JP2002158322A - 半導体モジュール - Google Patents
半導体モジュールInfo
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- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 半導体素子からの放熱により絶縁基板の温度
が上昇した場合にも、十分な冷却効果が維持できる半導
体モジュールを提供する。 【解決手段】 半導体素子10を冷却するヒートシンク
部1を備えた半導体モジュール100であって、冷却水
で満たされる凹部5を表面に有するヒートシンク部1
と、裏面に開口した中空部30を有し、該ヒートシンク
部の該表面上に該裏面が載置されたケース部2と、表面
に半導体素子10が載置された絶縁板6とを含み、該中
空部の開口面31を囲む該ケース部2の該裏面に該絶縁
板6の外縁部が接合されて、該中空部30内に該半導体
素子10が封止され、該凹部5内に該冷却水が導入され
ることを特徴とする半導体モジュール100。
が上昇した場合にも、十分な冷却効果が維持できる半導
体モジュールを提供する。 【解決手段】 半導体素子10を冷却するヒートシンク
部1を備えた半導体モジュール100であって、冷却水
で満たされる凹部5を表面に有するヒートシンク部1
と、裏面に開口した中空部30を有し、該ヒートシンク
部の該表面上に該裏面が載置されたケース部2と、表面
に半導体素子10が載置された絶縁板6とを含み、該中
空部の開口面31を囲む該ケース部2の該裏面に該絶縁
板6の外縁部が接合されて、該中空部30内に該半導体
素子10が封止され、該凹部5内に該冷却水が導入され
ることを特徴とする半導体モジュール100。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体モジュールに
関し、特に、冷却機構を備えた半導体モジュールに関す
る。
関し、特に、冷却機構を備えた半導体モジュールに関す
る。
【0002】
【従来の技術】図5(a)は、全体が200で示される
水冷式ヒートシンク部を備えた従来の半導体モジュール
の上面図である。また、図5(b)は、図5(a)のI
−Iにおける断面図である。
水冷式ヒートシンク部を備えた従来の半導体モジュール
の上面図である。また、図5(b)は、図5(a)のI
−Iにおける断面図である。
【0003】従来の半導体モジュール200は、金属製
のヒートシンク部1の上に、金属のベース部24が、ね
じ3により固定されている。表面と裏面に、表面パター
ン7と裏面パターン6とがそれぞれ形成された絶縁体6
を含む絶縁基板5が、ベース部24の上に、半田層14
により固定されている。表面パターン7上には、半田層
14によりパワートランジスタ等の半導体素子10が固
定されている。
のヒートシンク部1の上に、金属のベース部24が、ね
じ3により固定されている。表面と裏面に、表面パター
ン7と裏面パターン6とがそれぞれ形成された絶縁体6
を含む絶縁基板5が、ベース部24の上に、半田層14
により固定されている。表面パターン7上には、半田層
14によりパワートランジスタ等の半導体素子10が固
定されている。
【0004】また、ベース部24上には、絶縁基板5を
囲むように、ケース部2が接着剤18で固定されてい
る。ケース部2は、例えば合成樹脂からなり、その中に
電極4が埋め込まれている。電極4と半導体素子10と
の間は、ボンディングワイヤ11で接続されている。ケ
ース部2内には、半導体素子10やボンディングワイヤ
11を埋め込むように、シリコンゲル15が充填されて
いる。ケース部2の上面に設けられた開口部(図示せ
ず)は、蓋部27により閉じられている。
囲むように、ケース部2が接着剤18で固定されてい
る。ケース部2は、例えば合成樹脂からなり、その中に
電極4が埋め込まれている。電極4と半導体素子10と
の間は、ボンディングワイヤ11で接続されている。ケ
ース部2内には、半導体素子10やボンディングワイヤ
11を埋め込むように、シリコンゲル15が充填されて
いる。ケース部2の上面に設けられた開口部(図示せ
ず)は、蓋部27により閉じられている。
【0005】ヒートシンク部1の中には冷却水の流路2
5が設けられ、導入口(図示せず)から導入された冷却
水が流路25を流れ排出口(図示せず)から排出され
