半导体装置制造方法及图纸

目的在于提供对框体内的半导体模块以及电子部件进行冷却的半导体装置。半导体装置具备：散热器，包括翅片和板状的基部，在基部的一个面设置有半导体模块，在另一个面设置有翅片；框体，覆盖基部的一个面、半导体模块、电子部件以及电路基板而安装于基部，在与一个面之间收容半导体模块；风扇，冷却翅片；以及第1通气口和第2通气口，分别连通框体内外。第1通气口与电子部件距电路基板的高度为最高的部分的一半的高度相比设置于上部，所述电子部件安装于框体内的电路基板的一面。第2通气口贯通框体内的基部的一个面和另一个面。第1通气口和第2通气口在框体内形成风路。电路基板的一面处的冷却风的风速比电子部件上的冷却风的风速小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
本专利技术涉及半导体装置，特别涉及被框体覆盖的发热部件的冷却技术。
技术介绍
利用散热器以及风扇等来设计作为发热部件的电力半导体装置的散热。例如，电力半导体装置具有在电力半导体元件的一个面用螺钉紧固有包括基部和翅片的散热器的结构。通过使由风扇等生成的冷却风通风到散热器的翅片，由电力半导体元件产生的热被散热。但是，未安装于散热器的部件的冷却效果比安装于散热器的电力半导体元件的冷却效果小。另外，存在这些部件承受由电力半导体元件产生的热而过热的课题。在专利文献1中，公开了一种电子设备装置，该电子设备装置设置有贯通搭载有发热部件的基部的贯通孔。利用贯通孔来消除阻碍通风的部件所致的空气滞留，冷却效果提高。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-165409号公报
技术实现思路
在专利文献1所记载的电子设备装置中，未形成冷却风流经的风路，安装于基部的发热部件以外的发热部件未被冷却。本专利技术是为了解决上述问题点而完成的，其目的在于提供在框体内形成风路、不仅能够冷却安装于散热器的半导体模块还能够冷却设置于框体内的电子部件的半导体装置。本专利技术的半导体装置包括：散热器，包括形成第1冷却风从一端流到另一端的第1风路的翅片和具有板状的形状的基部，在基部的一个面设置有半导体模块，在另一个面竖立地设置有翅片；框体，覆盖基部的一个面、半导体模块、与半导体模块关联地动作的电子部件以及安装有电子部件的电路基板而安装于散热器的基部，在形成于框体与一个面之间的空间中收容半导体模块；风扇，将第1冷却风吹送到第1风路，并冷却翅片；第1通气口，连通框体内和框体外，将第2冷却风取入到框体内；以及第2通气口，连通框体内和框体外，将取入到框体内的第2冷却风排到框体外。第1通气口与电子部件距电路基板的高度为最高的部分的一半的高度相比设置于上部，所述电子部件安装于框体内的电路基板的一面。第2通气口贯通框体内的基部的一个面和另一个面而形成。第1通气口和第2通气口在框体内形成如下的第2风路：由于起因于第1冷却风的流动而在第2通气口形成的框体内与框体外的压力差，第2冷却风从第1通气口被取入并从第2通气口排到框体外。电路基板的一面处的第2冷却风的风速比电子部件上的第2冷却风的风速小。根据本专利技术，能够提供在框体内形成风路、不仅能够冷却安装于散热器的半导体模块还能够冷却设置于框体内的电子部件的半导体装置。本专利技术的目的、特征、方面以及优点通过以下的详细的说明和附图变得更清楚。附图说明图1是示出实施方式1中的半导体装置的结构的立体图。图2是示出实施方式1中的半导体装置的结构的剖视图。图3是示出实施方式1中的半导体装置所包括的散热器的结构的立体图。图4是示出实施方式1中的半导体装置的内部以及外部的送风时的压力分布的图。图5是示出实施方式1中的半导体装置的内部以及外部的送风时的流速分布的图。图6是示出实施方式1中的半导体装置的内部以及外部的送风时的温度分布的图。图7是示出实施方式1的变形例1中的半导体装置的结构的剖视图。图8是示出实施方式1的变形例2中的半导体装置的结构的剖视图。图9是示出实施方式1的变形例3中的半导体装置的结构的剖视图。图10是示出实施方式1的变形例4中的半导体装置的结构的立体图。图11是示出实施方式1的变形例4中的半导体装置的结构的剖视图。图12是示出实施方式2中的半导体装置的结构的立体图。图13是示出实施方式2中的半导体装置的结构的立体图。图14是示出实施方式2中的半导体装置的结构的剖视图。图15是示出实施方式2中的半导体装置所包括的散热器的结构的立体图。图16是示出实施方式3中的半导体装置的结构的剖视图。图17是示出实施方式4中的半导体装置的结构的剖视图。(附图标记说明)1：电路基板；2：半导体模块；3：翅片；3a：一端；3b：另一端；4：基部；41：第1边；42：第2边；4a：一个面；4b：另一个面；4c：缺口部；4d：台阶部；4e：底面；5：散热器；6：框体；7：风扇；7a：上端部；8：第1通气口；9：第2通气口；10：电子部件；12：电子部件用散热器；WP1：第1风路；WP2：第2风路。具体实施方式<实施方式1>(半导体装置的结构)说明实施方式1中的半导体装置。图1是概略地示出实施方式1中的半导体装置的结构的立体图。图2是概略地示出实施方式1中的半导体装置的结构的剖视图，示出图1所示的A－A’处的剖面。图3是概略地示出实施方式1中的半导体装置所包括的散热器5的结构的立体图。在实施方式1中，关于半导体装置的安装方向，散热器5的一端3a为下侧，另一端3b为上侧。半导体装置如图2所示包括安装有半导体模块2的散热器5、框体6、风扇7、第1通气口8以及第2通气口9。实施方式1中的半导体装置除了包括上述结构之外，还包括电路基板1以及电子部件10。半导体模块2例如为电力半导体模块。电力半导体模块例如内含至少1个半导体元件(未图示)。该半导体元件例如为包括SiC或者GaN等宽带隙半导体的电力半导体元件。半导体装置例如为包括电力半导体元件的电力半导体装置。散热器5包括形成第1冷却风从一端3a流到另一端3b的第1风路WP1的翅片3和具有板状的形状的基部4。在基部4的一个面4a设置有半导体模块2，在另一个面4b竖立地设置有翅片3。如图3所示，在实施方式1中，设置有多个翅片3，各翅片3相互平行地设置。另外，在基部4设置有贯通一个面4a和另一个面4b的缺口部4c。缺口部4c设置于基部4的形成板状的形状的一边的至少一部分。设置该缺口部4c的一边位于翅片3的另一端3b侧。该缺口部4c贯通基部4以及翅片3。但是，缺口部4c的形态并不限于此。缺口部只要为贯通基部4的构造即可，也可以为不贯通翅片3的构造。另外，缺口部4c的平面形状以长方形示出，但并不限于长方形，形状是任意的。框体6覆盖基部4的一个面4a、半导体模块2、电子部件10以及电路基板1而安装于散热器5的基部4。框体6在与基部4的一个面4a之间形成的空间中收容半导体模块2。电子部件10为与半导体模块关联地动作的电子部件。电子部件10安装于电路基板1的表面1a。另外，在实施方式1中，在电路基板1的背面1b也设置有电子部件10。另外，电路基板1安装设置于框体6内的半导体模块2。风扇7将第1冷却风吹送到翅片3即第1风路WP1来冷却翅片3。在实施方式1中，风扇7设置于翅片3的一端3a侧。即，风扇7设置于与缺口部4c相反一侧。风扇7通过将风从一端3a侧送出到另一端3b侧，从而吹送第1冷却风。由此，风扇7对散热器5强制地进行空气冷却。第1通气口8连通框体6内和框体6外，将第2冷却风取入到框体6内。第1通气口8与电子部件10距电路基板1的表面1a的高度为最高的部分的一半的高度相比设置于上方。在此，电子部件10中的后述电容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，具备：/n散热器，包括形成第1冷却风从一端流到另一端的第1风路的翅片和具有板状的形状的基部，在所述基部的一个面设置有半导体模块，在另一个面竖立地设置有所述翅片；/n框体，覆盖所述基部的所述一个面、所述半导体模块、与所述半导体模块关联地动作的电子部件以及安装有所述电子部件的电路基板而安装于所述散热器的所述基部，在形成于所述框体与所述一个面之间的空间收容所述半导体模块；/n风扇，将所述第1冷却风吹送到所述第1风路，冷却所述翅片；/n第1通气口，连通所述框体内和所述框体外，将第2冷却风取入到所述框体内；以及/n第2通气口，连通所述框体内和所述框体外，将取入到所述框体内的所述第2冷却风排到所述框体外，/n所述第1通气口与所述电子部件距所述电路基板的高度为最高的部分的一半的高度相比设置于上部，所述电子部件安装于所述框体内的所述电路基板的一面，/n所述第2通气口贯通所述框体内的所述基部的所述一个面和所述另一个面而形成，/n所述第1通气口和所述第2通气口在所述框体内形成如下的第2风路：由于起因于所述第1冷却风的流动而在所述第2通气口形成的所述框体内与所述框体外的压力差，所述第2冷却风从所述第1通气口被取入并从所述第2通气口排到所述框体外。/n所述电路基板的所述一面处的所述第2冷却风的风速比所述电子部件上的所述第2冷却风的风速小。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171207 JP 2017-2349911.一种半导体装置，具备：
散热器，包括形成第1冷却风从一端流到另一端的第1风路的翅片和具有板状的形状的基部，在所述基部的一个面设置有半导体模块，在另一个面竖立地设置有所述翅片；
框体，覆盖所述基部的所述一个面、所述半导体模块、与所述半导体模块关联地动作的电子部件以及安装有所述电子部件的电路基板而安装于所述散热器的所述基部，在形成于所述框体与所述一个面之间的空间收容所述半导体模块；
风扇，将所述第1冷却风吹送到所述第1风路，冷却所述翅片；
第1通气口，连通所述框体内和所述框体外，将第2冷却风取入到所述框体内；以及
第2通气口，连通所述框体内和所述框体外，将取入到所述框体内的所述第2冷却风排到所述框体外，
所述第1通气口与所述电子部件距所述电路基板的高度为最高的部分的一半的高度相比设置于上部，所述电子部件安装于所述框体内的所述电路基板的一面，
所述第2通气口贯通所述框体内的所述基部的所述一个面和所述另一个面而形成，
所述第1通气口和所述第2通气口在所述框体内形成如下的第2风路：由于起因于所述第1冷却风的流动而在所述第2通气口形成的所述框体内与所述框体外的压力差，所述第2冷却风从所述第1通气口被取入并从所述第2通气口排到所述框体外。
所述电路基板的所述一面处的所述第2冷却风的风速比所述电子部件上的所述第2冷却风的风速小。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
所述第2通气口与所述最高的所述电子部件的所述一半的高度相比设置于上部。


3.根据权利要求1或者2所述的半导体装置，其中，
所述第1通气口设置于所述框体，
所述基部包括缺口部，该缺口部在形成所述板状的形状的一边的至少一部分处贯通所述一个面和所述另一个面，
设置有所述缺口部的所述一边位于所述翅片的所述另一端侧，
所述第2通气口包括所述缺口部的至少一部分。


4.根据权利要求1或者2所述的半导体装置，其中，
所述基部包括：
台阶部，包括形成所述板状的形状的第1边的至少一部分而设置于所述一个面；以及
缺口部，在形成所述板状的形状的第2边的至少一部分处贯通所述一个面和所述另一个面，
设置有所述台阶部的所述第1边位于所述翅片的所述一端侧，
设置有所述缺口部的所述第2边位于所述翅片的所述另一端侧，
所述第1通气口包括所述台阶部的至少一部分，
所述第2通气口包括所述缺口部的至少一部分。


5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的半导体装置，其中，
所述风扇设置于所述翅片的所述一端侧，将风从所述一端侧送出到所述另一端侧，从而吹送所述第1冷却风。


6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，
所述风扇被设置成所述风扇的上端部与由所述基部的所述另一个面规定的面相比位于下方。
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤正基，白形雄二，铃木规央，村田信二，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP