WO2023248397A1 - 半導体装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a semiconductor device.
- Patent Document 1 listed below discloses a power conversion device having a structure in which a surface where a sealing material is applied has a double groove and a protrusion in a joint portion between housings. .
- Patent Document 1 Although there is no problem with the sealing itself, contact of the sealing material with the refrigerant flow path may cause deterioration in assembly due to corrosion. In view of this, it is an object of the present invention to provide a semiconductor device that can both prevent a decrease in adhesive strength and prevent adhesive from flowing into a coolant flow path.
- the semiconductor device has a power module that uses a semiconductor to output electric power to drive a motor, and adhesive surfaces, and the adhesive surfaces are adhered to each other to form a refrigerant flow path that cools the power module.
- the semiconductor device includes a first housing, a second housing, and a sealing material that seals the adhesive surface of the first housing and the second housing.
- the adhesive surface of either the body or the second casing has a sealant application part to which the sealant is applied, and the other adhesive surface has a sealant application part at a position corresponding to the sealant application part.
- a sealing material pressing part that presses the sealing material, and the adhesive surface of either the first casing or the second casing is closer to the refrigerant flow path than the sealing material application part.
- a sealing material inflow suppressing portion is provided at a position for suppressing the inflow of the sealing material into the refrigerant flow path.
- the present invention it is possible to provide a semiconductor device that can both prevent a decrease in adhesive strength and prevent adhesive from flowing into a coolant flow path.
- FIG. 1(a) is an explanatory diagram of a power module housed in a housing
- FIG. 1(b) is an explanatory diagram of a lower cover attached to the housing.
- a power module 3 that outputs electric power to drive a motor using a semiconductor is inserted into a case 5, and a power module plate 13 is assembled to the case 5 to accommodate the power module 3 in a sandwiched manner. ⁇ keeping.
- the lower cover 4 has a waterway pipe 14.
- the waterway pipe 14 is press-fitted into the lower cover 4.
- a sealing material (described later) is applied to the groove of the case 5, and the lower cover 4 is assembled to the case 5 so as to sandwich the sealing material.
- FIG. 2(a) is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1(b), and FIG. 2(b) is an enlarged view of the housing connection portion in FIG. 2(a).
- the semiconductor device 1 has a power module 3, and a lower cover 4 is attached to the case 5 in order to house the power module 3 in the case 5. Thereby, a refrigerant flow path 2 that cools the power module 3 is formed.
- the lower cover 4 will be referred to as the first housing 4 and the case 5 will be referred to as the second housing 5.
- a sealing material 7 is used on the bonding surfaces.
- the sealing material 7 is, for example, a silicone-based adhesive, and adheres and seals the adhesive surfaces of the first casing 4 and the second casing 5.
- a groove formed by the seal material pressing section 9 and the seal material application section 10 and a seal material inflow suppressing section are formed in the connection section.
- Two grooves are formed, one by 8. Of these two grooves, the groove located on the outer peripheral side of the first housing 4 and the second housing 5 is located between the seal material pressing part 9 on the first housing 4 and the groove on the outer peripheral side of the second housing 5. This is a sealing material application section 10.
- the sealant application part 10 has a concave shape, and the sealant pressing part 9 has a convex shape with a protrusion. Further, the sealing material applying section 10 and the sealing material pressing section 9 are bonded together so as to surround the refrigerant flow path 2. In addition, the sealing material application part 10 may be trapezoidal in consideration of the ease with which the sealing material 7 flows.
- a groove formed in a position closer to the refrigerant flow path 2 than the sealant application part 10 is formed in the second casing.
- the body 5 has a sealing material inflow suppressing portion 8 in the shape of a recess.
- the seal material inflow suppressing portion 8 is formed to surround the refrigerant flow path 2 .
- a sealing material storage section 12 is provided outside the refrigerant flow path 2 of the first casing 4 and the second casing 5.
- sealing material application part 10 is not limited to the form illustrated in FIG. applied. Further, in that case, the sealant pressing portion 9 is formed on the other adhesive surface and presses the sealant 7 disposed on the sealant coating portion 10 at a position corresponding to the sealant coating portion 10 .
- the sealant applicator 10 and the sealant inflow suppressor 8 are arranged to control how the sealant 7 spreads when the first casing 4 and the second casing 5 are bonded together.
- the sealing material applicator 10 is located closer to the outer peripheral side than the coolant flow path 2 on the bonding surface between the first casing 4 and the second casing 5.
- the sealing material inflow suppressing portion 8 is located closer to the refrigerant flow path 2 than to the outer circumference side on the bonding surface between the first casing 4 and the second casing 5.
- the length from the position of the sealant application part 10 to the position of the sealant inflow suppressing part 8 is the first length 11a
- the length from the outer periphery of the adhesive surface to the position of the sealant application part 10 is the first length 11a.
- the first length 11a is longer than the second length 11b. That is, with respect to the sealing material application portion 10, the bonding area closer to the coolant flow path 2 is larger than that on the outer peripheral side of the bonding surface. This is because internal pressure is applied to the adhesive surface from the refrigerant in the refrigerant flow path 2, so that the first casing 4 expands due to the internal pressure.
- first length 11a the portion with a large bonding area (first length 11a) is arranged close to the refrigerant flow path 2. Furthermore, since the sealant 7 protrudes into the sealant inflow suppressing section 8 when the cases are bonded together, a wide range of bonding surface is ensured in the first length 11a to prevent the sealant 7 from protruding too much. ing.
- FIG. 4(a) is a diagram showing the sealing material 7 applied to the sealing material application part 10
- FIG. 4(b) is a diagram showing the state in the process of bonding the first casing 4 and the second casing 5.
- FIG. 4(c) is a diagram showing the state when the first casing 4 and the second casing 5 are bonded together.
- FIGS. 4(a) to 4(c) show a series of processes for connecting cases.
- the sealant 7 is applied to the sealant application portion 10 of the second casing 5.
- the amount of the sealant 7 applied is controlled to a predetermined amount by a coating machine or the like, and the sealant 7, which is spread out in the left and right direction when the casings are bonded to each other, is kept in the sealant inflow suppressing section 8. Since it is adjusted so that the sealing material 7 can be prevented from flowing into the refrigerant flow path 2. Further, the width of the sealing material application section 10 is such that the amount of application of the sealing material 7 can be sufficiently received.
- the sealant pressing part 9 of the first casing 4 comes into contact with the sealant 7 applied to the sealant application part 10. and start pressing the sealing material 7.
- the sealing material pressing portion 9 bites into the sealing material 7, crushing the sealing material 7, and spreading it out.
- the adhesion area of the concave sealing material application part 10 and the convex sealing material pressing part 9 is the same, and they are provided so that there is no difference in adhesion, so that the sealing material 7 does not peel off at the interface and has sufficient adhesion. Can have power.
- the sealing material 7 is spread out in the horizontal direction of the adhesive surface. As a result, a part of the sealing material 7 accumulates in the groove of the sealing material inflow suppressing part 8 on the side of the refrigerant flow path 2, while a part of the sealing material 7 accumulates in the sealing material storage part 12 when it is pushed toward the outer peripheral part. becomes accumulated.
- the sealant pressing part 9 of the first casing 4 separates the air drawn into the sealant 7 and pushes it toward both ends of the bonding surface. Since the adhesive is discharged, the adhesion area in the sealant application section 10 can be secured. Furthermore, by making the adhesive strength uniform, the adhesive force of the adhesive surface is stabilized. Further, since the sealing material 7 is applied and pressed using only one groove instead of the double groove structure shown in the prior art, it is possible to improve the reliability of adhesion by preventing air entrainment.
- the end of the first casing 4 on the coolant flow path 2 side is the first end 4a
- the end of the first casing 4 on the outer peripheral side is the second end 4b
- the end of the second casing 5 on the coolant flow path 2 side is defined as a third end 5a
- the end of the second casing 5 on the outer peripheral side is defined as a fourth end 5b.
- the first housing 4 and the second housing 5 are bonded together so that the first end 4a and the third end 5a are in contact with each other, and the second end 4b and the fourth end 5b are in contact with each other. has been done.
- the sealing material 7 tends to adhere to the side of the case that has a large surface area when the cases are overlapped, which poses a problem in the reliability of the adhesion surface. This problem can be prevented by matching the lengths between the ends of the housing 5 and bonding them together. Further, since the first end 4a and the third end 5a are combined, there is an effect that the sealing material 7 does not flow into the refrigerant flow path 2 even if it is separated from the sealing material inflow suppressing part 8.
- first casing 4 and the second casing 5 are each provided with a sealing material reservoir 12 for storing the sealing material 7 at the outer periphery of the adhesive surface of each casing. This prevents the sealing material 7 from excessively protruding to the outer periphery of the adhesive surface, preventing salt accumulation from occurring in the protruding portion, and suppressing corrosion of the sealing material 7.
- the sealant application unit 10 is capable of discharging air while the sealant pressing unit 9 pushes and spreads the sealant 7 when the sealant 7 is applied and the first casing 4 is attached to the second casing 5. As such, both ends of the application section are not perpendicular, but sloped. This allows the sealing material 7 to flow easily when the casings are bonded together. Since the sealing material pressing part 9 is the center of the horizontal spread of the sealing material 7 during assembly, the way the sealing material 7 spreads can be controlled by the position and shape of the pressing part 9.
- At least one of the sealant pressing section 9 and the sealant application section 10 of the first casing 4 may be trapezoidal.
- FIG. 5A shows an example in which the sealing material pressing portion 9 is trapezoidal. Further, in FIG. 5A, the sealing material pressing section 9 and the sealing material application section 10 are located symmetrically with respect to the center line 16.
- the shape of the sealing material pressing portion 9 does not matter whether it is symmetrical or asymmetrical. Specifically, as shown in FIG. 5B, the position of the sealant pressing part 9 with respect to the width of the sealant applying part 10 is from the sealing material pressing part 9 to one end of the sealant applying part 10. The length 15a of the groove from the sealing material pressing part 9 to the other end of the sealing material application part 10 may be arranged so as to have different lengths. Further, as shown in FIG. 5(c), the sealing material pressing portion 9 may be a sealing material pressing portion 9a having an asymmetric shape with respect to the center line 16.
- the sealing material inflow suppressing section 8 may be provided in either the first casing 4 or the second casing 5. Further, the sealant pressing section 9 and the sealant applying section 10 can be connected to the first housing 4 or The arrangement can be done independently of which side of the second casing 5 it is attached to.
- FIG. 6A shows an example in which the sealing material inflow suppressing section 8 and the sealing material applicator 10 are arranged in the second casing 5, and the sealing material pressing section 9 is arranged in the first casing 4.
- FIG. 6B shows an example in which the sealant inflow suppressing section 8 and the sealing material pressing section 9 are arranged in the first casing 4, and the sealing material applicator 10 is arranged in the second casing 5.
- FIG. 6C shows an example in which the sealing material inflow suppressing section 8 and the sealing material applicator 10 are arranged in the first casing 4, and the sealing material pressing section 9 is arranged in the second casing 5.
- FIG. 6D shows an example in which the sealant applicator 10 is arranged in the first casing 4, and the sealant inflow suppressing part 8 and the sealing material pressing part 9 are arranged in the second casing 5.
- a seal material pressing portion 9b having a groove around the pressing portion can also have the same effect.
- the sealing material pressing portion 9 can be formed by simple processing.
- the sealing material application section 10 does not have to have an adhesion area corresponding to the sealing material pressing section 9, and the sealing material pressing section 9 is located at the center of the sealing material application section 10. It is also possible to have a shape that is not arranged so that it comes to the center.
- a sealing material pressing part 9 that presses the sealing material 7 at a corresponding position, and the refrigerant flow is lower than that of the sealing material application part 10 on the adhesive surface of either the first casing 4 or the second casing 5.
- a sealing material inflow suppressing portion 8 that suppresses the inflow of the sealing material 7 into the refrigerant flow path 2 is provided at a position close to the path 2 . By doing so, it is possible to provide a semiconductor device 1 that can prevent both adhesive strength from decreasing and adhesive from flowing into the coolant flow path.
- the sealant application part 10 has a concave shape
- the sealant pressing part 9 has a convex shape
- the sealant application part 10 and the sealant pressing part 9 are bonded to surround the refrigerant flow path 2. ing.
- the refrigerant flow path 2 is formed by the casing with a stable adhesive surface.
- At least either the sealant applying section 10 or the sealant pressing section 9 has a trapezoidal shape. This makes it easier for the sealing material 7 to flow.
- the sealing material inflow suppressing portion 8 has a concave shape and is formed to surround the refrigerant flow path 2. By doing this, the way the sealant 7 spreads is controlled so that the sealant 7 does not flow into the coolant flow path 2 while ensuring the reliability of the adhesive surface.
- the length from the position of the sealant application section 10 to the position of the sealant inflow suppressing section 8 is greater than the length from the outer periphery of the bonding surface to the position of the sealant application section 10. .
- the adhesive surface of the first casing 4 has a first end 4a, which is the end on the refrigerant flow path 2 side, and a second end 4b, which is the end on the outer peripheral side.
- the adhesive surface of the casing 5 has a third end 5a that is the end on the refrigerant flow path 2 side and a fourth end 5b that is the end on the outer circumferential side, and
- the housing 5 is bonded so that the first end 4a and the third end 5a are in contact with each other, and the second end 4b and the fourth end 5b are in contact with each other. By doing so, it is possible to prevent the sealing material 7 from entering the refrigerant flow path 2.
- the first casing 4 and the second casing 5 each have a sealing material reservoir 12 that stores the sealing material 7 at the outer periphery of the adhesive surface of each casing. By doing so, corrosion of the sealing material 7 can be suppressed by preventing salt accumulation from occurring in the protruding portion.
