半导体装置制造方法及图纸

第1散热器(51)具有第1内表面(FI1)和第1外表面(FO1)，具有第1贯穿孔(TH1)。第2散热器(52)具有：第2内表面(FI2)，其是与第1散热器(51)的第1内表面(FI1)之间隔开间隔地配置的；以及与第2内表面(FI2)相反的第2外表面(FO2)，具有第2贯穿孔(TH2)。半导体元件(710)配置于第1散热器(51)的第1内表面(FI1)和第2散热器(52)的第2内表面(FI2)之间的间隔内。封装材料(70)在第1内表面(FI1)和第2内表面(FI2)之间的间隔内对半导体元件(710)进行封装。第1中空管(30)将第1贯穿孔(TH1)和第2贯穿孔(TH2)彼此连接，由金属构成。由金属构成。由金属构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置


[0001]本专利技术涉及半导体装置，特别涉及具有散热器的电力用半导体装置。

技术介绍

[0002]近年来，谋求使高输出的功率模块(半导体装置)维持高可靠性且实现小型化。作为为此的一种方法，存在将传递模塑技术应用于高输出的功率模块的方法。在该情况下，在功率模块中通过树脂(典型地，环氧类树脂等热固性树脂)对半导体元件进行封装。另外，针对功率模块的小型化的要求，正在开发将搭载于功率模块的半导体元件的容量增大的技术。由于大容量的半导体元件在动作时容易变为高温状态，因此为了维持高可靠性，需要对其进行充分冷却的高性能的冷却机构。为了在提高冷却性能的同时还还响应实现小型化的要求，谋求以不过度增大功率模块的大小的方式设置高性能的冷却机构的技术。例如，根据日本特开平2
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130860号公报(专利文献1)所记载的技术，设置将对IC(集成电路：Integrated Circuit)芯片进行封装的封装件贯穿的孔，在该孔中流动冷却剂。根据该公报，主张了由此能够有效地进行冷却。
[0003]专利文献1：日本特开平2
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130860号公报

技术实现思路

[0004]作为一种有效地对功率模块进行冷却的技术，直接水冷技术已广为人知。在直接水冷技术中，典型地，通过冷却水(水或水和防冻液的混合液)的流动直接对功率模块的散热器进行冷却。在上述公报所记载的技术中，如果作为封装材料使用树脂，并且作为“冷却剂”使用冷却水，则由于冷却水与树脂进行接触而在封装材料产生吸湿。其结果，功率模块(半导体装置)的可靠性恶化。另外，即使在使用不包含水的冷却液的情况下，只要在冷却液与树脂之间产生反应，可靠性也会恶化。
[0005]本专利技术就是为了解决以上那样的课题而提出的，其目的在于，使具有高输出的半导体装置确保高可靠性且实现小型化。
[0006]本专利技术的半导体装置具有第1散热器、第2散热器、半导体元件、第1中空管、封装材料。第1散热器具有第1内表面、与第1内表面相反的第1外表面，第1散热器具有第1内表面和第1外表面之间的第1贯穿孔。第2散热器具有：第2内表面，其与所述第1散热器的第1内表面之间隔开间隔地配置；以及与第2内表面相反的第2外表面，第2散热器具有第2内表面和第2外表面之间的第2贯穿孔。半导体元件配置于第1散热器的第1内表面和第2散热器的第2内表面之间的间隔内。封装材料在第1散热器的第1内表面和第2散热器的第2内表面之间的间隔内对半导体元件进行封装。第1中空管将第1散热器的第1贯穿孔和第2散热器的第2贯穿孔连接，由金属构成。
[0007]专利技术的效果
[0008]根据本专利技术，通过由金属构成的第1中空管彼此紧密地热连接的第1散热器及第2散热器由冷却水冷却，由此能够得到高冷却性能。因此，能够使具有高输出的半导体装置进
行动作。而且，通过将第1中空管用作冷却水的路径，能够将第1散热器和第2散热器之间的冷却水路径以不占有大的空间的方式配置。因此，能够将半导体装置小型化。而且，通过使第1中空管由金属构成，从而防止冷却水渗透至第1中空管中而到达封装材料。因此，能够防止由封装材料对冷却水进行吸收而引起的可靠性劣化。由此，能够使具有高输出的半导体装置确保高可靠性且实现小型化。
[0009]本专利技术的目的、特征、方案、以及优点通过下面的详细的说明和附图会更加清楚。
附图说明
[0010]图1是示意性地表示本专利技术的实施方式1中的半导体装置(水冷模块单元)的结构的剖视图。
[0011]图2是示意性地表示本专利技术的实施方式1中的半导体装置(水冷模块单元)的结构的斜视图。
[0012]图3是图2的分解斜视图。
[0013]图4是省略了图2的一部分结构的图示后的斜视图。
[0014]图5是示意性地表示本专利技术的实施方式1中的半导体装置(功率模块)的结构的剖视图。
[0015]图6是示意性地表示本专利技术的实施方式1中的半导体装置(功率模块)的结构的斜视图。
[0016]图7是省略了图6的一部分结构的图示后的斜视图。
[0017]图8是省略了图7的一部分结构的图示后的斜视图。
[0018]图9是省略了图8的一部分结构的图示后的斜视图。
[0019]图10是概略地表示本专利技术的实施方式2中的中空管的斜视图。
[0020]图11是示意性地说明图10所示的中空管的安装方法的剖视图。
[0021]图12是示意性地表示本专利技术的实施方式3中的半导体装置(功率模块)的结构的斜视图。
[0022]图13是概略地表示图12的半导体装置所具有的中空管的斜视图。
[0023]图14是示意性地说明图13所示的中空管的安装方法的剖视图。
[0024]图15是示意性地说明本专利技术的实施方式3的变形例中的中空管的安装方法的剖视图。
[0025]图16是示意性地表示本专利技术的实施方式4中的半导体装置(功率模块)的结构的剖视图。
[0026]图17是示意性地表示本专利技术的实施方式5中的半导体装置(水冷模块单元)的结构的斜视图。
[0027]图18是表示图17的变形例的斜视图。
[0028]图19是示意性地表示本专利技术的实施方式6中的半导体装置(功率模块)的结构的俯视图。
[0029]图20是示意性地表示本专利技术的实施方式7中的半导体装置(水冷模块单元)的结构的剖视图。
[0030]图21是表示图20的第1变形例的剖视图。
[0031]图22是表示图20的第2变形例的剖视图。
[0032]图23是示意性地表示本专利技术的实施方式8中的半导体装置(功率模块)的结构的俯视图。
[0033]图24是示意性地表示本专利技术的实施方式9中的半导体装置(水冷模块单元)的结构的剖视图。
[0034]图25是示意性地表示本专利技术的实施方式10中的半导体装置(水冷模块单元)的结构的剖视图。
[0035]图26是表示图25的变形例的剖视图。
[0036]图27是示意性地表示本专利技术的实施方式11中的半导体装置(水冷模块单元)的结构的剖视图。
[0037]图28是示意性地表示本专利技术的实施方式12中的中空管和第1及第2散热器的剖视图。
[0038]图29是说明本专利技术的实施方式12的第1变形例中的中空管和第1及第2散热器的结构的斜视图。
[0039]图30是示意性地表示本专利技术的实施方式12的第1变形例中的中空管的局部剖视图。
[0040]图31是说明本专利技术的实施方式12的第2变形例中的中空管的结构的局部剖视图。
[0041]图32是示意性地表示本专利技术的实施方式13中的半导体装置(功率模块)的结构的剖视图。
[0042]图33是示意性地表示本专利技术的实施方式14中的半导体装置(功率模块)的结构的俯视图。
[0043]图34是图33的剖视图。
[0044]图35是示意性地表示本专利技术的实施方式15中的半导体装置(功率模块)的结构的斜视图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置(801)，其具有：第1散热器(51)，其具有第1内表面(FI1)和与所述第1内表面(FI1)相反的第1外表面(FO1)，所述第1散热器具有所述第1内表面(FI1)和所述第1外表面(FO1)之间的第1贯穿孔(TH1)；第2散热器(52)，其具有与所述第1散热器(51)的所述第1内表面(FI1)之间隔开间隔地配置的第2内表面(FI2)和与所述第2内表面(FI2)相反的第2外表面(FO2)，所述第2散热器具有所述第2内表面(FI2)和所述第2外表面(FO2)之间的第2贯穿孔(TH2)；半导体元件(710)，其配置于所述第1散热器(51)的所述第1内表面(FI1)和所述第2散热器(52)的所述第2内表面(FI2)之间的所述间隔内；封装材料(70)，其在所述第1散热器(51)的所述第1内表面(FI1)和所述第2散热器(52)的所述第2内表面(FI2)之间的所述间隔内对所述半导体元件(710)进行封装；以及第1中空管(30)，其将所述第1散热器(51)的所述第1贯穿孔(TH1)和所述第2散热器(52)的所述第2贯穿孔(TH2)彼此连接，由金属构成。2.根据权利要求1所述的半导体装置(801)，其中，还具有第1绝缘板(731)，该第1绝缘板(731)配置于所述第1散热器(51)和所述半导体元件(710)之间。3.根据权利要求2所述的半导体装置(801)，其中，所述第1绝缘板(731)由陶瓷构成。4.根据权利要求2所述的半导体装置(801)，其中，所述第1绝缘板(731)由树脂构成。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置(801)，其中，还具有第2绝缘板(733)，该第2绝缘板(733)配置于所述第2散热器(52)和所述半导体元件(710)之间。6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置(801)，其中，所述第1中空管(30)在面内方向上具有椭圆形状。7.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置(806)，其中，所述第1中空管(34)在面内方向上具有多边形形状。8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体装置(808、808V)，其中，所述第1散热器(51T)的所述第1外表面(FO1)成为具有朝向所述第1贯穿孔(TH1)的锥形状的空间。9.根据权利要求1至8中任一项所述的半导体装置(809)，其中，所述第1中空管(30T)具有锥形状的内部空间。10.根据权利要求1至9中任一项所述的半导体装置，其中，所述第1中空管(30E)和所述第1散热器(51)之间由均匀的材料连续地连接。11.根据权利要求1至10中任一项所述的半导体装置(810)，其中，所述第1散热器(51)及所述第2散热器(52L)彼此接触。12.根据权利要求1至11中任一项所述的半导体装置(811)，其中，所述第1中空管(37)具有设置有凹凸构造的内壁。13.根据权利要求1至12中任一项所述的半导体装置(801)...

【专利技术属性】
技术研发人员：饭塚新，冈本是英，白滨亮弥，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：