WO2017094370A1 - パワーモジュール装置、冷却構造体、および電気自動車またはハイブリッドカー - Google Patents

パワーモジュール装置、冷却構造体、および電気自動車またはハイブリッドカー Download PDF

Info

Publication number
WO2017094370A1
WO2017094370A1 PCT/JP2016/080658 JP2016080658W WO2017094370A1 WO 2017094370 A1 WO2017094370 A1 WO 2017094370A1 JP 2016080658 W JP2016080658 W JP 2016080658W WO 2017094370 A1 WO2017094370 A1 WO 2017094370A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooling
power module
cooling water
water channel
radiator
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/080658
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
吉原　克彦
匡男 濟藤
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.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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 Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2017553691A priority Critical patent/JP6929788B2/ja
Priority to CN201680071026.2A priority patent/CN108701688B/zh
Priority to DE112016005528.5T priority patent/DE112016005528T5/de
Publication of WO2017094370A1 publication Critical patent/WO2017094370A1/ja
Priority to US15/997,195 priority patent/US10403561B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US16/511,696 priority patent/US11011454B2/en
Priority to US17/114,020 priority patent/US11854937B2/en
Priority to US18/505,325 priority patent/US12424514B2/en
Priority to US19/297,986 priority patent/US20250385160A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/40—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids
    • H10W40/47—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing liquids, e.g. forced water cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/209—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927—Liquid coolant without phase change
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/40—Leadframes
    • H10W70/421—Shapes or dispositions
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/40—Leadframes
    • H10W70/421—Shapes or dispositions
    • H10W70/424—Cross-sectional shapes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/40—Leadframes
    • H10W70/421—Shapes or dispositions
    • H10W70/424—Cross-sectional shapes
    • H10W70/427—Bent parts
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/40—Leadframes
    • H10W70/421—Shapes or dispositions
    • H10W70/424—Cross-sectional shapes
    • H10W70/427—Bent parts
    • H10W70/429—Bent parts being the outer leads
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/60—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers
    • H10W70/62—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers characterised by their interconnections
    • H10W70/65—Shapes or dispositions of interconnections
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W76/00—Containers; Fillings or auxiliary members therefor; Seals
    • H10W76/60—Seals
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2230/00—Sealing means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/327—Means for protecting converters other than automatic disconnection against abnormal temperatures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D12/00—Bipolar devices controlled by the field effect, e.g. insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
    • H10D12/411—Insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
    • H10D12/441—Vertical IGBTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/64—Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
    • H10D30/66—Vertical DMOS [VDMOS] FETs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/64—Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
    • H10D30/66—Vertical DMOS [VDMOS] FETs
    • H10D30/668—Vertical DMOS [VDMOS] FETs having trench gate electrodes, e.g. UMOS transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
    • H10D62/83—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge
    • H10D62/832—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge being Group IV materials comprising two or more elements, e.g. SiGe
    • H10D62/8325—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/101—Integrated devices comprising main components and built-in components, e.g. IGBT having built-in freewheel diode
    • H10D84/141—VDMOS having built-in components
    • H10D84/143—VDMOS having built-in components the built-in components being PN junction diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/20—Arrangements for cooling
    • H10W40/22—Arrangements for cooling characterised by their shape, e.g. having conical or cylindrical projections
    • H10W40/226—Arrangements for cooling characterised by their shape, e.g. having conical or cylindrical projections characterised by projecting parts, e.g. fins to increase surface area
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50—Bond wires
    • H10W72/541—Dispositions of bond wires
    • H10W72/547—Dispositions of multiple bond wires
    • H10W72/5473—Dispositions of multiple bond wires multiple bond wires connected to a common bond pad
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/731—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
    • H10W90/736—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev

Definitions

  • the present embodiment relates to a power module device, a cooling structure, and an electric vehicle or a hybrid car.
  • a power module in which a power element (power chip) including a semiconductor device such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is placed on a lead frame and the entire system is molded with resin.
  • a power element power chip
  • IGBT insulated gate bipolar transistor
  • an inverter device in which the entire sink is water-cooled (or also called liquid cooling) by a cooling water passage formed on the back surface of the heat sink, and four switching devices having a high frequency are arranged.
  • a semiconductor device in which a rectangular parallelepiped having a side surface is formed in a hollow shape so as to suppress a high temperature of the device.
  • a power module device and a cooling structure that can efficiently cool a power module in which a radiator is attached to an opening formed in an upper surface portion of the cooling device and can suppress deterioration due to overheating.
  • an electric vehicle or a hybrid car equipped with a power module device an electric vehicle or a hybrid car equipped with a power module device.
  • a power having a semiconductor device that performs power switching, a sealing body that seals an outer periphery of the semiconductor device, and a radiator that is bonded to one surface of the sealing body.
  • a cooling water passage through which a cooling water channel through which the cooling water flows is provided, and wherein the radiator of the power module is mounted in an opening provided in the middle of the cooling water channel; From the inner surface on a certain side to the inner surface on the opposite side to the side having the opening, and from the inner surface on the opposite side to the side having the opening of the cooling water channel to the joint surface with the sealing body of the radiator
  • a power module device in which the radiator of the power module is mounted in the opening of the cooling device so that the heights to the opposing surfaces are substantially the same.
  • the semiconductor device includes a semiconductor device that performs power switching, a sealing body that seals an outer periphery of the semiconductor device, and a radiator that is bonded to one surface of the sealing body.
  • a power module an inlet and an outlet, a cooling water channel through which cooling water flows from the inlet to the outlet, and an opening provided in the cooling water channel for mounting the radiator.
  • a power module comprising a plurality of cooling devices for the power module, and a plurality of cooling devices assembled in a three-dimensional manner so that the intake port and the outlet port of the cooling water channel are connected to each other.
  • a cooling structure having a cooling water channel and a plurality of cooling devices to which a power module is mounted are assembled three-dimensionally so as to connect the cooling water channels to each other. Provided.
  • an electric vehicle or a hybrid car on which the power module device described above and an ECU device that controls the operation of the power module device are mounted.
  • a power module device and a cooling structure that can efficiently cool a power module in which a radiator is attached to an opening formed in an upper surface portion of the cooling device and can suppress deterioration due to overheating.
  • An electric vehicle or a hybrid car on which the body and the power module device are mounted can be provided.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional structure diagram of the power module according to the first embodiment, taken along line II in FIG.
  • FIG. 4A is a plan view showing the internal structure of the power module
  • FIG. 4B is a plan view of the power module applicable to the power module device according to the first embodiment.
  • wire of Fig.1 (a) applicable to the power module apparatus which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment.
  • the back side bird's-eye view block diagram of the power module applicable to the power module apparatus which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment. 1 shows a schematic configuration of a cooling device in a power module device according to a first embodiment; (a) a plan view of the cooling device, (b) a schematic diagram of the cooling device along the line II-II in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional structure diagram of a power module along the II line in FIG. 1A, which can be applied to the power module device according to the second modification of the first embodiment.
  • An example of the two-in-one module applied to the power module apparatus which concerns on 1st Embodiment is shown, (a) Circuit structure figure of SiC MOSFET, (b) Circuit structure figure of IGBT.
  • FIG. 1 An example of the power chip applied to the power module apparatus which concerns on 1st Embodiment is shown, (a) Typical cross-section figure of SiC MOSFET, (b) Typical cross-section figure of IGBT.
  • the typical cross-section figure of SiC MOSFET which shows an example of the power chip applied to the power module apparatus which concerns on 1st Embodiment, and contains the source pad electrode SP and the gate pad electrode GP.
  • the typical cross-section figure of IGBT which shows an example of the power chip applied to the power module apparatus which concerns on 1st Embodiment, and includes the emitter pad electrode EP and the gate pad electrode GP.
  • the typical cross-section figure of SiC power MOSFET which shows an example of the power chip applied to the power module device concerning a 1st embodiment.
  • the typical cross-section figure of an SiC chip MOSFET which shows an example of the power chip applied to the power module device concerning a 1st embodiment. It is a power module device according to the second embodiment, (a) a plan view of the power module device shown partially through, (b) a power module device taken along line III-III in FIG. FIG. The top view which shows schematic structure of the cooling device applied to the power module apparatus which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 24 is a schematic cross-sectional structure diagram showing a schematic configuration of a cooling structure according to a third embodiment, taken along line IV-IV in FIG. 21.
  • the cooling body block assembly process of the cooling structure which concerns on 3rd Embodiment is shown, and the assembly drawing corresponding to FIG.
  • FIG. 25 shows a schematic configuration of a power module and a cooling body block applied to a cooling structure according to a third embodiment, and (a) a cooling block for a power module along the line Va-Va in FIG.
  • FIG. 25B is a schematic cross-sectional structure diagram of the power module cooling body block taken along line Vb-Vb in FIG. 24A.
  • FIG. 3 shows a schematic configuration of a cooling body block applied to a cooling structure according to a third embodiment, wherein (a) a plan view of the cooling block for the capacitor module, (b) a front view of the cooling body block for the capacitor module.
  • FIG. 4C is a side view of the capacitor module cooling body block.
  • FIG. 28 shows a schematic configuration of a cooling body block applied to a cooling structure according to a third embodiment, and (a) a schematic diagram of a cooling block for a capacitor module along the line VIIa-VIIa in FIG.
  • FIG. 28B is a cross-sectional structure diagram
  • FIG. 27B is a schematic cross-sectional structure diagram of the capacitor module cooling body block along the line VIIb-VIIb in FIG.
  • the block block diagram which shows the principal part of the power control unit of the electric vehicle to which the cooling structure which concerns on 4th Embodiment is applied.
  • the block block diagram which shows the principal part of the power control unit of the hybrid car to which the cooling structure which concerns on 4th Embodiment is applied.
  • A A plan view of the power module
  • (b) a plan pattern configuration diagram showing the internal structure of the power module, applicable to the power module device according to the embodiment.
  • FIG. 1 (a) The planar structure of the power module device 10 according to the first embodiment is represented as shown in FIG. 1 (a), and the side (front) structure of the power module device 10 is as shown in FIG. 1 (b). It is expressed in FIG. 1B illustrates the case of viewing from the arrow A (output terminal electrode O) side.
  • a power module device 10 is a power module 100 including a cooling device 30 of a water cooling (or liquid cooling) type, and the power module 100 and the cooling device. 30.
  • the power module device 10 is joined to the semiconductor package device 112 including the package (sealing body) 110 that seals the outer periphery of the semiconductor device described later, and the lower surface of the package 110.
  • a power module 100 having a heat radiator 40 and a gate drive substrate 20 mounted on the upper surface of the package 110, and a cooling device (cooling body) having a cooling water channel 33 and to which the power module 100 is mounted via the heat radiator 40. ) 30.
  • the power module 100 is attached in such a manner that the radiator 40 is attached to an opening formed in the upper surface portion of the cooling device 30, and is fixed by a fixing tool 104 such as a screw or a bolt.
  • FIG. 2 schematically shows a cross-sectional structure of the power module 100 taken along line II in FIG. 1A, and a detailed structure in the package 110 is omitted. The same applies to the other cross-sectional views shown below.
  • the gate drive substrate 20 is obtained by packaging a gate drive control circuit for controlling driving of a power element or the like applied as a chip, for example, with a mold resin, and a lead terminal is bent upward. It has the insertion hole 22 inserted in. The gate drive substrate 20 is connected to the lead terminal by inserting the lead terminal into the insertion hole 22.
  • the gate drive substrate 20 may be disposed on the upper surface of the package 110 of the semiconductor package device 112 via, for example, a heat radiating resin sheet.
  • the radiator 40 includes an attachment portion 40a that also functions as a heat sink, and a plurality of cooling fins (radiation fins or flat plate fins) 40c arranged with a stepped portion 40d on the lower surface (back surface) side of the attachment portion 40a.
  • the radiator 40 is mounted in the opening 35 opened in the mounting portion 31a on the upper surface of the cooling device 30 to be described later so that the stepped portion 40d is accommodated, whereby the cooling fin 40c is placed in the cooling water channel 33. Exposed.
  • the semiconductor package device 112 includes, for example, diodes DI1 and DI4, semiconductor devices Q1 and Q4, plate electrodes (not shown), a package 110 made of mold resin, and the like. .
  • the external structure (planar configuration) of the semiconductor package device 112 is represented as shown in FIG.
  • the internal structure (planar pattern configuration) of the package device 112 is represented as shown in FIG.
  • the semiconductor package device 112 includes a drain terminal electrode P and a ground potential terminal electrode N provided along the first side of the package 110, and an output terminal electrode O provided on the third side opposite to the first side. And lead terminals (G1, S1, G4, S4) provided along the second and fourth sides orthogonal to the first and third sides respectively extend to the outside of the package 110. .
  • two semiconductor chips Q1 and Q4 are arranged in parallel on the first and second patterns D (K1) and D (K4) arranged on the surface of the ceramic substrate 120 and connected in parallel.
  • the two-chip gate electrode is connected by wire bonding to the gate signal terminal electrode (lead terminal) G1
  • the two-chip source sense electrode is connected by wire bonding to the source signal terminal electrode (lead terminal) S1
  • the two-chip drain electrode is connected to the first pattern D (K1) via the back electrode of each chip, and the two-chip source electrode is connected to the output terminal electrode O via a wiring provided on the upper surface of the chip (not shown).
  • the two-chip gate electrode is connected to the gate signal terminal electrode (lead terminal) G4 by wire bonding
  • the two-chip source sense electrode is connected to the source signal terminal electrode (lead terminal) S4 by wire bonding.
  • the two-chip drain electrode is connected to the second pattern D (K4) through the back electrode of each chip, and the two-chip source electrode is on the surface of the ceramic substrate 120 through the wiring provided on the upper surface of the chip (not shown). Are connected to the third pattern EP arranged in the.
  • the first pattern D (K1) is connected to the drain terminal electrode P
  • the second pattern D (K4) is connected to the output terminal electrode O
  • the third pattern EP is connected to the ground potential terminal electrode N.
  • columnar electrodes for adjusting wiring and CTE Coefficient Thermal Expansion
  • a first upper plate electrode is disposed on the two-chip semiconductor device Q1 and the diode DI1 via a columnar electrode, and similarly, on the two-chip semiconductor device Q4 and the diode DI4.
  • the second upper plate electrode is disposed through the columnar electrode.
  • a copper plate layer (not shown) that functions as a heat spreader is exposed to the package 110 on the back side of the semiconductor package device 112 to which the heat radiator 40 shown in FIG. ing.
  • FIG. 3B a two-in-one (2 ⁇ ⁇ in 1) type is illustrated as a module.
  • the bird's-eye view configuration on the lower surface side of the radiator 40 is expressed as shown in FIG. 4, for example.
  • a copper plate layer (not shown) exposed from the package 110 on the back surface side of the semiconductor package device 112 is bonded to the mounting portion 40a of the radiator 40 via the bonding material 102 on its upper surface, and its bonding surface.
  • a ring groove 40e is provided on the surface (non-joint surface) side opposite to the step 40d.
  • through holes 40b through which the fasteners 104 such as screws and bolts are inserted are provided at the four corners of the mounting portion 40a.
  • the radiator 40 is arranged such that the direction of each cooling fin 40c coincides with the flowing direction of the cooling water flowing in the cooling water channel 33 of the cooling device 30, and the cooling fin 40c may obstruct the flow of the cooling water. There is no such thing.
  • the base end portion (non-joint surface) FB of the cooling fin 40c indicated by a broken line in FIG. 2 is the uppermost portion (mounting portion 31a) of the cooling water channel 33 of the cooling device 30.
  • the inner wall surface of the cooling water 33 is attached so as not to obstruct the flow of the cooling water flowing through the cooling water passage 33 at the attachment portion.
  • the bonding material 102 preferably has a thermal conductivity of 0.5 W / mK to 300 W / mK.
  • any organic substance such as epoxy resin, acrylic resin, silicon resin, urethane resin, or polyimide is used alone. be able to. Further, it may be a synthetic resin obtained by mixing metal powders or various ceramic powders with any of the above organic substances. Alternatively, various kinds of solder, fired silver, or the like that is used after being heat-cured may be used as the bonding material 102.
  • the heat radiator 40 may be formed by integrally forming a metal having high thermal conductivity, for example, or may be formed by separately forming the attachment portion 40a and the cooling fin 40c and then joining them.
  • the radiator 42 is fixed to the mounting portion 42a that also functions as a heat sink.
  • the bird's-eye view configuration on the lower surface side of the radiator 42 is expressed as shown in FIG. 6, for example.
  • a copper plate layer (not shown) exposed from the package 110 on the back surface side of the semiconductor package device 112 is bonded to the mounting portion 42a of the radiator 42 via the bonding material 102 on the upper surface thereof, and the bonding surface thereof.
  • a ring groove 42e is provided on the surface (non-joint surface) side opposite to the step 42d.
  • through holes 42b through which the fasteners 104 such as screws and bolts are inserted are provided at the four corners of the attachment portion 42a.
  • the radiator 42 is arranged such that a plurality of cooling pins 42c form a checkered pattern.
  • the base end portion (non-joint surface) PB of the cooling pin 42c is substantially the same as the uppermost portion (the inner wall surface of the mounting portion 31a) of the cooling water channel 33 of the cooling device 30. It is attached so that it may become a surface.
  • FIG. 7A The planar structure of the cooling device 30 applied to the power module device 10 according to the first embodiment, including the first modification, is represented as shown in FIG. 7A, and FIG.
  • the cross-sectional structure of the cooling device 30 along the II-II line is expressed as shown in FIG.
  • the cooling device 30 circulates cooling water from the outside of the cooling device 30 in the internal cooling water passage 33, and cools the power modules 100 and 100A with the cooling water via the cooling fins 40c or the cooling pins 42c.
  • a cooling body portion 31 having, for example, a box-shaped rectangular parallelepiped shape, provided on one side surface of the cooling body portion 31, and an intake port (inlet) 32 for taking cooling water into the cooling water passage 33
  • An outlet (exit) 34 is provided on the other side opposite to the one side and takes out the cooling water in the cooling water channel 33.
  • the intake port 32 is disposed on an extension line of one side wall of the cooling water channel 33 along the flowing direction of the cooling water
  • the outlet 34 is formed on an extension line of the other side wall of the cooling water channel 33 along the flowing direction of the cooling water. Be placed.
  • the cooling body portion 31 of the cooling device 30 is configured, and the cooling fins 40c and the cooling pins 42c are provided in the cooling water channel 33 in the substantially central portion of the mounting portion (upper surface portion) 31a to which the power modules 100 and 100A are mounted.
  • An opening 35 corresponding to the size of the stepped portions 40d and 42d of the radiators 40 and 42 to be attached so as to be exposed is opened.
  • a groove portion 36 for the O-ring 106 is formed in the mounting portion 31a so as to surround the opening 35.
  • the size of the inlet (inlet) 32 and the outlet (outlet) 34 is made significantly smaller than the width of the cooling water channel 33 to prevent cooling water leakage.
  • the width may be about the same as the width.
  • cooling water for example, water or a mixed solution in which water and ethylene glycol are mixed at a ratio of 50% is used.
  • an O is provided between the groove 36 of the cooling body 31 and the groove 42e of the radiator 42.
  • the power module 100A is mounted on the cooling device 30, and the mounting portion 42a of the radiator 42 is fixed by the fixing device 104, so that the power module 100A and the cooling device 30 are watertight. It adheres in a state.
  • the thickness of the mounting portion 31a in the opening 35 of the cooling body portion 31 and the thickness of the stepped portion 42d of the radiator 42 are set to be approximately equal to each other with respect to the cooling device 30 by the cooling pin 42c.
  • the radiator 42 can be attached so that the base end portion PB is substantially flush with the inner wall surface of the mounting portion 31a.
  • the power module device 10 it is possible to suppress the flow of the cooling water from being hindered by the attachment portion, and the cooling pin 42c is entirely cooled by the cooling water flowing in the cooling water channel 33. To be able to cool evenly It made. Therefore, according to the power module device 10 according to the first modification of the first embodiment, the power module 100A in which the radiator 42 is attached to the opening 35 formed in the upper surface portion of the cooling device 30. Can be efficiently cooled, and deterioration due to overheating can be suppressed.
  • the power module device 200 according to the comparative example has no stepped portion on the non-joint surface of the mounting portion 43a as shown in FIG.
  • the flow of the cooling water is hindered by the step with the thickness of the mounting portion 31a in the opening 35, and the cooling water flowing in the cooling water passage 33 is likely to be stagnated particularly at the base end portion of the cooling pin 43c, so that it cannot be efficiently cooled. easy.
  • the base of the cooling fin 40c is similarly made to the cooling device 30.
  • the radiator 40 can be attached so that the end portion FB is substantially flush with the uppermost portion of the cooling water channel 33.
  • the flow of the cooling water can be prevented from being obstructed, and the entire cooling fin 40c can be uniformly cooled by the cooling water flowing in the cooling water passage 33.
  • the power module 100 in which the radiator 40 is mounted in the opening 35 formed in the portion can also be efficiently cooled, and deterioration due to overheating can be suppressed.
  • the radiator 44 has a mounting portion 44a that also functions as a heat sink, It is good also as a structure provided with the through-hole 44b in which the fixing tool 104 is penetrated, the step part 44d provided in the lower surface (back surface) side of the attachment part 44a, and the groove part 44e for O rings surrounding the step part 44d. That is, even when the radiator 44 is configured not to include a plurality of cooling fins or a plurality of cooling pins, similarly, the base end portion (non-joint surface) of the stepped portion 44d with respect to the cooling device 30.
  • the power module 100B in which the radiator 44 is attached to the opening 35 can also be efficiently cooled, and deterioration due to overheating can be suppressed.
  • the power module 100 is applicable to the power module device 10 according to the first embodiment, and is a semiconductor package device 112 in which two semiconductor devices Q1 and Q4 are molded in one package 110, so-called A 2 in 1 type module will be described.
  • a circuit configuration of a 2-in-1 module 112a to which a SiC MOSFET (Silicon-Carbide-Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor) is applied as the semiconductor devices Q1 and Q4 is represented, for example, as shown in FIG.
  • SiC MOSFET Silicon-Carbide-Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor
  • the 2-in-1 module 112a has a configuration of a half-bridge built-in module in which two SiC MOSFETs Q1 and Q4 are built in as one module, as shown in FIG.
  • each SiC MOSFET Q1 and Q4 of the module is described as one transistor, but a plurality of chips may be connected in parallel.
  • a module includes a plurality of transistor circuits. That is, there are 1 in 1 (one in one), 2 in 1, 4 in 1 (four in one), 6 in 1 (six in one), etc., for example, two transistors on one module
  • a module incorporating (chip) is called a 6 in 1 module having two sets of 2 in 1 and 2 in 1 and a module containing three sets of 4 in 1 and 2 in 1.
  • the 2-in-1 module 112a includes two SiC MOSFETs Q1 and Q4 and diodes DI1 and DI4 connected in reverse parallel to the SiC MOSFETs Q1 and Q4 as a single module.
  • G1 is a gate signal terminal electrode of the SiC MOSFET Q1
  • S1 is a source signal terminal electrode of the SiC MOSFET Q1.
  • G4 is a gate signal terminal electrode of the SiC MOSFET Q4, and S4 is a source signal terminal electrode for source sensing of the SiC MOSFET Q4.
  • P is a positive power supply input terminal (drain terminal electrode)
  • N is a negative power supply input terminal (ground potential terminal electrode)
  • O is an output terminal electrode.
  • the power module 100 is applicable to the power module device 10 according to the first embodiment, and the circuit configuration of a 2-in-1 module 112b to which IGBT (Insulated Gate-Bipolar-Transistor) is applied as the semiconductor devices Q1, Q4. Is represented as shown in FIG.
  • the 2-in-1 module 112b includes two IGBTs Q1 and Q4 and diodes DI1 and DI4 connected in reverse parallel to the IGBTs Q1 and Q4 as a single module.
  • G1 is a gate signal terminal electrode of the IGBT Q1
  • E1 is an emitter terminal electrode of the IGBT Q1.
  • G4 is a gate signal terminal electrode of the IGBT Q4, and E4 is an emitter terminal electrode of the IGBT Q4.
  • P is a positive power input terminal
  • N is a negative power input terminal
  • O is an output terminal electrode.
  • FIG. 11A shows a schematic cross-sectional structure of a SiC MOSFET 112A, which is a power module 100 applicable to the power module apparatus 10 according to the first embodiment and is applied as the semiconductor devices Q1 and Q4.
  • the schematic cross-sectional structure of the IGBT 112B is expressed as shown in FIG.
  • the SiC MOSFET 112A includes a semiconductor substrate 226 made of an n ⁇ high resistance layer, a p body region 228 formed on the surface side of the semiconductor substrate 226, and a surface of the p body region 228.
  • a source electrode 234 connected to the region 228, an n + drain region 224 disposed on the back surface opposite to the front surface of the semiconductor substrate 226, and a drain electrode 236 connected to the n + drain region 224 are provided.
  • a plurality of such SiC MOSFETs 112A are formed in one chip and connected in parallel.
  • the SiC MOSFET 112A is composed of a planar gate type n-channel vertical SiC MOSFET, but as shown in FIG. 15 described later, an n-channel vertical SiC T (Trench) MOSFET 112C, etc. It may consist of.
  • a GaN-based FET or the like may be employed instead of the SiC MOSFET 112A.
  • SiC-based or GaN-based power elements can be employed as the semiconductor devices Q1 and Q4 applied to the power module 100 applicable to the power module apparatus 10 according to the first embodiment.
  • the semiconductor devices Q1 and Q4 applied to the power module 100 applicable to the power module device 10 according to the first embodiment use a semiconductor having a band gap energy of 1.1 eV to 8 eV, for example.
  • a so-called wide band gap semiconductor such as GaN or diamond is particularly effective because the amount of heat generated is often large.
  • the IGBT 112B applied as the semiconductor devices Q1 and Q4 is, as shown in FIG. - a semiconductor substrate 226 made of a high-resistance layer, a p-body region 228 formed on the surface side of the semiconductor substrate 226, and the emitter region 230E formed on the surface of the p-body region 228, the semiconductor substrate between the p-body region 228 A gate insulating film 232 disposed on the surface of 226, a gate electrode 238 disposed on the gate insulating film 232, an emitter electrode 234 E connected to the emitter region 230 E and the p body region 228, and a surface of the semiconductor substrate 226 P + collector region 224P disposed on the back side opposite to the upper surface, and a core connected to p + collector region 224P. Rectifier electrode 236C.
