半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置。本说明书提供一种在收容有半导体元件的半导体模块与冷却器的层叠体由弹簧在层叠方向上加压的半导体装置中利用一个弹簧来缓和向层叠体的端面的中央的压力集中的技术。半导体装置具备层叠体、抵接板及弹簧。抵接板在半导体模块与冷却器的层叠方向上与层叠体相接。弹簧与抵接板相接，经由抵接板而对层叠体在层叠方向上加压。弹簧与抵接板的与层叠方向正交的方向上的中央部相接。在抵接板的面向层叠体的一侧的中央部设置有凹陷。在半导体装置中，抵接板的中央部不与层叠体相接，中央部的两侧对层叠体加压。通过在中央部的两侧对层叠体加压，压力向层叠体的端面的中央部的偏倚得到缓和。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本说明书公开的技术涉及收容有半导体元件的半导体模块与冷却器的层叠体由弹簧在层叠方向上加压的半导体装置。
技术介绍
在日本特开2015-104163号公报(专利文献1)及国际公开2015/064572号(专利文献2)中公开了一种冷却器与半导体模块的层叠体由弹簧在它们的层叠方向上加压的半导体装置。在专利文献1的半导体装置中，使用弯曲成弓形的板簧。板簧夹在设置于壳体的一对支撑柱与层叠体之间。板簧的两端抵接于一对支撑柱，板簧的中央抵接于层叠体的层叠方向的端面。板簧按压层叠体的端面的中央，在端面产生的压力分布出现偏倚。在专利文献2的半导体装置中，在层叠体的加压中使用两种板簧。所有板簧都弯曲成弓形，夹在层叠体的一端面与壳体的内壁之间。第一板簧的长边方向的中央与层叠体相接，并且两端与壳体的内壁相接。第二板簧的长边方向的中央与壳体的内壁相接，并且两端与层叠体相接。第一板簧按压层叠体的端面的中央，第二板簧按压层叠体的端面的两端。仅是第一弹簧的话，在端面的中央处压力变高，在两端处压力变低。通过加入第二板簧来缓和压力向层叠体的端面的中央的偏倚。
技术实现思路
在专利文献2的半导体装置中，使用两种板簧来缓和层叠体的端面上的压力的偏倚。本说明书提供一种利用一个弹簧来减少层叠体的端面上的压力的偏倚的技术。本说明书公开的半导体装置具备层叠体、抵接板及弹簧。层叠体是将收容有半导体元件的半导体模块与冷却器层叠而成的单元。抵接板在半导体模块与冷却器的层叠方向上与层叠体相接。弹簧与抵接板相接，经由抵接板而对层叠体在层叠方向上加压。弹簧可以是插入于收容层叠体的壳体的支撑部与层叠体之间并对层叠体加压的类型，也可以是如夹子这样从两侧夹入层叠体并对层叠体加压的类型。弹簧与抵接板的与层叠方向正交的方向上的中央部相接。在抵接板的面向层叠体的一侧的中央部设置有凹陷。在该半导体装置中，抵接板的中央部不与层叠体相接，中央部的两侧对层叠体加压。通过在中央部的两侧对层叠体加压，层叠体的端面上的压力的偏倚减少。抵接板也可以取代凹陷而在中央部具备空洞。从层叠方向观察，在空洞的范围中，弹簧向层叠体施加的压力减弱。其结果，层叠体的端面上的压力的偏倚减少。本说明书公开的技术的详情和进一步的改良将会在以下的“具体实施方式”中说明。附图说明图1是第一实施例的半导体装置的俯视图。图2是半导体模块的主视图。图3是沿着图2的III-III线的半导体模块的剖视图。图4是抵接板的立体图。图5是从图1的箭头V的方向观察时的半导体装置的主视图。图6是抵接板附近的放大俯视图。图7是示出抵接板的第一变形例的主视图。图8是第一变形例的抵接板的附近的放大俯视图。图9是示出抵接板的第二变形例的立体图。图10是示出抵接板的第二变形例的主视图。图11是示出抵接板的第三变形例的主视图。图12是示出第二实施例的半导体装置的抵接板附近的放大俯视图。图13是第三实施例的半导体装置的俯视图。图14是第四实施例的半导体装置的俯视图。图15是第四实施例的半导体装置的侧视图。具体实施方式(第一实施例)参照图1～图6来说明第一实施例的半导体装置100。图1示出半导体装置100的俯视图。图1是将半导体装置100的壳体12的上罩卸下的状态的俯视图。半导体装置100在壳体12的内部收容有多个半导体模块2与多个冷却器3的层叠体10。需要说明的是，在壳体12中除了层叠体10之外也收容有其他部件，但省略它们的图示。半导体模块2和冷却器3都是扁平的，以各自的宽幅面对向的方式层叠。多个半导体模块2与多个冷却器3各1个地交替层叠。需要说明的是，在相邻的半导体模块2与冷却器3之间夹着油脂和绝缘板，但在图1中省略了图示。另外，图中的坐标系的X方向与冷却器3和半导体模块2的层叠方向一致。在以后的图中，X方向也与层叠方向一致。在半导体模块2的内部收容有半导体元件。为了冷却半导体元件，冷却器3与半导体模块2相接。关于半导体模块2的内部构造将在后文叙述。在层叠体10中，各半导体模块2由一对冷却器3夹住，半导体模块2从两侧被冷却。在层叠体10的一端的冷却器3上连结有制冷剂供给管15a和制冷剂排出管15b。制冷剂供给管15a和制冷剂排出管15b向壳体12外延伸。制冷剂供给管15a和制冷剂排出管15b在壳体12外与未图示的制冷剂循环装置连接。通过制冷剂供给管15a而从制冷剂循环装置向多个冷却器3供给制冷剂，通过制冷剂排出管15b而从冷却器3向制冷剂循环装置返回制冷剂。需要说明的是，制冷剂典型地是水或防冻液。相邻的冷却器3由2个连结管16a、16b连结。需要说明的是，在图1中，仅对一部分连结管标注了标号16a、16b，对于剩余的连结管省略了标号。冷却器3的内部成为了制冷剂的流路，相邻的冷却器3的流路通过连结管16a、16b而连通。连结管16a位于从层叠体10的层叠方向(X方向)观察时与制冷剂供给管15a重叠的位置，连结管16b位于从层叠方向观察时与制冷剂排出管15b重叠的位置。通过制冷剂供给管15a而供给的制冷剂通过连结管16a而向全部冷却器3分配。制冷剂在冷却器3中流动的期间从相邻的半导体模块2吸收热。吸收了热的制冷剂通过连结管16b和制冷剂排出管15b而从层叠体10排出。在此，参照图2和图3来说明半导体模块2的内部构造。图2是半导体模块2的俯视图，图3是沿着图2的III-III线的剖视图。半导体模块2是在树脂制的封装体22中收容2个半导体元件24a、24b而成的器件。封装体22通过注射成形而制成。即，2个半导体元件24a、24b埋设于封装体22。半导体元件24a、24b是平板类型的芯片，在平板的一方的宽幅面设置有集电极，在另一方的宽幅面设置有发射极和栅电极等控制电极。在半导体元件24a的集电极上接合有散热板23a，在发射极上接合有间隔件26a。在间隔件26a的相反侧接合有散热板25a。在半导体元件24a的控制电极上接合有控制端子29a。在半导体元件24b的集电极上接合有散热板23b，在发射极上接合有间隔件26b。在间隔件26b的相反侧接合有散热板25b。在半导体元件24b的控制电极上接合有控制端子29b。半导体元件24a由一对散热板23a、25a夹住，半导体元件24b由一对散热板23b、25b夹住。散热板23a、23b、25a、25b和间隔件26a、26b由导电性的金属制成。散热板23a、23b在封装体22的一方的宽幅面221露出，散热板25a、25b在另一方的宽幅面222露出。从散热板25a的边缘延伸出接头25c，从散热板23b的边缘延伸出接头23c。接头25c与接头23c在封装体22的内部连接。虽然在图中未出现，但散热板23a与向封装体22外延伸的正极端子21a相连，散热板25a与中间端子21b相连，散热板25b与负极端子21c相连。散热板23a、23b、25a、25b兼具有将半导体元件24a、24b的热散出的功能和使半导体元件24a、24b的电极与向封装体22外延伸的正极端子21a、中间端子21b、负极端子21c导通的功能。如图2所示，从宽幅面的法线方向(图中的X方向)观察时，散热板23a与半导体元件24a重叠，散热板23b与半导体元件24b也重叠。如先前所述，X方向相当于半导体模块2与冷却器3的层叠方向。半导体模块2的散热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，具备：收容有半导体元件的半导体模块与冷却器的层叠体；抵接板，在所述半导体模块与所述冷却器的层叠方向上与所述层叠体相接；及弹簧，与所述抵接板相接，经由所述抵接板而对所述层叠体在所述层叠方向上加压，所述弹簧与所述抵接板的与所述层叠方向正交的方向上的中央部相接，在所述抵接板的面向所述层叠体的一侧的所述中央部设置有凹陷，或者在所述抵接板的所述中央部设置有空洞。

【技术特征摘要】
2018.02.07 JP 2018-0202911.一种半导体装置，具备：收容有半导体元件的半导体模块与冷却器的层叠体；抵接板，在所述半导体模块与所述冷却器的层叠方向上与所述层叠体相接；及弹簧，与所述抵接板相接，经由所述抵接板而对所述层叠体在所述层叠方向上加压，所述弹簧与所述抵接板的与所述层叠方向正交的方向上的中央部相接，在所述抵接板的面向所述层叠体的一侧的所述中央部设置有凹陷，或者在所述抵接板的所述中央部设置有空洞。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：内山和典，袴田尚树，佐佐木义，出口昌孝，堀田幸司，吉田忠史，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP