(57)【要約】【課題】複数の半導体モジュールを共通の制御基板に接合するに際して、隣接する半導体モジュールとの間で正確なピッチを維持することができる半導体モジュールを提供することを課題とする。【解決手段】共通の制御基板１１に対して複数個が接合される半導体モジュール１はそれぞれ、一端１ａに、隣接する半導体モジュールの凹部７に挿入される凸部５が形成されていると共に、他端１ｂに、隣接する半導体モジュールの凸部５を収容する凹部７が形成されている。凸部５は、隣接する半導体モジュールの凹部内に引っ掛かる離脱防止突出部５ｂを有し、凹部７は、隣接する半導体モジュールの凸部を掛止する離脱防止窪み部７ｂを有する。また、凸部５と凹部７とは同一輪郭を有する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の制御基板に対して複数個が接合される半導体モジュールであって、
一端に、隣接する半導体モジュールの凹部に挿入される凸部が形成されていると共に、他端に、隣接する半導体モジュールの凸部を収容する凹部が形成されており、
前記一端の凸部は、前記隣接する半導体モジュールの凹部内に引っ掛かる離脱防止突出部を有し、
前記他端の凹部は、前記隣接する半導体モジュールの凸部を掛止する離脱防止窪み部を有することを特徴とする半導体モジュール。
【請求項２】
前記離脱防止突出部は、前記一端の凸部の他の部分よりも幅が大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記離脱防止窪み部は、前記他端の凹部の他の部分よりも幅が狭く形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記一端の凸部と前記他端の凹部とは同一輪郭を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップを搭載し所定の制御基板と接合される半導体モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内部に半導体チップを搭載した半導体モジュールが考案されており、半導体モジュールは所定の制御基板に接合されていた（例えば、特許文献１参照）。また、その際の接合態様としては、半導体モジュールをハーネスによって制御基板に接続したり、角ピンなどを介した挿入形式で接続したりしていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１８３０９４号公報（第５図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数の半導体モジュールを共通の制御基板に接合する場合には、結線箇所が多くなるためハーネスを使用しない態様の方が好適であった。また、角ピンなどを用いた挿入形式では、複数の半導体モジュールのピッチを正確に確保しなければ、複数の半導体モジュールを共通の制御基板に接合できなかった。
【０００５】
従って、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、複数の半導体モジュールを共通の制御基板に接合するに際して、隣接する半導体モジュールとの間で正確なピッチを維持することができる半導体モジュールを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、共通の制御基板に対して複数個が接合される半導体モジュールであって、一端に、隣接する半導体モジュールの凹部に挿入される凸部が形成されていると共に、他端に、隣接する半導体モジュールの凸部を収容する凹部が形成されており、前記一端の凸部は、前記隣接する半導体モジュールの凹部内に引っ掛かる離脱防止突出部を有し、前記他端の凹部は、前記隣接する半導体モジュールの凸部を掛止する離脱防止窪み部を有することを特徴とする。
【０００７】
また、好適には、前記離脱防止突出部は、前記一端の凸部の他の部分よりも幅が大きく形成されており、前記離脱防止窪み部は、前記他端の凹部の他の部分よりも幅が狭く形成されている。
さらに、前記一端の凸部と前記他端の凹部とが同一輪郭を有すると好適である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１及び図２はそれぞれ、この発明の実施の形態に係る半導体モジュールの斜視図及び平面図である。
半導体モジュールは、一つの共通の制御基板に複数個が接合されて所定単位の電気回路を構成する。本実施の形態は、インバータ装置において一つの制御基板を用意し、かかる一つの共通の制御基板に、１相につき１個の割合で設けられるいわゆる２ｉｎ１タイプの半導体モジュールを３個接合する態様として実施したものである。
【００１０】
