JP2023109210A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023109210A JP2023109210A JP2022010592A JP2022010592A JP2023109210A JP 2023109210 A JP2023109210 A JP 2023109210A JP 2022010592 A JP2022010592 A JP 2022010592A JP 2022010592 A JP2022010592 A JP 2022010592A JP 2023109210 A JP2023109210 A JP 2023109210A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- semiconductor modules
- radiator
- heat
- modules
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 216
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 54
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 29
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 28
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 16
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 13
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical group [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
- H01L23/3677—Wire-like or pin-like cooling fins or heat sinks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
- H01L23/3672—Foil-like cooling fins or heat sinks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
- H01L23/467—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing gases, e.g. air
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
- H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
【課題】生産性の悪化を抑制しつつ、半導体装置内の温度むらを抑制す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、一方面側に放熱フィン１１を有する放熱器１２と、放熱器１２の他方面側に配置された複数の半導体モジュール１，２，３と、複数の半導体モジュール１，２，３と放熱器１２との間にそれぞれ設けられた複数の放熱材２１，２２，２１とを備え、複数の放熱材２１，２２，２１のうち、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールと放熱器１２との間に設けられた放熱材の厚みは、それ以外の放熱材の厚みよりも薄い。【選択図】図１
Description
本開示は、半導体装置に関するものである。
複数の半導体素子を備える半導体装置は、半導体素子がスイッチング動作することで損失が発生し高温になる。高温になる半導体装置を冷却するために、半導体装置には放熱器が取り付けられる。
例えば、特許文献１には、複数のフィンと、複数のフィンが設けられる第１端面および第１端面側とは反対側の第２端面を有するフィンベースと、第２端面に設けられる第１半導体モジュールと、第２端面に設けられ、第１半導体モジュールよりも第２端面の風上側の第１領域に設けられる第２半導体モジュールとを備える半導体装置が開示されている。
特許文献１に記載の技術では、複数の半導体モジュール間の温度むらの上昇を抑制するために、第１熱伝導率を有する第１熱伝導部材が第２端面と第１半導体モジュールとの間に設けられ、第１熱伝導率より低い第２熱伝導率を有する第２熱伝導部材が第２端面と第２半導体モジュールとの間に設けられている。
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、異なる材質の熱伝導部材が採用されるため、半導体装置の組立の際に段取り替え等が発生し生産性の悪化が懸念される。
そこで、本開示は、生産性の悪化を抑制しつつ、半導体装置内の温度むらを抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
本開示に係る半導体装置は、一方面側に放熱部を有する放熱器と、前記放熱器の他方面側に配置された複数の半導体モジュールと、複数の前記半導体モジュールと前記放熱器との間にそれぞれ設けられた複数の放熱材とを備え、複数の前記放熱材のうち、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールと前記放熱器との間に設けられた前記放熱材の厚みは、それ以外の前記放熱材の厚みよりも薄いものである。
本開示によれば、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールの温度上昇を抑えることで、半導体装置内の温度むらを抑制することができる。また、異なる材質の放熱材を設ける必要がないため、生産性の悪化を抑制することができる。以上より、生産性の悪化を抑制しつつ、半導体装置内の温度むらを抑制することができる。
＜実施の形態１＞
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断面図である。図２は、実施の形態１に係る半導体装置の平面図である。
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断面図である。図２は、実施の形態１に係る半導体装置の平面図である。
図１と図２に示すように、半導体装置は、放熱器１２と、複数の半導体モジュール１，２，３と、複数の放熱材２１，２２，２１とを備えている。
放熱器１２は、フィンベース１０と、放熱部としての複数の放熱フィン１１とを備えている。フィンベース１０は、板状に形成され、フィンベース１０の一方面側（下面側）には複数の放熱フィン１１が設けられている。フィンベース１０の他方面側（上面側）には、複数の半導体モジュール１，２，３が配置されている。また、放熱器１２には、複数の放熱フィン１１に向けて冷却風を発生させるファン（図示しない）が取り付けられている。実施の形態１では、３つの半導体モジュール１，２，３が放熱器１２に取り付けられる場合について説明する。
３つの半導体モジュール１，２，３と放熱器１２との間には、それぞれ３つの放熱材２１，２２，２１が設けられている。３つの放熱材２１，２２，２１は、半導体装置の放熱性を向上させるために設けられ、これらの熱伝導率は同一である。つまり、放熱材２１，２２，２１の材質は同一である。
３つの半導体モジュール１，２，３は、放熱器１２を流れる冷却風の方向と交差する方向に直線状に配置されている。より具体的には、３つの半導体モジュール１，２，３は、冷却風の方向と直交する方向に直線状に配置されている。
直線状に配置された半導体モジュール１，２，３の中央側に配置されている半導体モジュール２は半導体モジュール１，３に囲まれているため、温度上昇が起こりやすい。そのため、温度上昇が起こりやすい半導体モジュール２と放熱器１２との間に設けられた放熱材２２の厚みは、それ以外の放熱材２１の厚みよりも薄く形成されている。
なお、図１では、放熱材２１と放熱材２２との厚みの差が分かりやすくなるように示されているが、実際の厚みの差は数十μｍ程度の差であり肉眼では確認できない。半導体モジュール１と放熱器１２との間に設けられた放熱材２１と、半導体モジュール３と放熱器１２との間に設けられた放熱材２１の厚みは同一である。また、３つの半導体モジュール１，２，３の外形サイズは同一でなくてもよいし、各半導体モジュール１，２，３のチップサイズについても同一でなくてもよい。
ここで、放熱材の厚みが同一とは、完全に同じである場合だけではなく製造誤差などにより多少の違いがある場合も含むものとする。
次に、半導体装置の回路構成について説明する。図３は、実施の形態１に係る半導体装置の回路図である。図３に示すように、スイッチング素子７と逆並列に接続されたダイオード８とが直列接続されたものを１相とし、１相が３つ並列接続されることで３相を構成している。
スイッチング素子７としてＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴ等が採用される。動作の説明については省略するが、スイッチング素子７のスイッチ動作により発生するスイッチング素子７とダイオード８の発生損失から熱が発生する。発生した熱は半導体モジュール１，２，３からそれぞれ放熱材２１，２２，２１を介して放熱器１２に伝達され、半導体モジュール１，２，３の温度上昇が抑制される。
この際、半導体モジュール１，２，３から発生する熱の干渉により半導体モジュール１，２，３の位置関係によって温度ばらつきが発生する。図２に示すように、半導体モジュール１，２，３の中央側に配置されている半導体モジュール２は半導体モジュール１，３に囲まれているため、温度上昇が起こりやすい。温度ばらつきの発生により特定の半導体モジュール２の温度が高くなることで、半導体モジュール２の寿命が想定よりも短くなるという問題がある。
半導体モジュール１，２，３から放熱器１２への熱の伝わりやすさは熱抵抗という指標で示され、熱抵抗は放熱材２１，２２，２１の熱伝導率と長さ、放熱器１２と接触する断面積を用いて次の式で表される。ここで、放熱材２１，２２，２１の長さは放熱材２１，２２，２１の厚みと同義である。
半導体モジュール１，２，３と放熱器１２との間の温度差ΔＴは、発生損失Ｐと熱抵抗を用いて次の式で表される。
放熱材２１，２２，２１の長さのみを変更する場合、放熱材２１，２２，２１の長さ（厚み）を小さくすることで、半導体モジュール１，２，３と放熱器１２との間の温度差ΔＴが小さくなり、半導体モジュール１，２，３の温度上昇を抑制することができる。
本実施の形態１では、半導体モジュール２と放熱器１２との間に設けられた放熱材２２の厚みを、それ以外の放熱材２１の厚みよりも薄くし、半導体モジュール２から放熱器１２への熱伝導性を向上させることで、半導体モジュール２での温度上昇をさらに抑制することができる。
＜効果＞
以上のように、実施の形態１に係る半導体装置は、一方面側に放熱フィン１１を有する放熱器１２と、放熱器１２の他方面側に配置された複数の半導体モジュール１，２，３と、複数の半導体モジュール１，２，３と放熱器１２との間にそれぞれ設けられた複数の放熱材２１，２２，２１とを備え、複数の放熱材２１，２２，２１のうち、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールと放熱器１２との間に設けられた放熱材の厚みは、それ以外の放熱材の厚みよりも薄い。
以上のように、実施の形態１に係る半導体装置は、一方面側に放熱フィン１１を有する放熱器１２と、放熱器１２の他方面側に配置された複数の半導体モジュール１，２，３と、複数の半導体モジュール１，２，３と放熱器１２との間にそれぞれ設けられた複数の放熱材２１，２２，２１とを備え、複数の放熱材２１，２２，２１のうち、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールと放熱器１２との間に設けられた放熱材の厚みは、それ以外の放熱材の厚みよりも薄い。
したがって、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールの温度上昇を抑えることで、半導体装置内の温度むらを抑制することができる。また、異なる材質の放熱材を設ける必要がないため、生産性の悪化を抑制することができる。以上より、生産性の悪化を抑制しつつ、半導体装置内の温度むらを抑制することができる。
また、複数の半導体モジュール１，２，３は、放熱器１２を流れる冷却風の方向と交差する方向に直線状に配置され、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールは、直線状の中央側に配置されている半導体モジュール２である。
したがって、半導体モジュール２に対して熱干渉による温度上昇があっても、半導体モジュール１，２，３の間の温度ばらつきを抑えることができる。
＜実施の形態１の変形例＞
次に、実施の形態１の変形例について説明する。図４は、実施の形態１の変形例１に係る半導体装置の断面図である。図５は、実施の形態１の変形例１に係る半導体装置の平面図である。図６は、実施の形態１の変形例２に係る半導体装置の平面図である。図７は、実施の形態１の変形例３に係る半導体装置の平面図である。
次に、実施の形態１の変形例について説明する。図４は、実施の形態１の変形例１に係る半導体装置の断面図である。図５は、実施の形態１の変形例１に係る半導体装置の平面図である。図６は、実施の形態１の変形例２に係る半導体装置の平面図である。図７は、実施の形態１の変形例３に係る半導体装置の平面図である。
図４～図７に示すように、実施の形態１の変形例１～３は、６つの半導体モジュール１，２，３，４，５，６を配置した場合の例である。６つの半導体モジュール１，２，３，４，５，６は、放熱器１２を流れる冷却風の方向と交差する方向に直線状、かつ、冷却風の方向に沿って複数列に配置されている。より具体的には、半導体モジュール１，２，３と半導体モジュール４，５，６はそれぞれ冷却風と直交する方向に直線状に配置され、かつ、冷却風の方向に沿って２列に配置されている。つまり、半導体モジュール４，５，６は、半導体モジュール１，２，３よりも冷却風の風下側の列に配置されている。
図５は、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールを、冷却風の風下側の列に配置されている半導体モジュール４，５，６とした場合を示している。半導体モジュール４，５，６と放熱器１２との間にそれぞれ設けられた放熱材２２，２２，２２の厚みは、半導体モジュール１，２，３と放熱器１２との間にそれぞれ設けられた放熱材２１，２１，２１の厚みよりも薄く形成されている。放熱材２１，２１，２１の厚みは同一であり、また放熱材２２，２２，２２の厚みも同一である。
冷却風の風下側は風上側に比べて半導体モジュールが冷えにくく、温度が上昇しやすい。風下側の半導体モジュール４，５，６と放熱器１２との間の放熱材２２，２２，２２の厚みを薄くし放熱性を向上させることで風下側の半導体モジュール４，５，６の温度上昇を抑制することができる。これにより、風上側の半導体モジュール１，２，３と風下側の半導体モジュール４，５，６との間の温度ばらつきを抑制することができる。
図６は、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールを、冷却風の風上側の列において直線状の中央側に配置されている半導体モジュール２と、冷却風の風下側の列に配置されている半導体モジュール４，５，６とした場合を示している。半導体モジュール２，４，５，６と放熱器１２との間にそれぞれ設けられた放熱材２２，２２，２２，２２の厚みは、半導体モジュール１，３と放熱器１２との間にそれぞれ設けられた放熱材２１，２１の厚みよりも薄く形成されている。
上記のように、冷却風の風下側は風上側に比べて半導体モジュールが冷えにくく、温度が上昇しやすい。また、風上側において直線状の中央側に配置されている半導体モジュール２は半導体モジュール１，３に囲まれているため、温度上昇が起こりやすい。半導体モジュール２，４，５，６と放熱器１２との間にそれぞれ設けられた放熱材２２，２２，２２，２２の厚みを薄くし放熱性を向上させることで半導体モジュール２，４，５，６の温度上昇を抑制することができる。これにより、半導体モジュール１，３と半導体モジュール２，４，５，６との間の温度ばらつきを抑制することができる。
