JP6341084B2 - 積層型装置 - Google Patents

積層型装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6341084B2
JP6341084B2 JP2014264930A JP2014264930A JP6341084B2 JP 6341084 B2 JP6341084 B2 JP 6341084B2 JP 2014264930 A JP2014264930 A JP 2014264930A JP 2014264930 A JP2014264930 A JP 2014264930A JP 6341084 B2 JP6341084 B2 JP 6341084B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
cooling
cooling plate
plate
stacked
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014264930A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016127061A (ja
Inventor
裕孝 大野
裕孝 大野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2014264930A priority Critical patent/JP6341084B2/ja
Publication of JP2016127061A publication Critical patent/JP2016127061A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6341084B2 publication Critical patent/JP6341084B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

本明細書は、積層型装置に関する。特に、半導体装置と冷却板が交互に複数段に亘って積層されている積層型装置に関する技術を開示する。
半導体装置と冷却板が交互に複数段に亘って積層されている積層型装置が、特許文献1に開示されている。各々の冷却板は、内部に冷媒を通過させるために中空構造である。隣接する冷却板の間は、冷却前冷却液通路と冷却後冷却液通路で連結されている。冷却板の積層方向の表面は、半導体装置と接する広い面積を有している。また、冷却板の積層方向では、半導体装置の冷却効率を高くするために厚みが薄く形成されている。そのため、冷却板は強度が弱い。特許文献1は、冷却板が変形することを防止するために、冷却板の開口部の周囲にリブ等を設け、冷却板を補強している。
特開2005−142305号公報
特許文献1の積層型装置では、冷却前冷却液通路と冷却後冷却液通路を結ぶ方向と積層方向に直交する方向(以下、直交方向と称する)において、冷却板の距離が半導体装置の距離より短い。そのため、半導体装置と冷却板を積層したときに、直交方向における冷却板の端部が半導体装置の表面に接触する。中空構造を備える冷却板は、端部が屈曲している。そのため、冷却板の強度は、中間部より端部の方が強い。冷却板の端部を半導体装置に接触させると、積層方向に圧縮力を加えて半導体装置と冷却板を位置決めするときに、冷却板が変形することを抑制することができる。なお、冷却板の直交方向の距離が半導体装置の直交方向の距離より長い場合、半導体装置の角部(端部)が冷却板の表面に接触する。積層方向に圧縮力を加えると、半導体装置が冷却板に食い込む恰好となり、冷却板が変形することが起こり得る。
特許文献1は、積層する全ての半導体装置において、直交方向の距離が同じである。特許文献1の構造では、直交方向の距離が短い第1半導体装置と直交方向の距離が長い第2半導体装置を積層する場合、第1半導体装置のサイズに合わせた冷却板(第1冷却板)を用いると、小さな冷却板(直交方向の距離が短い冷却板)で第2半導体装置を冷却することになり、第2半導体装置の冷却性能が低下する。また、第2半導体装置のサイズに合わせた冷却板(第2冷却板)を用いると、大きな冷却板(直交方向の距離が長い冷却板)で第1半導体装置を冷却することになり、第1半導体装置の角部が第2冷却板の表面に接触し、第1半導体装置が第2冷却板に食い込み、第2冷却板が変形することが起こり得る。なお、第1半導体装置は第1冷却板と接触させ、第2半導体装置は第2冷却板と接触させようとしても、第1半導体装置と第2半導体装置の間の冷却板は、第1冷却板又は第2冷却板となる。すなわち、第1半導体装置と第2半導体装置の間の冷却板は、第1半導体装置又は第2半導体装置にとって不適当(冷却板の端部が第1半導体装置に接触しないか、第2半導体装置を十分に冷却できない)なサイズとなる。本明細書は、異なるサイズの半導体装置が積層される積層型装置において、半導体装置の冷却性能を維持しながら、冷却板が変形することを抑制する技術を提供する。
本明細書は、半導体装置と冷却板が交互に複数段に亘って積層された積層型装置を開示する。この積層型装置は、隣接する冷却板の間が、冷却前冷却液通路と冷却後冷却液通路で連結されている。また、冷却前冷却液通路と冷却後冷却液通路を結ぶ方向と積層方向に直交する方向を直交方向としたときに、直交方向の距離が短い第1半導体装置と直交方向の距離が長い第2半導体装置を含む。この積層型装置は、積層方向に沿って観測したときに、第1半導体装置と第1冷却板と中間板と第2冷却板と第2半導体装置の積層構造を備えている。また、直交方向の距離において、「第1半導体装置>第1冷却板<中間板>第2冷却板<第2半導体装置」の関係にあり、「第1冷却板<第2冷却板」の関係にある。
上記した積層型装置では、第1冷却板は、直交方向の距離が第1冷却板より長い第1半導体装置及び中間板に接触する。そのため、第1冷却板の直交方向の端部が、第1半導体装置及び中間板に接触する。第1冷却板が変形することを抑制することができる。また、第2冷却板も、直交方向の距離が第2冷却板より長い第2半導体装置及び中間板に接触する。第2冷却板の直交方向の端部が第1半導体装置及び中間板に接触するので、第2冷却板が変形することも抑制することできる。さらに、第2半導体装置は、直交方向の距離が第1冷却板より長い第2冷却板に接触する。そのため、第1冷却板を第2半導体装置に接触する形態と比較して、第2半導体装置の冷却性能を高くすることができる。すなわち、上記した積層型装置は、半導体装置の冷却性能を維持しながら、冷却板の変形を抑制することができる。
第1実施例の積層型装置の斜視図を示す。 図1のII-II線に沿った断面図を示す。 図1のIII-III線に沿った断面図を示す。 図3の破線IVで囲まれた範囲の拡大図を示す。 第2実施例の積層型装置の断面図を示す。 第1比較例の積層型装置の部分断面図を示す。 第2比較例の積層型装置の部分断面図を示す。 第3比較例の積層型装置の部分断面図を示す。
(第1実施例)
図1から図3を参照し、積層型装置100について説明する。なお、図面では、積層型装置100の主要な構成を明確に示すために、ハウジング14の一部を省略して示している。また、図2及び図3では、スプリング装置28の形状を簡略化して示している。以下の説明では、実質的に同じ機能を有する部品について説明する場合、参照番号に付しているアルファベットを省略することがある。
図1に示すように、積層型装置100は、6個の第1半導体装置32と、4個の第2半導体装置40と、冷却器4と、中間板6を備えている。冷却器4は、4個の第1冷却板34と、3個の第2冷却板38を備えている。積層型装置100は、X方向において、半導体装置32,40又は中間板6と、冷却板34又は38が交互に積層した構造を有している。具体的には、図2に示すように、2個の第1半導体装置32a,32bが、第1冷却板34a,34bの間に配置されている。2個の第1半導体装置32c,32dが、第1冷却板34b,34cの間に配置されている。2個の第1半導体装置32e,32fが、第1冷却板34c,34dの間に配置されている。2個の第2半導体装置40a,40bが、第2冷却板38a,38bの間に配置されている。2個の第2半導体装置40c,40dが、第2冷却板38b,38cの間に配置されている。また、中間板6が、第1冷却板34d,第2冷却板38aの間に配置されている。すなわち、積層型装置100は、第1半導体装置32と第1冷却板34と中間板6と第2冷却板38と第2半導体装置40が積層された積層構造を備えている。なお、中間板6の材料は特に限定されない。例えば、中間板6の材料として、鉄,アルミニウム,銅等(合金を含む)の金属板、あるいは、樹脂板を用いることができる。中間板6は、後述するスプリング装置28で冷却板に圧縮力を加えたときに、変更しない十分な剛性を有していればよい。なお、X方向は積層方向の一例である。
図2及び図3に示すように、冷却器4は、冷媒供給管16と、冷媒排出管30と、第1冷却板34a〜34dと、第2冷却板38a〜38cを備えている。各々の冷却板34,38は、連結管10a,10bで連結されている。冷媒供給管16は、連結管10aに連通している。また、冷媒排出管30は、連結管10bに連通している。連結管10aは冷却前冷却液通路の一例であり、連結管10bは冷却後連結通路の一例である。冷媒供給管16と冷媒排出管30は、Y方向に並んでいる。Y方向は、冷却前冷却液通路と冷却後冷却液通路を結ぶ方向の一例である。
冷却板34a〜34d,38a〜38cの内部は空洞である。そのため、冷媒が、冷却板34,38の内部を移動することができる。冷媒供給管16から供給された冷媒は、連結管10aを通じて全ての冷却板34a〜34d,38a〜38c34に分配される。冷媒は、冷却板34,38の内部を通過するときに、第1半導体装置32,第2半導体装置40の熱を吸収し、連結管10bを通じて冷媒排出管30から排出される。なお、冷媒は、液体であり、例えば、水、あるいは、LLC(Long Life Coolant)である。
冷却板34及び38は金属製である。第1半導体装置32と第1冷却板34の間に絶縁板50が配置されており、第2半導体装置40と第2冷却板38間に絶縁板52が配置されている。絶縁板50によって第1半導体装置32と第1冷却板34が絶縁されており、絶縁板52によって第2半導体装置40と第2冷却板38が絶縁されている。
第1半導体装置32a〜32fは、サイズが同一である。また、第2半導体装置40a〜40dは、サイズが同一である。なお、以下の説明では、第1半導体装置32a〜32f及び第1冷却板34a〜34dを併せて第1セット36と称することがある。また、第2半導体装置40a〜40d及び第2冷却板38a〜38cを併せて第2セット42と称することがある。中間板6の周囲に着目すると、積層型装置100は、第1半導体装置32e,32fと第1半導体装置32e,32fと同寸法の半導体装置32a〜32dが積層されている第1セット36を備えているといえる。また、積層型装置100は、第2半導体装置40a,40bと第2半導体装置40a,40bと同寸法の半導体装置40c,40dが積層されている第2セット42を備えているといえる。積層型装置100は、第1セット36と第2セット42の並びで構成された積層構造を備えているといえる。なお、積層型装置100は、例えば、電動車両に搭載する電力変換装置として用いられる。この場合、第1半導体装置32a〜32fがインバータ回路を構成し、第2半導体装置40a〜40dが電圧コンバータ回路を構成することができる。
図1に示すように、固定部2がハウジング14に設けられている。また、X方向において固定部2から離れた位置で、支柱20がハウジング14に設けられている。支柱20と冷却器4の間に、スプリング装置28が配置されている。半導体装置32,40,中間板6,冷却板34及び38は、固定部2とスプリング装置28の間に配置される(図2及び図3も参照)。具体的には、第2冷却板38cを固定部2に接触させた状態で、スプリング装置28が第1冷却板34aに力を加えている。スプリング装置28が第1冷却板34aに力を加えることにより、半導体装置23,40、冷却板34,38を固定している。スプリング装置28についての詳細な説明は後述する。なお、中間板6は、第1冷却板34から受ける力と、第2冷却板38から受ける力を分散する荷重分散板として機能する。そのため、冷却板34,38のX方向の表面には、均一に力が作用する。
図3に示すように、Z方向において、第2半導体装置40の長さL4は、第1半導体装置32の長さL1より長い。Z方向は、X方向及びY方向に直交している。Z方向は、直交方向の一例である。積層型装置100では、Z方向の長さが異なる2種類の半導体装置(第1半導体装置32,第2半導体装置40)が用いられている。X方向(積層方向)において、第1半導体装置32の両面が、第1冷却板34に接している。第1半導体装置32の重心(Z方向の中点)と第1冷却板34の重心(Z方向の中点)は、第1直線36a上に位置している。すなわち、第1セット36を構成している部品(第1半導体装置32,第1冷却板34)の重心が揃っており、全て重心が第1直線36a上に位置している。また、Z方向において、第1冷却板34の長さL2は、第1半導体装置32の長さL1より短い。
また、X方向(積層方向)において、第2半導体装置40の両面が、第2冷却板38に接している。第2半導体装置40の重心(Z方向の中点)と第2冷却板38の重心(Z方向の中点)は、第2直線42a上に位置している。すなわち、第2セット42を構成している部品(第2半導体装置40,第2冷却板38)の重心が揃っており、全て重心が第2直線42a上に位置している。また、Z方向において、第2冷却板38の長さL3は、第1半導体装置32の長さL1及び第1冷却板34の長さL2より長く、第2半導体装置40の長さL4及び中間板6の長さL5より短い。中間板6の長さL5は、第1冷却板34の長さL2及び第2冷却板38の長さL3の双方より長い。なお、第1直線36aと第2直線42aは一致している。そのため、第1半導体装置32,第2半導体装置40,第1冷却板34,第2冷却板38及び中間板6の重心が、全て同一の直線36a(42a)上に位置している。
積層型装置100は、直交方向において、第1半導体装置32の長さL1>第1冷却板34の長さL1<中間板6の長さL5>第2冷却板38の長さL3<第2半導体装置40の長さL4の関係にあるといえる。また、第1半導体装置32の長さL1<第2冷却板38の長さL3であり、第1冷却板34の長さL2<第2冷却板38の長さL3の関係にあるといえる。
第1半導体装置32,第2半導体装置40,中間板6,第1冷却板34及び第2冷却板38は、スプリング装置28によって、固定部2に押し付けられている。スプリング装置28は、ハウジング14に固定されている支柱20と、冷却器4(第1冷却板34a)の間に配置されている。スプリング装置28は、第1プレート22と、第2プレート26と、コイルスプリング24を備えている。コイルスプリング24は、第1プレート22と第2プレート26の間に配置されている。スプリング装置を用いることにより、第1半導体装置32と第1冷却板34の密着性、及び、第2半導体装置40と第2冷却板38の密着性が向上する。第1半導体装置32と第2半導体装置40の冷却効率が向上する。
図4,図6〜図8を参照し、積層型装置100の利点を説明する。図4は、積層型装置100について、中間板6の周囲の部分拡大図を示している。図6は第1比較例を示し、図7は第2比較例を示し、図8は第3比較例を示している。第1比較例〜第3比較例は、中間板を用いることなく、第1半導体装置32,第2半導体装置40及び冷却板(第1冷却板34,第2冷却板38)を積層した積層型装置である。なお、図6〜図8は、積層型装置の一部のみを示している。また、第1比較例〜第3比較例において、積層型装置100と同じ部品には同じ参照番号を付し、説明を省略することがある。
図4に示すように、積層型装置100は、X方向に沿って観察したときに、第1半導体装置32eと第1冷却板34dと中間板6と第2冷却板38aと第2半導体装置40aの積層構造を備えている。積層型装置100では、第1冷却板34のZ方向の端部70が、第1半導体装置32又は中間板6に接している。また、第2冷却板38のZ方向の端部72が、第2半導体装置40又は中間板6に接している。Z方向において、冷却板34,38の端部70,72は、中央部より強度が強い。そのため、X方向に圧縮力を加えて、第1半導体装置32,第2半導体装置40,第1冷却板34及び第2冷却板38を固定するときに、冷却板34,38は、端部70及び72で力を受けることができる。そのため、積層型装置100は、冷却板34,38の変形を抑制しながら、半導体装置32,40と冷却板34,38を密着させることができる。
(第1比較例)
図6に示すように、本比較例では、X方向に沿って観察したときに、第1半導体装置32と第2冷却板38と第2半導体装置40の積層構造を備えている。すなわち、第1半導体装置32と第2半導体装置40の間に、絶縁板50又は絶縁板52を介して第2冷却板38が配置されている。第1半導体装置32と第2半導体装置40の間に、第2半導体装置40に適した冷却板(第2冷却板38)が配置されている。第1半導体装置32のZ方向の長さは、第2冷却板38のZ方向の長さより短い。なお、絶縁板50のZ方向の長さも、第2冷却板38のZ方向の長さより短い。この場合、第2冷却板38の端部72は、絶縁板52を介して第2半導体装置40に接触するが、第1半導体装置32には接触しない。そのため、X方向に圧縮力を加えると、第1半導体装置32から絶縁板50を介して第2冷却板38に加わる力を端部72で受けることができず、第2冷却板38が変形することが起こり得る。
(第2比較例)
図7に示すように、本比較例では、第1比較例と同様に、X方向に沿って観察したときに、第1半導体装置32と第2冷却板38と第2半導体装置40の積層構造を備えている。しかしながら、本比較例では、第1半導体装置32と第2冷却板38の間に、Z方向の長さが第2冷却板38より長い絶縁板50aを配置している。第2冷却板38の端部72は、絶縁板50aに接している。そのため、一見すると、X方向に圧縮力を加えたときに、第2冷却板38の端部72で力を受けることができ、第1半導体装置32から絶縁板50aを介して第2冷却板38の表面に大きな力が加わらないようにも思われる。しかしながら、第1半導体装置32の冷却性能を高く維持するために、絶縁板50aの厚みを厚くすることには限界がある。そのため、端部72が絶縁板50aに接触していても、X方向に圧縮力を加えたときに、絶縁板50aが変形又は破断し、第1半導体装置32から絶縁板50aを介して第2冷却板38の表面に大きな力が加わることを回避することができない。
(第3比較例)
図8に示すように、本比較例では、X方向に沿って観察したときに、第1半導体装置32と第1冷却板34と第2半導体装置40の積層構造を備えている。すなわち、第1半導体装置32と第2半導体装置40の間に、絶縁板50又は絶縁板52を介して第1冷却板34が配置されている。第1半導体装置32と第2半導体装置40の間に、第1半導体装置32に適した冷却器(第1冷却板34)が配置されている。この場合、第1冷却板34の端部70は、絶縁板50又は絶縁板52を介して、第1半導体装置32又は第2半導体装置40と接触する。そのため、X方向に圧縮力を加えても、第1半導体装置32及び第2半導体装置40から、絶縁板50又は絶縁板52を介して、第1冷却板34に加わる力を端部70で受けることができる。しかしながら、Z方向において、第1冷却板34は、第2半導体装置40を冷却するには十分な長さを有していない。すなわち、第2半導体装置40の面積と比較して、絶縁板52を介して第1冷却板34が第2半導体装置40に接触する面積が小さいので、第2半導体装置40から第1冷却板34に熱を十分に伝達することができず、第2半導体装置40の冷却効率が低下することがある。
上記したように、積層型装置100は、中間板6を用いることにより、第1半導体装置32と第2冷却板38が接触すること、及び、第2半導体装置40と第1冷却板34が接触することを防止することができる。それにより、半導体装置32,40の冷却効率を維持しながら、冷却板34,38が変形することを防止することができる。
積層型装置100の他の利点を説明する。上記したように、第1セット36を構成している部品(第1半導体装置32と第1冷却板34)は、重心が全て揃っている。そのため、第1半導体装置32a〜32c,第1冷却板34a〜34dに力が均等に加わり、第1半導体装置32と第1冷却板34の密着性を向上させることができる。同様に、第2セット42を構成している部品(第2半導体装置40と第2冷却板38)は、重心が全て揃っている。第2半導体装置40a及び40b,第2冷却板38a〜38cに力が均等に加わり、第2半導体装置40と第2冷却板38の密着性を向上させることができる。さらに、積層型装置100では、第1半導体装置32,第2半導体装置40,中間板6,第1冷却板34及び第2冷却板38の全ての重心が揃っている。そのため、半導体装置32,40,中間板6,冷却板34及び38の固定状態が安定する。そのため、振動等が積層型装置100に加わっても、半導体装置32,40,中間板6,冷却板34及び38が外れることを防止することができる。
また、上記したように、積層型装置100は、第1半導体装置32がインバータ回路を構成し、第2半導体装置40が電圧コンバータ回路を構成する電力変換装置として用いることができる。第1セット36を構成している部品の重心を全て揃えることにより、全ての第1半導体装置32のZ方向の高さを揃えることができる。具体的には、全ての第1半導体装置32のZ方向の表面を、同一のX−Y平面上に位置させることができる。これにより、各々の第1半導体装置32と外部回路等の接続距離の調整を容易にすることができる。同様に、第2セット42を構成している部品の重心を全て揃えることにより、全ての第2半導体装置40のZ方向の高さを揃えることができる。各々の第2半導体装置40と外部回路等の接続距離の調整を容易にすることができる。
(第2実施例)
図5を参照し、積層型装置200について説明する。積層型装置200は積層型装置100の変形例であり、第1直線36aと第2直線42aは一致していない。積層型装置200について、積層型装置100と同一の構造については、同一又は下二桁が同一の参照番号を付すことにより説明を省略することがある。
積層型装置200では、第1半導体装置32及び第1冷却板34の重心は、全て第1直線36a上に位置している。積層型装置200は、積層型装置100と異なり、第1直線36aと第2直線42aは一致していない。また、第2半導体装置40及び第2冷却板38の重心は、全て第2直線42a上に位置している。積層型装置200では、第1半導体装置32及び第2半導体装置40のZ方向の高さが全て揃っている。より具体的には、X方向から観察したときの、第1半導体装置32のZ方向の一方側の端部と第2半導体装置40のZ方向の一方側の端部が一致している。積層型装置200は、第1半導体装置32と第2半導体装置40の全てについて、外部回路等の接続距離の調整を容易にすることができる。
積層型装置200では、2個のスプリング装置228a、228bを用いて半導体装置32,40と冷却板34,38を固定している。具体的には、X方向において、ハウジング214の中間部に、ハウジング214と一体の中間板206が設けられている。また、X方向において中間板206から離れた位置で、2個の支柱220a,220bがハウジング214に設けられている。中間板206は、支柱220aと支柱220bの間に配置されている。
第1半導体装置32及び第1冷却板34は、支柱220aと中間板206の間に配置されている。スプリング装置228aが、支柱220aと第1冷却板34aの間に設けられている。スプリング装置228aが第1冷却板34aに圧縮力を加えることにより、第1半導体装置32及び第1冷却板34を固定している。スプリング装置228bが、支柱220bと第2冷却板38cの間に設けられている。スプリング装置228bが第2冷却板38cに圧縮力を加えることにより、第2半導体装置40及び第2冷却板38を固定している。すなわち、積層型装置200は、X方向の両側から積層構造に圧縮力を加える構造を備えている。
積層型装置200は、中間板206がハウジング214と一体に形成されているので、第1直線36aと第2直線42aがすれていても、半導体装置32,40と冷却板34,38を安定して固定することができる。なお、中間板206がハウジング214に固定されていない場合、第1直線36aと第2直線42aがずれていると、半導体装置32,40及び/又は冷却板34,38が傾き、半導体装置32,40と冷却板34,38の間に隙間が生じることがある。半導体装置32,40及び冷却板34,38の固定位置が不安定となり、不具合が生じることがある。
以下、本明細書で開示する電力変換装置について、技術的特徴の幾つかを記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。
積層型装置は、半導体装置と冷却板が交互に複数段に亘って積層された構造を有する。積層型装置では、隣接する冷却板の間が、冷却前冷却液通路と冷却後冷却液通路で連結されていてよい。積層型装置は、冷却前冷却液通路と冷却後冷却液通路を結ぶ方向と積層方向に直交する方向を直交方向としたときに、直交方向の距離が短い第1半導体装置と直交方向の距離が長い第2半導体装置を含んでいてよい。具体的には、直交方向において第1長さを有する第1半導体装置と、直交方向の長さが第1長さより長い第2長さを有する第2半導体装置を備えていてよい。直交方向の長さが第1長さより短い第1冷却板が、第1半導体装置の積層方向の表裏面に配置されていてよい。直交方向の長さが第2長さより短い第2冷却板が、第2半導体装置の積層方向の表裏面に配置されていてよい。積層型装置は、積層方向に沿って観測したときに、第1半導体装置と第1冷却板と中間板と第2冷却板と第2半導体装置の積層構造を備えていてよい。この場合、積層型装置は、直交方向の距離において、「第1半導体装置>第1冷却板<中間板>第2冷却板<第2半導体装置」の関係、及び、「第1冷却板<第2冷却板」の関係を満足していてよい。
積層構造が、第1半導体装置と、第1半導体装置と同寸法の半導体装置が積層されている第1セットを備えていてよい。すなわち、積層構造は、複数の第1半導体装置を備えていてよい。また、積層構造が、第2半導体装置と、第2半導体装置と同寸法の半導体装置が積層されている第2セットを備えていてよい。すなわち、積層構造は、複数の第2半導体装置を備えていてよい。積層構造は、第1セットと第2セットの並びで構成されていてよい。積層方向において、第1セットと第2セットが中間板を介して並んでいてよい。
第1セットに属する半導体装置の重心は、第1直線上に揃っていてよい。この場合、第1セットに属する半導体装置群の重心と、隣接する半導体装置の間に配置される冷却器群の重心が、第1直線上に揃っていてよい。また、第2セットに属する半導体装置の重心は、第2直線上に揃っていてよい。この場合、第2セットに属する半導体装置群の重心と、隣接する半導体装置の間に配置される冷却器群の重心が、第2直線上に揃っていてよい。第1直線と第2直線は、同一の直線であってもよいし、異なる直線であってもよい。具体的には、第1半導体装置,第2半導体装置,第1冷却板及び第2冷却板の重心が、全て同一の直線上に位置していてよい。あるいは、第1半導体と第1冷却板の重心が同一の直線上に位置しており、第2半導体と第2冷却板の重心が同一の直線上であるとともに、第1半導体と第1冷却の重心が位置する直線とは異なる直線上に位置していてよい。第1直線と第2直線が異なる直線の場合、積層方向に沿って観察したときに、第1半導体装置の直交方向における一方側の端部と、第2半導体装置の直交方向における一方側の端部が一致していてよい。
中間板は、ハウジングに固定されていてよい。なお、中間板とハウジングが別体の部品であり、中間板がハウジングに固定具で固定されていてよい。あるいは、中間板とハウジングが一体に形成されていてもよい。この場合、積層型装置は、積層方向の両側から積層構造に圧縮力を加える構造を備えていてよい。具体的には、2個のスプリング装置(第1スプリング装置,第2スプリング装置)を備えており、第1スプリング装置と中間板の間に第1セットが配置されており、第2スプリング装置と中間板の間に第2セットが配置されていてよい。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
4:冷却器
6:中間板
10a:冷却前冷却液通路
10b:冷却後冷却液通路
32:第1半導体装置
34:第1冷却板
38:第2冷却板
40:第2半導体装置
100:積層型装置

Claims (5)

  1. 半導体装置と冷却板が交互に複数段に亘って第1方向に積層されており、
    隣接する冷却板の間が、前記第1方向に伸びる冷却前冷却液通路及び前記第1方向に伸びる冷却後冷却液通路で連結されており、
    前記冷却前冷却液通路と前記冷却後冷却液通路を結ぶ方向を第2方向とし前記第1方向と前記第2方向の双方に直交する方向を直交方向としたときに、前記半導体装置は、第2方向において前記冷却前冷却液通路と前記冷却後冷却液通路の間に配置されているとともに、第1半導体装置と前記直交方向の距離が前記第1半導体装置よりも長い第2半導体装置を含んでおり
    前記第1方向に沿って観測したときに、前記第1半導体装置と第1冷却板と中間板と第2冷却板と前記第2半導体装置とが、この順に積層された積層構造を備えており、
    前記直交方向の距離において、
    前記第1半導体装置が前記第1冷却板より長く、
    前記第2半導体装置が前記第2冷却板より長く、
    前記中間板が前記第1冷却板及び前記第2冷却板より長く
    前記第2冷却板が前記第1冷却板より長い、積層型装置。
  2. 前記複数段の積層構造が、前記第1半導体装置と前記第1半導体装置と同寸法の半導体装置が積層されている第1セットと、前記第2半導体装置と前記第2半導体装置と同寸法の半導体装置が積層されている第2セットの並びで構成されており、
    前記第1セットに属する半導体装置の各々の重心が、前記第1方向に伸びる第1直線上に揃っており、
    前記第2セットに属する半導体装置の各々の重心が、前記第1方向に伸びる第2直線上に揃っている、請求項1に記載の積層型装置。
  3. 前記第1直線と前記第2直線が同一の直線である請求項2に記載の積層型装置。
  4. 前記第1直線と前記第2直線が異なる直線であり、前記第1方向に沿って観察したときに、前記第1半導体装置の前記直交方向における一方側の端部と、前記第2半導体装置の前記直交方向における前記一方側の端部が一致している請求項2に記載の積層型装置。
  5. さらにハウジングと、前記積層構造に圧縮力を加える構造と、を備えており、
    前記中間板が、前記ハウジングの表面に固定されており、
    前記積層構造に圧縮力を加える構造は、前記ハウジングの表面側において、前記中間板に対して前記第1方向の両側に設けられており、
    前記積層構造は、前記第1方向において、前記中間板と前記積層構造に圧縮力を加える構造との間に配置されており、
    前記積層構造は、前記第1方向の両側から圧縮力加えられる、請求項1から4のいずれか一項に記載の積層型装置。
JP2014264930A 2014-12-26 2014-12-26 積層型装置 Active JP6341084B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014264930A JP6341084B2 (ja) 2014-12-26 2014-12-26 積層型装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014264930A JP6341084B2 (ja) 2014-12-26 2014-12-26 積層型装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016127061A JP2016127061A (ja) 2016-07-11
JP6341084B2 true JP6341084B2 (ja) 2018-06-13

Family

