JP2018207016A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの増加を抑えつつ、冷却器のシール性とピンフィンの耐目詰まり性とを確保し、かつ冷却器の冷却性能を向上できる半導体装置を提供する。【解決手段】複数のピンフィン５は、それぞれ、ベース３ａの他方の面に立設されたピンフィン本体部５ａと、前記ピンフィン本体部の先端から長手方向に延びる少なくとも１つのピンフィン先端突起部５ｂとを有し、前記ピンフィン本体部の長さＬａが冷媒流路３ｄの深さｄよりも小さく、前記ピンフィン本体部の長さＬａと前記複数のピンフィン先端突起部の長さＬｂとの合計が前記冷媒流路の深さよりも大きくなるように形成されている。【選択図】 図１

Description

本発明は半導体装置に関する。

電気自動車や鉄道、発電システム等の電力制御を担う装置として、半導体チップを搭載した半導体装置が使用されている。半導体装置の動作時には、半導体チップが自己発熱によって高温になる。そのため、半導体装置では、ピンフィン等を介して半導体チップの熱を放熱することにより、半導体チップを冷却している。近年、半導体装置の小型軽量化や高出力化による発熱密度の増大に伴い、ピンフィンによる冷却性能の向上が求められている。ピンフィンに関する従来技術として、例えば特許文献１及び２に記載の技術が知られている。

特許文献１には、天板（ベース）と冷却ケースとの間に配置されているフィン部材に対して冷媒が流れる冷却器であって、前記フィン部材は、前記天板に一体成形されていて前記天板に対向する前記冷却ケースの底壁面に向けて延びる複数のピンフィンであり、前記複数のピンフィンの先端に、前記冷却ケースの底壁面を押圧するゴム片がそれぞれ組み付けられ、各ピンフィンが冷却ケースの開口部に嵌合し、且つＯリングが冷却ケースの凹部に嵌合している状態で、前記天板がボルト又は溶接によって冷却ケースに組み付けられた冷却器が開示されている。

特許文献２には、金属板（ベース）の一方面に、切削工具によって前記金属板を堀り起こして起立形成された板状フィンを、切削工具によって切削することにより、多数の細線状ピンフィンが縦横に整列して一体に起立形成され、各々の前記ピンフィンの間隔が毛細管力を有するウイック構造の間隔に形成されていることを特徴とするピンフィン型ウイック構造体が開示されている。

再公表ＷＯ２０１２／１１４４７５号公報 特開２０１５−４５４９１号公報

従来の冷却器では、ピンフィンの長さが冷媒流路の深さよりも小さく設計されており、各ピンフィンの先端と冷却ケースの底壁面との間に約１〜３ｍｍ程度の隙間が生じる。この隙間は、天板と冷却ケースとを組み付ける際に必要なものである。なぜなら、各ピンフィンを冷却ケース内に収容した状態で天板と冷却ケースとを組み付ける際に、各ピンフィンの先端と冷却ケースの底壁面とが接触すると、天板と冷却ケースとの接合部に隙間が生じ、Ｏリングによるシール性を確保することが難しくなるためである。そして、冷却ケース内には、ピンフィン間を通過して冷却機能を発揮する冷媒の流れ（主流）に加えて、各ピンフィンの先端と冷却ケースの底壁面との隙間を直線的に通過する冷媒の流れ（バイパス流）が発生する。ここで、ピンフィン間を通過しないバイパス流の流路抵抗は、ピンフィン間を通過する主流の流路抵抗よりも小さいため、バイパス流が発生することで主流の流速が低下し、冷却器の冷却性能が低下することとなる。

特許文献１に記載の冷却器では、各ピンフィンの先端にゴム片を取り付け、各ゴム片を冷却ケースの底壁面に押圧して弾性変形させることにより、天板と冷却ケースとの接合部に隙間を生じさせることなく、ピンフィンの先端と冷却ケースの底壁面との隙間を無くしているが、冷媒に対するゴム片の耐腐食性の確保や部品点数増加により、製造コストが増加するという課題が生じる。

そこで、特許文献１に記載の天板（ベース）に特許文献２に記載のピンフィン型ウイック構造体を適用し、細線状に形成したピンフィンを冷却ケースの底壁面に押圧して変形させることにより、天板と冷却ケースとの接合部に隙間を生じさせることなく、ピンフィンの先端と冷却ケースの底壁面との隙間を無くすことが考えられる。しかし、細線状のピンフィンで大径のピンフィンと同等の冷却性能を得るためには、ピンフィンの表面積を確保するため、天板上の同一面積内に配置されるピンフィンの数を増やす必要がある。その結果、ピンフィンの間隔が狭まり、冷媒中のゴミによってピンフィンが目詰まりするおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストの増加を抑えつつ、冷却器のシール性とピンフィンの耐目詰まり性とを確保し、かつ冷却器の冷却性能を向上できる半導体装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、基板とこの基板の一方の面に実装された半導体チップとを有する半導体モジュールと、前記基板の他方の面に取り付けられ、前記半導体チップを冷却する冷却器とを備え、前記冷却器は、前記基板の他方の面に一方の面が接合されたベースと、前記ベースの他方の面に取り付けられ、前記ベースとの間に冷媒流路を形成する冷却ケースとを有し、前記ベースは、前記ベースの他方の面に配置された複数のピンフィンを有する半導体装置であって、前記複数のピンフィンは、それぞれ、前記ベースの他方の面に立設されたピンフィン本体部と、前記ピンフィン本体部の先端から長手方向に延びる前記ピンフィン本体部よりも厚みの小さいピンフィン先端突起部とを有し、前記ピンフィン本体部の長さが前記冷媒流路の深さよりも小さく、前記ピンフィン本体部の長さと前記複数のピンフィン先端突起部の長さとの合計が前記冷媒流路の深さよりも大きくなるように形成されたものとする。

以上のように構成した本発明によれば、ピンフィン本体部と冷却ケースの底壁面との間にピンフィン先端突起部を配置したことにより、ピンフィン間を通過しない冷媒の流れ（バイパス流）の発生を防ぐことができる。これにより、ピンフィン間を通過して冷却機能を発揮する冷媒の流れ（主流）の流速低下が抑制されるため、冷却器の冷却性能を向上させることができる。

また、ピンフィン本体部の間隔を従来のピンフィンの間隔と同等に設定することにより、ピンフィンの耐目詰まり性を従来と同様に確保することができる。

また、ピンフィン本体部よりも厚さの小さいピンフィン先端突起部を冷却ケースの底壁面に押圧して座屈させることにより、ベースと冷却ケースとの接合部に隙間を生じさせることなくベースと冷却ケースとを組み付けることができるため、冷却器のシール性を従来と同様に確保することができる。

また、ピンフィン先端突起部は、ピンフィン本体部と同一の部材でピンフィン本体部と一体に形成されるため、製造コストの増加を抑えることができる。

本発明によれば、半導体モジュールと冷却器とを備えた半導体装置において、製造コストの増加を抑えつつ、冷却器のシール性とピンフィンの耐目詰まり性とを確保し、かつ冷却器の冷却性能を向上させることができる。

本発明の第１の実施例に係る半導体装置の断面図である。 本発明の第１の実施例に係る半導体装置を冷却ケースを取り外した状態で示す断面図である。 本発明の第１の実施例に係るベースをピンフィン側から見た斜視図である。 本発明の第１の実施例に係るベースをピンフィン側から見た平面図である。 本発明の第１の実施例に係るピンフィンの拡大斜視図である。 本発明の第１の実施例に係るピンフィンの各寸法と座屈荷重比との関係を示す図である。 無酸素銅の冷間加工率と機械的特性（日本機械学会，機械工学便覧β２，ｐｐ．９８より引用）を示す図である。 従来技術に係る半導体装置の断面図である。 本発明の第２の実施例に係るピンフィンの拡大斜視図である。 本発明の第２の実施例に係るピンフィンの拡大斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。

図１は、本発明の第１の実施例に係る半導体装置の断面図である。

図１において、半導体装置１は、複数の半導体モジュール２と、これら複数の半導体モジュール２を搭載した冷却器３とを備えている。なお、図１に示す例では、２つの半導体モジュール２が冷却器３に搭載されているが、半導体モジュール２の数はこれに限定されない。

半導体モジュール２は、基板２ａと、この基板２ａに実装された複数の半導体チップ２ｂとを備えている。なお、図１に示す例では、基板２ａに２つの半導体チップ２ｂが実装されているが、基板２ａに実装される半導体チップ２ｂの数はこれに限定されない。

半導体チップ２ｂは、電力制御用のスイッチングや整流を担う電子部品（例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、ダイオード等）であり、スイッチングにより発熱する発熱体である。半導体チップ２ｂは、基板２ａの一方の面（図１中、上側の面）に半田付けによって接続されている。

基板２ａは、半導体チップ２ｂと共に電気回路を構成し、かつ半導体チップ２ｂと冷却器３とを電気的に絶縁するものであり、例えば、窒化ケイ素や窒化アルミニウム、アルミナ等のセラミックス層の上下両面に銅やアルミニウム等の配線層を接続したセラミックス配線基板で構成されている。基板２ａの他方の面（図１中、上側の面）は、冷却器３（後述するベース３ａ）に半田付け等によって接合されている。

冷却器３は、ベース３ａと、冷却ケース３ｂとを備えており、内部に冷媒を流通させて半導体チップ２ｂを冷却する。

ベース３ａは、平板部４と、複数のピンフィン５とを有し、成形性の高い材料（銅、アルミニウム、銅又はアルミニウムを含む合金等）で一体成型されている。ベース３ａの一方の面（図１中、上側の面）には、基板２ａが搭載されている。ベース３ａの他方の面（図１中、下側の面）側には、冷却ケース３ｂが組み付けられている。ベース３ａは、半導体チップ２ｂで生じた熱を放熱する放熱板としての機能と、冷却ケース３ｂの蓋部材としての機能とを有する。冷却ケース３ｂのベース３ａに接合する面には凹部が形成されており、この凹部には、冷媒の漏えいを防止するためのＯリング６が嵌合されている。図２に、冷却ケース３ｂを取り外した半導体装置１の断面図を示す。図２において、ベース３ａは、冷却ケース３ｂの凹部にＯリング６を嵌合し、かつ各ピンフィン５を冷却ケース３ｂ内に収容した状態で、ボルト（図示せず）又は溶接によって冷却ケース３ｂに接合される。

ピンフィン５は、冷却ケース３ｂ内を流れる冷媒とベース３ａとの接触面積を拡大するためのものである。ピンフィン５は、例えば円柱形状に形成されており、ベース３ａの他方の面（図１中、下側の面）に対向する冷却ケース３ｂの底壁面に向かって延びている。ピンフィン５は、鍛造や鋳造、粉体成形等によって平板部４と一体成形されている。

冷却ケース３ｂは、例えば熱伝導率の良いアルミニウムで構成されており、底壁部３ｂ１と４つの側壁部３ｂ２とを有する箱型形状に形成されている。４つの側壁部３ｂ２のうちの１つには、冷媒（例えば不凍液等）が流入する流入孔７ａが設けられており、流入孔７ａが設けられた側壁部３ｂ２に対向する他の側壁部３ｂ２には、冷媒が流出する流出孔７ｂが設けられている。これにより、冷却ケース３ｂの内部に冷媒流路３ｃが形成される。流入孔７ａから流入した冷媒は、ベース３ａ及びピンフィン５と熱交換した後、流出孔７ｂから流出する。冷却ケース３ｂには、循環ポンプ（図示せず）を介して冷媒が循環供給される。図１中、ピンフィン５間を通過して冷却機能を発揮する冷媒の流れ（以下、「主流」という。）を矢印ＭＳで示している。なお、流入孔７ａ及び流出孔７ｂは、必ずしも側壁部３ｂ２に設ける必要は無く、底壁部３ｂ１に設けても良い。また、図１に示す例では、冷却ケース３ｂに流入孔７ａ及び流出孔７ｂをそれぞれ１つずつ設けているが、流入孔７ａ及び流出孔７ｂの数はこれに限定されない。

図３は、ベース３ａをピンフィン５側から見た斜視図であり、図４は、同じく平面図である。

図３又は図４において、複数のピンフィン５は、ベース３ａの他方の面の一定範囲を占めるピンフィン領域４ａ（図４中、破線で示す）内に、例えば千鳥配置等で所定の間隔ｇを空けて配列されている。ピンフィン領域４ａは、ベース３ａのピンフィン５側の面（他方の面）に投影した半導体チップ２ｂの実装範囲を覆うように設定されている。これにより、半導体チップ２ｂから基板２ａを介してベース３ａに伝達された熱を効率的に放熱することが可能となる。通常、ピンフィン５の直径は１〜２ｍｍ程度、長さは５〜１０ｍｍ程度である。ピンフィン５の間隔ｇは、冷媒中のゴミによる目詰まりを防止するため、約１ｍｍ以上確保することが望ましい。

