JP5164793B2

JP5164793B2 - 電力用半導体装置

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Publication number: JP5164793B2
Application number: JP2008282836A
Authority: JP
Inventors: 泰中島; 直樹吉松
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2028-11-04
Also published as: JP2010114116A

Description

本発明は、電力用半導体装置に関する。

大きな電力を扱う装置に対して電力用トランジスタを含む電力用半導体装置が用いられる場合がある。このような電力用半導体装置は、発熱を伴うため放熱構造を採り、例えば以下のような構造が提案されている。即ち、放熱用部材としてのヒートシンクに、発熱体となる電力用半導体モジュールが取り付けられている。該電力用半導体モジュールの電極は、ヒートシンクにおける主放熱側とは反対側に位置する、電力用半導体モジュール搭載側の空間へ引き出され、外部接続端子へと中継する導電バスバー構造体と溶接され、電気的に結合されている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−２６９７０２号公報

電力用半導体装置には、小型化の要請が高まっており、小型化されることに起因して高温動作化が進んでいる。即ち、例えば、常時、ジャンクション温度１５０℃を保証可能な製品は、従来の１２５℃を保証する製品に比べると、使用可能な電流密度を高くすることができることから、電力用半導体モジュールの面積を小型化することができる。

しかしながら、上述のような高電流密度化した電力用半導体装置では、電力用半導体モジュールに接続される配線経路の温度上昇が問題となる。即ち、配線に使用する銅は、抵抗率の温度係数があるため、高温になるほど抵抗が高くなるという問題がある。又、同じ電流出力を得るに際し、電力用半導体モジュールの電流密度が高いほど、単位電流当たりの損失が増大する。よって、高電流密度化による小型化により、電力用半導体装置における損失が増大するという問題があった。上記損失により配線温度が上昇し、不適正な設計では、電力用半導体モジュール温度よりも配線温度の方が高くなってしまう場合も生じる。よって、配線の断面積を大きくするという対応が求められ、必要な底面積も増大するため冷却器も大型化する等、電力用半導体装置の小型化が困難となるという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、従来に比べて小型化可能な電力用半導体装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様における電力用半導体装置は、電力用半導体素子を封止した一対の電力用半導体モジュールと、上記電力用半導体モジュール間に配置されそれぞれの電力用半導体モジュールと電気的に接続される配線部材と、上記電力用半導体モジュール及び上記配線部材を載置して接続し上記電力用半導体モジュール及び上記配線部材から伝導される熱を除去する冷却部とを備え、上記配線部材は、金属板と絶縁樹脂部とを有し、上記金属板は、上記電力用半導体モジュールのそれぞれの電力用半導体素子から延在する各電極と電気的に接続され上記冷却部の載置面に沿って延在し上記冷却部への放熱面積を増加させる一対の放熱面積拡大部、及び、各放熱面積拡大部から屈曲し上記冷却部の厚み方向に沿って上記冷却部から離れる方へ延在し上記放熱面積拡大部と一体成型される屈曲部を有し、上記絶縁樹脂部は、上記金属板と上記冷却部とに挟まれて存在し上記金属板の熱を上記冷却部へ伝導しかつ上記冷却部に接続され、一対の上記放熱面積拡大部は、上記絶縁樹脂部を介して重なって配置されることを特徴とする。

本発明の一態様における電力用半導体装置によれば、電力用半導体モジュールから延在する電極と接続される金属板と、該金属板と冷却部とに挟まれて存在し冷却部に接続される絶縁樹脂部とを有する配線部材を備えた。該配線部材によれば、絶縁樹脂部が介在する金属板と冷却部とを近接させて配置することで、金属板から冷却部への熱抵抗を低減することができる。よって、電力用半導体装置の通電時における金属板の温度上昇を抑制でき、電力用半導体装置における不要な損失の増大を防止することができる。したがって、過大な放熱手段を設ける必要はなく、電力用半導体装置の小型化を図ることができる。

本発明の実施形態である電力用半導体装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。

実施の形態１．
図１に、本実施形態における電力用半導体装置１０１の概略構成を示す。電力用半導体装置１０１は、基本的な構成部分として、電力用半導体素子２１を封止した電力用半導体モジュール２０と、電力用半導体モジュール２０と電気的に接続される配線部材３０Ａと、電力用半導体モジュール２０及び配線部材３０Ａを載置して電力用半導体モジュール２０及び配線部材３０Ａと接続され、電力用半導体モジュール２０及び配線部材３０Ａから伝導される熱を除去する冷却部１０とを備える。これらの構成部分について、以下に説明する。

