JP6486579B1 - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

半導体装置は、絶縁性基板を有する基板と、基板の前面に接合される半導体素子と、基板の周囲を囲む枠形状を有する枠部品と、を有する半導体モジュールと、半導体モジュールの後面に配設される冷却部品と、枠部品と冷却部品とを機械的に固定する弾性固定部と、を備える。半導体装置は、半導体モジュールの後面と冷却部品の前面とに密着して設けられ、フィラーとオイルとを含む第１放熱グリス（３１）と、半導体モジュールの後面と冷却部品の前面とに密着し、第１放熱グリス（３１）の外周に、第１放熱グリス（３１）との間に隙間を有して設けられ、第１放熱グリス（３１）よりも粘性が高いオイル漏れ防止部と、を有する。   A semiconductor device is disposed on a rear surface of a semiconductor module having a substrate having an insulating substrate, a semiconductor element bonded to the front surface of the substrate, and a frame component having a frame shape surrounding the periphery of the substrate. And a resilient fixing part that mechanically fixes the frame part and the cooling part. The semiconductor device is provided in close contact with the rear surface of the semiconductor module and the front surface of the cooling component, and is in close contact with the first heat radiation grease (31) containing filler and oil, and the rear surface of the semiconductor module and the front surface of the cooling component, An oil leakage preventing portion provided on the outer periphery of the first heat dissipating grease (31) with a gap between the first heat dissipating grease (31) and having a higher viscosity than the first heat dissipating grease (31). .

Description

本発明は、冷却構造を有する半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device having a cooling structure.

電力用半導体装置は大電流および高電圧の条件下で動作するため、動作に伴う発熱を電力用半導体装置の外部に効率良く逃がすことが必要不可欠とされている。   Since the power semiconductor device operates under conditions of a large current and a high voltage, it is indispensable to efficiently release heat generated by the operation to the outside of the power semiconductor device.

特許文献１には、半導体モジュールと、半導体モジュールを冷却するための冷却器と、半導体モジュールと冷却器との間において充填された放熱グリスと、半導体モジュールと冷却器との間において放熱グリスの充填部を囲う通気性を有するシール部材と、半導体モジュールを放熱グリスおよびシール部材を介して冷却器に押圧する押圧手段と、を備える半導体装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a semiconductor module, a cooler for cooling the semiconductor module, a heat radiation grease filled between the semiconductor module and the cooler, and a heat radiation grease filled between the semiconductor module and the cooler. A semiconductor device is disclosed that includes a breathable sealing member that surrounds a portion, and pressing means that presses the semiconductor module against the cooler via heat radiation grease and the sealing member.

特許文献１に開示された半導体装置は、半導体モジュールと冷却器との間において放熱グリスの充填部は通気性を有するシール部材で密着して囲われている。   In the semiconductor device disclosed in Patent Document 1, the filling portion of the heat radiating grease is tightly surrounded by a sealing member having air permeability between the semiconductor module and the cooler.

特開２０１５−１１５４１７号公報JP2015-115417A

しかしながら、上記特許文献１に記載された半導体装置は、通気性を有するシール部材により、シール部材の内部に空気が残ることなくグリスを充填することを目的としている。しかしながら、使用時のヒートサイクルの影響で、経時的に放熱グリスから分離したオイルがシール部材の外側に漏れてしまう可能性があった。そして、シール部材の外側に漏れたオイルが半導体装置の外部に垂れ出した場合には、半導体装置の周辺の装置の誤動作を引き起こすなどの問題があった。   However, the semiconductor device described in Patent Document 1 is intended to fill the grease without leaving air inside the seal member with a breathable seal member. However, there is a possibility that oil separated from the heat dissipation grease with time will leak to the outside of the seal member due to the heat cycle during use. When the oil leaked to the outside of the seal member drips out of the semiconductor device, there is a problem such as causing malfunction of devices around the semiconductor device.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、放熱グリスを介して半導体モジュールと冷却部品とが配置され、放熱グリスから分離したオイルの外部への漏れを抑制可能な半導体装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and obtains a semiconductor device in which a semiconductor module and a cooling component are arranged via heat dissipation grease, and leakage of oil separated from the heat dissipation grease to the outside can be suppressed. With the goal.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる半導体装置は、絶縁性基板を有する基板と、基板の前面に接合される半導体素子と、基板の周囲を囲む枠形状を有する枠部品と、を有する半導体モジュールと、半導体モジュールの後面に配設される冷却部品と、枠部品と冷却部品とを機械的に固定する弾性固定部と、を備える。半導体装置は、半導体モジュールの後面と冷却部品の前面とに密着して設けられ、フィラーとオイルとを含む第１放熱グリスと、半導体モジュールの後面と冷却部品の前面とに密着し、第１放熱グリスの外周に、第１放熱グリスとの間に隙間を有して設けられ、第１放熱グリスよりも粘性が高いオイル漏れ防止部と、を有する。オイル漏れ防止部は、フィラーとオイルとを含む第２放熱グリスであり、第１放熱グリスは、第２放熱グリスよりも基板の面内における面積が大きい。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a semiconductor device according to the present invention has a substrate having an insulating substrate, a semiconductor element bonded to the front surface of the substrate, and a frame shape surrounding the periphery of the substrate. A semiconductor module having a frame part; a cooling part disposed on a rear surface of the semiconductor module; and an elastic fixing part that mechanically fixes the frame part and the cooling part. The semiconductor device is provided in close contact with the rear surface of the semiconductor module and the front surface of the cooling component, and is in close contact with the first heat radiation grease containing filler and oil, and the rear surface of the semiconductor module and the front surface of the cooling component. An oil leakage preventing portion is provided on the outer periphery of the grease with a gap between the grease and the first heat radiation grease and having a higher viscosity than the first heat radiation grease. The oil leakage prevention part is a second heat radiation grease containing a filler and oil, and the first heat radiation grease has a larger area in the plane of the substrate than the second heat radiation grease.

本発明は、放熱グリスを介して半導体モジュールと冷却部品とが配置され、放熱グリスから分離したオイルの外部への漏れを抑制できる半導体装置が得られる、という効果を奏する。   The present invention has an effect that a semiconductor module and a cooling component are arranged via heat dissipation grease, and a semiconductor device capable of suppressing leakage of oil separated from the heat dissipation grease to the outside is obtained.

本発明の実施の形態１にかかる半導体装置である電力用半導体装置の側面図1 is a side view of a power semiconductor device that is a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態１にかかる電力用半導体装置の電力用半導体モジュールに第１放熱グリスと第２放熱グリスとが配置された状態を放熱面側から見た図The figure which looked at the state where the 1st heat dissipation grease and the 2nd heat dissipation grease were arranged in the power semiconductor module of the power semiconductor device concerning Embodiment 1 of the present invention from the heat sink side. 本発明の実施の形態１にかかる電力用半導体装置の電力用半導体モジュールの断面図であり、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図It is sectional drawing of the power semiconductor module of the power semiconductor device concerning Embodiment 1 of this invention, and sectional drawing along the III-III line in FIG. 本発明の実施の形態１にかかる電力用半導体装置において枠部品と冷却フィンとの固定に用いられるねじとスプリングワッシャーとワッシャーとを示す側面図1 is a side view showing a screw, a spring washer, and a washer used for fixing a frame component and a cooling fin in the power semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態１にかかる電力用半導体装置の電力用半導体モジュールにおける第２放熱グリスの配置の変形例を示す図であり、図２に対応する図It is a figure which shows the modification of arrangement | positioning of the 2nd thermal radiation grease in the power semiconductor module of the power semiconductor device concerning Embodiment 1 of this invention, and is a figure corresponding to FIG. 本発明の実施の形態１にかかる電力用半導体装置の電力用半導体モジュールの変形例を示す図であり、図３に対応する図FIG. 6 is a diagram illustrating a modification of the power semiconductor module of the power semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 3. 本発明の実施の形態２にかかる半導体装置である電力用半導体装置の側面図A side view of a power semiconductor device which is a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態２にかかる電力用半導体装置の電力用半導体モジュールに第１放熱グリスと第２放熱グリスとが配置された状態を放熱面側から見た図The figure which looked at the state where the 1st heat dissipation grease and the 2nd heat dissipation grease were arranged in the power semiconductor module of the power semiconductor device concerning Embodiment 2 of the present invention from the heat dissipation side. 本発明の実施の形態２にかかる電力用半導体装置の電力用半導体モジュールにおける第２放熱グリスの配置の変形例を示す図であり、図５に対応する図Is a diagram showing a modification of the arrangement of the second thermal grease in a power semiconductor module of a power semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 5

以下に、本発明の実施の形態にかかる半導体装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置である電力用半導体装置１００の側面図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００の電力用半導体モジュール１１０に第１放熱グリス３１と第２放熱グリス３２とが配置された状態を放熱面側から見た図である。図３は、本発明の実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００の電力用半導体モジュール１１０の断面図であり、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。なお、図３においては、理解の容易のため２つの電力用半導体素子２を示しているが、実際には、より多くの電力用半導体素子２が実装される。Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a side view of a power semiconductor device 100 that is a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram of a state where the first heat dissipation grease 31 and the second heat dissipation grease 32 are arranged from the heat dissipation surface side in the power semiconductor module 110 of the power semiconductor device 100 according to the first embodiment of the present invention. It is. 3 is a cross-sectional view of the power semiconductor module 110 of the power semiconductor device 100 according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. In FIG. 3, two power semiconductor elements 2 are shown for ease of understanding, but more power semiconductor elements 2 are actually mounted.

