(57)【要約】【課題】半導体モジュールのヒートシンクにおける熱伝導がスリットによって阻害されることを抑制する。【解決手段】半導体モジュールは、半導体素子と、互いに隣接する第１の表面及び第２の表面を有し、第１の表面において半導体素子へ熱的に接続されたヒートシンクとヒートシンクの第２の表面に熱的に接続された放熱板とを備える。ヒートシンクには、少なくとも一つのスリットが設けられている。第１の表面のなかで半導体素子に熱的に接続された範囲を吸熱範囲とし、第２の表面のなかで放熱板に熱的に接続された範囲を放熱範囲とし、ヒートシンクにおいて吸熱範囲と放熱範囲との間を直線的に接続する領域を伝熱領域とする。この場合、スリットは、伝熱領域の外側に位置するとともに、スリットの深さ方向は、放熱範囲に近づくほど吸熱範囲から離れる方向に沿って延びている。【選択図】図２
2019021785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、
互いに隣接する第１の表面及び第２の表面を有し、前記第１の表面において前記半導体素子へ熱的に接続されたヒートシンクと
前記ヒートシンクの前記第２の表面に熱的に接続された放熱板と、
を備え、
前記ヒートシンクには、少なくとも一つのスリットが設けられており、
前記第１の表面のなかで前記半導体素子に熱的に接続された範囲を吸熱範囲とし、前記第２の表面のなかで前記放熱板に熱的に接続された範囲を放熱範囲とし、前記ヒートシンクのなかで前記吸熱範囲と前記放熱範囲との間を直線的に接続する領域を伝熱領域としたときに、
前記スリットは、前記伝熱領域の外側に位置するとともに、前記スリットの深さ方向は、前記放熱範囲に近づくほど前記吸熱範囲から離れる方向に沿って延びている、
半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、半導体モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に半導体モジュールが開示されている。その半導体モジュールは、半導体素子と、その半導体素子に熱的に接続されるヒートシンクと、そのヒートシンクと熱的に接続される放熱板とを備える。ヒートシンクは、概して直方体の形状を有しており、第１の表面において半導体素子へ熱的に接続され、第１の表面に隣接する第２の表面において放熱板へ熱的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−５０４９８号公報
【０００４】
このような構成の半導体モジュールでは、通電やその停止に伴って各構成部材の温度が変動し、その温度に応じた熱膨張が各構成部材に生じる。ここで、半導体素子、ヒートシンク及び放熱板は、互い異なる材料を用いて構成されることが多く、それぞれの線膨張係数が互い相違し得る。従って、半導体素子、ヒートシンク及び放熱板のそれぞれに熱膨張が生じたときに、それらの各接合部では比較的に大きな応力が生じやすく、亀裂や剥離といった不具合の発生が懸念される。そこで、特許文献１に記載された半導体モジュールでは、ヒートシンクにスリットを設けることによって、各接合部に生じる応力を低減することを可能にしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ヒートシンクにスリットを設けることで、接合部に生じる応力を低減することができる。その一方で、ヒートシンクにスリットが設けられていると、ヒートシンクにおける半導体素子から放熱板への熱伝導が、スリットによって阻害されるという新たな問題を招いてしまう。本明細書は、ヒートシンクにスリットが設けられている半導体モジュールにおいて、ヒートシンクにおける熱伝導がスリットによって阻害されることを抑制する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する半導体モジュールは、半導体素子と、互いに隣接する第１の表面及び第２の表面を有し、第１の表面において半導体素子へ熱的に接続されたヒートシンクとヒートシンクの第２の表面に熱的に接続された放熱板とを備える。ヒートシンクには、少なくとも一つのスリットが設けられている。第１の表面のなかで半導体素子に熱的に接続された範囲を吸熱範囲とし、第２の表面のなかで放熱板に熱的に接続された範囲を放熱範囲とし、ヒートシンクにおいて吸熱範囲と放熱範囲との間を直線的に接続する領域を伝熱領域とする。この場合、スリットは、伝熱領域の外側に位置するとともに、スリットの深さ方向は、放熱範囲に近づくほど吸熱範囲から離れる方向に沿って延びている。ここで、吸熱範囲と放熱範囲とを直線的に接続する領域（即ち、伝熱領域）とは、一端を吸熱範囲内の任意の点とし、他端を放熱範囲内の任意の点とする線分の全集合によって画定される立体的な領域を意味する。
【０００７】
ヒートシンクでは、半導体素子へ熱的に接続された吸熱範囲から、放熱板へ熱的に接続された放熱範囲に向けて熱伝導が生じるが、この熱伝導は主に、吸熱範囲と放熱範囲とを直線的に接続する伝熱領域において行われる。この点に関して、上記した半導体モジュールでは、ヒートシンクに設けられたスリットが、伝熱領域の外側に位置しているので、ヒートシンクにおける熱伝導が、スリットによって阻害されることが抑制される。加えて、スリットの深さ方向は、放熱範囲に近づくほど、吸熱範囲から離れる方向に沿って延びている。このような構成によると、スリットの深さ方向が、ヒートシンクにおける熱伝導の方向に近くなるので、スリットが比較的に深く形成された場合でも、ヒートシンクにおける熱伝導が阻害され難い。このように、スリットが伝熱領域の外側に位置し、かつ、スリットの深さ方向が放熱範囲に近づくほど吸熱範囲から離れる方向に沿って延びていると、ヒートシンクにおける熱伝導がスリットによって阻害されることを有意に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の半導体モジュール１０の正面図である。
【図２】半導体モジュール１０の作用効果を説明する図である。
【図３】半導体モジュール１０の他の作用効果を説明する図である。
【図４】実施例２の半導体モジュール１００を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施例１）図面を参照して、実施例１の半導体モジュール１０を説明する。図１に示すように、半導体モジュール１０は、半導体素子１２、第１ヒートシンク２０、第２ヒートシンク４０、放熱板８２を備える。半導体素子１２は、第１ヒートシンク２０と第２ヒートシンク４０との間に位置しており、半導体素子１２を挟持する第１ヒートシンク２０と第２ヒートシンク４０とが、放熱板８２上に配置されている。必ずしも必要とされないが、半導体素子１２と第１ヒートシンク２０との間には、第１導体板１４が介挿されており、半導体素子１２と第２ヒートシンク４０との間には、第２導体板１６が介挿されている。第１導体板１４及び第２導体板１６は、概して板状又はブロック形状をしている。第１導体板１４及び第２導体板１６は、例えば銅又はその他の金属で構成される。
【００１０】
半導体素子１２は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、又はＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などのパワー半導体素子である。また半導体素子１２は、例えばシリコン（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又は窒化ガリウム（ＧａＮ）といった各種の半導体材料を用いて構成されることができる。なお、半導体素子の種類や具体的な構造については、特に限定されない。本実施例における半導体素子１２は、両面に電極（図示省略）を有する縦型の半導体素子であり、一方の電極が第１導体板１４へ電気的、熱的、かつ機械的に接続されており、他方の電極が第２導体板１６へ電気的、熱的、かつ機械的に接続されている。