冷却部１０は、熱伝導性の良い材料、例えば金属等にて形成され、さらに放熱性が良好となるような形状あるいは構造を採る。本実施形態では、冷却部１０は、図示するように板状であり、冷却部１０の内部には、例えば冷媒用通路を設けている。

該冷媒用通路は、図示のように波板状の薄い金属板を、冷却部１０の上板及び下板と積層してロウ付けすることで、複数の細い冷媒通路を一括形成可能である。図の手前側及び奥側には、上記波板が存在しない冷媒集合部（不図示）があり、該冷媒集合部には、不図示の入口配管及び出口配管が組みつけられる。このように冷媒の入口配管及び出口配管と、上板、下板、冷媒集合部、波板により細かく分断された冷媒通路とにより、冷却部１０を構成する。また、必要に応じて冷却部１０の側面の板を同じくロウ付けしてもよいし、上板もしくは下板もしくはその両方が、側面部を有してもよい。
このように冷却部１０の内部に、冷却部１０の断面を細かく分割した冷媒通路を設けることで、冷媒と冷却部１０の内面との接触面積が増し、高い冷却性能を確保することができる。

冷却部１０の材料としては、例えばアルミニウム合金や銅合金などの熱伝導率の高い材料が適する。また耐腐食性の観点から、冷媒と接する内面には、犠牲腐食部などを備えることが好ましい。産業的にはアルミニウムの場合、上板もしくは接合に用いる板状ロウ材に、亜鉛層などを有し、一括ロウ付けすることで、犠牲腐食部を内部に一括成型可能である。波板としては、その板厚が０．１ｍｍから１ｍｍの範囲であれば、プレス加工にて成型可能である。上板、下板は、１ｍｍから５ｍｍ程度の板圧が、剛性などの観点から好適である。例えば一括ロウ付けの場合、ベルト炉や真空炉でのロウ付けが行われるが、平板状の外形は、加工上の制約が少なく、例えば均熱化や、ロウ付け装置における空間を小さくでき小型化可能なこと等からから好ましい。

以上の説明ではロウ付けにより冷却部１０を構成した場合について述べたが、冷媒との接触面積の増加が可能な冷媒通路を有するものであれば、他の構造、工法によるものであっても差し支えないことは言うまでもない。

本実施形態では、冷却部１０の厚み方向５１に直交する幅方向５２における冷却部１０の中央部にて、冷却部１０は、以下に説明する配線部材３０Ａにおける絶縁樹脂部３２の凸部３２ａを収納するための凹部１０ａを有する。
又、冷却部１０の載置面１０ｂには、電力用半導体モジュール２０が載置、固定され、配線部材３０Ａが載置、固定される。

電力用半導体モジュール２０は、例えばＩＧＢＴのような動作に伴い発熱する電力用半導体素子２１を樹脂２３で封止して形成されたもので、本実施形態では、同一構造を有する２つの電力用半導体モジュール２０−１、２０−２を有する。ここでは、両モジュールを区別することなく電力用半導体モジュール２０として説明する。尚、電力用半導体装置１０１に備わる電力用半導体モジュール２０の個数は、一つ以上であり、２つに限定するものではない。

電力用半導体素子２１には、例えば銅製にてなる主電極２２の一端部が半田にて電気的に接続され、主電極２２の一端部は、樹脂２３にて封止される。一方、主電極２２の他端部は、電力用半導体モジュール２０の外側へ突出し、以下で説明する配線部材３０Ａと電気的に接続される。又、主電極２２は、電力用半導体モジュール２０の外側で、配線部材３０Ａとの接続部分に至るまでの間に、屈曲部２２ａを有する。該屈曲部２２ａは、熱膨張等により電力用半導体モジュール２０、主電極２２、等が変位したときにおける応力緩衝部として作用する。

又、発熱する電力用半導体素子２１の放熱を行うため、電力用半導体素子２１は、金属材等にてなる熱伝導部材に載置されて半田で接合され、上記熱伝導部材の一面は、図示するように冷却部１０に接触する電力用半導体モジュール２０の放熱面２４に露出している。又、電力用半導体素子２１、主電極２２、上記熱伝導部材等を封止する樹脂２３は、電気的な絶縁物であり、放熱性を向上させるために熱伝導率の大きい材料が好ましい。例えばエポキシ樹脂に高熱伝導率を有する材料のフィラーを混ぜたものや、セラミック等が用いられる。