  • the IGBT 112B is composed of a planar gate type n-channel vertical IGBT, but may be composed of a trench gate type n-channel vertical IGBT.
  • semiconductor device Q1 * Q4 applied to the power module 100 applicable to the power module apparatus 10 which concerns on 1st Embodiment, Comprising:
  • the model of SiC MOSFET112A containing source pad electrode SP and gate pad electrode GP A typical cross-sectional structure is represented as shown in FIG.
  • the gate pad electrode GP is connected to the gate electrode 238 disposed on the gate insulating film 232, and the source pad electrode SP is connected to the source electrode 234 connected to the source region 230 and the p body region 228.
  • the gate pad electrode GP and the source pad electrode SP are disposed on a passivation interlayer insulating film 244 that covers the surface of the SiC MOSFET 112A.
  • a fine transistor structure may be formed as in the central portion of FIG. good.
  • the source pad electrode SP may be extended and disposed on the interlayer insulating film 244 for passivation also in the transistor structure in the central portion.
  • FIG. 4 is an example of semiconductor devices Q1 and Q4 applied to the power module 100 applicable to the power module device 10 according to the first embodiment, and includes an IGBT 112B including a source pad electrode SP and a gate pad electrode GP.
  • IGBT 112B including a source pad electrode SP and a gate pad electrode GP.
  • a schematic cross-sectional structure is represented as shown in FIG.
  • the gate pad electrode GP is connected to the gate electrode 238 disposed on the gate insulating film 232, and the emitter pad electrode EP is connected to the emitter electrode 234E connected to the emitter region 230E and the p body region 228. Further, as shown in FIG. 13, the gate pad electrode GP and the emitter pad electrode EP are disposed on the passivation interlayer insulating film 244 covering the surface of the IGBT 112B.
  • the emitter pad electrode EP may be extended and disposed on the passivation interlayer insulating film 244.
  • Semiconductor devices Q1 and Q4 include SiC power devices such as SiC DI (Double Implanted) MOSFET, SiC T (Trench) MOSFET, or GaN power such as GaN High Electron Mobility Transistor (HEMT). The device is applicable. In some cases, power devices such as Si-based MOSFETs and IGBTs are also applicable.
  • SiC power devices such as SiC DI (Double Implanted) MOSFET, SiC T (Trench) MOSFET, or GaN power such as GaN High Electron Mobility Transistor (HEMT).
  • HEMT High Electron Mobility Transistor
  • ⁇ SiC DI (Double Implanted) MOSFET ⁇ 14 is an example of the semiconductor devices Q1 and Q4 applied as the power module 100 applicable to the power module apparatus 10 according to the first embodiment, and a schematic cross-sectional structure of the SiC DI MOSFET 112D is as shown in FIG. It is expressed in
  • the SiC DI MOSFET 112D applied to the power module 100 applicable to the power module device 10 according to the first embodiment includes a semiconductor substrate 226 made of an n ⁇ high resistance layer, and a semiconductor substrate P body region 228 formed on the surface side of 226, n + source region 230 formed on the surface of p body region 228, and gate insulating film disposed on the surface of semiconductor substrate 226 between p body regions 228 232, a gate electrode 238 disposed on the gate insulating film 232, a source electrode 234 connected to the source region 230 and the p body region 228, and an n + disposed on the back surface opposite to the surface of the semiconductor substrate 226.
  • a drain region 224 and a drain electrode 236 connected to the n + drain region 224 are provided.
  • SiC DI MOSFET 112D has a p body region 228 and an n + source region 230 formed on the surface of p body region 228 formed by double ion implantation (DI). Connected to source electrode 234 connected to region 230 and p body region 228.
  • DI double ion implantation
  • the gate pad electrode GP is connected to the gate electrode 238 disposed on the gate insulating film 232. Further, as shown in FIG. 14, the source pad electrode SP and the gate pad electrode GP are disposed on the passivation interlayer insulating film 244 so as to cover the surface of the SiC DI MOSFET 112D.
  • a depletion layer as shown by a broken line is formed in a semiconductor substrate 226 made of an n ⁇ high resistance layer sandwiched between p body regions 228.
  • JFET A channel resistance R JFET associated with the effect is formed.
  • a body diode BD is formed between the p body region 228 / semiconductor substrate 226 as shown in FIG.
  • ⁇ SiC T MOSFET ⁇ 15 is an example of the semiconductor devices Q1 and Q4 applied as the power module 100 applicable to the power module apparatus 10 according to the first embodiment, and a schematic cross-sectional structure of the SiC T MOSFET is as shown in FIG. Represented.
  • the SiC T MOSFET 112C applied to the power module 100 applicable to the power module device 10 according to the first embodiment includes a semiconductor substrate 226N composed of n layers and the surface of the semiconductor substrate 226N.
  • P body region 228 formed on the side n + source region 230 formed on the surface of p body region 228, and gate insulating film 232 in the trench formed through p body region 228 to semiconductor substrate 226N.
  • a SiC T MOSFET 112C has a trench gate electrode 238TG formed through a gate insulating film 232 and interlayer insulating films 244U and 244B in a trench formed through the p body region 228 and reaching the semiconductor substrate 226N.
  • Source pad electrode SP is connected to source electrode 234 connected to source region 230 and p body region 228.
  • the gate pad electrode GP is connected to the trench gate electrode 238TG disposed on the gate insulating film 232. Further, as shown in FIG. 15, the source pad electrode SP and the gate pad electrode GP are disposed on the passivation interlayer insulating film 244U so as to cover the surface of the SiC T MOSFET 112C.
  • the channel resistance R JFET associated with the junction FET (JFET) effect like the SiC DI MOSFET 112D is not formed.
  • a body diode BD is formed between the p body region 228 and the semiconductor substrate 226N, as in FIG.
  • radiators 42 and 44 are also applied to the power modules 100A and 100B applicable to the power module device 10 according to the first and second modified examples of the first embodiment. Are the same as in the case of the power module 100 described above.
  • FIG. 16A The planar structure of the power module device 10A according to the second embodiment is represented as shown in FIG. 16A, and a schematic cross section of the power module device 10A along the line III-III in FIG. The structure is represented as shown in FIG. Moreover, the planar structure of the cooling device 30A applicable to the power module device 10A according to the second embodiment is expressed as shown in FIG.
  • the cooling device 30 ⁇ / b> A is formed in a strip (rectangular) shape in which the cooling body portion 31 ⁇ / b> A is shown in plan view, and the cooling water passage 33 ⁇ / b> A is exposed to the mounting portion (upper surface portion) 31 ⁇ / b> Aa side.
  • the three openings 35 ⁇ / b> A having the O-ring groove 36 ⁇ / b> A are linearly arranged between the cooling water inlet 32 and the outlet 34.
  • the power module 100 applicable to the power module device 10A according to the second embodiment is basically the same as the power module 100 according to the first embodiment described above, and detailed description thereof is omitted.
  • the power module device 10A includes three 2 in 1 type power modules 100, 100, 100 is mounted on the cooling device 30A, and a three-phase AC inverter (6 in 1 type power module) is formed.
  • the radiator 40 is arranged so that the height (ha) from the lowermost part of the water channel 33A to the uppermost part and the height (hb) from the lowermost part of the cooling water channel 33A to the base end part FB are substantially the same.
  • the power module 100 applicable to the power module device 10A according to the second embodiment has a configuration in which the gate drive substrates 20 included in each power module 100 are integrated (integrated gate drive substrate). Is also possible.
  • a configuration example is represented as shown in FIG.
  • an IGBT is applied as a semiconductor device, and a snubber capacitor C is connected between the power supply terminal PL and the ground terminal NL.
  • An example of the circuit configuration is expressed as shown in FIG.
  • the switching speed of the SiC MOSFET or IGBT is fast, so that a large surge voltage Ldi / dt is generated by the inductance L of the connection line.
  • Ldi / dt the inductance L of the connection line.
  • the value of the surge voltage Ldi / dt varies depending on the value of the inductance L, but the surge voltage Ldi / dt is superimposed on the power source E.
  • the surge voltage Ldi / dt can be absorbed or suppressed by the snubber capacitor C connected between the power supply terminal PL and the ground terminal NL.
  • the three-phase AC inverter application circuit 140 includes a gate drive substrate 20, a power module device 10 ⁇ / b> A connected to the gate drive substrate 20, and a three-phase AC motor unit 154.
  • the power module device 10 ⁇ / b> A is connected to U-phase, V-phase, and W-phase inverters corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the three-phase AC motor unit 154.
  • each output from the gate drive substrate 20 is connected to each gate electrode of the SiC MOSFETs Q1 and Q4, the SiC MOSFETs Q2 and Q5, and the SiC MOSFETs Q3 and Q6, respectively.
  • the power module device 10A is connected between a plus terminal (+) and a minus terminal ( ⁇ ) of a converter 148 to which a power source or a storage battery (E) 146 is connected, and SiC MOSFETs Q1 and Q4, Q2 and Q5 having inverter configurations. And Q3 and Q6. Free wheel diodes DI1 to DI6 are connected in antiparallel between the sources and drains of the SiC MOSFETs Q1 to Q6, respectively.
  • the three-phase AC inverter application circuit 140A includes a gate drive board 20, a power module device 10A connected to the gate drive board (control circuit board) 20, and a three-phase AC motor unit 154A.
  • the power module device 10A U-phase, V-phase, and W-phase inverters are connected to correspond to the U-phase, V-phase, and W-phase of the three-phase AC motor unit 154A.
  • each output from the gate drive substrate 20 is connected to each gate electrode of the IGBTs Q1 and Q4, IGBTs Q2 and Q5, and IGBTs Q3 and Q6.
  • the power module device 10A is connected between a plus terminal (+) and a minus terminal ( ⁇ ) of a converter 148A to which a storage battery (E) 146A is connected, and IGBTs Q1, Q4, Q2, Q5, and Q3 having inverter configurations. ⁇ Q6 is provided. Free wheel diodes DI1 to DI6 are connected in antiparallel between the emitters and collectors of the IGBTs Q1 to Q6, respectively.
  • the cooling structure 1 includes, for example, a plurality of power modules and cooling body blocks (cooling body units) that are unitized by including a cooling device.
  • the cooling body blocks are connected to each other so that the cooling water channels are connected to each other.
  • the cooling structure 1 has a configuration in which four cooling body blocks 3A to 3D are assembled in a square frame shape as shown in FIG.
  • the cooling body blocks 3A to 3D include, for example, an outlet 334a of the cooling body block 3A connected to an inlet 332a of the cooling body block 3D, and an outlet 334a of the cooling body block 3D.
  • the outlet 334a of the cooling body block 3B is connected to the inlet 332a of the cooling body block 3C
  • the outlet 334a of the cooling body block 3C is connected to the cooling body block 3A. It is connected with the intake port 332a.
  • the outlet 334a and the inlet 332a are water-tightly connected by an O-ring 108, respectively.
  • connection part between the cooling body block 3A and the cooling body block 3D, the connection part between the cooling body block 3D and the cooling body block 3B, and the cooling body block 3B and the cooling body block 3C may be fixed using, for example, L-shaped fasteners (not shown).
  • the cooling body block 3A is provided with a water injection port (injection port) 7 for injecting cooling water into the cooling water channel 333, and the cooling water flowing through the cooling water channel 333 is drained to the opposing cooling body block 3B.
  • a drain port (discharge port) 9 is provided.
  • the cooling water injected from the water injection port 7 of the cooling body block 3A is cooled and / or cooled from the cooling water path 333 of the cooling body block 3A to the cooling water path 333 of the cooling body block 3C as indicated by an arrow in FIG.
  • the water After passing through the cooling water channel 333 of the body block 3D, passing through the cooling water channel 333 of the cooling body block 3B, the water is drained from the drain port 9 of the cooling body block 3B.
  • the cooling water passes through the cooling water passages 333 of the cooling body blocks 3A, 3B, 3C, and 3D, heat generation from each power module 100 and the like is absorbed.
  • the cooling structure 1 includes a side cover 5 provided so as to cover the cooling body blocks 3A to 3D, as shown in FIG.
  • the side cover 5 is attached after the assembly of the cooling body blocks 3A to 3D.
  • the cooling body blocks 3B to 3D are for the power module, and the cooling body block 3A is for the capacitor module.
  • FIG. 24A The planar configuration of the cooling body block (for power module) 3B constituting the cooling structure 1 according to the third embodiment is represented as shown in FIG. 24A, and the direction of the arrow A in the cooling body block 3B is shown.
  • 24B is represented as shown in FIG. 24B
  • the side structure of the cooling body block 3B in the illustrated arrow B direction is represented as shown in FIG. 24C.
  • a schematic cross-sectional structure along the line Va-Va in FIG. 24A is represented as shown in FIG. 25A
  • a schematic cross-sectional structure along the line Vb-Vb in FIG. It is expressed as shown in 25 (b).
  • the cooling device 330B includes a mounting portion (in which the power module 100 is mounted) of a cooling body portion 331 having a box-shaped rectangular parallelepiped shape provided with a cooling water channel 333.
  • the upper surface portion 331a is provided with an intake port 332a for taking in cooling water to be supplied to the cooling water channel 333, and an opening 335 having an O-ring groove 336.
  • an outlet 334a connected to the inlet 332a of the cooling body block 3C is provided in the joint surface portion 331c of the cooling body portion 331 with the adjacent cooling body block 3C.
  • a groove 108a for the O-ring 108 is provided on the inner peripheral surface of the intake port 332a, and a groove 108a for the O-ring 108 is provided on the outer peripheral surface of the outlet 334a.
  • the drainage port 9 for draining the cooling water in the cooling water channel 333 is provided in the surface 331b facing the mounting part 331a of the cooling body part 331.
  • cooling devices 330C and 330D of the cooling body blocks 3C and 3D are the same as the cooling device 330B of the cooling body block 3B except that the drainage port 9 is not provided, detailed description thereof is omitted.
  • the wall thickness of the cooling water channel 333 is formed so that the wall thickness of the cooling body portion 331 is thick only in a part of the side surface, but is uniform in all parts. You may make it do.
  • FIG. 27B The planar configuration of the cooling body block (for the capacitor module) 3A constituting the cooling structure 1 according to the third embodiment is expressed as shown in FIG. 27B is represented as shown in FIG. 27B, and the side structure in the direction of the arrow B of the cooling body block 3A is represented as shown in FIG.
  • a schematic cross-sectional structure taken along line VIIa-VIIa in FIG. 27A is represented as shown in FIG. 28A, and a schematic cross-sectional structure taken along line VIIb-VIIb in FIG. It is expressed as shown in 28 (b).
  • the cooling device 330A is provided in the mounting portion 331a of the cooling body portion 331 having a box-shaped rectangular parallelepiped shape provided with the cooling water passage 333, and An intake 332a for taking in cooling water for supply is provided.
  • an outlet 334a connected to the inlet 332a of the cooling body block 3D is provided in the joint surface portion 331c of the cooling body portion 331 with the adjacent cooling body block 3D.
  • a groove 108a for the O-ring 108 is provided on the inner peripheral surface of the intake port 332a, and a groove 108a for the O-ring 108 is provided on the outer peripheral surface of the outlet 334a.
  • a water injection port 7 for injecting cooling water into the cooling water channel 333 is provided on a surface 331b of the cooling body portion 331 facing the mounting portion 331a.
  • Capacitor module 300 with U-phase, V-phase, and W-phase terminals drawn out of the case is attached to mounting portion 331a, but an opening is provided in the same manner as for the power module. Then, it becomes possible to cool more effectively, and the capacity value can be appropriately changed.
  • This cooling body block (fourth unit) 3A becomes redundant when, for example, a 6 in 1 module is formed in a rectangular shape using the cooling body blocks (first to third units) 3B to 3D. It is suitable for use in mounting other electronic components other than power chips that require cooling.
  • capacitor module 300 not only capacitors corresponding to the U phase, V phase, and W phase are mounted, but also a snubber capacitor for a power module may be mounted.
  • the cooling water channel 333 may be formed so that the wall thickness of the cooling body portion 331 is uniform.
  • the cooling structure 1 has a cooling water channel 333, and a plurality of power module cooling devices 330 ⁇ / b> B, 330 ⁇ / b> C, and 330 ⁇ / b> D to which the power module 100 is mounted include the cooling water channel 333. It is assembled three-dimensionally so as to be connected to each other.
  • the cooling structure 1 further includes a cooling water channel 333, and includes a cooling device 330A for the capacitor module to which the capacitor module 300 is mounted.
  • the cooling device 330A for the capacitor module and three power modules are provided.
  • the cooling devices 330B, 330C, and 330D are three-dimensionally assembled so that the cooling water channels 333 are connected to each other.
  • the cooling structure 1 incorporates three sets of 2 in 1 modules by making the power module 100 mounted on the cooling body blocks 3B to 3D into a 2 in 1 type.
  • a 6 in 1 type three-phase AC inverter can be configured. Accordingly, as described above, in each power module 100, the height (ha) from the lowermost part of the cooling water channel 333 to the uppermost part (ha) and the height (hb) from the lowermost part of the cooling water channel 333 to the base end part FB.
  • the power module 100 is configured such that the radiator 40 is attached to the opening 335 formed in the upper surface of the cooling devices 330B, 330C, and 330D by attaching the radiator 40 so that they are substantially the same height. Can be efficiently cooled, and deterioration due to overheating can be suppressed.
  • capacitor module 300 can be mounted on the cooling body block 3A other than the cooling body blocks 3B to 3D, so that the cooling performance as the cooling structure 1 is greatly improved. it can.
  • the cooling structure 1 according to the third embodiment since the three-phase AC inverter can be arranged in a space substantially equivalent to the space in which the power module device 10 according to the first embodiment is arranged. As compared with the case of arranging in a plane, the arrangement area can be greatly reduced.
  • the cooling devices 330A, 330B, 330C, and 330D may have the same configuration.
  • the drain port 9 may be closed, and in the cooling body block 3A
  • the drainage port 9 may be used as the water injection port 7 and the opening 335 may be closed. That is, the cooling structure 1 according to the third embodiment has the same shape of the cooling device 330B by properly using the water injection port 7, the drain port 9, and the opening 335 according to the cooling body blocks 3A to 3D to be applied. It is possible to configure using
  • the cooling mechanism unit 12 applicable to the power control unit 500 of the electric vehicle supplies, for example, a three-phase drive current to a motor 504 serving as an automobile engine.
  • the cooling structure 1 configured as a three-phase AC inverter is configured to be cooled using a module cooling system 14.
  • the module cooling system 14 includes a radiator 16 and a pump 18.
  • the radiator 16 reduces the temperature of the cooling water that has risen by absorbing heat from the cooling structure 1 to a certain temperature.
  • the pump 18 repeatedly supplies the cooling water maintained at a constant temperature by the radiator 16 to the cooling water channel 333 of the cooling structure 1.
  • the cooling mechanism unit 12 having such a configuration may be controlled by an ECU (Engine Control Unit) 502 that controls driving of the motor 504 in the power control unit 500 of the electric vehicle, for example.
  • the cooling structure 1 may be always cooled regardless of this control.
  • this cooling mechanism unit 12 When this cooling mechanism unit 12 is applied to a power control unit 510 of a hybrid car equipped with an automobile engine separately from the motor 504, the cooling structure 1 is cooled for modules as shown in FIG.
  • the cooling is not limited to the case by the system 14, and the cooling may be performed by using a hybrid cooling system 514 having an engine radiator 516 and a pump 518 mounted for engine cooling.
  • the cooling by the module cooling system 14 and the cooling by the hybrid cooling system 514 can be switched by the ECU 512 as a matter of course.
  • the mounting of the module cooling system 14 in the cooling mechanism 12 can be omitted.
  • the cooling structure 1 In the power control unit 500 of an electric vehicle or the power control unit 510 of a hybrid car, not only the cooling structure 1 but also the power module devices 10 and 10A according to any of the above-described embodiments can be applied. In consideration of arrangement in a limited space, it is particularly effective to apply the cooling structure 1 that can greatly reduce the arrangement area.
  • the flow of the cooling water is prevented by fitting the radiator. Can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the chip from being destroyed due to overheating or the wiring from being blown, and a more reliable power module device, a cooling structure for mounting the power module device, and an electric vehicle equipped with the cooling structure Alternatively, a hybrid car can be provided.
  • the semiconductor package device applicable to the power module is not limited to a semiconductor package device having a structure in which each of the terminal electrodes P, N, and O is provided, but for example, as shown in FIG.
  • a semiconductor package device 600 having a structure including a plurality of terminal electrodes O may be used.
  • the planar configuration (external structure) after forming the package 602 is represented as shown in FIG. 31A
  • the planar pattern configuration (internal structure) before forming the package 602 is This is expressed as shown in FIG.
  • the semiconductor package device 600 has a configuration of a half-bridge built-in module in which two sets of SiC MOSFETs Q1 and Q4 are built.
  • FIG. 31 (b) shows an example in which SiC MOSFETs Q1 and Q4 are arranged in parallel on each of four chips.
  • the SiC MOSFETs Q1 and Q4 can mount a maximum of five transistors (chips), and a part of the five chips can be used for the diode DI.
  • the semiconductor package device 600 includes a positive power input terminal P (D1) and a negative power input terminal N (S4) arranged on the first side of the ceramic substrate 604 covered with the package 602, and a first side.
  • Gate terminal (gate signal terminal electrode) GT1 and source sense terminal (source signal terminal electrode) SST1 disposed on the adjacent second side, and output terminal electrode disposed on the third side opposite to the first side O (S1) ⁇ O (D4), and a gate terminal GT4 and a source sense terminal SST4 arranged on the fourth side opposite to the second side.
  • the gate terminal GT1 and the source sense terminal SST1 are connected to the gate signal electrode pattern GL1 and the source signal electrode pattern SL1 of the SiC MOSFET Q1, and the gate terminal GT4 and the source sense terminal SST4 are connected to the SiC. It is connected to the gate signal electrode pattern GL4 / source signal electrode pattern SL4 of the MOSFET Q4.
  • gate wires GW1 and GW4 and the source sense wires SSW1 and SSW4 is connected. Further, gate terminals GT1 and GT4 for external extraction and source sense terminals SST1 and SST4 are connected to the gate signal electrode patterns GL1 and GL4 and the source signal electrode patterns SL1 and SL4 by soldering or the like.
  • the sources S1 and S4 of the SiC MOSFETs Q1 and Q4 arranged in parallel in four chips are commonly connected by upper surface plate electrodes 622 1 and 622 4 .
  • drains D1 and S1 of the SiC MOSFETs Q1 and Q4 and the drains D4 and S4 are connected in reverse parallel.
  • a diode may be connected.
  • semiconductor devices applicable to the power module of the power module apparatus according to the present embodiment are not limited to SiC power devices, and GaN and Si power devices can also be employed.
  • the present invention is not limited to a resin-molded semiconductor package device, but can be applied to a semiconductor package device packaged by a case-type package.
  • a thermal compound such as silicon or a bonding material such as solder may be used.
  • the present embodiment includes various embodiments that are not described here.
  • the power module device of the present embodiment can be used for semiconductor module manufacturing technologies such as IGBT modules, diode modules, and MOS modules (Si, SiC, GaN), and for HEV (Hybrid Electric Vehicle) / EV (Electric Car). It can be applied to a wide range of application fields such as inverters, industrial inverters, and converters.
  • package (sealing body) 112, 600 Semiconductor package devices 112a, 112b ... 2 in 1 module 112A ... SiC MOSFET 112B ... IGBT 112C ... SiC T MOSFET 112D ... SiC DI MOSFET 120, 604 ... ceramic substrate 140, 140A ... three-phase AC inverter 146, 146A ... power supply or storage battery 148 ... converter 154 ... three-phase AC motor unit 224 ... n + drain region 224P ... p + collector region 226, 226N ... semiconductor substrate 228 ... p body region 230 ... source region 230E ... emitter region 232 ... gate insulating film 234 ... source electrode 234E ...

