具体实施方式

下面，说明能够应用本发明的半导体模块。图1是表示本实施方式所涉及的半导体模块的一例的俯视图。图2是从下表面侧观察图1所涉及的半导体模块所得到的图。图3是图1的单位层叠基板的局部放大图。图4是沿着YZ平面将图3所示的半导体模块切断所得到的截面图。图5是表示半导体元件的感测功能的等效电路图。此外，下面所示的半导体模块只是一个例子，并不限定于此，能够适当地变更。

另外，在下面的图中，将半导体模块的长边方向(后述的多个层叠基板排列的方向)定义为X方向、将短边方向定义为Y方向、将高度方向定义为Z方向。图示的X、Y、Z的各轴相互正交，形成右手系。另外，根据情况，有时将X方向称为左右方向、将Y方向称为前后方向、将Z方向称为上下方向。这些方向(前后左右上下方向)是为了便于说明而使用的词语，根据半导体模块的安装姿势，有时这些方向与XYZ方向的各个方向的对应关系发生改变。例如，将半导体模块的散热面侧(冷却器侧)作为下表面侧，将其相反侧称为上表面侧。另外，在本说明书中，俯视是指从Z方向正侧观察半导体模块的上表面的情况。

半导体模块1被应用于例如功率模块等电力变换装置。本实施方式所涉及的半导体模块1是构成逆变器电路的6合1(6in 1)型的功率模块。如图1至图4所示，半导体模块1构成为包括：基底板(日语：ベース板)10；配置在基底板10上的多个层叠基板2；配置在层叠基板2上的多个半导体元件3；收容多个层叠基板2和多个半导体元件3的外壳构件11；以及配置于基底板10的下表面的冷却器12。

基底板10是具有上表面和下表面的长方形的板。基底板10作为散热板来发挥功能。另外，基底板10具有在X方向上长的、俯视时呈矩形的形状。基底板10例如是由铜、铝或它们的合金等形成的金属板，也可以对基底板10的表面实施镀处理。

在基底板10的上表面配置有框状的外壳构件11。外壳构件11例如是通过合成树脂来成型的，借助粘接剂(未图示)来与基底板10的上表面接合。外壳构件11具有沿着基底板10的外形的矩形形状，具有在中央形成有开口的环状壁部13。环状壁部13形成为沿Z方向立起。在环状壁部13设置有多个端子构件14。关于端子构件14在后面叙述。

另外，在环状壁部13的内侧且基底板10的上表面，沿X方向排列地配置有3个层叠基板2。这3个层叠基板2构成逆变器电路的U相、V相以及W相。在本实施方式中，从图1的纸面右侧起，为U相、V相、W相这样的配置。

层叠基板2是将金属层与绝缘层进行层叠来形成的，例如由DCB(Direct CopperBonding：直接键合铜)基板、AMB(Active Metal Brazing：活性金属钎焊)基板、或者金属基底基板构成。具体地说，叠基板2具有绝缘板20、配置于绝缘板20的下表面的散热板21以及配置于绝缘板20的上表面的多个电路板22。层叠基板2例如形成为在俯视时呈大致方形的形状。

绝缘板20形成为在Z方向上具有规定的厚度且具有上表面和下表面的平板状。绝缘板20例如由氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si₃N₄)等陶瓷材料、环氧等树脂材料、或者将陶瓷材料用作填料的环氧树脂材料等绝缘材料形成。此外，也可以将绝缘板20称为绝缘层或绝缘膜。

散热板21形成为在Z方向上具有规定的厚度且覆盖绝缘板20的整个下表面。散热板21例如由铜、铝等导热性良好的金属板形成。

在绝缘板20的上表面(主表面)，以相互电绝缘的状态呈岛状地形成有多个电路板22。具体地说，多个电路板22构成为包括与正电位点(P端子)连接的第一电路板23、与负电位点(N端子)连接的第二电路板24、以及与中间电位点(M端子)连接的第三电路板25。这些电路板22由规定厚度的金属层构成，该金属层由铜箔等形成。

第一电路板23具有以沿着层叠基板2的X方向上的一侧的一个边的方式向Y方向延伸的、俯视时呈矩形的形状。第一电路板23在Y方向上的大致中央处，从X方向外侧向内侧被稍微切掉。在被切掉的部分处，沿Y方向排列地形成有栅极焊盘26a和发射极焊盘26b。栅极焊盘26a位于上臂的端子构件14侧(Y方向正侧)。

第二电路板24具有在层叠基板2的X方向上的大致中央处向Y方向延伸的长条形状。第二电路板24的一端稍微向X方向弯曲，整体在俯视时呈大致L字状。

第三电路板25具有如下的俯视时呈大致U字的形状：以沿着层叠基板2的X方向上的另一侧的一个边的方式向Y方向延伸，并在第二电路板24的另一端侧以折回的方式弯曲，之后以在Y方向上将第二电路板24夹在中间的方式沿Y方向延伸。第三电路板25在Y方向上的大致中央处，从X方向外侧向内侧被稍微切掉。在被切掉的部分处，沿Y方向排列地形成有栅极焊盘27a和发射极焊盘27b。栅极焊盘27a位于下臂的端子构件14侧(Y方向负侧)。这3个电路板22沿与后述的构成制冷剂流路的一部分的第三流路F3(参照图2)交叉的方向(X方向)排列地设置。

在电路板22的上表面的规定位置，借助焊料等接合材料S(参照图4)配置有多个半导体元件3。半导体元件3例如由硅(Si)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等的半导体基板形成为俯视时呈方形的形状。在本实施方式中，半导体元件3由将IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)元件与FWD(Free Wheeling Diode)元件的功能一体化得到的RC(ReverseConducting：反向导通)-IGBT元件构成。

此外，半导体元件3不限定于此，也可以将IGBT、功率MOSFET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor)、BJT(Bipolar junction transistor：双极结型晶体管)等开关元件、FWD(Free Wheeling Diode)等二极管进行组合来构成。另外，作为半导体元件3，也可以使用对反向偏压具有充分的耐压的RB(Reverse Blocking：反向阻断)-IGBT等。另外，能够对半导体元件3的形状、配置数量、配置位置等适当地变更。半导体元件3可以在具有第一面以及第一面的相反侧的第二面的半导体基板中，在第一面具备发射极、源极或阳极电极，在第二面具备集电极、漏极或阴极电极。作为开关元件的半导体元件3可以在半导体基板的第一面具备栅极电极，进一步具备感测电极。

在本实施方式中，每1个层叠基板2(每1相)配置有4个半导体元件3。具体地说，配置于第一电路板23的上表面的2个半导体元件3a、3b构成上臂。另外，配置于第三电路板25的上表面的2个半导体元件3c、3d构成下臂。即，上臂和下臂在X方向上横向排列地配置于层叠基板2的上表面。沿X方向依次设置有电路板23的芯片搭载部、电路板25的布线构件连接部、电路板24以及电路板25的芯片搭载部。

构成上下各臂的各2个半导体元件进一步被分为具有规定的感测功能的感测芯片和不具有上述感测功能的非感测芯片。具体地说，半导体元件3a、3c是具有探测芯片的温度和电流的感测功能的感测芯片。另一方面，半导体元件3b、3d是不具有这些感测功能的非感测芯片。即，上下各臂分别具备1个感测芯片和1个非感测芯片。各臂也可以分别具有至少包括1个感测芯片的3个以上的半导体元件。

在上臂，半导体元件3a、3b并联连接，沿Y方向排列地配置。另外，在下臂，半导体元件3c、3d并联连接，沿Y方向排列地配置。像这样，感测芯片和非感测芯片沿与上臂及下臂的排列方向(X方向)正交的方向(Y方向)排列地配置。在上臂和下臂，感测芯片与非感测芯片是反着配置的，详情在后面叙述。即，半导体元件3a、3c设置于在俯视时斜向地相向的位置。半导体元件3a、3c可以在层叠基板2的对角线上相离地配置。

在此，参照图5来说明半导体元件(感测芯片)的感测功能。如图5所示，半导体元件3a、3c在半导体基板中具备IGBT元件30、FWD元件31以及温度感测用二极管32。

IGBT元件30的一端侧与栅极(G)连接，另一端侧与集电极(C)、发射极(E)、感测发射极(S)连接。FWD元件31反向并联连接在IGBT元件30的发射极～集电极之间。