配線部材３０Ａは、金属板３１と絶縁樹脂部３２とを有し、金属板３１は、電力用半導体モジュール２０から延在する主電極２２と電気的に接続され、絶縁樹脂部３２は、金属板３１と冷却部１０とに挟まれて存在し、金属板３１の熱を冷却部１０へ伝導しかつ冷却部１０に接続される。金属板３１は、通常、銅もしくは銅合金、もしくはアルミニウムもしくはアルミニウム合金にてなり、電流容量に応じて、必要な金属板３１の厚み及び幅は異なるが、一例として、金属板３１の肉厚は０．８ｍｍ〜１ｍｍ程度、幅は１０ｍｍ程度である。

尚、本実施形態では、上述のように２つの電力用半導体モジュール２０−１，２０−２を備えることから、これらに対応して２つの金属板３１が一つの配線部材３０Ａの上表面に露出して配置され、対向する２つの金属板３１の間には、絶縁樹脂部３２の一部が設けられ、各金属板３１の電気的絶縁を図っている。又、絶縁樹脂部３２は、金属板３１を挟持し固定している。このような絶縁樹脂部３２を構成する絶縁樹脂としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）が挙げられる。ＰＰＳの熱伝導率は、通常、１Ｗ／ｍＫ未満である。

又、金属板３１は、Ｌ字形の断面形状にてなり、その一端部を形成する放熱面積拡大部３１ａと、放熱面積拡大部３１ａと一体成型され他端部を形成する屈曲部３１ｂとを有する。放熱面積拡大部３１ａは、冷却部１０との間に絶縁樹脂部３２を介在させながら冷却部１０に沿って概ね平行にて上記幅方向５２に延在し、金属板３１から冷却部１０への放熱面積を増加させる部分である。屈曲部３１ｂは、放熱面積拡大部３１ａから屈曲し、冷却部１０の厚み方向５１に沿って冷却部１０から離れる方へ延在する。

配線部材３０Ａでは、金属板３１の放熱面積拡大部３１ａに、電力用半導体モジュール２０から延在する主電極２２が重ねられ、この重畳部分にて、放熱面積拡大部３１ａと主電極２２とは、両者を貫通するボルト７、及びナット８にて締結され、電気的に接続される。本実施形態ではこのような締結方法を採るため、ナット８から突出するボルト７の先端、及びナット８と、冷却部１０との電気的絶縁を図る必要がある。よって、配線部材３０Ａの絶縁樹脂部３２は、ボルト７及びナット８の収納部に相当し上記厚み方向５１に沿って凸状に形成された凸部３２ａを有する。凸部３２ａは、冷却部１０に形成された、上述の、凹部１０ａに嵌め込まれる。

又、絶縁樹脂部３２の内、特に、冷却部１０に接続される接続部３２ｂは、上記厚み方向５１において、金属板３１の放熱面積拡大部３１ａと冷却板１０との間の絶縁性に支障がでない程度の距離で最小限の距離にて形成されるのが好ましい。厚み方向５１における接続部３２ｂの距離（厚さ）は、一例として最低１ｍｍ程度である。
本実施形態では、このように、金属板３１の放熱面積拡大部３１ａと冷却板１０とを極力熱的に近接させる接続部３２ｂを設けたことで、金属板３１の熱をより効率的に冷却部１０へ伝導させることができ、配線部材３０Ａの昇温を抑制することができる。

又、このように極力薄い接続部３２ｂを確保するため、ボルト７及びナット８からなる締結部は、接続部３２ｂから外れて配置した構成を採っている。そして上述のように、上記締結部を収納するために凸部３２ａを形成するが、凸部３２ａを設けたことによる、上記厚み方向５１における当該電力用半導体装置１０１の大型化を防止するため、凸部３２ａを収納する凹部１０ａを冷却部１０に形成している。このような構成を採ることによっても、放熱性の向上を図りながら、電力用半導体装置１０１の小型化、薄型化を図ることができる。

以上のように構成された冷却部１０、電力用半導体モジュール２０、及び配線部材３０Ａは、以下のように構成されて電力用半導体装置１０１が形成される。即ち、電力用半導体モジュール２０の放熱面２４は、熱伝導グリスを介して冷却部１０の載置面１０ｂに載置され固着される。これにより、電力用半導体素子２１が発した熱は、電力用半導体モジュール２０内に封止され電力用半導体素子２１と接合されている上記熱伝導部材、樹脂２３、及び上記熱伝導グリス等を介して冷却部１０へ伝導し、放散される。又、電力用半導体素子２１の熱は、主電極２２を介して配線部材３０Ａにも伝導させる。配線部材３０Ａでは、凸部３２ａが冷却部１０の凹部１０ａに収納され、絶縁樹脂部３２の接続部３２ｂと、冷却部１０の載置面１０ｂとが固着剤６にて接続される。