【００１１】
第１ヒートシンク２０及び第２ヒートシンク４０は、導電性を有し、かつ、熱伝導性に優れた材料を用いて構成されている。このような材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金又はその他の金属が挙げられる。第１ヒートシンク２０は、概して直方体形状の部材であり、上面２４と、その上面２４とは反対側に位置する下面２８と、その上面２４と下面２８との間に位置し、第２ヒートシンク４０と互いに向き合うように配置される右側面３０と、右側面３０とは反対に位置する左側面２６とを有する。第１ヒートシンク２０の右側面３０は、第１導体板１４を介して半導体素子１２と電気的、熱的、及び機械的に接続されている。これにより、半導体素子１２には、第１ヒートシンク２０を介して、電流が通電される。そして、通電に伴って半導体素子１２で発生した熱は、第１ヒートシンク２０を介して、放熱板８２へと伝達される。ここで、第１ヒートシンク２０の右側面３０は、本明細書が開示する技術におけるヒートシンクの第１の表面の一例である。
【００１２】
第１ヒートシンク２０と同様に、第２ヒートシンク４０もまた、概して直方体形状の部材であり、上面４４と、その上面４４とは反対側に位置する下面４８と、その上面４４と下面４８との間に位置し、第１ヒートシンク２０と互いに向き合うように配置される左側面５０と、左側面５０とは反対に位置する右側面４６とを有する。第２ヒートシンク４０の左側面５０は、第２導体板１６を介して半導体素子１２と電気的、熱的、及び機械的に接続されている。これにより、半導体素子１２には、第２ヒートシンク４０を介して、電流が通電される。そして、通電に伴って半導体素子１２で発生した熱は、第２ヒートシンク４０を介して、放熱板８２へと伝達される。ここで、第２ヒートシンク４０の左側面５０は、本明細書が開示する技術におけるヒートシンクの第１の表面の一例である。
【００１３】
放熱板８２は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金又はその他の金属といった、熱伝導性に優れた材料で構成されている。放熱板８２は、複数のフィン８２ａを有する。放熱板８２は、絶縁シート８４を介して、第１ヒートシンク２０の下面２８及び第２ヒートシンク４０の下面４８に熱的に接続されている。絶縁シート８４は、例えば樹脂といった、絶縁性を有する材料を用いて構成されることができる。放熱板８２は、第１ヒートシンク２０及び第２ヒートシンク４０から伝達された熱を、複数のフィン８２ａから外部（例えば大気中や冷媒中）に放出する。ここで、第１ヒートシンク２０の下面２８及び第２ヒートシンク４０の下面４８はそれぞれ、本明細書が開示する技術におけるヒートシンクの第２の表面の一例である。
【００１４】
本実施例の半導体モジュール１０では、通電やその停止に伴って各構成部材の温度が変動し、その温度に応じた熱膨張が各構成部材に生じる。ここで、半導体素子１２、第１ヒートシンク２０及び放熱板８２は、互い異なる材料を用いて構成されることが多く、それぞれの線膨張係数が互い相違し得る。従って、半導体素子１２、第１ヒートシンク２０及び放熱板８２のそれぞれに熱膨張が生じたときに、それらの各接合部では比較的に大きな応力が生じやすく、亀裂や剥離といった不具合の発生が懸念される。そこで、本実施例における第１ヒートシンク２０には、スリット２２が設けられている。このようなスリット２２が、第１ヒートシンク２０に設けられていると、各接合部に生じる応力を低減することができる。
【００１５】
