JP2007201225A

JP2007201225A - 半導体装置

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Publication number: JP2007201225A
Application number: JP2006018651A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Obara; 雅信小原; Nobuyoshi Kimoto; 信義木本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】比較的簡単な構成でもって、半導体モジュールのシール部分から液漏れが生じないように確実にシールすることができる直接液冷方式の半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体モジュール１と液冷部材２とを備え、液冷部材２には冷却液の流通路２１および流通路２１の一部が外部に露出した開口部２２が形成されると共に、半導体モジュール１の周側面に対向して周壁部２５が形成されており、半導体モジュール１と液冷部材２とが一体的に接合されて半導体モジュール１の冷却面が開口部２２に臨むとともに、両者１，２の対向面間の液冷部材２の開口部２２を囲む周縁部の位置に第１シール部材３ａが装着され、また、半導体モジュール１の周側面と液冷部材２の周壁部２５との対向面間に第２シール部材３ｂが嵌挿されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、発熱量の大きな半導体素子を備えた半導体モジュールを冷却する機能を備えた半導体装置に係り、特には、半導体モジュールを冷却液によって直接に冷却する直接液冷方式の構造の半導体装置に関する。

電気自動車やハイブリッド自動車のモータを駆動するインバータ等の大電力を扱う半導体装置においては、消費電力が大きなＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の電力用の半導体素子の複数個をパッケージ化した半導体モジュールが用いられている。この様な電力用の半導体モジュールは、発熱量が大きいために、効率良く冷却することが必要となる。特に、近年の電力用の半導体モジュールは、パワー密度が向上しているため、半導体モジュールを冷却液によって直接に冷却して冷却性能を高めた、いわゆる直接液冷方式が多く採用されつつある。この場合、自動車内では取付スペースが狭いので、できるだけ小型であることが要求される。

ところで、従来の直接液冷方式のものは、半導体モジュールの冷却面が液冷部材に形成された流通路の開口部に臨むように、液冷部材の開口部周縁と半導体モジュールの周縁との間にシール部材を介在させた状態で半導体モジュールと液冷部材とを一体的に接合することにより、半導体モジュールの冷却面を冷却液が直接冷却するとともに、シール部材によって流通路から冷却液が外部に漏れるのを防ぐ構造となっている（例えば、特許文献１参照）。そして、この場合のシール部材としては、一般的にはガスケットやＯリングなどと称せられるものが適用されている。

しかし、このような構造であると、シール部材に対する加圧力の不均一や、シール面への異物の付着による異物噛みこみ、あるいはシール部材の傷や経年劣化等に起因して液漏れを生ずることがある。そして、このシール部分から冷却液が漏れて半導体モジュールの電極端子を濡らすと、電極間に電気的な短絡が生じるなどして絶縁性を低下させ、半導体モジュールが故障する恐れがあり、信頼性を保証できる期間を長くできないという問題がある。

そこで、従来技術では、シール部分から冷却液が漏出しないように、液冷部材の開口部の周りにシール部材を内外２重に配置して漏れを阻止するなどの対策が講じられている。

しかしながら、このような対策を講じた場合でも、内外２重のシール部材の締付圧をそれぞれ独立して適切に調整することが困難であるため、冷却液が内側のシール部材のみならず外側のシール部材を通過して液漏れを引き起こす恐れがあった。

そこで、従来技術では、冷却部材のシール部材の外側に位置する部分に漏液を排出する漏液排出溝、およびこの漏液排出溝に連通した液抜き穴を形成し、シール部分から冷却液が漏出した場合には、この冷却液を漏液排出溝と液抜き穴を経由して装置外部に導くことにより、電極端子間の短絡を防止するようにした構造が提案されている（例えば、特許文献２〜４等参照）。

特開平９−２４６４４３号公報特開２００１−３０８２４６号公報特開２００３−３１７４５号公報特開２００５−３２９０４号公報

しかし、上記特許文献２〜４に記載されている従来構造の場合、液冷部材に漏液排出溝や液抜き穴を形成するなどの余分な切削加工が必要となるために、構成が複雑化するとともにコストがかかる。しかも、実使用環境が良くないと、漏液排出溝や液抜き穴に塵が詰まって漏液を上手く外部に排出できない等の不具合がある。

この発明は、上記の問題点を解決し、比較的簡単な構造でもって、半導体モジュールと液冷部材との間のシール部分から液漏れが生じないように確実にシールすることができる半導体装置を提供することを課題とする。

この発明は、上記の課題を解決するため、半導体素子が実装された半導体モジュールと、内部に冷却液の流通路を有するとともに当該流通路の一部が外部に露出するように開口部が形成されている液冷部材とを備え、上記半導体モジュールと上記液冷部材とが２つのシール部材を介して一体的に接合されて上記開口部が閉鎖されるとともに、上記半導体モジュールの冷却面が上記流通路に臨んでいる直接液冷方式の半導体装置において、次の構成を採用している。

すなわち、第１の発明では、液冷部材に半導体モジュールの冷却面と略直交する周側面に対向して周壁部が形成されており、上記２つのシール部材の内、一方のシール部材は上記液冷部材の開口部を囲む周縁部に装着されて半導体モジュールと液冷部材との締め付けにより圧接され、また、他方のシール部材は上記半導体モジュールの周側面と上記液冷部材に形成された周壁部との対向面間に嵌挿されていることを特徴としている。

また、第２の発明では、上記２つのシール部材は、共に半導体モジュールの冷却面側と上記液冷部材の開口部形成側との対向面間に介在されており、かつ、上記半導体モジュールと液冷部材との対向面間距離を上記各シール部材の位置で互いに異ならせることにより各シール部材に対する加圧力を異ならせていることを特徴としている。なお、この場合、半導体モジュールと液冷部材との対向面間距離を各シール部材の位置で互いに異らせる代わりに、２つのシール部材の太さを互いに異ならせることもできる。

第１の発明によれば、２つのシール部材によって液漏れを２重にシールしており、かつ、両シール部材の締付面が互いに直交する異なる２面であることから、両シール部材が同時に異物を噛みこんで液漏れを生じさせる恐れが極めて少なくなる。さらに、両シール部材のシール方式が異なるため、両シール部材にシール不足が同時に発生する恐れが著しく軽減される。特に、半導体モジュールの周側面と液冷部材に形成された周壁部との対向面間に嵌挿されたシール部材は、導体モジュールと液冷部材との締め付けにより加圧されるシール部材に比べて、加圧力の不均一化が起こり難く、このため、開口部の周縁に位置するシール部材で液漏れが生じても、半導体モジュールの周側面と液冷部材に形成された周壁部との対向面間に嵌挿されたシール部材によって液漏れを阻止することができる。

第２の発明によれば、半導体モジュールと液冷部材との対向面間距離が両シール部材の位置で互いに異なるので、導体モジュールと液冷部材とを締め付ける際に、両シール部材に対する加圧力を互いに異ならせることができる。このため、各シール部材の加圧力の許容範囲が広がり、各シール部材に対しては、各シール方式に適合した加圧力を付与することができるため、各シール部材に生じる液漏れを確実に防止することができる。これは、２つのシール部材の太さを互いに異ならせた場合も同様である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における半導体装置の要部を示す縦断面図である。

この実施の形態１の半導体装置は、半導体モジュール１と液冷部材２とを備える。半導体モジュール１は、全体形状が平坦な直方体状のもので、半導体素子としてＩＧＢＴ等の複数個の電力用のスイッチング素子１１が絶縁基板１２の表面に形成された配線パターン１３上に半田付け等により固着されており、また、各スイッチング素子１１はアルミ線等の金属細線１４を介して配線パターン１３にワイヤボンドされて電気的に接続されている。

そして、絶縁基板１２の裏面には熱伝導度の高い銅やアルミニウム等の材料でできたモジュールベース１５が固定されている。このモジュールベース１５は、スイッチング素子１１からの発熱を効率良く外部に伝導するとともに、後述の第１シール部材３ａを確実にシールするための役目を同時に果たしている。

また、スイッチング素子１１や金属細線１４を外環境から保護するため、これらを覆うモジュールケース１６がモジュールベース１５の周縁部に接着固定されている。そして、このモジュールケース１６の周側部の上部には、後述の第２シール部材３ｂを押圧して所定位置に容易に位置決めするための突起部１６ａが形成されている。なお、図示していないが、半導体モジュール１を使用する際に外部の電気回路と接続するための電極端子がモジュールケース１６の上面あるいは側面に設けられて配線パターン１３と電気的に接続されている。

一方、液冷部材２は、銅やアルミニュウムなどの金属やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂からなるもので、その内部には冷却液の流通路２１が形成されるとともに、その流通路２１の一部が外部に露出するようにされて開口部２２が設けられている。また、この開口部２２の周縁部分には装着溝２３が形成され、この装着溝２３内にゴム製のガスケットなどからなる第１シール部材３ａが装着されている。

また、液冷部材２には、半導体モジュール１の冷却面（すなわち、モジュールベース１５の底面）と略直交するモジュールケース１６の周側面に対向して周壁部２５が一体形成されており、この周壁部２５とモジュールケース１６の周側面との対向面間に第２シール部材３ｂが嵌挿されている。

半導体装置を組み立てる際、予め第１シール部材３ａは液冷部材２の装着溝２３に装着され、また、第２シール部材３ｂはモジュールケース１６の突起部１６ａ下方の周側面に嵌込される。そして、この状態で半導体モジュール１を液冷部材２の周壁部２５内に沿って押し込むことにより、第２シール部材３ｂが突起部１６ａに押されて移動して液冷部材２の周壁部２５とモジュールケース１６の周側面との対向面間の所定位置に嵌挿される。そして、半導体モジュール１を液冷部材２の周壁部２５内に沿って押し込んだ後は、半導体モジュール１１と液冷部材２とを図示しないボルト等によって締結する。

これにより、両シール部材３ａ，３ｂによって流通路２１から冷却液が外部に漏れないように２重にシールされる。また、半導体モジュール１１の冷却面となるモジュールベース１５の底面が液冷部材２の開口部２２に臨むので、液冷部材２の流通路２１にエチレングリコール等の粘性の高い液体の水溶液などからなる冷却液を流すことで、半導体モジュール１１を構成するスイッチング素子１１がモジュールベース１５を介して冷却液によって冷却される。

上記構成において、第１シール部材３ａは、半導体モジュール１と液冷部材２との締め付けにより、モジュールベース１５の底面と液冷部材２の装着溝２３の底面との間の対向面間距離Ｌａによって規定される寸法に圧縮されて所定の加圧力を受ける。したがって、この対向面間距離Ｌａを調整することで第１シール部材３ａに対する加圧力が任意に変化される。また、第２シール部材３ｂは、モジュールケース１６の周側面と液冷部材２の周壁部２５との対向面間距離（隙間寸法）Ｌｂによって規定される寸法に圧縮されて所定の加圧力を受ける。したがって、この対向面間距離Ｌｂを調整することで第２シール部材３ｂに対する加圧力が任意に変化される。ただし、第２シール部材３ｂは半導体モジュール１と冷却部材の締め付けの加圧力は受けない。

ここで、第１シール部材３ａは、半導体モジュール１と液冷部材２とをボルト等によって締め付けることでシールする方式（以下、締め付け方式という）であり、第２シール部材３ｂは液冷部材２の周壁部２５とモジュールケース１６の周側面との対向面間に嵌挿される方式（以下、嵌め込み方式という）であって、両シール部材３ａ，３ｂのシール方式が異なる。しかも、各シール部材３ａ，３ｂに対して加圧力を付与する仕方が独立している。したがって、各シール部材３ａ，３ｂに対しては各シール方式に適合した加圧力を付与することができ、両シール部材３ａ，３ｂが同時に液漏れを起こす恐れが極めて少なくなる。

特に、第１シール部材３ａは締め付け方式であるために、各ボルトの締結力の違いによって第１シール部材３ａに対する加圧力に不均一が生じる可能性があるのに対して、第２シール部材３ｂは嵌め込み方式であるため、第２シール部材３ｂに対しては均等に加圧力が作用する。このため、第１シール部材３ａで液漏れが生じても、第２シール部材３ｂによって液漏れを阻止することができる。また、両シール部材３ａ，３ｂの締付面が互いに直交する異なる２面であることから、両シール部材３ａ，３ｂが同時に異物を噛み込んで液漏れを生じさせる恐れも極めて小さい。

さらに、液冷部材２の加工時の観点から捉えると、モジュールベース１５に対向する開口部２２の周辺部分は平面加工となる一方、液冷部材２の周壁部２５は側面加工となるため、加工面の状態が同じでない。例えば、フライス盤を用いた加工においては、平面の加工痕は第１シール部材３ａが周回される軸方向と直交する方向に沿って延びる加工痕ができる可能性があるが、側面の加工においては第２シール部材３ｂが周回される軸方向に沿って延びる加工痕ができる。したがって、第１シール部材３ａについては加工痕に沿って漏液が発生する可能性があるのに対して、第２シール部材３ｂについては加工痕がその軸方向に沿って形成されることから漏液が発生する可能性は著しく小さい。この結果、嵌め込み方式の第２シール部材３ｂの方が高いシール性が得られる。

