JP2008028163A - Power module device - Google Patents

Power module device Download PDF

Info

Publication number
JP2008028163A
JP2008028163A JP2006199269A JP2006199269A JP2008028163A JP 2008028163 A JP2008028163 A JP 2008028163A JP 2006199269 A JP2006199269 A JP 2006199269A JP 2006199269 A JP2006199269 A JP 2006199269A JP 2008028163 A JP2008028163 A JP 2008028163A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
power module
semiconductor chip
radiator
module device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006199269A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4935220B2 (en
Inventor
Hirokazu Kato
浩和 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP2006199269A priority Critical patent/JP4935220B2/en
Publication of JP2008028163A publication Critical patent/JP2008028163A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4935220B2 publication Critical patent/JP4935220B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/0601—Structure
    • H01L2224/0603—Bonding areas having different sizes, e.g. different heights or widths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve heat radiation effect by cooling a semiconductor chip directly, while keeping the semiconductor chip in an electrically insulating stage. <P>SOLUTION: A heat plate made of a conductive material is fixed on a base 6 made of an insulating material, a semiconductor chip 2 is mounted on the surface of the heat plate 3 across a conductive junction material 4, and one electrode of the current path of the semiconductor chip 2 is connected electrically to the heat plate via the conductive junction material 4. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、各種インバータ等に使用されるパワーモジュール装置に関する。   The present invention relates to a power module device used for various inverters and the like.

一般に、パワーモジュール装置は、セラミックス基板の上面に導体パターン、下面に金属層をそれぞれ配置した絶縁回路基板と、導体パターン上に搭載された発熱体である半導体チップと、金属層の下面に配設された放熱体とを備えている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。そして、半導体チップで発生した熱を、金属層を介して放熱体へ放散させる構成となっている。 Generally, a power module device is provided on an insulating circuit board in which a conductor pattern is disposed on the upper surface of a ceramic substrate and a metal layer is disposed on the lower surface, a semiconductor chip as a heating element mounted on the conductor pattern, and a lower surface of the metal layer. (See, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). And it has the structure which dissipates the heat which generate | occur | produced in the semiconductor chip to the heat radiator via the metal layer.

ここで、導体パターンは、セラミックス基板の上面に、純アルミニウムやアルミニウム合金などで形成された板状の母材をハンダ付けまたはロウ付けによって接合した後、この母材にエッチング処理を施すことで形成されている。また、放熱体は、金属層に対してハンダ付けやロウ付けなどによって接合されている。
特開２００１−２４４４０７号公報 特開２００３−８６７４４号公報 Here, the conductor pattern is formed by joining a plate-like base material made of pure aluminum or aluminum alloy to the upper surface of the ceramic substrate by soldering or brazing, and then subjecting this base material to an etching process. Has been. The heat radiator is joined to the metal layer by soldering or brazing.
JP 2001-244407 A JP 2003-86744 A

しかしながら、このような従来のパワーモジュール装置であると、半導体チップと放熱体との間に介在しているセラミックス基板が熱抵抗体となっており、このセラミックス基板によって半導体チップからの熱放散が損なわれるという問題がある。   However, in such a conventional power module device, the ceramic substrate interposed between the semiconductor chip and the radiator is a thermal resistor, and the heat dissipation from the semiconductor chip is impaired by the ceramic substrate. There is a problem of being.

この場合、熱的絶縁体であるセラミックス基板をなくして、半導体チップを直接的に冷却できるようにすればよいと考えられるが、一般に熱伝導に優れる冷却体は導電性材料でもあるため、半導体チップに直接冷却体を接触させる場合は電気的な絶縁を確保する必要がある。 In this case, it is considered that it is sufficient to eliminate the ceramic substrate that is a thermal insulator so that the semiconductor chip can be directly cooled. However, since the cooling body that is generally excellent in heat conduction is also a conductive material, the semiconductor chip It is necessary to ensure electrical insulation when the cooling body is brought into direct contact with the surface.

本発明は、半導体チップに対する電気的絶縁状態を確保しつつこれを直接冷却して熱放散効果を高めることを目的とする。   An object of the present invention is to enhance the heat dissipation effect by directly cooling the semiconductor chip while ensuring an electrically insulated state.

本発明のパワーモジュール装置は、絶縁材料からなるベースに、導電性材料からなる放熱体が固定されるとともに、該放熱体の表面に導電性接合材を介して半導体チップが搭載され、該半導体チップの電流経路における一方の電極が前記導電性接合材を介して放熱体に電気的に接続状態とされていることを特徴とする。 In the power module device of the present invention, a radiator made of a conductive material is fixed to a base made of an insulating material, and a semiconductor chip is mounted on the surface of the radiator through a conductive bonding material. One of the electrodes in the current path is electrically connected to the heat radiating body through the conductive bonding material.

すなわち、このパワーモジュール装置においては、半導体チップと放熱体との間に絶縁物が介在していないので、半導体チップで発生した熱は、導電性接合材を介して放熱体に速やかに伝達される。また、半導体チップの電流経路における一方の電極を放熱体に接続しており、その配線による発熱も抑制することができる。しかも、その放熱体を絶縁材料からなるベースによって支持しているから、外部との絶縁が確保された状態となる。
なお、このベースは、絶縁材料からなるシート、ブロック等の他、放熱体表面に形成した被覆、放熱体を覆うカバー等も含むものとする。 That is, in this power module device, since no insulator is interposed between the semiconductor chip and the heat radiating body, the heat generated in the semiconductor chip is quickly transmitted to the heat radiating body through the conductive bonding material. . Further, one electrode in the current path of the semiconductor chip is connected to the heat radiating body, and heat generation by the wiring can be suppressed. In addition, since the radiator is supported by a base made of an insulating material, insulation from the outside is ensured.
The base includes a sheet made of an insulating material, a block, etc., as well as a coating formed on the surface of the radiator, a cover covering the radiator, and the like.

前記放熱体として、内部に絶縁性流体が流通される冷媒管である構成とすることにより、この絶縁性流体の供給、排出に要する流体機器の電気絶縁の取り扱いを容易にすることができる。
また、前記放熱体として、導電性流体が流通される冷媒管であり、流路の内周面に絶縁被膜が形成されている構成とすることによっても、同様に、流体の取扱いを容易にすることができる。 By adopting a configuration in which the heat dissipating member is a refrigerant pipe in which an insulating fluid is circulated, it is possible to easily handle the electrical insulation of a fluid device required to supply and discharge the insulating fluid.
Similarly, the heat radiator can be a refrigerant pipe through which a conductive fluid is circulated, and an insulating coating is formed on the inner peripheral surface of the flow path to facilitate the handling of the fluid. be able to.

