功率半导体模块、流路部件及功率半导体模块结构体制造技术

本发明专利技术的功率半导体模块具备：金属基底板，其具备第一面和第二面；冷却壳体，其具有底壁和形成于上述底壁的周围的侧壁，上述侧壁的一端接合到上述金属基底板的第二面，在被上述金属基底板、上述底壁和上述侧壁围起来的空间内能够使冷却液流通，上述冷却壳体连接到上述底壁和上述底壁中的任一个，并且具有沿着上述金属基底板的第二面的周边配置的冷却液的入口部和出口部，具备配置于上述入口部的导入口侧的第一凸缘和配置于上述出口部的排出口侧的第二凸缘。

Power semiconductor module, current circuit component and power semiconductor module structure

【技术实现步骤摘要】
功率半导体模块、流路部件及功率半导体模块结构体本申请是申请日为2016年6月16日、申请号为201680003922.5、专利技术名称为“功率半导体模块、流路部件及功率半导体模块结构体”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及具备使用于冷却半导体元件的冷却液循环流通的冷却器的功率半导体模块、组合于该功率半导体模块的流路部件及功率半导体模块结构体。
技术介绍
为了使以混合动力汽车和电动汽车等为代表的使用马达的设备节能而利用电力转换装置。该电力转换装置广泛利用功率半导体模块。该功率半导体模块为了控制大电流，具备功率半导体元件。功率半导体元件，在控制大电流时的发热量较大。另外，有要求功率半导体模块的小型化和轻量化，输出密度上升的趋势，因此在具备多个功率半导体元件的功率半导体模块中，其冷却方法决定电力转换效率。为了提高功率半导体模块的冷却效率，有具备液冷式的冷却体，利用该冷却体将功率半导体元件的发热冷却的功率半导体模块。该功率半导体模块的冷却体具有如下结构，具备：传导功率半导体元件的发热的金属基底板；接合到金属基底板的背面的散热片；以及接合到金属基底板，且收纳散热片的冷却壳体，能够使冷却液通过形成于冷却壳体的导入口和排出口流通到冷却壳体内的空间(专利文献1)。在导入口和排出口，例如安装有螺纹接管，分别连接有外部管道或外部软管。混合动力汽车、电动汽车的功率半导体模块的安装空间受到限制。因此，有时难以进行功率半导体模块的安装以及外部管道向冷却壳体的导入口和排出口的安装。另外，需要单独进行功率半导体模块的安装作业以及外部管道向冷却壳体的导入口和排出口的安装作业，作业花费时间。针对功率半导体模块的冷却部件，为了使与追加的冷却部件或终端板的连接变得容易，有时在入口通路、出口通路包括连接板(专利文献2)。但是，由于该冷却部件在具有安装半导体模块的顶表面的塑料基座的侧面设置有入口通路、出口通路，所以安装了冷却部件的半导体模块的体积变大。另外，由于冷却部件的连接板不与外部管道连接，所以外部管道的安装不容易。此外，也存在需要单独进行功率半导体模块向混合动力汽车、电动汽车等的安装作业以及外部管道向冷却部件的入口通路和出口通路的安装作业的问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-64609号公报专利文献2：日本特表2013-513240号公报
技术实现思路
技术问题本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够容易地进行功率半导体模块与冷却体的导入口和排出口的连接，还能够容易地进行功率半导体模块的安装作业的功率半导体模块、组合于该功率半导体模块的流路部件及功率半导体模块结构体。技术方案作为用于实现上述目的的本专利技术的实施方式，提供以下的功率半导体模块。功率半导体模块具备：金属基底板，其具备第一面和第二面；层叠基板，其接合到上述第一面，具备第三面和第四面；半导体元件，其搭载于上述第三面；树脂壳体，其配置于上述金属基底板的第一面侧，包围上述层叠基板和上述半导体元件；以及冷却壳体。冷却壳体具有底壁和形成于上述底壁的周围的侧壁，上述侧壁的一端接合到上述金属基底板的第二面侧，在被上述金属基底板、上述底壁和上述侧壁围起来的空间内能够使冷却液流通。