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公開番号2025127525
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-02
出願番号2024024259
出願日2024-02-21
発明の名称半導体装置
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人ぱるも特許事務所
主分類H01L 23/473 20060101AFI20250826BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ケース内に冷却流路を設ける構成でありながら、ケースの肉厚が全体的に大となること、もしくは冷却流路を構成する部分がケース外に最も突出することを抑制し小型、軽量化することができる半導体装置を提供する。
【解決手段】ケース5内に冷却流路7を設ける構成を有する半導体装置1であって、ケースの第一の面部分51と第二の面部分52の位置との第1距離T1よりも第一の面部分の位置と第四の面部分54の位置との第2距離T2の方が大きく、この第2距離よりも第一の面部分の位置と第三の面部分53の位置との第3距離T3の方が大きい。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
パワー半導体、
前記パワー半導体が設けられ冷却フィンを有するヒートシンク、
前記ヒートシンクが接合されるとともに、前記ヒートシンクとの間に前記冷却フィンが収容される冷却流路を構成するケースを備え、
前記ケースは、ヒートシンクが接合される側の一方の面と、この一方の面の反対側の他方の面とを有し、
前記一方の面は、前記ヒートシンクと接合される接合部を含む第一の面部分を含み、
前記第一の面部分に対する法線方向のうち、前記第一の面部分が向く方向を前記法線方向の一方側とし、前記法線方向の反対側を前記法線方向の他方側とし、
前記他方の面は、前記接合部の前記法線方向の他方側に位置する第二の面部分と、最も前記法線方向の他方側に位置する第三の面部分と、前記冷却流路の前記法線方向の他方側に位置する第四の面部分とを含み、
前記法線方向における前記第一の面部分の位置と前記第二の面部分の位置との第１距離よりも、前記法線方向における前記第一の面部分の位置と前記第四の面部分の位置との第２距離の方が大きく、
前記第２距離よりも、前記法線方向における前記第一の面部分の位置と前記第三の面部分の位置との第３距離の方が大きいことを特徴とする半導体装置。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記接合部は前記第二の面部分側からのエネルギー付与による金属接合で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第一の面部分、前記接合部、及び前記第二の面部分は、前記第四の面部分の両側に設けられ、
前記第三の面部分は、両側に設けられた前記第一の面部分、前記接合部、及び前記第二の面部分の更に両側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第四の面部分、および両側に設けられた前記第二の面部分から前記法線方向の他方側に突出するリブ構造を設け、
前記リブ構造は、両側に設けられた前記第三の面部分の間を延出し、各側に設けられた前記第三の面部分と前記第二の面部分とを接続する段差面に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第四の面部分および前記第二の面部分のうち、第四の面部分にのみ前記法線方向の他方側に突出するリブ構造を設けたことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第三の面部分の前記法線方向の一方側に位置する前記一方の面の部分を第五の面部分とし、前記法線方向における前記第一の面部分の位置よりも前記第五の面部分の位置が前記法線方向の他方側に位置しているとともに、
前記第五の面部分の前記法線方向の一方側に他の電気部品が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は半導体装置に関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば電動化車両、具体的には、ハイブリッド車両（ＨＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ，ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）及び燃料電池車（ＦＣＶ）には、駆動用モーターを駆動するインバーターおよびバッテリー電源電圧を昇圧するコンバーターなどの電力変換用の半導体装置がある。近年、このような半導体装置の小型高出力化、低コスト化が求められている傾向があり、発熱が大きなパワー半導体の冷却は水冷によるものが主流になっている。
例えば、特許文献１に示されているように、冷却フィンを備えたヒートシンクにパワー半導体を設け、冷却流路を構成するケースに冷却フィンが収容されるように、ヒートシンクとケースを組付ける構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７１６０２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来知られているものでは、冷却流路を構成するために必要となるケース肉厚を満たすように、ケース全体の底面が単一平面で構成されておりケース全体の肉厚が大となっている。このため、半導体装置が全体的に大型化し重量も増加する。また、ケース内に収容される部品点数の増加、もしくは半導体装置の外部機器への取付け形状の多様化等に伴い、ケースの底面形状が複雑化することも想定されるが、特に冷却流路の構成、配置等を考慮したうえで半導体装置の小型、軽量化を図るものは提案されていない。
【０００５】
本開示はケース内に冷却流路を設ける構成でありながら、ケースの肉厚が全体的に大となること、もしくは冷却流路を構成する部分がケース外に最も突出することを抑制し小型、軽量化することができる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る半導体装置は、
パワー半導体、
前記パワー半導体が設けられ冷却フィンを有するヒートシンク、
前記ヒートシンクが接合されるとともに、前記ヒートシンクとの間に前記冷却フィンが収容される冷却流路を構成するケースを備え、
前記ケースは、ヒートシンクが接合される側の一方の面と、この一方の面の反対側の他方の面とを有し、
前記一方の面は、前記ヒートシンクと接合される接合部を含む第一の面部分を含み、
前記第一の面部分に対する法線方向のうち、前記第一の面部分が向く方向を前記法線方向の一方側とし、前記法線方向の反対側を前記法線方向の他方側とし、
前記他方の面は、前記接合部の前記法線方向の他方側に位置する第二の面部分と、最も前記法線方向の他方側に位置する第三の面部分と、前記冷却流路の前記法線方向の他方側に位置する第四の面部分とを含み、
前記法線方向における前記第一の面部分の位置と前記第二の面部分の位置との第１距離よりも、前記法線方向における前記第一の面部分の位置と前記第四の面部分の位置との第２距離の方が大きく、
前記第２距離よりも、前記法線方向における前記第一の面部分の位置と前記第三の面部分の位置との第３距離の方が大きいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る半導体装置によれば、ケースの接合部を含む第一の面部分の位置を基準として、法線方向における第二の面部分の位置との第１距離よりも、第四の面部分の位置との第２距離の方が大きく、更にこの第２距離よりも、第三の面部分の位置との第３距離の方が大きい構成としている。これによりケース内に冷却流路を構成しつつ、ケース全体の底面が単一平面となりケースの肉厚が全体的に大となる、もしくは冷却流路を構成する部分がケース外に最も突出することが抑制されるため、半導体装置を小型、軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る半導体装置のケース外部を示す平面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の図１のａ－ａ断面を示す断面図である。
実施の形態２に係る半導体装置のケース外部を示す平面図である。
実施の形態２に係る半導体装置の図１のｂ－ｂ断面を示す断面図である。
実施の形態３に係る半導体装置のケース外部を示す平面図である。
実施の形態３に係る半導体装置の図１のｃ－ｃ断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
１．実施の形態１
実施の形態１に係る半導体装置１について図面を参照して説明する。図１は半導体装置１のケース外部を示す平面図であり、図２は半導体装置１の図１のａ－ａ断面を示す断面図である。
【００１０】
半導体装置１は、パワー半導体２、ヒートシンク３、冷却フィン４、ケース５、冷却流路７、他の電気部品８等を有している。
（【００１１】以降は省略されています）

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