半导体装置制造方法及图纸

为了提供能够从半导体元件有效地释放热的半导体装置，该半导体装置(1)包括半导体元件(2)、热连接至该半导体元件的散热器(3)以及面向该散热器形成的冷却剂流动通道(4)。散热器由朝向冷却剂流动通道突出的多个散热片(5)一体地构成。多个散热片中的每个散热片的线性基部(51)相对于冷却剂通过冷却剂流动通道而被供给的方向倾斜。在相对于冷却剂流动方向的方向上彼此相邻地布置的散热片中的每个散热片的线性基部的倾斜大致彼此相反。

Semiconductor device

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本公开的实施方式涉及半导体装置。
技术介绍
在已知的半导体装置中，半导体元件热连接至散热器。在这种装置中，大量的散热片从散热器的金属板的表面突出，以释放半导体元件的热。然而，当散热片简单地从散热器突出时，半导体元件的热不能有效地释放。也就是说，常规的半导体装置需要进一步提高从半导体元件释放热的性能。鉴于上述问题，作出本公开的各种实施方式，并且本公开的目的是提供能够从半导体元件有效地释放热的新型半导体装置。
技术实现思路
因此，本公开的一个方面是提供一种新型半导体装置，该半导体装置包括半导体元件、冷却剂流动通道以及热连接至半导体元件的散热器，冷却剂流动通道包括用以允许冷却剂流动的内壁。散热器一体地包括朝向冷却剂流动通道突出的多个散热片。所述多个散热片中的每个散热片包括相对于第一方向倾斜的线性基部，在该第一方向上通过冷却剂流动通道供给冷却剂。在第一方向上彼此相邻地布置的散热片中的每个散热片的线性基部的倾斜彼此相反。如上所述，在根据本公开的一个实施方式的半导体装置中，由于散热器包括多个一体的散热片，可以降低半导体元件与散热片之间的热阻，并且因此，散热器可以来自半导体中的热有效地传递至多个散热片。此外，在冷却剂流动通道的方向上彼此相邻地布置的散热片中的每个散热片的线性基部相对于该方向的倾斜大致彼此相反。借此，由于流经冷却剂流动通道的冷却剂有效地接触多个散热片，半导体元件传递给多个散热片的热可以进一步有效地传递给冷却剂。也就是说，半导体元件的热可以有效地释放至冷却剂。换言之，从半导体元件释放热的效率可以得以提高。因此，如前所述，根据本公开的各个方面，可以提供一种能够从半导体元件有效地释放热的半导体装置。附图说明通过当结合附图考虑时参照下文的详细描述，本公开以及本公开附带的许多优点基本上变得更容易理解，由此将更容易地获得对本公开以及本公开附带的许多优点的更完整理解。其中：图1是示出了根据本公开第一实施方式的示例性半导体装置的横截面图；图2是示出了根据本公开第一实施方式的示例性半导体模块的平面图；图3是根据本公开第一实施方式的沿图2中所示的线III-III截取的横截面图；图4是示出了根据本公开第一实施方式的示例性散热片的立体图；图5是部分地示出了采用根据本公开第一实施方式的散热片的示例性散热器的平面图；图6是示出了在散热片形成在根据本公开第一实施方式的示例性半导体模块上之前的该示例性半导体模块的横截面图；图7是示出了形成根据本公开第一实施方式的第一散热片的示例性方法的横截面图；图8同样是示出了根据本公开第一实施方式的除了形成图7的第一散热片之外随后形成第二散热片的示例性方法的横截面图；图9是示出了根据本公开第二实施方式的示例性半导体装置的横截面图；图10是示出了根据本公开第三实施方式的示例性半导体装置的横截面图；图11是示出了根据本公开第三实施方式的示例性半导体模块的平面图；图12是示出了沿图11中所示的线XII-XII截取的横截面图；图13是示出了在第一实验中所获得的示例性实验结果的图表；图14是部分地示出了在第二实验中使用的样品21的立体图；图15是部分地示出了在第二实验中使用的样品22的立体图；图16是部分地示出了在第二实验中使用的样品23的立体图；以及图17是示出了在第二实验中所获得的示例性实验结果的图表。具体实施方式现在参照附图，其中，贯穿附图的若干视图，相同的附图标记表示相同或相应的部分，对于图1至图8，描述了根据本公开第一实施方式的示例性半导体装置。首先，如图1所示，本公开的实施方式的半导体装置1包括半导体元件2、一对散热器3以及一对冷却剂流动通道4，所述一对散热器3设置在半导体元件2的两侧，所述一对冷却剂流动通道4形成在所述一对散热器3的相应的外侧部上。散热器3热连接至半导体元件2。冷却剂流动通道4形成为面向相应的散热器3。每个散热器3构造成一体地包括朝向冷却剂流动通道4突出的多个散热片5。如图2、图4和图5所示，当在平行于散热器3的法线的X方向上观察时，多个散热片5中的每个散热片的线性基部51相对于Y方向(即，与冷却剂流动通道4平行的方向)朝右侧向上或者向下倾斜。更具体地，在Y方向上相邻的散热片5中的每个散热片5的线性基部51相对于Y方向的倾斜大致彼此相反。如图3所示，在本公开的该实施方式中，一对散热器3分别安置在半导体元件2的两个主平面上。该半导体元件2和所述一对散热器3通过利用固化为模制树脂部21的模制树脂而一体地形成，由此构成半导体模块20。因此，一对散热器3分别从模制树脂部21向彼此相反的两侧暴露。在下文中，平行于散热器3的法线的X方向有时简称为X方向。另外，垂直于X方向、与冷却剂流动通道4平行的Y方向在下文简称为Y方向。此外，垂直于X方向和Y方向两者的方向在下文被简称为Z方向。如图2所示，半导体模块20还包括多个电源端子201和多个控制端子202。这些电源端子201和控制端子202在Z方向上(正向地和负向地)突出。也就是说，在本公开的该实施方式中，电源端子201和控制端子202在Z方向上相反地突出。此外，如图3所示，在半导体模块20中，半导体元件2和所述一对的散热器3经由一对导热单元203彼此热连接，其中，所述一对导热单元203分别介于半导体元件2与所述一对的散热器3之间。然而，每个导热单元203可通过多个构件的组合而构成，如稍后在本公开的第三实施方式中所描述的。这些导热单元203构造成分别使半导体元件2与散热器3彼此电绝缘。如图1所示，一对冷却剂流动通道4形成为分别面向半导体模块20的两个主表面。也就是说，冷却剂流动通道4形成为分别面向在X方向上从半导体模块20暴露的散热器3。如图3所示，大量的散热片5从每个散热器3突出。如图4至图8所示，通过部分地切割和竖立每个散热器3的表面来制备散热片5，且散热片5与散热器3一体地形成。具体地，如图3和图4所示，每个散热片5均呈板状。散热片5比散热器3薄。散热片5弯曲成从散热片5竖立所沿的方向偏离。也就是说，散热片5的在X-Y平面上的横截面以规定的方向弯曲。该曲率半径可以例如是从约0.5mm到约1.5mm。此外，随着散热片5从其基部向其梢部靠近，散热片5逐渐变薄。例如，散热片5的基部的厚度可以是从约0.1mm到约0.5mm。此外，如图2和图5所示，在该示例中，大量散热片5中的每个散热片的线性基部51相对于Y方向朝右侧向上或向下倾斜，其中，如前所述，冷却剂通过冷却剂流动通道4而被供给。具体地，在Y方向上彼此相邻地布置的散热片5中的一个散热片相对于Y方向朝右侧向上倾斜，而在Y方向上彼此相邻地布置的散热片5中的另一个散热片则相对于Y方向朝右侧向下倾斜。例如，在本公开的该实施方式中，当在X方向上观察时，相邻的散热片5的这些线性基部51相对于Y方向朝右侧分别向上和向下倾斜约40度(即±40度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，包括：/n半导体元件(2)；/n冷却剂流动通道(4)，所述冷却剂流动通道(4)包括允许冷却剂流动的内壁；以及/n散热器(3)，所述散热器(3)热连接至所述半导体元件，/n其中，所述散热器一体地包括从所述散热器朝向所述冷却剂流动通道突出的多个散热片(5)，所述多个散热片中的每个散热片包括具有线性基部(51)的弯曲的板状突出部，所述线性基部在所述散热器上相对于第一方向倾斜，所述冷却剂在所述第一方向上通过所述冷却剂流动通道而被供给，/n其中，在所述第一方向上彼此相邻地布置的散热片中的每个散热片的线性基部的倾斜方向大致彼此相反。/n

【技术特征摘要】
20180905 JP 2018-1661511.一种半导体装置，包括：
半导体元件(2)；
冷却剂流动通道(4)，所述冷却剂流动通道(4)包括允许冷却剂流动的内壁；以及
散热器(3)，所述散热器(3)热连接至所述半导体元件，
其中，所述散热器一体地包括从所述散热器朝向所述冷却剂流动通道突出的多个散热片(5)，所述多个散热片中的每个散热片包括具有线性基部(51)的弯曲的板状突出部，所述线性基部在所述散热器上相对于第一方向倾斜，所述冷却剂在所述第一方向上通过所述冷却剂流动通道而被供给，
其中，在所述第一方向上彼此相邻地布置的散热片中的每个散热片的线性基部的倾斜方向大致彼此相反。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述多个散热片中的每个散热片的梢部接触所述冷却剂流动通道的与所述散热...

【专利技术属性】
技术研发人员：松沢大树，巴赫曼·侯赛尼·苏丹尼，竹内和哉，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP