WO2024070581A1 - 電力変換ユニット - Google Patents

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WO2024070581A1
WO2024070581A1 PCT/JP2023/032800 JP2023032800W WO2024070581A1 WO 2024070581 A1 WO2024070581 A1 WO 2024070581A1 JP 2023032800 W JP2023032800 W JP 2023032800W WO 2024070581 A1 WO2024070581 A1 WO 2024070581A1
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WO
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conversion unit
power conversion
semiconductor devices
thickness direction
unit according
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/032800
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English (en)
French (fr)
Inventor
幸太郎 柴田
Original Assignee
ローム株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N

Definitions

  • This disclosure relates to a power conversion unit.
  • Patent Document 1 discloses a power module, which is an example of a conventional semiconductor device.
  • the power module described in Patent Document 1 includes a power element, a ceramic substrate, and a sealing resin.
  • the power element is, for example, an IGBT.
  • a conductor pattern is formed on one surface of the ceramic substrate.
  • the power element is bonded to the conductor pattern.
  • a conductor film is formed on the other surface of the ceramic substrate.
  • the conductor film is exposed from the sealing resin.
  • Such a semiconductor device is attached to an external cooler, for example, in order to efficiently release heat from the power element to the outside. At this time, the conductor film exposed from the sealing resin is in contact with the external cooler.
  • Power conversion units such as three-phase inverters use multiple semiconductor devices.
  • the multiple semiconductor devices may be attached to a common external cooling body. In this case, for example, if there is a gap between the external cooling body and each semiconductor device, the heat dissipation from each power element will decrease. In other words, if the multiple semiconductor devices are not properly attached to the external cooling body, the heat dissipation in the power conversion unit will decrease.
  • One of the objectives of this disclosure is to provide a power conversion unit that is an improvement over conventional power conversion units.
  • one of the objectives of this disclosure is to provide a power conversion unit that can suppress a decrease in heat dissipation.
  • the power conversion unit provided by one aspect of the present disclosure includes a plurality of semiconductor devices, each of which includes a semiconductor element and a sealing portion that covers the semiconductor element, an attachment object including a main body portion that contacts the plurality of semiconductor devices, and a single attachment member that holds the plurality of semiconductor devices on the attachment object.
  • the single attachment member includes a fixing portion that is fixed to the attachment object, and a pressing portion that presses the plurality of semiconductor devices against the main body portion.
  • the above configuration makes it possible to suppress the deterioration of heat dissipation.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a power conversion unit according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of FIG. 1 with the wiring board omitted.
  • FIG. 3 is a plan view showing the power conversion unit according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of FIG. 3 with the wiring board omitted.
  • FIG. 5 is a front view showing the power conversion unit according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a bottom view showing the power conversion unit according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a left side view showing the power conversion unit according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a right side view showing the power conversion unit according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG.
  • FIG. 14 is a partially enlarged cross-sectional view of the power conversion unit according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a perspective view illustrating a semiconductor device of the power conversion unit according to the first embodiment.
  • FIG. 16 is a plan view illustrating the semiconductor device of the power conversion unit according to the first embodiment.
  • FIG. 17 is a plan view of FIG. 16 in which the sealing portion is shown by imaginary lines.
  • FIG. 15 is a perspective view illustrating a semiconductor device of the power conversion unit according to the first embodiment.
  • FIG. 16 is a plan view illustrating the semiconductor device of the power conversion unit according to the first embodiment
  • FIG. 18 is a plan view of FIG. 17 in which the sealing portion and the second conductive member are omitted.
  • FIG. 19 is a front view illustrating the semiconductor device of the power conversion unit according to the first embodiment.
  • FIG. 20 is a bottom view illustrating the semiconductor device of the power conversion unit according to the first embodiment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG.
  • FIG. 22 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 23 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view taken along line XXIV-XXIV in FIG.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view taken along line XXV-XXV in FIG.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view taken along line XXVI-XXVI in FIG.
  • FIG. 27 is a plan view showing the power conversion unit according to the second embodiment, in which the wiring board is omitted.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view taken along line XXVIII-XXVIII in FIG.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view taken along line XXIX-XXIX in FIG.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view taken along line XXX-XXX in FIG.
  • FIG. 31 is a plan view showing a power conversion unit according to a first modified example of the second embodiment, in which the wiring board is omitted.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view taken along line XXXII-XXXII in FIG.
  • FIG. 33 is a right side view illustrating a state before assembly of the power conversion unit according to the first modified example of the second embodiment.
  • FIG. 34 is a plan view showing a power conversion unit according to a second modified example of the second embodiment, in which the wiring board is omitted.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view taken along line XXV-XXXV in FIG.
  • FIG. 36 is a cross-sectional view taken along line XXVI-XXXVI in FIG.
  • FIG. 37 is a plan view showing the power conversion unit according to the third embodiment, in which the wiring board is omitted.
  • FIG. 38 is a cross-sectional view taken along line XXXVIII-XXXVIII in FIG. 37.
  • FIG. 39 is a cross-sectional view taken along line XXXIX-XXXIX in FIG.
  • FIG. 40 is a plan view showing a power conversion unit according to a modified example, in which the wiring board is omitted.
  • an object A is formed on an object B
  • an object A is formed on (an object B)
  • an object A is formed directly on an object B
  • an object A is formed on an object B with another object interposed between the object A and the object B” unless otherwise specified.
  • an object A is disposed on an object B” and “an object A is disposed on (an object B)” include “an object A is disposed directly on an object B” and “an object A is disposed on (an object B) with another object interposed between the object A and the object B” unless otherwise specified.
  • an object A is located on (an object B) includes “an object A is in contact with an object B and is located on (an object B)” and “an object A is located on (an object B) with another object interposed between the object A and the object B".
  • an object A overlaps an object B includes “an object A overlaps the entire object B” and “an object A overlaps a part of an object B” unless otherwise specified.
  • an object A (its material) contains a certain material C includes “an object A (its material) is made of a certain material C” and "an object A (its material) is mainly composed of a certain material C.”
  • FIGS. 1 to 14 show a power conversion unit A10 according to the first embodiment.
  • the power conversion unit A10 includes multiple semiconductor devices B1, one mounting object C1, one mounting member D1, and one wiring board E1.
  • the thickness direction z corresponds to the thickness direction of the power conversion unit A10.
  • plane view refers to the case when viewed in the thickness direction z.
  • the first direction x is orthogonal to the thickness direction z.
  • the second direction y is orthogonal to the thickness direction z and the first direction x.
  • One side of the first direction x is referred to as the x1 side of the first direction x, and the other side of the first direction x is referred to as the x2 side of the first direction x.
  • one side of the second direction y is referred to as the y1 side of the second direction y, and the other side of the second direction y is referred to as the y2 side of the second direction y.
  • one side of the thickness direction z is referred to as the z1 side of the thickness direction z, and the other side of the thickness direction z is referred to as the z2 side of the thickness direction z.
  • the z1 side of the thickness direction z is sometimes referred to as the upper side
  • the z2 side of the thickness direction z is sometimes referred to as the lower side. Note that terms such as “top,” “bottom,” “upper,” “lower,” “top surface,” and “bottom surface” indicate the relative positional relationship of each part in the thickness direction z, and do not necessarily define the relationship with the direction of gravity.
  • the multiple semiconductor devices B1 are arranged along the second direction y as shown in Figures 2, 4, 7, and 8.
  • Each of the multiple semiconductor devices B1 includes multiple semiconductor elements 21.
  • the multiple semiconductor elements 21 are switching elements such as MOSFETs and IGBTs, and each of the multiple semiconductor devices B1 constitutes, for example, a half-bridge type switching circuit.
  • each of the multiple semiconductor devices B1 includes multiple power terminals 13, multiple signal terminals 17, and a sealing portion 50 as shown in Figures 1 to 9. In each of the multiple semiconductor devices B1, the multiple semiconductor elements 21 are covered by the sealing portion 50.
  • the multiple power terminals 13 protrude in the first direction x from the side of the sealing portion 50 (second side surface 532 described later).
  • the multiple signal terminals 17 protrude in the thickness direction z from the upper surface of the sealing portion 50 (top surface 51 described later).
  • the power conversion unit A10 includes three semiconductor devices B1, but may include two or four or more semiconductor devices B1.
  • a first device B11 when distinguishing between the three semiconductor devices B1, they are referred to as a first device B11, a second device B12, and a third device B13.
  • the first device B11 is located closest to the y1 side of the multiple semiconductor devices B1 in the second direction y.
  • the third device B13 is located closest to the y2 side of the multiple semiconductor devices B1 in the second direction y.
  • the second device B12 is located between the first device B11 and the third device B13 in the second direction y.
  • the mounting object C1 supports the multiple semiconductor devices B1.
  • the mounting object C1 is, for example, a heat sink.
  • the mounting object C1 may not be a heat sink, but may be a housing (frame, etc.) of an electronic device, an electric vehicle, or the like.
  • Most of the mounting object C1 is located below the multiple semiconductor devices B1 in the thickness direction z (z2 side).
  • the mounting object C1 faces the lower surface (bottom surface 52 described below) of the sealing portion 50 of the multiple semiconductor devices B1.
  • the material of the mounting object C1 includes, for example, aluminum.
  • the material is not limited to aluminum, and may be other metal materials or resin materials (preferably those with good thermal conductivity).
  • the mounting object C1 includes a main body portion 71, multiple pedestal portions 72, and multiple positioning portions 73.
  • the main body 71 is a plate material.
  • the multiple semiconductor devices B1 are mounted on the main body 71. Therefore, as shown in Figures 2, 4, 7 and 8, the multiple semiconductor devices B1 are arranged on the main body 71 along the second direction y.
  • the main body 71 faces the lower surface (bottom surface 52 described below) of each sealing portion 50 of the multiple semiconductor devices B1.
  • the main body 71 contacts each semiconductor device B1.
  • the main body 71 is, for example, rectangular in plan view.
  • each of the multiple pedestal portions 72 protrudes upward in the thickness direction z from the main body portion 71.
  • the multiple pedestal portions 72 are formed integrally with the main body portion 71, but they may also be attached to the main body portion 71 as separate bodies.
  • each of the multiple pedestal portions 72 includes a first portion 721 and a second portion 722.
  • the first portion 721 is interposed between the wiring substrate E1 and the main body portion 71 in the thickness direction z.
  • the dimension of the first portion 721 in the thickness direction z is greater than the dimension of the sealing portion 50 of each semiconductor device B1 in the thickness direction z.
  • the second portion 722 is disposed on the first portion 721.
  • the wiring substrate E1 is sandwiched between the first portion 721 and the second portion 722. With this configuration, the wiring substrate E1 is disposed at a fixed distance from the upper surface of the main body portion 71.
  • the first part 721 has a recess with a female thread
  • the second part 722 has a protrusion with a male thread.
  • the second part 722 is fastened to the first part 721 by inserting the male thread portion (protrusion) of the second part 722 into the female thread portion (recess) of the first part 721.
  • Each pedestal part 72 may have a structure in which the first part 721 and the second part 722 are fitted together. For example, it may have a structure in which the second part 722 is press-fitted into the first part 721.
  • the first part 721 may have a protrusion
  • the second part 722 may have a recess.
  • each of the positioning parts 73 protrudes upward from the main body part 71 in the thickness direction z.
  • each of the positioning parts 73 is attached to the main body part 71 as a separate body. Unlike this example, each positioning part 73 may be formed integrally with the main body part 71.
  • each positioning part 73 is press-fitted into a through hole formed in the main body part 71.
  • Each positioning part 73 is cylindrical and has a tapered tip on the z1 side in the thickness direction z.
  • the diameter of each positioning part 73 in plan view is smaller than the diameter of each base part 72 in plan view.
  • the multiple positioning parts 73 include those arranged on the y1 side of the first device B11 in the second direction y and those arranged on the y2 side of the third device B13 in the second direction y.
  • the mounting member D1 holds the multiple semiconductor devices B1 on the mounting object C1.
  • the mounting member D1 is, for example, a leaf spring.
  • the multiple semiconductor devices B1 are pressed against the mounting object C1 by the elastic force of the mounting member D1.
  • the material of the mounting member D1 is not limited in any way, but may be, for example, copper, iron, titanium, or an alloy containing any of these (including, for example, stainless steel).
  • the mounting member D1 includes multiple pressing portions 81 and multiple fixing portions 82.
  • the multiple pressing portions 81 are provided individually for each of the multiple semiconductor devices B1. Each of the multiple pressing portions 81 contacts the sealing portion 50 (top surface 51) of the corresponding semiconductor device B1. Each pressing portion 81 presses the semiconductor device B1 it contacts against the main body portion 71 of the mounting object C1.
  • Each of the multiple fixing parts 82 is fixed to the attachment object C1, and in this embodiment, is fixed to the main body part 71.
  • Each of the multiple fixing parts 82 is, for example, a flat plate parallel (or approximately parallel) to the x-y plane.
  • a through hole is formed in each of the multiple fixing parts 82.
  • a fastener 89 (a hexagonal bolt in the illustrated example) is inserted into the through hole. The fastener 89 fixes the fixing part 82 to the main body part 71.
  • the multiple fixed parts 82 include multiple end-arrangement parts 821 and multiple intermediate arrangement parts 822.
  • the multiple fixed parts 82 include a pair of end-arrangement parts 821 and two intermediate arrangement parts 822. As shown in Figures 4 and 10, one of the pair of end-arrangement parts 821 is located on the y1 side of the first device B11 in the second direction y, and the other of the pair of end-arrangement parts 821 is located on the y2 side of the third device B13 in the second direction y.
  • One of the two intermediate arrangement parts 822 is located between the first device B11 and the second device B12, and the other of the two intermediate arrangement parts 822 is located between the second device B12 and the third device B13.
  • the width (dimension in the first direction x) of each of the two end arrangement portions 821 is smaller than the width (dimension in the first direction x) of each of the pressing portions 81 and the width (dimension in the first direction x) of each of the intermediate arrangement portions 822.
  • the width of the pressing portion 81 and the width of each of the intermediate arrangement portions 822 may be the same (or approximately the same) as the width of each of the two end arrangement portions 821.
  • the mounting member D1 can be formed in a rectangular shape (band shape) in a plan view.
  • the width of each of the intermediate arrangement portions 822 may be the same (or approximately the same) as the width of each of the two end arrangement portions 821.
  • the wiring board E1 is provided in common for the multiple semiconductor devices B1, as shown in Figures 1, 3, 7, and 8. Unlike this configuration, multiple wiring boards E1 may be provided individually for the multiple semiconductor devices B1. As can be seen from Figures 9 and 11, the signal terminals 17 of the multiple semiconductor devices B1 are inserted into the wiring board E1.
  • the wiring board E1 is conductive to each signal terminal 17.
  • the wiring board E1 is, for example, a drive circuit that controls the drive of each semiconductor element 21 of the multiple semiconductor devices B1. In an example in which each semiconductor element 21 is a MOSFET or IGBT, the wiring board E1 is a gate driver.
  • the wiring board E1 faces the upper surface (top surface 51) of each sealing portion 50 of the multiple semiconductor devices B1.
  • the wiring board E1 is located on the opposite side of the main body portion 71 of the mounting object C1 with respect to the multiple semiconductor devices B1.
  • the wiring board E1 overlaps each sealing portion 50 of the multiple semiconductor devices B1 in a plan view.
  • the wiring board E1 is held at a fixed distance in the thickness direction z by multiple pedestal portions 72.
  • the wiring board E1 has a board 91, main wiring 92, rear wiring 93, and internal wiring 94.
  • the board 91 has a plurality of through holes 911 penetrating in the thickness direction z.
  • the main wiring 92 is formed on the upper surface of the board 91 (the surface facing the z1 side in the thickness direction z).
  • the rear wiring 93 is formed on the lower surface of the board 91 (the surface facing the z2 side in the thickness direction z).
  • the internal wiring 94 is disposed on the inner surface of the plurality of through holes 911.
  • the internal wiring 94 is connected to the main wiring 92 and rear wiring 93.
  • the main wiring 92 forms a path for mutual conduction between the rear wiring 93 and the internal wiring 94 and the circuit provided in the wiring board E1.
  • Each signal terminal 17 of the multiple semiconductor devices B1 is inserted into a corresponding one of the multiple through holes 911 of the wiring substrate E1.
  • FIG. 14 shows a state in which any one of the signal terminals 17 of the multiple semiconductor devices B1 is inserted into the through hole 911 of the substrate 91. Note that all of the signal terminals 17 of the multiple semiconductor devices B1 are inserted into the through hole 911 of the substrate 91 as shown in FIG. 14.
  • each signal terminal 17 has a base 170A and a bulge 170B.
  • One side of the base 170A in the thickness direction z is press-fitted into one of the multiple sleeves 64 (described later) of the multiple semiconductor devices B1.
  • the bulge 170B is provided on one side (z1 side) of the base 170A in the thickness direction z.
  • the bulge 170B bulges in a direction perpendicular to the thickness direction z.
  • each signal terminal 17 is pressed into one of the through holes 911 of the wiring board E1.
  • the internal wiring 94 arranged in one of the through holes 911 is pressed against the bulging portion 170B of the signal terminal 17 inserted into the through hole 911. Therefore, each signal terminal 17 is pressed into the through hole 911 in the thickness direction z, and is thereby electrically connected to the wiring board E1.
  • Each signal terminal 17 is pressed into a corresponding one of the through holes 911, and the wiring board E1 is supported by each signal terminal 17.
  • each signal terminal 17 may not include the bulging portion 170B and may be composed of only the base portion 170A. In other words, each signal terminal 17 may be a straight pin with no change in thickness. In this case, each signal terminal 17 is inserted into the through hole 911 and then soldered to the wiring board E1.
  • the wiring board E1 has a plurality of mounting holes 951 and a plurality of positioning holes 952 formed therein.
  • each mounting hole 951 is formed, for example, as a perfect circle in a plan view.
  • the diameter of each mounting hole 951 in a plan view is smaller than the diameter of each base portion 72 (particularly first portion 721) in a plan view. Therefore, the wiring board E1 is held above the first portion 721 in the thickness direction z (z1 side).
  • a plurality of positioning portions 73 are individually inserted into the plurality of positioning holes 952.
  • two positioning holes 952 are formed in the wiring board E1.
  • One of the two positioning holes 952 (the positioning hole 952 arranged on the y1 side of the second direction y) is formed as a perfect circle, and the other of the two positioning holes 952 (the positioning hole 952 arranged on the y2 side of the second direction y) is formed as an elongated hole.
  • by forming one of the two positioning holes 952 as an elongated hole it is possible to suppress slight misalignment of the attachment object C1 and the wiring board E1 due to manufacturing errors.
  • Figures 15 to 26 are enlarged views of one of the multiple semiconductor devices B1.
  • the multiple semiconductor devices B1 all have the same structure. Unless otherwise specified, the semiconductor device B1 described below is common to the first device B11, the second device B12, and the third device B13.
  • each semiconductor device B1 (first device B11, second device B12, and third device B13) includes the above-mentioned power terminals 13, signal terminals 17, semiconductor elements 21, and sealing portion 50, as well as a support substrate 11, a pair of thermistors 22, a first conductive member 31, a second conductive member 32, wires, and a pair of control wiring 60.
  • the power terminals 13 include a first power terminal 14, two second power terminals 15, and two third power terminals 16, and the signal terminals 17 include a first signal terminal 171, a second signal terminal 172, a third signal terminal 173, a fourth signal terminal 174, a pair of fifth signal terminals 181, and a pair of sixth signal terminals 182.
  • the wires include a first wire 41, a second wire 42, a third wire 43, and a fourth wire 44.
  • Each semiconductor device B1 converts the DC power supply voltage applied to the first power terminal 14 and the two second power terminals 15 into AC power using multiple semiconductor elements 21.
  • the converted AC power is input from the two third power terminals 16 to a power supply target such as a motor.
  • the support substrate 11 supports a plurality of semiconductor elements 21 in the thickness direction z.
  • the support substrate 11 is composed of, for example, a DBC (Direct Bonded Copper) substrate.
  • the support substrate 11 includes an insulating layer 111, a first wiring layer 112, and a second wiring layer 113.
  • the support substrate 11 is covered by a sealing portion 50 except for a portion of the second wiring layer 113.
  • the insulating layer 111 includes a portion that is interposed between the first wiring layer 112 and the second wiring layer 113 in the thickness direction z.
  • the insulating layer 111 is made of a material with relatively high thermal conductivity.
  • the insulating layer 111 is made of ceramics including aluminum nitride (AlN), for example.
  • the insulating layer 111 may be made of an insulating resin sheet in addition to ceramics.
  • the first wiring layer 112 is located above the insulating layer 111 (z1 side) in the thickness direction z.
  • the composition of the first wiring layer 112 includes copper (Cu).
  • the first wiring layer 112 is surrounded by the periphery of the insulating layer 111 in a plan view.
  • the first wiring layer 112 includes a first mounting portion 1121 and a second mounting portion 1122.
  • the first mounting portion 1121 and the second mounting portion 1122 are each rectangular in a plan view.
  • the first mounting portion 1121 and the second mounting portion 1122 are separated from each other in the first direction x.
  • Each of the multiple semiconductor elements 21 is bonded to either the first mounting portion 1121 or the second mounting portion 1122.
  • the second wiring layer 113 is located below (on the z2 side) the insulating layer 111 in the thickness direction z. As shown in Figure 20, the second wiring layer 113 is exposed from the sealing portion 50. The second wiring layer 113 contacts the upper surface (the surface facing the z1 side in the thickness direction z) of the main body portion 71 of the attachment object C1.
  • the composition of the second wiring layer 113 includes copper.
  • the second wiring layer 113 is rectangular in a plan view.
  • the second wiring layer 113 is surrounded by the periphery of the insulating layer 111 in a plan view.
  • each of the multiple semiconductor elements 21 is mounted on either the first mounting portion 1121 or the second mounting portion 1122.
  • Each semiconductor element 21 is, for example, a MOSFET.
  • each semiconductor element 21 may be a switching element such as an IGBT or a diode.
  • the semiconductor element 21 is an n-channel type MOSFET with a vertical structure.
  • the semiconductor element 21 includes a compound semiconductor substrate.
  • the composition of the compound semiconductor substrate includes silicon carbide (SiC) or silicon (Si).
  • the multiple semiconductor elements 21 include multiple first elements 21A and multiple second elements 21B.
  • the structure of each of the multiple second elements 21B is the same as the structure of each of the multiple first elements 21A.
  • the multiple first elements 21A are mounted on a first mounting portion 1121.
  • the multiple first elements 21A are arranged along the second direction y.
  • the multiple second elements 21B are mounted on a second mounting portion 1122.
  • the multiple second elements 21B are arranged along the second direction y.
  • the multiple semiconductor elements 21 have a first electrode 211, a second electrode 212, a third electrode 213 and two fourth electrodes 214.
  • the first electrode 211 faces either the first mounting portion 1121 or the second mounting portion 1122. A current corresponding to the power before being converted by the semiconductor element 21 flows through the first electrode 211. In other words, the first electrode 211 corresponds to the drain electrode of the semiconductor element 21.
  • the second electrode 212 is located on the opposite side to the first electrode 211 in the thickness direction z. A current corresponding to the power converted by the semiconductor element 21 flows through the second electrode 212. In other words, the second electrode 212 corresponds to the source electrode of the semiconductor element 21.
  • the third electrode 213 is located on the same side as the second electrode 212 in the thickness direction z.
  • a drive signal (gate voltage) for driving the semiconductor element 21 is input to the third electrode 213.
  • the third electrode 213 corresponds to the gate electrode of the semiconductor element 21.
  • the area of the third electrode 213 is smaller than the area of the second electrode 212 in a plan view.
  • the two fourth electrodes 214 are located on the same side as the second electrode 212 in the thickness direction z, and are located next to the third electrode 213 in the first direction x.
  • the two fourth electrodes 214 are arranged on either side of the third electrode 213 in the first direction x, sandwiching the third electrode 213 therebetween.
  • the potential of each fourth electrode 214 is equal to the potential of the second electrode 212.
  • each semiconductor element 21 may include only one of the two fourth electrodes 214, or may include neither of the two fourth electrodes 214.
  • the conductive bonding layer 23 is interposed between either the first mounting portion 1121 or the second mounting portion 1122 and the first electrode 211 of any of the multiple semiconductor elements 21.
  • the conductive bonding layer 23 is, for example, solder.
  • the conductive bonding layer 23 may include a sintered body of metal particles.
  • the first electrodes 211 of the multiple first elements 21A are conductively bonded to the first mounting portion 1121 via the conductive bonding layer 23.
  • each of the first electrodes 211 of the multiple first elements 21A is electrically connected to the first mounting portion 1121.
  • the first electrodes 211 of the multiple second elements 21B are conductively bonded to the second mounting portion 1122 via the conductive bonding layer 23.
  • each of the first electrodes 211 of the multiple second elements 21B is electrically connected to the second mounting portion 1122.
  • the multiple power terminals 13 are each electrically connected to the multiple semiconductor elements 21. A current corresponding to the power before being converted by the multiple semiconductor elements 21 or a current corresponding to the power after being converted by the multiple semiconductor elements 21 flows through the multiple power terminals 13.
  • the multiple power terminals 13 include a first power terminal 14, two second power terminals 15, and two third power terminals 16.
  • the first power terminal 14 is joined to the first mounting portion 1121 as shown in FIG. 18 and FIG. 24. This joining is not limited in any way and may be joining with a conductive joining material (for example, solder) not shown, joining by laser welding, or crimping joining.
  • the first power terminal 14 is electrically connected to the first electrodes 211 of the multiple first elements 21A via the first mounting portion 1121.
  • the first power terminal 14 is a P terminal (positive electrode) to which a DC power supply voltage to be the subject of power conversion is applied. As shown in FIG. 18, the first power terminal 14 is located on the opposite side of the second mounting portion 1122 in the first direction x, sandwiching the first mounting portion 1121 therebetween.
  • the first power terminal 14 extends from the first mounting portion 1121 to one side (x1 side) of the first direction x, and protrudes from the sealing portion 50 to one side (x1 side) of the first direction x. As shown in FIG. 17 and FIG. 24, the first power terminal 14 includes a portion covered by the sealing portion 50 and a portion exposed from the sealing portion 50. In the first power terminal 14, the portion covered by the sealing portion 50 is joined to the first mounting portion 1121. In addition, in the first power terminal 14, the portion exposed from the sealing portion 50 is used as the aforementioned P terminal of each semiconductor device B1.
  • a second conductive member 32 is joined to the two second power terminals 15.
  • the two second power terminals 15 are electrically connected to the second electrodes 212 of the multiple second elements 21B via the second conductive member 32.
  • the two second power terminals 15 are N terminals (negative electrodes) to which the DC power supply voltage to be the subject of power conversion is applied.
  • the two second power terminals 15 are spaced apart from each other in the second direction y.
  • the first power terminal 14 is located between the two second power terminals 15. As shown in FIG. 18, the two second power terminals 15 are located on the same side as the first power terminal 14 with respect to the first mounting portion 1121 and the second mounting portion 1122 in the first direction x.
  • the two second power terminals 15 are spaced apart from the first mounting portion 1121 and the second mounting portion 1122, respectively. Each of the two second power terminals 15 extends in the first direction x and protrudes from the sealing portion 50 to one side (x1 side) in the first direction x. As shown in FIG. 17 and FIG. 21, each of the two second power terminals 15 includes a portion covered by the sealing portion 50 and a portion exposed from the sealing portion 50. In each of the second power terminals 15, the second conductive member 32 is joined to the portion covered by the sealing portion 50. In addition, in each of the second power terminals 15, the portion exposed from the sealing portion 50 is used as the aforementioned N terminal of each of the semiconductor devices B1.
  • the two third power terminals 16 are each joined to the second mounting portion 1122 as shown in FIG. 18 and FIG. 21. This joining is not limited in any way and may be joining by a conductive joining material (for example, solder) not shown, joining by laser welding, or crimping joining.
  • the two third power terminals 16 are each electrically connected to the first electrodes 211 of the multiple second elements 21B via the second mounting portion 1122. Also, the two third power terminals 16 are each electrically connected to the second electrodes 212 of the multiple first elements 21A via the second mounting portion 1122 and the first conductive member 31. AC power converted by the multiple semiconductor elements 21 (the multiple first elements 21A and the multiple second elements 21B) is output from the two third power terminals 16.
  • the two third power terminals 16 are each an output terminal of the AC power.
  • the two third power terminals 16 are separated from each other in the second direction y.
  • the two third power terminals 16 are located on the opposite side of the first mounting portion 1121 in the first direction x, with the second mounting portion 1122 sandwiched therebetween.
  • the two third power terminals 16 each extend from the second mounting portion 1122 to the other side (x2 side) of the first direction x, and protrude from the sealing portion 50 to the other side (x2 side) of the first direction x.
  • the two third power terminals 16 each include a portion covered by the sealing portion 50 and a portion exposed from the sealing portion 50. In each of the third power terminals 16, the portion covered by the sealing portion 50 is joined to the second mounting portion 1122. In each of the third power terminals 16, the portion exposed from the sealing portion 50 is used as the output terminal described above for each semiconductor device B1.
  • the pair of control wirings 60 constitute a part of the conductive path between the plurality of signal terminals 17 and the plurality of semiconductor elements 21.
  • the pair of control wirings 60 includes a first wiring 601 and a second wiring 602.
  • the first wiring 601 is located between the plurality of first elements 21A and the first power terminal 14 and the two second power terminals 15 in the first direction x.
  • the first wiring 601 is joined to the first mounting portion 1121 as shown in FIG. 18 and FIG. 24.
  • the second wiring 602 is located between the plurality of second elements 21B and the two third power terminals 16 in the first direction x.
  • the second wiring 602 is joined to the second mounting portion 1122 as shown in FIG. 18 and FIG. 24.
  • the pair of control wirings 60 has an insulating layer 61, a plurality of wiring layers 62, a metal layer 63 and a plurality of sleeves 64.
  • the pair of control wirings 60 are covered by the sealing portion 50 except for a portion of each of the multiple sleeves 64.
  • the insulating layer 61, multiple wiring layers 62, metal layer 63, and multiple sleeves 64 described below are common to the pair of control wirings 60 (first wiring 601 and second wiring 602) unless otherwise specified.
  • the insulating layer 61 includes a portion interposed between the multiple wiring layers 62 and the metal layer 63 in the thickness direction z.
  • the insulating layer 61 is made of ceramics, for example.
  • the insulating layer 61 may be made of an insulating resin sheet in addition to ceramics.
  • the multiple wiring layers 62 are located above (on the z1 side of) the insulating layer 61 in the thickness direction z.
  • the composition of the multiple wiring layers 62 includes copper.
  • the multiple wiring layers 62 include a first wiring layer 621, a second wiring layer 622, a third wiring layer 623, a fourth wiring layer 624, and a fifth wiring layer 625.
  • the metal layer 63 is located on the opposite side to the multiple wiring layers 62 in the thickness direction z, with the insulating layer 61 sandwiched therebetween.
  • the metal layer 63 contains copper.
  • the metal layer 63 of the first wiring 601 is joined to the first mounting portion 1121 by an adhesive layer (not shown).
  • the metal layer 63 of the second wiring 602 is joined to the second mounting portion 1122 by an adhesive layer (not shown).
  • These adhesive layers are made of materials that may or may not be conductive. For example, these adhesive layers are solder.
  • each of the multiple sleeves 64 is joined to one of the multiple wiring layers 62 by a conductive bonding layer (e.g., solder) not shown.
  • the multiple sleeves 64 are made of a conductive material such as metal.
  • Each of the multiple sleeves 64 is tubular and extends along the thickness direction z.
  • One end of each of the multiple sleeves 64 (the edge on the z2 side in the thickness direction z) is conductively joined to one of the multiple wiring layers 62.
  • the other end of each of the multiple sleeves 64 (the edge on the z1 side in the thickness direction z) is exposed from the sealing portion 50.
  • one of the pair of thermistors 22 straddles and is conductively joined to a pair of third wiring layers 623 of the first wiring 601.
  • the other of the pair of thermistors 22 straddles and is conductively joined to a pair of third wiring layers 623 of the second wiring 602.
  • Each of the pair of thermistors 22 is, for example, an NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor. NTC thermistors have the property that their resistance decreases gradually as the temperature increases.
  • NTC thermistors 22 is used as a temperature detection sensor for the semiconductor device B1.
  • each of the multiple signal terminals 17 consists of a metal pin extending in the thickness direction z.
  • the multiple signal terminals 17 protrude from a top surface 51 (described later) of the sealing portion 50.
