CN114616661A - 功率半导体装置及功率半导体装置的制造方法 - Google Patents

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金子裕二朗
井出英一
高木佑辅
谷江尚史
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Abstract

本发明的课题在于对功率半导体装置的散热面的紧贴不充分，散热性能降低这一点。本发明的功率半导体装置使热传导层(5)与电路体(100)的散热面(4a)抵接，使散热构件(7)与电路体(100)的散热面(4a)侧的热传导层(5)的外侧抵接。使固定构件(8)与电路体的与散热面相反的一侧抵接。然后，使连接构件(9)在散热构件和固定构件各自的端部贯穿。图3表示紧固连接构件的螺栓和螺母前的状态，散热构件保持以其中央部向电路体侧凸出的方式弯曲的形状。以夹住电路体的方式，在散热构件和固定构件的两端，紧固地固定连接构件的螺栓和螺母。散热构件弹性变形，散热构件隔着热传导层与电路体的散热面紧贴，从散热构件向散热面施加表面压力。

Description

功率半导体装置及功率半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种功率半导体装置以及功率半导体装置的制造方法。
背景技术
近年来，为了降低对环境的负荷，混合动力汽车、电动汽车正在普及。在混合动力汽车、电动汽车中，搭载的构件的性能提高受到重视，将直流电转换为交流电的电力转换装置也不例外，要求小型化和低成本化。
为了使构成电力转换装置的电子构件中发热量大的功率半导体装置小型化，需要提高冷却性能。在专利文献1中，通过施加在功率半导体装置的外周部的紧固固定力，使功率半导体装置的散热面与壳体冷却面紧贴而固定于金属壳体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-212401号公报
发明内容
发明要解决的课题
以往，对于功率半导体装置的散热面的紧贴不充分，散热性能降低。
解决问题的手段
本发明的功率半导体装置具备：内置有功率半导体元件的电路体；第一散热构件，其配置在所述电路体的第一散热面侧，对所述电路体的热进行散热；以及固定构件，其配置在所述电路体的与所述第一散热面相反的一侧，通过连接固定所述第一散热构件和所述固定构件，向所述第一散热面侧的中央部凸出的弯曲的所述第一散热构件以与所述第一散热面侧紧贴的方式弹性变形。
本发明的功率半导体装置的制造方法中，在内置有功率半导体元件的电路体的第一散热面，配置向所述电路体侧的中央部凸出的弯曲的第一散热构件，在所述电路体的与所述第一散热面相反的一侧的面配置固定构件，连接固定所述第一散热构件和所述固定构件，以使所述第一散热构件弹性变形，对所述电路体的所述第一散热面施加表面压力。
本发明的功率半导体装置的制造方法，在内置有功率半导体元件的电路体的第一散热面，配置向所述电路体侧的中央部凸出的弯曲的第一散热构件，在所述电路体的与所述第一散热面相反的一侧的第二散热面，配置向所述电路体侧的中央部凸出的弯曲的第二散热构件，连接固定所述第一散热构件和所述第二散热构件，以使所述第一散热构件和所述第二散热构件弹性变形，对所述电路体的所述第一散热面和所述第二散热面施加表面压力。
发明效果
根据本发明，能够提高对于散热面的紧贴，提高散热性能。
附图说明
图1是电路体的剖面图。
图2是功率半导体装置的剖面图，表示第一工序。
图3是功率半导体装置的剖面图，表示第二工序。
图4是功率半导体装置的剖面图，表示第三工序。
图5的(A)、(B)是散热构件的固定前、固定后的简略剖面图。
图6是热传导层的表面压力分布。
图7的(A)、(B)是比较例中的散热构件的固定前、固定后的简略剖面图。
图8是比较例中的热传导层的表面压力分布。