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Abstract
半導体装置は、パワーモジュールと、接着面同士が互いに接着されることで冷媒流路を形成する第１の筐体および第２の筐体と、シール材と、を備え、前記第１の筐体または前記第２の筐体のどちらか一方の前記接着面において、前記シール材が塗布されるシール材塗布部を有し、他方の前記接着面において、前記シール材塗布部に対応する位置に前記シール材を押圧するシール材押圧部を有し、前記第１の筐体または前記第２の筐体のどちらか一方の前記接着面において、前記シール材塗布部よりも前記冷媒流路に近い位置に、前記冷媒流路内への前記シール材の流入を抑制するシール材流入抑制部を有している。
Description
本発明は、半導体装置に関する。
半導体装置を冷却する冷却流路は、筐体同士を接合して形成されるが、冷却流路の形成時の筐体同士の組付けについては高い信頼性が求められている。
例えば、下記の特許文献１では、筐体同士の接合部分において、封止材が塗布されている面に２重溝のある構造かつ突起を設けている構成を有する電力変換装置が開示されている。
特許文献１の構造では、封止自体に問題はないものの、冷媒流路に封止材が触れることで腐食による組付けの悪化が生じる可能性がある。これを鑑みて本発明は、接着強度の低下防止と冷媒流路内への接着剤流入防止を両立した半導体装置を提供することが目的である。
半導体装置は、半導体を用いてモータを駆動する電力を出力するパワーモジュールと、接着面をそれぞれ有し、前記接着面同士が互いに接着されることで前記パワーモジュールを冷却する冷媒流路を形成する第１の筐体および第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体との前記接着面をシールするシール材と、を備えた半導体装置において、前記第１の筐体または前記第２の筐体のどちらか一方の前記接着面において、前記シール材が塗布されるシール材塗布部を有し、他方の前記接着面において、前記シール材塗布部に対応する位置に前記シール材を押圧するシール材押圧部を有し、前記第１の筐体または前記第２の筐体のどちらか一方の前記接着面において、前記シール材塗布部よりも前記冷媒流路に近い位置に、前記冷媒流路内への前記シール材の流入を抑制するシール材流入抑制部を有している。
本発明によれば、接着強度の低下防止と冷媒流路内への接着剤流入防止を両立した半導体装置を提供できる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
（本発明の一実施形態と装置の全体構成）
（図１）
図１（ａ）は筐体に収納するパワーモジュールについての説明図、図１（ｂ）は筐体に取り付けるロアーカバーについての説明図である。半導体装置１は、ケース５に半導体を用いてモータを駆動する電力を出力するパワーモジュール３が挿入されており、パワーモジュールプレート１３がケース５に組付けられることによって、挟むようにしてパワーモジュール３を収納・保持している。
（図１）
図１（ａ）は筐体に収納するパワーモジュールについての説明図、図１（ｂ）は筐体に取り付けるロアーカバーについての説明図である。半導体装置１は、ケース５に半導体を用いてモータを駆動する電力を出力するパワーモジュール３が挿入されており、パワーモジュールプレート１３がケース５に組付けられることによって、挟むようにしてパワーモジュール３を収納・保持している。
ロアーカバー４は、水路パイプ１４を有している。水路パイプ１４は、ロアーカバー４に圧入されている。ケース５の溝にはシール材（後述）が塗布され、シール材を挟むようにロアーカバー４がケース５に組み付けられている。
（図２）
図２（ａ）は図１（ｂ）のＡ－Ａ断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の筐体接続部の拡大図である。半導体装置１は、パワーモジュール３を有し、パワーモジュール３をケース５内に収納するためにロアーカバー４をケース５に取り付けている。これにより、パワーモジュール３を冷却する冷媒流路２が形成される。以下の説明以降、ロアーカバー４を第１の筐体４、ケース５を第２の筐体５として説明する。
図２（ａ）は図１（ｂ）のＡ－Ａ断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の筐体接続部の拡大図である。半導体装置１は、パワーモジュール３を有し、パワーモジュール３をケース５内に収納するためにロアーカバー４をケース５に取り付けている。これにより、パワーモジュール３を冷却する冷媒流路２が形成される。以下の説明以降、ロアーカバー４を第１の筐体４、ケース５を第２の筐体５として説明する。
