特開 2022-75284 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022075284

(43)【公開日】2022-05-18

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/40 20060101AFI20220511BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20220511BHJP

【ＦＩ】

H01L23/40 A

H01L23/36 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020185974

(22)【出願日】2020-11-06

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】吉川 薫

【テーマコード（参考）】

5F136

【Ｆターム（参考）】

5F136BA30

5F136DA13

5F136DA27

5F136EA23

5F136EA41

5F136EA56

5F136FA02

5F136FA03

(57)【要約】

【課題】ヒートシンクに対する基板の回転を抑制できる半導体装置を提供すること。
【解決手段】半導体装置１０は、半導体素子２４が実装される基板２０と、ヒートシンク４０と、を備えている。ヒートシンク４０は、基板２０の厚さ方向の第１面２１を載置するための端壁４１と、端壁４１と一体的に設けられ、且つ基板２０の側面２３に沿って設けられる周壁４２と、を有している。端壁４１と周壁４２とにより基板２０を収容する収容部４３が形成されている。端壁４１と基板２０の第１面２１との間、及び周壁４２と基板２０の側面２３との間を接着する接着剤Ａｄにより構成される第１接着層６１及び第２接着層６２が設けられている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子が実装される基板と、
ヒートシンクと、を備え、
前記ヒートシンクは、
前記基板の厚さ方向の第１面を載置するための端壁と、
前記端壁と一体的に設けられ、且つ前記基板の前記第１面に交わる側面に沿って設けられる周壁と、を有し、
前記端壁と前記周壁とにより前記基板を収容する収容部が形成され、
前記端壁と前記第１面との間、及び前記周壁と前記側面との間を接着する接着剤により構成される接着層が設けられていることを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

前記端壁は、前記第１面と対向する載置面を有し、
前記載置面から前記基板の前記第１面とは反対側に位置する第２面までの高さは、前記載置面から前記周壁の開口端までの高さよりも低いことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記端壁は、前記第１面と対向する載置面を有し、
前記載置面から前記基板の前記第１面とは反対側に位置する第２面までの高さは、前記載置面から前記周壁の開口端までの高さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記接着層は、前記周壁と前記側面の間から前記基板の前記第１面とは反対側に位置する第２面にまで延びていることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記周壁の開口端に載置されることにより前記周壁の開口を閉塞するカバーを更に備えることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記基板は、前記厚さ方向から見たときに矩形状をなし、
前記周壁は、前記厚さ方向から見たときに矩形環状をなしていることを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に記載される半導体装置が知られている。
上記の半導体装置は、スイッチング素子等の半導体素子が実装される基板と、基板を冷却するヒートシンクと、を備えている。基板には、基板の上面から上方に向けて延びる端子電極が設けられている。基板は、ヒートシンクの上面に載置されている。基板とヒートシンクとは、ネジにより互いに固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－３８１４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、例えば、基板をヒートシンクにネジで固定するとき、又は端子電極に外部装置を電気的に接続するときに基板がヒートシンクに対して回転する虞がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する半導体装置は、半導体素子が実装される基板と、ヒートシンクと、を備え、前記ヒートシンクは、前記基板の厚さ方向の第１面を載置するための端壁と、前記端壁と一体的に設けられ、且つ前記基板の前記第１面に交わる側面に沿って設けられる周壁と、を有し、前記端壁と前記周壁とにより前記基板を収容する収容部が形成され、前記端壁と前記第１面との間、及び前記周壁と前記側面との間を接着する接着剤により構成される接着層が設けられている。

【0006】

これによれば、ヒートシンクの端壁と基板の第１面との間、及びヒートシンクの周壁と基板の側面との間に接着層が設けられる。そのため、基板及びヒートシンクの接合の強度が向上する。また、周壁と基板の側面との間を接着層が埋める様態となるため、基板が周壁に対して回転し難くなる。したがって、ヒートシンクに対する基板の回転を抑制できる。

【0007】

上記の半導体装置において、前記端壁は、前記第１面と対向する載置面を有し、前記載置面から前記基板の前記第１面とは反対側に位置する第２面までの高さは、前記載置面から前記周壁の開口端までの高さよりも低いとよい。

【0008】

これによれば、基板をヒートシンクの収容部に収容したとき、接着剤が基板の側面から基板の第２面に移動し易くなり、周壁の開口端に移動し難くなる。よって、半導体装置の外部への接着剤の漏洩を抑制できる。

【0009】

上記の半導体装置において、前記端壁は、前記第１面と対向する載置面を有し、前記載置面から前記基板の前記第１面とは反対側に位置する第２面までの高さは、前記載置面から前記周壁の開口端までの高さよりも高いとよい。

【0010】

これによれば、基板を収容部に収容したとき、第２面を含む基板の一部分がヒートシンクの外部に位置する。すなわち、作業者が基板を収容部に収容するとき、収容部に対して基板の収容が完了するまで基板を保持し易くなる。よって、半導体装置の製造時における品質を保つことができる。

【0011】

上記の半導体装置において、前記接着層は、前記周壁と前記側面との間から前記基板の前記第１面とは反対側に位置する第２面にまで延びているとよい。
これによれば、接着層における基板の第２面に延びている部分により、基板が厚さ方向に振動したときに基板が端壁から剥離し難くなる。よって、端壁に対する基板の接合の強度が向上する。

【0012】

上記の半導体装置において、前記周壁の開口端に載置されることにより前記周壁の開口を閉塞するカバーを更に備えるとよい。
これによれば、周壁の開口をカバーで覆うことにより半導体装置の外部から基板に異物が付着し難くすることができる。

【0013】

上記の半導体装置において、前記基板は、前記厚さ方向から見たときに矩形状をなし、前記周壁は、前記厚さ方向から見たときに矩形環状をなしているとよい。
これによれば、基板がヒートシンクに対して回転しようとしても、接着層を介して周壁が基板の回転を規制する。周壁が基板の回転する力を受けても、周壁は端壁と一体的に設けられているため、基板の回転する力を周壁だけでなく端壁にも分散させることができる。よって、ヒートシンクに対する基板の回転をより抑制できる。

【発明の効果】

【0014】

この発明によれば、ヒートシンクに対する基板の回転を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】半導体装置の分割斜視図。

【図2】図１の２－２線で切断したときの断面図。

【図3】図１の３－３線で切断したときの断面図。

【図4】ヒートシンクの周壁の開口を正面から見た概略図。

【図5】第２実施形態の半導体装置の断面図。

【図6】第２実施形態の半導体装置の断面図。

【図7】変更例の基板を正面から見た概略図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、半導体装置を具体化した一実施形態を図１～図３にしたがって説明する。なお、本実施形態の半導体装置は、フォークリフト等の産業車両を走行させる三相交流モータを駆動させるためのインバータである。

【0017】

図１に示すように、半導体装置１０は、基板２０と、複数の端子３０と、ヒートシンク４０と、カバー５０とを備えている。なお、半導体装置１０は、図示しない制御基板を備えている。

【0018】

基板２０は、厚さ方向で見た平面視において、矩形状をなしている。基板２０は、厚さ方向に位置する矩形状の第１面２１と、第１面２１とは反対側に位置する矩形状の第２面２２と、第１面２１及び第２面２２と交わる側面２３とを有している。第１面２１及び第２面２２は、短辺と長辺を有する長方形状をなしている。側面２３は、第１面２１及び第２面２２と連続している。基板２０は、導電性を有する金属部材が樹脂内に内蔵された樹脂基板である。基板２０の第２面２２には、当該金属部材が露出することにより形成されるパターンが設けられている。第１面２１及び第２面２２の短辺が延びる方向を短辺方向とし、長辺が延びる方向を長辺方向とする。

【0019】

基板２０の第２面２２には、複数の半導体素子２４が実装されている。全ての半導体素子２４は、基板２０の第２面２２に設けられたパターンに電気的に接続されている。半導体素子２４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴである。複数の半導体素子２４は、６つの半導体素子群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６に分かれて配置されている。各半導体素子群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６において、各半導体素子２４は、基板２０の短辺方向に一列に並んでいる。各半導体素子群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６は、基板２０の長手方向に間隔を隔てて配置されている。各半導体素子群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６は、インバータにおける三相の上下アームを構成している。なお、本実施形態の全ての半導体素子２４は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ等のスイッチング素子であってもよい。なお、各半導体素子２４は、基板２０の長辺方向に一列に並んでいてもよいし、基板２０の第２面２２上に配置されるのであればどのように配置してもよい。

【0020】

基板２０の第２面２２には、複数の端子３０が実装されている。全ての端子３０は、基板２０の第２面２２に設けられたパターンに電気的に接続されている。全ての端子３０は、第２面２２から突出している。全ての端子３０のそれぞれは、柱状をなしている。全ての端子３０の基端は、基板２０の第２面２２に電気的に接続されている。全ての端子３０のそれぞれの先端には、端子３０の軸線方向に凹設されたねじ穴３０ａが設けられている。ねじ穴３０ａの内周面には、雌ねじ溝が形成されている。

【0021】

図２に示すように、端子３０は、基板２０の第１面２１から第２面２２に向けて挿通されるボルトＢにより基板２０に固定される。ボルトＢは、端子３０の基端を軸線方向に貫通して端子３０に螺着される。

