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公開番号2025110758
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-29
出願番号2024004782
出願日2024-01-16
発明の名称ヒートシンクの冷媒流路構造
出願人株式会社TMEIC
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 23/473 20060101AFI20250722BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体モジュールを冷却するヒートシンクの冷媒流路の改良により効率よく冷却性を高めることができるヒートシンクの冷媒流路構造を提供することである。
【解決手段】半導体装置1において、ヒートシンクの冷媒流路構造は、複数の半導体モジュール2a,2b,2cと、ヒートシンク6と、を備えている。ヒートシンクは、複数の半導体モジュールをモジュール搭載面の複数の規定区画9a、9b、9cにそれぞれ搭載している。ヒートシンクには、モジュール搭載面8に沿って延びる冷媒流路11が形成されている。冷媒流路は、モジュール搭載面の法線方向から見て、複数の規定区画の間に渡るように延びる中継経路12と、中継経路から各規定区画に向けて延びる複数の区画毎経路21a,21b,21cと、を備えている。各区画毎経路は、規定区画毎に折り返し部22を含む往復経路25を形成している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数の半導体モジュールと、前記複数の半導体モジュールを、モジュール搭載面における第一方向に並ぶ複数の規定区画にそれぞれ搭載するヒートシンクと、を備え、
前記ヒートシンクには、前記モジュール搭載面に沿って延びる冷却水路が形成され、
前記冷却水路は、前記モジュール搭載面の法線方向から見て、前記複数の規定区画の間に渡るように延びる中継経路と、前記中継経路から各規定区画に向けて延びる複数の区画毎経路と、を備え、
前記複数の区画毎経路の各々は、前記規定区画毎に折り返し部を含む往復経路を形成している、ヒートシンクの冷媒流路構造。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記複数の区画毎経路の各々は、対応する前記規定区画内を前記第一方向と交差する第二方向に沿って延びる延伸部を有し、
前記延伸部は、前記モジュール搭載面の法線方向から見て、対応する前記規定区画に搭載された半導体モジュールのチップと重なるように配置されている、請求項１に記載のヒートシンクの冷媒流路構造。
【請求項３】
前記複数の区画毎経路の各々は、前記モジュール搭載面の前記法線方向から見て、対応する前記規定区画に搭載された前記半導体モジュールと重ならない位置の流路を削減している、請求項２に記載のヒートシンクの冷媒流路構造。
【請求項４】
前記冷却水路は、第一方向一側の前記規定区画から第一方向他側の前記規定区画へ順に冷却水を流す、請求項１から３の何れか一項に記載のヒートシンクの冷媒流路構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ヒートシンクの冷媒流路構造に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）モジュール等の半導体モジュールをヒートシンク上に搭載して冷却可能とした半導体装置が知られている。
しかし、近年の半導体装置は、小型化等の要請に応じて部品の実装密度が増加しているため、より効率よく冷却性を高める構成が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－１９７４５４号公報
特開２００４－０６３５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、半導体モジュールを冷却するヒートシンクの冷媒流路の改良により効率よく冷却性を高めることができるヒートシンクの冷媒流路構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態のヒートシンクの冷媒流路構造は、複数の半導体モジュールと、ヒートシンクと、を備えている。ヒートシンクは、複数の半導体モジュールをモジュール搭載面の複数の規定区画にそれぞれ搭載する。ヒートシンクには、モジュール搭載面に沿って延びる冷媒流路が形成されている。冷媒流路は、モジュール搭載面の法線方向から見て、複数の規定区画の間に渡るように延びる中継経路と、中継経路から各規定区画に向けて延びる複数の区画毎経路と、を備えている。各区画毎経路は、規定区画毎に折り返し部を含む往復経路を形成している。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態の半導体装置の斜視図。
実施形態の半導体装置のヒートシンクの冷却水路の説明図。
実施形態のヒートシンクの温度分布図。
従来のヒートシンクの冷却水路の説明図。
従来のヒートシンクの温度分布図。
実施形態のヒートシンクの表面温度を示すグラフ。
従来のヒートシンクの表面温度を示すグラフ。
第二実施形態のヒートシンクの冷却水路の説明図。
第二実施形態のヒートシンクの温度分布図。
第二実施形態のヒートシンクの表面温度を示すグラフ。
各実施形態および従来のヒートシンクの冷却水路の圧力損失を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態のヒートシンクの冷媒流路構造を、図面を参照して説明する。なお、同一の又は対応する構成要素には同一の符号を付して複数回の説明を省略する場合がある。
【０００８】
＜半導体装置１＞
図１は、実施形態の半導体装置１の斜視図、図２は、実施形態の半導体装置１のヒートシンク６の冷却水路１１の説明図である。
実施形態の半導体装置１は、半導体素子（チップ）５を含む複数の半導体モジュール２ａ，２ｂ，２ｃと、複数の半導体モジュール２ａ，２ｂ，２ｃを載せた単一のヒートシンク６と、を備えている。
【０００９】
説明都合上、図中矢印Ｙを前後方向、矢印Ｘを左右方向、矢印Ｚを上下方向として説明を行う。また、図中矢印ＦＲはＹ方向の前方、矢印ＬＨはＸ方向の左方、矢印ＵＰはＺ方向の上方をそれぞれ示す。実施形態の前後左右等の向きは、半導体装置１の配置を限定するものではない。
以下、複数の半導体モジュール２ａ，２ｂ，２ｃは、左側から順に第一半導体モジュール２ａ、第二半導体モジュール２ｂおよび第三半導体モジュール２ｃと称する。
【００１０】
各半導体モジュール２ａ，２ｂ，２ｃは、上下方向の厚さを抑えた偏平状の基部３と、基部３の上下方向一側面に突設される複数の導体接続部４と、を備えている。各半導体モジュール２ａ，２ｂ，２ｃは、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）モジュールが例示される。
（【００１１】以降は省略されています）

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