温度感测用二极管32的一端与阳极(A)连接，另一端与阴极(K)连接。温度感测用二极管32基于阳极～阴极间的电压来探测芯片温度。感测发射极(S)是能够将流向IGBT的电流的一部分进行分流来检测的端子。通过对感测发射极(S)例如连接外部的电流感测用电阻并检测其电压，能够在发生短路动作时实施短路保护。关于该电流感测用电阻，能够在控制电路的设计中适当地设定条件，由此能够设定开始短路保护的电压值。

另外，在层叠基板2的上表面，在位于下臂的半导体元件3d的附近的一个角部配置有热敏电阻4。热敏电阻4用于探测在位于层叠基板2的下表面侧的冷却器12内流动的冷却水的温度。此外，不限于配置热敏电阻4，也可以配置其它类型的测温电阻体或热电偶。

如上所述，在层叠基板2的上表面配置有框状的外壳构件11。外壳构件11具有包围3个层叠基板2的周围的环状壁部13。在环状壁部13的上表面的内周侧形成有下降了一个台阶的台阶部13a。台阶部13a的上表面设置于相对于环状壁部13的上表面而言低的位置。

另外，如图1所示，在环状壁部13的在短边方向(Y方向)上相向的一对壁部，通过一体成型埋入有多个端子构件14。端子构件14例如是将铜材料、铜合金系材料、铝合金系材料、铁合金系材料等金属材料的板状体进行弯折而形成的。端子构件14具有在台阶部13a的上表面露出的内侧端子部15以及在环状壁部13的上表面突出的外侧端子部16。

如图3所示，多个端子构件14与各电极对应地沿X方向排列地配置在具有感测功能的半导体元件3a、3c的附近。具体地说，在半导体元件3a的附近，沿X方向排列地配置有5个端子构件14。另外，在半导体元件3c的附近，也沿X方向排列地配置有5个端子构件14。如图3所示，该各被配置5个的端子构件14处于在俯视时在Y方向上隔着层叠基板2斜向地相向的位置关系。上臂用的端子构件14与半导体元件3a相邻接地设置在层叠基板2的对角线的方向上，下臂用的端子构件14与半导体元件3c相邻接地设置在层叠基板2的对角线的方向上。半导体元件3a的感测电极(S、A、K)与半导体元件3c的感测电极(S、A、K)可以在Y方向上相离地配置在层叠基板2的对角线的方向上。上臂用的端子构件14与半导体元件3a的感测电极可以通过布线构件W电连接。下臂用的端子构件14与半导体元件3c的感测电极可以通过布线构件W电连接。在半导体元件3a中，栅极电极可以配置于感测电极的相反侧。在半导体元件3c中，栅极电极可以配置于感测电极的相反侧。并且，在位于热敏电阻4的附近的环状壁部13也配置有端子构件14。如图1所示，这些端子构件14被配置为在各相中均相同。

各半导体元件3、电路板22以及端子构件14通过布线构件W电连接。例如，在上臂，半导体元件3a与内侧端子部15通过布线构件W连接，半导体元件3a与第三电路板25通过布线构件W连接，半导体元件3a与栅极焊盘26a通过布线构件W连接，栅极焊盘26a与栅极侧的端子构件14通过布线构件W连接，第三电路板25与发射极焊盘26b通过布线构件W连接，发射极焊盘26b与发射极侧的端子构件14通过布线构件W连接。另外，半导体元件3b与第三电路板25也通过布线构件W连接，半导体元件3b与栅极焊盘26a也通过布线构件W连接。半导体元件3b的栅极电极可以隔着栅极焊盘26a配置在半导体元件3a的栅极电极的附近。也可以通过配置于半导体元件3a、3b之间的布线构件W将第三电路板25与发射极焊盘26b连接，由此检测并联连接的半导体元件3a、3b的中间电位。

在下臂，半导体元件3c与内侧端子部15通过布线构件W连接，半导体元件3c与第二电路板24通过布线构件W连接，半导体元件3d与栅极焊盘27a通过布线构件W连接，栅极焊盘27a与栅极侧的端子构件14通过布线构件W连接，第二电路板24与发射极焊盘27b通过布线构件W连接，发射极焊盘27b与发射极侧的端子构件14通过布线构件W连接。另外，半导体元件3d与第二电路板24也通过布线构件W连接，半导体元件3d与栅极焊盘27a也通过布线构件W连接。半导体元件3d的栅极电极可以隔着栅极焊盘27a配置在半导体元件3c的栅极电极的附近。也可以通过配置于半导体元件3c、3d之间的布线构件W将第二电路板24与发射极焊盘27b连接，由此检测并联连接的半导体元件3c、3d的中间电位。

