(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワー半導体モジュールであって、
パワー半導体チップを収容する筐体と、
前記筐体の上面から外部に突出している少なくとも１つの主電流ピンと、
前記筐体の上面から外部に突出している少なくとも１つの制御ピンと
を備え、
前記少なくとも１つの制御ピンは、前記筐体の前記上面から前記筐体から最も離れた先端に向かう高さ方向において少なくとも１つの段差を有し、
前記少なくとも１つの主電流ピンは、段差を有さない
パワー半導体モジュール。
【請求項２】
前記パワー半導体モジュールは、前記高さ方向において少なくとも１つの段差を各々有する複数の制御ピンを備え、
前記筐体の前記上面は、互いに対向する第１の辺および第２の辺を有し、
前記複数の制御ピンは、前記筐体の前記上面における前記第１の辺に沿って配置されており、
前記筐体は、前記上面において前記第１の辺に比べて前記第２の辺に近い領域に設けられ且つ樹脂から成る１つ以上の突起を有する
請求項１に記載のパワー半導体モジュール。
【請求項３】
前記１つ以上の突起の先端の高さ位置は、前記制御ピンの前記少なくとも１つの段差の高さ位置と同じである
請求項２に記載のパワー半導体モジュール。
【請求項４】
前記制御ピンは２つ以上の段差を有する
請求項１から３のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール。
【請求項５】
前記制御ピンは、
電源電圧を供給するために用いられる電源電圧ピン、
制御信号を供給するために用いられるゲート制御ピン、
グランド電位を供給するために用いられるグランドピンおよび
前記パワー半導体モジュールの内部の異常を外部に通知するために用いられるアラームピンのいずれかである
請求項１から４のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール。
【請求項６】
パワー半導体モジュールであって、
パワー半導体チップを収容する筐体と、
前記筐体の上面から外部に突出している少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンと
を備え、
前記少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンは、前記筐体の前記上面から前記筐体から最も離れた先端に向かう高さ方向において少なくとも１つの段差を有し、
前記パワー半導体モジュールは、前記高さ方向において少なくとも１つの段差を各々有する複数の制御ピンを備え、
前記複数の制御ピンは、
第１の高さ位置に１つの段差を有する第１の制御ピンと、
前記第１の高さ位置とは異なる第２の高さ位置に１つの段差を有する第２の制御ピンと
を含む
パワー半導体モジュール。
【請求項７】
前記第２の高さ位置は、前記第１の高さ位置よりも低く、
前記第２の制御ピンは、前記パワー半導体モジュールの内部の異常を外部に通知するために用いられるアラームピンである
請求項６に記載のパワー半導体モジュール。
【請求項８】
前記筐体の前記上面は、互いに対向する第１の辺および第２の辺を有し、
前記筐体は、前記上面において前記第１の辺に比べて前記第２の辺に近い領域に設けられ且つ樹脂から成る１つ以上の突起を有し、
前記１つ以上の突起の各々は、前記高さ方向において少なくとも１つの段差を有する
請求項１から７のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール。
【請求項９】
パワー半導体モジュールであって、
パワー半導体チップを収容する筐体と、
前記筐体の上面から外部に突出している少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンと
を備え、
前記少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンは、前記筐体の前記上面から前記筐体から最も離れた先端に向かう高さ方向において少なくとも１つの段差を有し、
前記パワー半導体モジュールは、前記高さ方向において少なくとも１つの段差を各々有する複数の制御ピンを備え、
前記複数の制御ピンは、
各々が、前記高さ方向において２つ以上の段差を有し、前記筐体の前記上面の角部に設けられ、前記パワー半導体モジュールの内部の異常を外部に通知するために用いられるアラームピンとして機能する、多段段差ピンと、
１つの段差を有し、前記アラームピンとしては機能しない一段段差ピンと
を含む
パワー半導体モジュール。
【請求項１０】
パワー半導体モジュールであって、
パワー半導体チップを収容する筐体と、
前記筐体の上面から外部に突出している少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンと
を備え、
前記少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンは、前記筐体の前記上面から前記筐体から最も離れた先端に向かう高さ方向において少なくとも１つの段差を有し、
前記パワー半導体モジュールは、複数の制御ピンを備え、
前記複数の制御ピンは、
前記高さ方向において少なくとも１つの段差を有し、前記パワー半導体モジュールの内部の異常を外部に通知するために用いられるアラームピンと、
段差を有しないストレート形状であり、前記アラームピンとは異なる機能を有する非アラームピンと
を有する
パワー半導体モジュール。
【請求項１１】
パワー半導体モジュールであって、
パワー半導体チップを収容する筐体と、
前記筐体の上面から外部に突出している少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンと
を備え、
前記少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンは、前記筐体の前記上面から前記筐体から最も離れた先端に向かう高さ方向において少なくとも１つの段差を有し、
前記パワー半導体モジュールは、前記高さ方向において少なくとも１つの段差を各々有する複数の制御ピンを備え、
前記複数の制御ピンは、４つの側面のうち１つの側面のみに段差を有する板形状ピンを含む
パワー半導体モジュール。
【請求項１２】
パワー半導体モジュールであって、
パワー半導体チップを収容する筐体と、
前記筐体の上面から外部に突出している少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンと
を備え、
前記少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンは、前記筐体の前記上面から前記筐体から最も離れた先端に向かう高さ方向において少なくとも１つの段差を有し、
前記パワー半導体モジュールは、前記高さ方向において少なくとも１つの段差を各々有する複数の制御ピンを備え、
前記複数の制御ピンは、
第１の高さ位置に前記少なくとも１つの段差を有する第１の制御ピンと、
前記第１の高さ位置と同じ高さ位置において、前記高さ方向と直交する方向に突出する凸部を有する第２の制御ピンと
を含む
パワー半導体モジュール。
