JP3960273B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、並置された複数の半導体モジュールとその表裏両側の一対の冷却チューブとから成るユニットが複数個積層された半導体装置に関する。

上記半導体装置は、例えば電気自動車のインバータのスイッチング素子として利用されている。作動時における半導体モジュールの発熱を抑制するため、半導体モジュールの表面び裏面をそれぞれ上方冷却チューブ及び下方冷却チューブに密着させ、冷却チューブ内を流れる冷媒で半導体モジュールを冷却している。

従来の半導体モジュール（特許文献１参照）は半導体チップを封止した本体と、本体の端面から延びた端子とを含む。上方冷却チューブ及び下方冷却チューブは細長い角筒形状を持つ。上方絶縁材及び下方絶縁材を介して、上方チューブ及び下方チューブが半導体モジュールの本体をサンドイッチ状に挟持している。
特開平２００１−３２０００５号

しかし、上記従来の半導体装置は半導体モジュールと冷却チューブとの間に両者の相対位置を決める積極的な位置決め手段が設けられていない。そのため、冷却チューブの上に複数の半導体モジュールを載せ、その上に別の冷却チューブを被せた後、これらを一体化する際、特定の半導体モジュールが冷却チューブに対して位置ずれすることがあった。位置ずれを防止するためには細心の注意が必要で、半導体装置の組付けに時間がかかる。

また、半導体モジュールの作動時、本体の一端面及び他端面から外方に電磁波が漏れ、周辺の機器に対してノイズとなり易い。しかし、本体の一端面及び他端面に何ら遮蔽手段がなく、満足できるものとは言い難かった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、半導体装置の組付け時半導体モジュールと冷却チューブとの相対位置ずれが防止でき、また必要に応じて端子が延び出た本体の端面から装置外部への電磁波の漏れを防止できる半導体装置を提供することを目的とする。

本願の発明者は、半導体モジュール及びこれを挟持する冷却チューブの少なくとも一方に位置決め部を設けること、並びに必要に応じて半導体モジュールを挟持する冷却チューブの側縁に電磁波の漏れを防止する位置決め兼遮蔽部を形成することを思い付いて、本発明を完成した。
（１）本願の第１発明による半導体モジュールは、請求項１に記載したように、ともに冷却媒体の流通空間を有する角筒状の第１冷却チューブと第２冷却チューブとの間に、それぞれが薄い矩形板状の本体とその一端面から突出した一端端子及び他端面から突出した他端端子とを持つ複数の半導体モジュールが挟持され、前記本体が前記第１冷却チューブ及び前記第２冷却チューブに密着されている。各半導体モジュールの少なくとも一側第１縁に第１冷却チューブの一側面に係合する一側第１位置決め部が形成され、一側第２縁に第２冷却チューブの一側面に係合する一側第２位置決め部が形成されていることを特徴とする。

この半導体モジュールによれば、一側第１位置決め部及び一側第２位置決め部が第１冷却チューブ及び第２冷却チューブを位置決めし、半導体モジュールに対する相対位置を決める。

請求項２の半導体モジュールは請求項１において更に、各半導体モジュールの他側第１縁に第１冷却チューブの他側面に係合する他側第１位置決め部が形成され、他側第２縁に前記第２冷却チューブの他側面に係合する他側第２位置決め部が形成されている。

（２）第２発明による半導体装置は、請求項３に記載したように、ともに冷却媒体の流通空間を有する角筒状の第１冷却チューブと第２冷却チューブとの間に、それぞれが薄い矩形板状の本体とその一端面から突出した一端端子及び他端面から突出した他端端子とを持つ複数の半導体モジュールが挟持され、本体が第１冷却チューブ及び第２冷却チューブに密着されている。第１冷却チューブの一側縁及び第２冷却チューブの一側縁に本体の一端面を覆う一側位置決め兼遮蔽部が形成され、第１冷却チューブの他側縁及び第２冷却チューブの他側縁に本体の他端面を覆う他側位置決め兼遮蔽部が形成されている。

この半導体装置において、第１冷却チューブ及び第２冷却チューブの一側位置決め兼遮蔽部及び他側位置決め兼遮蔽部が半導体モジュールの側面に係合し、半導体モジュールを長手方向で位置決めする。また、両位置決め兼遮蔽部が半導体モジュールの一端面及び他端面を覆い、半導体モジュールの作動時に本体の端面から漏れる電磁波や熱が半導体装置の外部に漏れることを防止する。

請求項４の半導体装置は、請求項３において、一側位置決め兼遮蔽部は、第１冷却チューブの一側縁に形成された第１一側突出部と、第２冷却チューブの一側縁に形成された第２一側突出部とを含み、他側位置決め兼遮蔽部は第１冷却チューブの他側縁に形成された第１他側突出部と、第２冷却チューブの他側縁に形成された第２他側突出部とを含む。

請求項５の半導体装置は、請求項３において、第１冷却チューブ及び第２冷却チューブの第１長手方向位置に本体の一側面に当接し半導体モジュールを第１冷却チューブ及び第２冷却チューブの幅方向で位置決めする一側位置決め部が形成され、第１冷却チューブ及び第２冷却チューブの第２長手方向位置に本体の他側面に当接し半導体モジュールを第１冷却チューブ及び第２冷却チューブの幅方向で位置決めする他側位置決め部が形成されている。

請求項６の半導体装置は、請求項３において更に、本体の一端面及び他端面と、一側端子及び他側端子と、一側位置決め兼遮蔽部及び他側位置決め兼遮蔽部との間に、絶縁部が形成されている。請求項７の半導体装置は、請求項３において更に、本体の第１面と第１冷却チューブとの間に第１絶縁板が介在され、本体の第２面と第２冷却チューブとの間に第２絶縁板が介在されている。請求項８の半導体装置は、請求項７において第１絶縁板は一側位置決め兼遮蔽部に設けられた第１保持部に保持され、第２絶縁板は他側位置決め兼遮蔽部に設けられた第２保持部に保持されている。

以上述べてきたように、第１発明の半導体モジュールによれば、一側第１位置決め部及び一側第２位置決め部により、半導体モジュールの長さ一方向において、半導体モジュールに対して第１冷却チューブ及び第２冷却チューブが所定の相対位置に位置決めされる。

請求項２の半導体モジュールによれば、半導体モジュールの長さ両方向において、半導体モジュールに対して第１冷却チューブ及び第２冷却チューブが所定の相対位置に位置決めされる。

第２発明の半導体装置によれば、半導体モジュールの作動時に本体の端面から漏れる電磁波及び熱の装置外部への漏れが、第１冷却チューブ及び第２冷却チューブの一側位置決め兼遮蔽部及び他側位置決め兼遮蔽部により防止される。よって、周辺機器の誤作動等、電磁波による悪影響が抑制される。また、一側位置決め兼遮蔽部及び他側位置決め兼遮蔽部が半導体モジュール、第１冷却チューブ及び第２冷却チューブ間の相対位置を決める。

請求項４の半導体装置によれば、一側位置決め兼遮蔽部及び他側位置決め兼遮蔽部を容易に形成することができる。請求項５の半導体装置によれば、第１及び第２冷却チューブに対する半導体モジュールの位置決めが容易になる。

請求項６及び７の半導体装置によれば、半導体モジュールと冷却チューブとの間が確実に絶縁できる。請求項８の半導体装置によれば、絶縁板が確実に保持される。

本発明の半導体装置は半導体モジュールと、その両側の一対の冷却チューブとを１ユニットとする。
＜半導体モジュール＞
半導体モジュールは第１面（表面）及び第２面（裏面）と、一対の側面と、一対の端面とで区画される薄い矩形状の本体と、その一端面から延び出た一端端子及び他端面から延び出た他端端子とを含む。以下、両側面を結ぶ方向を「幅」と呼び、両端面を結ぶ方向を「長さ」と呼ぶ。

本体は半導体チップとその表面及び裏面に密着する表面側電極板及び裏面側電極板とが、樹脂モールドで一体的に封止されて成る。電極板の一部は半導体モジュールの表面及び裏面に露出し、電極板は先端に端子を備えている。
＜冷却チューブ＞
（１）全般
冷却チューブはアルミニウムや他の金属から成る。細長い角筒形状を呈し、横断面形状は薄い矩形状である。内面及び外面と、一側面と他側面と、一端面及び他端面とで区画される。以下、両側面を結ぶ方向を「幅」と呼び、両端面を結ぶ方向を「長さ」と呼ぶ。

冷却チューブの幅は半導体モジュールの本体の長さとほぼ等しく、長さは挿入する半導体モジュールの個数、及び隣接する半導体モジュールの間隔により決まる。半導体モジュールの長手方向が冷却チューブの長手方向と直交している。
＜位置決め部＞
位置決め部は半導体装置の組立て時、第１冷却チューブ及び第２冷却チューブと半導体モジュールとの相対位置を決めるものである。少なくとも、半導体モジュールの長手方向即ち冷却チューブの幅方向で相対位置決めする。半導体モジュール及び両冷却チューブの一方に設ければ良く、半導体モジュールに設ける場合（第１タイプ）と、冷却チューブに設ける場合（第２タイプ）とがある。
（１）第１タイプでは、半導体モジュールは少なくとも一側第１縁及び一側第２縁に、冷却チューブの一側面に係合し冷却チューブの長手方向に延びる一側第１位置決め部及び一側第２位置決め部を持つ。加えて、他側第１縁及び他側第２縁に、他側第１位置決め部及び他側第２位置決め部を持つことができる。半導体モジュールの長さ方向で、半導体モジュールと冷却チューブとを相対位置決めする。この他、半導体モジュールの幅方向の位置決め部を有することもできる。
（２）第２タイプでは、第１冷却チューブ及び第２冷却チューブの一側縁及び他側縁に位置決め部を有する。位置決め部は冷却チューブの長手方向に延び半導体モジュールの端面に当接し、半導体モジュールの長さ方向で相対位置決めする。

この位置決め部は次述する遮蔽部を兼ねる。その意味で、本願明細書では「位置決め兼遮蔽部」と呼んでいる。位置決め部は対向する冷却チューブの両方に形成した突部から成ることが望ましいが、何れか一方のみに形成した突部のみから成ることもできる。

一側位置決め部即ち一側位置決め兼遮蔽部は、第１冷却チューブ及び第２冷却チューブの対向する一側部に形成した突出部から成り、他側位置決め部即ち他側位置決め兼遮蔽部は第１冷却チューブ及び第２冷却チューブの対向する他側部に形成した突出部から成る。突出部は冷却チューブの全長に渡って形成しても良いし、長手方向の一部のみに形成しても良い。

なお、冷却チューブはこの他に、上面（表面）及び下面（裏面）に、冷却チューブの幅方向に延び半導体モジュールの側面に当接する位置決め部分を有することができる。
（３）遮蔽部
上記第２タイプにおいて、第１冷却チューブ及び第２冷却チューブは一側縁及び他側縁に遮蔽部を有する。遮蔽部は半導体モジュールからの電磁波等の漏れを防止する。上記位置決め部が遮蔽部を兼ねている。
＜絶縁物＞
第１、第２及び第３タイプの何れにおいても、半導体モジュールの本体の端面及び端子と位置決め兼遮蔽部との間に、Ａｌ₂Ｏ₃やＳｉＮから成る絶縁部（絶縁板の接着、絶縁物の溶射による）を形成することができる。 半導体モジュールの第１面と第１冷却チューブとの間に第１絶縁板を接着させたり、溶射によって絶縁物を介在させる。第２面と第２冷却チューブとの間に第２絶縁板を接着させたり、溶射によって絶縁物を介在させる。

半導体モジュールの第１面と第１冷却チューブとの第１絶縁板を介在させ、第１冷却チューブの第１一側突出部及び第１他側突出部に形成した第１保持部で保持する。第２面と第２冷却チューブとの間に第２絶縁板を介在させ、第２冷却チューブの第２一側突出部及び第２他側突出部に形成した第２保持部で保持することができる。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
Ａ 第１実施例から第４実施例は、半導体装置の構成部材の相対位置決め及び電磁波の漏れの防止を意図している。
＜第１実施例＞
（構成）
第１実施例の半導体装置の斜視図を示す図１において、半導体装置は複数（ここでは２つ図示）の並置された半導体モジュール１０（１０Ｌ，１０Ｒ）と、半導体モジュール１０を表裏両面からサンドイッチ状に挟持する第１冷却チューブ２５及び第２冷却チューブ４５とから成り、いわゆる両面冷却構造を持つ。
（１）半導体モジュール
図１及び図２に示すように、左方半導体モジュール１０Ｌは薄い矩形板状の本体１１と、その一端面１３ａから突出した制御ピン１９と、他端面１３ｂから突出したコレクタ端子１５及びエミッタ端子１７とを含む。本体１１は半導体チップと、その表面に密着された第１電極板（放熱板）及び裏面に密着された第２電極板（放熱板）と、これらを一体的に封止する樹脂モールドとを持つ（何れも公知であり、不図示）。

第１電極板の先端にコレクタ端子１５が、第２電極板の先端にエミッタ端子１７及び制御ピン１９が形成されている。第１及び第２電極板の外面の一部はモールド樹脂で覆われておらず、半導体モジュール１０の表面及び裏面に露出している。

なお、右方半導体モジュール１０Ｒは左方半導体モジュール１０Ｌと同じ構成を持つが、説明の都合上異なる番号を付している。
（２）冷却チューブ
図１及び図２に示すように、第１冷却チューブ２５は全体として四角筒形状を持ち、横断面は幅（図１で上下方向寸法）に比べて高さが低い扁平な長方形を呈し、内面２６及び外面３３を持つ。その幅は半導体モジュール１０の本体１１の幅とほぼ同じで、高さは本体１１の高さよりも少し小さい。

第１冷却チューブ２５には複数の冷媒通路３９が幅方向に並設されている。各冷媒通路３９は矩形断面形状を持ち、第１冷却チューブ２５の一端から他端まで貫通している。

内面２６の一側縁（図１で左側縁）２７には一側内向き突出部２８が、他側縁２９には他側内向き突出部３１が、それぞれ形成されている。一側内向き突出部２８及び他側内向き突出部３１は内面２６に対して直角に突出し、一定厚さで、半導体モジュール１０の本体１１の高さの半分程度の高さを持つ。第１冷却チューブ２５の外面３３の一側縁３４には一側外向き突出部３５が、他側縁３６には他側外向き突出部３７が、それぞれ形成されている。一側外向き突出部３５及び他側外向き突出部３７の形状、大きさは、一側内向き突出部２８及び他側内向き突出部３１のそれと同じである。

これら一側内向き突出部２８、他側内向き突出部３１、一側外向き突出部３５及び他側外向き突出部３７は第１冷却チューブの成形時に一体的に形成されたものである。

第２冷却チューブ４５は第１冷却チューブ２５と同じ構成を持ち、内面４６に一側内向き突出部４８及び他側内向き突出部５１が形成され、外面５３に一側外向き突出部５５及び他側外向き突出部５７が形成されている。第２冷却チューブ４５に第１冷却チューブ２５と異なる番号を付したのは、説明の都合上である。

第１冷却チューブ２５の一側内向き突出部２８と第２冷却チューブ４５の一側内向き突出部４８とが一側位置決め兼遮蔽部３０を構成し、他側外向き突出部３１と他側内向き突出部５１とが他側位置決め兼遮蔽部６０を構成している。

図３に示すように、第１冷却チューブ２５及び第２冷却チューブ４５には半導体モジュール１０を挟持する領域に、一側位置決め部６６及び他側位置決め部６７が形成されている。このうち、第１冷却チューブ２５の内面２６には一定距離離れ幅方向に延びる第１一側リブ４２及び第１他側リブ４３が形成されている。第１一側リブ４２と第１他側リブ４３との間隔は本体１１の幅とほぼ等しく、長さは本体１１の長さとほぼ等しい。第１一側リブ４２及び第１他側リブ４３は第１冷却チューブ２５の成形時に一体的に形成されたものである。

第２冷却チューブ４５の内面にも、第１一側リブ４２に対向する位置に第２一側リブ６２が形成され、第１他側側リブ４３に対向する位置に第２他側リブ６３がが形成されている。第１一側リブ４２と第２一側リブ６２とが一側位置決め部６６を構成し、第１他側方リブ４３と第２他側リブ６３とが他側位置決め部６７を構成している。
（３）組立て
半導体装置の組立は以下の通り行う。第２冷却チューブ４５の第２一側リブ６２と第２他側リブ６３との間に半導体モジュール１０の本体１１をセットし、その上に第１冷却チューブ２５を乗せる。第１冷却チューブ２５の外面３３及び第２冷却チューブ４５の外面５３から内向きに加圧力を加える。第１冷却チューブ２５の第１一側リブ４２及び第１他側リブ４３が、第２一側リブ６２及び第２他リブ６３に当接する。その後、第１冷却チューブ２５及び第２冷却チューブ４５の両端を締結する。

第１冷却チューブ２５及び第２冷却チューブ４５の一側部では、一側内向き突出部２８と一側内向き突出部４８とがわずかの隙間を残して対向し、本体１１の一端面１３ａ全体を覆い、隙間から制御ピン１９が突出している。

他側部でも同様に、第１他側内向き突出部３１と第２他側内向き突出部５１とがわずかの隙間を残して対向し、本体１１の他端面１３ｂ全体を覆い、隙間からコレクタ端子１５及びエミッタ端子１７が突出している。

なお、図１及び図２は一つのユニットを示すのみであり、実際の半導体装置では冷却チューブ４５上に複数の半導体モジュール１０Ｌ，１０Ｒを並置し、その上に冷却チューブ２５を置き、その後複数の半導体モジュール１０Ｌ，１０Ｒと冷却チューブ２５，４５とを交互に積層する。半導体モジュール１０Ｌ，１０Ｒの第１電極板の一部が第１冷却チューブ２５の内面２６に密着し、第２電極板の一部が第２冷却チューブ４５の内面４６に密接する。

また、半導体装置の組立てに際しては、複数の冷却チューブ４５を両端に介在物を介して所定間隔で積み重ね、上下方向の空間内に半導体モジュール１０Ｌを挿入し、その後冷却チューブ４５により半導体モジュール１０Ｌ等を締め付けても良い。
（作用効果）
この実施例において、半導体モジュール１０がスイッチング素子として作動する間、第１冷却チューブ２５の冷媒通路３９及び第２冷却チューブ４５の冷媒通路５９に冷媒を流通させ、半導体モジュール１０の第１及び第２電極板を冷却する。

この実施例によれば、第１に、半導体モジュール１０の作動時における本体１１の一端面１３ａ及び他端面１３ｂから装置外部への電磁波及び熱の漏れが、第１冷却チューブ２５及び第２冷却チューブ４５に形成した一側位置決め兼遮蔽部３０及び他側位置決め兼遮蔽部６０により防止される。図２から分かるように、一側位置決め兼遮蔽部３０が本体１１の一端面１３ａを覆い、他側位置決め兼遮蔽部６０が他側面１３ｂを覆っているからである。

第２に、第１、第２冷却チューブ２５、４５の幅方向即ち半導体モジュール１０の長手方向において、一側位置決め兼遮蔽部３０及び他側位置決め兼遮蔽部６０が、第１冷却チューブ２５に対する半導体モジュール１０及び第１絶縁板４１の相対位置を決める。同様に、第２冷却チューブ４５に対する半導体モジュール１０及び第２絶縁板４６の相対位置を決める。

第３に、第１冷却チューブ２５及び第２冷却チューブ４５上における半導体モジュール１０の位置決めが容易になる。図３から分かるように、第１冷却チューブ２５及び第２冷却チューブ４５による半導体モジュール１０の加圧時、一側位置決めリブ６６及び他側位置決めリブ６７が半導体モジュール１０をその幅方向、即ち冷却チューブ２５及び４０の長手方向で位置決めするからである。その結果、第１冷却チューブ２５及び第２冷却チューブ４５を垂直方向にセットして半導体モジュール１０を左右方向から加圧することも可能になる。
＜第２実施例＞
図４に示す第２実施例は、一側位置決め兼遮蔽部及び他側位置決め兼遮蔽部の構成が第１実施例とは異なり、３つの態様が含まれる。

図４（ａ）の第１態様では、第１冷却チューブ７０の一側部に一側波状板部材７２を取り付けている。この一側波状板部材７２は所定幅及び所定長さを持ち、長さ方向において凸部７３と凹部７４とが交互に形成されている。

第１冷却チューブ７０の他側部にも、他側波状板部材７６が取り付けられている。また、第２冷却チューブ８０の一側部には一側波状板部材８２が、他側部には他側波状板部材８６がそれぞれ取り付けられている。

図４（ｂ）に示す第２態様では、第１冷却チューブ９０の一側部及び他側部のうち、半導体モジュール１０を挟持する領域に対応する部分のみに位置決め兼遮蔽部１１２等が取り付けられている。一側部に取り付けられた一側遮蔽板９２は細長い矩形板から成り、その幅は第１冷却チューブ９０の厚さよりも大きい。その結果、両側縁９３及び９４が第１冷却チューブ９０から表面及び裏面から突出している。

他側部には細長い矩形板から成る他側遮蔽板（不図示）が取り付けられ、その一側縁及び他側縁が表面及び裏面から突出している。第２冷却チューブ１００の一側部及び他側部にも、それぞれ一側遮蔽板１０２及び他側遮蔽板１０６が取り付けられている。

図４（ｃ）に示す第３態様は、第１冷却チューブ１１０の一側部及び他側部のうち、半導体モジュール１０の挟持領域に対応する部分に、複数（ここでは４つ）の小さな矩形板片１１３から成る一側位置決め兼遮蔽部１１２及び他側位置決め兼遮蔽部（不図示）を形成している。各矩形板片１１３は同じ形状を持ち、両側縁が半導体モジュール１０の表面及び裏面から突出している。また隣接する矩形板片１１３間には隙間が形成されている。第２冷却チューブ１２０にも一側位置決め兼遮蔽部１２２及び他側位置決め兼遮蔽部１２４が形成されている。

第２態様及び第３態様によれば、半導体装置の軽量化という特有の効果が得られる。
＜第３実施例＞
図５に示す第３実施例は、第１実施例と比較して、遮蔽物の形状と、第１冷却チューブ（不図示）及び第２冷却チューブ１３０に形成した半導体モジュール１０の位置決め部の構成が異なる。

位置決め部は第２冷却チューブ１３０の幅方向に離れた第２一側位置決め突部１３１と、第２他側位置決め突部１３６とから成る。第２一側位置決め突部は１３１は第２冷却チューブ１３０の長さ方向に延びる長手部１３２と、その両端から直角に延びる一対の短手部１３３とから成り、長手部１３２に端子１５，１７の通過を許す孔が形成されている。

第２他側位置決め突部は１３６は第２冷却チューブ１３０の長さ方向に延びる長手部１３７と、その両端から直角に延びる一対の短手部１３８とから成り、長手部１３７にはピン１９の通過を許す孔が形成されている。図示しない第１冷却チューブにも、第２一側位置決め突部１３１及び第２他側位置決め突部１３６と同様の第１一側位置決め突部及び第１他側位置決め突部が形成されている。

この実施例によれば、半導体装置の組立て時における半導体モジュールの位置決めが容易かつ確実になる。第１一側位置決め突部（不図示）及び第２一側位置決め突部１３１から成る一側位置決め部と、第１他側位置決め突部（不図示）及び第２他側位置決め突部１３６から成る他側位置決め部とが、第１冷却チューブ及び第２冷却チューブ１４０の長手方向及び幅方向において、半導体モジュール１０を位置決めすることによる。
＜第４実施例＞
図６に示す第４実施例は、第１実施例と比べると、位置決め兼遮蔽部の他に、半導体モジュール１０と冷却チューブとの間に絶縁物が介在されている点が異なり、３つの態様を含む。

図６（ａ）に示す第１態様では、半導体モジュール１０のコレクタ端子１５及びエミッタ端子１７の付け根に他側絶縁部１６２が形成され、制御ピン１９の付け根に一側絶縁部１６３が形成されている。この絶縁部１６２及び１６３はコレクタ端子１５、エミッタ端子１７及び制御ピン１９と位置決め兼遮蔽部との間を絶縁している。

図６（ｂ）に示す第２態様では、半導体モジュール１０の本体１１の一端面１３ａと、制御ピン１９と、突出部２８，４８との間に一側絶縁部１６７が形成されている。同様に、他端面１３ｂと、コレクタ端子１５及びエミッタ端子１７と、突出部３１，５１との間に他側絶縁部１６８が形成されている。

この絶縁部１６７及び１６８は、本体の端面１３ａ、１３ｂ、コレクタ端子１５、エミッタ端子１７及び制御ピン１９と位置決め兼遮蔽部との間を絶縁している。

図６（ｃ）に示す第３態様では、本体１１の表面と第１冷却チューブ１７０の内面との間に表面側絶縁板１７２が介在され、本体１１の裏面と第２冷却チューブ１８５の内面との間に裏面側絶縁板１８７が介在されている。これらの絶縁板１７２，１８７は本体１１の表面及び裏面と同じ矩形板形状を持つ。

第１冷却チューブ１７０は一側突出部１７３に形成された一側保持部１７４と、他側突出部１７６に形成された他側保持部１７７を持つ。第２冷却チューブ１８５は一側突出部１８８に形成された一側保持部１８９と、他側突出部１９１に形成された他側保持部１９２を持つ。

保持部１７４，１８９により保持された絶縁板１７２及び１８７は、本体１１の表面及び裏面と冷却チューブとの間を絶縁している。
Ｂ 第５実施例及び第６実施例は、半導体モジュールの構成部材の相対位置決めを意図している。
＜第５実施例＞
（構成）
図７に示す第５実施例では、複数の半導体モジュールのそれぞれの両側に位置決め部が形成されている。詳述すると、図７（ａ）（ｂ）から分かるように、半導体モジュール２００の一側２０１の上縁２０２及び下縁２０５にそれぞれ一側第１位置決め部２０３及び一側第２位置決め部２０６が形成されている。また、他側２１１の上縁２１２及び下縁２１５にそれぞれ他側第１位置決め部２１３及び他側第２位置決め部２１６が形成されている。その結果、半導体モジュール２００は断面Ｈ字形状を持つ。

なお、一側第１位置決め部２０３、一側第２位置決め部２０６、他側第１位置決め部２１３及び他側第２位置決め部２１６は、本体２１０の樹脂モールドに形成されている。樹脂モールドを成形する金型に、これらの位置決め部２０３等に対応するくぼみを形成しておくことにより容易に形成できる。但し、くぼみなしの樹脂モールド成形後、位置決め部に相当する角片を接着剤で接着しても良い。

一側第１位置決め部２０３と他側第１位置決め部２１３との間隔は第１冷却チューブ２２０の幅と同程度であり、一側第２位置決め部２０６と他側第２位置決め部２１６との間隔は第２冷却チューブ２２５の幅と同程度である。

第２冷却チューブ２２５の上に絶縁板２２９を介して複数の半導体モジュール２００が載置され、その上に絶縁板２２４を介して第１冷却チューブ２１０が載置されている。一側第１位置決め部２０３は第１冷却チューブ２２０の一側面２２１に係合し、他側第１位置決め部２１３は他側面２２２に係合している。同様に、一側第２位置決め部２０６は第２冷却チューブ２２５の一側面２２６に係合し、他側第２位置決め部２１６は他側面２２７に係合している。
（組立て）
また、半導体装置の組立てに際しては、複数の冷却チューブ２２０，２２５等を両端に介在物を介して所定間隔で積み重ね、上下方向の空間内に半導体モジュール２００を挿入し、その後冷却チューブ２２０，２２５により半導体モジュール２００等を締め付ける。
（作用効果）
この実施例によれば、一側第１位置決め部２０３及び他側第１位置決め部２１３が半導体モジュール２００と第１冷却チューブ２２０との半導体モジュール２００の長さ方向（冷却チューブ２２０，２２５の幅方向）の相対位置を決める。また、一側第２位置決め部２０６及び他側第２位置決め部２１６が半導体モジュール２００と第２冷却チューブ２２５との長さ方向（冷却チューブ２２０，２２５の幅方向）方向の相対位置を決める。

特に、半導体モジュール２００の一側２０１及び他側２１１に位置決め部２０３，２０６及び位置決め部２１３，２１６を設けたので、長手方向の両方向（図７（ｂ）の左右方向）で位置決めできる。

これと同時に、一側第１位置決め部２０３及び他側第１位置決め部２１３により半導体モジュール２００と絶縁板２２４との相対位置も決まる。同様に、半導体モジュール２２０と絶縁板２２９との相対位置は一側第２位置決め部２１３及び他側第２位置決め部２１６により決まる。
＜第６実施例＞
図８（ａ）（ｂ）に示した第６実施例では、半導体モジュール２５０の一側２５１の上縁２５２に第１位置決め部２５３が形成され、下縁２５５に第２位置決め部２５６が形成されている。但し、他側２６１には位置決め部は形成されていない。

この実施例によれば、半導体モジュール２５０の長手方向の一方向（図８（ｂ）の右方向）で、半導体モジュールと第１冷却チューブ及び第２冷却チューブとの相対位置、並びに半導体モジュール２５０と絶縁部材２２４及び２２９との相対位置が決まる。

また、半導体モジュール２５０の一側２５１のみに位置決め部２５３，２５６を形成すればよいので、製造の時間、手間が少なくできる。なお、半導体モジュール２５０の左方向における相対位置決めは適当な補助部材（例えば、半導体モジュールを右方に付勢する付勢部材）を使用すれば良い。
＜変形例＞
なお、上記第５実施例において、必要に応じて、半導体モジュールを幅方向で位置決めする位置決め部を設けることができる。即ち、図９（ａ）に示すように、第１冷却チューブ３００及び第２冷却チューブ３０５の側面上に、矩形棒材から成り幅方向に延びる位置決め部３１０及び３１５が設けられている。位置決め部３１０及び３１５は半導体モジュール３２０の側面に当接して、半導体モジュール３２０の幅方向即ち冷却チューブ３００，３０５の長さ方向で相対位置を決める。

また、図９（ｂ）に示すように、第１冷却チューブ３００及び第２冷却チューブ３０５の端面上に、矩形片から成り厚さ方向に延びる位置決め部３３０及び３３５が設けられている。位置決め部３３０及び３３５は半導体モジュール３２０の側面に当接して、半導体モジュール３２０の幅方向即ち冷却チューブ３００，３０５の長さ方向で相対位置を決める。

本発明の第１実施例を示す斜視図である。 第１実施例の側面図である。 図１の断面図である。 第２実施例を示し、（ａ）は第１態様を、（ｂ）は第２態様を、（ｃ）は第３態様を示す。 第３実施例を示す平面図である。 第４実施例を示し、（ａ）は第１態様の断面図、（ｂ）は第２態様の断面図、（ｃ）は第３態様の断面図である。 第５実施例を示し（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は要部断面図である。 第６実施例を示し（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は要部断面図である。 第５実施例の変形例を示し（ａ）は第１変形例の部分斜視図、（ｂ）は第２変形例の部分斜視図である。

符号の説明

１０：半導体モジュール １１：本体
１３ａ，１３ｂ：端面 １５，１７，１９：端子、ピン
２５：第１冷却チューブ ２６：内面
２８，３１：突出部 ３９：冷媒通路
４５：第２冷却チューブ ４６：内面
４８，５１：突出部 ５０：冷媒通路
３０：一側位置決め兼遮蔽部 ６０：他側位置決め兼遮蔽部
２０３：一側第１位置決め部 ２０５：一側第２位置決め部

Claims (8)

1. ともに冷却媒体の流通空間を有する角筒状の第１冷却チューブと第２冷却チューブとの間に、それぞれが薄い矩形板状の本体とその一端面から突出した一端端子及び他端面から突出した他端端子とを持つ複数の半導体モジュールが挟持され、前記本体が前記第１冷却チューブ及び前記第２冷却チューブに密着されている半導体装置であって、
   各前記半導体モジュールの少なくとも一側第１縁に前記第１冷却チューブの一側面に係合する一側第１位置決め部が形成され、一側第２縁に前記第２冷却チューブの一側面に係合する一側第２位置決め部が形成されていることを特徴とする半導体装置。
2. 更に、各前記半導体モジュールの他側第１縁に前記第１冷却チューブの他側面に係合する他側第１位置決め部が形成され、他側第２縁に前記第２冷却チューブの他側面に係合する他側第２位置決め部が形成されている請求項１に記載の半導体装置。
3. ともに冷却媒体の流通空間を有する角筒状の第１冷却チューブと第２冷却チューブとの間に、それぞれが薄い矩形板状の本体とその一端面から突出した一端端子及び他端面から突出した他端端子とを持つ複数の半導体モジュールが挟持され、前記本体が前記第１冷却チューブ及び前記第２冷却チューブに密着されている半導体装置であって、
   前記第１冷却チューブの一側縁及び前記第２冷却チューブの一側縁に前記本体の一端面を覆う一側位置決め兼遮蔽部が形成され、該第１冷却チューブの他側縁及び該第２冷却チューブの他側縁に該本体の他端面を覆う他側位置決め兼遮蔽部が形成されていることを特徴とする半導体装置。
4. 前記一側位置決め兼遮蔽部は、前記第１冷却チューブの一側縁に形成された第１一側突出部と、前記第２冷却チューブの一側縁に形成された第２一側突出部とを含み、前記他側位置決め兼遮蔽部は前記第１冷却チューブの他側縁に形成された第１他側突出部と、前記第２冷却チューブの他側縁に形成された第２他側突出部とを含む請求項３に記載の半導体装置。
5. 前記第１冷却チューブ及び前記第２冷却チューブの第１長手方向位置に前記本体の一側面に当接し、前記半導体モジュールを前記第１冷却チューブ及び前記第２冷却チューブの幅方向で位置決めする一側位置決め部が形成され、該第１冷却チューブ及び該第２冷却チューブの第２長手方向位置に該本体の他側面に当接し、該半導体モジュールを該第１冷却チューブ及び該第２冷却チューブの幅方向で位置決めする他側位置決め部が形成されている請求項３に記載の半導体装置。
6. 更に、前記本体の一端面及び他端面と、前記一側端子及び他側端子と、前記一側位置決め兼遮蔽部及び他側位置決め兼遮蔽部との間に、絶縁部が形成されている請求項３に記載の半導体装置。
7. 更に、前記本体の第１面と前記第１冷却チューブとの間に第１絶縁板が介在され、該本体の第２面と前記第２冷却チューブとの間に第２絶縁板が介在されている請求項３に記載の半導体装置。
8. 前記第１絶縁板は前記一側遮蔽板に設けられた第１保持部に保持され、前記第２絶縁板は前記他側位置決め兼遮蔽部に設けられた第２保持部に保持されている請求項７に記載の半導体装置。

Images