【0022】

図１に示すように、本実施形態において、端子３０は、５つ採用されている。５つの端子３０は、正極入力端子３１、負極入力端子３２、及び３つの出力端子３３である。正極入力端子３１、負極入力端子３２、及び出力端子３３は、アルミニウム系金属や銅などの金属製である。

【0023】

正極入力端子３１、負極入力端子３２、及び３つの出力端子３３は、基板２０の長手方向に間隔を隔てて配置されている。正極入力端子３１、負極入力端子３２、及び３つの出力端子３３は、基板２０の長手方向に一列をなすように配置されている。基板２０の厚さ方向から見た平面視において、正極入力端子３１、負極入力端子３２、及び３つの出力端子３３は、基板２０の一対の短縁の一方の中央から基板２０の一対の短縁の他方の中央に向けて延びる仮想直線に沿って一列に配置されている。正極入力端子３１と、負極入力端子３２とは、基板２０の長手方向において、各半導体素子群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６を挟んで配置されている。正極入力端子３１及び負極入力端子３２は、基板２０の一対の短縁寄りに配置されている。なお、正極入力端子３１、負極入力端子３２、及び３つの出力端子３３は、基板２０の長手方向に一例をなすように配置されていたが、基板２０の第２面２２上に配置されるのであればどのように配置してもよい。

【0024】

図１、図２、及び図３に示すように、ヒートシンク４０は、アルミニウム系金属や銅等の金属製である。ヒートシンク４０は、端壁４１と、周壁４２とを有している。端壁４１は、板状をなしている。端壁４１は、厚さ方向で見た平面視において、矩形状をなしている。端壁４１は、厚さ方向において、基板２０の第１面２１と対向する矩形状の載置面４１ａを有している。載置面４１ａは、基板２０の第１面２１よりも若干大きい。

【0025】

周壁４２は、端壁４１の厚さ方向で載置面４１ａから離間するように端壁４１から突出している。周壁４２は、端壁４１と一体的に設けられている。端壁４１の厚さ方向で見た平面視において、周壁４２は、矩形環状をなしている。ヒートシンク４０には、端壁４１と周壁４２とにより囲まれる収容部４３が形成されている。

【0026】

周壁４２の開口端は、矩形環状をなす環状面４２１ａをなしている。周壁４２は、外縁及び内縁が短辺と長辺とを有する長方形をなしている。周壁４２の外縁及び内縁のうち短辺が延びる方向は、基板２０の短辺方向と同じである。周壁４２の外縁及び内縁のうち長辺が延びる方向は、基板２０の長辺方向と同じである。周壁４２は、長辺方向に延びる一対の長壁部４２ａ，４２ａと、短辺方向に延びる一対の短壁部４２ｂ，４２ｂを有している。端壁４１の載置面４１ａから周壁４２の環状面４２１ａまでの高さは、基板２０の厚さよりも大きい。

【0027】

端壁４１には、載置面４１ａから端壁４１の厚さ方向に凹む長溝４４が設けられている。端壁４１を厚さ方向で見た平面視において、長溝４４は、一対の短壁部４２ｂ，４２ｂの一方の中央から一対の短壁部４２ｂ，４２ｂの他方の中央に向けて延びる仮想直線に沿って直線状に延びている。

【0028】

端壁４１に長溝４４が設けられることにより、載置面４１ａは、端壁４１を厚さ方向で見た平面視において、周壁４２の短辺方向に２分割されている。載置面４１ａにおける２分割された各面を第１載置面４１１ａ及び第２載置面４１２ａとする。第１載置面４１１ａ及び第２載置面４１２ａは、端壁４１を厚さ方向で見た平面視において、一対の短壁部４２ｂ，４２ｂが延びる短辺方向に短辺が存在し、一対の長壁部４２ａ，４２ａが延びる長辺方向に長辺が存在する矩形状の平面である。

【0029】

基板２０と、ヒートシンク４０と、カバー５０とが組み付けられる前の状態において、第１載置面４１１ａ及び第２載置面４１２ａには、接着剤Ａｄが塗布されている。第１載置面４１１ａ及び第２載置面４１２ａには、例えば、ディスペンサノズルにより接着剤Ａｄを一対の短壁部４２ｂ，４２ｂの間に延びる突条部をなすように塗布している。なお、接着剤Ａｄは、例えば、第１載置面４１１ａ及び第２載置面４１２ａに沿って、長辺方向に面状に塗布されていてもよい。

【0030】

カバー５０は、第１壁５１と、第２壁５２とを有している。第１壁５１は、板状をなしている。第１壁５１は、厚さ方向で見た平面視において、矩形状をなしている。第１壁５１は、厚さ方向で見た平面視において、短辺と長辺とを有する長方形状をなしている。第１壁５１の長辺が延びる方向は、基板２０の長辺方向と同じである。第１壁５１の短辺が延びる方向は、基板２０の短辺方向と同じである。

【0031】

第１壁５１には、５つの貫通孔５１ａが設けられている。５つの貫通孔５１ａは、第１壁５１を厚さ方向に貫通している。５つの貫通孔５１ａは、第１壁５１の長辺方向に間隔を隔てて一列をなすように配置されている。第１壁５１を厚さ方向で見た平面視において、５つの貫通孔５１ａは、第１壁５１の一対の短辺の一方の中央から第１壁５１の一対の短辺の他方の中央に向けて延びる仮想直線に沿って一列をなすように設けられている。第２壁５２は、第１壁５１から第１壁５１の厚さ方向に突出している。第２壁５２は、第１壁５１と一体的に設けられている。第２壁５２は、第１壁５１を厚さ方向に見た平面視において、矩形環状をなしている。第２壁５２の開口端は、矩形環状をなす環状面５２１ａをなしている。第２壁５２は、外縁及び内縁が短辺と長辺とを有する長方形をなしている。第２壁５２の外縁及び内縁のうち短辺が延びる方向は、基板２０の短辺方向と同じである。第２壁５２の外縁及び内縁のうち長辺が延びる方向は、基板２０の長辺方向と同じである。カバー５０には、第１壁５１と第２壁５２とにより囲まれる収容空間Ｓが形成されている。

【0032】

第２壁５２の開口端がなす開口５２ａは、第１壁５１を厚さ方向で見た平面視において、矩形状をなしている。開口５２ａは、基板２０の第２面２２よりも若干大きい。開口５２ａは、基板２０の外周縁よりも大きい。開口５２ａは、ヒートシンク４０の周壁４２の開口端がなす開口と同じ大きさである。

【0033】

基板２０と、ヒートシンク４０と、カバー５０とを組み付けるとき、基板２０の第１面２１と、端壁４１の載置面４１ａとを対向させる。このとき、基板２０及び端壁４１の厚さ方向において、基板２０に実装された５つの端子３０の並ぶ方向が端壁４１の長溝４４の延びる方向に一致する。基板２０を載置面４１ａに向けて近接させ、基板２０をヒートシンク４０の収容部４３に収容する。収容部４３に基板２０を収容したとき、基板２０の側面２３は、周壁４２の内面の全周に対向する。すなわち、周壁４２は、基板２０の側面２３の全周に沿って設けられる。収容部４３に基板２０を収容したとき、全ての端子３０のそれぞれを基板２０に固定するボルトＢは、長溝４４に収容される。収容部４３に基板２０を収容したとき、基板２０の第１面２１が接着剤Ａｄを第１載置面４１１ａ及び第２載置面４１２ａに押し広げる。そして、基板２０の第１面２１が接着剤Ａｄを介して載置面４１ａに載置される。すなわち、端壁４１は、基板２０の第１面２１を載置するために設けられている。

【0034】

基板２０が収容部４３に収容された状態において、基板２０は、図示しないボルトやネジ等の締結部材によりヒートシンク４０の載置面４１ａに固定される。なお、上述した制御基板は、基板２０の第２面２２と離間した状態で配置されつつ図示しない固定部材によりヒートシンク４０に対して固定される。

【0035】

次に、カバー５０の第２壁５２の開口端を、周壁４２の開口端に突き合わせるようにカバー５０を配置する。このとき、５つの端子３０のそれぞれの先端が、第１壁５１に設けられた５つの貫通孔５１ａのそれぞれに対応する位置に配置される。カバー５０の第２壁５２の開口端がヒートシンク４０の周壁４２の開口端に載置される。第２壁５２の環状面５２１ａと、周壁４２の環状面４２１ａとが面接触する。すなわち、環状面４２１ａ，５２１ａは、ヒートシンク４０とカバー５０とのシール面をなしている。

【0036】

第２壁５２を周壁４２に当接させたとき、カバー５０は、周壁４２の開口を閉塞する。第２壁５２を周壁４２に当接させたとき、カバー５０の収容空間Ｓの内部に、基板２０の第２面２２に実装された複数の端子３０及び上述した制御基板が収容される。また、５つの端子３０のそれぞれの先端が、５つの貫通孔５１ａのそれぞれに嵌め込まれる。すなわち、５つの端子３０それぞれのねじ穴３０ａは、第１壁５１から半導体装置１０の外部に露出した状態となる。ヒートシンク４０とカバー５０とは、例えば、ボルトにより互いに締結される。

【0037】

基板２０と、ヒートシンク４０と、カバー５０とを組み付け、且つ接着剤Ａｄの乾燥が完了した時点で、半導体装置１０が完成する。
このように構成された半導体装置１０において、正極入力端子３１の先端には、外部ケーブルを介してバッテリの正極が電気的に接続される。負極入力端子３２の先端には、外部ケーブルを介してバッテリの負極が電気的に接続される。３つの出力端子３３の先端には、外部ケーブルを介して三相交流モータが電気的に接続される。本実施形態では、バッテリの正極及び負極に電気的に接続される外部ケーブルに設けられた端子に雄ねじ溝が形成されており、当該端子が正極入力端子３１及び負極入力端子３２のそれぞれのねじ穴３０ａに螺着される。また、本実施形態では、三相交流モータの各相に電気的に接続される外部ケーブルに設けられた端子に雄ねじ溝が形成されており、当該端子が３つの出力端子３３のそれぞれのねじ穴３０ａに螺着される。これにより、外部ケーブルと全ての端子３０のそれぞれとが強固に結合される。

【0038】

そして、上述した制御基板は、各半導体素子群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６を制御する制御回路を有している。制御回路により各半導体素子群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６が制御されることで、正極入力端子３１及び負極入力端子３２を介してバッテリから基板２０に供給される直流電力が交流電力に変換されて、３つの出力端子３３から三相交流モータに供給される。

【0039】

上記の半導体装置１０を使用すると、基板２０に実装される複数の半導体素子２４の発熱量が多くなり、基板２０が加熱されるが、基板２０は接着剤Ａｄを介してヒートシンク４０に熱的に接続されている。そのため、基板２０で発生する熱は、ヒートシンク４０を介して半導体装置１０の外部に放熱される。すなわち、ヒートシンク４０は、基板２０を冷却する機能を有している。

【0040】

半導体装置１０は、ヒートシンク４０に対する基板２０の回転を抑制する構成を採用している。以下、図２及び図３にしたがって説明する。
図２及び図３に示すように、基板２０の第１載置面４１１ａ上に位置する側面２３を第１側面２３１とし、基板２０の第２載置面４１２ａ上に位置する側面２３を第２側面２３２とする。

【0041】

図４に示すように、ヒートシンク４０の周壁４２の開口端の平面視において、第１側面２３１及び第２側面２３２のそれぞれは、鏡面対称なＵ字形状をなしている。なお、ヒートシンク４０の周壁４２の開口端の平面視とは、端壁４１及び基板２０を厚さ方向で見た平面視と同義である。

【0042】

図２及び図３に示すように、半導体装置１０は、第１接着層６１を備えている。第１接着層６１は、接着剤Ａｄにより構成されている。第１接着層６１は、接着剤Ａｄが乾燥して凝固することにより構成されている。第１接着層６１は、第１層６１１と、第２層６１２と、第３層６１３とを有している。第１層６１１は、第１載置面４１１ａと第１面２１との間の全域に設けられている。第１層６１１は、第１載置面４１１ａと第１面２１との間を接着している。第１層６１１の一部は、長溝４４の内側面の一部に張り出している。第２層６１２は、第１層６１１と一体的に設けられている。第２層６１２は、周壁４２における第１側面２３１と対向する内側面と、基板２０の第１側面２３１との間に設けられている。第２層６１２は、周壁４２と第１側面２３１との間を接着している。第３層６１３は、第２層６１２と一体的に設けられている。第３層６１３は、基板２０の第２面２２における第１側面２３１と連続する外周縁部に設けられている。すなわち、第１接着層６１は、端壁４１と基板２０の第１面２１との間、及び周壁４２と基板２０の側面２３との間を接着する接着剤Ａｄにより構成される接着層である。また、第１接着層６１は、周壁４２と側面２３との間から基板２０の第２面２２にまで延びている。

【0043】

図４に示すように、第３層６１３は、ヒートシンク４０の周壁４２の開口端を平面視したとき、Ｕ字形状をなしている。すなわち、第２層６１２も同様に、ヒートシンク４０の周壁４２の開口端を平面視したとき、第１側面２３１に沿ったＵ字形状をなしている。

【0044】

図２に示すように、半導体装置１０は、第２接着層６２を備えている。第２接着層６２は、接着剤Ａｄにより構成されている。第２接着層６２は、接着剤Ａｄが乾燥して凝固することにより構成されている。第２接着層６２は、第１層６２１と、第２層６２２と、第３層６２３とを有している。第１層６２１は、第２載置面４１２ａと第１面２１との間の全域に設けられている。第１層６２１は、第２載置面４１２ａと第１面２１との間を接着している。第１層６２１の一部は、長溝４４の内側面の一部に張り出している。第２層６２２は、第１層６２１と一体的に設けられている。なお、第２層６２２は、第１接着層６１の第２層６１２と同じ形状を有している。図２には、第２層６２２の一部分のみが図示されているが、第２層６２２は、周壁４２における第２側面２３２と対向する内側面と、基板２０の第２側面２３２との間に設けられている。すなわち、第２層６２２は、周壁４２と第２側面２３２との間を接着している。

【0045】

第３層６２３は、第２層６２２と一体的に設けられている。第３層６２３は、基板２０の第２面２２における第２側面２３２と連続する外周縁部に設けられている。すなわち、第２接着層６２は、端壁４１と基板２０の第１面２１との間、及び周壁４２と基板２０の側面２３との間を接着する接着剤Ａｄにより構成される接着層である。また、第２接着層６２は、周壁４２と側面２３との間から基板２０の第２面２２にまで延びている。

【0046】

図４に示すように、第３層６２３は、ヒートシンク４０の周壁４２の開口端を平面視したとき、Ｕ字形状をなしている。すなわち、第２層６２２も同様に、ヒートシンク４０の周壁４２の開口端を平面視したとき、第２側面２３２に沿ったＵ字形状をなしている。

【0047】

図２及び図３に示すように、基板２０の全体が収容部４３に収容されている。載置面４１ａから基板２０の第２面２２までの高さは、載置面４１ａから周壁４２の環状面４２１ａまでの高さよりも低い。基板２０が収容部４３に収容されている状態において、第１接着層６１の第３層６１３及び第２接着層６２の第３層６２３の載置面４１ａからの高さは、載置面４１ａから周壁４２の環状面４２１ａまでの高さよりも低い。すなわち、第３層６１３，６２３は、周壁４２の環状面４２１ａにまで至らない。なお、第３層６１３，６２３の載置面４１ａからの高さは、載置面４１ａへの接着剤Ａｄの塗布量、及び基板２０の載置面４１ａへの加圧条件により決まる。載置面４１ａからの周壁４２の高さは、少なくとも接着剤Ａｄが環状面４２１ａに到達しないように設定され、且つ半導体装置１０の体格を必要以上に大型化しないように設定されている。

【0048】

本実施形態の作用を説明する。
半導体装置１０において、例えば、基板２０を締結部材によりヒートシンク４０の載置面４１ａに固定するとき、又は複数の端子３０にバッテリや三相交流モータのような外部装置を電気的に接続するためにねじ穴３０ａに外部ケーブルの端子を螺着するとき、ヒートシンク４０に対して基板２０が回転する虞がある。

【0049】

本実施形態では、ヒートシンク４０の端壁４１と基板２０の第１面２１との間、及びヒートシンク４０の周壁４２と基板２０の側面２３との間に第１接着層６１及び第２接着層６２が設けられる。そのため、基板２０及びヒートシンク４０の接合の強度が向上する。また、周壁４２と基板２０の側面２３との間を第１接着層６１及び第２接着層６２が埋める様態となるため、基板２０が周壁４２に対して回転し難くなる。

【0050】

本実施形態の効果を説明する。
（１）ヒートシンク４０の端壁４１と基板２０の第１面２１との間、及びヒートシンク４０の周壁４２と基板２０の側面２３との間に第１接着層６１及び第２接着層６２が設けられるため、ヒートシンク４０に対する基板２０の回転を抑制できる。

【0051】

（２）基板２０の第２面２２は、周壁４２の環状面４２１ａよりも端壁４１寄りに位置している。そのため、基板２０をヒートシンク４０の収容部４３に収容したとき、接着剤Ａｄが基板２０の側面２３から基板２０の第２面２２に移動し易くなり、周壁４２の環状面４２１ａに移動し難くなる。よって、半導体装置１０の外部への接着剤Ａｄの漏洩を抑制できる。

【0052】

（３）第１接着層６１及び第２接着層６２が基板２０の第２面２２にまで延びている。そのため、第３層６１３，６２３により、基板２０が厚さ方向に振動したときに基板２０が端壁４１から剥離し難くなる。よって、端壁４１に対する基板２０の接合の強度が向上する。

【0053】

（４）周壁４２の開口をカバー５０で覆うことにより半導体装置１０の外部から基板２０に異物が付着し難くすることができる。
（５）基板２０及び端壁４１を厚さ方向から見た平面視において、基板２０は矩形状をなし、周壁４２も矩形状をなしている。そのため、基板２０がヒートシンク４０に対して回転しようとしても、第１接着層６１及び第２接着層６２を介して周壁４２が基板２０の回転を規制する。周壁４２が基板２０の回転する力を受けても、周壁４２は端壁４１と一体的に設けられているため、基板２０の回転する力を周壁４２だけでなく端壁４１にも分散させることができる。よって、ヒートシンクに対する基板２０の回転をより抑制できる。

【0054】

（６）全ての端子３０のそれぞれのねじ穴３０ａに外部ケーブルの端子が螺着されるとき、複数の端子３０それぞれを介して基板２０には、締結トルクが作用する。第１接着層６１及び第２接着層６２には、基板２０に作用する締結トルクを分散させることができる。よって、本実施形態では、基板２０に作用する締結トルクに対して基板２０のヒートシンク４０への接合の強度が向上する。

【0055】

（７）基板２０の第２面２２が、周壁４２の環状面４２１ａよりも端壁４１寄りに位置しているため、接着剤Ａｄがヒートシンク４０とカバー５０とのシール面に付着することを抑制できる。

【0056】

（８）接着剤Ａｄが第１載置面４１１ａ及び第２載置面４１２ａが延びる方向に面状に塗布されていれば、基板２０の第１面２１により接着剤Ａｄを押し広げるときに基板２０の変形量を抑制できる。ひいては、基板２０に実装された半導体素子２４や端子３０等の部品への負荷を軽減できる。

【0057】

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施できる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。
○ 基板２０及び端壁４１の厚さ方向から見た平面視において、基板２０は矩形状を除く多角形状をなし、周壁４２は基板２０の側面２３に沿った形状を有していればよい。このように変更しても、第１接着層６１及び第２接着層６２を介して周壁４２が基板２０の回転を規制する。そして、周壁４２が基板２０の回転する力を受けても、周壁４２は端壁４１と一体的に設けられているため、基板２０の回転する力を周壁４２だけでなく端壁４１にも分散させることができる。なお、基板２０及び端壁４１の厚さ方向から見た平面視において、基板２０が円形状をなし、周壁４２が環状をなしていてもよい。

【0058】

○ 基板２０の形状は、図７に示すように変更してもよい。図７には、説明の便宜上、第１接着層６１及び第２接着層６２を記載していない。
図７に示すように、厚さ方向で基板２０を見た平面視において、基板２０の側面２３は、４つの湾曲面２３ａと、周壁４２に沿って延びる４つの縁部２３ｂとを有していてもよい。厚さ方向で基板２０を見た平面視において、４つの湾曲面２３ａは、隣り合う縁部２３ｂ同士を接続している。４つの湾曲面２３ａは、隣り合う縁部２３ｂ同士を接続する平面であってもよい。本変更例のように、周壁４２は、側面２３に沿って設けられていればよく、例えば、周壁４２は、４つの湾曲面２３ａに沿わず、且つ少なくとも４つの縁部２３ｂに沿って設けられていればよい。このとき、第２層６１２，６２２は、周壁４２と４つの縁部２３ｂとの間に設けられていることが好ましい。また、周壁４２と４つの湾曲面２３ａとの間に第２層６１２，６２２が設けられていてもよい。なお、本実施形態、上記変更例、及び本変更例に記載された基板２０を使用する場合、平面視において基板２０の側面２３のうち少なくとも直線状に延びる２つの縁部に沿って周壁４２が設けられることが好ましい。これにより、周壁４２が基板２０の回転する力を受けても、周壁４２は端壁４１と一体的に設けられているため、基板２０の回転する力を周壁４２だけでなく端壁４１にも分散させることができる。

【0059】

○ 周壁４２の環状面４２１ａに接着剤Ａｄが到達していてもよい。この場合、環状面４２１ａに到達する接着剤Ａｄの量を予め確認し、カバー５０の環状面５２１ａが周壁４２の環状面４２１ａに載置できる程度に、環状面４２１ａを大きくすることが好ましい。

【0060】

○ 載置面４１ａからの周壁４２の高さは、適宜変更してもよい。例えば、周壁４２を全ての端子３０のそれぞれの先端と同じ位置まで延ばしてもよい。この場合、カバー５０を周壁４２の開口を閉塞する板状をなすように変更してもよい。

【0061】

○ 半導体装置１０は、基板２０、複数の端子３０、及びヒートシンク４０により構成され、カバー５０を割愛してもよい。
○ 第１接着層６１は、第１層６１１と、第２層６１２とにより構成され、第３層６１３を割愛してもよい。第２接着層６２は、第１層６２１と、第２層６２２とにより構成され、第３層６２３を割愛してもよい。すなわち、第１接着層６１及び第２接着層６２は、基板２０の第２面２２にまで延びていなくてもよい。

【0062】

○ 第１接着層６１において、第１接着層６１の第１層６１１は、基板２０の第１面２１と端壁４１の第１載置面４１１ａとの間の全域に設けられていたが、全域に設けられていなくてもよい。第１層６１１と第２層６１２とは、一体的に設けられていたが、第１層６１１と第２層６１２とを分割して配置してもよい。すなわち、基板２０を収容部４３に収容するとき、周壁４２の内側面と第１側面２３１との間にも接着剤Ａｄを予め塗布しておいてもよい。

【0063】

○ 第２接着層６２において、第２接着層６２の第１層６２１は、基板２０の第１面２１と端壁４１の第２載置面４１２ａとの間の全域に設けられていたが、全域に設けられていなくてもよい。第１層６２１と第２層６２２とは、一体的に設けられていたが、第１層６２１と第２層６２２とを分割して配置してもよい。すなわち、基板２０を収容部４３に収容するとき、周壁４２の内側面と第２側面２３２との間にも接着剤Ａｄを予め塗布しておいてもよい。

【0064】

○ 第１接着層６１及び第２接着層６２は、基板２０及び端壁４１の厚さ方向から見た平面視において、鏡面対称なＵ字形状をなしていたが、例えば、第１接着層６１と第２接着層６２を連続させることにより、矩形環状をなす接着層を形成してもよい。このように変更する場合、第１載置面４１１ａと第２載置面４１２ａとを周壁４２に沿って連続させるとよい。そして、基板２０を収容部４３に収容したときの接着剤Ａｄが基板２０の側面２３と周壁４２の内側面との間の全域に配置されるように変更するとよい。

【0065】

○ 第１接着層６１及び第２接着層６２のうちいずれか一方を割愛してもよい。
○ 基板２０の第２面２２は、周壁４２の環状面４２１ａよりも端壁４１寄りに位置していたが、これに限らない。例えば、以下のように変更してもよい。

【0066】

図５及び図６に示すように、載置面４１ａから基板２０の第２面２２までの高さを、載置面４１ａから周壁４２の環状面４２１ａまでの高さよりも高くしてもよい。
このように変更することにより、基板２０を収容部４３に収容したとき、第２面２２を含む基板２０の一部分がヒートシンク４０の外部に位置する。すなわち、作業者が基板２０を収容部４３に収容するとき、収容部４３に対して基板２０の収容が完了するまで基板２０を保持し易くなる。よって、半導体装置１０の製造時における品質を保つことができる。

【0067】

○ 基板２０の第２面２２に実装される端子３０の数は、５つ採用されていたが、端子３０の数は、適宜変更してもよい。
○ ヒートシンク４０の周壁４２の開口端は、環状面４２１ａであったが、カバー５０を載置できれば形状は適宜変更してもよい。

【0068】

○ 全ての端子３０のそれぞれは、ボルトＢにより基板２０に固定されていたが、例えば、全ての端子３０のそれぞれの基端を基板２０の第２面２２に半田付けしてもよい。なお、全ての端子３０のうち複数の端子３０をボルトＢにより基板２０に固定し、残りの端子３０を基板２０の第２面２２に半田付けしてもよい。

【0069】

○ 全ての半導体素子２４が、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ等のスイッチング素子であったが、これに限らない。全ての半導体素子２４のうち複数の半導体素子２４をスイッチング素子とし、残りの半導体素子２４をダイオード等のスイッチング素子以外の部品としてもよい。

【0070】

○ 基板２０は、樹脂基板に限らず、プリント基板や金属基板であってもよい。
○ 端壁４１には、全ての端子３０のそれぞれを基板２０に固定するボルトＢが収容される長溝４４が設けられていたが、これに限らない。例えば、端壁４１には、全ての端子３０のそれぞれを基板２０に固定するボルトＢそれぞれを収容する複数の丸溝が設けられていてもよい。丸溝は、載置面４１ａから端壁４１の厚さ方向に凹むように設けられているとよい。

【0071】

○ ヒートシンク４０の端壁４１には、複数のフィンを設けてもよい。複数のフィンが設けられることにより、ヒートシンク４０が外気に触れる表面積が増加することによりヒートシンク４０の冷却機能が向上する。

【0072】

○ 半導体装置１０は、インバータ以外であってもよい。例えば、半導体装置１０は、コンバータなど、インバータ以外の電力変換装置であってもよい。
○ 半導体装置１０は、産業車両に搭載されるものでなくてもよい。

【符号の説明】

【0073】

１０…半導体装置、２０…基板、２１…第１面、２２…第２面、２３…側面、２４…半導体素子、３０…端子、３０ａ…ねじ穴、４０…ヒートシンク、４１…端壁、４１ａ…載置面、４１１ａ…第１載置面、４１２ａ…第２載置面、４２…周壁、４３…収容部、５０…カバー、６１…第１接着層、６２…第２接着層、Ａｄ…接着剤。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】