WO2020031753A1 - 冷却器、半導体モジュール - Google Patents

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WO2020031753A1
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遼一 加藤
広道 郷原
池田　良成
朋之 宮下
義博 立石
俊介 沼田
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Waseda University
Fuji Electric Co Ltd
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Waseda University
Fuji Electric Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a cooler for cooling a semiconductor element by a fluid and a semiconductor module having the cooler.
  • a cooling fin is used as a heat radiating member in order to suppress an adverse effect due to heat generated from a circuit.
  • the following liquid cooling type cooling device is known.
  • One of two adjacent fins two adjacent crests on the left fin and the other of the two inclined portions connecting the crests located between both crests (the right side facing the right fin)
  • a point P1 at which the two intersections of the horizontal plane intersect are connected by a first straight line L1 extending in the front-rear direction.
  • two intersecting lines consisting of the horizontal surface and the left side surface facing the left fin of the two slope portions connecting the adjacent wave bottom portions and the wave crest portions located between both wave bottom portions in the right fin cross each other.
  • the points P2 are connected by a second straight line L2 extending in the front-back direction.
  • the first straight line L1 is located on the right side of the second straight line L2, and the points P1 and P2 are on the opposite fin side adjacent to one straight line extending in the front-rear direction (flow direction of the coolant) on the horizontal plane. It is located in. Therefore, the coolant flows in a meandering manner between the two adjacent fins in the coolant channel (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-165298).
  • the fin structure of the above document has a longer contact time of the coolant with the heating element and higher heat dissipation performance than the conventional straight fin.
  • a fin structure having both heat dissipation performance and low pressure loss of the cooling liquid is ideal, and further improvement is required.
  • an object of the present invention is to provide a cooler having high cooling efficiency and low pressure loss.
  • the first invention has at least a top plate and a flow path portion including a bottom plate, and a continuous groove-shaped flow path through which a fluid flows between the top plate and the bottom plate.
  • the flow path when viewed from a direction parallel to the top plate and crossing the flow path, a surface of the flow path on the top plate side and The surface on the bottom plate side has a corrugated shape bent in synchronization with the top plate side and the bottom plate side.
  • the flow path portion includes at least the top plate and the bottom plate, and the semiconductor element can be cooled by a fluid (for example, water) flowing through the flow path between the top plate and the bottom plate.
  • a fluid for example, water
  • the flow path has a top plate side surface and a bottom plate side surface that are bent in synchronization with the top plate side and the bottom plate side. Since the fluid has a wavy shape, the fluid moves while swinging toward the top plate and the bottom plate. As a result, the contact area of the fluid with the inner wall of the flow channel can be increased, and the fluid flows while maintaining a low pressure loss due to eddy currents, thereby realizing a cooler with high cooling efficiency and low pressure loss. Can be.
  • the flow path portion has at least one plate-like fin disposed between the top plate and the bottom plate, and the plate portion is provided between the top plate and the bottom plate.
  • a plurality of flow paths partitioned by a shape fin are formed, and the plurality of flow paths are formed of the plurality of flow paths when viewed from a direction parallel to the top plate and crossing the plurality of flow paths. It is preferable that the surface on the top plate side and the surface on the bottom plate side have a corrugated shape bent in synchronization with the top plate side and the bottom plate side.
  • At least one plate-like fin is arranged between the top plate and the bottom plate of the cooler, and a plurality of flow paths partitioned by the plate-like fins are formed between the top plate and the bottom plate.
  • These channels have a corrugated shape that bends in synchronization with the top plate side and the bottom plate side. Since the fluid flowing through a plurality of flow paths formed by overlapping between the top plate and the bottom plate oscillates in synchronization with the top plate side and the bottom plate side, it proceeds while cooling, while suppressing pressure loss to a low level. Efficiency can be further increased.
  • the flow path has a corrugated shape in which both side surfaces of the flow path are synchronously bent when viewed from a direction perpendicular to the top plate. .
  • the flow path of the plate-like fin has a corrugated shape in which both side surfaces of the flow path are synchronously bent when viewed from a direction perpendicular to the top plate.
  • the robot advances while swinging in the left-right direction along the surface of the top board.
  • the spacing y 1 between the peaks and valleys of the flow path when viewed in a direction perpendicular to the top plate, parallel to and the flow path relative to the top plate and spacing y 2 between peaks and valleys of the flow path when viewed in the direction intersecting the it is preferably equal.
  • Distance y 1 when viewed from a direction perpendicular to the top plate is a half wavelength of the waveform as seen from the direction, as viewed in the direction intersecting the parallel and the flow path relative to the top plate
  • distance y 2 is a half wavelength of the waveform as seen from the direction.
  • the corrugated shape of the flow path when viewed from a direction perpendicular to the top plate is parallel to the top plate and intersects the flow path.
  • the amplitude of the flow path when viewed from a direction perpendicular to the top plate is x 1 , which is parallel to the top plate and crosses the flow path.
  • x 1 which is parallel to the top plate and crosses the flow path.
  • z 1 preferably in the relationship of z 1 ⁇ x 1 ⁇ 3z 1 .
  • the flow path when the amplitude x 1 of the flow path when viewed from a direction perpendicular to the top plate, viewed from a direction intersecting the parallel and the flow path relative to the top plate it can be changed in the one to three times the amplitude z 1.
  • the amplitude x 1 considering the total length of the channel by setting some extent within the above range, to increase the area in contact fluid within the semiconductor device, it is possible to enhance the cooling efficiency.
  • the cooler according to the first aspect of the present invention when an interval between the adjacent flow paths when viewed from a direction perpendicular to the top plate is x 2 , and a width of the flow path is x 3 , 2x 3 ⁇ it is preferable that the relationship of x 2.
  • the distance x 2 in the flow path adjacent when viewed from the direction perpendicular to the top plate by at least twice the width x 3 of the flow path, a certain number of channels Can be formed. This also increases the area where the fluid comes into contact with the semiconductor element, so that the cooling efficiency can be increased.
  • a semiconductor module includes a semiconductor element, a stacked substrate on which the semiconductor element is mounted, an upper surface and a lower surface of an insulating substrate sandwiched between conductive plates, and a side of the stacked substrate on which the semiconductor element is not mounted.
  • the semiconductor element is mounted on the laminated substrate, and the side of the laminated substrate on which the semiconductor element is not mounted is connected to the cooler.
  • a fluid for example, water
  • the semiconductor element flows through the cooler, and the semiconductor element can be effectively cooled by forming the laminated substrate with a material having high thermal conductivity.
  • the flow path of the flow path of the cooler (Claim 1) has a top plate side surface and a bottom plate side surface when viewed from a direction parallel to the top plate and crossing the flow path. Since the fluid has a corrugated shape that bends in synchronization with the side and the bottom plate, the fluid proceeds while swinging toward the top and bottom plates. Accordingly, the contact area between the fluid and the inner wall of the flow channel can be increased, and the fluid flows while keeping the pressure loss due to the eddy current or the like low, so that the cooling efficiency of the semiconductor element can be increased.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor module according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of a flow path section that forms the cooler.
  • FIG. 2 is a perspective view (two plate-like fins) of a flow path part constituting the cooler.
  • FIG. 3B is an enlarged view of a region R1 in FIG. 3A.
  • FIG. 4B is an enlarged view of a region R2 in FIG. 4A.
  • FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor module 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the semiconductor module 100 mainly includes two semiconductor elements 1a and 1b, a wiring board 3, a laminated board 5, a cooler 7, a case 9, and the like. As shown, the semiconductor elements 1a and 1b, the wiring substrate 3 and the laminated substrate 5 are housed in a case 9 and are molded with a resin 8.
  • a cooler 7 for cooling the semiconductor elements 1a and 1b is provided on the lower surface of the case 9.
  • the semiconductor elements 1a and 1b are, for example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) or power MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Further, these transistors may be RB-IGBT (Reverse Blocking-IGBT) or RC-IGBT (Reverse Conducting-IGBT) formed in one semiconductor element in the vertical direction.
  • IGBTs Insulated Gate Bipolar Transistor
  • MOSFETs Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • RB-IGBT Reverse Blocking-IGBT
  • RC-IGBT Reverse Conducting-IGBT
  • the wiring board 3 is provided on the upper surface side of the semiconductor elements 1a and 1b.
  • the wiring board 3 has a structure in which both surfaces of an insulating substrate are covered with metal foil, and the metal foil on the lower surface is formed so as to face the semiconductor elements 1a and 1b.
  • the insulating substrate is preferably made of a material having a low dielectric constant and a high thermal conductivity.
  • a resin insulating material containing a resin such as an epoxy resin or a ceramic such as Si 3 N 4 , AlN, or Al 2 O 3 can be used.
  • the metal foil is preferably made of a material having a low electric resistance and a high thermal conductivity.
  • Cu can be used.
  • the pin 4 has one end joined to the upper surfaces of the semiconductor elements 1 a and 1 b by the metal joining member 2 a, and the other end used for connection to the wiring board 3.
  • the pin 4 can be made of a metal having low electric resistance and high thermal conductivity, for example, Cu.
  • the metal joining member 2a may be a member having fine metal particles such as solder and silver.
  • a plurality of pins 4 are arranged for each of the semiconductor elements 1a and 1b. With such a structure, the electric resistance can be reduced and the heat conduction performance can be improved.
  • the laminated substrate 5 includes an insulating substrate 52, a first conductive plate 51 formed on the upper surface thereof, and a second conductive plate 53 formed on the lower surface thereof.
  • the insulating substrate 52 can be made of a material having excellent electrical insulation and thermal conductivity. Examples of the material of the insulating substrate 52 include Al 2 O 3 , AlN, and Si 3 N 4 . In particular, for high withstand voltage applications, a material having both electrical insulation and thermal conductivity is preferable, and AlN and Si 3 N 4 can be used, but not limited thereto.
  • a metal material such as Cu or Al having excellent conductivity and workability can be used.
  • the second conductive plate 53 made of Cu may be referred to as a back surface copper foil.
  • Cu or Al which has been subjected to a treatment such as Ni plating for the purpose of rust prevention or the like may be used.
  • Examples of a method of disposing the conductive plates 51 and 53 on the surface of the insulating substrate 52 include a direct bonding method (Direct Copper Bonding method), a brazing material bonding method (Active Metal Brazing method), and the like.
  • the laminated substrate 5 is provided on the lower surface side of the semiconductor elements 1a and 1b.
  • the laminated substrate 5 has a structure in which both surfaces of the insulating substrate 52 are covered with a metal foil such as Cu, and is electrically separated from the metal foil by the insulating property of the insulating substrate 52. It is preferable that the periphery of the insulating substrate 52 protrude outside the periphery of the conductive plates 51 and 53.
  • the insulating substrate 52 has the second conductive plate 53 such as a copper foil on the back surface.
  • the insulating substrate and the cooler are thermally connected by a bonding member having excellent heat conductivity. They may be joined (in a manner in which heat is efficiently conducted).
  • the semiconductor element is mounted on the laminated substrate. Specifically, the lower surfaces of the semiconductor elements 1a and 1b and the first conductive plate 51 on the upper surface of the laminated substrate 5 are electrically and thermally joined by the metal joining member 2b. Although the metal foils on the upper and lower surfaces of the laminated substrate 5 are electrically separated, the heat conduction between them is good. Further, the second conductive plate 53 on the lower surface side of the laminated substrate 5 and the outer wall (top plate 7a) of the cooler 7 are joined by a metal joining member 2c. That is, the semiconductor elements 1a and 1b are arranged above the top plate 7a of the cooler 7.
  • the metal joining members 2b and 2c may be members having fine metal particles such as solder and silver having excellent heat conductivity and conductivity.
  • the joining member may be a conductive metal joining member or a thermal compound mainly composed of a base oil and a ceramic filler.
  • the thermal conductivity of the above-mentioned joining member is preferably 1 W / m ⁇ K or more, and more preferably 10 W / m ⁇ K or more.
  • the cooler 7 includes a top plate 7a, a bottom plate 7b, a side frame 7c, and a flow path 7d.
  • the flow path portion 7d has, for example, a structure in which a plurality of plate-like fins are stacked in the Z-axis direction.
  • a metal having a high thermal conductivity such as Al or Cu is used as a material of the top plate 7a, the bottom plate 7b, and the flow path portion 7d constituting the flow path.
  • FIG. 2 is a perspective view when the flow path portion 7d is taken out of the cooler 7 and partially disassembled.
  • the flow path portion 7d is composed of six plate-like fins 7d1 to 7d6.
  • the uppermost plate-like fin 7d1 has a continuous groove-like flow path through which fluid flows only on the lower surface side. In this case, the uppermost plate-like fin 7d1 may also serve as the top plate.
  • the lowermost plate-like fin 7d6 has a flow path formed only on the upper surface side. In this case, the lowermost plate-like fin 7d6 may also serve as the bottom plate.
  • the number of plate-like fins is not limited to six, and may be, for example, two plate-like fins 7d1 (top plate) and plate-like fins 7d6 (bottom plate).
  • the flow path of the flow path portion 7d ' has one stage.
  • FIG. 3B shows a state where the flow path 7d 'in FIG. 3A is viewed from the side.
  • the fluid that has flowed in the Y-axis direction from the inflow port 7e of the cooler 7 passes through the flow path of the flow path 7d ', and flows out of the outflow port 7f to the outside.
  • the flow path of the flow path portion 7d ' is composed of a plate-like fin 7d1 and a plate-like fin 7d6 in one step, and has a wavy shape bent in a vertical direction (Z-axis direction).
  • the direction perpendicular to the top plate in the present invention means the Z-axis direction (vertical direction) in FIGS. 2 and 3A.
  • the direction parallel to the top plate and crossing the flow channel in the present invention means the X-axis direction (the direction in which the flow channel portion 7d 'is viewed from the side surface) in FIGS. 2 and 3A.
  • the direction of the flow channel in the present invention means the Y-axis direction in FIGS. 2, 3A, and 3B.
  • the plate-like fins 7d2 to 7d5 arranged between the plate-like fin 7d1 and the plate-like fin 7d6 all have the same structure, and flow paths may be formed on both sides thereof.
  • a flow path having a certain height is formed.
  • Each of the flow paths has a periodic displacement so as to bend in a vertical direction while maintaining a constant height.
  • the thickness of the plate-like fins 7d2 to 7d5 is 3.0 mm, and the flow path formed on one side has a deep portion and a shallow portion in the Z-axis direction.
  • the flow paths of the plate-like fins 7d2 to 7d5 are formed at equal intervals in the X-axis direction, and the deep part of the flow path on the front side corresponds to the shallow part of the flow path on the back side.
  • a wave-shaped flow path is formed in which the height is constant and the upper and lower surfaces of the flow path are bent vertically in synchronization with each other.
  • the surface on the top plate side of the flow channel in the present invention means the upper surface
  • the surface on the bottom plate side of the flow channel means the lower surface.
  • the fluid passing through the flow path of the flow path 7d travels while swinging in the vertical direction (Z-axis direction).
  • the cooled fluid that has flowed into the flow path portion 7d from the inflow port 7e proceeds without generating a vortex or stagnation in the flow path, and in the vertical direction.
  • Fluid exchange occurs in Therefore, since the cooled fluid effectively contacts the inner wall of the flow path of the cooler 7, the cooling effect can be enhanced by heat exchange. That is, heat generated by the semiconductor elements 1a and 1b disposed above the top plate 7a of the cooler 7 can be effectively transmitted in the direction of the bottom plate 7b (downward) of the cooler 7.
  • specific shape parameters see FIG. 5B, which will be described later, such as the interval y 2 , the amplitude z 1 , the channel interval z 2 , and the channel width z 3 are the same as those described in the second embodiment below. is there.
  • the flow path of the cooler has a wavy shape in which the upper surface and the lower surface are synchronously bent in the vertical direction, and in addition, a wave shape in which both side surfaces of the flow path are synchronously bent in the horizontal direction. Is preferred.
  • FIG. 4A shows a state where the cooler 7 of FIG. 1 is viewed from above the top plate 7a (a direction perpendicular to the top plate 7a) (without the top plate 7a).
  • the flow path cannot be visually recognized due to the presence of the uppermost plate-like fin 7d1, but is shown for explanation.
