[實(shí)用新型]功率半導(dǎo)體模塊冷卻裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220575180.2
• 申請(qǐng)日: 2012-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202977400U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 松島誠(chéng)二
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昭和電工株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01L23/473
• 分類(lèi)號(hào): H01L23/473
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 段承恩;楊光軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及冷卻例如IGBT模塊和/或智能功率模塊等使半導(dǎo)體元件及其控制電路一體化而成的功率半導(dǎo)體模塊的功率半導(dǎo)體模塊冷卻裝置。

背景技術(shù)

在搭載于例如電動(dòng)車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)、電車(chē)等的電力轉(zhuǎn)換裝置中使用的IGBT（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）等功率器件（半導(dǎo)體元件），近年來(lái)也多用作與控制電路一體化而被收置于同一封裝中的IGBT模塊（以下稱(chēng)為IGBTM）和/或、相對(duì)于IGBTM進(jìn)一步一體化有保護(hù)電路而被收置于同一封裝中的智能功率模塊（以下稱(chēng)為IPM）。

以往，作為冷卻IGBTM的冷卻裝置，已知有一種產(chǎn)品，其具備：由板狀的外壁部件構(gòu)成并且在內(nèi)部收置受到從IGBTM發(fā)出的熱而沸騰的冷媒的冷媒槽；和在冷媒槽的上部與冷媒槽相連通地設(shè)置且使從冷媒槽上升的氣相冷媒冷凝液化的散熱器，形成有陰螺紋孔的分隔件介于冷媒槽的互相相對(duì)的外壁部件間，IGBTM通過(guò)將在IGBTM設(shè)置的螺釘插穿孔中插穿的陽(yáng)螺紋部件貫穿外壁部件而螺紋嵌合于分隔件的陰螺紋孔內(nèi)、從而安裝于外壁部件的外表面（參照特開(kāi)平8-186209號(hào)公報(bào)）。

但是，在上述公報(bào)記載的冷卻裝置中，陽(yáng)螺紋部件貫穿冷媒槽的外壁部件，因此冷媒恐會(huì)泄漏。

另一方面，作為冷卻沒(méi)有模塊化的IGBT等功率器件的冷卻裝置，已知有一種產(chǎn)品，其包括：由散熱基板及在散熱基板的單面一體形成的散熱翅片構(gòu)成的冷卻器；和由陶瓷板、在陶瓷板的單面設(shè)置的多孔質(zhì)金屬層及覆蓋多孔質(zhì)金屬層的表面的金屬層構(gòu)成的絕緣電路基板，絕緣電路基板的與設(shè)置陶瓷板中的多孔質(zhì)層一側(cè)相反的一側(cè)的面經(jīng)由高導(dǎo)熱性潤(rùn)滑脂而裝載于冷卻器的散熱基板的另一面，陶瓷板的周緣部經(jīng)由在冷卻器的散熱基板固定的夾具而安裝于散熱基板，夾具通過(guò)使在夾具設(shè)置的螺釘插穿孔中插穿的陽(yáng)螺紋部件螺紋嵌合于在冷卻器的散熱基板形成的陰螺紋孔中、從而固定，在絕緣電路基板的金屬層上軟釬焊有多個(gè)功率器件（參照特開(kāi)2003-298009號(hào)公報(bào)）。

但是，在特開(kāi)2003-298009號(hào)公報(bào)記載的冷卻裝置中，冷卻器由散熱基板及在散熱基板的單面一體形成的散熱翅片構(gòu)成，通過(guò)在散熱翅片間流動(dòng)的空氣來(lái)冷卻在絕緣電路基板的金屬層上軟釬焊的多個(gè)功率器件，因此冷卻效率不足。

再有，作為與特開(kāi)2003-298009號(hào)公報(bào)記載的冷卻裝置相比高效地冷卻沒(méi)有模塊化的IGBT等功率器件的冷卻裝置，已知有一種產(chǎn)品，其具備由頂壁、底壁及周壁構(gòu)成且在內(nèi)部具有冷卻流體通路的殼體、配置于殼體的流體通路內(nèi)的波紋狀散熱翅片、與殼體連接而使冷卻液流入殼體內(nèi)的流入管、與殼體連接而使冷卻液從殼體內(nèi)流出的流出管和與殼體的頂壁外表面接合的絕緣電路基板，在絕緣電路基板上接合功率器件（參照特開(kāi)2009-195912號(hào)公報(bào)）。

但是，在將特開(kāi)2009-195912號(hào)公報(bào)記載的冷卻裝置適用于IGBTM和/或IPM等功率半導(dǎo)體模塊的冷卻的情況下，代替在殼體的頂壁外表面接合絕緣電路基板，而在特開(kāi)2009-195912號(hào)公報(bào)記載的冷卻裝置的殼體內(nèi)配置特開(kāi)平8-186209號(hào)公報(bào)記載的分隔件，通過(guò)使在功率半導(dǎo)體模塊設(shè)置的螺釘插穿孔中插穿的陽(yáng)螺紋部件貫穿殼體的頂壁而螺紋嵌合于分隔件的陰螺紋孔，從而將夾具固定于殼體，經(jīng)由固定了的夾具將功率半導(dǎo)體模塊安裝于殼體。但是，該情況下，陽(yáng)螺紋部件貫穿殼體的頂壁，因此冷卻液體恐會(huì)泄漏。此外，分隔件會(huì)妨礙在殼體內(nèi)的冷卻液體的流暢流動(dòng)，冷卻效率恐會(huì)下降。再有，無(wú)法將分隔件配置于翅片存在的部分，因此功率半導(dǎo)體模塊的設(shè)置自由度下降。

為了解決將特開(kāi)2009-195912號(hào)公報(bào)記載的冷卻裝置適用于功率半導(dǎo)體模塊的冷卻的情況下的上述問(wèn)題，而可以考慮增大殼體的頂壁的厚度，并在殼體的頂壁形成螺紋嵌合于陽(yáng)螺紋部件的陰螺紋孔，但是該情況下，由于從功率半導(dǎo)體模塊向殼體內(nèi)流動(dòng)的冷卻流體的導(dǎo)熱性的下降，使得冷卻效率恐會(huì)不足。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供解決上述問(wèn)題，能防止冷卻流體的泄漏，且能抑制冷卻效率的下降的功率半導(dǎo)體模塊冷卻裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型包括以下方式。