JP2023064901A

JP2023064901A - 半導体装置

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Publication number: JP2023064901A
Application number: JP2021175339A
Authority: JP
Inventors: 寛晴岡; Hiroharu Oka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-10-27
Filing date: 2021-10-27
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2041-10-27
Also published as: JP7237434B1; CN116031223A

Abstract

【課題】モジュール実装部材と固定部材との間から冷却媒体が漏れ出ることを抑制することができる半導体装置を得る。【解決手段】この半導体装置は、半導体モジュール１と冷却器２とを備え、冷却器２は、モジュール実装部材２０１と固定部材２０２とを有し、モジュール実装部材２０１は、冷却部２０５と冷却フィン２０６とを有し、冷却部２０５と固定部材２０２との間には、冷却冷媒が流れる流路２０７が形成されており、冷却部２０５は、冷却本体部２０８と周縁部２０９とを有し、周縁部２０９は、固定部材２０２に固定されており、周縁部２０９は、厚肉部２２１となっており、冷却部２０５の厚さ方向における厚肉部２２１の寸法Ｔ１は、冷却部２０５の厚さ方向における冷却本体部２０８の寸法Ｔ２よりも大きくなっている。【選択図】図２

Description

本開示は、半導体装置に関する。

従来、半導体モジュールと、半導体モジュールを冷却する冷却器とを備えている半導体装置が知られている。冷却器は、半導体モジュールが実装されているモジュール実装部材と、モジュール実装部材が固定されている固定部材とを有している。モジュール実装部材と固定部材との間には、冷却媒体が流れる流路が形成されている。モジュール実装部材は、締付具によって固定部材に固定されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６８８４２４１号公報

しかしながら、モジュール実装部材と固定部材との間に形成された流路を流れる冷却媒体の圧力が増加した場合には、モジュール実装部材に変形が生じて、モジュール実装部材と固定部材との間から冷却媒体が漏れ出てしまうおそれがあるという課題があった。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モジュール実装部材と固定部材との間から冷却媒体が漏れ出ることを抑制することができる半導体装置を提供するものである。

本開示に係る半導体装置は、半導体モジュールと、半導体モジュールを冷却する冷却器と、を備え、冷却器は、半導体モジュールが実装されているモジュール実装部材と、モジュール実装部材が固定されている固定部材とを有し、モジュール実装部材は、板形状の冷却部と、冷却部に設けられている冷却フィンとを有し、冷却部と固定部材との間には、冷却冷媒が流れる流路が形成されており、冷却部は、冷却本体部と、冷却本体部を囲む周縁部とを有し、冷却本体部には、流路に面している冷却面と、冷却本体部の厚さ方向において冷却面とは反対側に設けられている実装面とが形成されており、半導体モジュールは、実装面に実装されており、冷却フィンは、冷却面に設けられており、周縁部は、固定部材に固定されており、周縁部の少なくとも一部は、厚肉部となっており、冷却部の厚さ方向における厚肉部の寸法は、冷却部の厚さ方向における冷却本体部の寸法よりも大きくなっている。

本開示に係る半導体装置によれば、モジュール実装部材と固定部材との間から冷却媒体が漏れ出ることを抑制することができる。

実施の形態１に係る半導体装置を示す平面図である。図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った矢視断面図である。図２の冷却器および半導体モジュールを示す拡大図である。比較例の半導体装置を示す断面図である。実施の形態２に係る半導体装置を示す平面図である。図５のＶＩ－ＶＩ線に沿った矢視断面図である。実施の形態３に係る半導体装置を示す平面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る半導体装置を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った矢視断面図である。実施の形態１に係る半導体装置は、３つの半導体モジュール１と、３つの半導体モジュール１のそれぞれを冷却する冷却器２とを備えている。実施の形態１に係る半導体装置は、例えば、電動化車両に設けられる。実施の形態１に係る半導体装置が設けられる電動化車両としては、例えば、ハイブリッド自動車または電気自動車が挙げられる。