  • the flow path on the illustrated XY plane is referred to as a flow path ⁇ .
  • a large number of channels ⁇ are arranged at regular intervals in the X-axis direction, and both sides of the channel ⁇ have a corrugated shape that bends in the left-right direction (X-axis direction) synchronously.
  • the shape of the side frame 7c is not limited to an octagon, the side frame 7c has a fluid inlet 7e and a fluid outlet 7f in the Y-axis direction, which is the direction in which the fluid (cooling liquid such as water) travels.
  • FIG. 4B is an enlarged view of a region R1 in FIG. 4A.
  • the amplitude x 1 corresponds to the amplitude of the channel alpha. Amplitude x 1 is preferably in the range of 0.2 to 1.5 mm.
  • the channel spacing x 2 is the shortest distance between the flow channel alpha, microfluidic channel distance x 2 is preferably in the range of 0.8 to 2.0 mm.
  • the flow path width x 3 is the width of the flow channel alpha, in the present embodiment, the channel width x 3 is 0.9 mm.
  • the flow path width x 3 is preferably in the range of 0.8 to 1.5 mm. Incidentally, when the flow path width x 3 too narrow, or clogged the particles in the refrigerant is not preferred because the pressure loss or increase.
  • microfluidic channel distance x 2 and the flow path width x 3 is preferably in the relationship of 2x 3 ⁇ x 2.
  • the area where the fluid contacts the semiconductor elements 1a and 1b increases, so that the cooling efficiency can be increased by heat exchange.
  • the channel is preferably corrugated shape bent periodically in the lateral direction, there is a distance y 1 as one of the shape parameter which indicates the periodicity.
  • Distance y 1 the interval of the bent portion of the flow channel alpha, i.e., the distance between the peaks and valleys of the corrugated shape (half wavelength).
  • Distance y 1 is preferably in the range of 7.5mm to 4.5.
  • FIG. 5A shows a state in which the cooler 7 of FIG. 1 is viewed from the side (the side frame 7c is not provided). In this case as well, actually, the flow passage cannot be visually recognized from the side of the flow passage portion 7d, but is shown for explanation.
  • the flow path on the illustrated YZ plane is referred to as flow path ⁇ .
  • the fluid that has flowed in from the inflow port 7e of the cooler 7 passes through each flow path of the flow path section 7d, and flows out of the outflow port 7f to the outside.
  • the five flow paths ⁇ are arranged at equal intervals in the Z-axis direction, and have a corrugated shape in which both side surfaces of the flow path ⁇ are synchronously bent in the vertical direction (Z-axis direction).
  • the number of flow paths can be changed by the number of plate-like fins constituting the flow path portion 7d.
  • FIG. 5B is an enlarged view of a region R2 in FIG. 5A.
  • the channel is preferably a wave-shape bent periodically in the vertical direction, there is a distance y 2 as one of the shape parameter which indicates the periodicity.
  • Distance y 2 the spacing of the bent portion of the flow path beta, i.e., the distance between the peaks and valleys of the corrugated shape (half wavelength).
  • Distance y 2 is in the range of 7.5mm to 4.5, is preferably the same length as the distance y 1 of the above.
  • the amplitude z 1 corresponds to the amplitude of the channel beta.
  • Amplitude z 1 is in the range of from 0.2 to 1.5 mm, between the amplitude z 1 and the amplitude x 1 described above, there is preferably a relation of z 1 ⁇ x 1 ⁇ 3z 1.
  • the flow path width z 3 of the channel ⁇ is 0.9 mm, cross section seen the passage from the Y axis direction is a square (see FIG. 1).
  • Passage width z 3 is preferably in the range of 0.8 to 1.5 mm.
  • the channel spacing z 2 is the distance between the channel beta, also the plate thickness separating the flow path.
  • Microfluidic channel distance z 2 is preferably in the range of 0.3 to 2.0 mm. If the channel spacing z 2 is 0.3mm or more, not every deformation of the fins, it is possible to satisfy the strength of the cooler. Moreover, since the microfluidic channel distance z 2 is lowered and the cooling efficiency is thicker than 2.0 mm, preferably not more than 2.0 mm.
  • phase difference ⁇ is an important shape parameter of the cooler 7 that affects the cooling efficiency (the temperature of the semiconductor elements 1a and 1b) and the pressure loss.
  • the distance y 2 of the distance y 1 and the flow passage ⁇ of the channel alpha is preferably equal to the distance y 2 of the distance y 1 and the flow passage ⁇ of the channel alpha. Also, it may be equal to channel width x 3 and the flow path width z 3 of the channel ⁇ of the channel alpha (amplitude varies).
  • the shape parameters affecting the temperature T (° C.) and the pressure loss P L (kPa) of the flow path portion 7d include the above-described amplitude x 1 , flow path interval x 2 , flow path width x 3 , interval y 1 , and interval. There are y 2 , amplitude z 1 , channel width z 3 , phase difference ⁇ , and the like.
  • the entire size of the cooler 7 is 10.0 mm in the Z-axis direction, 53.0 mm in the X-axis direction, and 50.0 mm in the Y-axis direction. Then, the amplitude x 1 , the channel interval x 2 , the channel widths x 3 , z 3 , the intervals y 1 , y 2 , and the amplitude z 1 of the plate-like fins 7d1 to 7d6 are set to the values shown in FIG. It was measured temperature T and the pressure loss P L by changing ⁇ only. Hereinafter, the results will be described.
  • the temperature T a temperature near the center of the cooler 7 was measured using a heat insulating device (not shown) including a heater.
  • the output of the heater was 1,110 (W)
  • pure water was used as the cooling liquid
  • the inflow from the inlet 7e was 4.0 (L / min).
  • Pressure loss P L at the same flow rate condition, the pressure inlet 7e of the cooler 7, was evaluated as a difference between the pressure outlet 7f.
  • Figure 7B is a measurement result of measuring the temperature T and the pressure loss P L by changing the phase difference phi. 0 degree phase difference ⁇ , i.e., in a state where the phase of the channel ⁇ and the flow path ⁇ are aligned, lowest 66.93 (° C.) temperature T, the pressure loss P L is referred to as 2.81 (kPa) The result was obtained. The lower the temperature T, the higher the heat radiation property and the higher the cooling efficiency. Further, it is the pressure loss P L small only a small output of a pump for delivering fluid, the fluid proceeds without loss in the flow path.
  • phase difference ⁇ is made larger than 45 degrees, a portion where the bending of the flow path ⁇ and the bending of the flow path ⁇ appear continuously occurs, and the flow velocity of the fluid increases.
  • the cooled fluid comes into contact with the semiconductor elements 1a and 1b and the temperature T decreases.
  • the fluid is subjected to friction by the bent portion continuous, pressure loss P L is considered to be elevated.
  • phase difference ⁇ is 90 degrees or more, it is assumed that the result of FIG. 7B appears periodically.
  • the function as the cooler can be exhibited most.
  • FIG. 8 shows a flow path (Example) having a wavy shape that periodically bends in the up-down direction and the left-right direction described in the second embodiment.
  • a flow path having a shape is taken as a comparative example, and the results of comparing the temperature T with the flow path of the example and the comparative example in the case of the illustrated shape parameters are shown.
  • the amplitude x 1 , the flow path intervals x 2 , z 2 , the flow path widths x 3 , z 3 , and the intervals y 1 , y 2 are set to the same value, and there is a vertical amplitude (Example).
  • the fluid temperature T was compared with the case where there was no vertical amplitude (Comparative Example).
  • Comparative Example 1 As 0.30mm amplitude z 1 only Example 1, the temperature T of Example 1 66.65 (° C.), the temperature T of Comparative Example 1 is 69. A result of 75 (° C.) was obtained.
  • Example 2 and Comparative Example 2 show that the temperature T of the flow channel of the example having an amplitude in the vertical direction is low, and the cooling efficiency is excellent.
  • This is because, in the case of the flow path of the embodiment, heat generated from the semiconductor element is easily transmitted to the lower surface direction of the cooler.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above.
  • the material of the plate-like fin is not limited to Al or Cu, and other materials having high thermal conductivity can be applied.
  • the fluid (cooling liquid) flowing through the flow path water or other refrigerant that is generally used can be used.
