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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen derselben.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Eine Technologie, die eine Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen derselben betrifft, ist in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr.
2012-205478 (
JP 2012-205478 A ) beschrieben.
JP 2012-205478 A beschreibt einen elektrischen Leistungskonverter bzw. Stromumwandler mit einer Halbleiterstapeleinheit, einem elastischen Bauteil, einem Rahmen und einem Verschlussbauteil. Die Halbleiterstapeleinheit weist Halbleitermodule und Kühler auf, die abwechselnd gestapelt sind. Der Rahmen hat eine Öffnung und beherbergt die Halbleiterstapeleinheit und das elastische Bauteil in sich. Das Verschlussbauteil ist in der Öffnung des Rahmens derart fixiert, dass das elastische Bauteil die Halbleiterstapeleinheit in eine Richtung mit Druck beaufschlagt, in der die Halbleitermodule und die Kühler gestapelt sind (hiernach als „Stapelrichtung“ bezeichnet).
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Mit der Konfiguration, die in
JP 2012-205478 A beschrieben ist, wird die Halbleiterstapeleinheit in der Stapelrichtung mit Druck beaufschlagt, so dass die Halbleitermodule und die Kühler in engen Kontakt miteinander gebracht sind. Dementsprechend werden die Halbleitermodule, die Wärme erzeugen, durch die Kühler effizient gekühlt.
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In der Konfiguration, die in
JP 2012-205478 A beschrieben ist, sind jedoch der Rahmen und das Verschlussbauteil unabdingbar für ein Halten der Halbleiterstapeleinheit in einem in der Stapelrichtung mit Druck beaufschlagten Zustand, und der elektrische Leistungskonverter wird entsprechend groß.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bietet eine Technologie zum Vorsehen einer kleineren Halbleitervorrichtung ohne ein Verringern der Funktion eines Haltens der Halbleiterstapeleinheit in einem in der Stapelrichtung mit Druck beaufschlagten Zustand.
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Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung, die Folgendes aufweist: eine gestapelte Einheit einschließlich eines Halbleitermoduls und einer Vielzahl von Kühlern, von denen jeder einen Strömungsdurchgang hat, durch den ein Kühlmittel strömt, wobei das Halbleitermodul zwischen den Kühlern angeordnet ist; eine Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung, die gestaltet ist, um das Kühlmittel zu den Kühlern zuzuführen oder das Kühlmittel von den Kühlern abzugeben, wobei die Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung durch die gestapelte Einheit in einer Stapelrichtung der gestapelten Einheit hindurchführt; ein Verschiebungsbeschränkungsbauteil, das an einem ersten Endabschnitt der Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung vorgesehen ist, wobei das Verschiebungsbeschränkungsbauteil gestaltet ist, um eine Verschiebung bzw. einen Versatz der gestapelten Einheit in der Stapelrichtung der gestapelten Einheit zu beschränken; und ein Druckbeaufschlagungsbauteil, das an einem zweiten Endabschnitt der Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung vorgesehen ist, wobei das Druckbeaufschlagungsbauteil gestaltet ist, um eine Kraft auf die gestapelte Einheit in einer Richtung zu dem ersten Endabschnitt hin aufzubringen. Diese Konfiguration macht es möglich, einen Rahmen und ein Verschlussbauteil wegzulassen, ohne die Funktion eines Beibehaltens der gestapelten Einheit in einem in der Stapelrichtung mit Druck beaufschlagtem Zustand zu verringern. Dementsprechend wird das Leistungsteil, das in einer Größe klein ist, erlangt.
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In der Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann die Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung ein Gewinde aufweisen, das an einer Außenumfangsfläche des zweiten Endabschnitts der Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung ausgebildet ist, und das Druckbeaufschlagungsbauteil kann eine Mutter aufweisen, die auf das Gewinde der Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung geschraubt wird. Diese Konfiguration macht es möglich, die gestapelte Einheit bzw. die Stapeleinheit in der Stapelrichtung mit Druck zu beaufschlagen.
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In der Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann das Druckbeaufschlagungsbauteil einen elastischen Körper aufweisen, der an dem zweiten Endabschnitt der Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung angebracht ist, wobei der elastische Körper gestaltet ist, um eine elastische Kraft auf die gestapelte Einheit in der Richtung zu dem ersten Endabschnitt hin aufzubringen. Diese Konfiguration macht es möglich, die gestapelte Einheit in der Stapelrichtung mit Druck zu beaufschlagen.
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In der Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann die Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung durch die Kühler der gestapelten Einheit hindurchführen, wobei jeder der Kühler zwei Partitionsplatten bzw. Unterteilungsplatten aufweisen kann, die einander über den Strömungsdurchgang in der Stapelrichtung hinweg zugewandt sind, wobei jede der zwei Aufteilungsplatten ein Durchgangsloch haben kann, durch das die Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung hindurchgeführt wird, und zumindest eine von den zwei Unterteilungsplatten kann einen Führungsabschnitt haben, der gestaltet ist, um die Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung zu dem Durchgangsloch hin zu führen, wenn die Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung in das Durchgangsloch eingesetzt wird. Mit dieser Konfiguration ist die Verarbeitbarkeit bei einem Einsetzen der Leitung in das Durchgangsloch verbessert.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung. Dieses Verfahren umfasst Folgendes: ein Ausbilden einer gestapelten Einheit bzw. Stapeleinheit durch ein Anordnen eines Halbleitermoduls und einer Vielzahl von Kühlern, von denen jeder einen Strömungsdurchgang hat, durch den ein Kühlmittel strömt, so dass das Halbleitermodul zwischen den Kühlern angeordnet ist; ein Hindurchführen einer Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung durch die gestapelte Einheit; ein Versehen eines ersten Endabschnitts der Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung mit einem Verschiebungsbeschränkungsbauteil, das gestaltet ist, um eine Verschiebung bzw. einen Versatz der gestapelten Einheit in einer Stapelrichtung der gestapelten Einheit zu beschränken; und ein Versehen eines zweiten Endabschnitts der Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung mit einem Druckbeaufschlagungsbauteil, das gestaltet ist, um eine Kraft auf die gestapelte Einheit in einer Richtung zu dem ersten Endabschnitt hin aufzubringen. Diese Konfiguration macht es möglich, einen Rahmen und ein Verschlussbauteil wegzulassen, ohne die Funktion eines Beibehaltens der gestapelten Einheit in einem druckbeaufschlagten Zustand in der Stapelrichtung zu reduzieren. Dementsprechend wird das Leistungsteil erlangt, das in einer Größe klein ist.
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Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann ferner Folgendes aufweisen: ein Ausbilden eines Gewindes an einer Außenumfangsfläche des zweiten Endabschnitts der Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung; und ein Schrauben einer Mutter auf das Gewinde. Diese Konfiguration macht es möglich, die Stapeleinheit bzw. die gestapelte Einheit in der Stapelrichtung mit Druck zu beaufschlagen.
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Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann ferner ein Anbringen eines elastischen Körpers an den zweiten Endabschnitt der Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung aufweisen, wobei der elastische Körper gestaltet ist, um eine elastische Kraft auf die gestapelte Einheit in der Richtung zu dem ersten Endabschnitt hin aufzubringen. Diese Konfiguration macht es möglich, die gestapelte Einheit in der Stapelrichtung mit Druck zu beaufschlagen.
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Gemäß dem ersten und dem zweiten Aspekt der Erfindung ist es möglich, einen Rahmen und ein Schließbauteil wegzulassen, ohne die Funktion eines Beibehaltens des druckbeaufschlagten Zustands der gestapelten Einheit in der Stapelrichtung zu verringern. Dementsprechend wird das Leistungsteil erlangt, das in einer Größe klein ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Signifikanz von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Leistungsteils gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 ist eine teilweise abgeschnittene Vorderansicht des Leistungsteils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
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3 ist eine Explosionsschnittvorderansicht eines Kühlers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
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4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts B in 3;
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5 ist eine Schnittvorderansicht des Kühlers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
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6 ist eine Explosionsvorderansicht eines Leitungszusammenbaus gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
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7 ist ein Flussdiagramm, das Schritte eines Herstellens des Leistungsteils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
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8 ist eine teilweise abgeschnittene Vorderansicht eines Leistungsteils gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Hiernach wird ein Leistungsteil 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf 1 bis 7 beschrieben. Das Leistungsteil 1 ist eine Halbleitervorrichtung bzw. ein Halbleiterelement, das als ein Stromumwandler bzw. ein elektrischer Leistungskonverter, wie zum Beispiel ein Inverter oder ein Konverter, funktioniert.
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1 ist eine perspektivische Ansicht des Leistungsteils 1. 2 ist eine teilweise abgeschnittene Vorderansicht des Leistungsteils 1. Wie in 1 und 2 dargestellt ist, weist das Leistungsteil 1 eine gestapelte Einheit bzw. Stapeleinheit 2 und zwei Leitungsbaugruppen 3 auf.
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Die gestapelte Einheit 2 weist drei Leistungskarteneinheiten (power card units) 4 (von denen jede ein Beispiel eines „Halbleitermoduls“ in der Erfindung ist) und vier Kühler 5 auf, die abwechselnd gestapelt sind.
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Wie in 2 dargestellt ist, weist jede der Leistungskarteneinheiten 4 eine Leistungskarte 6 und Isolierbahnen 7 auf. Die Leistungskarte 6 ist in einer Form abgeflacht. Eine der Isolierbahnen 7 ist an der oberen Fläche der Leistungskarte 6 angeordnet und die andere von den Isolierbahnen 7 ist an der Unterfläche der Leistungskarte 6 angeordnet. Jede Leistungskarte 6 ist ein Halbleiterpaket, in dem eine Leistungshalbleitervorrichtung, wie zum Beispiel ein MOSFET, beherbergt ist. Eine angemessene Menge von Schmiermittel bzw. Schmiere (nicht dargestellt) ist auf jede der Isolierbahnen 7 aufgebracht.
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Jeder von den Kühlern 5 hat eine hohle Kastenform. Ein Strömungsdurchgang P, durch den ein Kühlmittel wie zum Beispiel Kühlwasser strömt, ist in jedem Kühler 5 ausgebildet. Wie in 3 dargestellt ist, ist jeder Kühler 5 aus zwei Segmenten 8 zusammengesetzt. Jedes der Segmente 8 weist ein Gehäuse 9 und ein Dichtbauteil 10 in der Form eines geschlossenen Rahmens auf. Das Gehäuse 9 hat eine Unterteilungsplatte 11 und eine Umfangswand 12. Die Unterteilungsplatte 11 ist senkrecht zu einer Richtung, in der die Leistungskarteneinheiten 4 und der Kühler 5 gestapelt sind (hiernach als „Stapelrichtung“ bezeichnet). Die Umfangswand 12 erstreckt sich in der Stapelrichtung von dem Umfangsrand von der Unterteilungsplatte 11 aus. Jede Unterteilungsplatte 11 hat ein stromaufwärtiges Durchgangsloch 13 (ein Beispiel eines „Durchgangslochs“ in der Erfindung) und ein stromabwärtiges Durchgangsloch 14 (ein Beispiel eines „Durchgangslochs“ in der Erfindung). Das stromaufwärtige Durchgangsloch 13 und das stromabwärtige Durchgangsloch 14 sind durch beispielsweise ein Entgraten ausgebildet (d. h. ein Prozess eines Ausbildens eines Lochs und eines Flanschs um das Loch herum). 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts B in 3. Wie in 4 dargestellt ist, ist ein distaler Endabschnitt eines zylindrischen Flansches 15, der ausgebildet wird während das stromaufwärtige Durchgangsloch 13 durch ein Entgraten ausgebildet wird, durch zum Beispiel ein Pressen bzw. Stanzen schräg gebogen, so dass der Innendurchmesser des distalen Endabschnitts steigt. Dementsprechend wird eine Leitungsführungsfläche 16 (ein Beispiel eines „Führungsabschnitts“ in der Erfindung) ausgebildet, die sich schief bzw. schräg erstreckt. Außerdem, während das stromaufwärtige Durchgangsloch 13 durch ein Entgraten ausgebildet wird, wird eine gekrümmte Fläche 17 (ein Beispiel eines „Führungsabschnitts“ in der Erfindung) in einem Abschnitt der Unterteilungsplatte 11 ausgebildet, der ein stromaufwärtiges