(57)【要約】【課題】半導体モジュールにおいては、モジュールを小型化することが好ましい。【解決手段】半導体チップを収容する樹脂製の端子ケースと、冷媒が流れる冷媒流通部および前記冷媒流通部を囲む接合部を含み、前記冷媒流通部が前記端子ケースの下方に配置され、且つ、前記接合部において前記端子ケースと直接または間接に密着して配置された冷却部と、を備え、前記端子ケースは、前記接合部の上方に設けられ、上面視で前記半導体チップを囲うように設けられた側壁を有し、前記側壁に、前記冷媒の温度を検知する温度センサが設けられている、半導体モジュールを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを収容する樹脂製の端子ケースと、
冷媒が流れる冷媒流通部および前記冷媒流通部を囲む接合部を含み、前記冷媒流通部が前記端子ケースの下方に配置され、且つ、前記接合部において前記端子ケースと直接または間接に密着して配置された冷却部と、
を備え、
前記端子ケースは、前記接合部の上方に設けられ、上面視で前記半導体チップを囲うように設けられた側壁を有し、
前記側壁に、前記冷媒の温度を検知する温度センサが設けられている、
半導体モジュール。
【請求項２】
前記側壁の内部に、前記温度センサが設けられている、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記側壁の深さ方向における、前記温度センサの下方に設けられる前記側壁の樹脂の厚さが、前記冷媒の流路方向における前記側壁の幅よりも小さい、請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記側壁の少なくとも一部は、上面視で前記冷媒流通部と重なって配置され、
前記温度センサは、上面視で前記冷媒流通部と重なって配置される、
請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記冷却部は、前記冷媒流通部に配置された冷却フィンをさらに有し、
前記温度センサの下方に、前記冷却フィンが配置されない、
請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記端子ケースの上方に設けられ、前記温度センサにより検出された温度情報を受信する制御基板と、
前記制御基板と前記温度センサとを接続する配線と、
をさらに備え、
前記配線の少なくとも一部は、前記側壁の内部に設けられている、
請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記側壁の内部に設けられている前記配線の一部は、前記温度センサの下方に配置され、且つ、前記温度センサの下面の少なくとも一部と接して配置される、請求項６に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記側壁は、窪みを含み、
前記温度センサは、前記窪みに配置され、
前記窪みの底面の上方に、前記配線の一部が配置される、
請求項７に記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記温度センサは、サーミスタであり、
前記窪みにおいて、前記サーミスタがゲルで封止されている、請求項８に記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
前記温度センサは、上面視で前記半導体チップを挟んで対向する２つの側壁のそれぞれに設けられている、請求項１から９のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項１１】
前記温度センサは、前記冷媒の流路方向に直交する前記２つの側壁に設けられている、請求項１０に記載の半導体モジュール。
【請求項１２】
前記温度センサは、前記冷媒の流路方向に平行な前記２つの側壁に設けられている、請求項１０または１１に記載の半導体モジュール。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の半導体モジュールを備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュールおよび車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パワー半導体チップ等の半導体素子を含む半導体モジュールにおいて、冷却装置を設けた構成が知られている（例えば、特許文献１−４参照）。
特許文献１  特開２０１７−１８３５３０号公報
特許文献２  特開２０１７−１８４４７１号公報
特許文献３  特開２０１６−１０３９０１号公報
特許文献４  実開昭６２−３２５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
半導体モジュールにおいては、モジュールを小型化することが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、半導体モジュールを提供する。半導体モジュールは、半導体チップを収容する樹脂製の端子ケースと、冷媒が流れる冷媒流通部および冷媒流通部を囲む接合部を含み、冷媒流通部が端子ケースの下方に配置され、且つ、接合部において端子ケースと直接または間接に密着して配置された冷却部と、を備える。端子ケースは、接合部の上方に設けられ、上面視で半導体チップを囲うように設けられた側壁を有し、側壁には、前記冷媒の温度を検知する温度センサが設けられている。
【０００５】
温度センサは、側壁の内部に設けられていてよい。
【０００６】
側壁の深さ方向における、温度センサの下方に設けられる側壁の樹脂の厚さは、冷媒の流路方向における側壁の幅よりも小さくてよい。
【０００７】
側壁の少なくとも一部は、上面視で冷媒流通部と重なって配置されてよい。温度センサは、上面視で冷媒流通部と重なって配置されてよい。
【０００８】
冷却部は、冷媒流通部に配置された冷却フィンをさらに有してよい。温度センサの下方に、冷却フィンは配置されなくてよい。
【０００９】
半導体モジュールは、端子ケースの上方に設けられ、温度センサにより検出された温度情報を受信する制御基板と、制御基板と温度センサとを接続する配線と、をさらに備えてよい。配線の少なくとも一部は、側壁の内部に設けられていてよい。
【００１０】
側壁の内部に設けられている配線の一部は、温度センサの下方に配置され、且つ、温度センサの下面の少なくとも一部と接して配置されてよい。
【００１１】
側壁は、窪みを含んでよい。温度センサは、窪みに配置されてよい。配線の一部は、窪みの底面の上方に配置されてよい。
【００１２】
温度センサは、サーミスタであってよい。窪みにおいて、サーミスタはゲルで封止されていてよい。
【００１３】
温度センサは、上面視で前記半導体チップを挟んで対向する２つの側壁のそれぞれに設けられていてよい。
【００１４】
温度センサは、冷媒の流路方向に直交する２つの側壁に設けられていてよい。
【００１５】
温度センサは、冷媒の流路方向に平行な２つの側壁に設けられていてよい。
【００１６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一つの実施形態に係る半導体モジュール１００の上面の一例を示す図である。
