JP2012044140A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Si−IGBTチップ4同士をまとめ、SiC−Diチップ5同士をまとめることで、SiC−Diチップ5下のフィン1a間隔を広くすることができる。その結果、Si−IGBTチップ4は175℃まで動作させ、SiC−Diチップ5は250℃まで動作させることができる。また、Si−IGBTチップ4とSiC−Diチップ5に接続する配線バー56,57,59を介しての相互の熱干渉65,66,67を小さくするができる。その結果、全体のフィン1a間隔を広くすることができて圧力損失を小さくできる。
【選択図】 図1
Description
半導体装置600は、フィン付ベース51上に導電パターン付絶縁基板52の導電膜52cを固着し、導電パターン52aに上アームとなるSi−IGBTチップ54のコレクタおよびSiC−Diチップ55のカソードが固着し、導電パターン53aに下アームとなるSi−IGBTチップ54のコレクタおよびSiC−Diチップ55のカソードが固着する。
フィン付ベース51にカバー60をセットする。図示していないが、カバー60には冷媒61の入口と出口がある。入口から入った冷媒61はフィン51aの隙間を通って出口に向う。冷媒61はフィン51aの密な間隔を通って流れる。この冷媒61がフィン51aの間を通過させるためには圧力を加える必要がある。この冷媒61がフィン51aの間を通過するときに必要となる圧力(入口の圧力−出口の圧力)を冷媒の圧力損失と称す。通常、図示しないポンプで冷媒61を循環させている。
また、特許文献1では、半導体装置は、第1放熱板、第1絶縁層、第1導電層、及び第1半導体素子(シリコンで製作したIGBT)をこの順で含む第1積層体と、第2放熱板、第2絶縁層、第2導電層、及び前記第1半導体とは異なる半導体材料で形成される第2半導体素子(SiCで製作したダイオード)をこの順で含む第2積層体と、前記第1導電層及び前記第2導電層を電気的に接続する接続部とを備え、前記第1積層体と前記第2積層体を、分離することで熱的に絶縁した半導体装置が開示されている。
また、特許請求の範囲の請求項4に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明において、前記突起が、概直方体もしくは概円柱の凸部であるとよい。
また、特許請求の範囲の請求項7に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明において、前記配線導体が前記第1半導体素子の接続箇所と前記第2半導体素子の接続箇所の間で分断されているとよい。
図4は、図1の半導体装置100を冷却する場合にその仕方を説明した説明図であり、(a)は要部断面図、(b)は裏側の要部平面図である。
図15(a)と図1(b)および図4(b)との違いは、カバー13に、カバー13の入り口13a側の内壁から突出し、密な間隔に配置されたフィン1aに接する仕切り40を設けた点である。仕切り40を設けることで、入り口13aから流入した媒体14の流れの方向が仕切り40で変わり、Si−IGBTチップ4下の密な間隔に配置されたフィン1aの間を均一に流れ、カバー13の中を蛇行するようになるので、図4(b)のように仕切り40が無い場合よりも冷却効率を向上でき、好ましい。
媒体14の入り口13aをカバー13の一辺の中央に位置させる。フィン21aを三角配置とすることで、媒体14の流れが蛇行し冷却効率を高めることができる。但し、三角配置とは隣接するフィン21aの中心を結ぶ直線が三角形を作る場合をここでは言う。六角形配置という場合もある。
1a,21a フィン
2、3 導電パターン付絶縁基板
2a、3a 導電パターン
2b,3b 絶縁基板
2c,3c 導電膜
4 Si−IGBTチップ
5 SiC−Diチップ
6 接続バー
6a,6b,6c 凸部
7a U端子バー
7b V端子バー
7c W端子バー
8 P端子バー
9 N端子バー
10 樹脂枠
11 ゲル
12 蓋
13 カバー
13a 入口
13b 出口
14 冷媒
15,15a、15b 熱干渉
16a,16b,16c,16d 熱
23 開口部
24 凹部
25 切り込み
31,32 箇所
40 仕切り
41 隙間
100,200,300,400,500 半導体装置
Claims (12)
- 纏まって配置され、シリコンで製作された複数の第1半導体素子の第1素子群と、纏まって配置され、シリコンカーバイトで製作された複数の第2半導体素子の第2素子群と、前記第1半導体素子と前記第2半導体素子をそれぞれ接続する複数の配線導体と、前記第1半導体素子および前記第2半導体素子で発生した熱を放熱する突起付放熱ベースとを有する半導体装置であって、前記第1素子群下に配置される前記突起付放熱ベースの突起間隔に比べて、前記第2素子群下に配置される前記突起付放熱ベースの突起間隔が広いことを特徴とする半導体装置。
- 前記第1半導体素子が、MOS型トランジスタであり、前記第2半導体素子が、ショットキーバリアダイオードであることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1半導体素子と前記第2半導体素子で電気回路を構成することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記突起が、概直方体もしくは概円柱の凸部であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記配線導体の前記第1半導体素子と前記第2半導体素子の接続箇所の間に第1熱干渉軽減部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1熱干渉軽減部が前記配線導体に設けた開口部もしくは凹部であることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
- 前記配線導体が前記第1半導体素子の接続箇所と前記第2半導体素子の接続箇所の間で分断されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1素子群下とこれと対向する前記第2素子群下の間にある前記突起付放熱ベースに第2熱干渉軽減部が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第2熱干渉軽減部が、前記突起付放熱ベースに形成した切り込みもしくは前記突起付放熱ベースを分断しその側面に固着した熱絶縁部材であることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
- 前記突起付放熱ベースをカバーで被覆し、該カバー内壁と突起の間および突起間に媒体を流して前記突起付放熱ベースからの熱を前記媒体に放熱し、前記カバーに仕切りを設けて、前記媒体の流れを蛇行させることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記突起付放熱ベースをカバーで被覆し、該カバー内壁と突起の間および突起間に媒体を流して前記突起付放熱ベースからの熱を前記媒体に放熱し、該媒体の流れる方向に長短の突起を設けることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記突起を三角配置とすることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
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