本実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００は、基本的構成部品として、図１に示すように電力用半導体装置１００の本体部である電力用半導体モジュール１１０と、冷却部品である冷却フィン１２０とを備える。電力用半導体モジュール１１０は、電力用半導体装置１００から冷却部品を除いた構成部分である。尚、電力用半導体モジュール１１０と冷却部品との間には、後述する接合材が設けられる。図１における上側が、電力用半導体装置１００、電力用半導体モジュール１１０および冷却フィン１２０における前面側である。図１における下側が、電力用半導体モジュール１１０、電力用半導体装置１００および冷却フィン１２０における後面側である。したがって、図２は、電力用半導体モジュール１１０を後面側から見た図であると換言できる。また、本実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００は、設置場所に設置されて使用される場合には、図１における上側が手前となり、図１における下側が奥となるように設置される。すなわち、電力用半導体装置１００は、図１が９０°回転された状態で設置されることになる。   The power semiconductor device 100 according to the first embodiment includes, as basic components, a power semiconductor module 110 that is a main body of the power semiconductor device 100 and a cooling fin 120 that is a cooling component, as shown in FIG. With. The power semiconductor module 110 is a component obtained by removing the cooling component from the power semiconductor device 100. Note that a bonding material described later is provided between the power semiconductor module 110 and the cooling component. The upper side in FIG. 1 is the front side of the power semiconductor device 100, the power semiconductor module 110, and the cooling fin 120. The lower side in FIG. 1 is the rear side of the power semiconductor module 110, the power semiconductor device 100, and the cooling fin 120. Therefore, FIG. 2 can be said to be a view of the power semiconductor module 110 as seen from the rear side. In addition, when the power semiconductor device 100 according to the first embodiment is installed and used at an installation location, the power semiconductor device 100 is installed so that the upper side in FIG. 1 is the front and the lower side in FIG. 1 is the back. . That is, the power semiconductor device 100 is installed in a state where FIG. 1 is rotated by 90 °.

なお、後述する基板１の前面は半導体素子である電力用半導体素子２が搭載される実装面に、基板１の後面は放熱面に相当する。   In addition, the front surface of the board | substrate 1 mentioned later is equivalent to the mounting surface in which the power semiconductor element 2 which is a semiconductor element is mounted, and the rear surface of the board | substrate 1 is equivalent to a thermal radiation surface.

電力用半導体モジュール１１０は、基板１と、半導体素子である電力用半導体素子２と、電力用半導体素子２に電気的に接続される電気的端子３と、電力用半導体モジュール１１０のケースである枠部品４と、接続線である金属ワイヤ５と、電力用半導体素子２を封止する封止樹脂６と、枠部品４と冷却フィン１２０とを固定する固定部品であるねじ７と、枠部品４を冷却フィン１２０側に付勢する付勢部であるスプリングワッシャー８と、を有する。尚、ねじ７とスプリングワッシャー８とは、枠部品４と冷却フィン１２０とを機械的に固定する弾性固定部である。   The power semiconductor module 110 includes a substrate 1, a power semiconductor element 2 that is a semiconductor element, an electrical terminal 3 that is electrically connected to the power semiconductor element 2, and a frame that is a case of the power semiconductor module 110. The component 4, the metal wire 5 that is a connection line, the sealing resin 6 that seals the power semiconductor element 2, the screw 7 that is a fixing component that fixes the frame component 4 and the cooling fin 120, and the frame component 4 And a spring washer 8 that is an urging portion that urges the cooling fin 120 toward the cooling fin 120 side. The screw 7 and the spring washer 8 are elastic fixing portions that mechanically fix the frame part 4 and the cooling fin 120.

基板１は、絶縁性基板であるセラミックス基板１ｃの両面に、導体層である第１導体層１ａおよび第２導体層１ｂが設けられて構成されている。第１導体層１ａは、セラミックス基板１ｃの一面に接合されている。第２導体層１ｂは、セラミックス基板１ｃの他面に接合されている。セラミックス基板１ｃは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの、絶縁性を有するとともにセラミックス材料の中で相対的に熱伝導性の高い材料により構成される。セラミックス基板１ｃの厚みの一例は、０．３ｍｍから１ｍｍである。The substrate 1 is configured by providing a first conductor layer 1a and a second conductor layer 1b as conductor layers on both surfaces of a ceramic substrate 1c as an insulating substrate. The first conductor layer 1a is bonded to one surface of the ceramic substrate 1c. The second conductor layer 1b is bonded to the other surface of the ceramic substrate 1c. The ceramic substrate 1c has an insulating property and relatively high thermal conductivity among ceramic materials such as aluminum nitride (AlN), silicon nitride (Si 3 N 4 ), or aluminum oxide (Al 2 O 3 ). Consists of materials. An example of the thickness of the ceramic substrate 1c is 0.3 mm to 1 mm.

第１導体層１ａおよび第２導体層１ｂは、金属材料の中で相対的に熱伝導性の高い材料である銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ＣｕとＡｌとの積層体などにより構成される。第１導体層１ａおよび第２導体層１ｂの厚みの一例は、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。第１導体層１ａの一部は、金属ワイヤ５を介して電気的端子３に導通している。第２導体層１ｂの後面１ｂａは、長方形状の外形形状を有し、電力用半導体モジュール１１０の後面１１０ａの一部を構成している。そして、第２導体層１ｂは、電力用半導体モジュール１１０において電力用半導体素子２で発生する熱を放熱するために、電力用半導体モジュール１１０の後面１１０ａに設けられた放熱部品である。第２導体層１ｂの後面１ｂａは、第２導体層１ｂにおける放熱面であり、電力用半導体モジュール１１０における放熱面である。   The first conductor layer 1a and the second conductor layer 1b are composed of copper (Cu), aluminum (Al), a laminate of Cu and Al, etc., which are materials having relatively high thermal conductivity among metal materials. The An example of the thickness of the 1st conductor layer 1a and the 2nd conductor layer 1b is 0.2 mm or more and 0.5 mm or less. A part of the first conductor layer 1 a is electrically connected to the electrical terminal 3 through the metal wire 5. The rear surface 1ba of the second conductor layer 1b has a rectangular outer shape, and constitutes a part of the rear surface 110a of the power semiconductor module 110. The second conductor layer 1b is a heat dissipation component provided on the rear surface 110a of the power semiconductor module 110 in order to dissipate heat generated in the power semiconductor element 2 in the power semiconductor module 110. The rear surface 1ba of the second conductor layer 1b is a heat dissipation surface in the second conductor layer 1b and a heat dissipation surface in the power semiconductor module 110.

電力用半導体素子２は、第１固着層１１によって第１導体層１ａに接合されている。電力用半導体素子２の材料としては、一般的なシリコン（Ｓｉ）の他、窒化ガリウム（ＧａＮ）または炭化珪素（ＳｉＣ）などの高温動作可能な素材を用いてもよい。高温動作可能な材料を用いることで、電力用半導体装置１００全体の小型化が可能となる。   The power semiconductor element 2 is joined to the first conductor layer 1 a by the first fixing layer 11. As a material for the power semiconductor element 2, a material capable of operating at high temperature such as gallium nitride (GaN) or silicon carbide (SiC) may be used in addition to general silicon (Si). By using a material that can operate at a high temperature, the power semiconductor device 100 as a whole can be downsized.

第１固着層１１には、はんだ、銀（Ａｇ）、Ａｇ合金、Ｃｕ、またはＣｕ合金などの、導電性を有するとともに電力用半導体素子２と第１導体層１ａとの機械的な固着が可能な金属系の材料が用いられる。その中でも、Ａｇ合金など比較的に高融点の材料を用いることで、電力用半導体素子２の動作温度が上昇した場合でも第１固着層１１の信頼性を維持可能である。本実施の形態１では、第１固着層１１にはんだを用いる。   The first fixing layer 11 has electrical conductivity, such as solder, silver (Ag), Ag alloy, Cu, or Cu alloy, and can be mechanically fixed between the power semiconductor element 2 and the first conductor layer 1a. Metallic materials are used. Among these, by using a material having a relatively high melting point such as an Ag alloy, the reliability of the first fixed layer 11 can be maintained even when the operating temperature of the power semiconductor element 2 is increased. In the first embodiment, solder is used for the first fixing layer 11.

電力用半導体素子２の一部は、第１固着層１１、第１導体層１ａおよび金属ワイヤ５を介して電気的端子３に導通している。また、電力用半導体素子２の一部は、当該電力用半導体素子２が接合された第１導体層１ａと異なる第１導体層１ａと金属ワイヤ５によって導通している。   A part of the power semiconductor element 2 is electrically connected to the electrical terminal 3 through the first fixed layer 11, the first conductor layer 1 a and the metal wire 5. In addition, a part of the power semiconductor element 2 is electrically connected to the first conductor layer 1 a different from the first conductor layer 1 a to which the power semiconductor element 2 is bonded and the metal wire 5.

電気的端子３は、基板１の厚み方向１０に沿って電力用半導体モジュール１１０の前面側に突出して引き出されている。電気的端子３は、例えばＣｕまたはＣｕ合金などの電気伝導性が高い材料が用いられる。   The electrical terminal 3 protrudes along the thickness direction 10 of the substrate 1 so as to protrude to the front side of the power semiconductor module 110. For the electrical terminal 3, a material having high electrical conductivity such as Cu or Cu alloy is used.