第１ヒートシンク２０にスリット２２が設けられていると、第１ヒートシンク２０における半導体素子１２から放熱板８２への熱伝導が、スリット２２によって阻害されるおそれがある。そこで、本実施例における第１ヒートシンク２０では、以下の条件が満たされるように、スリット２２が設けられている。図２に示すように、第１ヒートシンク２０の右側面３０のなかで、半導体素子１２と熱的に接続されている範囲を吸熱範囲３２とする。本実施例では、第１導体板１４に接触している範囲が、吸熱範囲３２となる。また、第１ヒートシンク２０の下面２８のなかで、放熱板８２と熱的に接続された範囲を放熱範囲３４とする。そして、第１ヒートシンク２０において吸熱範囲３２と放熱範囲３４との間を直線的に接続する領域（ハッチングを付した部分）を伝熱領域３６とする。ここで、吸熱範囲３２と放熱範囲３４とを直線的に接続する領域（即ち、伝熱領域３６）とは、一端を吸熱範囲３２内の任意の点とし、他端を放熱範囲３４内の任意の点とする線分の全集合によって画定される立体的な領域を意味する。このように伝熱領域３６を定義したときに、スリット２２は、伝熱領域３６の外側に位置するとともに、スリット２２の深さ方向は、放熱範囲３４に近づくほど吸熱範囲３２から離れる方向に沿って延びている。
【００１６】
第１ヒートシンク２０では、半導体素子１２へ熱的に接続された吸熱範囲３２から、放熱板８２へ熱的に接続された放熱範囲３４に向けて熱伝導が生じる。この熱伝導は主に、図２中の矢印群Ａで模式的に示すように、吸熱範囲３２と放熱範囲３４とを直線的に接続する伝熱領域３６において行われる。従って、第１ヒートシンク２０に設けられたスリット２２が、伝熱領域３６の外側に位置していると、第１ヒートシンク２０における熱伝導が、スリット２２によって阻害されることが抑制される。加えて、スリット２２の深さ方向は、放熱範囲３４に近づくほど、吸熱範囲３２から離れる方向に沿って延びている。このような構成によると、スリット２２の深さ方向が、ヒートシンク２０における熱伝導の方向（図２中の矢印群Ａ）に近くなるので、スリット２２が比較的に深く形成された場合でも、第１ヒートシンク２０における熱伝導が阻害され難い。このように、スリット２２が伝熱領域３６の外側に位置し、かつ、スリット２２の深さ方向が放熱範囲３４に近づくほど吸熱範囲３２から離れる方向に沿って延びていることで、第１ヒートシンク２０における熱伝導がスリット２２によって阻害されることを有意に抑制することができる。
【００１７】
一例ではあるが、本実施例における第１ヒートシンク２０では、上面２４と右側面３０との間に位置する角部から、その対角に位置する角部（即ち、下面２８と左側面２６との間の角部）に向けて、スリット２２が形成されている。このような構成によると、伝熱領域３６の外側に位置する限られた領域のなかで、スリット２２を比較的に深く形成することができる。ここで、スリット２２の深さは、例えば下記のように定めることができる。即ち、スリット２２の開口部２２ａから、スリット２２の深さ方向に沿って延長した直線が第１ヒートシンク２０の表面と交差する点までの距離に対して、スリット２２の深さがその３分の１から３分の２の間の寸法に設定されているとよい。このような構成によると、スリット２２による応力緩和の機能を維持しつつ、半導体モジュール１０における機械的強度についても十分に確保することができる。この点については、後述する第２ヒートシンク４０のスリット４２についても同様である。
【００１８】
本実施例のスリット２２によって得られる他の効果について、図３を参照して説明する。本実施例の半導体モジュール１０では、第１ヒートシンク２０のスリット２２が、第１ヒートシンク２０の上面２４と右側面３０との間の角部に設けられている。これにより、スリット２２は、半導体素子１２の近傍に位置しており、かつ、第１ヒートシンク２０の上側部分Ｘと半導体素子１２との間に介在している。ここで、第１ヒートシンク２０の上側部分Ｘは、放熱板８２から離れて位置するので、比較的に高温となりやすく、生じる熱膨張の程度も大きい。これに対して、第１ヒートシンク２０の下側部分Ｙは、比較的に低温に維持されることから、生じる熱膨張の程度も小さい。このように、第１ヒートシンク２０では、上側部分Ｘと下側部分Ｙとの間で熱膨張の程度に差が生じるので、上下方向に広がる半導体素子１２と第１ヒートシンク２０との間の接合部１８には、大きな応力が生じやすい。この点に関して、本実施例の半導体モジュール１０では、第１ヒートシンク２０の上側部分Ｘと半導体素子１２との間にスリット２２が介在することで、当該上側部分Ｘにおける熱膨張の影響が半導体素子１２側へ伝わり難く、その結果、半導体素子１２と第１ヒートシンク２０との間の接合部１８に生じる応力が抑制される。
