JP5262037B2 - Semiconductor cooling structure - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor cooling structure excellent in the cooling efficiency of a semiconductor module. <P>SOLUTION: A semiconductor cooling structure 1 comprises a semiconductor module 2 which incorporates a semiconductor element 21, and a cooling device 4 for cooling the semiconductor module 2. The cooling device 4 is arranged to contact with a protrusion formation plate 3 so as to sandwich a protrusion formation plate 3 of a metal plate comprising a plurality of protrusions 31 with the main surface 25 of the semiconductor module 2. The protrusion formation plate 3 makes the protrusion 31 abut on at least one of the main surface 25 of the semiconductor module 2 and the surface 45 of the cooling device 4. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための冷却器とからなる半導体冷却構造に関する。   The present invention relates to a semiconductor cooling structure including a semiconductor module incorporating a semiconductor element and a cooler for cooling the semiconductor module.

従来より、図１８に示すごとく、半導体素子９２１を内蔵した半導体モジュール９２に冷却器９４を加圧密着させて、半導体モジュール９２を冷却する半導体冷却構造９がある（特許文献１参照）。この場合、半導体モジュール９の主面９２５に露出した放熱板９２３と冷却器９４との間に、セラミック等からなる絶縁材９３を配置して、両者の間の電気絶縁性を確保している。   Conventionally, as shown in FIG. 18, there is a semiconductor cooling structure 9 that cools a semiconductor module 92 by pressing and adhering a cooler 94 to a semiconductor module 92 containing a semiconductor element 921 (see Patent Document 1). In this case, an insulating material 93 made of ceramic or the like is disposed between the heat sink 923 exposed on the main surface 925 of the semiconductor module 9 and the cooler 94 to ensure electrical insulation between the two.

そして、半導体モジュール９の放熱板９２３と絶縁材９３との間、及び絶縁材９３と冷却器９４との間には、それぞれグリス９５を介在させている。このグリス９５を介在させることにより、放熱板９２３と絶縁材９３との間や、絶縁材９３と冷却器９４との間の隙間をなくして、互いの伝熱効率を向上させることができる。   Further, grease 95 is interposed between the heat radiating plate 923 and the insulating material 93 of the semiconductor module 9 and between the insulating material 93 and the cooler 94. By interposing this grease 95, it is possible to eliminate the gap between the heat radiating plate 923 and the insulating material 93, or between the insulating material 93 and the cooler 94, and to improve the mutual heat transfer efficiency.

このように、グリス９５を介在させることは、放熱板９２３と絶縁材９３との間や絶縁材９３と冷却器９４との間の隙間をなくすことができるという点では伝熱効率を向上させる効果を期待できるが、より理想的には、グリス９５を介在させることなく、半導体モジュール９と絶縁板９３、更には絶縁板９３と冷却器９４とを直接接触させ、直接的な熱伝達を行わせることが好ましい。
特に、半導体モジュールの主面や冷却器の表面等に絶縁処理を施したうえで、半導体モジュールと冷却器とを直接的に接触させることにより、両者の間の伝熱効率を充分に大きくして、半導体モジュールの冷却効率を高めることが望まれる。 Thus, interposing the grease 95 has the effect of improving the heat transfer efficiency in that the gap between the heat radiating plate 923 and the insulating material 93 and between the insulating material 93 and the cooler 94 can be eliminated. Although it can be expected, more ideally, the semiconductor module 9 and the insulating plate 93, and further the insulating plate 93 and the cooler 94 are in direct contact with each other without interposing the grease 95, and direct heat transfer is performed. Is preferred.
In particular, after subjecting the main surface of the semiconductor module and the surface of the cooler to insulation treatment, by directly contacting the semiconductor module and the cooler, the heat transfer efficiency between the two is sufficiently increased, It is desired to increase the cooling efficiency of the semiconductor module.

しかしながら、半導体モジュールの主面と冷却器の表面との平面度や表面平滑度を上げて、両者の接触面積を稼ごうとしても、どうしても両者の間には微小な隙間ができてしまう。すなわち、両者の表面の平面度や表面平滑度を上げようとしても限界があり、ミクロで見ると、両者を接触させたときに実際に接触している面積である真実接触面積がどうしても小さくなる。その結果、半導体モジュールと冷却器との間の伝熱効率を向上させることが困難となる。   However, even if an attempt is made to increase the flatness and surface smoothness between the main surface of the semiconductor module and the surface of the cooler to increase the contact area between the two, a minute gap is inevitably formed between the two. That is, there is a limit to increasing the flatness and surface smoothness of both surfaces, and when viewed microscopically, the actual contact area, which is the actual contact area when both are brought into contact, is inevitably reduced. As a result, it becomes difficult to improve the heat transfer efficiency between the semiconductor module and the cooler.

特開２００７−１６５６２０号公報JP 2007-165620 A

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、半導体モジュールの冷却効率に優れた半導体冷却構造を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor cooling structure excellent in cooling efficiency of a semiconductor module.

本発明は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための冷却器とからなる半導体冷却構造であって、
上記冷却器は、上記半導体モジュールの主面との間に、複数の突起部を有する金属板からなる突起形成板を挟むように、該突起形成板に接触配置されており、
該突起形成板は、上記突起部を、上記半導体モジュールの主面に当接させており、
上記突起形成板における上記突起部は、上記半導体モジュールと上記冷却器とからの加圧力によって変形するよう構成されており、
上記突起形成板は、上記半導体モジュール及び上記冷却器との積層方向に付勢されたバネ構造を有し、
上記半導体モジュールの主面及び上記冷却器の表面の少なくとも一方と、上記突起形成板との間には、グリスが介在しており、
上記半導体モジュールは、両面冷却構造を有し、上記突起形成板及び上記冷却器は、上記半導体モジュールの両主面に積層配置されており、
上記突起形成板は、上記半導体モジュールの主面と上記冷却器の表面との間において積層方向に加圧された状態で配置されており、
上記突起形成板は、複数の上記突起部を形成して上記半導体モジュールの主面に当接する突起形成部と、積層方向に直交する方向において上記突起形成部の両側に形成されて上記冷却器の表面に当接する一対のバネ構造部とを備え、
上記一対のバネ構造部の積層方向についてのバネ定数の合計は、上記突起形成部の積層方向についてのバネ定数よりも大きいことを特徴とする半導体冷却構造にある（請求項１）。 The present invention is a semiconductor cooling structure comprising a semiconductor module containing a semiconductor element and a cooler for cooling the semiconductor module,
The cooler is disposed in contact with the protrusion forming plate so as to sandwich a protrusion forming plate made of a metal plate having a plurality of protrusions between the main surface of the semiconductor module,
Protrusion forming plate, the protruding portion and by abutment on the main surface of the semiconductor module,
The protrusions on the protrusion forming plate are configured to be deformed by the applied pressure from the semiconductor module and the cooler,
The projection forming plate has a spring structure biased in the stacking direction of the semiconductor module and the cooler,
Grease is interposed between at least one of the main surface of the semiconductor module and the surface of the cooler and the protrusion forming plate,
The semiconductor module has a double-sided cooling structure, and the protrusion forming plate and the cooler are stacked on both main surfaces of the semiconductor module,
The protrusion forming plate is disposed in a state of being pressed in the stacking direction between the main surface of the semiconductor module and the surface of the cooler,
The projection forming plate is formed on both sides of the projection forming portion in a direction orthogonal to the stacking direction, and a projection forming portion that forms a plurality of the protruding portions and contacts the main surface of the semiconductor module. A pair of spring structures abutting against the surface;
In the semiconductor cooling structure, the sum of the spring constants in the stacking direction of the pair of spring structure portions is larger than the spring constant in the stacking direction of the protrusion forming portions .