图9是表示功率半导体装置的变形例1的剖面图。
图10是表示功率半导体装置的变形例2的剖面图。
图11是表示散热构件的变形例3的剖面图。
图12是第二实施方式的功率半导体装置的剖面图，表示第一工序。
图13是第二实施方式的功率半导体装置的剖面图，表示第二工序。
图14是表示功率半导体装置的变形例4的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。以下的记载和附图是用于说明本发明的示例，为了使说明明确，适当省略和简化。本发明也可以通过其他各种方式来实施。只要没有特别限定，各构成要素可以是单数也可以是复数。
为了容易理解发明，在附图中所示的各构成要素的位置、大小、形状、范围等有时不表示实际的位置、大小、形状、范围等。因此，本发明不一定限定于附图所示的位置、大小、形状、范围等。
[第一实施方式]
图1是电路体100的剖面图。该电路体100内置于后述的功率半导体装置200。
如图1所示，电路体100由功率半导体元件1、接合材料2、第一导体3、绝缘层4、密封树脂10构成。利用接合材料2将功率半导体元件1的背面电极与第一导体3接合，在第一导体3的与连接了功率半导体元件1的面相反的面上连接热传导性的绝缘层4。然后，以绝缘层4在表面露出的方式用密封树脂10密封，由此形成电路体100。从密封树脂10露出的绝缘层4的表面成为电路体100的散热面4a。
接合材料2由焊锡材料、烧结材料等形成。第一导体3例如由铜、铜合金、或者铝、铝合金等形成。
绝缘层4是将从功率半导体元件1产生的热传导到后述的散热构件7的构件，由热传导率高且绝缘耐压大的材料形成。例如，使用氧化铝(alumina)、氮化铝、氮化硅等的陶瓷，或者含有这些材料的微粉末的绝缘片或粘接剂。
图2是功率半导体装置200的剖面图，表示对配置有必要的部件的功率半导体装置200进行制造的第一工序。
如图2所示，将热传导层5配置在电路体100的散热面4a一侧。热传导层5使用润滑脂、热界面材料(TIM)等。
而且，将散热构件7配置在电路体100的散热面4a一侧的热传导层5的外侧。散热构件7具有以其中央部向电路体100侧凸出的方式弯曲的形状。散热构件7示出了设有多个成为冷却水的流路的管状的冷却水路管7a的多孔管冷却水路的例子。在散热构件7的两端部设有用于使后述的连接构件9贯穿的孔7b。
关于以向电路体100侧凸出的方式弯曲的散热构件7的形状，在通过挤压成型进行加工的情况下，使用弯曲形状的金属模具形成。由此，能够不增加工序数和成本地形成弯曲形状的散热构件7。此外，也可以通过冲压加工进行翘曲，由此形成弯曲形状的散热构件7。另外，冷却水路管7a通过挤压成型进行加工。散热构件7由具有热传导性的构件、例如Cu、Cu合金、Cu-C、Cu-CuO等复合材料、或者Al、Al合金、AlSiC、Al-C等复合材料等形成。
将固定构件8配置在电路体100的与散热面4a相反的一侧。固定构件8具有和电路体100的与散热面4a相反一侧的面平行的面，在固定构件8的两端部设有用于使后述的连接构件9贯穿的孔8b。固定构件8使用例如Cu、Cu合金、Cu-C、Cu-CuO等复合材料，或者Al、Al合金、AlSiC、Al-C等复合材料，不锈钢等金属。
如后所述，连接构件9是在散热构件7和固定构件8的各自的端部进行连接固定的构件。连接构件9例如使用不锈钢制的螺栓和螺母。
图3是功率半导体装置200的剖面图，表示对装入了必要的构件的功率半导体装置200进行制造的第二工序。
如图3所示，热传导层5与电路体100的散热面4a抵接。而且，使散热构件7与电路体100的散热面4a侧的热传导层5的外侧抵接。使固定构件8与电路体100的散热面4a的相反侧抵接。然后，使连接构件9在散热构件7和固定构件8的各自的端部贯穿。图3示出了紧固连接构件9的螺栓和螺母之前的状态，散热构件7保持其中央部向电路体100侧凸出地弯曲的形状。
