JP2015053318A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置を小型化するとともに、ジャケットの加工性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】半導体装置は、半導体素子１と、半導体素子１が上面に搭載されたベース板２と、ベース板２の下面に配置された冷却フィン３と、ベース板２の下面に冷却フィン３を囲繞して密閉配置されたジャケット４と、ジャケット４と別体に形成され、ジャケット４内の冷却フィン３の下側においてジャケット４に固定されて、冷却フィン３に冷媒を流すためのヘッダ５および流路６を形成するヘッダ隔壁７とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電気自動車および電車などのモータを制御するインバータおよび回生用コンバータに使用される半導体装置の冷却構造に関するものである。

半導体装置において、半導体素子を搭載したベース板の下面に冷却フィンを備える直冷式冷却構造では、ジャケットにシール構造を介して密閉する構造になっている。冷却フィンを流れる冷媒の流速を均一化するために、冷却フィンに冷媒を流動させるヘッダを、冷却フィンにおける冷媒の流入側および流出側、すなわち、冷却フィンに対して水平方向に設けた構造が一般的である。

ベース板を介して半導体素子をジャケットに搭載する際、ベース板における冷却フィンが形成された領域だけでなく、ヘッダが配置された領域もシールする必要がある。このため、ベース板として、冷却フィンが形成された領域よりも大きなサイズのものが用いられている。

従来の半導体装置は、上記のように構成されているため、半導体素子を小型化しても、ベース板のサイズを小さくすることは難しいという問題があった。このため、半導体装置の小型化を図ることは難しかった。

また、半導体装置を車載した場合などの冷却系は各装置の圧力損失に制約があり、例えば、半導体装置の冷却構造として、冷媒の流量が１０Ｌ／ｍｉｎのときに、圧力損失を１０ｋＰａ以下とすることが求められる。この制約を満足させながら半導体装置を小型化するため、ヘッダを小さくしたり、なくしたりする必要がある。これにより、圧力損失が大きくなるため、冷媒の流量を増加させることができない。

さらに、ヘッダ容積も不足していることから、冷却フィンを流れる冷媒の流速の均一化が不十分となり、冷却性能を悪化させてしまう可能性がある。以上の理由から、半導体装置を小型化することは困難であった。

そこで、例えば特許文献１には、冷却フィンの下側にヘッダを設けた構造が開示されている。この構造では、冷却フィンの下側にヘッダを設けたことで、ベース板のサイズを小さくすることができるため、半導体装置の小型化を図ることが可能である。

特開２００８−１７２０２４号公報

特許文献１に記載の構造では、ジャケット内に、ヘッダおよび流路を形成するための隔壁が設けられているが、ジャケットの加工時に隔壁の周辺部にアンダーカット部が発生するため、ジャケットの加工性が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、半導体装置を小型化するとともに、ジャケットの加工性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係る半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子が上面に搭載されたベース板と、前記ベース板の下面に配置された冷却フィンと、前記ベース板の下面に前記冷却フィンを囲繞して密閉配置されたジャケットと、前記ジャケットと別体に形成され、前記ジャケット内の前記冷却フィンの下側において前記ジャケットに固定されて、前記冷却フィンに冷媒を流すためのヘッダおよび流路を形成するヘッダ隔壁とを備えたものである。

本発明によれば、半導体装置は、半導体素子と、半導体素子が上面に搭載されたベース板と、ベース板の下面に配置された冷却フィンと、ベース板の下面に冷却フィンを囲繞して密閉配置されたジャケットと、ジャケット内の冷却フィンの下側においてジャケットに固定されて、冷却フィンに冷媒を流すためのヘッダおよび流路を形成するヘッダ隔壁とを備えた。

したがって、冷却フィンとヘッダとを垂直方向に配置することで、ベース板における冷却フィンが形成された領域のみをシールするだけでよいため、ベース板のサイズを小さくすることができ、ひいては半導体装置を小型化することができる。また、ヘッダ隔壁は、ジャケットと別体に形成されたため、ジャケットの加工時にアンダーカット部の発生を防止でき、ジャケットの加工性を向上させることができる。

実施の形態１に係る半導体装置の概略断面図である。 実施の形態１に係る半導体装置において、別のヘッダ隔壁に交換中の状態を示す概略断面図である。 実施の形態１に係る半導体装置において、別のヘッダ隔壁に交換後の状態を示す概略断面図である。 実施の形態２に係る半導体装置において、組み付け中の状態を示す概略断面図である。 実施の形態２の変形例１に係る半導体装置の概略断面図である。 実施の形態２の変形例２に係る半導体装置の概略断面図である。 実施の形態２の変形例３に係る半導体装置の概略断面図である。 実施の形態３に係る半導体装置の概略断面図である。 実施の形態４に係る半導体装置のジャケットの概略平面図である。 実施の形態４に係る半導体装置のベース板の概略底面図である。 （ａ）実施の形態５に係る半導体装置のジャケットの概略平面図である。（ｂ）実施の形態５に係る半導体装置のベース板の概略底面図である。 （ａ）実施の形態５に係る半導体装置のジャケットにおいて、分断部の位置を変更した状態を示す概略平面図である。（ｂ）実施の形態５に係る半導体装置のベース板において、分断部の位置を変更した状態を示す概略底面図である。 （ａ）実施の形態５の変形例に係る半導体装置のジャケットの概略平面図である。（ｂ）実施の形態５の変形例に係る半導体装置のベース板の概略底面図である。（ｃ）図１３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 前提技術に係る半導体装置の概略断面図である。

＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態１に係る半導体装置の概略断面図である。半導体装置は、半導体素子１と、ベース板２と、冷却フィン３と、ジャケット４と、ヘッダ隔壁７とを備えている。半導体素子１は、例えば、ワイドバンドギャップ半導体素子であり、ベース板２の上面に搭載されている。

冷却フィン３は、ベース板２の下面に複数配置されている。より具体的に説明すると、冷却フィン３は、ベース板２の下面において、ベース板２の上面に搭載された半導体素子１の配置領域に対応する領域に複数配置されている。各冷却フィン３は、ベース板２の下面から下方に突出するように、予め定められた間隔をあけて配置されている。冷却フィン３は、例えば、高熱伝導率の金属で形成され、放熱効果を高めることができるようになっている。

ジャケット４は、冷却フィン３に冷媒を流すための部材であり、凹状に形成されている。ジャケット４は、ベース板２の下面に冷却フィン３を囲繞して密閉配置されている。より具体的には、ジャケット４は、ベース板２の下面において冷却フィン３が形成された領域の外周部に、Ｏリング８を介して密着させた状態で締結ボルト９を用いて固定されている。

ヘッダ隔壁７は、ジャケット４と別体に形成されるとともに、垂直隔壁７ａと水平隔壁７ｂとでＴ字形状に形成されている。ヘッダ隔壁７は、垂直隔壁７ａの下端部をジャケット４の底壁にボルトなどを用いて固定することで、ジャケット４内に固定されている。ヘッダ隔壁７は、ジャケット４の内側壁および底壁とで、冷却フィン３に冷媒を流すためのヘッダ５および流路６を形成している。

ヘッダ５は、ジャケット４内の下部に形成され、冷媒を一時的に滞留させる。流路６は、ジャケット４内の上部に形成され、冷却フィン３に冷媒を流入させる流入側開口６ａと、冷却フィン３から冷媒を流出させる流出側開口６ｂとを含む。

流入側開口６ａおよび流出側開口６ｂについて説明すると、冷却フィン３の下端が水平隔壁７ｂの上面に当接し、ヘッダ５の内側壁（図１において左側の内側壁）と水平隔壁７ｂにおける一方の側面（図１において左側面）との間に、流入側開口６ａが形成されている。また、ヘッダ５の内側壁（図１において右側の内側壁）と水平隔壁７ｂにおける他方の側面（図１において右側面）との間に、流出側開口６ｂが形成されている。