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記半導体冷却構造においては、上記冷却器は、上記半導体モジュールの主面との間に上記突起形成板を挟むように、該突起形成板に接触配置されている。そして、該突起形成板は、上記突起部を、上記半導体モジュールの主面及び上記冷却器の表面の少なくとも一方に当接させている。これにより、上記突起形成板は、複数の突起部において、部分的に半導体モジュールの主面及び冷却器の表面の少なくとも一方と接触することとなる。 Next, the effects of the present invention will be described.
In the semiconductor cooling structure, the cooler is disposed in contact with the projection forming plate so as to sandwich the projection forming plate between the main surface of the semiconductor module. The protrusion forming plate causes the protrusion to abut at least one of the main surface of the semiconductor module and the surface of the cooler. Thereby, the said protrusion formation board will contact at least one of the main surface of a semiconductor module, and the surface of a cooler in a some protrusion part.

そのため、突起部以外の部分においては、突起形成板が半導体モジュールの主面又は冷却器の表面に接触することはないが、突起部においては確実にこれらに接触することができる。それ故、たとえば、半導体モジュールの主面や冷却器の表面の平面度が多少小さかったり、表面粗度が多少大きくても、突起形成板と半導体モジュールの主面及び冷却器の表面の少なくとも一方との真実接触面積を充分に確保することができる。
その結果、半導体モジュールと冷却器との間の熱伝達率を向上させることができ、半導体モジュールの冷却効率を向上させることができる。 For this reason, the projection forming plate does not contact the main surface of the semiconductor module or the surface of the cooler at portions other than the projections, but can reliably contact these at the projections. Therefore, for example, even if the flatness of the main surface of the semiconductor module or the surface of the cooler is somewhat small or the surface roughness is somewhat large, at least one of the protrusion forming plate, the main surface of the semiconductor module, and the surface of the cooler It is possible to secure a sufficient real contact area.
As a result, the heat transfer coefficient between the semiconductor module and the cooler can be improved, and the cooling efficiency of the semiconductor module can be improved.

また、上記突起部において部分的に、突起形成板と半導体モジュール及び冷却器の少なくとも一方とを接触させることができるため、突起形成板全体への加圧力を比較的小さくしても各突起部における圧力を大きくして、真実接触面積を充分に確保することができる。そのため、半導体モジュールの冷却効率を低下させることなく、半導体モジュールと冷却器との積層方向の加圧力を小さくすることが可能となり、生産性の向上を図ることができる。   In addition, since the projection forming plate and at least one of the semiconductor module and the cooler can be brought into partial contact with each other in the projection portion, even if the pressure applied to the entire projection formation plate is relatively small, The pressure can be increased to ensure a sufficient real contact area. Therefore, it is possible to reduce the pressure in the stacking direction of the semiconductor module and the cooler without reducing the cooling efficiency of the semiconductor module, and the productivity can be improved.

以上のごとく、本発明によれば、半導体モジュールの冷却効率に優れた半導体冷却構造を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor cooling structure with excellent cooling efficiency of a semiconductor module.

本発明（請求項１）において、上記半導体冷却構造は、例えば車両用のインバータ等の電力変換装置の一部を構成するものとすることができる。
また、上記突起形成板における上記突起部は、上記半導体モジュールと上記冷却器とからの加圧力によって変形するよう構成されている。
これにより、複数の上記突起部が、上記半導体モジュールの主面や上記冷却器の表面に追従して、確実にこれらに接触することができる。すなわち、たとえば半導体モジュールの主面や冷却器の表面あるいは突起形成板に、充分な平面度が出ていない場合にも、複数の突起部を半導体モジュールの主面や冷却器の表面に確実に接触させやすくなる。 In the present invention (Claim 1), the semiconductor cooling structure may constitute a part of a power converter such as an inverter for a vehicle.
Further, the protruding portions of the protrusions forming plate that is configured to deform by pressure from the above semiconductor module and the cooling device.
Thereby , the said some protrusion part can track the main surface of the said semiconductor module and the surface of the said cooler, and can contact these reliably. That is, for example, even when the main surface of the semiconductor module, the surface of the cooler, or the protrusion forming plate does not have sufficient flatness, the multiple protrusions reliably contact the main surface of the semiconductor module or the surface of the cooler. It becomes easy to let you.

また、上記突起形成板は、上記半導体モジュール及び上記冷却器との積層方向に付勢されたバネ構造を有する。
これにより、上記突起形成板と上記半導体モジュールとの間、及び上記突起形成板と上記冷却器との間の加圧力を、上記突起形成板のバネ構造によって得ることができる。これにより、上記加圧力を付与するためのバネ部材を別個に配設する必要がなくなるため、部品点数を削減することができる。 Further, the protrusion forming plate that have a biased spring structure in the stacking direction of the semiconductor module and the condenser.
Thereby , the applied pressure between the projection forming plate and the semiconductor module and between the projection forming plate and the cooler can be obtained by the spring structure of the projection forming plate. As a result, there is no need to separately provide a spring member for applying the pressure, and the number of parts can be reduced.

また、上記半導体モジュールの主面及び上記冷却器の表面の少なくとも一方と、上記突起形成板との間には、グリスが介在している。
これにより、半導体モジュールと冷却器との間の熱伝達率を一層向上させることができる。すなわち、上記のごとく、上記突起形成板の突起部によって、真実接触面積を増加させて熱伝達率を向上させると共に、突起部以外の部分においてもグリスを配置することにより熱伝達率を向上させることができる。 Further, at least one of the semiconductor modules of the main surface and the condenser surface, is between the projection forming plate, grease that intervene.
Thereby , the heat transfer rate between the semiconductor module and the cooler can be further improved. That is, as described above, the protrusion of the protrusion forming plate increases the real contact area and improves the heat transfer coefficient, and also improves the heat transfer coefficient by disposing grease in portions other than the protrusion. Can do.

また、上記突起形成板は、上記冷却器の表面に接合されており、上記突起部は、上記半導体モジュールの主面に当接していることが好ましい（請求項２）。
この場合には、半導体冷却構造の組立てを容易に行うことができ、生産性の向上を図ることができる。上記突起形成板は、上記冷却器の表面に、たとえばろう付け等によって接合することができる。 Further, the protrusion forming plate is bonded to the surface of the cooler, the protruding portion is preferably in contact with the main surface of the semiconductor module (claim 2).
In this case, the semiconductor cooling structure can be easily assembled and productivity can be improved. The projection forming plate can be joined to the surface of the cooler by, for example, brazing.

また、上記半導体モジュールは、両面冷却構造を有し、上記突起形成板及び上記冷却器は、上記半導体モジュールの両主面に積層配置されている。
これにより、上記半導体モジュールを両面から冷却することができるため、半導体モジュールの冷却効率に一層優れた半導体冷却構造を得ることができる。 Further, the semiconductor module has a double-sided cooling structure, the projection forming plate and the cooler, that are stacked on both main surfaces of the semiconductor module.
Thereby, since the said semiconductor module can be cooled from both surfaces, the semiconductor cooling structure which was further excellent in the cooling efficiency of a semiconductor module can be obtained.

（参考例１）
本発明の実施例にかかる半導体冷却構造につき、図１〜図６を用いて説明する。
本例の半導体冷却構造１は、図１に示すごとく、半導体素子２１を内蔵した半導体モジュール２と、該半導体モジュール２を冷却するための冷却器４とからなる。
冷却器４は、半導体モジュール２の主面２５との間に、複数の突起部３１を有する金属板からなる突起形成板３を挟むように、該突起形成板３に接触配置されている。
突起形成板３は、突起部３１を、半導体モジュール２の主面２５に当接させている。 ( Reference Example 1 )
A semiconductor cooling structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the semiconductor cooling structure 1 of this example includes a semiconductor module 2 containing a semiconductor element 21 and a cooler 4 for cooling the semiconductor module 2.
The cooler 4 is disposed in contact with the projection forming plate 3 so as to sandwich the projection forming plate 3 made of a metal plate having a plurality of projections 31 between the main surface 25 of the semiconductor module 2.
The protrusion forming plate 3 causes the protrusion 31 to contact the main surface 25 of the semiconductor module 2.

具体的には、突起形成板３は、冷却器４の表面４５に接合されており、突起部３１は、半導体モジュール２の主面２５に当接している。すなわち、突起形成板３は、図３、図４に示すごとく、平板状の基板部３０から多数の突起部３１を一方の面に隆起させてなる。そして、突起形成板３の基板部３０を、ろう付けによって冷却器４の表面４５に接合している。   Specifically, the protrusion forming plate 3 is bonded to the surface 45 of the cooler 4, and the protrusion 31 is in contact with the main surface 25 of the semiconductor module 2. That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the protrusion forming plate 3 is formed by projecting a large number of protrusions 31 on one surface from a flat substrate portion 30. And the board | substrate part 30 of the protrusion formation board 3 is joined to the surface 45 of the cooler 4 by brazing.

また、半導体モジュール２の主面２５には、放熱板２３の表面を被覆するように形成された絶縁膜２６が配されている。そして、突起形成板３の複数の突起部３１が、半導体モジュール２の主面２５を構成する絶縁膜２６に当接している。
絶縁膜２６は、たとえばＳｉＣＮからなる厚さ１０μｍ程度の膜（シリコン炭窒化膜）である。また、突出形成板３及び冷却器４は、たとえばアルミニウムからなる。 An insulating film 26 is disposed on the main surface 25 of the semiconductor module 2 so as to cover the surface of the heat sink 23. The plurality of protrusions 31 of the protrusion forming plate 3 are in contact with the insulating film 26 constituting the main surface 25 of the semiconductor module 2.
The insulating film 26 is a film (silicon carbonitride film) made of, for example, SiCN and having a thickness of about 10 μm. Moreover, the protrusion formation board 3 and the cooler 4 consist of aluminum, for example.

突起形成板３における突起部３１は、半導体モジュール２と冷却器４とからの加圧力によって変形するよう構成されている。
本例の半導体冷却構造１における突起部３１は、図４に示すごとく、基板部３０に切り込みを入れて一方の面側へ隆起させるように斜めに屈曲させた斜面部３１１と、該斜面部３１１の先端部から基板部３０側へ屈曲して基板部３０に平行に形成された当接面部３１２とからなる。突起形成板３には、これと同形状の突起部３１が多数形成されている。
そして、図２に示すごとく、突起部３１の当接面部３１２が半導体モジュール２の主面２５に当接し、基板部３０が冷却器４の表面４５に接合された状態で、突起形成板３が半導体モジュール２と冷却器４とから加圧されたとき、突起部３１が基板部３０へ近付く方向に変形する。 The protrusion 31 in the protrusion forming plate 3 is configured to be deformed by the applied pressure from the semiconductor module 2 and the cooler 4.
As shown in FIG. 4, the protrusion 31 in the semiconductor cooling structure 1 of the present example includes a slope portion 311 that is obliquely bent so as to be cut into the substrate portion 30 and raised to one surface side, and the slope portion 311. And a contact surface portion 312 that is bent toward the substrate portion 30 side and formed parallel to the substrate portion 30. A large number of protrusions 31 having the same shape are formed on the protrusion forming plate 3.
As shown in FIG. 2, the protrusion forming plate 3 is in a state where the contact surface portion 312 of the protrusion 31 is in contact with the main surface 25 of the semiconductor module 2 and the substrate portion 30 is bonded to the surface 45 of the cooler 4. When pressure is applied from the semiconductor module 2 and the cooler 4, the protruding portion 31 is deformed in a direction approaching the substrate portion 30.

また、図１に示すごとく、半導体モジュール２は、両面冷却構造を有し、突起形成板３及び冷却器４は、半導体モジュール２の両主面２５に積層配置されている。すなわち、半導体モジュール２は、両主面２５に、絶縁膜２６によって被覆された放熱板２３を配置しており、それぞれの主面２５に、冷却器４に接合された突起形成板３が接触配置されている。   Further, as shown in FIG. 1, the semiconductor module 2 has a double-sided cooling structure, and the protrusion forming plate 3 and the cooler 4 are stacked on both main surfaces 25 of the semiconductor module 2. That is, in the semiconductor module 2, the heat dissipating plates 23 covered with the insulating film 26 are arranged on both main surfaces 25, and the protrusion forming plates 3 joined to the cooler 4 are in contact with the main surfaces 25. Has been.

更に、上記のように配置された冷却器４の反対側にも同様の構成で、突起形成板３及び半導体モジュール２が積層されている。そして、全体としては、図５に示すごとく、冷却器４と半導体モジュール２とが突起形成板３を介して交互に積層配置されている。なお、一対の冷却器４の間には、２個の半導体モジュール２が左右に並列配置された状態で挟持されている。   Further, the projection forming plate 3 and the semiconductor module 2 are laminated on the opposite side of the cooler 4 arranged as described above with the same configuration. As a whole, as shown in FIG. 5, the coolers 4 and the semiconductor modules 2 are alternately stacked via the protrusion forming plates 3. In addition, between the pair of coolers 4, two semiconductor modules 2 are sandwiched in a state of being arranged in parallel on the left and right.

図１に示すごとく、半導体モジュール２は、ＩＧＢＴ等の半導体素子２１を内蔵したモジュール本体部２０と、該モジュール本体部２０から突出させた外部接続端子２２とを有する。外部接続端子２２には、主電極端子２２１と、該主電極端子２２１の突出方向と略１８０度異なる方向へ突出させた信号端子２２２とがある。モジュール本体部２０は、半導体素子２１とその両面に配された放熱板２３とを樹脂部２４によって封止してなる。そして、半導体モジュール２の一対の主面２５は、放熱板２３の表面を絶縁膜２６によって被覆してなる。   As shown in FIG. 1, the semiconductor module 2 includes a module main body 20 that incorporates a semiconductor element 21 such as an IGBT, and an external connection terminal 22 that protrudes from the module main body 20. The external connection terminal 22 includes a main electrode terminal 221 and a signal terminal 222 that protrudes in a direction different from the protruding direction of the main electrode terminal 221 by approximately 180 degrees. The module main body 20 is formed by sealing a semiconductor element 21 and a heat sink 23 disposed on both surfaces thereof with a resin part 24. The pair of main surfaces 25 of the semiconductor module 2 are formed by covering the surface of the heat sink 23 with an insulating film 26.

図１に示すごとく、冷却器４は、その内部に冷媒流路４１を有しており、これに冷却媒体を流通可能に構成してある。また、図５に示すごとく、複数の冷却器４の両端をそれぞれ連結するように蛇腹パイプ４０１を配置してある。また、積層方向の一端における冷却器４の両端には、冷媒導入口４０３と冷媒排出口４０４とがそれぞれ接続されている。このようにして、複数の冷却器４を並列配置してなる冷却器ユニット４０が構成されている。
そして、隣り合う冷却器４の間に上述のごとく半導体モジュール２を挟持させ、冷却器４内に冷却媒体を流通させることにより、モジュール本体部２０を両面から冷却することができる。 As shown in FIG. 1, the cooler 4 has a refrigerant flow path 41 inside thereof, and is configured to allow a cooling medium to flow therethrough. Moreover, as shown in FIG. 5, the bellows pipe 401 is arrange | positioned so that the both ends of the several cooler 4 may be connected, respectively. In addition, a refrigerant inlet 403 and a refrigerant outlet 404 are respectively connected to both ends of the cooler 4 at one end in the stacking direction. Thus, the cooler unit 40 formed by arranging a plurality of coolers 4 in parallel is configured.
The module main body 20 can be cooled from both sides by sandwiching the semiconductor module 2 between the adjacent coolers 4 as described above and circulating the cooling medium in the cooler 4.

なお、上記冷却媒体としては、たとえば、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等の冷媒を用いることができる。また、空気などの気体系の冷却媒体を用いることもできる。   Examples of the cooling medium include natural refrigerants such as water and ammonia, water mixed with ethylene glycol antifreeze, fluorocarbon refrigerants such as fluorinate, chlorofluorocarbon refrigerants such as HCFC123 and HFC134a, methanol, alcohol, and the like. A refrigerant such as an alcohol refrigerant or a ketone refrigerant such as acetone can be used. A gaseous cooling medium such as air can also be used.

また、図５に示す積層配置された複数の半導体モジュール２及び複数の冷却器４とによって構成される半導体冷却構造１は、例えば、インバータ等の電力変換装置の一部を構成する。
半導体モジュール２と冷却器４とを積層配置するに当っては、図６に示すごとく、予め所定の間隔をもって冷却器４を配置しておく。これらの冷却器４は、その積層方向の表面４５に突起形成板３が接合されている。そして、隣合う冷却器４における互いに対向する表面４５に接合された突起形成板３の突起部３１同士の間の間隔は、半導体モジュール２の厚みよりも小さめに形成されている。 Further, the semiconductor cooling structure 1 including the plurality of stacked semiconductor modules 2 and the plurality of coolers 4 illustrated in FIG. 5 constitutes a part of a power conversion device such as an inverter, for example.
In stacking and arranging the semiconductor module 2 and the cooler 4, the cooler 4 is placed in advance with a predetermined interval as shown in FIG. As for these coolers 4, the protrusion formation board 3 is joined to the surface 45 of the lamination direction. And the space | interval between the protrusion parts 31 of the protrusion formation board 3 joined to the mutually opposing surface 45 in the adjacent cooler 4 is formed smaller than the thickness of the semiconductor module 2.

この状態の一対の冷却器４の間に、半導体モジュール２を挿入する。これにより、突起部３１が基板部３０側へ変形しながら、半導体モジュール２の一対の主面２５に当接した状態となる。このような挿入作業を、全ての半導体モジュール２について同様に行うことにより、半導体冷却構造１が形成される。   The semiconductor module 2 is inserted between the pair of coolers 4 in this state. As a result, the protruding portion 31 is in contact with the pair of main surfaces 25 of the semiconductor module 2 while being deformed toward the substrate portion 30 side. The semiconductor cooling structure 1 is formed by performing such an insertion operation in the same manner for all the semiconductor modules 2.

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記半導体冷却構造１においては、冷却器４は、半導体モジュール２の主面２５との間に突起形成板３を挟むように、突起形成板３に接触配置されている。そして、突起形成板３は、突起部３１を、半導体モジュール２の主面２５に当接させている。これにより、突起形成板３は、複数の突起部３１において、部分的に半導体モジュール２の主面２５と接触することとなる。 Next, the function and effect of this example will be described.
In the semiconductor cooling structure 1, the cooler 4 is disposed in contact with the projection forming plate 3 so as to sandwich the projection forming plate 3 with the main surface 25 of the semiconductor module 2. The protrusion forming plate 3 makes the protrusion 31 contact the main surface 25 of the semiconductor module 2. As a result, the protrusion forming plate 3 partially contacts the main surface 25 of the semiconductor module 2 at the plurality of protrusions 31.

そのため、突起部３１以外の部分においては、突起形成板３が半導体モジュール２の主面２５に接触することはないが、突起部３１においては確実に半導体モジュール２の主面２５に接触することができる。それ故、たとえば、半導体モジュール２の主面２５や冷却器４の表面４５の平面度が多少小さかったり、表面粗度が多少大きくても、突起形成板３と半導体モジュール２の主面２５との真実接触面積を充分に確保することができる。
その結果、半導体モジュール２と冷却器４との間の熱伝達率を向上させることができ、半導体モジュール２の冷却効率を向上させることができる。 Therefore, the projection forming plate 3 does not contact the main surface 25 of the semiconductor module 2 at a portion other than the protruding portion 31, but the protruding portion 31 can reliably contact the main surface 25 of the semiconductor module 2. it can. Therefore, for example, even if the flatness of the main surface 25 of the semiconductor module 2 and the surface 45 of the cooler 4 is somewhat small or the surface roughness is somewhat large, the protrusion forming plate 3 and the main surface 25 of the semiconductor module 2 A sufficient real contact area can be secured.
As a result, the heat transfer coefficient between the semiconductor module 2 and the cooler 4 can be improved, and the cooling efficiency of the semiconductor module 2 can be improved.

また、上記突起部５において部分的に、突起形成板３と半導体モジュール２とを接触させることができるため、突起形成板３全体への加圧力を比較的小さくしても各突起部３１における圧力を大きくして、真実接触面積を充分に確保することができる。そのため、半導体モジュール２の冷却効率を低下させることなく、半導体モジュール２と冷却器４との積層方向の加圧力を小さくすることが可能となり、生産性の向上を図ることができる。   In addition, since the protrusion forming plate 3 and the semiconductor module 2 can be partially brought into contact with each other at the protrusion 5, the pressure at each protrusion 31 can be reduced even if the pressure applied to the entire protrusion forming plate 3 is relatively small. Can be increased to ensure a sufficient real contact area. For this reason, it is possible to reduce the pressure in the stacking direction of the semiconductor module 2 and the cooler 4 without reducing the cooling efficiency of the semiconductor module 2, thereby improving productivity.

また、突起形成板３における突起部３１は、半導体モジュール２と冷却器３とからの加圧力によって変形するよう構成されている。これにより、複数の突起部３１が、半導体モジュール２の主面２５や冷却器４の表面４５に追従して、確実にこれらに接触することができる。すなわち、たとえば半導体モジュール２の主面２５や冷却器４の表面４５あるいは突起形成板３に、充分な平面度が出ていない場合にも、複数の突起部３１を半導体モジュール２の主面２５や冷却器４の表面４５に確実に接触させやすくなる。   Further, the protrusion 31 in the protrusion forming plate 3 is configured to be deformed by the applied pressure from the semiconductor module 2 and the cooler 3. Thereby, the some projection part 31 follows the main surface 25 of the semiconductor module 2, and the surface 45 of the cooler 4, and can contact these reliably. That is, for example, even when the main surface 25 of the semiconductor module 2, the surface 45 of the cooler 4, or the protrusion forming plate 3 does not have sufficient flatness, the plurality of protrusions 31 are connected to the main surface 25 of the semiconductor module 2 or It becomes easy to reliably contact the surface 45 of the cooler 4.

また、突起形成板３は冷却器４の表面４５に接合されており、突起部３１は半導体モジュール２の主面２５に当接している。これにより、半導体冷却構造１の組立てを容易に行うことができ、生産性の向上を図ることができる。
また、半導体モジュール２は両面冷却構造を有し、突起形成板３及び冷却器４は半導体モジュール２の両主面に積層配置されている。これにより、半導体モジュール２を両面から冷却することができるため、半導体モジュール２の冷却効率に一層優れた半導体冷却構造１を得ることができる。 Further, the protrusion forming plate 3 is joined to the surface 45 of the cooler 4, and the protrusion 31 is in contact with the main surface 25 of the semiconductor module 2. As a result, the semiconductor cooling structure 1 can be easily assembled, and productivity can be improved.
Further, the semiconductor module 2 has a double-sided cooling structure, and the protrusion forming plate 3 and the cooler 4 are stacked on both main surfaces of the semiconductor module 2. Thereby, since the semiconductor module 2 can be cooled from both surfaces, the semiconductor cooling structure 1 further excellent in the cooling efficiency of the semiconductor module 2 can be obtained.

以上のごとく、本例によれば、半導体モジュールの冷却効率に優れた半導体冷却構造を提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a semiconductor cooling structure having excellent cooling efficiency of a semiconductor module.

（参考例２）
本例は、図７〜図９に示すごとく、突起形成板３の突起部３１の形状を種々変更した例である。
図７に示す突起部３１は、断面略Ｍ字形状に構成されている。
図８に示す突起部３１は、円錐形状に構成されている。
図９に示す突起部３１は、円錐形状の頂部を基板部３０に平行な平面で切断した平坦頂面３１３を有する。
その他は、参考例１と同様である。本例の場合にも、参考例１と同様の作用効果を奏する。なお、本例に示した以外にも、突起部３１の形状は、種々の形状とすることができる。 ( Reference Example 2 )
In this example, as shown in FIGS. 7 to 9, the shape of the protrusion 31 of the protrusion forming plate 3 is variously changed.
The protrusion 31 shown in FIG. 7 has a substantially M-shaped cross section.
The protrusion 31 shown in FIG. 8 is configured in a conical shape.
The protrusion 31 shown in FIG. 9 has a flat top surface 313 obtained by cutting a conical top with a plane parallel to the substrate 30.
Others are the same as in Reference Example 1 . In the case of this example, the same effects as those of the reference example 1 are obtained. In addition to the example shown in this example, the shape of the protrusion 31 can be various shapes.

（参考例３）
本例は、図１０〜図１２に示すごとく、複数の突起部３１を表裏両面に設けてなる突起形成板３を用いた半導体冷却構造１の例である。
図１１、図１２に示すごとく、突起形成板３は、一方の面と他方の面のそれぞれに、円錐形状の突起部３１を多数突出形成してなる。
そして、図１０に示すごとく、突起形成板３は、一方の面に設けた複数の突起部３１を半導体モジュール２の主面２５に当接させ、他方の面に設けた複数の突起部３１を冷却器４の表面４５に当接させている。 ( Reference Example 3 )
This example is an example of the semiconductor cooling structure 1 using the protrusion forming plate 3 in which a plurality of protrusions 31 are provided on both the front and back surfaces, as shown in FIGS.
As shown in FIGS. 11 and 12, the protrusion forming plate 3 is formed by projecting a large number of conical protrusions 31 on each of one surface and the other surface.
As shown in FIG. 10, the protrusion forming plate 3 causes the plurality of protrusions 31 provided on one surface to abut the main surface 25 of the semiconductor module 2, and the plurality of protrusions 31 provided on the other surface are provided. It is brought into contact with the surface 45 of the cooler 4.

本例の突起形成板３は、冷却器４にも半導体モジュール２にも接合することなく、これらと別体の部品として用意され、半導体モジュール２と冷却器４とを積層配置して半導体冷却構造１が組み立てる際に、これらと共に積層される。
その他は、参考例１と同様である。 The protrusion forming plate 3 of this example is prepared as a separate component without being joined to the cooler 4 or the semiconductor module 2, and the semiconductor module 2 and the cooler 4 are stacked to arrange the semiconductor cooling structure. When 1 is assembled, they are laminated together.
Others are the same as in Reference Example 1 .

本例の場合には、突起形成板３を、半導体モジュール２と冷却器４のいずれにも接合することなく、半導体モジュール２の主面２５及び冷却器４の表面４５との間の真実接触面積を充分に確保することができる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。 In the case of this example, the true contact area between the main surface 25 of the semiconductor module 2 and the surface 45 of the cooler 4 without bonding the protrusion forming plate 3 to either the semiconductor module 2 or the cooler 4. Can be secured sufficiently.
In addition, the same effects as those of Reference Example 1 are obtained.

（参考例４）
本例は、図１３に示すごとく、突起形成板３を略波形状に形成した例である。
すなわち、本例の突起形成板３は、両面側にそれぞれ突き出した直線状の頂辺３１４を有する突起部３１を多数設けてなる。
したがって、突起形成板３と半導体モジュール２の主面２５及び冷却器４の表面４５との接触は、線接触に近い状態となる。
その他は、参考例３と同様である。 ( Reference Example 4 )
In this example, as shown in FIG. 13, the protrusion forming plate 3 is formed in a substantially wave shape.
That is, the protrusion forming plate 3 of this example is provided with a large number of protrusions 31 each having a linear apex 314 protruding on both sides.
Therefore, the contact between the projection forming plate 3 and the main surface 25 of the semiconductor module 2 and the surface 45 of the cooler 4 is close to a line contact.
Others are the same as in Reference Example 3 .

本例の場合には、半導体モジュール２と冷却器４とから加圧されたとき、突起形成板３における各突起部３１が高さ方向に若干押し潰され、その頂辺３１４及び積層方向に直交する方向（図１３のＸ方向）に伸びる。これにより、突起形成板３が突起部３１において半導体モジュール２の主面２５及び冷却器４の表面４５に追従するように充分に接触する。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。 In the case of this example, when pressure is applied from the semiconductor module 2 and the cooler 4, each protrusion 31 on the protrusion forming plate 3 is slightly crushed in the height direction, and is perpendicular to the top side 314 and the stacking direction. It extends in the direction (X direction in FIG. 13). As a result, the protrusion forming plate 3 is sufficiently in contact with the main surface 25 of the semiconductor module 2 and the surface 45 of the cooler 4 at the protrusion 31.
In addition, the same effects as those of Reference Example 1 are obtained.

（参考例５）
本例は、図１４、図１５に示すごとく、半導体モジュール２と冷却器４との間に、突起形成板３を複数に分割して配置した半導体冷却構造１の例である。
すなわち、上記参考例４に示した突起形成板を略三分割した突起形成板３を半導体モジュール２の主面２５と冷却器４の表面４５との間に、互いに間隔を空けながら３枚並列配置している。
その他は、参考例４と同様である。 ( Reference Example 5 )
This example is an example of the semiconductor cooling structure 1 in which the protrusion forming plate 3 is divided and arranged between the semiconductor module 2 and the cooler 4 as shown in FIGS.
That is, three projection forming plates 3 obtained by dividing the projection forming plate shown in the reference example 4 into approximately three parts are arranged in parallel between the main surface 25 of the semiconductor module 2 and the surface 45 of the cooler 4 while being spaced apart from each other. doing.
Others are the same as in Reference Example 4 .

本例の場合には、図１５の矢印Ｆに示すごとく、半導体モジュール２と冷却器４とから加圧されて、突起形成板３の突起部３１が高さ方向に若干押し潰されたとき、各突起形成板３はそれぞれ、頂辺３１４及び積層方向に直交する方向（図１５のＸ方向）に伸びる。このとき、各突起形成板３のＸ方向長さが短いため、突起形成板３が充分に伸びやすい。さらに、突起形成板３同士の間に適度な間隔が形成されているため、突起形成板３が伸びたときに、隣合う突起形成板３が干渉することもない。   In the case of this example, as shown by the arrow F in FIG. 15, when the protrusion 31 of the protrusion forming plate 3 is slightly crushed in the height direction by being pressurized from the semiconductor module 2 and the cooler 4, Each protrusion forming plate 3 extends in the direction (X direction in FIG. 15) orthogonal to the top side 314 and the stacking direction. At this time, since the length of each projection forming plate 3 in the X direction is short, the projection forming plate 3 is easily stretched sufficiently. Furthermore, since the moderate space | interval is formed between the protrusion formation boards 3, when the protrusion formation board 3 is extended, the adjacent protrusion formation board 3 does not interfere.

これにより、加圧時に、突起形成板３が半導体モジュール２の主面２５と冷却器４の表面４５とに充分に追従して、より確実に接触することができる。そのため、半導体モジュール２の主面２５や冷却器４の表面４５の平面度が多少小さくても、突起形成板３と半導体モジュール２の主面２５及び冷却器４の表面４５との間の真実接触面積を充分に確保しやすくなる。
その他、参考例４と同様の作用効果を有する。 Thereby, the protrusion formation board 3 fully follows the main surface 25 of the semiconductor module 2 and the surface 45 of the cooler 4 at the time of pressurization, and can contact more reliably. Therefore, even if the flatness of the main surface 25 of the semiconductor module 2 and the surface 45 of the cooler 4 is somewhat small, the true contact between the projection forming plate 3 and the main surface 25 of the semiconductor module 2 and the surface 45 of the cooler 4 is achieved. It becomes easy to secure a sufficient area.
In addition, it has the same effects as Reference Example 4 .

（実施例１）
本例は、図１６に示すごとく、半導体モジュール２及び冷却器４との積層方向に付勢されたバネ構造を有する突起形成板３を用いた半導体冷却構造１の例である。
上記突起形成板３は、両端部において冷却器４に接合される一対の脚部３３と、該一対の脚部３３から斜めに立上がるように形成された一対のバネ構造部３２と、該一対のバネ構造部３２の間に形成されて半導体モジュール２の主面２５に当接する突起形成部３１０とからなる。この突起形成部３１０は、参考例４に示す突起形成板と同様の波形状に形成されており、多数の突起部３１が形成されている。 ( Example 1 )
This example is an example of the semiconductor cooling structure 1 using the protrusion forming plate 3 having a spring structure biased in the stacking direction of the semiconductor module 2 and the cooler 4 as shown in FIG.
The protrusion forming plate 3 includes a pair of leg portions 33 joined to the cooler 4 at both ends, a pair of spring structure portions 32 formed so as to rise obliquely from the pair of leg portions 33, and the pair And a projection forming portion 310 that is formed between the spring structure portions 32 and contacts the main surface 25 of the semiconductor module 2. The protrusion forming part 310 is formed in the same wave shape as the protrusion forming plate shown in Reference Example 4 , and a large number of protrusions 31 are formed.

かかる形状の突起形成板３が、半導体モジュール２の主面２５と冷却器４の表面４５との間において積層方向に加圧された状態で配置している。これにより、突起形成板３は、バネ構造部３２において弾性変形して、積層方向の加圧力に対抗する方向に付勢された状態となっている。
この付勢力を生じるのは、上記２箇所のバネ構造部３２であり、積層方向についてのこれらのバネ定数の合計ｋ１は、突起形成部３１０におけるバネ定数ｋ２よりも大きく設定してある。
その他は、参考例１と同様である。 The protrusion-forming plate 3 having such a shape is arranged in a state of being pressed in the stacking direction between the main surface 25 of the semiconductor module 2 and the surface 45 of the cooler 4. As a result, the protrusion forming plate 3 is elastically deformed in the spring structure portion 32 and is urged in a direction that opposes the pressing force in the stacking direction.
The urging force is generated in the two spring structure portions 32, and the total k1 of these spring constants in the stacking direction is set larger than the spring constant k2 in the protrusion forming portion 310.
Others are the same as in Reference Example 1 .

本例の場合には、突起形成板３と半導体モジュール２との間、及び突起形成板３と冷却器４との間の加圧力を、突起形成板３のバネ構造によって得ることができる。これにより、加圧力を付与するためのバネ部材を別個に配設する必要がなくなるため、部品点数を削減することができる。
また、２個のバネ構造部３２のバネ定数の合計ｋ１が、突起形成部３１０におけるバネ定数ｋ２よりも大きく設定してあるため、突起形成板３によって、積層方向の加圧力を充分に確保しつつ、突起形成部３１０を半導体モジュール２の主面２５へ充分に追従させて接触させることができる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。 In the case of this example, the applied pressure between the projection forming plate 3 and the semiconductor module 2 and between the projection forming plate 3 and the cooler 4 can be obtained by the spring structure of the projection forming plate 3. As a result, there is no need to separately provide a spring member for applying pressure, so that the number of parts can be reduced.
Further, since the total k1 of the spring constants of the two spring structure portions 32 is set to be larger than the spring constant k2 in the protrusion forming portion 310, the protrusion forming plate 3 can sufficiently secure the pressing force in the stacking direction. However, the protrusion forming part 310 can be made to sufficiently follow the main surface 25 of the semiconductor module 2 and come into contact therewith.
In addition, the same effects as those of Reference Example 1 are obtained.

（参考例６）
本例は、図１７に示すごとく、半導体モジュール２の主面２５と突起形成板３との間に、グリス５を介在させた半導体冷却構造１の例である。
すなわち、半導体モジュール２の主面２５に突起形成板３の突起部３１を当接させつつ、突起部３１が形成されていない部分と半導体モジュール２の主面２５との間に形成される隙間にグリス５を介在させている。グリス５としては、たとえば、シリコンオイルからなるものを用いることができる。
その他は、参考例１と同様である。 ( Reference Example 6 )
This example is an example of the semiconductor cooling structure 1 in which the grease 5 is interposed between the main surface 25 of the semiconductor module 2 and the protrusion forming plate 3 as shown in FIG.
That is, while the protrusion 31 of the protrusion forming plate 3 is brought into contact with the main surface 25 of the semiconductor module 2, the gap formed between the portion where the protrusion 31 is not formed and the main surface 25 of the semiconductor module 2. Grease 5 is interposed. As the grease 5, for example, one made of silicon oil can be used.
Others are the same as in Reference Example 1 .

本例の場合には、半導体モジュール２と冷却器４との間の熱伝達率を一層向上させることができる。すなわち、参考例１と同様に突起形成板３の突起部３１によって真実接触面積を増加させて熱伝達率を向上させると共に、突起部３１以外の部分においてもグリス５を配置することにより熱伝達率を向上させることができる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。 In the case of this example, the heat transfer coefficient between the semiconductor module 2 and the cooler 4 can be further improved. That is, in the same manner as in Reference Example 1 , the protrusion 31 of the protrusion forming plate 3 increases the real contact area to improve the heat transfer coefficient, and the heat transfer coefficient is also obtained by disposing the grease 5 in portions other than the protrusion 31. Can be improved.
In addition, the same effects as those of Reference Example 1 are obtained.

