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JP2009283766A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device Download PDF

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JP2009283766A
JP2009283766A JP2008135654A JP2008135654A JP2009283766A JP 2009283766 A JP2009283766 A JP 2009283766A JP 2008135654 A JP2008135654 A JP 2008135654A JP 2008135654 A JP2008135654 A JP 2008135654A JP 2009283766 A JP2009283766 A JP 2009283766A
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JP
Japan
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semiconductor
cooler
semiconductor device
electrode
semiconductor module
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Pending
Application number
JP2008135654A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyofumi Nakajima
清文 中島
Yuji Osada
裕司 長田
Yukio Miyaji
幸夫 宮地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
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    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which allows a part of a plurality of semiconductor modules, which constitute the semiconductor device, to be replaced and repaired. <P>SOLUTION: A semiconductor device 10 includes semiconductor modules 20 having heat radiating fins 28 arranged symmetrically on both sides of semiconductor elements 22, and a cooler 50 having a coolant flow passage 52 formed therein and includes the cooling fins 28 disposed in the coolant flow passage 52 with the semiconductor modules 20 mounted in the cooler 50, and a plurality of semiconductor modules 20 are attached to and removed from the cooler 50. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体素子の両側に対称配置される放熱フィンが冷却器の冷媒流路内に配置される半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device in which radiating fins arranged symmetrically on both sides of a semiconductor element are arranged in a refrigerant flow path of a cooler.

従来から、半導体素子で発生した熱を放熱させる半導体装置として、半導体素子の両側に対称配置される放熱フィンが冷却器の冷媒流路内に配置されたものが知られている（例えば、特許文献１）。この半導体装置では、半導体素子の両側に、半田層、電極層、絶縁層、放熱フィンが順次積層されている。半導体素子で発生した熱は、放熱フィン等を介して、冷媒流路内を循環する冷却液により外部に運ばれ散逸される。これにより、半導体素子の過熱を抑制して、半導体素子の熱破壊等を抑制することができる。
特開２００４−３６３３３７号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor device that dissipates heat generated in a semiconductor element is known in which radiating fins arranged symmetrically on both sides of the semiconductor element are arranged in a refrigerant flow path of a cooler (for example, Patent Documents). 1). In this semiconductor device, a solder layer, an electrode layer, an insulating layer, and a radiation fin are sequentially laminated on both sides of the semiconductor element. The heat generated in the semiconductor element is transferred to the outside and dissipated by the coolant circulating in the refrigerant flow path through the radiation fins. Thereby, overheating of the semiconductor element can be suppressed, and thermal destruction of the semiconductor element can be suppressed.
JP 2004-363337 A

しかしながら、上記従来の半導体装置では、半導体装置を構成する複数の半導体モジュールの一部で故障等の不具合が発生すると、半導体装置自体を交換する必要があった。   However, in the conventional semiconductor device described above, when a failure such as a failure occurs in some of the plurality of semiconductor modules constituting the semiconductor device, it is necessary to replace the semiconductor device itself.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、半導体装置を構成する複数の半導体モジュールの一部を交換、修理できる半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device in which a part of a plurality of semiconductor modules constituting the semiconductor device can be replaced or repaired.

前記目的を達成するため、第１の発明は、半導体素子の両側に放熱フィンが対称配置される半導体モジュールと、内部に冷媒流路が形成される冷却器と、を備え、前記半導体モジュールが前記冷却器に装着された状態で、前記放熱フィンが前記冷媒流路内に配置される半導体装置において、
前記半導体モジュールは、複数であって、それぞれが、前記冷却器に着脱可能である。 In order to achieve the object, the first invention includes a semiconductor module in which radiating fins are symmetrically arranged on both sides of a semiconductor element, and a cooler in which a refrigerant flow path is formed. In the semiconductor device in which the radiating fin is disposed in the refrigerant flow path in a state of being mounted on a cooler,
There are a plurality of the semiconductor modules, each of which can be attached to and detached from the cooler.