筐体接続部６において、第１の筐体４と第２の筐体５は、互いにそれぞれ有する接着面で接着して冷媒流路２を形成する際に、接着面にシール材７を用いる。シール材７は、例えばシリコーン系の接着剤であり、第１の筐体４と第２の筐体５との接着面を接着かつシールする。筐体接続部６では、第１の筐体４と第２の筐体５が接続されることで、接続部分にシール材押圧部９とシール材塗布部１０による溝と、シール材流入抑制部８による溝の２つの溝が形成される。この２つの溝のうち、第１の筐体４と第２の筐体５の外周部側に位置する溝は、第１の筐体４にシール材押圧部９と第２の筐体５にシール材塗布部１０である。
シール材塗布部１０は凹部形状であり、シール材押圧部９は突起部を有した凸部形状である。また、シール材塗布部１０とシール材押圧部９は、冷媒流路２を取り囲むようにして接着されている。なお、シール材塗布部１０は、シール材７の流動しやすさを考慮して台形状であってもよい。
一方で、第１の筐体４または第２の筐体５のどちらか一方の接着面において、シール材塗布部１０よりも冷媒流路２に近い位置に形成される溝として、第２の筐体５は凹部形状のシール材流入抑制部８を有している。シール材流入抑制部８は、冷媒流路２を取り囲むようにして形成されている。また、第１の筐体４と第２の筐体５の冷媒流路２の外部には、シール材貯留部１２が設けられている。
なお、シール材塗布部１０は、図２で図示した形態に限らず、第１の筐体４または第２の筐体５のどちらか一方の接着面において形成されて、そこにシール材７が塗布される。またその場合、シール材押圧部９は他方の接着面において形成され、シール材塗布部１０に対応する位置でシール材塗布部１０に配置されたシール材７を押圧している。
（図３）
シール材塗布部１０とシール材流入抑制部８は、第１の筐体４と第２の筐体５との接着時に、シール材７の広がり方をコントロールする配置である。シール材塗布部１０の位置は、第１の筐体４と第２の筐体５との接着面において、冷媒流路２よりも外周部側に近い位置に配置する。一方で、シール材流入抑制部８の位置は、第１の筐体４と第２の筐体５との接着面において、外周部側よりも冷媒流路２に近い位置に配置する。
シール材塗布部１０とシール材流入抑制部８は、第１の筐体４と第２の筐体５との接着時に、シール材７の広がり方をコントロールする配置である。シール材塗布部１０の位置は、第１の筐体４と第２の筐体５との接着面において、冷媒流路２よりも外周部側に近い位置に配置する。一方で、シール材流入抑制部８の位置は、第１の筐体４と第２の筐体５との接着面において、外周部側よりも冷媒流路２に近い位置に配置する。
接着面において、シール材塗布部１０の位置からシール材流入抑制部８の位置までの長さを第１の長さ１１ａ、接着面の外周部からシール材塗布部１０の位置までの長さを第２の長さ１１ｂと定義した場合、第１の長さ１１ａが第２の長さ１１ｂよりも長い。つまり、シール材塗布部１０を基準にして、接着面の外周部側よりも冷媒流路２に近い方の接着面積が広くなっている。これは、冷媒流路２内の冷媒から接着面に内圧がかかるため、第１の筐体４が内圧によって膨らむ。この際、内圧による荷重を効率よくシール材７に伝達させる必要があるため、接着面積が広い部分（第１の長さ１１ａ）の配置を冷媒流路２に近づけて対処している。また、筐体同士の接着時に、シール材７がシール材流入抑制部８にはみ出すため、第１の長さ１１ａに広い範囲の接着面を確保してシール材７がはみ出しすぎないように対処している。
（図４）
図４（ａ）はシール材塗布部１０にシール材７を塗布した図、図４（ｂ）は第１の筐体４と第２の筐体５とが接着する途中の様子を表した図、図４（ｃ）は第１の筐体４と第２の筐体５とが接着した時の様子を表した図である。図４（ａ）～図４（ｃ）で筐体同士の接続の一連のプロセスを表している。
図４（ａ）はシール材塗布部１０にシール材７を塗布した図、図４（ｂ）は第１の筐体４と第２の筐体５とが接着する途中の様子を表した図、図４（ｃ）は第１の筐体４と第２の筐体５とが接着した時の様子を表した図である。図４（ａ）～図４（ｃ）で筐体同士の接続の一連のプロセスを表している。
まず、第２の筐体５のシール材塗布部１０にシール材７を塗布する。シール材７の塗布量は、塗布機等によって所定の塗布量に管理されており、筐体同士の接着時に左右方向に押し広げられるシール材７を、シール材流入抑制部８で滞留させられるように、調整されているため、冷媒流路２内へのシール材７の流入を抑制できる。また、シール材塗布部１０の幅は、シール材７の塗布量が十分に受け止められる幅である。
つづいて、第１の筐体４を第２の筐体５に取り付ける過程で、第１の筐体４が有するシール材押圧部９がシール材塗布部１０に塗布されているシール材７に接して、シール材７を押し始める。第１の筐体４と第２の筐体５との接着時には、シール材押圧部９がシール材７に食い込みながらシール材７を潰して押し広げる。なお、凹形状のシール材塗布部１０と凸形状のシール材押圧部９の接着面積は同等であり、接着差がなくなるように設けられているため、シール材７が界面剥離せず十分な接着力を有することできる。
第１の筐体４が第２の筐体５に組み付けられると、シール材７は接着面の左右方向に押し広げられる。これにより、シール材７は冷媒流路２側のシール材流入抑制部８の溝でその一部が溜まる一方で、シール材７は外周部側へ押し広がるとシール材貯留部１２でその一部が溜まった状態になる。
このような構成を用いて筐体同士の接着プロセスを実行するため、第１の筐体４が有するシール材押圧部９がシール材７に巻き込まれるエアーを分断し、接着面の両端に向かって排出されるため、シール材塗布部１０においての接着面積を確保できる。また、接着強度の均一化を図ることで、接着面の接着力が安定する。また、従来技術として示した二重溝の構造ではなく、一つの溝だけでシール材７の塗布・押圧を実施しているため、エアー巻き込み防止による接着の信頼性向上を実現できる。
筐体同士の接着面においては、第１の筐体４の冷媒流路２側の端部を第１端部４ａ、第１の筐体４の外周部側の端部を第２端部４ｂ、第２の筐体５の冷媒流路２側の端部を第３端部５ａ、第２の筐体５の外周部側の端部を第４端部５ｂ、と定義する。第１の筐体４と第２の筐体５は、第１端部４ａと第３端部５ａが接触し、かつ第２端部４ｂと第４端部５ｂとが接触するように、接着されている。
シール材７は、筐体同士が重なり合う際に、面積が大きい面を有する筐体側に接着しやすい性質があり、接着面の信頼性に課題が生じるため、第１の筐体４と第２の筐体５の端部間の長さを合わせて接着することで、この課題を防止できる。また、第１端部４ａと第３端部５ａが合わさることで、シール材７はシール材流入抑制部８から分離しても冷媒流路２に流れていかない効果がある。
また、第１の筐体４および第２の筐体５は、それぞれの当該筐体の接着面の外周部においてシール材７を溜めておくシール材貯留部１２を設けている。これにより、接着面の外周部にシール材７が余分にはみ出すことを防ぎ、はみ出した部分に塩溜まりが発生しないようにしてシール材７の腐食を抑制できる。
（図５）
シール材塗布部１０は、シール材７が塗布され第１の筐体４が第２の筐体５に取り付けられる際に、シール材押圧部９がシール材７を押し広げながらエアーを排出が出来るよう、塗布部両端は直角の形状ではなく、斜面の形状が設けられている。これにより、筐体同士の接着時にシール材７を流動しやすいようにする。シール材押圧部９は組み立て時におけるシール材７の左右の広がりの中心となるため、押圧部９の位置や形状によりシール材７の広がり方をコントロールできる。
シール材塗布部１０は、シール材７が塗布され第１の筐体４が第２の筐体５に取り付けられる際に、シール材押圧部９がシール材７を押し広げながらエアーを排出が出来るよう、塗布部両端は直角の形状ではなく、斜面の形状が設けられている。これにより、筐体同士の接着時にシール材７を流動しやすいようにする。シール材押圧部９は組み立て時におけるシール材７の左右の広がりの中心となるため、押圧部９の位置や形状によりシール材７の広がり方をコントロールできる。
第１の筐体４が有するシール材押圧部９またはシール材塗布部１０の少なくともどちらか一方は、台形状であってもよい。図５（ａ）はシール材押圧部９が台形状である例を示した。また、図５（ａ）では中心線１６を基準にして、シール材押圧部９とシール材塗布部１０は左右対称に位置している。
また、シール材押圧部９の形状は左右対称・非対称を問わない。具体的には、図５（ｂ）に示すように、シール材塗布部１０の幅に対してシール材押圧部９の位置は、シール材押圧部９から一方のシール材塗布部１０の端部までの溝の長さ１５ａと、シール材押圧部９からシール材塗布部１０の他方の端部までの溝の長さ１５ｂとが、長さが異なるようにして配置されていてもよい。また、図５（ｃ）に示すように、シール材押圧部９は中心線１６を基準にアシンメトリーの形状であるシール材押圧部９ａであってもよい。
なお、シール材押圧部９について台形形状のパターン例を上記で示したが、シール材７を押圧して筐体同士の接着面においての接着信頼性を確保できるものであれば、他の形状であってもよい。
