一貫通穴と連通する第二貫通穴が前記板状凸部に設けられたケース枠と、
第一ネジ山を有するネジ部を一端に有し、前記ネジ部よりも直径が大きい頭部を他端に有し、前記頭部には内壁に第二ネジ山を有するネジ受け穴が設けられ、前記ネジ部が前記第一貫通穴にネジ止めされたスタッドボルトと、
前記枠部の上端部に装着され前記頭部の直上に第三貫通穴が設けられたケース蓋と、
前記ケース蓋と前記板状凸部とのうち少なくとも一方に設けられ、内周面と前記板状凸部の表面とで前記頭部の周囲に接着剤を入れる容器を形成し、前記第三貫通穴と連通する筒部と、
を備え、
前記筒部と前記頭部との間に前記接着剤が充填されたものである。

第一の発明によれば、スタッドボルトが上方に抜けようとしても、筒部でスタッドボルト頭部が押さえつけられる。よって、外部接続端子の着脱に伴ってスタッドボルトが外れることを抑制できる。

第二の発明によれば、スタッドボルトを組み込んだ後に、接着剤が垂れることを抑制しつつ接着剤を頭部側から注入することができる。接着剤の注入作業を円滑に行うことができるので、組立性を向上できる。

本発明の実施の形態１にかかる半導体モジュールの断面図である。 本発明の実施の形態１にかかるスタッドボルトの斜視図である。 本発明の実施の形態１の変形例にかかる半導体モジュールの断面図である。 本発明の実施の形態２にかかる半導体モジュールの断面図である。 本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体モジュールの断面図である。 本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体モジュールの断面図である。 本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体モジュールの断面図である。 本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体モジュールの断面図である。 本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体モジュールの断面図である。 本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体モジュールの断面図である。 本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体モジュールの断面図である。 本発明の実施の形態３にかかる半導体モジュールの断面図である。 本発明の実施の形態に対する比較例にかかる半導体モジュールの断面図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる半導体モジュール１０の断面図である。図１は、半導体モジュール１０側面付近の一部分を切断して内部構造を図示したものである。半導体モジュール１０は、ケース１１を備えている。ケース１１は、内部に半導体デバイス（図示せず）を収納する。ケース１１は、底面部１４と、ケース枠２０と、ケース蓋３０と、を備えている。ケース１１内には、内部電極１７と、スタッドボルト４０と、が設けられている。以下の説明では、便宜上、上下方向を次のように設定する。図１に示すように、ケース１１におけるケース蓋３０の側を「上」とし、ケース１１における底面部１４の側を「下」とする。

底面部１４は、ケース１１の底面を構成する。具体的には、底面部１４は、一例として、ベース板１２とこのベース板１２の上に重ねられた基板１３とを備えている。基板１３の表面には図示しない金属パターンが設けられている。この金属パターンに図示しない半導体デバイスが実装されている。図示しない半導体デバイスは、電力用半導体デバイスであり、ＩＧＢＴあるいはＭＯＳＦＥＴなどのスイッチングデバイスである。半導体デバイスの材料は、Ｓｉであってもよく、ＳｉＣおよびＧａＮなどのいわゆるワイドバンドギャップ半導体であってもよい。基板１３の上面は、底面部１４の上面にも相当している。

内部電極１７は、電極板部１５と接続部１６とを備えている。電極板部１５は、底面部１４の上方に底面部１４と平行に設けられている。接続部１６の一端は電極板部１５の一端と接続し、接続部１６の他端は基板１３上の金属パターンと接続されている。接続部１６は、底面部１４の上面に実装された半導体デバイスと電極板部１５とを電気的に接続する。電極板部１５には、電極板部１５を厚さ方向に貫通する第一貫通穴１５ａが設けられている。

ケース枠２０は、環状の枠部２１、第一板状凸部２４、および第二板状凸部２２を備えている。枠部２１の下端部は、底面部１４の周縁部と接続している。第一板状凸部２４および第二板状凸部２２は、枠部２１の内壁から板状に突出している。第一板状凸部２４および第二板状凸部２２は、それぞれ、ケース１１の上方を向く表面およびケース１１の下方を向く裏面を有する。