る。半導体素子10から放出された熱は、ベース部24
を通ってヒートシンク部1に伝わり、かかる冷却水によ
り冷却される。
5が設けられ、導入口(図示せず)から導入された冷却
水が流路25を流れ排出口(図示せず)から排出され
る。半導体素子10から放出された熱は、ベース部24
を通ってヒートシンク部1に伝わり、かかる冷却水によ
り冷却される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】半導体モジュール20
0では、セラミック材料からなる絶縁基板9と、金属か
らなるベース部24とが、半田層14により接続されて
いるが、これらの熱膨張係数は、絶縁基板9に含まれる
絶縁板6が約4〜5×10-6/℃、ベース部24が約1
6〜17×10-6/℃である。このため、半導体素子1
0から熱が発生した場合、熱膨張係数の違いによりベー
ス部24が湾曲し、ベース部24とヒートシンク部1と
の接触面積が小さくなり、放熱効率が低下するという問
題があった。
0では、セラミック材料からなる絶縁基板9と、金属か
らなるベース部24とが、半田層14により接続されて
いるが、これらの熱膨張係数は、絶縁基板9に含まれる
絶縁板6が約4〜5×10-6/℃、ベース部24が約1
6〜17×10-6/℃である。このため、半導体素子1
0から熱が発生した場合、熱膨張係数の違いによりベー
ス部24が湾曲し、ベース部24とヒートシンク部1と
の接触面積が小さくなり、放熱効率が低下するという問
題があった。
【0007】これに対して、ベース部24とヒートシン
ク部1との間に伝熱性のグリス26を塗布して、伝熱特
性を向上させることも検討したが、なお十分な冷却が得
られなかった。
ク部1との間に伝熱性のグリス26を塗布して、伝熱特
性を向上させることも検討したが、なお十分な冷却が得
られなかった。
【0008】そこで、本発明は、半導体素子10からの
放熱により絶縁基板9の温度が上昇した場合にも、十分
な冷却効果が維持できる半導体モジュールの提供を目的
とする。
放熱により絶縁基板9の温度が上昇した場合にも、十分
な冷却効果が維持できる半導体モジュールの提供を目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで、発明者らは鋭意
研究の結果、絶縁基板又はベース部を直接冷却水に接触
させることにより、絶縁基板やベース部が反った場合に
も、十分な冷却効果が得られることを見出し本発明を完
成した。
研究の結果、絶縁基板又はベース部を直接冷却水に接触
させることにより、絶縁基板やベース部が反った場合に
も、十分な冷却効果が得られることを見出し本発明を完
成した。
【0010】即ち、本発明は、半導体素子を冷却するヒ
ートシンク部を備えた半導体モジュールであって、冷却
水で満たされる凹部を表面に有するヒートシンク部と、
裏面に開口した中空部を有し、該ヒートシンク部の該表
面上に該裏面が載置されたケース部と、表面に半導体素
子が載置された絶縁板とを含み、該中空部の開口面を囲
む該ケース部の該裏面に該絶縁板の外縁部が接合され
て、該中空部内に該半導体素子が封止され、該凹部内に
該冷却水が導入されることを特徴とする半導体モジュー
ルである。かかる半導体モジュールでは、従来の半導体
モジュールのようにベース部を設けずに半導体素子が載
置された絶縁基板を直接冷却するため、ベース部が反る
ことによる冷却効率の低下を防止できる。また、絶縁基
板を冷却水に接触させて直接冷却するために、冷却効率
を向上させることができる。
ートシンク部を備えた半導体モジュールであって、冷却
水で満たされる凹部を表面に有するヒートシンク部と、
裏面に開口した中空部を有し、該ヒートシンク部の該表
面上に該裏面が載置されたケース部と、表面に半導体素
子が載置された絶縁板とを含み、該中空部の開口面を囲
む該ケース部の該裏面に該絶縁板の外縁部が接合され
て、該中空部内に該半導体素子が封止され、該凹部内に
該冷却水が導入されることを特徴とする半導体モジュー
ルである。かかる半導体モジュールでは、従来の半導体
モジュールのようにベース部を設けずに半導体素子が載
置された絶縁基板を直接冷却するため、ベース部が反る
ことによる冷却効率の低下を防止できる。また、絶縁基
板を冷却水に接触させて直接冷却するために、冷却効率
を向上させることができる。
【0011】また、上記ケース部の上記裏面が、上記中