枠部品４は、電力用半導体素子２を含む基板１の周囲を囲むように外形形状が長方形状とされた枠形状を有する。枠部品４は、電力用半導体装置１００および電力用半導体モジュール１１０の外殻の一部を構成する。枠部品４は、耐熱性の高い樹脂材料によって構成されている。基板１と、電力用半導体素子２と、電気的端子３と、枠部品４と、金属ワイヤ５とは、枠部品４の内部に設けられた封止樹脂６によって固着されている。これにより、第１導体層１ａおよび電力用半導体素子２などが樹脂封止されている。   The frame component 4 has a frame shape whose outer shape is rectangular so as to surround the periphery of the substrate 1 including the power semiconductor element 2. The frame component 4 constitutes a part of the outer shell of the power semiconductor device 100 and the power semiconductor module 110. The frame component 4 is made of a resin material having high heat resistance. The substrate 1, the power semiconductor element 2, the electrical terminals 3, the frame component 4, and the metal wire 5 are fixed by a sealing resin 6 provided inside the frame component 4. As a result, the first conductor layer 1a, the power semiconductor element 2 and the like are resin-sealed.

また、枠部品４の後面４ａの内周側の端部領域には、図３に示すように接着剤用溝部１２が設けられている。そして、枠部品４と基板１とは、枠部品４の接着剤用溝部１２に配置された接着剤１３によって接着固定されている。また、枠部品４の後面４ａの外周側の角部領域には、図２に示すように枠部品４における外周側の角部領域を厚み方向において貫通する貫通孔１４が設けられている。貫通孔１４は、電力用半導体モジュール１１０と冷却フィン１２０との機械的な固定のために使用される。 In addition, an adhesive groove 12 is provided in an end region on the inner peripheral side of the rear surface 4a of the frame component 4 as shown in FIG . The frame component 4 and the substrate 1 are bonded and fixed by an adhesive 13 disposed in the adhesive groove 12 of the frame component 4. Further, as shown in FIG. 2, a through-hole 14 is provided in the outer corner portion of the rear surface 4 a of the frame component 4 so as to penetrate the outer corner portion of the frame component 4 in the thickness direction. The through hole 14 is used for mechanical fixation between the power semiconductor module 110 and the cooling fin 120.

封止樹脂６には、シリコーンゲルなどの熱硬化性樹脂が用いられる。   For the sealing resin 6, a thermosetting resin such as silicone gel is used.

一方、基板１の第２導体層１ｂには、冷却フィン１２０が固定されている。すなわち、冷却フィン１２０は、電力用半導体モジュール１１０の後面１１０ａに配設されている。冷却フィン１２０は、平板状のベース部１２１の後面１２１ａに複数の平板状の突起部１２２が配置されている。冷却フィン１２０は、金属材料の中で相対的に熱伝導性の高い材料であるアルミニウム、Ｃｕ、およびこれらの合金などにより構成される。冷却フィン１２０のベース部１２１の外周側の角部領域には、図１に示すようにねじ孔１２３が設けられている。ねじ孔１２３は、電力用半導体モジュール１１０と冷却フィン１２０との固定に使用される。ねじ孔１２３は、電力用半導体モジュール１１０と冷却フィン１２０とを固定して電力用半導体装置１００を構成した際に、貫通孔１４と対応する位置に設けられている。 On the other hand, cooling fins 120 are fixed to the second conductor layer 1 b of the substrate 1. That is, the cooling fins 120 is disposed on the surface 110a after the power semiconductor module 110. In the cooling fin 120, a plurality of flat projections 122 are arranged on the rear surface 121 a of the flat base portion 121. The cooling fin 120 is made of aluminum, Cu, an alloy thereof, or the like, which is a material having relatively high thermal conductivity among metal materials. As shown in FIG. 1, screw holes 123 are provided in the corner region on the outer peripheral side of the base portion 121 of the cooling fin 120. The screw hole 123 is used for fixing the power semiconductor module 110 and the cooling fin 120. The screw hole 123 is provided at a position corresponding to the through hole 14 when the power semiconductor module 110 and the cooling fin 120 are fixed to configure the power semiconductor device 100.

冷却フィン１２０は、第２導体層１ｂの後面１ｂａに、冷却フィン１２０の前面１２０ｂが接合される。なお、冷却フィン１２０の形状は、電力用半導体モジュール１１０との対向面である前面が平坦面とされていれば、上記の形状に限定されない。冷却フィン１２０の前面１２０ｂは、電力用半導体モジュール１１０が搭載されるモジュール搭載面である。   The cooling fin 120 has the front surface 120b of the cooling fin 120 joined to the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b. The shape of the cooling fin 120 is not limited to the above shape as long as the front surface that is the surface facing the power semiconductor module 110 is a flat surface. The front surface 120b of the cooling fin 120 is a module mounting surface on which the power semiconductor module 110 is mounted.

図４は、本発明の実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００において枠部品４と冷却フィン１２０との固定に用いられる弾性固定部であるねじ７とスプリングワッシャー８とワッシャー９とを示す側面図である。図１に示すように、枠部品４と冷却フィン１２０とは、枠部品４の後面４ａと、冷却フィン１２０の前面１２０ｂとが対向した状態で、ねじ７、スプリングワッシャー８およびワッシャー９を用いてねじ止め固定されている。このように、ねじ７による枠部品４と冷却フィン１２０との固定において、ねじ頭と枠部品４との間に弾性力を有するスプリングワッシャー８を用いる。その結果、電力用半導体装置１００の使用による振動またはヒートサイクルが原因でねじ７が緩んだ場合にも、スプリングワッシャー８の弾性力によって、枠部品４と冷却フィン１２０との間の機械的固定を保持することができる。つまり、スプリングワッシャー８は、枠部品４と冷却フィン１２０とがねじ７により固定された状態で枠部品４を冷却フィン１２０側に付勢している。なお、固定部品は、ねじ７に限定されない。また、付勢部は、スプリングワッシャー８に限定されない。 FIG. 4 is a side view showing a screw 7, a spring washer 8, and a washer 9 that are elastic fixing portions used for fixing the frame component 4 and the cooling fin 120 in the power semiconductor device 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. As shown in FIG. 1, the frame component 4 and the cooling fin 120 are formed using the screw 7, the spring washer 8, and the washer 9 with the rear surface 4 a of the frame component 4 and the front surface 120 b of the cooling fin 120 facing each other. It is fixed with screws. Thus, in fixing the frame part 4 and the cooling fin 120 with the screw 7, the spring washer 8 having an elastic force is used between the screw head and the frame part 4. As a result, even when the screw 7 is loosened due to vibration or heat cycle due to the use of the power semiconductor device 100, mechanical fixation between the frame component 4 and the cooling fin 120 is achieved by the elastic force of the spring washer 8. Can be held. That is, the spring washer 8 urges the frame part 4 toward the cooling fin 120 in a state where the frame part 4 and the cooling fin 120 are fixed by the screw 7. Note that the fixed component is not limited to the screw 7. Further, the urging portion is not limited to the spring washer 8.

すなわち、電力用半導体モジュール１１０と冷却フィン１２０とは、枠部品４の後面４ａと、冷却フィン１２０の前面１２０ｂとが対向した状態で、ねじ止め固定されている。枠部品４の後面４ａと第２導体層１ｂの後面１ｂａとは、同一平面上に位置していてもよく、段差があってもよい。   That is, the power semiconductor module 110 and the cooling fin 120 are fixed with screws in a state where the rear surface 4a of the frame component 4 and the front surface 120b of the cooling fin 120 face each other. The rear surface 4a of the frame component 4 and the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b may be located on the same plane or may have a step.

枠部品４と冷却フィン１２０との間には、接合材である放熱グリスが配置されている。電力用半導体装置１００においては、放熱グリスとして、図１に示すように第１放熱グリス３１と第２放熱グリス３２とが配置されている。   Between the frame component 4 and the cooling fin 120, heat radiation grease as a bonding material is disposed. In the power semiconductor device 100, as shown in FIG. 1, a first heat dissipation grease 31 and a second heat dissipation grease 32 are arranged as heat dissipation grease.

第１放熱グリス３１は、第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの両面に接触した状態で第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの間に配置されて、第２導体層１ｂの後面１ｂａから冷却フィン１２０の前面１２０ｂへの熱伝導性の向上を図るための熱伝導部である。第１放熱グリス３１は、オイルに熱伝導性の高いフィラーを含んで構成され、熱伝導性の向上が図られた放熱グリスである。   The first heat dissipating grease 31 is disposed between the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120 in contact with both surfaces of the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120. Thus, it is a heat conduction part for improving the heat conductivity from the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b to the front surface 120b of the cooling fin 120. The first heat dissipating grease 31 is a heat dissipating grease that is configured to contain a filler having high heat conductivity in oil and that has improved heat conductivity.

第２放熱グリス３２は、第１放熱グリス３１から分離したオイルが電力用半導体装置１００の外部に漏れることを防止するための、粘性を有するオイル漏れ防止部である。第２放熱グリス３２は、オイルに対してシール性を有する放熱グリスであり、第１放熱グリス３１よりもオイルが分離し難く、粘性が高い放熱グリスである。第２放熱グリス３２は、第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの間において、第１放熱グリス３１の外周に第１放熱グリス３１の全周を囲んだ状態で、且つ第１放熱グリス３１と離間した状態で配置されている。したがって、図２に示すように第１放熱グリス３１と第２放熱グリス３２とが配置された第２導体層１ｂの後面１ｂａにおいては、第１放熱グリス３１と第２放熱グリス３２との間に隙間３４が設けられている。第２放熱グリス３２は、環状とされ、全長において第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの両面に密着している。   The second heat release grease 32 is a viscous oil leak prevention unit for preventing oil separated from the first heat release grease 31 from leaking outside the power semiconductor device 100. The second heat dissipating grease 32 is a heat dissipating grease having a sealing property with respect to oil, and is a heat dissipating grease that is more difficult to separate oil than the first heat dissipating grease 31 and has a high viscosity. The second heat dissipating grease 32 is in a state in which the entire periphery of the first heat dissipating grease 31 is surrounded by the outer periphery of the first heat dissipating grease 31 between the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120. It arrange | positions in the state spaced apart from the 1st thermal radiation grease 31. FIG. Therefore, as shown in FIG. 2, the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b in which the first heat dissipation grease 31 and the second heat dissipation grease 32 are disposed is between the first heat dissipation grease 31 and the second heat dissipation grease 32. A gap 34 is provided. The second heat dissipating grease 32 has an annular shape and is in close contact with both the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120 over the entire length.

第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの間において、第１放熱グリス３１と第２放熱グリス３２との間には、隙間３４が形成されている。ここでの隙間３４は、第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂと第２放熱グリス３２と第１放熱グリス３１とに囲まれた空間であり、密閉されている。   A gap 34 is formed between the first heat dissipation grease 31 and the second heat dissipation grease 32 between the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120. The gap 34 here is a space surrounded by the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b, the front surface 120b of the cooling fin 120, the second heat radiation grease 32, and the first heat radiation grease 31, and is sealed.

電力用半導体モジュール１１０における放熱面である第２導体層１ｂの後面１ｂａと、冷却フィン１２０の前面１２０ｂとにおいて、完全な平滑面を得ること不可能である。このため、第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとを接触させた状態で固定しても、両面の界面には必ず空気層が発生する。空気は熱抵抗が高いため、何も対策を行わない場合には、第２導体層１ｂの後面１ｂａにおける放熱性能は劣化してしまう。   It is impossible to obtain a completely smooth surface at the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b that is the heat dissipation surface of the power semiconductor module 110 and the front surface 120b of the cooling fin 120. For this reason, even if the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120 are fixed in contact with each other, an air layer is always generated at the interface between both surfaces. Since air has a high thermal resistance, the heat radiation performance on the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b is deteriorated if no measures are taken.

このため、電力用半導体装置１００では、電力用半導体モジュール１１０における放熱面である第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの間に、放熱グリスである第１放熱グリス３１を配置することで電力用半導体モジュール１１０の放熱性能を向上させている。   For this reason, in the power semiconductor device 100, the first heat dissipation grease 31 that is heat dissipation grease is disposed between the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b that is the heat dissipation surface of the power semiconductor module 110 and the front surface 120b of the cooling fin 120. By disposing, the heat radiation performance of the power semiconductor module 110 is improved.

第１放熱グリス３１は、図２に示すように第２導体層１ｂの後面１ｂａの面内に配置されている。中心Ｃは、第２導体層１ｂの後面１ｂａの面内における中心であり、電力用半導体モジュール１１０の後面１１０ａの面内における中心である。第１放熱グリス３１の配置パターンは特に限定されないが、電力用半導体素子２で発生する熱を効率的に冷却フィン１２０に伝熱するため、中心Ｃを含む領域など、第２導体層１ｂにおいて電力用半導体素子２の熱が伝わる位置を含むように配置される。   The 1st thermal radiation grease 31 is arrange | positioned in the surface of the rear surface 1ba of the 2nd conductor layer 1b, as shown in FIG. The center C is the center in the plane of the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b, and is the center in the plane of the rear surface 110a of the power semiconductor module 110. The arrangement pattern of the first heat radiation grease 31 is not particularly limited. However, in order to efficiently transfer the heat generated in the power semiconductor element 2 to the cooling fin 120, the power in the second conductor layer 1b, such as the region including the center C, can be obtained. It arrange | positions so that the position which the heat | fever of the semiconductor element 2 for heat | fever transfers may be included.

上述したように、第１放熱グリス３１は電力用半導体モジュール１１０で発生した熱を冷却部品である冷却フィン１２０に伝熱するため、基板１の面内において第２放熱グリス３２よりも面積が大きいことが望ましい。このように、基板１の面内における第１放熱グリス３１の面積が大きいほど、電力用半導体モジュール１１０から冷却フィン１２０への熱伝導性が高くなる。一方で、大面積で配置された第１放熱グリス３１の粘性が大きいと基板１に高い応力が発生してしまう。そのため、第１放熱グリス３１の粘性は小さいことが望ましい。本実施の形態１では、伝熱性が望まれる第１放熱グリス３１の面積を大きく、かつ粘性を小さくし、その特性によってオイル分離しやすい第１放熱グリス３１からのオイル漏れを防ぐために第２放熱グリス３２を設ける。 As described above, the first heat radiation grease 31 transfers the heat generated in the power semiconductor module 110 to the cooling fins 120 that are cooling components, and therefore has a larger area than the second heat radiation grease 32 in the plane of the substrate 1. It is desirable. Thus, the larger the area of the first heat dissipation grease 31 in the plane of the substrate 1, the higher the thermal conductivity from the power semiconductor module 110 to the cooling fin 120. On the other hand, when the viscosity of the first heat dissipating grease 31 arranged in a large area is high, a high stress is generated on the substrate 1. Therefore, it is desirable that the viscosity of the first heat dissipating grease 31 is small. In the first embodiment, in order to prevent the oil leakage from the first heat release grease 31 that increases the area and the viscosity of the first heat release grease 31 where heat transfer is desired, and easily separates oil due to the characteristics, A grease 32 is provided.

ここで、電力用半導体装置１００は、図２における上側が電力用半導体装置１００の上部となり、図２における下側が電力用半導体装置１００の下部となる姿勢で使用される。   Here, the power semiconductor device 100 is used in such a posture that the upper side in FIG. 2 is the upper part of the power semiconductor device 100 and the lower side in FIG. 2 is the lower part of the power semiconductor device 100.

上記のように配置された第１放熱グリス３１は、電力用半導体装置１００が使用されているうちにオイルが分離する。すなわち、電力用半導体装置１００のヒートサイクルが繰り返されるうちに、経時的に第１放熱グリス３１からオイルが分離する。分離したオイルは、重力によって、電力用半導体モジュール１１０の後面１１０ａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとのうち少なくとも一方の面を伝って下方に流れる。   In the first heat dissipating grease 31 arranged as described above, the oil is separated while the power semiconductor device 100 is being used. That is, as the heat cycle of the power semiconductor device 100 is repeated, the oil is separated from the first heat release grease 31 over time. The separated oil flows downward along at least one of the rear surface 110a of the power semiconductor module 110 and the front surface 120b of the cooling fin 120 by gravity.

そこで、電力用半導体装置１００では、電力用半導体モジュール１１０における放熱面である第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの間に、オイル漏れ防止部である第２放熱グリス３２が、第１放熱グリス３１を囲んだ状態で、且つ第１放熱グリス３１との間に隙間３４を有する状態で配置されている。これにより、電力用半導体装置１００では、第１放熱グリス３１から分離したオイルが隙間３４に流れ出し、第２放熱グリス３２でオイルが塞き止められるため、オイルが電力用半導体装置１００の外部に流出することを防止することができる。   Therefore, in the power semiconductor device 100, the second heat radiating grease 32 that is an oil leakage prevention part is provided between the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b that is the heat radiating surface in the power semiconductor module 110 and the front surface 120b of the cooling fin 120. However, it is arranged in a state of surrounding the first heat dissipation grease 31 and having a gap 34 between the first heat dissipation grease 31. As a result, in the power semiconductor device 100, the oil separated from the first heat dissipation grease 31 flows into the gap 34, and the oil is blocked by the second heat dissipation grease 32, so that the oil flows out of the power semiconductor device 100. Can be prevented.

第２放熱グリス３２は、第１放熱グリス３１から分離したオイルに対してシール性を有し、第１放熱グリス３１よりも粘性が高いためにオイル分離し難い放熱グリスである。第２放熱グリス３２が第１放熱グリス３１よりも粘性が高いことにより、第１放熱グリス３１から分離したオイルの流出を塞き止めることができる。なお、第２放熱グリス３２も電力用半導体装置１００のヒートサイクルを繰り返すことによりオイル分離する可能性はあるが、例えば電力用半導体装置１００の他の部品から決定される寿命および交換時期よりもオイル分離時期が長くなるような組成を用いれば良い。 The second heat radiating grease 32 is a heat radiating grease that has a sealing property with respect to the oil separated from the first heat radiating grease 31 and is difficult to separate oil because the viscosity is higher than that of the first heat radiating grease 31. Since the second heat radiation grease 32 is higher in viscosity than the first heat radiation grease 31, the oil separated from the first heat radiation grease 31 can be blocked. Incidentally, the possibility of the second thermal grease 32 is also oil separation by repeating the heat cycle of the power semiconductor device 100 is but, for example, than the life and replacement time is determined from other parts of the power semiconductor device 100 Oil A composition that makes the separation time longer may be used.

第１放熱グリス３１よりも粘性が高い第２放熱グリス３２の例を以下に示す。 The example of the 2nd heat radiation grease 32 whose viscosity is higher than the 1st heat radiation grease 31 is shown below.

第１の条件は、フィラーの含有率が高いことである。第２放熱グリス３２は、たとえば第１放熱グリス３１よりも、フィラーの充填率が１０％高い放熱グリスである。   The first condition is that the filler content is high. The second heat radiation grease 32 is a heat radiation grease whose filler filling rate is 10% higher than that of the first heat radiation grease 31, for example.

第２の条件は、オイルの含有率が低いことである。第２放熱グリス３２は、たとえば第１放熱グリス３１よりも、オイルの含有率が２／３以下である放熱グリスである。   The second condition is that the oil content is low. The second heat radiation grease 32 is a heat radiation grease whose oil content is 2/3 or less than that of the first heat radiation grease 31, for example.

第３の条件は、オイルにおける架橋成分の含有率が高いことである。オイルに架橋成分を含む放熱グリスは、使用箇所に配置された後に架橋成分が架橋することによって、粘性が高くなるとともにオイルが分離し難い。すなわち、第２放熱グリス３２は、第１放熱グリス３１よりもオイルにおける架橋成分が多い放熱グリスである。なお、第１放熱グリス３１は架橋成分を含まなくても良い。   The third condition is that the content of the crosslinking component in the oil is high. The heat dissipating grease containing a cross-linking component in the oil has a high viscosity and is difficult to separate because the cross-linking component is cross-linked after being disposed at the place of use. That is, the second heat radiation grease 32 is a heat radiation grease having more cross-linking components in the oil than the first heat radiation grease 31. In addition, the 1st thermal radiation grease 31 does not need to contain a crosslinking component.

第２放熱グリス３２は、上述した第１の条件、第２の条件および第３の条件のうちのいずれか１つの条件を満たすことで、第１放熱グリス３１よりもオイル分離し難くされた放熱グリスであればよい。また、第２放熱グリス３２は、上述した第１の条件、第２の条件および第３の条件のうちの複数の条件を満たすことで、総合的に第１放熱グリス３１よりもオイル分離し難くされた放熱グリスであってもよい。   The second heat dissipating grease 32 satisfies any one of the first condition, the second condition, and the third condition described above, so that the heat dissipating oil is more difficult to separate than the first heat dissipating grease 31. Any grease can be used. In addition, the second heat release grease 32 is less likely to separate oil than the first heat release grease 31 overall by satisfying a plurality of conditions among the first condition, the second condition, and the third condition described above. The heat dissipation grease may be used.

分離したオイルが隙間３４に流出した分、第１放熱グリス３１は体積が減少するため、厚みが電力用半導体装置１００の組み立て時の厚みよりも薄くなる。スプリングワッシャー８の弾性力、すなわち復元力によって、枠部品４には、冷却フィン１２０側に押し付けられる力が印加される。このように、経時的に第１放熱グリス３１の厚さが薄くなった場合でも、弾性固定部により枠部品４が冷却フィン１２０側に押しつけられるため、枠部品４と冷却フィン１２０との機械的固定が、緩むことなく保持される。   Since the volume of the first heat release grease 31 is reduced by the amount of the separated oil flowing into the gap 34, the thickness becomes thinner than the thickness when the power semiconductor device 100 is assembled. Due to the elastic force of the spring washer 8, that is, the restoring force, a force that is pressed against the cooling fin 120 side is applied to the frame component 4. As described above, even when the thickness of the first heat dissipating grease 31 is reduced with time, the frame component 4 is pressed against the cooling fin 120 by the elastic fixing portion. Fixing is held without loosening.

以上の様に、本実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００では、第１放熱グリス３１から分離したオイルが流れ出す空間である隙間３４を有するため、第２放熱グリス３２でオイルを塞き止める効果が得られる。   As described above, the power semiconductor device 100 according to the first embodiment has the gap 34 that is a space through which the oil separated from the first heat release grease 31 flows out, so that the second heat release grease 32 blocks the oil. An effect is obtained.

また、分離したオイルが隙間３４に流れ出した分、第１放熱グリス３１の体積が減少するが、弾性固定部の弾性力により、第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの距離が短くなる。オイル分離後の第１放熱グリス３１は、伝熱性を有するフィラーの充填率が高くなり、つまり、第１放熱グリス３１による熱抵抗が減少するため、冷却フィン１２０への伝熱が向上し、冷却フィン１２０による放熱効果がより向上する。   Further, the volume of the first heat dissipating grease 31 is reduced by the amount of the separated oil flowing into the gap 34, but due to the elastic force of the elastic fixing portion, the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120 are reduced. The distance becomes shorter. The first heat radiation grease 31 after oil separation has a high filling rate of filler having heat conductivity, that is, the heat resistance due to the first heat radiation grease 31 is reduced, so that heat transfer to the cooling fin 120 is improved and cooling is performed. The heat dissipation effect by the fins 120 is further improved.

従来、第１放熱グリス３１を囲んだ状態で第１放熱グリス３１との間に空間を設けずに第２放熱グリス３２を配置した場合には、第１放熱グリス３１から分離したオイルが溜まる場所がないため、ヒートサイクルの繰り返しなどに起因して最終的にオイルが第２放熱グリス３２から漏れ出す可能性があった。しかしながら、電力用半導体装置１００は、第１放熱グリス３１と第２放熱グリス３２の間に空間を設けているため、第１放熱グリス３１から分離したオイルが溜まる場所が確保されており、ヒートサイクルの繰り返しなどに起因してオイルが第２放熱グリス３２から漏れ出すことが防止されている。   Conventionally, when the second heat dissipation grease 32 is disposed without providing a space between the first heat dissipation grease 31 and surrounding the first heat dissipation grease 31, the oil separated from the first heat dissipation grease 31 is accumulated. Therefore, there is a possibility that the oil may leak from the second heat radiation grease 32 due to repeated heat cycles. However, since the power semiconductor device 100 has a space between the first heat dissipation grease 31 and the second heat dissipation grease 32, a place where oil separated from the first heat dissipation grease 31 is reserved is secured, and the heat cycle is performed. The oil is prevented from leaking from the second heat dissipating grease 32 due to the repetition of the above.

本実施の形態１では接合材である第１放熱グリス３１と第２放熱グリス３２とを、第２導体層１ｂの後面１ｂａ、すなわち同一平面状に配置した。接合材はいずれもグリスであるため、弾性固定部で機械的に固定する際に、グリスが電力用半導体モジュール１１０と冷却フィン１２０とに密着した状態で、平面内に拡がる。このため、ねじ止め固定する際に基板１に応力が発生することを抑制することができ、また、接合材の熱伝導効果を高めることができ、電力用半導体装置１００の寿命を向上することができる。   In the first embodiment, the first heat dissipation grease 31 and the second heat dissipation grease 32, which are bonding materials, are arranged on the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b, that is, on the same plane. Since all of the bonding materials are grease, when mechanically fixed by the elastic fixing portion, the grease spreads in a plane in a state of being in close contact with the power semiconductor module 110 and the cooling fin 120. For this reason, it is possible to suppress the generation of stress on the substrate 1 when screwing and fixing, to enhance the heat conduction effect of the bonding material, and to improve the life of the power semiconductor device 100. it can.

また、従来、第２放熱グリス３２の代わりにゴムなどの部品を用いた場合には、ねじ７を締める際の力が、ゴムが配置された領域に集中し、基板１が破損したり、寿命が低下したりするおそれがある。さらに、ゴムなどの部分の内部において、第１放熱グリス３１を半導体モジュールと冷却部品とに密着するように配置することは製造上難しい。このため、伝熱性が低下するという問題があった。本実施の形態１では、このような問題を解決することができる。   Conventionally, when a component such as rubber is used instead of the second heat dissipating grease 32, the force at the time of tightening the screw 7 is concentrated on the area where the rubber is disposed, and the substrate 1 is damaged or the service life is shortened. May decrease. Furthermore, it is difficult in manufacturing to dispose the first heat dissipating grease 31 so as to be in close contact with the semiconductor module and the cooling component inside a portion such as rubber. For this reason, there existed a problem that heat conductivity fell. In the first embodiment, such a problem can be solved.

つぎに、上記のように構成された本実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００の製造方法について説明する。まず、第１の工程において、電力用半導体装置１００が公知の方法により作製される。つぎに、第２の工程において、冷却フィン１２０が公知の方法により作製される。つぎに、第３の工程において、第１放熱グリス３１と第２放熱グリス３２とが電力用半導体モジュール１１０の後面１１０ａに配置される。ここで、第１放熱グリス３１と第２放熱グリス３２とは、電力用半導体モジュール１１０の後面１１０ａにおいて、図２に示すパターンで塗布される。なお、第１放熱グリス３１と第２放熱グリス３２とは、冷却フィン１２０の前面１２０ｂに塗布されてもよい。そして、第４の工程において、電力用半導体モジュール１１０と冷却フィン１２０とが、ねじ７、スプリングワッシャー８、ワッシャー９を用いてねじ止め固定される。   Next, a method for manufacturing the power semiconductor device 100 according to the first embodiment configured as described above will be described. First, in the first step, the power semiconductor device 100 is manufactured by a known method. Next, in the second step, the cooling fin 120 is produced by a known method. Next, in the third step, the first heat dissipating grease 31 and the second heat dissipating grease 32 are disposed on the rear surface 110 a of the power semiconductor module 110. Here, the first heat dissipating grease 31 and the second heat dissipating grease 32 are applied in the pattern shown in FIG. 2 on the rear surface 110a of the power semiconductor module 110. The first heat release grease 31 and the second heat release grease 32 may be applied to the front surface 120b of the cooling fin 120. In the fourth step, the power semiconductor module 110 and the cooling fin 120 are screwed and fixed using the screw 7, the spring washer 8, and the washer 9.

