JP2008218828A - 冷却装置及び冷却装置付半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却装置付半導体装置において、互いに向かい合う放熱板に配置する発熱素子の配置を最適とすることである。
【解決手段】発熱素子であるパワースイッチング素子３０，４０が互いに向かい合って配置される流路１８の高さをｈとし、パワースイッチング素子３０，４０について冷媒６，７が流れる方向に沿った長さをａとし、パワースイッチング素子３０，４０から流路１８の冷媒６，７に向けて熱が放射状に拡散する範囲を示す角度である熱拡散角度をθとし、一方側の放熱板１２に配置されたパワースイッチング素子３０と、他方側の放熱板１４に配置されたパワースイッチング素子４０とについて、冷媒６，７が流れる方向に沿った配置ピッチをＰとして、Ｐ≧ａ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈとする。
【選択図】図８

Description

本発明は冷却装置及び冷却装置付半導体装置に係り、特に、冷媒が流れる流路を形成する壁面のうち、互いに向かい合う一方側壁面と他方側壁面のそれぞれの外側面に複数の発熱素子が配置される冷却装置、及び冷媒が流れる流路を形成する壁面のうち、互いに向かい合う一方側壁面と他方側壁面のそれぞれの外側面に複数の半導体素子が配置される冷却装置付半導体装置に関する。

電力用半導体素子等は作動に伴って発熱するので、適当な冷却板に取り付け、場合によっては空気あるいは冷却水等を用いて、素子の温度を許容範囲以上に上昇しないように熱を外部に放散させることが行われる。

例えば、特許文献１には、昇圧コンバータ及びインバータを構成する複数のパワー半導体素子を半導体モジュールとして形成し、これを積層して半導体スタックとする際に、積層方向に隣接する半導体モジュールを、パワー半導体素子の発熱中心が対向しないように、千鳥配列状（ジグザグ状）に配置することが開示されている。そして、隣接する半導体モジュールの間には冷却器となる接続モジュールが配置され、その中を冷却水が流れる。上流側と下流側とで冷却能力が異なるので、上流側に、発熱大、動作頻度大、耐熱性大の半導体モジュールを配置することが述べられている。

特開２００６−２１０６０５号公報

特許文献１の構成によれば、パワー半導体素子の発熱中心が対向しないように配置されるので、高密度にパワー半導体素子が搭載された半導体モジュール又は半導体装置とすることができる。

しかし、特許文献１においては具体的な千鳥配列状等の内容が開示されていないので、場合によっては、半導体素子等の発熱素子の配置が最適でないことが生じえる。

本発明の目的は、発熱素子の最適配置を可能とする冷却装置及び冷却装置付半導体装置を提供することである。

本発明に係る冷却装置は、冷媒が流れる流路を形成する壁面のうち、互いに向かい合う一方側壁面と他方側壁面のそれぞれの外側面に複数の発熱素子が配置される冷却装置であって、一方側壁面と他方側壁面との間隔である流路高さをｈとし、配置された発熱素子について冷媒が流れる方向に沿った長さをａとし、発熱素子から流路の冷媒に向けて熱が放射状に拡散する範囲を示す角度である熱拡散角度をθとし、一方側壁面の外側面に配置された発熱素子と、他方側壁面の外側面に配置された発熱素子とについて、冷媒が流れる方向に沿った配置ピッチをＰとして、Ｐ≧ａ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈの条件の下で複数の発熱素子が配置されることを特徴とする。

また、本発明に係る冷却装置は、冷媒が流れる流路を形成する壁面のうち、互いに向かい合う一方側壁面と他方側壁面のそれぞれの外側面に複数の発熱素子が配置される冷却装置であって、一方側壁面と他方側壁面との間隔である流路高さをｈとし、配置された発熱素子について冷媒が流れる方向に垂直な方向に沿った長さをｂとし、発熱素子から流路の冷媒に向けて熱が放射状に拡散するときの角度である熱拡散角度をθとし、一方側壁面の外側面に配置された発熱素子と、他方側壁面の外側面に配置された発熱素子とについて、冷媒が流れる方向に垂直な方向に沿った配置ピッチをＳとして、Ｓ≧ｂ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈの条件の下で複数の発熱素子が配置されることを特徴とする。

また、本発明に係る冷却装置付半導体装置は、冷媒が流れる流路を形成する壁面のうち、互いに向かい合う一方側壁面と他方側壁面のそれぞれの外側面に複数の半導体素子が配置される冷却装置付半導体装置であって、一方側壁面と他方側壁面との間隔である流路高さをｈとし、配置された半導体素子について冷媒が流れる方向に沿った長さをａとし、半導体素子から流路の冷媒に向けて熱が放射状に拡散する範囲を示す角度である熱拡散角度をθとし、一方側壁面の外側面に配置された半導体素子と、他方側壁面の外側面に配置された半導体素子とについて、冷媒が流れる方向に沿った配置ピッチをＰとして、Ｐ≧ａ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈの条件の下で複数の半導体素子が配置されることを特徴とする。

また、本発明に係る冷却装置付半導体装置は、冷媒が流れる流路を形成する壁面のうち、互いに向かい合う一方側壁面と他方側壁面のそれぞれの外側面に複数の半導体素子が配置される冷却装置付半導体装置であって、一方側壁面と他方側壁面との間隔である流路高さをｈとし、配置された半導体素子について冷媒が流れる方向に垂直な方向に沿った長さをｂとし、半導体素子から流路の冷媒に向けて熱が放射状に拡散するときの角度である熱拡散角度をθとし、一方側壁面の外側面に配置された半導体素子と、他方側壁面の外側面に配置された半導体素子とについて、冷媒が流れる方向に垂直な方向に沿った配置ピッチをＳとして、Ｓ≧ｂ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈの条件の下で複数の半導体素子が配置されることを特徴とする。

上記構成によれば、一方側壁面の外側面に配置される発熱する素子からの熱拡散の境界が、他方側壁面の外側面に配置される発熱する素子からの熱拡散の境界と重ならないように、素子の配置ピッチが設定される。そして、双方の熱拡散の境界がちょうど重なるときの配置ピッチが、他方の熱拡散の影響を受けずに最も高密度に素子を配置できる最適配置条件となる。このように、本発明に係る冷却装置及び冷却装置付半導体装置によれば、他の素子の発熱の影響を受けることのない最適配置が可能となる。

以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、冷却装置付半導体装置として、半導体素子を放熱板に取り付けたものを２組用意し、半導体素子が取り付けられていない面を向かい合わせて隙間を開けて配置し、その隙間の間に冷媒を流す構成を説明する。ここでは、放熱板の隙間の間に冷媒が流される構成が冷却装置として機能する。すなわち、冷媒が流れる流路を形成する壁面のうち、互いに向かい合う一方側壁面と他方側壁面のそれぞれの外側面が、複数の発熱素子を配置する取付面として用いられる冷却装置として機能する。このように、冷却装置付半導体装置において、発熱素子を冷却する機能の部分を取り出したものが冷却装置である。

以下では、冷却装置付半導体装置として、パワースイッチング素子とパワーダイオードとを含んで構成されるインバータ回路に用いられ、複数のパワースイッチング素子を配置した冷却装置付半導体装置を説明するが、もちろん、複数のパワーダイオードを配置した冷却装置付半導体装置であってもよく、パワースイッチング素子とパワーダイオード素子とを１組としてこれを複数組配置した冷却装置付半導体装置であってもよい。また、インバータ回路以外の回路に用いられる冷却装置付半導体装置でもよく、発熱する素子としてはパワースイッチング素子、パワーダイオード以外の素子であってもよい。

また、以下で説明する材料、寸法、温度等は説明のための例示であって、用途に応じ適当に変更することができる。

図１は、インバータ回路を構成する複数のパワースイッチング素子をモジュール化し、冷媒が流れる流路を形成するように構成された冷却装置付半導体装置１０を示す図である。冷却装置付半導体装置１０は、放熱板１２，１４と、側壁板および冷却フィン１６によって冷媒が流される流路が形成される冷却装置と、放熱板１２，１４に取り付けられて配置されるパワースイッチング素子３０，４０とを含む。なお、図１では、放熱板１４に取り付けられているパワースイッチング素子４０は、放熱板１４の下側に隠れているため図示されていない。

冷却装置２０は、放熱板１２，１４と、側壁板および冷却フィン１６とによって、冷媒が流される流路１８が形成されるもので、流路に冷媒が流れることで放熱板１２，１４等を冷却し、放熱板１２，１４に取り付けられて配置されるパワースイッチング素子３０，４０が作動によって生じる熱を外部に運び出す機能を有する。放熱板１２，１４、側壁板および冷却フィン１６は、熱伝導性のよい金属板を適当に成形したものを用いることができる。例えば、厚さ約１ｍｍから数ｍｍ程度のアルミニウム板等を用いて、複数の矩形断面の流路を形成するように組み立てたものを冷却装置２０として用いることができる。ここで、放熱板１２，１４は、パワースイッチング素子３０，４０を取り付けるもので、冷媒が流れる流路１８を形成する壁面のうち、互いに向かい合う一方側壁面と他方側壁面に対応する部材である。

図１には、冷媒６，７が矢印で流れる方向を示して図示されている。冷媒としては、適当に冷却された空気、あるいは冷却水等の冷却流体を用いることができる。

パワースイッチング素子３０，４０は、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等である。放熱板１２，１４が適当な絶縁表面処理が施されている場合には、半導体チップ等で形成されたＩＧＢＴチップを直接搭載することができる。放熱板１２，１４が絶縁処理がなされていない場合等には、例えば、ＩＧＢＴチップを適当な絶縁板あるいは回路基板に搭載し、その絶縁板あるいは回路基板を放熱板１２，１４に取り付けるものとすることができる。発熱素子であるパワースイッチング素子３０，４０は、放熱板１２，１４のそれぞれの外側面、すなわち冷媒が流れる内側面の反対側の面に配置されて取り付けられる。図１の例では、冷媒６，７の流れる方向をＸ方向とし、パワースイッチング素子３０，４０は、放熱板１２，１４の外側面上に、Ｘ方向に沿って配置され取り付けられる。

図２から図４は、パワースイッチング素子３０，４０の適切配置を説明するために、いくつかの配置例を示す図である。これらの図では、流路１８の断面図を示すように、放熱板１２，１４とパワースイッチング素子３０，４０と、冷媒６，７を抜き出して示してあり、パワースイッチング素子３０，４０から冷媒６，７に向けて放射状に拡散する熱５０がシャワー状の線で模式的に示されている。図２は、パワースイッチング素子３０が、放熱板１２の外側面にのみ配置される場合で、図３から図５は、パワースイッチング素子３０，４０が放熱板１２，１４のそれぞれの外側面に配置される場合である。

図２は、パワースイッチング素子３０が放熱板１２の外側面のみに配置される場合であるので、冷媒６，７の流れる方向に沿った配置ピッチを適当に取ることで、隣接するパワースイッチング素子３０から放射状に拡散する熱５０が重複することを適当に防ぐことができる。しかし、そのためには、適当な配置ピッチを設定することが必要で、パワースイッチング素子３０の数が多くなるにつれ、冷媒６，７を流す流路１８の長さが長くなり、冷却装置、あるいは冷却装置付半導体装置の大きさが大きくなる。

図３は、冷媒６，７が流れる流路１８において互いに向かい合う放熱板１２，１４に、それぞれパワースイッチング素子３０，４０を互いに向かい合う位置関係で配置するものである。図２と比較すると、同じ数のパワースイッチング素子３０，４０を配置するのに、流路１８の長さが半分で済み、冷却装置、あるいは冷却装置付半導体装置の小型化を図ることができる。ただし、図３に示されるように、放熱板１２に配置されたパワースイッチング素子３０から放射状に拡散する熱５０と、放熱板１４に配置されたパワースイッチング素子４０から放射状に拡散する熱５０とが重複するので、冷媒６，７の流量が十分でないと、パワースイッチング素子３０，４０はいずれも冷却が不十分となり、その温度が許容範囲を超えることが生じえる。

図４は、図３の弊害を避けるために、放熱板１２に配置されたパワースイッチング素子３０と、放熱板１４に配置されたパワースイッチング素子４０とについて、冷媒６，７の流れる方向に沿った配置ピッチをＰとして、Ｐを十分に大きくとった場合である。図２と比較して分かるように、Ｐを大きく取ると、パワースイッチング素子３０，４０の搭載密度は、放熱板１２のみにパワースイッチング素子３０を配置した場合とあまり変わらなくなる。

図５は、図３と図５の中間の場合で、図４よりはＰを小さくした場合である。この場合は、パワースイッチング素子３０，４０の搭載密度を図２の場合より向上させることができるが、まだ、放熱板１２に配置されたパワースイッチング素子３０から放射状に拡散する熱５０と、放熱板１４に配置されたパワースイッチング素子４０から放射状に拡散する熱５０とが重複することが生じている。

これらの図から分かるように、放熱板１２，１４の双方の外側面にパワースイッチング素子３０，４０を配置する場合、放熱板１２に配置されたパワースイッチング素子３０と、放熱板１４に配置されたパワースイッチング素子４０とについて、冷媒６，７の流れる方向に沿った配置ピッチＰによって、パワースイッチング素子３０，４０の冷却の様子が異なることになる。

図６は、その様子を実際の条件に適合させたシミュレーションによって示す図である。ここでは、放熱板１２におけるパワースイッチング素子３０の配置位置を固定条件とし、放熱板１４に２つのパワースイッチング素子４０をパワースイッチング素子３０との間の配置ピッチＰを変化させて配置したときの流路１８における温度分布が示されている。すなわち、図６の上段側から下段側に、配置ピッチＰが、５ｍｍ、１５ｍｍ、２５ｍｍ、３５ｍｍ、４５ｍｍ、５５ｍｍと、互いに向かい合うパワースイッチング素子３０，４０の間の配置ピッチＰが広くなっている。流路１８には、図６の左側から、約６５℃の冷媒が流される。図６において、流路１８の中の冷媒の温度は、高温側ほど斜線の線密度を細かくし、低温側ほど斜線の線密度を粗くして示してある。

図６から、配置ピッチＰを大きくしてゆくにつれ、流路１８の中の冷媒の温度分布はより低温側になることが分かる。ここで、パワースイッチング素子３０，４０のところの温度に注目すると、向かい合うパワースイッチング素子３０，４０の熱の影響は、配置ピッチＰが小さく約３５ｍｍ程度までのときは相互に干渉しているのがわかる。一方、ピッチＰが約４５ｍｍ程度を超えると干渉が少なくなることがわかる。

図７は、横軸に配置ピッチＰをとり、縦軸に放熱板１２に配置されるパワースイッチング素子３０の温度をとって示した図である。図７から分かるように、配置ピッチＰを大きくするとともにパワースイッチング素子３０の温度が低下するが、配置ピッチＰが約４５ｍｍ以上ではほとんど同じ温度となる。したがって、図６の例では、配置ピッチＰを約４５ｍｍに設定することで、互いに向かい合うパワースイッチング素子３０，４０の熱の影響を少なくし、パワースイッチング素子３０，４０の搭載密度を最大とすることができる。

図８は、図６の結果を実際の流路の寸法等と照らし合わせて、互いに向かい合うパワースイッチング素子３０，４０の熱の影響を少なくし、パワースイッチング素子３０，４０の搭載密度を最大とする配置ピッチＰを設定する一般的条件を求めた結果を示す摸式図である。ここでは、図１から図７におけると同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図８では、発熱素子から流路の冷媒に向けて熱が放射状に拡散する範囲を示す角度である熱拡散角度をθとして示されている。

ここで、互いに向かい合うパワースイッチング素子３０，４０から放射状に拡散する熱が互いに重複しないようにするには、パワースイッチング素子３０からθで規定される領域と、パワースイッチング素子４０からθで規定される領域とが重複しないようにすればよい。すなわち、図８に示されるように、冷媒６，７の流れる方向に沿ったパワースイッチング素子３０の端部からθ／２で引いた線が、パワースイッチング素子３０に向かい合って隣接するパワースイッチング素子４０の端部からθ／２で引いた線と一致するように、配置ピッチＰを定めればよい。このとき、パワースイッチング素子３０からθで規定される領域と、パワースイッチング素子４０からθで規定される領域とがちょうど接する限度となる。このときの配置ピッチＰが最適配置ピッチとなる。

最適配置ピッチよりも配置ピッチＰを大きくしても、図７から分かるように、パワースイッチング素子の温度はさらには下がらない。一方で、最適配置ピッチより配置ピッチＰを小さくすると、パワースイッチング素子３０からθで規定される領域と、パワースイッチング素子４０からθで規定される領域とが重複することが生じ、図７から理解されるように、パワースイッチング素子の温度が、より高くなる。したがって、図８の状態が、互いに向かい合うパワースイッチング素子３０，４０の熱の影響を少なくしながら、最も搭載密度を高くできる最適配置ピッチとなる。

図８に示されるように、流路１８の高さをｈとし、パワースイッチング素子３０，４０について冷媒６，７が流れる方向に沿った長さをａとし、パワースイッチング素子３０，４０から流路１８の冷媒６，７に向けて熱が放射状に拡散する範囲を示す角度である熱拡散角度をθとし、一方側の放熱板１２に配置されたパワースイッチング素子３０と、他方側の放熱板１４に配置されたパワースイッチング素子４０とについて、冷媒６，７が流れる方向に沿った配置ピッチをＰとして、Ｐ≧ａ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈとすることで、互いに向かい合うパワースイッチング素子３０，４０の間の熱の影響を抑制することができる。具体的には、この条件の下で、互いに向かい合うパワースイッチング素子３０，４０の間の熱は、互いに重複または重畳することを避けることができる。

また、Ｐ＝ａ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈの条件の配置ピッチＰが、互いに向かい合うパワースイッチング素子３０，４０の熱の影響を少なくしながら、最も搭載密度を高くできる最適配置ピッチである。なお、実験によれば、熱拡散角度θを、一般的には９０度とすることができる。

上記では、パワースイッチング素子３０，４０を冷媒６，７の流れる方向に１列に配置するものとして説明した。放熱板１２，１４の幅が、パワースイッチング素子３０，４０の幅に比べて十分に広く取れる場合には、放熱板１２，１４において、パワースイッチング素子３０，４０を冷媒６，７の流れる方向に複数列配置するものとできる。そのような場合のパワースイッチング素子３０，４０の最適配置ピッチについての様子を図９、図１０を用いて説明する。

図９は、放熱板１２，１４において、パワースイッチング素子３０，４０を冷媒６，７の流れる方向に２列配置する様子を示す図である。なお、以下では、図１から図８と同一の要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。図１０（ａ）は、図９の平面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図１０から分かるように、Ｂ−Ｂ線は、冷媒６，７の流れる方向に平行な方向の切断線であり、Ｃ−Ｃ線は、冷媒６，７に流れる方向に垂直な方向の切断線である。なお、パワースイッチング素子３０，４０の寸法は、冷媒６，７が流れる方向に沿った長さがａ、冷媒６，７が流れる方向に垂直な方向に沿った長さがｂとして示されている。

図１０（ｂ）においては、冷媒６，７が流れる方向に沿った配置ピッチＰの問題であるので、互いに向かい合うパワースイッチング素子３０，４０の最適配置ピッチは、図８と同様に、Ｐ＝ａ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈとすることができる。そして、Ｐ≧ａ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈとすることで、互いに向かい合うパワースイッチング素子３０，４０の間の熱の影響を抑制することができる。

図１０（ｃ）においても、図８と同様に考えることができる。すなわち、放熱板１２に配置されたパワースイッチング素子３０と放熱板１４に配置されたパワースイッチング素子４０とについて、冷媒６，７が流れる方向に垂直な方向に沿った配置ピッチをＳとすると、Ｓ＝ｂ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈとすることができる。そして、Ｓ≧ｂ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈとすることで、互いに向かい合うパワースイッチング素子３０，４０の間の熱の影響を抑制することができる。

本発明に係る実施の形態の冷却装置付半導体装置を示す図である。 パワースイッチング素子が一方側の放熱板のみに配置される様子を説明する図である。 パワースイッチング素子が互いに向かい合う放熱板のそれぞれに配置される場合の１つの例を説明する図である。 パワースイッチング素子が互いに向かい合う放熱板のそれぞれに配置される場合の他の例を説明する図である。 パワースイッチング素子が互いに向かい合う放熱板のそれぞれに配置される場合の別の例を説明する図である。 本発明に係る実施の形態において、互いに向かい合って配置されるパワースイッチング素子の配置ピッチＰを変えたときの流路等の温度の様子を示す図である。 本発明に係る実施の形態において、配置ピッチとパワースイッチング素子の温度の関係を示す図である。 本発明に係る実施の形態において、互いに向かい合って配置されるパワースイッチング素子の最適配置ピッチを説明する模式図である。 本発明に係る実施形態において、互いに向かい合って配置されるパワースイッチング素子を冷媒の流れる方向に２列配置する様子を示す図である。 図９における平面図、断面図である。

符号の説明

６，７ 冷媒、１０ 冷却装置付半導体装置、１２，１４ 放熱板、１６ 側壁板および冷却フィン、１８ 流路、２０ 冷却装置、３０，４０ パワースイッチング素子、５０ 熱。

Claims (4)

1. 冷媒が流れる流路を形成する壁面のうち、互いに向かい合う一方側壁面と他方側壁面のそれぞれの外側面に複数の発熱素子が配置される冷却装置であって、
   一方側壁面と他方側壁面との間隔である流路高さをｈとし、
   配置された発熱素子について冷媒が流れる方向に沿った長さをａとし、
   発熱素子から流路の冷媒に向けて熱が放射状に拡散する範囲を示す角度である熱拡散角度をθとし、
   一方側壁面の外側面に配置された発熱素子と、他方側壁面の外側面に配置された発熱素子とについて、冷媒が流れる方向に沿った配置ピッチをＰとして、
   Ｐ≧ａ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈ
   の条件の下で複数の発熱素子が配置されることを特徴とする冷却装置。
2. 冷媒が流れる流路を形成する壁面のうち、互いに向かい合う一方側壁面と他方側壁面のそれぞれの外側面に複数の発熱素子が配置される冷却装置であって、
   一方側壁面と他方側壁面との間隔である流路高さをｈとし、
   配置された発熱素子について冷媒が流れる方向に垂直な方向に沿った長さをｂとし、
   発熱素子から流路の冷媒に向けて熱が放射状に拡散するときの角度である熱拡散角度をθとし、
   一方側壁面の外側面に配置された発熱素子と、他方側壁面の外側面に配置された発熱素子とについて、冷媒が流れる方向に垂直な方向に沿った配置ピッチをＳとして、
   Ｓ≧ｂ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈ
   の条件の下で複数の発熱素子が配置されることを特徴とする冷却装置。
3. 冷媒が流れる流路を形成する壁面のうち、互いに向かい合う一方側壁面と他方側壁面のそれぞれの外側面に複数の半導体素子が配置される冷却装置付半導体装置であって、
   一方側壁面と他方側壁面との間隔である流路高さをｈとし、
   配置された半導体素子について冷媒が流れる方向に沿った長さをａとし、
   半導体素子から流路の冷媒に向けて熱が放射状に拡散する範囲を示す角度である熱拡散角度をθとし、
   一方側壁面の外側面に配置された半導体素子と、他方側壁面の外側面に配置された半導体素子とについて、冷媒が流れる方向に沿った配置ピッチをＰとして、
   Ｐ≧ａ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈ
   の条件の下で複数の半導体素子が配置されることを特徴とする冷却装置付半導体装置。
4. 冷媒が流れる流路を形成する壁面のうち、互いに向かい合う一方側壁面と他方側壁面のそれぞれの外側面に複数の半導体素子が配置される冷却装置付半導体装置であって、
   一方側壁面と他方側壁面との間隔である流路高さをｈとし、
   配置された半導体素子について冷媒が流れる方向に垂直な方向に沿った長さをｂとし、
   半導体素子から流路の冷媒に向けて熱が放射状に拡散するときの角度である熱拡散角度をθとし、
   一方側壁面の外側面に配置された半導体素子と、他方側壁面の外側面に配置された半導体素子とについて、冷媒が流れる方向に垂直な方向に沿った配置ピッチをＳとして、
   Ｓ≧ｂ＋ｔａｎ（θ／２）×ｈ
   の条件の下で複数の半導体素子が配置されることを特徴とする冷却装置付半導体装置。

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