CN105390459B - 半导体装置及制造半导体装置的方法 - Google Patents

半导体装置及制造半导体装置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种半导体装置(1)，其包括：堆叠单元(2)，该堆叠单元(2)包括半导体模块(4)和多个冷却器(5)，该多个冷却器(5)各自具有供冷却剂流动穿过的流动通路，半导体模块设置在冷却器之间；冷却剂给排管(3)，该冷却剂给排管(3)构造成向冷却器供给冷却剂或者从冷却器排出冷却剂，冷却剂给排管沿堆叠单元的堆叠方向穿过堆叠单元；移位限制构件，该移位限制构件设置在冷却剂给排管的第一端部(26)处，该移位限制构件构造成限制堆叠单元在堆叠单元的堆叠方向上的移位；以及加压构件，该加压构件设置在冷却剂给排管的第二端部(29)处，该加压构件构造成沿朝向第一端部的方向向堆叠单元施加力。

Description

半导体装置及制造半导体装置的方法
技术领域
本发明涉及一种半导体装置及制造该半导体装置的方法。
背景技术
日本专利申请公报No.2012-205478(JP 2012-205478 A)中描述了与半导体装置及其制造方法有关的技术。JP 2012-205478 A描述了一种包括半导体堆叠单元、弹性构件、框架和闭塞构件的电力变换器。半导体堆叠单元包括交替地堆叠的半导体模块和冷却器。框架具有开口并且在框架中容置半导体堆叠单元和弹性构件。闭塞构件固定在框架的开口中，使得弹性构件沿半导体模块和冷却器堆叠的方向(下文被称作“堆叠方向”)对半导体堆叠单元进行加压。
在JP 2012-205478 A中描述的构型中，沿堆叠方向对半导体堆叠单元进行加压，从而使半导体模块和冷却器彼此紧密接触。因此，产生热的半导体模块通过冷却器被有效地冷却。
然而，在JP 2012-205478 A中描述的构型中，框架和闭塞构件在保持沿堆叠方向对半导体堆叠单元进行加压上是不可或缺的，并且电力变换器相应地变大。
发明内容
本发明提供了一种用于在没有减弱保持沿堆叠方向对堆叠单元进行加压的功能的情况下提供更小的半导体装置的技术。
本发明的第一方面涉及一种半导体装置，该半导体装置包括：堆叠单元，该堆叠单元包括半导体模块和多个冷却器，所述多个冷却器各自具有供冷却剂流动穿过的流动通路，半导体模块设置在冷却器之间；冷却剂给排管，该冷却剂给排管构造成向冷却器供给冷却剂或者从冷却器排出冷却剂，冷却剂给排管沿堆叠单元的堆叠方向穿过堆叠单元；移位限制构件，该移位限制构件设置在冷却剂给排管的第一端部处，该移位限制构件构造成限制堆叠单元在堆叠单元的堆叠方向上的移位；以及加压构件，该加压构件设置在冷却剂给排管的第二端部处，该加压构件构造成沿朝向第一端部的方向向堆叠单元施加力。这种构型使得可以省去框架和闭塞构件而没有减弱保持沿堆叠方向对堆叠单元进行加压的功能。因此，获得了尺寸较小的功率堆叠体。
在根据本发明的第一方面的半导体装置中，冷却剂给排管可以包括形成在冷却剂给排管的第二端部的外周表面上的螺纹；并且加压构件可以包括螺纹连接到冷却剂给排管的螺纹上的螺母。这种构型使得可以沿堆叠方向对堆叠单元进行加压。
在根据本发明的第一方面的半导体装置中，加压构件可以包括弹性体，该弹性体附接至冷却剂给排管的第二端部，该弹性体构造成沿朝向第一端部的方向向堆叠单元施加弹性力。这种构型使得可以沿堆叠方向对堆叠单元进行加压。
在根据本发明的第一方面的半导体装置中，冷却剂给排管可以穿过堆叠单元的冷却器，冷却器中的每个冷却器均可以包括两个隔板，所述两个隔板在堆叠方向上隔着流动通路彼此相向，所述两个隔板中的每个隔板均可以具有通孔，冷却剂给排管穿过该通孔，并且所述两个隔板中的至少一个隔板具有引导部，该引导部构造成在将冷却剂给排管插入到通孔中时将冷却剂给排管引导到通孔。通过这种构型，提高了将管插入到通孔中时的可操作性。
本发明的第二方面涉及一种制造半导体装置的方法，该方法包括：通过将半导体模块和各自具有供冷却剂流动穿过的流动通路的多个冷却器设置成使得半导体模块被设置在冷却器之间而形成堆叠单元；将冷却剂给排管穿过堆叠单元；在冷却剂给排管的第一端部设置移位限制构件，该移位限制构件构造成限制堆叠单元在堆叠单元的堆叠方向上的移位；以及在冷却剂给排管的第二端部设置加压构件，该加压构件构造成沿朝向第一端部的方向向堆叠单元施加力。这种构型使得可以省去框架和闭塞构件而没有减弱保持沿堆叠方向对堆叠单元进行加压的功能。因此，获得了尺寸较小的功率堆叠体。
根据本发明的第二方面的方法还可以包括在冷却剂给排管的第二端部的外周表面上形成螺纹；以及将螺母螺纹连接到该螺纹上。这种构型使得可以沿堆叠方向对堆叠单元进行加压。