冷却器２は、モジュール実装部材２０１と、固定部材２０２と、シール部材２０３と、複数の締付具２０４とを有している。モジュール実装部材２０１には、３つの半導体モジュール１のそれぞれが実装されている。固定部材２０２には、モジュール実装部材２０１が固定されている。シール部材２０３は、モジュール実装部材２０１と固定部材２０２との間に設けられている。モジュール実装部材２０１は、複数の締付具２０４によって固定部材２０２に固定されている。

モジュール実装部材２０１は、板形状の冷却部２０５と、冷却部２０５に設けられている複数の冷却フィン２０６とを有している。冷却部２０５と固定部材２０２との間には、冷却冷媒が流れる流路２０７が形成されている。流路２０７を流れる冷却冷媒によって、モジュール実装部材２０１が冷却される。モジュール実装部材２０１が冷却されることによって、半導体モジュール１が冷却される。したがって、モジュール実装部材２０１は、半導体モジュール１に発生した熱を冷却媒体に伝達するヒートシンクの機能を有している。

冷却部２０５は、冷却本体部２０８と、冷却本体部２０８を囲む周縁部２０９とを有している。冷却本体部２０８には、流路２０７に面している冷却面２１０と、冷却本体部２０８の厚さ方向において冷却面２１０とは反対側に設けられている実装面２１１とが形成されている。

冷却部２０５の厚さ方向に見た場合に、冷却本体部２０８の外形は、長方形となっている。冷却部２０５の厚さ方向に見た場合に、冷却本体部２０８の長手方向を第１方向Ｄ１とする。冷却部２０５の厚さ方向に見た場合に、第１方向Ｄ１に直交する方向を第２方向Ｄ２とする。

３つの半導体モジュール１は、実装面２１１に実装されている。これにより、モジュール実装部材２０１は、固定部材２０２と３つの半導体モジュール１との間に配置されている。複数の冷却フィン２０６は、冷却面２１０に設けられている。複数の冷却フィン２０６は、流路２０７に配置されている。

実装面２１１は、冷却部２０５の厚さ方向に直交する平面に沿って配置されている。３つの半導体モジュール１が並んだ方向は、第１方向Ｄ１と一致している。言い換えれば、３つの半導体モジュール１は、冷却本体部２０８の長手方向に一列に並んで配置されている。

冷却部２０５の厚さ方向に見た場合に、周縁部２０９は、固定部材２０２に重ねられている。周縁部２０９は、複数の締付具２０４によって固定部材２０２に固定されている。

シール部材２０３は、周縁部２０９と固定部材２０２との間の隙間を塞いでいる。シール部材２０３が周縁部２０９と固定部材２０２との間の隙間を塞ぐことによって、流路２０７を流れる冷却媒体がモジュール実装部材２０１と固定部材２０２との間から漏れ出ることが抑制されている。

モジュール実装部材２０１は、金属から構成されている。モジュール実装部材２０１を構成する金属としては、例えば、アルミニウム、鉄または銅が挙げられる。

固定部材２０２は、金属から構成されている。固定部材２０２を構成する金属としては、例えば、アルミニウム、鉄または銅が挙げられる。

締付具２０４としては、例えば、ねじが挙げられる。

シール部材２０３は、弾性体から構成されている。シール部材２０３を構成する弾性体としては、例えば、ゴムが挙げられる。なお、シール部材２０３は、弾性体に限らず、例えば、液体シール材であってもよい。

半導体モジュール１は、電力変換を行う。半導体モジュール１は、入力端子および出力端子を有している。半導体モジュール１は、図示しないバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換し、変換された交流電流を出力する。

固定部材２０２は、支持板２１２と、下板２１３と、第１パイプ２１４と、第２パイプ２１５とを有している。

支持板２１２には、第１パイプ２１４が挿入された第１穴２１６と、第２パイプ２１５が挿入された第２穴２１７とが形成されている。第１パイプ２１４は、支持板２１２に固定されている。第２パイプ２１５は、支持板２１２に固定されている。冷却冷媒は、第１パイプ２１４を通ることによって流路２０７の中に入り、第２パイプ２１５を通ることによって流路２０７の外に出る。

下板２１３は、支持板２１２とモジュール実装部材２０１との間に配置されている。下板２１３は、支持板２１２に固定されている。下板２１３の形状は、板形状となっている。下板２１３には、貫通孔２１８が形成されている。貫通孔２１８は、下板２１３の厚さ方向に下板２１３を貫通している。