第２の発明は、第１の発明に係る半導体装置であって、前記半導体モジュールと前記冷却器とを着脱可能とさせるネジ機構を備える。   A second invention is a semiconductor device according to the first invention, and includes a screw mechanism that allows the semiconductor module and the cooler to be attached and detached.

第３の発明は、第１又は第２の発明に係る半導体装置であって、前記半導体モジュールと前記冷却器との間隙にシール部材を備える。   A third invention is a semiconductor device according to the first or second invention, wherein a seal member is provided in a gap between the semiconductor module and the cooler.

本発明によれば、半導体装置を構成する複数の半導体モジュールの一部を交換、修理できる半導体装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the semiconductor device which can exchange and repair a part of several semiconductor module which comprises a semiconductor device can be provided.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明の半導体装置の第１実施例を示す概略図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａから見た断面図である。図２は、半導体装置１０に関連する電気回路の一例を示す図である。図３は、半導体モジュール２０の一例を示す断面図である。図４は、フィン２８ｂの一例を示す斜視図である。図５は、フィン２８ｂの別の例を示す斜視図である。   1A and 1B are schematic views showing a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention, in which FIG. 1A is a top view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an electric circuit related to the semiconductor device 10. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the semiconductor module 20. FIG. 4 is a perspective view showing an example of the fin 28b. FIG. 5 is a perspective view showing another example of the fin 28b.

半導体装置１０は、半導体モジュール２０と、冷却器５０とを備える。例えば、図１に示すように、６つの半導体モジュール２０が１つの冷却器５０に装着されている。この状態で、各半導体モジュール２０の放熱フィン２８は、冷却器５０の冷媒流路５２内に配置され、冷媒流路５２内を循環する冷却液に浸漬されている。   The semiconductor device 10 includes a semiconductor module 20 and a cooler 50. For example, as shown in FIG. 1, six semiconductor modules 20 are attached to one cooler 50. In this state, the heat radiating fins 28 of the respective semiconductor modules 20 are arranged in the refrigerant flow path 52 of the cooler 50 and are immersed in a coolant circulating in the refrigerant flow path 52.

冷媒流路５２内を循環する冷却液は、放熱フィン２８を介して、後述の半導体素子２２（図３参照）で発生した熱を外部に運び、散逸させる。これにより、半導体素子２２の過熱を抑制して、半導体素子２２の熱破壊を抑制することができる。   The coolant that circulates in the refrigerant flow path 52 carries the heat generated in the semiconductor element 22 (see FIG. 3), which will be described later, to the outside and dissipates through the heat radiation fins 28. Thereby, overheating of the semiconductor element 22 can be suppressed, and thermal destruction of the semiconductor element 22 can be suppressed.

半導体素子２２は、例えば、ＩＧＢＴ、パワーＭＯＳＦＥＴ等のパワー半導体素子で構成される。半導体素子２２の一方の主面には、コレクタ電極（図示せず）が形成され、半導体素子２２の他方の主面には、エミッタ電極（図示せず）及びゲート電極（図示せず）が形成される。ゲート電極の電圧を制御することにより、コレクタ電極からエミッタ電極へ流れる電流のオン、オフが制御される。   The semiconductor element 22 is composed of a power semiconductor element such as an IGBT or a power MOSFET, for example. A collector electrode (not shown) is formed on one main surface of the semiconductor element 22, and an emitter electrode (not shown) and a gate electrode (not shown) are formed on the other main surface of the semiconductor element 22. Is done. By controlling the voltage of the gate electrode, on / off of the current flowing from the collector electrode to the emitter electrode is controlled.