さらに、本発明のパワーモジュール装置において、前記放熱体は熱を移送するヒートパイプであるとともに、前記ベースは前記放熱体の凝縮部に接合され、該ベースを介して冷媒管が接触状態に設けられている構成としてもよい。
このような構成とすることにより、半導体チップで発生する熱はヒートパイプによって吸収され、該ヒートパイプから冷媒管に伝達して移送される。この場合、ヒートパイプと冷媒管との間には絶縁材料からなるベースが介在しているが、半導体チップの熱は、絶縁材を介することなく、ヒートパイプによって吸収してしまうので、ヒートパイプの熱容量やベースの肉厚等を適宜に設定することにより、速やかな熱放散を可能にすることができる。また、冷媒管は半導体チップに対して電気的絶縁状態とされるので、その外部への固定等を容易にすることができる。 Furthermore, in the power module device of the present invention, the radiator is a heat pipe that transfers heat, the base is joined to a condensing part of the radiator, and a refrigerant pipe is provided in contact with the base through the base. It is good also as composition which has.
With such a configuration, the heat generated in the semiconductor chip is absorbed by the heat pipe, transferred from the heat pipe to the refrigerant pipe, and transferred. In this case, a base made of an insulating material is interposed between the heat pipe and the refrigerant pipe, but the heat of the semiconductor chip is absorbed by the heat pipe without going through the insulating material. Proper heat dissipation can be achieved by appropriately setting the heat capacity, the thickness of the base, and the like. Further, since the refrigerant pipe is electrically insulated from the semiconductor chip, it can be easily fixed to the outside.

また、本発明のパワーモジュール装置において、前記放熱体に、その内部流路に連通する循環路が接続されるとともに、該循環路の途中に、この循環路を遮断するように介在する絶縁性管と、該絶縁性管によって前記放熱体との間を絶縁状態とされたポンプとが設けられている構成としてもよい。
このような構成とすることにより、放熱体との間の電気的な絶縁状態を確保してポンプが取り付けられることになる。 Further, in the power module device of the present invention, the heat radiating body is connected to a circulation path communicating with the internal flow path, and insulative pipes interposed in the middle of the circulation path so as to block the circulation path And a pump that is insulated from the radiator by the insulating tube.
By setting it as such a structure, an electrical insulation state between heat radiators is ensured and a pump will be attached.

本発明のパワーモジュール装置は、半導体チップを導電性接合材によって放熱体に直接接合することにより、半導体チップの熱を速やかに放熱体に伝達して、熱放散効果を高めているとともに、電流経路を形成する電極の一つを放熱体に接続して、その配線による発熱も抑制することができ、しかも、その放熱体を絶縁材料からなるベースを介して他の構造体に支持させることができるから、外部との絶縁を確保して、その取扱い性を高めることができる。   In the power module device of the present invention, the semiconductor chip is directly bonded to the heat radiating body by the conductive bonding material, so that the heat of the semiconductor chip is quickly transmitted to the heat radiating body, and the heat dissipation effect is enhanced. One of the electrodes forming the electrode can be connected to a radiator to suppress heat generation by the wiring, and the radiator can be supported by another structure via a base made of an insulating material. Therefore, it is possible to secure insulation from the outside and improve its handling.

以下、本発明のパワーモジュール装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１から図３は、第１実施形態のパワーモジュール装置を示しており、このパワーモジュール装置１は、半導体チップ２が例えばアルミニウム合金製の放熱体３の上に導電性グリース等の導電性接合材４を介して直接搭載されるとともに、この放熱体３が、内部に絶縁性流体が流通される冷媒管とされている構成である。この放熱体３としての冷媒管は、アルミニウム合金等の押し出し成形等により、比較的薄肉で扁平なブロック状に形成されるとともに、その幅方向に並んで複数の流路５が相互に平行に形成された構成とされている。また、図２に示すように、放熱体３は絶縁性材料からなるベース６上に固定されており、該ベース６には、半導体チップ２を上方から押圧する板状ばね部材からなる押圧部材７が設けられ、半導体チップ２と放熱体３とを密着させている。 Hereinafter, embodiments of a power module device of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 3 show a power module device according to the first embodiment. In the power module device 1, a semiconductor chip 2 is electrically bonded to a radiator 3 made of, for example, an aluminum alloy such as conductive grease. The heat dissipating body 3 is configured to be a refrigerant pipe through which an insulating fluid is circulated while being directly mounted via the material 4. The refrigerant pipe as the radiator 3 is formed into a relatively thin and flat block shape by extrusion molding of aluminum alloy or the like, and a plurality of flow paths 5 are formed in parallel to each other in the width direction. It is set as the structure. As shown in FIG. 2, the heat radiating body 3 is fixed on a base 6 made of an insulating material, and a pressing member 7 made of a plate-like spring member that presses the semiconductor chip 2 from above. Are provided, and the semiconductor chip 2 and the radiator 3 are brought into close contact with each other.

前記半導体チップ２は、本実施形態の例では電界効果型トランジスタであり、裏面にドレイン電極（図示略）が露出し、このドレイン電極が露出状態となっている裏面が導電性接合材４を介して放熱体３に接続されている。この導電性接合材４としては、例えば、グリースに銀、銅、ニッケル等からなる粉末状の金属フィラーを含有した導電性グリースが使用される。また、半導体チップ２の表面には、ソース電極８及びゲート電極９が露出しており、これらソース電極８、ゲート電極９及び放熱体３に外部接続用リード線１１〜１３が接続されている。前記絶縁性流体としては、シリコーンオイル等の冷媒が使用される。
そして、図３に示すように、この放熱体３の両端に、ゴム、合成樹脂等の絶縁材料からなる絶縁性管１５が循環路を形成するように接続され、この絶縁性管１５の途中にポンプ１６、熱交換器１７等が設けられる。 In the example of this embodiment, the semiconductor chip 2 is a field effect transistor. A drain electrode (not shown) is exposed on the back surface, and the back surface where the drain electrode is exposed is interposed through the conductive bonding material 4. Are connected to the radiator 3. As the conductive bonding material 4, for example, a conductive grease containing a powdery metal filler made of silver, copper, nickel or the like in grease is used. Further, the source electrode 8 and the gate electrode 9 are exposed on the surface of the semiconductor chip 2, and external connection leads 11 to 13 are connected to the source electrode 8, the gate electrode 9, and the radiator 3. As the insulating fluid, a refrigerant such as silicone oil is used.
As shown in FIG. 3, insulating pipes 15 made of an insulating material such as rubber and synthetic resin are connected to both ends of the heat radiating body 3 so as to form a circulation path, and in the middle of the insulating pipe 15. A pump 16, a heat exchanger 17 and the like are provided.

このように構成したパワーモジュール装置１において、半導体チップ２で発生した熱は、導電性接合材４を介して放熱体３に伝わり、該放熱体３内を流通している絶縁性流体に放熱することができ、半導体チップ２と放熱体３との間に絶縁物が介在していないので、速やかな熱伝達を可能にすることができる。
また、半導体チップ２の電流経路の一方の電極であるドレイン電極を導電性接合材４を介して放熱体３に接続しているから、半導体チップ２にリード線を直接接続する場合に比べて、そのリード線による発熱の影響も少なくすることができる。 In the power module device 1 configured as described above, the heat generated in the semiconductor chip 2 is transmitted to the heat radiating body 3 through the conductive bonding material 4 and is radiated to the insulating fluid flowing in the heat radiating body 3. In addition, since no insulator is interposed between the semiconductor chip 2 and the heat radiating body 3, rapid heat transfer can be achieved.
Moreover, since the drain electrode which is one electrode of the current path of the semiconductor chip 2 is connected to the heat radiating body 3 through the conductive bonding material 4, compared with the case where the lead wire is directly connected to the semiconductor chip 2, The influence of heat generated by the lead wire can be reduced.

ところで、半導体チップ２のシリコン基板と放熱体３のアルミニウム金属とでは熱膨張係数が異なるため、半導体チップ２の発熱に伴い両者の間に熱膨張差が生じるが、これら半導体チップ２と放熱体３とを接合している導電性接合材４は、本実施形態の場合、導電性グリースであり、該導電性グリース４を介して半導体チップ２と放熱体３とが重ね合わせられ、押圧部材７によって押圧されている構成であって、両者が固着しているのではない。したがって、これら半導体チップ２と放熱体３とは、両者の熱膨張差に伴う相対移動が可能であり、これらの間に熱応力が発生することはない。 By the way, since the thermal expansion coefficient differs between the silicon substrate of the semiconductor chip 2 and the aluminum metal of the radiator 3, a difference in thermal expansion occurs between the two due to heat generation of the semiconductor chip 2. In the case of this embodiment, the conductive bonding material 4 is a conductive grease, and the semiconductor chip 2 and the heat radiating body 3 are overlapped via the conductive grease 4 and are pressed by the pressing member 7. It is the structure pressed, Comprising: Both are not adhering. Accordingly, the semiconductor chip 2 and the heat radiating body 3 can be moved relative to each other due to the difference in thermal expansion therebetween, and no thermal stress is generated between them.

次に、本発明の他の実施形態を順次説明するが、以下の実施形態において第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を簡略化する。
（第２実施形態）
図４は第２実施形態のパワーモジュール装置を示しており、このパワーモジュール装置２１は、半導体チップ２が金属製放熱体３の上に導電性接合材４を介して直接搭載されるとともに、この放熱体３が、内部に絶縁性流体が流通される冷媒管とされている構成である点、及び半導体チップ２のドレイン電極が導電性接合材４を介して放熱体３に接続され、該放熱体３に外部接続用リード線１３が接続されている点等は、第１実施形態のものと同様であるが、放熱体３において半導体チップ２が搭載されている表面に、半導体チップ２と並んで二つの中継基板２２・２３が搭載され、これら中継基板２２・２３に、半導体チップ２のソース電極８及びゲート電極９がそれぞれ接続されている点が異なる構成である。 Next, other embodiments of the present invention will be sequentially described. In the following embodiments, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified.
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a power module device according to the second embodiment. The power module device 21 includes a semiconductor chip 2 mounted directly on a metal radiator 3 via a conductive bonding material 4. The heat dissipating body 3 is configured to be a refrigerant pipe through which an insulating fluid is circulated, and the drain electrode of the semiconductor chip 2 is connected to the heat dissipating body 3 via the conductive bonding material 4, and the heat dissipation The external connection lead wire 13 is connected to the body 3 in the same manner as in the first embodiment, but on the surface of the radiator 3 on which the semiconductor chip 2 is mounted, is aligned with the semiconductor chip 2. The two relay boards 22 and 23 are mounted, and the source electrodes 8 and the gate electrodes 9 of the semiconductor chip 2 are connected to the relay boards 22 and 23, respectively.

これら中継基板２２・２３は、いずれも同じ構成とされ、セラミックス基板等の絶縁基板２４の上に導体板２５が積層された構成である。そして、その絶縁基板２４が放熱体３に接合され、各中継基板２２・２３の導体板２５と、半導体チップ２のソース電極８及びゲート電極９との間が連絡用リード線２６・２７によってそれぞれ接続され、各導体板２５に外部接続用リード線１１・１２が接続されている。
この第２実施形態のパワーモジュール装置２１は、半導体チップ２から直接リード線を外部に引き回せない場合等に有効であり、中継基板２２・２３を放熱体３上の配線し易い適宜の位置に配置することにより、外部への接続を容易にすることができる。 These relay substrates 22 and 23 are both configured in the same manner, and a conductor plate 25 is laminated on an insulating substrate 24 such as a ceramic substrate. Then, the insulating substrate 24 is joined to the heat radiating body 3, and the connecting lead wires 26 and 27 connect between the conductor plate 25 of each relay substrate 22 and 23 and the source electrode 8 and gate electrode 9 of the semiconductor chip 2, respectively. The external connection lead wires 11 and 12 are connected to each conductor plate 25.
The power module device 21 according to the second embodiment is effective when the lead wire cannot be directly routed from the semiconductor chip 2 to the outside, and the relay boards 22 and 23 are placed at appropriate positions on the radiator 3 so as to be easily wired. By disposing, connection to the outside can be facilitated.

（第３実施形態）
図５は第３実施形態のパワーモジュール装置を示しており、このパワーモジュール装置３１は、第１実施形態のパワーモジュール装置１が放熱体３に絶縁性流体を流通させていたのに対して、水等の非絶縁性の流体が流通され、放熱体３２の流路３３の内周面に絶縁被膜３４が形成されている点が異なるものであり、その他の構成は第１実施形態のものと同じである。 (Third embodiment)
FIG. 5 shows the power module device of the third embodiment, and this power module device 31 is different from the power module device 1 of the first embodiment in which an insulating fluid is circulated through the radiator 3. A non-insulating fluid such as water is circulated, and the insulating coating 34 is formed on the inner peripheral surface of the flow path 33 of the heat radiating body 32. Other configurations are different from those of the first embodiment. The same.

この場合、放熱体３２はアルミニウム合金から構成され、絶縁被膜３４としては、アルマイト処理された上に絶縁樹脂を含浸させて構成されており、数十μの厚さに形成される。
この第３実施形態のパワーモジュール装置３１においては、放熱体３２内を流通させられる冷媒として水を使用することができ、流体としての取扱いが容易になる。 In this case, the heat radiating body 32 is made of an aluminum alloy, and the insulating coating 34 is formed by anodizing and impregnating an insulating resin, and has a thickness of several tens of microns.
In the power module device 31 according to the third embodiment, water can be used as the coolant that is circulated in the radiator 32, and handling as a fluid is facilitated.

（第４実施形態）
図６は第４実施形態のパワーモジュール装置を示しており、このパワーモジュール装置４１は、第１実施形態のパワーモジュール装置１におけるものに比べて、放熱体４２の厚さ、特に流路５と半導体チップ２との間の部分の厚さを大きくしたものであり、その部分を熱拡散部４３として機能させたものである。
したがって、この第４実施形態のパワーモジュール装置４１においては、半導体チップ２で発生した熱は、導電性接合材４を介して放熱体４２に伝わり、この放熱体４２の熱拡散部４３において厚さ方向のみならず面方向にも速やかに伝導し、該放熱体４２内の各流路５に分散して吸収されるので、放熱効果に優れるものである。 (Fourth embodiment)
FIG. 6 shows a power module device according to the fourth embodiment. This power module device 41 has a thickness of the radiator 42, particularly the flow path 5, compared with that in the power module device 1 of the first embodiment. The thickness between the semiconductor chip 2 and the semiconductor chip 2 is increased, and this portion is made to function as the thermal diffusion portion 43.
Therefore, in the power module device 41 of the fourth embodiment, the heat generated in the semiconductor chip 2 is transmitted to the heat radiating body 42 through the conductive bonding material 4, and the heat diffusion portion 43 of the heat radiating body 42 has a thickness. Since it conducts quickly not only in the direction but also in the surface direction and is dispersed and absorbed in each flow path 5 in the heat radiating body 42, it is excellent in heat dissipation effect.

（第５実施形態）
図７は第５実施形態のパワーモジュール装置を示しており、このパワーモジュール装置４５は、第３実施形態のものと同様、放熱体４６の流路３３の内周面に絶縁被膜３４が形成されるとともに、この放熱体４６における流路３３と半導体チップ２との間の部分の厚さが第４実施形態のもののように大きく形成され、その部分が熱拡散部４３として機能させられたものである。
したがって、この第５実施形態のパワーモジュール装置４５においても、放熱体４６の熱拡散部４３において熱が面方向にも速やかに伝達して、各流路３３に分散させることができ、放熱効果に優れるものである。 (Fifth embodiment)
FIG. 7 shows a power module device according to the fifth embodiment, and this power module device 45 has an insulating coating 34 formed on the inner peripheral surface of the flow path 33 of the radiator 46 as in the third embodiment. In addition, the thickness of the portion between the flow path 33 and the semiconductor chip 2 in the heat radiating body 46 is formed to be large as in the fourth embodiment, and this portion is made to function as the heat diffusion portion 43. is there.
Therefore, also in the power module device 45 of the fifth embodiment, heat can be quickly transferred in the surface direction in the heat diffusion portion 43 of the heat radiating body 46, and can be dispersed in each flow path 33, so that the heat dissipation effect can be obtained. It is excellent.

（第６実施形態）
図８は第６実施形態のパワーモジュール装置を示しており、このパワーモジュール装置５１は、今までの第１実施形態から第５実施形態では放熱体が冷媒管であったのに対して、放熱体５２がヒートパイプとされたものである。この放熱体５２であるヒートパイプは、薄肉のブロック状に形成され、その一端部が蒸発部（熱吸収部）５３、他端部が凝縮部（放熱部）５４とされ、蒸発部５３の上面に前記各実施形態の冷媒管と同様に導電性接合材４を介して半導体チップ２が搭載されるとともに、凝縮部５４の表裏両面に、それぞれセラミックス板等の絶縁材５５を介して冷媒管５６が接合されている。そして、半導体チップ２のドレイン電極が導電性接合材４を介して放熱体としてのヒートパイプ５２に接続され、該ヒートパイプ５２に外部接続用リード線１３が接続されている。 (Sixth embodiment)
FIG. 8 shows a power module device according to the sixth embodiment. This power module device 51 is a heat radiator, whereas the heat radiator is a refrigerant pipe in the first to fifth embodiments so far. The body 52 is a heat pipe. The heat pipe which is the heat radiating body 52 is formed in a thin block shape, one end of which is an evaporating part (heat absorbing part) 53 and the other end is a condensing part (heat radiating part) 54. The semiconductor chip 2 is mounted via the conductive bonding material 4 in the same manner as the refrigerant pipe of each of the above embodiments, and the refrigerant pipe 56 is provided on both the front and back surfaces of the condensing portion 54 via an insulating material 55 such as a ceramic plate. Are joined. The drain electrode of the semiconductor chip 2 is connected to a heat pipe 52 as a heat radiator via the conductive bonding material 4, and the external connection lead wire 13 is connected to the heat pipe 52.

このように構成したパワーモジュール装置５１は、半導体チップ２で発生した熱をヒートパイプ５２によって速やかに移送し、その移送先の凝縮部５４で冷媒管５６に放出することができる。そして、このヒートパイプ５２と冷媒管５６との間は絶縁材５５によって絶縁されているので、この冷媒管５６を他の構造物に支持することにより、半導体チップ２との絶縁状態は確保される。したがって、冷媒管５６内を流通する冷媒としては、特に絶縁を考慮する必要はなく、通常の水を使用することができる。 The power module device 51 configured as described above can quickly transfer the heat generated in the semiconductor chip 2 by the heat pipe 52 and release it to the refrigerant pipe 56 by the condensing unit 54 at the transfer destination. Since the heat pipe 52 and the refrigerant pipe 56 are insulated from each other by an insulating material 55, the insulation state from the semiconductor chip 2 is ensured by supporting the refrigerant pipe 56 on another structure. . Therefore, as the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 56, it is not particularly necessary to consider insulation, and normal water can be used.

（第７実施形態）
図９は第７実施形態のパワーモジュール装置を示しており、このパワーモジュール装置６１は、図８の第６実施形態のパワーモジュール装置５１が多段に積層された構成とされている。すなわち、第１半導体チップ２の裏面が導電性接合材４を介して第１放熱体（ヒートポンプ）５２の蒸発部５３に接合されるとともに、該第１放熱体５２の凝縮部５４の表裏両面に絶縁材５５を介して冷媒管５６が接合され、一方、第１半導体チップ２の上面に第２放熱体（ヒートポンプ）６２の蒸発部６３が導電性接合材４を介して接合され、該第２放熱体６２の蒸発部６３に第２半導体チップ６４が導電性接合材４を介して接合され、第２放熱体６２の凝縮部６５の表裏両面に絶縁材５５を介して冷媒管５６が接合された構成とされている。 (Seventh embodiment)
FIG. 9 shows the power module device of the seventh embodiment, and this power module device 61 is configured such that the power module devices 51 of the sixth embodiment of FIG. 8 are stacked in multiple stages. That is, the back surface of the first semiconductor chip 2 is bonded to the evaporation portion 53 of the first heat radiator (heat pump) 52 via the conductive bonding material 4, and on both the front and back surfaces of the condensing portion 54 of the first heat radiator 52. The refrigerant pipe 56 is joined via the insulating material 55, while the evaporation portion 63 of the second heat radiating body (heat pump) 62 is joined to the upper surface of the first semiconductor chip 2 via the conductive joining material 4. The second semiconductor chip 64 is joined to the evaporation part 63 of the radiator 62 via the conductive joining material 4, and the refrigerant pipe 56 is joined to both the front and back surfaces of the condensing part 65 of the second radiator 62 via the insulating material 55. It has been configured.

この場合、下段の第１半導体チップ２２のドレイン電極はその裏面側の第１放熱体５２に接続され、ソース電極８は、その上に接合されている第２放熱体６２に接続され、さらに該第２放熱体６２には上段の第２半導体チップ６４のドレイン電極が接続されている。そして、第２半導体チップ６４のソース電極８と第１放熱体５２とにそれぞれ外部接続用リード線１１・１３が接続され、二つの半導体チップ２・６４の電流経路が直列に接続された状態となっている。一方、各半導体チップ２・６４のゲート電極９（図示略）からは、放熱体５２・６２への接触によって短絡が生じないように外部接続用リード線１２が絶縁被覆６６を施されて放熱体５２・６２の側方に引き出されている。 In this case, the drain electrode of the lower first semiconductor chip 22 is connected to the first heat dissipating body 52 on the back surface side, the source electrode 8 is connected to the second heat dissipating member 62 bonded thereon, and The drain electrode of the upper second semiconductor chip 64 is connected to the second heat radiator 62. The external connection lead wires 11 and 13 are connected to the source electrode 8 and the first radiator 52 of the second semiconductor chip 64, respectively, and the current paths of the two semiconductor chips 2 and 64 are connected in series. It has become. On the other hand, from the gate electrode 9 (not shown) of each of the semiconductor chips 2 and 64, the external connection lead wire 12 is provided with an insulating coating 66 so that a short circuit does not occur due to contact with the heat sinks 52 and 62, and the heat sink. It is pulled out to the side of 52 and 62.

（第８実施形態）
図１０は第８実施形態のパワーモジュール装置を示しており、このパワーモジュール装置７１は、二つの半導体チップ２・６４が導電性接合材４を介してヒートパイプからなる第１放熱体５２に並べて搭載されるとともに、これら半導体チップ２・６４の上面に同じく導電性接合材４を介してヒートパイプからなる第２放熱体６２が接合されている。この場合、両放熱体５２・６２は厚肉のブロック状に形成されており、その側面間に半導体チップ２・６４を挟むように保持している。また、各放熱体５２・６２の表裏両面に絶縁材５５を介して冷媒管３２がそれぞれ接合されている。 (Eighth embodiment)
FIG. 10 shows a power module device according to the eighth embodiment. In this power module device 71, two semiconductor chips 2 and 64 are arranged on a first heat radiator 52 made of a heat pipe via a conductive bonding material 4. In addition to being mounted, a second heat radiating body 62 made of a heat pipe is joined to the upper surfaces of the semiconductor chips 2 and 64 through the conductive joining material 4. In this case, both the heat dissipating bodies 52 and 62 are formed in a thick block shape, and hold the semiconductor chips 2 and 64 so as to sandwich the side surfaces thereof. Moreover, the refrigerant | coolant pipe | tube 32 is joined to the front and back both surfaces of each heat radiator 52 * 62 via the insulating material 55, respectively.

そして、両半導体チップ２・６４のドレイン電極が一方の放熱体５２に接続されるとともに、ソース電極８が他方の放熱体６２に接続されていることにより、二つの半導体チップ２・６４の電流経路が並列状態に配置され、ゲート電極９（図示略）からは、絶縁被覆６６を施された外部接続用リード線１２が両放熱体５４・６２の間を通って外部に引き出されている。
図１０の例では、冷媒管３２の内周部に絶縁被膜３４が形成されているため、絶縁材５５は必ずしも必要ないが、この絶縁材５５を介在させる場合には、冷媒管として絶縁被覆３４を有しないものを使用してもよい。 The drain electrodes of both semiconductor chips 2 and 64 are connected to one heat dissipating body 52, and the source electrode 8 is connected to the other heat dissipating body 62, whereby the current paths of the two semiconductor chips 2 and 64 are connected. Are arranged in parallel, and an external connection lead wire 12 provided with an insulating coating 66 is drawn out from the gate electrode 9 (not shown) through the space between the radiators 54 and 62.
In the example of FIG. 10, since the insulating coating 34 is formed on the inner peripheral portion of the refrigerant pipe 32, the insulating material 55 is not necessarily required. However, when the insulating material 55 is interposed, the insulating coating 34 is used as a refrigerant pipe. You may use what does not have.

（第９実施形態）
図１１は第９実施形態のパワーモジュール装置を示しており、このパワーモジュール装置７５は、半導体チップ２の両面に導電性接合材４を介して放熱体３２・３２としての冷媒管が接合され、裏面側の放熱体３２にドレイン電極が接続され、表面側の放熱体３２にソース電極８が接続され、ゲート電極９は絶縁被覆６５がされた状態で両放熱体３２の間を通って外部に引き出されている。この図９の例では、図５の例と同様に、放熱体３２・３２の各流路３３の内周面に絶縁被覆３４がされ、非絶縁性流体が流通される構成である。 (Ninth embodiment)
FIG. 11 shows a power module device according to the ninth embodiment. In the power module device 75, refrigerant pipes as heat radiators 32 and 32 are joined to both surfaces of the semiconductor chip 2 via the conductive joining material 4. The drain electrode is connected to the heat radiating body 32 on the back surface side, the source electrode 8 is connected to the heat radiating body 32 on the front surface side, and the gate electrode 9 passes between the heat radiating bodies 32 with the insulating coating 65 applied to the outside. Has been pulled out. In the example of FIG. 9, as in the example of FIG. 5, the insulating coating 34 is provided on the inner peripheral surface of each flow path 33 of the heat radiating body 32, 32 so that a non-insulating fluid is circulated.

