半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供能够抑制尺寸公差的影响的半导体装置及其制造方法。本发明专利技术涉及的半导体装置具有：多个冷却板(1)，它们各自在内部具有冷媒通路(11)；间隔件(5)，其使各冷却板(1)分离地层叠；半导体封装件(2)，其设置于至少1个冷却板(1)的至少1个主面之上；以及弹簧板(4)，其设置于相邻的冷却板(1)之间，将半导体封装件(2)向冷却板(1)侧预紧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置及其制造方法
本专利技术涉及半导体装置及其制造方法，特别地，涉及电力控制设备等所使用的半导体装置的构造及其制造方法。
技术介绍
当前，公开了一种半导体装置，其具有：多个冷却管，它们在内部具有冷媒通路；半导体封装件，其固定于各冷却管的一个主面；密封间隔部，其将多个冷却管层叠为分离配置的隔板状的冷却构造体，并且密封间隔部用于在冷却构造体的端部保持气密性；以及头部(header)，其设置于冷却构造体的一端及另一端，使冷媒相对于各冷却管各自进出的一个开口与密封间隔部气密状地连接(例如，参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2013-26368号公报
技术实现思路
在专利文献1中，在组装半导体装置时，存在受到构成该半导体装置的各结构要素的尺寸公差的影响而使冷却管发生变形的可能性。本专利技术就是为了解决这样的问题而提出的，其目的在于提供能够抑制尺寸公差的影响的半导体装置及其制造方法。为了解决上述课题，本专利技术涉及的半导体装置具有：多个冷却板，它们各自在内部具有冷媒通路；间隔件，其使各冷却板分离地层叠；半导体封装件，其设置于至少1个冷却板的至少1个主面之上；以及弹簧板，其设置于相邻的冷却板之间，将半导体封装件向冷却板侧预紧。专利技术的效果根据本专利技术，半导体装置具有：多个冷却板，它们各自在内部具有冷媒通路；间隔件，其使各冷却板分离地层叠；半导体封装件，其设置于至少1个冷却板的至少1个主面之上；以及弹簧板，其设置于相邻的冷却板之间，将半导体封装件向冷却板侧预紧，因此能够抑制尺寸公差的影响。本专利技术的目的、特征、方案以及优点通过以下的详细说明和附图变得更清楚。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的结构的一个例子的图。图2是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的结构的一个例子的图。图3是表示本专利技术的实施方式涉及的冷却板的一个例子的图。图4是表示本专利技术的实施方式涉及的冷却板的一个例子的剖面图。图5是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体封装件的一个例子的图。图6是表示本专利技术的实施方式涉及的弹簧板的一个例子的图。图7是表示本专利技术的实施方式涉及的间隔件的一个例子的图。图8是表示本专利技术的实施方式涉及的盖的一个例子的图。图9是表示本专利技术的实施方式涉及的管的一个例子的图。图10是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的制造工序的一个例子的图。图11是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的制造工序的一个例子的图。图12是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的制造工序的一个例子的图。图13是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的制造工序的一个例子的图。图14是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的制造工序的一个例子的图。图15是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的制造工序的一个例子的图。图16是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的结构的一个例子的图。图17是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的结构的一个例子的图。图18是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的结构的一个例子的图。图19是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的结构的一个例子的图。图20是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的结构的一个例子的图。图21是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的结构的一个例子的图。图22是表示本专利技术的实施方式涉及的弹簧板的设置的一个例子的图。图23是表示本专利技术的实施方式涉及的弹簧板的设置的一个例子的图。图24是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的结构的一个例子的图。图25是表示本专利技术的实施方式涉及的冷却板的一个例子的图。图26是表示本专利技术的实施方式涉及的冷却板的一个例子的图。图27是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的结构的一个例子的图。图28是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体封装件的一个例子的图。图29是表示本专利技术的实施方式涉及的冷却板的一个例子的图。图30是表示本专利技术的实施方式涉及的冷却板的一个例子的图。