JP5114324B2 - Semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、絶縁基板の一面に第１金属板が接合されるとともに他面に第２金属板が接合され、第１金属板に半導体素子が接合されるとともに第２金属板と半導体素子の冷却を行うヒートシンクとが互いに熱伝導可能な状態で結合された半導体装置に関する。   According to the present invention, a first metal plate is bonded to one surface of an insulating substrate, a second metal plate is bonded to the other surface, a semiconductor element is bonded to the first metal plate, and the second metal plate and the semiconductor element are cooled. The present invention relates to a semiconductor device in which a heat sink that performs heat conduction is coupled in a state that allows heat conduction.

パワーモジュール等の半導体装置としては、窒化アルミニウムなどからなる絶縁基板の表裏両面に純アルミニウムなどの金属板を接合し、裏面金属板とヒートシンク（放熱装置）とを互いに熱伝導可能な状態で結合したものがある。この種の半導体装置では、表面金属板に半田付けなどにより接合した半導体素子の発する熱を、裏面金属板に接合したヒートシンクから放熱するようになっている。   As a semiconductor device such as a power module, a metal plate such as pure aluminum is bonded to both front and back surfaces of an insulating substrate made of aluminum nitride or the like, and the back metal plate and a heat sink (heat dissipation device) are coupled in a state where they can conduct heat mutually. There is something. In this type of semiconductor device, heat generated by the semiconductor element joined to the front metal plate by soldering or the like is radiated from a heat sink joined to the back metal plate.

そして、従来、このような裏面金属板とヒートシンクとを互いに熱伝導可能な状態で結合した半導体装置として、パワー半導体素子及び絶縁性基板の線膨張率と同じオーダの線膨張率を有する低熱膨張金属板を絶縁性基板に接合し、絶縁性基板が接合された側の面と反対側の低熱膨張金属板の面にヒートシンクを接合したパワー半導体装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−６７１７号公報 Conventionally, a low thermal expansion metal having a linear expansion coefficient of the same order as that of the power semiconductor element and the insulating substrate as a semiconductor device in which such a back metal plate and a heat sink are coupled in a state where they can conduct heat mutually. A power semiconductor device has been proposed in which a plate is bonded to an insulating substrate, and a heat sink is bonded to the surface of the low thermal expansion metal plate opposite to the surface on which the insulating substrate is bonded (see, for example, Patent Document 1). ).
JP 2004-6717 A

ところで、発熱量の大きい半導体素子が使用されるパワーモジュール等の半導体装置においては、冷却効率を下げることなく、半導体装置に発生する熱応力を緩和する機能を向上させたいという要求がある。そこで、特許文献１に記載のパワー半導体装置では、ヒートシンクに溝を形成することで仕切り壁が形成され、その仕切り壁は、低熱膨張金属板が接合されている領域の下方で、なおかつ、ヒートシンク内壁の内側に位置するようになる。そして、このパワー半導体装置では、仕切り壁の下端を拘束しない構造になっている。そのため、このパワー半導体装置の構成では、仕切り壁の下端が拘束された構造に比べ、ヒートシンクの剛性が低くなるので、ヒートシンクと絶縁性基板との間の熱応力がヒートシンク側の変形により低減される可能性がある。しかし、低熱膨張金属板が接合されている領域の直下に仕切り壁を設けただけであるため、ヒートシンクの剛性を十分に低減できず、ヒートシンクから十分な熱応力緩和機能を得ることはできなかった。また、特許文献１では、その他の構成として、低熱膨張金属板が接合されている領域の下方以外に、低熱膨張金属板が接合されていない領域の下方に、下端が拘束されていない仕切り壁を設けた構成も開示している。しかし、下端が拘束されていない仕切り壁はヒートシンクの剛性にあまり寄与しないため、低熱膨張金属板に比べて幅方向に大きいヒートシンクを用いる場合には、ヒートシンクの剛性が過度に低下してしまいヒートシンクにとって最低限必要な剛性を下回ってしまう虞があった。   Incidentally, in a semiconductor device such as a power module in which a semiconductor element having a large amount of heat generation is used, there is a demand for improving a function of alleviating thermal stress generated in the semiconductor device without reducing cooling efficiency. Therefore, in the power semiconductor device described in Patent Document 1, a partition wall is formed by forming a groove in the heat sink, and the partition wall is below the region where the low thermal expansion metal plate is joined, and the inner wall of the heat sink. It comes to be located inside. In this power semiconductor device, the lower end of the partition wall is not constrained. Therefore, in this power semiconductor device configuration, the rigidity of the heat sink is lower than in the structure in which the lower end of the partition wall is constrained, so that the thermal stress between the heat sink and the insulating substrate is reduced by deformation on the heat sink side. there is a possibility. However, since the partition wall is only provided directly under the area where the low thermal expansion metal plate is joined, the rigidity of the heat sink cannot be sufficiently reduced, and sufficient thermal stress relaxation function cannot be obtained from the heat sink. . Moreover, in patent document 1, as another structure, the partition wall which the lower end is not restrained under the area | region where the low thermal expansion metal plate is not joined other than the downward direction of the area | region where the low thermal expansion metal plate is joined. The provided configuration is also disclosed. However, the partition wall whose lower end is not constrained does not contribute much to the rigidity of the heat sink. There was a risk that it would fall below the minimum required rigidity.

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、半導体素子からヒートシンクに至るまでの熱伝導性を低下させずに、ヒートシンクに十分な熱応力緩和機能を付与し、なおかつ、ヒートシンクの剛性が過度に低下することを回避できる半導体装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to impart a sufficient thermal stress relaxation function to the heat sink without reducing the thermal conductivity from the semiconductor element to the heat sink, and An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of avoiding excessive reduction in rigidity of the heat sink.

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、絶縁基板の一面に第１金属板が接合されるとともに他面に第２金属板が接合され、前記第１金属板に半導体素子が接合されるとともに前記第２金属板と前記半導体素子の冷却を行うヒートシンクとが互いに熱伝導可能な状態で結合された半導体装置であって、前記ヒートシンクは、ケース部を備え、前記ケース部の内壁の内側に設けられた複数の仕切り壁によって複数の冷媒通路が区画されており、前記ケース部の表面には、前記第２金属板を接合するための接合領域と、前記第２金属板が接合されない非接合領域とが形成され、前記複数の仕切り壁は、半導体素子側端部が前記ケース部の内面に接合されるとともに半導体素子側端部とは反対側の端部が非接合である第１の仕切り壁と、半導体素子側端部及び半導体素子側端部とは反対側の端部の両方が前記ケース部の内面に接合される第２の仕切り壁とからなり、前記接合領域と対応する位置を通る仕切り壁として、少なくとも前記第１の仕切り壁が設けられ、前記非接合領域と対応する位置のみを通る仕切り壁として、前記第２の仕切り壁のみが設けられていることを要旨とする。   In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a first metal plate is bonded to one surface of an insulating substrate, a second metal plate is bonded to the other surface, and a semiconductor element is bonded to the first metal plate. And the second metal plate and the heat sink for cooling the semiconductor element are coupled in a thermally conductive state to each other, wherein the heat sink includes a case portion, A plurality of refrigerant passages are partitioned by a plurality of partition walls provided on the inner side of the inner wall, and a joining region for joining the second metal plate and the second metal plate are formed on the surface of the case portion. A non-bonded region that is not bonded is formed, and the plurality of partition walls have a semiconductor element side end bonded to the inner surface of the case portion and an end opposite to the semiconductor element side end not bonded. With the first partition wall Both the semiconductor element side end and the end opposite to the semiconductor element side end are composed of a second partition wall joined to the inner surface of the case part, and the partition wall passes through a position corresponding to the joining region. As a summary, only the second partition wall is provided as a partition wall provided with at least the first partition wall and passing only through a position corresponding to the non-joining region.

この発明では、接合領域と対応する位置及び非接合領域と対応する位置に仕切り壁が配設されているため、接合領域と対応する位置を通る仕切り壁しか設けられていない場合に比べてヒートシンク全体の剛性を低減できる。しかも、第１の仕切り壁を接合領域と対応するように設けることで、半導体装置が温度変化した場合には、ヒートシンクの接合領域の部分が変形し易くなっており、ヒートシンクは半導体装置に生じる熱応力を十分に緩和できる。さらに、第１の仕切り壁を接合領域と対応するように設けたうえで、非接合領域と対応する位置のみを通る仕切り壁は、第２の仕切り壁のみであるため、ヒートシンクの剛性が過度に低下することを回避できる。したがって、支障が生じる程にヒートシンクの剛性を低下させることなく、ヒートシンクに十分な熱応力緩和機能を付与することができる。   In this invention, since the partition wall is disposed at a position corresponding to the joining region and a position corresponding to the non-joining region, the entire heat sink is compared with the case where only the partition wall passing through the position corresponding to the joining region is provided. The rigidity of can be reduced. Moreover, by providing the first partition wall so as to correspond to the bonding region, when the temperature of the semiconductor device changes, the portion of the bonding region of the heat sink is easily deformed, and the heat sink generates heat generated in the semiconductor device. Stress can be relaxed sufficiently. Furthermore, since the first partition wall is provided so as to correspond to the joining region, and the partition wall that passes only through the position corresponding to the non-joining region is only the second partition wall, the rigidity of the heat sink is excessively high. Decreasing can be avoided. Therefore, a sufficient thermal stress relaxation function can be imparted to the heat sink without reducing the rigidity of the heat sink to such an extent that troubles occur.

また、絶縁基板の他面に接合された第２金属板とヒートシンクとは熱伝導可能な状態で結合されており、半導体から発生した熱は第１金属板、絶縁基板、第２金属板を介してヒートシンクに伝達され、ヒートシンク内部を流れる冷媒と熱交換されることによりヒートシンク外部に逃がされる。したがって、半導体素子から発生した熱は円滑にヒートシンクに伝達されるため、半導体素子からヒートシンクに至るまでの熱伝導性を優れたものにすることができる。   In addition, the second metal plate joined to the other surface of the insulating substrate and the heat sink are coupled in a thermally conductive state, and the heat generated from the semiconductor passes through the first metal plate, the insulating substrate, and the second metal plate. The heat is transmitted to the heat sink and is exchanged with the refrigerant flowing inside the heat sink, thereby being released to the outside of the heat sink. Therefore, since heat generated from the semiconductor element is smoothly transmitted to the heat sink, the thermal conductivity from the semiconductor element to the heat sink can be improved.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記接合領域と対応する位置を通る仕切り壁は、全て前記第１の仕切り壁であることを要旨とする。
この発明では、接合領域と対応する位置に第１の仕切り壁と第２の仕切り壁とが混在する場合に比べて、ヒートシンクの剛性を低減することができる。 The gist of the invention described in claim 2 is that, in the invention described in claim 1, all the partition walls passing through the position corresponding to the joining region are the first partition walls.
In this invention, the rigidity of the heat sink can be reduced as compared with the case where the first partition wall and the second partition wall coexist at a position corresponding to the joining region.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記第１の仕切り壁は、前記半導体素子側端部とは反対側の端部が前記ケース部の内面に接していることを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the first partition wall has an end opposite to the semiconductor element side end on the inner surface of the case portion. The point is that they are in contact.

この発明では、第１の仕切り壁のうち接合領域側端部とは反対側の端部とヒートシンクの内面との間に隙間が存在する場合に比べて、第１の仕切り壁を介してより円滑にヒートシンク全体に熱を伝導させることができる。   In this invention, compared with the case where a clearance gap exists between the edge part on the opposite side to a joining area | region side edge part among the 1st partition walls, and the inner surface of a heat sink, it is smoother via a 1st partition wall. Heat can be conducted to the entire heat sink.

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記第２金属板と前記ヒートシンクとの間に高熱伝導性材料からなる応力緩和部材が介在されていることを要旨とする。   The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein a stress relaxation member made of a high thermal conductivity material is interposed between the second metal plate and the heat sink. It is a summary.

この発明では、ヒートシンクのみならず、応力緩和部材によっても半導体装置に生じた熱応力を緩和することができる。   In the present invention, not only the heat sink but also the stress relaxation member can relieve the thermal stress generated in the semiconductor device.

本発明によれば、半導体素子からヒートシンクに至るまでの熱伝導性を低下させずに、ヒートシンクに十分な熱応力緩和機能を付与し、なおかつ、ヒートシンクの剛性が過度に低下することを回避できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, sufficient thermal stress relaxation function is provided to a heat sink, without reducing the thermal conductivity from a semiconductor element to a heat sink, and it can avoid that the rigidity of a heat sink falls too much.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。なお、図１及び図２は、半導体装置の構成を模式的に示したものであり、図示の都合上、一部の寸法を誇張して分かり易くするために、それぞれの部分の幅、長さ、厚さ等の寸法の比は実際の比と異なっている。   Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1 and 2 schematically show the configuration of the semiconductor device. For convenience of illustration, the width and length of each part are exaggerated for the sake of simplicity. The ratio of dimensions such as thickness is different from the actual ratio.

図１に示すように、半導体装置１０は、絶縁回路基板１１を備え、絶縁回路基板１１上に半導体素子（半導体チップ）１２が搭載されている。絶縁回路基板１１は、絶縁基板としてのセラミック基板１３の表面１３ａに第１金属板（金属回路板）１４が接合されるとともにセラミック基板１３の裏面１３ｂに第２金属板１５が接合されることで構成されている。なお、第１金属板１４及び第２金属板１５は、アルミニウムや銅により形成されている。   As shown in FIG. 1, the semiconductor device 10 includes an insulating circuit substrate 11, and a semiconductor element (semiconductor chip) 12 is mounted on the insulating circuit substrate 11. The insulated circuit board 11 has a first metal plate (metal circuit board) 14 joined to a surface 13a of a ceramic substrate 13 as an insulated substrate, and a second metal plate 15 joined to a back surface 13b of the ceramic substrate 13. It is configured. The first metal plate 14 and the second metal plate 15 are made of aluminum or copper.

セラミック基板１３は、図１における上側が半導体素子１２の搭載面となる表面１３ａ側とされており、半導体素子１２の搭載面に配線層として機能する第１金属板１４が接合されている。そして、第１金属板１４には、図示しない半田を介して半導体素子１２が接合されている。半導体素子１２としては、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）、ＭＯＳＦＥＴ、ダイオードが用いられる。   The upper side of the ceramic substrate 13 in FIG. 1 is the surface 13a side on which the semiconductor element 12 is mounted, and a first metal plate 14 that functions as a wiring layer is bonded to the mounting surface of the semiconductor element 12. The semiconductor element 12 is joined to the first metal plate 14 via solder (not shown). As the semiconductor element 12, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a MOSFET, or a diode is used.

一方、セラミック基板１３において図１の下側となる裏面１３ｂ側には、セラミック基板１３とヒートシンク１６とを結合する結合層として機能する第２金属板１５が接合されている。   On the other hand, a second metal plate 15 that functions as a bonding layer for bonding the ceramic substrate 13 and the heat sink 16 is bonded to the back surface 13b side, which is the lower side of FIG.

ヒートシンク１６は金属製であるとともに、半導体素子１２で発生した熱を強制的に除去する強制冷却式の冷却器として機能する。ヒートシンク１６の冷却能力は、半導体素子１２が定常発熱状態（通常状態）にある場合、半導体素子１２で発生した熱が絶縁回路基板１１を介してヒートシンク１６に伝導されて円滑に除去されるように設定されている。そして、ヒートシンク１６は平面視矩形状に形成されるとともに、その外郭が扁平中空状のケース部１８によって構成されている。ケース部１８には、その表面１８ａに図示しないろう材により第２金属板１５が接合される接合領域Ｓと、接合領域Ｓの周囲に存在し、第２金属板１５が接合されていない非接合領域Ｐとが形成されている。ケース部１８においては、図１の下側に位置する表面１８ａの反対側には裏面１８ｂが構成されている。そして、ケース部１８はその内部に一直線状に延びる第１の仕切り壁２０及び第２の仕切り壁２１が設けられている。   The heat sink 16 is made of metal and functions as a forced cooling type cooler that forcibly removes heat generated in the semiconductor element 12. The cooling capacity of the heat sink 16 is such that when the semiconductor element 12 is in a steady heat generation state (normal state), the heat generated in the semiconductor element 12 is conducted to the heat sink 16 through the insulating circuit board 11 and smoothly removed. Is set. The heat sink 16 is formed in a rectangular shape in plan view, and its outer shell is constituted by a flat hollow case portion 18. The case portion 18 has a bonding area S where the second metal plate 15 is bonded to the surface 18a by a brazing material (not shown), and a non-bonding which is present around the bonding area S and where the second metal plate 15 is not bonded. A region P is formed. In the case part 18, the back surface 18b is comprised on the opposite side of the surface 18a located in the lower side of FIG. The case portion 18 is provided with a first partition wall 20 and a second partition wall 21 that extend in a straight line.

第１の仕切り壁２０及び第２の仕切り壁２１は、ヒートシンク１６の長手方向（図１で示すＸ方向）に等間隔に並ぶように設けられるとともに、隣り合う第１，第２の仕切り壁２０，２１同士及び第２の仕切り壁２１とケース部１８の内側壁部１８ｃとによって冷却媒体が流れる複数の冷媒流路１６ａを区画している。また、第１，第２の仕切り壁２０，２１は、互いに平行となるように延びている。なお、複数の冷媒流路１６ａは、全て同一の流路面積となるように設定されている。   The first partition wall 20 and the second partition wall 21 are provided so as to be arranged at equal intervals in the longitudinal direction of the heat sink 16 (the X direction shown in FIG. 1), and the adjacent first and second partition walls 20. , 21 and the second partition wall 21 and the inner wall portion 18c of the case portion 18 define a plurality of refrigerant flow paths 16a through which the cooling medium flows. Moreover, the 1st, 2nd partition walls 20 and 21 are extended so that it may mutually become parallel. The plurality of refrigerant flow paths 16a are set to have the same flow path area.

全ての第１の仕切り壁２０は、接合領域Ｓの直下を通り、積層方向（図１で示すＺ方向）において接合領域Ｓと対応する位置および、非接合領域Ｐのうち接合領域Ｓから仕切り壁２０の延設方向（図２で示すＹ方向）へ延びた第１非接合領域Ｐ１（図２参照）と対応する位置に配設されている。また、第１の仕切り壁２０は、半導体素子１２側に存在する半導体素子側端部としての上端部２０ａがケース部１８の上側内面１８ｄに接合されている。また、図１及び図２に示すように、全ての第１の仕切り壁２０は、半導体素子側端部とは反対側の端部としての下端部２０ｂが、第１の仕切り壁２０の延設方向（図２で示すＹ方向）全体において、ケース部１８の下側内面１８ｅと接した状態でケース部１８の下側内面１８ｅと非接合になっている。そして、接合領域Ｓの直下には、第１の仕切り壁２０のみが存在するように構成されている。なお、第１の仕切り壁２０の上端部２０ａとケース部１８の上側内面１８ｄとは、その間に図示しないろう材が配置されることにより接合されている。また、第１の仕切り壁２０の下端部２０ｂとケース部１８の下側内面１８ｅとは、その間にろう材が配置されておらず非接合になっている。   All the first partition walls 20 pass directly under the joining area S, and correspond to the joining area S in the stacking direction (the Z direction shown in FIG. 1) and the partition walls from the joining area S among the non-joining areas P. 20 is arranged at a position corresponding to the first non-bonding region P1 (see FIG. 2) extending in the extending direction (Y direction shown in FIG. 2). The first partition wall 20 has an upper end portion 20 a as a semiconductor element side end portion present on the semiconductor element 12 side joined to an upper inner surface 18 d of the case portion 18. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, all the first partition walls 20 have a lower end portion 20 b as an end portion opposite to the semiconductor element side end portion, and the first partition wall 20 extends. In the entire direction (Y direction shown in FIG. 2), the lower inner surface 18e of the case portion 18 is not joined in contact with the lower inner surface 18e of the case portion 18. And it is comprised so that only the 1st partition wall 20 may exist directly under the joining area | region S. FIG. In addition, the upper end part 20a of the 1st partition wall 20 and the upper side inner surface 18d of the case part 18 are joined by arrange | positioning the brazing material which is not illustrated between them. Further, the lower end portion 20b of the first partition wall 20 and the lower inner surface 18e of the case portion 18 are not joined with no brazing material therebetween.

また、図１に示すように、全ての第２の仕切り壁２１は、接合領域Ｓの下方に存在することなく積層方向において非接合領域Ｐのうち接合領域Ｓから仕切り壁２０の延在方向（図２で示すＹ方向）へ延びた第１非接合領域Ｐ１以外の第２非接合領域Ｐ２のみと対応する位置に配設されている。そして、この第２非接合領域Ｐ２と対応する位置のみに設けられた仕切り壁は、第２の仕切り壁２１のみとなっている。全ての第２の仕切り壁２１は、その上端部２１ａとケース部１８の上側内面１８ｄとの間に図示しないろう材が配置されることにより、その上端部２１ａがケース部１８の上側内面１８ｄに接合されている。また、全ての第２の仕切り壁２１は、その下端部２１ｂとケース部１８の下側内面１８ｅの間に図示しないろう材が配置されることにより、その下端部２１ｂがケース部１８の下側内面１８ｅに接合されている。なお、第１の仕切り壁２０及び第２の仕切り壁２１によって構成された冷媒流路１６ａは、ケース部１８に設けられた図示しない入口部及び出口部と連通し、入口部及び出口部は、車両に装備された冷媒循環路に連結可能に形成されている。なお、絶縁回路基板１１及び半導体素子１２はヒートシンク１６に複数搭載されているが、図示の都合上、１個のみ示している。   Moreover, as shown in FIG. 1, all the 2nd partition walls 21 do not exist under the joining area | region S, but the extension direction ( It is disposed at a position corresponding to only the second non-joining region P2 other than the first non-joining region P1 extending in the Y direction shown in FIG. And the partition wall provided only in the position corresponding to this 2nd non-joining area | region P2 is only the 2nd partition wall 21. FIG. All of the second partition walls 21 are arranged with a brazing material (not shown) between the upper end 21a and the upper inner surface 18d of the case portion 18 so that the upper end 21a becomes the upper inner surface 18d of the case portion 18. It is joined. Further, the brazing material (not shown) is disposed between the lower end portion 21 b of the second partition wall 21 and the lower inner surface 18 e of the case portion 18, so that the lower end portion 21 b is located on the lower side of the case portion 18. It is joined to the inner surface 18e. The refrigerant flow path 16a formed by the first partition wall 20 and the second partition wall 21 communicates with an inlet portion and an outlet portion (not shown) provided in the case portion 18, and the inlet portion and the outlet portion are It is formed so as to be connectable to a refrigerant circulation path installed in the vehicle. Although a plurality of insulating circuit boards 11 and semiconductor elements 12 are mounted on the heat sink 16, only one is shown for convenience of illustration.

次に、前記のように構成された半導体装置１０の作用について説明する。
半導体装置１０は、ハイブリッド車に搭載されるとともに、図示しない冷却媒体循環路にヒートシンク１６がパイプを介して連通された状態で使用される。冷却媒体循環路にはポンプ及びラジエータが設けられ、ラジエータは、モータにより回転されるファンを備え、ラジエータからの放熱が効率よく行われるようになっている。冷媒として、例えば、水が使用される。 Next, the operation of the semiconductor device 10 configured as described above will be described.
The semiconductor device 10 is mounted on a hybrid vehicle, and is used in a state where the heat sink 16 communicates with a cooling medium circulation path (not shown) via a pipe. The cooling medium circulation path is provided with a pump and a radiator, and the radiator includes a fan that is rotated by a motor so that heat is efficiently radiated from the radiator. For example, water is used as the refrigerant.

半導体装置１０に搭載された半導体素子１２が駆動されると、半導体素子１２から熱が発生する。半導体素子１２から発生した熱は、半導体素子１２の直下に向けて伝導され、第１金属板１４、セラミック基板１３、第２金属板１５を介してヒートシンク１６に伝導される。そして、ヒートシンク１６に熱が伝導される際、絶縁回路基板１１及びヒートシンク１６は高温となり、熱膨張する。このとき、セラミック基板１３と、ヒートシンク１６及び第１，第２金属板１４，１５との線膨張係数が異なることで、セラミック基板１３とヒートシンク１６及び第１，第２金属板１４，１５との膨張量が異なっても、膨張量が異なる分、ヒートシンク１６が変形することで、半導体装置１０に生じる熱応力を緩和する。しかも、ヒートシンク１６では、接合領域Ｓと対応する部分は、とくに剛性が低く、接合領域Ｓと対応する部分はとくに変形するため、ヒートシンク１６は半導体装置１０に生じる熱応力を十分に緩和することができる。したがって、セラミック基板１３及びヒートシンク１６の温度上昇時に、セラミック基板１３と第２金属板１５との間の接合部にクラックが生じたり、ヒートシンク１６の絶縁回路基板１１への接合面に反りが生じたりすることを抑制できる。   When the semiconductor element 12 mounted on the semiconductor device 10 is driven, heat is generated from the semiconductor element 12. The heat generated from the semiconductor element 12 is conducted directly below the semiconductor element 12, and is conducted to the heat sink 16 through the first metal plate 14, the ceramic substrate 13, and the second metal plate 15. When heat is conducted to the heat sink 16, the insulating circuit board 11 and the heat sink 16 become high temperature and thermally expand. At this time, the ceramic substrate 13 and the heat sink 16 and the first and second metal plates 14 and 15 have different linear expansion coefficients, so that the ceramic substrate 13 and the heat sink 16 and the first and second metal plates 14 and 15 have different linear expansion coefficients. Even if the expansion amounts are different, the heat stress generated in the semiconductor device 10 is relieved by the heat sink 16 being deformed by the difference in the expansion amounts. In addition, in the heat sink 16, the portion corresponding to the bonding region S is particularly low in rigidity, and the portion corresponding to the bonding region S is particularly deformed. Therefore, the heat sink 16 can sufficiently relieve the thermal stress generated in the semiconductor device 10. it can. Therefore, when the temperature of the ceramic substrate 13 and the heat sink 16 rises, a crack occurs in the joint between the ceramic substrate 13 and the second metal plate 15, or the joint surface of the heat sink 16 to the insulating circuit substrate 11 warps. Can be suppressed.

一方、半導体素子１２からの発熱が停止すると、セラミック基板１３及びヒートシンク１６の温度は低下し、熱収縮する。このときも、ヒートシンク１６が変形することで、半導体装置１０に生じる熱応力を緩和する。したがって、セラミック基板１３及びヒートシンク１６の温度低下時に、セラミック基板１３と第２金属板１５との間の接合部にクラックが生じたり、ヒートシンク１６の絶縁回路基板１１への接合面に反りが生じたりすることを抑制できる。   On the other hand, when the heat generation from the semiconductor element 12 is stopped, the temperature of the ceramic substrate 13 and the heat sink 16 is lowered and the heat shrinks. Also at this time, the heat stress generated in the semiconductor device 10 is relieved by the deformation of the heat sink 16. Therefore, when the temperature of the ceramic substrate 13 and the heat sink 16 is lowered, a crack occurs in the joint between the ceramic substrate 13 and the second metal plate 15, or the joint surface of the heat sink 16 to the insulating circuit substrate 11 warps. Can be suppressed.

また、ヒートシンク１６に熱が伝導されると、ケース部１８、及び第１，第２の仕切り壁２０，２１と、冷媒流路１６ａを流れる冷媒との間で熱交換が行われ、半導体素子１２から発生した熱は冷媒によって持ち去られる。即ち、ヒートシンク１６は、冷媒流路１６ａを流れる冷却媒体によって強制冷却されるため、半導体素子１２等からヒートシンク１６に至る熱の伝導経路における温度勾配が大きくなり、半導体素子１２で発生した熱が絶縁回路基板１１を介して効率よく除去される。   When heat is conducted to the heat sink 16, heat exchange is performed between the case portion 18, the first and second partition walls 20 and 21, and the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 16 a, and the semiconductor element 12. The heat generated from the heat is carried away by the refrigerant. That is, since the heat sink 16 is forcibly cooled by the cooling medium flowing through the refrigerant flow path 16a, the temperature gradient in the heat conduction path from the semiconductor element 12 or the like to the heat sink 16 increases, and the heat generated in the semiconductor element 12 is insulated. It is efficiently removed via the circuit board 11.

ここで、第１の仕切り壁２０は、ヒートシンク１６の剛性にほとんど寄与しないため、仮に、第２非接合領域Ｐ２の下方に設ける仕切り壁を第１の仕切り壁２０とした場合には、ヒートシンク１６が許容する限度よりも剛性が低下してしまい、例えば、ケース部１８が自身の形状を保持できなくなるというような事態が生じる虞がある。しかし、本実施形態では、第２非接合領域Ｐ２に存在する仕切り壁は、上端部２１ａ及び下端部２１ｂの両方がケース部１８の内面１８ｄ，１８ｅに接合された第２の仕切り壁２１である。そして、第２の仕切り壁２１は、ケース部１８の変形を抑制するように機能するため、ヒートシンク１６の剛性が過度に低下することを抑制し、ヒートシンク１６は適切な剛性に設定されている。したがって、ヒートシンク１６は、その剛性が、極力、低減されることで十分な熱応力緩和機能を発揮でき、なおかつ、支障が生じる程に、剛性が低下し過ぎることは回避されている。   Here, since the first partition wall 20 hardly contributes to the rigidity of the heat sink 16, if the partition wall provided below the second non-joining region P2 is the first partition wall 20, the heat sink 16 is used. However, there is a risk that the case portion 18 cannot maintain its shape, for example, because the rigidity is lower than the allowable limit. However, in the present embodiment, the partition wall existing in the second non-joining region P2 is the second partition wall 21 in which both the upper end portion 21a and the lower end portion 21b are joined to the inner surfaces 18d and 18e of the case portion 18. . And since the 2nd partition wall 21 functions so that a deformation | transformation of the case part 18 may be suppressed, it suppresses that the rigidity of the heat sink 16 declines too much, and the heat sink 16 is set to appropriate rigidity. Therefore, the rigidity of the heat sink 16 can be sufficiently reduced by reducing the rigidity as much as possible, and it is avoided that the rigidity is excessively lowered to the extent that trouble occurs.

この実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）ケース部１８内において、接合領域Ｓと対応する位置を通る仕切り壁として第１の仕切り壁２０が存在し、非接合領域Ｐのうちの第２非接合領域Ｐ２と対応する位置のみを通る仕切り壁として第２の仕切り壁２１が配設されている。したがって、接合領域Ｓおよび、第１非接合領域Ｐ１と対応する位置を通る仕切り壁しか設けられておらず、非接合領域Ｐのうち第２非接合領域Ｐ２のみと対応する仕切り壁が設けられていないヒートシンクに比べて、ヒートシンク１６の剛性を低減することができる。その結果、半導体装置１０に対して生じる熱応力を緩和することができる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the case part 18, the 1st partition wall 20 exists as a partition wall which passes the position corresponding to the joining area | region S, and only the position corresponding to the 2nd non-joining area | region P2 in the non-joining area | region P is shown. A second partition wall 21 is disposed as a partition wall that passes therethrough. Therefore, only the partition wall passing through the position corresponding to the joining region S and the first non-joining region P1 is provided, and the partition wall corresponding to only the second non-joining region P2 of the non-joining region P is provided. The rigidity of the heat sink 16 can be reduced compared to a heat sink that does not. As a result, thermal stress generated on the semiconductor device 10 can be relaxed.

