JP2014225571A - Semiconductor device - Google Patents

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大二朗 野田
Daijiro Noda
大二朗 野田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which can inhibit pump out thereby to improve thermal reliability.SOLUTION: A semiconductor device comprises: a heat sink 20; semiconductor modules 30, 31, 32 each having a heat dissipation metal 37 on a rear face; metal plates 40, 41, 42 which are bonded to arrangement regions of the semiconductor modules on the heat sink and each has a linear expansion coefficient closer to a linear expansion coefficient of the heat dissipation metal than a linear expansion coefficient of the heat sink; and a leaf spring 60 for depressing a heat dissipation metal side of the semiconductor module to the metal plate of the heat sink via heat dissipation greases 50, 51, 52.

Description

本発明は、半導体モジュールと冷却器を備えた半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device including a semiconductor module and a cooler.

特許文献1においては、半導体モジュールを押え用板状ばね及びその補強梁によってヒートシンクまたは放熱板に押し付け固定するとともに、押え用板状ばね及びその補強梁はヒートシンクまたは放熱板に対しネジにて固定し、半導体モジュールは、半導体素子が樹脂封止され中央部にネジ貫通孔が設けられている。   In Patent Document 1, the semiconductor module is pressed against and fixed to a heat sink or heat sink by a pressing plate spring and its reinforcing beam, and the pressing plate spring and its reinforcing beam are fixed to the heat sink or heat sink with screws. In the semiconductor module, the semiconductor element is resin-sealed and a screw through hole is provided in the center.

また、特許文献2においては、半導体モジュールと、半導体モジュールの表面に設けられ、半導体モジュールを冷却する冷却器と、半導体モジュールと冷却器との間に設けられ、熱伝導性を有する伝熱部材とを備える。伝熱部材が設けられた領域の外側で、冷却器と対向する半導体モジュールの表面、又は、半導体モジュールと対向する冷却器の表面の少なくとも一方の表面に、凹部が形成されている。この凹部によって、半導体モジュールと冷却器との間の隙間が拡張されているため、伝熱部材が半導体モジュールと冷却器との間の冷却領域の外側に掃き出されにくくなり、その結果として、冷却性能を維持することができる。   In Patent Document 2, a semiconductor module, a cooler that is provided on the surface of the semiconductor module and cools the semiconductor module, and a heat transfer member that is provided between the semiconductor module and the cooler and has thermal conductivity, Is provided. A recess is formed on at least one of the surface of the semiconductor module facing the cooler or the surface of the cooler facing the semiconductor module outside the region where the heat transfer member is provided. Since the gap between the semiconductor module and the cooler is expanded by this recess, it becomes difficult for the heat transfer member to be swept out of the cooling region between the semiconductor module and the cooler. The performance can be maintained.

特開2007−329167号公報JP 2007-329167 A 特開2013−12520号公報JP2013-12520A

ところで、半導体モジュール裏面と半導体モジュールが圧接されるヒートシンクが、銅とアルミのような異種材料である場合、異種材料の線膨張係数差によって、半導体モジュールとヒートシンクとの間に配した放熱グリースが冷熱サイクルによってポンプアウトしやすく、熱的信頼性が低くなってしまう。   By the way, when the heat sink on which the semiconductor module back surface and the semiconductor module are pressed is made of a different material such as copper and aluminum, the heat radiation grease arranged between the semiconductor module and the heat sink is cooled by the difference in linear expansion coefficient between the different materials. The cycle is easy to pump out and the thermal reliability is lowered.

本発明の目的は、ポンプアウトを抑制して熱的信頼性を向上することができる半導体装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving thermal reliability by suppressing pump-out.

請求項1に記載の発明では、冷却器と、裏面に放熱金属を有する半導体モジュールと、前記冷却器における前記半導体モジュールの配置領域に接合され、前記冷却器の線膨張係数より前記放熱金属の線膨張係数に近い金属プレートと、前記半導体モジュールの前記放熱金属側を、放熱グリースを介して前記冷却器の前記金属プレートへ押圧する押圧手段と、を備えることを要旨とする。   In the first aspect of the invention, the cooler, the semiconductor module having the heat dissipating metal on the back surface, and the heat dissipating metal wire joined to the arrangement region of the semiconductor module in the cooler, and the linear expansion coefficient of the cooler. The gist is provided with a metal plate close to an expansion coefficient and pressing means for pressing the heat radiating metal side of the semiconductor module against the metal plate of the cooler via heat radiating grease.

請求項1に記載の発明によれば、金属プレートが、冷却器における半導体モジュールの配置領域に接合され、冷却器の線膨張係数より放熱金属の線膨張係数に近い。そして、押圧手段により、半導体モジュールの放熱金属側が、放熱グリースを介して冷却器の金属プレートへ押圧される。このとき、放熱グリースは、半導体モジュールの放熱金属と、冷却器の線膨張係数より放熱金属の線膨張係数に近い金属プレートとの間に配されており、線膨張係数差が小さくなっているので、ポンプアウトを抑制して熱的信頼性を向上することができる。   According to invention of Claim 1, a metal plate is joined to the arrangement | positioning area | region of the semiconductor module in a cooler, and is closer to the linear expansion coefficient of a thermal radiation metal than the linear expansion coefficient of a cooler. Then, the heat dissipation metal side of the semiconductor module is pressed against the metal plate of the cooler via the heat dissipation grease by the pressing means. At this time, the heat-dissipating grease is arranged between the heat-dissipating metal of the semiconductor module and the metal plate closer to the heat-dissipating metal than the linear expansion coefficient of the cooler. In addition, the pump-out can be suppressed and the thermal reliability can be improved.

請求項2に記載のように、請求項1に記載の半導体装置において、前記金属プレートは、前記半導体モジュールとの対向面において半導体モジュール側に開口する凹部を有すると、ポンプアウトをより抑制して熱的信頼性を向上することができる。   According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first aspect, when the metal plate has a concave portion that opens to the semiconductor module side on the surface facing the semiconductor module, the pump-out is further suppressed. Thermal reliability can be improved.

請求項3に記載のように、請求項1または2に記載の半導体装置において、前記金属プレートの周囲において前記金属プレートの側面と前記冷却器との間に放熱グリースの溜まり室を有すると、ポンプアウトをより抑制して熱的信頼性を向上することができる。   According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first or second aspect, a pump is provided with a radiating grease reservoir chamber between the side surface of the metal plate and the cooler around the metal plate. Out reliability can be further suppressed to improve thermal reliability.