そして、上層の放熱体３２にソース電極８に接続状態の外部接続用リード線１１が設けられ、下層の放熱体３２にドレイン電極に接続状態の外部接続用リード線１３が設けられ、ゲート電極９に絶縁被覆６６がされた外部接続用リード線１２が両放熱体３２の間を通って引き出されている。 Then, an external connection lead wire 11 connected to the source electrode 8 is provided on the upper heat dissipation body 32, and an external connection lead wire 13 connected to the drain electrode is provided on the lower heat dissipation body 32. An external connection lead wire 12 having an insulating coating 66 is drawn out between the heat radiating bodies 32.

（第１０実施形態）
図１２は第１０実施形態のパワーモジュール装置を示しており、このパワーモジュール装置８１は、第９実施形態と同じように積層された放熱体３２、半導体チップ２、放熱体３２が絶縁性樹脂からなる樹脂封止体８２により一体に封止された構成されている。この場合、図３に示した例と同様に、両放熱体３２・３２の両端部には絶縁性材料からなる絶縁性管が循環路を形成するように接続されるが、樹脂封止体８２は、これら放熱体３２・３２の両端部を露出させた状態として、その露出端部に絶縁性管を接続する構成としてもよいし、絶縁性管の接続部も含めて樹脂封止する構成としてもよい。 (10th Embodiment)
FIG. 12 shows a power module device according to the tenth embodiment. The power module device 81 includes a heat radiating body 32, a semiconductor chip 2, and a heat radiating body 32 that are stacked in the same manner as in the ninth embodiment. The resin sealing body 82 is integrally sealed. In this case, as in the example shown in FIG. 3, insulating pipes made of an insulating material are connected to both end portions of both heat dissipating bodies 32, 32 so as to form a circulation path. May be configured such that both ends of these radiators 32 and 32 are exposed, and an insulating tube is connected to the exposed end, or a resin-sealed configuration including the connecting portion of the insulating tube is used. Also good.

この第１０実施形態のパワーモジュール装置８１は、半導体チップ２が二つの放熱体３２・３２間に挟持された状態に樹脂封止体８２で封止されるから、第９実施形態のものまでにおいては必要であった押圧部材は不要になる。 In the power module device 81 of the tenth embodiment, the semiconductor chip 2 is sealed with the resin sealing body 82 in a state where the semiconductor chip 2 is sandwiched between the two radiators 32 and 32. The pressing member which was necessary becomes unnecessary.

（第１１実施形態）
図１３は第１１実施形態のパワーモジュール装置を示しており、このパワーモジュール装置８５は、放熱体３２としての冷媒管と、半導体チップ２とを複数直列状態に積層してなるものであり、その最下層の放熱体３２にドレイン電極からの外部接続用リード線１３が引き出され、最上層の放熱体３２にソース電極８からの外部接続用リード線１１が引き出され、各放熱体３２の間から各半導体チップ２のゲート電極９に接続された外部接続用リード線１２が引き出されている。 (Eleventh embodiment)
FIG. 13 shows a power module device according to the eleventh embodiment. This power module device 85 is formed by laminating a plurality of refrigerant tubes as the heat radiating body 32 and the semiconductor chip 2 in series. The external connection lead wire 13 from the drain electrode is drawn out to the lowermost heat radiating body 32, and the external connection lead wire 11 from the source electrode 8 is drawn out to the uppermost heat radiating body 32. An external connection lead wire 12 connected to the gate electrode 9 of each semiconductor chip 2 is drawn out.

（第１２実施形態）
図１４は第１２実施形態のパワーモジュール装置を示しており、このパワーモジュール装置９１は、四つの半導体チップ２が並列に並べられ、その両面に放熱体３２としての冷媒管がそれぞれ導電性接合材４を介して接合された構成である。下側の放熱体３２には、各半導体チップ２のドレイン電極に接続される外部接続用リード線１３が引き出され、上側の放熱体３２には、各半導体チップ２のソース電極８に接続される外部接続用リード線１１が引き出され、両放熱体３２の間からは、各半導体チップ２のゲート電極９に接続された外部接続用リード線１２が引き出されている。 (Twelfth embodiment)
FIG. 14 shows a power module device according to a twelfth embodiment. In this power module device 91, four semiconductor chips 2 are arranged in parallel, and refrigerant pipes as heat radiators 32 are provided on both sides of the conductive bonding material. 4 is joined through 4. An external connection lead wire 13 connected to the drain electrode of each semiconductor chip 2 is drawn out to the lower radiator 32 and connected to the source electrode 8 of each semiconductor chip 2 to the upper radiator 32. The external connection lead wire 11 is drawn out, and the external connection lead wire 12 connected to the gate electrode 9 of each semiconductor chip 2 is drawn out from between both heat radiators 32.

以上の各実施形態において、半導体チップのドレイン電極を放熱体に接続しているため、このパワーモジュール装置を各種機器に搭載する場合、絶縁材を介在させる必要があり、図１から図7までに示した第1実施形態から第５実施形態あるいは図１１の第９実施形態、図１３及び図１４の第１１及び第１２実施形態の各パワーモジュール装置においては、絶縁材からなるベース６を設けて、このベース６を介して各種機器に搭載するようにしている。また、図１２の第１０実施形態のパワーモジュール装置においては、全体を絶縁樹脂によって封止した構成であるから、この樹脂封止体８２を介して各種機器に搭載すればよい。 In each of the above embodiments, since the drain electrode of the semiconductor chip is connected to the heat radiator, it is necessary to interpose an insulating material when the power module device is mounted on various devices. In each of the power module devices of the first to fifth embodiments shown in FIG. 11 or the ninth embodiment of FIG. 11 and the eleventh and twelfth embodiments of FIGS. 13 and 14, a base 6 made of an insulating material is provided. These are mounted on various devices via the base 6. In addition, the power module device according to the tenth embodiment shown in FIG. 12 has a configuration in which the whole is sealed with an insulating resin, and therefore may be mounted on various devices via the resin sealing body 82.

一方、図８から図１０の第６から第８実施形態の各パワーモジュール装置では、放熱体が絶縁材５５を介して冷媒管に接合されているため、この冷媒管は半導体チップとの絶縁がなされた状態とされており、したがって、この冷媒管を各種機器に搭載すればよい。
本発明において、絶縁材料からなるベースには、前記実施形態におけるベース６、樹脂封止体８２、絶縁材５５のいずれも含むものとする。 On the other hand, in each of the power module devices of the sixth to eighth embodiments of FIGS. 8 to 10, since the radiator is joined to the refrigerant pipe via the insulating material 55, the refrigerant pipe is insulated from the semiconductor chip. Therefore, the refrigerant pipe may be mounted on various devices.
In the present invention, the base made of an insulating material includes any of the base 6, the resin sealing body 82, and the insulating material 55 in the above embodiment.