上述冷却壳体连接到上述底壁和上述侧壁中的任一个，并且具有沿着上述金属基底板的第二面的周边配置的冷却液的入口部和出口部，具备配置于上述入口部的导入口侧的第一凸缘和配置于上述出口部的排出口侧的第二凸缘。作为用于实现上述目的的本专利技术的其它实施方式，提供以下的流路部件。所述流路部件组合于上述功率半导体模块。上述功率半导体模块具有金属基底板；以及冷却壳体，其具有底壁和形成于上述底壁的周围的侧壁，上述侧壁的一端接合到上述金属基底板的背面，在被上述金属基底板、上述底壁和上述侧壁围起来的空间内能够使冷却液流通。此外，上述冷却壳体连接到上述底壁和上述侧壁中的任一个，并且具有沿着上述金属基底板的背面的周边配置的冷却液的入口部和出口部，具备配置于上述入口部的导入口侧的第一凸缘和配置于上述出口部的排出口侧的第二凸缘。上述流路部件具备能够与上述第一凸缘连接的第一连接部、能够与上述第二凸缘连接的第二连接部、与上述第一连接部连接且可供上述冷却液流通的第一流路以及与上述第二连接部连接且可供上述冷却液流通的第二流路，能够与上述冷却壳体的底面对置配置。组合了上述功率半导体模块与上述流路部件的本专利技术的功率半导体模块结构体具有以下的方式。其是组合上述功率半导体模块与上述流路部件而成的功率半导体模块结构体。专利技术效果根据本专利技术的功率半导体模块，能够容易地进行功率半导体模块向冷却体的导入口和排出口的连接，还能够容易地进行功率半导体模块的安装作业。附图说明图1是表示本专利技术的功率半导体模块的一个实施方式的外观的立体图。图2是从背面观察图1的功率半导体模块而得到的立体图。图3是图1的功率半导体模块的分解立体图。图4是图1的IV-IV线的截面图。图5是图1的功率半导体模块的俯视图。图6是图1的功率半导体模块的逆变电路的电路图。图7是本专利技术的流路部件的一个实施方式的立体图。图8是本专利技术的功率半导体模块结构体的一个实施方式的正视图。图9是图8的功率半导体模块结构体的局部放大图。图10A是从上方观察本专利技术的功率半导体模块的另一实施方式的外观而得到的立体图。图10B是从背面侧观察本专利技术的功率半导体模块的另一实施方式的外观而得到的立体图。图11A是从上方观察现有的功率半导体模块的外观而得到的立体图。图11B是从背面侧观察现有的功率半导体模块的外观而得到的立体图。图12是本专利技术的功率半导体模块的一个实施方式的俯视图。图13是图12的功率半导体模块的逆变电路的电路图。图14是本专利技术的功率半导体模块的一个实施方式的俯视图。图15是表示峰值电压的测量结果的图表。图16是表示峰值电压的测量结果的图表。符号说明1、2：功率半导体模块11：树脂壳体11a：通孔12：金属基底板13、23：冷却壳体13a、23a：底壁13b、23b：侧壁13c、23c：入口部13d、23d：出口部13e、23e：导入口13f、23f：排出口13g1、23g1：凸缘(第一凸缘)13g2、23g2：凸缘(第二凸缘)13eg、23eg：开口部(第一开口部)13fg、23fg：开口部(第二开口部)13h、23h：螺栓孔14D、14E：外部端子15：绝缘基板16：半导体芯片(半导体元件)17：散热片25：薄膜电容器31：流路部件具体实施方式使用附图具体说明本专利技术的功率半导体模块的实施方式。表示在以下的说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率半导体模块，其特征在于，具备：/n金属基底板，其具备第一面和第二面；/n层叠基板，其接合到所述第一面，具备第三面和第四面；/n半导体元件，其搭载于所述第三面；/n树脂壳体，其配置于所述金属基底板的第一面侧，包围所述层叠基板和所述半导体元件；以及/n冷却壳体，其接合到所述金属基底板的第二面侧，形成有能够使冷却液流通的空间，/n所述冷却壳体具有冷却液的入口部和出口部，在所述入口部的导入口侧具备第一凸缘，并在所述出口部的排出口侧具备第二凸缘，/n所述第一凸缘的主面与所述金属基底板的第一面平行，所述第二凸缘的主面与所述金属基底板的第一面平行。/n

【技术特征摘要】
20150617 JP 2015-122283;20160516 JP PCT/JP2016/0641.一种功率半导体模块，其特征在于，具备：
金属基底板，其具备第一面和第二面；
层叠基板，其接合到所述第一面，具备第三面和第四面；
半导体元件，其搭载于所述第三面；
树脂壳体，其配置于所述金属基底板的第一面侧，包围所述层叠基板和所述半导体元件；以及
冷却壳体，其接合到所述金属基底板的第二面侧，形成有能够使冷却液流通的空间，
所述冷却壳体具有冷却液的入口部和出口部，在所述入口部的导入口侧具备第一凸缘，并在所述出口部的排出口侧具备第二凸缘，
所述第一凸缘的主面与所述金属基底板的第一面平行，所述第二凸缘的主面与所述金属基底板的第一面平行。


2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，所述入口部和所述出口部是所述冷却壳体的长度方向边缘部的中央，并且配置于所述金属基底板的第二面的周边。


3.一种功率半导体模块，其特征在于，具备：
金属基底板，其具备第一面和第二面；
层叠基板，其接合到所述第一面，具备第三面和第四面；
半导体元件，其搭载于所述第三面；
树脂壳体，其配置于所述金属基底板的第一面侧，包围所述层叠基板和所述半导体元件；以及
冷却壳体，其接合到所述金属基底板的第二面侧，形成有能够使冷却液流通的空间，
所述冷却壳体具有冷却液的入口部和出口部，在所述入口部的导入口侧具备第一凸缘，并在所述出口部的排出口侧具备第二凸缘，
所述导入口配置于所述入口部的与所述金属基底板的第二面对置的底面，所述排出口配置于所述出口部的与所述金属基底板的第二面对置的底面。


4.根据权利要求3所述的功率半导体模块，其特征在于，以使所述冷却壳体从入口部的底面侧导入冷却液的方式形成所述导入口，所述第一凸缘配置于所述入口部的底面侧。


5.根据权利要求4所述的功率半导体模块，其特征在于，所述入口部和所述出口部与所述冷却壳体的侧壁连接并且沿着所述金属基底板的第二面的周边配置。


6.一种功率半导体模块，其特征在于，具备：
金属基底板，其具备第一面和第二面；
层叠基板，其接合到所述第一面，具备第三面和第四面；
半导体元件，其搭载于所述第三面；
树脂壳体，其配置于所述金属基底板的第一面侧，包围所述层叠基板和所述半导体元件；以及
冷却壳体，其接合到所述金属基底板的第二面侧，形成有能够使冷却液流通的空间，
所述冷却壳体具有冷却液的入口部和出口部，在所述入口部的导入口侧具备第一凸缘，并在所述出口部的排出口侧具备第二凸缘，
所述第一凸缘具备与所述导入口对置的第一开口部和两个隔着所述第一开口部配置的一组第一螺栓孔，
所述第二凸缘具备与所述排出口对置的第二开口部和两个隔着所述第二开口部配置的一组第二螺栓孔，
所述树脂壳体具备与所述第一螺栓孔对应的一组第一通孔和与所述第二螺栓孔对应的一组第二通孔，以使螺栓能够在所述树脂壳体的厚度方向上插入所述第一螺栓孔和第一通孔的方式配置所述第一螺栓孔和第一通孔，以使螺栓能够在所述树脂壳体的厚度方向上插入所述第二螺栓孔和第二通孔的方式配置所述第二螺栓孔和第二通孔。


7.根据权利要求6所述的功率半导体模块，其特征在于，连结所述第一螺栓孔间的线段与连结所述第二螺栓孔间的线段几乎平行。


8.根据权利要求6所述的功率半导体模块，其特征在于，所述第一凸缘和所述第二凸缘是板。


9.根据权利要求7所述的功率半导体模块，其特征在于，所述第一凸缘和第二凸缘的长轴方向分别沿着金属基底板的长边方向延伸。


10.根据权利要求9所述的功率半导体模块，其特征在于，所述第一凸缘的长轴方向与所述第一开口部和所述一组第一螺栓孔的排列方向相同，所述第二凸缘的长轴方向与所述第二开口部和所述一组第二螺栓孔的排列方向相同。


11.根据权利要求1、3和6中任一项所述的功率半导体模块，其特征在于，所述半导体元件包含构成逆变电路的上臂的多个第一半导体元件和构成所述逆变电路的下臂的多个第二半导体元件，并且多个所述第一半导体元件沿着能够在所述冷却壳体中流通的冷却液的移动方向配置，多个所述第二半导体元件沿着能够在所述冷却壳体中流通的冷却液的移动方向配置。


12.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，所述第一凸缘和第二凸缘分别通过垫片钎焊于所述冷却壳体而成。


13.一种流路部件，其特征在于，能够与功率半导体模块组合使用，
所述功率半导体模块具备金属基底板和冷却壳体，
所述冷却壳体接合到所述金属基底板的背面，形成有能够使冷却液流通的空间，
此外，所述冷却壳体具有冷却液的入口部和出口部，在所述入口部的导入口侧具备第一凸缘，并在所述出口部的排出口侧具备第二凸缘，
所述流路部件具备：能够与所述第一凸缘连接的第一连接部、能够与所述第二凸缘连接的第二连接部、与所述第一连接部连接且能够使所述冷却液流通的第一流路、以及与所述第二连接部连接且能够使所述冷却液流通的第二流路，并且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：小山贵裕，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