半导体装置制造方法及图纸

目的在于提供能够抑制生产率的恶化并且抑制半导体装置内的温度不均的技术。半导体装置具有：散热器(12)，其在一面侧具有散热鳍片(11)；多个半导体模块(1、2、3)，它们配置于散热器(12)的另一面侧；以及多个散热材料(21、22、21)，它们分别设置于多个半导体模块(1、2、3)与散热器(12)之间，多个散热材料(21、22、21)中的在容易发生温度上升的半导体模块与散热器(12)之间设置的散热材料的厚度比除此以外的散热材料的厚度薄。散热材料的厚度薄。散热材料的厚度薄。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置


[0001]本专利技术涉及半导体装置。

技术介绍

[0002]具有多个半导体元件的半导体装置由于半导体元件进行通断动作而产生损耗，成为高温。为了对高温的半导体装置进行冷却，在半导体装置安装散热器。
[0003]例如，在专利文献1中公开了半导体装置，该半导体装置具有：多个鳍片；鳍片基座，其具有设置多个鳍片的第1端面及与第1端面侧相反侧的第2端面；第1半导体模块，其设置于第2端面；以及第2半导体模块，其设置于第2端面，设置于比第1半导体模块更靠第2端面的上风侧的第1区域。
[0004]在专利文献1所记载的技术中，为了抑制多个半导体模块之间的温度不均的上升，具有第1导热率的第1导热部件被设置于第2端面与第1半导体模块之间，具有比第1导热率低的第2导热率的第2导热部件被设置于第2端面与第2半导体模块之间。
[0005]专利文献1：日本特开2020
‑
188622号公报
[0006]但是，在专利文献1所记载的技术中，采用不同材质的导热部件，
[0007]因此，在半导体装置的组装时产生换产调整(retooling)等，担忧生产率的恶化。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的目的在于提供能够抑制生产率的恶化并且抑制半导体装置内的温度不均的技术。
[0009]本专利技术涉及的半导体装置具有：散热器，其在一面侧具有散热部；多个半导体模块，它们配置于所述散热器的另一面侧；以及多个散热材料，它们分别设置于多个所述半导体模块与所述散热器之间，多个所述散热材料中的在容易发生温度上升的半导体模块与所述散热器之间设置的所述散热材料的厚度比除此以外的所述散热材料的厚度薄。
[0010]专利技术的效果
[0011]根据本专利技术，通过抑制容易发生温度上升的半导体模块的温度上升，从而能够抑制半导体装置内的温度不均。另外，由于不需要设置不同材质的散热材料，因此能够抑制生产率的恶化。由此，能够抑制生产率的恶化并且抑制半导体装置内的温度不均。
附图说明
[0012]图1是实施方式1涉及的半导体装置的剖视图。
[0013]图2是实施方式1涉及的半导体装置的俯视图。
[0014]图3是实施方式1涉及的半导体装置的电路图。
[0015]图4是实施方式1的变形例1涉及的半导体装置的剖视图。
[0016]图5是实施方式1的变形例1涉及的半导体装置的俯视图。
[0017]图6是实施方式1的变形例2涉及的半导体装置的俯视图。
[0018]图7是实施方式1的变形例3涉及的半导体装置的俯视图。
[0019]图8是实施方式2涉及的半导体装置所具有的半导体模块的剖视图。
具体实施方式
[0020]＜实施方式1＞
[0021]以下，使用附图对实施方式1进行说明。图1是实施方式1涉及的半导体装置的剖视图。图2是实施方式1涉及的半导体装置的俯视图。
[0022]如图1和图2所示，半导体装置具有散热器12、多个半导体模块1、2、3和多个散热材料21、22、21。
[0023]散热器12具有鳍片基座10和作为散热部的多个散热鳍片11。鳍片基座10形成为板状，在鳍片基座10的一面侧(下表面侧)设置有多个散热鳍片11。在鳍片基座10的另一面侧(上表面侧)配置有多个半导体模块1、2、3。另外，在散热器12安装有朝向多个散热鳍片11产生冷却风的风扇(未图示)。在实施方式1中，对3个半导体模块1、2、3安装于散热器12的情况进行说明。
[0024]在3个半导体模块1、2、3与散热器12之间分别设置有3个散热材料21、22、21。3个散热材料21、22、21是为了提高半导体装置的散热性而设置的，它们的导热率是相同的。即，散热材料21、22、21的材质是相同的。
[0025]3个半导体模块1、2、3沿与流过散热器12的冷却风的方向交叉的方向直线状地配置。更具体而言，3个半导体模块1、2、3沿与冷却风的方向正交的方向直线状地配置。
