[發明專利]半導體裝置

在審

• 申請號: 201880099571.1
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN113056817A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 飯塚新;岡本是英;白濱亮彌
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473;H01L25/07;H01L25/18
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 何立波;張天舒

第1散熱器(51)具有第1內表面(FI1)和第1外表面(FO1)，具有第1貫穿孔(TH1)。第2散熱器(52)具有：第2內表面(FI2)，其是與第1散熱器(51)的第1內表面(FI1)之間隔開間隔地配置的；以及與第2內表面(FI2)相反的第2外表面(FO2)，具有第2貫穿孔(TH2)。半導體元件(710)配置于第1散熱器(51)的第1內表面(FI1)和第2散熱器(52)的第2內表面(FI2)之間的間隔內。封裝材料(70)在第1內表面(FI1)和第2內表面(FI2)之間的間隔內對半導體元件(710)進行封裝。第1中空管(30)將第1貫穿孔(TH1)和第2貫穿孔(TH2)彼此連接，由金屬構成。

技術領域

本發明涉及半導體裝置，特別涉及具有散熱器的電力用半導體裝置。

背景技術

近年來，謀求使高輸出的功率模塊(半導體裝置)維持高可靠性且實現小型化。作為為此的一種方法，存在將傳遞模塑技術應用于高輸出的功率模塊的方法。在該情況下，在功率模塊中通過樹脂(典型地，環氧類樹脂等熱固性樹脂)對半導體元件進行封裝。另外，針對功率模塊的小型化的要求，正在開發將搭載于功率模塊的半導體元件的容量增大的技術。由于大容量的半導體元件在動作時容易變為高溫狀態，因此為了維持高可靠性，需要對其進行充分冷卻的高性能的冷卻機構。為了在提高冷卻性能的同時還還響應實現小型化的要求，謀求以不過度增大功率模塊的大小的方式設置高性能的冷卻機構的技術。例如，根據日本特開平2-130860號公報(專利文獻1)所記載的技術，設置將對IC(集成電路：Integrated Circuit)芯片進行封裝的封裝件貫穿的孔，在該孔中流動冷卻劑。根據該公報，主張了由此能夠有效地進行冷卻。

專利文獻1：日本特開平2-130860號公報

發明內容

作為一種有效地對功率模塊進行冷卻的技術，直接水冷技術已廣為人知。在直接水冷技術中，典型地，通過冷卻水(水或水和防凍液的混合液)的流動直接對功率模塊的散熱器進行冷卻。在上述公報所記載的技術中，如果作為封裝材料使用樹脂，并且作為“冷卻劑”使用冷卻水，則由于冷卻水與樹脂進行接觸而在封裝材料產生吸濕。其結果，功率模塊(半導體裝置)的可靠性惡化。另外，即使在使用不包含水的冷卻液的情況下，只要在冷卻液與樹脂之間產生反應，可靠性也會惡化。

本發明就是為了解決以上那樣的課題而提出的，其目的在于，使具有高輸出的半導體裝置確保高可靠性且實現小型化。

本發明的半導體裝置具有第1散熱器、第2散熱器、半導體元件、第1中空管、封裝材料。第1散熱器具有第1內表面、與第1內表面相反的第1外表面，第1散熱器具有第1內表面和第1外表面之間的第1貫穿孔。第2散熱器具有：第2內表面，其與所述第1散熱器的第1內表面之間隔開間隔地配置；以及與第2內表面相反的第2外表面，第2散熱器具有第2內表面和第2外表面之間的第2貫穿孔。半導體元件配置于第1散熱器的第1內表面和第2散熱器的第2內表面之間的間隔內。封裝材料在第1散熱器的第1內表面和第2散熱器的第2內表面之間的間隔內對半導體元件進行封裝。第1中空管將第1散熱器的第1貫穿孔和第2散熱器的第2貫穿孔連接，由金屬構成。

發明的效果

根據本發明，通過由金屬構成的第1中空管彼此緊密地熱連接的第1散熱器及第2散熱器由冷卻水冷卻，由此能夠得到高冷卻性能。因此，能夠使具有高輸出的半導體裝置進行動作。而且，通過將第1中空管用作冷卻水的路徑，能夠將第1散熱器和第2散熱器之間的冷卻水路徑以不占有大的空間的方式配置。因此，能夠將半導體裝置小型化。而且，通過使第1中空管由金屬構成，從而防止冷卻水滲透至第1中空管中而到達封裝材料。因此，能夠防止由封裝材料對冷卻水進行吸收而引起的可靠性劣化。由此，能夠使具有高輸出的半導體裝置確保高可靠性且實現小型化。

本發明的目的、特征、方案、以及優點通過下面的詳細的說明和附圖會更加清楚。

附圖說明

圖1是示意性地表示本發明的實施方式1中的半導體裝置(水冷模塊單元)的結構的剖視圖。