Durchgangsloch 13 festlegt. Das Gleiche trifft auf das stromabwärtige Durchgangsloch 14 zu. Erneut bezugnehmend auf 3 ist das Dichtbauteil 10 entlang dem Innenumfang der Umfangswand 12 in der Form eines geschlossenen Rahmens angeordnet. Wie in 5 dargestellt ist, wenn die zwei Segmente 8 aneinander gekoppelt werden, wird der Strömungsdurchgang P zwischen dem stromaufwärtigen Durchgangsloch 13 und dem stromabwärtigen Durchgangsloch 14 ausgebildet. Dementsprechend ist der Kühler 5 mit dem Strömungsdurchgang P vervollständigt. Die Umfangswände 12 der zwei Segmente 8 werden aneinander geschweißt, um die Segmente 8 aneinander zu koppeln. Zum Beispiel ist ein Löten als das Schweißen geeignet. Alternativ können die zwei Segmente 8 aneinander gekoppelt werden durch ein Verstemmen anstelle eines Schweißens, oder können aneinander mit einem Klebstoff gekoppelt werden.
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6 stellt eine Explosionsvorderansicht von jeder von den Leitungsbaugruppen 3 dar. Wie in 6 dargestellt ist, weist jede Leitungsbaugruppe 3 eine Leitungseinheit 20, eine Gewindekappe 21 (ein Beispiel eines „Verschiebungsbeschränkungsbauteils“ in der Erfindung) und eine Mutter 22 (ein Beispiel eines „Druckbeaufschlagungsbauteils“ in der Erfindung) auf.
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Die Leitungseinheit 20 weist eine Leitung 23 (ein Beispiel einer „Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung“ in der Erfindung) und acht O-Ringe 24 auf. Die Leitung 23 ist ein zylindrischer Körper, der sich in der Stapelrichtung erstreckt. Die Umfangswand der Leitung 23 hat vier Öffnungen 25, die sich in Intervallen in der Stapelrichtung befinden. Die acht O-Ringe 24 sind an der Außenumfangsfläche der Leitung 23 angeordnet. Insbesondere sind die acht O-Ringe 24 angeordnet, um über die vier Öffnungen 25 derart ausgerichtet zu sein, dass sich eine Öffnung 25 zwischen zwei O-Ringen 24 befindet. Die Außenumfangsfläche 27 eines unteren Endabschnitts 26 der Leitung 24 hat ein Gewinde 28, das es der Gewindekappe 21 ermöglicht, an dem unteren Endabschnitt 26 der Leitung 23 angebracht zu werden. Eine Außenumfangsfläche 30 eines oberen Endabschnitts 29 der Leitung 23 hat ein Gewinde 31, das es der Mutter 22 ermöglicht, an dem oberen Endabschnitt 29 der Leitung 23 angebracht zu werden.
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Die Gewindekappe 21 ist eine Gewindekappe, in der ein Dichtbauteil (nicht dargestellt) inbegriffen ist. Durch ein Anbringen der Gewindekappe 21 an den unteren Endabschnitt 26 der Leitung 23, wird der untere Endabschnitt 26 der Leitung 23 abgedichtet.
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Als Nächstes wird ein Verfahren eines Zusammensetzens des Leistungsteils 1 beschrieben. 7 ist ein Flussdiagramm, das Schritte eines Herstellens des Leistungsteils 1 darstellt.
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Zuerst werden, wie in 6 dargestellt ist, die acht O-Ringe 24 an jeder von den Leitungen 23 angebracht. Dann wird die Gewindekappe 21 an dem unteren Endabschnitt 26 von jeder von den Leitungen 23 angebracht. Auf diese Weise werden zwei Leitungseinheiten 20, die jeweils die Leitung 23 aufweisen, an der die Gewindekappe 21 angebracht ist, bereitgestellt.
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Dann werden die zwei Leitungseinheiten 20 an Positionen um einen vorgeschriebenen Abstand entfernt voneinander fixiert und die vier Kühler 5 und die drei Leistungskarteneinheiten 4 werden abwechselnd unter Verwendung der zwei Leitungseinheiten 20 gestapelt (S100). Insbesondere hat, wie in 5 dargestellt ist, jeder von den Kühlern 5 die zwei stromaufwärtigen Durchgangslöcher 13 und die zwei stromabwärtigen Durchgangslöcher 14. Deshalb wird eine von den Leitungseinheiten 20 durch die zwei stromaufwärtigen Durchgangslöcher 13 von jedem von den Kühlern 5 hindurchgeführt, und die andere von den Leitungseinheiten 20 wird durch die zwei stromabwärtigen Durchgangslöcher 14 von jedem von den Kühlern 5 hindurchgeführt.
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Wenn eine von den Leitungseinheiten 20 durch die zwei stromaufwärtigen Durchgangslöcher 13 von jedem von den Kühlern 5 hindurchgeführt wird, wird die Leitungseinheit 20 geeignet zu dem stromaufwärtigen Durchgangsloch 13 auf der unteren Seite durch die Leitungsführungsfläche 16 geführt, die in 4 dargestellt ist, und die Leitung 23 wird geeignet zu dem stromaufwärtigen Durchgangsloch 13 auf der oberen Seite durch die gekrümmte Fläche 17 geführt, die in 4 dargestellt ist.
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Schließlich wird die Mutter 22 an dem oberen Endabschnitt 29 der Leitung 23 von jeder von den Leitungseinheiten 20 angebracht, und die Mutter 22 wird mit einem vorgeschriebenen Drehmoment angezogen (S110). Dementsprechend wird die gestapelte Einheit 2 in der Stapelrichtung mit Druck beaufschlagt. Insbesondere, wenn die zwei Muttern 22 angezogen werden, wird der oberste Kühler 5 nach unten hin gedrückt. Wenn der oberste Kühler 5 nach unten hin gedrückt wird, kommen die Leistungskarten 6 in engen Kontakt mit den Kühlern 5 über die Isolierbahnen 7, so dass ein thermischer Widerstand zwischen den Kühlern 5 und den Leistungskarten 6 reduziert ist.
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2 stellt das zusammengesetzte Leistungsteil 1 dar. Wie in 2 dargestellt ist, befinden sich in dem zusammengesetzten Leistungsteil 1 die Öffnungen 25 der Leitungsbaugruppen 3 innerhalb der Strömungsdurchgänge P der Kühler 5. Ferner sind die O-Ringe 24 der Leitungsbaugruppen 3 in engem Kontakt mit den Wandflächen von den stromaufwärtigen Durchgangslöchern 13 und den Wandflächen der stromabwärtigen Durchgangslöcher 14 von den Kühlern 5.
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Als Nächstes wird beschrieben, wie das Leistungsteil 1 zu verwenden ist. Wie in 2 dargestellt ist, führt die Leitungseinheit 20 auf der linken Seite das Kühlmittel zu den vier Kühlern 5 zu, wenn ein Kühlmittel zu der Leitungseinheit 20 auf der linken Seite zugeführt wird. Das Kühlmittel, das zu den Kühlern 5 zugeführt wird, wird erwärmt, während es durch den Strömungsdurchgang P strömt, und wird dann in die Leitungseinheit 20 auf der rechten Seite abgegeben. Das erwärmte Kühlmittel wird dann außerhalb von der Leitungseinheit 20 auf der rechten Seite abgegeben. Dementsprechend wird die Wärme, die aufgrund des Betriebs der Leistungskarten 6 erzeugt wird, durch das Kühlmittel aufgenommen, so dass es den Leistungskarten 6 ermöglicht ist, unter einer angemessenen Temperatur zu arbeiten.
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Die erste Ausführungsform der Erfindung, die vorangehend beschrieben ist, hat die folgenden Charakteristika.