以上の工程が実施されることにより、本実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００が得られる。   By performing the above steps, the power semiconductor device 100 according to the first embodiment is obtained.

図５は、本発明の実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００の電力用半導体モジュール１１０における第２放熱グリス３２の配置の変形例を示す図であり、図２に対応する図である。上述した図２においては、第２放熱グリス３２が、第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの間において第１放熱グリス３１の全周を囲んだ状態で配置された場合について示した。第２放熱グリス３２は、電力用半導体装置１００が設置場所に設置された際に、第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの間において、下部領域部３２ａと２つの側方領域部３２ｂとのみを有していてもよい。   FIG. 5 is a diagram showing a modification of the arrangement of the second heat radiation grease 32 in the power semiconductor module 110 of the power semiconductor device 100 according to the first embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. In FIG. 2 described above, the second heat radiating grease 32 is disposed between the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120 so as to surround the entire circumference of the first heat radiating grease 31. Showed about. When the power semiconductor device 100 is installed at the installation location, the second heat dissipating grease 32 is disposed between the lower region portion 32a and the two sides between the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120. You may have only the direction area | region part 32b.

下部領域部３２ａは、電力用半導体装置１００が設置場所に設置された際に、第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの間において、水平方向において第１放熱グリス３１を包含するとともに鉛直方向において第１放熱グリス３１から離間して第１放熱グリス３１よりも下側に配置された第２放熱グリス３２である。下部領域部３２ａは、第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの両面に密着している。   When the power semiconductor device 100 is installed at the installation location, the lower region portion 32a disposes the first heat radiation grease 31 in the horizontal direction between the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120. It is the 2nd heat dissipation grease 32 which is spaced apart from the 1st heat dissipation grease 31 in the vertical direction, and is arranged below the first heat dissipation grease 31. The lower region portion 32a is in close contact with both the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120.

側方領域部３２ｂは、電力用半導体装置１００が設置場所に設置された際に、第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの間において、下部領域部３２ａの端部から上方に立ち上がるとともに水平方向において第１放熱グリス３１から離れる方向に第１放熱グリス３１から離間する位置に配置された第２放熱グリス３２である。側方領域部３２ｂは、第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの両面に密着している。 When the power semiconductor device 100 is installed at the installation site, the side region 32b is located between the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120 from the end of the lower region 32a. It is the 2nd thermal radiation grease 32 arrange | positioned in the position spaced apart from the 1st thermal radiation grease 31 in the direction away from the 1st thermal radiation grease 31 in the horizontal direction while standing up. The lateral region portion 32b is in close contact with both the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120.

下部領域部３２ａと側方領域部３２ｂとは、第２導体層１ｂの後面１ｂａの面内においてＵ形状を構成する。この場合は、第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの間において、上述した図１に示した場合と同様に、第１放熱グリス３１と第２放熱グリス３２との間には隙間３４が存在する。ただし、この場合の隙間３４は、密閉されない。   The lower region portion 32a and the side region portion 32b form a U shape in the plane of the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b. In this case, between the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120, as in the case shown in FIG. There is a gap 34. However, the gap 34 in this case is not sealed.

上述したように、第１放熱グリス３１から分離したオイルは、重力によって、第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとのうち少なくとも一方の面を伝って下方に流れる。したがって、第２放熱グリス３２が、電力用半導体装置１００の使用時における第１放熱グリス３１の下方および側方のみに配置され、電力用半導体装置１００の使用時における第１放熱グリス３１の上方に第２放熱グリス３２が形成されていない場合でも、第２放熱グリス３２でオイルを塞き止めることができ、オイルが第２放熱グリス３２の外部に流出することを防止することができる。   As described above, the oil separated from the first heat dissipating grease 31 flows downward along at least one of the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120 by gravity. Accordingly, the second heat dissipation grease 32 is disposed only below and on the side of the first heat dissipation grease 31 when the power semiconductor device 100 is used, and above the first heat dissipation grease 31 when the power semiconductor device 100 is used. Even when the second heat radiation grease 32 is not formed, the oil can be blocked by the second heat radiation grease 32, and the oil can be prevented from flowing out of the second heat radiation grease 32.

すなわち、第２導体層１ｂの後面１ｂａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの間において、第２放熱グリス３２は、電力用半導体装置１００の使用時において少なくとも第１放熱グリス３１の下方および第１放熱グリス３１の側方において、第１放熱グリス３１の下方から第１放熱グリス３１の両方の側方にわたって第１放熱グリス３１を囲う領域に設けられる。これにより、電力用半導体装置１００は、経時的に第１放熱グリス３１から分離したオイルが電力用半導体装置１００の外部に流れて、電力用半導体装置１００の周辺の装置の誤動作などを引き起こすことを防止することができる。また、電力用半導体装置１００は、第２放熱グリス３２は、第１放熱グリス３１との間に隙間３４を空けて配置されるため、製造が容易である。 That is, between the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b and the front surface 120b of the cooling fin 120, the second heat radiation grease 32 is at least below the first heat radiation grease 31 and the first heat radiation when the power semiconductor device 100 is used. In the side of the grease 31, it is provided in the area | region which surrounds the 1st thermal radiation grease 31 from the downward direction of the 1st thermal radiation grease 31 to the both sides of the 1st thermal radiation grease 31. As a result, the power semiconductor device 100 causes the oil separated from the first heat release grease 31 over time to flow to the outside of the power semiconductor device 100 and cause malfunction of peripheral devices around the power semiconductor device 100. Can be prevented. The power semiconductor device 100 is easy to manufacture because the second heat release grease 32 is disposed with a gap 34 between the first heat release grease 31 .

図６は、本発明の実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００の電力用半導体モジュール１１０の変形例を示す図であり、図３に対応する図である。図６に示す変形例にかかる電力用半導体モジュール１１１は、基板１の第２導体層１ｂに第２固着層１５によって放熱板１６が固定されている点が電力用半導体モジュール１１０と異なる。したがって、図６においては、電力用半導体モジュール１１０と同様の構成については、電力用半導体モジュール１１０と同じ符号を付している。   FIG. 6 is a diagram showing a modification of the power semiconductor module 110 of the power semiconductor device 100 according to the first embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. The power semiconductor module 111 according to the modification shown in FIG. 6 is different from the power semiconductor module 110 in that the heat radiation plate 16 is fixed to the second conductor layer 1 b of the substrate 1 by the second fixing layer 15. Therefore, in FIG. 6, the same reference numerals as those of the power semiconductor module 110 are assigned to the same configurations as those of the power semiconductor module 110.

放熱板１６は、電力用半導体モジュール１１１において電力用半導体素子２で発生する熱を放熱するために電力用半導体モジュール１１１の後面に設けられた放熱層である。そして、電力用半導体モジュール１１１においては、放熱板１６の後面１６ａが、電力用半導体モジュール１１１において電力用半導体素子２で発生する熱を放熱する放熱面となる。   The heat dissipation plate 16 is a heat dissipation layer provided on the rear surface of the power semiconductor module 111 in order to dissipate heat generated in the power semiconductor element 2 in the power semiconductor module 111. In the power semiconductor module 111, the rear surface 16 a of the heat radiating plate 16 becomes a heat radiating surface that radiates heat generated in the power semiconductor element 2 in the power semiconductor module 111.

放熱板１６は、金属材料の中で相対的に熱伝導性の高い材料であるＣｕ、Ａｌ、ＣｕとＡｌとの積層体などにより構成される。第１導体層１ａは、厚さが厚い方が電力用半導体素子２からの放熱性が高まる。電力用半導体モジュール１１１においては、枠部品４と放熱板１６とが接着剤１３によって接着固定されている。すなわち、枠部品４は、接着剤１３、放熱板１６および第２固着層１５を介して基板１に固定されている。   The heat radiating plate 16 is composed of Cu, Al, a laminate of Cu and Al, etc., which are materials having relatively high thermal conductivity among metal materials. The heat dissipation from the power semiconductor element 2 increases as the thickness of the first conductor layer 1a increases. In the power semiconductor module 111, the frame component 4 and the heat radiating plate 16 are bonded and fixed by an adhesive 13. That is, the frame component 4 is fixed to the substrate 1 via the adhesive 13, the heat radiating plate 16 and the second fixing layer 15.

第２固着層１５には、はんだ、Ａｇ、Ａｇ合金、Ｃｕ、またはＣｕ合金などの、導電性を有するとともに第２導体層１ｂと放熱板１６との機械的な固着が可能な金属系の材料が用いられる。その中でも、Ａｇ合金など比較的に高融点の材料を用いることで、電力用半導体素子２の動作温度が上昇した場合でも第２固着層１５の信頼性を維持可能である。本実施の形態１では、第２固着層１５にはんだを用いる。   The second fixing layer 15 is a metal material such as solder, Ag, Ag alloy, Cu, or Cu alloy that has electrical conductivity and can mechanically fix the second conductor layer 1b and the heat sink 16 to each other. Is used. Among these, by using a material having a relatively high melting point such as an Ag alloy, the reliability of the second pinned layer 15 can be maintained even when the operating temperature of the power semiconductor element 2 is increased. In the first embodiment, solder is used for the second fixing layer 15.