下板２１３は、モジュール実装部材２０１の周縁部２０９に対向している。下板２１３には、周縁部２０９に対向する固定面２１９が形成されている。固定面２１９には、シール部材２０３が挿入されたシール溝２２０が形成されている。下板２１３の厚さ方向に見た場合に、シール溝２２０およびシール部材２０３は、貫通孔２１８を囲むように形成されている。シール部材２０３が周縁部２０９に接触した状態で、下板２１３と周縁部２０９との間の隙間をシール部材２０３が塞いでいる。

モジュール実装部材２０１は、貫通孔２１８を塞いでいる。下板２１３の固定面２１９には、モジュール実装部材２０１の周縁部２０９が接触している。

冷却部２０５の厚さ方向に見た場合に、貫通孔２１８は、第１方向Ｄ１に延びた長穴となっている。また、冷却部２０５の厚さ方向に見た場合に、３つの半導体モジュール１は、貫通孔２１８の内側に配置されている。

半導体モジュール１が実装面２１１に固定されることによって、半導体モジュール１が冷却本体部２０８に固定されている。半導体モジュール１を実装面２１１に固定する方法としては、例えば、接着剤またはロウ付けによって固定する方法が挙げられる。なお、半導体モジュール１を冷却本体部２０８に固定する方法としては、半導体モジュール１を冷却本体部２０８に押し付ける押付部材と、押付部材を冷却本体部２０８に固定する締付具とによって半導体モジュール１を冷却本体部２０８に固定する方法であってもよい。

それぞれの冷却フィン２０６は、冷却本体部２０８の厚さ方向に冷却本体部２０８の冷却面２１０から突出している。それぞれの冷却フィン２０６の先端部は、下板２１３の貫通孔２１８に挿入されている。それぞれの冷却フィン２０６の形状は、円柱形状となっている。

冷却部２０５の厚さ方向に見た場合に、周縁部２０９は、固定部材２０２の下板２１３に重ねられている。冷却部２０５の厚さ方向に見た場合に、周縁部２０９は、実装面２１１を囲うように配置されている。

周縁部２０９は、複数の締付具２０４によって下板２１３に固定されている。冷却部２０５の厚さ方向に見た場合に、シール溝２２０およびシール部材２０３は、複数の締付具２０４よりも貫通孔２１８の近くに配置されている。なお、周縁部２０９が接着または溶着によって下板２１３に固定されている構成であってもよい。この場合には、締付具２０４が不要となる。また、周縁部２０９を下板２１３に固定する方法としては、周縁部２０９を下板２１３に押し付ける押付部材と、押付部材を下板２１３に固定する締付具とによって周縁部２０９を下板２１３に固定する方法であってもよい。

冷却部２０５および冷却フィン２０６は、互いに一体に形成されている。言い換えれば、モジュール実装部材２０１は、同一の材料から構成されており、分解不可能に一体に形成された単一部材である。

押出成形によって板形状の中間材を製造し、その後、実装面２１１が形成されるように中間材を切削することによって、冷却部２０５が製造される。なお、冷却部２０５は、鍛造成形によって製造されてもよい。鍛造成形の場合には、押出成形の場合と比較して、切削する工程を削除することができる。したがって、この場合には、冷却部２０５の製造工程を簡略することができる。

図３は、図２の半導体モジュール１、モジュール実装部材２０１および締付具２０４を示す拡大図である。周縁部２０９の全体は、厚肉部２２１となっている。冷却部２０５の厚さ方向における厚肉部２２１の寸法、すなわち、厚肉部２２１の厚みをＴ１とする。冷却部２０５の厚さ方向における冷却本体部２０８の寸法、すなわち、冷却本体部２０８の厚みをＴ２とする。厚肉部２２１の厚みＴ１は、冷却本体部２０８の厚みＴ２よりも大きくなっている。

図２に示すように、厚肉部２２１における固定部材２０２に対向する面は、冷却本体部２０８における冷却面２１０と面一となっている。

厚肉部２２１は、冷却部２０５の厚さ方向に実装面２１１よりも半導体モジュール１側に突出している。厚肉部２２１が実装面２１１よりも半導体モジュール１側に突出することによって、厚肉部２２１の厚みＴ１は、冷却本体部２０８の厚みＴ２よりも大きくなっている。

