半导体模块和车辆的制作方法

1.本发明涉及半导体模块和车辆。


背景技术：

2.以往，已知一种半导体模块，该半导体模块包括安装有包含散热片的冷却器的电力半导体芯片等多个半导体元件(例如，参照专利文献1
‑
4)。现有技术文献专利文献[专利文献1]日本专利特开2017－092468号公报[专利文献2]日本专利特开2017－050375号公报[专利文献3]wo2015/033724[专利文献4]日本专利特开2016－225339号公报[专利文献5]日本专利特开2010－161203号公报


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
[0003]
上述半导体模块中，电路基板通过粘接剂固定到冷却器，但是在因外部环境和自身发热而导致温度反复变化的状况下，无法抑制由于冷却器中的制冷剂发生流速损失而导致冷却效率产生降低，同时无法抑制由于冷却器的热变形而导致在上述粘接剂中产生较大的应力和塑性应变。用于解决技术问题的技术手段
[0004]
为了解决上述问题，本发明的第1方式中，提供一种包括半导体装置及冷却装置的半导体模块。半导体装置可以包括半导体芯片、安装有半导体芯片的电路基板、以及密封半导体芯片的树脂构造体。冷却装置可以具有在主面固定有半导体装置的电路基板和树脂构造体的顶板。冷却装置可以具有与顶板连接的侧壁。冷却装置可以具有与侧壁连接并与顶板相对的底板。冷却装置可以具有由顶板、侧壁及底板所划定、并用于使制冷剂流通的制冷剂流通部。冷却装置可以具有用于向制冷剂流通部导入制冷剂的入口。冷却装置可以具有用于从制冷剂流通部导出制冷剂的出口。冷却装置可以具有多个翅片和加强销，该多个翅片和加强销配置于制冷剂流通部，并进行延伸以使得连接在顶板和底板之间。制冷剂流通部可以包含配置有多个翅片的冷却区域。制冷剂流通部可以包含第一连通区域，该第一连通区域与冷却区域的一侧相邻，与入口连通，且并未配置多个翅片。制冷剂流通部可以包含第二连通区域，该第二连通区域与冷却区域的一侧的相反侧即另一侧相邻，与出口连通，且并未配置多个翅片。电路基板可以是依次包含具有上表面和下表面的绝缘板、设置于上表面的电路层以及设置于下表面的金属层的层叠基板。在俯视时，金属层的一部分可以与冷却区域重叠，并且除了这一部分之外的部分可以与第一连通区域和第二连通区域中的一个连通区域重叠。加强销可以配置于一个连通区域。在与顶板的主面平行的面内，加强销的截
面的面积可以小于多个翅片中的至少一个翅片的截面的面积。
[0005]
在俯视时，加强销的至少一部分可以与金属层重叠。
[0006]
金属层在俯视时可以呈矩形。在俯视时，加强销的至少一部分可以与金属层的矩形的角部重叠。
[0007]
在俯视时，加强销的一部分可以与金属层的矩形的角部重叠，并且除了这一部分之外的部分可以不与金属层重叠。
[0008]
在俯视时，加强销的至少一部分可以与金属层的矩形的角部中的最远离冷却区域的部分重叠。
[0009]
金属层在俯视时可以呈矩形。在俯视时，加强销可以不与金属层重叠，并且位于金属层的矩形的角部附近。
[0010]
在俯视时，加强销沿着远离冷却区域的方向，设置在与金属层的矩形的角部中的最远离冷却区域的部分隔开大于0mm且2mm以下的距离的位置。
[0011]
半导体装置可以包括两块以上的电路基板。在俯视时，在彼此相邻的两个金属层的矩形的角部之间，可以仅配置一个加强销。
[0012]
制冷剂流通部在俯视时可以呈矩形。在俯视时，加强销可以位于制冷剂流通部的矩形的角部与金属层之间。
[0013]
加强销的平行于顶板的主面的截面的形状可以为圆形。
[0014]
多个翅片分别平行于顶板的主面的截面的形状可以为矩形。多个翅片可以配置于制冷剂流通部，以使得当制冷剂在制冷剂流通部中流动时，矩形的任意一边都不与冷却区域中的制冷剂的主要的流动方向正交。
[0015]
加强销的平行于顶板的主面的截面的形状可以为非多边形。多个翅片分别平行于顶板的主面的截面的形状可以为多边形。
[0016]
与配置于冷却区域的多个翅片的密度相比，配置于至少一个连通区域的多个加强销的密度可以更稀疏。
[0017]
绝缘板可以包含陶瓷。金属层可以利用焊料固定于顶板的主面。
[0018]
树脂构造体可以包括密封半导体芯片的密封部以及包围密封部的收纳部。收纳部可以通过粘接剂固定于顶板的主面。
[0019]
本发明的第2方式中提供一种车辆，其包括第1方式所涉及的半导体模块。
[0020]
另外，上述发明的概要并没有列举出本发明的全部必要特征。此外，这些特征组的子组合也可以构成发明。
附图说明
[0021]
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的半导体模块100的一个示例的示意性的立体图。图2是示出本发明的一个实施方式所涉及的半导体模块100的冷却装置10的一个示例的示意性的立体图。图3是示出本发明的一个实施方式所涉及的半导体模块100的一个示例的示意性的剖视图。图4是图3中虚线所示的区域“a”的局部放大图。
图5是示出了本发明的一个实施方式所涉及的半导体模块100中的冷却装置10的冷却区域95的配置、半导体装置70的金属层85的配置、翅片94的配置和形状、加强销97的配置和形状以及制冷剂的流动方向的一个示例的图。图6是示出本发明的一个实施例所涉及的半导体模块100中的半导体装置70的金属层85、冷却装置10的冷却区域95和加强销97的配置关系的变形例的图。图7是示出本发明一个实施例所涉及的半导体模块100中的半导体装置70的金属层85、冷却装置10的冷却区域95和加强销97的配置关系的变形例的图。图8是示出本发明一个实施例所涉及的半导体模块100中的半导体装置70的金属层85、冷却装置10的冷却区域95和加强销97的配置关系的变形例的图。图9是示出本发明一个实施例所涉及的半导体模块100中的半导体装置70的金属层85、冷却装置10的冷却区域95和加强销97的配置关系的变形例的图。图10是示出本发明一个实施例所涉及的半导体模块100中的半导体装置70的金属层85、冷却装置10的冷却区域95和加强销97的配置关系的变形例的图。图11是示出本发明的一个实施方式所涉及的车辆200的概要的图。图12是本发明的一个实施方式所涉及的半导体模块100的主电路图。
具体实施方式
[0022]
以下，通过发明的实施方式来说明本发明，但是以下的实施方式并不限定权利要求所涉及的发明。另外，实施方式中说明的特征的组合并不全是解决本发明的技术问题的技术手段所必需的。
[0023]
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的半导体模块100的一个示例的示意性的立体图，图2是示出半导体模块100的冷却装置10的一个示例的示意性的立体图。此外，图3是示出本发明的一个实施方式所涉及的半导体模块100的一个示例的示意性的剖视图，图4是图3中的区域a的局部放大图。此外，图5是示出本发明的一个实施方式所涉及的半导体模块100中的冷却装置10的冷却区域95的配置、半导体装置70的金属层85的配置、翅片94的配置和形状、加强销97的配置和配置以及制冷剂的流动方向的一个示例的图。
[0024]
为了便于清楚说明，在图1和图2中，省略了图3和图4中所示的树脂构造体71的图示。图3示出了用xz平面假想地切断图1所示的半导体模块100中的w相单元70w的半导体芯片78和图2所示的冷却装置10的出口42双方的状态。在图4中，顶板20的紧固部21在z轴方向上的厚度用t1来表示，顶板20的冷却区域95在z轴方向上的厚度用t2来表示，侧壁36在x轴方向上的厚度用t3来表示，底板64在z轴方向上的厚度用t4来表示。在图5中，图1所示的u相单元70u、v相单元70v和w相单元70w各自的金属层85用虚线来示出。
[0025]
半导体模块100包括半导体装置70和冷却装置10。本实施方式的半导体装置70载置在冷却装置10上。在本实施方式的说明中，将载置有半导体装置70的冷却装置10的面设为xy面，并且将垂直于xy面的轴设为z轴。xyz轴形成右手系。在本实施方式的说明中，在z轴方向上从冷却装置10朝向半导体装置70的方向称为上，将相反的方向称为下，但上方向和下方向不限于重力方向。另外，在本实施方式的说明中，各构件的面中，将上侧的面称为上表面，将下侧的面称为下表面，将上表面和下表面之间的面称为侧面。在本实施方式的说明中，俯视是指从z轴正方向观察半导体模块100的情况。
[0026]
半导体装置70包括半导体芯片78、安装有半导体芯片78的电路基板76、以及用于密封半导体芯片78的树脂构造体71。半导体装置70可以包括2块以上电路基板76。本实施方式所涉及的半导体装置70包括3块电路基板76，并且3块电路基板76在y轴方向上排列在冷却装置10上。1个或多个半导体芯片78可以搭载于各电路基板76。在本实施方式中，2个半导体芯片78搭载于各电路基板76，并且2个半导体芯片78在y轴方向上排列在电路基板76上。
[0027]
本实施方式的半导体模块100作为构成三相交流逆变器的装置而起作用。如图1所示，作为功率半导体装置，本实施方式的半导体装置70具有：u相单元70u，该u相单元70u包含电路基板76、半导体芯片78
‑
1和半导体芯片78
‑
4；v相单元70v，该v相单元70v包含电路基板76、半导体芯片78
‑
2和半导体芯片78
‑
5；以及w相单元70w，该w相单元70w包含电路基板76、半导体芯片78
‑
3和半导体芯片78
‑
6。u相单元70u、v相单元70v和w相单元70w的各个半导体芯片78成为在半导体模块100进行了动作的情况下产生热量的发热源。
[0028]
半导体芯片78是纵向型半导体元件，并具有上表面电极和下表面电极。作为一个示例，半导体芯片78包含形成在硅等半导体基板上的绝缘栅双极晶体管(igbt)、mos场效应晶体管(mosfet)和回流二极管(fwd)等元件。半导体芯片78可以是igbt和fwd形成在一块半导体基板上反向导通igbt(rc
‑
igbt)。在rc
‑
igbt中，igbt和fwd可以反向并联连接。
[0029]
半导体芯片78的下表面电极连接到电路基板76的上表面。本实施方式的半导体芯片78通过焊料79固定到电路基板76的上表面。半导体芯片78的上表面电极可以是发射极、源极或阳极电极，并且下表面电极可以是集电极、漏极或阴极电极。半导体芯片78中的半导体基板可以是碳化硅(sic)、氮化镓(gan)。
[0030]
包括igbt、mosfet等开关元件的半导体芯片78具有控制电极。半导体模块100可以具有连接到半导体芯片78的控制电极的控制端子。开关元件可以通过控制端子由外部的控制电路来控制。
[0031]
如图3和图4所示，电路基板76是依次包含具有上表面和下表面的绝缘板81、设置在绝缘板81的上表面上的电路层83、以及设置在绝缘板81的下表面上的金属层85的层叠基板。
[0032]
电路基板76具有上表面和下表面，并且下表面配置在冷却装置10的上表面上。本实施方式的电路基板76经由金属层85通过焊料79固定到冷却装置10的上表面上。作为一个示例，2个半导体芯片78固定于本实施方式的电路基板76的上表面。
[0033]
电路基板76例如可以是dcb(direct copper bonding：直接铜键合)基板、amb(active metal brazing：活性金属钎焊)基板。本实施方式的绝缘板81包括陶瓷。绝缘板81可以通过使用氧化铝(al2o3)、氮化铝(aln)或氮化硅(si3n4)等陶瓷材料来形成。本实施方式的绝缘板81在俯视时呈矩形。
[0034]
在本说明书中，矩形可以是四边形或长方形，此外，至少一个角部可以是倒角的形状或圆滑的形状。例如，矩形可以包括四个角部分别被倒角的八边形、十二边形、十六边形等。另外，在本说明书中，角部不仅可以是两条边正交的点，也可以是包含该点的一定区域，当角部被c倒角时，也可以是c倒角上的从一个角到另一个角的边上的任意点或者包含该边的一定区域，当角部被r倒角时，也可以是r倒角上的任意点或者包含该点的一定区域。
[0035]
电路层83和金属层85可以是包含铜或铜合金等导电材料的板材。与绝缘板81同样地，本实施方式中的电路层83和金属层85在俯视时呈矩形。
[0036]
电路层83通过焊料、钎焊料等固定到绝缘板81的上表面侧。半导体芯片78通过焊料等电连接、机械连接到电路层83的上表面，即、以电路方式直接连接到电路层83的上表面。此外，电路层83可以通过导线等与其它导电构件电连接。此外，电路层83可以直接接合(dcb：direct copper bonding－直接铜键合)到绝缘板81的上表面。
[0037]
如图3及图4所示，本实施方式的树脂构造体71包括密封半导体芯片78的密封部74、以及包围密封部74的收纳部72。密封部74例如是包含硅凝胶或环氧树脂等树脂的绝缘构件。除了半导体芯片78之外，本实施方式的密封部74还密封电路基板76和其它电路要素。
[0038]
收纳部72例如是由热固化型树脂、紫外线固化型树脂等绝缘材料形成的框体。本实施方式的收纳部72设置成在顶板20的上表面22上包围配置有电路基板76等的区域。换言之，本实施方式的收纳部72具有能够收纳半导体芯片78、电路基板76及其它电路要素的内部空间。收纳部72可以粘接到顶板20的上表面22。作为一个示例，上述密封部74通过将上述树脂填充到收纳部72的内部空间中并使其固化来形成。树脂构造体71可以仅包含密封部74而不包含收纳部72。
[0039]
冷却装置10包括顶板20、侧壁36、底板64、制冷剂流通部92、入口41、出口42、多个翅片94和加强销97。在本实施方式中，顶板20、侧壁36、多个翅片94和加强销97可以统称为基板40。
[0040]
顶板20是具有在xy平面上扩展的主面的板状构件。半导体装置70的电路基板76和树脂构造体71固定在顶板20的主面上。本实施方式的顶板20在俯视时是实质上具有长边和短边的矩形。另外，在本说明书中将其称为长方形、正方形、四边形、菱形、多边形等的情况下，这些图形的至少一个角部可以是倒角的形状或平滑的形状。
[0041]
本实施方式的顶板20的短边平行于x轴，长边平行于y轴。本实施方式的顶板20包含用于与安装有半导体模块100的外部装置进行紧固的紧固部21。在俯视时，紧固部21位于长方形的顶板20的四角。紧固部21具有供外部的装置的套筒等插入的通孔80。本实施方式的紧固部21在长方形的顶板20的四角的每一处分别具有1个通孔80，合计4个通孔80。
[0042]
如图3所示，顶板20具有与xy面平行的上表面(正面)22和下表面(背面)24。作为一个示例，顶板20由金属形成，作为更具体的一个示例，顶板20由包含铝的金属形成。顶板20可以在其表面上形成有镍等镀层。
[0043]
在本实施方式中，半导体装置70的电路基板76通过焊料79直接固定到顶板20的上表面22。更具体地，电路基板76的金属层85通过焊料79固定到顶板20的主面。在各个半导体芯片78中产生的热量被传递到顶板20。顶板20、电路基板76和半导体芯片78朝向z轴正方向按照该顺序配置。顶板20与电路基板76之间、以及电路基板76与半导体芯片78之间可以热连接。在本实施方式中，各个构件之间通过焊料79固定，并且各个构件通过该焊料79热连接。在本实施方式的顶板20的主面上通过粘接剂固定有上述收纳部72。
[0044]