【００１９】
同様に、第２ヒートシンク４０にも、スリット４２が形成されている。第２ヒートシンク４０のスリット４２は、構造及び機能の両面において、第１ヒートシンク２０のスリット２２と共通する。即ち、図２に示すように、第２ヒートシンク４０の左側面５０のなかで、半導体素子１２と熱的に接続されている範囲を吸熱範囲５２とする。本実施例では、第２導体板１６に接触している範囲が、吸熱範囲５２となる。また、第２ヒートシンク４０の下面４８のなかで、放熱板８２と熱的に接続された範囲を放熱範囲５４とする。そして、第２ヒートシンク４０において吸熱範囲５２と放熱範囲５４との間を直線的に接続する領域（ハッチングを付した部分）を伝熱領域５６とする。ここで、吸熱範囲５２と放熱範囲５４とを直線的に接続する領域（即ち、伝熱領域５６）とは、一端を吸熱範囲５２内の任意の点とし、他端を放熱範囲５４内の任意の点とする線分の全集合によって画定される立体的な領域を意味する。このように伝熱領域５６を定義したときに、スリット４２は、伝熱領域５６の外側に位置するとともに、スリット４２の深さ方向は、放熱範囲５４に近づくほど吸熱範囲５２から離れる方向に沿って延びている。これにより、第２ヒートシンク４０における熱伝導（図２中の矢印群Ｂを参照）が、スリット４２によって阻害されることを有意に抑制することができる。
【００２０】
一例ではあるが、本実施例における第２ヒートシンク４０では、上面４４と左側面５０との間に位置する角部から、その対角に位置する角部（即ち、下面４８と右側面４６との間の角部）に向けて、スリット４２が形成されている。このような構成によると、伝熱領域３６の外側に位置する限られた領域のなかで、スリット４２を比較的に深く形成することができる。また、前述した第１ヒートシンク２０と同様に、第２ヒートシンク４０の上側部分と半導体素子１２との間にスリット４２が介在することで、当該上側部分における熱膨張の影響が半導体素子１２側へ伝わり難く、その結果、半導体素子１２と第２ヒートシンク４０との間の接合部に生じる応力が抑制される。
【００２１】
（実施例２）図４を参照して、実施例２の半導体モジュール１００を説明する。半導体モジュール１００は、第１半導体素子１１２、第２半導体素子１１３、第１ヒートシンク１２０、第２ヒートシンク１４０、第３ヒートシンク１６０及び放熱板１８２を備える。第１半導体素子１１２は、第１ヒートシンク１２０と第２ヒートシンク１４０との間に位置し、第２半導体素子１１３は第２ヒートシンク１４０と第３ヒートシンク１６０との間に位置している。第１半導体素子１１２と第２半導体素子１１３とを挟持する第１ヒートシンク１２０と第２ヒートシンク１４０と第３ヒートシンク１６０とが、放熱板１８２上に配置されている。
【００２２】
第１半導体素子１１２と第１ヒートシンク１２０との間には、第１導体板１１４が介挿されており、第１半導体素子１１２と第２ヒートシンク１４０との間には、第２導体板１１６が介挿されている。また、第２半導体素子１１３と第２ヒートシンク１４０との間には、第３導体板１１５が介挿されており、第２半導体素子１１３と第３ヒートシンク１６０との間には、第４導体板１１７が介挿されている。各々の導体板１１４、１１６、１１５、１１７には、実施例１で説明した二つの導体板１４、１６と同様の構造を適宜採用することができる。本実施例における二つの半導体素子１１２、１１３はそれぞれ、両面に電極（図示省略）を有する縦型の半導体素子である。第１半導体素子１１２の一方の電極は、第１導体板１１４へ電気的、熱的、かつ機械的に接続されており、他方の電極は、第２導体板１１６へ電気的、熱的、かつ機械的に接続されている。第２半導体素子１１３の一方の電極は、第３導体板１１５へ電気的、熱的、かつ機械的に接続されており、他方の電極は、第４導体板１１７へ電気的、熱的、かつ機械的に接続されている。各々の半導体素子１１２、１１３の種類や具体的な構造については、実施例１における半導体素子１２と同様に、特に限定されない。
