[发明专利]半导体模块以及电力变换装置

说明书

在导电性基座板(1)的上表面隔着绝缘基板(2)以及导电性图案(3a～3d)设置有多个半导体元件(4a～4f、5a～5f)。在导电性基座板(1)的下表面设置有多个鳍片(6)。散热性基座板(7)设置于多个鳍片(6)的前端。在底面具有流入口(9a)和流出口(9b)的冷却器(8)包围散热性基座板(7)以及多个鳍片(6)。分隔部(10)将由冷却器(8)和散热性基座板(7)包围的空间分离成与流入口(19a)相连的流入侧空间(11a)和与流出口(9b)相连的流出侧空间(11b)。在散热性基座板(7)的中央部设置有第1狭缝(12a)，在散热性基座板(7)的沿着从流入侧朝向流出侧的方向的两条边分别设置有第2以及第3狭缝(12b、12c)。第1狭缝(12a)与第2以及第3狭缝(12b、12c)的一者是与流入侧空间(11a)连接的流入侧狭缝，另一者是与流出侧空间(11b)连接的流出侧狭缝。

技术领域

本发明涉及冷却器一体型的半导体模块以及电力变换装置。

背景技术

半导体模块用于车载用电动机控制等，通常谋求小型、轻量化。为了实现小型化，对半导体元件进行高效冷却的构造是不可欠缺的。因此，正在推进将半导体元件直接接合在冷却鳍片之上而直接进行冷却的直冷构造的开发。

提出了将半导体元件通过鳍片进行直冷的半导体模块(例如，参照专利文献1)。但是，由于有2个流入口和1个流出口，合计3个连接口，因此安装工序有可能变得繁琐。另外，在连接从流入口到流出口的路径中进行鳍片的冷却，但冷却水难以流入该路径的外侧，冷却性能下降，因此无法得到更加均匀的冷却性能。

另外，提出了冷却器一体型的半导体模块(例如，参照专利文献2)。但是，由于冷却水未进行分流就碰撞鳍片，因此成为一个方向的长流路，上游侧的元件与下游侧的元件的冷却性能产生大的差异。

另外，还提出了对冷却水进行分流的冷却器一体型模块(例如，参照专利文献3)。但是，冷却水的喷流直接碰撞鳍片而产生动压，鳍片受到大的应力。因此，鳍片要求高的强度。还担忧由动压的产生引起的压损变差。并且，由于水从多个喷流口喷出，从而在流路内水流大幅度紊乱，因此难以控制，结果，在流入侧和流出侧，冷却性能会产生大的差异。

专利文献1：日本特开2016-6826号公报

专利文献2：日本特开昭64-71156号公报

专利文献3：日本特开2014-82311号公报

发明内容

就以往的冷却器一体型模块而言，相对于鳍片的流入、流出时的分流不充分，无法对多个半导体元件均匀地进行冷却。因此，在上游和下游，冷却性能产生差异，模块的热设计受到配置于下游的半导体元件的温度的限制。另外，水流的控制也困难，压损也变高，因此模块的每单位体积的发热容许量小。另外，构造也复杂，难以将流入口和流出口设置于底面，难以减小占用面积。

本发明就是为了解决上述这样的课题而提出的，其目的在于得到以下这样的半导体模块以及电力变换装置，即，能够对多个半导体元件均匀地进行冷却，能够提高模块的每单位体积的发热容许量，构造简单且能够减小占用面积。

本发明涉及的半导体模块，其特征在于，具有：导电性基座板；绝缘基板，其设置于所述导电性基座板的上表面；导电性图案，其设置于所述绝缘基板之上；多个半导体元件，它们设置于所述导电性图案之上；多个鳍片，它们设置于所述导电性基座板的下表面；散热性基座板，其设置于所述多个鳍片的前端；冷却器，其以包围所述多个鳍片以及所述散热性基座板的方式设置，该冷却器在底面具有流入口和流出口；以及分隔部，其将由所述冷却器和所述散热性基座板包围的空间分离成与所述流入口相连的流入侧空间和与所述流出口相连的流出侧空间，在所述散热性基座板的中央部设置有第1狭缝，在所述散热性基座板的沿着从流入侧朝向流出侧的方向的两条边分别设置有第2以及第3狭缝，所述第1狭缝与所述第2以及第3狭缝的一者是与所述流入侧空间连接的流入侧狭缝，另一者是与所述流出侧空间连接的流出侧狭缝。

发明的效果