[0026]直线状地配置的半导体模块1、2、3的在中央侧配置的半导体模块2被半导体模块1、3包围，因此，容易发生温度上升。因此，在容易发生温度上升的半导体模块2与散热器12之间设置的散热材料22的厚度形成得比除此以外的散热材料21的厚度更薄。
[0027]此外，在图1中以容易理解的方式示出了散热材料21与散热材料22之间的厚度差，但实际的厚度差为几十μm左右的差值，无法通过肉眼进行确认。在半导体模块1与散热器12之间设置的散热材料21和在半导体模块3与散热器12之间设置的散热材料21的厚度是相同的。另外，3个半导体模块1、2、3的外形尺寸也可以不同，各半导体模块1、2、3的芯片尺寸也可以不同。
[0028]这里，散热材料的厚度相同不仅包含完全相同的情况，还包含由于制造误差等而存在若干差异的情况。
[0029]接下来，对半导体装置的电路结构进行说明。图3是实施方式1涉及的半导体装置的电路图。如图3所示，将开关元件7与反向并联连接的二极管8被串联连接起来的结构设为1相，通过将3个1相进行并联连接而构成3相。
[0030]作为开关元件7而采用IGBT或MOSFET等。省略了动作的说明，但根据通过开关元件7的通断动作而产生的开关元件7和二极管8所产生的损耗，产生热。产生的热从半导体模块1、2、3分别经由散热材料21、22、21而被传导至散热器12，半导体模块1、2、3的温度上升得到抑制。
[0031]此时，由于从半导体模块1、2、3产生的热的干涉，根据半导体模块1、2、3的位置关系而产生温度波动。如图2所示，由于半导体模块1、2、3的在中央侧配置的半导体模块2被半导体模块1、3包围，因此容易发生温度上升。存在以下问题，即，由于温度波动的产生，特定
的半导体模块2的温度变高，由此半导体模块2的寿命比预期短。
[0032]从半导体模块1、2、3向散热器12的热的传导容易度由热阻这一指标表示，热阻是使用散热材料21、22、21的导热率和长度、与散热器12接触的截面积而通过下式来表示的。这里，散热材料21、22、21的长度与散热材料21、22、21的厚度为相同含义。
[0033][式1][0034]热阻＝长度/(导热率
×
截面积)
···
(1)
[0035]半导体模块1、2、3与散热器12之间的温度差ΔT是使用产生损耗P和热阻而通过下式来表示的。
[0036][式2][0037]ΔT＝P
×
热阻＝P
×
长度/(导热率
×
截面积)
··· (2)
[0038]在仅对散热材料21、22、21的长度进行变更的情况下，通过使散热材料21、22、21的长度(厚度)变小，从而半导体模块1、2、3与散热器12之间的温度差ΔT变小，能够抑制半导体模块1、2、3的温度上升。
[0039]在本实施方式1中，通过使在半导体模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，其具有：散热器，其在一面侧具有散热部；多个半导体模块，它们配置于所述散热器的另一面侧；以及多个散热材料，它们分别设置于多个所述半导体模块与所述散热器之间，多个所述散热材料中的在容易发生温度上升的半导体模块与所述散热器之间设置的所述散热材料的厚度比除此以外的所述散热材料的厚度薄。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，各所述半导体模块具有：散热板，其隔着所述散热材料而配置于所述散热器；半导体芯片，其配置于所述散热板的与配置于所述散热器的面相反侧的面侧；以及绝缘基板，其设置于所述半导体芯片与所述散热板之间，多个所述半导体模块各自所具有的多个所述绝缘基板中的容易发生温度上升的所述半导体模块所具有的所述绝缘基板的导热率比除此以外的所述半导体模块所具有的所述绝缘基板的导热率高。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，多个所述半导体模块各自所具有的多个所述散热板中的容易发生温度上升的所述半导体模块所具有的所述散热板的厚度比除此以外的所述半导体模块所具有的所述散热板的厚度厚。4.根据权利要求2或3所述的半导体装置，其中，多个所述半导体模块各自所具有的多个所述绝缘基板中的容易发生温度上升的所述半导体模块所具有的所述绝缘基板的厚度比除此以...

【专利技术属性】
技术研发人员：石野雅章，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：