このように、この実施の形態１では、締め付け方式の第１シール部材３ａに加えて、これよりもシール性の高い嵌め込み方式の第２シール部材３ｂを設けて液漏れを２重にシールしているので、装置を傾斜したり、立てて設置したような場合であっても、第１シール部材３ａと第２シール部材３ｂが同時に液漏れを生じる可能性が極めて小さくなる。また、従来構造のように、液冷部材２に漏液排出溝や液抜き穴を形成するなどの余分な切削加工が不要であるために、構成が簡素化されて比較的安価に実現することができる。

なお、この実施の形態１において、半導体モジュール１と液冷部材２とで挟まれた空間内の第１シール部材３ａと第２シール部材３ｂとの中間箇所に液漏れセンサを設置し、この液漏れセンサで、第１シール部材３ａの液漏れ発生を、第２シール部材３ｂからの液漏れが起こる前に早期に検出するようにしてもよい。

この場合の液漏れセンサとしては、例えば、液冷部材２の表面もしくはモジュールベース１５の表面に２電極を離して配置し、両電極間の絶縁抵抗を測定することによって液漏れによる絶縁抵抗の低下を検知したり、あるいは、両電極間に吸水性の絶縁物質を挟んだ構造で、電極間材料の吸湿による容量変化を検知したり、また、モジュールベース１５と液冷部材２が共に金属で形成されていてシール部材３ａ，３ｂがゴム等の絶縁体であれば、モジュールベース１５と液冷部材２間の絶縁抵抗を検知したりするなど、各種の検知方式のものを採用することができる。

実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２における半導体装置の縦断面図であり、図１に示した実施の形態１と同一または相当する構成部分には同一の符号を付す。

この実施の形態２の特徴は、液冷部材２の上部の開口部２２の周縁に沿って、深さの異なる２つの装着溝２３，２４が形成されている。特に、ここでは、第１シール部材３ａに対する装着溝２３の深さよりも第２シール部材３ｂに対する装着溝の深さ２４の方が幾分浅くなるように設定されている。また、半導体モジュール１のモジュールベース１５は、各シール部材３ａ，３ｂに当接するようにモジュールケース１６の外方に張り出した大きさに設定されている。

そして、各装着溝２３，２４内に第１、第２シール部材３ａ，３ｂが装着されており、この状態で、半導体モジュール１の冷却面となるモジュールベース１５の底面が液冷部材２の開口部２２に臨むように、半導体モジュール１と液冷部材２とを位置合わせして両者１，２が図示しないボルト等によって一体に締結されている。

したがって、この実施の形態２では、２つのシール部材３ａ，３ｂの太さは同じであるが、各シール部材３ａ，３ｂが装着される装着溝２３，２４の深さが異なることから、第１、第２シール部材３ｂの位置でモジュールベース１５の底面と装着溝２３，２４の底面との間の対向面間距離Ｌｃ，Ｌｄが互いに異なっている。このように、各シール部材３ａ，３ｂを装着する装着溝２３，２４の深さを互いに異ならせることにより、半導体モジュール１と液冷部材２を締付けた際に対向面間距離Ｌｃ，Ｌｄを調整することで、両シール部材３ａ，３ｂに対する加圧力を独立して変えることができる。
その他の構成は実施の形態１と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。

ここで、一般にシール部材に対する加圧力は、変形前の元のシール部材の高さと、圧縮により変形した間隔から求められる変形量であるつぶし率δｈによって規定される。このつぶし率δｈは、次式で表される。
δｈ＝（Ｈｏ−Ｈｇ）／Ｈｏ×１００［％］
ここに、Ｈｏは元のシール部材の高さ、Ｈｇはシール部材の加圧状態での対向面間距離である。

また、圧縮永久歪δＨは、つぶし率δｈが同じ場合であっても時間経過とともに次第に大きくなり、また、使用温度が高いほど短時間で大きくなる。通常、圧縮永久歪が８０％に達するとシール部材の使用寿命といわれている。この圧縮永久歪δＨは、次式で与えられる。
δＨ＝（Ｈｏ−Ｈｐ）／（Ｈｏ−Ｈｇ）×１００［％］
ここに、Ｈｐは圧縮状態で所定時間放置後のシール部材の高さである。

図３はシール部材を８０℃の空気中に７０時間保存した後のつぶし率δｈと圧縮永久歪δＨとの関係の一例を示す特性図である。

図３から分かるように、例えば、第１シール部材３ａのつぶし率が２０％、第２シール部材３ｂのつぶし率が２５％になるように、各装着溝２３，２４の深さを設定すると、第２シール部材３ｂの圧縮永久歪は、第１シール部材３ａの圧縮永久歪より小さくなる。このため、第２シール部材３ｂが使用寿命に到達するまでの時間は、第１シール部材３ａが使用寿命に達するまでの時間より長くなる。

このように、この実施の形態２では、各シール部材３ａ，３ｂが装着される装着溝２３，２４の深さを異ならせることにより半導体モジュール１と液冷部材２を締付けた際に対向面間距離Ｌｃ，Ｌｄを調整することで、両シール部材３ａ，３ｂに対する加圧力を独立して変えることができるので、両シール部材の加圧力の許容範囲が広がり、シール部材３ａ，３ｂに対する加圧力が不適切なために生じる液漏れを防止することができる。

特に、第１シール部材３ａが装着される装着溝２３の深さよりも第２シール部材３ｂが装着される装着溝２４の深さの方を幾分浅く設定することで、第１シール部材３ａに生じる永久歪よりもその外側に位置する第２シール部材３ｂに生じる永久歪が小さくなるように調整すれば、第２シール部材３ｂの使用寿命が長くなるので、第１シール部材３ａの劣化によって液漏れが生じた時点でも、その外側の第２シール部材３ｂは未だ劣化に至らず、液漏れを防止することができる。

なお、この実施の形態２では、締め付け時の対向面間距離Ｌｃ，Ｌｄを変えるために装着溝２３，２４の深さを異ならせたが、これに限らず、例えばモジュールベース１５の冷却面（底面）側の加工が可能であれば、モジュールベース１５の底面に段差を設け、これによって第１、第２シール部材３ａ，３ｂの対向面間距離Ｌｃ，Ｌｄを異ならせるようにすることも可能である。

また、この実施の形態２のように、第１シール部材３ａの装着溝２３の深さよりも第２シール部材３ｂの装着溝２４の深さの方が幾分浅くなるように設定することが液漏れ防止上は好ましいが、その逆に、第２シール部材３ｂの装着溝２４の深さよりも第１シール部材３ａの装着溝２３の深さの方が幾分浅くなるように設定して、第１シール部材３ａに生じる永久歪を小さくすることも可能である。

実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３における半導体装置の縦断面図であり、図２に示した実施の形態２と同一または相当する構成部分には同一の符号を付す。

この実施の形態３の特徴は、第１、第２シール部材３ａ，３ｂの太さを異ならせていることである。特に、この実施の形態３では、第２シール部材３ｂの太さが第１シール部材３ａの太さよりも大きくなるように設定されている。また、両シール部材３ａ，３ｂの太さが異なることから、各シール部材３ａ，３ｂが装着される装着溝２３，２４の深さも同じでなく、第１、第２シール部材３ａ，３ｂが略同じつぶし率δｈとなるように深さが設定されている。よって、第１シール部材３ａの対向面間距離Ｌｅよりも第２シール部材３ｂの対向面間距離Ｌｆが大きくなっている。

図５はシール部材におけるがつぶし率２５％、１００℃で７０時間保存後の圧縮永久歪とシール部材の太さとの関係の一例を示す特性図である。

図５から分かるように、シール部材の圧縮永久歪とシール部材の太さとの間には相関があり、つぶし率δｈが同じであっても、シール部材の太さが大きくなると圧縮永久歪δＨは急速に小さくなる。すなわち、シール部材が太いほど経時劣化が小さく長期間の寿命を得ることができる。

したがって、半導体モジュール１と液冷部材２とを締め付けた際に、両シール部材３ａ，３ｂのつぶし率δｈが略同じあっても、第２シール部材３ｂの太さを第１シール部材３ａの太さよりも大きくして、第２シール部材３ｂに生じる永久歪が小さくなるようにすれば、第２シール部材３ｂの使用寿命が長くなるので、第１シール部材３ａの劣化によって液漏れが生じた時点でも、その外側の第２シール部材３ｂは未だ劣化に至らず、液漏れを防止することができる。