なお、上記実施例においては、上記冷却器として、内部に液体や気体の冷却媒体を流通させる冷媒流路を設けたものを紹介したが、本発明の半導体冷却構造における冷却器としては、必ずしも冷媒流路を設けたものに限られず、冷媒流路のない冷却器を用いることもできる。   In the above-described embodiment, the cooling device provided with a refrigerant flow path for circulating a liquid or gaseous cooling medium is introduced as the cooling device. However, as the cooling device in the semiconductor cooling structure of the present invention, the cooling device is not necessarily used. It is not restricted to what provided the flow path, The cooler without a refrigerant flow path can also be used.

参考例１における、半導体冷却構造の断面説明図。Sectional explanatory drawing of the semiconductor cooling structure in the reference example 1. FIG. 参考例１における、半導体冷却構造の一部拡大断面説明図。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional explanatory view of a semiconductor cooling structure in Reference Example 1 . 参考例１における、突起形成板の斜視図。The perspective view of the protrusion formation board in the reference example 1. FIG. 参考例１における、突起部の斜視図。The perspective view of the projection part in the reference example 1. FIG. 参考例１における、積層された半導体冷却構造の一部展開斜視図。The partial expansion perspective view of the laminated | stacked semiconductor cooling structure in the reference example 1. FIG. 参考例１における、半導体冷却構造の組立て方法の説明図。Explanatory drawing of the assembly method of the semiconductor cooling structure in the reference example 1. FIG. 参考例２における、断面略Ｍ字形状の突起部の斜視図。FIG. 10 is a perspective view of a protrusion having a substantially M-shaped cross section in Reference Example 2 . 参考例２における、円錐形状の突起部の斜視図。The perspective view of the cone-shaped projection part in the reference example 2. FIG. 参考例２における、平坦頂面を有する突起部の斜視図。The perspective view of the projection part which has a flat top surface in the reference example 2. FIG. 参考例３における、半導体冷却構造の一部拡大断面説明図。FIG. 9 is a partially enlarged cross-sectional explanatory view of a semiconductor cooling structure in Reference Example 3 . 参考例３における、突起形成板の一部の斜視図。The perspective view of a part of protrusion formation board in the reference example 3. FIG. 図１１のＡ−Ａ線矢視断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 11. 参考例４における、突起形成板の斜視図。The perspective view of the protrusion formation board in the reference example 4. FIG. 参考例５における、半導体冷却構造の断面説明図。Sectional explanatory drawing of the semiconductor cooling structure in the reference example 5. FIG. 参考例５における、半導体冷却構造の一部拡大断面説明図。FIG. 10 is a partially enlarged cross-sectional explanatory view of a semiconductor cooling structure in Reference Example 5 . 実施例１における、半導体冷却構造の断面説明図。Sectional explanatory drawing of the semiconductor cooling structure in Example 1. FIG. 参考例６における、半導体冷却構造の一部拡大断面説明図。FIG. 10 is a partially enlarged cross-sectional explanatory view of a semiconductor cooling structure in Reference Example 6 . 従来例における、半導体冷却構造の断面説明図。Sectional explanatory drawing of the semiconductor cooling structure in a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

１ 半導体冷却構造
２ 半導体モジュール
２１ 半導体素子
２５ 主面
３ 突起形成板
３１ 突起部
４ 冷却器
４５ 表面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor cooling structure 2 Semiconductor module 21 Semiconductor element 25 Main surface 3 Protrusion formation board 31 Protrusion part 4 Cooler 45 Surface

Claims (2)

半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための冷却器とからなる半導体冷却構造であって、
上記冷却器は、上記半導体モジュールの主面との間に、複数の突起部を有する金属板からなる突起形成板を挟むように、該突起形成板に接触配置されており、
該突起形成板は、上記突起部を、上記半導体モジュールの主面に当接させており、
上記突起形成板における上記突起部は、上記半導体モジュールと上記冷却器とからの加圧力によって変形するよう構成されており、
上記突起形成板は、上記半導体モジュール及び上記冷却器との積層方向に付勢されたバネ構造を有し、
上記半導体モジュールの主面及び上記冷却器の表面の少なくとも一方と、上記突起形成板との間には、グリスが介在しており、
上記半導体モジュールは、両面冷却構造を有し、上記突起形成板及び上記冷却器は、上記半導体モジュールの両主面に積層配置されており、
上記突起形成板は、上記半導体モジュールの主面と上記冷却器の表面との間において積層方向に加圧された状態で配置されており、
上記突起形成板は、複数の上記突起部を形成して上記半導体モジュールの主面に当接する突起形成部と、積層方向に直交する方向において上記突起形成部の両側に形成されて上記冷却器の表面に当接する一対のバネ構造部とを備え、
上記一対のバネ構造部の積層方向についてのバネ定数の合計は、上記突起形成部の積層方向についてのバネ定数よりも大きいことを特徴とする半導体冷却構造。 A semiconductor cooling structure comprising a semiconductor module containing a semiconductor element and a cooler for cooling the semiconductor module,
The cooler is disposed in contact with the protrusion forming plate so as to sandwich a protrusion forming plate made of a metal plate having a plurality of protrusions between the main surface of the semiconductor module,
Protrusion forming plate, the protruding portion and by abutment on the main surface of the semiconductor module,
The protrusions on the protrusion forming plate are configured to be deformed by the applied pressure from the semiconductor module and the cooler,
The projection forming plate has a spring structure biased in the stacking direction of the semiconductor module and the cooler,
Grease is interposed between at least one of the main surface of the semiconductor module and the surface of the cooler and the protrusion forming plate,
The semiconductor module has a double-sided cooling structure, and the protrusion forming plate and the cooler are stacked on both main surfaces of the semiconductor module,
The protrusion forming plate is disposed in a state of being pressed in the stacking direction between the main surface of the semiconductor module and the surface of the cooler,
The projection forming plate is formed on both sides of the projection forming portion in a direction orthogonal to the stacking direction, and a projection forming portion that forms a plurality of the protruding portions and contacts the main surface of the semiconductor module. A pair of spring structures abutting against the surface;
2. The semiconductor cooling structure according to claim 1, wherein a total of spring constants in the stacking direction of the pair of spring structure portions is larger than a spring constant in the stacking direction of the protrusion forming portions . 請求項１において、上記突起形成板は、上記冷却器の表面に接合されており、上記突起部は、上記半導体モジュールの主面に当接していることを特徴とする半導体冷却構造。 2. The semiconductor cooling structure according to claim 1, wherein the protrusion forming plate is bonded to a surface of the cooler, and the protrusion is in contact with a main surface of the semiconductor module .
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