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公開番号2024132016
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023042635
出願日2023-03-17
発明の名称放熱部材、および半導体モジュール
出願人ニデック株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類H01L 23/473 20060101AFI20240920BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体素子の冷却性能を向上させることが可能となる放熱部材を提供する。
【解決手段】放熱部材1は、冷媒Wが流れる方向に沿う第1方向、かつ、第1方向に直交する第2方向に広がり、第1方向X及び第2方向Yに直交する第3方向に厚みを有する板形状のベース部2と、ベース部2から前記第3方向一方側に突出して第1方向に延びるフィンが第2方向に複数積層されて構成される放熱フィン部3と、を有し、放熱フィン部3において、フィンが第2方向に隣接することで形成される流路チャンネルが第2方向に複数形成され、ベース部2の第3方向他方側に配置される半導体素子51A等と第3方向に対向する領域を冷媒Wが通過する前記流路チャンネルを第1流路チャンネル31、前記領域を冷媒Wが通過しない前記流路チャンネルを第2流路チャンネル32として、第1流路チャンネル31の平均流路抵抗が、第2流路チャンネル32の平均流路抵抗よりも低い。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
冷媒が流れる方向に沿う第１方向、かつ第１方向に直交する第２方向に広がり、第１方向および第２方向に直交する第３方向に厚みを有する板形状のベース部と、
前記ベース部から前記第３方向一方側に突出して第１方向に延びるフィンが第２方向に複数積層されて構成される放熱フィン部と、
を有し、
前記放熱フィン部において、前記フィンが第２方向に隣接することで形成される流路チャンネルが第２方向に複数形成され、
前記ベース部の第３方向他方側に配置される半導体素子と第３方向に対向する領域を前記冷媒が通過する前記流路チャンネルを第１流路チャンネル、
前記領域を前記冷媒が通過しない前記流路チャンネルを第２流路チャンネルとして、
前記第１流路チャンネルの平均流路抵抗が、前記第２流路チャンネルの平均流路抵抗よりも低い、放熱部材。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記フィンは、第１方向に延びる側板部を有し、
前記側板部に第２方向に貫通する開口部を設けることで前記流路チャンネルの流路抵抗を調整している、請求項１に記載の放熱部材。
【請求項３】
前記フィンは、前記開口部の周縁部の一部から第２方向に突出する突出部を有する、請求項２に記載の放熱部材。
【請求項４】
前記フィンは、第１方向に延びる側板部を有し、
前記側板部の第３方向一方側端部に第３方向他方側に凹む切欠き部が形成されることで、前記流路チャンネルの流路抵抗を調整している、請求項１に記載の放熱部材。
【請求項５】
前記フィンは、第１方向に延びる側板部と、前記側板部の第３方向一方側端部において第２方向に延びる天板部と、を有し、
前記天板部にスリットが形成されることで、前記流路チャンネルの流路抵抗を調整している、請求項１に記載の放熱部材。
【請求項６】
前記流路チャンネルの流路幅が、第２方向に隣接する前記フィンの間の第２方向幅であるとして、
前記第１流路チャンネルの平均流路幅が、前記第２流路チャンネルの平均流路幅よりも広い、請求項１に記載の放熱部材。
【請求項７】
前記第１流路チャンネルにおいて、第１方向に複数配置される前記半導体素子と第３方向に対向する領域の平均流路抵抗は、上流側の領域よりも下流側の領域の方が高い、請求項１に記載の放熱部材。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の放熱部材と、前記半導体素子と、を備える、半導体モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、放熱部材に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、発熱体の冷却に放熱部材が用いられる。放熱部材は、ベース部と、複数のフィンと、を有する。複数のフィンは、ベース部から突出する。複数のフィンにおける隣接するフィン同士の間を水などの冷媒が流れることにより、発熱体の熱は冷媒に移動する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１３／１５７４６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、車載用途などにおいて、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体素子を放熱部材により冷却する技術が重要となっている。
【０００５】
上記状況に鑑み、本開示は、半導体素子の冷却性能を向上させることが可能となる放熱部材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】
本開示の例示的な放熱部材は、冷媒が流れる方向に沿う第１方向、かつ第１方向に直交する第２方向に広がり、第１方向および第２方向に直交する第３方向に厚みを有する板形状のベース部と、
前記ベース部から前記第３方向一方側に突出して第１方向に延びるフィンが第２方向に複数積層されて構成される放熱フィン部と、
を有し、
前記放熱フィン部において、前記フィンが第２方向に隣接することで形成される流路チャンネルが第２方向に複数形成され、
前記ベース部の第３方向他方側に配置される半導体素子と第３方向に対向する領域を前記冷媒が通過する前記流路チャンネルを第１流路チャンネル、
前記領域を前記冷媒が通過しない前記流路チャンネルを第２流路チャンネルとして、
前記第１流路チャンネルの平均流路抵抗が、前記第２流路チャンネルの平均流路抵抗よりも低い。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の例示的な放熱部材によれば、半導体素子の冷却性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本開示の例示的な実施形態に係る放熱部材の斜視図である。
図２は、本開示の例示的な実施形態に係る放熱部材の概略的な平面図である。
図３は、放熱フィン部における流路チャンネルのレイアウトを示す平面図である。
図４は、各種フィンの斜視図である。
図５は、開口部の一例を示す斜視図である。
図６は、切欠き部の一例を示す斜視図である。
図７は、スリットの一例を示す斜視図である。
図８は、シングルスポイラーの一例を示す斜視図である。
図９は、ダブルスポイラーの一例を示す斜視図である。
図１０は、突出部の第１変形例を示す斜視図である。
図１１は、突出部の第２変形例を示す斜視図である。
図１２は、変形例に係る放熱フィン部の一部構成を示す斜視図である。
図１３は、図２と同様の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本開示の例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
なお、図面においては、第１方向をＸ方向として、Ｘ１を第１方向一方側、Ｘ２を第１方向他方側として示す。第１方向は、冷媒Ｗが流れる方向Ｆに沿い、下流側をＦ１、上流側をＦ２として示す。第１方向に直交する第２方向をＹ方向として、Ｙ１を第２方向一方側、Ｙ２を第２方向他方側として示す。第１方向および第２方向に直交する第３方向をＺ方向として、Ｚ１を第３方向一方側、Ｚ２を第３方向他方側として示す。なお、上記直交とは、９０度から若干ずれた角度での交差も含む。上記の各方向は、放熱部材を各種機器に組み込んだときの方向を限定しない。
（【００１１】以降は省略されています）

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