（２）非接合領域Ｐのうち第２非接合領域Ｐ２のみと対応する位置に配設された第２の仕切り壁２１は、上端部２１ａ及び下端部２１ｂの両方ともケース部１８の内面に接合されている。したがって、ヒートシンク１６の剛性を低減できるためヒートシンク１６に十分な熱応力緩和機能を付与することができ、なおかつ、支障が生じる程に、ヒートシンク１６の剛性が低下し過ぎることを回避できる。   (2) The second partition wall 21 disposed at a position corresponding to only the second non-bonded region P2 in the non-bonded region P is bonded to the inner surface of the case portion 18 at both the upper end portion 21a and the lower end portion 21b. Has been. Therefore, since the rigidity of the heat sink 16 can be reduced, a sufficient thermal stress relaxation function can be imparted to the heat sink 16, and it is possible to avoid the rigidity of the heat sink 16 from being excessively lowered to the extent that trouble occurs.

（３）第１の仕切り壁２０は、その上端部２０ａがケース部１８の上側内面１８ｄに接合されるとともに、その下端部２０ｂがケース部１８の下側内面１８ｅに接合されていない。したがって、ヒートシンク１６の接合領域Ｓおよび、非接合領域Ｐのうち第１非接合領域Ｐ１部分においては、ヒートシンク１６の非接合領域Ｐのうち第２非接合領域Ｐ２部分に比べて剛性が小さい。その結果、セラミック基板１３に近いヒートシンク１６の接合領域Ｓの部分は、非接合領域Ｐのうちの第２非接合領域Ｐ２に比べて変形し易く構成されているため、セラミック基板１３とヒートシンク１６との線膨張係数の相違に起因した熱応力を効果的に緩和することができる。   (3) The first partition wall 20 has an upper end portion 20 a joined to the upper inner surface 18 d of the case portion 18, and a lower end portion 20 b not joined to the lower inner surface 18 e of the case portion 18. Accordingly, the first non-joining region P1 portion of the joining region S of the heat sink 16 and the non-joining region P is less rigid than the second non-joining region P2 portion of the non-joining region P of the heat sink 16. As a result, the portion of the joining region S of the heat sink 16 close to the ceramic substrate 13 is configured to be easily deformed compared to the second non-joining region P2 in the non-joining region P. It is possible to effectively relieve the thermal stress caused by the difference in the linear expansion coefficient.

（４）非接合領域Ｐのうち第２非接合領域Ｐ２と対応する位置のみを通る仕切り壁は、第２の仕切り壁２１のみである。したがって、ヒートシンク１６の剛性が過度に低下することをより確実に回避できる。   (4) The partition wall that passes only through the position corresponding to the second non-joined region P <b> 2 in the non-joint region P is only the second partition wall 21. Therefore, it is possible to more reliably avoid the rigidity of the heat sink 16 from being excessively lowered.

（５）接合領域Ｓおよび、非接合領域Ｐのうち第１非接合領域Ｐ１と対応する位置を通る仕切り壁は、全て第１の仕切り壁２０である。したがって、接合領域Ｓと対応する位置に、例えば、第１の仕切り壁２０以外に第２の仕切り壁２１も設けられている場合に比べて、ヒートシンク１６の剛性をより低減することができる。   (5) All of the partition walls passing through the positions corresponding to the first non-joining region P <b> 1 in the joining region S and the non-joining region P are the first partition walls 20. Therefore, the rigidity of the heat sink 16 can be further reduced as compared with the case where the second partition wall 21 is provided in addition to the first partition wall 20 at a position corresponding to the joining region S, for example.

（６）各第１の仕切り壁２０は、その下端部２０ｂがケース部１８の下側内面１８ｅに直接接している。したがって、第１の仕切り壁２０に伝達された熱を、下端部２０ｂからケース部１８に伝達することができるため、円滑にヒートシンク１６全体に熱を伝達させることができる。   (6) Each first partition wall 20 has a lower end portion 20b in direct contact with the lower inner surface 18e of the case portion 18. Accordingly, since the heat transmitted to the first partition wall 20 can be transmitted from the lower end portion 20b to the case portion 18, the heat can be smoothly transmitted to the entire heat sink 16.

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成してもよい。
○ 各第１の仕切り壁２０は、その延設方向において、下端部２０ｂ全体がケース部１８の下側内面１８ｅに対して非接合となるように構成しなくともよい。各第１の仕切り壁２０は、少なくとも接合領域Ｓの直下に位置する下端部２０ｂの部分がケース部１８の下側内面１８ｅに対して非接合となっていればよく、例えば、各第１の仕切り壁２０は、接合領域Ｓの直下に位置する下端部２０ｂの部分のみをケース部１８の下側内面１８ｅに対して非接合としてもよい。そして、各第１の仕切り壁２０において、非接合領域Ｐのうち第１非接合領域Ｐ１の直下に位置する下端部２０ｂの部分はケース部１８の下側内面１８ｅに対して接合するように構成してもよい。 The embodiment is not limited to the above, and may be configured as follows, for example.
Each first partition wall 20 may not be configured such that the entire lower end 20b is not joined to the lower inner surface 18e of the case 18 in the extending direction. Each first partition wall 20 only needs to have at least a portion of the lower end portion 20b located immediately below the joining region S not joined to the lower inner surface 18e of the case portion 18, for example, The partition wall 20 may not be joined to the lower inner surface 18e of the case portion 18 only at the lower end portion 20b located immediately below the joining region S. And in each 1st partition wall 20, the part of the lower end part 20b located just under the 1st non-joining area | region P1 among the non-joining area | regions P is comprised so that it may join with the lower side inner surface 18e of the case part 18. FIG. May be.

○ 接合領域Ｓおよび、非接合領域Ｐのうち第１非接合領域Ｐ１と対応する位置を通る仕切り壁は、第１の仕切り壁２０だけでなくともよい。例えば、図３に示すように、接合領域Ｓと対応する位置に第１の仕切り壁３０と第２の仕切り壁３１とが混在する構成に変更してもよい。この場合、下端部３０ｂがケース部１８の下側内面１８ｅに接合されていない第１の仕切り壁３０と下端部３１ｂがケース部１８の下側内面１８ｅに接合された第２の仕切り壁３１とを、間隔を空けて交互に並設してもよい。   A partition wall passing through a position corresponding to the first non-joining region P <b> 1 in the joining region S and the non-joining region P is not limited to the first partition wall 20. For example, as shown in FIG. 3, the first partition wall 30 and the second partition wall 31 may be mixed in a position corresponding to the joining region S. In this case, the first partition wall 30 whose lower end portion 30b is not joined to the lower inner surface 18e of the case portion 18 and the second partition wall 31 whose lower end portion 31b is joined to the lower inner surface 18e of the case portion 18; May be arranged alternately at intervals.

○ 第１の仕切り壁２０の延設方向を変更してもよい。例えば、第１の仕切り壁２０がヒートシンク１６の長手方向に対して平行になるように構成してもよい。また、この場合、第２の仕切り壁２１の延設方向も、ヒートシンク１６の長手方向に対して平行になるように延設してもよい。   ○ The extending direction of the first partition wall 20 may be changed. For example, the first partition wall 20 may be configured to be parallel to the longitudinal direction of the heat sink 16. In this case, the extending direction of the second partition wall 21 may also be extended so as to be parallel to the longitudinal direction of the heat sink 16.

○ 各第１の仕切り壁２０同士は、並設方向に連続して延びる構成でもよい。また、各第２の仕切り壁２１は、並設方向に連続して延びる構成でもよい。そして、第１の仕切り壁２０と第２の仕切り壁２１とが並設方向に連続して延びるように構成してもよい。したがって、例えば、連続する波板状のコルゲートフィンを用いて、第１の仕切り壁２０としての第１のフィン及び第２の仕切り壁２１としての第２のフィンを構成してもよい。この場合、第１のフィンの上端部と別の第１のフィンの上端部とは連続するとともに、第１のフィンの下端部と別の第１のフィンの下端部とは連続するように構成される。また、第２のフィンの上端部と別の第２のフィンの上端部とは、連続するとともに、第２のフィンの下端部と別の第２のフィンの下端部とは、連続するように構成される。   O Each 1st partition wall 20 may be the structure extended continuously in the juxtaposition direction. Further, the second partition walls 21 may be configured to extend continuously in the juxtaposition direction. And you may comprise so that the 1st partition wall 20 and the 2nd partition wall 21 may extend continuously in the juxtaposition direction. Therefore, for example, the first fin as the first partition wall 20 and the second fin as the second partition wall 21 may be configured by using continuous corrugated fins. In this case, the upper end of the first fin and the upper end of the other first fin are continuous, and the lower end of the first fin and the lower end of the other first fin are continuous. Is done. In addition, the upper end of the second fin and the upper end of another second fin are continuous, and the lower end of the second fin and the lower end of another second fin are continuous. Composed.

○ 図４に示すように、第２金属板１５とヒートシンク１６との間に高熱伝導性材料からなる応力緩和部材４０を介在させてもよい。そして、この場合、応力緩和部材４０を介して第２金属板１５とヒートシンク１６とは、互いに熱伝導可能に構成されている。そして、応力緩和部材４０には、応力吸収空間としての複数の貫通孔４１が設けられていてもよい。また、たとえばアルミニウム板によって構成されていてもよい。このように構成すれば、ヒートシンク１６のみならず、応力緩和部材４０によっても半導体装置に生じた熱応力を緩和することができる。また、貫通孔４１は、第１の仕切り壁２０及び第２の仕切り壁２１の長手方向（延設方向）に沿った長さが、第１の仕切り壁２０及び第２の仕切り壁２１の並設方向に沿った長さよりも長くなるように形成されている。具体的には、貫通孔４１は、楕円形状に形成されるとともに、長軸が第１の仕切り壁２０及び第２の仕切り壁２１の長手方向に平行で、短軸が第１の仕切り壁２０及び第２の仕切り壁２１の並設方向に平行となるように配置されている。したがって、応力緩和部材４０は、第１の仕切り壁２０及び第２の仕切り壁２１の延設方向に変形し易く構成されている。   As shown in FIG. 4, a stress relaxation member 40 made of a high thermal conductivity material may be interposed between the second metal plate 15 and the heat sink 16. In this case, the second metal plate 15 and the heat sink 16 are configured to be able to conduct heat with each other via the stress relaxation member 40. The stress relaxation member 40 may be provided with a plurality of through holes 41 as stress absorption spaces. For example, you may be comprised with the aluminum plate. With this configuration, the thermal stress generated in the semiconductor device can be relieved not only by the heat sink 16 but also by the stress relieving member 40. The through hole 41 has a length along the longitudinal direction (extending direction) of the first partition wall 20 and the second partition wall 21 so that the first partition wall 20 and the second partition wall 21 are parallel to each other. It is formed to be longer than the length along the installation direction. Specifically, the through hole 41 is formed in an elliptical shape, the long axis is parallel to the longitudinal direction of the first partition wall 20 and the second partition wall 21, and the short axis is the first partition wall 20. And it arrange | positions so that it may become parallel to the parallel arrangement direction of the 2nd partition wall 21. As shown in FIG. Therefore, the stress relaxation member 40 is configured to be easily deformed in the extending direction of the first partition wall 20 and the second partition wall 21.

○ ヒートシンク１６を構成する材料については、セラミック基板１３と線膨張係数が異なる金属材料であればよく、例えば、ヒートシンク１６をアルミニウムや銅等で形成してもよい。なお、アルミニウムとは純アルミニウム又はアルミニウム合金を意味する。   The material constituting the heat sink 16 may be any metal material having a linear expansion coefficient different from that of the ceramic substrate 13. For example, the heat sink 16 may be formed of aluminum, copper, or the like. Aluminum means pure aluminum or an aluminum alloy.

○ セラミック基板１３を構成する具体的な材料については、とくに限定されない。セラミック基板１３は、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ケイ素などにより形成すればよい。   A specific material constituting the ceramic substrate 13 is not particularly limited. The ceramic substrate 13 may be formed of aluminum nitride, alumina, silicon nitride, or the like.

○ ヒートシンク１６は内部に水が流れる構成としたが、水以外にもアルコール等の他の液体が流れる構成としてもよい。また、ヒートシンク１６を流れる冷媒は、液体に限らず、空気などの気体であってもよい。   The heat sink 16 has a structure in which water flows inside, but may have a structure in which other liquids such as alcohol flow in addition to water. Further, the refrigerant flowing through the heat sink 16 is not limited to a liquid but may be a gas such as air.

○ 半導体装置１０は、車載用に限らず他の用途に使用するものに適用してもよい。
○ ヒートシンク１６はケース部１８と第１,第２の仕切り壁２０，３０，２１，３１との接合部はろう付したが、金属材料を押し出し成形して形成してもよい。 The semiconductor device 10 may be applied not only to in-vehicle use but also to other uses.
The heat sink 16 is brazed at the joint between the case portion 18 and the first and second partition walls 20, 30, 21, and 31, but may be formed by extruding a metal material.

○ 第１の仕切り壁２０，３０の下端部２０ｂ，３０ｂは内面１８ｅに接していなくてもよい。ただし接していたほうが熱伝導が期待できる。   O The lower end portions 20b and 30b of the first partition walls 20 and 30 may not be in contact with the inner surface 18e. However, heat conduction can be expected when they are in contact.

半導体装置の模式断面図。1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device. 図１のＡ−Ａ線模式部分断面図。The AA line schematic fragmentary sectional view of FIG. 別の実施形態における半導体装置の模式断面図。The schematic cross section of the semiconductor device in another embodiment. 別の実施形態における半導体装置の模式断面図。The schematic cross section of the semiconductor device in another embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

Ｓ…接合領域、Ｐ…非接合領域、Ｐ１…第１非接合領域、Ｐ２…第２非接合領域、１０…半導体装置、１２…半導体素子、１３…絶縁基板としてのセラミック基板、１４…第１金属板、１５…第２金属板、１６…ヒートシンク、１８…ケース部、１８ａ…表面、１８ｂ…上側内面、１８ｄ…下側内面、２０，３０…第１の仕切り壁、２０ａ…半導体素子側端部としての上端部、２０ｂ，３０ｂ…半導体素子側端部とは反対側の端部としての下端部、２１，３１…第２の仕切り壁。   DESCRIPTION OF SYMBOLS S ... Bonding area | region, P ... Non-bonding area | region, P1 ... 1st non-bonding area | region, P2 ... 2nd non-bonding area | region, 10 ... Semiconductor device, 12 ... Semiconductor element, 13 ... Ceramic substrate as an insulating substrate, 14 ... 1st Metal plate, 15 ... 2nd metal plate, 16 ... Heat sink, 18 ... Case part, 18a ... Surface, 18b ... Upper inner surface, 18d ... Lower inner surface, 20, 30 ... First partition wall, 20a ... Semiconductor element side edge Upper ends as parts, 20b, 30b ... Lower ends as ends opposite to the semiconductor element side ends, 21, 31 ... Second partition walls.

Claims (4)

絶縁基板の一面に第１金属板が接合されるとともに他面に第２金属板が接合され、前記第１金属板に半導体素子が接合されるとともに前記第２金属板と前記半導体素子の冷却を行うヒートシンクとが互いに熱伝導可能な状態で結合された半導体装置であって、
前記ヒートシンクは、ケース部を備え、
前記ケース部の内壁の内側に設けられた複数の仕切り壁によって複数の冷媒通路が区画されており、
前記ケース部の表面には、前記第２金属板を接合するための接合領域と、前記第２金属板が接合されない非接合領域とが形成され、
前記複数の仕切り壁は、半導体素子側端部が前記ケース部の内面に接合されるとともに半導体素子側端部とは反対側の端部が非接合である第１の仕切り壁と、半導体素子側端部及び半導体素子側端部とは反対側の端部の両方が前記ケース部の内面に接合される第２の仕切り壁とからなり、
前記接合領域と対応する位置を通る仕切り壁として、少なくとも前記第１の仕切り壁が設けられ、
前記非接合領域と対応する位置のみを通る仕切り壁として、前記第２の仕切り壁のみが設けられていることを特徴とする半導体装置。 A first metal plate is bonded to one surface of the insulating substrate, a second metal plate is bonded to the other surface, a semiconductor element is bonded to the first metal plate, and the second metal plate and the semiconductor element are cooled. A semiconductor device in which heat sinks to be performed are coupled in a state where they can conduct heat with each other,
The heat sink includes a case portion,
A plurality of refrigerant passages are partitioned by a plurality of partition walls provided inside the inner wall of the case portion,
On the surface of the case portion, a joining region for joining the second metal plate and a non-joining region where the second metal plate is not joined are formed,
The plurality of partition walls include a first partition wall having a semiconductor element side end joined to an inner surface of the case portion and an end opposite to the semiconductor element side end not joined, and a semiconductor element side Both the end and the end opposite to the semiconductor element side end are composed of a second partition wall joined to the inner surface of the case portion,
As a partition wall passing through a position corresponding to the joining region, at least the first partition wall is provided,
Only the second partition wall is provided as a partition wall passing only through a position corresponding to the non-bonded region. 前記接合領域と対応する位置を通る仕切り壁は、全て前記第１の仕切り壁である請求項１に記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein all partition walls passing through positions corresponding to the bonding regions are the first partition walls. 前記第１の仕切り壁は、前記半導体素子側端部とは反対側の端部が前記ケース部の内面に接している請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the first partition wall has an end opposite to the end on the semiconductor element side in contact with an inner surface of the case portion. 前記第２金属板と前記ヒートシンクとの間に高熱伝導性材料からなる応力緩和部材が介在されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置。   4. The semiconductor device according to claim 1, wherein a stress relaxation member made of a highly thermally conductive material is interposed between the second metal plate and the heat sink.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001284513A (en) * 2000-03-29 2001-10-12 Mitsubishi Electric Corp Power semiconductor device
JP4621531B2 (en) * 2005-04-06 2011-01-26 株式会社豊田自動織機 Heat dissipation device
JP4770490B2 (en) * 2006-01-31 2011-09-14 トヨタ自動車株式会社 Power semiconductor element cooling structure and inverter
JP4675283B2 (en) * 2006-06-14 2011-04-20 トヨタ自動車株式会社 Heat sink and cooler

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