结合具有半导体芯片的半导体部件和冷却装置的冷却系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种结合具有半导体芯片的半导体部件和冷却装置的冷却系统，通过冷却装置的开口部而向镶嵌半导体芯片的基板供应冷却剂而通过冷却剂直接冷却基板表面，从而提高冷却效率，同时，采用能够引导冷却剂的顺畅流动的冷却柱的结构，从而进一步提高冷却效率。从而进一步提高冷却效率。从而进一步提高冷却效率。

【技术实现步骤摘要】
结合具有半导体芯片的半导体部件和冷却装置的冷却系统


[0001]本专利技术涉及一种结合具有半导体芯片的半导体部件和冷却装置的冷却系统，通过冷却装置的开口部而向镶嵌半导体芯片的基板供应冷却剂而通过冷却剂直接冷却基板表面，从而提高冷却效率，同时，采用能够引导冷却剂的顺畅流动的冷却柱的结构，从而进一步提高冷却效率。

技术介绍

[0002]众所周知，电器及电子部件，尤其，因半导体部件在运行时产生热，由此，通过散热设备或冷却系统防止过热而保持性能。
[0003]尤其，适用于高电力应用领域的半导体部件通过使冷却剂循环的冷却系统而防止过热。
[0004]另外，在冷却系统插入与循环的冷却剂接触的冷却部分构件而冷却从半导体部件传输至冷却部分构件的热，当前冷却部分构件通过加工或铸造方式一体形成构成冷却系统的上部基板或下部基板，而大部分具有线形结构。
[0005]但通过简单的线形结构的冷却部分构件进行的间接冷却方式在最大化热传导效率或散热效率方面仍存在限制，为了克服该问题，而适用各种结构的冷却部分构件，公开通过冷却剂的直接冷却方式而改善热传导效率及散热效率的必要性。
[0006]现有技术文献
[0007]【专利文献】
[0008]韩国公开专利公报第10
‑
2019
‑
0133156号(半导体冷却配置件，2019.12.02)
[0009]韩国注册专利公报第10
‑
1472642号(电子部件冷却用冷却模块，2014.12.15)r/>[0010]专利技术的内容
[0011]专利技术要解决的技术问题
[0012]本专利技术的要实现思想的技术问题为提供一种结合具有半导体芯片的半导体部件和冷却装置的冷却系统，通过冷却装置的开口部而向镶嵌半导体芯片的基板供应冷却剂而通过冷却剂直接冷却基板表面，从而，提高冷却效率，同时，采用引导冷却剂的顺畅流动的冷却柱的结构而能够进一步提高冷却效率。
[0013]用于解决问题的技术方案
[0014]为了实现上述目的，本专利技术的一实施例包括：半导体部件和冷却装置，其中，所述半导体部件由在一侧面镶嵌一个以上半导体芯片的一个以上基板、覆盖所述基板的封装外壳、和与所述半导体芯片电连接而向所述封装外壳外部裸露一个以上终端引线构成，所述基板的另一侧面的一部分或全部向所述封装外壳的上面、下面，或上面和下面裸露；及所述冷却装置，由在内侧空间形成冷却剂通道，并在与所述基板接触的一侧形成一个以上开口部的盖主体、在所述盖主体的内侧空间以直角横向排列并由导电性或非导电性的材料构成的一个以上冷却柱构成，另外，所述冷却装置还包括供流入冷却剂的一个以上注入口和供排出所述冷却剂的一个以上排出口，并且，所述半导体部件的上面或下面的面积形成得比
所述开口部的面积宽，裸露至所述封装外壳表面的所述基板的一个以上边的长度比在所述开口部的形成位置的所述开口部的一个以上边的长度短，并通过冷却剂冷却从所述半导体芯片至通过所述开口部裸露的所述基板及所述冷却柱传导的热。
[0015]并且，本专利技术的另一实施例包括：半导体部件和冷却装置，其中所述半导体部件，由在一侧面镶嵌一个以上半导体芯片的一个以上基板、覆盖所述基板的封装外壳、与所述半导体芯片电连接而裸露至所述封装外壳外部的一个以上终端引线构成，所述基板的另一侧面的一部分或全部向所述封装外壳的上面、下面或上面和下面裸露；及所述冷却装置，由在内侧空间形成冷却剂通道，在与所述基板接触的一侧形成一个以上开口部的盖主体、在所述盖主体的内侧空间以直角横向排列，并由导电性或非导电性的材料构成的一个以上冷却柱构成，其中，所述冷却装置还包括供流入冷却剂的一个以上注入口和供排出所述冷却剂的一个以上排出口，所述半导体部件的上面或下面的面积比所述开口部的面积宽，裸露至所述封装外壳表面的所述基板的一个以上的边的长度比所述开口部的形成位置的所述开口部的一个以上的边的长度长，并通过冷却剂冷却从所述半导体芯片至通过所述开口部裸露的所述基板及所述冷却柱传导的热。
[0016]并且，所述冷却柱构成为多个，邻接的所述冷却柱之间的一端侧的分隔距离和另一侧分隔距离相互不同。
[0017]并且，位于所述封装外壳内部的一个以上所述终端引线与所述基板的一侧面接合，所述接合的终端引线和所述冷却装置的所述盖主体以水平方向相对形成。
[0018]而且，所述半导体部件的所述封装外壳或所述基板的另一侧面通过导电性粘合剂或非导电性粘合剂而与所述冷却装置的所述盖主体接合。
[0019]并且，所述冷却柱从所述基板的另一侧面突出。
[0020]而且，所述冷却柱由与所述基板的另一侧面材料相同的材料形成。
[0021]并且，所述冷却柱由与所述基板的另一侧面材料相异的材料形成。
[0022]而且，所述冷却柱由铜(Cu)或铝(Al)单一材料形成，或由含50％以上铜或铝的合金材料形成。
[0023]并且，所述冷却柱由陶瓷类材料形成。
[0024]而且，所述冷却柱由具有弹力的弹簧结构形成。
[0025]并且，所述冷却柱通过导电性粘合剂或非导电性粘合剂而与所述基板的另一侧面接合。
[0026]而且，在所述半导体部件和所述冷却装置的结合之后的状态的所述冷却柱的长度比所述半导体部件和所述冷却装置的结合之前状态的所述冷却柱的长度短。
[0027]并且，与所述冷却装置的所述盖主体接合的所述半导体部件的底面通过加压接合，在所述半导体部件的接合的区域和所述盖主体之间插入弹性材料。
[0028]并且，加压前后，所述弹性材料的厚度发生变化。
[0029]而且，所述基板包括一层以上绝缘层。
[0030]并且，在所述基板的一侧面和另一侧面形成金属图案。
[0031]而且，所述基板通过由一层以上金属层、形成于所述金属层上部的绝缘层、形成于所述绝缘层上部的一层以上金属层构成的层叠结构形成。
[0032]并且，在所述半导体芯片和所述基板之间包含含有焊锡或银(Ag)或铜成分的层。
[0033]而且，所述半导体芯片为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或金属
‑
氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
[0034]并且，所述盖主体的一个以上所述开口部与所述半导体部件的一面或两面接合。
[0035]而且，与所述半导体芯片和所述基板的电连接通过金属引线进行线接合或通过金属板进行面接合。
[0036]并且，所述基板由镶嵌所述半导体芯片的下部基板和与所述下部基板分隔的上部基板构成，所述半导体芯片和所述上部基板之间通过所述金属板而以面接合方式进行电连接。
[0037]而且，在所述半导体芯片和所述金属板之间填充导电性粘合剂。
[0038]并且，所述冷却装置的所述盖主体由非导电性材料构成。
[0039]而且，所述基板的另一侧面和所述冷却装置的所述盖主体由铝单一材料或含有50％以上铝的合金材料构成，通过焊接相互构造结合。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结合具有半导体芯片的半导体部件和冷却装置的冷却系统，其特征在于，包括：半导体部件，由在一侧面镶嵌一个以上半导体芯片的一个以上基板、覆盖所述基板的封装外壳、与所述半导体芯片电连接而裸露至所述封装外壳外部的一个以上终端引线构成，所述基板的另一侧面的一部分或全部裸露至所述封装外壳的上面、下面或上面和下面；及冷却装置，由盖主体和一个以上冷却柱构成，其中，所述盖主体，在内侧空间形成冷却剂通道，在与所述基板接触的一侧形成一个以上开口部；所述一个以上冷却柱，在所述盖主体的内侧空间以直角横向排列，并由导电性或非导电性的材料构成，在所述冷却装置还包括供流入冷却剂的一个以上注入口和供排出所述冷却剂的一个以上排出口，所述半导体部件的上面或下面的面积形成得比所述开口部的面积宽，裸露至所述封装外壳表面的所述基板的一个以上边的长度形成得比所述开口部的形成位置的所述开口部的一个以上边的长度短，通过所述冷却剂冷却从所述半导体芯片至通过所述开口部而裸露的所述基板及所述冷却柱传导的热。2.一种结合具有半导体芯片的半导体部件和冷却装置的冷却系统，其特征在于，包括：半导体部件，由在一侧面镶嵌一个以上半导体芯片的一个以上基板、覆盖所述基板的封装外壳、与所述半导体芯片电连接而裸露至所述封装外壳外部的一个以上终端引线构成，所述基板的另一侧面的一部分或全部裸露至所述封装外壳的上面、下面或上面和下面；及冷却装置，由盖主体和一个以上冷却柱构成，其中，所述盖主体，在内侧空间形成冷却剂通道，在与所述基板接触的一侧形成一个以上开口部；所述一个以上冷却柱，在所述盖主体的内侧空间以直角横向排列，并由导电性或非导电性的材料构成，在所述冷却装置还包括供流入冷却剂的一个以上注入口、供排出所述冷却剂的一个以上排出口，所述半导体部件的上面或下面的面积形成得比所述开口部的面积宽，裸露至所述封装外壳表面的所述基板的一个以上边的长度形成得比在所述开口部的形成位置的所述开口部的一个以上边的长度长，通过所述冷却剂冷却从所述半导体芯片至通过所述开口部而裸露的所述基板及所述冷却柱传导的热。3.根据权利要求1或2所述的结合具有半导体芯片的半导体部件和冷却装置的冷却系统，其特征在于，所述冷却柱构成为多个，邻接的所述冷却柱之间的一端侧分隔距离和另一端侧分隔距离相互不同。4.根据权利要求1或2所述的结合具有半导体芯片的半导体部件和冷却装置的冷却系统，其特征在于，处于所述封装外壳内部的一个以上所述终端引线与所述基板的一侧面接合，所述接合的终端引线和所述冷却装置的所述盖主体以水平方向相对形成。5.根据权利要求1或2所述的结合具有半导体芯片的半导体部件和冷却装置的冷却系
统，其特征在于，所述半导体部件的所述封装外壳或所述基板的另一侧面通过导电性粘合剂或非导电性粘合剂而与所述冷却装置的所述盖主体接合。6.根据权利要求1或2所述的结合具有半导体芯片的半导体部件和冷却装置的冷却系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔伦华，
申请(专利权)人：JMJ韩国株式会社，
类型：发明
国别省市：