JP2014033016A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発熱体の間での冷却媒体による冷却効率の差を小さくすることができる半導体装置を提供すること。
【解決手段】インバータ装置１０は、第１、第３、第５のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５及び複数のダイオードＤと、冷却器２０を有する。冷却器２０は、Ｕ相用冷媒流路３２、Ｖ相用冷媒流路４２、及びＷ相用冷媒流路５２を備え、各冷媒流路３２，４２，５２は、流入口３１ｃ，４１ｃ，５１ｃ及び流出口３１ｄ，４１ｄ，５１ｄを個別に備えるとともに、各流入口３１ｃ，４１ｃ，５１ｃには各供給路３４，４４，５４が接続されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の発熱体と、冷媒流路を内部に有し、発熱体が外面に熱的に結合されるとともに、プレートフィンを冷媒流路における冷却媒体の流通方向に延ばして備える冷却器と、を有する半導体装置に関する。

半導体装置においては、冷却器による半導体素子の冷却効率が望まれている。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、特許文献１に開示の電力変換装置８０のケース８１内には、制御基板８２が配置されるとともに、制御基板８２上には平滑用コンデンサ８３が配置されている。また、制御基板８２上には２本の冷却通路８４，８５が平滑用コンデンサ８３を挟む状態に配置されている。冷却通路８４，８５はそれぞれ平滑用コンデンサ８３の長さ方向に沿って直線状に延びている。冷却通路８４，８５は、それぞれ制御基板８２上に支持された溝部８４ａ，８５ａと、溝部８４ａ，８５ａ上に支持された蓋部８４ｂ，８５ｂとから形成されている。

また、冷却通路８４，８５の一端には冷却流体が流入する流入口８６，８７が設けられるとともに、冷却通路８４，８５の他端には冷却流体が流出する流出口８８，８９が設けられている。半導体素子である上アームパワーモジュール９０（発熱体）は、冷却通路８４を形成する蓋部８４ｂの上面に熱的に結合され、下アームパワーモジュール９１（発熱体）は、冷却通路８５を形成する蓋部８５ｂの上面に熱的に結合されている。

冷却通路８４での冷却流体の流通方向に沿って３つの上アームパワーモジュール９０が並ぶとともに、冷却通路８５での冷却流体の流通方向に沿って３つの下アームパワーモジュール９１が並んでいる。そして、冷却通路８４，８５を流れる冷却流体によって、上アームパワーモジュール９０及び下アームパワーモジュール９１が冷却される。

特開２０１２−７０５７０号公報

ところが、特許文献１の電力変換装置８０においては、冷却流体は、流入口８６，８７側から流出口８８，８９に流れるに連れて各上アームパワーモジュール９０及び各下アームパワーモジュール９１と熱交換されていき、流出口８８，８９に近づくに連れて冷却効率が低下していく。このため、複数の上アームパワーモジュール９０及び下アームパワーモジュール９１の中でも、流入口８６，８７に近い上アームパワーモジュール９０及び下アームパワーモジュール９１と、流出口８８，８９に近い上アームパワーモジュール９０及び下アームパワーモジュール９１との間で冷却流体による冷却効率に差が生じてしまう。

本発明は、複数の発熱体の間での冷却媒体による冷却効率の差を小さくすることができる半導体装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の半導体素子を有する複数の発熱体と、冷媒流路を内部に有し、前記発熱体が外面に熱的に結合されるとともに、プレートフィンを前記冷媒流路における冷却媒体の流通方向に延ばして備える冷却器と、を有し、前記冷却媒体が供給路を流れて前記冷媒流路に供給されるように構成された半導体装置であって、前記冷却器は、前記冷媒流路を複数備え、各冷媒流路は前記冷却媒体の流入口及び流出口を個別に備えるとともに、各流入口には前記供給路が接続され、前記複数の発熱体は、それぞれ個別に対応する前記冷媒流路内の冷却媒体と熱交換可能に設けられるとともに、各冷媒流路では各発熱体の複数の半導体素子を各冷媒流路毎で別々に冷却するように前記冷却媒体が流れることを要旨とする。

これによれば、冷却媒体は、供給路を通ってそれぞれ個別に流入口から各冷媒流路に流入し、プレートフィンによって流れが乱されることなく各冷媒流路を流れる。よって、冷媒流路を流れる冷却媒体は、他の冷媒流路を流れた後に、その冷媒流路に流入するわけではなく、各冷媒流路には、熱交換されていない冷却媒体が流入する。したがって、各発熱体は、各冷媒流路を流れる冷却媒体により個別に熱交換され、発熱体同士の間での冷却効率の差を小さくすることができる。

また、前記複数の冷媒流路は、それぞれ別々の流路形成部材の内側に形成され、前記冷却器は前記流路形成部材を複数備えていてもよい。
これによれば、複数の冷媒流路を個別に設けた冷却器を簡単に製造することができる。

また、半導体装置は、前記複数の発熱体が複数電気的に接続されることによってインバータ及びコンバータのうち少なくとも一方を構成していてもよい。
これによれば、インバータ及びコンバータの少なくとも一方は、複数の発熱体を有するため、それら発熱体の間での冷却効率の差を抑えることで、インバータ及びコンバータの少なくとも一方を効率良く冷却することができる。

また、前記複数の前記流出口それぞれには、排出路が繋がっていてもよい。
これによれば、各流出口を介して冷媒流路から流出した冷却媒体を纏めて流すことができる。

本発明によれば、複数の発熱体の間での冷却媒体による冷却効率の差を小さくすることができる。

実施形態におけるインバータ回路の電気的構成を示す図。 実施形態の半導体装置を示す斜視図。 （ａ）はＵ相用冷媒流路を示す図２の３ａ−３ａ線断面図、（ｂ）はＶ相用冷媒流路を示す図２の３ｂ−３ｂ線断面図、（ｃ）はＷ相用冷媒流路を示す図２の３ｃ−３ｃ線断面図。 冷却装置を示す部分破断平面図。 別例の半導体装置を示す平面図。 （ａ）は背景技術を示す平面図、（ｂ）は背景技術を示す断面図。

以下、本発明の半導体装置を電気自動車に搭載されるインバータ装置に具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
まず、インバータ装置１０の電気的構成について説明する。インバータ装置１０は電気自動車に搭載され、電気自動車の３相モータ１５を駆動させる。

図１に示すように、インバータ回路１１は、発熱体としての６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を有し、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６には、半導体素子が使用される。この実施形態では各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６としてＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ）が使用されている。インバータ回路１１は、第１及び第２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、第３及び第４のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４、第５及び第６のスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６がそれぞれ直列に接続されている。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のコレクタとエミッタ間には、半導体素子及び発熱体としてのダイオードＤが、逆並列に、即ちカソードがコレクタにアノードがエミッタに対応する状態に接続されている。第１、第３及び第５のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５とダイオードＤの組はそれぞれ上アームと呼ばれ、第２、第４及び第６のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６とダイオードＤの組はそれぞれ下アームと呼ばれる。また、第１、第３及び第５のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５とダイオードＤの組は、それぞれ半導体素子からなる発熱体であり、第２、第４及び第６のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６とダイオードＤの組はそれぞれ半導体素子からなる発熱体である。

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５のコレクタがそれぞれ配線１２を介して直流電源１３のプラス端子に接続され、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６のエミッタがそれぞれ配線１４を介して直流電源１３のマイナス端子に接続される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の間の接合点は３相モータ１５のＵ相端子Ｕに、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の間の接合点は３相モータ１５のＶ相端子Ｖに、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の間の接合点は３相モータ１５のＷ相端子Ｗに、それぞれ接続される。

次に、インバータ装置１０の構造について詳しく説明する。
図２に示すように、インバータ装置１０は、Ｕ相の上アームの第１のスイッチング素子Ｑ１とダイオードＤの組、Ｖ相の上アームの第３のスイッチング素子Ｑ３とダイオードＤの組、及びＷ相の上アームの第５のスイッチング素子Ｑ５とダイオードＤの組を備える。なお、Ｕ相の下アームの第２のスイッチング素子Ｑ２とダイオードＤの組、Ｖ相の下アームの第４のスイッチング素子Ｑ４とダイオードＤの組、及びＷ相の下アームの第６のスイッチング素子Ｑ６とダイオードＤの組を備えるインバータ装置については、上アームのインバータ装置１０と構成が同じであるため、説明を省略する。

インバータ装置１０の冷却器２０について説明する。
冷却器２０は、Ｕ相用流路形成部材３１と、Ｖ相用流路形成部材４１と、Ｗ相用流路形成部材５１とを並設して形成されている。図３（ａ）及び図４に示すように、Ｕ相用流路形成部材３１は、矩形状の底板３１ａと、この底板３１ａを覆う矩形箱状の筐体３１ｂとから形成され、Ｕ相用流路形成部材３１内にはＵ相用冷媒流路３２が形成されている。底板３１ａの一対の長辺のうち一方の長辺寄りで、かつ長辺方向の一端寄りには、Ｕ相用流入口３１ｃが形成されるとともに、他方の長辺寄りで、かつ長辺方向の一端寄りにはＵ相用流出口３１ｄが形成されている。そして、Ｕ相用冷媒流路３２には、複数のプレートフィン３３が底板３１ａの短辺方向へ延びる状態で立設されている。

Ｕ相用流路形成部材３１において、底板３１ａの外面には、Ｕ相用流入口３１ｃを囲む状態にＵ相用供給路３４の一端が接続されるとともに、このＵ相用供給路３４の他端には、冷媒供給路６０が接続されている。また、Ｕ相用流路形成部材３１において、底板３１ａの外面には、Ｕ相用流出口３１ｄを囲む状態にＵ相用排出路３５の一端が接続されるとともに、このＵ相用排出路３５の他端には冷媒排出路６１が接続されている。Ｕ相用供給路３４及びＵ相用排出路３５は、Ｕ相用流路形成部材３１、Ｖ相用流路形成部材４１、及びＷ相用流路形成部材５１の長辺方向の一端側及び下側に配置されている。Ｕ相用供給路３４とＵ相用排出路３５は、Ｕ相用流路形成部材３１を挟んで配置されるとともに、同一直線上に配置されている。また、Ｕ相用供給路３４とＵ相用排出路３５は、Ｖ相用流路形成部材４１及びＷ相用流路形成部材５１から離間して設けられている。

図２に示すように、Ｕ相用流路形成部材３１において、筐体３１ｂの外面における長辺方向一端寄りには、第１のスイッチング素子Ｑ１が接合されるとともに、他端寄りの外面にはダイオードＤが接合されている。すなわち、Ｕ相用流路形成部材３１の外面には、Ｕ相の上アームを構成する第１のスイッチング素子Ｑ１とダイオードＤが接合されている。よって、第１のスイッチング素子Ｑ１とダイオードＤは、Ｕ相用流路形成部材３１の長辺方向に沿って配列されている。

図３（ｂ）及び図４に示すように、Ｖ相用流路形成部材４１は、矩形状の底板４１ａと、この底板４１ａを覆う矩形箱状の筐体４１ｂとから形成され、Ｖ相用流路形成部材４１内にはＶ相用冷媒流路４２が形成されている。底板４１ａの一対の長辺のうち一方の長辺寄りで、かつ長辺方向中央には、Ｖ相用流入口４１ｃが形成されるとともに、他方の長辺寄りで、かつ長辺方向中央にはＶ相用流出口４１ｄが形成されている。Ｖ相用冷媒流路４２には、複数のプレートフィン４３が底板４１ａの短辺方向へ延びる状態で立設されている。

Ｖ相用流路形成部材４１において、底板４１ａの外面には、Ｖ相用流入口４１ｃを囲む状態にＶ相用供給路４４の一端が接続されるとともに、このＶ相用供給路４４の他端には、冷媒供給路６０が接続されている。また、底板４１ａの外面には、Ｖ相用流出口４１ｄを囲む状態にＶ相用排出路４５の一端が接続されるとともに、このＶ相用排出路４５の他端には冷媒排出路６１が接続されている。Ｖ相用供給路４４及びＶ相用排出路４５は、Ｕ相用流路形成部材３１、Ｖ相用流路形成部材４１、及びＷ相用流路形成部材５１の長辺方向中央及び下側に配置されている。Ｖ相用供給路４４とＶ相用排出路４５は、Ｖ相用流路形成部材４１を挟んで配置されるとともに、同一直線上に配置されている。また、Ｖ相用供給路４４とＶ相用排出路４５は、Ｕ相用流路形成部材３１及びＷ相用流路形成部材５１から離間して設けられている。

図２に示すように、Ｖ相用流路形成部材４１において、筐体４１ｂの長辺方向一端寄りの外面には、第３のスイッチング素子Ｑ３が接合されるとともに、他端寄りの外面にはダイオードＤが接合されている。すなわち、Ｖ相用流路形成部材４１の外面には、Ｖ相の上アームを構成する第３のスイッチング素子Ｑ３とダイオードＤが接合されている。よって、第３のスイッチング素子Ｑ３とダイオードＤは、Ｖ相用流路形成部材４１の長辺方向に沿って配列されている。

図３（ｃ）及び図４に示すように、Ｗ相用流路形成部材５１は、矩形状の底板５１ａと、この底板５１ａを覆う矩形箱状の筐体５１ｂとから形成され、Ｗ相用流路形成部材５１内にはＷ相用冷媒流路５２が形成されている。底板５１ａの一対の長辺のうち一方の長辺寄りで、かつ長辺方向他端寄りには、Ｗ相用流入口５１ｃが形成されるとともに、他方の長辺寄りで、かつ長辺方向他端寄りにはＷ相用流出口５１ｄが形成されている。Ｗ相用冷媒流路５２には、複数のプレートフィン５３が底板５１ａの短辺方向へ延びる状態で立設されている。

Ｗ相用流路形成部材５１において、底板５１ａの外面には、Ｗ相用流入口５１ｃを囲む状態にＷ相用供給路５４の一端が接続されるとともに、このＷ相用供給路５４の他端には、冷媒供給路６０が接続されている。また、Ｗ相用流路形成部材５１において、底板５１ａの外面には、Ｗ相用流出口５１ｄを囲む状態にＷ相用排出路５５の一端が接続されるとともに、このＷ相用排出路５５の他端には冷媒排出路６１が接続されている。Ｗ相用供給路５４及びＷ相用排出路５５は、Ｕ相用流路形成部材３１、Ｖ相用流路形成部材４１、及びＷ相用流路形成部材５１の長辺方向他端側及び下側に配置されている。Ｗ相用供給路５４とＷ相用排出路５５は、Ｗ相用流路形成部材５１を挟んで配置されるとともに、同一直線上に配置されている。また、Ｗ相用供給路５４とＷ相用排出路５５は、Ｕ相用流路形成部材３１及びＶ相用流路形成部材４１から離間して設けられている。

図２に示すように、Ｗ相用流路形成部材５１において、筐体５１ｂの長辺方向一端寄りの外面には、第５のスイッチング素子Ｑ５が接合されるとともに、他端寄りの外面にはダイオードＤが接合されている。すなわち、Ｗ相用流路形成部材５１の外面には、Ｗ相の上アームを構成する第５のスイッチング素子Ｑ５とダイオードＤが接合されている。よって、第５のスイッチング素子Ｑ５とダイオードＤは、Ｗ相用流路形成部材５１の長辺方向に沿って配列されている。

冷却器２０において、冷媒供給路６０を流れた冷却媒体としての冷媒は、Ｕ相用冷媒流路３２、Ｖ相用冷媒流路４２、及びＷ相用冷媒流路５２に個別に流入する。さらに、冷媒は、Ｕ相用冷媒流路３２、Ｖ相用冷媒流路４２、及びＷ相用冷媒流路５２から個別に排出され、冷媒排出路６１を流れる。ここで、冷媒供給路６０と冷媒排出路６１を結ぶ直線の延びる方向であり、冷媒が冷媒供給路６０から冷媒排出路６１に向けて進む方向を、冷媒の進行方向とすると、Ｕ相用流路形成部材３１、Ｖ相用流路形成部材４１、及びＷ相用流路形成部材５１は、その長辺方向が冷媒の進行方向に垂直になっている。また、Ｕ相用流路形成部材３１、Ｖ相用流路形成部材４１、及びＷ相用流路形成部材５１は、冷媒の進行方向に沿って並設されている。さらに、冷媒の進行方向に並設されたＵ相用流路形成部材３１とＶ相用流路形成部材４１とは離間し、Ｖ相用流路形成部材４１とＷ相用流路形成部材５１とは離間している。

次に、インバータ装置１０の作用を記載する。
冷媒供給路６０を流れた熱交換前の冷媒は、Ｕ相用供給路３４、Ｖ相用供給路４４、及びＷ相用供給路５４に分流する。そして、Ｕ相用供給路３４を流れた冷媒は、Ｕ相用流入口３１ｃからＵ相用流路形成部材３１内に流入し、Ｕ相用冷媒流路３２を流れる。Ｕ相用冷媒流路３２では、冷媒はプレートフィン３３によって複数に分流され、Ｕ相用流路形成部材３１の短辺方向に沿って流れる。分流された冷媒は、Ｕ相用流路形成部材３１のプレートフィン３３間の間隙それぞれに流れる。

Ｕ相の上アームを構成する第１のスイッチング素子Ｑ１とダイオードＤは、Ｕ相用冷媒流路３２での冷媒の流れる方向に垂直な方向に配列されている。このため、第１のスイッチング素子Ｑ１とダイオードＤが冷媒と熱交換される。そして、プレートフィン３３の間を流れ、熱交換された冷媒は、Ｕ相用流出口３１ｄからＵ相用冷媒流路３２外へ流出され、Ｕ相用排出路３５を流れて冷媒排出路６１に排出される。

Ｖ相用供給路４４を流れた冷媒は、Ｖ相用流入口４１ｃからＶ相用流路形成部材４１内に流入し、Ｖ相用冷媒流路４２を流れる。Ｖ相用冷媒流路４２に流入する冷媒は、Ｕ相用流路形成部材３１及びＷ相用流路形成部材５１を流れた冷媒ではなく、冷媒供給路６０を流れた直後の冷媒である。

そして、Ｖ相用冷媒流路４２では、冷媒はプレートフィン４３によって複数に分流され、Ｖ相用流路形成部材４１の短辺方向に沿って流れる。分流された冷媒は、プレートフィン間の間隙それぞれにほぼ同じ流量で流れる。Ｖ相の上アームを構成する第３のスイッチング素子Ｑ３とダイオードＤは、Ｖ相用冷媒流路４２での冷媒の流れる方向に垂直な方向に配列されている。このため、第３のスイッチング素子Ｑ３とダイオードＤがほぼ同等に冷媒と熱交換される。そして、プレートフィン４３の間を流れ、熱交換された冷媒は、Ｖ相用流出口４１ｄからＶ相用冷媒流路４２外へ流出され、Ｖ相用排出路４５を流れて冷媒排出路６１に排出される。

Ｗ相用供給路５４を流れた冷媒は、Ｗ相用流入口５１ｃからＷ相用流路形成部材５１内に流入し、Ｗ相用冷媒流路５２を流れる。Ｗ相用冷媒流路５２に流入する冷媒は、Ｕ相用流路形成部材３１及びＶ相用流路形成部材４１を流れた冷媒ではなく、冷媒供給路６０を流れた直後の冷媒である。

そして、Ｗ相用冷媒流路５２では、冷媒はプレートフィン５３によって複数に分流され、Ｗ相用流路形成部材５１の短辺方向に沿って流れる。分流された冷媒は、プレートフィン５３間の間隙それぞれに流れる。Ｗ相の上アームを構成する第５のスイッチング素子Ｑ５とダイオードＤは、Ｗ相用冷媒流路５２での冷媒の流れる方向に垂直な方向に配列されている。このため、第５のスイッチング素子Ｑ５とダイオードＤが冷媒と熱交換される。そして、プレートフィン５３の間を流れ、熱交換された冷媒は、Ｗ相用流出口５１ｄからＷ相用冷媒流路５２外へ流出され、Ｗ相用排出路５５を流れて冷媒排出路６１に排出される。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）冷却器２０は、Ｕ相用流路形成部材３１とＶ相用流路形成部材４１とＷ相用流路形成部材５１を備え、各流路形成部材３１，４１，５１は個別に流入口３１ｃ，４１ｃ，５１ｃを備える。そして、各流入口３１ｃ，４１ｃ，５１ｃには冷媒供給路６０が接続されている。よって、各冷媒は、冷媒供給路６０を通ってそれぞれ個別に流入口３１ｃ，４１ｃ，５１ｃから各冷媒流路３２，４２，５２に流入する。したがって、各冷媒流路３２，４２，５２には、熱交換されていない冷媒が流入するため、第１、第３及び第５のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５とダイオードＤを、各冷媒流路３２，４２，５２で別々冷却することができる。よって、第１、第３及び第５のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５同士の間、及びダイオードＤ同士の間での冷却効率の差を小さくすることができる。

（２）冷却器２０は、Ｕ相用流路形成部材３１とＶ相用流路形成部材４１とＷ相用流路形成部材５１を備え、各流路形成部材３１，４１，５１は個別に流入口３１ｃ，４１ｃ，５１ｃを備える。そして、熱交換していない冷媒によって、いずれのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５とダイオードＤを冷却することができ、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５とダイオードＤを安定した状態で駆動させることができる。

（３）各冷媒流路３２，４２，５２では、冷媒は各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５とダイオードＤの配列方向に垂直な方向に冷媒が流れる。そして、この冷媒の流れる方向に沿って各プレートフィン３３，４３，５３が設けられている。よって、プレートフィン３３，４３，５３によって冷媒の流れが乱されず、また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５とダイオードＤの配列方向に沿って冷媒を分流させて各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５とダイオードＤをほぼ均等に冷却することができる。

（４）各冷媒流路３２，４２，５２での冷媒の流れる方向は、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５とダイオードＤの配列方向に垂直になっている。このため、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５とダイオードＤの配列方向に沿って冷媒が流れる場合と比べると、冷媒を流すために必要な冷媒流路３２，４２，５２の長さを短くすることができ、冷却器２０、ひいてはインバータ装置１０をコンパクトにすることができる。

（５）各冷媒流路３２，４２，５２は、それぞれ各流路形成部材３１，４１，５１内に形成されている。よって、各冷媒流路３２，４２，５２を個別に分けるための構成を簡単に作ることができ、複数の冷媒流路３２，４２，５２を個別に設けた冷却器２０を簡単に製造することができる。

（６）インバータ装置１０は、インバータ回路１１を備え、複数のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５及びダイオードＤを備えるが、各流路形成部材３１，４１，５１を用いてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５間での冷却効率の差を小さくしている。よって、インバータ装置１０においては、複数のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５及びダイオードＤを効率良く駆動させることができる。

（７）各流路形成部材３１，４１，５１の各流入口３１ｃ，４１ｃ，５１ｃは、各供給路３４，４４，５４を介して一本の冷媒供給路６０に接続されている。このため、冷媒を冷媒供給路６０から各供給路３４，４４，５４に分流させることができる。したがって、例えば、各供給路３４，４４，５４が個別に冷媒の供給源に接続される場合と比べると、各供給路３４，４４，５４を短くして冷却器２０、ひいてはインバータ装置１０をコンパクトにすることができる。

（８）各流路形成部材３１，４１，５１の各流出口３１ｄ，４１ｄ，５１ｄは、各排出路３５，４５，５５を介して一本の冷媒排出路６１に接続されている。このため、各流出口３１ｄ，４１ｄ，５１ｄを介して各冷媒流路３２，４２，５２から流出した冷媒を纏めて流すことができる。したがって、例えば、各排出路３５，４５，５５が個別に冷媒の排出先に接続される場合と比べると、各排出路３５，４５，５５を短くして冷却器２０ひいては、インバータ装置１０をコンパクトにすることができる。

（９）冷却器２０での冷媒の進行方向に対し、Ｕ相用流路形成部材３１とＶ相用流路形成部材４１とＷ相用流路形成部材５１は、長辺方向が垂直になる状態に並設されている。よって、各流路形成部材３１，４１，５１内の冷媒で、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５及びダイオードＤを同様に冷却することができながらも、冷却器２０をコンパクトにすることができる。

（１０）Ｕ相用流路形成部材３１に接続されたＵ相用排出路３５は、Ｖ相用流路形成部材４１及びＷ相用流路形成部材５１と非接触に設けられている。このため、Ｕ相用冷媒流路３２で熱交換された冷媒により、Ｖ相用冷媒流路４２及びＷ相用冷媒流路５２の冷媒が加熱されることを防止できる。Ｖ相用流路形成部材４１に接続されたＶ相用排出路４５は、Ｗ相用流路形成部材５１と非接触に設けられている。このため、Ｖ相用冷媒流路４２で熱交換された冷媒により、Ｗ相用冷媒流路５２の冷媒が加熱されることを防止できる。

また、Ｖ相用流路形成部材４１に接続されたＶ相用供給路４４は、Ｕ相用流路形成部材３１と非接触に設けられている。このため、Ｖ相用冷媒流路４２に供給される前の冷媒が、Ｕ相用冷媒流路３２で熱交換された冷媒によって加熱されることを防止できる。Ｗ相用流路形成部材５１に接続されたＷ相用供給路５４は、Ｕ相用流路形成部材３１及びＶ相用流路形成部材４１と非接触に設けられている。このため、Ｗ相用冷媒流路５２に供給される前の冷媒が、Ｕ相用冷媒流路３２及びＶ相用冷媒流路４２で熱交換された冷媒によって加熱されることを防止できる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５とダイオードＤの配列方向が、冷媒進行方向に対して垂直になるように配置したが、垂直でなくてもよい。各冷媒流路３２，４２，５２では複数の半導体素子を各冷媒流路３２，４２，５２毎で別々に冷却するように配置すればよい。

○ 実施形態では、各流路形成部材３１，４１，５１の各流出口３１ｄ，４１ｄ，５１ｄに、各排出路３５，４５，５５を介して一本の冷媒排出路６１を接続したが、各流出口３１ｄ，４１ｄ，５１ｄに接続した各排出路３５，４５，５５をそれぞれ冷媒の排出先に直接接続して、冷媒排出路６１を無くしてもよい。

○ 実施形態では、各流路形成部材３１，４１，５１の各流入口３１ｃ，４１ｃ，５１ｃに、各供給路３４，４４，５４を介して一本の冷媒供給路６０を接続したが、各流入口３１ｃ，４１ｃ，５１ｃに接続した各供給路３４，４４，５４をそれぞれ冷媒の供給源に直接接続して、冷媒供給路６０を無くしてもよい。

○ 実施形態では、Ｕ相用冷媒流路３２、Ｖ相用冷媒流路４２、及びＷ相用冷媒流路５２をそれぞれ別々のＵ相用流路形成部材３１、Ｖ相用流路形成部材４１、及びＷ相用流路形成部材５１内に形成したが、これに限らない。一つの冷却器の空間を仕切壁等で区画して、一つの冷却器内にＵ相用冷媒流路３２、Ｖ相用冷媒流路４２、及びＷ相用冷媒流路５２を設けてもよい。

○ 実施形態では、Ｕ相用流路形成部材３１（Ｕ相用冷媒流路３２）、Ｖ相用流路形成部材４１（Ｖ相用冷媒流路４２）、及びＷ相用流路形成部材５１（Ｗ相用冷媒流路５２）の順に並設したが、並設の順番は任意に変更してもよい。

○ 半導体装置は、コンバータであってもよい。
○ 実施形態では、各供給路３４，４４，５４及び各排出路３５，４５，５５は、各流路形成部材３１，４１，５１の下側に配置されたが、各供給路３４，４４，５４及び各排出路３５，４５，５５は、各流路形成部材３１，４１，５１の横側や上側に配置されていてもよい。

○ 図５に示すように、冷却器２０は、インバータ回路１１の冷却用にＵ相用流路形成部材３１、Ｖ相用流路形成部材４１、及びＷ相用流路形成部材５１を備えるとともに、コンバータ回路の冷却用にコンバータ用流路形成部材２２を備えていてもよい。また、コンバータ用流路形成部材２２には、コンバータ用供給流路２２ａ及びコンバータ用排出流路２２ｂが接続されている。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記供給路は、その接続された前記流路形成部材とは別の流路形成部材には非接触になっている請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の半導体装置。

Ｑ１〜Ｑ６…半導体素子及び発熱体としての第１のスイッチング素子、Ｄ…半導体素子及び発熱体としてのダイオード、２０…冷却器、３１，４１，５１…流路形成部材、３１ｃ，４１ｃ，５１ｃ…流入口、３１ｄ，４１ｄ，５１ｄ…流出口、３２，４２，５２…冷媒流路、３３，４３，５３…プレートフィン、３４，４４，５４…供給路、３５，４５，５５…排出路。

Claims (4)

1. 複数の半導体素子を有する複数の発熱体と、
   冷媒流路を内部に有し、前記発熱体が外面に熱的に結合されるとともに、プレートフィンを前記冷媒流路における冷却媒体の流通方向に延ばして備える冷却器と、
   を有し、前記冷却媒体が供給路を流れて前記冷媒流路に供給されるように構成された半導体装置であって、
   前記冷却器は、前記冷媒流路を複数備え、各冷媒流路は前記冷却媒体の流入口及び流出口を個別に備えるとともに、各流入口には前記供給路が接続され、
   前記複数の発熱体は、それぞれ個別に対応する前記冷媒流路内の冷却媒体と熱交換可能に設けられるとともに、各冷媒流路では各発熱体の複数の半導体素子を各冷媒流路毎で別々に冷却するように前記冷却媒体が流れることを特徴とする半導体装置。
2. 前記複数の冷媒流路は、それぞれ別々の流路形成部材の内側に形成され、前記冷却器は前記流路形成部材を複数備える請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記複数の発熱体が複数電気的に接続されることによってインバータ及びコンバータのうち少なくとも一方を構成する請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記複数の前記流出口それぞれには、排出路が繋がっている請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の半導体装置。