图4是功率半导体装置200的剖面图，表示制造功率半导体装置200的第三工序。
如图4所示，以夹住电路体100的方式，在散热构件7和固定构件8的两端，将连接构件9的螺栓和螺母紧固地固定。此时，散热构件7弹性变形，其结果，散热构件7隔着热传导层5与电路体100的散热面4a紧贴，从散热构件7向散热面4a施加表面压力。
在本实施方式中，在功率半导体装置200的制造前，散热构件7具有以其中央部向电路体100侧凸出的方式弯曲的形状，具有板簧的功能。因此，在功率半导体装置200的制造后，通过固定构件8和连接构件9，散热构件7弹性变形，散热构件7隔着热传导层5紧贴于电路体100的散热面4a而被固定。由此，不需要追加板簧等构件，就能够在热传导层5的宽的范围、特别是中央部的散热路径上产生表面压力。其结果，热传导层5的接触热阻降低，功率半导体装置200的散热性提高。
图5的(A)是散热构件7固定前的简略剖面图，图5的(B)是散热构件7固定后的简略剖面图。图6是固定了散热构件7后的散热构件7对热传导层5的表面压力分布。图6的横轴表示距热传导层5的中央5c的距离，即在将热传导层5的中央5c设为0、将热传导层5的端部5d设为1的情况下，用从中央到端部的距离进行无量纲化而得的值。图6的纵轴表示散热构件7对热传导层5施加的表面压力。该图6表示通过有限元法模拟了热传导层5的表面压力分布的结果。
根据本实施方式，散热构件7具有以其中央部向电路体100侧凸出的方式弯曲的形状，在从图5的(A)所示的散热构件7的固定前的状态变为图5的(B)所示的散热构件7的固定后的状态的情况下，热传导层5的表面压力分布如图6所示。如图6的曲线P所示，从散热构件7施加到热传导层5的压缩方向的表面压力在整个距离上均等地施加。
即，形成为以向电路体100侧凸出的方式弯曲的形状的散热构件7通过螺栓和螺母等连接构件9，以散热构件7向电路体100侧的凸出量变小的方式弹性变形。此时，优选的是，固定后的散热构件7的凸出量成为向电路体100侧稍微凸出或成为平坦形状。然后，在散热构件7固定后，如图6所示，在热传导层5，在与散热构件7的界面上整个面地产生压缩方向的表面压力。此外，散热构件7与热传导层5紧贴的表面压力也可以设定为电路体100的中央部侧比电路体100的端部侧大。而且，在使散热构件7弹性变形而固定的状态下的散热构件7也可以设定为在散热构件7的中央部向电路体100侧成为凸状，或者在散热构件7的整个面向电路体100侧成为平坦状。
为了与本实施方式进行比较，图7的(A)、图7的(B)、图8表示使用了未弯曲的散热构件7’的情况下的比较例。
图7的(A)是散热构件7’的固定前的简略剖面图，图7的(B)是散热构件7’的固定后的简略剖面图。图8是固定了散热构件7’后的散热构件7’对热传导层5的表面压力分布。该图8表示通过有限元法模拟了热传导层5的表面压力分布的结果。
散热构件7’具有平板形状，在从图5的(A)所示的散热构件7’的固定前的状态变为图5的(B)所示的散热构件7’的固定后的状态的情况下，热传导层5的表面压力分布如图8所示。如图8的曲线Q所示，在热传导层5的中央部施加拉伸，在热传导层5的两端部施加压缩方向的表面压力。
即，如图8所示，在两端固定了未弯曲的平板形状的散热构件7’的情况下，散热构件7’以电路体100的端部为支点，以向电路体100侧凹陷的方式弹性变形。在这种情况下，如图8所示，在热传导层5产生的表面压力分布仅在成为电路体100的端部的支点的周边附近产生压缩表面压力，在散热构件7的中央部附近不能产生压缩表面压力。
在图4所示的本实施方式的功率半导体装置200中，在功率半导体装置200动作时，功率半导体元件1发热，该热向接合材料2和第一导体3热传导，进一步地在绝缘层4和热传导层5热传导，并向散热构件7散热。此时温度上升最大的是功率半导体元件1的周边，因此提高热传导层5的接近功率半导体元件1的区域的散热性是重要的。即，与热传导层5的远离功率半导体元件1的电路体100的端部相比，在靠近功率半导体元件1的中央部，热传导层5的压缩表面压力不会降低，所以本实施方式的功率半导体装置200能够得到高的散热性能。
如图4所示，为了使散热构件7弹性变形并进行固定，需要用例如螺栓、螺母等连接构件9夹住电路体100，从散热构件7的相反侧对散热构件7的两端施加负荷。此时，优选的是，散热构件7的端部的载重负荷部的刚性比作为散热构件7的中央部的散热部(即弹性变形部)的刚性高。通过使端部的载重负荷部的刚性比散热部(即弹性变形部)的刚性高，在由螺栓等连接构件9对端部赋予强制位移而施加载重负荷时，能够有效地使散热部弹性变形。例如，优选的是，散热构件7的载重负荷部的板厚比设有冷却水路管的散热部的基底厚度大。由此，在通过连接构件9对散热构件7赋予强制位移而施加载重负荷时，能够有效地使散热部弹性变形。然后，能够在包括热传导层5的中央部的宽的区域中产生压缩应力。其结果，热传导层5的接触热阻降低，能够实现散热性能高的功率半导体装置200。
(变形例1)
图9是表示功率半导体装置200的变形例的剖面图。对与图4相同的部位赋予相同的符号并省略其说明。在代替图4所示的绝缘层4而在图9中设置有带导体的陶瓷基板11这一点不同。
如图9所示，带导体的陶瓷基板11在陶瓷基板11a的一个面上配置第一导体层11b，在另一个面上配置第二导体层11c。带导体的陶瓷基板11的第一导体层11b通过接合材料12与第一导体3连接。
第一导体层11b和第二导体层11c例如由铜、铜合金、或者铝、铝合金等形成。接合材料12由焊锡材料、烧结材料等形成。通过使用带导体的陶瓷基板11，提供高耐压且高散热的功率半导体装置200。
(变形例2)
图10是表示功率半导体装置200的变形例的剖面图。对与图4相同的部位赋予相同的符号并省略其说明。图4所示的散热构件7的冷却水路管7a的剖面形状在本变形例中不同。
在第一实施方式中，示出了散热构件7的冷却水路管7a的剖面形状为长方形的情况。在本变形例中，如图10所示，冷却水路管7a的剖面形状为六边形，冷却水路管7a的侧壁朝向电路体100侧形成锥部7c。通过在冷却水路管7a的侧壁形成锥部7c，能够使与热传导层5紧贴的散热构件7的表面压力更加均等。在冷却水路管7a的剖面形状为长方形的情况下，在与电路体100侧相对的长方形的边部分，散热构件7实质上变薄，因此与热传导层5紧贴的散热构件7的表面压力有可能在冷却水路管7a的位置变弱。
此外，冷却水路管7a的剖面形状不限于六边形，也可以是五边形、三角形等，只要是冷却水路管7a的侧壁形成锥部7c，且冷却水路管7a的剖面形状朝向回路体100侧变细的形状即可。而且，冷却水路管7a的剖面形状也可以是椭圆形状，在这种情况下，冷却水路管7a的侧壁的锥部7c成为曲线。
在本变形例的功率半导体装置200中，能够通过散热构件7对热传导层5产生均匀的压缩应力，能够降低热传导层5的接触热阻，实现散热性能高的功率半导体装置200。
(变形例3)
图11是表示功率半导体装置200的变形例的剖面图。散热构件7以外的构件与图2相同，制造后的功率半导体装置200的结构与图4相同。在本变形例中，冷却水路管7a的配置密度不同。
如图11所示，设置于散热构件7的冷却水路管7a在散热构件7的中央部配置得密集，随着去往散热构件7的端部而配置得稀疏。优选的是，散热构件7的端部的载重负荷部的刚性比作为散热构件7的中央部的散热部的刚性高。通过使端部的载重负荷部的刚性比散热部的刚性高，在利用螺栓等连接构件9对端部赋予强制位移而施加载重负荷时，能够有效地使散热部弹性变形。
在功率半导体装置200的制造后，散热构件7由于固定构件8和连接构件9而弹性变形，散热构件7隔着热传导层5紧贴于电路体100的散热面4a而固定。