  • the fluid passing through the flow path of the flow path portion 7d advances while swinging in the left-right direction (X-axis direction) in addition to the swing in the vertical direction (Z-axis direction).
  • the cooled fluid flowing into the flow path portion 7d from the inflow port 7e proceeds without generating a vortex or stagnation in the flow path, and the Z-axis. Fluid exchange in directions also occurs. Therefore, since the cooled fluid effectively contacts the inner wall of the flow path of the cooler 7, the cooling effect can be enhanced by heat exchange.

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Abstract

流体の冷却効率が高く、圧力損失が低い冷却器を提供する。冷却器７は、少なくとも板状フィン７ｄ１（天板）と、板状フィン７ｄ６（底板）とからなる流路部７ｄ'を有し、天板と底板との間に流体が流れる連続的な溝状の流路が形成され、半導体素子１ａ，１ｂを冷却する。流路は、流路部７ｄ'を天板と平行でかつ流路に対して交差する方向から見たとき、流路の天板側の面及び底板側の面が天板側及び底板側に同期して屈曲する波型形状をなしている。

Description

冷却器、半導体モジュール
　本発明は、半導体素子を流体によって冷却する冷却器、及び本冷却器を有する半導体モジュールに関する。
　従来、電力変換用のスイッチングデバイス等として用いられるパワー半導体モジュールでは、回路から発生する熱による悪影響を抑制するため、放熱部材として冷却フィンが用いられている。例えば、次のような液冷式冷却装置が知られている。
　隣り合う２つのフィンのうちの一方（左側のフィンにおける隣り合う２つの波頂部）、および両波頂部間に位置する波底部を連結する２つの傾斜部の他方（右側のフィンを向いた右側面）と、水平面とからなる２つの交線が交わる点Ｐ１は、前後方向にのびる第１直線Ｌ１により結ばれている。また、右側のフィンにおける隣り合う２つの波底部、および両波底部間に位置する波頂部を連結する２つの傾斜部の左側のフィンを向いた左側面と水平面とからなる２つの交線が交わる点Ｐ２は、前後方向にのびる第２直線Ｌ２により結ばれている。そして、第１直線Ｌ１が第２直線Ｌ２よりも右側に位置し、点Ｐ１と点Ｐ２とが水平面上において前後方向（冷却液の流れ方向）にのびる１つの直線よりも隣り合う反対のフィン側に位置している。したがって、冷却液は、冷却液流路において、隣り合う２つのフィン間の流路部分を蛇行状に流れる（日本国特開２０１３－１６５２９８号公報参照）。
　上記文献のフィン構造は、従来のストレートフィンと比較して冷却液が発熱体に接触する時間が長く、放熱性能が高い。しかしながら、放熱性能と冷却液の圧力損失が低いことを兼ね揃えたフィン構造が理想であり、さらに改良を重ねる必要があった。
　このような問題に鑑み、本発明の目的は、冷却効率が高く、さらに圧力損失が低い冷却器を提供することにある。
　上記目的を達成するため、第１発明は、少なくとも天板と、底板とからなる流路部を有し、前記天板と前記底板との間に流体が流れる連続的な溝状の流路が形成された、半導体素子を冷却する冷却器において、前記流路は、前記天板と平行でかつ前記流路に対して交差する方向から見たとき、前記流路の前記天板側の面及び前記底板側の面が、前記天板側及び前記底板側に同期して屈曲する波型形状をなしていることを特徴とする。
　本発明の冷却器は、流路部が少なくとも天板と底板とからなり、天板と底板との間の流路を流れる流体（例えば、水）により半導体素子を冷却することができる。この流路は、天板と平行でかつ流路に対して交差する方向から見たとき、流路の天板側の面及び底板側の面が、天板側及び底板側に同期して屈曲する波型形状をなしているので、流体が天板側及び底板側に揺動しながら進行する。これにより、流体の流路内壁に対する接触面積を大きくとれるとともに、渦流等による圧力損失を低く保った状態で流体が流れることになるため、冷却効率が高く、圧力損失が低い冷却器を実現することができる。
　第１発明の冷却器において、前記流路部は、前記天板と前記底板との間に配置された少なくとも１枚の板状フィンを有し、前記天板と前記底板との間に前記板状フィンで仕切られた複数の流路が形成され、前記複数の流路は、前記天板と平行でかつ前記複数の流路に対して交差する方向から見たとき、前記複数の流路の前記天板側の面及び前記底板側の面が、前記天板側及び前記底板側に同期して屈曲する波型形状をなしていることが好ましい。
　この構成によれば、冷却器の天板と底板との間に少なくとも１枚の板状フィンを配置して、天板と底板との間に板状フィンで仕切られた複数の流路を形成し、これらの流路が天板側及び底板側に同期して屈曲する波型形状をなしている。天板と底板との間に重なり合って形成された複数の流路を流れる流体が天板側及び底板側に同期して揺動しながら進行することになるため、圧力損失を低く抑えつつ、冷却効率をさらに高めることができる。
　また、第１発明の冷却器において、前記流路は、前記天板に対して垂直方向から見たとき、前記流路の両側面が同期して屈曲する波型形状をなしていることが好ましい。
　この構成によれば、板状フィンの流路は、天板に対して垂直方向から見たとき、流路の両側面が同期して屈曲する波型形状をなしているので、流体は、天板側及び底板側の揺動に加えて、天板の面に沿った左右方向にも揺動しながら進行する。これにより、冷却された流体と流路内面との接触面積がさらに増大するとともに、渦流の発生が抑制されつつ流体が停滞することなく流れるようになるため、冷却効率を高めることができる。
　また、第１発明の冷却器において、前記天板に対して垂直方向から見たときの前記流路の山と谷の間の間隔ｙ１と、前記天板に対して平行でかつ前記流路に対して交差する方向から見たときの前記流路の山と谷の間の間隔ｙ２とが等しいことが好ましい。
　天板に対して垂直方向から見たときの間隔ｙ１は、この方向から見た波形の半波長であり、天板に対して平行でかつ流路に対して交差する方向から見たときの間隔ｙ２は、この方向から見た波形の半波長である。間隔ｙ１と間隔ｙ２とを等しくすることで、それ以外のパラメータを変更して圧力損失等の流路特性を調べれば良いので、設計が容易になる。
　また、第１発明の冷却器において、前記天板に対して垂直な方向から見たときの前記流路の波型形状と、前記天板に対して平行でかつ前記流路に対して交差する方向から見たときの前記流路の波型形状との位相差φが、０°＋９０°ｎ≦φ≦３０°＋９０°ｎ、又は６０°＋９０°ｎ≦φ≦９０°＋９０°ｎ（ｎ＝０，１，２，３）の関係にあることが好ましい。
　それぞれの方向から見た２つの波型形状の位相差φを変更すると、冷却器の性能を決定する温度と圧力損失がそれぞれ変化する。位相差φは、９０°≦φ≦１２０°又は１５０°≦φ≦１８０°（ｎ＝１の場合）のときに冷却効率及び圧力損失がいずれも適切な値となり、冷却器としての機能を発揮させることができる。
　また、第１発明の冷却器において、前記天板に対して垂直な方向から見たときの前記流路の振幅をｘ１、前記天板に対して平行でかつ前記流路に対して交差する方向から見たときの前記流路の振幅をｚ１としたとき、ｚ１≦ｘ１≦３ｚ１の関係にあることが好ましい。
　この構成によれば、天板に対して垂直な方向から見たときの流路の振幅ｘ１を、天板に対して平行でかつ流路に対して交差する方向から見たときの流路の振幅ｚ１の１～３倍の範囲で変更することができる。例えば、振幅ｘ１を流路の全長を考慮して、上記範囲内である程度大きく設定することで、流体が半導体素子に接触する面積が増大するため、冷却効率を高めることができる。
　また、第１発明の冷却器において、前記天板に対して垂直な方向から見たときの隣り合う前記流路の間隔をｘ２、前記流路の幅をｘ３としたとき、２ｘ３≦ｘ２の関係にあることが好ましい。
　この構成によれば、天板に対して垂直な方向から見たときの隣り合う流路の間隔ｘ２を、流路の幅ｘ３の２倍以上とすることで、ある程度の数の流路を形成することができる。これによっても、流体が半導体素子に接触する面積が増大するため、冷却効率を高めることができる。
　第２発明の半導体モジュールは、半導体素子と、前記半導体素子を搭載し、絶縁基板の上面及び下面を導電性板で挟んだ積層基板と、前記積層基板の前記半導体素子を搭載していない側と接合し、前記半導体素子を冷却する流体が流れる冷却器と、を備え、前記冷却器は、第１発明、その従属発明のいずれかに記載の冷却器であることを特徴とする。
　本発明の半導体モジュールは、半導体素子が積層基板に搭載され、積層基板の半導体素子を搭載していない側と冷却器とが接合している。この冷却器には半導体素子を冷却する流体（例えば、水）が流れており、積層基板を熱伝導性が高い材料で構成することで、半導体素子を効果的に冷却することができる。
　また、冷却器（請求項１）の流路部の流路は、天板と平行でかつ流路に対して交差する方向から見たとき、天板側の面及び底板側の面が天板側及び底板側に同期して屈曲する波型形状をなしているので、流体が天板側及び底板側に揺動しながら進行する。これにより、流体の流路内壁に対する接触面積を大きくとれるとともに、渦流等による圧力損失を低く保った状態で流体が流れるようになるため、半導体素子の冷却効率を高めることができる。
本発明の実施形態に係る半導体モジュールの断面図。 冷却器を構成する流路部の斜視図。 冷却器を構成する流路部の斜視図（板状フィン２枚）。 図３Ａの冷却器の流路部を側面側から見た図。 図１の冷却器を天板の上方側から見た図（天板無し）。 図３Ａの領域Ｒ１の拡大図。 図１の冷却器を側面側から見た図（側面枠無し）。 図４Ａの領域Ｒ２の拡大図。 冷却器を天板の上方側から見た流路と、側面側から見た流路の位相差を説明する図。 温度と圧力損失の測定時のパラメータ一覧を示す図。 位相差を変化させて温度と圧力損失を測定した測定結果を示す図。 本発明の実施の形態２の流路と、左右方向のみ周期的に屈曲する波型形状を有する流路との温度の比較結果を示す図。
　以下、図面を参照しながら本発明の半導体モジュールの実施形態を説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る半導体モジュール１００の断面図を示している。半導体モジュール１００は、主に２つの半導体素子１ａ，１ｂ、配線基板３、積層基板５、冷却器７、ケース９等で構成されている。図示するように、半導体素子１ａ，１ｂ、配線基板３及び積層基板５はケース９内に収められ、樹脂８でモールドされている。また、ケース９の下面に半導体素子１ａ，１ｂを冷却する冷却器７が配設されている。
　半導体素子１ａ，１ｂは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。また、これらのトランジスタを１つの半導体素子の中で縦方向に形成したＲＢ－ＩＧＢＴ（Reverse Blocking-IGBT）やＲＣ－ＩＧＢＴ（Reverse Conducting-IGBT）であってもよい。
　配線基板３は、半導体素子１ａ，１ｂの上面側に配設されている。配線基板３は、絶縁基板の両面を金属箔で覆った構造であり、下面側の金属箔は半導体素子１ａ，１ｂに対向するように形成されている。絶縁基板は誘電率が低く、熱伝導率の高い材料が好ましく、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂を含む樹脂絶縁材やＳｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３等のセラミックを使用することができる。また、金属箔は電気抵抗が低く、熱伝導率の高い材料が好ましく、例えば、Ｃｕを使用することができる。
　ピン４は、その一端が金属接合部材２ａによって半導体素子１ａ，１ｂの上面側に接合され、他端は配線基板３との接続に用いられる。ピン４は電気抵抗が低く、熱伝導率の高い金属、例えば、Ｃｕを使用することができる。なお、金属接合部材２ａは、はんだや銀等の金属微粒子を有する部材であってもよい。
　図示するように、ピン４は、それぞれの半導体素子１ａ，１ｂに対して複数配置されていることが好ましい。このような構造にすることにより、電気抵抗を低減するとともに、熱伝導性能を向上させることができる。
　積層基板５は、絶縁基板５２と、その上面側に形成される第１導電性板５１と、その下面側に形成される第２導電性板５３とで構成される。絶縁基板５２は、電気絶縁性、熱伝導性に優れた材料を用いることができる。絶縁基板５２の材料としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４が挙げられる。特に、高耐圧用途では、電気絶縁性と熱伝導性をともに備えた材料が好ましく、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４を用いることができるが、これらに限定されない。
　第１導電性板５１、第２導電性板５３は、導電性及び加工性が優れているＣｕ、Ａｌ等の金属材料（金属箔）を用いることができる。なお、本明細書において、Ｃｕからなる第２導電性板５３を、裏面銅箔と指称することもある。防錆等の目的で、Ｎｉめっき等の処理を行ったＣｕ、Ａｌであってもよい。絶縁基板５２の面上に導電性板５１，５３を配設する方法としては、直接接合法（Direct Copper Bonding法）、若しくは、ろう材接合法（Active Metal Brazing法）等が挙げられる。
　また、積層基板５は、半導体素子１ａ，１ｂの下面側に配設されている。積層基板５は、絶縁基板５２の両面をＣｕ等の金属箔で覆った構造であり、絶縁基板５２の絶縁性により、金属箔とは電気的に分離されている。絶縁基板５２の周縁は、導電性板５１，５３の周縁よりも外側に突出していることが好ましい。なお、上述の例は、絶縁基板５２が裏面銅箔のような第２導電性板５３を有する場合であったが、絶縁基板と冷却器とが熱伝導性の優れた接合部材で熱的に（熱が効率よく伝導する態様で）接合されていてもよい。
　半導体素子は、積層基板に実装される。具体的には、半導体素子１ａ，１ｂの下面側と積層基板５の上面側の第１導電性板５１とは、金属接合部材２ｂによって電気的及び熱的に接合されている。積層基板５の上面側、下面側の金属箔は電気的に分離されているが、この間の熱伝導は良好である。また、積層基板５の下面側の第２導電性板５３と冷却器７の外壁（天板７ａ）とは、金属接合部材２ｃによって接合されている。つまり、冷却器７の天板７ａの上部に半導体素子１ａ，１ｂが配置されている。金属接合部材２ｂ，２ｃは、熱伝導性及び導電性に優れたはんだや銀等の金属微粒子を有する部材であってもよい。なお、積層基板と冷却器とは、熱伝導性の優れた接合部材で熱的に接合される。したがって、接合部材は、導電性の金属接合部材でもよいし、主として基油とセラミック充填剤から構成されるサーマルコンパウンドでもよい。そして、上述の接合部材の熱伝導率は１Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましく、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましい。
　冷却器７は、天板７ａ、底板７ｂ、側面枠７ｃ及び流路部７ｄで構成されている。詳細は後述するが、流路部７ｄは、例えば、複数の板状フィンをＺ軸方向に重ねた構造となっている。また、流路を構成する天板７ａ、底板７ｂ及び流路部７ｄの材料は、Ａｌ、Ｃｕ等の熱伝導率の高い金属が用いられている。
（実施の形態１）
　次に、図２～図３Ｂを参照して、本発明の実施の形態１に係る冷却器の詳細を説明する。なお、後述する冷却器の形状パラメータは、熱流体解析ソフトにより本発明の流路部の形状パラメータ等を変化させて、温度及び圧力損失を評価し、さらに、流路部を試作して検証することにより求めた。
　図２は、冷却器７から流路部７ｄを取り出し、一部分解したときの斜視図である。図示するように、流路部７ｄは、６枚の板状フィン７ｄ１～７ｄ６で構成されている。最も上方に配置される板状フィン７ｄ１は、その下面側にのみ流体が流れる連続的な溝状の流路が形成されている。この場合、最も上方に配置される板状フィン７ｄ１が天板を兼ねていてもよい。また、最も下方に配置される板状フィン７ｄ６は、その上面側にのみ流路が形成されている。この場合、最も下方に配置される板状フィン７ｄ６が底板を兼ねていてもよい。
　なお、板状フィンの枚数は６枚に限られず、例えば、板状フィン７ｄ１（天板）と板状フィン７ｄ６（底板）の２枚で構成してもよい。この場合、図３Ａに示すように、流路部７ｄ’の流路は１段である。
　また、図３Ｂは、図３Ａの流路部７ｄ’を側面側から見た様子を示している。冷却器７の流入口７ｅからＹ軸方向に流入した流体は、流路部７ｄ’の流路を通過して、流出口７ｆから外部に流出する。図示するように、流路部７ｄ’の流路は、板状フィン７ｄ１と板状フィン７ｄ６により１段で構成され、上下方向（Ｚ軸方向）に屈曲する波型形状をなしている。