なお、この実施の形態３のように、第１シール部材３ａの太さよりも第２シール部材３ｂの太さを大きく設定することが液漏れ防止上は好ましいが、その逆に、第２シール部材３ｂの太さよりも第１シール部材３ａの太さを大きく設定して、第１シール部材３ａに生じる永久歪を小さくするようにすることも可能である。
その他の構成、および作用効果は実施の形態２と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。

この発明は、上記の実施の形態１〜３の各個別の構成に限定されるものではなく、各実施の形態１〜３の構成を適宜組み合わせることができるのは勿論である。例えば、実施の形態１の構成において、実施の形態２のように第１、第２シール部材３ａ，３ｂの各位置において対向面間距離を変えたり、実施の形態３のように両シール部材３ａ，３ｂの太さを変えて、各シール部材３ａ，３ｂに対して適切な加圧力が加わるように設定することができる。さらに、上記の実施の形態２，３においても、実施の形態１で説明したように、第１、第２シール部材３ａ，３ｂの間に液漏れセンサを設置することが可能である。

また、上記の実施の形態１〜３では、半導体モジュール１を構成する半導体素子として、ＩＧＢＴ等の電力用のスイッチング素子１１を備えたものについて説明したが、この発明はこのようなものに限らず、例えば高集積で高速の論理素子の複数個をパッケージ化した半導体モジュール１を備えた半導体装置についても同様に適用することが可能である。

この発明の実施の形態１における半導体装置の要部を示す縦断面図である。この発明の実施の形態２における半導体装置の要部を示す縦断面図である。シール部材の潰し率と圧縮永久歪との関係を示す特性図である。この発明の実施の形態３における半導体装置の要部を示す断面図である。シール部材の太さと永久歪と関係を示す特性図である。

符号の説明

１半導体モジュール、１１スイッチング素子（半導体素子）、
１５モジュールベース、１６モジュールケース、２液冷部材、２１流通路、
２２開口部、２３装着溝、２４装着溝、２５周壁部、３ａ第１シール部材、
３ｂ第２シール部材、Ｌａ〜Ｌｆ対向面間距離。

Claims

半導体素子が実装された半導体モジュールと、内部に冷却液の流通路を有するとともに当該流通路の一部が外部に露出するように開口部が形成されている液冷部材とを備え、上記半導体モジュールと上記液冷部材とが２つのシール部材を介して一体的に接合されて上記半導体モジュールの冷却面が上記流通路の開口部に臨んでいる直接液冷方式の半導体装置において、
上記液冷部材には、半導体モジュールの冷却面と略直交する周側面に対向して周壁部が形成されており、上記２つのシール部材の内、一方のシール部材は上記液冷部材の開口部を囲む周縁部に装着されて半導体モジュールと液冷部材との締め付けにより圧接され、また、他方のシール部材は上記半導体モジュールの周側面と上記液冷部材に形成された周壁部との対向面間に嵌挿されていることを特徴とする半導体装置。
半導体素子が実装された半導体モジュールと、内部に冷却液の流通路を有するとともに当該流通路の一部が外部に露出するように開口部が形成されている液冷部材とを備え、上記半導体モジュールと上記液冷部材とが２つのシール部材を介して一体的に接合されて上記半導体モジュールの冷却面が上記流通路の開口部に臨んでいる直接液冷方式の半導体装置において、
上記２つのシール部材は、共に半導体モジュールの冷却面側と上記液冷部材の開口部形成側との両対向面間に介在されており、かつ、上記半導体モジュールと液冷部材との対向面間距離を上記各シール部材の位置で互いに異ならせることにより各シール部材に対する加圧力を異ならせていることを特徴とする半導体装置。
上記半導体モジュールと液冷部材との対向面間距離を上記各シール部材の位置で互いに異ならせる代わりに、上記各シール部材の太さを互いに異ならせることにより各シール部材に対する加圧力を異ならせていることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
上記２つのシール部材の内、上記開口部の近接側に位置する一方のシール部材に生じる永久歪よりもその外側に位置する他方のシール部材に生じる永久歪が小さくなるように各シール部材に対する加圧力が設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。