（第１の変形例～第４の変形例）
（図６）
シール材流入抑制部８は第１の筐体４または第２の筐体５のどちらに設けてもよい。また、シール材押圧部９とシール材塗布部１０は、接着時にシール材押圧部９がシール材塗布部１０に収納されてさえいれば、シール材流入抑制部８が第１の筐体４または第２の筐体５のどちらについているかに依存せずに配置することができる。
（図６）
シール材流入抑制部８は第１の筐体４または第２の筐体５のどちらに設けてもよい。また、シール材押圧部９とシール材塗布部１０は、接着時にシール材押圧部９がシール材塗布部１０に収納されてさえいれば、シール材流入抑制部８が第１の筐体４または第２の筐体５のどちらについているかに依存せずに配置することができる。
なお、図６（ａ）では、シール材流入抑制部８とシール材塗布部１０を第２の筐体５に、シール材押圧部９を第１の筐体４に配置した例である。また、図６（ｂ）では、シール材流入抑制部８とシール材押圧部９を第１の筐体４に、シール材塗布部１０を第２の筐体５に配置した例である。また、図６（ｃ）では、シール材流入抑制部８とシール材塗布部１０を第１の筐体４に、シール材押圧部９を第２の筐体５に配置した例である。また、図６（ｄ）では、シール材塗布部１０を第１の筐体４に、シール材流入抑制部８とシール材押圧部９を第２の筐体５に配置した例である。
（第５変形例、第６変形例）
（図７）
図７（ａ）に示すように、押圧部の周囲に溝を有したシール材押圧部９ｂでも同様の効果を奏することができ、これにより、溝を有さないシール材押圧部９よりも、簡易的な加工でシール材押圧部９を形成できる。また、図７（ｂ）に示すように、シール材塗布部１０は、シール材押圧部９に対応した接着面積でなくてもよく、また、シール材押圧部９がシール材塗布部１０の中心に来るような配置にしない形状であってもよい。
（図７）
図７（ａ）に示すように、押圧部の周囲に溝を有したシール材押圧部９ｂでも同様の効果を奏することができ、これにより、溝を有さないシール材押圧部９よりも、簡易的な加工でシール材押圧部９を形成できる。また、図７（ｂ）に示すように、シール材塗布部１０は、シール材押圧部９に対応した接着面積でなくてもよく、また、シール材押圧部９がシール材塗布部１０の中心に来るような配置にしない形状であってもよい。
以上説明した本発明の一実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）半導体装置１は、半導体を用いてモータを駆動する電力を出力するパワーモジュール３と、接着面をそれぞれ有し、接着面同士が互いに接着されることでパワーモジュール３を冷却する冷媒流路２を形成する第１の筐体４および第２の筐体５と、第１の筐体４と第２の筐体５との接着面をシールするシール材７と、を備える。第１の筐体４または第２の筐体５のどちらか一方の接着面において、シール材７が塗布されるシール材塗布部１０を有し、他方の接着面において、シール材塗布部１０に対応する位置にシール材７を押圧するシール材押圧部９を有し、第１の筐体４または第２の筐体５のどちらか一方の接着面において、シール材塗布部１０よりも冷媒流路２に近い位置に、冷媒流路２内へのシール材７の流入を抑制するシール材流入抑制部８を有している。このようにしたことで、接着強度の低下防止と冷媒流路内への接着剤流入防止を両立した半導体装置１を提供できる。
（２）シール材塗布部１０は凹部形状であり、シール材押圧部９は凸部形状であり、シール材塗布部１０とシール材押圧部９は、冷媒流路２を取り囲むようにして接着されている。このようにしたことで、接着面が安定した筐体によって冷媒流路２が形成される。
（３）シール材塗布部１０またはシール材押圧部９の少なくともどちらか一方は、台形状である。このようにしたことで、シール材７が流動しやすくなる。
（４）シール材流入抑制部８は凹部形状であり、冷媒流路２を取り囲むようにして形成されている。このようにしたことで、接着面の信頼性を確保しつつ、冷媒流路２にシール材７が流入しないように、シール材７の広がり方をコントロールしている。
（５）接着面において、接着面の外周部からシール材塗布部１０の位置までの長さよりも、シール材塗布部１０の位置からシール材流入抑制部８の位置までの長さの方が大きい。このようにしたことで、冷媒流路２からの内圧による荷重を効率よくシール材７に伝達できる。