半導体装置１０は、例えば、図２に示すように、上述のＩＧＢＴ２２と還流ダイオードとの組合せ６組を３相ブリッジ結線して、直流電流を３相交流電流に変換する３相交流インバータ回路Ｃを構成している。この３相交流インバータ回路Ｃの出力部は、３相モータＭに結線されている。ＩＧＢＴ２２のオン、オフのスイッチング周波数を変更することにより、３相モータＭの回転速度、出力トルクを容易に変更することができる。   For example, as shown in FIG. 2, the semiconductor device 10 includes a three-phase AC inverter circuit C that converts a DC current into a three-phase AC current by three-phase bridge connection of six combinations of the IGBT 22 and the reflux diode described above. It is composed. The output portion of the three-phase AC inverter circuit C is connected to the three-phase motor M. The rotational speed and output torque of the three-phase motor M can be easily changed by changing the on / off switching frequency of the IGBT 22.

半導体モジュール２０は、例えば、図２の領域Ａ１に相当する電気回路を構成するものであり、この場合、図３に示すように、ＩＧＢＴ２２の両電極面上（両主面上）に、半田層（図示せず）、電極２４、絶縁層２６、放熱フィン２８が順次積層される。つまり、各構成要素２４、２６、２８は、熱源（ＩＧＢＴ２２）に対して対称配置される。その結果、各構成要素２２、２４、２６、２８の熱膨張差に起因する反り等の変形が、抑制される。   The semiconductor module 20 constitutes, for example, an electric circuit corresponding to the region A1 in FIG. 2, and in this case, as shown in FIG. 3, a solder layer is formed on both electrode surfaces (both main surfaces) of the IGBT 22. (Not shown), an electrode 24, an insulating layer 26, and a radiation fin 28 are sequentially stacked. That is, each component 24, 26, 28 is symmetrically disposed with respect to the heat source (IGBT 22). As a result, deformation such as warpage due to the difference in thermal expansion between the constituent elements 22, 24, 26, and 28 is suppressed.

電極２４は、導電性や放熱性に優れたＣｕやＡｌ等の金属で形成される。この電極２４は、ＩＧＢＴ２２と外部とを電気的に接続するものであり、例えば、図３に示すように、ＩＧＢＴ２２の電極面と半田層を介して接続された本体部２４ａと、本体部２４ａから外部に向けて電極面と平行に延在する延在部２４ｂとから構成される。   The electrode 24 is formed of a metal such as Cu or Al that is excellent in conductivity and heat dissipation. The electrode 24 electrically connects the IGBT 22 and the outside. For example, as shown in FIG. 3, the main body 24 a connected to the electrode surface of the IGBT 22 via a solder layer, and the main body 24 a It is comprised from the extension part 24b extended in parallel with an electrode surface toward the exterior.

延在部２４ｂは、短絡を防止するため、絶縁性の樹脂モールド３０で被覆された後、リング状の頭部４０の内側に挿着され、頭部４０から外部に向けて突出される。延在部２４ｂの先端は、接続端子として機能するよう、樹脂モールド３０から露出される。   The extension 24b is covered with an insulating resin mold 30 in order to prevent a short circuit, and is then inserted inside the ring-shaped head 40 and protrudes outward from the head 40. The tip of the extending part 24b is exposed from the resin mold 30 so as to function as a connection terminal.

絶縁層２６は、耐電圧性を備えた材料で形成される。例えば、絶縁層２６は、放熱性に優れたＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４等のセラミックスで形成されてもよく、柔軟性や絶縁性に優れたエポキシ樹脂等の樹脂で形成されてもよい。この絶縁層２６は、電極２４の本体部２４ａを覆うように形成され、電極２４の本体部２４ａと放熱フィン２８との短絡を防止している。 The insulating layer 26 is formed of a material having voltage resistance. For example, the insulating layer 26 may be formed of ceramics such as AlN and Si 3 N 4 that are excellent in heat dissipation, or may be formed of resin such as an epoxy resin that is excellent in flexibility and insulation. The insulating layer 26 is formed so as to cover the main body 24 a of the electrode 24, and prevents a short circuit between the main body 24 a of the electrode 24 and the heat radiation fin 28.

放熱フィン２８は、放熱性や耐食性に優れたＡｌ等の金属で形成される。この放熱フィン２８は、ＩＧＢＴ２２の両側に対称配置され、両側からＩＧＢＴ２２で発生する熱を効率的に放熱させる。   The heat radiating fins 28 are formed of a metal such as Al having excellent heat dissipation and corrosion resistance. The radiating fins 28 are arranged symmetrically on both sides of the IGBT 22 and efficiently radiate the heat generated in the IGBT 22 from both sides.

例えば、放熱フィン２８は、図３に示すように、半導体素子２２の電極面（主面）と対面する位置に設置される基板２８ａと、基板２８ａ上に等間隔で並設されるフィン２８ｂとを含み構成される。   For example, as shown in FIG. 3, the heat radiation fins 28 include a substrate 28 a installed at a position facing the electrode surface (main surface) of the semiconductor element 22, and fins 28 b arranged in parallel on the substrate 28 a at equal intervals. It is comprised including.

フィン２８ｂは、図３に示すように、半導体素子２２の電極面（主面）と垂直に配置され、冷却液を円滑に循環させるため、図１に示すように、冷却液の流線方向Ｄと平行に配置される。このフィン２８ｂは、図４に示すように、周方向の２箇所で分断された板状であってもよく、図５に示すように、周方向全周に亘り一体化されたリング状であってもよい。   As shown in FIG. 3, the fin 28 b is arranged perpendicular to the electrode surface (main surface) of the semiconductor element 22 and smoothly circulates the cooling liquid. Are arranged in parallel. As shown in FIG. 4, the fin 28b may have a plate shape divided at two locations in the circumferential direction, and as shown in FIG. 5, the fin 28b has a ring shape integrated over the entire circumference. May be.

冷却器５０は、図１に示すように、冷媒流路５２と、冷媒流路５２と外部とを連通する連通孔５４とを備える。連通孔５４の径寸法は、放熱フィン２８の外形寸法より十分大きく、放熱フィン２８は、外部から連通孔５４を介して冷媒流路５２内へ挿入され、冷媒流路５２内を循環する冷却液に浸漬される。   As shown in FIG. 1, the cooler 50 includes a coolant channel 52 and a communication hole 54 that communicates the coolant channel 52 with the outside. The diameter dimension of the communication hole 54 is sufficiently larger than the outer dimension of the heat radiation fin 28, and the heat radiation fin 28 is inserted into the refrigerant flow path 52 from the outside through the communication hole 54 and circulates in the refrigerant flow path 52. Soaked in.

半導体装置１０は、その特徴的な構成として、各半導体モジュール２０と冷却器５０とを着脱可能とさせる機構を備える。着脱可能とさせる機構は、ネジ機構が好ましい。これは、着脱の際に熱処理や加圧処理が不要になるので、着脱による半導体モジュール２０への負荷が軽減されるからである。   The semiconductor device 10 includes a mechanism that allows each semiconductor module 20 and the cooler 50 to be attached and detached as a characteristic configuration. A screw mechanism is preferable as the mechanism that can be attached and detached. This is because heat treatment and pressure treatment are not required at the time of attachment / detachment, so that the load on the semiconductor module 20 due to attachment / detachment is reduced.

例えば、ネジ機構６０は、図１、図３に示すように、各半導体モジュール２０の頭部４０の外周に形成されるネジ山６２と、冷却器５０の連通孔５４の内周に形成されるネジ溝６４とから構成される。この構成によれば、頭部４０を連通孔５４に螺着脱させることができる。その結果、各半導体モジュール２０を軸回りに回転させることにより、冷却器５０に着脱させることができる。   For example, as shown in FIGS. 1 and 3, the screw mechanism 60 is formed on a screw thread 62 formed on the outer periphery of the head 40 of each semiconductor module 20 and on the inner periphery of the communication hole 54 of the cooler 50. And a thread groove 64. According to this configuration, the head 40 can be screwed into and removed from the communication hole 54. As a result, each semiconductor module 20 can be attached to and detached from the cooler 50 by rotating around each axis.

ネジ山６２やネジ溝６４は、図１、図３に示すように、軸方向に沿って径寸法が漸次小さくなるテーパ状に形成されてもよい。これにより、螺着時におけるネジ山６２とネジ溝６４との密着性を高め、冷却液の漏出を防止することができる。   As shown in FIGS. 1 and 3, the screw thread 62 and the screw groove 64 may be formed in a tapered shape whose diameter dimension gradually decreases along the axial direction. Thereby, the adhesiveness of the screw thread 62 and the screw groove 64 at the time of screwing can be improved, and leakage of a cooling fluid can be prevented.

図６は、半導体モジュール２０と冷却器５０とを着脱可能とさせるネジ機構の別の例を示す断面図である。このネジ機構７０は、半導体モジュール２０の頭部４０を軸方向に貫通して冷却器５０の上面５０ａに穿設されるネジ孔７２と、ネジ７４とから構成される。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of a screw mechanism that allows the semiconductor module 20 and the cooler 50 to be attached and detached. The screw mechanism 70 includes a screw hole 72 that penetrates the head 40 of the semiconductor module 20 in the axial direction and is formed in the upper surface 50 a of the cooler 50, and a screw 74.

この構成によれば、ネジ７４により頭部４０と冷却器５０とを締結させることができる。その結果、ネジ７４を軸回りに回転させることにより、各半導体モジュール２０と冷却器５０とを着脱可能とさせることができる。   According to this configuration, the head 40 and the cooler 50 can be fastened by the screw 74. As a result, each semiconductor module 20 and the cooler 50 can be made detachable by rotating the screw 74 around the axis.

この半導体モジュール２０の頭部４０と冷却器５０との間隙には、図６に示すように、Ｏリングやガスケット等のシール部材８０が配設される。これにより、冷却液の漏出を防止することができる。   As shown in FIG. 6, a seal member 80 such as an O-ring or a gasket is disposed in the gap between the head 40 of the semiconductor module 20 and the cooler 50. Thereby, leakage of the coolant can be prevented.

以上のように、本実施例によれば、各半導体モジュール２０と冷却器５０とを着脱可能とさせることができる。したがって、半導体装置１０を構成する複数の半導体モジュール２０の一部を交換、修理することができる。例えば、半導体モジュール２０を冷却器５０から取り外して、放熱フィン２８に付着する堆積物（熱抵抗として作用）を洗浄し、半導体モジュール２０の冷却効率を維持することができる。   As described above, according to this embodiment, each semiconductor module 20 and the cooler 50 can be attached and detached. Therefore, a part of the plurality of semiconductor modules 20 constituting the semiconductor device 10 can be exchanged and repaired. For example, the semiconductor module 20 can be removed from the cooler 50 and the deposit (acting as thermal resistance) adhering to the heat radiation fins 28 can be washed to maintain the cooling efficiency of the semiconductor module 20.

また、着脱可能とすることで、従来技術である半導体モジュールと冷却器とがロウ付けや半田付け等で接合された接合熱工程に起因した半導体装置の熱変形等の不具合が回避できると共に、半導体モジュール２０と冷却器５０とが完全密着（接合）されていないため、半導体素子２２の発熱に起因する半導体モジュール２０と冷却器５０との間の熱応力が緩和される。   In addition, by making it detachable, it is possible to avoid problems such as thermal deformation of the semiconductor device due to the joining heat process in which the conventional semiconductor module and the cooler are joined by brazing or soldering, etc. Since the module 20 and the cooler 50 are not completely adhered (bonded), the thermal stress between the semiconductor module 20 and the cooler 50 due to the heat generation of the semiconductor element 22 is relieved.

図７は、本発明の半導体装置の第２実施例を示す概略図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａから見た断面図である。図８は、半導体モジュール１２０の一例を示す断面図である。以下、第２実施例の半導体装置１００の各構成について説明するが、同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。   FIGS. 7A and 7B are schematic views showing a second embodiment of the semiconductor device of the present invention, in which FIG. 7A is a top view and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of the semiconductor module 120. Hereinafter, although each structure of the semiconductor device 100 of 2nd Example is demonstrated, about the same structure, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

半導体装置１００は、半導体モジュール１２０と、冷却器５０とを備える。例えば、図７に示すように、３つの半導体モジュール１２０が１つの冷却器５０に装着されている。この状態で、各半導体モジュール１２０の放熱フィン２８は、冷媒流路５２内に配置され、冷媒流路５２内を循環する冷却液に浸漬されている。   The semiconductor device 100 includes a semiconductor module 120 and a cooler 50. For example, as shown in FIG. 7, three semiconductor modules 120 are mounted on one cooler 50. In this state, the heat radiating fins 28 of the respective semiconductor modules 120 are arranged in the refrigerant flow path 52 and are immersed in a coolant circulating in the refrigerant flow path 52.

冷媒流路５２内を循環する冷却液は、放熱フィン２８を介して、半導体素子２２で発生した熱を外部に運び、散逸させる。これにより、半導体素子２２の過熱を抑制して、半導体素子２２の熱破壊を抑制することができる。   The coolant circulating in the refrigerant flow path 52 carries heat generated in the semiconductor element 22 to the outside through the heat radiation fins 28 and dissipates it. Thereby, overheating of the semiconductor element 22 can be suppressed, and thermal destruction of the semiconductor element 22 can be suppressed.

半導体装置１００は、例えば、図２に示す３相インバータ回路Ｃを構成している。   The semiconductor device 100 forms, for example, a three-phase inverter circuit C shown in FIG.

半導体モジュール１２０は、例えば、図２の領域Ａ２に相当する電気回路を構成するものである。この場合、図８に示すように、２つのＩＧＢＴ２２が、電極１２４を介して一体化される。一体化されたＩＧＢＴ２２の両電極面上（両主面上）には、半田層（図示せず）、電極２４、絶縁層２６、放熱フィン２８が順次積層される。   The semiconductor module 120 constitutes, for example, an electric circuit corresponding to the area A2 in FIG. In this case, as shown in FIG. 8, the two IGBTs 22 are integrated via the electrode 124. On both electrode surfaces (on both main surfaces) of the integrated IGBT 22, a solder layer (not shown), an electrode 24, an insulating layer 26, and a radiation fin 28 are sequentially stacked.

電極１２４は、導電性や放熱性に優れたＣｕやＡｌ等の金属で形成される。この電極１２４は、３相モータＭに結線され、出力バスバーとして機能するものである。なお、残りの電極２４は、電源Ｐに結線され、それぞれ、電源バスバー、接地バスバーとして機能している。   The electrode 124 is formed of a metal such as Cu or Al that is excellent in conductivity and heat dissipation. The electrode 124 is connected to the three-phase motor M and functions as an output bus bar. The remaining electrodes 24 are connected to the power source P and function as a power bus bar and a ground bus bar, respectively.

このように、電極１２４は、ＩＧＢＴ２２と外部とを電気的に接続するものであり、例えば、図８に示すように、ＩＧＢＴ２２の電極面と半田層を介して接続された本体部１２４ａと、本体部１２４ａから外部に向けて電極面と平行に延在する延在部１２４ｂとから構成される。   Thus, the electrode 124 is for electrically connecting the IGBT 22 and the outside. For example, as shown in FIG. 8, the main body 124a connected to the electrode surface of the IGBT 22 via the solder layer, and the main body The extending portion 124b extends in parallel with the electrode surface from the portion 124a toward the outside.

延在部１２４ｂは、短絡を防止するため、絶縁性の樹脂モールド３０で被覆された後、リング状の頭部４０の内側に挿着され、頭部４０から外部に向けて突出される。延在部１２４ｂの先端は、接続端子として機能するよう、樹脂モールド３０から露出される。   The extension portion 124b is covered with an insulating resin mold 30 in order to prevent a short circuit, and is then inserted into the ring-shaped head portion 40 and protrudes outward from the head portion 40. The tip of the extension part 124b is exposed from the resin mold 30 so as to function as a connection terminal.

この半導体装置１００では、１つの半導体モジュール１２０に２つの半導体素子２２を実装させるので、実施例１と比較して、半導体モジュール１２０の数を削減することができる。その結果、半導体装置１００の小型化、低コスト化を図ることができる。また、出力バスバー、電源バスバー、接地バスバーが平行に配置されるため、相互インダクタンス効果により寄生インダクタンスを小さくすることができ、損失を低減することができる。   In this semiconductor device 100, since the two semiconductor elements 22 are mounted on one semiconductor module 120, the number of semiconductor modules 120 can be reduced as compared with the first embodiment. As a result, the semiconductor device 100 can be reduced in size and cost. Further, since the output bus bar, the power bus bar, and the ground bus bar are arranged in parallel, the parasitic inductance can be reduced by the mutual inductance effect, and the loss can be reduced.

なお、半導体装置１００は、実施例１と同様に、各半導体モジュール１２０と冷却器５０とを着脱可能とさせるネジ機構６０を備え、各半導体モジュール１２０と冷却器５０とを着脱可能とさせる。したがって、半導体装置１００を構成する複数の半導体モジュール１２０の一部を交換、修理することができる。   As in the first embodiment, the semiconductor device 100 includes a screw mechanism 60 that allows the semiconductor modules 120 and the cooler 50 to be attached and detached, and enables the semiconductor modules 120 and the cooler 50 to be attached and detached. Therefore, a part of the plurality of semiconductor modules 120 constituting the semiconductor device 100 can be replaced and repaired.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.

例えば、本実施例の冷却器５０は、液冷型であるとしたが、空冷型であってもよい。   For example, the cooler 50 of the present embodiment is a liquid cooling type, but may be an air cooling type.

本発明の半導体装置の第１実施例を示す概略図である。It is the schematic which shows 1st Example of the semiconductor device of this invention. 半導体装置１０に関連する電気回路の一例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of an electric circuit related to a semiconductor device 10. 半導体モジュール２０の一例を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor module 20. FIG. フィン２８ｂの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the fin 28b. フィン２８ｂの別の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of the fin 28b. 半導体モジュール２０と冷却器５０とを着脱可能とさせるネジ機構の別の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the screw mechanism which makes the semiconductor module 20 and the cooler 50 removable. 本発明の半導体装置の第２実施例を示す概略図である。It is the schematic which shows 2nd Example of the semiconductor device of this invention. 半導体モジュール１２０の一例を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor module 120. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０、１００ 半導体装置
２０、１２０ 半導体モジュール
２２ 半導体素子
２８ 放熱フィン
５０ 冷却器
５２ 冷媒流路
６０、７０ ネジ機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 100 Semiconductor device 20, 120 Semiconductor module 22 Semiconductor element 28 Radiation fin 50 Cooler 52 Refrigerant flow path 60, 70 Screw mechanism

Claims (3)

半導体素子の両側に放熱フィンが対称配置される半導体モジュールと、内部に冷媒流路が形成される冷却器と、を備え、前記半導体モジュールが前記冷却器に装着された状態で、前記放熱フィンが前記冷媒流路内に配置される半導体装置において、
前記半導体モジュールは、複数であって、それぞれが、前記冷却器に着脱可能である半導体装置。 A semiconductor module in which radiating fins are arranged symmetrically on both sides of the semiconductor element; and a cooler in which a refrigerant flow path is formed, and the radiating fin is mounted in the cooler. In the semiconductor device disposed in the refrigerant flow path,
A semiconductor device comprising a plurality of the semiconductor modules, each of which can be attached to and detached from the cooler. 前記半導体モジュールと前記冷却器とを着脱可能とさせるネジ機構を備える請求項１記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, further comprising a screw mechanism that allows the semiconductor module and the cooler to be attached and detached. 前記半導体モジュールと前記冷却器との間隙にシール部材を備える請求項１又は２記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a seal member is provided in a gap between the semiconductor module and the cooler.
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