此外，在本变形例中，示出了冷却水路管7a的剖面形状为长方形的例子，但如变形例2所述，冷却水路管7a的剖面形状也可以是六边形、五边形、三角形、椭圆等形成了锥部7c的结构。进一步地，也可以在散热构件7的中央部配置大的剖面形状的冷却水路管7a，随着去往散热构件7的端部而配置小的剖面形状的冷却水路管7a。另外，也可以将本变形例所示的散热构件7适用于变形例1中所述的设置有带导体的陶瓷基板11的功率半导体装置200。
根据本变形例，在用连接构件9对散热构件7赋予强制位移而施加载重负荷时，有效地使散热部弹性变形，在热传导层5的中央部附近容易产生压缩应力。
另外，由于接近发热的功率半导体元件1的中央部的温度变得最高，所以通过密集地形成该中央部的水路，能够提高散热性。
[第二实施方式]
图12是表示本实施方式中的功率半导体装置210的剖面图，表示第一工序。对与作为第一实施方式的图2所示的功率半导体装置200相同的部位赋予相同的符号，并省略其说明。在本实施方式中，在代替图2所示的固定构件8而设置有散热构件17这一点不同。第一实施方式示出了单面冷却的功率半导体装置200的例子，但本实施方式表示双面冷却的功率半导体装置210的例子。
如图12所示，功率半导体元件1的各电极通过与各电极面对置地配置的第一导体3、第二导体13夹持。功率半导体元件1和第一导体3、第二导体13分别由接合材料2、12接合。第一导体3、第二导体13例如由铜、铜合金、或者铝、铝合金等形成。接合材料2、12由焊锡材料、烧结材料等形成。
第一导体3与功率半导体元件1的背面电极连接，第二导体13与表面电极连接。第二导体13示出了由同一构件形成的例子，但也可以将多个构件接合而形成。
在第一导体3及第二导体13的与连接功率半导体元件1的面相反的面上，连接有热传导性的绝缘层4、14。绝缘层4、14是将从功率半导体元件1产生的热传导到散热构件7、17的构件，由热传导率高且绝缘耐压大的材料形成。例如，能够使用氧化铝(alumina)、氮化铝、氮化硅等的陶瓷，或者含有这些材料的微粉末的绝缘片或粘接剂。
以绝缘层4、14的表面露出的方式用密封树脂10密封，由此形成电路体110。从密封树脂10露出的绝缘层4、14的表面成为电路体110的散热面4a、14a。
以与电路体110的散热面4a、14a热连接的方式设置有热传导层5、15。热传导层5、15能够使用润滑脂、热界面材料(TIM)等。在热传导层5、15的与电路体110侧相反一侧的面上配置散热构件7、17。以夹着电路体110的方式配置散热构件7和散热构件17，并设置有连接构件9，该连接构件9以在散热构件7和散热构件17的两端部夹着电路体110的方式连接固定散热构件7和散热构件17。
散热构件7、17具有以其中央部向电路体110侧凸出的方式弯曲的形状。散热构件7、17示出了设有多个成为冷却水的流路的管状的冷却水路管7a、17a的多孔管冷却水路的例子。在散热构件7、17的两端部设有用于使后述的连接构件9贯穿的孔7b、17b。
关于以向电路体110侧凸出的方式弯曲的散热构件7、17的形状，在通过挤压成型进行加工的情况下，使用弯曲形状的金属模具形成。由此，能够不增加工序数和成本地形成弯曲形状的散热构件7、17。此外，也可以通过冲压加工进行翘曲，由此形成弯曲形状的散热构件7、17。另外，冷却水路管7a、17a通过挤压成型进行加工。散热构件7、17由具有热传导性的构件、例如Cu、Cu合金、Cu-C、Cu-CuO等复合材料、或者Al、Al合金、AlSiC、Al-C等复合材料等形成。
如后所述，连接构件9是在散热构件7和散热构件17的各自的端部进行连接固定的构件。连接构件9例如使用不锈钢制的螺栓和螺母。
图13是本实施方式中的功率半导体装置210的剖面图，表示第二工序。
如图13所示，使热传导层5、15与电路体110的散热面4a、14a抵接。而且，使散热构件7与电路体110的散热面4a侧的热传导层5的外侧抵接。使散热构件17与电路体110的散热面14a侧的热传导层15的外侧抵接。然后，使连接构件9在散热构件7和散热构件17的各自的端部贯穿。图13表示紧固连接构件9的螺栓和螺母之前的状态，散热构件7、17保持以其中央部向电路体110侧凸出的方式弯曲的形状。
