散热器和散热器组件制造技术

本实用新型专利技术提供散热器和散热器组件。本实用新型专利技术提供一种能够使集中在功率半导体元件模块的芯片部分的热高效地扩散的散热器。散热器(20)具备散热器主体(21)和热扩散结构部(25)，该散热器主体(21)在冷却面(F1)上放置有具有多个功率半导体元件(11)的功率半导体元件模块(10)，且使功率半导体元件(11)所产生的热散发，该热扩散结构部(25)与散热器主体(21)相比导热性高，能够使功率半导体元件(11)所产生的热扩散，热扩散结构部(25)设置于在散热器主体(21)的与冷却面(F1)垂直的方向(Z)上与配置在功率半导体元件模块(10)内的功率半导体元件(11)重叠的位置。

Radiator and radiator assembly

The utility model provides a radiator and a radiator assembly. The utility model provides a heat sink capable of efficiently diffusing heat into the chip portion of a power semiconductor component module. The radiator (20) has a radiator body (21) and a thermal diffusion structure part (25), which is arranged on the cooling surface (F1) with a power semiconductor element module (10) having multiple power semiconductor elements (11) and causes heat emission from the power semiconductor element (11). The thermal diffusion structure part (25) is compared with the radiator body (21). The thermal diffusivity structure (25) is arranged in the direction (Z) perpendicular to the cooling surface (F1) of the radiator body (21) and overlaps with the power semiconductor element (11) disposed in the power semiconductor element module (10).

【技术实现步骤摘要】
散热器和散热器组件
本技术涉及散热器和具备散热器的散热器组件。
技术介绍
在机床、电动汽车、铁路车辆等中使用的电动机驱动装置具备电力转换电路。这种电力转换电路具备Si(硅)等的功率半导体元件作为用于将直流电转换为交流电的开关元件。近年来，作为新一代的功率半导体元件，以SiC(碳化硅)为代表的大电流、高耐电压的宽带隙功率半导体元件(以下，也仅称为“功率半导体元件”)受到关注。该功率半导体元件能够增大单位芯片尺寸的电流密度，但由于制造时晶片的缺陷密度高，因此难以以低成本制作大芯片。因此，在大电流用的电动机驱动装置中，代替大芯片而进行将多个小芯片并联连接(以下，也将具备多个芯片的模块称为“功率半导体元件模块”或仅称为“模块”)。在这样的电动机驱动装置中，通过使功率半导体元件模块与散热器接触而使模块内的功率半导体元件驱动时所产生的热扩散(例如，参照专利文献1～3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-164048号公报专利文献2：日本特开2005-223348号公报专利文献3：日本特开2011-211017号公报
技术实现思路
技术要解决的课题在上述功率半导体元件模块中，由于设置在模块内的功率半导体元件的芯片尺寸小，因此热阻变大。因此，热集中在芯片及其附近(以下，也称为“芯片部分”)，产生所谓的热点，存在难以使集中在该部分的热高效地扩散这样的课题。本技术的目的在于提供能够使集中在功率半导体元件模块的芯片部分的热高效地扩散的散热器和散热器组件。用于解决课题的方法(1)一种散热器，其特征在于，具备散热器主体和热扩散结构部，所述散热器主体在冷却面上放置有具有多个功率半导体元件的功率半导体元件模块，所述热扩散结构部与所述散热器主体相比导热性高；所述热扩散结构部设置于在所述散热器主体的与所述冷却面垂直的方向上与配置在所述功率半导体元件模块内的所述功率半导体元件重叠的位置。(2)在(1)的散热器中，其特征在于，所述热扩散结构部为热扩散片，所述热扩散片由与所述散热器主体相比导热性高的金属材料形成为板状，且配置在所述散热器主体的与所述功率半导体元件模块相同的一侧，所述热扩散片按照在所述散热器主体的与所述冷却面垂直的方向上与配置在所述功率半导体元件模块内的所述功率半导体元件重叠的方式配置。(3)在(1)的散热器中，其特征在于，所述散热器主体在与放置所述功率半导体元件模块的一侧相反的一侧、在所述散热器主体的与所述冷却面垂直的方向上与配置在所述功率半导体元件模块内的所述功率半导体元件不重叠的位置具备多个第1散热片，所述热扩散结构部为：在与放置所述功率半导体元件模块的一侧相反的一侧且设置于在所述散热器主体的与所述冷却面垂直的方向上与配置在所述功率半导体元件模块内的所述功率半导体元件重叠的位置的多个第2散热片，所述第2散热片的片间隔比所述第1散热片的片间隔窄。(4)在(1)的散热器中，其特征在于，所述热扩散结构部为热扩散片，所述热扩散片由与所述散热器主体相比导热性高的金属材料形成为板状，且配置在所述散热器主体的与所述功率半导体元件模块相同的一侧，所述热扩散片按照在所述散热器主体的与所述冷却面垂直的方向上与配置在所述功率半导体元件模块内的所述功率半导体元件重叠的方式配置。(5)在(1)的散热器中，其特征在于，所述热扩散结构部为设置在所述散热器主体内部且敷设于在所述散热器主体的与所述冷却面垂直的方向上与配置在所述功率半导体元件模块内的所述功率半导体元件重叠的位置的冷却管。(6)一种散热器组件，其特征在于，具备所述功率半导体元件和(1)至(5)中任一项所述的散热器。(7)在(6)的散热器组件中，其特征在于，所述功率半导体元件为宽带隙功率半导体元件。技术效果根据本技术，可提供能够使集中在功率半导体元件模块中的芯片部分的热高效地扩散的散热器和散热器组件。附图说明图1A是第1实施方式的散热器组件1的立体图。图1B是图1A所示的散热器组件1的平面图。图1C是表示热扩散片的第2形状的散热器组件1的平面图。图1D是表示热扩散片的第3形状的散热器组件1的平面图。图2A是第2实施方式的散热器组件2的立体图。图2B是图2A所示的散热器组件2的平面图。图3A是第3实施方式的散热器组件3的立体图。图3B是图3A所示的散热器组件3的平面图。图4A是第4实施方式的散热器组件4的立体图。图4B是图4A所示的散热器组件4的平面图。图5是散热器主体330的分解立体图。符号说明1～4：散热器组件、10：功率半导体元件模块、11：功率半导体元件、20，120，220，320：散热器、21，121，221，330：散热器主体、23：散热片、25：热扩散片、123，223：第1散热片、125，225：第2散热片、F1：冷却面具体实施方式以下，对本技术的实施方式进行说明。需要说明的是，本说明书所附的附图均为示意图，考虑到容易理解等，从实物中变更或夸大各部分的形状、比例尺、纵横的尺寸比等。在本说明书等中，关于形状、几何学的条件、限定它们的程度的词例如“平行”、“方向”等词，除了该词的严格含义以外，还包含大致可视为平行程度的范围、大致可视为该方向的范围。另外，在本说明书等中，将后述的散热器20的纵深方向设为X(X1-X2)方向，将宽度方向设为Y(Y1-Y2)方向，将厚度方向设为Z(Z1-Z2)方向。(第1实施方式)图1A是第1实施方式的散热器组件1的立体图。图1B是图1A所示的散热器组件1的平面图。图1B示出了热扩散片的第1形状。图1C是表示热扩散片的第2形状的散热器组件1的平面图。图1D是表示热扩散片的第3形状的散热器组件1的平面图。需要说明的是，在图1B～图1D中，功率半导体元件11的盒12(后述)仅图示其轮廓(与第2实施方式之后的同等附图相同)。如图1A所示，第1实施方式的散热器组件1具备多个功率半导体元件模块10和散热器20。如图1B所示，功率半导体元件模块10为在盒12的内部配置有多个功率半导体元件11的组件模块。功率半导体元件模块10放置于散热器20的冷却面F1(后述)。需要说明的是，第1～第4实施方式中，示出了将功率半导体元件模块10直接放置于散热器20的冷却面F1的例子，但功率半导体元件模块10也可以隔着导热油脂、导热片等(未图示)放置于散热器20的冷却面F1。另外，第1～第4实施方式中，示出了在散热器20的冷却面F1配置有3个功率半导体元件模块10的例子，但功率半导体元件模块10的数量、配置部位等不限于本例。功率半导体元件11为先前说明的SiC等的宽带隙功率半导体元件，与Si等的功率半导体元件相比芯片尺寸小。本实施方式中，如图1B所示，在一个功率半导体元件模块10中，一组(2个)的功率半导体元件11配置有8组。需要说明的是，功率半导体元件11的布局图案不限于图1B的例子。另外，功率半导体元件不限于宽带隙功率半导体元件。散热器20为用于将功率半导体元件模块10(功率半导体元件11)所产生的热散发到外部的散热装置。本实施方式的散热器20具备散热器主体21和作为热扩散结构部的热扩散片25。散热器主体21为将放置于冷却面F1的功率半导体元件模块10冷却的结构体。如图1A所示，散热器主体21具备冷却板22和散热片23。冷却板2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散热器，其特征在于，具备散热器主体和热扩散结构部，所述散热器主体在冷却面上放置有具有多个功率半导体元件的功率半导体元件模块，所述热扩散结构部与所述散热器主体相比导热性高；所述热扩散结构部设置于在所述散热器主体的与所述冷却面垂直的方向上与配置在所述功率半导体元件模块内的所述功率半导体元件重叠的位置。

【技术特征摘要】
2017.05.30 JP 2017-1067171.一种散热器，其特征在于，具备散热器主体和热扩散结构部，所述散热器主体在冷却面上放置有具有多个功率半导体元件的功率半导体元件模块，所述热扩散结构部与所述散热器主体相比导热性高；所述热扩散结构部设置于在所述散热器主体的与所述冷却面垂直的方向上与配置在所述功率半导体元件模块内的所述功率半导体元件重叠的位置。2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述热扩散结构部为热扩散片，所述热扩散片由与所述散热器主体相比导热性高的金属材料形成为板状，且配置在所述散热器主体的与所述功率半导体元件模块相同的一侧，所述热扩散片按照在所述散热器主体的与所述冷却面垂直的方向上与配置在所述功率半导体元件模块内的所述功率半导体元件重叠的方式配置。3.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述散热器主体在与放置所述功率半导体元件模块的一侧相反的一侧、在所述散热器主体的与所述冷却面垂直的方向上与配置在所述功率半导体元件模块内的所述功率半导体元件不重叠的位置具备多个第1散热片，所述热扩散结构部为：在与放置所述功率半导体元件模块的一侧相反的一侧且设置于在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边正人，佐佐木拓，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：新型
国别省市：日本,JP