図４は、比較例の半導体装置を示す断面図である。比較例の半導体装置は、半導体モジュール１Ａと、半導体モジュール１Ａを冷却する冷却器２Ａとを備えている。冷却器２Ａは、モジュール実装部材２０１Ａと、固定部材２０２Ａと、シール部材２０３Ａと、複数の締付具２０４Ａとを有している。比較例の半導体装置の構成は、モジュール実装部材２０１Ａを除いて、実施の形態１に係る半導体装置の構成と同様である。

モジュール実装部材２０１Ａは、板形状の冷却部２０５Ａと、冷却部２０５Ａに設けられている冷却フィン２０６Ａとを有している。冷却部２０５Ａと固定部材２０２Ａとの間には、冷却冷媒が流れる流路２０７Ａが形成されている。冷却部２０５Ａは、冷却本体部２０８Ａと、冷却本体部２０８Ａを囲む周縁部２０９Ａとを有している。

冷却部２０５Ａの厚さ方向における周縁部２０９Ａの寸法、すなわち、周縁部２０９Ａの厚みは、冷却部２０５Ａの厚さ方向における冷却本体部２０８Ａの寸法、すなわち、冷却本体部２０８Ａの厚みと同一となっている。言い換えれば、周縁部２０９Ａは、厚肉部となっていない。

比較例の半導体装置において、冷却本体部２０８Ａの厚みおよび周縁部２０９Ａの厚みのそれぞれの寸法を大きくことによって、モジュール実装部材２０１Ａの剛性を高くすることができる。モジュール実装部材２０１Ａの剛性が高くなることによって、流路２０７Ａを流れる冷却冷媒の圧力が増加した場合であっても、モジュール実装部材２０１Ａの変形が抑制される。これにより、モジュール実装部材２０１Ａと固定部材２０２Ａとの間から冷却冷媒が漏れ出ることを抑制することができる。

しかしながら、冷却本体部２０８Ａの厚みを大きくすることによって、冷却器２Ａにおける冷却媒体と半導体モジュール１Ａとの間の熱抵抗が大きくなってしまう。これにより、冷却器２Ａによる半導体モジュール１Ａの冷却性能が低下してしまう。

一方、実施の形態１に係る半導体装置では、図３に示すように、周縁部２０９は、厚肉部２２１となっている。厚肉部２２１の厚みＴ１は、冷却本体部２０８の厚みＴ２よりも大きくなっている。これにより、冷却本体部２０８の厚みを大きくすることなく、モジュール実装部材２０１の剛性を高くすることができる。したがって、冷却器２による半導体モジュール１の冷却性能を低下させることなく、モジュール実装部材２０１と固定部材２０２との間から冷却冷媒が漏れ出ることを抑制することができる。

以上説明したように、実施の形態１に係る半導体装置は、半導体モジュール１と、半導体モジュール１を冷却する冷却器２とを備えている。冷却器２は、半導体モジュール１が実装されているモジュール実装部材２０１と、モジュール実装部材２０１が固定されている固定部材２０２とを有している。モジュール実装部材２０１は、板形状の冷却部２０５と、冷却部２０５に設けられている冷却フィン２０６とを有している。冷却部２０５と固定部材２０２との間には、冷却冷媒が流れる流路２０７が形成されている。冷却部２０５は、冷却本体部２０８と、冷却本体部２０８を囲む周縁部２０９とを有している。周縁部２０９は、固定部材２０２に固定されており、周縁部２０９は、厚肉部２２１となっている。厚肉部２２１の厚みＴ１は、冷却本体部２０８の厚みＴ２よりも大きくなっている。

この構成によれば、冷却器２による半導体モジュール１の冷却性能を低下させることなく、モジュール実装部材２０１の剛性を高くすることができる。その結果、冷却器２による半導体モジュール１の冷却性能を低下させることなく、モジュール実装部材２０１と固定部材２０２との間から冷却媒体が漏れ出ることを抑制することができる。

また、モジュール実装部材２０１の剛性が高くなることによって、流路２０７を流れる冷却冷媒の圧力によるモジュール実装部材２０１の変形が抑制される。これにより、モジュール実装部材２０１に設けられている半導体モジュール１の位置の変動が抑制される。半導体モジュール１は、図示しない制御基板に電気的に接続される接続端子を有している。制御基板に対する半導体モジュール１の位置が変動した場合には、半導体モジュール１の接続端子に応力が作用する。半導体モジュール１の接続端子への応力の作用が繰り返されることによって、半導体モジュール１の接続端子と制御基板との間の電気的な接続が切断されるおそれがある。従来は、半導体モジュールの接続端子と制御基板との間の電気的な接続が切断を抑制するために、半導体モジュールの接続端子の長さを大きくして、半導体モジュールの接続端子に作用する応力を低減させていた。一方、実施の形態１に係る半導体装置では、半導体モジュール１の位置の変動が抑制されている。これにより、半導体モジュール１の接続端子に作用する応力を低減させることができるとともに、接続端子の長さを小さくすることができる。

モジュール実装部材２０１において第１方向Ｄ１の中央部分に近づくにつれて、流路２０７を流れる冷却媒体の圧力によるモジュール実装部材２０１の変形が大きくなる。従来は、モジュール実装部材における第１方向Ｄ１の中央部分を避けて半導体モジュールの接続端子を配置することによって、半導体モジュールの接続端子に作用する応力を低減させていた。また、従来は、モジュール実装部材における第１方向Ｄ１の中央部分に半導体モジュールの接続端子を配置する場合には、半導体モジュールの接続端子の長さを大きくすることによって、半導体モジュール１の接続端子に作用する応力を低減させていた。一方、実施の形態１に係る半導体装置では、半導体モジュール１の位置の変動が抑制されている。これにより、半導体モジュール１の接続端子の長さを大きくすることなく、モジュール実装部材２０１における第１方向Ｄ１の中央部分に半導体モジュール１の接続端子を配置することができる。

また、モジュール実装部材２０１の剛性が高くなることによって、モジュール実装部材２０１と固定部材２０２との間に形成された流路２０７における流路断面積の変動が抑制される。これにより、モジュール実装部材２０１による半導体モジュール１の冷却性能を安定させることができる。

モジュール実装部材２０１による半導体モジュール１の冷却性能の変動を抑制するために、モジュール実装部材２０１と半導体モジュール１との間の熱抵抗を小さくすることが考えられる。従来は、モジュール実装部材の実装面の表面粗さが小さくなるようにモジュール実装部材の実装面を形成することによって、モジュール実装部材２０１による半導体モジュール１の冷却性能の変動を抑制していた。一方、実施の形態１に係る半導体装置では、モジュール実装部材２０１による半導体モジュール１の冷却性能が安定する。これにより、モジュール実装部材２０１の実装面２１１の表面粗さを小さくする必要がなくなる。

また、実施の形態１に係る半導体装置は、周縁部２０９と固定部材２０２との間の隙間を塞ぐシール部材２０３を備えている。シール部材２０３は、厚肉部２２１と固定部材２０２との間に配置されている。この構成によれば、モジュール実装部材２０１の剛性をさらに高くすることができる。その結果、モジュール実装部材２０１と固定部材２０２との間から冷却媒体が漏れ出ることをさらに確実に抑制することができる。また、周縁部２０９におけるシール部材２０３に接触している部分の剛性を高くすることができる。これにより、周縁部２０９がシール部材２０３から離れることを抑制することができる。

また、実施の形態１に係る半導体装置では、半導体モジュール１は、接着剤によって実装面２１１に接着されている。この構成によれば、モジュール実装部材２０１から半導体モジュール１が外れることを抑制することができる。なお、半導体モジュール１が接着剤によって実装面２１１に固定されることによって、モジュール実装部材２０１から半導体モジュール１に応力が作用しやすくなる。しかしながら、実施の形態１に係る半導体装置では、モジュール実装部材２０１の剛性が高くなることによって、モジュール実装部材２０１から半導体モジュール１に作用する応力を低減させることができる。これにより、実装面２１１と半導体モジュール１との間の固定の劣化を抑制することができる。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る半導体装置を示す平面図である。図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線に沿った矢視断面図である。実施の形態２に係る半導体装置では、冷却部２０５の厚さ方向に見た場合に、冷却部２０５における第２方向Ｄ２の両端部のそれぞれに配置された周縁部２０９の部分を長辺部２２２とする。したがって、長辺部２２２は、周縁部２０９の一部である。

長辺部２２２の全体は、厚肉部２２３となっている。冷却部２０５の厚さ方向における厚肉部２２３の寸法、すなわち、厚肉部２２３の厚みＴ１は、冷却本体部２０８の厚みＴ２よりも大きい。したがって、長辺部２２２の厚みＴ１は、冷却本体部２０８の厚みＴ２よりも大きい。

周縁部２０９における長辺部２２２を除いた部分の厚みは、冷却本体部２０８の厚みＴ２と一致している。

冷却部２０５は、押出成形によって製造される。なお、冷却部２０５は、鍛造成形によって製造されてもよい。押出成形および鍛造成形の何れを用いた場合であっても、切削する工程がなく、冷却部２０５を一度の加工で製造することができる。

実施の形態２に係る半導体装置におけるその他の構成は、実施の形態１に係る半導体装置の構成と同様である。

以上説明したように、実施の形態２に係る半導体装置では、冷却部２０５の厚さ方向に見た場合に、冷却部２０５における第２方向Ｄ２の両端部のそれぞれに長辺部２２２が配置されている。長辺部２２２の全体は、厚肉部２２３となっている。厚肉部２２３の厚みＴ１は、冷却本体部２０８の厚みＴ２よりも大きくなっている。この構成によれば、モジュール実装部材２０１における第１方向Ｄ１の中央部分の変形に対する剛性を高くすることができる。これにより、モジュール実装部材２０１と固定部材２０２との間から冷却媒体が漏れ出ることを抑制することができる。

また、実施の形態２に係る半導体装置では、シール部材２０３の一部は、厚肉部２２３と固定部材２０２との間に配置されている。この構成によれば、モジュール実装部材２０１における第１方向Ｄ１の中央部分の変形に対する剛性をさらに高くすることができる。その結果、モジュール実装部材２０１と固定部材２０２との間から冷却媒体が漏れ出ることをさらに確実に抑制することができる。また、長辺部２２２におけるシール部材２０３に接触している部分の剛性を高くすることができる。これにより、長辺部２２２がシール部材２０３から離れることを抑制することができる。

実施の形態３．
図７は、実施の形態３に係る半導体装置を示す平面図である。実施の形態３に係る半導体装置では、長辺部２２２の一部が厚肉部２２４となっている。冷却部２０５の厚さ方向における厚肉部２２４の寸法、すなわち、厚肉部２２４の厚みＴ１は、冷却本体部２０８の厚みＴ２よりも大きい。したがって、長辺部２２２の一部の厚みＴ１は、冷却本体部２０８の厚みＴ２よりも大きい。

周縁部２０９における厚肉部２２４を除いた部分の厚みは、冷却本体部２０８の厚みＴ２と一致している。

厚肉部２２４は、長辺部２２２における第１方向Ｄ１の中間部分に配置されている。モジュール実装部材２０１は、第１方向Ｄ１に延びるように形成されている。したがって、モジュール実装部材２０１における第１方向Ｄ１の中央部分において変形が生じやすい。厚肉部２２４が長辺部２２２における第１方向Ｄ１の中間部分に配置されていることによって、モジュール実装部材２０１における第１方向Ｄ１の中央部分の変形に対する剛性が高くなっている。

冷却部２０５は、押出成形によって板形状の中間材を製造し、その後、長辺部２２２の一部に厚肉部２２３を残すように中間材を切削することによって、製造される。なお、冷却部２０５は、鍛造成形によって製造されてもよい。

実施の形態３に係る半導体装置におけるその他の構成は、実施の形態２に係る半導体装置の構成と同様である。

以上説明したように、実施の形態３に係る半導体装置では、長辺部２２２の一部が厚肉部２２４となっている。厚肉部２２４は、長辺部２２２における第１方向Ｄ１の中間部分に配置されている。この構成によれば、モジュール実装部材２０１における第１方向Ｄ１の中央部分の変形に対する剛性が高くなる。これにより、モジュール実装部材２０１と固定部材２０２との間から冷却媒体が漏れ出ることを抑制することができる。

また、実施の形態３に係る半導体装置では、シール部材２０３の一部は、厚肉部２２４と固定部材２０２との間に配置されている。この構成によれば、モジュール実装部材２０１における第１方向Ｄ１の中央部分の変形に対する剛性をさらに高くすることができる。その結果、モジュール実装部材２０１と固定部材２０２との間から冷却媒体が漏れ出ることをさらに確実に抑制することができる。また、長辺部２２２におけるシール部材２０３に接触している部分の剛性を高くすることができる。これにより、長辺部２２２がシール部材２０３から離れることを抑制することができる。

１半導体モジュール、２冷却器、２０１モジュール実装部材、２０２固定部材、２０３シール部材、２０４締付具、２０５冷却部、２０６冷却フィン、２０７流路、２０８冷却本体部、２０９周縁部、２１０冷却面、２１１実装面、２１２支持板、２１３下板、２１４第１パイプ、２１５第２パイプ、２１６第１穴、２１７第２穴、２１８貫通孔、２１９固定面、２２０シール溝、２２１厚肉部、２２２長辺部、２２３厚肉部、２２４厚肉部。

本開示に係る半導体装置は、半導体モジュールと、半導体モジュールを冷却する冷却器と、を備え、冷却器は、半導体モジュールが実装されているモジュール実装部材と、モジュール実装部材が固定されている固定部材とを有し、モジュール実装部材は、板形状の冷却部と、冷却部に設けられている冷却フィンとを有し、冷却部と固定部材との間には、冷却冷媒が流れる流路が形成されており、冷却部は、冷却本体部と、冷却本体部を囲む周縁部とを有し、冷却本体部には、流路に面している冷却面と、冷却本体部の厚さ方向において冷却面とは反対側に設けられている実装面とが形成されており、半導体モジュールは、実装面に実装されており、冷却フィンは、冷却面に設けられており、周縁部は、固定部材に固定されており、冷却部の厚さ方向に見た場合に、冷却本体部の外形は、長方形となっており、冷却部の厚さ方向に見た場合に、冷却本体部の長手方向を第１方向とし、第１方向に直交する方向を第２方向とし、冷却部における第２方向の両端部のそれぞれに配置された周縁部の部分を長辺部とし、周縁部における長辺部のみが厚肉部となっており、冷却部の厚さ方向における厚肉部の寸法は、冷却部の厚さ方向における冷却本体部の寸法よりも大きくなっている。

Claims

半導体モジュールと、
前記半導体モジュールを冷却する冷却器と、
を備え、
前記冷却器は、前記半導体モジュールが実装されているモジュール実装部材と、前記モジュール実装部材が固定されている固定部材とを有し、
前記モジュール実装部材は、板形状の冷却部と、前記冷却部に設けられている冷却フィンとを有し、
前記冷却部と前記固定部材との間には、冷却冷媒が流れる流路が形成されており、
前記冷却部は、冷却本体部と、前記冷却本体部を囲む周縁部とを有し、
前記冷却本体部には、前記流路に面している冷却面と、前記冷却本体部の厚さ方向において前記冷却面とは反対側に設けられている実装面とが形成されており、
前記半導体モジュールは、前記実装面に実装されており、
前記冷却フィンは、前記冷却面に設けられており、
前記周縁部は、前記固定部材に固定されており、
前記周縁部の少なくとも一部は、厚肉部となっており、
前記冷却部の厚さ方向における前記厚肉部の寸法は、前記冷却部の厚さ方向における前記冷却本体部の寸法よりも大きくなっている半導体装置。
前記周縁部は、接着または溶着によって前記固定部材に固定されている請求項１に記載の半導体装置。
前記冷却器は、前記周縁部と前記固定部材との間の隙間を塞ぐシール部材を有しており、
前記シール部材の少なくとも一部は、前記厚肉部と前記固定部材との間に配置されている請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
前記半導体モジュールは、接着剤またはロウ付けによって前記実装面に固定されている請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の半導体装置。