図５は、ピンフィン５の拡大斜視図である。

図５において、ピンフィン５は、ベース３ａの板面に立設された円柱形状のピンフィン本体部５ａと、ピンフィン本体部５ａの先端から長手方向に延びるピンフィン先端突起部５ｂとを有する。なお、図５に示す例では、ピンフィン本体部５ａの先端面に３つのピンフィン先端突起部５ｂが設けられているが、ピンフィン先端突起部５ｂの数はこれに限定されない。

複数のピンフィン先端突起部５ｂは、それぞれ薄板形状に形成されており、ピンフィン本体部５ａの先端面において厚さ方向（図中、両矢印Ｘで示す）に離間して配置されている。図５中、ピンフィン本体部５ａの長さをＬａ、厚さをｈａとおき、ピンフィン先端突起部の長さをＬｂ、厚さをｈｂとおいている。

ピンフィン５の各寸法Ｌａ，Ｌｂ，ｈａ，ｈｂは、図１に示すにように、ベース３ａと冷却ケース３ｂとを組み付けた状態で、ピンフィン先端突起部５ｂが厚さ方向に座屈し、ピンフィン５の高さが冷媒流路３ｃの深さｄと一致するように設定されている。以下、各寸法Ｌａ，Ｌｂ，ｈａ，ｈｂが満たすべき条件について説明する。

ピンフィン本体部５ａの長さＬａは、冷媒流路の深さｄよりも小さくなるように設定されている。すなわち、以下の関係式を満たすように設定されている。

ピンフィン本体部５ａの長さＬａとピンフィン先端突起部５ｂの長さＬａは、ピンフィン本体部５ａの長さＬａとピンフィン先端突起部５ｂの長さＬａとの合計（すなわち、ピンフィン５の全長）が冷媒流路の深さｄよりも大きくなるように設定されている。すなわち、以下の関係式を満たすように設定されている。

ピンフィン５の各寸法Ｌａ，ｈａ，Ｌｂ，ｈｂは、ピンフィン５の長手方向に圧縮荷重が作用したときに、ピンフィン先端突起部５ｂがピンフィン本体部５ａよりも先に座屈するように設定されている。以下、ピンフィン先端突起部５ｂがピンフィン本体部５ａよりも先に座屈するための条件を説明する。

片側固定端、片側自由端とした梁部材に長手方向の圧縮荷重が作用した場合の座屈荷重Ｐｋは、梁部材のヤング率をＥ、長さをＬ、幅をｗ、厚さをｈとおくと、以下の式で表される。

上記（１）から分かるように、座屈荷重Ｐｋは、厚さｈの３乗に比例し、長さＬの２乗に反比例する。従って、ピンフィン先端突起部５ｂをピンフィン本体部５ａよりも先に座屈させるためには、以下の関係式を満たせば良い。

また、式（２）を変形すると、以下の関係式が得られる。

ここで、式（５）の左辺は、ピンフィン本体部５ａの座屈荷重に対するピンフィン先端突起部５ｂの座屈荷重の比率（以下「座屈荷重比」という。）を表している。

図６は、各寸法Ｌａ，Ｌｂ，ｈａ，ｈｂと座屈荷重比との関係を示す図である。

図６において、ピンフィン本体部５ａの長さｈａは１．５ｍｍと２．０ｍｍの２通りから選択し、ピンフィン本体部５ａの厚さｈｂは０．２ｍｍと０．４ｍｍの２通りから選択し、ピンフィン本体部５ａの長さＬａは７．０ｍｍと８．０ｍｍの２通りから選択し、ピンフィン先端突起部５ｂの長さＬｂは１．５ｍｍと２．０ｍｍの２通りから選択し、全１６通りの組合せに対する座屈荷重比を示している。図６に示すように、各寸法Ｌａ，Ｌｂ，ｈａ，ｈｂの１６通りの組合せに対する座屈荷重比は全て１未満となっている。すなわち、図６に示す１６通りの組合せのいずれを採用した場合でも、式（５）の条件が満たされ、ピンフィン先端突起部５ｂをピンフィン本体部５ａよりも先に座屈させることができる。

ピンフィン５の各寸法Ｌａ，Ｌｂ，ｈａ，ｈｂを式（１）、式（２）及び式（５）（又は式（４））の条件を満たすように設定することにより、ベース３ａに冷却ケース３ｂを組み付けた際に、ピンフィン本体部５ａが変形して冷媒流路３ｃが狭められたり、又はピンフィン５によってベース３ａが押し上げられて冷却ケース３ｂとベース３ａとの接合部に隙間を生じさせることなく、ピンフィン５の先端と冷却ケース３ｂとの底壁面との隙間を無くすことができる。

ここで、ベース３ａを構成する材料（銅、アルミニウム、銅又はアルミニウムを含む合金等）は延性が高いため、ピンフィン先端突起部５ｂが破断する可能性は低いが、ベース３ａを構成する材料は焼鈍されていることが望ましい。図７に、無酸素銅の冷間加工率と機械的特性（日本機械学会，機械工学便覧β２，ｐｐ．９８より引用）を示す。図７において、冷間加工率（％）が小さくなる（完全焼鈍状態に近くなる）ほど、０．２％耐力（降伏応力に相当）が低下し、延び率が上昇することが分かる。すなわち、ベース３ａを構成する材料を焼鈍することにより、ピンフィン先端突起部５ｂを容易に座屈させることができると共に、ピンフィン先端突起部５ｂが破断する可能性を更に低減することができる。

次に、本実施例に係る半導体装置１により達成される効果について、従来技術と比較して説明する。

図８は、従来技術に係る半導体装置の断面図である。

図８において、従来の冷却器３Ｘでは、各ピンフィン５Ｘの先端と冷却ケース３ｂの底壁面との間に約１〜３ｍｍ程度の隙間が生じる。この隙間は、ベース３ａＸに冷却ケース３ｂを組み付ける際に必要なものである。なぜなら、各ピンフィン５Ｘを冷却ケース３ｂ内に収容した状態で、ベース３ａＸと冷却ケース３ｂとをボルト又は溶接によって接合する際に、各ピンフィン５Ｘの先端と冷却ケース３ｂの底壁面とが接触すると、ベース３ａＸと冷却ケース３ｂとの接合部に隙間が生じ、Ｏリング６によるシール性を保証し難くなるためである。そして、冷却ケース３ｂ内には、ピンフィン５Ｘ間を通過する主流ＭＳに加えて、各ピンフィン５Ｘの先端と冷却ケース３ｂの底壁面との隙間を直線的に通過する冷媒の流れ（以下「バイパス流」という。）ＬＳが発生する。ここで、ピンフィン５Ｘ間を通過しないバイパス流ＬＳの流路抵抗は、ピンフィン５Ｘ間を通過する主流ＭＳの流路抵抗よりも小さいため、バイパス流ＬＳが発生することで主流ＭＳの流速が低下し、冷却器３Ｘの冷却性能が低下することとなる。

これに対して、本実施例に係る半導体装置１によれば、図１に示すように、ピンフィン本体部５ａと冷却ケース３ｂの底壁面との間にピンフィン先端突起部を配置したことにより、ピンフィン５間を通過しないバイパス流ＬＳ（図６に示す）の発生を防ぐことができる。これにより、ピンフィン５間を通過して冷却機能を発揮する主流ＭＳの流速低下が抑制されるため、冷却器３の冷却性能を向上させることができる。

また、ピンフィン本体部５ａの間隔ｇを従来のピンフィン５Ｘ（図６に示す）の間隔ｇＸと同等（約１ｍｍ以上）に設定することにより、ピンフィン５の耐目詰まり性を従来と同様に確保することができる。

また、ピンフィン本体部５ａよりも厚さの小さいピンフィン先端突起部５ｂを冷却ケース３ｂの底壁面に押圧して座屈させることにより、ベース３ａと冷却ケース３ｂとの接合部に隙間を生じさせることなくベース３ａと冷却ケース３ｂとを組み付けることができるため、冷却器３のシール性を従来と同様に確保することができる。

また、ピンフィン先端突起部５ｂは、ピンフィン本体部５ａと同一の部材でピンフィン本体部５ａと一体に形成されるため、製造コストの増加を抑えることができる。

本発明の第２の実施例に係る半導体装置ついて、第１の実施例との相違点を中心に説明する。

図９は、本実施例に係るピンフィンの拡大斜視図である。本実施例に係る半導体装置のその他の構成は、第１の実施例に係るものと同様である。

第１の実施例では、図５に示すように、ピンフィン５を円柱形状としたが、本実施例では、図９に示すように、ピンフィン５の側面に抜き勾配を設けている。

以上のように構成した本実施例においても、第１の実施例と同様の効果が得られる。

また、ピンフィン５の側面に抜き勾配を設けたことにより、鍛造等の成形時に金型からの離型が容易になるため、ピンフィン５の加工精度を向上させることができる。

本発明の第３の実施例に係る半導体装置ついて、第１の実施例との相違点を中心に説明する。

図１０は、本実施例に係るピンフィンの拡大斜視図である。本実施例に係る半導体装置のその他の構成は、第１の実施例に係るものと同様である。

第１の実施例では、図５に示すように、ピンフィン本体部５ａの先端面において、複数のピンフィン先端突起部５ｂをそれぞれ薄板形状に形成し、厚さ方向（Ｘ方向）に離間して配置したが、本実施例では、図１０に示すように、ピンフィン本体部５ａの先端面において、複数のピンフィン先端突起部５ｂをそれぞれ厚さｈｂ、幅ｈｂの細長四角柱形状に形成し、厚さ方向（Ｘ方向）及び幅方向（Ｙ方向）に離間して配置している。

以上のように構成した本実施例においても、第１の実施例と同様の効果が得られる。

また、ピンフィン先端突起部５ｂを厚さｈｂ、幅ｈｂの細長四角柱形状に形成したことにより、ピンフィン先端突起部５ｂを厚さ方向（Ｘ方向）に加えて幅方向（Ｙ方向）にも座屈させることが可能となる。これにより、ピンフィン先端突起部５ｂの座屈方向の自由が高くなるため、冷却ケース３ｂへのベース３ａの組付性を向上させることができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。

１，１Ｘ…半導体装置、２…半導体モジュール、２ａ…基板、２ｂ…半導体チップ、３，３Ｘ…冷却器、３ａ，３ａＸ…ベース、３ｂ…冷却ケース、３ｂ１…底壁部、３ｂ２…側壁部、３ｃ…冷媒流路、４…平板部、４ａ…ピンフィン領域、５，５Ｘ…ピンフィン、５ａ…ピンフィン本体部、５ｂ…ピンフィン先端突起部、６…Ｏリング、７ａ…流入孔、７ｂ…流出孔、ｄ…冷媒流路の深さ、ｇ，ｇＸ…ピンフィンの間隔、ｈａ…ピンフィン本体部の厚さ、ｈｂ…ピンフィン先端突起部の厚さ、Ｌａ…ピンフィン本体部の長さ、Ｌｂ…ピンフィン先端突起部の長さ、ＭＳ…主流、ＬＳ…バイパス流。

Claims (3)

1. 基板とこの基板の一方の面に実装された半導体チップとを有する半導体モジュールと、
   前記基板の他方の面に取り付けられ、前記半導体チップを冷却する冷却器とを備え、
   前記冷却器は、前記基板の他方の面に一方の面が接合されたベースと、前記ベースの他方の面に取り付けられ、前記ベースとの間に冷媒流路を形成する冷却ケースとを有し、
   前記ベースは、前記ベースの他方の面に配置された複数のピンフィンを有する半導体装置であって、
   前記複数のピンフィンは、それぞれ、
   前記ベースの他方の面に立設されたピンフィン本体部と、
   前記ピンフィン本体部の先端から長手方向に延びる少なくとも１つのピンフィン先端突起部とを有し、
   前記ピンフィン本体部の長さが前記冷媒流路の深さよりも小さく、前記ピンフィン本体部の長さと前記複数のピンフィン先端突起部の長さとの合計が前記冷媒流路の深さよりも大きくなるように形成された
   ことを特徴とする半導体装置。
2. 請求項１に記載の半導体装置であって、
   前記複数のピンフィンは、それぞれ、前記ピンフィン本体部の長さをＬａ、前記ピンフィン本体部の厚さをｈａ、前記複数のピンフィン先端突起部の長さをＬｂ、前記複数のピンフィン先端突起部の厚さをｈｂとおいたとき、
   （ｈａ^３／Ｌａ^２）＞（ｈｂ^３／Ｌｂ^２）
   の関係を満たすように形成された
   ことを特徴とする半導体装置。
3. 請求項１に記載の半導体装置であって、
   前記ベースは、焼鈍された、銅、アルミニウム、銅又はアルミニウムを含む合金のいずれかで構成されている
   ことを特徴とする半導体装置。

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