なお、前記各実施形態では、放熱体を例えばアルミニウム金属製のものとしたことから、半導体チップのシリコン基板との熱膨張係数差が大きく、このため、この放熱体と半導体チップとを接合する導電性接合材として、固化されていない導電性グリースを用いて、両者を押圧接触させる構成としたが、放熱体をグラファイト等の導電性セラミックスで作成することにより、半導体チップとの熱膨張差を小さくし、この放熱体の接合面をいわゆるメタライズ処理した後に半導体チップにハンダ付けやロウ付けする構成としてもよい。本発明において、導電性接合材はこのようなハンダやロウ材等も含むものとする。導電性グリースのように固化されていない接合材の場合は、半導体チップを放熱体に押さえて固定する必要があるが、実施形態のように弾性部材によって押さえる構造の他、ねじ止め等で固定する構成でもよい。 In each of the above embodiments, since the radiator is made of, for example, aluminum metal, the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor chip and the silicon substrate is large. As a conductive bonding material, non-solidified conductive grease is used to press the two together. However, by making the radiator with conductive ceramics such as graphite, the difference in thermal expansion from the semiconductor chip is reduced. In addition, the joining surface of the heat radiating body may be so-called metallized and then soldered or brazed to the semiconductor chip. In the present invention, the conductive bonding material includes such solder and brazing material. In the case of a bonding material that is not solidified, such as conductive grease, it is necessary to fix the semiconductor chip by pressing it against the heat radiating body. It may be configured.

また、本発明は、電界効果型トランジスタだけでなく、接合トランジスタにも適用可能であり、その場合はエミッタとコレクタの少なくともいずれか一方を放熱体に接続することができる。
さらに、冷媒流体としては液体以外にも気体も適用可能であり、また、放熱体を管の構造とせずにブロック状として、その外側に気体の冷媒を吹き付ける構成とするなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 The present invention can be applied not only to a field effect transistor but also to a junction transistor. In that case, at least one of an emitter and a collector can be connected to a radiator.
Further, as the refrigerant fluid, a gas other than a liquid can be applied, and the heat radiator is not formed as a tube structure but in a block shape, and a gas refrigerant is blown to the outside thereof. Changes can be made without departing from the scope.

本発明の第１実施形態のパワーモジュール装置の主要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the power module apparatus of 1st Embodiment of this invention. 図１のパワーモジュール装置の正面図である。It is a front view of the power module apparatus of FIG. 図１のパワーモジュール装置の全体構成を示すモデル図である。It is a model figure which shows the whole structure of the power module apparatus of FIG. 本発明の第２実施形態のパワーモジュール装置の主要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the power module apparatus of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態のパワーモジュール装置の主要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the power module apparatus of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態のパワーモジュール装置の主要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the power module apparatus of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態のパワーモジュール装置の主要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the power module apparatus of 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態のパワーモジュール装置の主要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the power module apparatus of 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７実施形態のパワーモジュール装置の主要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the power module apparatus of 7th Embodiment of this invention. 本発明の第８実施形態のパワーモジュール装置の主要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the power module apparatus of 8th Embodiment of this invention. 本発明の第９実施形態のパワーモジュール装置の主要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the power module apparatus of 9th Embodiment of this invention. 本発明の第１０実施形態のパワーモジュール装置の主要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the power module apparatus of 10th Embodiment of this invention. 本発明の第１１実施形態のパワーモジュール装置の主要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the power module apparatus of 11th Embodiment of this invention. 本発明の第１２実施形態のパワーモジュール装置の主要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the power module apparatus of 12th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１・２１・３１・４１・４５・５１・６１・７１・７５・８１・８５・９１…パワーモジュール装置 ２…半導体チップ ３…放熱体 ４…導電性接合材 ５…流路 ６…ベース ７…押圧部材 ８…ソース電極 ９…ゲート電極 １１〜１３…リード線 １５…絶縁性管 １６…ポンプ １７…熱交換器 ２２・２３…中継基板 ３２…放熱体 ３３…流路 ３４…絶縁被膜 ４２…放熱体 ４３…熱拡散部 ４６…放熱体 ５２…放熱体 ５５…絶縁材（ベース） ５６…冷媒管 ６２…第２放熱体 ６４…第２半導体チップ ６６…絶縁被覆 ８２…絶縁封止体（ベース）
1.21.31.41.45.51.61.71.75.81.85.91 ... Power module device 2 .... Semiconductor chip 3 .... Heat radiator 4 .... Conductive bonding material 5 .... Flow path 6 .... Base 7 .... Pressing member 8 ... Source electrode 9 ... Gate electrode 11-13 ... Lead wire 15 ... Insulating tube 16 ... Pump 17 ... Heat exchanger 22/23 ... Relay board 32 ... Radiator 33 ... Channel 34 ... Insulating coating 42 ... Heat dissipation Body 43 ... Thermal diffusion section 46 ... Heat radiating body 52 ... Heat radiating body 55 ... Insulating material (base) 56 ... Refrigerant tube 62 ... Second heat radiating body 64 ... Second semiconductor chip 66 ... Insulating coating 82 ... Insulating sealing body (base)

Claims (5)

絶縁材料からなるベースに、導電性材料からなる放熱体が固定されるとともに、該放熱体の表面に導電性接合材を介して半導体チップが搭載され、該半導体チップの電流経路における一方の電極が前記導電性接合材を介して放熱体に電気的に接続状態とされていることを特徴とするパワーモジュール装置。 A radiator made of a conductive material is fixed to a base made of an insulating material, and a semiconductor chip is mounted on the surface of the radiator with a conductive bonding material, and one electrode in the current path of the semiconductor chip is A power module device, wherein the power module device is electrically connected to a radiator through the conductive bonding material. 前記放熱体は内部に絶縁性流体が流通される冷媒管であることを特徴とする請求項１記載のパワーモジュール装置。   The power module device according to claim 1, wherein the radiator is a refrigerant pipe through which an insulating fluid is circulated. 前記放熱体は導電性流体が流通される冷媒管であり、流路の内周面に絶縁被膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載のパワーモジュール装置。   The power module device according to claim 1, wherein the radiator is a refrigerant pipe through which a conductive fluid is circulated, and an insulating coating is formed on an inner peripheral surface of the flow path. 前記放熱体は熱を移送するヒートパイプであるとともに、前記ベースは前記放熱体の凝縮部に接合され、該ベースを介して冷媒管が接触状態に設けられていることを特徴とする請求項１記載のパワーモジュール装置。 The heat radiator is a heat pipe for transferring heat, the base is joined to a condensing part of the heat radiator, and a refrigerant pipe is provided in contact with the base through the base. The power module device described. 前記放熱体に、その内部流路に連通する循環路が接続されるとともに、該循環路の途中に、この循環路を遮断するように介在する絶縁性管と、該絶縁性管によって前記放熱体との間を絶縁状態とされたポンプとが設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載のパワーモジュール装置。
A circulation path communicating with the internal flow path is connected to the heat radiating body, an insulating pipe interposed so as to block the circulation path in the middle of the circulation path, and the heat radiating body by the insulating pipe The power module device according to claim 2, wherein a pump that is insulated from each other is provided.
JP2006199269A 2006-07-21 2006-07-21 Power module device Expired - Fee Related JP4935220B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006199269A JP4935220B2 (en) 2006-07-21 2006-07-21 Power module device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006199269A JP4935220B2 (en) 2006-07-21 2006-07-21 Power module device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008028163A true JP2008028163A (en) 2008-02-07
JP4935220B2 JP4935220B2 (en) 2012-05-23

