功率模块装置、冷却构造体、以及电动汽车或混合动力汽车制造方法及图纸

功率模块装置（10）具备：功率模块（100A），具有：进行功率的开关的半导体器件、对半导体器件的外围进行密封的封装（110）、和与封装（110）的一个表面接合的散热器（42）；以及冷却装置（30），具有冷却水流动的冷却水道（33），在设置于冷却水道（33）的中途的开口部（35）装配功率模块（100A）的散热器（42），在冷却装置（30）的开口部（35）装配功率模块（100A）的散热器（42），以使从冷却水道（33）的开口部（35）的最上部（33T）到最下部（33B）的高度ha、与从冷却水道（33）的开口部（35）的最下部（33B）到散热器（42）的与封装（110）的接合面所相对的基端部（PB）的高度hb、实质上相同。提供能够高效率地冷却将散热器装配于在冷却装置的上表面部形成的开口部的功率模块而能够抑制由于过热造成的劣化的功率模块装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率模块装置、冷却构造体、以及电动汽车或混合动力汽车
本实施方式涉及功率模块装置、冷却构造体、以及电动汽车或混合动力汽车（hybridcar）。
技术介绍
以往，作为半导体模块之一，已知在引线框上载置有包含绝缘栅双极晶体管（IGBT）那样的半导体器件的功率元件（功率芯片）而系统整体由树脂成形后的功率模块。在工作状态下，半导体器件发热，因此，通常在引线框的背面配置散热片来散热，冷却半导体器件。此外，也已知为了提高冷却性能而利用在散热片的背面形成的冷却水道对片整体进行水冷（或者，也称为液冷）的逆变器装置、或将具有配置有频率大的开关器件的4个侧面的长方体构成为中空形状来抑制器件的高温化的半导体装置。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-346480号公报；专利文献2：日本特开2009-182261号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题本实施方式提供能够高效率地冷却将散热器装配于在冷却装置的上表面部形成的开口部的功率模块而能够抑制由于过热造成的劣化的功率模块装置、冷却构造体、以及装载功率模块装置的电动汽车或混合动力汽车。用于解决课题的方案根据实施方式的一个方式，提供一种功率模块装置，具备：功率模块，具有：进行功率的开关的半导体器件、对所述半导体器件的外围进行密封的密封体、和与所述密封体的一个表面接合的散热器；以及冷却装置，具有冷却水流动的冷却水道，在设置于所述冷却水道的中途的开口部装配所述功率模块的所述散热器，在所述冷却装置的所述开口部装配所述功率模块的所述散热器，以使所述冷却水道的存在所述开口部的一侧的内表面到与存在所述开口部的一侧相反侧的内表面的高度、与从所述冷却水道的与存在所述开口部的一侧相反侧的内表面到所述散热器的与所述密封体的接合面所相对的面的高度、实质上相同。根据实施方式的另一方式，提供一种功率模块装置，分别具备多个：功率模块，具有：进行功率的开关的半导体器件、对所述半导体器件的外围进行密封的密封体、和与所述密封体的一个表面接合的散热器；以及功率模块用的冷却装置，具有：导入口和导出口、冷却水从所述导入口向所述导出口流动的冷却水道、以及设置在所述冷却水道的中途并且用于装配所述散热器的开口部，以将所述冷却水道的所述导入口和所述导出口彼此连结的方式立体地组装多个冷却装置而成。根据实施方式的另一方式，提供一种冷却构造体，将具有冷却水道并且装配功率模块的多个冷却装置以使冷却水道彼此连结的方式立体地组装而成。根据实施方式的另一方式，提供装载有上述的功率模块装置、以及对所述功率模块装置的工作进行控制的ECU装置的电动汽车或混合动力汽车。专利技术效果根据本实施方式，能够提供能够高效率地冷却将散热器装配于在冷却装置的上表面部形成的开口部的功率模块而能够抑制由于过热造成的劣化的功率模块装置、冷却构造体、以及装载功率模块装置的电动汽车或混合动力汽车。附图说明图1是示出第一实施方式的功率模块装置的概略结构的图，（a）是透过一部分示出的功率模块装置的平面图，（b）是功率模块装置的侧面图。图2是第一实施方式的功率模块装置即沿着图1（a）的I-I线的功率模块的示意性剖面构造图。图3（a）是能够应用于第一实施方式的功率模块装置的、功率模块的平面图，图3（b）是示出能够应用于第一实施方式的功率模块装置的、功率模块的内部构造的平面图案结构图。图4是能够应用于第一实施方式的功率模块装置的功率模块的背面侧俯视结构图。图5是能够应用于第一实施方式的第一变形例的功率模块装置的、沿着图1（a）的I-I线的功率模块的示意性剖面构造图。图6是能够应用于第一实施方式的第一变形例的功率模块装置的功率模块的背面侧俯视结构图。图7是示出第一实施方式的功率模块装置中的冷却装置的概略结构的图，（a）是冷却装置的平面图，（b）是沿着图7（a）的II-II线的冷却装置的示意性剖面构造图。图8是对比第一实施方式的第一变形例的功率模块装置与比较例而示出的图，（a）是第一变形例的功率模块装置的主要部分的示意性剖面构造图，（b）是比较例的功率模块装置的主要部分的示意性剖面构造图。图9是能够应用于第一实施方式的第二变形例的功率模块装置的、沿着图1（a）的I-I线的功率模块的示意性剖面构造图。图10是示出应用于第一实施方式的功率模块装置的二合一模块的一个例子的图，（a）是SiCMOSFET的电路结构图，（b）是IGBT的电路结构图。图11是示出应用于第一实施方式的功率模块装置的功率芯片的一个例子的图，（a）是SiCMOSFET的示意性剖面构造图，（b）是IGBT的示意性剖面构造图。图12是示出应用于第一实施方式的功率模块装置的功率芯片的一个例子的图即包含源极焊盘电极SP、栅极焊盘电极GP的SiCMOSFET的示意性剖面构造图。图13是示出应用于第一实施方式的功率模块装置的功率芯片的一个例子的图即包含发射极焊盘电极EP、栅极焊盘电极GP的IGBT的示意性剖面构造图。图14是示出应用于第一实施方式的功率模块装置的功率芯片的一个例子的图即SiCDIMOSFET的示意性剖面构造图。图15是示出应用于第一实施方式的功率模块装置的功率芯片的一个例子的图即SiCTMOSFET的示意性剖面构造图。图16（a）是第二实施方式的功率模块装置即透过一部分而示出的功率模块装置的平面图，图16（b）是第二实施方式的功率模块装置即沿着图16（a）的III-III线的功率模块装置的示意性剖面构造图。图17是示出应用于第二实施方式的功率模块装置的冷却装置的概略结构的平面图。图18（a）是在使用第二实施方式的功率模块装置来构成的3相交流逆变器（六合一模块）的电路结构中、应用SiCMOSFET并且在电源端子PL·接地端子NL间连接有缓冲电容器的电路结构例，图18（b）是在使用第二实施方式的功率模块装置来构成的3相交流逆变器（六合一模块）的电路结构中、应用IGBT并且在电源端子PL·接地端子NL间连接有缓冲电容器的电路结构例。图19是示出第二实施方式的功率模块装置的一个例子的图即应用SiCMOSFET来构成的3相交流逆变器的应用电路结构图。图20是示出第二实施方式的功率模块装置的一个例子的图即应用IGBT来构成的3相交流逆变器的应用电路结构图。图21是示出第三实施方式的冷却构造体的概略结构的俯视图。图22是示出第三实施方式的冷却构造体的概略结构的图即沿着图21的IV-IV线的示意性剖面构造图。图23是示出第三实施方式的冷却构造体的冷却体块组装工序的图即与图22对应的组装图。图24是示出应用于第三实施方式的冷却构造体的冷却体块的概略结构的图，（a）是功率模块用冷却体块的平面图，（b）是功率模块用冷却体块的正面图，（c）是功率模块用冷却体块的侧面图。图25是示出应用于第三实施方式的冷却构造体的、功率模块和冷却体块的概略结构的图，（a）是沿着图24（a）的Va-Va线的功率模块用冷却体块的示意性剖面构造图，（b）是沿着图24（a）的Vb-Vb线的功率模块用冷却体块的示意性剖面构造图。图26是示出能够应用于在第三实施方式的冷却构造体中应用的功率模块用冷却体块的、冷却装置的概略结构的图，（a）是冷却装置的平面图，（b）是沿着图26（a）的VI-VI线的冷却装置的示意性剖面构造图。图27是示出应用于第三实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率模块装置，其特征在于，具备：功率模块，具有：进行功率的开关的半导体器件、对所述半导体器件的外围进行密封的密封体、和与所述密封体的一个表面接合的散热器；以及冷却装置，具有冷却水流动的冷却水道，在设置于所述冷却水道的中途的开口部装配所述功率模块的所述散热器，在所述冷却装置的所述开口部装配所述功率模块的所述散热器，以使所述冷却水道的存在所述开口部的一侧的内表面到与存在所述开口部的一侧相反侧的内表面的高度、与从所述冷却水道的与存在所述开口部的一侧相反侧的内表面到所述散热器的与所述密封体的接合面所相对的面的高度、实质上相同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.04 JP 2015-2374581.一种功率模块装置，其特征在于，具备：功率模块，具有：进行功率的开关的半导体器件、对所述半导体器件的外围进行密封的密封体、和与所述密封体的一个表面接合的散热器；以及冷却装置，具有冷却水流动的冷却水道，在设置于所述冷却水道的中途的开口部装配所述功率模块的所述散热器，在所述冷却装置的所述开口部装配所述功率模块的所述散热器，以使所述冷却水道的存在所述开口部的一侧的内表面到与存在所述开口部的一侧相反侧的内表面的高度、与从所述冷却水道的与存在所述开口部的一侧相反侧的内表面到所述散热器的与所述密封体的接合面所相对的面的高度、实质上相同。2.根据权利要求1所述的功率模块装置，其特征在于，所述冷却装置具有箱型的长方体形状，并且，还具备：导入口，设置在所述长方体形状的一个面，将冷却水导入到所述冷却水道内；以及导出口，设置在所述长方体形状的所述一个面或另一个面，将所述冷却水从所述冷却水道内导出。3.根据权利要求1或2所述的功率模块装置，其特征在于，在所述冷却装置中配置有1个或多个所述开口部。4.根据权利要求1~3的任一项所述的功率模块装置，其特征在于，所述散热器在与所述密封体的接合面所相对的面具备多个冷却片或多个冷却针。5.根据权利要求1~3的任一项所述的功率模块装置，其特征在于，在所述散热器与所述冷却水道的接触面形成有用于保持不透水的O形环装配用的沟。6.根据权利要求1~5的任一项所述的功率模块装置，其特征在于，所述功率模块具备IGBT、二极管、Si类MOSFET、SiC类MOSFET、GaN类FET任一个元件或者多个元件。7.根据权利要求1~6的任一项所述的功率模块装置，其特征在于，在所述密封体的与所述散热器的接合面相反侧的面还装载有用于对所述功率模块的开关进行控制的控制电路基板。8.一种功率模块装置，其特征在于，分别具备多个：功率模块，具有：进行功率的开关的半导体器件、对所述半导体器件的外围进行密封的密封体、和与所述密封体的一个表面接合的散热器；以及功率模块用的冷却装置，具有：导入口和导出口、冷却水从所述导入口向所述导出口流动的冷却水道、以及设置在所述冷却水道的中途并且用于装配所述散热器的开口部，以将所述冷却水道的所述导入口和所述导出口彼此连结的方式立体地组装多个冷却装置而成。9.根据权利要求8所述的功率模块装置，其特征在于，还具备：电容器模块，收纳于壳体内；以及电容器模块用的冷却装置，具有：将冷却水导入到所述冷却水道内的导入口和将所述冷却水从所述冷却水道内导出的导出口、以及所述冷却水从所述导入口向所述导出口流动的电容器模块用的冷却水道，在所述电容器模块用的冷却水道的一个表面配置所述电容器模块，被组入到所述冷却水道的连结的一部分而成。10.根据权利要求8或9所述的功率模块装置，其特征在于，所述冷却装置具有箱型的长方体形状，通过在与形成所述导入口的面和形成所述导出口的面相对的面以外将相互相邻的所述冷却装置的、一个冷却装置的所述导入口与另一个冷却装置的所述导出口彼此连结而成为立体的结构。11.根据权利要求8~10...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉原克彦，济藤匡男，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP