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(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】P2024164472
(43)【公開日】2024-11-27
(54)【発明の名称】半導体モジュール、及び、放熱ベース
(51)【国際特許分類】
H01L 23/36 20060101AFI20241120BHJP
H05K 1/02 20060101ALI20241120BHJP
【ＦＩ】
H01L23/36 C
H05K1/02 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023079966
(22)【出願日】2023-05-15
(71)【出願人】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004185
【氏名又は名称】インフォート弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100121083
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 宏義
(74)【代理人】
【識別番号】100138391
【弁理士】
【氏名又は名称】天田 昌行
(74)【代理人】
【識別番号】100132067
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 喜雅
(72)【発明者】
【氏名】磯崎 誠
【テーマコード（参考）】
5E338
5F136
【Ｆターム（参考）】
5E338AA02
5E338AA03
5E338AA16
5E338AA18
5E338BB13
5E338BB19
5E338BB71
5E338EE28
5F136BB05
5F136BC01
5F136DA27
5F136EA03
5F136FA02
5F136FA03
(57)【要約】
【課題】半導体モジュール及び放熱ベースにおいて、放熱ベースの締結時の変形による配線板の損傷を防ぐ。
【解決手段】半導体モジュール（２）は、半導体素子（５Ａ，５Ｂ）と、この半導体素子が実装された配線板（４）と、この配線板が接合された第１の面（３０１）と、この第１の面とは反対側に位置する第２の面（３０２）とを有する放熱ベース（３）とを備える。この放熱ベースは、第２の面（３０２）が凸状の曲面となるように反っており、放熱ベース（３）の第１の面（３０１）における複数の角部には、締結孔（３０３）が設けられ、放熱ベース（３）は、第１の面（３０１）のうち配線板（４）が接合された第１の領域（Ａ１）を除く第２の領域（Ａ２）において、締結孔（３０３）の周囲に位置し第１の面（３０１）の周縁（３０１ａ）に亘って設けられた凹部（３０４，３０５，３０６，３０７）を有する。
【選択図】図８
【解決手段】半導体モジュール（２）は、半導体素子（５Ａ，５Ｂ）と、この半導体素子が実装された配線板（４）と、この配線板が接合された第１の面（３０１）と、この第１の面とは反対側に位置する第２の面（３０２）とを有する放熱ベース（３）とを備える。この放熱ベースは、第２の面（３０２）が凸状の曲面となるように反っており、放熱ベース（３）の第１の面（３０１）における複数の角部には、締結孔（３０３）が設けられ、放熱ベース（３）は、第１の面（３０１）のうち配線板（４）が接合された第１の領域（Ａ１）を除く第２の領域（Ａ２）において、締結孔（３０３）の周囲に位置し第１の面（３０１）の周縁（３０１ａ）に亘って設けられた凹部（３０４，３０５，３０６，３０７）を有する。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体素子と、
前記半導体素子が実装された配線板と、
前記配線板が接合された第１の面と、当該第１の面とは反対側に位置する第２の面とを有する放熱ベースとを備え、
前記放熱ベースは、前記第２の面が凸状の曲面となるように反っており、
前記放熱ベースの前記第１の面における複数の角部には、締結孔が設けられ、
前記放熱ベースは、前記第１の面のうち前記配線板が接合された第１の領域を除く第２の領域において、前記締結孔の周囲に位置し前記第１の面の周縁に亘って設けられた凹部を有する
ことを特徴とする半導体モジュール。
前記半導体素子が実装された配線板と、
前記配線板が接合された第１の面と、当該第１の面とは反対側に位置する第２の面とを有する放熱ベースとを備え、
前記放熱ベースは、前記第２の面が凸状の曲面となるように反っており、
前記放熱ベースの前記第１の面における複数の角部には、締結孔が設けられ、
前記放熱ベースは、前記第１の面のうち前記配線板が接合された第１の領域を除く第２の領域において、前記締結孔の周囲に位置し前記第１の面の周縁に亘って設けられた凹部を有する
ことを特徴とする半導体モジュール。
【請求項2】
前記凹部は、前記第１の面に設けられた溝である
ことを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
ことを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項3】
前記第２の面のうち、前記第１の領域の反対側に位置する第３の領域と前記締結孔とを除く第４の領域は、溝が設けられていない曲面形状を呈する
ことを特徴とする請求項２記載の半導体モジュール。
ことを特徴とする請求項２記載の半導体モジュール。
【請求項4】
前記溝は、前記締結孔と前記第１の領域との間を通るように設けられている
ことを特徴とする請求項２記載の半導体モジュール。
ことを特徴とする請求項２記載の半導体モジュール。
【請求項5】
前記溝は、前記角部を隔てて直交する前記第１の面の前記周縁の２辺に亘って前記締結孔を取り囲むように設けられている
ことを特徴とする請求項４記載の半導体モジュール。
ことを特徴とする請求項４記載の半導体モジュール。
【請求項6】
前記溝は、円弧状に延びる
ことを特徴とする請求項５記載の半導体モジュール。
ことを特徴とする請求項５記載の半導体モジュール。
【請求項7】
前記溝は、前記第１の面の前記周縁における第１の辺に交差する方向に延びる第１の直進部分と、前記第１の面の前記周縁における前記第１の辺に直交する第２の辺に交差する方向に延びる第２の直進部分とを含む
ことを特徴とする請求項５記載の半導体モジュール。
ことを特徴とする請求項５記載の半導体モジュール。
【請求項8】
前記凹部は、前記放熱ベースの前記第１の面の前記周縁に設けられ前記放熱ベースを厚さ方向に貫通する切り込みである
ことを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
ことを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項9】
前記凹部は、単一の前記締結孔の周囲において互いに分離して設けられた第１の部分及び第２の部分を含み、
前記第１の部分は、前記第１の面の前記周縁における第１の辺から、当該第１の辺とは異なる方向に延び、
前記第２の部分は、前記第１の面の前記周縁における前記第１の辺に直交する第２の辺から、当該第２の辺とは異なる方向に延びる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
前記第１の部分は、前記第１の面の前記周縁における第１の辺から、当該第１の辺とは異なる方向に延び、
前記第２の部分は、前記第１の面の前記周縁における前記第１の辺に直交する第２の辺から、当該第２の辺とは異なる方向に延びる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項10】
前記第１の部分は、前記第１の辺から前記単一の締結孔までの長さよりも長く、前記第１の辺から前記第１の面上を延び、
前記第２の部分は、前記第２の辺から前記単一の締結孔までの長さよりも長く、前記第２の辺から前記第１の面上を延びる
ことを特徴とする請求項９記載の半導体モジュール。
前記第２の部分は、前記第２の辺から前記単一の締結孔までの長さよりも長く、前記第２の辺から前記第１の面上を延びる
ことを特徴とする請求項９記載の半導体モジュール。
【請求項11】
前記第１の部分は、前記第１の辺から前記単一の締結孔の中心までの長さよりも長く、前記第１の辺から前記第１の面上を延び、
前記第２の部分は、前記第２の辺から前記単一の締結孔の前記中心までの長さよりも長く、前記第２の辺から前記第１の面上を延びる
ことを特徴とする請求項１０記載の半導体モジュール。
前記第２の部分は、前記第２の辺から前記単一の締結孔の前記中心までの長さよりも長く、前記第２の辺から前記第１の面上を延びる
ことを特徴とする請求項１０記載の半導体モジュール。
【請求項12】
平面視で前記凹部と重なっており前記凹部の前記放熱ベースに対して反対側において、前記第２の面が前記凸状の曲面の延長になっている
ことを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
ことを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項13】
半導体素子が実装された配線板が接合される第１の面と、当該第１の面とは反対側に位置する第２の面とを有する放熱ベースであって、
前記第２の面が凸状の曲面となるように反っており、
前記第１の面における複数の角部には、締結孔が設けられ、
前記第１の面のうち前記配線板が接合された第１の領域とは異なる第２の領域において、前記締結孔の周囲に位置し前記第１の面の周縁に亘って設けられた凹部を有する
ことを特徴とする放熱ベース。
前記第２の面が凸状の曲面となるように反っており、
前記第１の面における複数の角部には、締結孔が設けられ、
前記第１の面のうち前記配線板が接合された第１の領域とは異なる第２の領域において、前記締結孔の周囲に位置し前記第１の面の周縁に亘って設けられた凹部を有する
ことを特徴とする放熱ベース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体素子と配線板と放熱ベースとを備える半導体モジュール、及び、配線板が接合される放熱ベースに関する。
【背景技術】
【0002】
インバータ装置等の電力変換装置に用いられる半導体装置には、配線板、半導体素子等が配置された放熱ベースが冷却器に取り付けられたものがある（例えば、特許文献１～８を参照）。この種の半導体装置に用いられる放熱ベースには、配線板、半導体素子等が配置される第１の面とは反対側の、冷却器と向い合わせとなる第２の面が凸状になるように成形されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－１６５２７９号公報
【特許文献2】特開２０１８－１９５７１７号公報
【特許文献3】特開２０１７－０１７２８０号公報
【特許文献4】特開２００７－０１２９２８号公報
【特許文献5】特開平０６－１６９０３７号公報
【特許文献6】特開２００６－３０３３７５号公報
【特許文献7】米国特許第７５１１９６１号明細書
【特許文献8】特開２０２０－０１７７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
放熱ベースの第１の面には、接合材により配線板が接合される。第２の面が凸状になるように成形された放熱ベースは、冷却器に取り付けられるときに、第２の面が凸状の曲面から平坦な面に変化する方向に変形する。このため、放熱ベースが変形することにより、放熱ベースの第１の面に接合された配線板に抗折強度以上の変形応力が加わり、配線板が損傷することがある。
【0005】
１つの側面において、本発明は、放熱ベースの締結時の変形による配線板の損傷を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
１つの態様に係る半導体モジュールは、半導体素子と、前記半導体素子が実装された配線板と、前記配線板が接合された第１の面と、当該第１の面とは反対側に位置する第２の面とを有する放熱ベースとを備え、前記放熱ベースは、前記第２の面が凸状の曲面となるように反っており、前記放熱ベースの前記第１の面における複数の角部には、締結孔が設けられ、前記放熱ベースは、前記第１の面のうち前記配線板が接合された第１の領域を除く第２の領域において、前記締結孔の周囲に位置し前記第１の面の周縁に亘って設けられた凹部を有する。
【発明の効果】
【0007】
上述の態様によれば、放熱ベースの締結時の変形による配線板の損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】一実施の形態におけるエネルギー変換装置の構成例を示す上面図である。
【図4】半導体モジュールの回路の構成例を示す図である。
【図5】放熱ベースを冷却器に取り付けるときの熱伝導材の塗布パターンの例を説明する下面図である。
【図6】放熱ベースを冷却器に取り付けるときの熱伝導材の広がりの様子を説明する図である。
【図7】放熱ベースを冷却器に取り付けるときに生じる問題の一例を説明する図である。
【図8】一実施の形態に係る放熱ベースの第１の構成例を示す上面図、及び２つの溝の断面形状の例を示す側面図である。
【図9】一実施の形態に係る放熱ベースの第２の構成例を示す上面図である。
【図10】一実施の形態に係る放熱ベースの第３の構成例を示す上面図、及び溝の長さを説明するための図である。
【図11】一実施の形態に係る放熱ベースの第４の構成例を示す上面図及び側面図、並びに切り込みの長さを説明するための図である。
【図12】一実施の形態と比較例との配線板にかかる引張応力の違いを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、参照する各図におけるＸ、Ｙ、Ｚの各軸は、例示するエネルギー変換装置、半導体モジュール等における平面や方向を定義する目的で示している。Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸は互いに直交し、右手系を成している。以下の説明では、Ｚ方向を上下方向と呼ぶことがある。また、Ｘ軸及びＹ軸を含む面をＸＹ面と呼び、Ｙ軸及びＺ軸を含む面をＹＺ面と呼び、Ｚ軸及びＸ軸を含む面をＺＸ面と呼ぶことがある。これらの方向や面は、説明の便宜上用いる文言であり、エネルギー変換装置等の取付け姿勢によっては、ＸＹＺ方向のそれぞれとの対応関係が変わることがある。例えば、本明細書では、エネルギー変換装置を構成する部材におけるＺ方向正側（＋Ｚ方向）を向いた面を上面と呼び、Ｚ方向負側（－Ｚ方向）を向いた面を下面と呼ぶが、Ｚ方向負側を向いた面が上面と呼ばれ、Ｚ方向正側を向いた面が下面と呼ばれてもよい。また、本明細書において、平面視は、エネルギー変換装置等の上面又は下面（ＸＹ面）をＺ方向からみた場合を意味する。
【0010】
各図における縦横比や各部材同士の大小関係は、あくまで模式的に表されており、実際に製造されるエネルギー変換装置等における関係とは必ずしも一致しない。説明の便宜上、各部材同士の大小関係を誇張して表現している場合も想定される。また、異なる図面間では、同一の部材の形状が異なっている場合もある。
【0011】
以下の説明では、本実施の形態に係る半導体モジュールを備えるエネルギー変換装置の例として、産業用又は車載用モータのインバータ装置等の電力変換装置に適用される装置を挙げる。このため、以下の説明では、既知のエネルギー変換装置と同一の、又は類似した構成、機能、動作、及び組み立て方法等についての詳細な説明を省略する。
【0012】
図１は、一実施の形態におけるエネルギー変換装置１の構成例を示す上面図である。図２は、図１のＡ－Ａ’線で切断したエネルギー変換装置１内部の構成例を示す断面側面図である。図３は、図１のＢ－Ｂ’線で切断したエネルギー変換装置１の断面側面図である。図４は、半導体モジュール２の回路の構成例を示す図である。なお、図１では、配線板４及び半導体素子５Ａ及び５Ｂ等を封止する封止材９を省略している。図２には、図１のＡ－Ａ’線で切断したエネルギー変換装置１のうちのＡ－Ａ’線を境として左側に位置する部分を右方から見た場合の構成例を概略的に示している。図２では、封止材９の断面であることを示すハッチングを省略している。図３には、図１のＢ－Ｂ’線で切断したエネルギー変換装置１のうちのＢ－Ｂ’線を境として左側に位置する部分を右方から見た場合の構成例を概略的に示している。
【0013】
図１～図３に例示したエネルギー変換装置１は、半導体装置としての半導体モジュール２と、冷却器１０とを含む。半導体モジュール２は、放熱ベース３と、配線板４と、半導体素子５Ａ及び５Ｂと、複数のボンディングワイヤ７Ａ～７Ｆと、ケース８と、封止材９と、を含む。冷却器１０は、フィン１１と、ウォータージャケット１２とを含む。半導体モジュール２は、放熱ベース３の締結孔に挿通され、冷却器１０のフィン１１の上面１１１０に設けられたねじ穴（雌ねじ）と螺合する雄ねじを有するねじ１３によって、冷却器１０に取り付けられている。半導体モジュール２の放熱ベース３と冷却器１０のフィン１１とは、サーマルグリス、サーマルコンパウンド等の熱伝導材１４を介して接続されている。
【0014】
図１～図３に例示した半導体モジュール２は、図４に例示したような単相電圧形ハーフブリッジインバータ回路を構成する。この種の半導体モジュール２における放熱ベース３の上面には、配線板４が配置されている。配線板４は、絶縁基板４００と、絶縁基板４００の上面（第１の面の一例）に設けられた第１の導体パターン４０１及び第２の導体パターン４０２と、絶縁基板４００の下面（第２の面の一例）に設けられた第３の導体パターン４０３とを含む。配線板４は、例えば、ＤＣＢ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｂｏｎｄｉｎｇ）基板やＡＭＢ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍｅｔａｌ Ｂｒａｚｉｎｇ）基板であり得る。配線板４は、積層基板、絶縁回路基板と呼ばれてもよい。
【0015】
絶縁基板４００は、特定の基板に限定されない。絶縁基板４００は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）との複合材料等のセラミックス材料によって形成されたセラミックス基板であってよい。絶縁基板４００は、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁樹脂を成形した基板、ガラス繊維等の基材に絶縁樹脂を含侵させた基板、平板状の金属コアの表面を絶縁樹脂でコーティングした基板等であってもよい。
【0016】
第３の導体パターン４０３は、インバータ回路で発生した熱を放熱ベース３に伝導する熱伝導部材として機能する部材であり、例えば、銅やアルミニウム等の金属板又は金属箔等によって形成される。第３の導体パターン４０３は、はんだ等の接合材２１によって放熱ベース３に接合される。第３の導体パターン４０３は、放熱層、放熱板、放熱パターンなどと呼ばれてもよい。
【0017】
第１の導体パターン４０１及び第２の導体パターン４０２は、インバータ回路における配線部材として機能する部材であり、例えば、銅やアルミニウム等の金属板又は金属箔等によって形成される。第１の導体パターン４０１及び第２の導体パターン４０２は、導体層、導体板、導電層、配線パターンなどと呼ばれてもよい。
【0018】
第１の導体パターン４０１の上には、図示しない接合材により第１の導体パターン４０１に接合された第１の半導体素子５Ａが配置されている。第２の導体パターン４０２の上には、接合材２２により第２の導体パターン４０２に接合された第２の半導体素子５Ｂが配置されている。第１の半導体素子５Ａ及び第２の半導体素子５Ｂの各々は、はんだ等の導電性の接合材によって第１の導体パターン４０１及び第２の導体パターン４０２に接合される。
【0019】
第１の半導体素子５Ａ及び第２の半導体素子５Ｂの各々は、例えば、スイッチング素子であるＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子と、スイッチング素子に逆並列に接続されるＦＷＤ（Ｆｒｅｅ Ｗｈｅｅｌｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子等のダイオード素子と、を一体化したＲＣ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ）－ＩＧＢＴ素子で構成される。半導体素子５Ａ及び５Ｂにおけるスイッチング素子及びダイオード素子は、Ｓｉ基板に限らず、例えば、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（窒化ガリウム）等のワイドバンドギャップ半導体を用いた半導体基板に形成されてもよい。この種の半導体素子５Ａ及び５Ｂの各々は、下面に図示しない第１の主電極が設けられ、上面に図示しない第２の主電極及び制御電極（ゲート電極）が設けられている。すなわち、第１の導体パターン４０１は、導電性の接合材により第１の半導体素子５Ａの第１の主電極と電気的に接続され、第２の導体パターン４０２は、導電性の接合材２２により第２の半導体素子５Ｂの第１の主電極と電気的に接続される。
【0020】
第１の半導体素子５Ａの上面に設けられた第２の主電極は、ボンディングワイヤ７Ａによって、ケース８に設けられた出力端子８０３と電気的に接続される。第１の半導体素子５Ａの上面に設けられた制御電極は、ボンディングワイヤ７Ｃによって、ケース８に設けられた第１の制御端子８０４と電気的に接続される。第１の半導体素子５Ａの下面に設けられた第１の主電極と電気的に接続された第１の導体パターン４０１は、ボンディングワイヤ７Ｂによって、ケース８に設けられた第１の入力端子（Ｐ端子）８０１と電気的に接続される。すなわち、第１の半導体素子５Ａの第１の主電極は、接合材、第１の導体パターン４０１、及びボンディングワイヤ７Ｂを介して、ケース８に設けられた第１の入力端子８０１と電気的に接続される。
【0021】
第２の半導体素子５Ｂの上面に設けられた第２の主電極は、ボンディングワイヤ７Ｄによって、ケース８に設けられた第２の入力端子（Ｎ端子）８０２と電気的に接続される。第２の半導体素子５Ｂの上面に設けられた制御電極は、ボンディングワイヤ７Ｆにより、ケース８に設けられた第２の制御端子８０５と電気的に接続される。第２の半導体素子５Ｂの下面に設けられた第１の主電極と電気的に接続された第２の導体パターン４０２は、ボンディングワイヤ７Ｅにより、ケース８に設けられた出力端子８０３と電気的に接続される。すなわち、第２の半導体素子５Ｂの第１の主電極は、接合材２２、第２の導体パターン４０２、及びボンディングワイヤ７Ｅを介して、ケース８に設けられた出力端子８０３と電気的に接続される。
【0022】
第１の入力端子８０１、第２の入力端子８０２、出力端子８０３、第１の制御端子８０４、及び第２の制御端子８０５は、ケース８の絶縁部材８００と一体的に設けられる。絶縁部材８００は、上面及び下面が開口しており、放熱ベース３の上面に配置された配線板４、半導体素子５Ａ及び５Ｂ、ボンディングワイヤ７Ａ～７Ｆ等を収容可能な中空部を有する。絶縁部材８００は、例えば、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ＰＡ（Ｐｏｌｙ Ａｍｉｄｅ）等の絶縁性の樹脂材料を用いて形成される。第１の入力端子８０１、第２の入力端子８０２、出力端子８０３、第１の制御端子８０４、及び第２の制御端子８０５は、例えば、銅板等の金属板等を用いて形成され、例えば、インサート成形により絶縁部材８００と一体化される。
【0023】
第１の入力端子８０１、第２の入力端子８０２、及び出力端子８０３は、絶縁部材８００の上面から突出した部分が、絶縁部材８００の上面に沿って延伸するように折り曲げられている。絶縁部材８００の上面のうちの、第１の入力端子８０１と重なる領域内、第２の入力端子８０２と重なる領域内、及び出力端子８０３と重なる領域内のそれぞれには、ねじ穴の軸芯方向が上下方向になる向きでナット１５を収容可能な収容部（図示せず）が設けられている。第１の入力端子８０１、第２の入力端子８０２、及び出力端子８０３は、絶縁部材８００の収容部に収容されたナット１５にボルト等のねじ部品を螺合可能にする貫通穴（図示せず）が設けられている。
【0024】
第１の入力端子８０１、第２の入力端子８０２、出力端子８０３、第１の制御端子８０４、及び第２の制御端子８０５の各端子は、一方の端部が絶縁部材８００における中空部を画成する内周面に露出している。ボンディングワイヤ７Ａ～７Ｆの一端は、対応する端子のうちの絶縁部材８００の内周面に露出した部分と電気的に接続される。
【0025】
ケース８は、絶縁部材８００の下面を放熱ベース３の上面に接着することにより、放熱ベース３に取り付けられる。絶縁部材８００と放熱ベース３とを接着する接着剤１６は、例えば、エポキシ系、シリコーン系の接着剤であり得る。放熱ベース３の上面に配置された配線板４、半導体素子５Ａ及び５Ｂ、ボンディングワイヤ７Ａ～７Ｆは、放熱ベース３とケース８の絶縁部材８００によって画成される凹部空間内に位置し、当該凹部空間内に充填された封止材９によって封止される。封止材９は、例えば、エポキシ樹脂、シリコーンゲル等であり得る。
【0026】
放熱ベース３は、図１に例示したように、平面視での形状が矩形であり、角部にねじ１３の軸を挿通可能な後述する締結孔３０３（図３参照）と、この締結孔３０３の周囲に位置する後述する溝３０４（図３参照）とが形成されている板状部材である。図５に示すように、放熱ベース３は、平面視における角部がＲ面取りされているとよい。或いは、放熱ベース３の角部は、Ｃ面取りなどの他の面取りが行われていてもよい。
【0027】
放熱ベース３は、半導体素子５Ａ及び５Ｂが発した熱を冷却器１０に伝導する熱伝導部材として機能する部材であり、例えば、銅板やアルミニウム板等の金属板によって形成される。放熱ベース３は、例えば、プレス加工等によって、平板状の金属板を下面３０２が凸状の曲面となるように、下面３０２の全体を反らせている。ケース８の絶縁部材８００は、平面視で放熱ベース３の締結孔と重ならないように（より具体的には、ねじ１３をフィン１１のねじ穴に螺合させることができるように）、外周側の角部が切り取られた形状になっている。
【0028】
上記のように、図１～図３を参照して上述した半導体モジュール２は、図４に例示したような単相電圧形ハーフブリッジインバータ回路（以下「ハーフブリッジインバータ回路」と記載する）を構成する。ハーフブリッジインバータ回路は、第１の入力端ＩＮ（Ｐ）と出力端ＯＵＴとの間に接続されたスイッチング素子５０３及びダイオード素子５０４と、第２の入力端ＩＮ（Ｎ）と出力端ＯＵＴとの間に接続されたスイッチング素子５０５及びダイオード素子５０６と、を含む。第１の入力端ＩＮ（Ｐ）と出力端ＯＵＴとの間は、上アームと呼ばれることがあり、第２の入力端ＩＮ（Ｎ）と出力端ＯＵＴとの間は、下アームと呼ばれることがある。図１～図３を参照して上述した半導体モジュール２において、上アームのスイッチング素子５０３及びダイオード素子５０４は第１の半導体素子５Ａ内に形成されており、下アームのスイッチング素子５０５及びダイオード素子５０６は第２の半導体素子５Ｂ内に形成されている。
【0029】
スイッチング素子５０３及び５０５がＩＧＢＴ素子の場合、第１の半導体素子５Ａ及び第２の半導体素子５Ｂの下面側の第１の主電極がコレクタ電極と呼ばれ、上面側の第２の主電極がエミッタ電極と呼ばれる。上アームのスイッチング素子５０３は、コレクタ電極が第１の入力端子８０１であってよい第１の入力端ＩＮ（Ｐ）に接続され、下アームのスイッチング素子５０５のエミッタ電極は、第２の入力端子８０２であってよい第２の入力端ＩＮ（Ｎ）に接続される。第１の入力端ＩＮ（Ｐ）及び第２の入力端ＩＮ（Ｎ）は、それぞれ、直流電源の正極及び負極に接続される。上アームのスイッチング素子５０３のエミッタ電極、及び下アームのスイッチング素子５０５のコレクタ電極は、出力端子８０３であってよい出力端ＯＵＴに接続される。また、スイッチング素子５０３のゲート及びスイッチング素子５０５のゲートは、それぞれ、第１の制御端子８０４及び第２の制御端子８０５を介して、図示しない制御回路に接続される。
【0030】
図４に例示したハーフブリッジインバータ回路は、上アームのスイッチング素子５０３のゲートに印加される制御信号と、下アームのスイッチング素子５０５のゲートに印加される制御信号と、により、第１の入力端ＩＮ（Ｐ）と第２の入力端ＩＮ（Ｎ）との間の直流を交流に変換して出力端ＯＵＴから出力することができる。また、図４に例示したハーフブリッジインバータ回路を第１の入力端ＩＮ（Ｐ）と第２の入力端ＩＮ（Ｎ）との間に３つ並列に接続し、各回路に印加する制御信号を制御することにより、三相交流のインバータ回路とすることができる。
【0031】
図４を参照して上述したハーフブリッジインバータ回路を備える半導体モジュール２は、図１～図３を参照して上述した構成に限定されない。スイッチング素子５０３及び５０５は、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＢＪＴ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等で構成されてもよい。スイッチング素子がＭＯＳＦＥＴ素子の場合、半導体素子５Ａ及び５Ｂの下面側の主電極はドレイン電極と呼ばれてもよく、上面側の主電極はソース電極と呼ばれてもよい。また、ダイオード素子５０４及び５０６は、例えば、ＳＢＤ（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｏｄｅ）、ＪＢＳ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）ダイオード、ＭＰＳ（Ｍｅｒｇｅｄ ＰＮ Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）ダイオード、ＰＮダイオード等で構成されてもよい。また、スイッチング素子５０３及び５０５、ダイオード素子５０４及び５０６を形成する基板は、Ｓｉ基板に限らず、例えば、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（窒化ガリウム）等のワイドバンドギャップ半導体を用いた基板であってもよい。
【0032】
また、半導体モジュール２は、例えば、上アームのスイッチング素子５０３及びダイオード素子５０４、並びに下アームのスイッチング素子５０５及びダイオード素子５０６の各素子が、別個の半導体素子であってもよい。例えば、上アームのスイッチング素子５０３とダイオード素子５０４とは、１つの半導体基板にそれらを形成した１つの半導体素子５Ａ（１つの半導体チップ）に限らず、スイッチング素子５０３を形成した１つ以上の半導体素子（１つ以上の半導体チップ）と、ダイオード素子５０４を形成した１つ以上の半導体素子（１つ以上の半導体チップ）とで構成されてもよい。半導体素子の形状、配置数、配置箇所等は適宜変更が可能である。配線板４の上面側に設けられる配線部材としての導体パターンのレイアウトは、搭載される半導体素子の種類、形状、配置する数、配置箇所等に応じて変更される。また、上述した半導体モジュール２におけるボンディングワイヤ７Ａ～７Ｆのうちのいくつか、又はすべては、例えば、銅板等の金属板を加工して形成されたリードに置き換えられてもよい。
【0033】
また、半導体素子５Ａ及び５Ｂの上面に設けられる制御電極は、ゲート電極と、補助電極とを含んでもよい。例えば、補助電極は、上面側の主電極と電気的に接続され、ゲート電位に対する基準電位となる補助エミッタ電極あるいは補助ソース電極であってよい。また、補助電極は、半導体モジュール２を有するインバータ装置等に含まれることがある温度センス部と電気的に接続され、半導体素子５Ａ及び５Ｂの温度を測定する温度センス電極であってよい。半導体素子５Ａ及び５Ｂの上面に形成されたこれらの電極（主電極、並びにゲート電極及び補助電極を含む制御電極）は、総じて上面電極と呼ばれてもよい。
【0034】
半導体モジュール２の回路構成は、図４を参照して上述したハーフブリッジインバータ回路に限定されない。半導体モジュール２のインバータ回路は、例えば、単相フルブリッジインバータ回路であってもよい。また、１個の半導体モジュール２におけるインバータ回路は、例えば、単相に限らず、上記のような三相交流のインバータ回路であってもよい。
【0035】
図１～図３を参照して上述した半導体モジュール２に取り付けられる冷却器１０は、フィン１１と、ウォータージャケット１２とを含む。図２に示すように、フィン１１は、半導体モジュール２を取り付ける上面１１１０を有する基部１１０１と、この基部１１０１の下面から下方に延伸する複数のフィン部１１０２とを含む。ウォータージャケット１２は、フィン１１に取り付けられたときに、フィン部１１０２が配置された冷媒の流路を画成する形状をなす。本実施の形態のエネルギー変換装置１は、半導体モジュール２の動作中に半導体素子５Ａ及び５Ｂが発した熱の一部を、配線板４及び放熱ベース３を介して冷却器１０に伝導して放熱する。この種のエネルギー変換装置１では、サーマルグリス等の熱伝導材１４により放熱ベース３とフィン１１との密着性を向上させることで、放熱ベース３から冷却器１０（フィン１１）に効率よく熱を伝導させることができる。なお、冷却器１０は、ウォータージャケット１２を含むウォータージャケット一体型であるが、フィン部１１０２が外部に露出したオープンフィン型の冷却器などであってもよい。
【0036】
図５は、放熱ベース３を冷却器１０に取り付けるときの熱伝導材１４の塗布パターンの例を説明する下面図である。図６は、放熱ベース３を冷却器１０に取り付けるときの熱伝導材１４の広がりの様子を説明する図である。図７は、放熱ベース３を冷却器１０に取り付けるときに生じる問題の一例を説明する図である。なお、図６及び図７では、フィン１１のフィン部１１０２を省略している。
【0037】
サーマルグリス等の熱伝導材１４により放熱ベース３とフィン１１との密着性を向上させる場合、例えば、図５及び図６の（ａ）に例示したように、放熱ベース３の下面３０２に複数の熱伝導材１４を所定のパターンで配置する。放熱ベース３は、平面視での形状が矩形の角部を丸くした形状であり、角部には、ねじ１３を挿通する締結孔３０３が形成されている。また、放熱ベース３は、例えば、プレス加工等によって平板状の金属板を下面３０２が凸状の曲面になるように反らせた形状にしてある。図６の（ａ）～（ｃ）に例示した放熱ベース３の下面３０２は、平面視で下面３０２の中心部分が頂部になり、下面３０２の各点における中心部分に対するＺ方向の相対位置の変化が下に凸の曲線で表される曲面である。
【0038】
複数の熱伝導材１４は、放熱ベース３の下面３０２における締結孔３０３の周囲を除いた部分に配置される。複数の熱伝導材１４の配置パターンは、図５に例示したような同一形状で同一寸法のものを整列配置するパターンに限定されない。放熱ベース３の下面３０２に配置する複数の熱伝導材１４は、例えば、形状が複数通りであってもよいし、同一形状で寸法が複数通りであってもよい。複数の熱伝導材１４は、例えば、平面視での放熱ベース３の下面３０２の中心からの距離に応じて配置パターンが変化してもよい。
【0039】
放熱ベース３の下面３０２をフィン１１の上面１１１０と向い合わせてフィン１１上に配置すると、図６の（ａ）に例示したように、下面３０２の中心及びその周辺に配置された熱伝導材１４がまずフィン１１の上面１１１０と接触する。その後、例えば、放熱ベース３をフィン１１の上面１１１０に押し付けると、図６の（ｂ）及び（ｃ）に示したように、フィン１１と接触した熱伝導材１４が、放熱ベース３の下面３０２とフィン１１の上面１１１０との間で下面３０２の中心から放射状に広がりながら一体化される。このとき、放熱ベース３の下面３０２を凸状の曲面にしておくと、熱伝導材１４が放熱ベース３の下面３０２の中心から放射状に広がりやすくなり、かつ一体化された熱伝導材１４内に空隙が生じにくくなる。
【0040】
しかしながら、放熱ベース３を冷却器１０のフィン１１に取り付けるときには、図６の（ａ）～（ｃ）に例示したように、放熱ベース３の上面３０１に配線板４が接合されている。また、放熱ベース３を冷却器１０のフィン１１に取り付けるときには、放熱ベース３とフィン１１との間に熱伝導材１４を広がらせた後、ねじ１３を利用して放熱ベース３をフィン１１に固定する。
【0041】
図７には、比較例（後述する溝３０４～３０６、切り込み３０７等の凹部が設けられてない構成）の放熱ベース３０を冷却器１０のフィン１１に取り付けるときに生じる放熱ベース３０の変形を模式的に示している。
【0042】
放熱ベース３０の下面３０２における角部にねじ止め用の締結孔３０３がある場合、締結孔３０３に挿通したねじ１３をフィン１１の上面１１１０のねじ穴１１１１に螺合させると、図７に例示したように、放熱ベース３０は、下面３０２の凸状の曲面（実線で示した曲線で表される曲面）から、曲率の小さい平坦に近い曲面（二点鎖線で示した曲線で表される曲面）になるように変形する。すなわち、ねじ１３によって放熱ベース３０をフィン１１に取り付けると、放熱ベース３０は、取り付け前と比べて反りが小さくなる方向に変形する。放熱ベース３０に反りが小さくなる方向の変形が生じると、放熱ベース３０の上面３０１に接合された配線板４に、抗折強度（例えば、絶縁基板４００のセラミック強度）以上の変形応力が加わり、例えば、絶縁基板４００が割れる、導体パターン４０１～４０３が絶縁基板４００から剥離する等の、配線板４の損傷が生じる。このような配線板４の損傷は、放熱ベース３０の下面３０２の面積が広く、配線板４が締結孔３０３近傍にまで配置されており、かつ下面３０２の角部にねじ１３を挿通する締結孔３０３が形成されている場合に生じやすい。
【0043】
図８（ａ）は、一実施の形態に係る放熱ベース３の第１の構成例を示す上面図であり、図８（ｂ）及び（ｃ）は、溝３０４の断面形状の２つの例を示す側面図である。なお、図８（ａ）、並びに後述する図９、図１０（ａ）、及び図１１（ａ）において、放熱ベース３の上面３０１に接合される配線板４を２点鎖線（想像線）で示す。
【0044】
図８（ａ）に示すように、放熱ベース３は、上面３０１において、４つの締結孔３０３のそれぞれの周囲に位置する溝３０４（凹部の一例）を有する。この溝３０４は、上面３０１の周縁３０１ａ（上面３０１の４辺のいずれか）に亘って設けられている。また、溝３０４は、上面３０１のうち配線板４が接合された第１の領域Ａ１を除く第２の領域Ａ２において、締結孔３０３の周囲に位置する。ここで、締結孔３０３の周囲は、例えば、上面３０１の中心Ｃ１よりもＸＹ方向の両方で締結孔３０３側の領域であり、より望ましくは、第１の領域Ａ１よりもＸＹ方向の両方で締結孔３０３側の領域であるとよい。下面３０２のうち、上面３０１の第１の領域Ａ１の反対側に位置する領域が、第３の領域Ａ３であり、下面３０２のうち、第３の領域Ａ３と締結孔３０３とを除く領域が、第４の領域Ａ４である。第３の領域Ａ３及び第４の領域Ａ４は、図８（ａ）では表れないため、これらの引出し線を破線で示す。図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、下面３０２（少なくとも第４の領域Ａ４）は、溝が設けられていない曲面形状（図６に誇張して示すように中央が凸状となる曲面）を呈するとよい。そして、平面視で溝３０４（凹部の一例）と重なっており溝３０４の放熱ベース３に対して反対側において、下面３０２が凸状の曲面の延長になっているとよい（後述する図１２（ａ）参照）。換言すると、下面３０２のうち、平面視で上面３０１の溝３０４と重なっている部分は、下面３０２の凸状の曲面の延長になっているとよい。これにより、上述のサーマルグリス等の熱伝導材１４を締結孔３０３の近傍まで十分に広げることができる。
【0045】
４つの締結孔３０３の周囲に位置する４つの溝３０４は、上面３０１の角部（Ｒ面取り部分）を隔てて直交する周縁３０１ａの２辺に亘って、締結孔３０３を取り囲むように設けられている。これにより、溝３０４は、締結孔３０３（或いは締結孔３０３の中心Ｃ２）と、第１の領域Ａ１（或いは上面３０１における中心Ｃ１）との間を通るように（すなわち、これらを結ぶ領域を横切るように）、設けられている。溝３０４は、円弧状に延びる。例えば、溝３０４は、締結孔３０３側（或いは上面３０１の角部側）を中心とした同心円状に、円弧状に延びる。
【0046】
溝３０４の断面形状（溝３０４の延伸方向に直交する形状）は、図８（ｂ）に示す角溝３０４－１のように矩形状であっても、図８（ｃ）に示すＶ溝３０４－２のようにＶ字形状であってもよい。或いは、溝３０４の断面形状は、Ｖ溝３０４－２と同様に底部に近づくほど幅が狭まるＵ字形状（Ｕ字溝）、底部側で幅が広くなる逆さＴ字形状の溝、アリ溝などの任意の形状とすることができる。一例ではあるが、溝３０４（角溝３０４－１，Ｖ溝３０４－２）の深さＤは、放熱ベース３の厚みｔの半分以下である。溝３０４の形成には、プレス加工等の任意の手法を採用可能である。
【0047】
図９は、一実施の形態に係る放熱ベース３の第２の構成例を示す上面図である。
【0048】
図９に示すように、放熱ベース３は、上面３０１において、４つの締結孔３０３のそれぞれの周囲に位置する溝３０５（凹部の一例）を有する。この溝３０５は、上面３０１の周縁３０１ａに亘って設けられている。また、溝３０５は、上面３０１のうち配線板４が接合された第１の領域Ａ１を除く第２の領域Ａ２において、締結孔３０３の周囲に位置する。図示はしないが、上述の図８（ｂ）及び（ｃ）に示す放熱ベース３と同様に、下面３０２（少なくとも第４の領域Ａ４）は、溝が設けられていない曲面形状（図６に誇張して示すように中央が凸状となる曲面）を呈するとよい。
【0049】
４つの締結孔３０３の周囲に位置する４つの溝３０５は、上面３０１の周縁３０１ａにおける第１の辺に交差（例えば直交）する方向に延びる第１の直進部分３０５ａと、周縁３０１ａにおける第１の辺に直交する第２の辺に交差（例えば直交）する方向に延びる第２の直進部分３０５ｂとを含む。すなわち、溝３０５は、上面３０１の角部（Ｒ面取り部分）を隔てて直交する周縁３０１ａの２辺に亘って、締結孔３０３を取り囲むように設けられている。これにより、溝３０５は、締結孔３０３（或いは締結孔３０３の中心Ｃ２）と、第１の領域Ａ１（或いは上面３０１における中心Ｃ１）との間を通るように設けられている。
【0050】
溝３０５の断面形状（溝３０５の延伸方向に直交する形状）は、上述の図８（ｂ）に示す角溝３０４－１、図８（ｃ）に示すＶ溝３０４－２などの任意の形状とすることができる。溝３０５の深さは、図８（ｂ）及び（ｃ）に示す角溝３０４－１及びＶ溝３０４－２に関して上述したのと同様に、放熱ベース３の厚みの半分以下であるとよく、溝３０５の形成には、プレス加工等の任意の手法を採用可能である。
【0051】
【0052】
図１０（ａ）に示すように、放熱ベース３は、上面３０１において、４つの締結孔３０３のそれぞれの周囲に位置する溝３０６（凹部の一例）を有する。この溝３０６は、第１の部分３０６ａ及び第２の部分３０６ｂを含む。第１の部分３０６ａ及び第２の部分３０６ｂは、上面３０１の周縁３０１ａに亘って設けられている。また、第１の部分３０６ａ及び第２の部分３０６ｂは、上面３０１のうち配線板４が接合された第１の領域Ａ１を除く第２の領域Ａ２において、締結孔３０３の周囲に位置する。図示はしないが、上述の図８（ｂ）及び（ｃ）に示す放熱ベース３と同様に、下面３０２（少なくとも第４の領域Ａ４）は、溝が設けられていない曲面形状（図６に誇張して示すように中央が凸状となる曲面）を呈するとよい。
【0053】
第１の部分３０６ａ及び第２の部分３０６ｂは、単一の締結孔３０３の周囲において互いに分離して設けられている。第１の部分３０６ａは、上面３０１の周縁３０１ａにおける第１の辺３０１ａ－１（図１０（ｂ）参照）から、この第１の辺３０１ａ－１とは異なる方向に延びる。また、第２の部分３０６ｂは、周縁３０１ａにおける第２の辺３０１ａ－２（図１０（ｂ）参照）から、この第２の辺３０１ａ－２とは異なる方向に延びる。なお、第１の部分３０６ａ及び第２の部分３０６ｂは、第１の辺３０１ａ－１又は第２の辺３０１ａ－２に交差する方向に一直線状に延びるものであるが、曲線状に延びるものであってもよい。また、第１の部分３０６ａ及び第２の部分３０６ｂのうちの一方が省略されてもよい。すなわち、溝３０６は、締結孔３０３の周囲において、一端のみが上面３０１の周縁３０１ａに亘って設けられた単一の部分からなる溝であってよい。この場合も、単一の部分からなる溝は、一直線状に延びるものであっても、円弧状に延びるものであってもよい。
【0054】
図１０（ｂ）に示すように、第１の部分３０６ａは、第１の辺３０１ａ－１から締結孔３０３までの長さＬ１１よりも長く（長さＬ１＞Ｌ１１）、第１の辺３０１ａ－１から上面３０１上を延びるとよい。また、第１の部分３０６ａは、第１の辺３０１ａ－１から締結孔３０３の中心Ｃ２までの長さＬ１２よりも長く（長さＬ１＞Ｌ１２）、第１の辺３０１ａ－１から上面３０１上を延びてもよい。
【0055】
第２の部分３０６ｂは、第２の辺３０１ａ－２から締結孔３０３までの長さＬ２１よりも長く（長さＬ２＞Ｌ２１）、第２の辺３０１ａ－２から上面３０１上を延びるとよい。また、第２の部分３０６ｂは、第２の辺３０１ａ－２から締結孔３０３の中心Ｃ２までの長さＬ２２よりも長く（長さＬ２＞Ｌ２２）、第２の辺３０１ａ－２から上面３０１上を延びてもよい。
【0056】
溝３０６の断面形状（溝３０６の延伸方向に直交する形状）は、上述の図８（ｂ）に示す角溝３０４－１、図８（ｃ）に示すＶ溝３０４－２などの任意の形状とすることができる。溝３０５の深さは、図８に示す溝３０４に関して上述したのと同様に、放熱ベース３の厚みの半分以下であるとよく、溝３０６の形成には、プレス加工等の任意の手法を採用可能である。
【0057】
【0058】
図１１（ａ）に示すように、放熱ベース３は、上面３０１において、４つの締結孔３０３のそれぞれの周囲に位置する第１の部分３０７ａ及び第２の部分３０７ｂを含む切り込み３０７（凹部の一例）を有する。第１の部分３０７ａ及び第２の部分３０７ｂは、上面３０１の周縁３０１ａに亘って設けられ、図１１（ｂ）に示すように放熱ベース３を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する。また、第１の部分３０７ａ及び第２の部分３０７ｂは、上面３０１のうち配線板４が接合された第１の領域Ａ１を除く第２の領域Ａ２において、締結孔３０３の周囲に位置する。第１の部分３０７ａ及び第２の部分３０７ｂの断面形状（第１の部分３０７ａや第２の部分３０７ｂの延伸方向に直交する形状）は、例えば、放熱ベース３の厚さ方向に亘って幅が一定であるが、下面３０２側よりも上面３０１側で幅が広くなるなど、幅が一定でなくともよい。図１１（ｂ）に示す下面３０２（少なくとも第４の領域Ａ４）は、曲面形状（図６に誇張して示すように中央が凸状となる曲面）を呈するとよい。
【0059】
第１の部分３０７ａ及び第２の部分３０７ｂは、単一の締結孔３０３の周囲において互いに分離して設けられている。第１の部分３０７ａは、上面３０１の周縁３０１ａにおける第１の辺３０１ａ－１（図１１（ｃ）参照）から、この第１の辺３０１ａ－１とは異なる方向（例えば直交する方向）に延びる。また、第２の部分３０７ｂは、周縁３０１ａにおける第２の辺３０１ａ－２（図１１（ｃ）参照）から、この第２の辺３０１ａ－２とは異なる方向（例えば直交する方向）に延びる。なお、第１の部分３０７ａ及び第２の部分３０７ｂは、第１の辺３０１ａ－１又は第２の辺３０１ａ－２に交差する方向に一直線状に延びるものであっても、曲線状に延びるものであってもよい。また、第１の部分３０７ａ及び第２の部分３０７ｂのうちの一方が省略されてもよい。すなわち、切り込み３０７は、締結孔３０３の周囲において、一端のみが上面３０１の周縁３０１ａに亘って設けられた単一の部分からなる切り込みであってよい。この場合も、単一の部分からなる切り込みは、一直線状に延びるものであっても、円弧状に延びるものであってもよい。切り込み３０７の形成には、プレス加工等の任意の手法を採用可能である。
【0060】
第１の部分３０７ａは、第１の辺３０１ａ－１から締結孔３０３までの長さＬ３１よりも長く（長さＬ３＞Ｌ３１）、第１の辺３０１ａ－１から上面３０１上を延びるとよい。また、第１の部分３０７ａは、第１の辺３０１ａ－１から締結孔３０３の中心Ｃ２までの長さＬ３２よりも長く（長さＬ３＞Ｌ３２）、第１の辺３０１ａ－１から上面３０１上を延びてもよい。
【0061】
第２の部分３０７ｂは、第２の辺３０１ａ－２から締結孔３０３までの長さＬ４１よりも長く（長さＬ４＞Ｌ４１）、第２の辺３０１ａ－２から上面３０１上を延びるとよい。また、第２の部分３０７ｂは、第２の辺３０１ａ－２から締結孔３０３の中心Ｃ２までの長さＬ４２よりも長く（長さＬ４＞Ｌ４２）、第２の辺３０１ａ－２から上面３０１上を延びてもよい。
【0062】
なお、図１１（ｃ）に示す切り込み３０７の長さ（第１の部分３０７ａの長さＬ３及び第２の部分３０７ｂの長さＬ４）に関しては、上述の図１０（ｂ）に示す溝３０６の長さ（第１の部分３０６ａの長さＬ１及び第２の部分３０６ｂの長さＬ２）と例えば同一であるが、切り込み３０７は、放熱ベース３を厚さ方向に貫通するため、切り込み３０７の形成に起因する放熱ベース３の割れなどを防止するために、溝３０６が設けられる場合よりも短い長さで設けられてもよい。
【0063】
図１２は、本実施の形態（図１２（ａ））と比較例（図１２（ｂ））との配線板４にかかる引張応力の違いを説明するための図である。なお、図１２（ａ）（（ａ－１）～（ａ－４））は、溝３０４を凹部の一例として有する本実施の形態に係る放熱ベース３を示し、図１２（ｂ）（（ｂ－１）～（ｂ－４））は、凹部（溝３０４～３０６、切り込み３０７等）が設けられてない上述の比較例に係る放熱ベース３０を示す。
【0064】
図１２（ａ－１）及び（ｂ－１）に誇張して示すように、放熱ベース３，３０は、上述のとおり、下面３０２が凸状の曲面となるように沿っている。
【0065】
図１２（ａ－２）及び（ｂ－２）に示すように、ねじ１３が放熱ベース３，３０を図示しない冷却器（図３に示す冷却器１０参照）に締結する過程で、放熱ベース３，３０は、ねじ１３によって下方に押圧されて、下面３０２の反りが小さくなるように変形する。このとき、両方向矢印で示す引張応力が配線板４にかかる。
【0066】
図１２（ａ－３）及び（ｂ－３）に示すように、ねじ１３の締結が進むと、比較例の図１２（ｂ－３）では、締結孔３０３近傍の局所変形によって下面３０２の反りがほぼなくなる過程で、配線板４にかかる引張応力がどんどん大きくなる。一方、本実施の形態の図１２（ａ－３）では、溝３０４を支点として、ねじ１３側での放熱ベース３の変形が配線板４側に伝わりにくくなり、配線板４にかかる引張応力が大きくなりにくい。このように配線板４にかかる引張応力が大きくなりにくいのは、放熱ベース３に溝３０４が設けられている場合に限らず、上述の溝３０５，３０６や切り込み３０７が設けられている場合にも同様である。
【0067】
この結果、図１２（ｂ－４）では、ねじ１３の締結後に上面３０１が平面形状に近づくのに対し、図１２（ａ－４）では、溝３０４付近で上面３０１が凸形状となる場合がある。但し、本実施の形態の溝３０４は、配線板４が接合された領域（図８（ａ）の第１の領域Ａ１参照）とは異なる領域（第２の領域Ａ２参照）に設けられているため、半導体モジュール２の放熱性（図３に示す熱伝導材１４等のコンパウンド濡れ性）には悪影響が生じにくい。
【0068】
以上説明した本実施の形態に係る半導体モジュール２は、半導体素子５Ａ及び５Ｂと、この半導体素子５Ａ及び５Ｂが実装された配線板４と、放熱ベース３とを備える。また、本実施の形態に係る放熱ベース３は、配線板４が接合された上面（第１の面の一例）３０１と、この上面とは反対側に位置する下面（第２の面の一例）３０２とを有する。また、放熱ベース３は、下面３０２が凸状の曲面となるように反っている。放熱ベース３の上面３０１における複数の角部には、締結孔３０３が設けられている。そして、放熱ベース３は、上面３０１のうち配線板４が接合された第１の領域Ａ１を除く第２の領域Ａ２において、締結孔３０３の周囲に位置し上面３０１の周縁３０１ａに亘って設けられた凹部（例えば、溝３０４～３０６、切り込み３０７）を有する。
【0069】
これにより、凸状の曲面である下面３０２において放熱ベース３が冷却器１０に締結される時に、下面３０２の反りが小さくなるように放熱ベース３が変形しても、凹部を支点として、締結孔３０３（ねじ１３）側での放熱ベース３の変形が配線板４側に伝わりにくくなる。そのため、配線板４にかかる引張応力が大きくなりにくい。よって、本実施の形態によれば、放熱ベース３の締結時の変形による配線板４の損傷を防ぐことができる。
【0070】
また、本実施の形態では、上面３０１の周縁３０１ａに亘って設けられた凹部は、上面３０１に設けられた溝３０４～３０６である。
【0071】
これにより、放熱ベース３に切り込み３０７を設ける場合と比較して、溝３０４～３０６を、締結孔３０３を取り囲む形状にすることができるなど、溝３０４～３０６の形成位置の自由度を高めながら、放熱ベース３の締結時の変形による配線板４の損傷を防ぐことができる。
【0072】
また、本実施の形態では、下面３０２のうち、第１の領域Ａ１の反対側に位置する第３の領域Ａ３と締結孔３０３とを除く第４の領域Ａ４は、溝が設けられていない曲面形状を呈する。
【0073】
これにより、放熱ベース３の上面３０１のみに溝３０４～３０６を設ける簡単な加工で、且つ、放熱ベース３の下面３０２からの冷却器１０への熱伝導を阻害せずに、放熱ベース３の締結時の変形による配線板４の損傷を防ぐことができる。
【0074】
また、本実施の形態では、溝３０４，３０５は、締結孔３０３と第１の領域Ａ１との間を通るように設けられている。
【0075】
これにより、締結孔３０３と第１の領域Ａ１（配線板４）との間に位置する溝３０４，３０５によって、締結孔３０３（ねじ１３）側での放熱ベース３の変形を、配線板４側に更に伝わりにくくすることができる。したがって、放熱ベース３の締結時の変形による配線板４の損傷をより一層防ぐことができる。
【0076】
また、本実施の形態では、溝３０４，３０５は、上面３０１の角部を隔てて直交する上面３０１の周縁３０１ａの２辺に亘って締結孔３０３を取り囲むように設けられている。
【0077】
これにより、締結孔３０３（ねじ１３）側での放熱ベース３の変形を、配線板４側に一層伝わりにくくすることができる。したがって、放熱ベース３の締結時の変形による配線板４の損傷をより確実に防ぐことができる。
【0078】
また、本実施の形態では、上面３０１の周縁３０１ａの２辺に亘って締結孔３０３を取り囲むように設けられた溝３０４は、円弧状に延びる。
【0079】
これにより、１本の曲線状の溝３０４を設ける簡単な加工で、放熱ベース３の締結時の変形による配線板４の損傷を防ぐことができる。
【0080】
また、本実施の形態では、上面３０１の周縁３０１ａの２辺に亘って締結孔３０３を取り囲むように設けられた溝３０５は、上面３０１の周縁３０１ａにおける第１の辺に交差する方向に延びる第１の直進部分３０５ａと、周縁３０１ａにおける第１の辺に直交する第２の辺に交差する方向に延びる第２の直進部分３０５ｂとを含む。
【0081】
これにより、溝３０５を一直線状に設ける簡単な加工で、放熱ベース３の締結時の変形による配線板４の損傷を防ぐことができる。
【0082】
また、本実施の形態では、上面３０１の周縁３０１ａに亘って設けられた凹部は、放熱ベース３の上面３０１の周縁３０１ａに設けられ放熱ベース３を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する切り込み３０７である。
【0083】
これにより、放熱ベース３の厚さ方向の全体に亘る切り込み３０７によって、放熱ベース３の冷却器１０への締結時に下面３０２の反りが小さくなる放熱ベース３の変形が、溝３０４～３０６が設けられている場合よりも配線板４側に伝わりにくくなる。したがって、放熱ベース３の締結時の変形による配線板４の損傷をより一層防ぐことができる。また、切り込み３０７は、溝３０４～３０６を設ける場合と比較して、簡単に加工することができる。
【0084】
また、本実施の形態では、上面３０１の周縁３０１ａに亘って設けられた凹部（例えば、溝３０６及び切り込み３０７）は、単一の締結孔３０３の周囲において互いに分離して設けられた第１の部分３０６ａ，３０７ａ及び第２の部分３０６ｂ，３０７ｂを含む。第１の部分３０６ａ，３０７ａは、上面３０１の周縁３０１ａにおける第１の辺３０１ａ－１から、この第１の辺３０１ａ－１とは異なる方向に延び、第２の部分３０６ｂ，３０７ｂは、周縁３０１ａにおける第１の辺３０１ａ－１に直交する第２の辺３０１ａ－２から、この第２の辺３０１ａ－２とは異なる方向に延びる。
【0085】
これにより、凹部が上面３０１の周縁３０１ａの１辺から、この辺に平行に延びる場合と比較して、放熱ベース３の冷却器１０への締結時に下面３０２の反りが小さくなる放熱ベース３の変形を、配線板４側に伝わりにくくすることができる。また、凹部として単一の部分（例えば、第１の部分３０６ａ，３０７ａ及び第２の部分３０６ｂ，３０７ｂのうちの一方）が設けられている場合よりも、放熱ベース３の変形を、配線板４側に伝わりにくくすることができる。
【0086】
また、本実施の形態では、図１０（ｂ）及び図１１（ｃ）に示すように、第１の部分３０６ａ，３０７ａは、第１の辺３０１ａ－１から上記単一の締結孔３０３までの長さＬ１１，Ｌ３１よりも長く（Ｌ１＞Ｌ１１，Ｌ３＞Ｌ３１）、第１の辺３０１ａ－１から上面３０１上を延びる。また、第２の部分３０６ｂ，３０７ｂは、第２の辺３０１ａ－２から上記単一の締結孔３０３までの長さＬ２１，Ｌ４１よりも長く（Ｌ２＞Ｌ２１，Ｌ４＞Ｌ４１）、第２の辺３０１ａ－２から上面３０１上を延びる。
【0087】
これにより、第１の部分３０６ａ，３０７ａ及び第２の部分３０６ｂ，３０７ｂの長さがより短い場合と比較して、放熱ベース３の変形を、配線板４側に伝わりにくくすることができる。
【0088】
また、本実施の形態では、第１の部分３０６ａ，３０７ａは、第１の辺３０１ａ－１から上記単一の締結孔３０３の中心Ｃ２までの長さＬ１２，Ｌ３２よりも長く（Ｌ１＞Ｌ１２，Ｌ３＞Ｌ３２）、第１の辺３０１ａ－１から上面３０１上を延びる。また、第２の部分３０６ｂ，３０７ｂは、第２の辺３０１ａ－２から上記単一の締結孔３０３の中心Ｃ２までの長さＬ２２，Ｌ４２よりも長く（Ｌ２＞Ｌ２２，Ｌ４＞Ｌ４２）、第２の辺３０１ａ－２から上面３０１上を延びる。
【0089】
これにより、第１の部分３０６ａ，３０７ａ及び第２の部分３０６ｂ，３０７ｂの長さがより短い場合と比較して、放熱ベース３の変形を、配線板４側に伝わりにくくすることができる。
【0090】
本発明に係る半導体モジュール２及び放熱ベース３の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらに、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。
【0091】
例えば、上述した実施の形態に係る放熱ベース３は、プレス加工等により平板状のベース板を反らせて下面３０２が凸状の曲面となるように沿っており、配線板４が接合された上面３０１は、凹状の曲面となるように沿っている。しかしながら、本発明に係る放熱ベース３は、そのような形状に限定されない。本発明に係る放熱ベース３は、例えば、冷却器１０のフィン１１と向い合わせる下面３０２が凸状の曲面であり、配線板４を接合する上面３０１が平坦な面であってもよい。また、放熱ベース３の下面３０２を凸状の曲面にするときの頂点の位置は、平面視で下面３０２の中心になる位置に限らず、中心からずれた位置であってもよい。また、１つの放熱ベース３に接合される配線板４の数は、２つ以上であってもよい、また、凹部（溝３０４～３０６、切り込み３０７など）は、放熱ベース３の上面３０１のうち配線板４が接合された第１の領域Ａ１を除く第２の領域Ａ２に設けられているが、一部が第１の領域Ａ１に亘って設けられていてもよい。また、凹部の配置位置や形状は、任意に変更することができ、例えば、放熱ベース３の締結孔３０３と第１の領域Ａ１（配線板４が接合された領域）との間に複数設けられていてもよい。また、凹部は、溝３０４～３０６と切り込み３０７とが連続して設けられているものであってもよい。また、凹部は、例えば、図１に示すようにケース８の絶縁部材８００の外周側の角部が切り取られた部分に重なるように設けられているが、絶縁部材８００に重なるように設けられていてもよい。更に、放熱ベース３のねじ止め用の締結孔３０３は、例えば、下面３０２における角部に加え、長手方向の端辺における中間部分に形成されてもよい。また、平面視での放熱ベース３の形状は、図８（ａ）などを参照して上述したようなＸ方向に延伸する辺とＹ方向に延伸する辺との長さが異なる概略長方形の平面形状に限らず、Ｘ方向に延伸する辺とＹ方向に延伸する辺との長さが略同一の概略正方形の平面形状であってもよい。
【0092】
以下、本願の明細書及び図面に記載された一部の発明を付記する。
【0093】
＜付記１＞
半導体素子と、
前記半導体素子が実装された配線板と、
前記配線板が接合された第１の面と、当該第１の面とは反対側に位置する第２の面とを有する放熱ベースとを備え、
前記放熱ベースは、前記第２の面が凸状の曲面となるように反っており、
前記放熱ベースの前記第１の面における複数の角部には、締結孔が設けられ、
前記放熱ベースは、前記第１の面のうち前記配線板が接合された第１の領域を除く第２の領域において、前記締結孔の周囲に位置し前記第１の面の周縁に亘って設けられた凹部を有する
ことを特徴とする半導体モジュール。
半導体素子と、
前記半導体素子が実装された配線板と、
前記配線板が接合された第１の面と、当該第１の面とは反対側に位置する第２の面とを有する放熱ベースとを備え、
前記放熱ベースは、前記第２の面が凸状の曲面となるように反っており、
前記放熱ベースの前記第１の面における複数の角部には、締結孔が設けられ、
前記放熱ベースは、前記第１の面のうち前記配線板が接合された第１の領域を除く第２の領域において、前記締結孔の周囲に位置し前記第１の面の周縁に亘って設けられた凹部を有する
ことを特徴とする半導体モジュール。
【0094】
＜付記２＞
前記凹部は、前記第１の面に設けられた溝である
ことを特徴とする付記１記載の半導体モジュール。
前記凹部は、前記第１の面に設けられた溝である
ことを特徴とする付記１記載の半導体モジュール。
【0095】
＜付記３＞
前記第２の面のうち、前記第１の領域の反対側に位置する第３の領域と前記締結孔とを除く第４の領域は、溝が設けられていない曲面形状を呈する
ことを特徴とする付記２記載の半導体モジュール。
前記第２の面のうち、前記第１の領域の反対側に位置する第３の領域と前記締結孔とを除く第４の領域は、溝が設けられていない曲面形状を呈する
ことを特徴とする付記２記載の半導体モジュール。
【0096】
＜付記４＞
前記溝は、前記締結孔と前記第１の領域との間を通るように設けられている
ことを特徴とする付記２又は３記載の半導体モジュール。
前記溝は、前記締結孔と前記第１の領域との間を通るように設けられている
ことを特徴とする付記２又は３記載の半導体モジュール。
【0097】
＜付記５＞
前記溝は、前記角部を隔てて直交する前記第１の面の前記周縁の２辺に亘って前記締結孔を取り囲むように設けられている
ことを特徴とする付記４記載の半導体モジュール。
前記溝は、前記角部を隔てて直交する前記第１の面の前記周縁の２辺に亘って前記締結孔を取り囲むように設けられている
ことを特徴とする付記４記載の半導体モジュール。
【0098】
＜付記６＞
前記溝は、円弧状に延びる
ことを特徴とする付記５記載の半導体モジュール。
前記溝は、円弧状に延びる
ことを特徴とする付記５記載の半導体モジュール。
【0099】
＜付記７＞
前記溝は、前記第１の面の前記周縁における第１の辺に交差する方向に延びる第１の直進部分と、前記第１の面の前記周縁における前記第１の辺に直交する第２の辺に交差する方向に延びる第２の直進部分とを含む
ことを特徴とする付記５記載の半導体モジュール。
前記溝は、前記第１の面の前記周縁における第１の辺に交差する方向に延びる第１の直進部分と、前記第１の面の前記周縁における前記第１の辺に直交する第２の辺に交差する方向に延びる第２の直進部分とを含む
ことを特徴とする付記５記載の半導体モジュール。
【0100】
＜付記８＞
前記凹部は、前記放熱ベースの前記第１の面の前記周縁に設けられ前記放熱ベースを厚さ方向に貫通する切り込みである
ことを特徴とする付記１記載の半導体モジュール。
前記凹部は、前記放熱ベースの前記第１の面の前記周縁に設けられ前記放熱ベースを厚さ方向に貫通する切り込みである
ことを特徴とする付記１記載の半導体モジュール。
【0101】
＜付記９＞
前記凹部は、単一の前記締結孔の周囲において互いに分離して設けられた第１の部分及び第２の部分を含み、
前記第１の部分は、前記第１の面の前記周縁における第１の辺から、当該第１の辺とは異なる方向に延び、
前記第２の部分は、前記第１の面の前記周縁における第２の辺から、当該第２の辺とは異なる方向に延びる
ことを特徴とする付記１又は８記載の半導体モジュール。
前記凹部は、単一の前記締結孔の周囲において互いに分離して設けられた第１の部分及び第２の部分を含み、
前記第１の部分は、前記第１の面の前記周縁における第１の辺から、当該第１の辺とは異なる方向に延び、
前記第２の部分は、前記第１の面の前記周縁における第２の辺から、当該第２の辺とは異なる方向に延びる
ことを特徴とする付記１又は８記載の半導体モジュール。
【0102】
＜付記１０＞
前記第１の部分は、前記第１の辺から前記単一の締結孔までの長さよりも長く、前記第１の辺から前記第１の面上を延び、
前記第２の部分は、前記第２の辺から前記単一の締結孔までの長さよりも長く、前記第２の辺から前記第１の面上を延びる
ことを特徴とする付記９記載の半導体モジュール。
前記第１の部分は、前記第１の辺から前記単一の締結孔までの長さよりも長く、前記第１の辺から前記第１の面上を延び、
前記第２の部分は、前記第２の辺から前記単一の締結孔までの長さよりも長く、前記第２の辺から前記第１の面上を延びる
ことを特徴とする付記９記載の半導体モジュール。
【0103】
＜付記１１＞
前記第１の部分は、前記第１の辺から前記単一の締結孔の中心までの長さよりも長く、前記第１の辺から前記第１の面上を延び、
前記第２の部分は、前記第２の辺から前記単一の締結孔の前記中心までの長さよりも長く、前記第２の辺から前記第１の面上を延びる
ことを特徴とする付記１０記載の半導体モジュール。
前記第１の部分は、前記第１の辺から前記単一の締結孔の中心までの長さよりも長く、前記第１の辺から前記第１の面上を延び、
前記第２の部分は、前記第２の辺から前記単一の締結孔の前記中心までの長さよりも長く、前記第２の辺から前記第１の面上を延びる
ことを特徴とする付記１０記載の半導体モジュール。
【0104】
＜付記１２＞
平面視で前記凹部と重なっており前記凹部の前記放熱ベースに対して反対側において、前記第２の面が前記凸状の曲面の延長になっている
ことを特徴とする付記１記載の半導体モジュール。
平面視で前記凹部と重なっており前記凹部の前記放熱ベースに対して反対側において、前記第２の面が前記凸状の曲面の延長になっている
ことを特徴とする付記１記載の半導体モジュール。
【0105】
＜付記１３＞
半導体素子が実装された配線板が接合される第１の面と、当該第１の面とは反対側に位置する第２の面とを有する放熱ベースであって、
前記第２の面が凸状の曲面となるように反っており、
前記第１の面における複数の角部には、締結孔が設けられ、
前記第１の面のうち前記配線板が接合された第１の領域とは異なる第２の領域において、前記締結孔の周囲に位置し前記第１の面の周縁に亘って設けられた凹部を有する
ことを特徴とする放熱ベース。
半導体素子が実装された配線板が接合される第１の面と、当該第１の面とは反対側に位置する第２の面とを有する放熱ベースであって、
前記第２の面が凸状の曲面となるように反っており、
前記第１の面における複数の角部には、締結孔が設けられ、
前記第１の面のうち前記配線板が接合された第１の領域とは異なる第２の領域において、前記締結孔の周囲に位置し前記第１の面の周縁に亘って設けられた凹部を有する
ことを特徴とする放熱ベース。
【産業上の利用可能性】
【0106】
上述のように、本発明は、配線板が接合された放熱ベースを冷却器に取り付ける際の放熱ベースの締結時の変形による配線板の損傷を防ぐことができるという効果を有し、特に、産業用又は電装用のインバータ装置に有用である。
【符号の説明】
【0107】
１ エネルギー変換装置
２ 半導体モジュール
３ 放熱ベース
３０１ 上面（第１の面）
３０１ａ 周縁
３０１ａ－１，３０１ａ－２ 辺
３０２ 下面（第２の面）
３０３ 締結孔
３０４、３０５、３０６ 溝
３０４－１ 角溝
３０４－２ Ｖ溝
３０５ａ 第１の直進部分
３０５ｂ 第２の直進部分
３０６ａ 第１の部分
３０６ｂ 第２の部分
３０７ 切り込み
３０７ａ 第１の部分
３０７ｂ 第２の部分
４ 配線板
４００ 絶縁基板
４０１、４０２、４０３ 導体パターン
５Ａ、５Ｂ 半導体素子
７Ａ～７Ｆ ボンディングワイヤ
８ ケース
８００ 絶縁部材
８０１、８０２ 入力端子
８０３ 出力端子
８０４、８０５ 制御端子
９ 封止材
１０ 冷却器
１１ フィン
１１１０ 上面
１１１１ ねじ穴
１２ ウォータージャケット
１３ ねじ
１４ 熱伝導材
１５ ナット
１６ 接着剤
Ａ１ 第１の領域
Ａ２ 第２の領域
Ａ３ 第３の領域
Ａ４ 第４の領域
Ｃ１、Ｃ２ 中心
２ 半導体モジュール
３ 放熱ベース
３０１ 上面（第１の面）
３０１ａ 周縁
３０１ａ－１，３０１ａ－２ 辺
３０２ 下面（第２の面）
３０３ 締結孔
３０４、３０５、３０６ 溝
３０４－１ 角溝
３０４－２ Ｖ溝
３０５ａ 第１の直進部分
３０５ｂ 第２の直進部分
３０６ａ 第１の部分
３０６ｂ 第２の部分
３０７ 切り込み
３０７ａ 第１の部分
３０７ｂ 第２の部分
４ 配線板
４００ 絶縁基板
４０１、４０２、４０３ 導体パターン
５Ａ、５Ｂ 半導体素子
７Ａ～７Ｆ ボンディングワイヤ
８ ケース
８００ 絶縁部材
８０１、８０２ 入力端子
８０３ 出力端子
８０４、８０５ 制御端子
９ 封止材
１０ 冷却器
１１ フィン
１１１０ 上面
１１１１ ねじ穴
１２ ウォータージャケット
１３ ねじ
１４ 熱伝導材
１５ ナット
１６ 接着剤
Ａ１ 第１の領域
Ａ２ 第２の領域
Ａ３ 第３の領域
Ａ４ 第４の領域
Ｃ１、Ｃ２ 中心
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】