【００２３】
放熱板１８２は複数のフィン１８２ａを有する。放熱板１８２は、絶縁シート１８４を介して、各々のヒートシンク１２０、１４０、１６０に熱的に接続されている。放熱板１８２は、各々のヒートシンク１２０、１４０、１６０から伝達された熱を、複数のフィン１８２ａから外部（例えば大気中や冷媒中）に放出する。本実施例における放熱板１８２には、実施例１で説明した放熱板８２と同様の構造を適宜採用することができる。ここで、第１ヒートシンク１２０の下面１２８及び第２ヒートシンク１４０の下面１４８、第３ヒートシンク１６０の下面１６８はそれぞれ、本明細書が開示する技術におけるヒートシンクの第２の表面の一例である。必ずしも必要とされないが、第１ヒートシンク１２０と第１半導体素子１１２と第２ヒートシンク１４０との間それぞれには、第１導体板１１４と第２導体板１１６が介挿され、第２ヒートシンク１４０と第２半導体素子１１３と第３ヒートシンク１６０との間それぞれには、第３導体板１１５と第４導体板１１７が介挿される。
【００２４】
各々のヒートシンク１２０、１４０、１６０は、導電性を有し、かつ、熱伝導性に優れた材料を用いて構成されている。このような材料としては例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金又はその他の金属が挙げられる。第１ヒートシンク１２０は、概して直方体形状の部材であり、上面１２４と、その上面１２４とは反対側に位置する下面１２８と、その上面１２４と下面１２８との間に位置し、第２ヒートシンク１４０と互いに向き合うように配置される右側面１３０と、右側面１３０とは反対に位置する左側面１２６とを有する。第１ヒートシンク１２０の右側面１３０は第１導体板１１４を介して第１半導体素子１１２と電気的、熱的、及び機械的に接続されている。これにより、第１半導体素子１１２には、第１ヒートシンク１２０を介して、電流が通電される。そして、通電に伴って第１半導体素子１１２で発生した熱は、第１ヒートシンク１２０を介して、放熱板１８２へ伝達される。ここで、第１ヒートシンク１２０の右側面１３０は、本明細書が開示する技術におけるヒートシンクの第１の表面の一例である。また、第１ヒートシンク１２０の下面１２８は、放熱板１８２に熱的に接続されており、本明細書が開示する技術におけるヒートシンクの第２の表面の一例である。
【００２５】
第２ヒートシンク１４０もまた、概して直方体形状の部材であり、上面１４４と、その上面１４４とは反対側に位置する下面１４８と、その上面１４４と下面１４８との間に位置し、第１ヒートシンク１２０と互いに向き合うように配置される左側面１４６と、第３ヒートシンク１６０と互いに向き合うように配置される右側面１５０とを有する。第２ヒートシンク１４０の左側面１４６は、第２導体板１１６を介して第１半導体素子１１２と電気的、熱的、及び機械的に接続されている。これにより、第１半導体素子１１２には、第２ヒートシンク１４０を介して、電流が通電される。そして、通電に伴って、第１半導体素子１１２で発生した熱は、第２ヒートシンク１４０を介して、放熱板１８２へ伝達される。また、第２ヒートシンク１４０の右側面１５０は、第３導体板１１５を介して第２半導体素子１１３と電気的、熱的、及び機械的に接続されている。これにより、第２半導体素子１１３には、第１ヒートシンク１２０を介して、電流が通電される。そして、通電に伴って、第２半導体素子１１３で発生した熱は、第２ヒートシンク１４０を介して、放熱板１８２へ伝達される。ここで、第２ヒートシンク１４０の左側面１４６及び右側面１５０は、本明細書が開示する技術におけるヒートシンクの第１の表面の一例である。
【００２６】