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

パワーモジュール装置（１０）は、電力のスイッチングを行う半導体デバイスと、半導体デバイスの外囲を封止するパッケージ（１１０）と、パッケージ（１１０）の一面に接合された放熱器（４２）とを有するパワーモジュール（１００Ａ）と、冷却水が流れる冷却水路（３３）を有し、パワーモジュール（１００Ａ）の放熱器（４２）が冷却水路（３３）の途中に設けられた開口部（３５）に装着される冷却装置（３０）とを備え、冷却水路（３３）の開口部（３５）の最上部（３３Ｔ）から最下部（３３Ｂ）までの高さｈａと、冷却水路（３３）の開口部（３５）の最下部（３３Ｂ）から放熱器（４２）のパッケージ（１１０）との接合面に対向する基端部（ＰＢ）までの高さｈｂとが、実質的に同一となるようにパワーモジュール（１００Ａ）の放熱器（４２）が冷却装置（３０）の開口部（３５）に装着される。冷却装置の上面部に形成された開口部に放熱器を装着するようにしたパワーモジュールを効率よく冷却でき、過熱による劣化を抑えることが可能なパワーモジュール装置を提供する。

Description

パワーモジュール装置、冷却構造体、および電気自動車またはハイブリッドカー
　本実施形態は、パワーモジュール装置、冷却構造体、および電気自動車またはハイブリッドカーに関する。
　従来から、半導体モジュールの１つとして、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）のような半導体デバイスを含むパワー素子（パワーチップ）がリードフレーム上に載置され、系全体が樹脂でモールドされたパワーモジュールが知られている。動作状態において、半導体デバイスは発熱するため、リードフレームの裏面にヒートシンクを配置して放熱させ、半導体デバイスを冷却するのが一般的である。
　また、冷却性能を高めるために、ヒートシンクの裏面に形成された冷却水路によりシンク全体を水冷（または、液冷ともいう）するようにしたインバータ装置や、周波数の大きいスイッチングデバイスが配置される４つの側面を有する直方体を中空形状に構成し、デバイスの高温化を抑制するようにした半導体装置も知られている。
特開平１１－３４６４８０号公報 特開２００９－１８２２６１号公報
　本実施の形態は、冷却装置の上面部に形成された開口部に放熱器を装着するようにしたパワーモジュールを効率よく冷却でき、過熱による劣化を抑えることが可能なパワーモジュール装置、冷却構造体、およびパワーモジュール装置を搭載する電気自動車またはハイブリッドカーを提供する。
　実施の形態の一態様によれば、電力のスイッチングを行う半導体デバイスと、前記半導体デバイスの外囲を封止する封止体と、前記封止体の一面に接合された放熱器とを有するパワーモジュールと、冷却水が流れる冷却水路を有し、前記パワーモジュールの前記放熱器が前記冷却水路の途中に設けられた開口部に装着される冷却装置とを備え、前記冷却水路の前記開口部のある側の内面と前記開口部のある側と反対側の内面までの高さと、前記冷却水路の前記開口部のある側と反対側の内面から前記放熱器の前記封止体との接合面に対向する面までの高さとが、実質的に同一となるように前記パワーモジュールの前記放熱器が前記冷却装置の前記開口部に装着されるパワーモジュール装置が提供される。
　実施の形態の他の態様によれば、電力のスイッチングを行う半導体デバイスと、前記半導体デバイスの外囲を封止する封止体と、前記封止体の一面に接合された放熱器とを有するパワーモジュールと、取込口および取出口と、前記取込口から前記取出口に冷却水が流れる冷却水路と、前記冷却水路の途中に設けられ、前記放熱器を装着するための開口部とを有するパワーモジュール用の冷却装置とをそれぞれ複数個備え、前記冷却水路の前記取込口と前記取出口とを互いに連結するようにして、複数個の冷却装置が立体的に組み立てられてなるパワーモジュール装置が提供される。
　実施の形態の他の態様によれば、冷却水路を有し、パワーモジュールが装着される複数個の冷却装置が、冷却水路を互いに連結するようにして立体的に組み立てられてなる冷却構造体が提供される。
　実施の形態の他の態様によれば、上記のパワーモジュール装置と、前記パワーモジュール装置の動作を制御するＥＣＵ装置とを搭載する電気自動車またはハイブリッドカーが提供される。
　本実施形態によれば、冷却装置の上面部に形成された開口部に放熱器を装着するようにしたパワーモジュールを効率よく冷却でき、過熱による劣化を抑えることが可能なパワーモジュール装置、冷却構造体、およびパワーモジュール装置を搭載する電気自動車またはハイブリッドカーを提供できる。
第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置の概略構成を示すもので、（ａ）一部を透過して示すパワーモジュール装置の平面図、（ｂ）パワーモジュール装置の側面図。 第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置であって、図１（ａ）のＩ－Ｉ線に沿うパワーモジュールの模式的断面構造図。 第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置に適用可能な、（ａ）パワーモジュールの平面図、（ｂ）パワーモジュールの内部構造を示す平面パターン構成図。 第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置に適用可能なパワーモジュールの裏面側鳥瞰構成図。 第１の実施の形態の第１変形例に係るパワーモジュール装置に適用可能な、図１（ａ）のＩ－Ｉ線に沿うパワーモジュールの模式的断面構造図。 第１の実施の形態の第１変形例に係るパワーモジュール装置に適用可能なパワーモジュールの裏面側鳥瞰構成図。 第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置における冷却装置の概略構成を示すもので、（ａ）冷却装置の平面図、（ｂ）図７（ａ）のＩＩ－ＩＩ線に沿う冷却装置の模式的断面構造図。 第１の実施の形態の第１変形例に係るパワーモジュール装置と比較例とを対比して示すもので、（ａ）第１変形例に係るパワーモジュール装置の要部の模式的断面構造図、（ｂ）比較例に係るパワーモジュール装置の要部の模式的断面構造図。 第１の実施の形態の第２変形例に係るパワーモジュール装置に適用可能な、図１（ａ）のＩ－Ｉ線に沿うパワーモジュールの模式的断面構造図。 第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置に適用されるツーインワンモジュールの一例を示すもので、（ａ）ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴの回路構成図、（ｂ）ＩＧＢＴの回路構成図。 第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置に適用されるパワーチップの一例を示すもので、（ａ）ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴの模式的断面構造図、（ｂ）ＩＧＢＴの模式的断面構造図。 第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置に適用されるパワーチップの一例を示すものであって、ソースパッド電極ＳＰ、ゲートパッド電極ＧＰを含むＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴの模式的断面構造図。 第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置に適用されるパワーチップの一例を示すものであって、エミッタパッド電極ＥＰ、ゲートパッド電極ＧＰを含むＩＧＢＴの模式的断面構造図。 第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置に適用されるパワーチップの一例を示すものであって、ＳｉＣ　ＤＩ　ＭＯＳＦＥＴの模式的断面構造図。 第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置に適用されるパワーチップの一例を示すものであって、ＳｉＣ　Ｔ　ＭＯＳＦＥＴの模式的断面構造図。 第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置であって、（ａ）一部を透過して示すパワーモジュール装置の平面図、（ｂ）図１６（ａ）のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿うパワーモジュール装置の模式的断面構造図。 第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置に適用される冷却装置の概略構成を示す平面図。 第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置を用いて構成した３相交流インバータ（シックスインワンモジュール）の回路構成において、（ａ）ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴを適用し、電源端子ＰＬ・接地端子ＮＬ間にスナバコンデンサを接続した回路構成例、（ｂ）ＩＧＢＴを適用し、電源端子ＰＬ・接地端子ＮＬ間にスナバコンデンサを接続した回路構成例。 第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置の一例を示すものであって、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴを適用して構成した３相交流インバータの応用回路構成図。 第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置の一例を示すものであって、ＩＧＢＴを適用して構成した３相交流インバータの応用回路構成図。 第３の実施の形態に係る冷却構造体の概略構成を示す鳥瞰図。 第３の実施の形態に係る冷却構造体の概略構成を示すものであって、図２１のＩＶ－ＩＶ線に沿う模式的断面構造図。 第３の実施の形態に係る冷却構造体の冷却体ブロック組み立て工程を示すもので、図２２に対応する組立図。 第３の実施の形態に係る冷却構造体に適用される冷却体ブロックの概略構成を示すもので、（ａ）パワーモジュール用冷却体ブロックの平面図、（ｂ）パワーモジュール用冷却体ブロックの正面図、（ｃ）パワーモジュール用冷却体ブロックの側面図。 第３の実施の形態に係る冷却構造体に適用されるパワーモジュールおよび冷却体ブロックの概略構成を示すもので、（ａ）図２４（ａ）のＶａ－Ｖａ線に沿うパワーモジュール用冷却体ブロックの模式的断面構造図、（ｂ）図２４（ａ）のＶｂ－Ｖｂ線に沿うパワーモジュール用冷却体ブロックの模式的断面構造図。 第３の実施の形態に係る冷却構造体に適用されるパワーモジュール用冷却体ブロックに適用可能な冷却装置の概略構成を示すもので、（ａ）冷却装置の平面図、（ｂ）図２６（ａ）のＶＩ－ＶＩ線に沿う冷却装置の模式的断面構造図。 第３の実施の形態に係る冷却構造体に適用される冷却体ブロックの概略構成を示すもので、（ａ）コンデンサモジュール用冷却体ブロックの平面図、（ｂ）コンデンサモジュール用冷却体ブロックの正面図、（ｃ）コンデンサモジュール用冷却体ブロックの側面図。 第３の実施の形態に係る冷却構造体に適用される冷却体ブロックの概略構成を示すもので、（ａ）図２７（ａ）のＶＩＩａ－ＶＩＩａ線に沿うコンデンサモジュール用冷却体ブロックの模式的断面構造図、（ｂ）図２７（ａ）のＶＩＩｂ－ＶＩＩｂ線に沿うコンデンサモジュール用冷却体ブロックの模式的断面構造図。 第４の実施の形態に係る冷却構造体が適用される電気自動車のパワーコントロールユニットの要部を示すブロック構成図。 第４の実施の形態に係る冷却構造体が適用されるハイブリッドカーのパワーコントロールユニットの要部を示すブロック構成図。 実施の形態に係るパワーモジュール装置に適用可能な、（ａ）パワーモジュールの平面図、（ｂ）パワーモジュールの内部構造を示す平面パターン構成図。
　次に、図面を参照して、実施の形態について説明する。以下に説明する図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、平面図、側面図、底面図、断面図などは模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
　また、以下に示す実施の形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置などを特定するものではない。実施の形態は、特許請求の範囲内において、種々の変更を加えることができる。
　［第１の実施の形態］
　（パワーモジュール装置）
　第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０の平面構造は、図１（ａ）に示すように表わされ、パワーモジュール装置１０の側面（正面）構造は、図１（ｂ）に示すように表わされる。なお、図１（ｂ）は、図示矢印Ａ（出力端子電極Ｏ）側から見た場合を例示するものである。
　図１（ａ）、（ｂ）に示すように、パワーモジュール装置１０は、水冷（または、液冷ともいう）式の冷却装置３０を備えたパワーモジュール１００であって、パワーモジュール１００と冷却装置３０とで構成される。
　すなわち、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０は、後述する半導体デバイスの外囲を封止するパッケージ（封止体）１１０を含む半導体パッケージ装置１１２と、パッケージ１１０の下面に接合された放熱器４０と、パッケージ１１０の上面に搭載されたゲートドライブ基板２０とを有するパワーモジュール１００、および冷却水路３３を有し、放熱器４０を介してパワーモジュール１００が装着される冷却装置（冷却体）３０を備える。
　パワーモジュール装置１０において、パワーモジュール１００は、冷却装置３０の上面部に形成された開口部に放熱器４０が装着される形で取り付けられ、ネジやボルトなどの固着具１０４により固着される。
　ここで、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用されるパワーモジュール１００は、図２に示すように、実装する半導体デバイス（チップ）の外囲がパッケージ１１０によって方形状にモールドされた半導体パッケージ装置１１２の、そのパッケージ１１０の上面にゲートドライブ基板２０が搭載されると共に、パッケージ１１０の下面に接合材１０２を介して接合された放熱器４０を備える。なお、図２は、図１（ａ）のＩ－Ｉ線に沿うパワーモジュール１００の断面構造を模式的に示すものであり、パッケージ１１０内の詳細な構造については省略している。以下に示す、他の断面図においても同様である。
　ゲートドライブ基板２０は、チップとして適用されるパワー素子などの駆動を制御するためのゲートドライブ用の制御回路を、例えばモールド樹脂によってパッケージングしたものであって、リード端子が上方に折り曲げられた状態で挿通される挿通孔２２を有する。ゲートドライブ基板２０は、挿通孔２２内へのリード端子の挿通により、リード端子との接続が行われる。
　ゲートドライブ基板２０は、例えば放熱樹脂シートなどを介して、半導体パッケージ装置１１２のパッケージ１１０の上面に配置することとしても良い。
　放熱器４０は、ヒートシンクとしても機能する取付部４０ａと、取付部４０ａの下面（裏面）側に段部４０ｄを有して配置された複数枚の冷却フィン（放熱フィンまたは平板フィン）４０ｃとを備える。放熱器４０は、段部４０ｄが収納されるようにして、後述する冷却装置３０の上面の装着部３１ａに開口された開口部３５に装着されることにより、冷却フィン４０ｃが冷却水路３３内に露出される。
　図３（ａ）、（ｂ）に示すように、半導体パッケージ装置１１２は、例えば、ダイオードＤＩ１・ＤＩ４、半導体デバイスＱ１・Ｑ４、板状電極（図示省略）、モールド樹脂からなるパッケージ１１０などを備える。なお、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用されるパワーモジュール１００において、半導体パッケージ装置１１２の外観構造（平面構成）は、図３（ａ）に示すように表わされ、半導体パッケージ装置１１２の内部構造（平面パターン構成）は、図３（ｂ）に示すように表わされる。
　半導体パッケージ装置１１２は、パッケージ１１０の第１の辺に沿って設けられたドレイン端子電極Ｐおよび接地電位端子電極Ｎと、第１の辺に対向する第３の辺に設けられた出力端子電極Ｏと、第１、第３の辺と直交する第２、第４の辺に沿って設けられたリード端子（Ｇ１・Ｓ１、Ｇ４・Ｓ４）とが、それぞれパッケージ１１０の外部に延出されている。
　半導体パッケージ装置１１２は、セラミックス基板１２０の表面上に配置された第１・第２パターンＤ（Ｋ１）・Ｄ（Ｋ４）上に、半導体デバイスＱ１・Ｑ４が２チップずつ配置され、かつ並列接続されている。すなわち、半導体デバイスＱ１において、２チップのゲート電極はゲート信号端子電極（リード端子）Ｇ１にワイヤボンディング接続され、２チップのソースセンス電極はソース信号端子電極（リード端子）Ｓ１にワイヤボンディング接続され、２チップのドレイン電極は各チップの裏面電極を介して第１パターンＤ（Ｋ１）に接続され、２チップのソース電極は図示しないチップ上面に設けられた配線を介して出力端子電極Ｏに接続されている。同様に、半導体デバイスＱ４において、２チップのゲート電極はゲート信号端子電極（リード端子）Ｇ４にワイヤボンディング接続され、２チップのソースセンス電極はソース信号端子電極（リード端子）Ｓ４にワイヤボンディング接続され、２チップのドレイン電極は各チップの裏面電極を介して第２パターンＤ（Ｋ４）に接続され、２チップのソース電極は図示しないチップ上面に設けられた配線を介してセラミックス基板１２０の表面上に配置された第３パターンＥＰに接続されている。
　第１パターンＤ（Ｋ１）はドレイン端子電極Ｐに接続され、第２パターンＤ（Ｋ４）は出力端子電極Ｏに接続され、さらに第３パターンＥＰは接地電位端子電極Ｎに接続される。第３パターンＥＰ上には、配線兼ＣＴＥ（Coefficient of Thermal Expansion）調整用の柱状電極が配置されていても良い。
　なお、図示していないが、２チップの半導体デバイスＱ１およびダイオードＤＩ１上には柱状電極を介して第１の上面板状電極が配置され、同様に、２チップの半導体デバイスＱ４およびダイオードＤＩ４上には柱状電極を介して第２の上面板状電極が配置される。
　また、図２に示す放熱器４０が接合される半導体パッケージ装置１１２の裏面側のパッケージ１１０には、セラミックス基板１２０に接続されることにより、ヒートスプレッダとして機能する銅プレート層（図示省略）が露出している。
　なお、図３（ｂ）においては、モジュールとしてツーインワン（２ in １）タイプを例示している。
　ここで、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用されるパワーモジュール１００において、放熱器４０の下面側の鳥瞰構成は、例えば図４に示すように表わされる。
　放熱器４０の取付部４０ａには、その上面上に、半導体パッケージ装置１１２の裏面側のパッケージ１１０より露出する銅プレート層（図示省略）が接合材１０２を介して接合されると共に、その接合面に対向する面（非接合面）側に、段部４０ｄと、段部４０ｄを基端部ＦＢとして配置された複数枚の冷却フィン４０ｃと、段部４０ｄの周囲を囲むように形成されたＯリング用の溝部４０ｅとが設けられる。また、取付部４０ａの四隅には、ネジやボルトなどの固着具１０４が挿通される貫通孔４０ｂが設けられている。
　なお、放熱器４０は、各冷却フィン４０ｃの向きが、冷却装置３０の冷却水路３３内を流れる冷却水の流水方向と一致するように配置され、冷却フィン４０ｃが冷却水の流れを妨げることがないようになっている。また、詳細については後述するが、放熱器４０は、図２中に破線で示す冷却フィン４０ｃの基端部（非接合面）ＦＢが、冷却装置３０の冷却水路３３の最上部（装着部３１ａの内壁面）とほぼ同一面になるように取り付けられ、取り付け部分で冷却水路３３内を流れる冷却水の流れを妨げないようになっている。
　接合材１０２としては、０．５Ｗ／ｍＫ～３００Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有するものが好ましく、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、もしくはポリイミドなどのいずれかの有機物を単体で用いることができる。また、上記のいずれかの有機物に、金属粉または各種のセラミックス粉が混合された合成樹脂であっても良い。もしくは、加熱硬化させて使用する各種の半田や焼成銀などを、接合材１０２として用いても良い。
　放熱器４０は、例えば熱伝導性の高い金属を一体形成したものであっても良いし、取付部４０ａと冷却フィン４０ｃとを別途形成した後に接合することにより形成することもできる。
　（第１変形例）
　第１の実施の形態の第１変形例に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００Ａとしては、図５に示すように、放熱器４２が、ヒートシンクとしても機能する取付部４２ａと、固着具１０４が挿通される貫通孔４２ｂと、取付部４２ａの下面（裏面）側に段部４２ｄを有して配置された複数本の冷却ピン（放熱ピン）４２ｃと、Ｏリング用の溝部４２ｅとを備える構成としても良い。
　すなわち、第１の実施の形態の第１変形例に係るパワーモジュール装置１０に適用されるパワーモジュール１００Ａにおいて、放熱器４２の下面側の鳥瞰構成は、例えば図６に示すように表わされる。
　放熱器４２の取付部４２ａには、その上面上に、半導体パッケージ装置１１２の裏面側のパッケージ１１０より露出する銅プレート層（図示省略）が接合材１０２を介して接合されると共に、その接合面に対向する面（非接合面）側に、段部４２ｄと、段部４２ｄを基端部ＰＢとして配置された複数本の冷却ピン４２ｃと、段部４２ｄの周囲を囲むように形成されたＯリング用の溝部４２ｅとが設けられる。また、取付部４２ａの四隅には、ネジやボルトなどの固着具１０４が挿通される貫通孔４２ｂが設けられている。
　なお、放熱器４２は、複数本の冷却ピン４２ｃが市松模様を形成するように配置されている。また、詳細については後述するが、放熱器４２は、冷却ピン４２ｃの基端部（非接合面）ＰＢが、冷却装置３０の冷却水路３３の最上部（装着部３１ａの内壁面）とほぼ同一面になるように取り付けられる。
　この第１変形例を含む、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用される冷却装置３０の平面構造は、図７（ａ）に示すように表わされ、図７（ａ）のＩＩ－ＩＩ線に沿う冷却装置３０の断面構造は、図７（ｂ）に示すように表わされる。
　すなわち、冷却装置３０は、内部の冷却水路３３内に冷却装置３０の外部より冷却水を循環させ、その冷却水によって冷却フィン４０ｃまたは冷却ピン４２ｃを介してパワーモジュール１００・１００Ａを冷却するものであって、例えば箱型の直方体形状を有する冷却体部３１を有すると共に、その冷却体部３１の一方の側面に設けられ、冷却水路３３内に冷却水を取り込む取込口（入口）３２と、その一方の側面に対向する他方の側面に設けられ、冷却水路３３内の冷却水を取り出す取出口（出口）３４とを備える。取込口３２は、冷却水の流水方向に沿う冷却水路３３の一方の側壁の延長線上に配置され、取出口３４は、冷却水の流水方向に沿う冷却水路３３の他方の側壁の延長線上に配置される。
　また、冷却装置３０の冷却体部３１を構成し、パワーモジュール１００・１００Ａが装着される装着部（上面部）３１ａのほぼ中央部には、冷却フィン４０ｃや冷却ピン４２ｃを冷却水路３３内に露出させるようにして取り付けるための、放熱器４０・４２の段部４０ｄ・４２ｄのサイズに応じた開口部３５が開口されている。さらに、装着部３１ａには、開口部３５の周囲を囲むようにＯリング１０６用の溝部３６が形成されている。
　なお、図７では、取込口（入口）３２及び取出口（出口）３４の大きさを冷却水路３３の幅よりも大幅に小さくして冷却水漏れが起こりにくくしているが、冷却水路３３の幅と同程度の幅でも構わない。
　なお、冷却水としては、例えば、水または水とエチレングリコールとを５０％ずつの割合で混合させた混合液が用いられる。
　第１の実施の形態の第１変形例に係るパワーモジュール装置１０においては、例えば図８（ａ）に示すように、冷却体部３１の溝部３６と放熱器４２の溝部４２ｅとの間にＯリング１０６を設けた状態で、パワーモジュール１００Ａが冷却装置３０上に装着され、さらに放熱器４２の取付部４２ａが固着具１０４によって固定されることにより、パワーモジュール１００Ａと冷却装置３０とが水密の状態で密着される。
　その装着の際には、冷却体部３１の開口部３５における装着部３１ａの厚さと放熱器４２の段部４２ｄの厚さとを同程度とすることにより、冷却装置３０に対して、冷却ピン４２ｃの基端部ＰＢが装着部３１ａの内壁面とほぼ同一面となるように放熱器４２を取り付けることが可能となる。
　すなわち、図８（ａ）において、冷却水路３３の最下部３３Ｂから最上部３３Ｔまで（高さｈａ）と冷却水路３３の最下部３３Ｂから冷却ピン４２ｃの基端部ＰＢまで（高さｈｂ）とが実質的に同一の高さ（ｈａ≒ｈｂ）となる、言い換えれば、冷却水路の開口部のある側の内面から開口部のある側と反対側の内面までの高さと、冷却水路の開口部のある側と反対側の内面から放熱器の封止体との接合面に対向する面までの高さとが、実質的に同一となるように放熱器４２を取り付けることにより、この第１の実施の形態の第１変形例に係るパワーモジュール装置１０は、冷却水の流れが取り付け部分で妨げられるのを抑制することが可能となり、冷却ピン４２ｃの全体を、冷却水路３３内を流れる冷却水によって万遍なく冷却できるようになる。したがって、この第１の実施の形態の第１変形例に係るパワーモジュール装置１０によれば、冷却装置３０の上面部に形成された開口部３５に放熱器４２を装着するようにしたパワーモジュール１００Ａをも効率よく冷却でき、過熱による劣化を抑えることが可能となる。
　（比較例）
　これに対し、比較例に係るパワーモジュール装置２００は、図８（ｂ）に示すように、取付部４３ａの非接合面に段部がないため、放熱器４３の冷却ピン４３ｃの基端部と開口部３５における装着部３１ａの厚さとの段差により冷却水の流れが妨げられ、特に冷却ピン４３ｃの基端部において、冷却水路３３内を流れる冷却水が滞り易くなるために効率良く冷却できなくなり易い。
　なお、第１変形例に係るパワーモジュール装置１０の場合に限らず、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０の場合においても、同様に、冷却装置３０に対して、冷却フィン４０ｃの基端部ＦＢが冷却水路３３の最上部とほぼ同一面となるように放熱器４０を取り付けることが可能となる。これにより、冷却水の流れが妨げられるのを抑制することができると共に、冷却フィン４０ｃの全体を、冷却水路３３内を流れる冷却水によって万遍なく冷却できるようになる結果、冷却装置３０の上面部に形成された開口部３５に放熱器４０を装着するようにしたパワーモジュール１００をも効率よく冷却でき、過熱による劣化を抑えることが可能となる。
　（第２変形例）
　また、図９に示すように、第１の実施の形態の第２変形例に係るパワーモジュール装置１０に適用されるパワーモジュール１００Ｂにおいて、放熱器４４を、ヒートシンクとしても機能する取付部４４ａと、固着具１０４が挿通される貫通孔４４ｂと、取付部４４ａの下面（裏面）側に設けられた段部４４ｄと、段部４４ｄを囲むＯリング用の溝部４４ｅとを備える構成としても良い。すなわち、放熱器４４を、複数枚の冷却フィンや複数本の冷却ピンを備えない構成とした場合においても、同様に、冷却装置３０に対して、段部４４ｄの基端部（非接合面）ＨＢが冷却水路３３の最上部とほぼ同一面となるように放熱器４４を取り付けることによって、冷却水の流れが妨げられるのを抑制することができるので、冷却装置３０の上面部に形成された開口部３５に放熱器４４を装着するようにしたパワーモジュール１００Ｂをも効率よく冷却でき、過熱による劣化を抑えることが可能となる。
　（パワーモジュール）
　次に、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００・１００Ａ・１００Ｂの具体例（分割リードフレーム構造）について説明する。
　ここでは、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００であって、２個の半導体デバイスＱ１・Ｑ４が１つのパッケージ１１０内にモールドされた半導体パッケージ装置１１２、いわゆる２ in １タイプのモジュールについて説明する。
　半導体デバイスＱ１・Ｑ４として、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ（Silicon Carbide Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を適用した２ in １モジュール１１２ａの回路構成は、例えば図１０（ａ）に示すように表わされる。
　すなわち、２ in １モジュール１１２ａは、図１０（ａ）に示すように、２個のＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１・Ｑ４が１つのモジュールとして内蔵された、ハーフブリッジ内蔵モジュールの構成を備える。
　ここで、モジュールの各ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１・Ｑ４は、それぞれ１つのトランジスタとして記載されているが、複数のチップを並列接続していても良い。また、モジュールにトランジスタ回路を複数組内蔵している場合がある。すなわち、モジュールには、１ in １（ワンインワン）、２ in １、４ in １（フォーインワン）、６ in １（シックスインワン）などがあり、例えば、１つのモジュール上において、２個分のトランジスタ（チップ）を内蔵したモジュールは２ in １、２ in １を２組み内蔵したモジュールは４ in １、２ in １を３組み内蔵したモジュールは６ in １と呼ばれている。
　図１０（ａ）に示すように、２ in １モジュール１１２ａは、２個のＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１・Ｑ４と、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１・Ｑ４に逆並列接続されるダイオードＤＩ１・ＤＩ４が１つのモジュールとして内蔵されている。Ｇ１は、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１のゲート信号端子電極であり、Ｓ１は、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１のソース信号端子電極である。Ｇ４は、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ４のゲート信号端子電極であり、Ｓ４は、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ４のソースセンスのためのソース信号端子電極である。Ｐは、正側電源入力端子（ドレイン端子電極）であり、Ｎは、負側電源入力端子（接地電位端子電極）であり、Ｏは、出力端子電極である。
　また、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００であって、半導体デバイスＱ１・Ｑ４として、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を適用した２ in １モジュール１１２ｂの回路構成は、図１０（ｂ）に示すように表わされる。
　図１０（ｂ）に示すように、２ in １モジュール１１２ｂは、２個のＩＧＢＴ　Ｑ１・Ｑ４と、ＩＧＢＴ　Ｑ１・Ｑ４に逆並列接続されるダイオードＤＩ１・ＤＩ４が１つのモジュールとして内蔵されている。Ｇ１は、ＩＧＢＴ　Ｑ１のゲート信号端子電極であり、Ｅ１は、ＩＧＢＴ　Ｑ１のエミッタ端子電極である。Ｇ４は、ＩＧＢＴ　Ｑ４のゲート信号端子電極であり、Ｅ４は、ＩＧＢＴ　Ｑ４のエミッタ端子電極である。Ｐは、正側電源入力端子であり、Ｎは、負側電源入力端子であり、Ｏは、出力端子電極である。
　（半導体デバイス）
　第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００であって、半導体デバイスＱ１・Ｑ４として適用される、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ａの模式的断面構造は、図１１（ａ）に示すように表わされ、ＩＧＢＴ　１１２Ｂの模式的断面構造は、図１１（ｂ）に示すように表わされる。
　図１１（ａ）に示すように、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ａは、ｎ- 高抵抗層からなる半導体基板２２６と、半導体基板２２６の表面側に形成されたｐボディ領域２２８と、ｐボディ領域２２８の表面に形成されたソース領域２３０と、ｐボディ領域２２８間の半導体基板２２６の表面上に配置されたゲート絶縁膜２３２と、ゲート絶縁膜２３２上に配置されたゲート電極２３８と、ソース領域２３０およびｐボディ領域２２８に接続されたソース電極２３４と、半導体基板２２６の表面と反対側の裏面に配置されたｎ+ ドレイン領域２２４と、ｎ+ ドレイン領域２２４に接続されたドレイン電極２３６とを備える。このようなＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ａが１チップ内に複数形成され、並列接続されている。
　図１１（ａ）において、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ａは、プレーナゲート型のｎチャネル縦型ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴで構成されているが、後述する図１５に示すように、ｎチャネル縦型ＳｉＣ　Ｔ（Trench）　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ｃなどで構成されていても良い。
　または、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００に適用される半導体デバイスＱ１・Ｑ４としては、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ａの代わりに、ＧａＮ系ＦＥＴなどを採用することもできる。つまり、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００に適用される半導体デバイスＱ１・Ｑ４としては、ＳｉＣ系、ＧａＮ系のいずれかのパワー素子を採用可能である。
　さらには、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００に適用される半導体デバイスＱ１・Ｑ４には、バンドギャップエネルギーが、例えば、１．１ｅＶ～８ｅＶの半導体を用いることができ、ＧａＮやダイヤモンド等のワイドバンドギャップ半導体と称されるものを用いる場合には発熱量が大きくなる場合が多いので特に有効となる。
　同様に、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００であって、半導体デバイスＱ１・Ｑ４として適用されるＩＧＢＴ　１１２Ｂは、図１１（ｂ）に示すように、ｎ- 高抵抗層からなる半導体基板２２６と、半導体基板２２６の表面側に形成されたｐボディ領域２２８と、ｐボディ領域２２８の表面に形成されたエミッタ領域２３０Ｅと、ｐボディ領域２２８間の半導体基板２２６の表面上に配置されたゲート絶縁膜２３２と、ゲート絶縁膜２３２上に配置されたゲート電極２３８と、エミッタ領域２３０Ｅおよびｐボディ領域２２８に接続されたエミッタ電極２３４Ｅと、半導体基板２２６の表面と反対側の裏面に配置されたｐ+ コレクタ領域２２４Ｐと、ｐ+ コレクタ領域２２４Ｐに接続されたコレクタ電極２３６Ｃとを備える。
　図１１（ｂ）において、ＩＧＢＴ　１１２Ｂは、プレーナゲート型のｎチャネル縦型ＩＧＢＴで構成されているが、トレンチゲート型のｎチャネル縦型ＩＧＢＴなどで構成されていても良い。
　第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００に適用される半導体デバイスＱ１・Ｑ４の例であって、ソースパッド電極ＳＰ、ゲートパッド電極ＧＰを含むＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ａの模式的断面構造は、図１２に示すように表わされる。
　ゲートパッド電極ＧＰは、ゲート絶縁膜２３２上に配置されたゲート電極２３８に接続され、ソースパッド電極ＳＰは、ソース領域２３０およびｐボディ領域２２８に接続されたソース電極２３４に接続される。また、ゲートパッド電極ＧＰおよびソースパッド電極ＳＰは、図１２に示すように、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ａの表面を覆うパッシベーション用の層間絶縁膜２４４上に配置される。
　なお、ゲートパッド電極ＧＰおよびソースパッド電極ＳＰの下方の半導体基板２２６内には、図示していないが、図１１（ａ）の中央部と同様に、微細構造のトランジスタ構造が形成されていても良い。
　さらに、図１２に示すように、中央部のトランジスタ構造においても、パッシベーション用の層間絶縁膜２４４上にソースパッド電極ＳＰが延在して配置されていても良い。
　第１の実施の形態に係るパワーモジュ－ル装置１０に適用可能なパワーモジュール１００に適用される半導体デバイスＱ１・Ｑ４の例であって、ソースパッド電極ＳＰ、ゲートパッド電極ＧＰを含むＩＧＢＴ　１１２Ｂの模式的断面構造は、図１３に示すように表わされる。
　ゲートパッド電極ＧＰは、ゲート絶縁膜２３２上に配置されたゲート電極２３８に接続され、エミッタパッド電極ＥＰは、エミッタ領域２３０Ｅおよびｐボディ領域２２８に接続されたエミッタ電極２３４Ｅに接続される。また、ゲートパッド電極ＧＰおよびエミッタパッド電極ＥＰは、図１３に示すように、ＩＧＢＴ　１１２Ｂの表面を覆うパッシベーション用の層間絶縁膜２４４上に配置される。
　なお、ゲートパッド電極ＧＰおよびエミッタパッド電極ＥＰの下方の半導体基板２２６内には、図示していないが、図１１（ｂ）の中央部と同様に、微細構造のＩＧＢＴ構造が形成されていても良い。
　さらに、図１３に示すように、中央部のＩＧＢＴ構造においても、パッシベーション用の層間絶縁膜２４４上にエミッタパッド電極ＥＰが延在して配置されていても良い。
　半導体デバイス　Ｑ１・Ｑ４としては、ＳｉＣ　ＤＩ（Double Implanted）　ＭＯＳＦＥＴ、ＳｉＣ　Ｔ（Trench）　ＭＯＳＦＥＴなどのＳｉＣ系パワーデバイス、あるいはＧａＮ系高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ: High Electron Mobility Transistor）などのＧａＮ系パワーデバイスを適用可能である。また、場合によっては、Ｓｉ系ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどのパワーデバイスも適用可能である。
　―ＳｉＣ　ＤＩ（Double Implanted）　ＭＯＳＦＥＴ―
　第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００として適用される半導体デバイスＱ１・Ｑ４の例であって、ＳｉＣ　ＤＩ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ｄの模式的断面構造は、図１４に示すように表わされる。
　図１４に示すように、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００に適用されるＳｉＣ　ＤＩ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ｄは、ｎ- 高抵抗層からなる半導体基板２２６と、半導体基板２２６の表面側に形成されたｐボディ領域２２８と、ｐボディ領域２２８の表面に形成されたｎ+ ソース領域２３０と、ｐボディ領域２２８間の半導体基板２２６の表面上に配置されたゲート絶縁膜２３２と、ゲート絶縁膜２３２上に配置されたゲート電極２３８と、ソース領域２３０およびｐボディ領域２２８に接続されたソース電極２３４と、半導体基板２２６の表面と反対側の裏面に配置されたｎ+ ドレイン領域２２４と、ｎ+ ドレイン領域２２４に接続されたドレイン電極２３６とを備える。
　図１４において、ＳｉＣ　ＤＩ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ｄは、ｐボディ領域２２８と、ｐボディ領域２２８の表面に形成されたｎ+ ソース領域２３０が、ダブルイオン注入（ＤＩ）で形成され、ソースパッド電極ＳＰは、ソース領域２３０およびｐボディ領域２２８に接続されたソース電極２３４に接続される。
　ゲートパッド電極ＧＰは、図示を省略しているが、ゲート絶縁膜２３２上に配置されたゲート電極２３８に接続される。また、ソースパッド電極ＳＰおよびゲートパッド電極ＧＰは、図１４に示すように、ＳｉＣ　ＤＩ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ｄの表面を覆うように、パッシベーション用の層間絶縁膜２４４上に配置される。
　ＳｉＣ　ＤＩ　ＭＯＳＦＥＴは、図１４に示すように、ｐボディ領域２２８に挟まれたｎ- 高抵抗層からなる半導体基板２２６内に、破線で示されるような空乏層が形成されるため、接合型ＦＥＴ（ＪＦＥＴ）効果に伴うチャネル抵抗ＲJFETが形成される。また、ｐボディ領域２２８／半導体基板２２６間には、図１４に示すように、ボディダイオードＢＤが形成される。
　―ＳｉＣ　Ｔ　ＭＯＳＦＥＴ―
　第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００として適用される半導体デバイスＱ１・Ｑ４の例であって、ＳｉＣ　Ｔ　ＭＯＳＦＥＴの模式的断面構造は、図１５に示すように表わされる。
　図１５に示すように、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００に適用されるＳｉＣ　Ｔ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ｃは、ｎ層からなる半導体基板２２６Ｎと、半導体基板２２６Ｎの表面側に形成されたｐボディ領域２２８と、ｐボディ領域２２８の表面に形成されたｎ+ ソース領域２３０と、ｐボディ領域２２８を貫通し、半導体基板２２６Ｎまで形成されたトレンチ内にゲート絶縁膜２３２および層間絶縁膜２４４Ｕ・２４４Ｂを介して形成されたトレンチゲート電極２３８ＴＧと、ソース領域２３０およびｐボディ領域２２８に接続されたソース電極２３４と、半導体基板２２６Ｎの表面と反対側の裏面に配置されたｎ+ ドレイン領域２２４と、ｎ+ ドレイン領域２２４に接続されたドレイン電極２３６とを備える。
　図１５において、ＳｉＣ　Ｔ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ｃは、ｐボディ領域２２８を貫通し、半導体基板２２６Ｎまで形成されたトレンチ内にゲート絶縁膜２３２および層間絶縁膜２４４Ｕ・２４４Ｂを介してトレンチゲート電極２３８ＴＧが形成され、ソースパッド電極ＳＰは、ソース領域２３０およびｐボディ領域２２８に接続されたソース電極２３４に接続される。
　ゲートパッド電極ＧＰは、図示を省略しているが、ゲート絶縁膜２３２上に配置されたトレンチゲート電極２３８ＴＧに接続される。また、ソースパッド電極ＳＰおよびゲートパッド電極ＧＰは、図１５に示すように、ＳｉＣ　Ｔ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ｃの表面を覆うように、パッシベーション用の層間絶縁膜２４４Ｕ上に配置される。
　ＳｉＣ　Ｔ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ｃでは、ＳｉＣ　ＤＩ　ＭＯＳＦＥＴ　１１２Ｄのような接合型ＦＥＴ（ＪＦＥＴ）効果に伴うチャネル抵抗ＲJFETは形成されない。また、ｐボディ領域２２８／半導体基板２２６Ｎ間には、図１４と同様に、ボディダイオードＢＤが形成される。
　なお、詳細な説明は省略するが、第１の実施の形態の第１・第２変形例に係るパワーモジュール装置１０に適用可能なパワーモジュール１００Ａ・１００Ｂの場合も、放熱器４２・４４の構造が異なるだけであり、上記したパワーモジュール１００の場合と同様である。
　［第２の実施の形態］
　（パワーモジュール装置）
　第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０Ａの平面構造は、図１６（ａ）に示すように表わされ、図１６（ａ）のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿うパワーモジュール装置１０Ａの模式的断面構造は、図１６（ｂ）に示すように表わされる。また、第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０Ａに適用可能な冷却装置３０Ａの平面構造は、図１７に示すように表わされる。
　冷却装置３０Ａは、図１７に示すように、冷却体部３１Ａが平面視で示す短冊（矩形）形状に形成されると共に、その装着部（上面部）３１Ａａ側に、それぞれ、冷却水路３３Ａを露出させるようにして、Ｏリング用の溝部３６Ａを有する３つの開口部３５Ａが、冷却水の取込口３２と取出口３４との間に直線状に配置されている。
　第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０Ａに適用可能なパワーモジュール１００は、上記した第１の実施の形態に係るパワーモジュール１００と基本的に同様であり、詳細な説明は省略する。
　すなわち、第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０Ａは、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、同一の構成とされた３個の２ in １タイプのパワーモジュール１００・１００・１００を冷却装置３０Ａ上に装着し、３相交流インバータ（６ in １タイプのパワーモジュール）を形成するようにした場合の例であって、この例の場合にも、各パワーモジュール１００において、冷却水路３３Ａの最下部から最上部までの高さ（ｈａ）と冷却水路３３Ａの最下部から基端部ＦＢまでの高さ（ｈｂ）とが実質的に同一の高さとなるように放熱器４０を取り付けることにより、冷却装置３０Ａの上面部に複数形成された開口部３５Ａにそれぞれ放熱器４０を装着するようにしたパワーモジュール１００をも効率よく冷却でき、過熱による劣化を抑えることが可能となる。
　なお、第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０Ａに適用可能なパワーモジュール１００としては、各パワーモジュール１００が備えるゲートドライブ基板２０を一体化させた構成（一体型ゲートドライブ基板）とすることも可能である。
　また、パワーモジュール１００に限らず、パワーモジュール１００Ａ・１００Ｂの場合にも同様に適用可能である。
　（応用例）
　第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０Ａを用いて構成される３相交流インバータ１４０において、半導体デバイスとしてＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴを適用し、電源端子ＰＬ・接地端子ＮＬ間にスナバコンデンサＣを接続した回路構成例は、図１８（ａ）に示すように表わされる。
　同様に、第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０Ａを用いて構成される３相交流インバータ１４０Ａにおいて、半導体デバイスとしてＩＧＢＴを適用し、電源端子ＰＬ・接地端子ＮＬ間にスナバコンデンサＣを接続した回路構成例は、図１８（ｂ）に示すように表わされる。
　第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０Ａを電源Ｅと接続する際、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴのスイッチング速度が速いため、接続ラインの有するインダクタンスＬによって、大きなサージ電圧Ｌｄｉ／ｄｔを生ずる。例えば、電流変化ｄｉ＝３００Ａとし、スイッチングに伴う時間変化ｄｔ＝１００ｎｓｅｃとすると、ｄｉ／ｄｔ＝３×１０9 （Ａ／ｓ）となる。
　インダクタンスＬの値により、サージ電圧Ｌｄｉ／ｄｔの値は変化するが、電源Ｅに、このサージ電圧Ｌｄｉ／ｄｔが重畳される。電源端子ＰＬ・接地端子ＮＬ間に接続されるスナバコンデンサＣによって、このサージ電圧Ｌｄｉ／ｄｔを吸収または抑制することができる。
　（具体例）
　次に、図１９を参照して、半導体デバイスとしてＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴを適用した第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０Ａを用いて構成した３相交流インバータ応用回路１４０について説明する。
　図１９に示すように、３相交流インバータ応用回路１４０は、ゲートドライブ基板２０と、ゲートドライブ基板２０に接続されるパワーモジュール装置１０Ａと、３相交流モータ部１５４とを備える。パワーモジュール装置１０Ａは、３相交流モータ部１５４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のインバータが接続されている。
　ここで、ゲートドライブ基板２０からの各出力は、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１・Ｑ４、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ２・Ｑ５、およびＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ３・Ｑ６の各ゲート電極にそれぞれ接続されている。
　パワーモジュール装置１０Ａは、電源もしくは蓄電池（Ｅ）１４６が接続されたコンバータ１４８のプラス端子（＋）とマイナス端子（－）との間に接続され、インバータ構成のＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１・Ｑ４、Ｑ２・Ｑ５、およびＱ３・Ｑ６を備える。また、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１～Ｑ６のソース・ドレイン間には、フリーホイールダイオードＤＩ１～ＤＩ６がそれぞれ逆並列に接続されている。
　次に、図２０を参照して、半導体デバイスとしてＩＧＢＴを適用した第２の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０Ａを用いて構成した３相交流インバータ応用回路１４０Ａについて説明する。
　図２０に示すように、３相交流インバータ応用回路１４０Ａは、ゲートドライブ基板２０と、ゲートドライブ基板（制御回路基板）２０に接続されるパワーモジュール装置１０Ａと、３相交流モータ部１５４Ａとを備える。パワーモジュール装置１０Ａは、３相交流モータ部１５４ＡのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のインバータが接続されている。
　ここで、ゲートドライブ基板２０からの各出力は、ＩＧＢＴ　Ｑ１・Ｑ４、ＩＧＢＴ　Ｑ２・Ｑ５、およびＩＧＢＴ　Ｑ３・Ｑ６の各ゲート電極にそれぞれ接続されている。
　パワーモジュール装置１０Ａは、蓄電池（Ｅ）１４６Ａが接続されたコンバータ１４８Ａのプラス端子（＋）とマイナス端子（－）との間に接続され、インバータ構成のＩＧＢＴ　Ｑ１・Ｑ４、Ｑ２・Ｑ５、およびＱ３・Ｑ６を備える。また、ＩＧＢＴ　Ｑ１～Ｑ６のエミッタ・コレクタ間には、フリーホイールダイオードＤＩ１～ＤＩ６がそれぞれ逆並列に接続されている。
　［第３の実施の形態］
　（冷却構造体）
　第３の実施の形態に係る冷却構造体１の鳥瞰構造は、図２１に示すように表わされる。また、図２１のＩＶ－ＩＶ線に沿う冷却構造体１の模式的断面構造は、図２２に示すように表わされる。
　図２１に示すように、第３の実施の形態に係る冷却構造体１は、冷却装置を備えてそれぞれユニット化された、例えば複数のパワーモジュールおよび冷却体ブロック（冷却体ユニット）を立体的に組み合わせたものであって、冷却水路が互いに接続されるように、冷却体ブロックの相互が連結されている。
　すなわち、第３の実施の形態に係る冷却構造体１は、図２２に示すように、４つの冷却体ブロック３Ａ～３Ｄが四角枠状に組み立てられた構成を有する。この場合、冷却体ブロック３Ａ～３Ｄは、図２３に示すように、例えば、冷却体ブロック３Ａの取出口３３４ａが冷却体ブロック３Ｄの取込口３３２ａと連結され、冷却体ブロック３Ｄの取出口３３４ａが冷却体ブロック３Ｂの取込口３３２ａと連結され、冷却体ブロック３Ｂの取出口３３４ａが冷却体ブロック３Ｃの取込口３３２ａと連結され、冷却体ブロック３Ｃの取出口３３４ａが冷却体ブロック３Ａの取込口３３２ａと連結される。各冷却体ブロック３Ａ・３Ｂ・３Ｃ・３Ｄ間において、取出口３３４ａと取込口３３２ａとの間は、それぞれＯリング１０８によって水密に連結される。
　連結をより強固なものとするために、冷却体ブロック３Ａと冷却体ブロック３Ｄとの連結部、冷却体ブロック３Ｄと冷却体ブロック３Ｂとの連結部、冷却体ブロック３Ｂと冷却体ブロック３Ｃとの連結部、および冷却体ブロック３Ｃと冷却体ブロック３Ａとの連結部を、例えばＬ字型の締結具（図示省略）などを用いてそれぞれ固定するようにしても良い。
　また、冷却体ブロック３Ａには冷却水路３３３内に冷却水を注水するための注水口（注入口）７が設けられ、対向する冷却体ブロック３Ｂには冷却水路３３３内を流れる冷却水を排水するための排水口（排出口）９が設けられる。
　これにより、冷却体ブロック３Ａの注水口７より注水された冷却水は、図２２中に矢印で示すように、冷却体ブロック３Ａの冷却水路３３３から冷却体ブロック３Ｃの冷却水路３３３および／または冷却体ブロック３Ｄの冷却水路３３３を通り、冷却体ブロック３Ｂの冷却水路３３３を経た後、冷却体ブロック３Ｂの排水口９より排水される。冷却水が冷却体ブロック３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの各冷却水路３３３を通過する際に、各パワーモジュール１００などからの発熱の吸収が行われる。
　なお、第３の実施の形態に係る冷却構造体１は、図２１に示すように、冷却体ブロック３Ａ～３Ｄを覆うようにして設けられる側面カバー５を備える。側面カバー５は、冷却体ブロック３Ａ～３Ｄの組立後に取り付けられる。
　例えば、第３の実施の形態に係る冷却構造体１を用いて３相交流インバータを構成する場合、冷却体ブロック３Ｂ～３Ｄがパワーモジュール用であり、冷却体ブロック３Ａがコンデンサモジュール用である。
　第３の実施の形態に係る冷却構造体１を構成する冷却体ブロック（パワーモジュール用）３Ｂの平面構成は図２４（ａ）に示すように表わされ、冷却体ブロック３Ｂの図示矢印Ａ方向の側面構成は図２４（ｂ）に示すように表わされ、冷却体ブロック３Ｂの図示矢印Ｂ方向の側面構成は図２４（ｃ）に示すように表わされる。また、図２４（ａ）のＶａ－Ｖａ線に沿う模式的断面構造は図２５（ａ）に示すように表わされ、図２４（ａ）のＶｂ－Ｖｂ線に沿う模式的断面構造は図２５（ｂ）に示すように表わされる。
　図２４および図２６に示すように、冷却体ブロック３Ｂにおいて、冷却装置３３０Ｂは、冷却水路３３３を備えた箱型の直方体形状を有する冷却体部３３１の、パワーモジュール１００が装着される装着部（上面部）３３１ａに設けられ、冷却水路３３３に供給するための冷却水を取り込む取込口３３２ａと、Ｏリング用の溝部３３６を有する開口部３３５とを備える。また、冷却体部３３１の隣接する冷却体ブロック３Ｃとの接合面部３３１ｃには、冷却体ブロック３Ｃの取込口３３２ａに連結される取出口３３４ａが設けられる。取込口３３２ａの内周面には、Ｏリング１０８用の溝部１０８ａが設けられ、取出口３３４ａの外周面には、Ｏリング１０８用の溝部１０８ａが設けられる。
　そして、冷却体部３３１の装着部３３１ａと対向する面３３１ｂには、冷却水路３３３内の冷却水を排水するための排水口９が設けられている。
　なお、その他の構成は、上記した第１の実施の形態で示したパワーモジュール装置１０と同様なので詳しい説明は省略する。
　また、冷却体ブロック３Ｃ、３Ｄの冷却装置３３０Ｃ、３３０Ｄは、排水口９を備えていないことを除けば、冷却体ブロック３Ｂの冷却装置３３０Ｂと同様の構成なので、詳しい説明は省略する。
　また、図２５（ｂ）に示す断面において、冷却体部３３１の壁厚が側面の一部のみ厚くなっているが、全ての部分において一様になるように、冷却水路３３３の壁厚を形成するようにしても良い。
　第３の実施の形態に係る冷却構造体１を構成する冷却体ブロック（コンデンサモジュール用）３Ａの平面構成は図２７（ａ）に示すように表わされ、冷却体ブロック３Ａの図示矢印Ａ方向の側面構成は図２７（ｂ）に示すように表わされ、冷却体ブロック３Ａの図示矢印Ｂ方向の側面構成は図２７（ｃ）に示すように表わされる。また、図２７（ａ）のＶＩＩａ－ＶＩＩａ線に沿う模式的断面構造は図２８（ａ）に示すように表わされ、図２７（ａ）のＶＩＩｂ－ＶＩＩｂ線に沿う模式的断面構造は図２８（ｂ）に示すように表わされる。
　図２７および図２８に示すように、冷却体ブロック３Ａにおいて、冷却装置３３０Ａは、冷却水路３３３を備えた箱型の直方体形状を有する冷却体部３３１の装着部３３１ａに設けられ、冷却水路３３３に供給するための冷却水を取り込む取込口３３２ａを備える。また、冷却体部３３１の隣接する冷却体ブロック３Ｄとの接合面部３３１ｃには、冷却体ブロック３Ｄの取込口３３２ａに連結される取出口３３４ａが設けられる。取込口３３２ａの内周面には、Ｏリング１０８用の溝部１０８ａが設けられ、取出口３３４ａの外周面には、Ｏリング１０８用の溝部１０８ａが設けられる。
　そして、冷却体部３３１の装着部３３１ａと対向する面３３１ｂには、冷却水路３３３内に冷却水を注水するための注水口７が設けられている。
　装着部３３１ａには、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相用の各端子がケースの外部に引き出されたコンデンサモジュール３００が取り付けられているが、パワーモジュール用と同様に開口部を設けて取り付けるようにすれば、より一層効果的に冷却できるようになると共に、容量値を適宜変更できる。
　この冷却体ブロック（第４のユニット）３Ａは、例えば、冷却体ブロック（第１～第３のユニット）３Ｂ～３Ｄを用いて６ in １モジュールを四角形状に構成する際には余剰となるため、パワーチップ以外の、冷却が必要な他の電子部品などの装着に用いて好適となる。
　コンデンサモジュール３００としては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するコンデンサが搭載されているだけでなく、パワーモジュール用のスナバコンデンサが搭載されていても良い。
　また、図２８（ａ）、（ｂ）に示す断面において、冷却体部３３１の壁厚が一様になるように、冷却水路３３３を形成するようにしても良い。
　３相交流インバータを構成する場合において、冷却構造体１は、冷却水路３３３を有し、パワーモジュール１００が装着される複数個のパワーモジュール用の冷却装置３３０Ｂ、３３０Ｃ、３３０Ｄが、冷却水路３３３を互いに連結するようにして立体的に組み立てられる。
　また、冷却構造体１は、さらに、冷却水路３３３を有し、コンデンサモジュール３００が装着されるコンデンサモジュール用の冷却装置３３０Ａを備え、このコンデンサモジュール用の冷却装置３３０Ａと、パワーモジュール用の３個の冷却装置３３０Ｂ、３３０Ｃ、３３０Ｄとを、冷却水路３３３を互いに連結するようにして立体的に組み立てられる。
　このように、第３の実施の形態に係る冷却構造体１は、冷却体ブロック３Ｂ～３Ｄに装着されるパワーモジュール１００を２ in １タイプとすることによって、２ in １モジュールを３組み内蔵した６ in １タイプの３相交流インバータを構成できる。これにより、上記で説明した通り、各パワーモジュール１００において、冷却水路３３３の最下部から最上部までの高さ（ｈａ）と冷却水路３３３の最下部から基端部ＦＢまでの高さ（ｈｂ）とが実質的に同一の高さとなるように放熱器４０を取り付けることにより、冷却装置３３０Ｂ・３３０Ｃ・３３０Ｄの上面部に形成された開口部３３５に放熱器４０を装着するようにしたパワーモジュール１００をも効率よく冷却でき、過熱による劣化を抑えることが可能となる。
　しかも、コンデンサモジュール３００などの放熱が必要な他の電子部品をも、冷却体ブロック３Ｂ～３Ｄ以外の冷却体ブロック３Ａに装着させることができるので、冷却構造体１としての冷却性能を格段に向上できる。
　特に、第３の実施の形態に係る冷却構造体１によれば、第１の実施の形態に係るパワーモジュール装置１０を配置する場合のスペースとほぼ同等のスペースに３相交流インバータを配置できるので、平面的に配置する場合に比して、配置面積の大幅な縮小化を実現できる。
　なお、パワーモジュール１００に代えて、第１変形例に係るパワーモジュール１００Ａも適用できる。
　また、第３の実施の形態に係る冷却構造体１において、冷却装置３３０Ａ・３３０Ｂ・３３０Ｃ・３３０Ｄは同一の構成としても良い。例えば、冷却装置３３０Ｂのみを用いて構成するようにした場合、冷却体ブロック３Ａを除く、冷却体ブロック３Ｃ・３Ｄにおいては、排水口９を閉塞させるようにすれば良いし、冷却体ブロック３Ａにおいては、排水口９を注水口７として使用すると共に、開口部３３５を閉塞させるようにすれば良い。すなわち、注水口７、排水口９、および開口部３３５を、適用する冷却体ブロック３Ａ～３Ｄに応じて使い分けることにより、第３の実施の形態に係る冷却構造体１は同一形状の冷却装置３３０Ｂを用いて構成することが可能である。
　また、図９に示した第２変形例のパワーモジュール１００Ｂの場合、冷却装置３３０Ａのみを用いて構成することが可能である。
　［第４の実施の形態］
　（電気自動車）
　第４の実施の形態に係る電気自動車のパワーコントロールユニット５００に適用可能な冷却構造体１において、モジュール用冷却系１４を含む冷却機構部１２の回路ブロック構成は図２９に示すように表わされる。
　図２９に示すように、第４の実施の形態に係る電気自動車のパワーコントロールユニット５００に適用可能な冷却機構部１２は、例えば、自動車用エンジンとなるモータ５０４に３相の駆動電流を供給する３相交流インバータとして構成される冷却構造体１を、モジュール用冷却系１４を用いて冷却するように構成される。
　冷却機構部１２において、モジュール用冷却系１４は、ラジエータ１６とポンプ１８とを有する。ラジエータ１６は、冷却構造体１より熱を吸収することによって上昇した冷却水の温度を、ある温度まで低下させる。ポンプ１８は、ラジエータ１６によって一定の温度に保持された冷却水を、冷却構造体１の冷却水路３３３に繰り返し供給する。
　このような構成を備える冷却機構部１２は、例えば、電気自動車のパワーコントロールユニット５００において、モータ５０４の駆動などをコントロールするＥＣＵ（Engine Control Unit）５０２によって制御されるようにしても良いし、ＥＣＵ５０２の制御によらず常に冷却構造体１を冷却できるようにしても良い。
　なお、この冷却機構部１２を、モータ５０４とは別に、自動車用エンジンを搭載したハイブリッドカーのパワーコントロールユニット５１０に適用する場合においては、図３０に示すように、冷却構造体１をモジュール用冷却系１４により冷却する場合に限らず、エンジン冷却用に搭載されているエンジン用ラジエータ５１６とポンプ５１８とを有するハイブリッド用冷却系５１４を用いて冷却するようにしても良い。ハイブリッド用冷却系５１４によって冷却構造体１を冷却できるようにしたハイブリッドカーにおいては、モジュール用冷却系１４による冷却とハイブリッド用冷却系５１４による冷却とをＥＣＵ５１２によって切換可能に構成することは勿論のこと、冷却機構部１２におけるモジュール用冷却系１４の搭載を省略することも可能である。
　電気自動車のパワーコントロールユニット５００またはハイブリッドカーのパワーコントロールユニット５１０においては、冷却構造体１に限らず、上記したいずれの実施の形態に係るパワーモジュール装置１０・１０Ａも適用可能であるが、自動車といった限られたスペースに配置することを考慮した場合、配置面積を大幅に縮小できる冷却構造体１の適用が特に有効である。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、放熱器の一部を冷却装置の上面に嵌め込む構成のパワーモジュール装置において、放熱器を嵌め込むことによって冷却水の流れが妨げられるのを抑制することができる。したがって、チップが過熱により破壊されたり、配線が溶断されたりするのを抑制でき、より信頼性の高いパワーモジュール装置、およびそれを実装するための冷却構造体、および冷却構造体を搭載した電気自動車またはハイブリッドカーを提供することができる。
　なお、本実施の形態において、パワーモジュールに適用可能な半導体パッケージ装置としては、端子電極Ｐ・Ｎ・Ｏを１本ずつ備える構造の半導体パッケージ装置に限らず、例えば図３１に示すように、出力端子電極Ｏを複数備えるような構造の半導体パッケージ装置６００などであっても良い。
　ここで、半導体パッケージ装置６００において、パッケージ６０２を形成後の平面構成（外観構造）は、図３１（ａ）に示すように表わされ、パッケージ６０２を形成前の平面パターン構成（内部構造）は、図３１（ｂ）に示すように表わされる。
　すなわち、半導体パッケージ装置６００は、図３１（ａ）、（ｂ）に示すように、複数からなる２組のＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１・Ｑ４が内蔵されたハーフブリッジ内蔵モジュールの構成を備える。図３１（ｂ）には、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１・Ｑ４が、それぞれ４チップ並列に配置されている例が示されている。例えば、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１・Ｑ４は、最大で５個のトランジスタ（チップ）を搭載することが可能であり、５チップの一部をダイオードＤＩ用として使用することも可能である。
　半導体パッケージ装置６００は、パッケージ６０２に被覆されたセラミックス基板６０４の第１の辺に配置された正側電源入力端子Ｐ（Ｄ１）および負側電源入力端子Ｎ（Ｓ４）と、第１の辺に隣接する第２の辺に配置されたゲート端子（ゲート信号端子電極）ＧＴ１・ソースセンス端子（ソース信号端子電極）ＳＳＴ１と、第１の辺に対向する第３の辺に配置された出力端子電極Ｏ（Ｓ１）・Ｏ（Ｄ４）と、第２の辺に対向する第４の辺に配置されたゲート端子ＧＴ４・ソースセンス端子ＳＳＴ４とを備える。
　図３１（ｂ）に示すように、ゲート端子ＧＴ１・ソースセンス端子ＳＳＴ１は、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１のゲート信号電極パターンＧＬ１・ソース信号電極パターンＳＬ１に接続され、ゲート端子ＧＴ４・ソースセンス端子ＳＳＴ４は、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ４のゲート信号電極パターンＧＬ４・ソース信号電極パターンＳＬ４に接続される。
　ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１・Ｑ４から信号基板６２４1 ・６２４4 上に配置されたゲート信号電極パターンＧＬ１・ＧＬ４およびソース信号電極パターンＳＬ１・ＳＬ４に向けて、ゲート用ワイヤＧＷ１・ＧＷ４およびソースセンス用ワイヤＳＳＷ１・ＳＳＷ４が接続される。また、ゲート信号電極パターンＧＬ１・ＧＬ４およびソース信号電極パターンＳＬ１・ＳＬ４には、外部取り出し用のゲート端子ＧＴ１・ＧＴ４およびソースセンス端子ＳＳＴ１・ＳＳＴ４が半田付けなどによって接続される。
　４チップ並列に配置されたＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１・Ｑ４のソースＳ１・Ｓ４は、上面板電極６２２1 ・６２２4 によって共通に接続される。
　なお、図３１（ａ）においては、図示が省略されているが、図１８などで説明したように、ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ１・Ｑ４のドレインＤ１・ソースＳ１間およびドレインＤ４・ソースＳ４間に逆並列にダイオードが接続されていても良い。
　また、本実施の形態に係るパワーモジュール装置のパワーモジュールに適用可能な半導体デバイスとしては、ＳｉＣ系パワーデバイスに限らず、ＧａＮ系やＳｉ系のパワーデバイスも採用可能である。
　また、樹脂モールドされた半導体パッケージ装置に限らず、ケース型のパッケージによってパッケージングされた半導体パッケージ装置にも適用可能である。
　また、内蔵するパワー素子が１つまたは複数個である各種のパワーモジュールに適用できる。
　さらに、パワーモジュールを冷却装置に装着する場合において、シリコンなどのサーマルコンパウンドや半田などの接合材を用いるようにしても良い。
　[その他の実施の形態]
　上記のように、実施の形態を変形例と共に記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、実施の形態を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
　このように、本実施の形態は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。
　本実施形態のパワーモジュール装置は、ＩＧＢＴモジュール、ダイオードモジュール、ＭＯＳモジュール（Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ）などの半導体モジュール作製技術に利用することができ、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）／ＥＶ（Electric Car）向けのインバータ、産業向けのインバータ、コンバータなど、幅広い応用分野に適用可能である。
１…冷却構造体
１０、１０Ａ…パワーモジュール装置
３Ａ～３Ｄ…冷却体ブロック（冷却体ユニット）
５…側面カバー
７…注水口（注入口）
９…排水口（排出口）
１２…冷却機構部
１４…モジュール用冷却系
１６…ラジエータ
１８…ポンプ
２０…ゲートドライブ基板
２２…挿通孔
３０、３０Ａ、３３０Ａ、３３０Ｂ、３３０Ｃ、３３０Ｄ…冷却装置（冷却体）
３１、３１Ａ、３３１…冷却体部
３１ａ、３１Ａａ、３３１ａ…装着部
３２、３３２ａ…取込口
３３、３３Ａ、３３３…冷却水路
３３Ｂ…最下部
３３Ｔ…最上部
３４、３３４ａ…取出口
３５、３５Ａ、３３５…開口部
３６、３６Ａ、１０８ａ、３３６…溝部
４０、４２、４４…放熱器
４０ａ、４２ａ、４４ａ…取付部
４０ｂ、４２ｂ、４４ｂ…貫通孔
４０ｃ…冷却フィン（放熱フィンまたは平板フィン）
４０ｄ、４２ｄ、４４ｄ…段部
４０ｅ、４２ｅ、４４ｅ…溝部
４２ｃ…冷却ピン（放熱ピン）
１００、１００Ａ、１００Ｂ…パワーモジュール
１０２…接合材
１０４…固着具
１０６、１０８…Ｏリング
１１０、６０２…パッケージ（封止体）
１１２、６００…半導体パッケージ装置
１１２ａ、１１２ｂ…２ in １モジュール
１１２Ａ…ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ
１１２Ｂ…ＩＧＢＴ
１１２Ｃ…ＳｉＣ　Ｔ　ＭＯＳＦＥＴ
１１２Ｄ…ＳｉＣ　ＤＩ　ＭＯＳＦＥＴ
１２０、６０４…セラミックス基板
１４０、１４０Ａ…３相交流インバータ
１４６、１４６Ａ…電源もしくは蓄電池
１４８…コンバータ
１５４…３相交流モータ部
２２４…ｎ+ ドレイン領域
２２４Ｐ…ｐ+ コレクタ領域
２２６、２２６Ｎ…半導体基板
２２８…ｐボディ領域
２３０…ソース領域
２３０Ｅ…エミッタ領域
２３２…ゲート絶縁膜
２３４…ソース電極
２３４Ｅ…エミッタ電極
２３６…ドレイン電極
２３６Ｃ…コレクタ電極
２３８…ゲート電極
２３８ＴＧ…トレンチゲート電極
２４４、２４４Ｕ、２４４Ｂ…層間絶縁膜
３００…コンデンサモジュール
３３１ｃ…接合面部
５００、５１０…パワーコントロールユニット
５０２、５１２…ＥＣＵ
５０４…モータ
５１４…ハイブリッド用冷却系
５１６…エンジン用ラジエータ
５１８…ポンプ
６２４1 、６２４4 …信号基板
６２２1 、６２２4 …上面板電極
Ｑ１～Ｑ６…半導体デバイス（ＳｉＣ　ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ）
ＦＢ、ＰＢ…基端部

Claims (23)

  1. 　電力のスイッチングを行う半導体デバイスと、前記半導体デバイスの外囲を封止する封止体と、前記封止体の一面に接合された放熱器とを有するパワーモジュールと、
    　冷却水が流れる冷却水路を有し、前記パワーモジュールの前記放熱器が前記冷却水路の途中に設けられた開口部に装着される冷却装置と
    　を備え、
    　前記冷却水路の前記開口部のある側の内面と前記開口部のある側と反対側の内面までの高さと、前記冷却水路の前記開口部のある側と反対側の内面から前記放熱器の前記封止体との接合面に対向する面までの高さとが、実質的に同一となるように前記パワーモジュールの前記放熱器が前記冷却装置の前記開口部に装着されることを特徴とするパワーモジュール装置。
  2. 　前記冷却装置は箱型の直方体形状を有し、
    　前記直方体形状の一方の面に設けられ、冷却水を前記冷却水路内に取り込む取込口と、
    　前記直方体形状の前記一方の面または他方の面に設けられ、前記冷却水を前記冷却水路内より取り出す取出口と
    　をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュール装置。
  3. 　前記冷却装置には、前記開口部が１個または複数個配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のパワーモジュール装置。
  4. 　前記放熱器は、前記封止体との接合面に対向する面に複数の冷却フィンまたは複数の冷却ピンを備えることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のパワーモジュール装置。
  5. 　前記放熱器と前記冷却水路との接触面に水密を保つためのＯリング装着用の溝が形成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のパワーモジュール装置。
  6. 　前記パワーモジュールは、ＩＧＢＴ、ダイオード、Ｓｉ系ＭＯＳＦＥＴ、ＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴ、ＧａＮ系ＦＥＴのいずれかの素子、または、複数の素子を備えることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のパワーモジュール装置。
  7. 　前記封止体の前記放熱器の接合面と反対側の面には、さらに前記パワーモジュールのスイッチングを制御するための制御回路基板が搭載されることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のパワーモジュール装置。
  8. 　電力のスイッチングを行う半導体デバイスと、前記半導体デバイスの外囲を封止する封止体と、前記封止体の一面に接合された放熱器とを有するパワーモジュールと、
    　取込口および取出口と、前記取込口から前記取出口に冷却水が流れる冷却水路と、前記冷却水路の途中に設けられ、前記放熱器を装着するための開口部とを有するパワーモジュール用の冷却装置と
    　をそれぞれ複数個備え、
    　前記冷却水路の前記取込口と前記取出口とを互いに連結するようにして、複数個の冷却装置が立体的に組み立てられてなることを特徴とするパワーモジュール装置。
  9. 　ケース内に収納されたコンデンサモジュールと、
    　冷却水を前記冷却水路内に取り込む取込口および前記冷却水を前記冷却水路内より取り出す取出口と、前記取込口から前記取出口に前記冷却水が流れるコンデンサモジュール用の冷却水路を有し、前記コンデンサモジュールが前記コンデンサモジュール用の冷却水路の一面に装着されるコンデンサモジュール用の冷却装置と
    　をさらに備え、
    　前記冷却水路の連結の一部に組み込まれてなることを特徴とする請求項８に記載のパワーモジュール装置。
  10. 　前記冷却装置は箱型の直方体形状を有し、
    　前記取込口の形成されている面と前記取出口の形成されている面とは対向する面以外で、相互に隣接する前記冷却装置の、一方の冷却装置の前記取込口と他方の冷却装置の前記取出口とが互いに連結されることにより立体的構成となることを特徴とする請求項８または９に記載のパワーモジュール装置。
  11. 　前記冷却装置のいずれか１つは、前記冷却水路内に冷却水を注入するための注入口を備え、
    　前記冷却装置の他のいずれか１つは、前記冷却水路内を流れる前記冷却水を排出するための排出口を備えることを特徴とする請求項８～１０のいずれか１項に記載のパワーモジュール装置。
  12. 　前記複数の冷却装置は、前記冷却水路内に冷却水を注入するための注入口と、前記冷却水路内を流れる前記冷却水を排出するための排出口とをさらに備える同一の形状を有し、
    　前記複数の冷却装置のいずれか１つを除く他の冷却装置の前記注入口は閉塞され、
    　前記複数の冷却装置の他のいずれか１つを除く他の冷却装置の前記排出口は閉塞されることを特徴とする請求項８～１１のいずれか１項に記載のパワーモジュール装置。
  13. 　前記放熱器は、前記封止体との接合面に対向する面に複数の冷却フィンまたは冷却ピンを備えることを特徴とする請求項８に記載のパワーモジュール装置。
  14. 　４つの前記冷却装置を環状に連結形成してなり、
    　前記冷却水は１つの前記注入口から注入された後、前記冷却水路を２方向に分流し、その後合流して１つの前記排出口から排出されるように流れることを特徴とする請求項１１～１３のいずれか１項に記載のパワーモジュール装置。
  15. 　前記冷却水路の前記開口部のある側の内面と前記開口部のある側と反対側の内面までの高さと、前記冷却水路の前記開口部のある側と反対側の内面から前記放熱器の前記封止体との接合面に対向する面までの高さとが、実質的に同一となるように前記パワーモジュールの前記放熱器が前記パワーモジュール用の冷却装置の前記開口部に装着されることを特徴とする請求項８に記載のパワーモジュール装置。
  16. 　前記パワーモジュールは、ＩＧＢＴ、ダイオード、Ｓｉ系ＭＯＳＦＥＴ、ＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴ、ＧａＮ系ＦＥＴのいずれかの素子、または、複数の素子を備えることを特徴とする請求項８に記載のパワーモジュール装置。
  17. 　前記封止体の前記放熱器の接合面と反対側の面には、さらに前記パワーモジュールのスイッチングを制御するためのゲートドライブ基板が搭載されることを特徴とする請求項８に記載のパワーモジュール装置。
  18. 　前記パワーモジュールがツーインワンモジュールを構成するようにして、前記パワーモジュール用の冷却装置上に装着された第１～第３のユニットと、
    　前記コンデンサモジュールが前記コンデンサモジュール用の冷却装置上に装着された第４のユニットと
    　を備え、
    　前記第１～前記第４のユニットを四角枠状に立体的に組み立て、シックスインワンモジュールタイプのインバータを構成することを特徴とする請求項９～１７のいずれか１項に記載のパワーモジュール装置。
  19. 　冷却水路を有し、パワーモジュールが装着される複数個の冷却装置が、冷却水路を互いに連結するようにして立体的に組み立てられてなることを特徴とする冷却構造体。
  20. 　冷却水路を有し、コンデンサモジュールが装着されるコンデンサモジュール用の冷却装置をさらに備え、
    　前記コンデンサモジュール用の冷却装置と、前記パワーモジュールが装着される３個のパワーモジュール用の冷却装置とを、冷却水路を互いに連結するようにして立体的に組み立てられてなることを特徴とする請求項１９に記載の冷却構造体。
  21. 　請求項８～１８のいずれか１項に記載のパワーモジュール装置と、前記パワーモジュール装置の動作を制御するＥＣＵ装置とを搭載することを特徴とする電気自動車またはハイブリッドカー。
  22. 　前記パワーモジュール装置により温度が上がった前記冷却水を取り込み、取り込んだ前記冷却水の温度を下げて、冷却された前記冷却水を前記冷却器に送るための冷却系を備えることを特徴とする請求項２１に記載の電気自動車またはハイブリッドカー。
  23. 　前記冷却系は、専用のラジエータおよびポンプで構成されることを特徴とする請求項２２に記載の電気自動車またはハイブリッドカー。
PCT/JP2016/080658 2015-12-04 2016-10-17 パワーモジュール装置、冷却構造体、および電気自動車またはハイブリッドカー Ceased WO2017094370A1 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017553691A JP6929788B2 (ja) 2015-12-04 2016-10-17 パワーモジュール装置、および電気自動車またはハイブリッドカー
CN201680071026.2A CN108701688B (zh) 2015-12-04 2016-10-17 功率模块装置、冷却构造体、以及电动汽车或混合动力汽车
DE112016005528.5T DE112016005528T5 (de) 2015-12-04 2016-10-17 Leistungsmodulvorrichtung, Kühlstruktur und elektrisches Fahrzeug oder elektrisches Hybridfahrzeug
US15/997,195 US10403561B2 (en) 2015-12-04 2018-06-04 Power module apparatus, cooling structure, and electric vehicle or hybrid electric vehicle
US16/511,696 US11011454B2 (en) 2015-12-04 2019-07-15 Power module apparatus, cooling structure, and electric vehicle or hybrid electric vehicle
US17/114,020 US11854937B2 (en) 2015-12-04 2020-12-07 Power module apparatus, cooling structure, and electric vehicle or hybrid electric vehicle
US18/505,325 US12424514B2 (en) 2015-12-04 2023-11-09 Power module apparatus, cooling structure, and electric vehicle or hybrid electric vehicle
US19/297,986 US20250385160A1 (en) 2015-12-04 2025-08-12 Power module apparatus, cooling structure, and electric vehicle or hybrid electric vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015237458 2015-12-04
JP2015-237458 2015-12-04

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/997,195 Continuation US10403561B2 (en) 2015-12-04 2018-06-04 Power module apparatus, cooling structure, and electric vehicle or hybrid electric vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017094370A1 true WO2017094370A1 (ja) 2017-06-08

Family

ID=58796955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/080658 Ceased WO2017094370A1 (ja) 2015-12-04 2016-10-17 パワーモジュール装置、冷却構造体、および電気自動車またはハイブリッドカー

Country Status (5)

Country Link
US (5) US10403561B2 (ja)
JP (1) JP6929788B2 (ja)
CN (1) CN108701688B (ja)
DE (1) DE112016005528T5 (ja)
WO (1) WO2017094370A1 (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109624713A (zh) * 2018-12-28 2019-04-16 陕西通家汽车股份有限公司 一种纯电动汽车集成式小三电系统
JP2021112119A (ja) * 2020-01-13 2021-08-02 ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフトZf Friedrichshafen Ag 三相インバータ
JP2021136442A (ja) * 2020-02-27 2021-09-13 技嘉科技股▲ふん▼有限公司Giga−Byte Technology Co., Ltd. 放熱装置
JP2022019039A (ja) * 2020-07-17 2022-01-27 三菱電機株式会社 電力変換装置
DE112019007567T5 (de) 2019-07-26 2022-04-28 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitermodul
US20220346286A1 (en) * 2021-04-22 2022-10-27 Hyundai Motor Company Power inverter
JP2023548625A (ja) * 2020-11-26 2023-11-17 ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト パワー半導体コンポーネント
WO2024085003A1 (ja) * 2022-10-21 2024-04-25 ローム株式会社 半導体装置の冷却構造体
WO2024203278A1 (ja) * 2023-03-28 2024-10-03 ローム株式会社 半導体モジュールおよび車両
DE112024002454T5 (de) 2023-06-08 2026-03-26 Rohm Co., Ltd. Halbleiterbauelement und fahrzeug
DE112024002471T5 (de) 2023-06-09 2026-03-26 Rohm Co., Ltd. Halbleiterbauelement und fahrzeug

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6929788B2 (ja) * 2015-12-04 2021-09-01 ローム株式会社 パワーモジュール装置、および電気自動車またはハイブリッドカー
US10636725B2 (en) * 2017-12-19 2020-04-28 Veoneer Us Inc. Electrical module cooling through waste heat recovery
CN113056817A (zh) * 2018-11-19 2021-06-29 三菱电机株式会社 半导体装置
CN111404441A (zh) * 2018-12-14 2020-07-10 湖南中车时代电动汽车股份有限公司 用于电动汽车的电机控制器及电动汽车
JP7278767B2 (ja) * 2018-12-26 2023-05-22 日立Astemo株式会社 電力変換装置
JP2020137392A (ja) * 2019-02-26 2020-08-31 本田技研工業株式会社 パワーコントロールユニットのシール構造
DE102019133678B4 (de) 2019-12-10 2024-04-04 Audi Ag Anordnung für elektronische Bauteile
FR3105710B1 (fr) * 2019-12-24 2022-03-11 Valeo Systemes De Controle Moteur Système de refroidissement d’un dispositif électronique et système électronique comprenant un tel système de refroidissement
DE102020205420A1 (de) * 2020-04-29 2021-11-04 Zf Friedrichshafen Ag Halbbrückenmodul für einen Inverter eines elektrischen Antriebs eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs und Inverter für einen elektrischen Antrieb eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs
US11652091B2 (en) * 2020-06-19 2023-05-16 Abb Schweiz Ag Solid state switching device including nested control electronics
FR3113451A1 (fr) * 2020-08-13 2022-02-18 Valeo Siemens Eautomotive France Sas Equipement électrique de puissance comprenant deux modules électroniques de puissance et un système de refroidissement intégré
CN112437593B (zh) * 2020-11-24 2022-03-25 浙江大学 一种高功率密度集成pcu模块及其液冷设计方法
CN112654210A (zh) * 2020-11-24 2021-04-13 合肥巨一动力系统有限公司 一种箱体式控制器冷却结构
JP7484765B2 (ja) * 2021-02-19 2024-05-16 株式会社デンソー 電力変換装置
US11981195B2 (en) * 2021-03-22 2024-05-14 Honda Motor Co., Ltd. Duct surface heat exchanger for vehicles
US11877425B2 (en) * 2021-05-28 2024-01-16 Gm Cruise Holdings Llc Heat spreader with integrated fins
JP7370408B2 (ja) * 2022-03-24 2023-10-27 三菱電機株式会社 電力変換装置
CN115397187B (zh) * 2022-04-07 2023-09-05 安世半导体科技(上海)有限公司 用于车辆功率模块的散热器的设计方法
TWI819768B (zh) * 2022-06-10 2023-10-21 強茂股份有限公司 金氧半導體元件及其製法
DE102022208838A1 (de) * 2022-08-26 2024-02-29 Zf Friedrichshafen Ag Halbleiterleistungsmodul mit effizienterer Wärmeabfuhr und verbessertem Schaltverhalten
DE102022123893A1 (de) 2022-09-19 2024-03-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Pulswechselrichter und Verfahren zum Kühlen eines Pulswechselrichters
CN115458412A (zh) * 2022-09-20 2022-12-09 杭州蔚斯博系统科技有限公司 功率变换装置组装方法，其形成的装置及包括其的系统
TWI861653B (zh) * 2022-12-30 2024-11-11 艾姆勒科技股份有限公司 大尺寸之電動車水冷散熱器
US12398963B2 (en) 2023-03-20 2025-08-26 Amulaire Thermal Technology, Inc. Large-size liquid-cooling cooler for electric vehicle
DE102023203521A1 (de) * 2023-04-18 2024-10-24 Zf Friedrichshafen Ag Entwärmungsvorrichtung für ein elektrisches Bauteil für einen Stromrichter und elektrisches Bauteil
DE102024200309B4 (de) * 2024-01-15 2025-10-09 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsinverter mit Kühler und Kraftfahrzeug
CN118782561B (zh) * 2024-09-11 2024-11-15 浙江翠展微电子有限公司 一种高散热性的hpd功率模块

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08505985A (ja) * 1993-01-20 1996-06-25 ウェイブドライバー・リミテッド パワー半導体用取付アセンブリ
JPH10248198A (ja) * 1997-02-28 1998-09-14 Toshiba Corp インバータ一体型モータ
JP2005143151A (ja) * 2003-10-14 2005-06-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 環状パワーモジュール
JP2005354000A (ja) * 2004-06-14 2005-12-22 Toyota Motor Corp 電力用半導体装置
JP2006165534A (ja) * 2004-11-11 2006-06-22 Denso Corp 半導体装置
JP2006304522A (ja) * 2005-04-22 2006-11-02 Mitsubishi Electric Corp パワーユニット装置及び電力変換装置
JP2009081273A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Rohm Co Ltd 半導体装置
JP2012010540A (ja) * 2010-06-28 2012-01-12 Denso Corp 電力変換装置
JP2012147564A (ja) * 2011-01-12 2012-08-02 Hitachi Automotive Systems Ltd 回転電機ユニット
JP2014512678A (ja) * 2011-03-29 2014-05-22 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 電子モジュールおよびその製造方法

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3930114A (en) * 1975-03-17 1975-12-30 Nat Semiconductor Corp Integrated circuit package utilizing novel heat sink structure
JPS52116074A (en) * 1976-03-26 1977-09-29 Hitachi Ltd Electronic part
JPS5471572A (en) * 1977-11-18 1979-06-08 Fujitsu Ltd Semiconductor device
US4611238A (en) * 1982-05-05 1986-09-09 Burroughs Corporation Integrated circuit package incorporating low-stress omnidirectional heat sink
US5289344A (en) * 1992-10-08 1994-02-22 Allegro Microsystems Inc. Integrated-circuit lead-frame package with failure-resistant ground-lead and heat-sink means
US6326678B1 (en) * 1993-09-03 2001-12-04 Asat, Limited Molded plastic package with heat sink and enhanced electrical performance
KR0126781Y1 (ko) * 1994-08-23 1999-05-01 이형도 반도체소자 방열장치
US6208513B1 (en) * 1995-01-17 2001-03-27 Compaq Computer Corporation Independently mounted cooling fins for a low-stress semiconductor package
JP3911828B2 (ja) * 1998-03-19 2007-05-09 株式会社富士通ゼネラル パワーモジュールのヒートシンク取付構造
JPH11346480A (ja) 1998-06-02 1999-12-14 Hitachi Ltd インバータ装置
KR100382726B1 (ko) * 2000-11-24 2003-05-09 삼성전자주식회사 반도체 패키지의 냉각 장치
JP2003100986A (ja) * 2001-09-26 2003-04-04 Toshiba Corp 半導体装置
US20040173894A1 (en) * 2001-09-27 2004-09-09 Amkor Technology, Inc. Integrated circuit package including interconnection posts for multiple electrical connections
US7215012B2 (en) * 2003-01-03 2007-05-08 Gem Services, Inc. Space-efficient package for laterally conducting device
JP2004247684A (ja) 2003-02-17 2004-09-02 Toyota Motor Corp 放熱板および放熱装置
US7449780B2 (en) * 2003-03-31 2008-11-11 Intel Corporation Apparatus to minimize thermal impedance using copper on die backside
JP2005064291A (ja) * 2003-08-14 2005-03-10 Nissan Motor Co Ltd 絶縁シートおよびこの絶縁シートを用いた半導体装置組立体
JP2005109100A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
KR100441260B1 (ko) * 2003-10-20 2004-07-21 주식회사 케이이씨 정류 다이오드 패키지
JP3854957B2 (ja) * 2003-10-20 2006-12-06 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法および半導体装置
US8125781B2 (en) 2004-11-11 2012-02-28 Denso Corporation Semiconductor device
US8680666B2 (en) * 2006-05-24 2014-03-25 International Rectifier Corporation Bond wireless power module with double-sided single device cooling and immersion bath cooling
JP2007335663A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Toyota Motor Corp 半導体モジュール
KR20090013564A (ko) * 2007-08-02 2009-02-05 삼성전자주식회사 반도체 패키지 장치 및 그 제조방법
US20090091892A1 (en) 2007-09-26 2009-04-09 Rohm Co., Ltd. Semiconductor Device
JP2009182261A (ja) 2008-01-31 2009-08-13 Rohm Co Ltd 半導体装置
US7875962B2 (en) * 2007-10-15 2011-01-25 Power Integrations, Inc. Package for a power semiconductor device
JP2009130060A (ja) * 2007-11-21 2009-06-11 Toyota Industries Corp 放熱装置
JP5343574B2 (ja) * 2009-01-20 2013-11-13 トヨタ自動車株式会社 ヒートシンクのろう付け方法
JP2010171279A (ja) * 2009-01-23 2010-08-05 Toyota Motor Corp 放熱装置
US7977776B2 (en) * 2009-03-24 2011-07-12 Fairchild Semiconductor Corporation Multichip discrete package
WO2011061779A1 (ja) * 2009-11-17 2011-05-26 三菱電機株式会社 放熱機器及び放熱機器の製造方法
WO2011084963A2 (en) * 2010-01-05 2011-07-14 Iota, Inc. Mobile communications resource management system
JP5380376B2 (ja) * 2010-06-21 2014-01-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワー半導体装置
AU2011278089B2 (en) * 2010-07-16 2015-07-16 Emblation Limited Apparatus and method for thermal interfacing
US20120235293A1 (en) 2011-03-15 2012-09-20 Infineon Technologies Ag Semiconductor device including a base plate
DE102011121064A1 (de) 2011-12-14 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Kaskadierbares Kühlsystem
DE102012206271A1 (de) 2012-04-17 2013-10-17 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Flüssigkeitsgekühlte Anordnung mit anreihbaren Leistungshalbleitermodulen und mindestens einer Kondensatoreinrichtung und Leistungshalbleitermodul hierzu
JP6028592B2 (ja) * 2013-01-25 2016-11-16 三菱電機株式会社 半導体装置
US20140265743A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Remy Technologies, Llc Power electronics spring loaded between cover and housing
KR101827186B1 (ko) * 2013-09-04 2018-02-07 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 반도체 모듈 및 인버터 장치
US9892992B2 (en) * 2013-09-27 2018-02-13 Mitsubishi Electric Corporation Swaged heat sink and heat sink integrated power module
JP2015073012A (ja) * 2013-10-03 2015-04-16 富士電機株式会社 半導体装置
JP6482954B2 (ja) * 2015-06-02 2019-03-13 昭和電工株式会社 液冷式冷却装置
DE102015118245B4 (de) * 2015-10-26 2024-10-10 Infineon Technologies Austria Ag Elektronische Komponente mit einem thermischen Schnittstellenmaterial, Herstellungsverfahren für eine elektronische Komponente, Wärmeabfuhrkörper mit einem thermischen Schnittstellenmaterial und thermisches Schnittstellenmaterial
US10553523B2 (en) * 2015-11-20 2020-02-04 Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor device
JP6929788B2 (ja) * 2015-12-04 2021-09-01 ローム株式会社 パワーモジュール装置、および電気自動車またはハイブリッドカー
CN108231714B (zh) * 2016-12-14 2019-12-27 株洲中车时代电气股份有限公司 一种功率模块及其制作方法
US10431538B2 (en) * 2017-06-30 2019-10-01 Hamilton Sundstrand Corporation Transistor packages
JP2019087636A (ja) * 2017-11-07 2019-06-06 富士電機株式会社 半導体パッケージ
US10566713B2 (en) * 2018-01-09 2020-02-18 Semiconductor Components Industries, Llc Press-fit power module and related methods
DE102019206262A1 (de) * 2019-05-02 2020-11-05 Abb Schweiz Ag Halbleiterbauteil, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils
US11211320B2 (en) * 2019-12-31 2021-12-28 Texas Instruments Incorporated Package with shifted lead neck
US11552006B2 (en) * 2020-07-22 2023-01-10 Texas Instruments Incorporated Coated semiconductor devices

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08505985A (ja) * 1993-01-20 1996-06-25 ウェイブドライバー・リミテッド パワー半導体用取付アセンブリ
JPH10248198A (ja) * 1997-02-28 1998-09-14 Toshiba Corp インバータ一体型モータ
JP2005143151A (ja) * 2003-10-14 2005-06-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 環状パワーモジュール
JP2005354000A (ja) * 2004-06-14 2005-12-22 Toyota Motor Corp 電力用半導体装置
JP2006165534A (ja) * 2004-11-11 2006-06-22 Denso Corp 半導体装置
JP2006304522A (ja) * 2005-04-22 2006-11-02 Mitsubishi Electric Corp パワーユニット装置及び電力変換装置
JP2009081273A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Rohm Co Ltd 半導体装置
JP2012010540A (ja) * 2010-06-28 2012-01-12 Denso Corp 電力変換装置
JP2012147564A (ja) * 2011-01-12 2012-08-02 Hitachi Automotive Systems Ltd 回転電機ユニット
JP2014512678A (ja) * 2011-03-29 2014-05-22 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 電子モジュールおよびその製造方法

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109624713A (zh) * 2018-12-28 2019-04-16 陕西通家汽车股份有限公司 一种纯电动汽车集成式小三电系统
CN109624713B (zh) * 2018-12-28 2024-04-05 陕西通家汽车股份有限公司 一种纯电动汽车集成式小三电系统
DE112019007567T5 (de) 2019-07-26 2022-04-28 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitermodul
US12183658B2 (en) 2019-07-26 2024-12-31 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor module
JP2021112119A (ja) * 2020-01-13 2021-08-02 ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフトZf Friedrichshafen Ag 三相インバータ
JP2021136442A (ja) * 2020-02-27 2021-09-13 技嘉科技股▲ふん▼有限公司Giga−Byte Technology Co., Ltd. 放熱装置
JP7118186B2 (ja) 2020-02-27 2022-08-15 技嘉科技股▲ふん▼有限公司 放熱装置
JP2022019039A (ja) * 2020-07-17 2022-01-27 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP2023548625A (ja) * 2020-11-26 2023-11-17 ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト パワー半導体コンポーネント
US12494409B2 (en) 2020-11-26 2025-12-09 Hitachi Energy Ltd Power semiconductor component
JP7644236B2 (ja) 2020-11-26 2025-03-11 ヒタチ・エナジー・リミテッド パワー半導体コンポーネント
US20220346286A1 (en) * 2021-04-22 2022-10-27 Hyundai Motor Company Power inverter
US12150286B2 (en) * 2021-04-22 2024-11-19 Hyundai Motor Company Power inverter with extrusion cooler with flow holes
WO2024085003A1 (ja) * 2022-10-21 2024-04-25 ローム株式会社 半導体装置の冷却構造体
WO2024203278A1 (ja) * 2023-03-28 2024-10-03 ローム株式会社 半導体モジュールおよび車両
DE112024002454T5 (de) 2023-06-08 2026-03-26 Rohm Co., Ltd. Halbleiterbauelement und fahrzeug
DE112024002471T5 (de) 2023-06-09 2026-03-26 Rohm Co., Ltd. Halbleiterbauelement und fahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
US11854937B2 (en) 2023-12-26
US20190341336A1 (en) 2019-11-07
CN108701688A (zh) 2018-10-23
DE112016005528T5 (de) 2018-08-30
CN108701688B (zh) 2021-11-09
US20210111099A1 (en) 2021-04-15
US20240079293A1 (en) 2024-03-07
US11011454B2 (en) 2021-05-18
US20250385160A1 (en) 2025-12-18
US12424514B2 (en) 2025-09-23
US10403561B2 (en) 2019-09-03
JP6929788B2 (ja) 2021-09-01
US20180286781A1 (en) 2018-10-04
JPWO2017094370A1 (ja) 2018-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6929788B2 (ja) パワーモジュール装置、および電気自動車またはハイブリッドカー
JP7812875B2 (ja) インテリジェントパワーモジュール
US10778113B2 (en) Intelligent power module, electric vehicle, and hybrid car
US11037847B2 (en) Method of manufacturing semiconductor module and semiconductor module
CN213692016U (zh) 功率半导体装置
US20170213783A1 (en) Multi-chip semiconductor power package
JP6739993B2 (ja) パワーモジュールの製造方法
WO2018047485A1 (ja) パワーモジュールおよびインバータ装置
CN119008616A (zh) 封装体
JP7613169B2 (ja) 半導体モジュール
US20260076183A1 (en) Electronic device
WO2023004661A1 (en) Semiconductor arrangement
CN121241433A (zh) 半导体功率模块、半导体功率封装体以及用于制造半导体功率模块的方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16870310

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017553691

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112016005528

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16870310

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1