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公開番号2024132021
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023042640
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の均等化が容易となる放熱部材を提供する。
【解決手段】半導体モジュール100において、少なくとも1つのフィン6は、第1方向Xに複数配置される半導体素子5A～5Fと第3方向Zに対向するフィン領域部RA～RFを第1方向に複数有し、複数のフィン領域部RA～RFのうち2以上のフィン領域部RC～RFのそれぞれにおいて、側壁部にスポイラー9が形成され、前記2以上のフィン領域部RC～RFの間で、スポイラー9の数は等しく、冷媒Wが流れる上流側X2のフィン領域部RCから下流側のフィン領域部RFに向かうに従って、フィン領域部RC～RFにおけるスポイラー9の構造による流路抵抗が大きくなる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
半導体素子を搭載する絶縁回路基板を冷却するための放熱部材であって、
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方向に厚みを有し、第３方向一方側に前記絶縁回路基板が配置される板形状のベース部と、
前記ベース部から前記第３方向他方側に突出し、第１方向かつ第３方向に広がって第２方向を厚み方向とする平板状の側壁部を有し、第２方向に複数配置されるフィンと、
を有し、
少なくとも１つの前記フィンは、第１方向に複数配置される前記半導体素子と第３方向に対向するフィン領域部を第１方向に複数有し、
前記複数の前記フィン領域部のうち２以上の前記フィン領域部のそれぞれにおいて、前記側壁部にスポイラーが形成され、
前記２以上の前記フィン領域部の間で、前記スポイラーの数は等しく、
前記冷媒が流れる上流側の前記フィン領域部から下流側の前記フィン領域部に向かうに従って、前記フィン領域部における前記スポイラーの構造による流路抵抗が大きくなる、放熱部材。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
第１方向に隣接する前記フィン領域部のすべての組において、上流側の前記フィン領域部よりも下流側の前記フィン領域部のほうが前記流路抵抗が大きい、請求項１に記載の放熱部材。
【請求項３】
第１方向に隣接する前記フィン領域部の組の少なくともいずれかにおいて、前記フィン領域部の間の前記流路抵抗は等しい、請求項１に記載の放熱部材。
【請求項４】
前記スポイラーが第１方向および第３方向に延びる長さによって、前記流路抵抗が調整される、請求項１に記載の放熱部材。
【請求項５】
前記スポイラーが前記側壁部から第２方向に突出する突出量によって、前記流路抵抗が調整される、請求項１に記載の放熱部材。
【請求項６】
第２方向に視て前記スポイラーが第１方向から傾く角度によって、前記流路抵抗が調整される、請求項１に記載の放熱部材。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放熱部材と、前記絶縁回路基板と、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 1,700 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】
中国特許出願公開第１０６５４６１１６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。従来の放熱部材では、冷媒が流れる方向に複数の半導体素子を配置させる場合、下流側に向かうほど熱移動により冷媒の温度が高くなるため、半導体素子間に生じる温度差が課題となっていた。
【０００５】
上記状況に鑑み、本開示は、半導体素子の冷却性能の均等化が容易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、半導体素子を搭載する絶縁回路基板を冷却するための放熱部材であって、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方向に厚みを有し、第３方向一方側に前記絶縁回路基板が配置される板形状のベース部と、前記ベース部から前記第３方向他方側に突出し、第１方向かつ第３方向に広がって第２方向を厚み方向とする平板状の側壁部を有し、第２方向に複数配置されるフィンと、を有する。少なくとも１つの前記フィンは、第１方向に複数配置される前記半導体素子と第３方向に対向するフィン領域部を第１方向に複数有する。前記複数の前記フィン領域部のうち２以上の前記フィン領域部のそれぞれにおいて、前記側壁部にスポイラーが形成される。前記２以上の前記フィン領域部の間で、前記スポイラーの数は等しく、前記冷媒が流れる上流側の前記フィン領域部から下流側の前記フィン領域部に向かうに従って、前記フィン領域部における前記スポイラーの構造による流路抵抗が大きくなる。
【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の均等化が容易となる。
【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第２方向途中を第２方向他方側から第２方向一方側へ視た場合の側面図である。
図３は、本開示の例示的な実施形態に係る放熱部材を第３方向他方側から第３方向一方側へ視た場合の平面図である。
図４は、シングルスポイラーの一例を示す斜視図である。
図５は、ダブルスポイラーの一例を示す斜視図である。
図６は、スポイラーの長さ調整を説明するための図である。
図７は、スポイラーの突出量調整を説明するための図である。
図８は、スポイラーの角度調整を説明するための図である。
【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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