【図２】本発明の一つの実施形態に係る半導体モジュール１００の背面の一例を示す図である。
【図３】冷却部１１４における接合部６７の配置の一例を示す図である。
【図４】図１および図２におけるＡ−Ａ'断面の一例を示す図である。
【図５】本発明の一つの実施形態に係る半導体モジュール１００の他の上面の一例を示す図である。
【図６】本発明の一つの実施形態に係る半導体モジュール１００の背面の他の一例を示す図である。
【図７】図５および図６におけるＢ−Ｂ'断面の一例を示す図である。
【図８】比較例の半導体モジュール１５０の断面を示す図である。
【図９】図７の断面図に制御基板２３および配線２５を合わせて示す図である。
【図１０】比較例の半導体モジュール１６０の断面を示す図である。
【図１１】図５におけるＣ−Ｃ'断面の一例を示す図である。
【図１２】本発明の一つの実施形態に係る半導体モジュール１００の他の上面の一例を示す図である。
【図１３】図１２における領域Ｄの拡大図である。
【図１４】図１３におけるＥ−Ｅ'断面の一例を示す図である。
【図１５】図１４における温度センサ６８、配線２５および配線２７、並びに制御基板２３に設けられる定電流源３７の接続を示す回路図である。
【図１６】本発明の一つの実施形態に係る車両２００の概要を示す図である。
【図１７】本発明の一つの実施形態に係る半導体モジュール１００の主回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１９】
本明細書においては半導体基板の深さ方向と平行な方向における一方の側を「上」、他方の側を「下」と称する。基板、層またはその他の部材の２つの主面のうち、一方の面を上面、他方の面を下面と称する。「上」、「下」の方向は重力方向、または、半導体チップの実装時における基板等への取り付け方向に限定されない。
【００２０】
本明細書では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の直交座標軸を用いて技術的事項を説明する場合がある。本明細書では、半導体基板の上面と平行な面をＸＹ面とし、半導体基板の上面と垂直な深さ方向をＺ軸とする。上面視において、とは半導体モジュールの上面をＺ軸正側から見た場合を意味する。
【００２１】
図１は、本発明の一つの実施形態に係る半導体モジュール１００の上面の一例を示す図である。本明細書において、図１の上面視における矩形状の端子ケース８８の長辺方向をＸ軸とし、短辺方向をＹ軸とする。また、図１のＸＹ面に対して直交する奥行き方向をＺ軸とする。
【００２２】
本例の半導体モジュール１００は、半導体チップ７８を収容する樹脂製の端子ケース８８を備える。本例において、端子ケース８８は、射出成形により形成可能な熱硬化型樹脂、または、ＵＶ成形により形成可能な紫外線硬化型樹脂等の樹脂、等の樹脂により成型される。当該樹脂は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂及びアクリル樹脂等から選択される１又は複数の高分子材料を含む。端子ケース８８に特に好ましい樹脂は、ＰＰＳ樹脂である。
【００２３】
端子ケース８８は、Ｘ軸方向に平行な２つの側壁６５およびＹ軸方向に平行な２つの側壁６６を有する。２つの側壁６５および２つの側壁６６は、上面視で半導体チップ７８を囲うように設けられる。
【００２４】
本例の半導体モジュール１００は、端子ケース８８の下方に天板９４を有する。天板９４は、ＸＹ面と平行な平面を有する板状の金属板であってよい。天板９４は、例えばアルミニウムを含む金属で形成されている。
【００２５】
天板９４は、上面視で側壁６５および側壁６６と重なって設けられる。上面視において、２つの側壁６５および２つの側壁６６に囲まれた矩形状の領域には、天板９４の上面が露出している。当該露出した天板９４の上面には、回路基板１６２が載置される。回路基板１６２は、はんだ等により天板９４の上面に固定されていてよい。
【００２６】
回路基板１６２には、パワー半導体等の半導体チップ７８が搭載されている。半導体チップ７８が発生した熱は、天板９４に伝達される。
【００２７】
Ｘ軸方向における側壁６５の範囲は、図１においてＹ軸方向に延伸する実線で示された、上面視における天板９４と側壁６６との境界の位置であってよい。図１において、当該境界の位置を、当該実線の延長線上においてＹ軸方向に延伸する一点鎖線部にて示している。
【００２８】
側壁６６のＹ軸正側の端部位置は、図１においてＸ軸方向に延伸する実線で示された、上面視における天板９４と側壁６５との境界の位置であってよい。側壁６６のＹ軸負側の端部位置は、図１においてＸ軸方向に延伸する実線で示された、上面視における端子配置部６２（後述）と側壁６５との境界の位置であってよい。Ｙ軸方向における側壁６６の範囲は、Ｙ軸正側の当該端部位置とＹ軸負側の当該端部位置との間であってよい。図１において、当該境界の位置を、当該実線の延長線上においてＸ軸方向に延伸する一点鎖線部にて示している。角部１９は、端子ケース８８において、側壁６５のＸ軸方向における延伸部分、且つ、側壁６６のＹ軸方向における延伸部分である４つの領域である。
【００２９】
回路基板１６２は、例えば、アルミナセラミックス基板に銅回路板を接合して形成される。回路基板１６２には、配線パターン１６４が設けられている。配線パターン１６４は、銅等の導電材料で形成された薄膜であってよい。半導体チップ７８は、配線パターン１６４の上にはんだ等で接続されてよい。配線パターン１６４には、端子ケース８８の主端子８６に電気的に接続する引出し部１９８が設けられてよい。
【００３０】
回路基板１６２には、回路基板１６２の外部と回路基板１６２とを電気的に接続するための配線パターン１６６が設けられている。配線パターン１６６は、銅等の導電材料で形成された薄膜であってよい。配線パターン１６４は、配線パターン１６６を介して回路基板１６２の外部に接続されてよい。
【００３１】
端子ケース８８は、Ｇ（ゲート）、Ｓｅ（センスエミッタ）、Ａ（アノード）、Ｋ（カソード）等の制御端子９９を有する。本例において、制御端子９９はＹ軸負側の側壁６５に設けられている。制御端子９９の一部は、側壁６５に埋め込まれていてよい。制御端子９９の先端は、側壁６５の上面から突出していてよい。制御端子９９は、Ｙ軸正側の側壁６５およびＹ軸負側の側壁６５に、共に設けられていてもよい。
【００３２】
端子ケース８８は、上面視で側壁６５に隣り合って端子配置部６２を有してよい。本例において、端子配置部６２は中継端子９６（後述）が配置される領域である。端子配置部６２は、上面視で２つの側壁６５および２つ側壁６６に囲まれる矩形状の領域の内部に配置されてよい。端子配置部６２は、Ｙ軸方向において側壁６５と回路基板１６２との間に配置されてよい。端子配置部６２は、Ｘ軸方向に一方の側壁６６から他方の側壁６６まで、連続的に設けられてよい。端子配置部６２の上面は、側壁６５および側壁６６の上面よりも下方に配置されてよい。端子配置部６２の下方には、天板９４が配置される。
【００３３】
端子ケース８８は、配線パターン１６６と制御端子９９とを電気的に接続するための中継端子９６を有する。中継端子９６は、端子配置部６２に設けられてよい。中継端子９６の一部は、端子配置部６２に埋め込まれていてよい。中継端子９６の先端は、端子配置部６２の上面から突出していてよい。本例において、中継端子９６はＹ軸負側の側壁６５の近傍に設けられている。中継端子９６は、Ｙ軸負側の側壁６５の近傍およびＹ軸正側の側壁６５の近傍に、共に設けられていてもよい。
【００３４】
配線１３１は、配線パターン１６６と中継端子９６を接続する。配線１３１は、金属等の導電材料で形成されたワイヤーであってよい。配線１３９は、制御端子９９と中継端子９６を接続する。配線１３９は、端子ケース８８に埋め込まれた金属配線等であってよい。
【００３５】
端子ケース８８は、主端子８６を有する。主端子８６は、例えば３相インバータ回路におけるＵ相、Ｖ相およびＷ相をそれぞれ駆動するための、Ｕ相端子、Ｖ相端子およびＷ相端子である。また、主端子８６は、例えば３相インバータ回路に電源を供給するための電源端子である。また、端子ケース８８は、半導体モジュール１００を外部の装置に固定するための貫通孔８４を有してよい。
【００３６】
端子ケース８８の下方には、予め定められた流路方向に冷媒を流す冷却部（図４において後述）が配置されている。冷却部は、天板９４およびケース部（図２において後述）を有する。ケース部は、天板９４の下方に配置されている。ケース部は、図１の上面視において視認できない位置に配置されている。図１において、ケース部の側壁における内側面の位置を破線で示している。冷媒は、上面視において当該破線の内部を流れる。即ち、当該破線は、冷媒流通部（図２において後述）の外縁の位置に等しい。上面視において、ケース部の側壁における内側面の位置は、側壁６５および側壁６６、並びに角部１９と重なって配置されてよい。
【００３７】
ケース部には、冷媒流通部に冷媒を導入するための冷媒導入口、および、冷媒流通部から冷媒を導出するための冷媒導出口が設けられる。本例において、冷媒導入口および冷媒導出口は、図１の上面視において冷媒流通部の外縁よりも内側に設けられる。即ち、本例において、冷媒導入口および冷媒導出口は、図１における矩形状の破線部の内部に設けられる。図１において、上面視における冷媒導入口および冷媒導出口の位置を、円状の破線部にて示している。なお、冷媒導入口および冷媒導出口については、後述する図２の説明において詳細に述べる。
【００３８】
ケース部の側壁における内側面の外側には、接合部（図３の説明において後述）が設けられる。冷却部は、当該接合部において端子ケース８８と直接または間接に密着して配置される。２つの側壁６５および２つの側壁６６は、当該接合部の上方に設けられる。端子ケース８８は、２つの側壁６５および２つの側壁６６の下方において、冷却部と直接または間接に密着して配置される。
【００３９】
本例において、上面視で半導体チップ７８を挟んで対向する２つの側壁６６のそれぞれには、温度センサ６８が設けられている。本例においては、冷却部に流れる冷媒の流路方向（図２参照）に平行な２つの側壁６６のそれぞれに、温度センサ６８が設けられている。
【００４０】
２つの温度センサ６８は、Ｙ軸方向において、共に同じ位置に設けられてもよい。また、温度センサ６８は、２つの側壁６６のそれぞれに、複数設けられてもよい。
【００４１】
本例において、温度センサ６８は側壁６６の内部に設けられている。温度センサ６８は、側壁６６の内部に埋め込まれていてよい。図１において、上面視における温度センサ６８の位置を破線に囲まれたハッチングにて示している。温度センサ６８は、上面視において冷却部の内側面（破線部）の内側に設けられてよい。
【００４２】
温度センサ６８は、一例としてサーミスタ、熱電対、ＰＮダイオード等である。温度センサ６８が熱電対またはＰＮダイオードである場合、温度センサ６８は、樹脂製の側壁６５の内部に封止されていてよい。温度センサ６８がサーミスタである場合、温度センサ６８は、樹脂製の側壁６６に設けられた窪み（図１３において後述）に設けられていてよい。
【００４３】
温度センサ６８がサーミスタである場合、温度センサ６８が窪みに設けられることにより、樹脂製の側壁６６の成型時に温度センサ６８に応力が印加されにくい。このため、温度センサ６８が当該応力によって割れにくい。また、当該応力による温度センサ６８（サーミスタ）の抵抗値のばらつき増大を抑制できる。このため、当該応力による温度センサ６８（サーミスタ）の温度測定精度の低下を抑制できる。
【００４４】
また、温度センサ６８がサーミスタである場合、温度センサ６８が窪みに設けられることにより、半導体モジュール１００の使用時に半導体モジュール１００が発生する熱によって側壁６６が熱膨張しても、温度センサ６８（サーミスタ）に応力が印加されにくい。このため、当該応力による温度センサ６８（サーミスタ）の抵抗値のばらつき増大を抑制できる。このため、当該応力による温度センサ６８（サーミスタ）の温度測定精度の低下を抑制できる。
【００４５】
図２は、本発明の一つの実施形態に係るケース部４０の背面の一例を示す図である。図２は、図１の上面図において天板９４の下方に配置されるケース部４０を、Ｚ軸方向の反対側から、即ち、Ｚ軸負側から正側に見た場合の図である。ケース部４０は、天板９４と同一組成の金属で形成されてよい。ケース部４０は、例えばアルミニウムまたは銅を含む金属で形成されている。
【００４６】
ケース部４０は、側壁６３および底板６４を有する。ケース部４０には、冷媒が流れる冷媒流通部９２が設けられる。冷媒流通部９２は、側壁６３および底板６４によって囲まれた空間である。ケース部４０には、当該空間において、冷却フィン９５が設けられてよい。冷却フィン９５は、Ｙ軸方向に延伸して配置されてよい。冷却フィン９５は、Ｘ軸方向に所定の間隔をおいて、隣り合って複数配置されてよい。
【００４７】
ケース部４０は、背面視で４つの角部２０を有する。本例において、４つの角部２０は、背面視および上面視で、端子ケース８８の角部１９（図１参照）と重なる部分を指す。
【００４８】
ケース部４０は、冷媒を冷媒流通部９２に導入するための冷媒導入口９７と、冷媒を冷媒流通部９２から導出するための冷媒導出口９８とを有する。冷媒導入口９７は、１つの角部２０の近傍に設けられてよい。冷媒導出口９８は、当該１つの角部２０に対して対角線上に位置する他の角部２０の近傍に設けられてよい。
【００４９】
本例において、冷媒は冷媒導入口９７から導入され、冷媒導出口９８から導出される。本例においては、Ｙ軸方向において冷媒導入口９７に近い一方の側が上流側であり、冷媒導出口９８に近い他方の側が下流側である。冷媒流通部９２において、冷媒は、Ｘ軸方向に隣り合って設けられる冷却フィン９５の間を、Ｙ軸正側から負側に向かって流れる。図２において、冷媒の流路方向を太い矢印にて示している。
【００５０】
２つの温度センサ６８は、Ｙ軸方向においてそれぞれ異なる位置に設けられてよい。本例においては、２つの温度センサ６８は、それぞれ冷媒導入口９７の近傍および冷媒導出口９８の近傍に設けられている。温度センサ６８が冷媒導入口９７の近傍に設けられることにより、当該温度センサ６８は、冷媒導入口９７近傍の冷媒の温度を検出できる。また、温度センサ６８が冷媒導出口９８の近傍に設けられることにより、当該温度センサ６８は、冷媒導出口９８近傍の冷媒の温度を検出できる。
【００５１】