固着剤６は、絶縁樹脂部３２における熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するもので、一例として接着剤が挙げられる。固着剤６としては、例えば銅および銅の酸化物の粉末や、アルミニウムやアルミ酸化物の粉末フィラー入りの接着剤などが挙げられる。このような固着剤６として、好ましくは熱伝導率１Ｗ／ｍＫ以上のものを用いると、金属板３１から絶縁樹脂部３２を介して冷却部１０へ伝導する放熱性が高まり、金属板３１の温度上昇を抑制することができる。

尚、上述の説明では、金属板３１の放熱面積拡大部３１ａと、電力用半導体モジュール２０の主電極２２との締結後に、配線部材３０Ａを冷却部１０に接続しているが、これに限定するものではなく、冷却部１０へ配線部材３０Ａを接続した後に、放熱面積拡大部３１ａと主電極２２との締結を行うこともできる。

以上説明したように本実施形態の電力用半導体装置１０１によれば、配線部材３０Ａの金属板３１と冷却板１０との間の距離を小さくし、かつ配線部材３０Ａの絶縁樹脂部３２よりも熱伝導率の高い固着剤６にて配線部材３０Ａと冷却板１０とを固着している。これにより、配線部材３０Ａの金属板３１の温度上昇が最小限になり、電力用半導体装置１０１の使用時の温度上昇による抵抗増大という悪影響を最小限に収めることができる。よって、高温での動作特性を向上することができ、かつ、例えば冷却器を大型化する等の措置が必要なく、電力用半導体装置の小型化を図ることができる。

実施の形態２．
図２を参照して、本発明の実施の形態２における電力用半導体装置１０２について説明する。
電力用半導体装置１０２においても、電力用半導体装置１０１と同様に、基本的な構成部分として、電力用半導体モジュール２０と、電力用半導体モジュール２０と電気的に接続される配線部材３０Ｂと、電力用半導体モジュール２０及び配線部材３０Ｂを載置して電力用半導体モジュール２０及び配線部材３０Ｂと接続され、電力用半導体モジュール２０及び配線部材３０Ｂから伝導される熱を除去する冷却部１５とを備える。

ここで、配線部材３０Ｂは、上述した配線部材３０Ａと同じ機能を有するが、構造を異にする。又、冷却部１５についても、上述した冷却部１０と同じ機能を有するが、若干構造を異にする。電力用半導体装置１０２におけるその他の構成部分は、上述した電力用半導体装置１０１の構成部分に同じである。よって、以下では、冷却部１５及び配線部材３０Ｂについて説明を行うとともに、主に、実施形態１との相違部分について説明を行い、同じ構成部分についてのここでの説明は省略する。

冷却部１５は、上述の冷却部１０と比べると、凹部１０ａを有しない点で相違する。冷却部１５のその他の構成は、冷却部１０の構成に同じである。

配線部材３０Ｂは、上述した配線部材３０Ａと同様に、金属板３１と絶縁樹脂部３２Ｂとを有する。配線部材３０Ｂの金属板３１は、配線部材３０Ａの金属板３１と同様に、Ｌ字形にてなり、放熱面積拡大部３１ａ及び屈曲部３１ｂを有する。一方、配線部材３０Ｂでは、上記厚み方向５１において、２つの金属板３１の放熱面積拡大部３１ａは、絶縁樹脂部３２を介して重なって配置され、かつ絶縁樹脂部３２にて封止されている点で、配線部材３０Ａと相違する。又、各金属板３１の屈曲部３１ｂは、厚み方向５１に沿って冷却部１５から離れる方へ延在し、配線部材３０Ｂの絶縁樹脂部３２の上面から突出する点でも配線部材３０Ａと相違する。

絶縁樹脂部３２Ｂは、凸部３２ａを有しない点で絶縁樹脂部３２と相違する。尚、絶縁樹脂部３２の接続部３２ｂに対応する部分を、絶縁樹脂部３２Ｂでは接続部３２Ｂｂとする。接続部３２Ｂｂの構成、機能は、接続部３２ｂの場合に同じである。

さらに、配線部材３０Ｂでは、金属板３１と、電力用半導体モジュール２０から延在する主電極２２との接続方法が大きく異なる。即ち、配線部材３０Ａでは、ボルト７及びナット８にて両者を締結したが、配線部材３０Ｂでは、金属板３１における屈曲部３１ｂの端部と同位置に主電極２２の他端を配置させて、屈曲部３１ｂの端部と主電極２２の他端とを溶接にて接合している。尚、この接合部分を溶接部９とする。溶接方法としては、抵抗溶接、アーク溶接、レーザ溶接などがあるが、冷却板１５の載置面１５ｂに対して垂直方向から溶接のエネルギーを投入する必要があるため、アーク溶接ならびにレーザ溶接が好適である。本実施形態では、アーク溶接の場合について例を示す。

以上のように構成された電力用半導体モジュール２０、配線部材３０Ｂ、及び冷却部１５は、以下のように構成されて電力用半導体装置１０２が形成される。即ち、電力用半導体モジュール２０の放熱面２４は、熱伝導グリスを介して冷却部１５の載置面１５ｂに載置され固着される。又、配線部材３０Ｂは、絶縁樹脂部３２Ｂの接続部３２Ｂｂと、冷却部１５の載置面１５ｂとを固着剤６にて接続して、載置面１５ｂに固定される。

配線部材３０Ｂの固定後、上述のように、金属板３１の屈曲部３１ｂの端部と電力用半導体モジュール２０の主電極２２の他端とが溶接され溶接部９を形成する。本実施形態では、上述のように、接続部３２Ｂｂを介して金属板３１は冷却部１５に近接して位置し、かつ配線部材３０Ｂが熱伝導率の比較的高い固着剤６にて冷却部１５に接続されている。よって、配線部材３０Ｂにおける絶縁樹脂部３２Ｂから冷却部１５へ熱が良好に伝導され、絶縁樹脂部３２Ｂの温度上昇が抑制される。したがって、溶接時の熱により絶縁樹脂部３２Ｂが影響を受けることは少なく、上記厚み方向５１における上記溶接部９の位置を配線部材３０Ｂに近接して配置することができる。即ち、厚み方向５１における電力用半導体装置１０２の薄型化を達成することができる。

尚、本実施形態では、上述のように、冷却部１５への配線部材３０Ｂの固定後に溶接を行い、溶接部９を形成しているが、これに限定されず、溶接部９の形成後に配線部材３０Ｂを冷却部１５へ固定することもできる。

以上説明した本実施形態２の電力用半導体装置１０２によれば、実施形態１の電力用半導体装置１０１が有する効果を奏することは勿論であるが、電力用半導体装置１０１に比べて、冷却部に凹部１０ａを形成する必要がなく、冷却部１５の構造が単純化されるという効果がある。又、上述のように厚み方向５１における溶接部９の位置を低く抑えることができることから、電力用半導体装置１０２の薄型化を図ることもできる。
又、配線部材３０Ｂにおいて、図示するように、各金属板３１の放熱面積拡大部３１ａを厚み方向５１に重ねて配置している。よって、実施形態１における配線部材３０Ａの構成に比べて、配線部材３０Ｂの上記幅方向５２におけるサイズを小さくすることができる。よって、電力用半導体装置１０２の幅方向５２のサイズの小型化を図ることもできる。

実施の形態３．
図３を参照して、本発明の実施の形態３における電力用半導体装置１０３について説明する。
電力用半導体装置１０３においても、電力用半導体装置１０１と同様に、基本的な構成部分として、電力用半導体モジュール２０と、電力用半導体モジュール２０と電気的に接続される配線部材３０Ｃと、電力用半導体モジュール２０及び配線部材３０Ｃを載置して電力用半導体モジュール２０及び配線部材３０Ｃと接続され、電力用半導体モジュール２０及び配線部材３０Ｃから伝導される熱を除去する冷却部１５とを備える。即ち、本実施形態の電力用半導体装置１０３では、実施形態２の冷却部１５を用い、実施形態１における配線部材３０Ａでのボルト７及びナット８による締結に代えて溶接を行う形態を採る。よって以下には、実施形態１、２との相違部分に相当する配線部材３０Ｃについて主に説明し、前述と同じ構成部分に関するここでの説明は省略する。

配線部材３０Ｃは、実施形態１にて述べた配線部材３０Ａに類似した形状を採り、２つの金属板３１と絶縁樹脂部３２Ｃとを有するが、一方、絶縁樹脂部３２Ｃは、凸部３２ａを有しない。即ち、配線部材３０Ｃでは、配線部材３０Ａと同様に、Ｌ字形にてなる２つの金属板３１が配線部材３０Ｃの上表面に露出し対向して配置され、各金属板３１は絶縁樹脂部３２Ｃにて電気的に絶縁されるとともに挟持、固定される。又、絶縁樹脂部３２Ｃは、冷却部１５に接続される接続部３２ｂを有する。

このような構成を有する配線部材３０Ｃは、上述した各実施形態と同様に、電力用半導体モジュール２０とともに冷却部１５の載置面１５ａに載置され、固着剤６にて載置面１５ａに固定される。配線部材３０Ｃが冷却部１５に固定されたとき、電力用半導体モジュール２０から延在する主電極２２の他端と、配線部材３０Ｃにおける金属板３１の放熱面積拡大部３１ａとが重なり当接している。そして、この、主電極２２と放熱面積拡大部３１ａとの重畳部分に対して、上記厚み方向５１からレーザ光を照射し、主電極２２と放熱面積拡大部３１ａとを溶接し溶接部９を形成する。
以上の動作にて、本実施形態の電力用半導体装置１０３が作製される。

本実施形態の電力用半導体装置１０３によれば、上述のように、接続部３２ｂを介して金属板３１は冷却部１５に近接して位置し、かつ配線部材３０Ｃが熱伝導率の比較的高い固着剤６にて冷却部１５に接続されている。よって、配線部材３０Ｃにおける絶縁樹脂部３２Ｃから冷却部１５へ熱が良好に伝導され、絶縁樹脂部３２Ｃの温度上昇が抑制される。したがって、溶接時の熱により絶縁樹脂部３２Ｃが影響を受けることは少ない。よって、実施形態１と同様に、高温での動作特性を向上することができ、かつ、例えば冷却器を大型化する等の措置が必要なく、電力用半導体装置の小型化を図ることができる。
さらに、実施形態２の構成に比べて厚み方向５１における溶接部９の位置がより低くなることから、電力用半導体装置１０３の薄型化を達成することができる。

又、電力用半導体モジュール２０から延在する主電極２２の他端が配線部材３０Ｃにおける金属板３１の放熱面積拡大部３１ａに当接するように、主電極２２の高さを予め設定しておくことで、電力用半導体モジュール２０及び配線部材３０Ｃを冷却部１５に載置した時点において、別途、加圧手段を用いることなく、主電極２２の他端と放熱面積拡大部３１ａとを当接させることができる。したがって、簡便な溶接動作を可能にする。

本発明の実施の形態１における電力用半導体装置の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態２における電力用半導体装置の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態３における電力用半導体装置の構造を示す断面図である。

符号の説明

６固着剤、１０冷却部、１５冷却部、２０電力用半導体モジュール、
２１電力用半導体素子、２２主電極、３０Ａ〜３０Ｃ配線部材、３１金属板、３１ａ放熱面積拡大部、３１ｂ屈曲部、３２絶縁樹脂部、
１０１〜１０３電力用半導体装置。

Claims

電力用半導体素子を封止した一対の電力用半導体モジュールと、上記電力用半導体モジュール間に配置されそれぞれの電力用半導体モジュールと電気的に接続される配線部材と、上記電力用半導体モジュール及び上記配線部材を載置して接続し上記電力用半導体モジュール及び上記配線部材から伝導される熱を除去する冷却部とを備え、
上記配線部材は、金属板と絶縁樹脂部とを有し、
上記金属板は、上記電力用半導体モジュールのそれぞれの電力用半導体素子から延在する各電極と電気的に接続され上記冷却部の載置面に沿って延在し上記冷却部への放熱面積を増加させる一対の放熱面積拡大部、及び、各放熱面積拡大部から屈曲し上記冷却部の厚み方向に沿って上記冷却部から離れる方へ延在し上記放熱面積拡大部と一体成型される屈曲部を有し、
上記絶縁樹脂部は、上記金属板と上記冷却部とに挟まれて存在し上記金属板の熱を上記冷却部へ伝導しかつ上記冷却部に接続され、
上記放熱面積拡大部は、上記絶縁樹脂部を介して重なって配置される、
ことを特徴とする電力用半導体装置。
上記電極と上記金属板とは、上記屈曲部の端部にて溶接される、請求項１記載の電力用半導体装置。
上記絶縁樹脂部は、当該絶縁樹脂部よりも熱伝導の良好な接着部材にて上記冷却部と接続される、請求項１記載の電力用半導体装置。