具体实施方式以下基于附图对本专利技术的实施方式进行说明。<实施方式>＜结构＞图1、2是表示本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的结构的一个例子的图。如图1、2所示，半导体装置具有冷却板1、半导体封装件2、散热脂3、弹簧板4、间隔件5、管6、盖7、螺钉8、螺母9。冷却板1如图3、4所示，具有供螺钉8穿过的螺孔10和使水等冷媒流通的冷媒通路11。具体地说，冷却板1在冷却板1的层叠方向及与该层叠方向垂直的方向具有冷媒通路11。在冷媒通路11，为了提高冷却效率而设置有冷却鳍片13。在螺孔10设置有O型圈12。在图1、2的例子中，5个冷却板1隔开间隔而层叠。就各冷却板1中的最上层及最下层的冷却板1而言，为了防止将螺母9紧固于螺钉8时发生变形，需要与其它冷却板1相比提高刚性。例如，最上层及最下层的冷却板1的材质是铝合金，其它冷却板1的材质是薄的纯铝。通过使用这些材质，能够得到适用于对半导体封装件2进行冷却的热阻。半导体封装件2如图5所示，是在内部具有IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)以及FWD(FreeWheelingDiode)的2合1封装的模塑型功率模块。即，半导体封装件2是具有上桥臂电路及下桥臂电路的2合1封装件。半导体封装件2经由散热脂3而设置于冷却板1之上。散热脂3具有将在半导体封装件2产生的热向冷却板1散热的功能。在图1、2的例子中，在最上层的冷却板1的下侧的面上设置有半导体封装件2，在最下层及从最下层起第2层的冷却板1的上侧的面上设置有半导体封装件2。另外，在其它冷却板1的两面设置有半导体封装件2。弹簧板4设置于相邻的冷却板1之间，将半导体封装件2向冷却板1侧预紧。在图1、2的例子中，在从最下层起第2层的冷却板1与半导体封装件2之间设置有弹簧板4，除此之外是在半导体封装件2之间设置有弹簧板4。弹簧板4的形状如图6所示，呈波纹形状。间隔件5如图7所示，具有螺孔10及冷媒通路11。另外，间隔件5是为了使相邻的冷却板1分离而设置的。即，间隔件5是为了使各冷却板1分离地层叠而设置的。盖7如图8所示，具有螺孔10，该盖7将在冷却板1设置的冷媒通路11堵塞。管6如图9所示，具有螺孔10及冷媒通路11，该管6具有冷媒的流入口或流出口的功能。在图1、2的例子中，如果冷媒从一根管6流入，则该冷媒经过冷却板1及间隔件5的冷媒通路，从另一根管6流出。由此，能够有效地降低在半导体封装件2产生的热。螺钉8穿过管6、冷却板1、间隔件5、以及盖7的螺孔10，由螺母9螺紧，由此将管6、冷却板1、间隔件5以及盖7固定。＜制造方法＞图10～15是表示本实施方式涉及的半导体装置的制造工序的一个例子的图。如图10所示，在冷却板1的上侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其具有：/n多个冷却板(1)，它们各自在内部具有冷媒通路(11)；/n间隔件(5)，其使各所述冷却板(1)分离地层叠；/n半导体封装件(2)，其设置于至少1个所述冷却板(1)的至少1个主面之上；以及/n弹簧板(4)，其设置于相邻的所述冷却板(1)之间，将所述半导体封装件(2)向所述冷却板(1)侧预紧。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其具有：
多个冷却板(1)，它们各自在内部具有冷媒通路(11)；
间隔件(5)，其使各所述冷却板(1)分离地层叠；
半导体封装件(2)，其设置于至少1个所述冷却板(1)的至少1个主面之上；以及
弹簧板(4)，其设置于相邻的所述冷却板(1)之间，将所述半导体封装件(2)向所述冷却板(1)侧预紧。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
至少1个所述冷却板(1)在所述层叠方向以及与该层叠方向垂直的方向具有所述冷媒通路(11)。


3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，
各所述冷却板(1)中的所述层叠的最上层及最下层的所述冷却板(1)与其它冷却板(1)相比刚性高。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述半导体封装件(2)包含具有上桥臂电路及下桥臂电路的2合1封装件。


5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述半导体封装件(2)包含具有上桥臂电路或下桥臂电路的任一者的1合1封装件。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
针对至少1个所述冷却板(1)，在所述冷却板(1)的至少1个主面之上设置有多个所述半导体封装件(2)。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述冷却板(1)的层叠数是可变的。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述半导体封装件(2)在内部具有绝缘层。


9.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
在所述半导体封装件(2)与所述冷却板(1)之间还具有绝缘基板。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述弹簧板(4)呈波纹形状。


11.根据权利要求10所述的半导体装置，其特征在于，
所述弹簧板(4)设置为形成波纹的方向与所述层叠方向平行。


12.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：河面英夫，白泽敬昭，荒木慎太郎，木本信义，王丸武志，
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