另外，热敏电阻4与内侧端子部15也通过布线构件W连接。此外，这些布线构件W使用导体线(接合线)。关于导体线的材质，能够使用金、铜、铝、金合金、铜合金、铝合金中的任一个或它们的组合。另外，也能够使用导电线以外的构件来作为布线构件。例如，能够使用带状线缆(ribbon)来作为布线构件。

另外，在由环状壁部13规定的外壳构件11的内部空间填充有密封树脂17。密封树脂17被填充至密封树脂17的上表面例如到达环状壁部13的上表面为止。由此，层叠基板2、半导体元件3、内侧端子部15、布线构件W被密封。此外，密封树脂17能够使用环氧树脂、硅胶。

如图2和图4所示，冷却器12构成为包括上述的基底板10以及设置于基底板10的下表面侧的多个翅片12a(省略详细的形状)。冷却器12可以还包括冷却外壳12b。如上所述，基底板10作为散热板发挥功能，在基底板10的上表面搭载有多个层叠基板2。设置于基底板10的下表面(散热面)的多个翅片12a被收容于形成于冷却外壳12b的凹部12c。此外，冷却外壳12b也可以被称为制冷剂套或水套。

多个翅片12a一体地设置于基底板10的下表面。翅片12a可以由与基底板10相同的金属材料构成。翅片12a被用作散热板、换言之被用作散热片。例如，翅片12a能够使用以规定间距隔开间隔地排列多个方柱形状的针(方针)而得到的针翅片(pin fin)。翅片12a的结构不限定于此，能够适当地变更。例如，也可以设为设置圆柱形状的针来代替方柱形状的针的结构、或者将沿Y方向延伸的刀锋形状(blade)的多个翅片相互平行地排列的结构。翅片12a被设置为能够使制冷剂沿Y方向流动。

优选的是，基底板10中设置有多个翅片12a的区域包括在多个层叠基板2与基底板10接合的状态下的、层叠基板2上的半导体元件3的安装区域的相反侧(背面侧)的区域。换言之，优选的是，在基底板10一体地设置多个翅片12a的区域是包括半导体元件3的正下方的区域的区域。此外，在本实施方式中，在包括多个层叠基板2的正下方的区域的区域配置有多个翅片12a。另外，在本实施方式中，多个翅片12a的集合体具有大致长方体形状。多个翅片12a的集合体的长边方向与半导体模块1的长边方向(X方向)一致。

冷却外壳12b具有大致长方体形状的外形，具有在俯视时在X方向上长的长方形状。俯视时的冷却外壳12b的外形具有实质上与基底板10的外形相同的形状。冷却外壳12b在上表面形成有凹部12c。由此，冷却外壳12b形成为上部开口的箱型。凹部12c具有与冷却外壳12b的外形相似的形状的、俯视时呈长方形的形状。

凹部12c形成为比多个翅片12a的集合体的外形大。更具体地说，凹部12c的Y方向上的宽度被设定为相比于多个翅片12a的集合体的Y方向上的宽度足够大。另外，多个翅片12a的集合体配置于凹部12c的Y方向中央。如上所述，凹部12c收容多个翅片12c。设置于凹部12c与多个翅片12c之间的间隙划定出制冷剂流路，制冷剂能够在流路中流动。

具体地说，如图2所示，制冷剂流路构成为包括设置于多个翅片12c的Y方向负侧的凹部12c内的第一流路F1、设置于多个翅片12c的Y方向正侧的凹部12c内的第二流路F2、以及设置于多个翅片12c的间隙的第三流路F3。第一流路F1和第二流路F2在Y方向上相互分离且并列地配置。第三流路F3设置于第一流路F1与第二流路F2之间，将第一流路F1与第二流路F2连接起来。第一流路F1和第二流路F2沿X方向延伸，另一方面，第三流路F3沿Y方向延伸。从泵等外部装置供给的制冷剂在第一流路F1、第三流路F3以及第二流路F2中通过，从而能够在冷却系统中循环。制冷剂可以从第一流路F1去向第二流路F2地通过第三流路F3。