請求項4に記載のように、請求項2に記載の半導体装置において、前記凹部は前記金属プレートに複数設けられているとよい。
請求項5に記載のように、請求項2に記載の半導体装置において、前記凹部は環状をなすとよい。
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the second aspect of the present invention, a plurality of the recesses may be provided on the metal plate.
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the second aspect of the present invention, the concave portion may have an annular shape.

本発明によれば、ポンプアウトを抑制して熱的信頼性を向上することができる。   According to the present invention, pump-out can be suppressed and thermal reliability can be improved.

(a)は実施形態における半導体装置の平面図、(b)は半導体装置の左側面図、(c)は半導体装置の正面図。(A) is a top view of the semiconductor device in an embodiment, (b) is a left view of a semiconductor device, and (c) is a front view of a semiconductor device. (a)は図1(a)のA−A線での縦断面図、(b)は(a)のB部での拡大図。(A) is a longitudinal cross-sectional view in the AA line of Fig.1 (a), (b) is an enlarged view in the B section of (a). 制御用回路基板を取り外した状態での半導体装置の平面図。The top view of the semiconductor device in the state where the circuit board for control was removed. 制御用回路基板およびバネ押えブラケットを取り外した状態での半導体装置の平面図。The top view of a semiconductor device in the state where a circuit board for control and a spring retainer bracket were removed. 制御用回路基板、バネ押えブラケットおよび板バネを取り外した状態での半導体装置の平面図。The top view of a semiconductor device in the state where a circuit board for control, a spring retainer bracket, and a leaf spring were removed. (a)はヒートシンクおよび金属プレートを示す平面図、(b)は(a)のA−A線での縦断面図、(c)は(a)のB−B線での縦断面図。(A) is a top view which shows a heat sink and a metal plate, (b) is a longitudinal cross-sectional view in the AA line of (a), (c) is a longitudinal cross-sectional view in the BB line of (a). (a)はヒートシンクおよび金属プレートを説明するための概略縦断面図、(b)は(a)のD部での拡大図。(A) is a schematic longitudinal cross-sectional view for demonstrating a heat sink and a metal plate, (b) is an enlarged view in the D section of (a). 半導体装置の分解斜視図。The disassembled perspective view of a semiconductor device. 半導体装置の製造工程を説明するための概略縦断面図。The schematic longitudinal cross-sectional view for demonstrating the manufacturing process of a semiconductor device. 半導体装置の製造工程を説明するための概略縦断面図。The schematic longitudinal cross-sectional view for demonstrating the manufacturing process of a semiconductor device. (a)は別例の金属プレートを示す平面図、(b)は(a)のA−A線での縦断面図。(A) is a top view which shows the metal plate of another example, (b) is a longitudinal cross-sectional view in the AA line of (a). 比較のための半導体装置を示す概略縦断面図。The schematic longitudinal cross-sectional view which shows the semiconductor device for a comparison. 比較のための半導体装置を示す概略縦断面図。The schematic longitudinal cross-sectional view which shows the semiconductor device for a comparison.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
なお、図面において、水平面を、直交するX,Y方向で規定するとともに、上下方向をZ方向で規定している。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
In the drawings, the horizontal plane is defined by the orthogonal X and Y directions, and the vertical direction is defined by the Z direction.

図1,2,8に示すように、半導体装置(インバータ)10は、冷却器としてのアルミ製のヒートシンク20と、半導体モジュール30,31,32と、銅製の金属プレート40,41,42と、放熱グリース50,51,52と、板バネ60と、バネ押えブラケット70を備えている。半導体モジュール30,31,32は、裏面(下面)に銅製の放熱金属37を有し、ヒートシンク20の上に配置される。板バネ60は、半導体モジュール30,31,32の上に配置され、半導体モジュール30,31,32の放熱金属37側をヒートシンク20に圧接するためのものである。バネ押えブラケット70は、板バネ60の上に配置され、板バネ60を支持している。   As shown in FIGS. 1, 2, and 8, the semiconductor device (inverter) 10 includes an aluminum heat sink 20 as a cooler, semiconductor modules 30, 31, and 32, copper metal plates 40, 41, and 42, The heat dissipating grease 50, 51, 52, the leaf spring 60, and the spring holding bracket 70 are provided. The semiconductor modules 30, 31, and 32 have a copper radiating metal 37 on the back surface (lower surface), and are disposed on the heat sink 20. The leaf spring 60 is disposed on the semiconductor modules 30, 31, and 32, and presses the heat radiating metal 37 side of the semiconductor modules 30, 31, and 32 to the heat sink 20. The spring retainer bracket 70 is disposed on the leaf spring 60 and supports the leaf spring 60.

押圧手段としてのバネ押えブラケット70は、ヒートシンク20にネジ80により締結固定される。これによりバネ荷重が発生する。
図1,3に示すように、バネ押えブラケット70の下面において締結用ボス75a〜75fが一体形成されている。詳しくは、長方形の板状をなすバネ押えブラケット70は長辺がX方向に延び、半導体モジュール30,31,32がX方向に並べられるが、一端側の半導体モジュール30に対応する部位よりも外側に締結用ボス75aが突設されているとともに他端側の半導体モジュール32に対応する部位よりも外側に締結用ボス75bが突設されている。さらに、バネ押えブラケット70の下面において半導体モジュール30に対応する部位と半導体モジュール31に対応する部位との間に締結用ボス75c,75dがY方向に離間して突設されている。また、バネ押えブラケット70の下面において半導体モジュール31に対応する部位と半導体モジュール32に対応する部位との間に締結用ボス75e,75fがY方向に離間して突設されている。各締結用ボス75a〜75fは円筒状をなし、各締結用ボス75a〜75fの先端はヒートシンク20に接触する。
A spring retainer bracket 70 as a pressing means is fastened and fixed to the heat sink 20 with screws 80. This generates a spring load.
As shown in FIGS. 1 and 3, fastening bosses 75 a to 75 f are integrally formed on the lower surface of the spring retainer bracket 70. Specifically, the spring pressing bracket 70 having a rectangular plate shape has a long side extending in the X direction, and the semiconductor modules 30, 31, and 32 are arranged in the X direction, but outside the portion corresponding to the semiconductor module 30 on one end side. Further, a fastening boss 75a is provided in a protruding manner, and a fastening boss 75b is provided outside the portion corresponding to the semiconductor module 32 on the other end side. Further, fastening bosses 75c and 75d are provided on the lower surface of the spring retainer bracket 70 so as to protrude apart from each other in the Y direction between a portion corresponding to the semiconductor module 30 and a portion corresponding to the semiconductor module 31. Further, fastening bosses 75e and 75f are provided on the lower surface of the spring retainer bracket 70 so as to project apart from each other in the Y direction between a portion corresponding to the semiconductor module 31 and a portion corresponding to the semiconductor module 32. The fastening bosses 75 a to 75 f are cylindrical, and the tips of the fastening bosses 75 a to 75 f are in contact with the heat sink 20.

図6に示すように、アルミ製のヒートシンク20は、四角板状の本体部21を備え、本体部21の下面から板状のフィン部22が複数枚並べた状態で突設されている。上面は、平面視において長方形状をなし、その長辺が水平方向でのX方向に延びるとともに短辺が水平方向でのY方向に延びている。ヒートシンク20は、上下方向(Z方向)において薄く形成されている。   As shown in FIG. 6, the aluminum heat sink 20 includes a square plate-like main body portion 21, and a plurality of plate-like fin portions 22 are projected from the lower surface of the main body portion 21. The upper surface has a rectangular shape in plan view, and its long side extends in the X direction in the horizontal direction and its short side extends in the Y direction in the horizontal direction. The heat sink 20 is formed thin in the vertical direction (Z direction).

ヒートシンク20の四角板状の本体部21の上面において半導体モジュール30,31,32の載置部に対応する領域には凹部23,24,25が形成されている。図7に示すように、凹部23,24,25の深さ(t1)は、1mm程度である。凹部23,24,25の内部には金属プレート40,41,42が配置され、凹部23,24,25の底面と金属プレート40,41,42とは、全面がロウ付け等にて接合されている。このように金属プレート40〜42は、ヒートシンク20における半導体モジュール30〜32の配置領域に接合されている。   Concave portions 23, 24, and 25 are formed in regions corresponding to the placement portions of the semiconductor modules 30, 31, and 32 on the upper surface of the square plate-shaped main body portion 21 of the heat sink 20. As shown in FIG. 7, the depths (t1) of the recesses 23, 24, 25 are about 1 mm. Metal plates 40, 41, 42 are disposed inside the recesses 23, 24, 25. The bottom surfaces of the recesses 23, 24, 25 and the metal plates 40, 41, 42 are joined together by brazing or the like. Yes. Thus, the metal plates 40 to 42 are joined to the arrangement region of the semiconductor modules 30 to 32 in the heat sink 20.

図6に示すように、ヒートシンク20の本体部21の上面においてバネ押えブラケット70の各締結用ボス75a〜75fに対応する部位には、締結用ボス75a〜75fが着座する着座部26a〜26fが突設されている。つまり、半導体モジュール30,31,32の並設方向であるX方向における一端側の半導体モジュール30の載置部(金属プレート40)よりも外側に着座部26aが形成されているとともに他端側の半導体モジュール32の載置部(金属プレート42)よりも外側に着座部26bが形成されている。さらに、本体部21の上面において半導体モジュール30の載置部(金属プレート40)と半導体モジュール31の載置部(金属プレート41)との間に着座部26c,26dがY方向に離間して形成されている。また、本体部21の上面において半導体モジュール31の載置部(金属プレート41)と半導体モジュール32の載置部(金属プレート42)との間に着座部26e,26fがY方向に離間して形成されている。   As shown in FIG. 6, seating portions 26 a to 26 f on which the fastening bosses 75 a to 75 f are seated at portions corresponding to the fastening bosses 75 a to 75 f of the spring retainer bracket 70 on the upper surface of the main body portion 21 of the heat sink 20. Projected. That is, the seating portion 26a is formed outside the placement portion (metal plate 40) of the semiconductor module 30 on one end side in the X direction, which is the parallel arrangement direction of the semiconductor modules 30, 31, 32, and at the other end side. A seating portion 26b is formed outside the mounting portion (metal plate 42) of the semiconductor module 32. Furthermore, seating portions 26c and 26d are formed on the upper surface of the main body portion 21 so as to be separated in the Y direction between the mounting portion (metal plate 40) of the semiconductor module 30 and the mounting portion (metal plate 41) of the semiconductor module 31. Has been. In addition, on the upper surface of the main body 21, seating portions 26e and 26f are formed in the Y direction between the mounting portion (metal plate 41) of the semiconductor module 31 and the mounting portion (metal plate 42) of the semiconductor module 32. Has been.

図5に示すように、ヒートシンク20の上部には、3個の半導体モジュール30,31,32が、ヒートシンク20の長さ方向(X方向)に並べて配置される。各半導体モジュール30,31,32は、金属プレート40,41,42の上に放熱グリース(シリコーングリース等)50,51,52を介してヒートシンク20上に載置される。   As shown in FIG. 5, three semiconductor modules 30, 31, and 32 are arranged in the length direction (X direction) of the heat sink 20 on the heat sink 20. Each of the semiconductor modules 30, 31, 32 is placed on the heat sink 20 on the metal plates 40, 41, 42 via heat radiation grease (silicone grease, etc.) 50, 51, 52.

半導体モジュール30には、U相における上アーム構成用パワートランジスタと下アーム構成用パワートランジスタが内蔵(樹脂封止)されている。半導体モジュール31には、V相における上アーム構成用パワートランジスタと下アーム構成用パワートランジスタが内蔵(樹脂封止)されている。半導体モジュール32には、W相における上アーム構成用パワートランジスタと下アーム構成用パワートランジスタが内蔵(樹脂封止)されている。パワートランジスタは、MOSFETやIGBT等である。各半導体モジュール30,31,32において上アーム構成用パワートランジスタと下アーム構成用パワートランジスタとは直列に接続(結線)され、直列回路の一端(正極入力)と他端(負極入力)と両パワートランジスタ間(出力)が外部に接続されることになる。   The semiconductor module 30 incorporates (resin-sealed) an upper arm configuration power transistor and a lower arm configuration power transistor in the U phase. The semiconductor module 31 incorporates (resin-sealed) an upper arm configuration power transistor and a lower arm configuration power transistor in the V phase. The semiconductor module 32 incorporates (resin-sealed) an upper arm configuration power transistor and a lower arm configuration power transistor in the W phase. The power transistor is a MOSFET, an IGBT, or the like. In each semiconductor module 30, 31, 32, the upper arm power transistor and the lower arm power transistor are connected in series (connected), and one power (positive input) and the other end (negative input) of the series circuit and both powers. The transistor (output) is connected to the outside.