（６）第１の筐体４の接着面は、冷媒流路２側の端部である第１端部４ａと外周部側の端部である第２端部４ｂを有し、第２の筐体５の接着面は、冷媒流路２側の端部である第３端部５ａと外周部側の端部である第４端部５ｂを有し、第１の筐体４と第２の筐体５は、第１端部４ａと第３端部５ａが接触し、かつ第２端部４ｂと第４端部５ｂとが接触するように、接着される。このようにしたことで、シール材７が冷媒流路２内への混入を防げる。
（７）第１の筐体４および第２の筐体５は、それぞれの当該筐体の接着面の外周部においてシール材７を溜めておくシール材貯留部１２を有する。このようにしたことで、はみ出した部分に塩溜まりが発生しないようにしてシール材７の腐食を抑制できる。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や他の構成を組み合わせることができる。また本発明は、上記の実施形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。
１ 半導体装置
２ 冷媒流路
３ パワーモジュール
４ ロアーカバー（第１の筐体）
４ａ 第１端部
４ｂ 第２端部
５ ケース（第２の筐体）
５ａ 第３端部
５ｂ 第４端部
６ 筐体接続部
７ シール材
８ シール材流入抑制部
９ シール材押圧部
９ａ アシンメトリーの押圧部
９ｂ 周囲に溝を有した押圧部
１０ シール材塗布部
１０ａ 大きい溝を有した塗布部
１１ 長さ
１１ａ 第１の長さ
１１ｂ 第２の長さ
１２ シール材貯留部
１３ パワーモジュールプレート
１４ 水路パイプ
１５ 長さ
１５ａ 第１の溝の長さ
１５ｂ 第２の溝の長さ
１６ 中心線
２ 冷媒流路
３ パワーモジュール
４ ロアーカバー（第１の筐体）
４ａ 第１端部
４ｂ 第２端部
５ ケース（第２の筐体）
５ａ 第３端部
５ｂ 第４端部
６ 筐体接続部
７ シール材
８ シール材流入抑制部
９ シール材押圧部
９ａ アシンメトリーの押圧部
９ｂ 周囲に溝を有した押圧部
１０ シール材塗布部
１０ａ 大きい溝を有した塗布部
１１ 長さ
１１ａ 第１の長さ
１１ｂ 第２の長さ
１２ シール材貯留部
１３ パワーモジュールプレート
１４ 水路パイプ
１５ 長さ
１５ａ 第１の溝の長さ
１５ｂ 第２の溝の長さ
１６ 中心線
Claims (7)
- 半導体を用いてモータを駆動する電力を出力するパワーモジュールと、
接着面をそれぞれ有し、前記接着面同士が互いに接着されることで前記パワーモジュールを冷却する冷媒流路を形成する第１の筐体および第２の筐体と、
前記第１の筐体と前記第２の筐体との前記接着面をシールするシール材と、を備えた半導体装置において、
前記第１の筐体または前記第２の筐体のどちらか一方の前記接着面において、前記シール材が塗布されるシール材塗布部を有し、
他方の前記接着面において、前記シール材塗布部に対応する位置に前記シール材を押圧するシール材押圧部を有し、
前記第１の筐体または前記第２の筐体のどちらか一方の前記接着面において、前記シール材塗布部よりも前記冷媒流路に近い位置に、前記冷媒流路内への前記シール材の流入を抑制するシール材流入抑制部を有している
半導体装置。 - 請求項１に記載の半導体装置であって、
前記シール材塗布部は、凹部形状であり、
前記シール材押圧部は、凸部形状であり、
前記シール材塗布部と前記シール材押圧部は、前記冷媒流路を取り囲むようにして接着されている
半導体装置。 - 請求項１に記載の半導体装置であって、
前記シール材塗布部または前記シール材押圧部の少なくともどちらか一方は、台形状である
半導体装置。 - 請求項１に記載の半導体装置であって、
前記シール材流入抑制部は凹部形状であり、前記冷媒流路を取り囲むようにして形成されている
半導体装置。 - 請求項１に記載の半導体装置であって、
前記接着面において、前記接着面の外周部から前記シール材塗布部の位置までの長さよりも、前記シール材塗布部の位置から前記シール材流入抑制部の位置までの長さの方が大きい
半導体装置。 - 請求項１に記載の半導体装置であって、
前記第１の筐体の前記接着面は、前記冷媒流路側の端部である第１端部と外周部側の端部である第２端部を有し、
前記第２の筐体の前記接着面は、前記冷媒流路側の端部である第３端部と外周部側の端部である第４端部を有し、
前記第１の筐体と前記第２の筐体は、前記第１端部と前記第３端部が接触し、かつ前記第２端部と前記第４端部とが接触するように、接着される
半導体装置。 - 請求項１～６のいずれか一項に記載の半導体装置であって、
前記第１の筐体および前記第２の筐体は、それぞれの当該筐体の前記接着面の外周部において前記シール材を溜めておくシール材貯留部を有する
半導体装置。
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