  • the multiple signal terminals 17 are individually pressed into the multiple sleeves 64 of the pair of control wirings 60.
  • each of the multiple signal terminals 17 is supported by one of the multiple sleeves 64 and is conductive to one of the multiple wiring layers 62.
  • the multiple signal terminals 17 include a first signal terminal 171, a second signal terminal 172, a third signal terminal 173, a fourth signal terminal 174, a pair of fifth signal terminals 181, a pair of sixth signal terminals 182, and a seventh signal terminal 19.
  • the first signal terminal 171, the second signal terminal 172, the third signal terminal 173, the fourth signal terminal 174, the pair of fifth signal terminals 181, the pair of sixth signal terminals 182, and the seventh signal terminal 19 are inserted into the wiring board E1 and input or output each signal to the wiring board E1.
  • the first signal terminal 171 is press-fitted into one of the multiple sleeves 64 that is joined to the first wiring layer 621 of the first wiring 601. As a result, the first signal terminal 171 is supported by the sleeve 64 and is conductive to the first wiring layer 621 of the first wiring 601. Furthermore, the first signal terminal 171 is conductive to the third electrodes 213 of the multiple first elements 21A. A gate voltage is applied to the first signal terminal 171 to drive the multiple first elements 21A.
  • the second signal terminal 172 is press-fitted into one of the multiple sleeves 64 that is joined to the first wiring layer 621 of the second wiring 602. As a result, the second signal terminal 172 is supported by the sleeve 64 and is conductive to the first wiring layer 621 of the second wiring 602. Furthermore, the second signal terminal 172 is conductive to the third electrodes 213 of the multiple second elements 21B. A gate voltage is applied to the second signal terminal 172 to drive the multiple second elements 21B.
  • the third signal terminal 173 is located next to the first signal terminal 171 in the second direction y.
  • the third signal terminal 173 is press-fitted into one of the multiple sleeves 64 that is joined to the second wiring layer 622 of the first wiring 601.
  • the third signal terminal 173 is supported by the sleeve 64 and is conductive to the second wiring layer 622 of the first wiring 601.
  • the third signal terminal 173 is conductive to the fourth electrodes 214 of the multiple first elements 21A.
  • a voltage corresponding to the maximum current among the currents flowing through the fourth electrodes 214 of the multiple first elements 21A is applied to the third signal terminal 173.
  • the fourth signal terminal 174 is located next to the second signal terminal 172 in the second direction y.
  • the fourth signal terminal 174 is press-fitted into one of the multiple sleeves 64 that is joined to the second wiring layer 622 of the second wiring 602.
  • the fourth signal terminal 174 is supported by the sleeve 64 and is conductive to the second wiring layer 622 of the second wiring 602.
  • the fourth signal terminal 174 is conductive to the fourth electrodes 214 of the multiple second elements 21B.
  • a voltage corresponding to the maximum current among the currents flowing through the fourth electrodes 214 of the multiple second elements 21B is applied to the fourth signal terminal 174.
  • the pair of fifth signal terminals 181 are located on the opposite side of the first signal terminal 171 from the third signal terminal 173 in the second direction y.
  • the pair of fifth signal terminals 181 are adjacent to each other in the second direction y.
  • the pair of fifth signal terminals 181 are individually press-fitted into a pair of sleeves 64 respectively joined to a pair of third wiring layers 623 of the first wiring 601.
  • the pair of fifth signal terminals 181 are individually supported by the pair of sleeves 64 and are individually conductive to the pair of third wiring layers 623 of the first wiring 601.
  • the pair of fifth signal terminals 181 are conductive to the thermistor 22 on the first wiring 601.
  • the pair of sixth signal terminals 182 are located on the opposite side of the second signal terminal 172 from the fourth signal terminal 174 in the second direction y.
  • the pair of sixth signal terminals 182 are adjacent to each other in the second direction y.
  • the pair of sixth signal terminals 182 are individually press-fitted into a pair of sleeves 64 respectively joined to a pair of third wiring layers 623 of the second wiring 602.
  • the pair of sixth signal terminals 182 are individually supported by the pair of sleeves 64 and are individually conductive to the pair of third wiring layers 623 of the second wiring 602.
  • the pair of sixth signal terminals 182 are conductive to the thermistor 22 on the second wiring 602.
  • the seventh signal terminal 19 is located on the opposite side of the first signal terminal 171 in the second direction y, with the third signal terminal 173 sandwiched therebetween.
  • the seventh signal terminal 19 is press-fitted into a sleeve 64 joined to the fifth wiring layer 625 of the first wiring 601.
  • the seventh signal terminal 19 is supported by the sleeve 64 and is conductive to the fifth wiring layer 625 of the first wiring 601.
  • the seventh signal terminal 19 is conductive to the first mounting portion 1121.
  • a voltage equivalent to the DC power input to the first power terminal 14 is applied to the seventh signal terminal 19.
  • the first wires 41, the second wires 42, the third wires 43, and the fourth wires 44 each electrically connect parts spaced apart from one another.
  • the first wires 41, the second wires 42, the third wires 43, and the fourth wires 44 are each bonding wires. Note that the first wires 41, the second wires 42, the third wires 43, and the fourth wires 44 are omitted in Figures 17 and 21 to 24.
  • Some of the multiple first wires 41 are conductively joined to the third electrodes 213 of the multiple first elements 21A and the fourth wiring layer 624 of the first wiring 601, as shown in FIG. 18.
  • Some of the multiple third wires 43 are conductively joined to the fourth wiring layer 624 of the first wiring 601 and the first wiring layer 621 of the first wiring 601, as shown in FIG. 18. This allows the first signal terminal 171 to be conductive to the third electrodes 213 of the multiple first elements 21A.
  • the composition of the multiple first wires 41 and the multiple third wires 43 includes gold (Au).
  • the composition of the multiple first wires 41 and the multiple third wires 43 may include copper or aluminum.
  • some of the multiple first wires 41 are conductively joined to the third electrodes 213 of the multiple second elements 21B and the fourth wiring layer 624 of the second wiring 602 as shown in FIG. 18.
  • some of the multiple third wires 43 are conductively joined to the fourth wiring layer 624 of the second wiring 602 and the first wiring layer 621 of the second wiring 602 as shown in FIG. 18.
  • the second signal terminal 172 is electrically connected to the third electrodes 213 of the multiple second elements 21B.
  • the second wires 42 are conductively bonded to either of the two fourth electrodes 214 of the first elements 21A and the second wiring layer 622 of the first wiring 601, as shown in FIG. 18.
  • the third signal terminal 173 is conductively connected to either of the two fourth electrodes 214 of the first elements 21A.
  • some of the second wires 42 are conductively bonded to either of the two fourth electrodes 214 of the second elements 21B and the second wiring layer 622 of the second wiring 602, as shown in FIG. 18.
  • the fourth signal terminal 174 is conductively connected to either of the two fourth electrodes 214 of the second elements 21B.
  • the composition of the second wires 42 includes gold.
  • the composition of the second wires 42 may include copper or aluminum.
  • each semiconductor element 21 (each of the multiple first elements 21A and multiple second elements 21B) does not include either of the two fourth electrodes 214, the multiple second wires 42 are bonded one by one to each of the multiple semiconductor elements 21's second electrodes 212.
  • the fourth wire 44 is conductively joined to the fifth wiring layer 625 of the first wiring 601 and the first mounting portion 1121.
  • the seventh signal terminal 19 is electrically connected to the first electrodes 211 of the multiple first elements 21A via the first mounting portion 1121.
  • the composition of the fourth wire 44 includes gold.
  • the composition of the fourth wire 44 may include copper or aluminum.
  • the first conductive member 31 is conductively joined to the second electrodes 212 of the multiple first elements 21A and the second mounting portion 1122. As a result, the second electrodes 212 of the multiple first elements 21A are electrically connected to the second mounting portion 1122.
  • the composition of the first conductive member 31 includes copper.
  • the first conductive member 31 is a metal clip.
  • the first conductive member 31 has a main body portion 311, multiple first joints 312, and multiple second joints 313.
  • the main body 311 forms a major part of the first conductive member 31. As shown in FIG. 18, the main body 311 extends in the first direction x. As shown in FIG. 18 and FIG. 21, the main body 311 straddles between the first mounting portion 1121 and the second mounting portion 1122. In the example shown in FIG. 18, a plurality of through holes are formed in the main body 311. Each of the plurality of through holes penetrates the main body 311 in the thickness direction z. The plurality of through holes overlap between the first mounting portion 1121 and the second mounting portion 1122 in a plan view. This allows the sealing portion 50 to flow smoothly downward in the thickness direction z of the main body 311 (to the z2 side of the thickness direction z) when the sealing portion 50 is formed.
  • the first joints 312 are individually joined to the second electrodes 212 of the first elements 21A.
  • Each of the first joints 312 faces one of the second electrodes 212 of the first elements 21A.
  • each of the first joints 312 extends from the main body 311 to the x1 side in the first direction x.
  • the first joints 312 are bifurcated from the main body 311, but they do not have to be bifurcated.
  • the base end (the end connected to the main body 311) of each of the first joints 312 is bent downward in the thickness direction z (to the z2 side in the thickness direction z). Therefore, the tip (the end opposite to the end connected to the main body 311) of each of the first joints 312 is located downward in the thickness direction z (to the z2 side in the thickness direction z) from the main body 311 in the thickness direction z.
  • each second joint 313 is joined to the second mounting portion 1122.
  • Each of the second joints 313 faces the second mounting portion 1122.
  • each second joint 313 extends from the main body 311 toward the x2 side in the first direction x.
  • the base end (the end connected to the main body 311) of each second joint 313 is bent downward in the thickness direction z (to the z2 side in the thickness direction z). Therefore, the tip (the end opposite to the end connected to the main body 311) of each second joint 313 is located downward in the thickness direction z (to the z2 side in the thickness direction z) from the main body 311 in the thickness direction z.
  • the semiconductor device B1 further includes a first conductive bonding layer 33.
  • the first conductive bonding layer 33 is interposed between the second electrodes 212 of the multiple first elements 21A and the multiple first joints 312.
  • the first conductive bonding layer 33 conductively bonds the second electrodes 212 of the multiple first elements 21A to the multiple first joints 312.
  • the first conductive bonding layer 33 is, for example, solder.
  • the first conductive bonding layer 33 may include a sintered body of metal particles.
  • the semiconductor device B1 further includes a second conductive bonding layer 34.
  • the second conductive bonding layer 34 is interposed between the second mounting portion 1122 and the second bonding portion 313.
  • the second conductive bonding layer 34 conductively bonds the second mounting portion 1122 and the second bonding portion 313.
  • the second conductive bonding layer 34 is, for example, solder.
  • the second conductive bonding layer 34 may include a sintered body of metal particles.
  • the second conductive member 32 is conductively joined to the second electrodes 212 of the multiple second elements 21B and the two second power terminals 15. As a result, the second electrodes 212 of the multiple second elements 21B are electrically connected to the two second power terminals 15.
  • the composition of the second conductive member 32 includes copper.
  • the second conductive member 32 is a metal clip. As shown in FIG. 17 and FIG. 21 to FIG. 26, the second conductive member 32 includes a main body portion 321, multiple third joint portions 322, and a pair of fourth joint portions 323.
  • the main body 321 forms the main part of the second conductive member 32. As shown in Figures 21 and 25, the main body 321 is disposed parallel (or approximately parallel) to the upper surface of the first mounting portion 1121 and the upper surface of the second mounting portion 1122. The main body 321 is separated from the main body 311 of the first conductive member 31, and is also separated from the first mounting portion 1121 and the second mounting portion 1122.
  • the third joints 322 are individually joined to the second electrodes 212 of the second elements 21B.
  • Each of the third joints 322 faces one of the second electrodes 212 of the second elements 21B.
  • the third joints 322 extend in the first direction x from the main body 321.
  • the base end (the end connected to the main body 321) of each third joint 322 is bent downward in the thickness direction z (toward the z2 side of the thickness direction z). Therefore, the tip (the end opposite to the end connected to the main body 321) of each third joint 322 is located downward in the thickness direction z (toward the z2 side of the thickness direction z) from the main body 321 in the thickness direction z.
  • the pair of fourth joints 323 are individually joined to the two second power terminals 15. Each of the pair of fourth joints 323 faces a corresponding one of the two second power terminals 15.
  • the semiconductor device B1 further includes a third conductive bonding layer 35.
  • the third conductive bonding layer 35 is interposed between the second electrodes 212 of the second elements 21B and the third bonding portions 322.
  • the third conductive bonding layer 35 conductively bonds the second electrodes 212 of the second elements 21B and the third bonding portions 322.
  • the third conductive bonding layer 35 is, for example, solder.
  • the third conductive bonding layer 35 may include a sintered body of metal particles.
  • the semiconductor device B1 further includes a fourth conductive bonding layer 36.
  • the fourth conductive bonding layer 36 is interposed between the two second power terminals 15 and the pair of fourth bonding portions 323.
  • the fourth conductive bonding layer 36 conductively bonds the two second power terminals 15 and the pair of fourth bonding portions 323.
  • the fourth conductive bonding layer 36 is, for example, solder.
  • the fourth conductive bonding layer 36 may include a sintered body of metal particles.
  • the sealing portion 50 covers the semiconductor elements 21, the first conductive member 31, the second conductive member 32, the first wires 41, the second wires 42, the third wires 43, and the fourth wires 44. Furthermore, the sealing portion 50 covers a portion of each of the support substrate 11, the power terminals 13, and the signal terminals 17.
  • the sealing portion 50 is electrically insulating.
  • the sealing portion 50 contains, for example, a black epoxy resin.
  • the sealing portion 50 is formed, for example, by molding. As shown in Figures 15 to 17 and Figures 19 to 26, the sealing portion 50 has a top surface 51, a bottom surface 52, multiple resin side surfaces 53, and a pair of recesses 55.
  • the top surface 51 faces in the same direction as the upper surfaces of the first mounting portion 1121 and the second mounting portion 1122 in the thickness direction z.
  • the top surface 51 of each semiconductor device B1 contacts the mounting member D1.
  • the bottom surface 52 faces the opposite side to the top surface 51 in the thickness direction z.
  • the second wiring layer 113 of the support substrate 11 is exposed from the bottom surface 52.
  • the bottom surface 52 of each semiconductor device B1 contacts the main body portion 71 of the mounting object C1.
  • the multiple resin side surfaces 53 are connected to the top surface 51.
  • the multiple resin side surfaces 53 include a pair of first side surfaces 531 and a pair of second side surfaces 532.
  • the pair of first side surfaces 531 are positioned apart from each other in the first direction x.
  • the pair of first side surfaces 531 face opposite each other in the first direction x and extend in the second direction y.
  • the pair of first side surfaces 531 are connected to the top surface 51.
  • a first power terminal 14 and two second power terminals 15 each protrude from the first side surface 531 on the x1 side in the first direction x of the pair of first side surfaces 531.
  • Two third power terminals 16 each protrude from the first side surface 531 on the x2 side in the first direction x of the pair of first side surfaces 531.
  • the pair of second side surfaces 532 are positioned apart from each other in the second direction y.
  • the pair of second side surfaces 532 face opposite each other in the second direction y and extend in the first direction x.
  • the pair of second side surfaces 532 are connected to the top surface 51 and the bottom surface 52.
  • the pair of recesses 55 are recessed in the first direction x from the first side surface 531 on the x1 side of the pair of first side surfaces 531 in the first direction x.
  • the pair of recesses 55 extend from the top surface 51 to the bottom surface 52 in the thickness direction z.
  • the pair of recesses 55 are located on both sides of the first power terminal 14 in the second direction y.
  • the specific configuration of the semiconductor device B1 described above is an example and is not limited to the above example.
  • the number of the signal terminals 17, or the signals input/output to/from each signal terminal 17, the number of the semiconductor elements 21, the configuration of the first wiring 601 and the second wiring 602, etc. can be changed as appropriate.
  • the support substrate 11 may have a conductive plate-like member bonded onto the first wiring layer 112 (each of the first mounting portion 1121 and the second mounting portion 1122).
  • the conductive plate-like member mounts the semiconductor elements 21 (each of the first elements 21A and the second elements 21B) and a pair of control wirings 60, etc.
  • the functions and effects of the power conversion unit A10 are as follows:
  • the mounting member D1 includes a fixing portion 82 fixed to the mounting object C1 and a pressing portion 81 that presses the multiple semiconductor devices B1 against the main body portion 71 (mounting object C1). According to this configuration, the mounting member D1 presses the multiple semiconductor devices B1 against the main body portion 71, so that, for example, it is possible to suppress the occurrence of gaps between the mounting object C1 and each semiconductor device B1. Therefore, the power conversion unit A10 can suppress the deterioration of heat dissipation. In particular, in the power conversion unit A10, a pressing force is applied to the multiple semiconductor devices B1 by one mounting member D1.
  • the power conversion unit A10 can reduce the planar area while suppressing the deterioration of heat dissipation.
  • the fixing portion 82 of the mounting member D1 is attached to the main body 71 of the mounting object C1, and the pressing portion 81 of the mounting member D1 contacts the upper surface of the sealing portion 50 of the semiconductor device B1.
  • the mounting member D1 bends upward in the thickness direction z from the fixing portion 82 on the y1 side of the second direction y of the semiconductor device B1 along the sealing portion 50 to connect to the pressing portion 81.
  • the pressing portion 81 bends downward in the thickness direction z along the sealing portion 50 to connect to the fixing portion 82 on the y2 side of the second direction y. Therefore, the sealing portion 50 of each semiconductor device B1 is surrounded by the mounting member D1 on the side in the second direction y. In other words, the power conversion unit A10 can limit the positional deviation of each semiconductor device B1 in the second direction y.
  • the mounting object C1 includes a plurality of pedestal portions 72 that protrude upward in the thickness direction z from the main body portion 71.
  • Each of the plurality of pedestal portions 72 holds a wiring board E1.
  • the wiring board E1 can be positioned at a fixed distance in the thickness direction z from each sealing portion 50 of the plurality of semiconductor devices B1. Therefore, since it is possible to suppress misalignment in the thickness direction z between the bulging portion 170B of each signal terminal 17 and each through hole 911, the power conversion unit A10 can suppress poor conductivity between each signal terminal 17 and the wiring board E1.
  • the mounting object C1 includes a positioning portion 73 that protrudes upward in the thickness direction z from the main body portion 71.
  • the positioning portion 73 is inserted into the positioning hole 952 of the wiring board E1. This configuration makes it easy to position the wiring board E1.
  • the sealing portion 50 of each semiconductor device B1 does not have a through hole or the like for attaching the semiconductor device B1 to the attachment object C1.
  • the planar area of the sealing portion 50 is expanded, making it difficult to miniaturize the power conversion unit A10.
  • each semiconductor device B1 can be attached to the attachment object C1 by the attachment member D1, so as mentioned above, there is no need to form a through hole or the like in each semiconductor device B1 for attaching it to the attachment object C1. Therefore, since it is possible to minimize the planar area of the sealing portion 50 in each semiconductor device B1, the power conversion unit A10 can reduce the planar area.
  • FIGS. 27 to 30 show a power conversion unit A20 according to the second embodiment.
  • the power conversion unit A20 differs from the power conversion unit A10 in the configuration of the mounting member D1. Specifically, the mounting member D1 of the power conversion unit A20 is entirely located on the z1 side in the thickness direction z of the sealing portion 50 of each semiconductor device B1.
  • Each fixing portion 82 (each end-arrangement portion 821 and each middle-arrangement portion 822) of the mounting member D1 is fixed to a corresponding one of the multiple base portions 72. At this time, each fixing portion 82 is sandwiched between the first portion 721 and the second portion 722 of the corresponding base portion 72.
  • each fixing portion 82 is strip-shaped with its longitudinal direction in the first direction x in plan view.
  • the dimension of each fixing portion 82 in the first direction x is greater than the dimension of the pressing portion 81 in the first direction x.
  • Two through holes 851 are formed in each fixing portion 82.
  • Each of the two through holes 851 overlaps a corresponding one of the multiple base portions 72 in plan view.
  • the second portion 722 of the base portion 72 is inserted into each through hole 851 together with the mounting hole 951.
  • a through hole 852 is formed in each of the two-end arrangement parts 821 of the multiple fixing parts 82.
  • the positioning part 73 is inserted into the through hole 852 together with the positioning hole 952.
  • the mounting member D1 of the power conversion unit A20 bends downward in the thickness direction z from the fixing portion 82 on the y1 side of the second direction y of the semiconductor device B1 and connects to the pressing portion 81 for each semiconductor device B1. It also bends upward in the thickness direction z from the pressing portion 81 and connects to the fixing portion 82 on the y2 side of the second direction y.
  • the portion connecting the pressing portion 81 and the fixing portion 82 adjacent to each other in the second direction y is inclined with respect to the x-y plane.
  • the mounting member D1 includes a fixing portion 82 fixed to the mounting object C1 and a pressing portion 81 that presses the multiple semiconductor devices B1 against the main body portion 71 (mounting object C1). Therefore, similar to the power conversion unit A10, the power conversion unit A20 can suppress the occurrence of gaps between the mounting object C1 and each semiconductor device B1, and therefore can suppress the deterioration of heat dissipation. In particular, similar to the power conversion unit A10, the power conversion unit A20 applies a pressing force to the multiple semiconductor devices B1 with one mounting member D1, and therefore can reduce the planar area of the power conversion unit A10 while suppressing the deterioration of heat dissipation.
  • the fixing portion 82 of the mounting member D1 is fixed to the base portion 72.
  • the mounting member D1 can be attached to the base portion 72 for mounting the wiring board E1, so there is no need to form a hole in the main body portion 71 for mounting the mounting member D1.
  • the power conversion unit A20 does not require any processing to attach the mounting member D1 to the mounting object C1.
  • FIGS. 31 to 33 show a power conversion unit A21 according to a first modified example of the second embodiment.
  • the power conversion unit A21 differs from the power conversion unit A20 in the following respect. That is, the fixing portion 82 of the mounting member D1 does not include an intermediate portion 822.
  • the mounting member D1 of this modified example is slightly curved upward in the thickness direction z between the pressing portion 81 for the first device B11 and the pressing portion 81 for the third device B13.
  • the mounting member D1 of this modified example has the following configuration before being attached to the mounting object C1. That is, each pressing portion 81 corresponding to the first device B11 and the third device B13 is located lower in the thickness direction z (z2 side) than each end arrangement portion 821. Also, the pressing portion 81 corresponding to the second device B12 is located lower in the thickness direction z (z2 side) than each pressing portion 81 corresponding to the first device B11 and the third device B13.
  • the pressing portion 81 corresponding to the second device B12 contacts the sealing portion 50 of the second device B12.
  • the pressing portion 81 for the second device B12 remains engaged with the second device B12, and then the pressing portions 81 for the first device B11 and the third device B13 come into contact with the corresponding sealing portions 50 of the first device B11 and the third device B13.
  • the area between the two pressing portions 81 adjacent to each other in the second direction y curves upward in the thickness direction z beyond the two pressing portions 81.
  • the mounting member D1 elastically deforms as shown in FIG. 32, and thus a pressing force is generated in the thickness direction z downward on the multiple semiconductor devices B1, even without the intermediate arrangement portion 822.
  • FIGS. 34 to 36 show a power conversion unit A22 according to a second modified example of the second embodiment.
  • the power conversion unit A22 differs from the power conversion unit A20 in the following respect.
  • the attachment member D1 includes a plurality of abutment portions 83.
  • the abutment portions 83 are formed in place of the plurality of intermediate portions 822.
  • the plurality of fixing portions 82 do not include any of the plurality of intermediate portions 822.
  • the multiple abutment portions 83 contact the underside of the wiring board E1 (the surface facing the z2 side in the thickness direction z). This causes each abutment portion 83 to engage with the wiring board E1.
  • the multiple abutment portions 83 are pressed against the wiring board E1 toward the z2 side in the thickness direction z, generating an elastic force in the mounting member D1, and the semiconductor device B1 is pressed against the mounting object C1 by each pressing portion 81.
  • the power conversion units A21 and A22 according to the first and second modified examples of the second embodiment provide the same effects as the power conversion unit A20.
  • FIGS. 37 to 39 show a power conversion unit A30 according to the third embodiment.
  • the power conversion unit A30 differs from the power conversion unit A10 in the following respects.
  • the power conversion unit A30 has multiple mounting members D1.
  • each of the multiple mounting members D1 holds a corresponding one of the multiple semiconductor devices B1 on the mounting object C1.
  • each mounting member D1 includes a pressing portion 81 and a pair of fixing portions 82A, 82B.
  • the pair of fixing portions 82A, 82B are arranged at both ends of the corresponding semiconductor device B1 in the second direction y.
  • the fixing portion 82A is located on the y1 side in the second direction y relative to the fixing portion 82B.
  • the pair of fixing portions 82A, 82B do not overlap with each other when viewed in the second direction y.
  • the fixing portion 82A is arranged offset in the first direction x relative to the fixing portion 82B. In the illustrated example, the fixing portion 82A is located on the x2 side in the first direction x relative to the fixing portion 82B.
  • the fixing portion 82B of the mounting member D1 holding the first device B11 and the fixing portion 82A of the mounting member D1 holding the second device B12 overlap when viewed in the first direction x. Furthermore, the fixing portion 82B of the mounting member D1 holding the second device B12 and the fixing portion 82A of the mounting member D1 holding the third device B13 overlap when viewed in the first direction x. With this configuration, the pair of fixing portions 82A, 82B are arranged alternately in two mounting members D1 adjacent in the second direction y.
  • the multiple mounting members D1 press the multiple semiconductor devices B1 individually against the main body 71, so it is possible to prevent gaps from occurring between the mounting object C1 and each semiconductor device B1, for example. Therefore, the power conversion unit A30 can prevent a decrease in heat dissipation.
  • the fixing portion 82B of the mounting member D1 on the y1 side of the second direction y and the fixing portion 82A of the mounting member D1 on the y2 side of the second direction y overlap when viewed in the first direction x.
  • these fixing portions 82A, 82B are arranged side by side in the first direction x. Therefore, the dimension of the power conversion unit A30 in the second direction y is reduced compared to when these fixing portions 82A, 82B are arranged side by side in the second direction y.
  • the power conversion unit A30 can achieve a reduced planar area even when a mounting member D1 is provided for each semiconductor device B1.
  • the attachment object C1 may not include the multiple positioning portions 73.
  • FIG. 40 shows a power conversion unit according to the modified example, which is a configuration example in which the attachment object C1 does not include the positioning portions 73 in the power conversion unit A10.
  • the power conversion unit shown in FIG. 40 can increase the dimension of each of the end-arrangement portions 821 in the first direction x compared to the power conversion unit A10. Therefore, in the power conversion unit shown in FIG. 40, the rigidity of the attachment member D1 can be increased compared to the power conversion unit A10, making it possible to generate a larger elastic force (pressing force on each semiconductor device B1).
  • the power conversion unit according to the present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiment.
  • the specific configuration of each part of the power conversion unit according to the present disclosure can be freely designed in various ways.
  • the power conversion unit according to the present disclosure includes the following embodiments.
  • Appendix 1. A plurality of semiconductor devices each including a semiconductor element and a sealing portion covering the semiconductor element; an attachment object including a main body portion in contact with the plurality of semiconductor devices; a mounting member for holding the plurality of semiconductor devices on the mounting object; Equipped with The one mounting member includes a fixing portion fixed to the mounting object, and a pressing portion pressing the plurality of semiconductor devices against the main body portion.
  • Appendix 2. 2.
  • each of the plurality of semiconductor devices includes a signal terminal protruding from the sealing portion to one side in a thickness direction of the sealing portion.
  • Each of the plurality of semiconductor devices includes a power terminal protruding from the sealing portion in a first direction perpendicular to the thickness direction, 3.
  • the power conversion unit according to claim 2 wherein the plurality of semiconductor devices are arranged in a second direction perpendicular to the thickness direction and the first direction.
  • Appendix 4 The power conversion unit according to claim 3, wherein the fixing portion is located on the one side in the thickness direction relative to the sealing portion of each of the plurality of semiconductor devices. Appendix 5.
  • the attachment object includes a base portion protruding from the main body portion to the one side in the thickness direction,
  • the power conversion unit according to claim 4 wherein the fixing portion is attached to the base portion.
  • Appendix 6. the one mounting member is located entirely on the one side in the first direction relative to the sealing portions of the plurality of semiconductor devices,
  • Appendix 7. The power conversion unit according to claim 3, wherein the fixing portion is located on the other side in the thickness direction than the sealing portion of each of the plurality of semiconductor devices.
  • Appendix 8. 8.
  • the control board has a plurality of through holes formed therein, 12.
  • Each of the plurality of semiconductor devices includes a support substrate on which the semiconductor element is mounted, the supporting substrate of each of the plurality of semiconductor devices has a bottom surface facing the other side in the thickness direction, 15.
  • the power conversion unit according to claim 3 wherein in each of the plurality of semiconductor devices, the bottom surface is exposed from the sealing portion and is in contact with the main body portion.

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Abstract

電力変換ユニットは、複数の半導体装置と、取付対象物と、1つの取付部材とを備える。前記複数の半導体装置の各々は、半導体素子と当該半導体素子を覆う封止部とを備える。前記取付対象物は、前記複数の半導体装置の各々に接する本体部を含む。前記1つの取付部材は、前記複数の半導体装置の各々を前記取付対象物に保持する。前記1つの取付部材は、前記取付対象物に固定された固定部と、前記複数の半導体装置を前記本体部に押し付ける押圧部と、を含む。

Description

電力変換ユニット
 本開示は、電力変換ユニットに関する。
 従来、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)およびIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの半導体素子を備える半導体装置が知られている。たとえば、特許文献1には、従来の半導体装置の一例であるパワーモジュールが開示されている。特許文献1に記載のパワーモジュールは、パワー素子と、セラミック基板と、封止樹脂とを備える。パワー素子は、たとえばIGBTである。セラミック基板の一方の面には、導体パターンが形成されている。パワー素子は、当該導体パターンに接合される。セラミック基板の他方の面には、導体膜が形成されてる。当該導体膜は、封止樹脂から露出する。このような半導体装置は、たとえばパワー素子からの熱を効率的に外部に放出するために、外部冷却体に取り付けられる。このとき、封止樹脂から露出する導体膜は、外部冷却体に接する。
特開2011-172483号公報
 三相インバータなどの電力変換ユニットでは、複数の半導体装置が用いられる。このような電力変換ユニットにおいて、複数の半導体装置は、共通の外部冷却体に取り付けられることがある。このとき、たとえば外部冷却体と各半導体装置との間に隙間があると、各パワー素子からの熱の放熱性が低下する。つまり、複数の半導体装置を外部冷却体に適切に取り付けなければ、電力変換ユニットにおける放熱性が低下する。
 本開示は、従来より改良が施された電力変換ユニットを提供することを一の課題とする。特に本開示は、上記事情に鑑み、放熱性の低下を抑制することが可能な電力変換ユニットを提供することをその一の課題とする。
 本開示の一の側面によって提供される電力変換ユニットは、半導体素子と当該半導体素子を覆う封止部とを各々が備える複数の半導体装置と、前記複数の半導体装置に接する本体部を含む取付対象物と、前記複数の半導体装置を前記取付対象物に保持する1つの取付部材と、を備える。前記1つの取付部材は、前記取付対象物に固定された固定部と、前記複数の半導体装置を前記本体部に押し付ける押圧部と、を含む。
 上記構成によれば、放熱性の低下を抑制することが可能となる。
図1は、第1実施形態にかかる電力変換ユニットを示す斜視図である。 図2は、図1の斜視図において、配線基板を省略した図である。 図3は、第1実施形態にかかる電力変換ユニットを示す平面図である。 図4は、図3の平面図において、配線基板を省略した図である。 図5は、第1実施形態にかかる電力変換ユニットを示す正面図である。 図6は、第1実施形態にかかる電力変換ユニットを示す底面図である。 図7は、第1実施形態にかかる電力変換ユニットを示す左側面図である。 図8は、第1実施形態にかかる電力変換ユニットを示す右側面図である。 図9は、図4のIX-IX線に沿う断面図である。 図10は、図4のX-X線に沿う断面図である。 図11は、図4のXI-XI線に沿う断面図である。 図12は、図4のXII-XII線に沿う断面図である。 図13は、図4のXIII-XIII線に沿う断面図である。 図14は、第1実施形態にかかる電力変換ユニットの部分拡大断面図である。 図15は、第1実施形態にかかる電力変換ユニットの半導体装置を示す斜視図である。 図16は、第1実施形態にかかる電力変換ユニットの半導体装置を示す平面図である。 図17は、図16の平面図において、封止部を想像線で示した図である。 図18は、図17の平面図において、封止部および第2導通部材を省略した図である。 図19は、第1実施形態にかかる電力変換ユニットの半導体装置を示す正面図である。 図20は、第1実施形態にかかる電力変換ユニットの半導体装置を示す底面図である。 図21は、図17のXXI-XXI線に沿う断面図である。 図22は、図21の部分拡大断面図である。 図23は、図21の部分拡大断面図である。 図24は、図17のXXIV-XXIV線に沿う断面図である。 図25は、図17のXXV-XXV線に沿う断面図である。 図26は、図17のXXVI-XXVI線に沿う断面図である。 図27は、第2実施形態にかかる電力変換ユニットを示す平面図であって、配線基板を省略した図である。 図28は、図27のXXVIII-XXVIII線に沿う断面図である。 図29は、図27のXXIX-XXIX線に沿う断面図である。 図30は、図27のXXX-XXX線に沿う断面図である。 図31は、第2実施形態の第1変形例にかかる電力変換ユニットを示す平面図であって、配線基板を省略した図である。 図32は、図31のXXXII-XXXII線に沿う断面図である。 図33は、第2実施形態の第1変形例にかかる電力変換ユニットの組み立て前の状態を示す右側面図である。 図34は、第2実施形態の第2変形例にかかる電力変換ユニットを示す平面図であって、配線基板を省略した図である。 図35は、図34のXXXV-XXXV線に沿う断面図である。 図36は、図34のXXXVI-XXXVI線に沿う断面図である。 図37は、第3実施形態にかかる電力変換ユニットを示す平面図であって、配線基板を省略した図である。 図38は、図37のXXXVIII-XXXVIII線に沿う断面図である。 図39は、図37のXXXIX-XXXIX線に沿う断面図である。 図40は、変形例にかかる電力変換ユニットを示す平面図であって、配線基板を省略した図である。
 本開示の電力変換ユニットの好ましい実施の形態について、図面を参照して、以下に説明する。以下では、同一あるいは類似の構成要素に、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。本開示における「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、単にラベルとして用いたものであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。
 本開示において、「ある物Aがある物Bに形成されている」および「ある物Aがある物B(の)上に形成されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接形成されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに形成されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物Bに配置されている」および「ある物Aがある物B(の)上に配置されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接配置されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに配置されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物B(の)上に位置している」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに接して、ある物Aがある物B(の)上に位置していること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物が介在しつつ、ある物Aがある物B(の)上に位置していること」を含む。また、「ある方向に見てある物Aがある物Bに重なる」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bのすべてに重なること」、および、「ある物Aがある物Bの一部に重なること」を含む。また、「ある物A(の材料)がある材料Cを含む」とは、「ある物A(の材料)がある材料Cからなる場合」、および、「ある物A(の材料)の主成分がある材料Cである場合」を含む。
 図1~図14は、第1実施形態にかかる電力変換ユニットA10を示している。電力変換ユニットA10は、複数の半導体装置B1、1つの取付対象物C1、1つの取付部材D1および1つの配線基板E1を備える。
 以下の説明では、互いに直交する厚さ方向z、第1方向xおよび第2方向yを参照する。厚さ方向zは、電力変換ユニットA10の厚さ方向に相当する。また、「平面視」とは、厚さ方向zに見たときをいう。第1方向xは、厚さ方向zに直交する。第2方向yは、厚さ方向zおよび第1方向xに直交する。なお、第1方向xの一方側を第1方向xのx1側、第1方向xの他方側を第1方向xのx2側と称する。また、第2方向yの一方側を第2方向yのy1側、第2方向yの他方側を第2方向yのy2側と称する。また、厚さ方向zの一方側を厚さ方向zのz1側、厚さ方向zの他方側を厚さ方向zのz2側と称する。また、厚さ方向zのz1側を上方といい、厚さ方向zのz2側を下方ということがある。なお、「上」、「下」、「上方」、「下方」、「上面」および「下面」などの記載は、厚さ方向zにおける各部品等の相対的位置関係を示すものであり、必ずしも重力方向との関係を規定する用語ではない。
 複数の半導体装置B1は、図2、図4、図7および図8に示すように、第2方向yに沿って配置される。複数の半導体装置B1はそれぞれ、複数の半導体素子21を備える。後に詳述される構成から理解されるように、複数の半導体素子21は、たとえばMOSFETおよびIGBTなどのスイッチング素子であり、複数の半導体装置B1はそれぞれ、たとえばハーフブリッジ型のスイッチング回路を構成する。また、複数の半導体装置B1はそれぞれ、図1~図9に示すように、複数の電力端子13と、複数の信号端子17と、封止部50とを備える。複数の半導体装置B1の各々において、複数の半導体素子21は、封止部50に覆われている。複数の電力端子13は、封止部50の側面(後述の第2側面532)から第1方向xに突出する。複数の信号端子17は、封止部50の上面(後述の頂面51)から厚さ方向zに突出する。
 図示された例では、電力変換ユニットA10は、3つの半導体装置B1を備えているが、2つまたは4つ以上の半導体装置B1を備える構成であってもよい。以下の説明において、3つの半導体装置B1を区別する場合、第1装置B11、第2装置B12および第3装置B13という。第1装置B11は、複数の半導体装置B1のうち最も第2方向yのy1側に位置する。第3装置B13は、複数の半導体装置B1のうち最も第2方向yのy2側に位置する。第2装置B12は、第2方向yにおいて、第1装置B11と第3装置B13との間に位置する。
 取付対象物C1は、複数の半導体装置B1を支持する。取付対象物C1は、たとえばヒートシンクである。取付対象物C1は、ヒートシンクではなく、電子機器および電気自動車などの筐体(フレーム等)であってもよい。取付対象物C1の大半は、複数の半導体装置B1に対して、厚さ方向zの下方(z2側)に位置する。取付対象物C1は、複数の半導体装置B1の封止部50の下面(後述の底面52)に対向する。取付対象物C1の材料は、たとえばアルミニウムを含む。当該材料は、アルミニウムに限定されず、他の金属材料、または樹脂材料(好ましくは熱伝導率の良いもの)などでもよい。取付対象物C1は、本体部71、複数の台座部72および複数の位置決め部73を含む。
 本体部71は、板材である。複数の半導体装置B1は、本体部71に搭載される。よって、図2、図4、図7および図8に示すように、複数の半導体装置B1は、本体部71上に第2方向yに沿って配列されている。本体部71は、複数の半導体装置B1の各封止部50の下面(後述の底面52)に対向する。本体部71は、各半導体装置B1に接する。本体部71は、たとえば平面視矩形状である。
 複数の台座部72はそれぞれ、図2、図5および図7~図13に示すように、本体部71から厚さ方向z上方に突き出る。図示された例では、複数の台座部72は、本体部71と一体的に形成されているが、本体部71に対して、別体として取り付けられていてもよい。
 複数の台座部72の各々は、図9~図13に示すように、第1部721および第2部722を含む。第1部721は、厚さ方向zにおいて、配線基板E1と本体部71との間に介在する。第1部721の厚さ方向zの寸法は、各半導体装置B1の封止部50の厚さ方向zの寸法よりも大きい。第2部722は、第1部721上に配置される。配線基板E1は、第1部721と第2部722とに挟持される。このような構成により、配線基板E1は、本体部71の上面に対して、一定の間隔を空けて配置される。
 図示された例では、第1部721には、雌ネジ加工された凹部があり、第2部722には、雄ネジ加工された凸部がある。第1部721の雌ネジ部分(凹部)に、第2部722の雄ネジ部分(凸部)が挿入されることで、第1部721に第2部722が締結される。なお、各台座部72は、第1部721と第2部722とが嵌合される構造のものであればよい。たとえば、第1部721に第2部722が圧入される構造のものでもよい。また、第1部721に凸部があり、第2部722に凹部があってもよい。
 複数の位置決め部73はそれぞれ、図2および図13に示すように、本体部71から厚さ方向z上方に突き出る。図示された例(たとえば図13)では、複数の位置決め部73はそれぞれ、本体部71に対して、別体として取り付けられている。この例と異なり、各位置決め部73は、本体部71と一体的に形成されていてもよい。図13に示す例では、各位置決め部73は、本体部71に形成された貫通孔に圧入されている。各位置決め部73は、円柱状であり、厚さ方向zのz1側の先端が先細りした形状である。図示された例において、平面視における各位置決め部73の径は、平面視における各台座部72の径よりも小さい。図3および図4に示すように、複数の位置決め部73には、第1装置B11よりも第2方向yのy1側に配置されたものと、第3装置B13よりも第2方向yのy2側に配置されたものとがある。
 取付部材D1は、複数の半導体装置B1を取付対象物C1に保持する。取付部材D1は、たとえば板バネである。取付部材D1の弾性力により、複数の半導体装置B1が取付対象物C1に押さえ付けられる。取付部材D1の材料は、何ら限定されないが、たとえば銅、鉄、チタン、あるいは、これらのいずれかを含む合金(たとえばステンレスを含む)などである。図4、図7~図13に示すように、取付部材D1は、複数の押圧部81および複数の固定部82を含む。
 複数の押圧部81はそれぞれ、複数の半導体装置B1に対してそれぞれ個別に設けられる。複数の押圧部81はそれぞれ、対応する半導体装置B1の封止部50(頂面51)に接する。各押圧部81は、接する半導体装置B1を取付対象物C1の本体部71に押し付ける。
 複数の固定部82はそれぞれ、取付対象物C1に固定され、本実施形態では、本体部71に固定されている。複数の固定部82はそれぞれ、たとえばx-y平面に平行(あるいは略平行)な平板状である。複数の固定部82の各々には、貫通孔が形成されている。当該貫通孔には、締結具89(図示された例では六角ボルト)が挿通される。当該締結具89によって、固定部82は、本体部71に固定される。
 複数の固定部82は、複数の両端配置部821および複数の中間配置部822を含む。電力変換ユニットA10では、複数の固定部82は、一対の両端配置部821および2つの中間配置部822を含む。図4および図10に示すように、一対の両端配置部821の一方は、第1装置B11よりも第2方向yのy1側に位置し、一対の両端配置部821の他方は、第3装置B13よりも第2方向yのy2側に位置する。2つの中間配置部822の一方は、第1装置B11と第2装置B12との間に位置し、2つの中間配置部822の他方は、第2装置B12と第3装置B13との間に位置する。
 図4に示す例では、各両端配置部821の幅(第1方向xの寸法)は、各押圧部81の幅(第1方向xの寸法)および各中間配置部822の幅(第1方向xの寸法)よりも小さい。これにより、取付部材D1(各両端配置部821)と各位置決め部73との干渉を回避している。この例とは異なり、押圧部81の幅および各中間配置部822の幅は、各両端配置部821の幅と同じ(あるいは略同じ)であってもよい。この場合、取付部材D1を、平面視において矩形状(帯状)に形成できる。あるいは、各中間配置部822の幅は、各両端配置部821の幅と同じ(あるいは略同じ)であってもよい。
 配線基板E1は、図1、図3、図7および図8に示すように、複数の半導体装置B1に対して共通に設けられる。この構成とは異なり、複数の配線基板E1が、複数の半導体装置B1に対してそれぞれ個別に設けられていてもよい。図9および図11から理解されるように、配線基板E1には、複数の半導体装置B1の各信号端子17がそれぞれ挿通される。配線基板E1は、各信号端子17に導通する。配線基板E1は、たとえば複数の半導体装置B1の各半導体素子21の駆動を制御する駆動回路である。各半導体素子21がMOSFETまたはIGBTである例において、配線基板E1は、ゲートドライバである。配線基板E1は、複数の半導体装置B1の各封止部50の上面(頂面51)に対向する。配線基板E1は、複数の半導体装置B1に対して、取付対象物C1の本体部71と反対側に位置する。配線基板E1は、平面視において、複数の半導体装置B1の各封止部50に重なる。配線基板E1は、複数の台座部72により、厚さ方向zに一定の距離を空けて保持される。
 図14に示すように、配線基板E1は、基板91、主部配線92、裏部配線93および内部配線94を有する。基板91には、厚さ方向zに貫通する複数のスルーホール911が設けられている。主部配線92は、基板91の上面(厚さ方向zのz1側を向く面)に形成されている。裏部配線93は、基板91の下面(厚さ方向zのz2側を向く面)に形成されている。内部配線94は、複数のスルーホール911の内面に配置されている。内部配線94は、主部配線92および裏部配線93に繋がる。主部配線92は、裏部配線93および内部配線94と、配線基板E1に設けられた回路とが相互に導通するための経路をなしている。
 複数の半導体装置B1の各信号端子17は、配線基板E1の複数のスルーホール911のうち対応する1つにそれぞれ挿通される。図14には、複数の半導体装置B1のいずれかの信号端子17が、基板91のスルーホール911に挿通された状態を示している。なお、複数の半導体装置B1の各信号端子17はすべて、図14に示すように、基板91のスルーホール911に挿通される。
 図14に示すように、各信号端子17は、基部170Aおよび膨出部170Bを有する。基部170Aの厚さ方向zの一方側は、複数の半導体装置B1の複数のスリーブ64(後述)のいずれかに圧入されている。膨出部170Bは、基部170Aの厚さ方向zの一方側(z1側)に設けられている。膨出部170Bは、厚さ方向zに直交する方向に膨らんでいる。
 図14に示すように、各信号端子17は、配線基板E1の複数のスルーホール911のいずれかに圧入されている。これにより、複数のスルーホール911のいずれかに配置された内部配線94は、当該スルーホール911に挿通される信号端子17の膨出部170Bに圧接される。したがって、各信号端子17は、スルーホール911に厚さ方向zに圧入されることにより、配線基板E1に導通している。各信号端子17が複数のスルーホール911の対応する1つに圧入されることで、配線基板E1は、各信号端子17により支持される。この構成とは異なり、各信号端子17は、膨出部170Bを含まず、基部170Aのみで構成されていてもよい。つまり、各信号端子17は、太さに変化がないストレートピンであってもよい。この場合、各信号端子17は、スルーホール911に挿通した上で、配線基板E1にはんだで接合される。
 図3、図9および図11~図13に示すように、配線基板E1には、複数の取付孔951および複数の位置決め孔952が形成されている。
 複数の取付孔951には、図3、図9および図11~図13に示すように、複数の台座部72(たとえば第2部722)がそれぞれ個別に挿通される。各取付孔951は、たとえば平面視において真円に形成される。平面視における各取付孔951の径は、平面視における各台座部72(特に第1部721)の径よりも小さい。このため、配線基板E1は、第1部721の厚さ方向zの上方(z1側)で保持される。
 複数の位置決め孔952には、図3および図13に示すように、複数の位置決め部73がそれぞれ個別に挿通される。図示された例では、配線基板E1には、2つの位置決め孔952が形成されている。2つの位置決め孔952の一方(第2方向yのy1側に配置された位置決め孔952)は、真円に形成され、2つの位置決め孔952の他方(第2方向yのy2側に配置された位置決め孔952)は、長孔に形成されている。これにより、取付対象物C1に対する配線基板E1の位置決めが容易となる。このとき、2つの位置決め孔952の一方が長孔に形成されることで、製造誤差による取付対象物C1および配線基板E1の微妙なずれを抑制することができる。
 次に、複数の半導体装置B1の構成例について、図15~図26を参照して説明する。図15~図26は、複数の半導体装置B1のいずれか1つを拡大したものである。複数の半導体装置B1はいずれも、同じ構造である。以下で説明する半導体装置B1は、特段の断りがない限り、第1装置B11、第2装置B12および第3装置B13で共通する。
 図15~図26に示すように、各半導体装置B1(第1装置B11、第2装置B12および第3装置B13の各々)は、上述した複数の電力端子13、複数の信号端子17、複数の半導体素子21および封止部50の他、支持基板11、一対のサーミスタ22、第1導通部材31、第2導通部材32、複数のワイヤ、および一対の制御配線60を備える。複数の電力端子13は、第1電力端子14、2つの第2電力端子15および2つの第3電力端子16を含み、複数の信号端子17は、第1信号端子171、第2信号端子172、第3信号端子173、第4信号端子174、一対の第5信号端子181および一対の第6信号端子182を含む。複数のワイヤは、複数の第1ワイヤ41、複数の第2ワイヤ42、複数の第3ワイヤ43および第4ワイヤ44を含む。
 各半導体装置B1は、第1電力端子14と、2つの第2電力端子15とに印加された直流の電源電圧を、複数の半導体素子21により交流電力に変換する。変換された交流電力は、2つの第3電力端子16からモータなどの電力供給対象に入力される。
 支持基板11は、図18および図21に示すように、厚さ方向zにおいて複数の半導体素子21を支持する。支持基板11は、たとえばDBC(Direct Bonded Copper)基板から構成される。図21~図26に示すように、支持基板11は、絶縁層111、第1配線層112および第2配線層113を含む。支持基板11は、第2配線層113の一部を除き封止部50に覆われている。
 図21~図26に示すように、絶縁層111は、厚さ方向zにおいて、第1配線層112と第2配線層113との間に介在する部分を含む。絶縁層111は、熱伝導性が比較的高い材料からなる。絶縁層111は、たとえば窒化アルミニウム(AlN)を含むセラミックスからなる。絶縁層111は、セラミックスの他、絶縁樹脂シートからなる構成でもよい。
 図18、図21~図26に示すように、第1配線層112は、厚さ方向zにおいて、絶縁層111の上方(z1側)に位置する。第1配線層112の組成は、銅(Cu)を含む。図18に示すように、第1配線層112は、平面視において、絶縁層111の周縁に囲まれている。図18、図21~図26に示すように、第1配線層112は、第1搭載部1121および第2搭載部1122を含む。第1搭載部1121および第2搭載部1122はそれぞれ、平面視において、矩形状である。第1搭載部1121と第2搭載部1122は、第1方向xにおいて互いに離れている。複数の半導体素子21はそれぞれ、第1搭載部1121または第2搭載部1122のいずれかに接合される。
 図21~図26に示すように、第2配線層113は、厚さ方向zにおいて、絶縁層111の下方(z2側)に位置する。図20に示すように、第2配線層113は、封止部50から露出している。第2配線層113は、取付対象物C1の本体部71の上面(厚さ方向zのz1側を向く面)に接する。第2配線層113の組成は、銅を含む。第2配線層113は、平面視において矩形状である。第2配線層113は、平面視において、絶縁層111の周縁に囲まれてる。
 複数の半導体素子21の各々は、図18および図21に示すように、第1搭載部1121および第2搭載部1122のいずれかに搭載されている。各半導体素子21は、たとえばMOSFETである。この他、各半導体素子21は、IGBTなどのスイッチング素子あるいはダイオードでもよい。半導体装置B1の説明においては、半導体素子21は、nチャンネル型であり、かつ縦型構造のMOSFETを対象とする。半導体素子21は、化合物半導体基板を含む。当該化合物半導体基板の組成は、炭化ケイ素(SiC)またはケイ素(Si)を含む。
 図18および図21に示すように、各半導体装置B1においては、複数の半導体素子21は、複数の第1素子21Aおよび複数の第2素子21Bを含む。複数の第2素子21Bの各々の構造は、複数の第1素子21Aの各々の構造と同一である。図18、図21および図22に示すように、複数の第1素子21Aは、第1搭載部1121に搭載されている。複数の第1素子21Aは、第2方向yに沿って配列されている。図18、図21および図23に示すように、複数の第2素子21Bは、第2搭載部1122に搭載されている。複数の第2素子21Bは、第2方向yに沿って配列されている。
 図18、図22および図23に示すように、複数の半導体素子21は、第1電極211、第2電極212、第3電極213および2つの第4電極214を有する。
 図22および図23に示すように、第1電極211は、第1搭載部1121および第2搭載部1122のいずれかに対向している。第1電極211には、半導体素子21により変換される前の電力に対応する電流が流れる。すなわち、第1電極211は、半導体素子21のドレイン電極に相当する。
 図22および図23に示すように、第2電極212は、厚さ方向zにおいて第1電極211とは反対側に位置する。第2電極212には、半導体素子21により変換された後の電力に対応する電流が流れる。すなわち、第2電極212は、半導体素子21のソース電極に相当する。
 図18に示すように、第3電極213は、厚さ方向zにおいて第2電極212と同じ側に位置する。第3電極213には、半導体素子21を駆動するための駆動信号(ゲート電圧)が入力される。すなわち、第3電極213は、半導体素子21のゲート電極に相当する。図18に示すように、平面視において、第3電極213の面積は、第2電極212の面積よりも小さい。
 図18、図22および図23に示すように、2つの第4電極214はそれぞれ、厚さ方向zにおいて第2電極212と同じ側に位置し、かつ第1方向xにおいて第3電極213の隣に位置する。図示された例では、2つの第4電極214は、第1方向xにおいて、第3電極213を挟んで、第3電極213の両隣に配置される。各第4電極214の電位は、第2電極212の電位と等しい。図示された例と異なり、各半導体素子21は、2つの第4電極214のうちの一方のみを含んでいてもよいし、2つの第4電極214のいずれも含んでいなくてもよい。
 導電接合層23は、図22および図23に示すように、第1搭載部1121および第2搭載部1122のいずれかと、複数の半導体素子21のいずれかの第1電極211との間に介在している。導電接合層23は、たとえばはんだである。この他、導電接合層23は、金属粒子の焼結体を含むものでもよい。複数の第1素子21Aの第1電極211は、導電接合層23を介して、第1搭載部1121に導電接合されている。これにより、複数の第1素子21Aの各第1電極211は、第1搭載部1121に導通している。複数の第2素子21Bの第1電極211は、導電接合層23を介して第2搭載部1122に導電接合されている。これにより、複数の第2素子21Bの各第1電極211は、第2搭載部1122に導通している。
 複数の電力端子13はそれぞれ、複数の半導体素子21に導通する。複数の電力端子13には、複数の半導体素子21によって変換される前の電力に対応する電流あるいは複数の半導体素子21によって変換された後の電力に対応する電流が流れる。複数の電力端子13は、第1電力端子14、2つの第2電力端子15および2つの第3電力端子16を含む。
 第1電力端子14は、図18および図24に示すように、第1搭載部1121に接合される。この接合は、何ら限定されず、図示しない導電性接合材(たとえばはんだ)による接合でもよいし、レーザ溶接による接合でもよいし、かしめ接合でもよい。第1電力端子14は、第1搭載部1121を介して、複数の第1素子21Aの第1電極211に導通する。第1電力端子14は、電力変換対象となる直流の電源電圧が印加されるP端子(正極)である。第1電力端子14は、図18に示すように、第1方向xにおいて第1搭載部1121を間に挟んで第2搭載部1122とは反対側に位置する。第1電力端子14は、第1搭載部1121から第1方向xの一方側(x1側)に延びており、封止部50から第1方向xの一方側(x1側)に突き出る。図17および図24に示すように、第1電力端子14は、封止部50に覆われた部分と封止部50から露出する部分とを含む。第1電力端子14において、封止部50に覆われた部分が、第1搭載部1121に接合される。また、第1電力端子14において、封止部50から露出する部分が、各半導体装置B1の先述のP端子として用いられる。
 2つの第2電力端子15には、第2導通部材32が接合される。2つの第2電力端子15は、第2導通部材32を介して、複数の第2素子21Bの第2電極212に導通する。2つの第2電力端子15は、電力変換対象となる直流の電源電圧が印加されるN端子(負極)である。2つの第2電力端子15は、第2方向yにおいて互いに離れている。2つの第2電力端子15の間には、第1電力端子14が位置する。2つの第2電力端子15はそれぞれ、図18に示すように、第1方向xにおいて、第1搭載部1121および第2搭載部1122に対して第1電力端子14と同じ側に位置する。2つの第2電力端子15はそれぞれ、第1搭載部1121および第2搭載部1122から離れている。2つの第2電力端子15はそれぞれ、第1方向xに延びており、封止部50から第1方向xの一方側(x1側)に突き出る。図17および図21に示すように、2つの第2電力端子15はそれぞれ、封止部50に覆われた部分と封止部50から露出する部分とを含む。各第2電力端子15において、封止部50に覆われた部分に、第2導通部材32が接合される。また、各第2電力端子15において、封止部50から露出する部分が、各半導体装置B1の先述のN端子として用いられる。
 2つの第3電力端子16はそれぞれ、図18および図21に示すように、第2搭載部1122に接合される。この接合は、何ら限定されず、図示しない導電性接合材(たとえばはんだ)による接合でもよいし、レーザ溶接による接合でもよいし、かしめ接合でもよい。2つの第3電力端子16はそれぞれ、第2搭載部1122を介して、複数の第2素子21Bの第1電極211に導通する。また、2つの第3電力端子16はそれぞれ、第2搭載部1122および第1導通部材31を介して、複数の第1素子21Aの第2電極212に導通する。2つの第3電力端子16から、複数の半導体素子21(複数の第1素子21Aおよび複数の第2素子21B)により変換された交流電力が出力される。つまり、2つの第3電力端子16はそれぞれ、当該交流電力の出力端子である。2つの第3電力端子16は、第2方向yにおいて互いに離れている。2つの第3電力端子16はそれぞれ、図18に示すように、第1方向xにおいて第2搭載部1122を間に挟んで第1搭載部1121とは反対側に位置する。2つの第3電力端子16はそれぞれ、第2搭載部1122から第1方向xの他方側(x2側)に延びており、封止部50から第1方向xの他方側(x2側)に突き出る。図17および図21に示すように、2つの第3電力端子16はそれぞれ、封止部50に覆われた部分と封止部50から露出する部分とを含む。各第3電力端子16において、封止部50に覆われた部分が、第2搭載部1122に接合される。また、各第3電力端子16において、封止部50から露出する部分が、各半導体装置B1の先述の出力端子として用いられる。
 一対の制御配線60は、複数の信号端子17と、複数の半導体素子21との導電経路の一部を構成している。図17、図18および図24に示すように、一対の制御配線60は、第1配線601および第2配線602を含む。第1配線601は、第1方向xにおいて、複数の第1素子21Aと、第1電力端子14および2つの第2電力端子15との間に位置する。第1配線601は、図18および図24に示すように、第1搭載部1121に接合されている。第2配線602は、第1方向xにおいて、複数の第2素子21Bと、2つの第3電力端子16との間に位置する。第2配線602は、図18および図24に示すように、第2搭載部1122に接合されている。一対の制御配線60は、絶縁層61、複数の配線層62、金属層63および複数のスリーブ64を有する。一対の制御配線60は、複数のスリーブ64の各々の一部を除き封止部50に覆われている。以下で説明する絶縁層61、複数の配線層62、金属層63および複数のスリーブ64は、特段の断りがない限り、一対の制御配線60(第1配線601および第2配線602)で共通する。
 図24に示すように、絶縁層61は、厚さ方向zにおいて複数の配線層62と、金属層63との間に介在する部分を含む。絶縁層61は、たとえばセラミックスからなる。絶縁層61は、セラミックスの他、絶縁樹脂シートからなる構成でもよい。
 図24に示すように、複数の配線層62は、絶縁層61の厚さ方向zの上方(z1側)に位置する。複数の配線層62の組成は、銅を含む。図18に示すように、複数の配線層62は、第1配線層621、第2配線層622、第3配線層623、第4配線層624および第5配線層625を含む。
 図24に示すように、金属層63は、厚さ方向zにおいて絶縁層61を間に挟んで複数の配線層62とは反対側に位置する。金属層63の組成は、銅を含む。第1配線601の金属層63は、図示しない接着層により第1搭載部1121に接合されている。第2配線602の金属層63は、図示しない接着層により第2搭載部1122に接合されている。これらの接着層は、導電性の有無を問わない材料からなる。たとえば、これらの接着層は、はんだである。
 図24に示すように、複数のスリーブ64の各々は、図示しない導電性接合層(たとえばはんだ)により複数の配線層62のいずれかに接合されている。複数のスリーブ64は、金属などの導電性材料からなる。複数のスリーブ64の各々は、厚さ方向zに沿って延びる筒状である。複数のスリーブ64の一端(厚さ方向zのz2側の端縁)は、複数の配線層62のいずれかに導電接合されている。図24に示すように、複数のスリーブ64の他端(厚さ方向zのz1側の端縁)は、封止部50から露出している。
 一対のサーミスタ22の一方は、図18に示すように、第1配線601の一対の第3配線層623に跨って、これらに導通接合されている。一対のサーミスタ22の他方は、図18に示すように、第2配線602の一対の第3配線層623に跨って、これらに導通接合されている。一対のサーミスタ22はそれぞれ、たとえばNTC(Negative Temperature Coefficient)サーミスタである。NTCサーミスタは、温度上昇に対して緩やかに抵抗が低下する特性を有する。一対のサーミスタ22はそれぞれ、半導体装置B1の温度検出用センサとして用いられる。
 複数の信号端子17はそれぞれ、図15および図24に示すように、厚さ方向zに延びる金属ピンからなる。複数の信号端子17は、封止部50の後述する頂面51から突出している。複数の信号端子17は、一対の制御配線60の複数のスリーブ64に個別に圧入されている。これにより、複数の信号端子17の各々は、複数のスリーブ64のいずれかに支持され、且つ、複数の配線層62のいずれに導通する。複数の信号端子17は、第1信号端子171、第2信号端子172、第3信号端子173、第4信号端子174、一対の第5信号端子181、一対の第6信号端子182および第7信号端子19を含む。これらの第1信号端子171、第2信号端子172、第3信号端子173、第4信号端子174、一対の第5信号端子181、一対の第6信号端子182および第7信号端子19は、配線基板E1に挿通され、当該配線基板E1に各信号を入力または出力する。
 第1信号端子171は、複数のスリーブ64のうち、第1配線601の第1配線層621に接合されたスリーブ64に圧入されている。これにより、第1信号端子171は、当該スリーブ64に支持されるとともに、第1配線601の第1配線層621に導通している。さらに、第1信号端子171は、複数の第1素子21Aの第3電極213に導通している。第1信号端子171には、複数の第1素子21Aが駆動するためのゲート電圧が印加される。
 第2信号端子172は、複数のスリーブ64のうち、第2配線602の第1配線層621に接合されたスリーブ64に圧入されている。これにより、第2信号端子172は、当該スリーブ64に支持されるとともに、第2配線602の第1配線層621に導通している。さらに、第2信号端子172は、複数の第2素子21Bの第3電極213に導通している。第2信号端子172には、複数の第2素子21Bが駆動するためのゲート電圧が印加される。
 第3信号端子173は、図18に示すように、第2方向yにおいて第1信号端子171の隣に位置する。第3信号端子173は、複数のスリーブ64のうち、第1配線601の第2配線層622に接合されたスリーブ64に圧入されている。これにより、第3信号端子173は、当該スリーブ64に支持されるとともに、第1配線601の第2配線層622に導通している。さらに、第3信号端子173は、複数の第1素子21Aの第4電極214に導通している。第3信号端子173には、複数の第1素子21Aの各々の第4電極214に流れる電流のうち最大となる電流に対応した電圧が印加される。
 第4信号端子174は、図8に示すように、第2方向yにおいて第2信号端子172の隣に位置する。第4信号端子174は、複数のスリーブ64のうち、第2配線602の第2配線層622に接合されたスリーブ64に圧入されている。これにより、第4信号端子174は、当該スリーブ64に支持されるとともに、第2配線602の第2配線層622に導通している。さらに第4信号端子174は、複数の第2素子21Bの第4電極214に導通している。第4信号端子174には、複数の第2素子21Bの各々の第4電極214に流れる電流のうち最大となる電流に対応した電圧が印加される。
 一対の第5信号端子181は、図18に示すように、第2方向yにおいて、第1信号端子171を挟んで第3信号端子173とは反対側に位置する。一対の第5信号端子181は、第2方向yにおいて互いに隣り合っている。一対の第5信号端子181は、第1配線601の一対の第3配線層623にそれぞれ接合された一対のスリーブ64に個別に圧入されている。これにより、一対の第5信号端子181は、当該一対のスリーブ64に個別に支持されるとともに、第1配線601の一対の第3配線層623に個別に導通している。さらに、一対の第5信号端子181は、第1配線601上のサーミスタ22に導通している。
 一対の第6信号端子182は、図18に示すように、第2方向yにおいて、第2信号端子172を挟んで第4信号端子174とは反対側に位置する。一対の第6信号端子182は、第2方向yにおいて互いに隣り合っている。一対の第6信号端子182は、第2配線602の一対の第3配線層623にそれぞれ接合された一対のスリーブ64に個別に圧入されている。これにより、一対の第6信号端子182は、当該一対のスリーブ64に個別に支持されるとともに、第2配線602の一対の第3配線層623に個別に導通している。さらに、一対の第6信号端子182は、第2配線602上のサーミスタ22に導通している。
 第7信号端子19は、図18に示すように、第2方向yにおいて、第3信号端子173を間に挟んで第1信号端子171とは反対側に位置する。第7信号端子19は、第1配線601の第5配線層625に接合されたスリーブ64に圧入されている。これにより、第7信号端子19は、当該スリーブ64に支持されるとともに、第1配線601の第5配線層625に導通している。さらに、第7信号端子19は、第1搭載部1121に導通している。第7信号端子19には、第1電力端子14に入力された直流電力に相当する電圧が印加される。
 複数の第1ワイヤ41、複数の第2ワイヤ42、複数の第3ワイヤ43および第4ワイヤ44はそれぞれ、互いに離間する部位間を電気的に接続する。複数の第1ワイヤ41、複数の第2ワイヤ42、複数の第3ワイヤ43および第4ワイヤ44はそれぞれ、ボンディングワイヤである。なお、図17および図21~図24においては、複数の第1ワイヤ41、複数の第2ワイヤ42、複数の第3ワイヤ43および第4ワイヤ44を省略する。
 複数の第1ワイヤ41のいくつかは、図18に示すように、複数の第1素子21Aの第3電極213と、第1配線601の第4配線層624とに導通接合されている。複数の第3ワイヤ43のいくつかは、図18に示すように、第1配線601の第4配線層624と、第1配線601の第1配線層621とに導通接合されている。これにより、第1信号端子171は、複数の第1素子21Aの第3電極213に導通している。複数の第1ワイヤ41、および複数の第3ワイヤ43の組成は、金(Au)を含む。この他、複数の第1ワイヤ41、および複数の第3ワイヤ43の組成は、銅を含む場合や、アルミニウムを含む場合でもよい。
 さらに複数の第1ワイヤ41のいくつかは、図18に示すように、複数の第2素子21Bの第3電極213と、第2配線602の第4配線層624とに導電接合されている。さらに複数の第3ワイヤ43のいくつかは、図18に示すように第2配線602の第4配線層624と、第2配線602の第1配線層621とに導電接合されている。これにより、第2信号端子172は、複数の第2素子21Bの第3電極213に導通している。
 複数の第2ワイヤ42のいくつかは、図18に示すように、複数の第1素子21Aの2つの第4電極214のいずれかと、第1配線601の第2配線層622とに導電接合されている。これにより、第3信号端子173は、複数の第1素子21Aの2つの第4電極214のいずれかに導通している。さらに複数の第2ワイヤ42のいくつかは、図18に示すように、複数の第2素子21Bの2つの第4電極214のいずれかと、第2配線602の第2配線層622とに導電接合されている。これにより、第4信号端子174は、複数の第2素子21Bの2つの第4電極214のいずれかに導通している。複数の第2ワイヤ42の組成は、金を含む。この他、複数の第2ワイヤ42の組成は、銅を含む場合や、アルミニウムを含む場合でもよい。なお、各半導体素子21(複数の第1素子21Aおよび複数の第2素子21Bの各々)が、2つの第4電極214のいずれも含んでいない場合、複数の第2ワイヤ42は、複数の半導体素子21の第2電極212にそれぞれ1つずつ接合される。
 第4ワイヤ44は、図18に示すように、第1配線601の第5配線層625と、第1搭載部1121とに導電接合されている。これにより、第7信号端子19は、第1搭載部1121を介して、複数の第1素子21Aの第1電極211に導通している。第4ワイヤ44の組成は、金を含む。この他、第4ワイヤ44の組成は、銅を含む場合や、アルミニウムを含む場合でもよい。
 第1導通部材31は、図18および図21に示すように、複数の第1素子21Aの第2電極212と、第2搭載部1122とに導電接合されている。これにより、複数の第1素子21Aの第2電極212は、第2搭載部1122に導通している。第1導通部材31の組成は、銅を含む。第1導通部材31は、金属クリップである。図18および図21に示すように、第1導通部材31は、本体部311、複数の第1接合部312および複数の第2接合部313を有する。
 本体部311は、第1導通部材31の主要部をなしている。図18に示すように、本体部311は、第1方向xに延びている。図18および図21に示すように、本体部311は、第1搭載部1121と第2搭載部1122との間を跨いでいる。図18に示す例では、本体部311には、複数の貫通孔が形成されている。複数の貫通孔はそれぞれ、本体部311を厚さ方向zに貫通する。複数の貫通孔は、平面視において、第1搭載部1121と第2搭載部1122との間に重なる。これにより、封止部50の形成時において、本体部311の厚さ方向z下方(厚さ方向zのz2側)への封止部50の流入が良好となる。
 図18、図21および図22に示すように、複数の第1接合部312は、複数の第1素子21Aの第2電極212に個別に接合されている。複数の第1接合部312の各々は、複数の第1素子21Aのいずれかの第2電極212に対向している。平面視において、各第1接合部312は、本体部311から第1方向xのx1側に延びる。図示された例において、複数の第1接合部312は、本体部311から二股に分かれているが、二股に分かれていなくてもよい。各第1接合部312の基端(本体部311に繋がる側の端部)は、厚さ方向z下方(厚さ方向zのz2側)に屈曲している。よって、各第1接合部312の先端(本体部311に繋がる側と反対側の端部)は、厚さ方向zにおいて、本体部311よりも厚さ方向z下方(厚さ方向zのz2側)に位置する。
 図18および図21に示すように、複数の第2接合部313は、第2搭載部1122に接合されている。複数の第2接合部313の各々は、第2搭載部1122に対向している。平面視において、各第2接合部313は、本体部311から第1方向xのx2側に延びる。各第2接合部313の基端(本体部311に繋がる側の端部)は、厚さ方向z下方(厚さ方向zのz2側)に屈曲している。よって、各第2接合部313の先端(本体部311に繋がる側と反対側の端部)は、厚さ方向zにおいて、本体部311よりも厚さ方向z下方(厚さ方向zのz2側)に位置する。
 半導体装置B1は、図22に示すように、第1導電接合層33をさらに備える。第1導電接合層33は、複数の第1素子21Aの第2電極212と、複数の第1接合部312との間に介在している。第1導電接合層33は、複数の第1素子21Aの第2電極212と、複数の第1接合部312とを導電接合する。第1導電接合層33は、たとえばはんだである。この他、第1導電接合層33は、金属粒子の焼結体を含むものでもよい。
 半導体装置B1は、図21に示すように、第2導電接合層34をさらに備える。第2導電接合層34は、第2搭載部1122と、第2接合部313との間に介在している。第2導電接合層34は、第2搭載部1122と第2接合部313とを導電接合する。第2導電接合層34は、たとえばはんだである。この他、第2導電接合層34は、金属粒子の焼結体を含むものでもよい。
 第2導通部材32は、図17に示すように、複数の第2素子21Bの第2電極212と、2つの第2電力端子15とに導電接合されている。これにより、複数の第2素子21Bの第2電極212は、2つの第2電力端子15に導通している。第2導通部材32の組成は、銅を含む。第2導通部材32は、金属クリップである。図17および図21~図26に示すように、第2導通部材32は、本体部321、複数の第3接合部322および一対の第4接合部323を含む。
 本体部321は、第2導通部材32の主要部をなしている。図21および図25に示すように、本体部321は、第1搭載部1121の上面および第2搭載部1122の上面に対して平行(あるいは略平行)に配置されている。本体部321は、第1導通部材31の本体部311から離れるとともに、第1搭載部1121および第2搭載部1122から離れている。
 図17、図21および図23に示すように、複数の第3接合部322は、複数の第2素子21Bの第2電極212に個別に接合されている。複数の第3接合部322の各々は、複数の第2素子21Bのいずれかの第2電極212に対向している。平面視において、複数の第3接合部322は、本体部321から第1方向xに延びる。各第3接合部322の基端(本体部321に繋がる側の端部)は、厚さ方向z下方(厚さ方向zのz2側)に屈曲している。よって、各第3接合部322の先端(本体部321に繋がる側と反対側の端部)は、厚さ方向zにおいて、本体部321よりも厚さ方向z下方(厚さ方向zのz2側)に位置する。
 図17および図21に示すように、一対の第4接合部323は、2つの第2電力端子15に個別に接合される。一対の第4接合部323の各々は、2つの第2電力端子15の対応する1つに対向している。
 半導体装置B1は、図23に示すように、第3導電接合層35をさらに備える。第3導電接合層35は、複数の第2素子21Bの第2電極212と、複数の第3接合部322との間に介在している。第3導電接合層35は、複数の第2素子21Bの第2電極212と、複数の第3接合部322とを導電接合する。第3導電接合層35は、たとえばはんだである。この他、第3導電接合層35は、金属粒子の焼結体を含むものでもよい。
 半導体装置B1は、図21に示すように、第4導電接合層36をさらに備える。第4導電接合層36は、2つの第2電力端子15と一対の第4接合部323との間に介在している。第4導電接合層36は、2つの第2電力端子15と一対の第4接合部323とを導電接合する。第4導電接合層36は、たとえばはんだである。この他、第4導電接合層36は、金属粒子の焼結体を含むものでもよい。
 封止部50は、図15~図26に示すように、複数の半導体素子21、第1導通部材31、第2導通部材32、複数の第1ワイヤ41、複数の第2ワイヤ42、複数の第3ワイヤ43および第4ワイヤ44を覆う。さらに、封止部50は、支持基板11、複数の電力端子13、複数の信号端子17の各々の一部ずつを覆う。封止部50は、電気絶縁性を有する。封止部50は、たとえば黒色のエポキシ樹脂を含む。封止部50は、たとえばモールド成形により形成される。図15~図17および図19~図26に示すように、封止部50は、頂面51、底面52、複数の樹脂側面53、および一対の凹部55を有する。
 図21および図24~図26に示すように、頂面51は、厚さ方向zにおいて、第1搭載部1121の上面および第2搭載部1122の上面と同じ方向を向く。各半導体装置B1の頂面51は、取付部材D1に接する。図19、図21および図24~図26に示すように、底面52は、厚さ方向zにおいて頂面51とは反対側を向く。図20、図21および図24~図26に示すように、底面52から支持基板11の第2配線層113が露出している。各半導体装置B1の底面52は、取付対象物C1の本体部71に接する。
 複数の樹脂側面53は、頂面51に繋がる。複数の樹脂側面53は、一対の第1側面531および一対の第2側面532を含む。
 図16、図17、図19~図21および図24に示すように、一対の第1側面531は、第1方向xにおいて互いに離れて位置する。一対の第1側面531は、第1方向xにおいて互いに反対側を向き、かつ第2方向yに延びている。一対の第1側面531は、頂面51に繋がっている。一対の第1側面531のうちの第1方向xのx1側の第1側面531から、第1電力端子14および2つの第2電力端子15がそれぞれ突き出る。一対の第1側面531のうちの第1方向xのx2側の第1側面531から、2つの第3電力端子16がそれぞれ突き出る。
 図16、図17、図20、図25および図26に示すように、一対の第2側面532は、第2方向yにおいて互いに離れて位置する。一対の第2側面532は、第2方向yにおいて互いに反対側を向き、かつ第1方向xに延びている。一対の第2側面532は、頂面51および底面52に繋がっている。
 図16、図17および図20に示すように、一対の凹部55は、一対の第1側面531のうちの第1方向xのx1側の第1側面531から第1方向xに向けて凹んでいる。一対の凹部55は、厚さ方向zにおいて頂面51から底面52に至っている。一対の凹部55は、第1電力端子14の第2方向yの両側に位置する。
 以上で説明した半導体装置B1の具体的な構成は、一例であって、上記した例に限定されない。たとえば、複数の信号端子17の数、または、各信号端子17が入出力する信号、複数の半導体素子21の数、第1配線601および第2配線602の構成などは、適宜変更されうる。また、支持基板11は、第1配線層112(第1搭載部1121および第2搭載部1122のそれぞれ)上に導電性の板状部材が接合されていてもよい。この場合、当該導電性の板状部材に複数の半導体素子21(複数の第1素子21Aおよび複数の第2素子21Bのそれぞれ)および一対の制御配線60などが搭載される。
 電力変換ユニットA10の作用および効果は、次の通りである。
 電力変換ユニットA10では、取付部材D1は、取付対象物C1に固定された固定部82と、複数の半導体装置B1を本体部71(取付対象物C1)に押し付ける押圧部81とを含む。この構成によれば、取付部材D1によって、複数の半導体装置B1を本体部71に押し付けるので、たとえば取付対象物C1と各半導体装置B1との間に隙間が生じることを抑制できる。したがって、電力変換ユニットA10は、放熱性の低下を抑制することが可能である。特に、電力変換ユニットA10では、1つの取付部材D1によって、複数の半導体装置B1に押圧力を加える。この構成では、半導体装置B1ごとに取付部材を個別に取り付ける場合よりも、第2方向yに隣り合う2つの半導体装置B1同士の距離を小さくすることが可能となる。つまり、電力変換ユニットA10は、放熱性の低下を抑制しつつ、平面視面積の縮小化を図ることができる。
 電力変換ユニットA10では、取付部材D1の固定部82は、取付対象物C1の本体部71に取り付けられており、取付部材D1の押圧部81は、半導体装置B1の封止部50の上面に接する。この構成では、取付部材D1は、各半導体装置B1に対して、当該半導体装置B1の第2方向yのy1側の固定部82から封止部50に沿って厚さ方向z上方に屈曲して押圧部81に繋がる。また、押圧部81から封止部50に沿って厚さ方向z下方に屈曲して第2方向yのy2側の固定部82に繋がる。したがって、各半導体装置B1の封止部50は、第2方向yの側面が取付部材D1に囲まれた状態となる。つまり、電力変換ユニットA10は、各半導体装置B1の第2方向yへの位置ずれを制限することができる。
 電力変換ユニットA10では、取付対象物C1は、本体部71から厚さ方向z上方に突き出た複数の台座部72を含む。複数の台座部72の各々は、配線基板E1を保持する。この構成によれば、複数の半導体装置B1の各封止部50から厚さ方向zに一定の距離を空けて、配線基板E1を配置することができる。したがって、各信号端子17の膨出部170Bと各スルーホール911との厚さ方向zの位置ずれを抑制できるので、電力変換ユニットA10は、各信号端子17と配線基板E1との導通不良を抑制できる。
 電力変換ユニットA10では、取付対象物C1は、本体部71から厚さ方向z上方に突き出た位置決め部73を含む。位置決め部73は、配線基板E1の位置決め孔952に挿通される。この構成によれば、配線基板E1の位置決めが容易となる。
 電力変換ユニットA10では、各半導体装置B1の封止部50に、当該半導体装置B1を取付対象物C1に取り付けるための貫通孔などが形成されていない。当該貫通孔を封止部50に設けるには、封止部50の平面視面積を拡張する必要がある。この場合、半導体装置B1の平面視面積を拡大させることになり、電力変換ユニットA10の小型化が困難である。一方で、電力変換ユニットA10では、取付部材D1により各半導体装置B1を取付対象物C1に取り付けることが可能であるので、先述の通り、各半導体装置B1には取付対象物C1に取り付けるための貫通孔などを形成する必要がない。したがって、各半導体装置B1において封止部50の平面視面積を極力小さくすることが可能であるので、電力変換ユニットA10は、平面視面積の縮小化を図ることができる。
 以下に、本開示の電力変換ユニットの他の実施形態および変形例について、説明する。各実施形態および各変形例における各部の構成は、技術的な矛盾が生じない範囲において相互に組み合わせ可能である。
 図27~図30は、第2実施形態にかかる電力変換ユニットA20を示している。電力変換ユニットA20は、電力変換ユニットA10と比較して、取付部材D1の構成で異なる。具体的には、電力変換ユニットA20の取付部材D1では、その全体が各半導体装置B1の封止部50よりも厚さ方向zのz1側に位置する。
 取付部材D1は、各固定部82(各両端配置部821および各中間配置部822)は、複数の台座部72のうちの対応する1つに固定される。このとき、各固定部82は、対応する台座部72の第1部721と第2部722とに挟持される。
 図示された例では、各固定部82は、平面視において、第1方向xを長手方向とする帯状である。各固定部82の第1方向xの寸法は、押圧部81の第1方向xの寸法よりも大きい。各固定部82には、2つの貫通孔851が形成されている。当該2つの貫通孔851はそれぞれ、平面視において、複数の台座部72のうちの対応する1つに重なる。各貫通孔851には、取付孔951とともに、台座部72の第2部722が挿通される。
 また、電力変換ユニットA20では、複数の固定部82のうちの各両端配置部821には、貫通孔852が形成されてる。各両端配置部821において、貫通孔852には、位置決め孔952とともに、位置決め部73がそれぞれ挿通される。
 電力変換ユニットA20の取付部材D1は、各半導体装置B1に対して、当該半導体装置B1の第2方向yのy1側の固定部82から厚さ方向z下方に屈曲して押圧部81に繋がる。また、押圧部81から厚さ方向z上方に屈曲して第2方向yのy2側の固定部82に繋がる。第2方向yに隣接する押圧部81と固定部82とを繋ぐ部分は、x-y平面に対して傾斜する。
 電力変換ユニットA20においても、電力変換ユニットA10と同様に、取付部材D1は、取付対象物C1に固定された固定部82と、複数の半導体装置B1を本体部71(取付対象物C1)に押し付ける押圧部81とを含む。したがって、電力変換ユニットA20は、電力変換ユニットA10と同様に、取付対象物C1と各半導体装置B1との間に隙間が生じることを抑制できるので、放熱性の低下を抑制することが可能である。特に、電力変換ユニットA20は、電力変換ユニットA10と同様に、1つの取付部材D1によって、複数の半導体装置B1に押圧力を加えるので、放熱性の低下を抑制しつつ、電力変換ユニットA10の平面視面積の縮小化を図ることができる。
 電力変換ユニットA20では、取付部材D1の固定部82は、台座部72に固定される。この構成によれば、配線基板E1を取り付けるための台座部72に、取付部材D1を取り付けることができるので、取付部材D1を取り付けるための穴を本体部71に形成する必要がない。つまり、電力変換ユニットA20は、取付対象物C1に、取付部材D1を取り付けるための加工が不要となる。
 図31~図33は、第2実施形態の第1変形例にかかる電力変換ユニットA21を示している。電力変換ユニットA21は、電力変換ユニットA20と比較して、次の点で異なる。それは、取付部材D1の固定部82は、中間配置部822を含んでない。
 図32に示すように、本変形例の取付部材D1は、第1装置B11に対する押圧部81と第3装置B13に対する押圧部81との間が、少し厚さ方向z上方に湾曲している。本変形例の取付部材D1は、図33に示すように、取付対象物C1に取り付ける前の状態では、次のような構成である。それは、第1装置B11および第3装置B13に対応する各押圧部81は、各両端配置部821よりも厚さ方向z下方(z2側)に位置する。また、第2装置B12に対応する押圧部81は、第1装置B11および第3装置B13に対応する各押圧部81よりも厚さ方向z下方(z2側)に位置する。このような取付部材D1を取付対象物C1に取り付ける際、まず、第2装置B12に対応する押圧部81が第2装置B12の封止部50に接する。その後も、さらに取付部材D1を厚さ方向z下方に押し下げると、第2装置B12に対する押圧部81が第2装置B12に係止したまま、次いで、第1装置B11および第3装置B13に対する各押圧部81が、対応する第1装置B11および第3装置B13の封止部50に接する。このとき、第2方向yに隣接する2つの押圧部81間が当該2つの押圧部81よりも厚さ方向z上方に湾曲する。このように、取付部材D1が、図32に示すように弾性変形することで、中間配置部822がなくても、複数の半導体装置B1に厚さ方向z下方への押圧力が発生する。
 図34~図36は、第2実施形態の第2変形例にかかる電力変換ユニットA22を示している。電力変換ユニットA22は、電力変換ユニットA20と比較して、次の点で異なる。それは、取付部材D1は、複数の当接部83を含む。当該複数の当接部83は、複数の中間配置部822の代わりに形成される。つまり、本変形例の取付部材D1において、複数の固定部82は、複数の中間配置部822のいずれも含まない。
 電力変換ユニットA22の取付部材D1において、複数の当接部83は、配線基板E1の下面(厚さ方向zのz2側を向く面)に接する。これにより、各当接部83は、配線基板E1に係止される。当該変形例の取付部材D1は、複数の当接部83が配線基板E1に厚さ方向zのz2側に押さえられることで、取付部材D1に弾性力が発生して、各押圧部81によって半導体装置B1が取付対象物C1に押圧される。
 上記第2実施形態の第1変形例および第2変形例にかかる各電力変換ユニットA21,A22は、電力変換ユニットA20と同様の効果を奏する。
 図37~図39は、第3実施形態にかかる電力変換ユニットA30を示している。電力変換ユニットA30は、電力変換ユニットA10と比較して、次の点で異なる。電力変換ユニットA30は、複数の取付部材D1を備える。
 複数の取付部材D1はそれぞれ、図37および図38に示すように、複数の半導体装置B1のうちの対応する1つを取付対象物C1にそれぞれ保持する。図37に示すように、各取付部材D1は、押圧部81と一対の固定部82A,82Bとを含む。
 一対の固定部82A,82Bは、対応する半導体装置B1の第2方向yの両端に配置される。固定部82Aは、固定部82Bに対して、第2方向yのy1側に位置する。一対の固定部82A,82Bは、第2方向yに見て、互いに重ならない。固定部82Aは、固定部82Bに対して、第1方向xにずれて配置される。図示された例では、固定部82Aは、固定部82Bよりも第1方向xのx2側に位置する。
 第1装置B11を保持する取付部材D1の固定部82Bと、第2装置B12を保持する取付部材D1の固定部82Aとは、第1方向xに見て重なる。また、第2装置B12を保持する取付部材D1の固定部82Bと、第3装置B13を保持する取付部材D1の固定部82Aとは、第1方向xに見て重なる。このような構成により、第2方向yに隣接する2つの取付部材D1において、一対の固定部82A,82Bは、互い違いに配置される。
 電力変換ユニットA30では、複数の取付部材D1によって、複数の半導体装置B1をそれぞれ個別に本体部71に押し付けるので、たとえば取付対象物C1と各半導体装置B1との間に隙間が生じることを抑制できる。したがって、電力変換ユニットA30は、放熱性の低下を抑制することが可能である。
 また、電力変換ユニットA30では、第2方向yに隣接する2つの取付部材D1において、第2方向yのy1側の取付部材D1の固定部82Bと、第2方向yのy2側の取付部材D1の固定部82Aとが、第1方向xに見て重なる。この構成によれば、これらの固定部82A,82Bは、第1方向xに並んで配置される。したがって、これらの固定部82A,82Bが第2方向yに並んで配置される場合よりも、電力変換ユニットA30の第2方向yの寸法は、縮小化される。つまり、電力変換ユニットA30は、半導体装置B1ごとに取付部材D1を設けた場合であっても、平面視面積の縮小化を図ることができる。
 上記第1実施形態ないし第3実施形態(これらの変形例を含む)と異なる例において、取付対象物C1は、複数の位置決め部73を含んでいなくてもよい。たとえば、図40は、当該変形例にかかる電力変換ユニットを示しており、電力変換ユニットA10において、取付対象物C1が各位置決め部73を含んでいない場合の構成例である。図40に示す電力変換ユニットは、電力変換ユニットA10と比較して、各両端配置部821の第1方向xの寸法を拡大することができる。よって、図40に示す電力変換ユニットでは、電力変換ユニットA10と比較して、取付部材D1の剛性を高めることができるので、より大きな弾性力(各半導体装置B1への押圧力)を発生させることが可能となる。
 本開示にかかる電力変換ユニットは、上記した実施形態に限定されるものではない。本開示の電力変換ユニットの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。たとえば、本開示の電力変換ユニットは、以下の付記に関する実施形態を含む。
 付記1.
 半導体素子と当該半導体素子を覆う封止部とを各々が備える複数の半導体装置と、
 前記複数の半導体装置に接する本体部を含む取付対象物と、
 前記複数の半導体装置を前記取付対象物に保持する1つの取付部材と、
を備え、
 前記1つの取付部材は、前記取付対象物に固定された固定部と、前記複数の半導体装置を前記本体部に押し付ける押圧部と、を含む、電力変換ユニット。
 付記2.
 前記複数の半導体装置の各々は、前記封止部から、当該封止部の厚さ方向の一方に突き出た信号端子を備える、付記1に記載の電力変換ユニット。
 付記3.
 前記複数の半導体装置の各々は、前記封止部から、前記厚さ方向に直交する第1方向に突き出る電力端子を備え、
 前記複数の半導体装置は、前記厚さ方向および前記第1方向に直交する第2方向に配列される、付記2に記載の電力変換ユニット。
 付記4.
 前記固定部は、前記複数の半導体装置の各々の前記封止部よりも、前記厚さ方向の前記一方に位置する、付記3に記載の電力変換ユニット。
 付記5.
 前記取付対象物は、前記本体部から前記厚さ方向の前記一方に突き出る台座部を含み、
 前記固定部は、前記台座部に取り付けられている、付記4に記載の電力変換ユニット。
 付記6.
 前記1つの取付部材の全体は、前記複数の半導体装置の各々の前記封止部よりも、前記第1方向の前記一方に位置しており、
 前記押圧部は、前記固定部よりも前記厚さ方向の他方に位置する、付記5に記載の電力変換ユニット。
 付記7.
 前記固定部は、前記複数の半導体装置の各々の前記封止部よりも、前記厚さ方向の他方に位置する、付記3に記載の電力変換ユニット。
 付記8.
 前記固定部は、前記本体部に取り付けられている、付記7に記載の電力変換ユニット。
 付記9.
 前記固定部は、前記第2方向において前記複数の半導体装置の両端に配置された両端配置部を含む、付記3ないし付記8のいずれかに記載の電力変換ユニット。
 付記10.
 前記固定部は、前記第2方向において前記複数の半導体装置の間に配置された中間配置部を含む、付記9に記載の電力変換ユニット。
 付記11.
 前記複数の半導体装置の各々の前記半導体素子を制御する制御基板をさらに備える、付記3ないし付記10のいずれかに記載の電力変換ユニット。
 付記12.
 前記制御基板には、複数の貫通孔が形成されており、
 前記複数の半導体装置の各々の前記信号端子は、前記複数の貫通孔のいずれかに挿通される、付記11に記載の電力変換ユニット。
 付記13.
 前記複数の半導体装置の各々の前記信号端子は、プレスフィット端子である、付記12に記載の電力変換ユニット。
 付記14.
 前記1つの取付部材は、前記厚さ方向において、前記制御基板と前記取付対象物との間に位置する、付記11ないし付記13のいずれかに記載の電力変換ユニット。
 付記15.
 前記複数の半導体装置の各々は、前記半導体素子を搭載する支持基板を備え、
 前記複数の半導体装置の各々の前記支持基板は、前記厚さ方向の他方を向く底面を有し、
 前記複数の半導体装置の各々において、前記底面は、前記封止部から露出し、且つ前記本体部に接する、付記3ないし付記14のいずれかに記載の電力変換ユニット。
 付記16.
 前記取付対象物は、ヒートシンクである、付記1ないし付記15のいずれかに記載の電力変換ユニット。
A10,A20,A21,A22,A30:電力変換ユニット
B1:半導体装置   B11:第1装置
B12:第2装置   B13:第3装置
C1:取付対象物   D1:取付部材
E1:配線基板   11:支持基板
111:絶縁層   112:第1配線層
1121:第1搭載部   1122:第2搭載部
113:第2配線層   13:電力端子
14:第1電力端子   15:第2電力端子
16:第3電力端子   17:信号端子
170A:基部   170B:膨出部
171:第1信号端子   172:第2信号端子
173:第3信号端子   174:第4信号端子
181:第5信号端子   182:第6信号端子
19:第7信号端子   21:半導体素子
21A:第1素子   21B:第2素子
211:第1電極   212:第2電極
213:第3電極   214:第4電極
22:サーミスタ   23:導電接合層
31:第1導通部材   311:本体部
312:第1接合部   313:第2接合部
32:第2導通部材   321:本体部
322:第3接合部   323:第4接合部
33:第1導電接合層   34:第2導電接合層
35:第3導電接合層   36:第4導電接合層
41:第1ワイヤ   42:第2ワイヤ
43:第3ワイヤ   44:第4ワイヤ
50:封止部   51:頂面
52:底面   53:樹脂側面
531:第1側面   532:第2側面
55:凹部   60:制御配線
601:第1配線   602:第2配線
61:絶縁層   62:配線層
621:第1配線層   622:第2配線層
623:第3配線層   624:第4配線層
625:第5配線層   63:金属層
64:スリーブ   71:本体部
72:台座部   721:第1部
722:第2部   73:位置決め部
81:押圧部   82,82A,82B:固定部
821:両端配置部   822:中間配置部
83:当接部   851:貫通孔
852:貫通孔   89:締結具
91:基板   911:スルーホール
92:主部配線   93:裏部配線
94:内部配線   951:取付孔
952:位置決め孔

Claims (16)

  1.  半導体素子と当該半導体素子を覆う封止部とを各々が備える複数の半導体装置と、
     前記複数の半導体装置に接する本体部を含む取付対象物と、
     前記複数の半導体装置を前記取付対象物に保持する1つの取付部材と、
    を備え、
     前記1つの取付部材は、前記取付対象物に固定された固定部と、前記複数の半導体装置を前記本体部に押し付ける押圧部と、を含む、電力変換ユニット。
  2.  前記複数の半導体装置の各々は、前記封止部から、当該封止部の厚さ方向の一方に突き出た信号端子を備える、請求項1に記載の電力変換ユニット。
  3.  前記複数の半導体装置の各々は、前記封止部から、前記厚さ方向に直交する第1方向に突き出る電力端子を備え、
     前記複数の半導体装置は、前記厚さ方向および前記第1方向に直交する第2方向に配列される、請求項2に記載の電力変換ユニット。
  4.  前記固定部は、前記複数の半導体装置の各々の前記封止部よりも、前記厚さ方向の前記一方に位置する、請求項3に記載の電力変換ユニット。
  5.  前記取付対象物は、前記本体部から前記厚さ方向の前記一方に突き出る台座部を含み、
     前記固定部は、前記台座部に取り付けられている、請求項4に記載の電力変換ユニット。
  6.  前記1つの取付部材の全体は、前記複数の半導体装置の各々の前記封止部よりも、前記第1方向の前記一方に位置しており、
     前記押圧部は、前記固定部よりも前記厚さ方向の他方に位置する、請求項5に記載の電力変換ユニット。
  7.  前記固定部は、前記複数の半導体装置の各々の前記封止部よりも、前記厚さ方向の他方に位置する、請求項3に記載の電力変換ユニット。
  8.  前記固定部は、前記本体部に取り付けられている、請求項7に記載の電力変換ユニット。
  9.  前記固定部は、前記第2方向において前記複数の半導体装置の両端に配置された両端配置部を含む、請求項3ないし請求項8のいずれかに記載の電力変換ユニット。
  10.  前記固定部は、前記第2方向において前記複数の半導体装置の間に配置された中間配置部を含む、請求項9に記載の電力変換ユニット。
  11.  前記複数の半導体装置の各々の前記半導体素子を制御する制御基板をさらに備える、請求項3ないし請求項10のいずれかに記載の電力変換ユニット。
  12.  前記制御基板には、複数の貫通孔が形成されており、
     前記複数の半導体装置の各々の前記信号端子は、前記複数の貫通孔のいずれかに挿通される、請求項11に記載の電力変換ユニット。
  13.  前記複数の半導体装置の各々の前記信号端子は、プレスフィット端子である、請求項12に記載の電力変換ユニット。
  14.  前記1つの取付部材は、前記厚さ方向において、前記制御基板と前記取付対象物との間に位置する、請求項11ないし請求項13のいずれかに記載の電力変換ユニット。
  15.  前記複数の半導体装置の各々は、前記半導体素子を搭載する支持基板を備え、
     前記複数の半導体装置の各々の前記支持基板は、前記厚さ方向の他方を向く底面を有し、
     前記複数の半導体装置の各々において、前記底面は、前記封止部から露出し、且つ前記本体部に接する、請求項3ないし請求項14のいずれかに記載の電力変換ユニット。
  16.  前記取付対象物は、ヒートシンクである、請求項1ないし請求項15のいずれかに記載の電力変換ユニット。
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