次に、ジャケット４内の冷媒の流れを説明する。低温の冷媒は、ヘッダ５から流入側開口６ａを介して冷却フィン３に流入される。そして、低温の冷媒が冷却フィン３を通過する際に、熱交換が行われる。熱交換が行われて高温となった冷媒は、流出側開口６ｂからヘッダ５に流出された後、外部に排出される。ここで、ヘッダ５に対する冷媒の流入および流出は、ジャケット４の外周部に設けた流入部１４（図９参照）および流出部１５（図９参照）を介して行われるが、実施の形態４で説明する。

上記のように、ヘッダ隔壁７は、ジャケット４とは別体に形成されており、交換可能に形成されている。すなわち、ヘッダ隔壁７は、例えば、冷却フィン３の形状変更（仕様変更）に応じて交換可能である。図２は、実施の形態１に係る半導体装置において、別のヘッダ隔壁７に交換中の状態を示す概略断面図であり、図３は、別のヘッダ隔壁７に交換後の状態を示す概略断面図である。図２と図３に示すように、ヘッダ隔壁７は、垂直隔壁７ａの位置を流出側開口６ｂ側にずらした形状に形成されている。

ヘッダ隔壁７は、ジャケット４の内側壁および底壁とで、ヘッダ５および流路６を形成しているため、ヘッダ隔壁７を交換することで、ヘッダ５の容積または、流入側開口６ａと流出側開口６ｂの開口面積を変更することが可能となる。

次に、実施の形態１に係る半導体装置の効果について、前提技術に係る半導体装置と対比しながら説明する。図１４は、前提技術に係る半導体装置の概略断面図である。図１４に示すように、前提技術に係る半導体装置では、一対のヘッダ２５が、冷却フィン３における冷媒の流入側（図１４において左側）と流出側（図１４において右側）、すなわち、冷却フィン３に対して水平方向にそれぞれ隣接して配置され、冷媒が水平方向で直線状に流れる構造となっている。

前提技術に係る半導体装置の構造は単純な形状であるが、ベース板２とジャケット４を密閉するために、Ｏリング８でヘッダ２５の外側まで囲う必要性があり、ベース板２のサイズが大きくなる。つまり、ベース板２のサイズを放熱面積以上にする必要があるため、半導体装置のサイズを小さくすることが難しくなる。

そこで、実施の形態１に係る半導体装置は、半導体素子１と、半導体素子１が上面に搭載されたベース板２と、ベース板２の下面に配置された冷却フィン３と、ベース板２の下面に冷却フィン３を囲繞して密閉配置されたジャケット４と、ジャケット４内の冷却フィン３の下側においてジャケット４に固定されて、冷却フィン３に冷媒を流すためのヘッダ５および流路６を形成するヘッダ隔壁７とを備えた。

したがって、図１に示すように、冷却フィン３とヘッダ５の流路６とを水平方向ではなく垂直方向に配置することで、ベース板２における冷却フィン３が形成された領域よりも過大な領域をシールする必要がなくなる。すなわち、ベース板２における冷却フィン３が形成された領域のみをシールするだけでよいため、ベース板２のサイズを小さくすることができ、ひいては半導体装置を小型化することができる。このため、製品包装についても小型化することが可能となる。

また、ヘッダ隔壁７はＴ字形状に形成されたため、ヘッダ隔壁７について予め定められた強度を確保しつつ、ヘッダ５の容積を大きくすることが可能となる。

また、ヘッダ隔壁７は、ジャケット４と別体に形成されたため、ジャケット４の加工時にアンダーカット部の発生を防止でき、ジャケット４の加工性を向上させることができる。このため、半導体装置の歩留り向上を図ることが可能となる。

また、ヘッダ隔壁７は交換可能に形成されたため、冷却フィン３の仕様変更に応じてジャケット４全体を交換する必要なく、ヘッダ隔壁７のみを交換することで対応可能となる。さらに、ヘッダ５の容積または、流入側開口６ａと流出側開口６ｂの開口面積を変更する必要がある場合にも、ヘッダ隔壁７のみを交換することで対応可能となる。

また、半導体素子１は、ワイドバンドギャップ半導体素子であるため、本実施の形態に係る半導体装置において最適な冷却を行うことが可能であり、高温動作に対しても高放熱を実現でき、製品動作の信頼性が向上する。

なお、ヘッダ隔壁７はＴ字形状であるとしたが、ヘッダ隔壁７を構成する垂直隔壁７ａと水平隔壁７ｂは、完全な垂直形状および水平形状でなくとも上記の場合と同様の効果が得られる。また、半導体素子１とジャケット４のシール構造としてＯリング８を用いたが、液状ガスケットまたはＵＶ硬化性ゴムなどを用いても同様の密閉効果が得られる。

＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る半導体装置について説明する。図４は、実施の形態２に係る半導体装置において、組み付け中の状態を示す概略断面図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

実施の形態２においては、ヘッダ隔壁７は複数に分割可能に形成されている。例えば、図４に示すように、ヘッダ隔壁７は、上下２分割構造となっている。より具体的には、ヘッダ隔壁７において、垂直隔壁７ａと水平隔壁７ｂが分割可能に形成されている。垂直隔壁７ａと水平隔壁７ｂは、例えばボルトなどを用いて組み付けられる。

次に、実施の形態２の変形例について説明する。図５は、実施の形態２の変形例１に係る半導体装置の概略断面図であり、冷却フィン３の下方への突出量を変更した場合（より具体的には、冷却フィン３の下方への突出量を小さくした場合）の半導体装置の概略断面図である。この場合、垂直隔壁７ａのみを交換して、冷却フィン３の幅方向中央部分の下端を水平隔壁７ｂの上面に当接させている。水平隔壁７ｂを交換せず、垂直隔壁７ａのみを交換することができるため、冷却フィン３の形状変更（仕様変更）に対して一層柔軟に対応することができる。ここで、冷却フィン３の幅方向とは、図５において冷却フィン３の左右方向をいうこととする。

また、垂直隔壁７ａのみを交換する代わりに、水平隔壁７ｂのみを交換することも可能である。図６は、実施の形態２の変形例２に係る半導体装置の概略断面図であり、冷却フィン３の幅方向中央部分において、下方への突出量を小さくした場合の半導体装置の概略断面図である。この場合、水平隔壁７ｂのみを交換して、冷却フィン３の幅方向中央部分の下端を水平隔壁７ｂの上面に当接させている。

図７は、実施の形態２の変形例３に係る半導体装置の概略断面図であり、冷却フィン３の幅方向中央部分において、下方への突出量を大きくした場合の半導体装置の概略断面図である。この場合、水平隔壁７ｂのみを交換して、冷却フィン３の幅方向中央部分の下端を水平隔壁７ｂの上面に当接させている。

以上のように、実施の形態２に係る半導体装置では、ヘッダ隔壁７は複数に分割可能に形成されたため、冷却フィン３の形状変更（仕様変更）に対して一層細かく対応することが可能となる。例えば、ヘッダ隔壁７において、垂直隔壁７ａと水平隔壁７ｂとを分割可能に形成した場合、垂直隔壁７ａを共用し、水平隔壁７ｂのみを交換することが可能である。また、水平隔壁７ｂを共用し、垂直隔壁７ａのみを交換することも可能である。

なお、ヘッダ隔壁７は２分割構造としたが、３分割以上に分割可能な構造であってもよい。ヘッダ隔壁７が３分割以上に分割可能な構造である場合、２分割の場合よりもヘッダ隔壁７の微調整が可能となる。

＜実施の形態３＞
次に、実施の形態３に係る半導体装置について説明する。図８は、実施の形態３に係る半導体装置の概略断面図である。なお、実施の形態３において、実施の形態１，２で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

実施の形態３においては、図８に示すように、流出側開口６ｂは、流入側開口６ａよりも小さく形成されている。具体的に説明すると、上記のように、流入側開口６ａと流出側開口６ｂは、ジャケット４の内側壁とヘッダ隔壁７とを用いて形成されている。ヘッダ５の内側壁（図８において左側の内側壁）と水平隔壁７ｂの一方の側面（図８において左側面）との距離が、ヘッダ５の内側壁（図８において右側の内側壁）と水平隔壁７ｂの他方の側面（図８において右側面）との距離よりも大きくなっている。

以上のように、実施の形態３では、流路６は、流入側開口６ａおよび流出側開口６ｂを含み、流出側開口６ｂは、流入側開口６ａよりも小さく形成されたため、冷却フィン３から流出させる冷媒の量を、冷却フィン３に流入させる冷媒の量よりも少なくすることができるため、複数の冷却フィン３の間に冷媒を一時的に滞留させることができる。このため、冷却フィン３を通過する冷媒の流速を均一化することができる。

なお、流入側開口６ａおよび流出側開口６ｂの形状は、水平隔壁７ｂの側面とジャケット４の内側壁とが平行である場合に限定されない。例えば、水平隔壁７ｂの側面が、下方へ行く程内方に傾斜する形状、すなわち、流入側開口６ａおよび流出側開口６ｂは、下方へ行く程開口面積が大きくなる形状であってもよい。また、水平隔壁７ｂの側面が、下方へ行く程外方に傾斜する形状、すなわち、流入側開口６ａおよび流出側開口６ｂは、下方へ行く程開口面積が小さくなる形状であってもよい。これらの場合にも、上記の場合と同様の効果が得られる。

＜実施の形態４＞
次に、実施の形態４に係る半導体装置について説明する。図９は、実施の形態４に係る半導体装置のジャケット４の概略平面図であり、図１０は、実施の形態４に係る半導体装置のベース板２の概略底面図である。なお、実施の形態４において、実施の形態１〜３で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

実施の形態４においては、ヘッダ隔壁７の形状が、実施の形態１〜３の場合と異なっている。図９に示すように、ヘッダ隔壁７は、流入側開口６ａおよび流出側開口６ｂの一部を閉塞する閉塞部１１を備えている。閉塞部１１は、水平隔壁７ｂの幅方向における端部の一部を幅方向に延伸させた形状である。閉塞部１１を用いて、流入側開口６ａおよび流出側開口６ｂの一部が閉塞されるため、閉塞部１１の大きさおよび位置を変更することで、流入側開口６ａおよび流出側開口６ｂの大きさおよび位置を変更可能である。ここで、水平隔壁７ｂの幅方向とは、図９において水平隔壁７ｂの左右方向をいうこととする。

流入側開口６ａおよび流出側開口６ｂは、平面視にて矩形状に形成されている。ジャケット４の外周部には、冷媒を流路６に流入させる流入部１４と、流路６から冷媒を流出させる流出部１５が配置されている。

図９の矢印は、冷媒が流れる方向を示しており、流入部１４から流入側開口６ａを介して流入した冷媒は、冷却フィン３を通過し、流出側開口６ｂを介して流出部１５から流出する。このため、流入側開口６ａと流出側開口６ｂの位置を変更することで、冷媒の流れる方向を変更可能となっている。なお、図１０において冷却フィン３は、複数配置されている状態を示すものとする。以後の図においても同様である。

図１０に示すように、ベース板２には、ベース板２上に搭載される半導体素子１などの発熱領域１３が存在し、発熱領域１３には、高温部１３ａと低温部１３ｂが存在する。高温部１３ａに積極的に冷媒を流せるように、高温部１３ａの位置と冷媒が流れる方向とを考慮して、流入側開口６ａおよび流出側開口６ｂの位置、すなわち、閉塞部１１の位置が決定される。

以上のように、実施の形態４に係る半導体装置では、流路６は、流入側開口６ａおよび流出側開口６ｂを含み、ヘッダ隔壁７は、流入側開口６ａおよび流出側開口６ｂの一部を閉塞する閉塞部１１を備え、閉塞部１１を用いて、流入側開口６ａおよび流出側開口６ｂの一部を閉塞することで、冷媒の流れる方向が変更される。したがって、冷却フィン３の特定箇所に冷媒を流しやすくすることができるため、特に冷却を要する発熱領域１３の高温部１３ａに向けて冷媒を流すことができる。これにより、高温部１３ａを効率よく冷却することが可能となる。

なお、流入側開口６ａおよび流出側開口６ｂは、平面視にて矩形状のものを例として示したが、これに限定されることなく、平面視にて円形状または多角形の形状でも同様の効果が得られる。

＜実施の形態５＞
次に、実施の形態５に係る半導体装置について説明する。図１１（ａ）は、実施の形態５に係る半導体装置のジャケット４の概略平面図であり、図１１（ｂ）は、実施の形態５に係る半導体装置のベース板２の概略底面図である。なお、実施の形態５において、実施の形態１〜４で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

実施の形態５においては、図１１（ａ）に示すように、ジャケット４と別体に形成され、ジャケット４内において、分断部１７に対応する位置に配置されるヘッダ仕切り１６をさらに備えている。ヘッダ仕切り１６は、ジャケット４内の幅方向長さと同じ長さのバー状に形成されているとともに、分断部１７と同じ寸法に形成されている。ここで、ジャケット４の幅方向とは、図１１（ａ）においてジャケット４の左右方向をいうこととする。

図１１（ｂ）に示すように、ベース板２において冷却フィン３の配置領域は、分断部１７を挟んで２つに分断されている。図１１（ａ）に示すように、ヘッダ仕切り１６は、ジャケット４内において、分断部１７に対応する位置に配置されて、ジャケット４に組み付けられる。ここで、分断部１７とは、ベース板２において冷却フィン３が配置されない領域であり、冷却フィン３の配置領域を複数に分断する領域をいうこととする。

ヘッダ仕切り１６がジャケット４内に組み付けられた状態では、ヘッダ仕切り１６の上面がベース板２の分断部１７に密着しているため、分断部１７を介して、一方の冷却フィン３から他方の冷却フィン３へ冷媒が流れないようになっている。

以上のように、実施の形態５に係る半導体装置では、ジャケット４と別体に形成され、ジャケット４内において、ベース板２における冷却フィン３の配置領域を複数に分断する分断部１７に対応する位置に配置されるヘッダ仕切り１６をさらに備えたため、冷媒が分断部１７に流入し、一方の冷却フィン３の配置領域をバイパスして他方の冷却フィン３の配置領域に流れこむことを防止できる。これにより、冷媒が冷却フィン３を正常に通過するため、効率的な放熱が可能となる。

また、ヘッダ仕切り１６は、ジャケット４内における位置を変更可能に形成されている。図１２（ａ）は、実施の形態５に係る半導体装置のジャケット４において、分断部１７の位置を変更した状態を示す概略平面図であり、図１２（ｂ）は、実施の形態５に係る半導体装置のベース板２において、分断部１７の位置を変更した状態を示す概略底面図である。図１２（ａ），（ｂ）に示すように、ベース板２において冷却フィン３の配置領域が変更されるなどの半導体素子１の仕様変更が発生した場合でも、ジャケット４を全て交換する必要はなく、ヘッダ隔壁７を交換し、ヘッダ仕切り１６の位置を変更することで対応が可能であり、機能的付加価値が高い。

以上のように、ヘッダ仕切り１６は、ジャケット４内における位置を変更可能に形成されたため、半導体素子１の仕様変更が発生し、分断部１７の位置が変更された場合でも、ヘッダ仕切り１６の位置を変更することで、上記バイパスを防止できる。

次に、実施の形態５の変形例について説明する。図１３（ａ）は、実施の形態５の変形例に係る半導体装置のジャケット４の概略平面図であり、図１３（ｂ）は、実施の形態５の変形例に係る半導体装置のベース板２の概略底面図であり、図１３（ｃ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

実施の形態５の変形例は、半導体素子１が複数個（例えば２個）の場合を示すものである。図１３（ａ），（ｂ）に示すように、実施の形態５の変形例に係る半導体装置においては、２つのベース板２の上面にそれぞれ半導体素子１が搭載され、２つのベース板２が１つのジャケット４に組み付けられる。分断部１７は、２つのベース板２において隣接する端部同士に形成されている。

図１３（ｃ）に示すように、ヘッダ仕切り１６は、バー状の本体部１６ａと、本体部１６ａの長手方向の両端部よりも内側において下方に突出する突出部１６ｂとを備えている。ヘッダ仕切り１６の上面には、その長手方向に渡ってＯリング８を組み付け可能な溝（図示省略）が形成されている。この溝をヘッダ仕切り１６に設けたことで、半導体素子１ごと（ベース板２ごと）にジャケット４を仕切ることが可能となる。

図１３（ｃ）に示すように、ヘッダ仕切り１６は、本体部１６ａの長手方向の両端部に配置された液状パッキン１８を用いてジャケット４に固定され、冷媒の漏れを防止できる。なお、ヘッダ仕切り１６における止水性確保のために液状パッキン１８を用いたが、Ｏリングなどのゴム系パッキン、エポキシ系接着剤、または金属パテなどを用いることも可能である。

以上のように、実施の形態５の変形例においても、分断部１７を介して、ジャケット４における２つに仕切られたうちの一方の冷却フィン３の配置領域をバイパスして他方の冷却フィン３の配置領域に流れこむことを防止できる。

実施の形態５およびその変形例においては、分断部１７およびヘッダ仕切り１６がそれぞれ１つの場合について説明したが、これに限定されることなく、分断部１７が２つ以上の場合に、これと同数のヘッダ仕切り１６を用いることも可能である。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 半導体素子、２ ベース板、３ 冷却フィン、４ ジャケット、５ ヘッダ、６ 流路、６ａ 流入側開口、６ｂ 流出側開口、７ ヘッダ隔壁、１１ 閉塞部、１６ ヘッダ仕切り、１７ 分断部。

Claims (9)

1. 半導体素子と、
   前記半導体素子が上面に搭載されたベース板と、
   前記ベース板の下面に配置された冷却フィンと、
   前記ベース板の下面に前記冷却フィンを囲繞して密閉配置されたジャケットと、
   前記ジャケットと別体に形成され、前記ジャケット内の前記冷却フィンの下側において前記ジャケットに固定されて、前記冷却フィンに冷媒を流すためのヘッダおよび流路を形成するヘッダ隔壁と、
   を備えた、半導体装置。
2. 前記ヘッダ隔壁はＴ字形状に形成された、請求項１記載の半導体装置。
3. 前記ヘッダ隔壁は交換可能に形成された、請求項１または請求項２記載の半導体装置。
4. 前記ヘッダ隔壁は複数に分割可能に形成された、請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体装置。
5. 前記流路は、流入側開口および流出側開口を含み、
   前記流出側開口は、前記流入側開口よりも小さく形成された、請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体装置。
6. 前記流路は、流入側開口および流出側開口を含み、
   前記ヘッダ隔壁は、前記流入側開口および前記流出側開口の一部を閉塞する閉塞部を備え、
   前記閉塞部を用いて、前記流入側開口および前記流出側開口の一部を閉塞することで、冷媒の流れる方向が変更される、請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体装置。
7. 前記ジャケットと別体に形成され、前記ジャケット内において、前記ベース板における前記冷却フィンの配置領域を複数に分断する分断部に対応する位置に配置されるヘッダ仕切りをさらに備えた、請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体装置。
8. 前記ヘッダ仕切りは、前記ジャケット内における位置を変更可能に形成された、請求項７記載の半導体装置。
9. 前記半導体素子は、ワイドバンドギャップ半導体素子である、請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体装置。

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