JP2007235061A - Double-sided cooling semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体モジュールを両面から冷却する両面冷却型半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a double-sided cooling type semiconductor device that cools a semiconductor module from both sides.
冷却性能を向上するために、半導体モジュールを両面から冷却する両面冷却型半導体装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この両面冷却型半導体装置は、半導体モジュールの両面側に一対の絶縁部材を配置し、当該一対の絶縁部材を冷却チューブで挟持するように配置する構成からなる。
このような両面冷却型半導体装置において、半導体モジュールと冷却チューブとの間に間隙空間が形成されている場合に、当該間隙空間に導電性の異物が侵入するおそれがある。仮に、当該間隙空間に導電性の異物が侵入した場合には、半導体モジュールと冷却チューブとの間において異物を介して放電が起こるおそれがある。特に、半導体モジュールの内部に配置される半導体素子に高圧の電圧が印加される場合には、上記放電が起こりやすくなるため、問題となる。 In such a double-sided cooling type semiconductor device, when a gap space is formed between the semiconductor module and the cooling tube, there is a possibility that conductive foreign matter may enter the gap space. If a conductive foreign substance enters the gap space, there is a possibility that discharge occurs between the semiconductor module and the cooling tube via the foreign substance. In particular, when a high voltage is applied to a semiconductor element disposed inside the semiconductor module, the discharge is likely to occur, which is a problem.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、半導体モジュールと冷却チューブとの間において放電が起こることを防止することができる両面冷却型半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a double-sided cooling type semiconductor device capable of preventing discharge from occurring between a semiconductor module and a cooling tube.
本発明の第1の両面冷却型半導体装置は、半導体モジュールと、一対の絶縁部材と、一対の冷却チューブとを備える。半導体モジュールは、半導体素子と、半導体素子の両面に配置される一対の放熱板とを有する。絶縁部材は、一対の放熱板を挟持するように配置される。冷却チューブは、一対の絶縁部材を挟持するように配置され、内部に冷却媒体を流通させる。さらに、本発明の第1の両面冷却型半導体装置は、絶縁性のグリス、ゲル及び接着剤の中から選択された何れかからなり、放熱板の第1面と冷却チューブのうち放熱板の第1面に対向する第2面とに挟まれる空間に充填される充填部材を備える。 A first double-sided cooling type semiconductor device of the present invention includes a semiconductor module, a pair of insulating members, and a pair of cooling tubes. A semiconductor module has a semiconductor element and a pair of heat sinks arranged on both sides of the semiconductor element. The insulating member is disposed so as to sandwich the pair of heat sinks. A cooling tube is arrange | positioned so that a pair of insulating member may be pinched | interposed, and may distribute | circulate a cooling medium inside. Furthermore, the first double-sided cooling type semiconductor device of the present invention is made of any one selected from insulating grease, gel, and adhesive, and the first surface of the heat sink and the first heat sink of the heat sink. A filling member filled in a space sandwiched between a second surface and a second surface is provided.
ここで、放熱板の第1面と冷却チューブの第2面とに挟まれる空間に導電性の異物などが侵入した場合には、放熱板の第1面と冷却チューブの第2面との間において、当該導電性の異物を介し、且つ、絶縁部材を通過するコロナ放電が起こるおそれがある。 Here, when a conductive foreign substance or the like enters the space between the first surface of the heat sink and the second surface of the cooling tube, the space between the first surface of the heat sink and the second surface of the cooling tube In this case, there is a risk of corona discharge passing through the insulating member through the conductive foreign matter.
しかし、本発明の第1の両面冷却型半導体装置によれば、放熱板の第1面と冷却チューブの第2面とに挟まれる空間に充填部材が充填されている。そのため、当該空間には、外部から導電性の異物などが侵入しない。従って、上述したコロナ放電が起こることを確実に防止できる。 However, according to the first double-sided cooling type semiconductor device of the present invention, the filling member is filled in the space sandwiched between the first surface of the heat sink and the second surface of the cooling tube. Therefore, no conductive foreign matter or the like enters the space from the outside. Therefore, the above-described corona discharge can be reliably prevented.
ここで、絶縁部材のうち、冷却チューブ側の第3面に、凸状部を有するようにすることがある。この場合、絶縁部材の凸状部の凸面が冷却チューブに当接する。そうすると、絶縁部材のうち凸状部の周囲には、絶縁部材の第3面と冷却チューブの第2面との間に空間が形成されることになる。 Here, the insulating member may have a convex portion on the third surface on the cooling tube side. In this case, the convex surface of the convex portion of the insulating member comes into contact with the cooling tube. Then, a space is formed between the third surface of the insulating member and the second surface of the cooling tube around the convex portion of the insulating member.
このような場合に、上述した充填部材は、冷却チューブの第2面に対向する絶縁部材の第3面と冷却チューブの第2面との間に配置されるようにするとよい。例えば、絶縁部材が凸状部を有するような場合などに、コロナ放電が起こることを確実に防止できる。 In such a case, the above-described filling member may be disposed between the third surface of the insulating member facing the second surface of the cooling tube and the second surface of the cooling tube. For example, corona discharge can be reliably prevented when the insulating member has a convex portion.
また、放熱板と冷却チューブとの間に発生するおそれのある放電は、コロナ放電の他に沿面放電がある。沿面放電とは、放熱板と冷却チューブとの間に介在されている絶縁部材の表面に沿って、放熱板の周面と冷却チューブの第2面との間に起こる放電である。この沿面放電は、絶縁部材の表面に導電性の異物が配置している場合に、より発生するおそれが高い。 Further, the discharge that may occur between the heat sink and the cooling tube includes creeping discharge in addition to corona discharge. The creeping discharge is a discharge that occurs between the peripheral surface of the heat sink and the second surface of the cooling tube along the surface of the insulating member interposed between the heat sink and the cooling tube. This creeping discharge is more likely to occur when conductive foreign matter is disposed on the surface of the insulating member.
そこで、上述した充填部材は、放熱板の周面を被覆するように充填されるようにするとよい。つまり、充填部材は、沿面放電の経路である放熱板の周面と冷却チューブの第2面との間の一部に配置されていることになる。従って、沿面放電が起こることを防止できる。 Therefore, the above-described filling member is preferably filled so as to cover the peripheral surface of the heat sink. That is, the filling member is disposed at a part between the peripheral surface of the heat sink that is a path of creeping discharge and the second surface of the cooling tube. Therefore, it is possible to prevent creeping discharge from occurring.
また、本発明の第2の両面冷却型半導体装置は、半導体モジュールと、一対の絶縁部材と、一対の冷却チューブとを備える。半導体モジュールは、半導体素子と、半導体素子の両面に配置される一対の放熱板とを有する。絶縁部材は、一対の放熱板を挟持するように配置される。冷却チューブは、一対の絶縁部材を挟持するように配置され、内部に冷却媒体を流通させる。さらに、本発明の第2の両面冷却型半導体装置は、絶縁性のグリス、ゲル及び接着剤の中から選択された何れかからなり、放熱板の周面を被覆するように充填される充填部材を備える。 The second double-sided cooling type semiconductor device of the present invention includes a semiconductor module, a pair of insulating members, and a pair of cooling tubes. A semiconductor module has a semiconductor element and a pair of heat sinks arranged on both sides of the semiconductor element. The insulating member is disposed so as to sandwich the pair of heat sinks. A cooling tube is arrange | positioned so that a pair of insulating member may be pinched | interposed, and it may distribute | circulate a cooling medium inside. Furthermore, the second double-sided cooling type semiconductor device of the present invention is a filling member that is made of any one selected from insulating grease, gel, and adhesive, and is filled so as to cover the peripheral surface of the heat sink. Is provided.
ここで、絶縁部材の表面に導電性の異物などが侵入した場合には、放熱板の周面と冷却チューブの第2面との間であって、当該導電性の異物を介して絶縁部材の表面に沿って沿面放電が起こるおそれがある。しかし、本発明の第2の両面冷却型半導体装置によれば、沿面放電の経路である放熱板の周面と冷却チューブの第2面との間の一部に、充填部材が配置されていることになる。従って、沿面放電が起こることを防止できる。 Here, when conductive foreign matter or the like enters the surface of the insulating member, it is between the peripheral surface of the heat sink and the second surface of the cooling tube, and the insulating member is inserted through the conductive foreign matter. Creeping discharge may occur along the surface. However, according to the second double-sided cooling type semiconductor device of the present invention, the filling member is disposed in a part between the peripheral surface of the heat sink and the second surface of the cooling tube, which is a path of creeping discharge. It will be. Therefore, it is possible to prevent creeping discharge from occurring.
また、上記の本発明の第1、第2の両面冷却型半導体装置において、放熱板と絶縁部材との間に配置される放熱性のグリス、ゲル及び接着剤の中から選択された何れかからなる第1の放熱部材を備える場合には、充填部材は、第1の放熱部材と同一材質からなるようにしてもよい。また、絶縁部材と冷却チューブとの間に配置される放熱性のグリス、ゲル及び接着剤の中から選択された何れかからなる第2の放熱部材を備える場合には、充填部材は、第2の放熱部材と同一材質からなるようにしてもよい。 Further, in the first and second double-sided cooling type semiconductor devices of the present invention described above, any one selected from heat dissipating grease, gel, and adhesive disposed between the heat sink and the insulating member. When the first heat radiating member is provided, the filling member may be made of the same material as the first heat radiating member. In addition, when the second heat dissipating member made of any one selected from the heat dissipating grease, the gel, and the adhesive disposed between the insulating member and the cooling tube is provided, The heat radiating member may be made of the same material.
このように、充填部材が第1の放熱部材又は第2の放熱部材と同一材質からなるようにすることで、充填部材の挿入が容易となる。さらには、低コスト化を図ることができる。もちろん、充填部材は、第1の放熱部材及び第2の放熱部材と異なる材質からなるようにしてもよい。 In this way, the filling member is made of the same material as the first heat radiating member or the second heat radiating member, so that the filling member can be easily inserted. Furthermore, cost reduction can be achieved. Of course, the filling member may be made of a material different from that of the first heat radiating member and the second heat radiating member.
本発明の両面冷却型半導体装置によれば、半導体モジュールと冷却チューブとの間において放電が起こることを防止できる。 According to the double-sided cooling type semiconductor device of the present invention, discharge can be prevented from occurring between the semiconductor module and the cooling tube.
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態の両面冷却型半導体装置1について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、両面冷却型半導体装置1の正面図を示す。図2は、両面冷却型半導体装置1の右側面図を示す。以下、特に説明しない限り、上下方向とは図1及び図2の上下方向を意味し、水平方向とは図1及び図2の水平方向(横方向)を意味する。そして、冷媒流通方向とは図1の左右方向(図2の前後方向)を意味し、チューブ幅方向とは図1の前後方向(図2の左右方向)を意味する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments. A double-sided cooling type semiconductor device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a front view of a double-sided cooling type semiconductor device 1. FIG. 2 is a right side view of the double-sided cooling type semiconductor device 1. Hereinafter, unless otherwise specified, the vertical direction means the vertical direction in FIGS. 1 and 2, and the horizontal direction means the horizontal direction (lateral direction) in FIGS. 1 and 2. And the refrigerant | coolant distribution direction means the left-right direction of FIG. 1 (front-back direction of FIG. 2), and the tube width direction means the front-back direction of FIG. 1 (left-right direction of FIG. 2).
図1及び図2に示すように、両面冷却型半導体装置1は、半導体モジュール10と、一対の絶縁部材20、30と、一対の冷却チューブ40、50と、放熱グリス61〜64とから構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the double-sided cooling type semiconductor device 1 includes a
半導体モジュール10は、扁平矩形状の樹脂ケース11と、半導体素子12と、複数の端子13・・13と、一対の放熱板14、15とを備える。半導体素子12は、扁平矩形状からなり、例えば、電力変換回路を構成するIGBT素子などである。この半導体素子12は、樹脂ケース11の内部に配置されている。複数の端子13・・13は、半導体素子12に電気的に接続されている。そして、これら複数の端子13・・13は、樹脂ケース12の図2の左右側面から外側へ水平方向に延在する。これらの端子13・・13は、他の電気部品に接続される。
The
一対の放熱板14、15(第1の放熱板14及び第2の放熱板15)は、それぞれ、金属からなり、樹脂ケース11よりも小さな扁平矩形状からなる。具体的には、それぞれの放熱板14、15の冷媒流通方向の幅(本発明における第1方向幅)はHa1であり、それぞれの放熱板14、15のチューブ幅方向の幅(本発明における第2方向幅)はHa2である。
The pair of
そして、一対の放熱板14、15は、半導体素子12の上下側の両面を挟持するように配置されている。つまり、第1の放熱板14は、半導体素子12の上面に当接して配置されている。さらに、第1の放熱板14の上面側は、樹脂ケース11の上面よりも上側へ突出している。そして、第2の放熱板15は、半導体素子12の下面に当接して配置されている。さらに、第2の放熱板15の下面側は、樹脂ケース11の下面よりも下側に突出している。つまり、半導体モジュール10全体として見た場合には、上側及び下側に凸状部を有する形状をなしている。この上側の凸状部は、第1の放熱板14により形成され、下側の凸状部は、第2の放熱板15により形成される。
The pair of
一対の絶縁部材20、30(第1の絶縁部材20及び第2の絶縁部材30)は、板状からなり、電気絶縁性及び良熱伝導性を備えた材料、例えば、セラミックス、エポキシ等の樹脂材料、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)等からなる。この一対の絶縁部材20、30は、半導体素子12及び一対の放熱板14、15を上下側から挟持するように配置されている。そして、この一対の絶縁部材20、30のそれぞれは、基板部21と、絶縁凸部22とを有している。
The pair of insulating
基板部21は、矩形の平板状からなる。この基板部21は、樹脂ケース11の上面とほぼ同等の大きさからなる。そして、第1の絶縁部材20の基板部21の下面側は、第1の放熱板14の上面側に当接している。ただし、当該基板部21の下面と第1の放熱板14の上面との間には、僅かな第1の放熱グリス61(本発明における第1の放熱部材)が介在している。この第1の放熱グリス61は、良熱伝導性 且つ、絶縁性の材料からなる。さらに、この第1の放熱グリス61(本発明における充填部材)は、当該基板部21の下面と樹脂ケース11の上面との間であって、第1の放熱板14の周囲全周に亘って充填されている。
The board |
また、第2の絶縁部材30の基板部21の上面側は、第2の放熱板15の下面側に当接している。ただし、当該基板部21の上面と第2の放熱板15の下面との間には、僅かな第2の放熱グリス62(本発明における第1の放熱部材)が介在している。この第2の放熱グリス62は、良熱伝導性 且つ、絶縁性の材料からなる。さらに、この第2の放熱グリス62(本発明における充填部材)は、当該基板部21の上面と樹脂ケース11の下面との間であって、第2の放熱板15の周囲全周に亘って充填されている。
Further, the upper surface side of the
絶縁凸部22は、基板部21よりも小さな矩形の平板状からなる。すなわち、絶縁凸部22の冷媒流通方向の幅及びチューブ幅方向の幅は、基板部21の冷媒流通方向の幅及びチューブ幅方向の幅よりも小さい。
The insulating
そして、第1の絶縁部材20において、絶縁凸部22は、基板部21の上面側に配置されている。すなわち、第1の絶縁部材20全体として見た場合には、上側に凸状部を有する形状をなしている。そして、この上側の凸状部は、絶縁凸部22により形成されている。さらに、この第1の絶縁部材20の絶縁凸部22の矩形状凸面の冷媒流通方向の端部は、第1の放熱板14の矩形状凸面の冷媒流通方向の両端部よりも内側に位置するように配置している。また、第1の絶縁部材20の絶縁凸部22の矩形状凸面のチューブ幅方向の端部は、第1の放熱板14の矩形状凸面のチューブ幅方向の両端部よりも内側に位置するように配置している。つまり、第1の放熱板14の上面(本発明における第1面)と後述する第1の冷却チューブ40の下面(本発明における第2面)とに挟まれる領域であって、第1の絶縁部材20の基板部21の上面(本発明における第3面)と第1の冷却チューブ40の下面との間には、間隙空間20aが形成されることになる。また、第1の絶縁部材20の絶縁凸部22は、半導体素子12の直上に位置するように配置している。
In the first insulating
また、第2の絶縁部材30において、絶縁凸部22は、基板部21の下面側に配置されている。すなわち、第2の絶縁部材30全体として見た場合には、下側に凸状部を有する形状をなしている。そして、この下側の凸状部は、絶縁部凸部22により形成されている。さらに、この第2の絶縁部材30の絶縁凸部22の矩形状凸面の冷媒流通方向の端部は、第2の放熱板15の矩形状凸面の冷媒流通方向の両端部よりも内側に位置するように配置している。また、第2の絶縁部材30の絶縁凸部22の矩形状凸面のチューブ幅方向の端部は、第2の放熱板15の矩形状凸面のチューブ幅方向の両端部よりも内側に位置するように配置している。つまり、第2の放熱板15の下面(本発明における第1面)と後述する第2の冷却チューブ50の上面(本発明における第2面)とに挟まれる領域であって、第2の絶縁部材30の基板部21の下面(本発明における第3面)と第2の冷却チューブ50の上面との間には、間隙空間30aが形成されることになる。また、第2の絶縁部材30の絶縁凸部22は、半導体素子12の直下に位置するように配置している。
In the second insulating
一対の冷却チューブ40、50(第1の冷却チューブ40及び第2の冷却チューブ50)は、アルミニウムからなる扁平状の長尺体である。この一対の冷却チューブ40、50は、半導体素子12、一対の放熱板14、15、及び、一対の絶縁部材20、30を上下側から挟持するように配置されている。つまり、第1の冷却チューブ40の下面は、第1の放熱板14の上面、及び、第1の絶縁部材20の上面に対向している。また、第2の冷却チューブ50の上面は、第2の放熱板15の下面、及び、第2の絶縁部材30の下面に対向している。
The pair of
具体的には、第1の冷却チューブ40の下面側は、第1の絶縁部材20の絶縁凸部22の凸面に当接している。ただし、第1の冷却チューブ40の下面と第1の絶縁部材20の絶縁凸部22の凸面との間には、僅かな第3の放熱グリス63(本発明における第2の放熱部材)が介在している。この第3の放熱グリス63は、良熱伝導性 且つ、絶縁性の材料からなる。さらに、この第3の放熱グリス63(本発明における充填部材)は、第1の冷却チューブ40の下面と第1の絶縁部材20の基板部21の上面との間であって、第1の絶縁部材20の絶縁凸部22の周囲全周に亘って充填されている。つまり、この第1の放熱グリス63は、間隙空間20aに充填されていることになる。さらに、第1の放熱グリス63は、間隙空間20aの外周側にも充填されている。
Specifically, the lower surface side of the
また、第2の冷却チューブ50の上面側は、第2の絶縁部材30の絶縁凸部22の凸面に当接している。ただし、第2の冷却チューブ50の上面と第2の絶縁部材30の絶縁凸部22の凸面との間には、僅かな第4の放熱グリス64(本発明における第2の放熱部材)が介在している。この第4の放熱グリス64は、良熱伝導性 且つ、絶縁性の材料からなる。さらに、この第4の放熱グリス64(本発明における充填部材)は、第2の冷却チューブ50の上面と第2の絶縁部材30の基板部21の下面との間であって、第2の絶縁部材30の絶縁凸部22の周囲全周に亘って充填されている。つまり、この第2の放熱グリス64は、間隙空間30aに充填されていることになる。さらに、第2の放熱グリス64は、間隙空間30aの外周側にも充填されている。
Further, the upper surface side of the
そして、冷却チューブ40、50の内部には、長手方向(図1の左右方向)に向かって冷却媒体を流通させる流路41、51が、チューブ幅方向に複数本並列して形成されている。つまり、冷却チューブ40、50は、非常に薄肉な板状部材から形成されている。
In the
ここで、間隙空間20a、30a及び放熱板14、15の周面に、絶縁性の放熱グリス61〜64が充填されていない場合について、図5を参照して説明する。図5は、間隙空間20a、30a及び放熱板14、15の周面に、放熱グリス61〜64が充填されていない場合の両面冷却型半導体装置3を示す。なお、図5において、上記実施形態の両面冷却型半導体装置1と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。
Here, the case where the insulating surfaces of the
図5に示す両面冷却型半導体装置3において、間隙空間20a、30aは外部に開放された空間となっている。従って、図5のA部に示すように、間隙空間20a、30aには、導電性の異物81が侵入するおそれがある。この導電性の異物81が間隙空間20a、30aに存在することに起因して、放熱板14、15の凸面と冷却チューブ40、50との間でコロナ放電が起こるおそれがある。このコロナ放電は、絶縁部材20、30を通過して、放熱板14、15と冷却チューブ40、50との間をほぼ直線的に発生する放電である。
In the double-sided cooling type semiconductor device 3 shown in FIG. 5, the
さらに、間隙空間20a、30aの他にも、絶縁部材20、30の基板部21の表面のうち、放熱板14、15の周面の外側領域は、外部に開放された空間となっている。従って、図5のB部に示すように、当該空間には、導電性の異物82が侵入するおそれがある。この導電性の異物82が当該空間に存在することに起因して、放熱板14、15の周面と冷却チューブ40、50との間で沿面放電が起こるおそれがある。この沿面放電は、絶縁部材20、30の基板部21の表面に沿って、放熱板14、15の周面と冷却チューブ40、50との間に起こる放電である。
Further, in addition to the
これに対して、上述した本実施形態の両面冷却型半導体装置1は、本実施例では間隙空間20a、30aに、第2、第4放熱グリス62、64が充填されている。従って、間隙空間20a,30aに、導電性の異物81が侵入することを防止できる。これにより、放熱板14、15の凸面と冷却チューブ40、50との間にコロナ放電が起こることを防止できる。
On the other hand, in the double-sided cooling type semiconductor device 1 of this embodiment described above, the second and fourth heat radiation greases 62 and 64 are filled in the
また、第1、第3の放熱グリス61、63が、放熱板14、15の周面を被覆している。つまり、上述した沿面放電が起こるための経路の一部に、絶縁性の放熱グリス61〜64が充填されていることになる。これにより、第1、第3の放熱グリス61、63が充填されている領域には、導電性の異物82が侵入することを防止できる。つまり、沿面放電が起こるための経路に導電性の異物82が侵入しないので、沿面放電が起こることを防止できる。
The first and third heat radiation greases 61 and 63 cover the peripheral surfaces of the
なお、上記実施形態の両面冷却型半導体装置1においては、放熱板14、15の周囲に充填する第1、第3の放熱グリス61、63は、放熱板14、15の凸面と絶縁部材20、30の基板部21との間に介在させる放熱グリス61、63と同一材質のものを用いた。また、間隙空間20a,30a及び当該間隙空間20a、30aの外周側に充填する第2、第4の放熱グリス62、64は、絶縁部材20、30の絶縁凸部22と冷却チューブ40、50との間に介在させる放熱グリス62、64と同一材質のものを用いた。これにより、放熱グリス61〜64の充填が容易となる。さらには、低コスト化を図ることができる。
In the double-sided cooling type semiconductor device 1 of the above embodiment, the first and third heat-dissipating
ただし、これらは、同一材質のものを用いなくてもよい。この場合の両面冷却型半導体装置2について図3及び図4を参照して説明する。図3は、両面冷却型半導体装置2の正面図を示す。図4は、両面冷却型半導体装置2の右側面図を示す。なお、両面冷却型半導体装置2において、上述した両面冷却型半導体装置1と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
However, these need not be made of the same material. The double-sided cooling
図3及び図4に示すように、第1の放熱グリス61は、第1の絶縁部材20の基板部21の下面と第1の放熱板14の上面との間のみに介在させている。また、第2の放熱グリス62は、第2の絶縁部材20の基板部21の上面と第2の放熱板15の下面との間のみに介在させている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the first
第3の放熱グリス63は、第1の冷却チューブ40の下面と第1の絶縁部材20の絶縁凸部22の凸面との間のみに介在させている。また、第4の放熱グリス64は、第2の冷却チューブ50の上面と第2の絶縁部材30の絶縁凸部22の凸面との間のみに介在させている。
The third
そして、第1の充填部材71、第2の充填部材72、第3の充填部材73及び第4の充填部材74は、絶縁性材料からなるグリス、ゲル、接着剤などである。なお、これらの充填部材71〜74は、特に良熱伝導性でなくてもよい。
The first filling
そして、第1の充填部材71は、第1の絶縁部材20の基板部21の下面と樹脂ケース11の上面との間であって、第1の放熱板14の周囲全周に亘って充填されている。第2の充填部材72は、第2の絶縁部材30の基板部21の上面と樹脂ケース11の下面との間であって、第2の放熱板15の周囲全周に亘って充填されている。
The first filling
第3の充填部材73は、第1の冷却チューブ40の下面と第1の絶縁部材20の基板部21の上面との間であって、第1の絶縁部材20の絶縁凸部22の周囲全周に亘って充填されている。つまり、第3の充填部材73は、間隙空間20a及び当該間隙空間20aの外周側に充填されている。
The
また、第4の充填部材74は、第2の冷却チューブ50の上面と第2の絶縁部材30の基板部21の下面との間であって、第2の絶縁部材30の絶縁凸部22の周囲全周に亘って充填されている。つまり、第4の充填部材74は、間隙空間30a及び当該間隙空間30aの外周側に充填されている。
The fourth filling
このような構成からなる両面冷却型半導体装置2は、上述した両面冷却型半導体装置1と同様に、コロナ放電及び沿面放電が起こることを防止できる。
The double-sided cooling
1、2:両面冷却型半導体装置、
3:間隙空間20a、30a及び放熱板14、15の周面に、絶縁性の放熱グリス61〜64が充填されていない両面冷却型半導体装置、
10:半導体モジュール、 11:樹脂ケース、 12:半導体素子、
13:端子、 14、15:放熱板、
20、30:絶縁部材、 21:基板部、 22:絶縁凸部、
20a、30a:間隙空間、
40、50:冷却チューブ、 41、51:流路、 61〜64:放熱グリス、
71〜74:充填部材、 81、82:導電性の異物
1: Two-sided cooling type semiconductor device,
3: Double-sided cooling type semiconductor device in which the peripheral surfaces of the
10: Semiconductor module, 11: Resin case, 12: Semiconductor element,
13: terminal, 14, 15: heat sink,
20, 30: insulating member, 21: substrate part, 22: insulating convex part,
20a, 30a: gap space,
40, 50: cooling tube, 41, 51: flow path, 61-64: heat radiation grease,
71-74: Filling
Claims (6)
前記一対の放熱板を挟持するように配置される一対の絶縁部材と、
前記一対の絶縁部材を挟持するように配置され、内部に冷却媒体を流通させる一対の冷却チューブと、
を備える両面冷却型半導体装置であって、
絶縁性のグリス、ゲル及び接着剤の中から選択された何れかからなり、前記放熱板の第1面と前記冷却チューブのうち前記第1面に対向する第2面とに挟まれる空間に充填される充填部材を備えることを特徴とする両面冷却型半導体装置。 A semiconductor module having a semiconductor element and a pair of heat sinks disposed on both sides of the semiconductor element;
A pair of insulating members arranged to sandwich the pair of heat sinks;
A pair of cooling tubes disposed so as to sandwich the pair of insulating members and circulating a cooling medium therein;
A double-sided cooling type semiconductor device comprising:
It is made of any one selected from insulating grease, gel and adhesive, and fills a space sandwiched between the first surface of the heat sink and the second surface of the cooling tube facing the first surface. A double-sided cooling type semiconductor device comprising a filled member.
前記一対の放熱板を挟持するように配置される一対の絶縁部材と、
前記一対の絶縁部材を挟持するように配置され、内部に冷却媒体を流通させる冷却チューブと、
を備える両面冷却型半導体装置であって、
絶縁性のグリス、ゲル及び接着剤の中から選択された何れかからなり、前記放熱板の周面を被覆するように充填される充填部材を備えることを特徴とする両面冷却型半導体装置。 A semiconductor module having a semiconductor element and a pair of heat sinks disposed on both sides of the semiconductor element;
A pair of insulating members arranged to sandwich the pair of heat sinks;
A cooling tube disposed so as to sandwich the pair of insulating members and circulating a cooling medium therein;
A double-sided cooling type semiconductor device comprising:
A double-sided cooling type semiconductor device comprising a filling member that is made of any one selected from insulating grease, gel, and adhesive and is filled to cover the peripheral surface of the heat sink.
前記充填部材は、前記第1の放熱部材と同一材質からなる請求項1〜4の何れか一項に記載の両面冷却型半導体装置。 A first heat dissipating member made of any one selected from heat dissipating grease, gel and adhesive disposed between the heat dissipating plate and the insulating member;
The double-sided cooling type semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the filling member is made of the same material as the first heat dissipation member.
前記充填部材は、前記第2の放熱部材と同一材質からなる請求項1〜4の何れか一項に記載の両面冷却型半導体装置。 A second heat dissipating member made of any one selected from heat dissipating grease, gel and adhesive disposed between the insulating member and the cooling tube;
The double-sided cooling type semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the filling member is made of the same material as the second heat dissipation member.
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