図5に示すように、各半導体モジュール30,31,32は、板状の正極端子34と、板状の負極端子35と、板状の出力端子36を備えている。また、各半導体モジュール30,31,32は、図示しない制御信号用ピンを備えている。   As shown in FIG. 5, each of the semiconductor modules 30, 31, and 32 includes a plate-like positive electrode terminal 34, a plate-like negative electrode terminal 35, and a plate-like output terminal 36. Each of the semiconductor modules 30, 31, and 32 includes a control signal pin (not shown).

各半導体モジュール30,31,32の上部には、図4に示すように、板バネ60が配置される。板バネ60は、バネ鋼板よりなり、全体形状として平面視においてX方向に延びている。板バネ60は、半導体モジュール30,31,32毎の本体部63a,63b,63cを有する。つまり、3つの本体部63a,63b,63cは、平面視においてX方向に並べて配置されている。各本体部63a,63b,63cは、水平な中央部61から両側部62が延び、両側部62は斜め下方に曲げて構成されている。両側部62は中央部61からY方向に延びており、板バネ60は、中央部61から互いに離間する方向に延び半導体モジュールに接する部位としての両側部62を有する。   As shown in FIG. 4, a leaf spring 60 is disposed on each semiconductor module 30, 31, 32. The leaf spring 60 is made of a spring steel plate and extends in the X direction as a whole in plan view. The leaf spring 60 has main body portions 63a, 63b, and 63c for the semiconductor modules 30, 31, and 32, respectively. That is, the three main body portions 63a, 63b, and 63c are arranged side by side in the X direction in plan view. Each body part 63a, 63b, 63c is configured such that both side parts 62 extend from a horizontal central part 61, and both side parts 62 are bent obliquely downward. Both side portions 62 extend from the central portion 61 in the Y direction, and the leaf spring 60 has both side portions 62 that extend from the central portion 61 in directions away from each other and are in contact with the semiconductor module.

各本体部63a,63b,63cには、水平な連結部64,65,66,67が並設されている。各本体部63a,63b,63cは、板バネ60を半導体モジュール30,31,32の上部に配置した際に、各半導体モジュール30,31,32の中央部付近に押圧力を付与するように所定の間隔をあけて設けられている。   Horizontal connecting portions 64, 65, 66, and 67 are juxtaposed on each of the main body portions 63a, 63b, and 63c. Each of the main body portions 63a, 63b, and 63c is predetermined so as to apply a pressing force to the vicinity of the central portion of each of the semiconductor modules 30, 31, and 32 when the leaf spring 60 is disposed above the semiconductor modules 30, 31, and 32. Are provided at intervals.

板バネ60の上部には、図3に示すように、バネ押えブラケット70が配置される。バネ押えブラケット70は、アルミ等の金属製板材よりなる。バネ押えブラケット70は、図3に示すように、平面視においてX方向に延びる長方形の板状をなす。バネ押えブラケット70は、締結用ボス75a〜75fを貫通するネジ80をヒートシンク20に螺入することによりバネ押えブラケット70がヒートシンク20に締結固定される。   As shown in FIG. 3, a spring holding bracket 70 is disposed on the upper part of the leaf spring 60. The spring retainer bracket 70 is made of a metal plate material such as aluminum. As shown in FIG. 3, the spring retainer bracket 70 has a rectangular plate shape extending in the X direction in plan view. The spring retainer bracket 70 is fastened and fixed to the heat sink 20 by screwing screws 80 passing through the fastening bosses 75 a to 75 f into the heat sink 20.

詳しくは、図2(b)に示すように、バネ押えブラケット70の締結用ボス(円筒状突起)75a〜75fを貫通するネジ80がヒートシンク20に螺入され、これによりバネ押えブラケット70がヒートシンク20に固定されている。   Specifically, as shown in FIG. 2 (b), screws 80 that pass through fastening bosses (cylindrical protrusions) 75a to 75f of the spring retainer bracket 70 are screwed into the heat sink 20, whereby the spring retainer bracket 70 is moved to the heat sink. 20 is fixed.

また、複数の半導体モジュールの並設方向であるX方向における半導体モジュール30,31,32の両側に締結用ボス75a〜75fが配置され、バネ押えブラケット70の固定点は各半導体モジュール30,31,32の両端部に設けられている。よって、複数の半導体モジュールの並設方向(X方向)における両端部のみをバネ押えブラケット70の固定点とする場合に比べ、複数の半導体モジュールの並設方向(X方向)における両端部の間の部位においてもバネ押えブラケット70の固定点が存在することにより、板バネ60のバネ反力によるバネ押えブラケット70の変形が抑えられる。これにより、バネ押えブラケット70の小型化や軽量化や低コスト化が図られる。   Further, fastening bosses 75a to 75f are arranged on both sides of the semiconductor modules 30, 31, and 32 in the X direction, which is a parallel arrangement direction of the plurality of semiconductor modules, and the fixing points of the spring holding bracket 70 are the semiconductor modules 30, 31, 32 at both ends. Therefore, compared with the case where only the both ends in the juxtaposed direction (X direction) of the plurality of semiconductor modules are fixed points of the spring retainer bracket 70, the distance between the both ends in the juxtaposed direction (X direction) of the plurality of semiconductor modules. Since the fixing point of the spring pressing bracket 70 exists also in the part, the deformation of the spring pressing bracket 70 due to the spring reaction force of the leaf spring 60 is suppressed. Thereby, size reduction, weight reduction, and cost reduction of the spring retainer bracket 70 are achieved.

半導体モジュール30,31,32の上部に載置される板バネ60は、バネ押えブラケット70がヒートシンク20に締結固定されることにより、上方から押し付けられ、変形させられる。これにより、各半導体モジュール30,31,32は、板バネ60における下方への付勢力によって下方に押し付けられることで、固定される。   The leaf spring 60 placed on the upper part of the semiconductor modules 30, 31, 32 is pressed and deformed from above by the spring retainer bracket 70 being fastened and fixed to the heat sink 20. Thereby, each semiconductor module 30, 31, 32 is fixed by being pressed downward by the downward biasing force of the leaf spring 60.

バネ押えブラケット70の上部には、図2に示すように、制御用回路基板90が配置される。図1,3に示すように、バネ押えブラケット70の上面には複数の柱部76が形成され、複数の柱部76の上に制御用回路基板90が載置される。制御用回路基板90を貫通するネジ100をバネ押えブラケット70の柱部76に螺入することにより制御用回路基板90がバネ押えブラケット70に締結固定される。   As shown in FIG. 2, a control circuit board 90 is disposed on the upper part of the spring retainer bracket 70. As shown in FIGS. 1 and 3, a plurality of pillar portions 76 are formed on the upper surface of the spring retainer bracket 70, and the control circuit board 90 is placed on the plurality of pillar portions 76. The control circuit board 90 is fastened and fixed to the spring retainer bracket 70 by screwing the screw 100 penetrating the control circuit board 90 into the column portion 76 of the spring retainer bracket 70.

また、制御用回路基板90は、各半導体モジュール30,31,32の制御信号用ピン(図示略)と電気的に接続される。制御用回路基板90と半導体モジュール30,31,32との間にはアルミ等の金属製板材よりなるバネ押えブラケット70が位置しており、バネ押えブラケット70がシールド材として機能する。即ち、バネ押えブラケット70は、シールド材を兼ねている。   The control circuit board 90 is electrically connected to control signal pins (not shown) of the semiconductor modules 30, 31 and 32. Between the control circuit board 90 and the semiconductor modules 30, 31, and 32, a spring pressing bracket 70 made of a metal plate material such as aluminum is positioned, and the spring pressing bracket 70 functions as a shield material. That is, the spring retainer bracket 70 also serves as a shield material.

半導体装置10は、ヒートシンク20、3個の半導体モジュール30,31,32、板バネ60、バネ押えブラケット70、および制御用回路基板90の順に積層するように組み付けられる。そして、半導体装置10は、板バネ60とバネ押えブラケット70の作用により、各半導体モジュール30,31,32がヒートシンク20の上面に圧接された状態で固定される。また、半導体装置10では、ヒートシンク20の作用により、各半導体モジュール30,31,32が冷却される。   The semiconductor device 10 is assembled so that the heat sink 20, the three semiconductor modules 30, 31, 32, the leaf spring 60, the spring holding bracket 70, and the control circuit board 90 are stacked in this order. The semiconductor device 10 is fixed in a state where the semiconductor modules 30, 31, and 32 are pressed against the upper surface of the heat sink 20 by the action of the leaf spring 60 and the spring holding bracket 70. In the semiconductor device 10, the semiconductor modules 30, 31 and 32 are cooled by the action of the heat sink 20.

図6,7に示すように、金属プレート(銅板)40,41,42は、平面視において四角形状をなし、厚さt1は1mm程度である。金属プレート40,41,42は上面が半導体モジュール30,31,32との対向面であり、上面には浅い凹部(溝)45が複数設けられている。凹部45は、各金属プレート40,41,42の上面、即ち、半導体モジュール30,31,32との対向面において半導体モジュール30,31,32側に開口している。凹部45は平面視において四角形状をなしている。凹部45は金属プレート40,41,42の上面にX,Y方向に整列した状態で形成されている。図7に示すように、凹部45の深さd1は、100μm程度である。この凹部45に図2(b)に示すように放熱グリース50,51,52が入り込んでいる。   As shown in FIGS. 6 and 7, the metal plates (copper plates) 40, 41, 42 have a quadrangular shape in plan view, and the thickness t1 is about 1 mm. The metal plates 40, 41, 42 have upper surfaces facing the semiconductor modules 30, 31, 32, and a plurality of shallow recesses (grooves) 45 are provided on the upper surface. The recess 45 opens to the semiconductor modules 30, 31, 32 side on the upper surface of each metal plate 40, 41, 42, that is, the surface facing the semiconductor modules 30, 31, 32. The recess 45 has a quadrangular shape in plan view. The recess 45 is formed on the upper surface of the metal plates 40, 41, 42 in an aligned state in the X and Y directions. As shown in FIG. 7, the depth d1 of the recess 45 is about 100 μm. As shown in FIG. 2B, heat radiation grease 50, 51, 52 enters the recess 45.

図7に示すように、ヒートシンク20の本体部21の凹部23,24,25において金属プレート40,41,42が配置されるが、金属プレート40,41,42よりも凹部23,24,25が大きく形成されている。従って、金属プレート40,41,42の外周面と凹部23,24,25の側面との間に空隙が形成されている。この空隙(空間)が放熱グリースの溜まり室R1となっており、この溜まり室R1に図2(b)に示すように放熱グリース50,51,52が溜まっている。図7(b)に示すように、放熱グリースの溜まり室R1は金属プレート40,41,42の全周にわたり一定の幅L1(具体的には1mm程度)になるように形成されている。このようにして、金属プレート40,41,42の周囲において金属プレート40,41,42の側面とヒートシンク20との間に放熱グリースの溜まり室R1を有する。   As shown in FIG. 7, the metal plates 40, 41, 42 are arranged in the recesses 23, 24, 25 of the main body 21 of the heat sink 20, but the recesses 23, 24, 25 are located more than the metal plates 40, 41, 42. Largely formed. Accordingly, a gap is formed between the outer peripheral surface of the metal plates 40, 41, 42 and the side surfaces of the recesses 23, 24, 25. This gap (space) serves as a heat-absorbing grease reservoir chamber R1, and heat-absorbing greases 50, 51, and 52 are accumulated in the reservoir chamber R1 as shown in FIG. As shown in FIG. 7B, the heat-absorbing grease reservoir chamber R1 is formed to have a constant width L1 (specifically, about 1 mm) over the entire circumference of the metal plates 40, 41, and. In this way, the heat-absorbing grease reservoir chamber R <b> 1 is provided between the side surfaces of the metal plates 40, 41, 42 and the heat sink 20 around the metal plates 40, 41, 42.

金属プレート40,41,42は銅製であり、半導体モジュール30〜32の裏面(下面)の放熱金属37は銅製であり、ヒートシンク20はアルミ製である。銅の線膨張係数は17ppm/℃程度であり、アルミの線膨張係数は27ppm/℃程度である。よって、金属プレート40,41,42はヒートシンク20における半導体モジュール30,31,32の配置領域に接合されるが、金属プレート40,41,42はヒートシンク20の線膨張係数より半導体モジュールの下面の放熱金属37の線膨張係数に近い。   The metal plates 40, 41, and 42 are made of copper, the heat dissipating metal 37 on the back surfaces (lower surfaces) of the semiconductor modules 30 to 32 is made of copper, and the heat sink 20 is made of aluminum. The linear expansion coefficient of copper is about 17 ppm / ° C., and the linear expansion coefficient of aluminum is about 27 ppm / ° C. Therefore, the metal plates 40, 41, and 42 are joined to the arrangement region of the semiconductor modules 30, 31, and 32 in the heat sink 20, but the metal plates 40, 41, and 42 radiate heat from the lower surface of the semiconductor module due to the linear expansion coefficient of the heat sink 20. It is close to the linear expansion coefficient of the metal 37.

そして、図9に示すように、半導体モジュールの放熱金属37に放熱グリース50,51,52が塗布されているとともに、ヒートシンク20に金属プレート40,41,42が接合されている状態から、ヒートシンク20(金属プレート40,41,42)の上に半導体モジュール30,31,32(放熱グリース50,51,52)を載置する。このとき、放熱グリース50,51,52の厚さは150μm程度である。そして、半導体モジュール30,31,32の上に板バネ60、バネ押えブラケット70を配してネジ80によりバネ押えブラケット70をヒートシンク20に締結するとバネ荷重が発生する。これにより、図10に示すように、板バネ60により半導体モジュール30,31,32の放熱金属37側が放熱グリース50,51,52を介してヒートシンク20の金属プレート40,41,42へ押圧される。このとき、放熱グリース50,51,52の厚さは50μm程度であるとともに、放熱グリース50,51,52が凹部45に入るとともに溜まり室R1にも入る。   Then, as shown in FIG. 9, the heat dissipation grease 50, 51, 52 is applied to the heat dissipation metal 37 of the semiconductor module, and the metal plates 40, 41, 42 are joined to the heatsink 20. The semiconductor modules 30, 31, 32 (heat radiation grease 50, 51, 52) are placed on the (metal plates 40, 41, 42). At this time, the thickness of the heat dissipating grease 50, 51, 52 is about 150 μm. When the leaf spring 60 and the spring retainer bracket 70 are arranged on the semiconductor modules 30, 31, and 32 and the spring retainer bracket 70 is fastened to the heat sink 20 with the screws 80, a spring load is generated. As a result, as shown in FIG. 10, the heat radiation metal 37 side of the semiconductor modules 30, 31, 32 is pressed against the metal plates 40, 41, 42 of the heat sink 20 via the heat radiation grease 50, 51, 52 by the leaf spring 60. . At this time, the thickness of the heat dissipating grease 50, 51, 52 is about 50 μm, and the heat dissipating grease 50, 51, 52 enters the recess 45 and also enters the reservoir chamber R1.

よって、銅製の放熱金属37と銅製の金属プレート40〜42との間に線膨張係数の差がなく、熱サイクルによる放熱グリース50,51,52における構造物の動きが抑えられる。これによりポンプアウトが抑制される。また、放熱グリース50,51,52が金属プレート40〜42の凹部45に入り込むことで、放熱グリース50,51,52の金属プレート40〜42に対する接触長が長くなり(接触面積が大きくなり)、外的ストレスが加わったときに放熱グリース50,51,52が動きにくくなる。また、押し出された放熱グリース50,51,52が溜まり室R1に溜まることで、放熱グリース50,51,52の位置ずれが防止される。   Therefore, there is no difference in linear expansion coefficient between the copper heat radiating metal 37 and the copper metal plates 40 to 42, and the movement of the structure in the heat radiating grease 50, 51, 52 due to the heat cycle is suppressed. Thereby, pump-out is suppressed. Further, the heat radiation grease 50, 51, 52 enters the recess 45 of the metal plates 40-42, so that the contact length of the heat radiation grease 50, 51, 52 with the metal plates 40-42 is increased (the contact area is increased), When an external stress is applied, the heat dissipating greases 50, 51, and 52 become difficult to move. Further, since the extruded heat radiation greases 50, 51, 52 are accumulated in the accumulation chamber R1, displacement of the heat radiation greases 50, 51, 52 is prevented.

次に、このように構成した半導体装置10の作用を説明する。
板バネ60は、半導体モジュール30,31,32の上面に配置され、バネ押えブラケット締結用ネジ80により、バネ押えブラケット70がヒートシンク20に締結されることで、荷重が発生する。
Next, the operation of the semiconductor device 10 configured as described above will be described.
The leaf spring 60 is disposed on the upper surface of the semiconductor modules 30, 31, 32, and a load is generated by the spring retainer bracket 70 being fastened to the heat sink 20 by the spring retainer bracket fastening screw 80.

半導体装置10において半導体モジュール30,31,32の駆動に伴い半導体モジュール30,31,32は発熱する。この熱は裏面の放熱金属37から放熱グリース50,51,52を介してヒートシンク20に逃がされる。例えばこのような熱サイクルが加わった際、放熱グリース50,51,52におけるポンプアウトを防止できる。つまり、比較例として図12に示すように平坦なヒートシンク200の上面に放熱グリース220を介して半導体モジュール210を配して上から押圧支持した場合においては、次のようになる。   In the semiconductor device 10, the semiconductor modules 30, 31, 32 generate heat as the semiconductor modules 30, 31, 32 are driven. This heat is released from the heat dissipating metal 37 on the back surface to the heat sink 20 via the heat dissipating grease 50, 51, 52. For example, when such a heat cycle is applied, it is possible to prevent pump-out in the heat dissipating grease 50, 51, 52. That is, as a comparative example, as shown in FIG. 12, when the semiconductor module 210 is disposed on the upper surface of a flat heat sink 200 via the heat radiation grease 220 and pressed from above, it is as follows.

図13に鎖線で示すように熱サイクルが加わると放熱グリース220が膨張と収縮を繰り返し、半導体モジュール210の下面とヒートシンク200の上面との間において放熱グリース220が移動して収縮時に空気(気泡)が放熱グリース220内に巻き込まれて膨張時に空気が残留してしまう(グリース中に取り込まれる)。これにより、半導体モジュール210の下面とヒートシンク200との間の放熱性能が低下してしまう。   When a thermal cycle is applied as shown by a chain line in FIG. 13, the heat dissipating grease 220 repeatedly expands and contracts, and the heat dissipating grease 220 moves between the lower surface of the semiconductor module 210 and the upper surface of the heat sink 200 and air (bubbles) is contracted. Is trapped in the heat dissipating grease 220 and air remains during expansion (taken into the grease). As a result, the heat radiation performance between the lower surface of the semiconductor module 210 and the heat sink 200 is degraded.

これに対し本実施形態では、放熱グリース50,51,52での空気(気泡)の取り込みが抑制され、半導体モジュールの下面とヒートシンクとの間の放熱性能の低下を防止することができる。   On the other hand, in the present embodiment, the intake of air (bubbles) in the heat dissipation greases 50, 51, and 52 is suppressed, and a decrease in heat dissipation performance between the lower surface of the semiconductor module and the heat sink can be prevented.

つまり、半導体モジュール30,31,32とヒートシンク20間の放熱グリース(シリコーングリース等)50,51,52が熱的ストレスによってポンプアウトしにくい。具体的には、上面に100μm程度の浅い凹部(溝)45のある金属プレート(銅板)40,41,42がヒートシンク20上にロウ付け等で接合されているとともに、ヒートシンク20と金属プレート40,41,42の間には幅L1が1mm程度の放熱グリース50,51,52の溜まり室(隙間)R1が設けられている。   That is, the heat radiation grease (silicone grease or the like) 50, 51, 52 between the semiconductor modules 30, 31, 32 and the heat sink 20 is difficult to pump out due to thermal stress. Specifically, metal plates (copper plates) 40, 41, and 42 having shallow recesses (grooves) 45 of about 100 μm on the upper surface are joined to the heat sink 20 by brazing or the like, and the heat sink 20 and the metal plates 40, 41, 42 is provided with a reservoir chamber (gap) R1 of heat radiation grease 50, 51, 52 having a width L1 of about 1 mm.

このように、ヒートシンク20上に、ヒートシンク20より放熱金属37に熱膨張係数が近い金属プレート(銅板)40,41,42を設けることで、放熱グリース50,51,52が介在する半導体モジュール裏面とヒートシンクとの間の線膨張係数差をなくし、熱ストレスによる放熱グリース50,51,52の位置ずれが抑制される(熱サイクルが加わった際に生じるポンプアウトが抑止される)。   In this way, by providing the metal plates (copper plates) 40, 41, 42 having a thermal expansion coefficient closer to the heat radiating metal 37 than the heat sink 20 on the heat sink 20, the back surface of the semiconductor module on which the heat radiating grease 50, 51, 52 is interposed The difference in coefficient of linear expansion between the heat sink and the heat sink is eliminated, and displacement of the heat-dissipating grease 50, 51, 52 due to thermal stress is suppressed (pump-out generated when a heat cycle is applied is suppressed).

また、金属プレート40,41,42上に設けられた浅い凹部(溝)45により、放熱グリース50,51,52の接触長が長くなり、外的ストレス時(たとえば熱サイクルや振動サイクルなど)に同じ応力が加わったとしても放熱グリース50,51,52が流動しにくくなり、その結果、外的ストレスによる放熱グリース50,51,52の位置ズレが抑制される。   Further, the shallow recesses (grooves) 45 provided on the metal plates 40, 41, and 42 increase the contact length of the heat-dissipating greases 50, 51, and 52, and during external stress (for example, thermal cycle or vibration cycle). Even if the same stress is applied, the heat-dissipating greases 50, 51, and 52 are less likely to flow, and as a result, displacement of the heat-dissipating greases 50, 51, and 52 due to external stress is suppressed.

さらには、金属プレート40,41,42とヒートシンク20の間に設けられた放熱グリース50,51,52の溜まり室(隙間)R1により、外的ストレスに放熱グリース50,51,52が外に押し出されるのが抑制される。また仮に押し出されたとしても、その後の収縮時に溜まり室R1から放熱グリース50,51,52が吸い出され、空気(気泡)を巻き込むことを抑制できる。   Furthermore, the heat-dissipating grease 50, 51, 52 is pushed out by external stress due to the accumulation chamber (gap) R 1 of the heat-dissipating grease 50, 51, 52 provided between the metal plates 40, 41, 42 and the heat sink 20. Is suppressed. Even if it is pushed out, it is possible to prevent the heat radiation grease 50, 51, 52 from being sucked out of the accumulation chamber R1 during the subsequent contraction and entraining air (bubbles).

これらにより、ポンプアウトの抑制につながり、熱的信頼性向上に寄与する。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)半導体装置の構造として、冷却器としてのヒートシンク20と、裏面に放熱金属37を有する半導体モジュール30,31,32と、金属プレート40,41,42と、押圧手段としての板バネ60と、を備える。緩衝材としての金属プレート40,41,42は、ヒートシンク20における半導体モジュールの配置領域に接合され、ヒートシンク20の線膨張係数より放熱金属37の線膨張係数に近い。板バネ60は、半導体モジュール30,31,32の放熱金属37側を、放熱グリース50,51,52を介してヒートシンク20の金属プレート40,41,42へ押圧する。よって、放熱グリース50,51,52は、半導体モジュールの放熱金属37と、ヒートシンク20の線膨張係数より放熱金属37の線膨張係数に近い金属プレート40,41,42との間に配されており、線膨張係数差が小さくなっている。これにより、ポンプアウトを抑制して熱的信頼性を向上することができる。
By these, it leads to suppression of pump-out and contributes to thermal reliability improvement.
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) As a structure of the semiconductor device, a heat sink 20 as a cooler, semiconductor modules 30, 31, and 32 having a heat radiating metal 37 on the back surface, metal plates 40, 41, and 42, and a leaf spring 60 as a pressing means . The metal plates 40, 41, and 42 as buffer materials are joined to the semiconductor module arrangement region in the heat sink 20 and are closer to the linear expansion coefficient of the heat radiating metal 37 than the linear expansion coefficient of the heat sink 20. The leaf spring 60 presses the heat dissipation metal 37 side of the semiconductor modules 30, 31, 32 against the metal plates 40, 41, 42 of the heat sink 20 via the heat dissipation grease 50, 51, 52. Therefore, the heat radiating grease 50, 51, 52 is arranged between the heat radiating metal 37 of the semiconductor module and the metal plates 40, 41, 42 that are closer to the linear expansion coefficient of the radiating metal 37 than the linear expansion coefficient of the heat sink 20. The difference in coefficient of linear expansion is small. Thereby, pump-out can be suppressed and thermal reliability can be improved.

(2)金属プレート40,41,42は、半導体モジュール30,31,32との対向面において半導体モジュール側に開口する凹部45を有する。よって、ポンプアウトをより抑制して熱的信頼性を向上することができる。   (2) The metal plates 40, 41, 42 have a recess 45 that opens to the semiconductor module side on the surface facing the semiconductor modules 30, 31, 32. Therefore, pump-out can be further suppressed and thermal reliability can be improved.

(3)金属プレート40,41,42の周囲において金属プレート40,41,42の側面とヒートシンク20との間に放熱グリース50,51,52の溜まり室(R1)を有する。よって、ポンプアウトをより抑制して熱的信頼性を向上することができる。   (3) In the periphery of the metal plates 40, 41, 42, there is a reservoir chamber (R 1) for heat radiation grease 50, 51, 52 between the side surfaces of the metal plates 40, 41, 42 and the heat sink 20. Therefore, pump-out can be further suppressed and thermal reliability can be improved.

(4)バネ押えブラケット70はヒートシンク20に対し固定されるため、半導体モジュール30,31,32に制約(貫通孔等)がない。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
(4) Since the spring retainer bracket 70 is fixed to the heat sink 20, the semiconductor modules 30, 31, and 32 are not restricted (through holes or the like).
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.

・金属プレート40,41,42の凹部45は平面視で四角形状をなし、X,Y方向に複数個並設した構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、図11に示すように、金属プレート43の上面において四角環状に形成した凹部46であってもよい。即ち、凹部は環状をなしていてもよい。また凹部45の平面視は四角形状でなくてもよく、凹部45が無い場合に比べて、グリースとの接触長が長くなればよい。   The concave portions 45 of the metal plates 40, 41, and 42 have a quadrangular shape in plan view and are arranged in parallel in the X and Y directions. However, the present invention is not limited to this. For example, FIG. As shown, it may be a recess 46 formed in a square ring shape on the upper surface of the metal plate 43. That is, the recess may be annular. Moreover, the planar view of the recessed part 45 does not need to be square shape, and the contact length with grease should just become long compared with the case where the recessed part 45 is not provided.

・冷却器としてヒートシンク20を使用しているが、放熱板(ブロック)、ケース一体型フィン等でもよいし、空冷式のヒートシンク20に代わり水冷式の冷却器を用いてもよい。   Although the heat sink 20 is used as a cooler, a heat sink (block), a case-integrated fin, or the like may be used, or a water-cooled cooler may be used instead of the air-cooled heat sink 20.

・バネ押えブラケット70はヒートシンク20に締結固定したが、これに限るものではない。例えば、冷却器をケースに固定し、当該ケースにバネ押えブラケット70を固定してもよい。   The spring retainer bracket 70 is fastened and fixed to the heat sink 20, but is not limited thereto. For example, the cooler may be fixed to the case, and the spring holding bracket 70 may be fixed to the case.

・バネ押えブラケット70の固定方法としてネジ止めしたが、カシメ等により固定してもよい。
・前述の実施形態では半導体モジュールは3個図示されているが、その数量については、半導体装置の仕様(用途)に応じて適宜変更するものとする。
-Although the screw is fixed as a fixing method of the spring retainer bracket 70, it may be fixed by caulking or the like.
In the above-described embodiment, three semiconductor modules are illustrated, but the quantity thereof is appropriately changed according to the specification (use) of the semiconductor device.

・半導体モジュール裏面の放熱金属は銅以外にも例えばアルミでもよい。
・冷却器はアルミ以外にも例えばセラミックス製でもよい。この場合、セラミックス製冷却器と銅製の放熱金属との間に例えば銅製の金属プレートを配すればよい。
-The heat dissipation metal on the back side of the semiconductor module may be, for example, aluminum other than copper.
-The cooler may be made of, for example, ceramics in addition to aluminum. In this case, for example, a copper metal plate may be disposed between the ceramic cooler and the copper heat dissipation metal.

・冷却器と半導体モジュール裏面の金属とは異なる材料である場合に適用することができる。
・金属プレートは冷却器の線膨張係数より放熱金属の線膨張係数に近いものであればその材料は問わない。
-It can be applied when the cooler and the metal on the back side of the semiconductor module are different materials.
The material of the metal plate is not limited as long as it is closer to the linear expansion coefficient of the heat dissipating metal than the linear expansion coefficient of the cooler.

・図7(b)で示したように金属プレート40〜42の上面とヒートシンク20の上面とは面一であったが、面一でなくてもよい。
・その他、前述の実施形態における構成部品の材質、形状等については、半導体装置の仕様(用途)に応じて適宜変更するものとする。また、前述の実施形態における半導体装置の全体構成は、半導体装置の仕様(用途)に応じて適宜変更するものとする。
-As shown in Drawing 7 (b), although the upper surface of metal plates 40-42 and the upper surface of heat sink 20 were flush, they may not be flush.
In addition, the material, shape, and the like of the component parts in the above-described embodiment are appropriately changed according to the specifications (uses) of the semiconductor device. In addition, the entire configuration of the semiconductor device in the above-described embodiment is appropriately changed according to the specification (use) of the semiconductor device.

10…半導体装置、20…ヒートシンク、30…半導体モジュール、31…半導体モジュール、32…半導体モジュール、37…放熱金属、40,41,42…金属プレート、45…凹部、50,51,52…放熱グリース、60…板バネ、70…バネ押えブラケット、R1…溜まり室。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor device, 20 ... Heat sink, 30 ... Semiconductor module, 31 ... Semiconductor module, 32 ... Semiconductor module, 37 ... Radiation metal, 40, 41, 42 ... Metal plate, 45 ... Recessed part, 50, 51, 52 ... Radiation grease , 60 ... leaf spring, 70 ... spring retainer bracket, R1 ... reservoir chamber.

Claims (5)

冷却器と、
裏面に放熱金属を有する半導体モジュールと、
前記冷却器における前記半導体モジュールの配置領域に接合され、前記冷却器の線膨張係数より前記放熱金属の線膨張係数に近い金属プレートと、
前記半導体モジュールの前記放熱金属側を、放熱グリースを介して前記冷却器の前記金属プレートへ押圧する押圧手段と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
A cooler,
A semiconductor module having a heat dissipating metal on the back surface;
A metal plate that is joined to the arrangement region of the semiconductor module in the cooler, and closer to the linear expansion coefficient of the heat dissipation metal than the linear expansion coefficient of the cooler,
A pressing means for pressing the heat dissipation metal side of the semiconductor module to the metal plate of the cooler via heat dissipation grease;
A semiconductor device comprising:
前記金属プレートは、前記半導体モジュールとの対向面において半導体モジュール側に開口する凹部を有する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 the metal plate has a concave portion that opens toward the semiconductor module on a surface facing the semiconductor module. 前記金属プレートの周囲において前記金属プレートの側面と前記冷却器との間に放熱グリースの溜まり室を有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。   3. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a heat dissipation grease accumulation chamber between a side surface of the metal plate and the cooler around the metal plate. 前記凹部は前記金属プレートに複数設けられていることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 2, wherein a plurality of the recesses are provided in the metal plate. 前記凹部は環状をなすことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 2, wherein the recess has an annular shape.
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