第３ヒートシンク１６０もまた、概して直方体形状の部材であり、上面１６４と、その上面１６４とは反対側に位置する下面１６８と、その上面１６４と下面１６８との間に位置し、第２ヒートシンク１４０と互いに向きあうように配置される左側面１７０と、左側面１７０とは反対に位置する右側面１６６とを有する。第３ヒートシンク１６０の左側面１７０は第４導体板１１７を介して第２半導体素子１１３と電気的、熱的、及び機械的に接続されている。これにより、第２半導体素子１１３には、第３ヒートシンク１６０を介して、電流が通電される。そして、通電に伴って、第２半導体素子１１３で発生した熱は、第３ヒートシンク１６０を介して、放熱板１８２へ伝達される。ここで、第３ヒートシンク１６０の左側面１７０は、本明細書が開示する技術におけるヒートシンクの第１の表面の一例である。また、第３ヒートシンク１６０の下面１６８は、放熱板１８２に熱的に接続されており、本明細書が開示する技術におけるヒートシンクの第２の表面の一例である。
【００２７】
本実施例の半導体モジュール１００においても、実施例１の半導体モジュール１０と同様に、熱膨張に起因する応力を低減することを目的として、各々のヒートシンク１２０、１４０、１６０に、スリット１２２、１４２、１４３、１６２が設けられている。また、各々のヒートシンク１２０、１４０、１６０における熱伝導への影響を抑制するために、実施例１におけるスリット２２、４２と同様の条件を満たすように、各々のスリット１２２、１４２、１４３、１６２は設計されている。
【００２８】
即ち、図４に示すように、第１ヒートシンク１２０の右側面１３０のなかで、第１半導体素子１１２と熱的に接続されている範囲を吸熱範囲１３２とする。本実施例では、第１導体板１１４に接触している範囲が、吸熱範囲１３２となる。また、第１ヒートシンク１２０の下面１２８のなかで、放熱板１８２と熱的に接続された範囲を放熱範囲１３４とする。そして、第１ヒートシンク１２０において吸熱範囲１３２と放熱範囲１３４との間を直線的に接続する領域（ハッチングを付した部分）を伝熱領域１３６とする。伝熱領域１３６の詳細な定義については、実施例１で説明したとおりである。このように伝熱領域１３６を定義したときに、スリット１２２は、伝熱領域１３６の外側に位置するとともに、スリット１２２の深さ方向は、放熱範囲１３４に近づくほど吸熱範囲１３２から離れる方向に沿って延びている。このような構成のスリット１２２によると、これまでの説明から理解されるように、第１ヒートシンク１２０における熱伝導が、スリット１２２によって阻害されることを有意に抑制することができる。なお、本実施例における第１ヒートシンク１２０のスリット１２２は、下面１２８と左側面１２６との間に位置する角部から、その対角に位置する角部（即ち、上面１２４と右側面１３０との間の角部）に向けて、スリット１２２が形成されている。
【００２９】
同様に、第２ヒートシンク１４０にも、スリット１４２、１４３が形成されている。第２ヒートシンク１４０のスリット１４２、１４３は、設けられている位置は異なるが、構造及び機能の両面において、第１ヒートシンク１２０のスリット１２２と共通する。即ち、図４に示すように、第２ヒートシンク１４０の左側面１４６、右側面１５０のなかで、第１半導体素子１１２、第２半導体素子１１３と熱的に接続されている範囲をそれぞれ、第１吸熱範囲１５２、第２吸熱範囲１５３とする。本実施例では、第２導体板１１６に接触している範囲が、第１吸熱範囲１５２となり、第３導体板１１５に接触している範囲が、第２吸熱範囲１５３となる。また、第２ヒートシンク１４０の下面１４８のなかで、放熱板１８２と熱的に接続された範囲を放熱範囲１５４とする。そして、第２ヒートシンク１４０において第１吸熱範囲１５２と放熱範囲１５４との間を直線的に接続する領域（ハッチングを付した部分）を第１伝熱領域１５６とする。第２ヒートシンク１４０において第２吸熱範囲１５３と放熱範囲１５４との間を直線的に接続する領域（ハッチングを付した部分）を第２伝熱領域１５８とする。第１伝熱領域１５６及び第２伝熱領域１５８の詳細な定義については、これまでに説明した他のヒートシンク２０、４０、１２０と同様である。このように第１伝熱領域１５６及び第２伝熱領域１５８を定義したときに、スリット１４２、１４３はともに第１伝熱領域１５６及び第２伝熱領域１５８の外側に位置する。それに伴い、スリット１４２の深さ方向は、放熱範囲１５４に近づくほど第１吸熱範囲１５２から離れる方向に沿って延び、スリット１４３の深さ方向は、放熱範囲１５４に近づくほど第２吸熱範囲１５３から離れる方向に沿って延びている。これにより、第２ヒートシンク１４０における熱伝導が、スリット１４２、１４３によって阻害されることを有意に抑制することができる。
【００３０】
上記と同様に、第３ヒートシンク１６０にも、スリット１６２が形成されている。第３ヒートシンク１６０のスリット１６２は、構造及び機能の両面において、第１ヒートシンク１２０や第２ヒートシンク１４０のスリット１２２、１４２、１４３と共通する。即ち、図４に示すように、第３ヒートシンク１６０の左側面１７０のなかで、第２半導体素子１１３と熱的に接続されている範囲を吸熱範囲１７２とする。本実施例では、第４導体板１１７に接触している範囲が、吸熱範囲１７２となる。また、第３ヒートシンク１６０の下面１６８のなかで、放熱板１８２と熱的に接続された範囲を放熱範囲１７４とする。そして、第３ヒートシンク１６０において吸熱範囲１７２と放熱範囲１７４との間を直線的に接続する領域（ハッチングを付した部分）を伝熱領域１７６とする。伝熱領域１７６の詳細な定義については、これまでに説明した他のヒートシンク２０、４０、１２０、１４０と同様である。このように伝熱領域１７６を定義したときに、スリット１６２は、伝熱領域１７６の外側に位置するとともに、スリット１６２の深さ方向は、放熱範囲１７４に近づくほど吸熱範囲１７２から離れる方向に沿って延びている。これにより、第３ヒートシンク１６０における熱伝導が、スリット１６２によって阻害されることを有意に抑制することができる。なお、第３ヒートシンク１６０のスリット１６２は、下面１６８と右側面１６６との間に位置する角部から、その対角に位置する角部（即ち、上面１６４と左側面１７０との間の角部）に向けて、スリット１６２が形成されている。
【００３１】
以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。
【符号の説明】
【００３２】
１０、１００：半導体モジュール
１２、１１２、１１３：半導体素子
１４、１１４：第１導体板
１６、１１６：第２導体板
１８：接合部
２０、１２０：第１ヒートシンク
２２、４２、１２２、１４２、１４３、１６２：スリット
２２ａ、４２ａ：スリット開口部
２４、１２４：第１ヒートシンクの上面
２６、１２６：第１ヒートシンクの左側面
２８、１２８：第１ヒートシンクの下面（第２の表面の一例）
３０、１３０：第１ヒートシンクの右側面（第１の表面の一例）
３２、５２、１３２、１７２：吸熱範囲
３４、５４、１３４、１５４、１７４：放熱範囲
３６、５６、１３６、１７６：伝熱領域
４０、１４０：第２ヒートシンク
４４、１４４：第２ヒートシンクの上面
４６：第２ヒートシンクの右側面
４８、１４８：第２ヒートシンクの下面（第２の表面の一例）
５０、１４６：第２ヒートシンクの左側面（第１の表面の一例）
８２、１８２：放熱板
８２ａ、１８２ａ：放熱板のフィン
８４、１８４：絶縁シート
１１５：第３導体板
１１７：第４導体板
１５０：第２ヒートシンクの右側面（及び第１の表面）
１５２：第１吸熱範囲
１５３：第２吸熱範囲
１５６：第１伝熱領域
１５８：第２伝熱領域
１６０：第３ヒートシンク
１６４：第３ヒートシンクの上面
１６６：第３ヒートシンクの右側面
１６８：第３ヒートシンクの下面（第２の表面の一例）
１７０：第３ヒートシンクの左側面（第１の表面の一例）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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