　なお、本実施形態において、本発明における天板と垂直な方向とは、図２、図３ＡにおけるＺ軸方向（上下方向）を意味する。また、本発明における天板と平行でかつ流路に対して交差する方向とは、図２、図３ＡにおけるＸ軸方向（流路部７ｄ’を側面側から見た方向）を意味する。また、本発明における流路の方向とは、図２、図３Ａ，３ＢにおけるＹ軸方向を意味する。
　図２に戻り、板状フィン７ｄ１と板状フィン７ｄ６との間に配置される板状フィン７ｄ２～７ｄ５は全て同じ構造を有し、その両面側に流路が形成されていてもよい。そして、隣接する板状フィンをＺ軸方向に重ねたとき、一定の高さを有する流路が構成される。この各流路は、一定の高さを保持しつつ、上下方向に屈曲するように周期的な変位を有する。
　板状フィン７ｄ２～７ｄ５の厚みは３．０ｍｍであり、片面側に形成された流路はＺ軸方向に深い部分、浅い部分を有する。また、板状フィン７ｄ２～７ｄ５の流路はＸ軸方向に等間隔で形成され、表面側の流路の深い部分は、裏面側では流路の浅い部分に対応している。そして、２枚の板状フィンをＺ軸方向に重ねたとき、高さが一定で、流路の上面と下面とが同期して上下方向に屈曲する波型形状の流路が構成される。なお、本実施の形態において、本発明における流路の天板側の面とは上面を意味し、流路の底板側の面とは下面を意味する。
　以上により、流路部７ｄ（流路部７ｄ’）の流路を通過する流体は、上下方向（Ｚ軸方向）に揺動しながら進行する。流路をこのような形状とすることで、流入口７eから流路部７ｄに流入した冷却された流体は、流路内で渦流を生じたり、停滞したりすることなく進行するとともに、上下方向での流体の入れ替えが生じる。したがって、冷却器７の流路内壁に冷却された流体が効果的に接触するため、熱交換により冷却効果を高めることができる。つまり、冷却器７の天板７ａの上部に配置された半導体素子１ａ，１ｂにより生じる熱を効果的に冷却器７の底板７ｂの方向（下方向）に伝搬させることができる。なお、後述する具体的な形状パラメータ（図５Ｂ参照）である間隔ｙ２、振幅ｚ１、流路間隔ｚ２、流路幅ｚ３等は、以下の実施の形態２で記すものと同様である。
（実施の形態２）
　次に、図４Ａ～図６を参照して、本発明の実施の形態２に係る冷却器の詳細を説明する。
　冷却器の流路は、上述の通り上面と下面とが同期して上下方向に屈曲する波型形状であることに加えて、流路の両側面が同期して左右方向に屈曲する波型形状をなしていることが好ましい。
　図４Ａは、図１の冷却器７を天板７ａの上方側（天板７ａに対して垂直な方向）から見た様子（天板７ａ無し）を示している。実際には、最上面の板状フィン７ｄ１があって流路を視認することはできないが、説明のため示している。また、以下では、図示するＸＹ平面上の流路を流路αと称する。
　流路αはＸ軸方向に等間隔で多数配置され、流路αの両側面が同期して左右方向（Ｘ軸方向）に屈曲する波型形状を有している。側面枠７ｃの形状は八角形に限られないが、流体（水等の冷却液）の進行方向であるＹ軸方向に流体の流入口７ｅ、流出口７ｆを有する。
　図４Ｂは、図４Ａの領域Ｒ１の拡大図である。まず、振幅ｘ１は、流路αの振幅に相当する。振幅ｘ１は、０．２から１．５ｍｍの範囲であることが好ましい。また、流路間隔ｘ２は流路α同士の最短間隔であり、流路間隔ｘ２は、０．８から２．０ｍｍの範囲であることが好ましい。
　また、流路幅ｘ３は流路αの幅であり、本実施形態では、流路幅ｘ３は０．９ｍｍである。流路幅ｘ３は、０．８から１．５ｍｍの範囲であることが好ましい。なお、流路幅ｘ３が余りに狭すぎると、冷媒中のパーティクルが詰ったり、圧力損失が増大したりするため好ましくない。
　さらに、流路間隔ｘ２と流路幅ｘ３との間には、２ｘ３≦ｘ２の関係があることが好ましい。この条件を満たすとき、流体が半導体素子１ａ，１ｂに接触する面積が増大するため、熱交換により冷却効率を高めることができる。
　流路は、周期的に左右方向に屈曲する波型形状が好ましく、その周期性を示す形状パラメータの１つとして間隔ｙ１がある。間隔ｙ１は、流路αの屈曲部の間隔、すなわち、波型形状の山と谷の間の距離（半波長）である。間隔ｙ１は、４．５から７．５ｍｍの範囲であることが好ましい。
　次に、流路の上下方向に屈曲する波型形状について説明する。図５Ａは、図１の冷却器７を側面側から見た様子（側面枠７ｃ無し）を示している。この場合も、実際には、流路部７ｄの側方から流路を視認することはできないが、説明のため示している。また、以下では、図示するＹＺ平面上の流路を流路βと称する。
　冷却器７の流入口７ｅから流入した流体は、流路部７ｄの各流路を通過して、流出口７ｆから外部に流出する。流路βはＺ軸方向に等間隔で５本配置され、流路βの両側面が同期して上下方向（Ｚ軸方向）に屈曲する波型形状を有している。なお、流路部７ｄを構成する板状フィンの数により、流路の数を変更することができる。
　図５Ｂは、図５Ａの領域Ｒ２の拡大図である。流路は、周期的に上下方向に屈曲する波型形状であることが好ましく、その周期性を示す形状パラメータの１つとして間隔ｙ２がある。間隔ｙ２は、流路βの屈曲部の間隔、すなわち、波型形状の山と谷の間の距離（半波長）である。間隔ｙ２は４．５から７．５ｍｍの範囲であり、上述の間隔ｙ１と同じ長さであることが好ましい。間隔ｙ１と間隔ｙ２を等しくすることで、それ以外のパラメータ（特に、後述する位相差）を変更して、圧力損失等の流路特性を調べれば良いので、設計が容易になる。
　また、振幅ｚ１は、流路βの振幅に相当する。振幅ｚ１は０．２から１．５ｍｍの範囲であり、振幅ｚ１と上述の振幅ｘ１との間には、ｚ１≦ｘ１≦３ｚ１の関係があることが好ましい。この条件を満たすとき、流体が半導体素子１ａ，１ｂに接触する面積が増大するため、熱交換により冷却効率を高めることができる。本実施形態では、流路βの流路幅ｚ３は０．９ｍｍであり、流路をＹ軸方向から見た断面は正方形である（図１参照）。流路幅ｚ３は０．８から１．５ｍｍの範囲であることが好ましい。
　また、流路間隔ｚ２は流路β同士の間隔であり、流路を隔てる板厚でもある。流路間隔ｚ２は０．３から２．０ｍｍの範囲であることが好ましい。流路間隔ｚ２が０．３ｍｍ以上であれば、フィンの変形などがおきず、冷却器としての強度を満たすことができる。また、流路間隔ｚ２が２．０ｍｍより厚くなると冷却効率が低下するため、２．０ｍｍ以下が好ましい。
　次に、図６を参照して、ＸＹ平面から見た流路αと、ＹＺ平面から見た流路βの位相差について説明する。ここでは、説明の都合上、両流路を同じ平面上に示している。
　流路αの波型形状のピークと流路βの波型形状のピークは角度φのずれがあり、このずれが両波形の位相差である。詳細は後述するが、位相差φは冷却効率（半導体素子１ａ，１ｂの温度）や圧力損失に影響する冷却器７の重要な形状パラメータである。
　なお、図示するように、本実施形態では、冷却効率の点から、流路αの間隔ｙ１と流路βの間隔ｙ２とは等しいことが好ましい。また、流路αの流路幅ｘ３と流路βの流路幅ｚ３を等しくしてもよい（振幅は異なる）。
　次に、図７Ａ、図７Ｂを参照して、熱流体解析ソフトにより本発明の流路部７ｄの形状パラメータを変化させて、温度及び圧力損失を測定したシミュレーション結果を説明する。なお、実際に試作した試作物の結果もシミュレーション結果と同じであった。
　流路部７ｄの温度Ｔ(℃)及び圧力損失ＰＬ（ｋＰａ）に影響を及ぼす形状パラメータとしては、上述の振幅ｘ１、流路間隔ｘ２、流路幅ｘ３、間隔ｙ１、間隔ｙ２、振幅ｚ１、流路幅ｚ３、位相差φ等がある。
　冷却器７全体の大きさは、Ｚ軸方向の長さが１０．０ｍｍ、Ｘ軸方向の長さが５３．０ｍｍ、Ｙ軸方向の長さが５０．０ｍｍである。そして、板状フィン７ｄ１～７ｄ６の振幅ｘ１、流路間隔ｘ２、流路幅ｘ３，ｚ３、間隔ｙ１，ｙ２、振幅ｚ１を図７Ａに示す値に設定し、位相差φのみを変更して温度Ｔ及び圧力損失ＰＬを測定した。以下では、その結果について説明する。
　ここで、温度Ｔは、ヒータを含む断熱装置（図示省略）を用いて、冷却器７の中心付近の温度を測定した。特に、ヒータの出力を１，１１０（Ｗ）とし、冷却液として純水を用い、流入口７ｅからの流入量を４．０（Ｌ／ｍｉｎ）とした。圧力損失ＰＬは、同じ流入量の条件において、冷却器７の流入口７ｅの圧力と、流出口７ｆの圧力との差として評価した。
　図７Ｂは、位相差φを変化させて温度Ｔと圧力損失ＰＬを測定した測定結果である。位相差φが０度、すなわち、流路αと流路βの位相が揃っている状態においては、温度Ｔが最も低い６６．９３（℃）、圧力損失ＰＬが２．８１（ｋＰａ）という結果が得られた。なお、温度Ｔは低い方が放熱性が高く、冷却効率が高い。また、圧力損失ＰＬは小さい方が流体を送出するポンプの出力が小さくて済み、流路内で流体が損失なく進行する。
　位相差φを大きくしていった場合、温度Ｔは徐々に上昇し、位相差φが約４５度のとき、温度Ｔが最も高くなった（６７．０７℃）。一方、圧力損失ＰＬは徐々に降下し、位相差φが約４５度のとき、圧力損失ＰＬが最も低くなった（２．７８ｋＰａ）。
　その後、さらに位相差φを大きくしていくと、温度Ｔは徐々に降下し、位相差φが９０度のとき、温度Ｔが６６．９９（℃）という結果が得られた。一方、圧力損失ＰＬは徐々に上昇し、位相差φが９０度のとき、圧力損失ＰＬが最も高い２．９１（ｋＰａ）という結果が得られた。
　位相差φを４５度より大きくしていくと、流路αの屈曲と流路βの屈曲が連続して現れる部分が生じて、流体の流速が速くなる。これにより、冷却された流体が半導体素子１ａ，１ｂに接触して、温度Ｔが低下することが考えられる。また、このとき、流体は連続した屈曲部による摩擦を受けて、圧力損失ＰＬが上昇することが考えられる。
　温度Ｔ及び圧力損失ＰＬの測定結果により、位相差φが０～３０度である図中の領域（１）では、温度Ｔ、圧力損失ＰＬがともに低く、最適条件であることが分かった。また、位相差φが３０～６０度である図中の領域（２）では、圧力損失ＰＬが低い点は良いが、温度Ｔが高いため冷却効果が低く、採用し難い条件であった。
　また、位相差φが６０～９０度である図中の領域（３）では、圧力損失ＰＬが高くなるが、温度Ｔは領域（２）より低いため、採用が可能な条件であることが分かった。
　位相差φが９０度以上の場合は、図７Ｂの結果が周期的に表れるものとして対処する。例えば、位相差φが１２０度の場合は、図７Ｂの３０度の条件と同じ結果である。すなわち、図中の領域（１）は、０°＋９０°ｎ≦φ≦３０°＋９０°ｎ（ｎ＝０，１，２，３）と一般化することができる。領域（１）の位相差φの範囲では、冷却器としての機能を最も発揮させることができる。
　同様に、図中の領域（２）は、３０°＋９０°ｎ<φ<６０°＋９０°ｎ（ｎ＝０，１，２，３）と一般化することができ、例えば、位相差φが１３０度のとき（ｎ＝１のときの範囲内）が挙げられる。また、図中の領域（３）は、６０°＋９０°ｎ≦φ≦９０°＋９０°ｎ（ｎ＝０，１，２，３）と一般化することができ、例えば、３７０度のとき（ｎ＝３のときの範囲内）が挙げられる。
　最後に、図８に、実施の形態２で説明した上下方向、左右方向に周期的に屈曲する波型形状を有する流路（実施例）に対して、左右方向のみ周期的に屈曲する波型形状を有する流路を比較例とし、実施例と比較例の流路について、図示する形状パラメータの場合に温度Ｔを比較した結果を示す。
　具体的には、振幅ｘ１、流路間隔ｘ２，ｚ２、流路幅ｘ３，ｚ３、間隔ｙ１，ｙ２を同じ値として、上下方向の振幅がある場合（実施例）と、上下方向の振幅がない場合（比較例）との流体の温度Ｔを比較した。例えば、実施例１と比較例１との比較では、実施例１のみ振幅ｚ１を０．３０ｍｍとして、実施例１の温度Ｔが６６．６５（℃）、比較例１の温度Ｔが６９．７５（℃）という結果が得られた。
　実施例２と比較例２、実施例３と比較例３との比較結果についても、上下方向にも振幅を有する実施例の流路の温度Ｔが低くなり、冷却効率が優れていることが分かった。これは、実施例の流路の場合に、半導体素子から発生する熱が冷却器の下面方向に伝わり易くなるためである。
　以上、複数の板状フィン７ｄ１～７ｄ６で構成される冷却器７について説明したが、本発明は、これまで説明した実施形態に限られない。例えば、板状フィンの材料は、ＡｌやＣｕに限られず、熱伝導率の高い他の材料を適用することができる。また、流路を流れる流体（冷却液）は、通常使用される水や他の冷媒を用いることができる。
　以上により、流路部７ｄの流路を通過する流体は、上下方向（Ｚ軸方向）の揺動に加えて、左右方向（Ｘ軸方向）にも揺動しながら進行する。流路をこのような構造とすることで、流入口７ｅから流路部７ｄに流入した冷却された流体は、流路内で渦流を生じたり、停滞したりすることなく進行するとともに、Ｚ軸方向での流体の入れ替えも生じる。したがって、冷却器７の流路内壁に冷却された流体が効果的に接触するため、熱交換により冷却効果を高めることができる。
　１ａ，１ｂ　半導体素子
　２ａ～２ｃ　金属接合部材
　３　配線基板
　４　ピン
　５　積層基板
　７　冷却器
　７ａ　天板
　７ｂ　底板
　７ｃ　側面枠
　７ｄ，７ｄ’　流路部
　７ｄ１～７ｄ６　板状フィン
　７ｅ　流入口
　７ｆ　流出口
　８　樹脂
　９　ケース
　５１　第１導電性板
　５２　絶縁基板
　５３　第２導電性板
　１００　半導体モジュール

Claims (8)

  1. 　少なくとも天板と、底板とからなる流路部を有し、前記天板と前記底板との間に流体が流れる連続的な溝状の流路が形成された、半導体素子を冷却する冷却器において、
    　前記流路は、前記天板と平行でかつ前記流路に対して交差する方向から見たとき、前記流路の前記天板側の面及び前記底板側の面が、前記天板側及び前記底板側に同期して屈曲する波型形状をなしていることを特徴とする冷却器。
  2. 　前記流路部は、前記天板と前記底板との間に配置された少なくとも１枚の板状フィンを有し、前記天板と前記底板との間に前記板状フィンで仕切られた複数の流路が形成され、
    　前記複数の流路は、前記天板と平行でかつ前記複数の流路に対して交差する方向から見たとき、前記複数の流路の前記天板側の面及び前記底板側の面が、前記天板側及び前記底板側に同期して屈曲する波型形状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の冷却器。
  3. 　前記流路は、前記天板に対して垂直方向から見たとき、前記流路の両側面が同期して屈曲する波型形状をなしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却器。
  4. 　前記天板に対して垂直方向から見たときの前記流路の山と谷の間の間隔ｙ１と、前記天板に対して平行でかつ前記流路に対して交差する方向から見たときの前記流路の山と谷の間の間隔ｙ２とが等しいことを特徴とする請求項３に記載の冷却器。
  5. 　前記天板に対して垂直な方向から見たときの前記流路の波型形状と、前記天板に対して平行でかつ前記流路に対して交差する方向から見たときの前記流路の波型形状との位相差φが、０°＋９０°ｎ≦φ≦３０°＋９０°ｎ、又は６０°＋９０°ｎ≦φ≦９０°＋９０°ｎ（ｎ＝０，１，２，３）の関係にあることを特徴とする請求項３又は４に記載の冷却器。
  6. 　前記天板に対して垂直な方向から見たときの前記流路の振幅をｘ１、前記天板に対して平行でかつ前記流路に対して交差する方向から見たときの前記流路の振幅をｚ１としたとき、ｚ１≦ｘ１≦３ｚ１の関係にあることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の冷却器。
  7. 　前記天板に対して垂直な方向から見たときの隣り合う前記流路の間隔をｘ２、前記流路の幅をｘ３としたとき、２ｘ３≦ｘ２の関係にあることを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の冷却器。
  8. 　半導体素子と、
    　前記半導体素子を搭載し、絶縁基板の上面及び下面を導電性板で挟んだ積層基板と、
    　前記積層基板の前記半導体素子を搭載していない側と接合し、前記半導体素子を冷却する流体が流れる冷却器と、を備え、
    　前記冷却器は、請求項１から７のいずれか１項に記載の冷却器であることを特徴とする半導体モジュール。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024078130A (ja) * 2022-11-29 2024-06-10 フタバ産業株式会社 熱交換器

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12593555B2 (en) * 2021-05-27 2026-03-31 Amogreentech Co., Ltd. Ceramic substrate with heat sink and manufacturing method thereof
JP7773935B2 (ja) * 2022-03-31 2025-11-20 本田技研工業株式会社 ウォータージャケット
CN118973233B (zh) * 2024-10-14 2024-12-20 中天宽带技术有限公司 一种数据中心液冷板

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006100293A (ja) * 2004-09-28 2006-04-13 Mitsubishi Electric Corp 冷却フィン及び冷却構造
JP2010114174A (ja) * 2008-11-05 2010-05-20 T Rad Co Ltd ヒートシンク用コア構造