第一板状凸部２４は電極板部１５の上に重なっており、第二板状凸部２２は電極板部１５の下に重なっている。第一板状凸部２４の裏面は電極板部１５に接している。第一板状凸部２４および第二板状凸部２２には、第一貫通穴１５ａと連通する第二貫通穴２３、２５が設けられている。なお、第二板状凸部２２を省略してもよい。

図２は、本発明の実施の形態１にかかるスタッドボルト４０の斜視図である。スタッドボルト４０は、ネジ部４２および頭部４３を備えている。ネジ部４２は、スタッドボルト４０の一端に設けられ、その表面に第一ネジ山を有している。頭部４３は、スタッドボルト４０の他端に設けられ、ネジ部４２よりも直径が大きく先細りの形状を有する。頭部４３には、内壁に第二ネジ山を有するネジ受け穴４５が設けられている。

図１に示すように、スタッドボルト４０のネジ部４２が、電極板部１５に設けられた第一貫通穴１５ａにネジ止めされている。これにより、第一板状凸部２４、電極板部１５、および第二板状凸部２２が重ねられた状態で、スタッドボルト４０がケース枠２０に固定される。

図１に示すように、ケース蓋３０は、平板部３１と筒部３４とを備えている。平板部３１は、枠部２１の上端部に装着されている。平板部３１により、ケース１１に蓋がされる。平板部３１におけるスタッドボルト４０の直上には、第三貫通穴３２が設けられている。筒部３４は、平板部３１における第三貫通穴３２の周囲から下方に突出している。筒部３４は、頭部４３の側面を囲んでおり、下方にいくほど内径が大きくなる。第三貫通穴３２は、後述するように、スタッドボルト４０のネジ受け穴４５に外部接続端子４を端子固定ネジ２で固定するために用いられる。

頭部４３の側面と筒部３４の内周面との間には、隙間が設けられている。この隙間に接着剤９０が塗布されており、頭部４３の側面と筒部３４の内周面は接着剤９０で接着されている。接着剤９０は、筒部３４の下端と第一板状凸部２４の表面との間の隙間も満たしている。その結果、接着剤９０によってケース枠２０及びケース蓋３０の両方にスタッドボルト４０が固定される。

図１に示すように、半導体モジュール１０の使用時においては、外部接続端子４が端子固定ネジ２によってネジ受け穴４５にネジ止めされる。端子固定ネジ２が外部接続端子４の穴部４ａに差し込まれた状態で、端子固定ネジ２のネジ山２ａがネジ受け穴４５に締め込まれる。外部接続端子４は、スタッドボルト４０および内部電極１７を介して、一例として基板１３に実装された半導体デバイス（図示せず）の制御電極に電気的に接続する。制御電極とは、半導体デバイスがＩＧＢＴあるいはＭＯＳＦＥＴであればゲートであり、半導体デバイスがバイポーラトランジスタであればベースである。

実施の形態１では、スタッドボルト４０の頭部４３がテーパ状に先細りとされている。さらに、頭部４３の側面との間隔を一定に保つように筒部３４の内径が下方にいくほどテーパ状に大きくなる。このような構造によれば、スタッドボルト４０が上方に抜けようとしても、筒部３４で頭部４３を押さえることができる。よって、外部接続端子４の着脱時に端子固定ネジ２によって加わる力でスタッドボルト４０が緩んだり外れたりすることを抑制できる。頭部４３のテーパ状の側面と筒部３４のテーパ状の内周面とが接着剤９０で接着されているので、頭部４３および筒部３４が一定の直径を有する円筒である場合と比較して接着面積を大きく取ることができる。従って、スタッドボルト４０とケース蓋３０とを強固に接着することができる。さらに、スタッドボルト４０がケース枠２０及びケース蓋３０の両方で強固に固定され、外部接続端子４の過度な締め付けによる応力をケース枠２０とケース蓋３０に分散できる。このため、スタッドボルト４０を支えるケース枠２０の破損を抑制できる。

図３は、本発明の実施の形態１の変形例にかかる半導体モジュール１０の断面図である。変形例では、スタッドボルト４０に代えてスタッドボルト１４０が用いられる。スタッドボルト１４０のように、頭部１４３が段状に先細りとされていてもよい。具体的には、頭部１４３が、異なる直径を有する第一部分１４３ａ、第二部分１４３ｂ、および第三部分１４３ｃを備えていてもよい。第一部分１４３ａ、第二部分１４３ｂ、および第三部分１４３ｃはネジ部４２の側からこの順に並び、かつこの順に直径が小さくなる。

さらに、図３に示すように、ケース蓋３０が、筒部１３４を備えるケース蓋１３０に置換されていてもよい。頭部１４３の側面との間隔を一定に保つように筒部１３４の内径が下方にいくほど段状に大きくされている。具体的には、筒部１３４は、異なる内径を有する第一内周部１３４ａ、第二内周部１３４ｂ、および第三内周部１３４ｃを備えていてもよい。筒部１３４の根本側から下方へ向かって第三内周部１３４ｃ、第二内周部１３４ｂ、および第一内周部１３４ａがこの順に並び、かつこの順に内径が大きくなる。

スタッドボルト１４０の頭部１４３が段状に先細りとされていることで接着面積が拡大し、さらに筒部１３４の側面に段差による凹凸を設けることにより接着面積が拡大する。また、筒部１３４の断面係数が増加するので、筒部１３４の強度も向上する。よって、ケース蓋３０の破損を抑制できる。

図１３は、本発明の実施の形態に対する比較例にかかる半導体モジュール４１０の断面図である。図１３の比較例は、ケース蓋３０に代えてケース蓋６０を備え、スタッドボルト４０に代えてスタッドボルト５０を備えている。スタッドボルト５０は、頭部５３の直径が一定である。スタッドボルト５０は、この点を除き、実施の形態１にかかるスタッドボルト４０と同様の構造すなわちネジ受け穴４５およびネジ部４２を備えている。頭部５３の直径は、ネジ部４２の直径よりも大きい。なお、図１３では便宜上頭部５３の直径は第二貫通穴２５の内径よりも若干大きくなるように図示しているが、実際には頭部５３の直径は第二貫通穴２５の内径よりも十分に大きくともよい。

ケース蓋６０は、平板部６１と、筒部６４とを備えている。筒部６４は、ケース蓋６０における第三貫通穴６２の周囲から下方に突出して頭部５３の側面を囲む。筒部６４の先端と、第一板状凸部２４の表面との間には隙間がある。図１３に示す比較例では、スタッドボルト５０がネジ固定によりケース枠２０に固定されている。スタッドボルト５０の頭部５３がケース蓋６０に接着剤９０で固定される。さらにケース蓋６０とケース枠２０とが接着剤７０で固定される。筒部６４の下端部は第一板状凸部２４の表面と離間しており、両者の間には大きな隙間がある。

図１３の比較例では、頭部５３および筒部６４がいずれも一定の直径を有する筒状である。図１３の比較例と比べると、実施の形態１にかかる半導体モジュール１０は、テーパ状の頭部４３および筒部３４あるいは段差状の頭部１４３および筒部１３４を備えている。従って、図１３の場合と比較して、実施の形態１ではスタッドボルト４０、１４０の頭部４３、１４３およびケース蓋３０、１３０の間の接着面積が拡大されている。これにより、接着強度を向上させることができるとともにスタッドボルト４０、１４０の緩みを抑制することができる。また、外部接続端子４をスタッドボルト４０、１４０に接続する際の力をケース１１側へも分散させることができる。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２にかかる半導体モジュール２１０の断面図である。実施の形態２にかかる半導体モジュール２１０は、実施の形態１における筒部３４を有するケース蓋３０に代えて筒部２３４を有するケース蓋２３０を備える点、およびスタッドボルト４０がスタッドボルト５０に置換されている点を除いては、実施の形態１にかかる半導体モジュール１０と同様の構造を備えている。従って、以下の説明では実施の形態１、２の相違点を中心に説明し、互いに同一または対応する構造については同一の符号を付して説明を省略する。

筒部２３４は、ケース蓋２３０の平板部２３１における第三貫通穴２３２の周囲から下方に突出している。筒部２３４は、頭部５３の側面を囲みながら下方に伸び、下端が第一板状凸部２４の表面に接している。

実施の形態２における筒部２３４は、第三貫通穴２３２と連通している点では実施の形態１と同様であるが、頭部５３の周囲に「接着剤９０を入れる容器」を形成する点で実施の形態１とは異なっている。接着剤９０を入れる容器は、筒部２３４の内周面および第一板状凸部２４の表面によって構成される。筒部２３４と頭部５３との間の隙間には、接着剤９０が充填されている。筒部２３４の下端が第一板状凸部２４の表面に接しているので、接着剤９０が筒部２３４の外部に漏れ出ることがない。

実施の形態２によれば、スタッドボルト５０をケース枠２０に組み込んだ後に、接着剤９０を頭部５３側から注入することができる。接着剤９０が垂れることを抑制されているので、接着剤９０の注入作業を円滑に行うことができ、組立性が向上する。筒部２３４がスタッドボルト５０の頭部５３を囲うことによりそれらの間に接着剤９０を確実に充填できるので、接着強度も向上できる。

なお、接着剤９０が第一貫通穴１５ａに入ってしまうと、接着剤９０が絶縁性である場合にはスタッドボルト５０と内部電極１７との間に接着剤９０が介在して電気的導通を阻害してしまう。よって、接着剤９０は、スタッドボルト５０を締めた後に入れることが好ましい。

実施の形態２と図１３に示す比較例とを比較すると、まず、図１３の比較例では接着剤９０をスタッドボルト５０の頭部５３側から注入する際に、上筒部６４の下端部と第一板状凸部２４の表面との間に大きな隙間がある。この隙間から接着剤９０が漏れ出すことで、接着剤９０の充填性が悪化する。その結果、作業効率が低下して生産性が低くなってしまう。この点、実施の形態２にかかる半導体モジュール２１０は、接着剤９０の漏れを抑制するとともに接着剤９０を塗布する際の充填性および注入性を向上させることができるので、組立を容易にすることができる。

下記に、実施の形態２における筒部の変形例を説明する。実施の形態２における「筒部」は、ケース蓋２３０と第一板状凸部２４とのうち少なくとも一方に設けられるものであればよい。

図５は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体モジュール２１０の断面図である。図４の筒部２３４を、図５に示す筒部２３４ａに変形してもよい。本変形例では、ケース蓋２３０は、図１３の比較例にかかるケース蓋６０に置換されている。筒部２３４は、筒部６４と下筒部２２５とからなる。ここで、「筒部６４」は既に比較例として図１３に示したものと同様であるが、実施の形態２においては、下筒部２２５とともに１つの筒部２３４を構成する部位という意味で筒部６４を「上筒部６４」と呼称する。

下筒部２２５は、第一板状凸部２４の表面から上方に伸びて頭部５３の側面を囲む。図５の変形例では、下筒部２２５の先端が上筒部６４の先端と接する。図５の変形例では、ケース蓋６０を被せる前に、下筒部２２５内にネジ止めされた頭部５３と下筒部２２５の内周面の間の隙間へと接着剤９０を塗布できる。ケース蓋６０を被せた後に、上筒部６４と頭部５３との間の隙間にさらに接着剤９０が塗布されてもよい。

図６は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体モジュール２１０の断面図である。図５の筒部２３４ａを、図６の筒部２３４ｂに変形してもよい。筒部２３４ｂは、ケース蓋６０に設けられた上筒部６４と、第一板状凸部２４の表面から上方に伸びて上筒部６４の外周を囲む下筒部２２５ａと、を備える。図６の変形例では、上筒部６４の下端部外周と下筒部２２５ａの上端部内周とが接している。下筒部２２５ａと上筒部６４とがオーバーラップすることにより接着剤９０が筒部２３４ｂの外に漏れないようにすることができるので、接着剤９０の充填性を向上させることができる。ケース蓋６０を被せる前に下筒部２２５ａ内にネジ止めされた頭部５３と下筒部２２５ａとの間の隙間に接着剤９０を塗布できる点は、図５の変形例と同様である。

図７は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体モジュール２１０の断面図である。図６の筒部２３４ｂを、図７の筒部２３４ｃに変形してもよい。筒部２３４ｃは、図６の下筒部２２５ａを下筒部２２５ｂに変形したものである。下筒部２２５ｂは下筒部２２５ａよりも長く設けられており、下筒部２２５ｂの先端は上筒部６４の根本まで伸びている。また、下筒部２２５ｂの内径は上筒部６４の外形よりも大きくされており、下筒部２２５ｂと上筒部６４との間には接着剤９０で充填された隙間が形成されている。図７の変形例は頭部５３の周囲に二重の筒部が形成されている構造である。

図８は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体モジュール２１０の断面図である。図４の筒部２３４に代えて、図８に示す筒部２２５ｃが設けられてもよい。筒部２２５ｃは、第一板状凸部２４の表面から上方に伸びており、頭部５３の側面を囲み、先端がケース蓋２６０と接している。ケース蓋２６０は、第三貫通穴６２を有する。しかし、ケース蓋２６０は、ケース蓋３０、６０などとは異なり、第三貫通穴６２の下方に伸びる筒部を有しておらず第三貫通穴６２周辺が平らである。このような構造でも、ケース蓋２６０を被せる前に筒部２２５ｃ内にネジ止めされた頭部５３と筒部２２５ｃの内周面との間の隙間へと接着剤９０を塗布できる。なお、ケース蓋２６０は接着剤９０に接触しないので接着剤９０によっては固定されないが、接着剤７０によりケース枠２０の枠部２１とケース蓋２６０とを接着すればよい。また、接着剤７０とともに又はこれに代えて、図示しない他のネジ部材でケース枠２０に固定したり、ケース枠２０とケース蓋２６０との間に係合部を設けてこれらを係合することで固定したりしてもよい。

実施の形態１と実施の形態２の両方の特徴的構造を具備した半導体モジュール２１０が提供されてもよい。図９は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体モジュール２１０の断面図である。図９にかかる変形例では、上筒部３３４および下筒部２２５ａにより筒部２３４ｄが構成されている。図５で示した変形例と同様に、図９においても下筒部２２５ａの上端部が上筒部３３４の下端部と接する。また、スタッドボルト５０ではなく実施の形態１にかかるスタッドボルト４０が用いられている。スタッドボルト４０の頭部４３は他端にいくほど先細りとなるテーパ形状を有している。上筒部３３４は、頭部４３との間隔を保つように下方にいくほど内径が大きくなっている。なお、実施の形態１の変形例（図３参照）で示したように、段状に先細りとなる頭部１４３を備えるスタッドボルト１４０を実施の形態２に組み合わせてもよく、その場合には例えば図９の変形例における上筒部３３４の内周面を図３に示した筒部１３４のように段状にしてもよい。

図１０は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体モジュール２１０の断面図である。図１０に示す筒部２３４ａは、図４に示した筒部２３４において下方部分の直径を段状に大きくしたものである。筒部２３４ａの上方部分が「第一内径」を有する筒状であり、筒部２３４ａの下方部分が第一内径と異なる「第二内径」を有する筒状となっている。ここで、第一内径＜第二内径とされている。なお、筒部２３４ａの断面形状は図６の筒部２３４ｂと類似する断面形状となっている。これにより、筒部２３４ａの断面を、凹凸を有する輪郭形状とすることができる。筒部２３４ａの断面形状に凹凸を持たせることにより、接着面積が拡大する。さらに、筒部２３４ａの断面係数が増加するので、筒部２３４ａの強度が向上する。

なお、図１０の更なる変形例として、筒部２３４ａの内径の大小を逆にしてもよい。つまり第一内径＞第二内径とされてもよい。

図１１は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体モジュール２１０の断面図である。図１１に示す筒部２２５ｄは、図８に示した筒部２２５ｃにおいて上方部分の直径を段状に小さくしたものである。筒部２２５ｄの下方部分が「第三内径」を有する筒状であり、筒部２２５ｄの上方部分が第三内径と異なる「第四内径」を有する筒状となっている。ここで、第三内径＞第四内径とされている。なお、筒部２２５ｄの断面形状は図６の筒部２３４ｂと類似する断面形状となっている。これにより、筒部２２５ｄの断面を、凹凸を有する輪郭形状とすることができる。筒部２２５ｄの断面形状に凹凸を持たせることにより、接着面積が拡大する。さらに、筒部２２５ｄの断面係数が増加するので、筒部２２５ｄの強度が向上する。

なお、図１１の更なる変形例として、筒部２２５ｄの内径の大小を逆にしてもよい。つまり第三内径＜第四内径とされてもよい。

実施の形態２における筒部２２５ｃ、２２５ｄ、２３４、２３４ａ〜２３４ｄは、「接着剤９０を入れる容器」をスタッドボルト５０の頭部５３の周囲に形成するものであればよい。この「接着剤９０を入れる容器」は、筒部２２５ｃ、２２５ｄ、２３４、および筒部２３４ａ〜２３４ｄが接着剤９０を一切漏らさない完全な密閉性を有することが好ましい。しかしながら、この「接着剤９０を入れる容器」は、筒部２２５ｃ、２２５ｄ、２３４、２３４ａ〜２３４ｄの外側へと多くの接着剤９０が漏れ出ない程度の実質的な密閉性、つまり接着剤流動阻害性を確保できるものであればよい。この「接着剤９０を入れる容器」は、接着剤９０の垂れを抑制するためのものだからである。例えば、実施の形態２の更なる変形例として、接着剤９０を投入する際に空気の抜け道を確保するための「空気抜用貫通穴」が、筒部２２５ｃ、２２５ｄ、２３４、２３４ａ〜２３４ｄに設けられてもよい。空気抜用貫通穴は、筒部２２５ｃ、２２５ｄ、２３４、２３４ａ〜２３４ｄを厚さ方向に貫通する小口径の貫通穴として設けられてもよい。

実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態の変形例にかかる半導体モジュール３１０の断面図である。ネジ部４２に嵌められて頭部５３と第一板状凸部２４とで挟まれた座金３８０をさらに備えてもよい。スタッドボルト４０は、ケース枠２０とケース蓋６０の両方に接着剤９０で固定されている。座金３８０を装着すると、頭部５３の外側へ座金３８０が出張ることで段差が生じる。この段差があることでスタッドボルト４０周辺と接着剤９０との接触面積が増える。その結果、スタッドボルト４０の固定がより強固になる。さらに、座金３８０によってスタッドボルト４０の中心軸を垂直に近づけることもできる。

図示しないが、実施の形態１にかかる図１および図３の半導体モジュール１０に座金３８０を追加してもよい。また、図示しないが、実施の形態２にかかる図４〜図１１の半導体モジュール２１０に座金３８０を追加してもよい。

２ 端子固定ネジ
２ａ ネジ山
４ 外部接続端子
４ａ 穴部
１０、２１０、３１０、４１０ 半導体モジュール
１１ ケース
１２ ベース板
１３ 基板
１４ 底面部
１５ 電極板部
１５ａ 第一貫通穴
１６ 接続部
１７ 内部電極
２０ ケース枠
２１ 枠部
２２ 第二板状凸部
２３ 第二貫通穴
２４ 第一板状凸部
３０、６０、１３０、２３０、２６０ ケース蓋
３１、６１、２３１ 平板部
３２、６２、２３２ 第三貫通穴
３４、１３４、２２５ｃ、２２５ｄ、２３４、２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄ 筒部
４０、５０、１４０ スタッドボルト
４２ ネジ部
４３、５３、１４３ 頭部
４５ ネジ受け穴
６４、３３４ 上筒部
７０、９０ 接着剤
１３４ａ 第一内周部
１３４ｂ 第二内周部
１３４ｃ 第三内周部
１４３ａ 第一部分
１４３ｂ 第二部分
１４３ｃ 第三部分
２２５、２２５ａ、２２５ｂ 下筒部
３８０ 座金

Claims (13)

1. 半導体デバイスを収納するケースの底面を構成し、上面に前記半導体デバイスが実装された底面部と、
   前記底面部の上方に設けられた電極板部と、前記電極板部と前記半導体デバイスとを電気的に接続するための接続部とを備え、前記電極板部を厚さ方向に貫通する第一貫通穴が前記電極板部に設けられた内部電極と、
   環状の枠部および前記枠部の内壁から板状に突出した板状凸部を備え、前記枠部の下端部が前記底面部の周縁部と接続し、前記板状凸部が前記電極板部の上に重なり、前記第一貫通穴と連通する第二貫通穴が前記板状凸部に設けられたケース枠と、
   第一ネジ山を有するネジ部を一端に有し、前記ネジ部よりも直径が大きく先細りの形状を有する頭部を他端に有し、前記頭部には内壁に第二ネジ山を有するネジ受け穴が設けられ、前記ネジ部が前記第一貫通穴にネジ止めされたスタッドボルトと、
   前記枠部の上端部に装着され前記頭部の直上に第三貫通穴が設けられた平板部と、前記平板部における前記第三貫通穴の周囲から下方に突出して前記頭部の側面を囲み下方にいくほど内径が大きくなる筒部と、を有するケース蓋と、
   を備え、
   前記頭部と前記筒部との間の隙間に接着剤が設けられた半導体モジュール。
2. 前記頭部がテーパ状に先細りとされた請求項１に記載の半導体モジュール。
3. 前記頭部の側面との間隔を一定に保つように前記筒部の内径が下方にいくほどテーパ状に大きくなる請求項２に記載の半導体モジュール。
4. 前記頭部が段状に先細りとされた請求項１に記載の半導体モジュール。
5. 前記頭部の側面との間隔を一定に保つように前記筒部の内径が下方にいくほど段状に大きくなる請求項４に記載の半導体モジュール。
6. 半導体デバイスを収納するケースの底面を構成し、上面に前記半導体デバイスが実装された底面部と、
   前記底面部の上方に設けられた電極板部と、前記電極板部と前記半導体デバイスとを電気的に接続するための接続部とを備え、前記電極板部を厚さ方向に貫通する第一貫通穴が前記電極板部に設けられた内部電極と、
   環状の枠部および前記枠部の内壁から板状に突出した板状凸部を備え、前記枠部の下端部が前記底面部の周縁部と接続し、前記板状凸部が前記電極板部の上に重なり、前記第一貫通穴と連通する第二貫通穴が前記板状凸部に設けられたケース枠と、
   第一ネジ山を有するネジ部を一端に有し、前記ネジ部よりも直径が大きい頭部を他端に有し、前記頭部には内壁に第二ネジ山を有するネジ受け穴が設けられ、前記ネジ部が前記第一貫通穴にネジ止めされたスタッドボルトと、
   前記枠部の上端部に装着され前記頭部の直上に第三貫通穴が設けられたケース蓋と、
   前記ケース蓋と前記板状凸部とのうち少なくとも一方に設けられ、内周面と前記板状凸部の表面とで前記頭部の周囲に接着剤を入れる容器を形成し、前記第三貫通穴と連通する筒部と、
   を備え、
   前記筒部と前記頭部との間に前記接着剤が充填された半導体モジュール。
7. 前記筒部は、前記ケース蓋における前記第三貫通穴の周囲から下方に突出して前記頭部の側面を囲み前記板状凸部の前記表面に接する請求項６に記載の半導体モジュール。
8. 前記筒部は、前記ケース蓋における前記第三貫通穴の周囲から下方に突出して前記頭部の側面を囲む上筒部と、前記板状凸部の前記表面から上方に伸びて前記頭部の側面を囲み前記上筒部と接する下筒部と、からなる請求項６に記載の半導体モジュール。
9. 前記筒部は、前記ケース蓋における前記第三貫通穴の周囲から下方に突出して前記頭部の側面を囲む上筒部と、前記板状凸部の前記表面から上方に伸びて前記上筒部の外周を囲む下筒部と、を備える請求項６に記載の半導体モジュール。
10. 前記下筒部の先端が前記上筒部の根本まで伸びる請求項９に記載の半導体モジュール。
11. 前記頭部は、前記他端にいくほど先細りとなる形状を有し、
    前記上筒部は、下方にいくほど内径が大きくなる請求項８〜１０のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
12. 前記筒部は、前記板状凸部の前記表面から上方に伸びて前記頭部の側面を囲み先端が前記ケース蓋と接する請求項６に記載の半導体モジュール。
13. 前記ネジ部に嵌められて前記頭部と前記板状凸部とで挟まれた座金をさらに備える請求項１〜１２のいずれか１項に記載の半導体モジュール。

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