空部の開口面の周囲に段部を有し、該裏面に略平行な該
段部の段面に上記絶縁体の上記外縁部が接合されたこと
を特徴とする半導体モジュールでも良い。これにより、
絶縁体の位置合わせが容易となり、また、固定強度も向
上する。
空部の開口面の周囲に段部を有し、該裏面に略平行な該
段部の段面に上記絶縁体の上記外縁部が接合されたこと
を特徴とする半導体モジュールでも良い。これにより、
絶縁体の位置合わせが容易となり、また、固定強度も向
上する。
【0012】また、上記段部が、上記段面に対向する上
記ヒートシンク部の上記表面が露出するように設けら
れ、上記絶縁体の裏面と該ヒートシンク部の該表面との
間が、Oリングで封止されたことを特徴とする半導体モ
ジュールでも良い。これにより、ヒートシンク部とケー
ス部との間での防水効率を向上させることができる。ま
た、Oリングを設けることにより、ケース部と絶縁体と
を接続する接着剤が冷却水に触れないため、接着強度の
低下を防止できる。
記ヒートシンク部の上記表面が露出するように設けら
れ、上記絶縁体の裏面と該ヒートシンク部の該表面との
間が、Oリングで封止されたことを特徴とする半導体モ
ジュールでも良い。これにより、ヒートシンク部とケー
ス部との間での防水効率を向上させることができる。ま
た、Oリングを設けることにより、ケース部と絶縁体と
を接続する接着剤が冷却水に触れないため、接着強度の
低下を防止できる。
【0013】上記Oリングは、上記ヒートシンク部の露
出した表面に形成された溝部の中に設けられたことが好
ましい。
出した表面に形成された溝部の中に設けられたことが好
ましい。
【0014】また、本発明は、上記絶縁体の裏面に、複
数のフィンが設けられたことを特徴とする半導体モジュ
ールでもある。かかるフィンを設けることにより、冷却
水との接触面積が大きくなり、冷却効率が向上する。
数のフィンが設けられたことを特徴とする半導体モジュ
ールでもある。かかるフィンを設けることにより、冷却
水との接触面積が大きくなり、冷却効率が向上する。
【0015】更に、本発明は、半導体素子を冷却するヒ
ートシンク部を備えた半導体モジュールであって、略平
坦な表面を有するヒートシンク部と、該ヒートシンク部
の該表面上に裏面が固定されたベース部と、該ベース部
の表面上に裏面が固定され、半導体素子が表面に載置さ
れた絶縁板と、該絶縁板を覆うように該ベース部上に固
定されたケース部とを含み、該絶縁板の下方の該ベース
部の裏面に溝部が設けられ、該溝部と該ヒートシンク部
の該表面との間に冷却水が導入されることを特徴とする
半導体モジュールでもある。かかる半導体モジュールで
は、冷却水がベース部中を流れるため、冷却水がヒート
シンク中を流れる従来の半導体モジュールに比べて、冷
却効率を向上させることができる。
ートシンク部を備えた半導体モジュールであって、略平
坦な表面を有するヒートシンク部と、該ヒートシンク部
の該表面上に裏面が固定されたベース部と、該ベース部
の表面上に裏面が固定され、半導体素子が表面に載置さ
れた絶縁板と、該絶縁板を覆うように該ベース部上に固
定されたケース部とを含み、該絶縁板の下方の該ベース
部の裏面に溝部が設けられ、該溝部と該ヒートシンク部
の該表面との間に冷却水が導入されることを特徴とする
半導体モジュールでもある。かかる半導体モジュールで
は、冷却水がベース部中を流れるため、冷却水がヒート
シンク中を流れる従来の半導体モジュールに比べて、冷
却効率を向上させることができる。
【0016】上記溝部は、上記絶縁板の下方を蛇行する
ように設けられたことが好ましい。かかる構造とするこ
とにより、冷却水の流路が長くなり、冷却効率が向上す
る。
ように設けられたことが好ましい。かかる構造とするこ
とにより、冷却水の流路が長くなり、冷却効率が向上す
る。
【0017】上記ヒートシンク部は、上記冷却水の導入
口と排出口とを有するものでも良い。
口と排出口とを有するものでも良い。
【0018】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1(a)は、本
発明の実施の形態1にかかる半導体モジュールの上面図
であり、図1(b)は、I−Iにおける断面図である。
全体が100で示される本実施の形態にかかる半導体モ
ジュールは、銅等の金属製のヒートシンク部1と、ヒー
トシンク部1上にねじ3により固定されたケース部2を
含む。ヒートシンク部1の表面には、凹部5が設けられ
ている。かかる凹部5は、冷却水で満たされる。
発明の実施の形態1にかかる半導体モジュールの上面図
であり、図1(b)は、I−Iにおける断面図である。
全体が100で示される本実施の形態にかかる半導体モ
ジュールは、銅等の金属製のヒートシンク部1と、ヒー
トシンク部1上にねじ3により固定されたケース部2を
含む。ヒートシンク部1の表面には、凹部5が設けられ
ている。かかる凹部5は、冷却水で満たされる。
【0019】ケース部2は内部に中空部30を有する。
また、ケース部2は、中空部30に通じる開口部31を
有する。開口部31は、ケース部2の裏面に段部32を
有する。ヒートシンク部1の上にケース部2を固定した
場合に、ケース部2の開口部31は、ヒートシンク部1
の凹部5の開口部より内方に位置している。このため、
開口部31の周囲に沿って、ケース部2の裏面が露出す
る。ヒートシンク部1とケース部2との間には防水シー
ト13が挟まれて、両者の間をシールしている。
また、ケース部2は、中空部30に通じる開口部31を
有する。開口部31は、ケース部2の裏面に段部32を
有する。ヒートシンク部1の上にケース部2を固定した
場合に、ケース部2の開口部31は、ヒートシンク部1
の凹部5の開口部より内方に位置している。このため、
開口部31の周囲に沿って、ケース部2の裏面が露出す
る。ヒートシンク部1とケース部2との間には防水シー
ト13が挟まれて、両者の間をシールしている。
【0020】絶縁基板9は、例えばAlN等のセラミッ
ク材料からなる絶縁板6と、その表面及び裏面に形成さ
れた表面パターン7及び裏面パターン8を含む。表面パ
ターン7の上には、半導体素子10が半田層14により
載置されている。半導体素子10としては、絶縁ゲート
型バイポーラトランジスタ(IGBT)等のパワーデバ
イスが用いられる。図1(b)に示すように、絶縁板6
は段部32に嵌めこまれ、絶縁板6の外縁部が、段部3
2の段面33に接着剤12により固定される。これによ
り、ケース部2と絶縁板6との間がシールされる。
ク材料からなる絶縁板6と、その表面及び裏面に形成さ
れた表面パターン7及び裏面パターン8を含む。表面パ
ターン7の上には、半導体素子10が半田層14により
載置されている。半導体素子10としては、絶縁ゲート
型バイポーラトランジスタ(IGBT)等のパワーデバ
イスが用いられる。図1(b)に示すように、絶縁板6
は段部32に嵌めこまれ、絶縁板6の外縁部が、段部3
2の段面33に接着剤12により固定される。これによ
り、ケース部2と絶縁板6との間がシールされる。
【0021】半導体素子10と電極4との間は、ボンデ
ィグワイヤ11により接続される。ワイヤボンディング
終了後に、半導体素子10等を覆うようにシリコンゲル
15が充填される。シリコンゲル15は、中空部30に
満たされてもかまわない。ケース部2は、上面にも開口
部(図示せず)を有するが、かかる開口部はワイヤボン
ディング工程やシリコンゲルの充填工程後に、蓋部27
により閉じられる。
ィグワイヤ11により接続される。ワイヤボンディング
終了後に、半導体素子10等を覆うようにシリコンゲル
15が充填される。シリコンゲル15は、中空部30に
満たされてもかまわない。ケース部2は、上面にも開口
部(図示せず)を有するが、かかる開口部はワイヤボン
ディング工程やシリコンゲルの充填工程後に、蓋部27
により閉じられる。
【0022】凹部5には、ヒートシンク部1に設けられ
た導入口(図示せず)から冷却水が導入され、凹部5を
満たし、更に、同じくヒートシンク部1に設けられた排
出口(図示せず)から排出される。
た導入口(図示せず)から冷却水が導入され、凹部5を
満たし、更に、同じくヒートシンク部1に設けられた排
出口(図示せず)から排出される。
【0023】このように、本実施の形態にかかる半導体
モジュール100では、従来の半導体モジュール200
のように、ベース部24を設けずに、半導体素子10が
載置された絶縁基板9を冷却するため、ベース部24が
反ることによる冷却効率の低下を防止することができ
る。
モジュール100では、従来の半導体モジュール200
のように、ベース部24を設けずに、半導体素子10が
載置された絶縁基板9を冷却するため、ベース部24が
反ることによる冷却効率の低下を防止することができ
る。
【0024】また、絶縁基板9を冷却水に接触させて直
接冷却するために、冷却効率を向上させることができ
る。
接冷却するために、冷却効率を向上させることができ
る。
【0025】また、特開平6−77368号公報に記載
された半導体モジュールと異なり、本実施の形態にかか
る半導体モジュール100では、絶縁基板9の裏面だけ
でなく側面にも冷却水が回り込むため、冷却効率を更に
向上させることができる。
された半導体モジュールと異なり、本実施の形態にかか
る半導体モジュール100では、絶縁基板9の裏面だけ
でなく側面にも冷却水が回り込むため、冷却効率を更に
向上させることができる。
【0026】更に、ベース部24が不要となるため、半
導体モジュール100の製造コストを低減することも可
能となる。
導体モジュール100の製造コストを低減することも可
能となる。
【0027】実施の形態2.図2は、本発明の実施の形
態2にかかる半導体モジュール101の断面図である。
全体が101で示される半導体モジュールでは、絶縁基
板9の絶縁体6の裏面に、複数のフィンを備えた冷却板
16が設けられている。かかる冷却板16は、例えば銅
から形成され、複数のフィンが略平行に形成されてい
る。他の構成部分は、図1に示す半導体モジュール10
1と同じである。
態2にかかる半導体モジュール101の断面図である。
全体が101で示される半導体モジュールでは、絶縁基
板9の絶縁体6の裏面に、複数のフィンを備えた冷却板
16が設けられている。かかる冷却板16は、例えば銅
から形成され、複数のフィンが略平行に形成されてい
る。他の構成部分は、図1に示す半導体モジュール10
1と同じである。
【0028】このように、複数のフィンを備えた冷却板
16を備えることにより、実質的に絶縁基板9と冷却水
とが接触する面積を大きくすることができる。このた
め、冷却効率を更に向上させることができる。
16を備えることにより、実質的に絶縁基板9と冷却水
とが接触する面積を大きくすることができる。このた
め、冷却効率を更に向上させることができる。
【0029】なお、本実施の形態にかかる半導体モジュ
ール101では、絶縁体6の裏面に冷却板16を取りつ
けたが、絶縁体6自体が裏面にフィンを有する構造とし
てもかまわない。
ール101では、絶縁体6の裏面に冷却板16を取りつ
けたが、絶縁体6自体が裏面にフィンを有する構造とし
てもかまわない。
【0030】実施の形態3.図3は、本発明の実施の形
態3にかかる半導体モジュールの断面図である。全体が
102で示される半導体モジュールでは、絶縁基板9の
絶縁体6の裏面に、複数のフィンを備えた冷却板16が
設けられている。更に、ケース部2に設けられた段部3
2が、段面33に対向するヒートシンク部1の表面が露
出するように設けられている。そして、段面33に接合
された絶縁体6とヒートシンク部1の表面との間がOリ
ング17で封止されている。Oリング17は、ヒートシ
ンク部1の表面に設けられた溝部(図示せず)中に設け
られることが好ましい。他の構成部分は、図2に示す半
導体モジュール102と同じである。
態3にかかる半導体モジュールの断面図である。全体が
102で示される半導体モジュールでは、絶縁基板9の
絶縁体6の裏面に、複数のフィンを備えた冷却板16が
設けられている。更に、ケース部2に設けられた段部3
2が、段面33に対向するヒートシンク部1の表面が露
出するように設けられている。そして、段面33に接合
された絶縁体6とヒートシンク部1の表面との間がOリ
ング17で封止されている。Oリング17は、ヒートシ
ンク部1の表面に設けられた溝部(図示せず)中に設け
られることが好ましい。他の構成部分は、図2に示す半
導体モジュール102と同じである。
【0031】このように、絶縁体6とヒートシンク部1
との間をOリング17でシールすることにより、ヒート
シンク部1とケース部2との間での防水効率を向上させ
ることができる。特に、Oリング17を設けることによ
り、ケース部2と絶縁体6とを接続する接着剤12が冷
却水に触れないため、接着強度の低下を防止し、半導体
モジュール102の信頼性を向上させることができる。
との間をOリング17でシールすることにより、ヒート
シンク部1とケース部2との間での防水効率を向上させ
ることができる。特に、Oリング17を設けることによ
り、ケース部2と絶縁体6とを接続する接着剤12が冷
