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公開番号2022175309
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-11-25
出願番号2021081603
出願日2021-05-13
発明の名称半導体モジュール
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類H01L 23/36 20060101AFI20221117BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体モジュールにおける放熱性能を向上する。
【解決手段】パワー半導体デバイスと、パワー半導体デバイスが固定される回路基板と、パワー半導体デバイスおよび回路基板を封止し、一体的に設けられた封止部と、回路基板と向かい合って配置された冷却部と、回路基板および冷却部の間に配置された液体金属部とを備え、封止部および冷却部の内の一方の部材である第1部材には、回路基板と平行な面において液体金属部を囲んで設けられ、且つ、封止部および冷却部の内の他方の部材である第2部材に向かって突出する突起部が設けられている半導体モジュールを提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
パワー半導体デバイスと、
前記パワー半導体デバイスが固定される回路基板と、
前記パワー半導体デバイスおよび前記回路基板を封止し、一体的に設けられた封止部と、
前記回路基板と向かい合って配置された冷却部と、
前記回路基板および前記冷却部の間に配置された液体金属部と
を備え、
前記封止部および前記冷却部の内の一方の部材である第1部材には、前記回路基板と平行な面において前記液体金属部を囲んで設けられ、且つ、前記封止部および前記冷却部の内の他方の部材である第2部材に向かって突出する突起部が設けられている半導体モジュール。
続きを表示(約 900 文字)【請求項2】
前記第2部材には、前記突起部が挿入される溝部が設けられている
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項3】
前記溝部の深さは、前記回路基板および前記冷却部の間において前記液体金属部が設けられる領域の高さよりも大きい
請求項2に記載の半導体モジュール。
【請求項4】
前記第2部材は、前記第1部材の前記突起部に囲まれた空間に挿入されている
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項5】
前記突起部を前記第2部材に固定し、且つ、前記液体金属部が設けられた空間を封止する接着材を更に備える
請求項1から4のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項6】
前記冷却部は、前記回路基板と向かい合って配置された対向面を有し、
前記対向面のうち、前記突起部で囲まれる領域に、窪み部が設けられている
請求項1から5のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項7】
前記液体金属部は、前記冷却部、前記回路基板および前記突起部で囲まれた領域に空間が残存するように充填されている
請求項1から6のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項8】
前記冷却部は、前記液体金属部と接する部分が、アルミニウムよりも前記液体金属部に対する耐腐食性が高い高耐食金属で形成されている
請求項1から7のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項9】
前記冷却部は、
アルミニウムを含む材料で形成されたボディ部と、
前記高耐食金属で形成され、前記ボディ部の表面の少なくとも一部をコーティングするコーティング部と
を有し、
前記液体金属部は、前記コーティング部と接触する
請求項8に記載の半導体モジュール。
【請求項10】
前記液体金属部は25℃で液相である
請求項1から9のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体モジュールに関する。
続きを表示(約 1,100 文字)【背景技術】
【0002】
従来、冷却フィン等のベース部材に、パワー半導体デバイス等のように発熱する素子を含む装置を固定したモジュールが知られている(例えば、特許文献1-5参照)。
特許文献1 特開2004-311820号公報
特許文献2 特開2010-212539号公報
特許文献3 特開2018-152408号公報
特許文献4 特開2010-231979号公報
特許文献5 WO2016/98890号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
パワー半導体デバイスを含むモジュールにおいては小型化の要求が高まっており、モジュールの小型化を可能にする放熱性能の向上が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の一つの態様においては、半導体モジュールを提供する。半導体モジュールは、パワー半導体デバイスを備えてよい。半導体モジュールは、パワー半導体デバイスが固定される回路基板を備えてよい。半導体モジュールは、パワー半導体デバイスおよび回路基板を封止し、一体的に設けられた封止部を備えてよい。半導体モジュールは、回路基板と向かい合って配置された冷却部を備えてよい。半導体モジュールは、回路基板および冷却部の間に配置された液体金属部を備えてよい。封止部および冷却部の内の一方の部材である第1部材には、回路基板と平行な面において液体金属部を囲んで設けられ、且つ、封止部および冷却部の内の他方の部材である第2部材に向かって突出する突起部が設けられていてよい。
【0005】
第2部材には、突起部が挿入される溝部が設けられていてよい。
【0006】
溝部の深さは、回路基板および冷却部の間において液体金属部が設けられる領域の高さよりも大きくてよい。
【0007】
第2部材は、第1部材の突起部に囲まれた空間に挿入されていてよい。
【0008】
半導体モジュールは、突起部を第2部材に固定し、且つ、液体金属部が設けられた空間を封止する接着材を備えてよい。
【0009】
冷却部は、回路基板と向かい合って配置された対向面を有してよい。対向面のうち、突起部で囲まれる領域に、窪み部が設けられていてよい。
【0010】
液体金属部は、冷却部、回路基板および突起部で囲まれた領域に空間が残存するように充填されていてよい。
(【0011】以降は省略されています)

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