JP7162739B2 - 半導体装置および電力変換装置 - Google Patents
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Description
<半導体装置の構成>
図1は、実施の形態1に係る半導体装置の底面模式図である。図2は、図1の線分II-IIにおける断面模式図である。図3は、図2の線分III-IIIにおける断面模式図である。図4は、図3に示した半導体装置の部分拡大断面模式図である。図5は、図1~図4に示した半導体装置を構成するヒートシンクの部分模式図である。
本開示に従った半導体装置1は、側面を有するヒートシンク100と、半導体素子5と、封止部材10とを備える。半導体素子5は、ヒートシンク100と熱的に接続される。半導体素子5はヒートシンク100上に配置される。封止部材10は、半導体素子5とヒートシンク100とを封止する。封止部材10は、ヒートシンク100の側面101に接触する。ヒートシンク100の側面101は、凹形状部113および凸形状部112を含む。凹形状部113および凸形状部112は、それぞれヒートシンク100の厚み方向に沿って延びる。
<半導体装置の構成>
図9は、実施の形態2に係る半導体装置を構成するヒートシンクの部分模式図である。図10は、実施の形態2に係る半導体装置の変形例1のヒートシンクを示す部分模式図である。図11は、実施の形態2に係る半導体装置の変形例2のヒートシンクを示す部分模式図である。
上記半導体装置において、凹形状部113は、第1凹部113aと第2凹部113bとを含む。凸形状部112は、第1凸部112aと第2凸部112bとを含む。第1凹部113aと第1凸部112aとは、ヒートシンク100の厚み方向と直交する方向に並ぶように配置される。第2凹部113bと第2凸部112bとは、ヒートシンク100の厚み方向において第1凹部113aおよび第1凸部112aより半導体素子5側に位置する。
<半導体装置の構成>
図12は、実施の形態3に係る半導体装置の部分拡大断面模式図である。図13は、図12に示した半導体装置を構成するヒートシンクの部分模式図である。図14および図15は、図13に示したヒートシンクの凹形状部における部分断面模式図である。なお、図14および図15は、図13に示した凹形状部113表面の領域117または領域118において、ヒートシンク100の厚み方向と直交する方向に沿った断面を模式的に示している。
図16~図18は、図12に示した半導体装置を構成するヒートシンクの製造方法を説明するための斜視模式図である。図16~図18を用いて、図12に示した半導体装置を構成するヒートシンクの製造方法を説明する。
上記半導体装置において、凹形状部113の表面は、複数の微細凸形状部161と複数の微細凹形状部162とを含む。複数の微細凸形状部161と複数の微細凹形状部162とは、ヒートシンク100の厚み方向に沿った断面において、当該厚み方向に沿って並ぶように配置されていてもよい。
本実施の形態は、上述した実施の形態1から実施の形態3のいずれかに係る半導体装置を電力変換装置に適用したものである。本開示は特定の電力変換装置に限定されるものではないが、以下、実施の形態4として、三相のインバータに本開示を適用した場合について説明する。
Claims (10)
- 側面を有するヒートシンクと、
前記ヒートシンクと熱的に接続されるとともに前記ヒートシンク上に配置された半導体素子と、
前記半導体素子と前記ヒートシンクとを封止するとともに、前記ヒートシンクの前記側面に接触する封止部材と、を備え、
前記側面は、前記半導体素子側の上端部側面と前記上端部側面の下に設けられた下端部側面とを有し、
前記上端部側面は、凹形状部および凸形状部を含み、
前記凹形状部および前記凸形状部は、それぞれ前記ヒートシンクの厚み方向に沿って延び、
前記ヒートシンクの前記厚み方向と直交する方向における前記凸形状部の幅は、前記ヒートシンクの厚みより小さく、
前記下端部側面は、平坦な形状であり、
前記直交する方向における前記下端部側面の幅は、前記直交する方向における前記上端部側面の幅より小さく、
前記直交する方向における前記下端部側面の端は、前記直交する方向における前記上端部側面の端より後退し、
前記上端部側面と前記下端部側面のつなぎ部分に角部を有する、半導体装置。 - 前記ヒートシンクの前記厚み方向と直交する方向における前記凹形状部の幅は、前記ヒートシンクの厚みより小さい、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記凹形状部と前記凸形状部とは、前記ヒートシンクの前記厚み方向と直交する方向に並ぶように配置されている、請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
- 前記凹形状部は、第1凹部と第2凹部とを含み、
前記凸形状部は、第1凸部と第2凸部とを含み、
前記第1凹部と前記第1凸部とは、前記ヒートシンクの前記厚み方向と直交する方向に並ぶように配置され、
前記第2凹部と前記第2凸部とは、前記ヒートシンクの前記厚み方向において前記第1凹部および前記第1凸部より前記半導体素子側に位置する、請求項1または請求項2に記載の半導体装置。 - 前記ヒートシンクの前記厚み方向において、前記第1凹部と前記第2凸部とが隣接して配置されている、請求項4に記載の半導体装置。
- 前記半導体素子は、ワイドバンドギャップ半導体材料を含む、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ワイドバンドギャップ半導体材料は、炭化珪素、窒化ガリウム、およびダイヤモンドからなる群から選択される1種を含む、請求項6に記載の半導体装置。
- 前記凹形状部の表面は、複数の微細凸形状部と複数の微細凹形状部とを含み、
前記複数の微細凸形状部と前記複数の微細凹形状部とは、前記ヒートシンクの前記厚み方向に沿った断面において、前記厚み方向に沿って並ぶように配置されている、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記複数の微細凸形状部と前記複数の微細凹形状部とは、前記ヒートシンクの前記厚み方向と直交する方向に沿った前記断面において、
前記厚み方向と直交する前記方向に沿って並ぶように配置され、
前記厚み方向と直交する前記方向に沿って並ぶ前記複数の微細凸形状部のうちの少なくとも2つについて、互いにサイズが異なっている、請求項8に記載の半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路と、
を備えた電力変換装置。
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