電力用半導体モジュール１１１においては、ヒートスプレッダとして機能する放熱板１６を第２導体層１ｂと冷却フィン１２０との間に備える。これにより、電力用半導体モジュール１１１においては、電力用半導体素子２で発生する熱を効率的に冷却フィン１２０に伝熱することができ、放熱特性が向上する。   In the power semiconductor module 111, the heat radiating plate 16 functioning as a heat spreader is provided between the second conductor layer 1 b and the cooling fin 120. Thereby, in the power semiconductor module 111, the heat generated in the power semiconductor element 2 can be efficiently transferred to the cooling fin 120, and the heat dissipation characteristics are improved.

そして、電力用半導体モジュール１１１においても、図２または図５に示すパターンで配置された第１放熱グリス３１および第２放熱グリス３２を備えることで、電力用半導体モジュール１１０と同様の効果が得られる。   The power semiconductor module 111 also has the same effects as those of the power semiconductor module 110 by including the first heat dissipation grease 31 and the second heat dissipation grease 32 arranged in the pattern shown in FIG. 2 or FIG. .

上述したように、電力用半導体装置１００は、経時的に第１放熱グリス３１から分離したオイルが電力用半導体装置１００の外部に流れて、電力用半導体装置１００の周辺の装置の誤動作などを引き起こすことを防止することができる。   As described above, in the power semiconductor device 100, the oil separated from the first heat release grease 31 with time flows to the outside of the power semiconductor device 100, causing malfunction of peripheral devices around the power semiconductor device 100. This can be prevented.

また、電力用半導体装置１００は、第２放熱グリス３２は、第１放熱グリス３１との間に隙間３４を空けて配置されるため、製造が容易である。すなわち、同一平面上に第１の放熱グリス３１と第２の放熱グリス３２とを設けるため、第１の放熱グリス３１と第２の放熱グリス３２の両方を電力用半導体モジュール１１０および冷却フィン１２０に容易に密着させることができる。このため、第１の放熱グリスによる伝熱性能と、第２の放熱グリスによるシール性とを容易に実現することができる。   The power semiconductor device 100 is easy to manufacture because the second heat release grease 32 is disposed with a gap 34 between the first heat release grease 31. That is, in order to provide the first heat dissipation grease 31 and the second heat dissipation grease 32 on the same plane, both the first heat dissipation grease 31 and the second heat dissipation grease 32 are provided to the power semiconductor module 110 and the cooling fin 120. It can be easily adhered. For this reason, the heat transfer performance by the first heat radiation grease and the sealing performance by the second heat radiation grease can be easily realized.

実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２にかかる半導体装置である電力用半導体装置１３０の側面図である。図８は、本発明の実施の形態２にかかる電力用半導体装置１３０の電力用半導体モジュール１４０に第１放熱グリス３１と第２放熱グリス３２とが配置された状態を放熱面側から見た図である。本実施の形態２にかかる電力用半導体装置１３０は、第１放熱グリス３１および第２放熱グリス３２の配置パターンが実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００と異なる。図７および図８においては、実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００と同様の構成については、実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００と同じ符号を付している。Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a side view of a power semiconductor device 130 which is a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram of a state in which the first heat dissipation grease 31 and the second heat dissipation grease 32 are arranged on the power semiconductor module 140 of the power semiconductor device 130 according to the second embodiment of the present invention as viewed from the heat dissipation surface side. It is. The power semiconductor device 130 according to the second embodiment differs from the power semiconductor device 100 according to the first embodiment in the arrangement pattern of the first heat dissipation grease 31 and the second heat dissipation grease 32. 7 and 8, the same reference numerals as those of the power semiconductor device 100 according to the first embodiment are given to the same configurations as those of the power semiconductor device 100 according to the first embodiment.

本実施の形態２にかかる電力用半導体装置１３０は、設置場所に設置されて使用される場合には、図７における上側が手前となり、図７における下側が奥となる。すなわち、電力用半導体装置１３０は、図７を９０°回転させた状態で使用される。本実施の形態２にかかる電力用半導体装置１３０は、図８に示すパターンで第１放熱グリス３１および第２放熱グリス３２が配置されている点が実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００と異なる。   When the power semiconductor device 130 according to the second embodiment is installed and used at an installation location, the upper side in FIG. 7 is the front and the lower side in FIG. 7 is the back. That is, the power semiconductor device 130 is used in a state where FIG. 7 is rotated by 90 °. The power semiconductor device 130 according to the second embodiment is different from the power semiconductor device 100 according to the first embodiment in that the first heat dissipating grease 31 and the second heat dissipating grease 32 are arranged in the pattern shown in FIG. Different.

本実施の形態２にかかる電力用半導体装置１３０においては、第２放熱グリス３２は、電力用半導体モジュール１４０の後面１４０ａのうち、第２導体層１ｂの後面１ｂａの外周側に位置する枠部品４の後面４ａに配置されている点が実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００と異なる。それ以外は、実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００と同様である。第２放熱グリス３２は、環状とされ、全長において枠部品４の後面４ａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの両面に密着している。   In the power semiconductor device 130 according to the second embodiment, the second heat dissipating grease 32 is a frame component 4 located on the outer peripheral side of the rear surface 1ba of the second conductor layer 1b in the rear surface 140a of the power semiconductor module 140. It differs from the power semiconductor device 100 according to the first embodiment in that it is arranged on the rear surface 4a. The rest is the same as the power semiconductor device 100 according to the first embodiment. The second heat dissipating grease 32 has an annular shape and is in close contact with both the rear surface 4a of the frame component 4 and the front surface 120b of the cooling fin 120 over its entire length.

電力用半導体モジュール１４０の後面１４０ａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの間において、第１放熱グリス３１と第２放熱グリス３２との間には、実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００と同様に隙間３４が形成されている。   Between the rear surface 140a of the power semiconductor module 140 and the front surface 120b of the cooling fin 120, between the first heat dissipation grease 31 and the second heat dissipation grease 32, the same as the power semiconductor device 100 according to the first embodiment. A gap 34 is formed in the gap.

上記のような構成を有する本実施の形態２にかかる電力用半導体装置１３０は、上述した実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００と同じ効果が得られる。すなわち、本実施の形態２にかかる電力用半導体装置１３０は、使用時において第１放熱グリス３１において分離したオイルが電力用半導体モジュール１４０の後面１４０ａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの間で下方に流れても、第２放熱グリス３２でオイルを塞き止めることができ、オイルが第２放熱グリス３２の外部に流出することを防止することができる。   The power semiconductor device 130 according to the second embodiment having the above-described configuration can obtain the same effects as the power semiconductor device 100 according to the first embodiment described above. That is, in the power semiconductor device 130 according to the second exemplary embodiment, the oil separated in the first heat release grease 31 during use is downward between the rear surface 140a of the power semiconductor module 140 and the front surface 120b of the cooling fin 120. Even if it flows, the oil can be blocked by the second heat dissipating grease 32, and the oil can be prevented from flowing out of the second heat dissipating grease 32.

図９は、本発明の実施の形態２にかかる電力用半導体装置１３０の電力用半導体モジュール１４０における第２放熱グリス３２の配置の変形例を示す図であり、実施の形態１の図５に対応する図である。第２放熱グリス３２は、電力用半導体モジュール１４０の後面１４０ａと冷却フィン１２０の前面１２０ｂとの間において、下部領域部３２ｃと２つの側方領域部３２ｄとのみを有したＵ形状としていてもよい。   FIG. 9 is a view showing a modification of the arrangement of the second heat dissipating grease 32 in the power semiconductor module 140 of the power semiconductor device 130 according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 5 of the first embodiment. It is a figure to do. The second heat radiation grease 32 may have a U shape having only the lower region portion 32c and the two side region portions 32d between the rear surface 140a of the power semiconductor module 140 and the front surface 120b of the cooling fin 120. .

実施の形態１の図５の場合と同様に、第２放熱グリス３２が、電力用半導体装置１３０の使用時における第１放熱グリス３１の下方および側方のみに配置され、電力用半導体装置１３０の使用時における第１放熱グリス３１の上方に第２放熱グリス３２が形成されていない場合でも、第２放熱グリス３２でオイルを塞き止めることができ、オイルが第２放熱グリス３２の外部に流出することを防止することができる。 As in FIG. 5 of the first embodiment, second thermal grease 32 is arranged only below and the side of the first thermal grease 31 during use of the power semiconductor device 130, the power semiconductor device 130 Even when the second heat radiating grease 32 is not formed above the first heat radiating grease 31 in use, the oil can be blocked by the second heat radiating grease 32, and the oil flows out of the second heat radiating grease 32. Can be prevented.

本実施の形態２にかかる電力用半導体装置１３０では、第１放熱グリス３１を基板１に、第２の放熱グリス３２を枠部品４に密着するように配置した。そのため、製造の際に、第１の放熱グリス３１及び第２の放熱グリス３２との間の隙間３４を容易に設けることが可能となる。   In the power semiconductor device 130 according to the second exemplary embodiment, the first heat dissipating grease 31 is disposed on the substrate 1 and the second heat dissipating grease 32 is disposed on the frame component 4. Therefore, the gap 34 between the first heat dissipation grease 31 and the second heat dissipation grease 32 can be easily provided at the time of manufacturing.

また、本実施の形態２にかかる電力用半導体装置１３０は、基板１の面内に配置する第１の放熱グリス３１の面積を大きくすることができ、第１の放熱グリス３１による伝熱性能を向上することができる。   Further, the power semiconductor device 130 according to the second embodiment can increase the area of the first heat dissipation grease 31 disposed in the plane of the substrate 1, and the heat transfer performance by the first heat dissipation grease 31 can be increased. Can be improved.

なお、本実施の形態２にかかる電力用半導体装置１３０では、粘性を有するオイル漏れ防止部を第２の放熱グリスとしたが、第２の放熱グリスとして合成樹脂などのシール材を用いても良い。本実施の形態２にかかる電力用半導体装置１３０では、第１の放熱グリスが基板１に、第２の放熱グリスが枠部品４に設けられるため、図７に示すように第１放熱グリス３１と第２放熱グリス３２とが同一平面状に配置されない場合がある。オイル漏れ防止部に合成樹脂を用いれば、このような場合にも容易に図７の構造を製造することができる。   In the power semiconductor device 130 according to the second exemplary embodiment, the viscous oil leakage prevention unit is the second heat radiation grease, but a sealing material such as a synthetic resin may be used as the second heat radiation grease. . In the power semiconductor device 130 according to the second exemplary embodiment, since the first heat dissipation grease is provided on the substrate 1 and the second heat dissipation grease is provided on the frame component 4, as shown in FIG. The second heat dissipating grease 32 may not be arranged on the same plane. If a synthetic resin is used for the oil leakage preventing portion, the structure shown in FIG. 7 can be easily manufactured even in such a case.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、実施の形態の技術同士を組み合わせることも可能であるし、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。   The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and the technologies of the embodiment can be combined with each other or can be combined with another known technology. However, part of the configuration may be omitted or changed without departing from the gist of the present invention.

１ 基板、１ａ 第１導体層、１ｂ 第２導体層、１ｂａ，４ａ，１６ａ，１１０ａ，１２１ａ，１４０ａ 後面、１ｃ セラミックス基板、２ 電力用半導体素子、３ 電気的端子、４ 枠部品、５ 金属ワイヤ、６ 封止樹脂、７ ねじ、８ スプリングワッシャー、９ ワッシャー、１０ 厚み方向、１１ 第１固着層、１２ 接着剤用溝部、１３ 接着剤、１４ 貫通孔、１５ 第２固着層、１６ 放熱板、３１ 第１放熱グリス、３２ 第２放熱グリス、３２ａ，３２ｃ 下部領域部、３２ｂ，３２ｄ 側方領域部、３４ 隙間、１００，１３０ 電力用半導体装置、１１０，１１１，１４０ 電力用半導体モジュール、１２０ 冷却フィン、１２０ｂ 前面、１２１ ベース部、１２２ 突起部、１２３ ねじ孔。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate, 1a 1st conductor layer, 1b 2nd conductor layer, 1ba, 4a, 16a, 110a, 121a, 140a Rear surface, 1c Ceramic substrate, 2 Power semiconductor element, 3 Electrical terminal, 4 Frame components, 5 Metal wire, 6 Sealing resin, 7 Screw, 8 Spring washer, 9 Washer, 10 Thickness direction, 11 First fixing layer, 12 Adhesive groove, 13 Adhesive, 14 Through hole, 15 Second fixing layer, 16 Heat dissipation plate, 31 a first thermal grease, 32 second thermal grease, 32a, 32 c under region portion, 32 b, 32 d side regions unit, between 34 gap, a semiconductor device for 100 and 130 power, 110,111,140 power Semiconductor module, 120 cooling fin, 120b front surface, 121 base portion, 122 protrusion, 123 screw hole.

Claims (10)

絶縁性基板を有する基板と、前記基板の前面に接合される半導体素子と、前記基板の周囲を囲む枠形状を有する枠部品と、を有する半導体モジュールと、
前記半導体モジュールの後面に配設される冷却部品と、
前記枠部品と前記冷却部品とを機械的に固定する弾性固定部と、
を備える半導体装置であって、
前記半導体モジュールの後面と前記冷却部品の前面とに密着して設けられ、フィラーとオイルとを含む第１放熱グリスと、
前記半導体モジュールの後面と前記冷却部品の前面とに密着し、前記第１放熱グリスの外周に、前記第１放熱グリスとの間に隙間を有して設けられ、前記第１放熱グリスよりも粘性が高いオイル漏れ防止部と、
を有し、
前記オイル漏れ防止部は、フィラーとオイルとを含む第２放熱グリスであり、
前記第１放熱グリスは、前記第２放熱グリスよりも前記基板の面内における面積が大きいこと、
を特徴とする半導体装置。 A semiconductor module having a substrate having an insulating substrate, a semiconductor element bonded to the front surface of the substrate, and a frame component having a frame shape surrounding the periphery of the substrate;
A cooling component disposed on a rear surface of the semiconductor module;
An elastic fixing part for mechanically fixing the frame part and the cooling part;
A semiconductor device comprising:
A first heat dissipating grease that is provided in close contact with the rear surface of the semiconductor module and the front surface of the cooling component and includes filler and oil;
Adhering to the rear surface of the semiconductor module and the front surface of the cooling component, the outer periphery of the first heat dissipation grease is provided with a gap between the first heat dissipation grease and more viscous than the first heat dissipation grease. High oil leakage prevention part,
I have a,
The oil leakage prevention part is a second heat release grease containing a filler and oil,
The first heat dissipation grease has a larger area in the plane of the substrate than the second heat dissipation grease;
A semiconductor device characterized by the above. 絶縁性基板を有する基板と、前記基板の前面に接合される半導体素子と、前記基板の周囲を囲む枠形状を有する枠部品と、を有する半導体モジュールと、
前記半導体モジュールの後面に配設される冷却部品と、
前記枠部品と前記冷却部品とを機械的に固定する弾性固定部と、
を備える半導体装置であって、
前記半導体モジュールの後面と前記冷却部品の前面とに密着して設けられ、フィラーとオイルとを含む第１放熱グリスと、
前記半導体モジュールの後面と前記冷却部品の前面とに密着し、前記第１放熱グリスの外周に、前記第１放熱グリスとの間に隙間を有して設けられ、前記第１放熱グリスよりも粘性が高いオイル漏れ防止部と、
を有し、
前記オイル漏れ防止部は、前記第１放熱グリスをＵ形状に囲んでいること、
を特徴とする半導体装置。 A semiconductor module having a substrate having an insulating substrate, a semiconductor element bonded to the front surface of the substrate, and a frame component having a frame shape surrounding the periphery of the substrate;
A cooling component disposed on a rear surface of the semiconductor module;
An elastic fixing part for mechanically fixing the frame part and the cooling part;
A semiconductor device comprising:
A first heat dissipating grease that is provided in close contact with the rear surface of the semiconductor module and the front surface of the cooling component and includes filler and oil;
Adhering to the rear surface of the semiconductor module and the front surface of the cooling component, the outer periphery of the first heat dissipation grease is provided with a gap between the first heat dissipation grease and more viscous than the first heat dissipation grease. High oil leakage prevention part,
Have
The oil leakage preventing portion surrounds the first heat dissipating grease in a U shape ;
Semi conductor arrangement said. 前記オイル漏れ防止部は、フィラーとオイルとを含む第２放熱グリスであること、  The oil leakage prevention part is a second heat dissipating grease containing a filler and oil;
を特徴とする請求項２に記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 2. 前記第２放熱グリスは、第１放熱グリスよりも前記フィラーの含有率が高いこと、  The second heat dissipation grease has a higher content of the filler than the first heat dissipation grease,
を特徴とする請求項１または３に記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 1, wherein: 前記第２放熱グリスは、第１放熱グリスよりも前記オイルの含有率が低いこと、  The second heat release grease has a lower oil content than the first heat release grease;
を特徴とする請求項１、３、４のいずれか１つに記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 1, wherein: 前記第２放熱グリスは、第１放熱グリスよりも前記オイルにおける架橋成分の含有率が高いこと、  The second heat radiation grease has a higher content of the cross-linking component in the oil than the first heat radiation grease;
を特徴とする請求項１、３から５のいずれか１つに記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 1, wherein: 前記第１放熱グリスは、前記第２放熱グリスよりも前記基板の面内における面積が大きいこと、  The first heat dissipation grease has a larger area in the plane of the substrate than the second heat dissipation grease;
を特徴とする請求項３に記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 3. 前記オイル漏れ防止部は、合成樹脂であること、  The oil leakage prevention part is a synthetic resin;
を特徴とする請求項２に記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 2. 前記第１放熱グリスおよび前記オイル漏れ防止部が、前記基板の後面に配置されていること、  The first heat dissipating grease and the oil leakage preventing part are disposed on a rear surface of the substrate;
を特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 1, wherein: 前記第１放熱グリスが、前記基板の後面に配置され、  The first heat dissipating grease is disposed on a rear surface of the substrate;
前記オイル漏れ防止部が、前記枠部品の後面に配置されていること、  The oil leakage prevention portion is disposed on a rear surface of the frame component;
を特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 1, wherein:
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