却水に触れないため、接着強度の低下を防止し、半導体
モジュール102の信頼性を向上させることができる。
【0032】実施の形態4.図4(a)(b)に本実施
の形態にかかる半導体モジュールを示す。図4(a)
は、全体が103で示される半導体モジュールの上面図
であり、図4(b)はIV−IVにおける断面図であ
る。半導体モジュール103では、ヒートシンク部1の
上にベース部20が固定されている。ベース20部の中
央には絶縁基板9が載置されている。絶縁基板9は、A
lN等の絶縁体6と、表面パターン7、裏面パターン8
を含む。裏面パターン8は、ベース部20の表面に半田
層14で固定されている。また、表面パターン7上に
は、半導体素子が固定されている。
の形態にかかる半導体モジュールを示す。図4(a)
は、全体が103で示される半導体モジュールの上面図
であり、図4(b)はIV−IVにおける断面図であ
る。半導体モジュール103では、ヒートシンク部1の
上にベース部20が固定されている。ベース20部の中
央には絶縁基板9が載置されている。絶縁基板9は、A
lN等の絶縁体6と、表面パターン7、裏面パターン8
を含む。裏面パターン8は、ベース部20の表面に半田
層14で固定されている。また、表面パターン7上に
は、半導体素子が固定されている。
【0033】更に、ベース部20の上には、絶縁基板9
を覆うように、実施の形態1と同じ構造のケース部2が
載置される。ケース部2は中空部30を有する。ケース
部2とベース部20との間は接着剤18で接着され、こ
れにより、中空部30の中に半導体素子10が封止され
る。なお、ケース部2の上面の開口部(図示せず)は蓋
部27により閉じられている。
を覆うように、実施の形態1と同じ構造のケース部2が
載置される。ケース部2は中空部30を有する。ケース
部2とベース部20との間は接着剤18で接着され、こ
れにより、中空部30の中に半導体素子10が封止され
る。なお、ケース部2の上面の開口部(図示せず)は蓋
部27により閉じられている。
【0034】半導体モジュール103では、ベース部2
0の裏面に溝部21が設けられている。図4(a)に点
線で示すように、溝部21は、絶縁基板9の下方の領域
を蛇行するように設けられている。溝部21の両端に
は、ヒートシンク部1を貫通する導入口22と排出口2
3が設けられ、溝部21の中を冷却水が流れるようにな
っている。ヒートシンク部1とベース部20との間には
防水シート19が設けられ、冷却水が溝部21から外部
に漏れないようになっている。
0の裏面に溝部21が設けられている。図4(a)に点
線で示すように、溝部21は、絶縁基板9の下方の領域
を蛇行するように設けられている。溝部21の両端に
は、ヒートシンク部1を貫通する導入口22と排出口2
3が設けられ、溝部21の中を冷却水が流れるようにな
っている。ヒートシンク部1とベース部20との間には
防水シート19が設けられ、冷却水が溝部21から外部
に漏れないようになっている。
【0035】このように、半導体モジュール103で
は、ベース部20が直接冷却水に触れるため、半導体素
子10の冷却効率を向上させることができる。また、ヒ
ートシンク部1には、冷却水の経路を形成する必要がな
いため、ヒートシンク部1を安価に製造することができ
る。
は、ベース部20が直接冷却水に触れるため、半導体素
子10の冷却効率を向上させることができる。また、ヒ
ートシンク部1には、冷却水の経路を形成する必要がな
いため、ヒートシンク部1を安価に製造することができ
る。
【0036】なお、上述の実施の形態1〜4では、ケー
ス部2の上面の開口部(図示せず)が蓋部27により閉
じられる場合を示したが、蓋部27を用いる代わりに、
中空部30内にエポキシ樹脂等を注入することにより、
ケース部2の上面の開口部を閉じてもかまわない。
ス部2の上面の開口部(図示せず)が蓋部27により閉
じられる場合を示したが、蓋部27を用いる代わりに、
中空部30内にエポキシ樹脂等を注入することにより、
ケース部2の上面の開口部を閉じてもかまわない。
【0037】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかる半導体モジュールでは、ベース部の湾曲による
冷却効率の低下を防止できる。
にかかる半導体モジュールでは、ベース部の湾曲による
冷却効率の低下を防止できる。