【請求項１３】
パワー半導体モジュールであって、
パワー半導体チップを収容する筐体と、
前記筐体の上面から外部に突出している少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンと
を備え、
前記少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンは、前記筐体の前記上面から前記筐体から最も離れた先端に向かう高さ方向において少なくとも１つの段差を有し、
前記パワー半導体モジュールは、前記高さ方向において少なくとも１つの段差を各々有する複数の制御ピンを備え、
前記複数の制御ピンは、第１方向に沿って配置され、
前記複数の制御ピンは、前記第１方向に比べて、上面視において前記第１方向に直交する第２方向において長い複数の板形状ピンを含み、
前記複数の板形状ピンは、前記第２方向に突出する少なくとも１つの段差を有する
パワー半導体モジュール。
【請求項１４】
前記複数の板形状ピンは、
前記第２方向の正方向に段差を有する第１の板形状ピンと、
前記第１の板形状ピンとは異なる形状であり、前記第２方向の負方向に段差を有する第２の板形状ピンと
を含む
請求項１３に記載のパワー半導体モジュール。
【請求項１５】
前記第２の板形状ピンは、複数の段差を有する
請求項１４に記載のパワー半導体モジュール。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュールと、
前記少なくとも１つの制御ピンに対応して設けられた開口を有し、前記開口において前記少なくとも１つの制御ピンに接触する制御用基板と
を備え、
前記開口は、上面視において楕円または長円である
パワー半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー半導体モジュールおよびパワー半導体装置に関する。
【０００２】
従来、接続ピンの段部を樹脂ケースの内部に設けていた。また、接続ピンの段部に制御回路基板の下面側を接触させ、かつ、制御回路基板全体を樹脂ケースの内部に設けていた（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］  特開２００６−１８６１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の従来例とは別に、パワー半導体モジュールが内包された樹脂ケースの上面に突起またはスペーサを設けて、樹脂ケースの上方に設けられる制御用基板と樹脂ケースとの間隔を規定する場合がある。これにより、制御用基板の裏面と樹脂ケースの上面との間にクリアランスを設けることができる。
【０００４】
ただし、突起またはスペーサに対応する制御用基板の裏面の領域は、制御用基板のレイアウト設計を制限する。例えば、突起またはスペーサに対応する領域には配線を設けることができないし、同領域においてはパワー半導体モジュールから外へ突出する制御ピンと制御用基板との電気的コンタクトをとることもできない。パワー半導体モジュールが小型化するほど樹脂ケースの上面において突起またはスペーサの占める割合が大きくなるので、制御用基板と樹脂ケースとの間のクリアランスを規定する他の手段が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様においては、パワー半導体モジュールを提供する。パワー半導体モジュールは、筐体と、少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンとを備えてよい。筐体は、パワー半導体チップを収容してよい。少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンは、筐体の上面から外部に突出してよい。少なくとも１つの制御ピンまたはガイドピンは、少なくとも１つの段差を有してよい。少なくとも１つの段差は、筐体の上面から筐体から最も離れた先端に向かう高さ方向において設けられてよい。パワー半導体モジュールは、筐体の上面から外部に突出している少なくとも１つの主電流ピンを備えてよい。少なくとも１つの主電流ピンは、段差を有さなくてよい。
【０００６】
パワー半導体モジュールは、少なくとも１つの段差を有する少なくとも１つの制御ピンを備えてよい。
【０００７】
パワー半導体モジュールは、高さ方向において少なくとも１つの段差を各々有する複数の制御ピンを備えてよい。筐体の上面は、互いに対向する第１の辺および第２の辺を有してよい。複数の制御ピンは、筐体の上面における第１の辺に沿って配置されてよい。筐体は、１つ以上の突起を有してよい。１つ以上の突起は、上面において第１の辺に比べて第２の辺に近い領域に設けられ且つ樹脂から成ってよい。
【０００８】
１つ以上の突起の先端の高さ位置は、制御ピンの少なくとも１つの段差の高さ位置と同じであってよい。
【０００９】
制御ピンは２つ以上の段差を有してもよい。制御ピンは、電源電圧を供給するために用いられる電源電圧ピン、制御信号を供給するために用いられるゲート制御ピン、グランド電位を供給するために用いられるグランドピンおよびパワー半導体モジュールの内部の異常を外部に通知するために用いられるアラームピンのいずれかであってよい。
【００１０】
パワー半導体モジュールは、高さ方向において少なくとも１つの段差を各々有する複数の制御ピンを備えてよい。複数の制御ピンは、第１の制御ピンと、第２の制御ピンとを含んでよい。第１の制御ピンは、第１の高さ位置に１つの段差を有してよい。第２の制御ピンは、第１の高さ位置とは異なる第２の高さ位置に１つの段差を有してよい。
【００１１】
第２の高さ位置は、第１の高さ位置よりも低くてよい。第２の制御ピンは、アラームピンであってよい。アラームピンは、パワー半導体モジュールの内部の異常を外部に通知するために用いられてよい。
【００１２】
筐体の上面は、互いに対向する第１の辺および第２の辺を有してよい。筐体は、１つ以上の突起を有してよい。１つ以上の突起は、上面において第１の辺に比べて第２の辺に近い領域に設けられてよい。１つ以上の突起は、樹脂から成ってよい。１つ以上の突起の各々は、高さ方向において少なくとも１つの段差を有してよい。
【００１３】
パワー半導体モジュールは、高さ方向において少なくとも１つの段差を各々有する複数の制御ピンを備えてよい。複数の制御ピンは、多段段差ピンと、一段段差ピンとを含んでよい。多段段差ピンの各々は、高さ方向において２つ以上の段差を有してよい。多段段差ピンの各々は、筐体の上面の角部に設けられてよい。多段段差ピンの各々は、アラームピンとして機能してよい。アラームピンは、パワー半導体モジュールの内部の異常を外部に通知するために用いられてよい。一段段差ピンは、１つの段差を有してよい。一段段差ピンは、アラームピンとしては機能しなくてよい。
【００１４】
パワー半導体モジュールは、複数の制御ピンを備えてよい。複数の制御ピンは、アラームピンと、非アラームピンとを有してよい。アラームピンは、高さ方向において少なくとも１つの段差を有してよい。アラームピンは、パワー半導体モジュールの内部の異常を外部に通知するために用いられてよい。非アラームピンは、段差を有しないストレート形状であってよい。非アラームピンは、アラームピンとは異なる機能を有してよい。
【００１５】
パワー半導体モジュールは、高さ方向において少なくとも１つの段差を各々有する複数の制御ピンを備えてよい。複数の制御ピンは、板形状ピンを含んでよい。板形状ピンは、４つの側面のうち１つの側面のみに段差を有してよい。
【００１６】
パワー半導体モジュールは、高さ方向において少なくとも１つの段差を各々有する複数の制御ピンを備えてよい。複数の制御ピンは、第１の制御ピンと、第２の制御ピンとを含んでよい。第１の制御ピンは、少なくとも１つの段差を有してよい。少なくとも１つの段差は、第１の高さ位置に設けられてよい。第２の制御ピンは、凸部を有してよい。凸部は、第１の高さ位置と同じ高さ位置において、高さ方向と直交する方向に突出してよい。
【００１７】
パワー半導体モジュールは、高さ方向において少なくとも１つの段差を各々有する複数の制御ピンを備えてよい。複数の制御ピンは、第１方向に沿って配置されてよい。
複数の制御ピンは、複数の板形状ピンを含んでよい。複数の板形状ピンは、第１方向に比べて、第２方向において長くてよい。第２方向は、上面視において第１方向に直交してよい。複数の板形状ピンは、第２方向に突出する少なくとも１つの段差を有してよい。
【００１８】
複数の板形状ピンは、第１の板形状ピンと、第２の板形状ピンとを含んでよい。第１の板形状ピンは、第２方向の正方向に段差を有してよい。第２の板形状ピンは、第１の板形状ピンとは異なる形状であってよい。第２の板形状ピンは、第２方向の負方向に段差を有してよい。
【００１９】
第２の板形状ピンは、複数の段差を有してよい。
【００２０】
本発明の第２の態様においては、パワー半導体装置を提供する。パワー半導体装置は、上述のパワー半導体モジュールと、制御用基板とを備えてよい。制御用基板は、少なくとも１つの制御ピンに対応して設けられた開口を有してよい。制御用基板は、開口において少なくとも１つの制御ピンに接触してよい。開口は、上面視において楕円または長円であってよい。
【００２１】
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】
【００２２】
【図１】第１実施形態におけるパワー半導体装置２００の分解斜視図である。
【図２Ａ】ガイドピン４０に段差を設ける例を示す図である。
【図２Ｂ】制御ピン２０に段差を設ける例を示す図である。
【図３】筐体１０の上面１２を示す図である。
【図４】制御ピン２０の段差２２と突起６０の先端６１との高さ位置を説明する図である。
【図５Ａ】１つの段差２２を有する制御ピン２０の斜視図である。
【図５Ｂ】（Ａ）は制御ピン２０および開口１１２の上面図であり、（Ｂ）はＡ‐Ａにおける制御ピン２０および開口１１２の断面図である。
【図５Ｃ】２つ以上の段差２２を有する制御ピン２０の斜視図である。
【図５Ｄ】高さ方向に段差２２を有する制御ピン２０を説明する図である。
【図６】多段段差ピン２５の異なる段差２２に接して制御用基板１１０を設ける例を示す図である。
【図７】段差２２の位置が異なる一段段差ピン２６の段差２２に接して制御用基板１１０を設ける例を示す図である。
【図８】突起７０に複数の段差７２を設ける例を示す図である。
【図９】第２実施形態におけるパワー半導体モジュール１００の斜視図である。
【図１０】第３実施形態におけるパワー半導体モジュール１００の斜視図である。
【図１１】１つの側面のみに段差２２を有する制御ピン２０の斜視図である。
【図１２】制御ピン２０が凸部２９を有する例を示す図である。
【図１３】段差２２の向きが制御ピン２０間で異なる例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
図１は、第１実施形態におけるパワー半導体装置２００の分解斜視図である。図１において、Ｘ軸方向とＹ軸方向とは互いに垂直な方向であり、Ｚ軸方向はＸ‐Ｙ平面に垂直な方向である。Ｘ軸方向は第１方向の一例であり、Ｙ軸方向は第２方向の一例である。Ｘ、ＹおよびＺ軸は、いわゆる右手系を成す。また、本例においては、Ｚ軸の正方向を「上」と称し、Ｚ軸の負方向を「下」と称する。なお、Ｚ軸の正方向を高さ方向と称する場合もある。ただし、「上」および「下」は、必ずしも地面に対する鉛直方向を意味しない。つまり、「上」および「下」の方向は、重力方向に限定されない。「上」および「下」は、構成部品の相対的な位置関係を特定する便宜的な表現に過ぎない。
【００２５】
本例のパワー半導体装置２００は、パワー半導体モジュール１００と、制御用基板１１０とを備える。本例のパワー半導体モジュール１００は、樹脂で形成された筐体１０と、それぞれ筐体１０の上面１２から外部に突出している複数の制御ピン２０、複数の主電流ピン３０および複数のガイドピン４０とを備える。
【００２６】
筐体１０は、１つ以上のパワー半導体チップ５０と、１つ以上のパワー半導体チップ５０が実装された絶縁回路基板とを内部に収容してよい。パワー半導体チップ５０は、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）チップである。本例のパワー半導体モジュール１００は、複数のＩＧＢＴチップと、複数のＦＷＤ（Ｆｒｅｅ  Ｗｈｅｅｌｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）チップと、複数のドライバＩＣとが絶縁回路基板上に実装されたインテリジェントパワーモジュール（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）である。パワー半導体モジュール１００は、汎用インバータおよびエアコン等のモーター駆動装置、ならびに、ＵＰＳ（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ）およびＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の電源装置に用いられてよい。
【００２７】
筐体１０は、略直方体であってよい。本例の筐体１０は、上面１２と、複数の側面１４と、底面とを含む。筐体１０の上面１２は、互いに対向する第１の辺１６および第２の辺１８を有してよい。筐体１０の上面１２は略長方形であってよい。本例において筐体１０の上面１２は角が面取りされた長方形形状である。また、上面１２において、第１の辺１６および第２の辺１８は共にＸ軸方向に平行である。
【００２８】
制御ピン２０、主電流ピン３０およびガイドピン４０は、筐体１０の内部から延伸し、筐体１０の上面１２から外部に突出する。制御ピン２０、主電流ピン３０およびガイドピン４０は、筐体１０を構成する樹脂により、筐体１０に対して固定されていてよい。筐体１０を構成する樹脂は、例えば、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）樹脂である。
【００２９】
本例では、第１の辺１６の両端部近傍にガイドピン４０‐１および４０‐２がそれぞれ配置される。ガイドピン４０は、パワー半導体モジュール１００と、制御用基板１１０とを組み合わせるときの位置決めに用いられてよい。本例のガイドピン４０は、パワー半導体モジュール１００からの電気的信号を外部に出力しない。ガイドピン４０は、パワー半導体モジュール１００の回路および配線から電気的に絶縁されてよい。例えば、ガイドピン４０は黄銅で形成される。
【００３０】
複数の制御ピン２０は、第１の辺１６に沿って配置されてよい。本例において複数の制御ピン２０は、ガイドピン４０‐１および４０‐２の間において、それぞれ４つ、４つ、４つおよび７つの群を成し、かつ、第１の辺１６に沿って配置される。本例では１つの群に属する複数の制御ピン２０も、第１の辺１６に沿って配置される。制御ピン２０は、ドライバＩＣと電気的に接続してよい。ドライバＩＣは、ＩＧＢＴの動作を制御してよい。複数の制御ピン２０の各々は、電源電圧ピン、ゲート制御ピン、グランドピンおよびアラームピンのいずれかに対応してよい。
【００３１】
電源電圧ピンは、パワー半導体モジュール１００のドライバＩＣを駆動するための電源電圧を供給するために用いられてよい。ゲート制御ピンは、ＩＧＢＴのゲートに対してオン／オフの制御信号を供給するために用いられてよい。グランドピンは、ＩＧＢＴのエミッタおよびＦＷＤのアノードにグランド電位を供給するために用いられてよい。アラームピンは、パワー半導体モジュール１００の内部の異常を外部に通知するために用いられてよい。制御ピン２０は、例えば、銅から成る本体表面にニッケルメッキを施し、かつ、さらに重ねてニッケルメッキ層上に金メッキもしくは錫メッキを施すことにより形成される。
【００３２】
複数の主電流ピン３０は、第２の辺１８に沿って配置されてよい。本例においては、５つの主電流ピン３０が第２の辺１８に沿って配置される。主電流ピン３０は、ＩＧＢＴおよびＦＷＤと電気的に接続してよい。例えば、主電流ピン３０‐１および３０‐５は、主電源端子であるＰ端子およびＮ端子としてそれぞれ機能する。また例えば、主電流ピン３０‐２、３０‐３および３０‐４は、三相出力端子であるＵ相端子、Ｖ相端子およびＷ相端子としてそれぞれ機能する。本例の主電流ピン３０は、制御用基板１１０の裏面と接触する段差を有さない。ただし、他の例において、主電流ピン３０は、制御用基板１１０の裏面と接触する段差を有してもよい。
【００３３】
制御用基板１１０は、制御ピン２０、ガイドピン４０および主電流ピン３０のＺ軸方向に対応する位置に各ピンが貫通できる開口を有してよい。本例の制御用基板１１０は、制御ピン２０に対応して設けられた開口１１２と、ガイドピン４０に対応して設けられた開口１１４と、主電流ピン３０に対応して設けられた開口１１５とを有する。制御用基板１１０と制御ピン２０またはガイドピン４０の段差とが接触するように、開口１１２または開口１１４のＸ軸方向の長さは、適宜調整されてよい。これに対して、本例の開口１１５は、クリアランスの規定に関与しないので主電流ピン３０が貫通する大きさを有してよい。例えば、主電流ピン３０および開口１１５のＸ‐Ｙ平面における大きさは、略一致する。
【００３４】
制御用基板１１０は、表（おもて）面（即ち、Ｚ軸方向の正方向の面）及び裏面（即ち、Ｚ軸方向の負方向の面）の少なくとも１つの面に、キャパシタ、ＩＣチップおよび金属配線等を有する。ただし、図１においては理解を容易にするために開口１１２、１１４および１１５と、表面のＸ軸方向の正方向端部近傍におけるキャパシタおよびＩＣチップを除いて、制御用基板１１０の構成の詳細を省略する。また、制御用基板１１０の外形を実線にて示す。
【００３５】
図２Ａから図８においては、制御ピン２０およびガイドピン４０等の配置および形状について説明する。図２Ａは、ガイドピン４０に段差を設ける例を示す図である。なお、図２Ａの例においては、制御ピン２０は段差を有しない。少なくとも１つのガイドピン４０は、高さ方向において少なくとも１つの段差４２を有してよい。本例においては、全て（２つ）のガイドピン４０が高さ方向においてそれぞれ１つの段差４２を有する。
【００３６】
なお、本明細書において、高さ方向における段差の個数は、高さ方向の異なる位置に設けられた段差を意味する。例えば、図２Ａの１つのガイドピン４０においては、Ｘ軸方向の二ヶ所に段差４２が存在するように図示されているが、当該二ヶ所の段差４２は同じ高さ位置に存在する。この場合、高さ方向におけるガイドピン４０の段差４２は１つとカウントしてよい。なお、ガイドピン４０の先端４１または制御ピン２０の先端２１は、ガイドピン４０の段差４２または制御ピン２０の段差とは異なるものとする。また、本明細書において高さ方向とは、筐体１０の上面１２から、筐体１０から最も離れたガイドピン４０の先端４１または制御ピン２０の先端２１に向かう方向である。
【００３７】
ガイドピン４０は、段差４２を有する円柱形状のピンであってよい。例えば、ガイドピン４０は、Ｘ‐Ｙ断面において第１の長さの直径を有する第１円柱部と、Ｘ‐Ｙ断面において第１の長さよりも小さい第２の長さの直径を有し第１円柱部上に設けられる第２円柱部とを含む。第１円柱部と第２円柱部とが同心状に配置されることにより、段差４２が形成されてよい。Ｘ軸方向における開口１１４の大きさは、第２円柱部の直径よりも大きく、第１円柱部の直径よりも小さくてよい。本例の開口１１４の大きさは、ガイドピン４０の先端４１におけるＸ軸方向の長さよりも大きく、段差４２が設けられる高さ位置におけるガイドピン４０のＸ軸方向の長さよりも小さい。また、本例においては、先端４１から段差４２までにおけるガイドピン４０の側面は、Ｙ‐Ｚ平面に平行である。
【００３８】
ガイドピン４０の段差４２は、制御用基板１１０の裏面に接触してよい。制御用基板１１０が筐体１０により支持されるので、筐体１０の上面１２と制御用基板１１０の裏面とのクリアランスを規定することができる。なお、ガイドピン４０は開口１１４の内面に接触するので、ガイドピン４０により制御用基板１１０をＸ‐Ｙ平面方向において固定することもできる。これについては、後述する図５Ｂの（Ａ）および対応する説明も参照されたい。
【００３９】
本例においては、ガイドピン４０により筐体１０と制御用基板１１０とのクリアランスを規定しており、上面１２から突出する樹脂の突起によってクリアランスを規定するわけではない。本例においては、制御ピン２０が設けられた領域では、制御ピン２０と制御用基板１１０とが電気的に接続することができる。それゆえ、筐体１０と制御用基板１１０とのクリアランスを樹脂の突起のみによって規定する場合と比較して、レイアウト設計の制限を緩和することができる。
【００４０】
図２Ａの例においては、ガイドピン４０の先端４１近傍におけるＸ軸方向の長さが、ガイドピン４０の根元におけるＸ軸方向の長さに比べて短い。これにより、ガイドピン４０に段差４２が形成されている。ただし、これに代えて、ガイドピン４０の先端４１近傍におけるＹ軸方向の長さを、ガイドピン４０の根元におけるＹ軸方向の長さに比べて短くすることにより、ガイドピン４０に段差４２が形成されてもよい。
【００４１】
図２Ｂは、制御ピン２０に段差を設ける例を示す図である。なお、図２Ｂの例においては、ガイドピン４０は段差４２を有しない。制御ピン２０の段差２２を見やすくすることを目的として、制御用基板１１０を一部省略する。
【００４２】
少なくとも１つの制御ピン２０は、高さ方向において少なくとも１つの段差２２を有してよい。本例においては、全て（１９個（＝４＋４＋４＋７））の制御ピン２０の各々が、高さ方向において１つの段差２２を有する。制御ピン２０の段差２２は、制御用基板１１０の裏面に接触してよい。これにより、制御用基板１１０が筐体１０により支持されるので、筐体１０の上面１２と制御用基板１１０の裏面とのクリアランスを規定することができる。
【００４３】
制御ピン２０は、段差２２を有する円柱形状のピンであってよい。例えば、制御ピン２０は、Ｘ‐Ｙ断面において第３の長さの直径を有する第３円柱部と、Ｘ‐Ｙ断面において第３の長さよりも小さい第４の長さの直径を有し第３円柱部上に設けられる第４円柱部とを含む。第３円柱部と第４円柱部とが同心状に配置されることにより、段差２２が形成されてよい。ただし、段差２２を有する制御ピン２０は、楕円柱形状であってよく、板形状であってもよい。Ｘ軸方向における開口１１２の大きさは、第４円柱部の直径よりも大きく、第３円柱部の直径よりも小さくてよい。本例の開口１１２の大きさは、制御ピン２０の先端２１におけるＸ軸方向の長さよりも大きく、段差２２が設けられる高さ位置における制御ピン２０のＸ軸方向の長さよりも小さい。また、本例においては、先端２１から段差２２までにおける制御ピン２０の側面は、Ｙ‐Ｚ平面に平行である。制御ピン２０のＸ軸方向の長さは、ガイドピン４０のＸ軸方向の長さよりも小さくてよい。これに応じて、開口１１２のＸ軸方向の長さは、開口１１４のＸ軸方向の長さよりも小さくてよい。
【００４４】
制御ピン２０と異なり、ガイドピン４０は、本来、パワー半導体モジュール１００と制御用基板１１０との位置合わせに用いるものである。それゆえ、ガイドピン４０には段差４２を設けない方が好ましい。本例においては、制御ピン２０の段差２２により筐体１０の上面１２と制御用基板１１０の裏面とのクリアランスを規定し、かつ、ガイドピン４０に段差４２を設けないのでガイドピン４０の本来の位置決め機能を担保することができる。また、本例においても、樹脂の突起のみによってクリアランスを規定する場合と比較して、レイアウト設計の制限を緩和することができる。
【００４５】
制御ピン２０が、楕円柱形状または板形状である場合には、制御ピン２０の先端２１近傍におけるＸ軸方向の長さを、制御ピン２０の根元におけるＸ軸方向の長さに比べて短くすることにより、制御ピン２０に段差２２が形成されてよい。ただし、これに代えて、制御ピン２０の先端２１近傍におけるＹ軸方向の長さを、制御ピン２０の根元におけるＹ軸方向の長さに比べて短くすることにより、制御ピン２０に段差２２を形成してもよい。
【００４６】
図３は、筐体１０の上面１２を示す図である。本例のパワー半導体モジュール１００は、制御ピン２０、主電流ピン３０およびガイドピン４０に加えて、筐体１０の上面１２において高さ方向に突出する１つ以上の突起６０を有する。係る点が、上述の例と異なる。本例のパワー半導体モジュール１００は、１つの突起６０を有するが、他の例において、パワー半導体モジュール１００は、Ｘ軸方向に沿って配置された複数の突起６０を有してもよい。突起６０は、第１の辺１６に比べて第２の辺１８に近い領域に設けられてもよい。より具体的には、突起６０は、中心線１７と第２の辺１８との間の位置に設けられてよい。なお、中心線１７とは、第１の辺１６と第２の辺１８とから等距離に位置する仮想的な線である。なお、突起６０は樹脂から形成されてよい。例えば、突起６０は、筐体１０と同じ樹脂で形成されてもよい。
【００４７】
筐体１０と制御用基板１１０とのクリアランスを、制御ピン２０の段差２２またはガイドピン４０の段差４２により規定する場合、制御用基板１１０をバランスよく支持することが難しい場合がある。本例では、突起６０を設けることにより、全てが同一直線上に位置しない三点において制御用基板１１０を支持することができる。これにより、制御用基板１１０の高さ方向におけるぐらつきを抑え、制御用基板１１０をさらにバランスよく支持することができる。
【００４８】
図４は、制御ピン２０の段差２２と突起６０の先端６１との高さ位置を説明する図である。図４は、図３の筐体１０の側面１４をＸ軸方向から見た図でもある。本例において、突起６０の先端６１の高さ位置は、制御ピン２０の段差２２の高さ位置と同じである。これにより、図１、図２Ａおよび図２Ｂの例に比べて、筐体１０と制御用基板１１０とのクリアランスをＸ‐Ｙ平面全体においてより均一にすることができる。
【００４９】
図５Ａは、１つの段差２２を有する制御ピン２０の斜視図である。制御ピン２０は、板形状であってよい。本例の制御ピン２０は、Ｙ軸方向において薄い厚みを有する板形状である。本例の制御ピン２０を上面視した場合に、Ｘ軸方向の異なる位置に設けられた二ヶ所の段差２２と、先端２１とはＸ軸方向において直線上に並ぶ。
【００５０】
ただし、他の例において、制御ピン２０は、Ｘ軸方向において薄い厚みを有する板形状であってもよい。制御ピン２０がＸ軸方向に薄い厚み有する板形状である場合には、制御ピン２０がＹ軸方向に薄い厚み有する板形状である場合に比べて、Ｘ軸方向に沿って配置された複数の制御ピン２０間のピッチを狭くして配置できるので有利である。
【００５１】
図５Ｂの（Ａ）は制御ピン２０および開口１１２の上面図である。本例の制御ピン２０は、Ｙ軸方向に薄い厚みを有する板形状である。開口１１２は、上面視において楕円または長円の貫通孔であってよい。本例の開口１１２は、Ｙ軸方向に比べてＸ軸方向において長い。制御ピン２０は、開口１１２の内面に接触してよい。これにより、Ｘ‐Ｙ平面において筐体１０と制御用基板１１０との相対的位置を固定することができる。
【００５２】
図５Ｂの（Ｂ）は、図５Ｂの（Ａ）のＡ‐Ａにおける制御ピン２０および開口１１２の断面図である。制御用基板１１０の裏面と筐体１０の上面１２とのクリアランス１３は、段差２２によって規定されてよい。図５Ｂの（Ｂ）においては、開口１１２における制御ピン２０と制御用基板１１０とのクリアランスも形成されよい。当該クリアランスは、制御用基板１１０の開口１１２の内面１１３と、制御ピン２０の先端側面２３とにより規定されてよい。先端側面２３は、少なくとも一部が開口１１２に位置し、先端２１および段差２２の間に位置するＹ‐Ｚ平面に平行な側面であってよい。
【００５３】
なお、本例の制御ピン２０はＹ軸方向において薄い厚みを有する板形状であるが、他の例の制御ピン２０はＸ軸方向において薄い厚みを有する板形状であってよい。制御ピン２０の形状に応じて、開口１１２の楕円または長円は、Ｘ軸方向に長くてよく、Ｙ軸方向に長くてもよい。
【００５４】
図５Ｃは、２つ以上の段差２２を有する制御ピン２０の斜視図である。本例の制御ピン２０も、Ｙ軸方向において薄い厚みを有する板形状である。本例の制御ピン２０は、異なる高さ位置に設けられた複数の段差２２‐ａ、２２‐ｂおよび２２‐ｃをＸ軸方向の正方向および負方向に有する多段段差ピン２５である。段差２２‐ａは、先端２１の次に高い位置にある。段差２２‐ｂは段差２２‐ａの次に高い位置にあり、段差２２‐ｃは最も低い位置にある。
【００５５】
制御ピン２０の段差２２が高い位置にあるほど、制御ピン２０のＸ軸方向の長さは小さくてよい。本例において、先端２１のＸ軸方向の長さは、開口１１２の長軸方向において、制御ピン２０の最小の長さを規定してよい。段差２２‐ａの高さ位置におけるＸ軸方向の長さは、開口１１２の長軸方向において、制御ピン２０における２番目に小さな長さを規定してよい。同様に、段差２２‐ｂの高さ位置におけるＸ軸方向の長さは制御ピン２０における３番目に小さな長さを規定してよく、段差２２‐ｃの高さ位置におけるＸ軸方向の長さは制御ピン２０における最大の長さを規定してよい。
【００５６】
本例においては、開口１１２の大きさを調整することにより、制御用基板１１０と段差２２とが接触する高さ位置を調整することができる。つまり、開口１１２の大きさを調整することにより、制御用基板１１０と筐体１０とクリアランス１３を調整することができる。
【００５７】
ただし、他の例において、制御ピン２０はＸ軸方向において薄い厚みを有する板形状であってもよい。制御ピン２０がＸ軸方向に薄い厚み有する板形状である場合には、制御ピン２０がＹ軸方向に薄い厚み有する板形状である場合に比べて、Ｘ軸方向に沿って配置された複数の制御ピン２０間のピッチを狭くして配置できるので有利である。
【００５８】
一例において、制御用基板１１０の高さ位置は、１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲で調整する。これに伴い、Ｚ軸方向に平行な方向における段差２２‐ａから段差２２‐ｃまでの長さは１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲であってよい。
【００５９】
図５Ｄは、高さ方向に段差２２を有する制御ピン２０を説明する図である。制御ピン２０またはガイドピン４０が高さ方向に段差２２または段差４２を有するとは、段差２２または段差４２が高さ方向に面していることを意味してよい。
【００６０】
図５Ｄにおいて、高さ方向に段差２２を有する制御ピン２０をＡ〜Ｄにおいて例示する。図５Ｄにおいて、Ａは１つの段差２２を有するＸ軸方向に薄い板形状の制御ピン２０であり、Ｂは複数の段差２２を有するＹ軸方向に薄い板形状の制御ピン２０であり、Ｃは１つの段差２２を有するＹ軸方向に薄い板形状の制御ピン２０であり、Ｄは複数の段差２２を有するＸ軸方向に薄い板形状の制御ピン２０である。Ａ〜Ｄの例は、いずれも高さ方向に段差２２を有する。
【００６１】
これに対して、図５ＤにおけるＥおよびＦの例は、段差２２が高さ方向に面していない例である。ＥおよびＦの例は、高さ方向に段差２２を有する制御ピン２０ではない。ＥおよびＦの例は、そもそも制御ピン２０としては機能しない。
【００６２】
図６は、多段段差ピン２５の異なる段差２２に接して制御用基板１１０を設ける例を示す図である。図６においては、全て同じ形状の多段段差ピン２５示す。図６は、Ｘ‐Ｚ平面に平行な面で多段段差ピン２５を切断した図である。図６の（Ａ）は、段差２２‐ｃに制御用基板１１０を設ける例である。図６の（Ａ）において、制御用基板１１０は、全て同じ形状の開口１１２‐１を有する。図６の（Ａ）において、制御用基板１１０の開口１１２‐１は、段差２２‐ｂの高さ位置における多段段差ピン２５のＸ軸方向の長さよりも大きく、段差２２‐ｃの高さ位置における多段段差ピン２５のＸ軸方向の長さよりも小さい。
【００６３】
なお、理解を容易にすることを目的として、制御用基板１１０の配線１１６と、多段段差ピン２５および配線１１６を電気的に接続する半田１１８とを右端の多段段差ピン２５の近傍のみに示す。他の３つの多段段差ピン２５の近傍では、配線１１６および半田１１８をあえて省略している。
【００６４】
図６の（Ｂ）は、段差２２‐ｂに制御用基板１１０を設ける例である。図６の（Ｂ）において、制御用基板１１０は、全て同じ形状の開口１１２‐２を有する。図６の（Ｂ）において、制御用基板１１０の開口１１２‐２は、図６の（Ａ）における開口１１２‐１よりも小さい。より具体的には、開口１１２‐２は、段差２２‐ａの高さ位置における多段段差ピン２５のＸ軸方向の長さよりも大きく、段差２２‐ｂの高さ位置における多段段差ピン２５のＸ軸方向の長さよりも小さい。図６の（Ｂ）の制御用基板１１０は、段差２２‐ｃよりも高い位置にある段差２２‐ｂにより支持される。
【００６５】
図６に示す様に、制御用基板１１０の開口１１２におけるＸ軸方向の長さを変更することにより、パワー半導体モジュール１００に備え付けられた制御ピン２０そのものを変更することなく、制御用基板１１０の高さ位置を変更することができる。なお、制御用基板１１０においてＸ軸方向の長さが異なる複数の開口１１２が混合している場合には、より小さなＸ軸方向の長さを有する開口１１２に対応する多段段差ピン２５の段差２２により、クリアランス１３が決定される。図６の例においては、多段段差ピン２５はＹ軸方向において薄い厚みを有する板形状であるが、他の例においては、多段段差ピン２５はＸ軸方向において薄い厚みを有する板形状であってもよい。
【００６６】
図７は、段差２２の位置が異なる一段段差ピン２６の段差２２に接して制御用基板１１０を設ける例を示す図である。図７は、Ｘ‐Ｚ平面に平行な面で一段段差ピン２６を切断した図である。多段段差ピン２５と同様に、一段段差ピン２６も、制御ピン２０の一例である。図７の（Ａ）は、第１の一段段差ピン２６‐１の段差２２‐１に制御用基板１１０を設ける例である。図７の（Ｂ）は、第２の一段段差ピン２６‐２の段差２２‐２に制御用基板１１０を設ける例である。
【００６７】
第１の一段段差ピン２６‐１は第１の高さ位置に１つの段差２２‐１を有し、第２の一段段差ピン２６‐２は第２の高さ位置に１つの段差２２‐２を有し、第３の一段段差ピン２６‐３は第３の高さ位置に１つの段差２２‐３を有する。第１の高さ位置と、第２の高さ位置と、第３の高さ位置とは互いには異なる。本例において、第２の高さ位置は、第１の高さ位置よりも低い。また、第３の高さ位置は、第２の高さ位置よりも低い。
【００６８】
本例においては、第１の一段段差ピン２６‐１に対応する開口１１２‐１のＸ軸方向の長さを変更することにより、制御用基板１１０の高さ位置を調整することができる。図７の（Ａ）における第１の一段段差ピン２６‐１に対応する開口１１２‐１のＸ軸方向の長さは、段差２２‐１のＸ軸方向の長さよりも小さく、図７の（Ｂ）における第１の一段段差ピン２６‐１に対応する開口１１２‐２のＸ軸方向の長さは、段差２２‐１のＸ軸方向の長さよりも大きい。
【００６９】
ただし、第２の一段段差ピン２６‐２および第３の一段段差ピン２６‐３に対応する開口１１２‐１のＸ軸方向の長さは、図７の（Ａ）および（Ｂ）において同じである。図７の（Ｂ）において、クリアランス１３は、第２の一段段差ピン２６‐２の段差２２‐２により規定される。第１の一段段差ピン２６‐１および第２の一段段差ピン２６‐２に対して開口１１２‐２が対応し、かつ、第３の一段段差ピン２６‐３に対して開口１１２‐１が対応する場合には、クリアランス１３は、第３の一段段差ピン２６‐３の段差２２‐３により規定されてよい。
【００７０】
段差２２の高さ位置が相対的に低い制御ピン２０は、制御用基板１１０の開口１１２においてぐらつきが生じ得る。ぐらつきが生じる制御ピン２０は、パワー半導体モジュール１００の動作に必要な電気的接続が不確実となる可能性がある。パワー半導体モジュール１００の適切な動作を確保するべく、電源電圧ピン、ゲート制御ピンおよびグランドピンのいずれかとして機能する制御ピン２０は、パワー半導体モジュール１００と確実に電気的に接続する必要がある。
【００７１】
これに対して、アラームピンとパワー半導体モジュール１００とは電気的に接続されていなくとも、異常動作を防止するようにパワー半導体モジュール１００を構成することはできる。というのも、アラームピンは、パワー半導体モジュール１００の内部の異常を外部に通知する機能を有するに過ぎず、異常動作が生じた場合にはパワー半導体モジュール１００の内部において保護機能が働くように設計されているからである。
【００７２】
そこで、本例においては、第２の一段段差ピン２６‐２または第３の一段段差ピン２６‐３をアラームピンとする。より好ましくは、最も段差２２の高さ位置が低い第３の一段段差ピン２６‐３をアラームピンとする。これにより、アラームピン以外の制御ピン２０（例えば、第１の一段段差ピン２６‐１および第２の一段段差ピン２６‐２）においてはパワー半導体モジュール１００の動作に必要な電気的導通をより確実に担保することができる。なお、図７の例において、一段段差ピン２６はＹ軸方向において薄い厚みを有する板形状であるが、他の例においては、一段段差ピン２６はＸ軸方向において薄い厚みを有する板形状であってもよい。
【００７３】
図８は、突起７０に複数の段差７２を設ける例を示す図である。図８は、筐体１０の側面１４をＸ軸方向から見た図でもある。図８においては、第１の辺１６の近傍に位置する１つの制御ピン２０と、中心線１７の近傍に位置する１つの突起７０と、第２の辺１８の近傍に位置する主電流ピン３０とを示す。
【００７４】
本例の突起７０は、高さ方向において少なくとも１つの段差７２を有する。本例の突起７０は、段差７２を有する点以外は、図３に関する説明における突起６０と同じであってよい。本例の突起７０は、Ｙ軸方向の正方向に突出する２つの段差７２を有する。本例において、突起７０において最も高い位置にある段差７２‐ａは、制御ピン２０において２番目に高い位置にある段差２２‐ｂと同じ高さ位置にある。また、突起７０において２番目に高い位置にある段差７２‐ｂは、制御ピン２０において最も低い位置にある段差２２‐ｃと同じ高さ位置にある。なお、突起７０が高さ方向に段差７２を有するとは、段差７２が高さ方向に面していることを意味してよい。
【００７５】
制御用基板１１０が制御ピン２０の段差２２‐ａに接触する場合に、制御用基板１１０は突起７０の先端７１に接触してよい。つまり、先端７１の高さ位置は、制御ピン２０の段差２２‐ａと同じ高さ位置であってよい。また、制御用基板１１０が制御ピン２０の段差２２‐ｂに接触する場合に、制御用基板１１０は突起７０用の開口部分において突起７０の段差７２‐ａに接触してよい。このように、本例においては、突起７０により筐体１０と制御用基板１１０とのクリアランス１３をＸ‐Ｙ平面全体においてより均一にしつつ、制御ピン２０と同様に突起７０も制御用基板１１０の高さ位置の調整に寄与する。なお、図３における複数の突起６０と同様に、複数の突起７０を設ける場合には、Ｘ軸方向に沿って複数の突起７０を配置してよい。
【００７６】
図９は、第２実施形態におけるパワー半導体モジュール１００の斜視図である。本例のパワー半導体モジュール１００は、第１実施形態と同様に、複数の制御ピン２０と、複数の主電流ピン３０と、複数のガイドピン４０とを備える。ただし、本例の複数の制御ピン２０は、多段段差ピン２５と、一段段差ピン２６とを含む。
【００７７】
複数の多段段差ピン２５の各々は、高さ方向において二つ以上の段差を有してよい。本例の多段段差ピン２５は、図５Ｃの例と同じ３つの段差を有する。複数の多段段差ピン２５の各々は、筐体１０の上面１２の角部に設けられてよい。本例においては、上面１２の四隅に多段段差ピン２５を配置する。
【００７８】
本例においては、多段段差ピン２５に対応する制御用基板１１０の開口１１２におけるＸ軸方向の長さは、一段段差ピン２６に対応する制御用基板１１０の開口１１２におけるＸ軸方向の長さに比べて相対的に大きい。具体的には、段差２２‐ａの高さ位置における多段段差ピン２５のＸ軸方向の長さは、段差２２‐ａと同じ高さ位置にある一段段差ピン２６のＸ軸方向の長さよりも大きい。なお、段差２２‐ａの高さ位置における多段段差ピン２５のＸ軸方向の長さは、一段段差ピン２６の段差２２におけるＸ軸方向の長さより大きくてもよい。
【００７９】
本例においては、段差２２の高さ位置におけるＸ軸方向の長さが一段段差ピン２６に比べて大きい多段段差ピン２５が、制御用基板１１０を支持する。これにより、筐体１０と制御用基板１１０とのクリアランス１３をより安定させることができる。多段段差ピン２５は、上面１２における２つの角部に設けてよいが、より好ましくは３つの角部に、さらに好ましくは全て（４つ）の角部に多段段差ピン２５を配置することにより、より確実にクリアランス１３を安定させることができる。
【００８０】
多段段差ピン２５は、アラームピンとして機能してよい。本例においては、上面１２の四隅にアラームピンを配置する。これに対して、一つの段差２２を有する一段段差ピン２６は、アラームピンとしては機能しない。本例において、複数の一段段差ピン２６の各々は、電源電圧ピン、ゲート制御ピンおよびグランドピンのいずれかとして機能する。本例においては、多段段差ピン２５によりクリアランス１３を安定させることができるので、一段段差ピン２６のみにより筐体１０と制御用基板１１０とのクリアランス１３を規定する場合に比べて、一段段差ピン２６と制御用基板１１０との電気的接続を向上させることができる。
【００８１】
なお、図９の例において、多段段差ピン２５および一段段差ピン２６はＹ軸方向において薄い厚みを有する板形状であるが、他の例においては、多段段差ピン２５および一段段差ピン２６のいずれかまたは両方がＸ軸方向において薄い厚みを有する板形状であってもよい。一例において、多段段差ピン２５がＹ軸方向において薄い厚みを有する板形状であり、一段段差ピン２６がＸ軸方向において薄い厚みを有する板形状である場合に、段差２２‐ａの高さ位置における多段段差ピン２５のＸ軸方向の長さは、段差２２‐ａと同じ高さ位置にある一段段差ピン２６のＹ軸方向の長さよりも大きくてよい。
【００８２】
図１０は、第３実施形態におけるパワー半導体モジュール１００の斜視図である。本例のパワー半導体モジュール１００は、第１実施形態と同様に、複数の制御ピン２０と、複数の主電流ピン３０と、複数のガイドピン４０とを備える。ただし、本例の複数の制御ピン２０は、少なくとも１つの段差２２を有する段差ピン２４と、段差２２を有しないストレート形状のストレートピン２７とを含む。ストレートピン２７は角柱形状であってよく、円柱形状であってもよい。
【００８３】
本例の段差ピン２４は、上面１２の四隅に配置される。本例においては、段差ピン２４により筐体１０と制御用基板１１０とのクリアランス１３を規定する。本例の段差ピン２４は、第２実施形態における多段段差ピン２５であってもよい。また、本例の段差ピン２４は、アラームピンとして機能する。これに対して、本例のストレートピン２７は、アラームピンとは異なる機能を有する非アラームピンである。具体的には、本例のストレートピン２７は、電源電圧ピン、ゲート制御ピンおよびグランドピンのいずれかとして機能してよい。
【００８４】
本例においては、段差ピン２４に対応する制御用基板１１０の開口１１２の長さは、ストレートピン２７に対応する制御用基板１１０の開口１１２の長さに比べて相対的に大きい。本例において、段差２２‐ａの高さ位置における段差ピン２４のＸ軸方向の長さは、段差２２‐ａと同じ高さ位置にあるストレートピン２７のＸ軸方向の長さよりも大きい。
【００８５】
本例においては、Ｘ軸方向における長さがストレートピン２７に比べて大きい段差ピン２４が、制御用基板１１０を支持する。段差ピン２４の配置は、第２実施形態と同じであってよい。本例においては、段差ピン２４によりクリアランス１３を安定させることができるので、ストレートピン２７と開口１１２‐４との電気的接触の信頼性を向上させることができる。
【００８６】
図１１から図１３においては、制御ピン２０の他の例を示す。図１１から図１３の例を、第２実施形態または第３実施形態と組み合わせてもよい。
【００８７】
図１１は、１つの側面のみに段差２２を有する制御ピン２０（即ち、階段状ピン２８）の斜視図である。図１１の破線は、制御ピン２０が段差２２を有しない板形状ピンである場合を示す。破線で示した制御ピン２０の４つの側面のうち、第１側面はＸ軸方向の正方向に面し、第２側面はＹ軸方向の正方向に面し、第３側面はＸ軸方向の負方向に面し、第４側面はＹ軸方向の負方向に面する。
【００８８】
本例においては、高さ方向に進むにつれて第３側面がＸ軸方向の正方向に階段状にへこむ。これにより、４つの側面のうち１つの側面のみに複数の段差２２を有する階段状ピン２８が構成されている。なお、図１１の例において、制御ピン２０はＹ軸方向において薄い厚みを有する板形状であるが、他の例においては、制御ピン２０はＸ軸方向において薄い厚みを有する板形状であってもよい。
【００８９】
図１２は、制御ピン２０が凸部２９を有する例を示す図である。本例の制御ピン２０は、一つの段差２２を有する一段段差ピン２６である。図７の例と同様に、第１の一段段差ピン２６‐１は第１の高さ位置に１つの段差２２‐１を有し、第２の一段段差ピン２６‐２は第２の高さ位置に１つの段差２２‐２を有し、第３の一段段差ピン２６‐３は第３の高さ位置に１つの段差２２‐３を有する。高さ位置は、第１の高さ位置、第２の高さ位置および第３の高さ位置の順に高い。
【００９０】
図１２においては、段差２２‐１に接触させる制御用基板１１０‐１を実線で示し、段差２２‐２に接触させる制御用基板１１０‐２を破線で示す。本例の第３の一段段差ピン２６‐３は、第１および第２の高さ位置と同じ高さ位置において、Ｙ軸方向に突出する凸部２９を有する。なお、凸部２９は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のいずれかに突出してよく、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方向に突出してもよい。凸部２９は、上面視において円環であってもよい。第１の一段段差ピン２６‐１および第２の一段段差ピン２６‐２は、第１の制御ピンの一例であり、第３の一段段差ピン２６‐３は、第２の制御ピンの一例である。
【００９１】
本例においては、段差２２‐１または段差２２‐２に制御用基板１１０が接触している場合において、第３の一段段差ピン２６‐３も筐体１０と制御用基板１１０とのクリアランス１３を規定することに寄与することができる。それゆえ、凸部２９を有しない一段段差ピン２６に比べて、より確実にクリアランス１３を安定させることができる。
【００９２】
なお、他の例において、第２の一段段差ピン２６‐２は、第１の高さ位置と同じ位置に凸部２９を有してもよい。また、図１２の例において、一段段差ピン２６はＹ軸方向において薄い厚みを有する板形状であるが、他の例においては、一段段差ピン２６はＸ軸方向において薄い厚みを有する板形状であってもよい。
【００９３】
図１３は、段差２２の向きが制御ピン２０間で異なる例を示す図である。本例の制御ピン２０は、Ｘ軸方向に比べてＹ軸方向において長い板形状ピンである。即ち、本例の制御ピン２０は、Ｘ軸方向に薄い厚みを有する板形状ピンである。Ｘ軸方向に薄い厚みを有する板形状ピンをＸ軸方向に沿って配置することにより、制御ピン２０のピッチ間隔を狭くしても制御ピン２０同士が接触しにくくなる。これにより、制御ピン２０のレイアウトの自由度が向上する。
【００９４】
本例の制御ピン２０は、多段段差ピン２５と、階段状ピン２８とを含む。多段段差ピン２５は第１の板形状ピンの一例であり、階段状ピン２８は第２の板形状ピンの一例である。
【００９５】
多段段差ピン２５は、Ｙ軸方向の正方向に少なくとも突出する段差２２を有してよい。階段状ピン２８は、多段段差ピン２５とは異なる形状である。本例の階段状ピン２８は、Ｙ軸方向の負方向に突出する複数の段差を有する。これにより、本例においては、中心線１７の側ではなく第１の辺１６の側に階段状ピン２８の先端２１を常に配置することができる。
【００９６】
階段状ピン２８における複数の段差２２のそれぞれの高さ位置は、多段段差ピン２５のいずれかの段差２２と同じ高さ位置であってよい。同じ高さ位置にある階段状ピン２８および多段段差ピン２５の段差２２は、筐体１０と制御用基板１１０とのクリアランス１３を規定してよい。
【００９７】
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、多様な変更又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。その様な変更又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。
【００９８】
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、この順序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】
【００９９】
１０・・筐体、１２・・上面、１３・・クリアランス、１４・・側面、１６・・第１の辺、１７・・中心線、１８・・第２の辺、２０・・制御ピン、２１・・先端、２２・・段差、２３・・先端側面、２４・・段差ピン、２５・・多段段差ピン、２６・・一段段差ピン、２７・・ストレートピン、２８・・階段状ピン、２９・・凸部、３０・・主電流ピン、４０・・ガイドピン、４１・・先端、４２・・段差、５０・・半導体チップ、６０・・突起、６１・・先端、７０・・突起、７１・・先端、７２・・段差、１００・・パワー半導体モジュール、１１０・・制御用基板、１１２・・開口、１１３・・内面、１１４・・開口、１１５・・開口、１１６・・配線、１１８・・半田、２００・・パワー半導体装置
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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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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