半导体模块以及车辆的制作方法

本发明涉及一种半导体模块以及车辆。

背景技术：

以往，已知有在包括功率半导体芯片等半导体元件的半导体模块设置冷却装置的构成(例如，参照专利文献1-4)。

专利文献1：日本特开2017-183530号公报

专利文献2：日本特开2017-184471号公报

专利文献3：日本特开2016-103901号公报

专利文献4：日本实开昭62-32543号公报

技术实现要素：

技术问题

在半导体模块中，优选使模块小型化。

技术方案

在本发明的第一实施方式中提供半导体模块。半导体模块具备：树脂制的端子盒，其收容半导体芯片；以及冷却部，其包括流通制冷剂的制冷剂流通部和包围制冷剂流通部的接合部，制冷剂流通部配置在端子盒的下方，并且在接合部与端子盒直接地或间接地紧贴而配置。端子盒具有侧壁，所述侧壁设置在接合部的上方并且设置为俯视时包围半导体芯片，在侧壁设置有检测所述制冷剂的温度的温度传感器。

温度传感器可以设置在侧壁的内部。

侧壁的深度方向上的、设置于温度传感器的下方的侧壁的树脂的厚度比制冷剂的流路方向上的侧壁的宽度小。

侧壁的至少一部分可以在俯视时与制冷剂流通部重叠地配置。温度传感器可以在俯视时与制冷剂流通部重叠地配置。

冷却部可以还具有配置在制冷剂流通部的冷却片。在温度传感器的下方可以不配置冷却片。

半导体模块可以还具备：控制基板，其设置在端子盒的上方，并接收有温度传感器检测到的温度信息；布线，其将控制基板与温度传感器连接。布线的至少一部分可以设置在侧壁的内部。

设置于侧壁的内部的布线的一部分可以配置在温度传感器的下方，并且可以与温度传感器的下表面的至少一部分接触而配置。

侧壁可以包括凹槽。温度传感器可以配置在凹槽。布线的一部分可以配置在凹槽的底面的上方。

温度传感器可以是热敏电阻。在凹槽，可以利用凝胶来密封热敏电阻。

在俯视时，温度传感器可以分别设置在隔着所述半导体芯片而对置的两个侧壁。

温度传感器可以设置在与制冷剂的流路方向正交的两个侧壁。

温度传感器可以设置在与制冷剂的流向平行的两个侧壁。

应予说明，上述发明概要并没有列举本发明的全部特征。另外，这些特征的子组合也将成为发明。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的半导体模块100的上表面的一例的图。

图2是示出本发明的一个实施方式的半导体模块100的下表面的一例的图。

图3是示出冷却部114的接合部67的配置的一例的图。

图4是示出图1和图2的a-a’截面的一例的图。

图5是示出本发明的一个实施方式的半导体模块100的上表面的其他例的图。

图6是示出本发明的一个实施方式的半导体模块100的下表面的其他例的图。

图7是示出图5和图6的b-b’截面的一例的图。

图8是示出比较例的半导体模块150的截面的图。

图9是示出将控制基板23和布线25组合在图7的剖面图的图。

图10是示出比较例的半导体模块160的截面的图。

图11是示出图5的c-c’截面的一例的图。

图12是示出本发明的一个实施方式的半导体模块100的上表面的其他例的图。

图13是图12的区域d的扩大图。

图14是示出图13的e-e’截面的一例的图。

图15是示出连接图14的温度传感器68、布线25和布线27、以及设置在控制基板23的恒流电源37的电路图。

图16是示出本发明的一个实施方式的车辆200的概要的图。

图17是本发明的一个实施方式的半导体模块100的主电路图。

符号说明

19···角部，20···角部，23···控制基板，25···布线，27···布线，29···上表面，33···栅极驱动单元，35···电子控制单元，37···恒流电源，40···盒部，41···布线，62···端子配置部，63···侧壁，64···底板，65···侧壁，66···侧壁，67···接合部，68···温度传感器，69···下表面，71···下表面，73···下表面，75···凹槽，77···凝胶，78···半导体芯片，79···底面，84···贯通孔，86···主端子，88···端子盒，92···制冷剂流通部，93···开口，94···顶板，95···冷却片，96···中继端子，97···制冷剂导入口，98···制冷剂导出口，99···控制端子，100···半导体模块，114···冷却部，131···布线，139···布线，150···半导体模块，160···半导体模块，162···电路基板，164···布线图案，166···布线图案，198···抽出部，200···车辆，210···控制装置，214···冷却部，220···连接装置，223···控制基板，225···布线，240···盒部，262···电路基板，264···布线图案，268···温度传感器，288···端子盒，294···顶板，297···制冷剂导入口，298···制冷剂导出口。

具体实施方式

以下，虽然通过发明的实施方式对本发明进行说明，但是以下的实施方式并不限定权利要求所涉及的发明。另外，实施方式中所说明的特征的全部组合未必是发明的技术方案所必须的。

在本说明书中，将与半导体基板的深度方向平行的方向的一侧称为“上”，将另一侧称为“下”。在基板、层或其他部件的两个主表面之中，将一个表面称为上表面，另一个表面称为下表面。“上”、“下”的方向不限于重力方向，或半导体芯片实际安装时向基板等安装的方向。

在本说明书中，有使用x轴、y轴以及z轴的正交坐标轴来说明技术性的事项的情况。在本说明书中，将与半导体基板的上表面平行的面设为xy面，将与半导体基板的上表面垂直的深度方向设为z轴。在俯视时是表示从z轴正侧观察半导体模块的上表面的情况。

图1是示出本发明的一个实施方式的半导体模块100的上表面的一例的图。在本说明书中，将图1中俯视时的矩形形状的端子盒88的长边方向设为x轴，将短边方向设为y轴。另外，将垂直于图1的xy面深度方向设为z轴。

本例的半导体模块100具备收容半导体芯片78的树脂制的端子盒88。在本例中，端子盒88由能够利用注射成型而形成的热固化型树脂、或者能够利用uv成型而形成的紫外线固化型树脂等树脂等而成型。该树脂包含从例如聚硫化苯(pps)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)树脂、聚酰胺纤维(pa)树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)树脂以及丙烯酸树脂等选择一种或多种高分子材料。端子盒88特别优选的树脂是pps树脂。

端子盒88具有与x轴方向平行的两个侧壁65、以及与y轴方向平行的两个侧壁66。两个侧壁65和两个侧壁66设置为俯视时包围半导体芯片78。

本例的半导体模块100在端子盒88的下方具有顶板94。顶板94可以是具有与xy面平行的平面的板状的金属板。顶板94由包括例如铝的金属而形成。

在俯视时，顶板94与侧壁65和侧壁66重叠而设置。在俯视时，顶板94的上表面在被两个侧壁65和两个侧壁66包围的矩形形状的区域露出。在该露出的顶板94的上表面载置有电路基板162。电路基板162可以通过焊料等固定在顶板94的上表面。

在电路基板162搭载有功率半导体等半导体芯片78。半导体芯片78产生的热量被传递到顶板94。

x轴方向上的侧壁65的范围可以是在图1中由沿y轴方向延伸的实线所表示的俯视时的顶板94与侧壁66的边界的位置。在图1中，在该实线的延长线上，利用沿y轴方向延伸的单点划线部来表示该边界的位置。

侧壁66在y轴正侧的端部位置可以是在图1中由沿x轴方向延伸的实线所表示的俯视时的顶板94与侧壁65的边界的位置。侧壁66在y轴负侧的端部位置可以是在图1中由沿x轴方向延伸的实线所表示的俯视时的端子配置部62(后述)与侧壁65的边界的位置。y轴方向上的侧壁66的范围可以是y轴正侧的所述端部位置与y轴负侧的所述端部位置之间。在图1中，在该实线的延长线上，利用沿x轴方向延伸的单点划线部来表示该边界的位置。在端子盒88，角部19是作为侧壁65沿x轴方向的延伸部分且作为侧壁66沿y轴方向的延伸部分的四个区域。

电路基板162形成为例如将铜电路板接合在氧化铝陶瓷基板。在电路基板162设置有布线图案164。布线图案164可以是由铜等导电材料形成的薄膜。半导体芯片78可以通过焊料等连接在布线图案164之上。在布线图案164可以设置有与端子盒88的主端子86电连接的抽出部198。

在电路基板162设置有用于将电路基板162的外部与电路基板162进行电连接的布线图案166。布线图案166可以是由铜等导电材料形成的薄膜。布线图案164可以经由布线图案166而与电路基板162的外部连接。

端子盒88具有g(栅极)、se(感测发射极)、a(阳极)、以及k(阴极)等控制端子99。在本例中，控制端子99设置在y轴负侧的侧壁65。控制端子99的一部分可以嵌入在侧壁65。控制端子99的前端可以从侧壁65的上表面突出。控制端子99可以一起设置在y轴正侧的侧壁65和y轴负侧的侧壁65。

端子盒88可以具有在俯视时与侧壁65相邻的端子配置部62。在本例中，端子配置部62是配置有中继端子96(后述)的区域。端子配置部62可以配置在俯视时由两个侧壁65和两个侧壁66所包围的矩形形状的区域的内部。在y轴方向上，端子配置部62可以配置在侧壁65与电路基板162之间。端子配置部62可以沿x轴方向从一个侧壁66连续设置到另一个侧壁66。端子配置部62的上表面可以配置在比侧壁65和侧壁66的上表面更靠下方的位置。在端子配置部62的下方配置有顶板94。

端子盒88具有用于将布线图案166与控制端子99电连接的中继端子96。中继端子96可以设置在端子配置部62。中继端子96的一部分可以嵌入端子配置部62。中继端子96的前端可以从端子配置部62的上表面突出。在本例中，中继端子96设置在y轴负侧的侧壁65的附近。中继端子96可以一起设置在y轴负侧的侧壁65的附近和y轴正侧的侧壁65的附近。

布线131连接布线图案166与中继端子96。布线131可以是由金属等导电材料所形成的电线。布线139连接控制端子99与中继端子96。布线139可以是嵌入端子盒88的金属布线等。

端子盒88具有主端子86。主端子86是例如用于分别驱动三相逆变电路的u相、v相以及w相的u相端子、v相端子以及w相端子。另外，主端子86是例如用于向三相逆变电路供给电源的电源端子。另外，端子盒88可以具有用于将半导体模块100固定在外部的装置的贯通孔84。

在端子盒88的下方配置有使制冷剂流向预先设定的流路方向的冷却部(在图4中后述)。冷却部具有顶板94以及盒部(在图2中后述)。盒部配置在顶板94的下方。盒部配置在图1中俯视时不能看见的位置。在图1中，利用虚线来表示盒部的侧壁的内侧面的位置。在俯视时，制冷剂在该虚线的内部流通。即，该虚线等同于制冷剂流通部(在图2中后述)的外缘的位置。在俯视时，盒部的侧壁的内侧面的位置可以与侧壁65和侧壁66、以及角部19重叠地配置。

在盒部设置有用于将制冷剂导入制冷剂流通部的制冷剂导入口、以及用于将制冷剂从制冷剂流通部导出的制冷剂导出口。在本例中，在图1的俯视下，制冷剂导入口和制冷剂导出口设置在比制冷剂流通部的外缘更靠内侧的位置。即，在本例中，制冷剂导入口和制冷剂导出口设置在图1中的矩形形状的虚线部的内部。在图1中，利用圆形的虚线部来表示俯视时的制冷剂导入口和制冷剂导出口的位置。应予说明，在后述的图2的说明中，对制冷剂导入口和制冷剂导出口进行详细地叙述。

在盒部的侧壁上的内侧面的外侧设置有接合部(在图3的说明中后述)。冷却部在该接合部与端子盒88直接地或间接地紧贴配置。两个侧壁65和两个侧壁66设置在该接合部的上方。端子盒88在两个侧壁65和两个侧壁66的下方与冷却部直接地或间接地紧贴配置。

在本例中，在俯视时隔着半导体芯片78而对置的两个侧壁66分别设置有温度传感器68。在本例中，在与流过冷却部的制冷剂的流路方向(参照图2)平行的两个侧壁66分别设置有温度传感器68。

在y轴方向上，两个温度传感器68可以一起设置在相同的位置。另外，可以在两个侧壁66分别设置多个温度传感器68。

在本例中，温度传感器68设置在侧壁66的内部。温度传感器68可以嵌入侧壁66的内部。在图1中，利用由虚线包围的阴影来表示俯视时的温度传感器68的位置。温度传感器68可以设置在俯视时冷却部的内侧面(虚线部)的内侧。

作为一例，温度传感器68是热敏电阻、热电偶、以及pn二极管等。在温度传感器68是热电偶或pn二极管的情况下，温度传感器68可以密封在树脂制的侧壁65的内部。在温度传感器68是热敏电阻的情况下，温度传感器68可以设置在凹槽(在图13中后述)，该凹槽设置在树脂制的侧壁66。

在温度传感器68是热敏电阻的情况下，由于温度传感器68设置在凹槽，所以在树脂制的侧壁66的成型时难以向温度传感器68施加应力。因此，温度传感器68难以因该应力而裂纹。另外，能够抑制因该应力而导致的温度传感器68(热敏电阻)的电阻值波动增大。因此，能够抑制因该应力而导致的温度传感器68(热敏电阻)的温度测定精度的下降。

另外，在温度传感器68是热敏电阻的情况下，由于温度传感器68设置在凹槽，所以在使用半导体模块100时，即使侧壁66因半导体模块100产生的热量而热膨胀，也难以向温度传感器68(热敏电阻)施加应力。因此，能够抑制因该应力而导致的温度传感器68(热敏电阻)的电阻值波动增大。因此，能够抑制因该应力而导致的温度传感器68(热敏电阻)的温度测定精度的下降。

图2是示出本发明的一个实施方式的盒部40的下表面的一例的图。图2是在图1的俯视时从z轴方向的相反侧，即从z轴负侧向正侧观察盒部40的情况的图，该盒部40配置在顶板94的下方。盒部40可以由与顶板94同一组成的金属而形成。盒部40由例如包括铝或铜在内的金属而形成。

盒部40具有侧壁63和底板64。在盒部40设置有供制冷剂流通的制冷剂流通部92。制冷剂流通部92是由侧壁63和底板64包围的空间。在盒部40可以在该空间设置冷却片95。冷却片95可以沿y轴方向延伸地配置。冷却片95可以沿x轴方向按预定的间隔相邻地配置多个。

在仰视时，盒部40具有四个角部20。在本例中，四个角部20是指在仰视时和俯视时，与端子盒88的角部19(参照图1)重叠的部分。

盒部40具有用于将制冷剂导入制冷剂流通部92的制冷剂导入口97、以及用于将制冷剂从制冷剂流通部92导出的制冷剂导出口98。制冷剂导入口97可以设置在一个角部20的附近。制冷剂导出口98可以设置在位于与该一个角部20相对的对角线上的另一角部20的附近。

在本例中，制冷剂从制冷剂导入口97导入，并从制冷剂导出口98导出。在本例中，在y轴方向上靠近制冷剂导入口97的一侧是上游侧，靠近制冷剂导出口98的一侧是下游测。在制冷剂流通部92中，制冷剂从y轴正侧向负侧在沿x轴方向相邻地设置的冷却片95之间流通。在图2中，利用粗箭头来表示制冷剂的流路方向。

在y轴方向上，两个温度传感器68可以分别设置在不同的位置。在本例中，两个温度传感器68分别设置在制冷剂导入口97的附近和制冷剂导出口98的附近。由于温度传感器68设置在制冷剂导入口97的附近，所以该温度传感器68能够检测出制冷剂导入口97附近的制冷剂的温度。另外，由于温度传感器68设置在制冷剂导出口98的附近，所以该温度传感器68能够检测出制冷剂导出口98附近的制冷剂的温度。

温度传感器68可以设置在两个侧壁66中的任一个侧壁。在该情况下，温度传感器68优选设置在制冷剂导出口98的附近。从制冷剂导入口97导入的制冷剂冷却半导体芯片78并流向制冷剂导出口98。因此，制冷剂导出口98附近的制冷剂的温度比制冷剂导入口97附近的制冷剂的温度更容易升高。因此，通过利用温度传感器68来测定制冷剂导出口98附近的制冷剂的温度，从而能够判定半导体模块100是否在允许温度内。

温度传感器68在图2的仰视时与制冷剂流通部重叠，并且可以配置在比侧壁63更靠内侧的位置。在图2中，利用虚线部示出仰视时的温度传感器68的位置。

冷却片95可以不配置在温度传感器68的下方。冷却片95可以在仰视时不与温度传感器68重叠。冷却片95也可以在俯视时不与温度传感器68重叠。

盒部40可以具有贯通孔84。贯通孔84可以在俯视时和仰视时设置在与设置于端子盒88的贯通孔84相同的位置。

图3是示出冷却部114的接合部67的配置的一例的图。在本例中，接合部67设置在图3中的斜线部的区域。在图3中，对制冷剂导入口97和制冷剂导出口98、冷却片95、以及温度传感器68进行省略表示。

冷却部114包围制冷剂流通部92而具有接合部67。接合部67设置在顶板94，该顶板94配置在盒部40的上方(z轴正侧)。接合部67可以是在仰视时比侧壁63的内侧面更靠外侧的区域。接合部67在俯视时可以包括侧壁63。即，接合部67可以是在仰视时制冷剂流通部92的外侧的区域。

冷却部114在接合部67与端子盒88直接地或间接地紧贴配置。接合部67的至少一部分在仰视时与端子盒88的侧壁65的至少一部分重叠地配置。接合部67的至少一部分在仰视时与端子盒88的侧壁66的至少一部分重叠地配置。接合部67优选的是具有高导热性，例如1w/mk以上的导热率的环氧系或硅系的粘接剂。另外，接合部67可以是使高导热粘接剂膜等粘接剂硬化的材料。

图4是示出图1和图2的a-a’截面的一例的图。a-a’截面是贯通两个侧壁66、电路基板162、半导体芯片78、顶板94、侧壁63、底板64、以及冷却片95的xz面。温度传感器68虽然不在a-a’截面里，但是为了便于说明将其沿y轴方向投影地表示。在本例中，在a-a’截面中，在顶板94的上方沿x轴方向并列设置有三个电路基板162。

端子盒88具有开口93。在俯视时，开口93是由端子盒88的两个侧壁65以及两个侧壁66包围的区域。在开口93，电路基板162配置在顶板94的上方。

接合部67是顶板94的上表面中的、将侧壁66向下方(z轴方向)投影而得的区域。冷却部114在接合部67与端子盒88直接地或间接地紧贴配置。在本例中，冷却部114在接合部67与端子盒88直接地紧贴配置。

下表面71是侧壁66的下表面。在z轴方向上，接合部67与下表面71的位置可以一致。

冷却片95的z轴正侧的一端可以与顶板94的下表面接触。顶板94的下表面是指沿z轴方向与盒部40的制冷剂流通部92对置的顶板94的表面。冷却片95的z轴负侧的另一端可以与底板64的上表面接触。

冷却片95可以由与盒部40同一组成的金属而形成。冷却片95可以由例如包含铝或铜的金属而形成。为了减轻重量，冷却片95优选由包含铝的金属形成。盒部40和冷却片95可以通过挤压加工而一体成型，也可以通过焊接加工而组成。焊材可以由比盒部40融点更低的金属形成。在焊材中可以使用包含铜和/或铝的金属作为低融点金属。

在a-a’截面中，将温度传感器68的x轴负侧的端部位置和x轴正侧的端部位置分别设为位置px1和位置px2。将冷却部114的x轴负侧的侧壁63的内侧面的x轴方向的位置设为位置sx1。另外，将x轴负侧的侧壁66的x轴正侧的端部位置设为位置sx2。

在俯视时，x轴负侧的侧壁66的至少一部分可以与制冷剂流通部92重叠地配置。即，位置sx2可以配置在比位置sx1更靠x轴正侧的位置。在俯视时，x轴正侧的侧壁66的至少一部分也可以与制冷剂流通部92重叠地配置。

在俯视时，温度传感器68可以与制冷剂流通部92重叠地配置。即，位置px1可以配置在比位置sx1更靠x轴正侧的位置。换而言之，在a-a’截面中，温度传感器68可以配置在x轴方向上的制冷剂流通部92的上方。通过将位置px1配置在比位置sx1更靠x轴正侧的位置，从而与将位置px1配置在比位置sx1更靠x轴负侧的位置的情况相比，能够更准确地测定在制冷剂流通部92流通的制冷剂的温度。

位置px2可以配置在比位置sx2更靠x轴负侧的位置。通过将位置px2配置在比位置sx2更靠x轴负侧的位置，从而温度传感器68在x轴方向不从侧壁66向开口93突出。因此，能够缩小开口93在x轴方向上的宽度。因此，能够使半导体模块100小型化。

将温度传感器68的下表面的z轴方向上的位置设为位置d1。将侧壁66的下表面的z轴方向上的位置设为位置d2。位置d1可以设置在比位置d2更靠上方的位置。即，在z轴方向，温度传感器68的下表面可以配置在比侧壁66的下表面71更靠上方的位置。

将z轴方向上的位置d1与位置d2的距离设为宽wd。宽wd是侧壁66的深度方向上的、设置于温度传感器68的下方的侧壁66的树脂厚度。另外，将侧壁66的y轴方向上的宽度设为宽wsx。宽wd可以比宽wsx更小。宽wd可以是宽wsx的1/5以上且1/2以下。

图5是示出本发明的一个实施方式的半导体模块100的上表面的其他例的图。本例的半导体模块100在与x轴方向平行的两个侧壁65设置有温度传感器68这一点上，与图1所示的半导体模块100不同。在本例中，俯视时在隔着半导体芯片78而对置的两个侧壁65分别设置有温度传感器68。在本例中，在与在冷却部流通的制冷剂的流路方向(参照图6)正交的两个侧壁65分别设置有温度传感器68。应予说明，温度传感器68可以分别设置在两个侧壁66以及两个侧壁65，共计设置四个。

在本例中，温度传感器68设置在侧壁65的内部。温度传感器68可以嵌入侧壁65的内部。在图5中，利用由虚线包围的阴影来表示俯视时的温度传感器68的位置。温度传感器68可以设置在俯视时冷却部的内侧面(虚线部)的内侧。

图6是示出本发明的一个实施方式的盒部40的下表面的其他例的图。图6是在图5的俯视时从z轴方向的相反侧，即从z轴负侧向正侧观察盒部40的情况的图，该盒部40配置在顶板94的下方。在本例中，温度传感器68设置在与x轴方向平行的侧壁63的附近。

盒部40具有侧壁63和底板64。在盒部40具有用于将制冷剂向制冷剂流通部92导入的制冷剂导入口97、以及用于将制冷剂从制冷剂流通部92导出的制冷剂导出口98。在仰视时，制冷剂导入口97的至少一部分可以配置在与端子盒88的y轴正侧的侧壁65重叠的位置。在仰视时，制冷剂导出口98的至少一部分可以配置在与端子盒88的y轴负侧的侧壁65重叠的位置。

制冷剂导入口97和制冷剂导出口98可以设置在盒部40的x轴方向上的中央。温度传感器68可以设置在侧壁65的x轴方向上的中央。两个温度传感器68可以分别设置在制冷剂导入口97的附近和制冷剂导出口98的附近。由于温度传感器68设置在制冷剂导入口97的附近，所以温度传感器68能够检测出制冷剂导入口97附近的制冷剂的温度。另外，由于温度传感器68设置在制冷剂导出口98的附近，所以温度传感器68能够检测出制冷剂导出口98附近的制冷剂的温度。

制冷剂导入口97和制冷剂导出口98可以设置在盒部40的x轴方向上的中央以外的位置。在该情况下，两个温度传感器68可以设置在半导体模块100的x轴方向上的中央以外的位置。两个温度传感器68也可以分别设置在制冷剂导入口97的附近以及制冷剂导出口98的附近。在本例中，盒部40可以各具有一个制冷剂导入口97和一个制冷剂导出口98。盒部40也可以分别具有多个制冷剂导入口97和制冷剂导出口98。

温度传感器68可以设置在y轴正侧的侧壁65以及y轴负侧的侧壁65中的任一个侧壁。在该情况下，温度传感器68优选设置在y轴负侧的侧壁65。另外，温度传感器68优选与制冷剂导出口98相邻设置。从制冷剂导入口97导入的制冷剂冷却半导体芯片78并流向制冷剂导出口98。因此，制冷剂导出口98附近的制冷剂的温度容易比制冷剂导入口97附近的制冷剂的温度高。因此，通过利用温度传感器68来测定制冷剂导出口98附近的制冷剂的温度，从而能够判定半导体模块100是否在允许温度内。

冷却片95可以不配置在温度传感器68的下方。冷却片95可以在仰视时不与温度传感器68重叠。冷却片95也可以在俯视时不与温度传感器68重叠。

图7是示出图5和图6的b-b’截面的一例的图。b-b’截面是贯通两个侧壁65、顶板94、电路基板162、布线图案164、主端子86、温度传感器68、底板64、制冷剂流通部92、制冷剂导入口97以及制冷剂导出口98的yz面。

接合部67是顶板94的上表面中的、将侧壁65向下方(z轴方向)投影而得的区域。冷却部114在接合部67与端子盒88直接地或间接地紧贴配置。在本例中，冷却部114在接合部67与端子盒88直接地紧贴配置。

下表面69是侧壁65的下表面。在z轴方向上，接合部67与下表面69的位置可以一致。

将y轴正侧的温度传感器68的y轴正侧的端部位置和y轴负侧的端部位置分别设为位置py1和位置py2。将冷却部114的y轴正侧的侧壁63的内侧面的y轴方向上的位置设为位置sy1。另外，将y轴正侧的侧壁65的y轴负侧的端部位置设为位置sy2。

在俯视时，y轴正侧的侧壁65的至少一部分可以与制冷剂流通部92重叠地配置。即，位置sy2可以配置在比位置sy1更靠y轴负侧的位置。

在俯视时，y轴正侧的温度传感器68可以与制冷剂流通部92重叠地配置。即，位置py1可以配置在比位置sy1更靠y轴负侧的位置。换而言之，y轴正侧的温度传感器68在y轴方向上可以配置在制冷剂流通部92的上方。通过将位置py1配置在比位置sy1更靠y轴负侧的位置，从而与将位置py1配置在比位置sy1更靠y轴正侧的位置的情况相比，能够更准确地测定在制冷剂流通部92流通的制冷剂的温度。

在b-b’截面中，y轴正侧的温度传感器68可以配置在制冷剂导入口97的上方。在制冷剂导入口97的上方配置了该温度传感器68的情况下，该温度传感器68能够准确地测定通过制冷剂导入口97的制冷剂的温度。

位置py2可以配置在比位置sy2更靠y轴正侧的位置。由于位置py2配置在比位置sy2更靠y轴正侧的位置，所以y轴正侧的温度传感器68在y轴方向上不从侧壁65向开口93突出。因此，能够缩小顶板94在y轴方向上的宽度。因此，能够使半导体模块100小型化。

将y轴负侧的温度传感器68的y轴负侧的端部位置和y轴正侧的端部位置分别设为位置py1’和位置py2’。将冷却部114的y轴负侧的侧壁63的内侧面的x轴方向上的位置设为位置sy1’。另外，将y轴负侧的侧壁65的y轴正侧的端部位置设为位置sy2’。

在俯视时，y轴负侧的侧壁65的至少一部分可以与制冷剂流通部92重叠地配置。即，位置sy2’可以配置在比位置sy1’更靠y轴正侧的位置。

在俯视时，y轴负侧的温度传感器68可以与制冷剂流通部92重叠地配置。即，位置py1’可以配置在比位置sy1’更靠y轴正侧的位置。换而言之，y轴负侧的温度传感器68在y轴方向上可以配置在制冷剂流通部92的上方。通过将位置py1’配置在比位置sy1’更靠y轴正侧的位置，从而与将位置py1’配置在比位置sy1’更靠y轴负侧的位置的情况相比，能够更准确地测定在制冷剂流通部92流通的制冷剂的温度。

在b-b’截面中，y轴负侧的温度传感器68可以配置在制冷剂导出口98的上方。在制冷剂导出口98的上方配置了该温度传感器68的情况下，该温度传感器68能够准确地测定在制冷剂导出口98流通的制冷剂的温度。

位置py2’可以配置在比位置sy2’更靠y轴负侧的位置。由于位置py2’配置在比位置sy2’更靠y轴负侧的位置，所以y轴负侧的温度传感器68在y轴方向不从侧壁65向开口93突出。因此，能够缩小顶板94在y轴方向的宽度。因此，能够使半导体模块100小型化。

在z轴方向上，位置d1可以配置在比位置d2更靠上方的位置。即，在z轴方向上，温度传感器68的下表面可以配置在比侧壁65的下表面69更靠上方的位置。

宽wd是在侧壁65的深度方向上的、设置于温度传感器68的下方的侧壁65的树脂厚度。将侧壁65在x轴方向上的宽度设为宽wsy。宽wd可以比宽wsy小。宽wd可以在宽wsy的1/10以上且1/2以下。

宽wsy可以与侧壁66在x轴方向上的宽wsx(参照图4)不同。宽wsy可以与宽wsx相等。宽wsy也可以比宽wsx大。宽wsy也可以比宽wsx小。

图8是示出比较例的半导体模块150的截面的图。图8示出与图7所示的半导体模块100的b-b’截面等同的yz截面。在比较例的半导体模块150中，温度传感器268没有设置在端子盒288的侧壁65的内部。在比较例的半导体模块150中，在xy平面内，温度传感器268设置在由两个侧壁65和两个侧壁66包围的区域。在电路基板262中，除了设置有连接半导体芯片78的布线图案164之外，还设置有布线图案264。布线图案264是由铜等导电材料形成的薄膜。温度传感器268与布线图案264连接。

在比较例的半导体模块150中，在xy平面内，温度传感器268设置在由两个侧壁65和两个侧壁66包围的区域。因此，比较例的半导体模块150为了设置温度传感器268，必须使电路基板262比图7所示的半导体模块100的电路基板162更大。因此，比较例的半导体模块150必须使设置有电路基板262的端子盒288大型化。另外，比较例的半导体模块150必须与端子盒288的大型化匹配地使顶板294和盒部240大型化。即，比较例的半导体模块150必须使冷却部214大型化。

另外，比较例的半导体模块150除了布线图案164以外，还需要另外设置温度传感器268用的布线图案264。因此，比较例的半导体模块150比图7所示的半导体模块100更容易增加制造成本。

图9是示出将控制基板23和布线25组合在图7的剖面图的图。控制基板23可以设置在端子盒88的上方。控制基板23接收由温度传感器68检测出的温度信息。温度信息是指，在温度传感器68为热敏电阻的情况下该热敏电阻的电阻值。

布线25电连接控制基板23与温度传感器68。在图9中，在与布线25在y轴方向上的相同位置且比布线25更靠x轴正侧的位置，设置有其他布线(图11中的布线27)。该其他布线也电连接控制基板23与温度传感器68。从控制基板23流过的电流通过布线25被输入到温度传感器68。从温度传感器68流过的电流通过该其他布线被输入到控制基板23。

布线25的至少一部分可以设置在侧壁65的内部。通过将布线25的至少一部分设置在侧壁65的内部，从而能够无需用于另外将布线25设置于侧壁65的外部的空间。因此，能够使端子盒88小型化。因此，能够使半导体模块100小型化。

布线25的另一部分可以设置在侧壁65的外部。布线25的所述另一部分可以与控制基板23连接。

布线25可以从侧壁65的上表面29到温度传感器68为止设置在侧壁65的内部。在侧壁65的内部，布线25可以设置在从z轴方向上的上表面29到温度传感器68为止的范围的一部分。为了使用于设置布线25的空间变小，布线25优选从上表面29到温度传感器68为止设置在侧壁65的内部。

图10是示出比较例的半导体模块160的截面的图。图10示出与图9所示的半导体模块100的b-b’截面等同的yz截面。在比较例的半导体模块160中，温度传感器268没有设置在侧壁65的内部。温度传感器268设置在端子盒288的外部，且设置在顶板294的上表面。在制冷剂导入口297的附近与制冷剂导入口297的附近各设置有一个温度传感器268。

在比较例的半导体模块160中，连接温度传感器268与控制基板223的布线225设置在端子盒288的外部。在比较例的半导体模块160中连接温度传感器268与控制基板223的情况下，为了不向半导体芯片78施加多余的振动，优选利用将连接装置220连接于布线225的配线来连接温度传感器268与控制基板223。在该情况下，因为连接装置220在控制基板223占有很大的面积，所以导致使半导体模块160大型化。

另外，因为比较例的半导体模块160设置有连接装置220，所以部件个数增加。因此，比较例的半导体模块160容易比图9所示的半导体模块100增加制造成本。

图11是示出图5的c-c’截面的一例的图。图11将控制基板23、布线25以及布线27组合在图5的俯视图并进行表示。c-c’截面是通过侧壁65、控制端子99、温度传感器68、顶板94、底板64以及制冷剂流通部92的xz面。

布线25将设置在控制基板23的恒流电源等电源与温度传感器68电连接。布线27将该电源与温度传感器68电连接。从该电源流出的电流通过布线25被输入到温度传感器68。从温度传感器68流出的电流通过布线27被输入到该电源。

温度传感器68可以是热电偶或pn二极管。在温度传感器68是热电偶或pn二极管的情况下，温度传感器68可以密封在树脂制的侧壁65的内部。

在本例中，布线25的至少一部分设置在侧壁65的内部。另外，在本例中，布线27的至少一部分设置在侧壁65的内部。在本例中，布线25和布线27沿z轴方向从侧壁65的内部贯通上表面29连续地设置到控制基板23为止。

控制端子99可以设置在侧壁65的上表面29的上方。控制端子99可以与侧壁65的上表面29接触而设置。控制端子99可以设置在侧壁65的内部。

布线41电连接设置在控制基板23的栅极驱动单元(gatedriverunit)和电子控制单元(electroniccontrolunit)等、以及控制端子99。在本例中，一条布线41与一个控制端子99相连接。在本例中，在温度传感器68的x轴正侧和x轴负侧分别配置有五个控制端子99以及五条布线41。栅极驱动单元和电子控制单元等经由布线41和控制端子99来控制半导体芯片78。

在xz面内，布线41在y轴方向上的位置与布线25和布线27在y轴方向上的位置可以相同。即，布线25和布线27、以及布线41可以配置在同一平面内(xz面内)。

本例的半导体模块100在侧壁65的内部设置有温度传感器68、以及布线25的至少一部分和布线27的至少一部分。因此，能够将布线25和布线27、以及多条(在本例中为十条)布线41配置在同一平面内(xz面内)。因此，能够将布线25和布线27、以及多条布线41在同一平面内(xz平面内)沿z轴方向从侧壁65连接到控制基板23。因此，能够容易组装端子盒88与控制基板23。

设置于侧壁65的内部的布线25和布线27的一部分可以配置在温度传感器68的下方。布线25和布线27的所述一部分可以与温度传感器68的下表面73接触而配置。布线25和布线27的所述一部分可以不与侧壁65的下表面69相接。即，在z轴方向上，在布线25和布线27的所述一部分与下表面69之间可以配置树脂制的侧壁65的一部分。换而言之，在z轴方向上，布线25和布线27的所述一部分可以夹在温度传感器68与侧壁65的所述一部分之间。

图12是示出本发明的一个实施方式的半导体模块100的上表面的其他例的图。本例的半导体模块100在两个侧壁65设置有凹槽75并且在凹槽75配置有温度传感器68这一点上，与图5所示的半导体模块100不同。凹槽75沿z轴方向从侧壁65的上表面29设置到预定的深度为止。凹槽75以不沿深度方向贯通侧壁65的方式设置。

图13是图12的区域d的扩大图。图13放大示出凹槽75的附近。在俯视时，凹槽75的外周可以被侧壁65包围。凹槽75可以在侧壁65的上表面29具有开口。凹槽75可以在比该开口更靠下方位置，设置在侧壁65的内部。

凹槽75可以不与开口93相连接。即，在y轴方向上，在凹槽75与开口93之间可以配置有侧壁65的一部分。换而言之，在y轴方向上，侧壁65的所述一部分可以夹持在凹槽75与开口93之间。

凹槽75可以设置在盒部40的制冷剂流通部92的上方。在图13中，利用虚线示出制冷剂流通部92的y轴正侧端。这一端设置在侧壁65的下方。在俯视时，凹槽75可以与制冷剂流通部92重叠。由于凹槽75设置在制冷剂流通部92的上方，所以温度传感器68配置在流过制冷剂流通部92的制冷剂的上方。因此，温度传感器68能够准确地测定该制冷剂的温度。

在本例中，温度传感器68是热敏电阻。在图13中，省略了温度传感器68的阴影。温度传感器68(热敏电阻)可以利用凝胶77来密封。即，在本例中，温度传感器68(热敏电阻)设置在凝胶77的内部。凝胶77可以在z轴方向上从比凹槽75的底面更靠上方(z轴正侧)的预定深度开始，填充到该底面为止。

如本例所示，在温度传感器68是热敏电阻的情况下，优选温度传感器68设置在凹槽75。在温度传感器68是热敏电阻的情况下，由于温度传感器68被设置在凹槽75，所以在树脂制的侧壁65成型时，难以向温度传感器68施加应力。因此，温度传感器68难以因该应力而裂纹。另外，能够抑制因该应力而导致的温度传感器68(热敏电阻)的电阻值的波动增大。因此，能够抑制因该应力而导致的温度传感器68(热敏电阻)的温度测定精度的下降。

另外，在温度传感器68是热敏电阻的情况下，由于温度传感器68设置在凹槽75，所以在使用半导体模块100时，即使侧壁65因半导体模块100产生的热量而热膨胀，也难以向温度传感器68(热敏电阻)施加应力。因此，能够抑制因该应力而导致的温度传感器68(热敏电阻)的电阻值的波动增大。因此，能够抑制因该应力而导致的温度传感器68(热敏电阻)的温度测定精度的下降。

凝胶77是例如硅胶。如图1的说明所述，端子盒88的侧壁65是树脂制的。凝胶77的热膨胀率可以比该树脂的热膨胀率小。在使用半导体模块100时，侧壁65和凝胶77因半导体模块100产生的热量而能够热膨胀。因此，由于凝胶77的热膨胀率比该树脂的热膨胀率小，所以在使用半导体模块100时，能够缓和施加到热敏电阻的应力。因此，能够抑制热敏电阻的温度测定精度的下降。

图14是示出图13的e-e’截面的一例的图。在图14中，组合表示在端子盒88的上方设置的控制基板23。e-e’截面是通过侧壁65、凹槽75、凝胶77、温度传感器68、顶板94、底板64以及制冷剂流通部92的xz面。

凹槽75可以在侧壁65的上表面29具有开口。凹槽75具有底面79。将底面79在z轴方向上的位置设为位置d3。位置d3可以配置在比位置d2更靠上方的位置，该位置d2为侧壁65的下表面69的z轴方向上的位置。即，凹槽75可以不贯通侧壁65。在凹槽75的下方可以配置有制冷剂流通部92。

在本例中，温度传感器68(在本例中为热敏电阻)配置在凹槽75。温度传感器68可以被凝胶77密封在凹槽75的内部。凝胶77可以填充到比温度传感器68的上表面更靠上方的位置为止。凝胶77可以填充到上表面29为止。

温度传感器68的下表面73的z轴方向上的位置d1可以配置在比位置d3更靠上方的位置。布线25和布线27的一部分可以设置在凹槽75的底面79的上方。下表面73与底面79可以沿z周向将布线25和布线27夹在中间而设置。下表面73可以与布线25和布线27接触。底面79可以与布线25和布线27接触。

将位置d1与位置d3在z轴方向上的距离设为宽wb。宽wb可以与布线25和布线27在z轴方向上的距离相等。在凹槽75，在位置d1与位置d3的z轴方向之间，且在x轴方向上的布线25的x轴正侧端与布线27的x轴负侧端之间可以填充有凝胶77。即，在凹槽75的底面79，在布线25和布线27都没有被设置的区域，可以在温度传感器68的下表面73与凹槽75的底面79的z轴方向之间填充凝胶77。

布线25将设置在控制基板23的恒流电源等电源与温度传感器68电连接。布线27将该电源与温度传感器68电连接。从该电源流出的电流通过布线25被输入到温度传感器68。布线25和布线27可以在从z轴方向上的侧壁65的上表面29到凹槽75的底面79之间，设置在侧壁65的内部。

在温度传感器68是热敏电阻的情况下，热敏电阻的电阻根据温度而变化。因此，通过在控制基板23侧测定因该热敏电阻而导致的电压下降，从而能够测定温度测定对象(在本例为在制冷剂流通部92流通的制冷剂)的温度。

图15是示出连接图14的温度传感器68(在本例中为热敏电阻)、布线25和布线27、以及设置在控制基板23的恒流电源37的电路图。在控制基板23设置有恒流电源37，该恒流电源37流通有用于检测温度传感器68的电阻的电流。恒流电源37与设置在半导体模块100的温度传感器68通过布线25和布线27而电连接。

在控制基板23可以设置有栅极驱动单元33和电子控制单元35。栅极驱动单元33驱动在半导体模块100设置的半导体芯片78的栅极。例如在控制汽车的发动机动作的情况下，电子控制单元35基于来自温度传感器68等的信息来控制发动机工作的点火时刻。

图16是示出本发明的一个实施方式的车辆200的概要的图。车辆200是利用电力产生至少一部分的推进力的车辆。作为一例，车辆200是利用马达等电力驱动设备来产生全部的推进力的电动汽车，或者是将马达等电力驱动机器与被汽油等燃料驱动的内燃机一起使用的混合动力车。

车辆200具备控制马达等电力驱动设备的控制装置210(外部装置)。在控制装置210设置有半导体模块100。半导体模块100可以控制向电力驱动设备供给的电力。

图17是本发明的一个实施方式的半导体模块100的主电路图。半导体模块100可以是驱动车辆的马达的车载用单元的一部分。半导体模块100可以作为具有输出端子u、v以及w的三相交流逆变电路而发挥功能。

半导体芯片78-1、半导体芯片78-2以及半导体芯片78-3可以构成半导体模块100的下臂。半导体芯片78-4、半导体芯片78-5以及半导体芯片78-6可以构成半导体模块100的上臂。一组半导体芯片78-1和半导体芯片78-4可以构成桥臂。一组半导体芯片78-2和半导体芯片78-5可以同样地构成桥臂。一组半导体芯片78-3和半导体芯片78-6也可以同样地构成桥臂。

在半导体芯片78-1中，发射电极可以与输入端子n1电连接，集电极可以与输出端子u电连接。在半导体芯片78-4中，发射电极可以与输出端子u电连接，集电极可以与输入端子p1电连接。同样地，在半导体芯片78-2中，发射电极可以与输入端子n2电连接，集电极可以与输出端子v电连接。在半导体芯片78-5中，发射电极可以与输出端子v电连接，集电极可以与输入端子p2电连接。同样地，在半导体芯片78-3中，发射电极可以与输入端子n3电连接，集电极可以与输出端子w电连接。在半导体芯片78-6中，发射电极可以与输出端子w电连接，集电极可以与输入端子p3电连接。

从半导体芯片78-1到半导体芯片78-6可以通过输入到半导体芯片78的控制电极焊盘的信号而交替地开关。在本例中，各半导体芯片78可以在开关时发热。输入端子p1、p2以及p3可以分别与外部电源的正极连接，输入端子n1、n2以及n3可以分别与外部电源的负极连接。输出端子u、v以及w可以分别与负载连接。输入端子p1、p2以及p3可以彼此电连接。另外，其他输入端子n1、n2以及n3也可以彼此电连接。

在半导体模块100中，从半导体芯片78-1到半导体芯片78-6可以分别是rc-igbt(反向导通igbt)半导体芯片。在rc-igbt半导体芯片中，igbt和续流二极管(fwd)可以一体形成，并且igbt和fwd可以反向并联连接。从半导体芯片78-1到半导体芯片78-6可以分别包括mosfet或igbt等晶体管与二极管的组合。晶体管和二极管的芯片基板可以是硅基板、碳化硅基板、或者氮化镓基板。

以上，虽然利用实施方式对本发明进行了说明，但是本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。对本领域技术人员来说，在上述实施方式中能够追加多种变更或改良是显而易见的。根据权利要求书所记载的范围可知，追加了这样的变更或改良的方式也能够包括在本发明的技术范围内。

应当注意，关于在权利要求书、说明书以及附图中所示的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤以及阶段等各处理的执行顺序，只要没有特别地明确说明“之前”、“先于”等，或者没有将在前的处理的输出用于在后的处理，则能够以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书和附图中的动作流程，即使出于方便而使用了“首先”、“然后”等进行说明，也并不意味着必须按照该顺序进行实施。