ID=56359718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014264930A Active JP6341084B2 (ja) 2014-12-26 2014-12-26 積層型装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6341084B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109216291B (zh) * 2017-06-29 2022-06-21 比亚迪半导体股份有限公司 用于功率模块的散热器和具有其的车辆
CN109671691A (zh) * 2018-12-29 2019-04-23 曙光节能技术(北京)股份有限公司 散热系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59303632D1 (de) * 1992-08-04 1996-10-10 Abb Patent Gmbh Spannverband mit Halbleiterzellen und Kühldosen
JP4100328B2 (ja) * 2003-11-05 2008-06-11 株式会社デンソー 積層型冷却器及びその製造方法
JP5803560B2 (ja) * 2011-10-24 2015-11-04 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
CN103999213A (zh) * 2011-12-20 2014-08-20 丰田自动车株式会社 半导体模块
JP2014120720A (ja) * 2012-12-19 2014-06-30 Toyota Motor Corp 半導体積層冷却ユニット
JP5949616B2 (ja) * 2013-03-22 2016-07-13 トヨタ自動車株式会社 積層型冷却器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016127061A (ja) 2016-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020137569A1 (ja) ヒートシンク
US10068696B2 (en) Magnetic device
JP5553040B2 (ja) 電子部品
JP7111010B2 (ja) インバータ
WO2019131814A1 (ja) ヒートシンク
US10395815B2 (en) Magnetic device
JP6423731B2 (ja) 半導体モジュール
US10502496B2 (en) Micro vapor chamber
JP5725050B2 (ja) 半導体モジュール
JP2009159767A (ja) 電力変換装置
US20160116225A1 (en) Cooling device and method for manufacturing same
JP6369403B2 (ja) 半導体装置
US20140318744A1 (en) Thermal module
KR101194029B1 (ko) 엘이디 조명기구용 방열장치
JP6341084B2 (ja) 積層型装置
WO2019106820A1 (ja) 半導体装置およびその製造方法
US20080190587A1 (en) Heat-dissipating module
JP2012169429A (ja) 熱交換器
JP5838759B2 (ja) 半導体モジュール
TW201331536A (zh) 散熱裝置及其製造方法
JP5282075B2 (ja) 放熱装置
TWI634303B (zh) 均熱板
JP2014053442A (ja) プレート積層型冷却装置
US10352625B2 (en) Thermal module
JP6139342B2 (ja) 積層ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170123

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171023

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171114

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180417

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180430

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6341084

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151