本发明专利技术提供一种半导体装置，其压力损耗较小，能均匀地对多个功率半导体芯片进行冷却。半导体装置(1)包括半导体模块(30)、以及用于对搭载在半导体模块内的功率半导体元件进行冷却的冷却器(50)。冷却器(50)的冷却部(51)包括第一头部(54)以及第二头部(55)，该第一头部(54)在从制冷剂导入部(52)到第一基板(33-1)的制冷剂排出部(53)一侧的端部之间具备向冷却翅片(41)的底面倾斜的第一底面，且用于将由制冷剂导入部(52)提供的制冷剂提供给冷却翅片(41)一侧，该第二头部(55)具备从冷却翅片(41)底面的制冷剂排出部(53)一侧的端部的位置开始倾斜的第二底面，且用于将从冷却翅片(41)一侧排出的制冷剂排出到制冷剂排出部(53)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种半导体装置，其压力损耗较小，能均匀地对多个功率半导体芯片进行冷却。半导体装置(1)包括半导体模块(30)、以及用于对搭载在半导体模块内的功率半导体元件进行冷却的冷却器(50)。冷却器(50)的冷却部(51)包括第一头部(54)以及第二头部(55)，该第一头部(54)在从制冷剂导入部(52)到第一基板(33-1)的制冷剂排出部(53)一侧的端部之间具备向冷却翅片(41)的底面倾斜的第一底面，且用于将由制冷剂导入部(52)提供的制冷剂提供给冷却翅片(41)一侧，该第二头部(55)具备从冷却翅片(41)底面的制冷剂排出部(53)一侧的端部的位置开始倾斜的第二底面，且用于将从冷却翅片(41)一侧排出的制冷剂排出到制冷剂排出部(53)。【专利说明】半导体装置以及半导体装置用冷却器
本专利技术涉及至少具备半导体模块和冷却器的半导体装置、以及用于该半导体装置 的冷却器。
技术介绍
在电动车的电动机可变速驱动装置的逆变器（功率转换装置）等中使用搭载 有功率半导体芯片的半导体模块。作为功率半导体芯片，例如使用绝缘栅双极晶体管 (Insulated Gate Bipolar Transistor，以下称为"IGBT"）等兀件。由于功率半导体芯片 会因流过大电流而发热，因此将半导体模块与冷却器组合起来使用。在像电动车那样对重 量、安装空间等存在限制的产品中，为了提高散热性，使用液冷式冷却器，该液冷式冷却器 中使用了循环冷却介质。 半导体模块包括经由基板与功率半导体芯片进行热耦合的散热基底，散热基底上 设有冷却翅片。散热基底与冷却器之间形成的流路中收纳有冷却翅片，通过在冷却翅片内 流过施加了压力的冷却介质（下文也称为"制冷剂"），从而高效地将半导体芯片中产生的 热量释放给冷却介质。因来自半导体芯片的放热而升温的冷却介质由外部的热交换器进行 冷却，冷却后的冷却介质由泵进行加压，并送回到设置有冷却翅片的流路中。 例如，在专利文献1?5中揭示了这样的现有技术。 专利文献1公开了具备如下流路的冷却系统，该流路包括：收纳翅片的冷却部；具有 在冷却部的短边方向上逐渐缩小、在长边方向上逐渐扩大的截面流路形状的部分结构部； 以及具有从冷却部的短边开始逐渐扩大、从长边开始逐渐缩小的截面流路形状的部分结构 部。专利文献2公开了一种冷却器，包括：由多个精细的流路构成的并列流路；将制冷剂 分配给该并列流路中的各流路的第一头部；以及使从并列流路流出的制冷剂汇流的第二头 部。专利文献3公开了一种在形成冷却液路的底面的底部元器件的上表面具有隆起部的冷 却装置，该隆起部由上游部向上倾斜面以及下游部向下倾斜面构成。专利文献4公开了一 种在散热器的开口部的底面设有使流路截面积平滑地缩小的空间的功率模块冷却部。专利 文献5公开了一种构成有流路盖板的半导体冷却装置，以使得与销状翅片的前端的间隙在 流入口一侧较大，在流出口一侧较小。专利文献6公开了以制冷剂的流入口侧的高度低于 流出口侧高度的方式形成有导热翅片的冷却装置。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本专利特开2004-6811号公报（图1、7以及第0023?003U0056? 0061 段） 专利文献2 :日本专利特开2001-35981号公报（图1、2以及第0020?28段） 专利文献3 :日本专利特开2008-263137号公报（图11以及第0035?0038段） 专利文献4 :日本专利特开2001-308246号公报（图9以及第0034段） 专利文献5 :日本专利特开2010-153785号公报（图7、8以及第0035?0037段） 专利文献6 :日本专利特开2007-81375号公报（图2、3、6、7以及第0038?0050段）
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题 然而，在上述那样的半导体装置中，为了高效地对功率半导体芯片所产生的热量 进行散热，冷却翅片的形状具有精细且复杂的趋势。若使用这种形状的冷却翅片，则冷却器 中的压力损耗容易上升，为了使制冷剂循环需要高输出的泵。并且，若使半导体装置小型化 且高输出化，则存在如下问题：单位面积的发热量会变大，且需要更精细且更高密度的冷却 翅片，压力损耗上升，导致需要输出较大的泵。 此外，若沿着制冷剂的流动方向设置多个功率半导体芯片，则难以均匀地对各个 芯片进行冷却。 因此，本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种半导体装置以及用于该半导体装置 的冷却器，即使半导体装置小型且高输出，压力损耗也较小，不使用较大的泵也能维持冷却 性能，并且能均匀地对多个功率半导体芯片进行冷却。 解决技术问题的技术方案 为解决上述问题，本专利技术的第一方式的半导体装置包括：半导体模块、以及用于对 该半导体模块内的基板上搭载的功率半导体元件进行冷却的冷却器，其特征在于，至少包 括：散热基底；冷却翅片，该冷却翅片由多个引脚构件或多个叶片构件构成，是外形大致呈 长方体形状的集合体，且设置于所述散热基底的第一主面；冷却器，该冷却器包括：收纳有 所述冷却翅片的冷却部、分别形成于该冷却部的长边方向上相对的两端的制冷剂导入部和 制冷剂排出部，该冷却器固定在所述散热基底上；第一基板，该第一基板以与所述冷却翅片 的位置相对应的方式与所述散热基底的第二主面的所述制冷剂导入部一侧相结合；以及第 二基板，该第二基板与所述第一基板相邻，与所述散热基底的第二主面的所述制冷剂排出 部一侧相结合。 所述冷却部还包括：第一头部，该第一头部至少包括第一底面，该第一底面向所述 冷却翅片的底面倾斜，从而将从所述制冷剂导入部提供的制冷剂从所述冷却翅片的制冷剂 导入部一侧的侧面以及底面提供至冷却翅片内，并使其流向制冷剂排出部；以及第二头部， 该第二头部至少包括第二底面，该第二底面从所述冷却翅片的底面的端部位置开始倾斜， 从而将从所述冷却翅片排出的所述制冷剂排出至所述制冷剂排出部。 由于具备这种第一头部以及第二头部，因此在本专利技术的半导体装置中，能大致均 匀地对设置在冷却部的长边方向上的第一基板以及第二基板上分别搭载的功率半导体元 件进行冷却，并能降低冷却器的压力损耗。 为解决上述问题，本专利技术的第二方式的半导体装置包括：散热基底；却翅片，该冷 却翅片由多个引脚构件或多个叶片构件构成，是外形大致呈长方体形状的集合体，且设置 于所述散热基底的第一主面；冷却器，该冷却器包括：收纳有所述冷却翅片的冷却部、分别 形成于该冷却部的长边方向上相对的两端的制冷剂导入部和制冷剂排出部，该冷却器固定 在所述散热基底上；第一基板，该第一基板以与所述冷却翅片的位置相对应的方式与所述 散热基底的第二主面的所述制冷剂导入部一侧相结合；以及第二基板，该第二基板与所述 第一基板相邻，与所述散热基底的第二主面的所述制冷剂排出部一侧相结合。 所述冷却部还包括：第一头部，该第一头部包括设置在所述制冷剂导入部与所述 第一基板的制冷剂排出部一侧的端部之间、并向所述冷却翅片的底面倾斜的第一底面，该 第一底面用于将从所述制冷剂导入部提供的制冷剂提供到所述冷却翅片一侧；以及第二头 部，该第二头部包括从所述冷却翅片的底面的所述制冷剂排出部一侧的端部位置开始倾斜 的第二底面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置，包括：半导体模块、以及用于对该半导体模块内的基板上搭载的功率半导体元件进行冷却的冷却器，其特征在于，至少包括：散热基底；冷却翅片，该冷却翅片由多个引脚构件或多个叶片构件构成，是外形大致呈长方体形状的集合体，且设置于所述散热基底的第一主面；冷却器，该冷却器包括：收纳有所述冷却翅片的冷却部、分别形成于该冷却部的长边方向上相对的两端的制冷剂导入部和制冷剂排出部，该冷却器固定在所述散热基底上；第一基板，该第一基板以与所述冷却翅片的位置相对应的方式与所述散热基底的第二主面的所述制冷剂导入部一侧相结合；以及第二基板，该第二基板与所述第一基板相邻，与所述散热基底的第二主面的所述制冷剂排出部一侧相结合，所述冷却部还包括：第一头部，该第一头部至少包括第一底面，该第一底面向所述冷却翅片的底面倾斜，从而将从所述制冷剂导入部提供的制冷剂从所述冷却翅片的制冷剂导入部一侧的侧面以及底面提供至冷却翅片内，并使其流向制冷剂排出部；以及第二头部，该第二头部至少包括第二底面，该第二底面从所述冷却翅片的底面的端部位置开始倾斜，从而将从所述冷却翅片排出的所述制冷剂排出至所述制冷剂排出部。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：乡原广道，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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