根据本发明的第二方面的方法还可以包括将弹性体附接至冷却剂给排管的第二端部，该弹性体构造成沿朝向第一端部的方向向堆叠单元施加弹性力。这种构型使得可以沿堆叠方向对堆叠单元进行加压。
根据本发明的第一方面和第二方面，可以省去框架和闭塞构件而不会减弱保持沿堆叠方向对堆叠单元进行加压的功能。因此，获得了尺寸较小的功率堆叠体。
附图说明
下文将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优势以及技术和工业意义，附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1为根据本发明的第一实施方式的功率堆叠体的立体图；
图2为根据本发明的第一实施方式的功率堆叠体的局部剖视的正视图；
图3为根据本发明的第一实施方式的冷却器的正视分解截面图；
图4为图3中的部分B的放大图；
图5为根据本发明的第一实施方式的冷却器的正视截面图；
图6为根据本发明的第一实施方式的管组件的正视分解图；
图7为示出了制造根据本发明的第一实施方式的功率堆叠体的步骤的流程图；以及
图8为根据本发明的第二实施方式的功率堆叠体的局部剖视的正视图。
具体实施方式
下文，将参照图1至图7描述根据本发明的第一实施方式的功率堆叠体1。功率堆叠体1为用作诸如逆变器或转换器之类的电力变换器的半导体装置。
图1为功率堆叠体1的立体图。图2为功率堆叠体1的局部剖视的正视图。如图1和图2中所示，功率堆叠体1包括堆叠单元2和两个管组件3。
堆叠单元2包括交替地堆叠的三个功率卡单元4(所述三个功率卡单元4中的每个功率卡单元均为本发明中的“半导体模块”的示例)和四个冷却器5。
如图2中所示，功率卡单元4中的每个功率卡模块均包括功率卡6和绝缘片7。功率卡6为扁平形状。一个绝缘片7设置在功率卡6的顶表面上，而另一个绝缘片7设置在功率卡6的底表面上。每个功率卡6均为容置诸如MOSFET之类的功率半导体装置的半导体封装件。每个绝缘片7上均被施加有适量的油脂(未示出)。
每个冷却器5均具有中空盒的形状。每个冷却器5中均形成有流动通路P，诸如冷却水之类的冷却剂流动穿过流动通路P。如图3中所示，每个冷却器5均由两个部分8构成。每个部分8均包括壳体9以及呈封闭框架的形状的密封构件10。壳体9具有隔板11和周壁12。隔板11与功率卡单元4和冷却器5堆叠的方向(下文被称作“堆叠方向”)垂直。周壁12从隔板11的周缘沿堆叠方向延伸。每个隔板11均具有上游通孔13(本发明中的“通孔”的示例)和下游通孔14(本发明中的“通孔”的示例)。上游通孔13和下游通孔14例如通过冲缘加工(即，形成孔并围绕该孔形成凸缘的过程)而形成。图4为图3中的部分B的放大图。如图4中所示，在通过冲缘加工形成上游通孔13的同时形成的圆筒形凸缘15的梢端部例如通过冲压加工而被倾斜地弯曲，使得梢端部的内直径增大。因此，形成了倾斜地延伸的管引导表面16(本发明中的“引导部”的示例)。另外，当通过冲缘加工形成上游通孔13时，在隔板11的限定上游通孔13的部分中形成了弯曲表面17(本发明中的“引导部”的示例)。这同样适用于下游通孔14。再次参照图3，密封构件10以封闭框架的形状沿着周壁12的内周设置。如图5中所示，当所述两个部分8联接至彼此时，在上游通孔13与下游通孔14之间形成了流动通路P。因此，完成了具有流动通路P的冷却器5。所述两个部分8的周壁12被焊接在一起以使部分8联接至彼此。例如，钎焊适于作为焊接。替代性地，所述两个部分8可以通过压合代替通过焊接联接至彼此，或者可以通过粘合剂联接至彼此。
图6示出了管组件3中的每个管组件3的正视分解图。如图6中所示，每个管组件3均包括管单元20(本发明中的“移位限制构件”的示例)、螺丝帽21以及螺母22(本发明中的“加压构件”的示例)。
管单元20包括管23(本发明中的“冷却剂给排管”的示例)和八个O型环24。管23为沿堆叠方向延伸的筒体。管23的周壁具有在堆叠方向上以一定的间隔定位的四个开口25。所述八个O型环24设置在管23的外周表面上。更具体地，所述八个O型环24设置成遍及所述四个开口25排列使得在两个O型环24之间定位一个开口25。管23的下端部26的外周表面27具有允许螺丝帽21附接至管23的下端部26的螺纹28。管23的上端部29的外周表面30具有允许螺母22附接至管23的上端部29的螺纹31。
螺丝帽21为其中结合有密封构件(未示出)的螺丝帽。通过将螺丝帽21附接至管23的下端部26，管23的下端部26被密封。
接下来，将描述组装功率堆叠体1的方法。图7为示出了制造功率堆叠体1的步骤的流程图。
首先，如图6中所示，将八个O型环24附接至管23中的每一个管。随后，将螺丝帽21附接至每个管23的下端部26。以此方式，制备各自包括附接有螺丝帽21的管23的两个管单元20。
随后，将所述两个管单元20固定在彼此间隔开规定距离的位置处，并且通过利用所述两个管单元20将四个冷却器5和三个功率卡单元4交替地堆叠(S100)。更具体地，如图5中所示，冷却器5中的每个冷却器均具有两个上游通孔13和两个下游通孔14。因此，将管单元20中的一个管单元穿过冷却器5中的每个冷却器的所述两个上游通孔13，并将管单元20中的另一管单元穿过冷却器5中的每个冷却器的所述两个下游通孔14。
当将管单元20中的一个管单元穿过冷却器5中的每个冷却器的所述两个上游通孔13时，管单元20通过图4中示出的管引导表面16被正确地引导至位于下侧的上游通孔13，并且管23通过图4中示出的弯曲表面17被正确地引导至位于上侧的上游通孔13。
最后，将螺母22附接至每个管单元20的管23的上端部29，并且以规定的扭矩将螺母22拧紧(S110)。因此，沿堆叠方向对堆叠单元2进行加压。更具体地，当将所述两个螺母22拧紧时，最顶部的冷却器5被向下推。当将最顶部的冷却器5向下推时，功率卡6经由绝缘片7与冷却器5紧密接触，使得冷却器5与功率卡6之间的热阻减小。
图2示出了组装的功率堆叠体1。如图2中所示，在组装的功率堆叠体1中，管组件3的开口25位于冷却器5的流动通路P内。此外，管组件3的O型环24与冷却器5的上游通孔13的壁表面以及下游通孔14的壁表面紧密地接触。
接下来，将描述如何使用功率堆叠体1。
如图2中所示，当将冷却剂供给至左侧上的管单元20时，左侧上的管单元20将冷却剂供给至所述四个冷却器5。供给至冷却器5的冷却剂在流动穿过流动通路P时变热，并且随后排出到右侧上的管单元20中。变热的冷却剂随后从右侧上的管单元20排出到外部。因此，因功率卡6的操作而产生的热被冷却剂获取，从而使功率卡6能够在合适的温度下操作。
本发明的上述第一实施方式具有下述特征：
(1)功率堆叠体1(本发明中的“半导体装置”的示例)包括堆叠单元2和管23(管23中的每个管均为本发明中的“给排管”的示例)。堆叠单元2包括多个功率卡单元4(所述多个功率卡单元4中的每个功率卡单元均为本发明中的“半导体模块”的示例)和多个冷却器5，所述多个冷却器5各自具有供冷却剂流动穿过的流动通路P。功率卡单元4和冷却器5交替地堆叠以形成堆叠单元2。管23中的一个管23用于向冷却器5供给冷却剂，并且管23中的另一个管用于从冷却器5排出冷却剂。管23被设置成沿堆叠方向穿过堆叠单元2，并且管23中的每个管的外周表面30上均形成有螺纹31。功率堆叠体1还包括螺母22(本发明中的“加压构件”的示例)，螺母22被螺纹连接到螺纹31上以保持沿堆叠方向对堆叠单元2进行加压。这种构型使得可以省去在JP 2012-205478 A中描述的框架和闭塞构件而没有减弱保持沿堆叠方向对堆叠单元2进行加压的功能。因此，获得了尺寸较小的功率堆叠体1。
(2)管23穿过堆叠单元2的冷却器5。冷却器5中的每个冷却器均包括在堆叠方向上隔着流动通路P彼此相向的两个隔板11。隔板11中的每个隔板均具有管23从中穿过的上游通孔13和下游通孔14。所述两个隔板11中的每个隔板均具有管引导表面16(管引导表面16中的每个管引导表面均为本发明中的“引导部”的示例)和弯曲表面17(弯曲表面17中的每个弯曲表面均为本发明中的“引导部”的示例)。管引导表面16和弯曲表面17用于在管23被插入到上游通孔13和下游通孔14中时将管23引导至上游通孔13和下游通孔14。通过这种构型，提高了将管23插入到上游通孔13和下游通孔14中时的可操作性。
(3)如下所述来制造功率堆叠体1：通过将功率卡单元4和冷却器5交替地堆叠而形成堆叠单元2(S100)，其中，冷却器5各自具有供冷却剂流动穿过的流动通路P；以及通过将螺母22螺纹连接到设置成沿堆叠方向穿过堆叠单元2的管23的螺纹31上而沿堆叠方向对堆叠单元2进行加压(S110)。
尽管以上已经描述了本发明的第一实施方式，但是该第一实施方式可以如下进行修改。
在第一实施方式中，在每个管23的下端部26的外周表面27上形成有螺纹28，使得可以将螺丝帽21附接至每个管23的下端部26。替代性地，可以通过诸如粘结、焊接或压配合之类的其他方法将螺丝帽21附接至每个管23的下端部26。
每个冷却器5的隔板11可以设置有突伸到流动通路P中的散热翅片。通过这种构型，有效地促进了隔板11与冷却剂之间的热交换。
在第一实施方式中，螺母22附接至管23中的每个管的上端部29，并且通过拧紧螺母22而沿堆叠方向对堆叠单元2进行加压。替代性地，在本发明的第二实施方式中，在上端部29与堆叠单元2之间设置有诸如板弹簧40之类的弹性体以沿朝向下端部26的方向向堆叠单元2施加弹性力，使得可以通过弹性体的弹性力而沿堆叠方向对堆叠单元2进行加压，如图8中所示。此外，可以采用从上端部29沿堆叠方向向堆叠单元2施加力的其他构型。
根据前述实施方式，堆叠单元2被从上端部29向下加压。替代性地，堆叠单元2可以被从下端部26向上加压。
上述实施方式提供了一种用于在没有减弱保持沿堆叠方向对堆叠单元进行加压的功能的情况下减小半导体装置的尺寸的技术。

Claims (6)

1.一种半导体装置(1)，其特征在于包括：
堆叠单元(2)，所述堆叠单元包括半导体模块(4)和多个冷却器(5)，所述多个冷却器各自具有供冷却剂流动穿过的流动通路，所述半导体模块设置在所述冷却器之间；
冷却剂给排管(3)，所述冷却剂给排管构造成向所述冷却器供给冷却剂或者从所述冷却器排出冷却剂，所述冷却剂给排管沿所述堆叠单元的堆叠方向穿过所述堆叠单元；
移位限制构件，所述移位限制构件设置在所述冷却剂给排管的第一端部(26)处，所述移位限制构件构造成限制所述堆叠单元在所述堆叠单元的所述堆叠方向上的移位；以及
加压构件，所述加压构件设置在所述冷却剂给排管的第二端部(29)处，所述加压构件构造成沿朝向所述第一端部的方向向所述堆叠单元施加力，
其中，
所述冷却剂给排管穿过所述堆叠单元的所述冷却器；
每个所述冷却器包括两个隔板，所述两个隔板在所述堆叠方向上隔着所述流动通路彼此相向；
所述两个隔板中的每个隔板具有通孔，所述冷却剂给排管穿过所述通孔；以及
所述两个隔板中的至少一个隔板具有引导部，所述引导部构造成在将所述冷却剂给排管插入到所述通孔中时将所述冷却剂给排管引导到所述通孔。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述冷却剂给排管包括形成在所述冷却剂给排管的所述第二端部的外周表面上的螺纹(31)；以及
所述加压构件包括螺纹连接到所述冷却剂给排管的所述螺纹上的螺母(22)。
3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述加压构件包括弹性体(40)，所述弹性体附接至所述冷却剂给排管的所述第二端部，所述弹性体构造成沿朝向所述第一端部的所述方向向所述堆叠单元施加弹性力。
4.一种制造半导体装置的方法，所述方法的特征在于包括：
通过将半导体模块和多个冷却器设置成使得所述半导体模块被设置在所述冷却器之间而形成堆叠单元，所述多个冷却器各自具有供冷却剂流动穿过的流动通路；
将冷却剂给排管穿过所述堆叠单元；
在所述冷却剂给排管的第一端部设置移位限制构件，所述移位限制构件构造成限制所述堆叠单元在所述堆叠单元的堆叠方向上的移位；以及
在所述冷却剂给排管的第二端部设置加压构件，所述加压构件构造成沿朝向所述第一端部的方向向所述堆叠单元施加力，
其中，
所述冷却剂给排管穿过所述堆叠单元的所述冷却器；
每个所述冷却器包括两个隔板，所述两个隔板在所述堆叠方向上隔着所述流动通路彼此相向；
所述两个隔板中的每个隔板具有通孔，所述冷却剂给排管穿过所述通孔；以及
所述两个隔板中的至少一个隔板具有引导部，所述引导部构造成在将所述冷却剂给排管插入到所述通孔中时将所述冷却剂给排管引导到所述通孔。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
在所述冷却剂给排管的所述第二端部的外周表面上形成螺纹；以及
将螺母螺纹连接到所述螺纹上。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括将弹性体附接至所述冷却剂给排管的所述第二端部，所述弹性体构造成沿朝向所述第一端部的所述方向向所述堆叠单元施加弹性力。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD837623S1 (en) * 2015-10-20 2019-01-08 LWE, Inc. Load beam for press pack clamp
KR102413829B1 (ko) * 2015-12-30 2022-06-29 한온시스템 주식회사 전기소자 냉각용 열교환기
EP3206468B1 (de) * 2016-02-15 2018-12-26 Siemens Aktiengesellschaft Umrichter mit gleichspannungszwischenkreis
JP6596398B2 (ja) * 2016-08-29 2019-10-23 本田技研工業株式会社 電力変換装置
KR102298138B1 (ko) * 2017-07-28 2021-09-06 현대모비스 주식회사 전력반도체용 냉각장치
KR102512004B1 (ko) * 2018-02-01 2023-03-21 한온시스템 주식회사 전장부품 냉각기 및 그 제조 방법
JP6973256B2 (ja) * 2018-04-12 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
EP3653982B1 (en) 2018-11-14 2021-06-16 Hydro Extruded Solutions AS Arrangement for thermal management of thermally condintioned objects and a method for assembling same
KR102651940B1 (ko) * 2018-11-22 2024-03-27 현대자동차주식회사 수냉각 장치 및 이를 포함하는 수냉각식 파워 모듈 어셈블리
GB2614045A (en) * 2021-12-14 2023-06-28 Zhuzhou Crrc Times Electric Co Ltd Power semiconductor apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3573569A (en) * 1969-08-12 1971-04-06 Gen Motors Corp Controlled rectifier mounting assembly
JP2009212137A (ja) * 2008-02-29 2009-09-17 Nissan Motor Co Ltd 発熱素子の冷却装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8125781B2 (en) * 2004-11-11 2012-02-28 Denso Corporation Semiconductor device
US20060219396A1 (en) * 2005-04-04 2006-10-05 Denso Corporation Lamination-type cooler
EP1934668B1 (en) * 2005-09-06 2016-03-16 Beyond Blades Ltd. 3-dimensional multi-layered modular computer architecture
US7965508B2 (en) 2007-03-27 2011-06-21 Denso Corporation Cooling device for electronic component and power converter equipped with the same
JP4345862B2 (ja) 2007-03-27 2009-10-14 株式会社デンソー 冷却器及びこれを備えた電力変換装置
JP5531999B2 (ja) 2011-03-28 2014-06-25 株式会社デンソー 電力変換装置
JP5488565B2 (ja) * 2011-03-29 2014-05-14 株式会社デンソー 電力変換装置
JP5991345B2 (ja) * 2013-12-26 2016-09-14 株式会社デンソー 電力変換装置
US9437523B2 (en) * 2014-05-30 2016-09-06 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Two-sided jet impingement assemblies and power electronics modules comprising the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3573569A (en) * 1969-08-12 1971-04-06 Gen Motors Corp Controlled rectifier mounting assembly
JP2009212137A (ja) * 2008-02-29 2009-09-17 Nissan Motor Co Ltd 発熱素子の冷却装置

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