接着，说明本实施方式中的功率半导体装置210的第三工序。
在图13所示的状态下，以夹住电路体110的方式，在散热构件7和散热构件17的两端，将连接构件9的螺栓和螺母紧固地固定，。此时，散热构件17用作散热构件7的固定构件，散热构件7用作散热构件17的固定构件。此时，散热构件7、17弹性变形，其结果，散热构件7、17隔着热传导层5、15与电路体110的散热面4a、14a紧贴，从散热构件7、17向散热面4a、14a施加表面压力。
具有向电路体110侧凸出地弯曲的形状的散热构件7、17通过连接构件9的紧固，以散热构件7、17的向电路体110侧的凸出量变小的方式弹性变形。此时，优选的是，固定后的散热构件7、17的凸出量成为向电路体110侧稍微凸出或成为平坦形状。由此，在热传导层5、15，能够在包括热传导层5、15的中央附近的宽的区域产生压缩方向的表面压力。此外，散热构件7、17与热传导层5、15紧贴的表面压力也可以设定为电路体110的中央部侧比电路体110的端部侧大。而且，也可以将使散热构件7、17弹性变形而固定的状态下的散热构件7、17设定为，在散热构件7、17的中央部向电路体110侧成为凸状，或者在散热构件7、17的整个面上向电路体110侧成为平坦状。其结果，热传导层5、15的接触热阻降低，能够实现散热性能高的功率半导体装置210。
此外，在本实施方式中，示出了冷却水路管7a、17a的剖面形状为长方形的例子，但如第一实施方式的变形例2所述，冷却水路管7a、17a的剖面形状也可以是六边形、五边形、三角形、椭圆等形成了锥部7c的结构。而且，如在第一实施方式的变形例3中所述的那样，设置于散热构件7、17的冷却水路管7a、17a在散热构件7、17的中央部形成得密集，随着去往散热构件7、17的端部形成得稀疏。而且，如第一实施方式的变形例1所述，也可以代替绝缘层4、14而设置带导体的陶瓷基板。
根据本实施方式，在对电路体110进行两面冷却的情况下，将以向电路体110侧凸出的方式弯曲的形状的散热构件7、17配置为夹着电路体110，以散热构件7、17弹性变形的方式进行固定，由此能够不追加固定构件8而得到散热性高的功率半导体装置210。
(变形例4)
图14是表示功率半导体装置210的变形例的剖面图。对与图13相同的部位赋予相同的符号并省略其说明。图13所示的散热构件7、17的结构不同。
图14表示本变形例的第二工序。如图14所示，散热构件18、19在表面具有散热片18a、19a。散热片18a、19a的形状也可以是插针散热片、平直散热片或波纹散热片。
散热构件18、19由具有导电性的构件，例如Cu、Cu合金、Cu-C、Cu-CuO等复合材料，或者Al、Al合金、AlSiC、Al-C等复合材料等形成。
散热构件18、19形成以其中央部向电路体110侧凸出的方式弯曲的形状。使散热构件18与电路体110的散热面4a侧的热传导层5的外侧抵接。使散热构件19与电路体110的散热面14a侧的热传导层15的外侧抵接。然后，使连接构件9在散热构件18和散热构件19的各自的端部贯穿。图14示出了紧固连接构件9的螺栓和螺母之前的状态，散热构件18、19保持以其中央部向电路体110侧凸出的方式弯曲的形状。
在第三工序中，在图14所示的状态下，以夹着电路体110的方式，在散热构件18和散热构件19的两端，紧固地固定连接构件9的螺栓和螺母。此时，散热构件18、19弹性变形，其结果，散热构件18、19隔着热传导层5、15与电路体110的散热面4a、14a紧贴，从散热构件18、19向散热面4a、14a施加表面压力。散热构件18、19使其端部的载重负荷部的刚性比中央部的刚性高，由此在用螺栓等连接构件9对端部赋予强制位移而施加载重负荷时，能够有效地使中央部弹性变形。如图14所示，散热构件18、19的作为载重负荷部的端部的板厚设定得比中央部的板厚大。优选的是，固定后的散热构件18、19的凸出量成为向电路体110侧稍微凸出或成为平坦形状。由此，在热传导层5、15，能够在包括热传导层5、15的中央附近的宽的区域产生压缩方向的表面压力。其结果，热传导层5、15的接触热阻降低，能够得到散热性能高的功率半导体装置210。
在图14中，图示省略了散热构件18、19的散热片18a、19a的外侧的罩，但也可以设置罩而形成冷却水的流路。
在图14中，说明了在夹着电路体110的两面设置具有散热片18a、19a的散热构件18、19的例子，但也可以与图4同样，做成在电路体100的单面设置具有散热片18a的散热构件18的结构。
在上述的各实施方式中，示出了密封树脂10包含绝缘层4、14，散热面4a、14a以外被密封的例子，但也可以被密封树脂10密封至第一导体3、第二导体13为止。如果绝缘层4、14分别与第一导体3、第二导体13连接，则可以得到同样的效果。
而且，在上述的各实施方式中，对功率半导体元件1为一个的情况进行了说明，但也可以同样适用于内置有多个功率半导体元件1的功率半导体装置200、210。
根据以上说明的实施方式，使以向电路体100、110侧的中央部凸出的方式弯曲的散热构件7、17、18、19弹性变形，使散热构件7、17、18、19作为板簧发挥作用，散热构件7、17、18、19被按压到电路体100、110的中央部的散热面，产生压缩方向的表面压力。由此，电路体100、110的散热面与散热构件7、17、18、19的接触热阻降低，能够实现散热性能高的功率半导体装置200、210。
根据以上说明的实施方式，能够得到以下的作用效果。
(1)功率半导体装置200具备：内置有功率半导体元件1的电路体100；配置在电路体100的散热面4a侧并对电路体100的热进行散热的散热构件7；以及配置在电路体100的与散热面4a相反的一侧的固定构件8，通过连接固定散热构件7和固定构件8，向散热面4a侧的中央部凸出的弯曲的散热构件7以与散热面4a侧紧贴的方式弹性变形。由此，能够提高对于散热面的紧贴，实现散热性能的提高。
(2)功率半导体装置200的制造方法中，在内置有功率半导体元件1的电路体100的散热面4a，配置向电路体100侧的中央部凸出的弯曲的散热构件7，在电路体100的与散热面4a相反的一侧的面配置固定构件8，连接固定散热构件7和固定构件8，以使散热构件7弹性变形，对电路体100的散热面4a施加表面压力。由此，能够提高对于散热面的紧贴，实现散热性能的提高。
(3)功率半导体装置210的制造方法中，在内置有功率半导体元件1的电路体110的散热面4a，配置向电路体110侧的中央部凸出的弯曲的散热构件7，在电路体110的与散热面4a相反的一侧的散热面14a，配置向电路体110侧的中央部凸出的弯曲的散热构件17，连接固定散热构件7和散热构件17，以使散热构件7和散热构件17弹性变形，对电路体110的散热面4a和散热面14a施加表面压力。由此，能够提高对于散热面的紧贴，实现散热性能的提高。
本发明不限于上述实施方式，只要不损害本发明的特征，在本发明的技术思想的范围内考虑的其他方式也包含在本发明的范围内。另外，也可以是组合了上述实施方式和多个变形例的结构。
符号说明
1…功率半导体元件，2…接合材料，3…第一导体，4、14…绝缘层，4a、14a…散热面，5、15…热传导层，7、17、18、19…散热构件，7a、17a…冷却水路管，7c…锥部，8…固定构件，9…连接构件，10…密封树脂，11…带导体的陶瓷基板，11a…陶瓷基板，11b…第一导体层，11c…第二导体层，12…接合材料，13…第二导体，18a、19a…散热片，100、110…电路体，200、210…功率半导体装置。

Claims (15)

1.一种功率半导体装置，其特征在于，具备：
电路体，其内置有功率半导体元件；
第一散热构件，其配置在所述电路体的第一散热面侧，对所述电路体的热进行散热；以及
固定构件，其配置在所述电路体的与所述第一散热面相反的一侧，
通过连接固定所述第一散热构件和所述固定构件，向所述第一散热面侧的中央部凸出的弯曲的所述第一散热构件以与所述第一散热面侧紧贴的方式弹性变形。
2.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于，
所述固定构件是配置在第二散热面侧的第二散热构件，所述第二散热面侧是与所述第一散热面侧相反的一侧，
通过连接固定所述第一散热构件和所述第二散热构件，向所述第一散热面侧的中央部凸出的弯曲的所述第一散热构件和向所述第二散热面侧的中央部凸出的弯曲的所述第二散热构件，以夹着所述电路体分别与所述第一散热面侧和所述第二散热面侧紧贴的方式弹性变形。
3.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于，
连接固定所述第一散热构件和所述固定构件的部分的所述第一散热构件的弯曲刚性比所述第一散热构件的中央部的弯曲刚性高。
4.根据权利要求2所述的功率半导体装置，其特征在于，
连接固定所述第一散热构件和所述第二散热构件的部分的所述第一散热构件和所述第二散热构件的弯曲刚性分别比所述第一散热构件和所述第二散热构件的中央部的弯曲刚性高。
5.根据权利要求3所述的功率半导体装置，其特征在于，
连接固定所述第一散热构件和所述固定构件的部分的所述第一散热构件的板厚比所述第一散热构件的中央部的板厚大。
6.根据权利要求4所述的功率半导体装置，其特征在于，
连接固定所述第一散热构件和所述第二散热构件的部分的所述第一散热构件和所述第二散热构件的板厚分别比所述第一散热构件和所述第二散热构件的中央部的板厚大。
7.根据权利要求1、3、5中任一项所述的功率半导体装置，其特征在于，
所述弹性变形的状态下的所述第一散热构件为朝所述电路体侧突出的凸状或平坦状。
8.根据权利要求2、4、6中任一项所述的功率半导体装置，其特征在于，
所述弹性变形的状态下的所述第一散热构件和所述第二散热构件为朝所述电路体侧突出的凸状或平坦状。
9.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于，
所述第一散热构件具有通过挤压成型而形成的多个冷却水路管。
10.根据权利要求2所述的功率半导体装置，其特征在于，
所述第一散热构件和所述第二散热构件具有通过挤压成型而形成的多个冷却水路管。
11.根据权利要求9或10所述的功率半导体装置，其特征在于，
所述冷却水路管内的侧壁形成朝向所述电路体侧的锥部。
12.根据权利要求10所述的功率半导体装置，其特征在于，
所述多个冷却水路管的配置密度为在所述第一散热构件和所述第二散热构件的中央部被配置得密集。
13.根据权利要求2所述的功率半导体装置，其特征在于，
所述第一散热构件和所述第二散热构件具有散热片。
14.一种功率半导体装置的制造方法，其特征在于，
在内置有功率半导体元件的电路体的第一散热面，配置向所述电路体侧的中央部凸出的弯曲的第一散热构件，
在所述电路体的与所述第一散热面相反的一侧的面配置固定构件，
连接固定所述第一散热构件和所述固定构件，以使所述第一散热构件弹性变形，对所述电路体的所述第一散热面施加表面压力。
15.一种功率半导体装置的制造方法，其特征在于，
在内置有功率半导体元件的电路体的第一散热面，配置向所述电路体侧的中央部凸出的弯曲的第一散热构件，
在所述电路体的与所述第一散热面相反的一侧的第二散热面，配置向所述电路体侧的中央部凸出的弯曲的第二散热构件，
连接固定所述第一散热构件和所述第二散热构件，以使所述第一散热构件和所述第二散热构件弹性变形，对所述电路体的所述第一散热面和所述第二散热面施加表面压力。
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