【0038】また、絶縁基板を冷却水に接触させて直接
冷却するために、冷却効率を向上させることができる。
冷却するために、冷却効率を向上させることができる。
【0039】また、ベース部が不要となるため、半導体
モジュールの製造コストを低減できる。
モジュールの製造コストを低減できる。
【0040】更に、ベース部を含む半導体モジュールに
おいても、冷却水がベース部中を流れるため、冷却効率
を向上させることができる。
おいても、冷却水がベース部中を流れるため、冷却効率
を向上させることができる。
【図1】 本発明の実施の形態1にかかる半導体モジュ
ールである。
ールである。
【図2】 本発明の実施の形態2にかかる半導体モジュ
ールである。
ールである。
【図3】 本発明の実施の形態3にかかる半導体モジュ
ールである。
ールである。
【図4】 本発明の実施の形態4にかかる半導体モジュ
ールである。
ールである。
【図5】 従来の半導体モジュールである。
1 ヒートシンク部、2 ケース部、3 ねじ、4 電
極、5 凹部、6 絶縁体、7 表面パターン、8 裏
面パターン、9 絶縁基板、10 半導体素子、11
ボンディングワイヤ、12 接着剤、13 防水シー
ト、14 半田層、15 シリコンゲル、27 蓋部、
30 中空部、31 開口部、32 段部、33 段
面、100 半導体モジュール。
極、5 凹部、6 絶縁体、7 表面パターン、8 裏
面パターン、9 絶縁基板、10 半導体素子、11
ボンディングワイヤ、12 接着剤、13 防水シー
ト、14 半田層、15 シリコンゲル、27 蓋部、
30 中空部、31 開口部、32 段部、33 段
面、100 半導体モジュール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E322 AA01 AA05 AB01 AB07 AB08 FA01 5F036 AA01 BA10 BB01 BB05 BB41 BB45 BC22
Claims (8)
- 【請求項1】 半導体素子を冷却するヒートシンク部を
備えた半導体モジュールであって、 冷却水で満たされる凹部を表面に有するヒートシンク部
と、 裏面に開口した中空部を有し、該ヒートシンク部の該表
面上に該裏面が載置されたケース部と、 表面に半導体素子が載置された絶縁板とを含み、 該中空部の開口面を囲む該ケース部の該裏面に該絶縁板
の外縁部が接合されて、該中空部内に該半導体素子が封
止され、該凹部内に該冷却水が導入されることを特徴と
する半導体モジュール。 - 【請求項2】 上記ケース部の上記裏面が、上記中空部
の開口面の周囲に段部を有し、該裏面に略平行な該段部
の段面に上記絶縁体の上記外縁部が接合されたことを特
徴とする請求項1に記載の半導体モジュール。 - 【請求項3】 上記段部が、上記段面に対向する上記ヒ
ートシンク部の上記表面が露出するように設けられ、上
記絶縁体の裏面と該ヒートシンク部の該表面との間が、
Oリングで封止されたことを特徴とする請求項2に記載
の半導体モジュール。 - 【請求項4】 上記Oリングが、上記ヒートシンク部の
露出した表面に形成された溝部の中に設けられたことを
特徴とする請求項3に記載の半導体モジュール。 - 【請求項5】 上記絶縁体の裏面に、複数のフィンが設
けられたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記
載の半導体モジュール。 - 【請求項6】 半導体素子を冷却するヒートシンク部を
備えた半導体モジュールであって、 略平坦な表面を有するヒートシンク部と、 該ヒートシンク部の該表面上に裏面が固定されたベース
部と、 該ベース部の表面上に裏面が固定され、半導体素子が表
面に載置された絶縁板と、 該絶縁板を覆うように該ベース部上に固定されたケース
部とを含み、 該絶縁板の下方の該ベース部の裏面に溝部が設けられ、
該溝部と該ヒートシンク部の該表面との間に冷却水が導
入されることを特徴とする半導体モジュール。 - 【請求項7】 上記溝部が、上記絶縁板の下方を蛇行す
るように設けられたことを特徴とする請求項6に記載の
半導体モジュール。 - 【請求項8】 上記ヒートシンク部が、上記冷却水の導
入口と排出口とを有することを特徴とする請求項1〜7