図７は、図６の場合に加えて、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールを、冷却風の風下側の列において直線状の中央側に配置されている半導体モジュール５とした場合を示している。半導体モジュール２，４，６と放熱器１２との間にそれぞれ設けられた放熱材２２，２２，２２の厚みは、半導体モジュール１，３と放熱器１２との間にそれぞれ設けられた放熱材２１，２１の厚みよりも薄く形成されている。さらに、半導体モジュール５と放熱器１２との間に設けられた放熱材２３の厚みは、半導体モジュール２，４，６と放熱器１２との間にそれぞれ設けられた放熱材２２，２２，２２の厚みよりも薄く形成されている。
冷却風の風下側の列において直線状の中央側に配置されている半導体モジュール５は、風上側に比べて冷えにくく、かつ、半導体モジュール４，６に囲まれているため、温度上昇が起こりやすい。半導体モジュール５と放熱器１２との間に設けられた放熱材２３の厚みを薄くし放熱性を向上させることで半導体モジュール５の温度上昇を抑制することができる。これにより、半導体モジュール１，３と半導体モジュール２，４，６と半導体モジュール５との間の温度ばらつきを抑制することができる。
＜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８は、実施の形態２に係る半導体装置が備える半導体モジュール１の断面図である。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。
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８は、実施の形態２に係る半導体装置が備える半導体モジュール１の断面図である。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１では、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールと放熱器１２との間に設けられた放熱材の厚みを薄くすることで、生産性の悪化を抑制しつつ、半導体装置内の温度むらを抑制することを実現した。実施の形態２では、これに加えて、半導体モジュールの構造を変更することで、半導体装置内の温度むらをさらに抑制することを目的としている。
実施の形態１および変形例１～３の半導体モジュール１，２，３，４，５，６は同じ構造であるため、ここでは半導体モジュール１について説明する。図８に示すように、半導体モジュール１は、放熱板３０と、半導体チップ３４と、絶縁基板３２とを備えている。
放熱板３０は、金属製であり、放熱材２１を介して放熱器１２に配置されている。絶縁基板３２は、はんだ等の接合材３１を介して放熱板３０の上面に接合されている。半導体チップ３４は、放熱板３０における放熱器１２に配置された面とは反対側の面側に配置されている。より具体的には、半導体チップ３４は、はんだ等の接合材３３を介して絶縁基板３２の上面に接合されている。
複数の半導体モジュール１，２，３，４，５，６がそれぞれ備える複数の絶縁基板３２のうち、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールが備える絶縁基板３２の熱伝導率は、それ以外の半導体モジュールが備える絶縁基板３２の熱伝導率よりも高くなっている。温度上昇が起こりやすい半導体モジュールが備える絶縁基板３２の材質は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）であり、それ以外の半導体モジュールが備える絶縁基板３２の材質は、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）である。
半導体チップ３４で発生する熱は絶縁基板３２を介して放熱板３０へと伝わり、放熱板３０から放熱材２１を介して放熱器１２へと伝搬する。熱伝導率のよい絶縁基板３２を採用することで半導体装置の放熱効率が向上し、半導体装置内の温度ばらつきをさらに抑制することができる。
また、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールが備える絶縁基板３２の厚みは、６００μｍ程度であり、それ以外の半導体モジュールが備える絶縁基板３２の厚みは、３００μｍ程度である。すなわち、半導体装置の放熱効率をさらに向上させるために、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールが備える絶縁基板３２の厚みは、それ以外の半導体モジュールが備える絶縁基板３２の厚みよりも薄く形成されている。
また、半導体装置の放熱効率をさらに向上させるために、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールが備える放熱板３０の厚みは、それ以外の半導体モジュールが備える放熱板３０の厚みよりも数ｍｍ程度厚く形成されている。
以上のように、実施の形態２では、各半導体モジュール１，２，３，４，５，６は、放熱材を介して放熱器１２に配置された放熱板３０と、放熱板３０における放熱器１２に配置された面とは反対側の面側に配置された半導体チップ３４と、半導体チップ３４と放熱板３０との間に設けられた絶縁基板３２とを備え、複数の半導体モジュール１，２，３，４，５，６がそれぞれ備える複数の絶縁基板３２のうち、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールが備える絶縁基板３２の熱伝導率は、それ以外の半導体モジュールが備える絶縁基板３２の熱伝導率よりも高い。
したがって、半導体装置の放熱効率が向上し、半導体装置内の温度ばらつきをさらに抑制することができる。
また、複数の半導体モジュール１，２，３，４，５，６がそれぞれ備える複数の放熱板３０のうち、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールが備える放熱板３０の厚みは、それ以外の半導体モジュールが備える放熱板３０の厚みよりも厚い。
したがって、半導体装置の放熱効率がさらに向上し、半導体装置内の温度ばらつきをさらに抑制することができる。
また、複数の半導体モジュール１，２，３，４，５，６がそれぞれ備える複数の絶縁基板３２のうち、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールが備える絶縁基板３２の厚みは、それ以外の半導体モジュールが備える絶縁基板３２の厚みよりも薄い。
したがって、半導体装置の放熱効率がさらに向上し、半導体装置内の温度ばらつきをさらに抑制することができる。
＜実施の形態１，２の変形例＞
半導体モジュールの個数は３つまたは６つに限定されることなく、２つ以上であればよい。また、直線状に配置される半導体モジュールの個数は３つに限定されることはなく、冷却風の方向に沿って配置される半導体モジュールも１列または２列に限定されることはない。
半導体モジュールの個数は３つまたは６つに限定されることなく、２つ以上であればよい。また、直線状に配置される半導体モジュールの個数は３つに限定されることはなく、冷却風の方向に沿って配置される半導体モジュールも１列または２列に限定されることはない。
なお、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。
１，２，３，４，５，６ 半導体モジュール、１１ 放熱フィン、１２ 放熱器、２１，２２，２３ 放熱材、３０ 放熱板、３２ 絶縁基板、３４ 半導体チップ。
Claims (8)
- 一方面側に放熱部を有する放熱器と、
前記放熱器の他方面側に配置された複数の半導体モジュールと、
複数の前記半導体モジュールと前記放熱器との間にそれぞれ設けられた複数の放熱材と、を備え、
複数の前記放熱材のうち、温度上昇が起こりやすい半導体モジュールと前記放熱器との間に設けられた前記放熱材の厚みは、それ以外の前記放熱材の厚みよりも薄い、半導体装置。 - 各前記半導体モジュールは、前記放熱材を介して前記放熱器に配置された放熱板と、前記放熱板における前記放熱器に配置された面とは反対側の面側に配置された半導体チップと、前記半導体チップと前記放熱板との間に設けられた絶縁基板とを備え、
複数の前記半導体モジュールがそれぞれ備える複数の前記絶縁基板のうち、温度上昇が起こりやすい前記半導体モジュールが備える前記絶縁基板の熱伝導率は、それ以外の前記半導体モジュールが備える前記絶縁基板の熱伝導率よりも高い、請求項１に記載の半導体装置。 - 複数の前記半導体モジュールがそれぞれ備える複数の前記放熱板のうち、温度上昇が起こりやすい前記半導体モジュールが備える前記放熱板の厚みは、それ以外の前記半導体モジュールが備える前記放熱板の厚みよりも厚い、請求項２に記載の半導体装置。
- 複数の前記半導体モジュールがそれぞれ備える複数の前記絶縁基板のうち、温度上昇が起こりやすい前記半導体モジュールが備える前記絶縁基板の厚みは、それ以外の前記半導体モジュールが備える前記絶縁基板の厚みよりも薄い、請求項２または請求項３に記載の半導体装置。
- 複数の前記半導体モジュールは、前記放熱器を流れる冷却風の方向と交差する方向に直線状に配置され、
温度上昇が起こりやすい前記半導体モジュールは、前記直線状の中央側に配置されている半導体モジュールである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置。 - 複数の前記半導体モジュールは、前記放熱器を流れる冷却風の方向と交差する方向に直線状、かつ、前記冷却風の方向に沿って複数列に配置され、
温度上昇が起こりやすい前記半導体モジュールは、前記冷却風の風下側の列に配置されている半導体モジュールである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置。 - 複数の前記半導体モジュールは、前記放熱器を流れる冷却風の方向と交差する方向に直線状、かつ、前記冷却風の方向に沿って複数列に配置され、
温度上昇が起こりやすい前記半導体モジュールは、前記冷却風の風上側の列において前記直線状の中央側に配置されている半導体モジュールと、前記冷却風の風下側の列に配置されている半導体モジュールである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置。 - 複数の前記半導体モジュールは、前記放熱器を流れる冷却風の方向と交差する方向に直線状、かつ、前記冷却風の方向に沿って複数列に配置され、
温度上昇が起こりやすい前記半導体モジュールは、前記冷却風の風下側の列において前記直線状の中央側に配置されている半導体モジュールである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022010592A JP2023109210A (ja) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 半導体装置 |
| US18/057,583 US20230238298A1 (en) | 2022-01-27 | 2022-11-21 | Semiconductor device |
| DE102023100132.9A DE102023100132A1 (de) | 2022-01-27 | 2023-01-04 | Halbleitervorrichtung |
| CN202310063286.7A CN116504728A (zh) | 2022-01-27 | 2023-01-19 | 半导体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022010592A JP2023109210A (ja) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023109210A true JP2023109210A (ja) | 2023-08-08 |
| JP2023109210A5 JP2023109210A5 (ja) | 2024-02-14 |
Family
ID=87068799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022010592A Pending JP2023109210A (ja) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 半導体装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230238298A1 (ja) |
| JP (1) | JP2023109210A (ja) |
| CN (1) | CN116504728A (ja) |
| DE (1) | DE102023100132A1 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7404652B2 (ja) | 2019-05-16 | 2023-12-26 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
-
2022
- 2022-01-27 JP JP2022010592A patent/JP2023109210A/ja active Pending
- 2022-11-21 US US18/057,583 patent/US20230238298A1/en active Pending
-
2023
- 2023-01-04 DE DE102023100132.9A patent/DE102023100132A1/de active Pending
- 2023-01-19 CN CN202310063286.7A patent/CN116504728A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20230238298A1 (en) | 2023-07-27 |
| CN116504728A (zh) | 2023-07-28 |
| DE102023100132A1 (de) | 2023-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5120284B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2981586B2 (ja) | ヒートシンク | |
| JP4945319B2 (ja) | 半導体装置 | |
| US7961474B2 (en) | Heat dissipation device and power module | |
| JP5790039B2 (ja) | 半導体装置 | |
| TWI657547B (zh) | 功率模組及其製造方法 | |
| WO2015064232A1 (ja) | 半導体モジュール | |
| CN103369932B (zh) | 一种功率器件散热器的散热片排布方法及散热器 | |
| JP2010219524A (ja) | ミリチャネル基材、並びにミリチャネル基材を用いた冷却デバイス及び装置を製造する方法 | |
| WO2018146933A1 (ja) | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
| KR20100088078A (ko) | 열교환 유닛 | |
| JP4600220B2 (ja) | 冷却器及びパワーモジュール | |
| JP2016004828A (ja) | 液冷式冷却装置 | |
| JP2008294279A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2015015274A (ja) | 電力用半導体装置 | |
| CN110707057B (zh) | 一种SiC功率器件的封装结构 | |
| JP5057838B2 (ja) | パワー半導体素子の冷却装置 | |
| JP2008277442A (ja) | 放熱基板 | |
| JP2008124187A (ja) | パワーモジュール用ベース | |
| JP2023109210A (ja) | 半導体装置 | |
| JP5693395B2 (ja) | 半導体装置 | |
| WO2010024343A1 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2007173301A (ja) | 半導体素子冷却用放熱器、半導体装置、半導体素子冷却用放熱器の製造方法 | |
| JP2006140390A (ja) | パワー半導体装置 | |
| JP2021068844A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240205 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240205 |