温度センサ６８は、２つの側壁６６のいずれか一方に設けられてもよい。この場合、温度センサ６８は、冷媒導出口９８の近傍に設けられることが好ましい。冷媒導入口９７から導入された冷媒は、半導体チップ７８を冷却して冷媒導出口９８に流れる。このため、冷媒導出口９８近傍の冷媒の温度は、冷媒導入口９７近傍の冷媒の温度よりも高くなりやすい。このため、温度センサ６８によって冷媒導出口９８近傍の冷媒の温度を測定することにより、半導体モジュール１００が許容温度内か否かを判定できる。
【００５２】
温度センサ６８は、図２の背面視において冷媒流通部９２と重なって、且つ、側壁６３よりも内側に配置されてよい。図２において、背面視における温度センサ６８の位置を破線部にて示している。
【００５３】
冷却フィン９５は、温度センサ６８の下方に配置されなくてよい。冷却フィン９５は、背面視において温度センサ６８と重ならなくてよい。冷却フィン９５は、上面視においても、温度センサ６８と重ならなくてよい。
【００５４】
ケース部４０は、貫通孔８４を有してよい。貫通孔８４は、上面視および背面視において、端子ケース８８に設けられる貫通孔８４と同じ位置に設けられている。
【００５５】
図３は、冷却部１１４における接合部６７の配置の一例を示す図である。本例において、接合部６７は図３における斜線部の領域に設けられる。図３においては、冷媒導入口９７および冷媒導出口９８、冷却フィン９５、並びに温度センサ６８を省略して示している。
【００５６】
冷却部１１４は、冷媒流通部９２を囲んで接合部６７を有する。接合部６７は、ケース部４０の上方（Ｚ軸正側）に配置される天板９４に設けられる。接合部６７は、背面視において側壁６３の内側面よりも外側の領域であってよい。接合部６７は、背面視において側壁６３を含んでよい。即ち、接合部６７は、背面視で冷媒流通部９２の外側の領域であってよい。
【００５７】
冷却部１１４は、接合部６７において端子ケース８８と直接または間接に密着して配置される。接合部６７の少なくとも一部は、背面視において端子ケース８８の側壁６５の少なくとも一部と重なって配置される。接合部６７の少なくとも一部は、背面視において端子ケース８８の側壁６６の少なくとも一部と重なって配置される。接合部６７は、高い熱伝導性、たとえば１Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有するエポキシ系またはシリコン系の接着剤であることが望ましい。その他、接合部６７は高熱伝導接着剤シートなどの接着剤を硬化させたものであってもよい。
【００５８】
図４は、図１および図２におけるＡ−Ａ'断面の一例を示す図である。Ａ−Ａ'断面は、２つの側壁６６、回路基板１６２、半導体チップ７８、天板９４、側壁６３、底板６４、冷却フィン９５、および温度センサ６８を通るＸＺ面である。本例においては、Ａ−Ａ'断面において天板９４の上方に３つの回路基板１６２が、Ｘ軸方向に並んで設けられる。
【００５９】
端子ケース８８は、開口９３を有する。開口９３は、上面視において端子ケース８８の２つの側壁６５および２つの側壁６６に囲まれた領域である。回路基板１６２は、開口９３において、天板９４の上方に配置される。
【００６０】
接合部６７は、天板９４の上面のうち、側壁６６を下方（Ｚ軸方向）に投影した領域である。冷却部１１４は、接合部６７において端子ケース８８と直接または間接に密着して配置される。本例においては、冷却部１１４は接合部６７において端子ケース８８と直接に密着して配置される。
【００６１】
下面７１は、側壁６６の下面である。Ｚ軸方向において、接合部６７と下面７１の位置は、一致してよい。
【００６２】
冷却フィン９５のＺ軸正側の一端は、天板９４の下面に接してよい。天板９４の下面とは、ケース部４０の冷媒流通部９２にＺ軸方向に対向する天板９４の面である。冷却フィン９５のＺ軸負側の他端は、底板６４の上面に接してよい。
【００６３】
冷却フィン９５は、ケース部４０と同一組成の金属で形成されてよい。冷却フィン９５は、例えばアルミニウムまたは銅を含む金属で形成されている。冷却フィン９５は、軽量化のためアルミニウムを含む金属で形成されることが好ましい。ケース部４０および冷却フィン９５は、押し出し加工により一体的に成形されてもよいし、ロウ付け加工により組み立てられてもよい。ロウ材は、ケース部４０よりも融点の低い金属で形成されてよい。ロウ材には、低融点の金属として銅やアルミニウムを含む金属が用いられてよい。
【００６４】
Ａ−Ａ'断面において、温度センサ６８のＸ軸負側の端部位置およびＸ軸正側の端部位置を、それぞれ位置Ｐｘ１および位置Ｐｘ２とする。冷却部１１４のＸ軸負側の側壁６３における内側面のＸ軸方向における位置を、位置Ｓｘ１とする。また、Ｘ軸負側の側壁６６におけるＸ軸正側の端部位置を、位置Ｓｘ２とする。
【００６５】
Ｘ軸負側の側壁６６の少なくとも一部は、上面視で冷媒流通部９２と重なって配置されてよい。即ち、位置Ｓｘ２は、位置Ｓｘ１よりもＸ軸正側に配置されてよい。Ｘ軸正側の側壁６６の少なくとも一部も、上面視で冷媒流通部９２と重なって配置されてよい。
【００６６】
温度センサ６８は、上面視において冷媒流通部９２と重なって配置されてよい。即ち、位置Ｐｘ１は、位置Ｓｘ１よりもＸ軸正側に配置されてよい。言い換えると、Ａ−Ａ'断面において、温度センサ６８はＸ軸方向における冷媒流通部９２の上方に配置されてよい。位置Ｐｘ１が位置Ｓｘ１よりもＸ軸正側に配置されることで、位置Ｐｘ１が位置Ｓｘ１よりもＸ軸負側に配置される場合よりも、冷媒流通部９２を流れる冷媒の温度を正確に測定できる。
【００６７】
位置Ｐｘ２は、位置Ｓｘ２よりもＸ軸負側に配置されてよい。位置Ｐｘ２が位置Ｓｘ２よりもＸ軸負側に配置されることで、温度センサ６８は、Ｘ軸方向に側壁６６から開口９３に突出しない。このため、開口９３のＸ軸方向における幅を小さくできる。このため、半導体モジュール１００を小型化できる。
【００６８】
温度センサ６８の下面のＺ軸方向における位置を、位置Ｄ１とする。側壁６６の下面７１のＺ軸方向における位置を、位置Ｄ２とする。位置Ｄ１は、位置Ｄ２よりも上方に配置されてよい。即ち、Ｚ軸方向において、温度センサ６８の下面は、側壁６６の下面７１よりも上方に配置されてよい。
【００６９】
Ｚ軸方向における位置Ｄ１と位置Ｄ２との幅を、幅Ｗｄとする。幅Ｗｄは、側壁６６の深さ方向における、温度センサ６８の下方に設けられる側壁６６の樹脂厚さである。また、側壁６６のＹ軸方向における幅を、幅Ｗｓｘとする。幅Ｗｄは、幅Ｗｓｘよりも小さくてよい。幅Ｗｄは、幅Ｗｓｘの１／５以上１／２以下であってよい。
【００７０】
図５は、本発明の一つの実施形態に係る半導体モジュール１００の他の上面の一例を示す図である。本例の半導体モジュール１００は、温度センサ６８が、Ｘ軸方向に平行な２つの側壁６５に設けられる点で、図１に示す半導体モジュール１００と異なる。本例においては、上面視で半導体チップ７８を挟んで対向する２つの側壁６５のそれぞれに、温度センサ６８が設けられている。本例においては、冷却部に流れる冷媒の流路方向（図６参照）に直交する２つの側壁６５のそれぞれに、温度センサ６８が設けられている。なお、温度センサ６８は、２つの側壁６６のそれぞれ、および、２つの側壁６５のそれぞれに、合計４つ設けられていてもよい。
【００７１】
本例において、温度センサ６８は側壁６５の内部に設けられている。温度センサ６８は、側壁６５の内部に埋め込まれていてよい。図５において、上面視における温度センサ６８の位置を破線に囲まれたハッチングにて示している。温度センサ６８は、上面視において冷却部の内側面（破線部）の内側に設けられてよい。
【００７２】
図６は、本発明の一つの実施形態に係るケース部４０の背面の他の一例を示す図である。図６は、図５の上面図において天板９４の下方に配置されるケース部４０を、Ｚ軸方向の反対側から、即ち、Ｚ軸負側から正側に見た場合の図である。本例においては、温度センサ６８がＸ軸方向に平行な側壁６３の近傍に設けられる。
【００７３】
ケース部４０は、側壁６３および底板６４を有する。ケース部４０には、冷媒を冷媒流通部９２に導入するための冷媒導入口９７と、冷媒を冷媒流通部９２から導出するための冷媒導出口９８とを有する。冷媒導入口９７の少なくとも一部は、背面視で端子ケース８８のＹ軸正側の側壁６５と重なる位置に配置されてよい。冷媒導出口９８の少なくとも一部は、背面視で端子ケース８８のＹ軸負側の側壁６５と重なる位置に配置されてよい。
【００７４】
冷媒導入口９７および冷媒導出口９８は、ケース部４０のＸ軸方向における中央に設けられてよい。温度センサ６８は、側壁６５のＸ軸方向における中央に設けられてよい。２つの温度センサ６８は、それぞれ冷媒導入口９７の近傍および冷媒導出口９８の近傍に設けられてよい。温度センサ６８が冷媒導入口９７の近傍に設けられることにより、温度センサ６８は、冷媒導入口９７近傍の冷媒の温度を検出できる。また、温度センサ６８が冷媒導出口９８の近傍に設けられることにより、温度センサ６８は、冷媒導出口９８近傍の冷媒の温度を検出できる。
【００７５】
冷媒導入口９７および冷媒導出口９８は、ケース部４０のＸ軸方向における中央以外の位置に設けられてもよい。この場合、２つの温度センサ６８は、半導体モジュール１００のＸ軸方向における中央以外の位置に設けられてよい。２つの温度センサ６８は、それぞれ冷媒導入口９７の近傍および冷媒導出口９８の近傍に設けられてよい。本例においては、ケース部４０は、冷媒導入口９７と冷媒導出口９８とを１つずつ有する。ケース部４０は、冷媒導入口９７と冷媒導出口９８とをそれぞれ複数有してもよい。
【００７６】
温度センサ６８は、Ｙ軸正側の側壁６５およびＹ軸負側の側壁６５のいずれか一方に設けられてもよい。この場合、温度センサ６８はＹ軸負側の側壁６５に設けられることが好ましい。また、温度センサ６８は冷媒導出口９８に隣り合って設けられることが好ましい。冷媒導入口９７から導入された冷媒は、半導体チップ７８を冷却して冷媒導出口９８に流れる。このため、冷媒導出口９８近傍の冷媒の温度は、冷媒導入口９７近傍の冷媒の温度よりも高くなりやすい。このため、温度センサ６８によって冷媒導出口９８近傍の冷媒の温度を測定することにより、半導体モジュール１００が許容温度内か否かを判定できる。
【００７７】
冷却フィン９５は、温度センサ６８の下方に配置されなくてよい。冷却フィン９５は、背面視において温度センサ６８と重ならなくてよい。冷却フィン９５は、上面視においても、温度センサ６８と重ならなくてよい。
【００７８】
図７は、図５および図６におけるＢ−Ｂ'断面の一例を示す図である。Ｂ−Ｂ'断面は、２つの側壁６５、天板９４、回路基板１６２、配線パターン１６４、主端子８６、温度センサ６８、底板６４、冷媒流通部９２、冷媒導入口９７および冷媒導出口９８を通るＹＺ面である。
【００７９】
接合部６７は、天板９４の上面のうち、側壁６５を下方（Ｚ軸方向）に投影した領域である。冷却部１１４は、接合部６７において端子ケース８８と直接または間接に密着して配置される。本例においては、冷却部１１４は接合部６７において端子ケース８８と直接に密着して配置される。
【００８０】
下面６９は、側壁６５の下面である。Ｚ軸方向において、接合部６７と下面６９の位置は、一致してよい。
【００８１】
Ｙ軸正側の温度センサ６８におけるＹ軸正側の端部位置およびＹ軸負側の端部位置を、それぞれ位置Ｐｙ１および位置Ｐｙ２とする。冷却部１１４のＹ軸正側の側壁６３における内側面のＹ軸方向における位置を、位置Ｓｙ１とする。また、Ｙ軸正側の側壁６５におけるＹ軸負側の端部位置を、位置Ｓｙ２とする。
【００８２】
Ｙ軸正側の側壁６５の少なくとも一部は、上面視で冷媒流通部９２と重なって配置されてよい。即ち、位置Ｓｙ２は、位置Ｓｙ１よりもＹ軸負側に配置されてよい。
【００８３】
Ｙ軸正側の温度センサ６８は、上面視において冷媒流通部９２と重なって配置されてよい。即ち、位置Ｐｙ１は、位置Ｓｙ１よりもＹ軸負側に配置されてよい。言い換えると、Ｙ軸正側の温度センサ６８は、Ｙ軸方向において冷媒流通部９２の上方に配置されてよい。位置Ｐｙ１が位置Ｓｙ１よりもＹ軸負側に配置されることで、位置Ｐｙ１が位置Ｓｙ１よりもＹ軸正側に配置される場合よりも、冷媒流通部９２を流れる冷媒の温度を正確に測定できる。
【００８４】
Ｂ−Ｂ'断面において、Ｙ軸正側の温度センサ６８は、冷媒導入口９７の上方に配置されてもよい。当該温度センサ６８が冷媒導入口９７の上方に配置された場合、当該温度センサ６８は、冷媒導入口９７を通る冷媒の温度を正確に測定できる。
【００８５】
位置Ｐｙ２は、位置Ｓｙ２よりもＹ軸正側に配置されてよい。位置Ｐｙ２が位置Ｓｙ２よりもＹ軸正側に配置されることで、Ｙ軸正側の温度センサ６８は、Ｙ軸方向に側壁６５から開口９３に突出しない。このため、天板９４のＹ軸方向における幅を小さくできる。このため、半導体モジュール１００を小型化できる。
【００８６】
Ｙ軸負側の温度センサ６８におけるＹ軸負側の端部位置およびＹ軸正側の端部位置を、それぞれ位置Ｐｙ１'および位置Ｐｙ２'とする。冷却部１１４のＹ軸負側の側壁６３における内側面のＸ軸方向における位置を、位置Ｓｙ１'とする。また、Ｙ軸負側の側壁６５におけるＹ軸正側の端部位置を、位置Ｓｙ２'とする。
【００８７】
Ｙ軸負側の側壁６５の少なくとも一部は、上面視で冷媒流通部９２と重なって配置されてよい。即ち、位置Ｓｙ２'は、位置Ｓｙ１'よりもＹ軸正側に配置されてよい。
【００８８】
Ｙ軸負側の温度センサ６８は、上面視において冷媒流通部９２と重なって配置されてよい。即ち、位置Ｐｙ１'は、位置Ｓｙ１'よりもＹ軸正側に配置されてよい。言い換えると、Ｙ軸負側の温度センサ６８は、Ｙ軸方向において冷媒流通部９２の上方に配置されてよい。位置Ｐｙ１'が位置Ｓｙ１'よりもＹ軸正側に配置されることで、位置Ｐｙ１'が位置Ｓｙ１'よりもＹ軸負側に配置される場合よりも、冷媒流通部９２を流れる冷媒の温度を正確に測定できる。
【００８９】
Ｂ−Ｂ'断面において、Ｙ軸負側の温度センサ６８は、冷媒導出口９８の上方に配置されてもよい。当該温度センサ６８が冷媒導出口９８の上方に配置された場合、当該温度センサ６８は、冷媒導出口９８を通る冷媒の温度を正確に測定できる。
【００９０】
位置Ｐｙ２'は、位置Ｓｙ２'よりもＹ軸負側に配置されてよい。位置Ｐｙ２'が位置Ｓｙ２'よりもＹ軸負側に配置されることで、Ｙ軸負側の温度センサ６８は、Ｙ軸方向に側壁６５から開口９３に突出しない。このため、天板９４のＹ軸方向における幅を小さくできる。このため、半導体モジュール１００を小型化できる。
【００９１】
Ｚ軸方向において、位置Ｄ１は位置Ｄ２よりも上方に配置されてよい。即ち、Ｚ軸方向において、温度センサ６８の下面は、側壁６５の下面６９よりも上方に配置されてよい。
【００９２】
幅Ｗｄは、側壁６５の深さ方向における、温度センサ６８の下方に設けられる側壁６５の樹脂厚さである。側壁６５のＸ軸方向における幅を、幅Ｗｓｙとする。幅Ｗｄは、幅Ｗｓｙよりも小さくてよい。幅Ｗｄは、幅Ｗｓｙの１／１０以上１／２以下であってよい。
【００９３】
幅Ｗｓｙは、側壁６６のＸ軸方向における幅Ｗｓｘ（図４参照）と異なっていてよい。幅Ｗｓｙは、幅Ｗｓｘと等しくてもよい。幅Ｗｓｙは、幅Ｗｓｘより大きくてもよい。幅Ｗｓｙは、幅Ｗｓｘより小さくてもよい。
【００９４】
図８は、比較例の半導体モジュール１５０の断面を示す図である。図８は、図７に示す半導体モジュール１００のＢ−Ｂ'断面と等価なＹＺ断面を示している。比較例の半導体モジュール１５０において、温度センサ２６８は端子ケース２８８の側壁６５の内部に設けられない。比較例の半導体モジュール１５０において、温度センサ２６８は、ＸＹ平面内において２つの側壁６５および２つの側壁６６に囲まれた領域に設けられている。回路基板２６２には、半導体チップ７８が接続される配線パターン１６４のほか、配線パターン２６４が設けられている。配線パターン２６４は、銅等の導電材料で形成された薄膜である。温度センサ２６８は、配線パターン２６４に接続されている。
【００９５】
比較例の半導体モジュール１５０において、温度センサ２６８はＸＹ平面内において２つの側壁６５および２つの側壁６６に囲まれた領域に設けられている。このため、比較例の半導体モジュール１５０は、温度センサ２６８を設けるために、回路基板２６２を、図７に示す半導体モジュール１００における回路基板１６２よりも大型化する必要がある。このため、比較例の半導体モジュール１５０は、回路基板２６２が設けられる端子ケース２８８を大型化する必要がある。また、比較例の半導体モジュール１５０は、端子ケース２８８の大型化に合わせて、天板２９４およびケース部２４０を大型化する必要がある。即ち、比較例の半導体モジュール１５０は、冷却部２１４を大型化する必要がある。
【００９６】
また、比較例の半導体モジュール１５０は、配線パターン１６４に加え、温度センサ２６８用の配線パターン２６４を別途設ける必要がある。このため、比較例の半導体モジュール１５０は、図７に示す半導体モジュール１００よりも製造コストが増加しやすい。
【００９７】
図９は、図７の断面図に制御基板２３および配線２５を合わせて示す図である。制御基板２３は、端子ケース８８の上方に設けられてよい。制御基板２３は、温度センサ６８により検出された温度情報を受信する。温度情報とは、温度センサ６８がサーミスタである場合、当該サーミスタの電気抵抗である。
【００９８】
配線２５は、制御基板２３と温度センサ６８とを電気的に接続する。図９において、配線２５とＹ軸方向における同じ位置、且つ、配線２５よりもＸ軸正側には、他の配線（図１１における配線２７）が設けられている。当該他の配線も、制御基板２３と温度センサ６８とを電気的に接続する。制御基板２３から流れる電流は、配線２５を通って温度センサ６８に入力される。温度センサ６８から流れる電流は、当該他の配線を通って制御基板２３に入力される。
【００９９】
配線２５の少なくとも一部は、側壁６５の内部に設けられていてよい。配線２５の少なくとも一部が側壁６５の内部に設けられることで、配線２５を側壁６５の外部に別途設けるためのスペースを不要にできる。このため、端子ケース８８を小型化できる。このため、半導体モジュール１００を小型化できる。
【０１００】
配線２５の他の一部は、側壁６５の外部に設けられていてよい。配線２５の当該他の一部は、制御基板２３に接続されてよい。
【０１０１】
配線２５は、側壁６５の上面２９から温度センサ６８まで、側壁６５の内部に設けられてよい。配線２５は、Ｚ軸方向における上面２９から温度センサ６８までの範囲の一部において、側壁６５の内部に設けられていてもよい。配線２５を設けるためのスペースの狭小化のためには、配線２５は、上面２９から温度センサ６８まで、側壁６５の内部に設けられることが好ましい。
【０１０２】
図１０は、比較例の半導体モジュール１６０の断面を示す図である。図１０は、図９に示す半導体モジュール１００のＢ−Ｂ'断面と等価なＹＺ断面を示している。比較例の半導体モジュール１６０において、温度センサ２６８は側壁６５の内部に設けられていない。温度センサ２６８は、端子ケース８８の外部、且つ、天板２９４の上面に設けられている。温度センサ２６８は、冷媒導入口２９７の近傍と冷媒導出口２９８の近傍とに、１つずつ設けられている。
【０１０３】
比較例の半導体モジュール１６０において、温度センサ２６８と制御基板２２３を接続する配線２２５は、端子ケース８８の外部に設けられている。比較例の半導体モジュール１６０において温度センサ２６８と制御基板２２３を接続する場合、半導体チップ７８に過剰な振動が印加されないよう、配線２２５にコネクタ２２０が接続されたハーネスにより、温度センサ２６８と制御基板２２３とを接続することが好ましい。この場合、コネクタ２２０は制御基板２２３において大きな面積を占めるので、半導体モジュール１６０が大型化してしまう。
【０１０４】
また、比較例の半導体モジュール１６０は、コネクタ２２０が設けられるので、部品点数が増加する。このため、比較例の半導体モジュール１６０は、図９に示す半導体モジュール１６０よりも製造コストが増加しやすい。
【０１０５】
図１１は、図５におけるＣ−Ｃ'断面の一例を示す図である。図１１は、図５の上面図において、制御基板２３、並びに配線２５および配線２７を合わせて示している。Ｃ−Ｃ'断面は、側壁６５、制御端子９９、温度センサ６８、天板９４、底板６４および冷媒流通部９２を通るＸＺ面である。
【０１０６】
配線２５は、制御基板２３に設けられる定電流源等の電源と温度センサ６８とを電気的に接続する。配線２７は、当該電源と温度センサ６８とを電気的に接続する。当該電源から流れる電流は、配線２５を通って温度センサ６８に入力される。温度センサ６８から流れる電流は、配線２７を通って当該電源に入力される。
【０１０７】
温度センサ６８は、熱電対またはＰＮダイオードであってよい。温度センサ６８が熱電対またはＰＮダイオードである場合、温度センサ６８は、樹脂製の側壁６５の内部に封止されていてよい。
【０１０８】
本例において、配線２５の少なくとも一部は、側壁６５の内部に設けられる。また、本例において、配線２７の少なくとも一部は、側壁６５の内部に設けられる。本例において、配線２５および配線２７は、Ｚ軸方向に側壁６５の内部から上面２９を貫通して制御基板２３まで、連続して設けられている。
【０１０９】
制御端子９９は、側壁６５の上面２９の上方に設けられてよい。制御端子９９は、側壁６５の上面２９に接して設けられてよい。制御端子９９は、側壁６５の内部に設けられてもよい。
【０１１０】
配線４１は、制御基板２３に設けられるゲート駆動ユニット（Ｇａｔｅ  Ｄｒｉｖｅｒ  Ｕｎｉｔ）および電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）等と、制御端子９９とを電気的に接続する。本例においては、１つの配線４１が１つの制御端子９９と接続される。本例においては、温度センサ６８のＸ軸正側およびＸ軸負側に、それぞれ５つの制御端子９９および５本の配線４１が配置されている。ゲート駆動ユニットおよび電子制御ユニット等は、配線４１および制御端子９９を介して、半導体チップ７８を制御する。
【０１１１】
ＸＺ面内において、配線２５および配線２７のＹ軸方向における位置と、配線４１のＹ軸方向における位置は、等しくてよい。即ち、配線２５および配線２７、並びに配線４１は、同一平面内（ＸＺ面内）に配置されてよい。
【０１１２】
本例の半導体モジュール１００は、温度センサ６８、並びに配線２５の少なくとも一部および配線２７の少なくとも一部が側壁６５の内部に設けられる。このため、配線２５および配線２７、並びに複数（本例においては１０本）の配線４１を、同一平面内（ＸＺ面内）に配置できる。このため、配線２５および配線２７、並びに複数の配線４１を、側壁６５から制御基板２３まで、Ｚ軸方向に同一平面内（ＸＺ平面内）において接続できる。このため、端子ケース８８と制御基板２３との組み付けを容易にできる。
【０１１３】
側壁６５の内部に設けられている配線２５および配線２７の一部は、温度センサ６８の下方に配置されてよい。配線２５および配線２７の当該一部は、温度センサ６８の下面７３に接して配置されてよい。配線２５および配線２７の当該一部は、側壁６５の下面６９に接しなくてよい。即ち、Ｚ軸方向において、配線２５および配線２７の当該一部と下面６９との間には、樹脂製の側壁６５の一部が配置されてよい。言い換えると、配線２５および配線２７の当該一部は、Ｚ軸方向において温度センサ６８と側壁６５の当該一部とに挟まれていてよい。
【０１１４】
図１２は、本発明の一つの実施形態に係る半導体モジュール１００の他の上面の一例を示す図である。本例の半導体モジュール１００は、２つの側壁６５に窪み７５が設けられ、温度センサ６８が窪み７５に配置されている点で、図５に示す半導体モジュール１００と異なる。窪み７５は、側壁６５の上面２９からＺ軸方向に所定の深さまで設けられる。窪み７５は、側壁６５を深さ方向に貫通しないように設けられる。
【０１１５】
図１３は、図１２における領域Ｄの拡大図である。図１３は、窪み７４の近傍を拡大して示している。上面視において、窪み７５の外周は、側壁６５に囲まれていてよい。窪み７５は、側壁６５の上面２９において開口を有してよい。窪み７５は、当該開口よりも下方において、側壁６５の内部に設けられてよい。
【０１１６】
窪み７５は、開口９３とつながっていなくてよい。即ち、Ｙ軸方向において、窪み７５と開口９３との間には、側壁６５の一部が配置されていてよい。言い換えると、Ｙ軸方向において、側壁６５の当該一部は、窪み７５と開口９３とに挟まれていてよい。
【０１１７】
窪み７５は、ケース部４０の冷媒流通部９２の上方に設けられてよい。図１３において、冷媒流通部９２のＹ軸正側の端を破線で示している。当該端は、側壁６５の下方に設けられる。上面視で、窪み７５は冷媒流通部９２と重なっていてよい。窪み７５が冷媒流通部９２の上方に設けられることで、温度センサ６８は冷媒流通部９２を流れる冷媒の上方に配置される。このため、温度センサ６８は、当該冷媒の温度を正確に測定できる。
【０１１８】
本例において、温度センサ６８はサーミスタである。図１３においては、温度センサ６８のハッチングを省略している。温度センサ６８（サーミスタ）は、ゲル７７で封止されていてよい。即ち、本例において、温度センサ６８（サーミスタ）はゲル７７の内部に設けられている。ゲル７７は、Ｚ軸方向において、窪み７５の底面よりも上方（Ｚ軸正側）の所定深さから、当該底面まで充填されていてよい。
【０１１９】
本例のように温度センサ６８がサーミスタである場合、温度センサ６８は窪み７５に設けられることが好ましい。温度センサ６８がサーミスタである場合、温度センサ６８が窪み７５に設けられることにより、樹脂製の側壁６５成型時に温度センサ６８に応力が印加されにくい。このため、温度センサ６８が当該応力によって割れにくい。また、当該応力による温度センサ６８（サーミスタ）の抵抗値のばらつき増大を抑制できる。このため、当該応力による温度センサ６８（サーミスタ）の温度測定精度の低下を抑制できる。
【０１２０】
また、温度センサ６８がサーミスタである場合、温度センサ６８が窪み７５に設けられることにより、半導体モジュール１００の使用時に半導体モジュール１００が発生する熱によって側壁６５が熱膨張しても、温度センサ６８（サーミスタ）に応力が印加されにくい。このため、当該応力による温度センサ６８（サーミスタ）の抵抗値のばらつき増大を抑制できる。このため、当該応力による温度センサ６８（サーミスタ）の温度測定精度の低下を抑制できる。
【０１２１】
ゲル７７は、例えばシリコンゲルである。端子ケース８８の側壁６５は、図１の説明で述べた通り、樹脂製である。ゲル７７の熱膨張率は、当該樹脂の熱膨張率よりも小さくてよい。側壁６５およびゲル７７は、半導体モジュール１００の使用時に、半導体モジュール１００が発生する熱によって熱膨張し得る。このため、ゲル７７の熱膨張率が当該樹脂の熱膨張率よりも小さいことで、半導体モジュール１００の使用時においてサーミスタに印加される応力を緩和できる。このため、サーミスタの温度測定精度の低下を抑制し得る。
【０１２２】
図１４は、図１３におけるＥ−Ｅ'断面の一例を示す図である。図１４においては、端子ケース８８の上方に設けられる制御基板２３を合わせて示している。Ｅ−Ｅ'断面は、側壁６５、窪み７５、ゲル７７、温度センサ６８、天板９４、底板６４および冷媒流通部９２を通るＸＺ面である。
【０１２３】
窪み７５は、側壁６５の上面２９において開口を有してよい。窪み７５は、底面７９を有する。底面７９のＺ軸方向における位置を、位置Ｄ３とする。位置Ｄ３は、側壁６５の下面６９のＺ軸方向における位置Ｄ２よりも上方に配置されてよい。即ち、窪み７５は、側壁６５を貫通していなくてよい。窪み７５の下方には、冷媒流通部９２が配置されていてよい。
【０１２４】
本例において、温度センサ６８（本例においてはサーミスタ）は窪み７５に配置されている。温度センサ６８は、窪み７５の内部において、ゲル７７で封止されていてよい。ゲル７７は、温度センサ６８の上面よりも上方まで充填されていてよい。ゲル７７は、上面２９まで充填されていてもよい。
【０１２５】
温度センサ６８の下面７３のＺ軸方向における位置Ｄ１は、位置Ｄ３よりも上方に配置されていてよい。配線２５および配線２７は、窪み７５の底面７９の上方に設けられてよい。下面７３と底面７９は、Ｚ軸方向に配線２５および配線２７を挟んで設けられていてよい。下面７３は、配線２５および配線２７と接していてよい。底面７９は、配線２５および配線２７と接していてよい。
【０１２６】
位置Ｄ１と位置Ｄ３とのＺ軸方向における幅を、幅Ｗｂとする。幅Ｗｂは、配線２５および配線２７のＺ軸方向における幅と等しくてよい。窪み７５において、位置Ｄ１と位置Ｄ３とのＺ軸方向における間、且つ、Ｘ軸方向における配線２５のＸ軸負側の端と配線２７のＸ軸正側の端との間には、ゲル７７が充填されていてよい。即ち、窪み７５の底面７９において、配線２５および配線２７が共に設けられない領域には、温度センサ６８の下面７３と窪み７５の底面７９とのＺ軸方向における間に、ゲル７７が充填されていてよい。
【０１２７】
配線２５は、制御基板２３に設けられる定電流源等の電源と温度センサ６８とを電気的に接続する。配線２７は、当該電源と温度センサ６８とを電気的に接続する。当該電源から流れる電流は、配線２５を通って温度センサ６８に入力される。温度センサ６８から流れる電流は、配線２７を通って当該電源に入力される。配線２５および配線２７は、Ｚ軸方向における側壁６５の上面２９から窪み７５の底面７９までの間において、側壁６５の内部に設けられてよい。
【０１２８】
温度センサ６８がサーミスタである場合、温度によりサーミスタの電気抵抗が変化する。このため、制御基板２３側で当該サーミスタによる電圧降下を測定することにより、温度測定対象（本例においては冷媒流通部９２を流れる冷媒）の温度を測定できる。
【０１２９】
図１５は、図１４における温度センサ６８（本例においてはサーミスタ）、配線２５および配線２７、並びに制御基板２３に設けられる定電流源３７の接続を示す回路図である。制御基板２３には、温度センサ６８の抵抗を検知するための電流を流す定電流源３７が設けられる。定電流源３７と、半導体モジュール１００に設けられる温度センサ６８とは、配線２５および配線２７によって電気的に接続される。
【０１３０】
制御基板２３には、ゲート駆動ユニット３３および電子制御ユニット３５が設けられてよい。ゲート駆動ユニット３３は、半導体モジュール１００に設けられる半導体チップ７８のゲートを駆動する。電子制御ユニット３５は、例えば自動車のエンジン動作を制御する場合、温度センサ６８等からの情報に基づき、エンジン作動の点火タイミングを制御する。
【０１３１】
図１６は、本発明の一つの実施形態に係る車両２００の概要を示す図である。車両２００は、少なくとも一部の推進力を、電力を用いて発生する車両である。一例として車両２００は、全ての推進力をモーター等の電力駆動機器で発生させる電気自動車、または、モーター等の電力駆動機器と、ガソリン等の燃料で駆動する内燃機関とを併用するハイブリッド車である。
【０１３２】
車両２００は、モーター等の電力駆動機器を制御する制御装置２１０（外部装置）を備える。制御装置２１０には、半導体モジュール１００が設けられている。半導体モジュール１００は、電力駆動機器に供給する電力を制御してよい。
【０１３３】
図１７は、本発明の一つの実施形態に係る半導体モジュール１００の主回路図である。半導体モジュール１００は、車両のモーターを駆動する車載用ユニットの一部であってよい。半導体モジュール１００は、出力端子Ｕ、ＶおよびＷを有する三相交流インバータ回路として機能してよい。
【０１３４】
半導体チップ７８−１、半導体チップ７８−２および半導体チップ７８−３は、半導体モジュール１００における下アームを構成してよい。半導体チップ７８−４、半導体チップ７８−５および半導体チップ７８−６は、半導体モジュール１００における上アームを構成してよい。一組の半導体チップ７８−１および半導体チップ７８−４は、レグを構成してよい。一組の半導体チップ７８−２および半導体チップ７８−５は、同様にレグを構成してよい。一組の半導体チップ７８−３および半導体チップ７８−６も、同様にレグを構成してよい。
【０１３５】
半導体チップ７８−１においては、エミッタ電極が入力端子Ｎ１に、コレクタ電極が出力端子Ｕに、それぞれ電気的に接続されてよい。半導体チップ７８−４においては、エミッタ電極が出力端子Ｕに、コレクタ電極が入力端子Ｐ１に、それぞれ電気的に接続されてよい。同様に、半導体チップ７８−２においては、エミッタ電極が入力端子Ｎ２に、コレクタ電極が出力端子Ｖに、それぞれ電気的に接続されてよい。半導体チップ７８−５においては、エミッタ電極が出力端子Ｖに、コレクタ電極が入力端子Ｐ２に、それぞれ電気的に接続されてよい。同様に、半導体チップ７８−３においては、エミッタ電極が入力端子Ｎ３に、コレクタ電極が出力端子Ｗに、それぞれ電気的に接続されてよい。半導体チップ７８−６においては、エミッタ電極が出力端子Ｗに、コレクタ電極が入力端子Ｐ３に、それぞれ電気的に接続されてよい。
【０１３６】
半導体チップ７８−１から半導体チップ７８−６は、半導体チップ７８の制御電極パッドに入力される信号により交互にスイッチングされてよい。本例において、各半導体チップ７８はスイッチング時に発熱してよい。入力端子Ｐ１、Ｐ２およびＰ３は、外部電源の正極に、入力端子Ｎ１、Ｎ２およびＮ３は外部電源の負極に、それぞれ接続されてよい。出力端子Ｕ、ＶおよびＷは、それぞれ負荷に接続されてよい。入力端子Ｐ１、Ｐ２およびＰ３は、互いに電気的に接続されてよい。また、他の入力端子Ｎ１、Ｎ２およびＮ３も、互いに電気的に接続されてよい。
【０１３７】
半導体モジュール１００において、半導体チップ７８−１から半導体チップ７８−６は、それぞれＲＣ‐ＩＧＢＴ（逆導通ＩＧＢＴ）半導体チップであってよい。ＲＣ‐ＩＧＢＴ半導体チップにおいて、ＩＧＢＴおよび還流ダイオード（ＦＷＤ）は一体形成され、且つ、ＩＧＢＴおよびＦＷＤは逆並列に接続されてよい。半導体チップ７８−１から半導体チップ７８−６は、それぞれＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のトランジスタとダイオードとの組み合わせを含んでよい。トランジスタおよびダイオードのチップ基板は、シリコン基板、炭化ケイ素基板または窒化ガリウム基板であってよい。
【０１３８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１３９】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１４０】
１９・・・角部、２０・・・角部、２３・・・制御基板、２５・・・配線、２７・・・配線、２９・・・上面、３３・・・ゲート駆動ユニット、３５・・・電子制御ユニット、３７・・・定電流源、４０・・・ケース部、４１・・・配線、６２・・・端子配置部、６３・・・側壁、６４・・・底板、６５・・・側壁、６６・・・側壁、６７・・・接合部、６８・・・温度センサ、６９・・・下面、７１・・・下面、７３・・・下面、７７・・・ゲル、７８・・・半導体チップ、７９・・・底面、８４・・・貫通孔、８６・・・主端子、８８・・・端子ケース、９２・・・冷媒流通部、９３・・・開口、９４・・・天板、９５・・・冷却フィン、９６・・・中継端子、９７・・・冷媒導入口、９８・・・冷媒導出口、９９・・・制御端子、１００・・・半導体モジュール、１１４・・・冷却部、１３１・・・配線、１３９・・・配線、１５０・・・半導体モジュール、１６０・・・半導体モジュール、１６２・・・回路基板、１６４・・・配線パターン、１６６・・・配線パターン、１９８・・・引出し部、２００・・・車両、２１０・・・制御装置、２１４・・・冷却部、２２０・・・コネクタ 、２２３・・・制御基板、２２５・・・配線、２４０・・・ケース部、２６２・・・回路基板、２６４・・・配線パターン、２６８・・・温度センサ、２８８・・・端子ケース、２９４・・・天板、２９７・・・冷媒導入口、２９８・・・冷媒導出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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