Family

ID=39118487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006199269A Expired - Fee Related JP4935220B2 (en) 2006-07-21 2006-07-21 Power module device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4935220B2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012059857A (en) * 2010-09-08 2012-03-22 Mitsubishi Electric Corp Power semiconductor device
JP2013123040A (en) * 2011-11-07 2013-06-20 Daikin Ind Ltd Semiconductor device
US8648462B2 (en) 2010-08-18 2014-02-11 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor power module
EP3232468A1 (en) 2016-04-15 2017-10-18 Omron Corporation Heat dissipation structure of semiconductor device
JP2018528609A (en) * 2015-08-05 2018-09-27 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ Component modules and power modules
JP2019504496A (en) * 2016-05-24 2019-02-14 ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒ＆Ｄ Ｃｅｎｔｒｅ Ｅｕｒｏｐｅ Ｂ．Ｖ． Power module and method for manufacturing power module
JP2019110206A (en) * 2017-12-18 2019-07-04 株式会社三社電機製作所 Water-cooled transformer
US10461017B2 (en) 2016-08-02 2019-10-29 Infineon Technologies Ag Package with partially encapsulated cooling channel for cooling an encapsulated chip
EP3621106A4 (en) * 2017-06-14 2020-05-06 Yangzhou Guoyang Electronic Co., Ltd. Low parasitic inductance power module and double-sided heat-dissipation low parasitic inductance power module
CN111540717A (en) * 2020-05-06 2020-08-14 晏新海 Power module

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000243886A (en) * 1999-02-22 2000-09-08 Toshiba Corp Cooling body for power semiconductor element
JP2005072411A (en) * 2003-08-27 2005-03-17 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JP2005123265A (en) * 2003-10-14 2005-05-12 Sumitomo Electric Ind Ltd Power device cooling apparatus and inverter unit for motor driving
JP2005259794A (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Furukawa Electric Co Ltd:The Heatsink for cooling semiconductor element

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000243886A (en) * 1999-02-22 2000-09-08 Toshiba Corp Cooling body for power semiconductor element
JP2005072411A (en) * 2003-08-27 2005-03-17 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JP2005123265A (en) * 2003-10-14 2005-05-12 Sumitomo Electric Ind Ltd Power device cooling apparatus and inverter unit for motor driving
JP2005259794A (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Furukawa Electric Co Ltd:The Heatsink for cooling semiconductor element

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8648462B2 (en) 2010-08-18 2014-02-11 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor power module
JP2012059857A (en) * 2010-09-08 2012-03-22 Mitsubishi Electric Corp Power semiconductor device
JP2013123040A (en) * 2011-11-07 2013-06-20 Daikin Ind Ltd Semiconductor device
US10741474B2 (en) 2015-08-05 2020-08-11 Siemens Aktiengesellschaft Component module and power module
JP2018528609A (en) * 2015-08-05 2018-09-27 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ Component modules and power modules
EP3232468A1 (en) 2016-04-15 2017-10-18 Omron Corporation Heat dissipation structure of semiconductor device
US9997430B2 (en) 2016-04-15 2018-06-12 Omron Corporation Heat dissipation structure of semiconductor device
JP2019504496A (en) * 2016-05-24 2019-02-14 ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒ＆Ｄ Ｃｅｎｔｒｅ Ｅｕｒｏｐｅ Ｂ．Ｖ． Power module and method for manufacturing power module
US11152340B2 (en) 2016-05-24 2021-10-19 Mitsubishi Electric Corporation Power module having a multilayered structure with liquid cooled busbar and method for manufacturing same
US10461017B2 (en) 2016-08-02 2019-10-29 Infineon Technologies Ag Package with partially encapsulated cooling channel for cooling an encapsulated chip
EP3621106A4 (en) * 2017-06-14 2020-05-06 Yangzhou Guoyang Electronic Co., Ltd. Low parasitic inductance power module and double-sided heat-dissipation low parasitic inductance power module
JP2019110206A (en) * 2017-12-18 2019-07-04 株式会社三社電機製作所 Water-cooled transformer
CN111540717A (en) * 2020-05-06 2020-08-14 晏新海 Power module

Also Published As

Publication number Publication date
JP4935220B2 (en) 2012-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4935220B2 (en) Power module device
US8391011B2 (en) Cooling device
US8324720B2 (en) Power semiconductor module assembly with heat dissipating element
JP2007335663A (en) Semiconductor module
JP6217756B2 (en) Semiconductor module
KR101017452B1 (en) Semiconductor package
US20060087015A1 (en) Thermally enhanced molded package for semiconductors
WO2015064197A1 (en) Semiconductor module
JP5217884B2 (en) Semiconductor device
JP5965687B2 (en) Power semiconductor module
JP2008060172A (en) Semiconductor device
JP2004022914A (en) Insulated circuit board, cooling structure therefor, power semiconductor device, and cooling structure therefor
JP2004006603A (en) Semiconductor power device
JP2000156439A (en) Power semiconductor module
JP2019134018A (en) Semiconductor device
JP2009021445A (en) Inverter apparatus
JP2008124187A (en) Base for power module
JP4968150B2 (en) Semiconductor element cooling device
JP2002164485A (en) Semiconductor module
JP2008124187A6 (en) Power module base
JP6738193B2 (en) Heat transfer structure, insulating laminated material, insulating circuit board and power module base
JP6686467B2 (en) Electronic component heat dissipation structure
JP2010062491A (en) Semiconductor device and composite semiconductor device
JP3855726B2 (en) Power module
JP3193142B2 (en) Board

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090331

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110411

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111025

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120124

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120206

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150302

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4935220

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees