JP2007258291A - Semiconductor device - Google Patents

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Yasushi Nakajima
泰 中島
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Abstract

【課題】 小型化、軽量化が可能で、放熱特性の良好な半導体装置を提供する。
【解決手段】 ヒートシンクと、ヒートシンクの上に熱伝導グリスを介して載置されたモジュールと、モジュールの上に載置された押さえ板と、モジュールをヒートシンクに向かって押し付けるように、押さえ板をヒートシンクに固定する固定具とを含み、モジュールで発生した熱を、熱伝導グリスを経てヒートシンクから放出する半導体装置において、モジュールは、樹脂封止型モジュールからなり、ヒートシンクは、固定具が固定された支持板と、支持板に接合されてその間に冷却媒体の流路を形成する流路カバーとを含む。
【選択図】図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which can be reduced in size and weight and has good heat dissipation characteristics.
A heat sink, a module placed on the heat sink via thermal conductive grease, a pressure plate placed on the module, and a pressure plate that presses the module toward the heat sink. In a semiconductor device that releases heat generated by the module from the heat sink via thermal conductive grease, the module is made of a resin-sealed module, and the heat sink is a support to which the fixture is fixed. A plate, and a flow path cover joined to the support plate to form a flow path for the cooling medium therebetween.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は半導体装置に関し、特に樹脂封止型モジュールをヒートシンクに固定した電力用半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a power semiconductor device in which a resin-sealed module is fixed to a heat sink.

従来の電力用半導体装置には、ケース型モジュールが用いられる。ケース型モジュールはベース板を含み、ベース板の上には、絶縁基板を介してIGBT等の電力用半導体素子が載置されている。ベース板は例えば銅からなり、絶縁基板は例えばセラミックからなる。また、ベース板は、例えば銅からなるヒートシンクの上に、ネジを用いて固定されている。ベース板とヒートシンクとの間には、熱伝導性を高めるために熱伝導グリスが塗布されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−148451号公報
Case type modules are used in conventional power semiconductor devices. The case-type module includes a base plate, and a power semiconductor element such as an IGBT is placed on the base plate via an insulating substrate. The base plate is made of copper, for example, and the insulating substrate is made of ceramic, for example. The base plate is fixed on a heat sink made of copper, for example, using screws. Thermal conductive grease is applied between the base plate and the heat sink to increase thermal conductivity (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-148451 A

熱伝導グリスは、フィラーを数十重量%以上含んだ粘性体からなり、熱伝導率は0.8〜4W/m・K程度である。かかる熱伝導率は、ベース板やヒートシンクを構成する銅の熱伝導率、約400W/m・Kと比較して極めて小さい値である。このため、放熱特性を向上させるためには、熱伝導グリスの膜厚を例えば0.1mm以下のように薄くする必要があり、ベース板をヒートシンクにネジで締め付けて熱伝導グリスを薄くしている。   The heat conductive grease is made of a viscous material containing several tens of weight% or more of filler, and the heat conductivity is about 0.8 to 4 W / m · K. Such thermal conductivity is extremely small as compared with the thermal conductivity of copper constituting the base plate and the heat sink, which is about 400 W / m · K. For this reason, in order to improve the heat dissipation characteristics, it is necessary to reduce the film thickness of the heat conduction grease to be, for example, 0.1 mm or less, and the heat conduction grease is thinned by fastening the base plate to the heat sink with a screw. .

しかしながら、ケース型モジュールでは、絶縁基板をベース板に半田材で固定する工程で、ベース板と絶縁基板との線膨張係数の違いによりベース板が湾曲する。このため、ベース板とヒートシンクとの間の熱伝導グリスの膜厚を薄くするには、ネジによりベース板をヒートシンクに締め付けて湾曲したベース板を平坦に延ばす必要があり、ヒートシンクは剛性の大きな構造とする必要がある。この結果、半導体装置の小型化、軽量化を図る場合に、ヒートシンクの大きさが制限となっていた。   However, in the case type module, in the process of fixing the insulating substrate to the base plate with a solder material, the base plate is bent due to the difference in linear expansion coefficient between the base plate and the insulating substrate. For this reason, in order to reduce the thickness of the thermal conductive grease between the base plate and the heat sink, it is necessary to tighten the base plate to the heat sink with screws and to extend the curved base plate flatly. It is necessary to. As a result, the size of the heat sink has been limited in order to reduce the size and weight of the semiconductor device.

そこで、本発明は、小型化、軽量化が可能で、放熱特性の良好な半導体装置の提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device that can be reduced in size and weight and has good heat dissipation characteristics.

本発明は、ヒートシンクと、ヒートシンクの上に熱伝導グリスを介して載置されたモジュールと、モジュールの上に載置された押さえ板と、モジュールをヒートシンクに向かって押し付けるように、押さえ板をヒートシンクに固定する固定具とを含み、モジュールで発生した熱を、熱伝導グリスを経てヒートシンクから放出する半導体装置であって、モジュールは、樹脂封止型モジュールからなり、ヒートシンクは、固定具が固定された支持板と、支持板に接合されてその間に冷却媒体の流路を形成する流路カバーとを含むことを特徴とする半導体装置である。   The present invention relates to a heat sink, a module placed on the heat sink via thermal conductive grease, a pressure plate placed on the module, and the pressure plate to the heat sink so as to press the module toward the heat sink. A semiconductor device that releases heat generated by the module from the heat sink through thermal conductive grease, the module being a resin-sealed module, and the heat sink having the fixture fixed And a flow path cover that is joined to the support plate and forms a flow path for the cooling medium therebetween.

本発明にかかる半導体装置では、良好な放熱特性を実現しつつ、小型化、軽量化が可能となる。   In the semiconductor device according to the present invention, it is possible to reduce the size and weight while realizing good heat dissipation characteristics.

以下に、図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、「上」、「下」、「左」、「右」およびこれらの用語を含む名称を適宜使用するが、これらの方向は図面を参照した発明の理解を容易にするために用いるものであり、実施形態を上下反転、あるいは任意の方向に回転した形態も、当然に本願発明の技術的範囲に含まれる。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, “top”, “bottom”, “left”, “right” and names including these terms are used as appropriate, but these directions make it easy to understand the invention with reference to the drawings. Therefore, a mode in which the embodiment is inverted upside down or rotated in an arbitrary direction is naturally included in the technical scope of the present invention.

実施の形態1.
図1は、全体が100で表される、本実施の形態1にかかる半導体装置の断面図である。図2は、半導体装置100を裏面から見た斜視図であり、図1は、図2をA−A方向に見た場合の断面に相当する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment, the whole being represented by 100. FIG. 2 is a perspective view of the semiconductor device 100 as viewed from the back side, and FIG. 1 corresponds to a cross section when FIG. 2 is viewed in the AA direction.

半導体装置100は、ヒートシンク10を含む。ヒートシンク10は、支持板1と、支持板1の裏面にろう材で固定された流路カバー2とを含む。支持板1、流路カバー2は、例えばアルミニウムからなる。支持板1と流路カバー2との間には、波板状の薄板からなるコルゲートフィン3が設けられている。コルゲートフィン3は、例えば、10周期程度の波状部を有し、支持板1と流路カバー2に接してろう材で固定されている。コルゲートフィン3は、例えばアルミニウム板の両面にアルミニウム−シリコン層(ろう材)を設けたクラッド材からなる。冷却媒体は、コルゲートフィン3の間を、図1の紙面に垂直な方向に流れる。   The semiconductor device 100 includes a heat sink 10. The heat sink 10 includes a support plate 1 and a flow path cover 2 fixed to the back surface of the support plate 1 with a brazing material. The support plate 1 and the flow path cover 2 are made of aluminum, for example. Corrugated fins 3 made of corrugated thin plates are provided between the support plate 1 and the flow path cover 2. The corrugated fin 3 has, for example, a wavy portion of about 10 cycles, and is fixed to the support plate 1 and the flow path cover 2 with a brazing material. The corrugated fin 3 is made of, for example, a clad material in which an aluminum-silicon layer (a brazing material) is provided on both surfaces of an aluminum plate. The cooling medium flows between the corrugated fins 3 in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.

支持板1の上には、熱伝導グリス4を介して樹脂封止型モジュール5が載置されている。熱伝導グリス4は、例えばフィラーを含んだシリコーン樹脂からなる。また、樹脂封止型モジュール5は、例えばIGBT等の半導体素子やリード(図示せず)をエポキシ樹脂で封止した構造となっている。樹脂封止型モジュール5の下面は、若干湾曲して描かれているが、これは封止樹脂の収縮によるものである。もちろん、下面が平坦な樹脂封止型モジュール5を用いても構わない。   On the support plate 1, a resin-sealed module 5 is placed via a heat conductive grease 4. The heat conductive grease 4 is made of, for example, a silicone resin containing a filler. The resin-sealed module 5 has a structure in which a semiconductor element such as an IGBT or a lead (not shown) is sealed with an epoxy resin, for example. The lower surface of the resin-encapsulated module 5 is drawn with a slight curve, which is due to the shrinkage of the encapsulating resin. Of course, a resin-sealed module 5 having a flat bottom surface may be used.

樹脂封止型モジュール5の上には、例えばアルミニウムからなる押さえ板6が載置されている。押さえ板6は貫通孔を有し、かかる貫通孔を通るネジ(固定具)7によりヒートシンク10の支持板1に固定されている。   On the resin-sealed module 5, a pressing plate 6 made of, for example, aluminum is placed. The pressing plate 6 has a through hole, and is fixed to the support plate 1 of the heat sink 10 by a screw (fixing tool) 7 passing through the through hole.

半導体装置100では、ネジ7を回すことにより、樹脂封止型モジュール5に押さえ板6を押し付けることができる。これにより、樹脂封止型モジュール5は、支持板1と押さえ板6との間に挟まれ下面が略平坦となるとともに、樹脂封止型モジュール5と支持板1との間に挟まれた熱伝導グリス4の膜厚も薄くなる。   In the semiconductor device 100, the pressing plate 6 can be pressed against the resin-encapsulated module 5 by turning the screw 7. As a result, the resin-sealed module 5 is sandwiched between the support plate 1 and the holding plate 6 and the bottom surface becomes substantially flat, and the heat sealed between the resin-sealed module 5 and the support plate 1. The film thickness of the conductive grease 4 is also reduced.

上述のように、ケース型モジュールでは、湾曲したベース板を平坦に延ばすためにベース板をヒートシンクに強く締め付ける必要があった。このため、ヒートシンクは、例えば厚みが12mmの銅のバルク材を切削加工して形成され、重量も大きいものであった。   As described above, in the case type module, it is necessary to strongly tighten the base plate to the heat sink in order to extend the curved base plate flatly. For this reason, the heat sink is formed by cutting a copper bulk material having a thickness of 12 mm, for example, and has a large weight.

これに対し、本実施の形態1にかかる半導体装置100では、ヒートシンク10は、例えば厚さ2mmのアルミニウムの支持板1と、厚さ1mmのアルミニウムの流路カバー2と、その中に配置された厚さ0.5mmのクラッド材(アルミニウム/アルミニウム−シリコン)からなるコルゲートフィン3とからなる。冷却媒体の流路を形成する流路カバー2は、例えば幅が40mmであり、高さが8mmである。
この結果、半導体装置100では、ヒートシンクの重量を、従来構造に比較して約90%低減して、10分の1程度にすることができる。なお、熱伝達率は、10000W/m・K程度の値となる。
On the other hand, in the semiconductor device 100 according to the first embodiment, the heat sink 10 is disposed in, for example, an aluminum support plate 1 having a thickness of 2 mm, an aluminum flow path cover 2 having a thickness of 1 mm, and the like. It consists of a corrugated fin 3 made of a clad material (aluminum / aluminum-silicon) having a thickness of 0.5 mm. The flow path cover 2 that forms the flow path of the cooling medium has, for example, a width of 40 mm and a height of 8 mm.
As a result, in the semiconductor device 100, the weight of the heat sink can be reduced by about 90% compared to the conventional structure, and can be reduced to about 1/10. The heat transfer coefficient has a value of about 10,000 W / m · K.

また、従来構造のような切削加工によらず、クラッド材をプレス加工して形成したコルゲートフィン3と流路カバー2とを支持板1にろう付けするだけで、ヒートシンク10を形成できるため、加工時間が短くなり、製造コストの低減が可能となる。   In addition, since the heat sink 10 can be formed simply by brazing the corrugated fin 3 formed by pressing the clad material and the flow path cover 2 to the support plate 1 without using the cutting process as in the conventional structure. The time is shortened, and the manufacturing cost can be reduced.

また、ケース型モジュールを用いた場合、ケース型モジュールのベース板にネジを貫通させてケース型モジュールとヒートシンクとを固定するために、ベース板には貫通孔を設ける領域が必要であった。これに対して、半導体装置100では、樹脂封止型モジュール5を押さえ板6でヒートシンク10に押し付けて固定するため、樹脂封止型モジュール5の小型化、低コスト化が可能となる。   Further, when the case type module is used, an area in which the through hole is provided in the base plate is necessary in order to fix the case type module and the heat sink by passing the screw through the base plate of the case type module. On the other hand, in the semiconductor device 100, since the resin-sealed module 5 is pressed and fixed to the heat sink 10 by the pressing plate 6, the resin-sealed module 5 can be reduced in size and cost.

本形態の形態1では、図1、2に基づいて、ヒートシンク10と樹脂封止型モジュール5を2組備えた構造について説明したが、1組又は3組以上備えた構造であっても構わない(以下の実施の形態においても同様)。   In Embodiment 1 of the present embodiment, the structure including two sets of the heat sink 10 and the resin-sealed module 5 has been described based on FIGS. 1 and 2, but the structure including one set or three or more sets may be used. (The same applies to the following embodiments).

なお、図2に示すように、ヒートシンク10には、冷却媒体の導入/排出口11が設けられている。以下の実施の形態3〜7に示すヒートシンク20〜60に対しても、かかる導入/排出口11が接続されて冷却媒体の供給/排出が行われる。   As shown in FIG. 2, the heat sink 10 is provided with a cooling medium introduction / discharge port 11. The introduction / discharge port 11 is also connected to the heat sinks 20 to 60 shown in the following third to seventh embodiments to supply / discharge the cooling medium.

実施の形態2.
図3は、全体が200で表される、本実施の形態2にかかる半導体装置の断面図であり、図3中、図1と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。図3は、図2のA−A方向と同一方向に見た場合の断面図である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the second embodiment, the whole being represented by 200. In FIG. 3, the same reference numerals as those in FIG. 3 is a cross-sectional view when viewed in the same direction as the AA direction of FIG.

半導体装置200では、支持板1の上にコルゲートフィン3と流路カバー2が形成され、更にその上に、熱伝導グリス4を介して樹脂封止型モジュール5が設けられている。樹脂封止型モジュール5の上には押さえ板6が載置されている。ネジ7で押さえ板6を支持板1に締め付けることにより、流路カバー2と樹脂封止型モジュール5とに挟まれた熱伝導グリス4を薄くできる。   In the semiconductor device 200, the corrugated fins 3 and the flow path cover 2 are formed on the support plate 1, and the resin-encapsulated module 5 is further provided on the support plate 1 via the heat conductive grease 4. A pressing plate 6 is placed on the resin-encapsulated module 5. By tightening the holding plate 6 to the support plate 1 with the screws 7, the heat conductive grease 4 sandwiched between the flow path cover 2 and the resin-sealed module 5 can be thinned.

また、上述の半導体装置100と同様に、支持板1、流路カバー2、およびコルゲートフィン3からヒートシンク10を形成することにより、ヒートシンク10の軽量化、低コスト化が可能となる。   Similarly to the semiconductor device 100 described above, by forming the heat sink 10 from the support plate 1, the flow path cover 2, and the corrugated fins 3, it is possible to reduce the weight and cost of the heat sink 10.

なお、流路カバー2の上面(熱伝導グリス4が塗布される領域)は、両端より中央近傍が数10μm張り出した形状とすることにより、流路カバー2と樹脂封止型モジュール5とに挟まれた熱伝導グリス4が、横方向に逃げやすく、熱伝導グリス4を薄くできる。   The upper surface of the flow path cover 2 (the area where the heat conductive grease 4 is applied) is sandwiched between the flow path cover 2 and the resin-sealed module 5 by forming a shape in which the vicinity of the center protrudes from both ends by several tens of μm. The heat conductive grease 4 thus easily escapes in the lateral direction, and the heat conductive grease 4 can be thinned.

このように、半導体装置200では、熱伝導グリス4を薄くして放熱効率を高くするとともに、半導体装置200の小型化、軽量化が可能となる。   Thus, in the semiconductor device 200, the heat conduction grease 4 is thinned to increase the heat radiation efficiency, and the semiconductor device 200 can be reduced in size and weight.

実施の形態3.
図4は、全体が300で表される、本実施の形態3にかかる半導体装置の断面図であり、図4中、図3と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。図4は、図2のA−A方向と同一方向に見た場合の断面図である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the third embodiment, which is indicated as a whole by 300. In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 4 is a cross-sectional view when viewed in the same direction as the AA direction of FIG.

半導体装置300では、支持板1の上に、ヒートシンク20が、例えばろう付けにより固定されている。ヒートシンク20は、例えばアルミニウムの押し出し加工で形成され、寸法は、例えば厚みが1mm、高さが12mm、幅が40mmである。この場合、10000W/m・K程度の冷却性能が得られる。   In the semiconductor device 300, the heat sink 20 is fixed on the support plate 1 by, for example, brazing. The heat sink 20 is formed by, for example, extrusion of aluminum, and the dimensions are, for example, 1 mm in thickness, 12 mm in height, and 40 mm in width. In this case, a cooling performance of about 10,000 W / m · K is obtained.

ヒートシンク20の上には、熱伝導グリス4を介して樹脂封止型モジュール5が載置される。樹脂封止型モジュール5の上には、押さえ板6が載置される。押さえ板6は、ネジ7により支持板1に固定される。   On the heat sink 20, the resin-encapsulated module 5 is placed via the heat conductive grease 4. A pressing plate 6 is placed on the resin-encapsulated module 5. The holding plate 6 is fixed to the support plate 1 with screws 7.

かかる構造では、切削加工や、流路カバーのろう付け等を行うことなく、アルミニウム部材の押し出し加工でヒートシンク20を形成することができ、ヒートシンク20の軽量化、低コスト化が可能となる。即ち、半導体装置300では、熱伝導グリス4を薄くして放熱効率を高くするとともに、半導体装置300の小型化、軽量化が可能となる。   In such a structure, the heat sink 20 can be formed by extruding the aluminum member without cutting or brazing the flow path cover, and the heat sink 20 can be reduced in weight and cost. That is, in the semiconductor device 300, the heat conduction grease 4 is thinned to increase the heat radiation efficiency, and the semiconductor device 300 can be reduced in size and weight.

また、ヒートシンク20の形成にろう付け等を用いないため、常に略同一形状のヒートシンク20が得られる。この結果、常に略一定した放熱特性が実現できる。更に、流路カバーを支持板にろう付けするのに必要なのりしろが不要となり、ヒートシンク20の小型化、軽量化が可能となる。なお、ヒートシンク20の小型化でできた空間は、樹脂封止型モジュール5の配線部材の引き回し等に利用できる。   Further, since brazing or the like is not used for forming the heat sink 20, the heat sink 20 having substantially the same shape can always be obtained. As a result, a substantially constant heat dissipation characteristic can be realized. Further, the margin necessary for brazing the flow path cover to the support plate is not required, and the heat sink 20 can be reduced in size and weight. Note that the space formed by the miniaturization of the heat sink 20 can be used for routing the wiring member of the resin-sealed module 5.

実施の形態4.
図5は、全体が400で表される、本実施の形態4にかかる半導体装置の断面図であり、図5中、図4と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。図5は、図2のA−A方向と同一方向に見た場合の断面図である。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the fourth embodiment, which is generally indicated by 400. In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view when viewed in the same direction as the AA direction in FIG. 2.

半導体装置400では、支持板1の上にはヒートシンク30がろう付け等で固定されている。ヒートシンク30には保持部31が設けられている。ヒートシンク30と保持部31とは、例えばアルミニウム部材の押し出し加工で、同時に形成される。   In the semiconductor device 400, the heat sink 30 is fixed on the support plate 1 by brazing or the like. The heat sink 30 is provided with a holding portion 31. The heat sink 30 and the holding part 31 are simultaneously formed, for example, by an extrusion process of an aluminum member.

保持部31は、図5の紙面に直交する平面を有するとともに、復元力を持って上下方向に動くようになっている。ヒートシンク30と保持部31との間隔は、樹脂封止型モジュール5の高さより若干小さくなっている。これにより、ヒートシンク30の上に熱伝導グリス4を介して樹脂封止型モジュール5を載置した場合、保持部31が樹脂封止型モジュール5をヒートシンク30の上面に押し付けて固定するようになる。具体的には、ヒートシンク30の上面に熱伝導グリス4をディスペンサ等で塗布した後に、保持部31を上方に持ち上げて樹脂封止型モジュール5を所定の位置に配置し、その後に、保持部31を最初の位置の戻して固定する。   The holding unit 31 has a plane orthogonal to the paper surface of FIG. 5 and moves in the vertical direction with a restoring force. The distance between the heat sink 30 and the holding part 31 is slightly smaller than the height of the resin-encapsulated module 5. As a result, when the resin-sealed module 5 is placed on the heat sink 30 via the thermal conductive grease 4, the holding unit 31 presses the resin-sealed module 5 against the upper surface of the heat sink 30 and fixes it. . Specifically, after the thermal conductive grease 4 is applied to the upper surface of the heat sink 30 with a dispenser or the like, the holding unit 31 is lifted upward to place the resin-sealed module 5 at a predetermined position. Move back to the first position and fix.

このように、半導体装置400では、熱伝導グリス4を薄くして放熱効率を高くするとともに、ヒートシンク30に設けた支持部31を用いて樹脂封止型モジュール5を固定するため、更に、小型化、軽量化が可能となる。   As described above, in the semiconductor device 400, the heat conduction grease 4 is thinned to increase the heat radiation efficiency, and the resin-encapsulated module 5 is fixed using the support portion 31 provided on the heat sink 30. It is possible to reduce the weight.

実施の形態5.
図6は、全体が500で表される、本実施の形態5にかかる半導体装置の断面図であり、図6中、図4と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。図6は、図2のA−A方向と同一方向に見た場合の断面図である。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the fifth embodiment, indicated as a whole by 500. In FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view when viewed in the same direction as the AA direction in FIG. 2.

図6(a)に示すように、半導体装置500では、支持板1の上にはヒートシンク40がろう付け等で固定されている。ヒートシンク40には2つの保持部41が設けられている。保持部41の先端には、紙面に垂直な方向に延びた溝部42が設けられている。ヒートシンク40、保持部41、および溝部42は、例えばアルミニウム部材の押し出し加工で、同時に形成される。   As shown in FIG. 6A, in the semiconductor device 500, the heat sink 40 is fixed on the support plate 1 by brazing or the like. The heat sink 40 is provided with two holding portions 41. At the tip of the holding part 41, a groove part 42 extending in a direction perpendicular to the paper surface is provided. The heat sink 40, the holding part 41, and the groove part 42 are simultaneously formed by, for example, extrusion processing of an aluminum member.

上述の半導体装置400と同様に、保持部41は復元力を持って上下方向に動き、ヒートシンク40と保持部41との間隔は、樹脂封止型モジュール5の高さより若干小さくなっている。これにより、ヒートシンク40の上に熱伝導グリス4を介して樹脂封止型モジュール5を載置した場合、保持部41が樹脂封止型モジュール5をヒートシンク40の上面に押し付けて固定するようになる。   Similar to the semiconductor device 400 described above, the holding portion 41 moves in the vertical direction with a restoring force, and the distance between the heat sink 40 and the holding portion 41 is slightly smaller than the height of the resin-encapsulated module 5. As a result, when the resin-sealed module 5 is placed on the heat sink 40 via the thermal conductive grease 4, the holding portion 41 presses the resin-sealed module 5 against the upper surface of the heat sink 40 and fixes it. .

特に、本実施の形態5にかかる半導体装置500では、図6(b)に示すように、対向する溝部42の間に、仮固定冶具45を挟んだ状態で、樹脂封止型モジュール5をヒートシンク40の上に挿入し、所定の位置に配置した状態で仮固定冶具45を取り外す。これにより、樹脂封止型モジュール5の配置が容易に行える。   In particular, in the semiconductor device 500 according to the fifth embodiment, as shown in FIG. 6B, the resin-sealed module 5 is mounted on the heat sink with the temporary fixing jig 45 sandwiched between the facing groove portions 42. The temporary fixing jig 45 is removed in a state where it is inserted on 40 and placed at a predetermined position. Thereby, arrangement | positioning of the resin sealing type module 5 can be performed easily.

このように、半導体装置500では、熱伝導グリス4を薄くして放熱効率を高くするとともに、小型化、軽量化が可能となる。また、樹脂封止型モジュール5の配置を容易に行うことができる。   Thus, in the semiconductor device 500, it is possible to reduce the size and weight while reducing the heat conduction grease 4 to increase the heat radiation efficiency. Further, the resin-sealed module 5 can be easily arranged.

実施の形態6.
図7は、全体が600で表される、本実施の形態6にかかる半導体装置の断面図であり、図7中、図4と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。図7は、図2のA−A方向と同一方向に見た場合の断面図である。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the sixth embodiment, indicated as a whole by 600. In FIG. 7, the same reference numerals as those in FIG. 7 is a cross-sectional view when viewed in the same direction as the AA direction in FIG.

半導体装置600では、支持板1の上にはヒートシンク50がろう付け等で固定されている。ヒートシンク50には2つの保持部51が設けられ、保持部51の先端には溝部52が設けられている。特に、半導体装置500では、対向する保持部51の間隔W2が、樹脂封止型モジュール5の幅W1より大きくなっている。ヒートシンク50、保持部51、および溝部52は、例えばアルミニウム部材の押し出し加工で、同時に形成される。   In the semiconductor device 600, the heat sink 50 is fixed on the support plate 1 by brazing or the like. The heat sink 50 is provided with two holding portions 51, and a groove portion 52 is provided at the tip of the holding portion 51. In particular, in the semiconductor device 500, the interval W <b> 2 between the holding portions 51 facing each other is larger than the width W <b> 1 of the resin-encapsulated module 5. The heat sink 50, the holding part 51, and the groove part 52 are formed at the same time, for example, by extrusion of an aluminum member.

溝部の間には押さえ板55が挿入され、押さえ板55により、樹脂封止型モジュール5はヒートシンク50の上面に押し付けられて固定される。押さえ板55には、突起部56が設けられることが好ましい。   A holding plate 55 is inserted between the grooves, and the resin-sealed module 5 is pressed against and fixed to the upper surface of the heat sink 50 by the holding plate 55. The holding plate 55 is preferably provided with a protrusion 56.

半導体装置600では、ヒートシンク50の上に熱伝導グリス4を塗布し、その上に樹脂封止型モジュール5を配置する。保持部51の間隔W2が、樹脂封止型モジュール5の幅W1より大きいため、容易に樹脂封止型モジュール5を配置できる。この後に、図7の紙面に垂直な方向に、押さえ板55を対向する溝部52の間に挿入する。これにより、樹脂封止型モジュール5がヒートシンク50の上面に押し付けられて固定される。   In the semiconductor device 600, the heat conductive grease 4 is applied on the heat sink 50, and the resin-sealed module 5 is disposed thereon. Since the interval W2 between the holding portions 51 is larger than the width W1 of the resin-sealed module 5, the resin-sealed module 5 can be easily arranged. Thereafter, the pressing plate 55 is inserted between the facing groove portions 52 in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. Thereby, the resin-sealed module 5 is pressed against the upper surface of the heat sink 50 and fixed.

このように、半導体装置600では、熱伝導グリス4を薄くして放熱効率を高くするとともに、小型化、軽量化が可能となる。また、樹脂封止型モジュール5の配置を容易に行うことができる。   Thus, in the semiconductor device 600, it is possible to reduce the size and weight while reducing the heat conduction grease 4 to increase the heat radiation efficiency. Further, the resin-sealed module 5 can be easily arranged.

押さえ板55の材料は、所定の剛性を有する材料であれば、金属、樹脂等から適当に選択できる。特に、押さえ板55の材料として、鉄やアルミニウムのような磁力を遮蔽できる金属を用いることにより、樹脂封止型モジュールの動作で形成される磁場の遮断、低減が可能となり、外部への影響を防止できる。   The material of the pressing plate 55 can be appropriately selected from metals, resins, and the like as long as the material has a predetermined rigidity. In particular, by using a metal capable of shielding magnetic force such as iron or aluminum as the material of the pressing plate 55, it is possible to block or reduce the magnetic field formed by the operation of the resin-sealed module, and to influence the outside. Can be prevented.

実施の形態7.
図8は、全体が700で表される、本実施の形態7にかかる半導体装置の断面図であり、図8中、図4と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。図8は、図2のA−A方向と同一方向に見た場合の断面図である。
Embodiment 7 FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the seventh embodiment, indicated as a whole by 700. In FIG. 8, the same reference numerals as those in FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view when viewed in the same direction as the AA direction in FIG. 2.

半導体装置700では、上述の半導体装置400の構造に加えて、ヒートシンク60の上面に凹部62が設けられている。また、樹脂封止型モジュール5の裏面には、凹部62に嵌り込むように突起部15が設けられている。突起部15は、樹脂封止工程で、突起部を備えた金型を用いて樹脂封止を行うことにより、容易に形成できる。突起部15は、例えば直径が2mm、高さが1〜2mmの円柱形状からなる。突起部15は、例えば3角形の3つの頂点の位置に設けられる。   In the semiconductor device 700, a recess 62 is provided on the upper surface of the heat sink 60 in addition to the structure of the semiconductor device 400 described above. In addition, a protrusion 15 is provided on the back surface of the resin-encapsulated module 5 so as to fit into the recess 62. The protrusion 15 can be easily formed by performing resin sealing using a mold provided with a protrusion in the resin sealing step. The protrusion 15 has a cylindrical shape having a diameter of 2 mm and a height of 1 to 2 mm, for example. The protrusions 15 are provided at the positions of three apexes of a triangle, for example.

樹脂封止型モジュール5をヒートシンク60の上に配置する工程では、ヒートシンク60の上面に熱伝導グリス4を塗布した後に、樹脂封止型モジュール5を滑らしながら凹部62に突起部15を嵌め込む。かかる工程では、突起部15に支えられた状態で樹脂封止型モジュール5が滑るため、樹脂封止型モジュール5を容易に移動させることができる。また、ヒートシンク60の所定の位置に樹脂節型モジュール5を配置できる。   In the step of placing the resin-sealed module 5 on the heat sink 60, the thermal conductive grease 4 is applied to the upper surface of the heat sink 60, and then the protrusion 15 is fitted into the recess 62 while sliding the resin-sealed module 5. In this process, since the resin-sealed module 5 slides while being supported by the protrusions 15, the resin-sealed module 5 can be easily moved. Further, the resin node module 5 can be disposed at a predetermined position of the heat sink 60.

このように、半導体装置700では、熱伝導グリス4を薄くして放熱効率を高くするとともに、小型化、軽量化が可能となる。また、ヒートシンク50の所定の位置に樹脂封止型モジュール5を取り付けることができる。   Thus, in the semiconductor device 700, the heat conduction grease 4 is thinned to increase the heat radiation efficiency, and the size and weight can be reduced. Further, the resin-sealed module 5 can be attached to a predetermined position of the heat sink 50.

本発明の実施の形態1にかかる半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかる半導体装置のヒートシンクの斜視図である。It is a perspective view of the heat sink of the semiconductor device concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2にかかる半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3にかかる半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device concerning Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4にかかる半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device concerning Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5にかかる半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device concerning Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6にかかる半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device concerning Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態7にかかる半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device concerning Embodiment 7 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 支持板、2 流路カバー、3 コルゲートフィン、4 熱伝導グリス、5 樹脂封止型モジュール、6 押さえ板、7 ネジ、10 ヒートシンク、100 半導体装置。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support plate, 2 Flow path cover, 3 Corrugated fin, 4 Thermal conductive grease, 5 Resin sealing type module, 6 Holding plate, 7 Screw, 10 Heat sink, 100 Semiconductor device.

Claims (2)

ヒートシンクと、
該ヒートシンクの上に熱伝導グリスを介して載置されたモジュールと、
該モジュールの上に載置された押さえ板と、
該モジュールを該ヒートシンクに向かって押し付けるように、該押さえ板を該ヒートシンクに固定する固定具とを含み、該モジュールで発生した熱を、該熱伝導グリスを経て該ヒートシンクから放出する半導体装置であって、
該モジュールは、樹脂封止型モジュールからなり、
該ヒートシンクは、該固定具が固定された支持板と、該支持板に接合されてその間に冷却媒体の流路を形成する流路カバーとを含むことを特徴とする半導体装置。
A heat sink,
A module placed on the heat sink via heat conductive grease;
A holding plate placed on the module;
A fixing device for fixing the pressing plate to the heat sink so as to press the module toward the heat sink, and discharging the heat generated in the module from the heat sink through the heat conduction grease. And
The module consists of a resin-sealed module,
The heat sink includes a support plate to which the fixture is fixed, and a flow path cover that is joined to the support plate and forms a flow path for a cooling medium therebetween.
上記支持板と上記流路カバーとの間に、波板状のコルゲートフィンが設けられたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。

The semiconductor device according to claim 1, wherein corrugated fins having a corrugated shape are provided between the support plate and the flow path cover.

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