另外，在冷却外壳12b设置有成为制冷剂的出入口的导入口12d和排出口12e。如图2所示，导入口12d被配置为在冷却外壳12b的底壁部分处与第一流路F1的X方向正侧的端部连通。排出口12e被配置为在冷却外壳12b的底壁部分处与第二流路F2的X方向负侧的端部连通。即，导入口12d和排出口12e被配置为隔着多个翅片12a斜向地相向。此外，导入口12d和排出口12e也可以设置于冷却外壳12b的侧壁部分。

在本实施方式中，制冷剂从导入口12d被导入到冷却外壳12b内，从第一流路F1通过第三流路F3后再流过第二流路F2，从排出口12e被排出到冷却外壳12b外。此外，导入口12d和排出口12e的配置不限定于此，能够适当地变更。例如，也可以使导入口12d和排出口12e的位置关系相反。即，制冷剂流路也可以构成为使制冷剂从第二流路F2通过第三流路F3后再流过第一流路F1。

此外，在本实施方式中，作为冷却器12的结构，设为包括冷却外壳12b，但冷却外壳12b可以为任意的结构。即，可以仅由基底板10和多个翅片12a来构成冷却器12。

另外，在车载用的功率半导体模块中，构成为主要包括半导体元件、绝缘基板(层叠基板)以及冷却器等。半导体元件采用将IGBT元件与FWD元件一体化得到的RC-IGBT。通过将冷却器嵌入于模块，在提高冷却性能的同时实现模块整体的小型化、轻量化。另外，在这种半导体模块中，在上下的各臂中形成将2个芯片并联连接的2并联构造的电路，以流通大电流。2并联的芯片中的一个芯片具有用于监视芯片温度的温度感测功能以及用于检测电流的异常的电流感测功能。

在此，参照参考例来说明以往的半导体模块的结构。图6是参考例所涉及的半导体模块的平面示意图。在图6中，半导体元件3、端子构件14以及一部分的电路板22的布局与图2不同。因此，对于与图2共同的结构，用相同的名称和标记来表示，并适当地省略说明。

如图6所示，在上臂，半导体元件3a、3b并联连接，沿Y方向排列地配置于第一电路板23的上表面。另外，在下臂，半导体元件3c、3d并联连接，沿Y方向排列地配置于第三电路板25的上表面。像这样，感测芯片和非感测芯片沿与上臂及下臂的排列方向(X方向)正交的方向(Y方向)排列地配置。另外，在上臂和下臂，感测芯片和非感测芯片在Y方向上设置于相同的一侧。即，半导体元件3a、3c沿着层叠基板2中的一个边地偏向Y方向一侧地配置，且被配置为在X方向上相向。

另外，在上臂，在层叠基板2的位于半导体元件3a、3b之间的上表面，沿Y方向排列地形成有栅极焊盘26a和发射极焊盘26b。同样，在下臂，在层叠基板2的位于半导体元件3c、3d之间的上表面，沿Y方向排列地形成有栅极焊盘27a和发射极焊盘27b。在图6中，上臂侧的发射极电极(E)经由布线构件W来与绝缘板20上的发射极焊盘26b连接。另外，下臂侧的发射极电极(E)经由布线构件W来与绝缘板20上的发射极焊盘27b连接。

另外，在层叠基板2的上表面的半导体元件3a、3c的Y方向外侧，与半导体元件3a、3c的各电极对应地形成有多个电极焊盘28。具体地说，在半导体元件3a的侧方，沿X方向排列地配置有5个电极焊盘28，在半导体元件3c的侧方，沿X方向排列地配置有5个电极焊盘28。

另外，与半导体元件3a、3c的各电极对应地，在环状壁部13中通过一体成型埋入有多个端子构件14。具体地说，多个端子构件14配置于环状壁部13的短边方向(Y方向)一侧的壁部。在配置于半导体元件3a的侧方的5个电极焊盘28的更侧方，沿X方向排列地配置有5个端子构件14。另外，在配置于半导体元件3c的侧方的5个电极焊盘28的更侧方，沿X方向排列地配置有5个端子构件14。