JP2013165298A (ja) * 2013-05-17 2013-08-22 Toyota Industries Corp 液冷式冷却装置
JP2013235967A (ja) * 2012-05-09 2013-11-21 T Rad Co Ltd 積層型熱交換器
JP2014033063A (ja) * 2012-08-03 2014-02-20 T Rad Co Ltd 積層型ヒートシンクのコア
WO2016158020A1 (ja) * 2015-04-01 2016-10-06 富士電機株式会社 半導体モジュール
JP2017108045A (ja) * 2015-12-11 2017-06-15 昭和電工株式会社 液冷式冷却装置
JP2018113409A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 三桜工業株式会社 冷却装置及び冷却装置の製造方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008235572A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Toyota Industries Corp 電子部品冷却装置
JP4697475B2 (ja) * 2007-05-21 2011-06-08 トヨタ自動車株式会社 パワーモジュールの冷却器及びパワーモジュール
US9453691B2 (en) * 2007-08-09 2016-09-27 Coolit Systems, Inc. Fluid heat exchange systems
US8746330B2 (en) * 2007-08-09 2014-06-10 Coolit Systems Inc. Fluid heat exchanger configured to provide a split flow
EP2027902B1 (de) * 2007-08-22 2014-03-26 Swantje Mignon Schlederer Sedimentationsbecken für Kläranlagen
EP2234153B1 (en) * 2007-11-26 2019-07-03 Showa Denko K.K. Liquid-cooled type cooling device
EP2426453B1 (en) * 2009-04-28 2013-10-02 Mitsubishi Electric Corporation Total heat exchange element
JP2011091301A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Toyota Industries Corp 液冷式冷却装置
JP2011159663A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Toyota Central R&D Labs Inc 半導体装置
US9038610B2 (en) * 2013-02-18 2015-05-26 Modine Manufacturing Company Charge air cooler, and intake manifold including the same
WO2015061447A2 (en) * 2013-10-23 2015-04-30 Modine Manufacturing Comapny Heat exchanger and side plate
JP6247090B2 (ja) * 2013-12-26 2017-12-13 昭和電工株式会社 液冷式冷却装置および液冷式冷却装置用放熱器の製造方法
JP6225042B2 (ja) * 2014-02-14 2017-11-01 住友精密工業株式会社 プレートフィン熱交換器、及び、熱交換器用コルゲートフィンの製造方法
JP6316096B2 (ja) * 2014-05-28 2018-04-25 昭和電工株式会社 液冷式冷却装置
CN105940491B (zh) * 2014-08-06 2019-06-25 富士电机株式会社 半导体装置
CA2982475A1 (en) * 2015-04-21 2016-10-27 Dana Canada Corporation Counter-flow heat exchanger for battery thermal management applications
JP6503909B2 (ja) 2015-06-12 2019-04-24 株式会社デンソー 半導体装置
CA3002577A1 (en) * 2015-10-29 2017-05-04 Dana Canada Corporation A structural support element in heat exchangers
MX2018009399A (es) * 2016-02-03 2019-01-10 Modine Mfg Co Intercambiador de calor de placas para refrigeración de baterias y conjunto de placas.
WO2018014081A1 (en) * 2016-07-19 2018-01-25 Hydrus Technology Pty. Ltd. Improved process
EP3330657B1 (en) * 2016-12-01 2020-10-28 Modine Manufacturing Company Air fin for a heat exchanger, and method of making the same
JP6951786B2 (ja) * 2017-08-29 2021-10-20 株式会社Ｗｅｌｃｏｎ ヒートシンク
DE202018102787U1 (de) * 2018-05-18 2019-08-22 Cts Cooling Tower Solutions Gmbh Packung für eine Wärme- und/oder Stoffübertragung
EP3650799B1 (en) * 2018-11-07 2021-12-15 Borgwarner Emissions Systems Spain, S.L.U. A fin body for a heat exchange tube
US11098962B2 (en) * 2019-02-22 2021-08-24 Forum Us, Inc. Finless heat exchanger apparatus and methods
US11158566B2 (en) * 2019-05-24 2021-10-26 Google Llc Integrated circuit with a ring-shaped hot spot area and multidirectional cooling

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006100293A (ja) * 2004-09-28 2006-04-13 Mitsubishi Electric Corp 冷却フィン及び冷却構造
JP2010114174A (ja) * 2008-11-05 2010-05-20 T Rad Co Ltd ヒートシンク用コア構造
JP2013235967A (ja) * 2012-05-09 2013-11-21 T Rad Co Ltd 積層型熱交換器
JP2014033063A (ja) * 2012-08-03 2014-02-20 T Rad Co Ltd 積層型ヒートシンクのコア
JP2013165298A (ja) * 2013-05-17 2013-08-22 Toyota Industries Corp 液冷式冷却装置
WO2016158020A1 (ja) * 2015-04-01 2016-10-06 富士電機株式会社 半導体モジュール
JP2017108045A (ja) * 2015-12-11 2017-06-15 昭和電工株式会社 液冷式冷却装置
JP2018113409A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 三桜工業株式会社 冷却装置及び冷却装置の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024078130A (ja) * 2022-11-29 2024-06-10 フタバ産業株式会社 熱交換器
JP7736658B2 (ja) 2022-11-29 2025-09-09 フタバ産業株式会社 熱交換器

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