３つの２ｉｎ１タイプの半導体モジュール１にはそれぞれ、内部に複数の半導体チップが搭載されており、モジュールの上面には、半導体チップからなる回路の電気信号を伝達する接合用角ピン３が複数本、上方に向けて立設されている。また、各半導体モジュール１における一端、すなわち、複数の半導体モジュール１の隣接方向Ａを指向する一方の側面１ａには、隣接方向Ａに向けて突出する凸部５が形成されている。さらに、各半導体モジュール１における他端、すなわち、側面１ａと逆側に位置して隣接方向Ａを指向する他方の側面１ｂには、隣接方向Ａに窪んでいる凹部７が形成されている。
【００１１】
本実施の形態では、３個の半導体モジュール１の全ての凸部５と凹部７とは、大きさと形状とが等しい同一輪郭を有し、本実施の形態では台形状に形成されている。また、すべての凸部５と凹部７とは、隣接方向Ａと直交する方向である前後方向Ｂに関する位置が揃えられている。
【００１２】
各凸部５は、根元部５ａから先端部５ｂにいくほど、その幅（前後方向Ｂの寸法）が広くなるように形成されている。これに対応して、各凹部７も、開口部７ａから最深部７ｂにいくほど、その幅が広くなるように形成されている。各凸部５の突出量Ｃと各凹部７の深さＤとの合計寸法は、隣接する半導体モジュール１の角ピン３の対向する最外側ピンの所望の設計間隔寸法Ｅと等しくなるように設定されている。
【００１３】
一方、３個の半導体モジュール１が接合される共通の制御基板１１には、３個の半導体モジュール１の角ピン３が挿入されるように対応した３個のコネクタ１３が設けられている。そして、隣接するコネクタ１３の対向する最外側穴の間隔は、上述した角ピンの設計間隔寸法Ｅに設定されている。
【００１４】
次に、以上のような構成を有する３つの半導体モジュールを制御基板に接合する場合の作用について説明する。まず、３つの半導体モジュールを、対応する凸部５及び凹部７が嵌合するように連結する。すなわち、図１及び図２の紙面向かって左側の半導体モジュール１の凹部７に中央の半導体モジュール１の凸部５を挿入・嵌合すると共に、中央の半導体モジュール１の凹部７に右側の半導体モジュール１の凸部５を挿入・嵌合する。各凸部５及び凹部７の寸法や形状は上記のように構成されているため、相互に連結された３つの半導体モジュール１の隣接する角ピン３のピッチは、制御基板１１における隣接するコネクタ１３のピッチと等しく設計間隔寸法Ｅとなる。したがって、相互に連結された３つの半導体モジュール１を、制御基板１１に対して下方から接続するだけで、すべての角ピン３が対応するコネクタ１３に挿入され、半導体モジュールと制御基板との接合が完了する。したがって、結線用のハーネスを不要とすることができ、また、半導体モジュール間の位置精度が向上し角ピン間が一定間隔に保たれるので、複数の半導体モジュールを単一の共通の制御基板に容易に接合することができる。
【００１５】
また、各凸部５及び凹部７の幅が上記のように設定されていることから、各凸部５の先端部５ｂ及び各凹部７の最深部７ｂがそれぞれ、離脱防止突出部及び離脱防止窪み部として機能し、嵌合する凸部５が凹部７から離脱することが防止され、ひいては連結された複数の半導体モジュール１が個々に離隔することが防止される。よって、複数の半導体モジュール１を共通の制御基板１１に接合する際、安定した状態で接合作業を行うことが可能となる。
【００１６】
さらに、３個の半導体モジュール１の全ての凸部５と凹部７とは、大きさと形状とが等しい同一輪郭を有するため、単一の製作用型から製作した複数の半導体モジュールを用いて実施することができ、凸部及び凹部７を含めた半導体モジュール１の製作コストが高価になることを回避することができる。
【００１７】
以上に説明した本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な改変を施して実施することができる。まず、半導体モジュールに形成される凸部及び凹部は、離脱防止突出部及び離脱防止窪み部を凸部先端部や凹部開口部に有することには限定されない。よって、例えば、図３に示されるように、幅の広い部分２７ｂ、２５ｂをそれぞれ凹凸方向の中ほどに有しており、これらの部分が離脱防止突出部及び離脱防止窪み部として機能する態様でもよい。また、本発明の半導体モジュールに形成される凹凸部は、それらの平面輪郭が直線からなるものには限定されない。よって、例えば、図４に示されるように、円形輪郭を含む凸部３５及び凹部３７を設けてもよい。
【００１８】
また、本発明の半導体モジュールに形成される凹凸部は、それらの平面輪郭が隣接方向を対称軸とする線対称的であることには限定されない。また、離脱防止突出部及び離脱防止窪み部については、凹凸部の他の部分との幅の変化から構成されることには限定されず、凸部が凹部内に引っ掛かる（凹部が凸部を掛止する）態様であれば幅は一定であってもよい。以上のことから、例えば、図５に示されるように、凸部４５及び凹部４７は同一幅を有し、各平面輪郭がＶ字状に屈曲した形態のものでもよい。
【００１９】
また、本発明の半導体モジュールに形成される凸部及び凹部は、それらの平面輪郭が相互に同一形状であることには限定されない。よって、凸部が凹部から離脱防止されるように引っ掛かる態様であれば、例えば、図６に示されるような形態の凸部５５及び凹部５７でもよいし、図７に示されるような形態の凸部６５及び凹部６７でもよい。
【００２０】
また、本発明の半導体モジュールに形成される凸部及び凹部は、図８に示されるような態様でもよい。すなわち、凸部７５は、半導体モジュール１の一方の側面１ａにおける凸部７５を形成すべき周囲部を凹ませることで当該周囲部に対して相対的な凸部として形成してもよい。同様に、凹部７７は、半導体モジュール１の一方の側面１ｂにおける凹部７７を形成すべき周囲部を盛り上げることで当該周囲部に対して相対的な凹部として形成してもよい。この場合にも、凸部７５の先端部７５ｂ及び凹部７７の最深部７７ｂの幅をそれぞれ他の部分よりも広くすることで、これらの先端部７５ｂ及び最深部７７ｂを離脱防止用突出部及び離脱防止用窪み部として機能させることができる。
【００２１】
また、本発明の半導体モジュールに形成される凸部及び凹部はそれぞれ、高さ方向に関して上部及び下部の輪郭が同一形状であることには限定されず、また、凸部及び凹部の画定面は鉛直方向に延びていることには限定されない。よって、例えば、図９の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、凸部８５及び凹部８７のそれぞれの上方からみた平面輪郭と下方からみた底面輪郭とは相似関係であるが大きさは相互に異なる。すなわち、凸部８５及び凹部８７はそれぞれ、切頭三角錐状のような傾斜した凸部画定面８５ｃ及び凹部画定面８７ｃによって画定されている。
【００２２】
さらに、本発明の半導体モジュールに形成される凸部及び凹部に関し、凸部画定部及び凹部画定部の高さは相互に異なる態様でもよい。よって、例えば、図１０の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、半導体モジュールが側面１ｂ近傍に高さが一段低い部分１ｄを有しており、凹部９７はかかる高さの低い部分１ｄに形成されていてもよい。かかる態様によれば、凸部５を凹部９７に挿入するに際して、挿入のための高さ方向の移動量を少なくすることが可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体モジュールによれば、複数の半導体モジュールを共通の制御基板に接合するに際して、隣接する半導体モジュールとの間で正確なピッチを維持することができ、また、結線用のハーネスを不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体モジュールと制御基板とを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る半導体モジュールの平面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に関する半導体モジュールに形成された凹凸部の平面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に関する半導体モジュールに形成された凹凸部の平面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に関する半導体モジュールに形成された凹凸部の平面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に関する半導体モジュールに形成された凹凸部の平面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に関する半導体モジュールに形成された凹凸部の平面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に関する半導体モジュールに形成された凹凸部の平面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に関する半導体モジュールに形成された凹凸部に関し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＸ−ＩＸ線による断面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に関する半導体モジュールに形成された凹凸部に関し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。
【符号の説明】
１…半導体モジュール、５，２５，３５，４５，５５，６５，７５，８５…凸部、５ｂ，２５ｂ，７５ｂ…離脱防止突出部、７，２７，３７，４７，５７，６７，７７，８７，９７…凹部、７ｂ，２７ｂ，７７ｂ…離脱防止窪み部、１１…制御基板。
【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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