- (1) Das Leistungsteil 1 (ein Beispiel einer „Halbleitervorrichtung“ in der Erfindung) weist die gestapelte Einheit 2 und die Leitungen 23 (von denen jede ein Beispiel einer „Zufuhr-/Abgabeleitung“ in der Erfindung ist) auf. Die gestapelte Einheit 2 weist eine Vielzahl von Leistungskarteneinheiten 4 (von denen jede ein Beispiel eines „Halbleitermoduls“ in der Erfindung ist) und eine Vielzahl von Kühlern 5 auf, die jeweils den Strömungsdurchgang P haben, durch den das Kühlmittel strömt. Die Leistungskarteneinheiten 4 und die Kühler 5 sind abwechselnd gestapelt, um die gestapelte Einheit 2 zu bilden. Eine von den Leitungen 23 wird verwendet, um das Kühlmittel zu den Kühlern 5 zuzuführen, und die andere von den Leitungen 23 wird verwendet, um das Kühlmittel von den Kühlern 5 abzugeben. Die Leitungen 23 sind angeordnet, um durch die gestapelte Einheit 2 in der Stapelrichtung hindurchzuführen, und das Gewinde 31 ist an der Außenumfangsfläche 30 von jeder von den Leitungen 23 ausgebildet. Das Leistungsteil 1 weist ferner die Muttern 22 (ein Beispiel eines „Druckbeaufschlagungsbauteils“ in der Erfindung) auf, die auf die Gewinde 31 geschraubt sind, um die gestapelte Einheit 2 in der Stapelrichtung druckbeaufschlagt zu halten. Diese Konfiguration macht es möglich, den Rahmen und das Schließbauteil bzw. Verschlussbauteil wegzulassen, die in JP 2012-205478 A beschrieben sind, ohne die Funktion eines Beibehaltens des druckbeaufschlagten Zustands in der Stapelrichtung der Stapeleinheit 2 zu verringern. Demzufolge wird das Leistungsteil 1 erlangt, das in einer Größe klein ist.
- (2) Die Leitungen 23 führen durch die Kühler 25 der gestapelten Einheit 2. Jeder von den Kühlern 5 weist die zwei Unterteilungsplatten 11 auf, die einander über den Strömungsdurchgang P in der Stapelrichtung hinweg zugewandt sind. Jede von den Unterteilungsplatten 11 hat das stromaufwärtige Durchgangsloch 13 und das stromabwärtige Durchgangsloch 14, durch die die Leitungen 23 hindurchführen. Jede von den zwei Unterteilungsplatten hat die Leitungsführungsflächen 16 (von denen jede ein Beispiel eines „Führungsabschnitts“ in der Erfindung ist) und die gekrümmten Flächen 17 (von denen jede ein Beispiel eines „Führungsabschnitts“ in der Erfindung ist). die Leitungsführungsflächen 16 und die gekrümmten Flächen 17 werden verwendet, um die Leitungen 23 zu den stromaufwärtigen Durchgangslöchern 13 und den stromabwärtigen Durchgangslöchern 14 zu führen, wenn die Leitungen 23 in die stromaufwärtigen Durchgangslöcher 13 und die stromabwärtigen Durchgangslöcher 14 eingesetzt werden. Mit dieser Konfiguration ist die Verarbeitbarkeit bei einem Einsetzen der Leitungen 23 in die stromaufwärtigen Durchgangslöcher 13 und die stromabwärtigen Durchgangslöcher 14 verbessert.
- (3) Das Leistungsteil 1 wird wie folgt hergestellt: Die gestapelte Einheit 2 wird durch ein abwechselndes Stapeln der Leistungskarteneinheiten 4 und der Kühler 5 ausgebildet, von denen jeder den Strömungsdurchgang P hat, durch den das Kühlmittel strömt (S100); und die gestapelte Einheit 2 wird in der Stapelrichtung durch ein Schrauben der Muttern 22 auf die Gewinde 31 der Leitungen 23 mit Druck beaufschlagt, welche angeordnet sind, um durch die gestapelte Einheit 2 in der Stapelrichtung hindurchzuführen (S110).
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Während die erste Ausführungsform der Erfindung vorangehend beschrieben wurde, kann die erste Ausführungsform wie folgt modifiziert werden.
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In der ersten Ausführungsform ist das Gewinde 28 an der Außenumfangsfläche 27 des unteren Endabschnitts 26 von jeder von den Leitungen 23 ausgebildet, so dass die Gewindekappe 21 an dem unteren Endabschnitt 26 von jeder von den Leitungen 23 angebracht werden kann. Alternativ kann die Gewindekappe 21 an dem unteren Endabschnitt 26 von jeder von den Leitungen 23 durch ein anderes Verfahren, wie zum Beispiel ein Kleben, ein Schweißen oder eine Presspassung, angebracht werden.
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Die Unterteilungsplatten 11 von jedem Kühler 5 können mit Kühllamellen versehen sein, die in dem Strömungsdurchgang P hinein vorragen. Mit dieser Konfiguration wird ein Wärmeaustausch zwischen den Unterteilungsplatten 11 und dem Kühlmittel effektiv gefördert.
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In der ersten Ausführungsform ist die Mutter 22 an dem oberen Endabschnitt 29 von jeder von den Leitungen 23 angebracht, und die gestapelte Einheit 2 wird in der Stapelrichtung durch ein Anziehen der Muttern 22 mit Druck beaufschlagt. Alternativ sind in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung elastische Körper, wie zum Beispiel Plattenfedern 40, zwischen dem oberen Endabschnitt 29 und der Stapeleinheit 2 angeordnet, um eine elastische Kraft auf die gestapelte Einheit 2 in einer Richtung zu den unteren Endabschnitten 26 aufzubringen, so dass die gestapelte Einheit 2 in der Stapelrichtung mit der elastischen Kraft der elastischen Körper mit Druck beaufschlagt werden kann, wie in 8 dargestellt ist. Ferner können andere Konfigurationen zum Aufbringen einer Kraft von den oberen Endabschnitten 29 auf die gestapelte Einheit 2 in der Stapelrichtung eingesetzt werden.
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Gemäß den vorangehenden Ausführungsformen wird die gestapelte Einheit 2 von den oberen Endabschnitten 29 aus nach unten hin mit Druck beaufschlagt. Alternativ kann die gestapelte Einheit 2 von den unteren Endabschnitten 26 aus nach oben hin mit Druck beaufschlagt werden.
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Die Ausführungsformen, die vorangehend beschrieben sind, bieten eine Technologie zum Verringern der Größe von Halbleitervorrichtungen, ohne die Funktion eines Beibehaltens eines Druckbeaufschlagungszustands in der Stapelrichtung der gestapelten Einheit zu verringern.
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Eine Halbleitervorrichtung (1) weist Folgendes auf: eine gestapelte Einheit (2) mit einem Halbleitermodul (4) und einer Vielzahl von Kühlern (5), von denen jeder einen Strömungsdurchgang hat, durch den ein Kühlmittel strömt, wobei das Halbleitermodul zwischen den Kühlern angeordnet ist; eine Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung (3), die gestaltet ist, um das Kühlmittel zu den Kühlern zuzuführen oder das Kühlmittel von den Kühlern abzugeben, wobei die Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung durch die gestapelte Einheit in einer Stapelrichtung der gestapelten Einheit durchgeführt wird; ein Verschiebungsbeschränkungsbauteil, das an einem ersten Endabschnitt (26) der Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung vorgesehen ist, wobei das Verschiebungsbeschränkungsbauteil gestaltet ist, um eine Verschiebung der gestapelten Einheit in der Stapelrichtung der gestapelten Einheit zu beschränken; und ein Druckbeaufschlagungsbauteil, das an einem zweiten Endabschnitt (29) der Kühlmittelzufuhr-/-abgabeleitung vorgesehen ist, wobei das Druckbeaufschlagungsbauteil gestaltet ist, um eine Kraft auf die gestapelte Einheit in einer Richtung zu dem ersten Endabschnitt hin aufzubringen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2012-205478 [0002]
- JP 2012-205478 A [0002, 0002, 0003, 0004, 0038]