のいずれかに記載の半導体モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000352647A JP2002158322A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 半導体モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000352647A JP2002158322A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 半導体モジュール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002158322A true JP2002158322A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=18825513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000352647A Pending JP2002158322A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 半導体モジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002158322A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010027735A (ja) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Honda Motor Co Ltd | パワーモジュールのシール部構造 |
JP2015035501A (ja) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | 日本特殊陶業株式会社 | 放熱モジュールおよび半導体モジュール |
US9362219B2 (en) | 2013-05-09 | 2016-06-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor module and semiconductor device |
JP2020061399A (ja) * | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 昭和電工株式会社 | 冷却器、そのベース板および半導体装置 |
EP4071802A1 (en) * | 2021-04-05 | 2022-10-12 | JMJ Korea Co., Ltd. | Cooling system where semiconductor component comprising semiconductor chip and cooling apparatus are joined |
-
2000
- 2000-11-20 JP JP2000352647A patent/JP2002158322A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP7126423B2 (ja) | 2018-10-05 | 2022-08-26 | 昭和電工株式会社 | 冷却器、そのベース板および半導体装置 |
EP4071802A1 (en) * | 2021-04-05 | 2022-10-12 | JMJ Korea Co., Ltd. | Cooling system where semiconductor component comprising semiconductor chip and cooling apparatus are joined |
US11908766B2 (en) | 2021-04-05 | 2024-02-20 | Jmj Korea Co., Ltd. | Cooling system where semiconductor component comprising semiconductor chip and cooling apparatus are joined |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080122 |
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