一般来说，在上下的各臂中，2并联连接的2个半导体元件中的、相对于电流流动的方向而言位于面前侧(上游侧)的半导体元件的负荷大。例如，上臂中的电流从P端子朝向M端子流动，下臂中的电流从M端子朝向N端子流动。在上述的参考例中，具有感测功能的半导体元件3a、3c偏向Y方向一侧地配置，因此只能检测半导体模块的Y方向一侧的温度。例如，在位于Y方向另一侧的不具有感测功能的半导体元件3b、3d的温度变得比上述的半导体元件3a、3c的温度高的情况下，有可能无法适当地进行温度控制。

因此，本案发明人着眼于具有感测功能的感测芯片与不具有感测功能的非感测芯片之间的位置关系以及在与模块一体化的冷却器中流动的制冷剂(冷却水)的流动方向，想到了本发明。

即，本发明的要点在于，将下臂侧的感测芯片和非感测芯片相对于以往反着配置，使感测芯片及非感测芯片的排列方向与制冷剂流动的方向一致。

具体地说，在本实施方式中，如图3所示，在层叠基板2的上表面配置有横向排列地构成上臂和下臂的多个半导体元件3。多个半导体元件构成为将具有探测温度的感测功能的感测芯片(半导体元件3a、3c)以及不具有感测功能的非感测芯片(半导体元件3b、3d)沿与上臂及下臂的排列方向(X方向)正交的方向(Y方向)排列地配置。另外，在上臂和下臂，感测芯片与非感测芯片反着配置。即，半导体元件3a、3c被配置为在俯视时斜向地相向，设置在层叠基板2的对角线上。并且，在冷却器12中流动的制冷剂的流动方向与感测芯片及非感测芯片的排列方向一致。

换言之，在第一电路板23，沿着第三流路F3排列地搭载有具有探测温度的感测功能的作为第一感测芯片的半导体元件3a以及不具有感测功能的作为第一非感测芯片的半导体元件3b。另外，在第三电路板25，沿着第三流路F3排列地搭载有具有感测功能的作为第二感测芯片的半导体元件3c以及不具有感测功能的作为第二非感测芯片的半导体元件3d。并且，半导体元件3a偏向第二流路F2侧地配置，半导体元件3c偏向第一流路F1侧地配置。另外，P端子在第一电路板23中偏向第一流路F1侧地配置，M端子在第三电路板25中偏向第二流路F2侧地配置。第一流路F1具备导入口12d，第二流路F2具备排出口12。

根据这些结构，与将模块内的半导体元件全部由感测芯片来构成的情况相比，通过将感测芯片与非感测芯片进行组合，能够廉价地进行制造。另外，通过在上臂和下臂中将感测芯片和非感测芯片互不相同地配置，感测芯片不会偏向半导体模块1的Y方向一侧。另外，通过使冷却器12中流动的制冷剂的流动方向与感测芯片及非感测芯片的排列方向(Y方向)一致，能够在冷却器12的上游侧和下游侧这两方适当地检测出半导体元件的温度。因此，对于不具有感测功能的非感测芯片的温度，能够借助其附近的感测芯片来估计，从而能够更有效地实现温度控制。像这样，即使是不具有感测功能的半导体元件，也能够以廉价的结构来检测芯片温度。

在本实施方式中，不存在与参考例的图6中示出的焊盘28相当的要素，因此能够使半导体元件3a和半导体元件3d向Y方向外侧偏移与焊盘28的空间相当的距离地进行配置。即，半导体元件3a比半导体元件3d更靠第二流路F2侧，半导体元件3c比半导体元件3b更靠第一流路F1侧。由此，能够在半导体元件3的正下方流动的制冷剂的流动方向(第三流路F3)上确保半导体元件3a、3c之间的距离，从而能够容易监视制冷剂的温度变化。

在本实施方式中，感测芯片不仅具有温度感测功能，还具有电流感测功能。根据该结构，能够通过电流感测功能来探测短路。此外，在本实施方式中，设为感测芯片具有温度感测功能和电流感测功能这两方的功能的结构，但是不限定于该结构。不一定具有电流感测功能。

在参考例中，端子构件14与半导体元件3经由绝缘板20上的各电极焊盘28电连接，与此相对，在本实施方式中，端子构件14与半导体元件3通过布线构件W直接连接。根据该结构，能够省略各电极焊盘28，因此能够减小层叠基板2的面积，能够实现模块整体的小型化和成本降低。

在本实施方式中，多个端子构件14分别设置于上臂和下臂。多个端子构件14被配置为在俯视时在上臂和下臂隔着层叠基板2斜向地相向。根据该结构，多个端子构件14在Y方向上斜向地相向，由此在安装配置于模块上表面的控制板(印刷电路基板)的情况下，能够利用相向的多个端子构件14来稳定地保持控制板。控制板上可以安装有用于控制开关元件的驱动用集成电路。

虽未特别进行图示，但是控制板由与半导体模块1的外形对应的、在X方向上长的俯视时呈矩形的形状的印刷电路基板构成。在控制板例如形成有与各端子构件14的外侧端子部16对应的通孔。通过将外侧端子部16的前端插入到通孔，控制板被配置在半导体模块1的规定位置。

在参考例中，端子构件14仅配置于Y方向一侧，因此即使配置控制板，Y方向另一侧也不被支承。因此，在参考例中，无法稳定地保持控制板。因此，在参考例中，需要另外形成用于将控制板支承于外壳构件11(环状壁部13)的支承部，因此结构变复杂。

在本实施方式中，在层叠基板2(绝缘板20)的上表面配置有热敏电阻4。根据该结构，能够通过热敏电阻4来检测在层叠基板2的下方流动的制冷剂的温度。此外，优选的是，热敏电阻4配置于制冷剂的流动方向下游侧。由此，能够检测被半导体元件3的热加热的制冷剂的温度。

如以上所说明的那样，根据本发明，将下臂侧的感测芯片和非感测芯片相对于以往反着配置，使感测芯片及非感测芯片的排列方向与制冷剂流动的方向一致，由此即使是不具有感测功能的半导体元件，也能够以廉价的结构来检测芯片温度。

此外，在上述实施方式中，配置于层叠基板2的半导体元件3的个数和配置位置不限定于上述结构，能够适当地变更。

另外，在上述实施方式中，电路板22的个数和布局不限定于上述结构，能够适当地变更。

另外，在上述实施方式中，设为半导体元件3形成为俯视时呈矩形的形状的结构，但是不限定于该结构。半导体元件3也可以形成为除矩形以外的多边形状。

另外，在上述实施方式中，一个相的上臂和下臂分别是将2个半导体元件并联连接来构成的，但是半导体元件的并联连接数也可以是3个以上。另外，半导体模块1的相数也不问单相、三相，还可以是更多相。

另外，在上述实施方式中，说明了在上臂和下臂中均将感测芯片相对于非感测芯片配置于电流的流动方向下游侧的情况，但是不限定于该结构。也可以是，在上臂和下臂这两方，使感测芯片与非感测芯片的位置关系相反，将感测芯片相对于非感测芯片配置于电流的流动方向上游侧。例如，能够进行图7所示的配置。图7是表示变形例所涉及的半导体模块的俯视图。在图7中，与图3的不同点在于：半导体元件3a、3b的配置、半导体元件3c、3d的配置以及多个端子构件14的配置分别相反。因此，仅主要说明不同点，对共同的结构标注相同的标记，并适当地省略说明。

如图7所示，在第一电路板23，沿着第三流路F3排列地搭载有具有探测温度的感测功能的作为第一感测芯片的半导体元件3a以及不具有感测功能的作为第一非感测芯片的半导体元件3b。另外，在第三电路板25，沿着第三流路F3排列地搭载有具有感测功能的作为第二感测芯片的半导体元件3c以及不具有感测功能的作为第二非感测芯片的半导体元件3d。并且，半导体元件3a偏向第一流路F1侧地配置，半导体元件3c偏向第二流路F2侧地配置。另外，P端子在第一电路板23中偏向第一流路F1侧地配置，M端子在第三电路板25中偏向第二流路F2侧地配置。在图7所示的实施方式中，也可以将第一流路F1和第二流路F2相对于第三流路F3进行调换。此时，在第三流路F3，制冷剂可以从M端子侧流向P端子侧。

根据这些结构，与图3的结构同样，能够在半导体元件3的正下方流动的制冷剂的流动方向(第三流路F3)上确保半导体元件3a、3c之间的距离，能够容易监视制冷剂的温度变化。特别是，能够相对于图7的虚线箭头所示的电流的流动方向，将半导体元件3a、3c配置于上游侧。由此，能够监视一般认为负荷更大的电流方向上游侧的半导体元件3a、3c的温度。可以在P端子和M端子的近处设置半导体元件3a、3c，在远处设置半导体元件3b、3d。

在上述实施方式中，使冷却器12内流动的制冷剂的流动方向朝向Y方向。在该情况下，制冷剂的导入口和排出口可以在Y方向上的任一侧。即，Y方向的哪一侧是上游或下游都可以。例如，可以将配置有上述的热敏电阻4的一侧设为制冷剂的排出侧(下游侧)。

说明了本实施方式和变形例，也可以将上述实施方式和变形例整体地或部分地进行组合，来作为其它实施方式。

在图3和图7所示的方式中，上臂用的半导体芯片3a(感测芯片)与下臂用的半导体芯片3c(感测芯片)分别被设置为在制冷剂的流通方向上相离，且邻接配置在层叠基板2的对角上。通过该配置，能够通过在制冷剂的上游侧和下游侧相离的感测芯片来监视模块内的温度。在两个方式中，与上臂用的半导体芯片3a连接的端子构件14及与下臂用的半导体芯片3c连接的端子构件14也可以被设置为在制冷剂的流通方向上相离，且邻接配置在层叠基板2的对角上。通过这些端子构件14的配置，能够稳定地保持控制板。并且，可以如图7所示的方式那样，在层叠基板2中，上臂用的半导体芯片3a和端子构件14设置在P端子侧，下臂用的半导体芯片3c和端子构件14设置在M端子侧。通过该配置，不管制冷剂的流通方向为何种方向，均能够通过负荷相对大的感测芯片来监视模块内的温度。

另外，本实施方式不限定于上述的实施方式和变形例，可以在不脱离技术思想的宗旨的范围内进行各种变更、置换、变形。并且，如果由于技术的进步或衍生的其它技术，而能够利用其它方法来实现技术思想，则也可以使用该方法来实施。因而，权利要求书覆盖了技术思想的范围内所能包含的所有实施方式。

下面，整理上述实施方式中的特征点。

上述实施方式中记载的半导体模块具备：冷却器，其具有彼此相离且并列地配置的第一流路及第二流路、以及将所述第一流路与所述第二流路连接起来的第三流路；以及多个电路板，该多个电路板搭载于所述冷却器，沿与所述第三流路交叉的方向排列地设置，其中，所述多个电路板具有与P端子连接的第一电路板、与N端子连接的第二电路板、以及与M端子连接的第三电路板，在所述第一电路板，沿着所述第三流路排列地搭载有具有探测温度的感测功能的第一感测芯片以及不具有所述感测功能的第一非感测芯片，在所述第三电路板，沿着所述第三流路排列地搭载有具有所述感测功能的第二感测芯片以及不具有所述感测功能的第二非感测芯片，所述第一感测芯片偏向所述第二流路侧地配置，所述第二感测芯片偏向所述第一流路侧地配置。

另外，在上述实施方式中记载的半导体模块中，所述第一感测芯片和所述第二感测芯片还具有探测短路的电流感测功能。

另外，在上述实施方式中记载的半导体模块中，还具备外壳构件，所述外壳构件收容所述层叠基板，具有第一端子构件和第二端子构件，所述第一感测芯片与所述第一端子构件通过第一布线构件连接，所述第二感测芯片与所述第二端子构件通过第二布线构件连接。

另外，在上述实施方式中记载的半导体模块中，所述端子构件分别设置于所述第一感测芯片侧和所述第二感测芯片侧，设置于所述第一感测芯片侧的所述端子构件与设置于所述第二感测芯片侧的所述端子构件被配置为在俯视时隔着所述层叠基板斜向地相向。

另外，在上述实施方式中记载的半导体模块中，在所述层叠基板的上表面配置有热敏电阻。

另外，在上述实施方式中记载的半导体模块中，所述P端子在所述第一电路板中偏向所述第一流路侧地配置，所述M端子在所述第三电路板中偏向所述第二流路侧地配置。

另外，在上述实施方式中记载的半导体模块中，所述P端子在所述第一电路板中偏向所述第二流路侧地配置，所述M端子在所述第三电路板中偏向所述第一流路侧地配置。

另外，在上述实施方式中记载的半导体模块中，在所述第一流路设置有导入口，在所述第二流路设置有排出口。

产业上的可利用性

如以上所说明的那样，本发明具有能够以廉价的结构来监视内部的温度这样的效果，对于半导体模块特别有用。