侧壁36连接到顶板20。本实施方式的侧壁36与顶板20一体地构成。作为一个示例，侧壁36由金属形成，作为更具体的一个示例，与顶板20同样地，侧壁36由包含铝的金属形成。侧壁36具有大致恒定的厚度，并构成冷却装置10的侧面。侧壁36的厚度例如可以是1mm以上、3mm以下。
[0045]
本实施方式的侧壁36在xy平面中具有实质上为矩形的轮廓，该轮廓具有长边和短边。更具体地，本实施方式的侧壁36包含一组侧壁要素36l，该一组侧壁要素36l分别在y轴
方向上延伸并且彼此相对；以及一组侧壁要素36s，该一组侧壁要素36s分别在x轴方向上延伸并且彼此相对，一组侧壁要素36l形成矩形的长边，一组侧壁要素36s形成矩形的短边。
[0046]
在俯视时，侧壁要素36l的延伸方向和侧壁要素36s的延伸方向在85度至95度的范围内彼此大致正交，并且优选地以90
°
彼此交叉。侧壁要素36s的长度可以短于侧壁要素36l的长度。侧壁元件36l在俯视时可以是直的并且可以包含曲线。
[0047]
此外，本实施方式的侧壁36在俯视时位于比顶板20的紧固部21更靠内侧，并且在z轴负方向上从顶板20延伸。轮廓可以是指形成物体的外形的线。
[0048]
此外，本实施方式的侧壁36包括连接在侧壁要素36s的端部和侧壁要素36l的端部之间的倾斜部37。图5中，将倾斜部37设为网眼状的区域来图示，并且在下面的附图中也相同。侧壁36可以不包含倾斜部37。
[0049]
在俯视时，倾斜部37朝向环状的侧壁36的内部倾斜，以使倾斜部37相对于y轴方向和x轴方向分别具有角度。环状的侧壁36的内部可以指被具有矩形轮廓的侧壁36所包围的区域的一侧。在俯视时，包含倾斜部37的侧壁36可以具有多边形的轮廓，例如n边形(n是5以上的整数)的轮廓，优选为具有六边形或八边形的轮廓。
[0050]
底板64连接到侧壁36并面向顶板20。本实施方式的底板64是板状的构件。本实施方式的顶板64在俯视时是具有长边和短边的长方形。本实施方式的底板64的短边平行于x轴，长边平行于y轴方向。
[0051]
底板64可以配置成直接或间接地与侧壁36的z轴负方向的下端紧密接触。间接地紧密接触是指侧壁36的下端和底板64通过设置在侧壁36的下端和底板64之间的密封材料、粘接剂和钎焊材料等粘接剂98而紧密接触的状态。在本实施方式中，底板64配置成经由粘接剂98与侧壁36的下端紧密接触。作为一个示例，底板64由金属形成，作为更具体的一个示例，与基板40同样地，底板64由含有铝的金属所形成。
[0052]
侧壁36的下端和底板64优选为彼此钎焊。在这种情况下，钎焊材料优选为熔点低于基板40和底板64的金属。
[0053]
制冷剂流通部92是用于使例如llc或水等制冷剂流通的空间，由顶板20、侧壁36和底板64所划定。换句话说，侧壁36配置成在xy面中包围制冷剂流通部分92，顶板20和底板64配置成在z轴方向上夹着制冷剂流通部92并彼此相对。由此，在xy平面中的制冷剂流通部92的轮廓由侧壁36的内周所划定。因此，制冷剂流通部92在俯视时呈矩形。更具体地，如图5所示，制冷剂流通部92是平行于顶板20的主面的截面具有长边96和短边93的矩形。在本实施方式中，长边96的方向是y轴方向，短边93的方向是x轴方向。
[0054]
制冷剂流通部92可以被顶板20、侧壁36和底板64所密封，在这种情况下，侧壁36的下端和底板64可以紧密接触。另外，紧密接触是指制冷剂流通部92内部的制冷剂不从该紧密接触部分泄漏的状态。
[0055]
入口41是用于将制冷剂导入制冷剂流通部92的贯通孔，出口42是用于从制冷剂流通部92导出制冷剂的贯通孔。在本实施方式中，入口41和出口42形成于底板64。
[0056]
入口41和出口42在x轴方向上分别位于冷却装置10的一侧和与一侧相反的另一侧，并且在y轴方向上分别位于冷却装置10的一侧和与一侧相反的另一侧。也就是说，入口41和出口42在xy平面中具有矩形的制冷剂流通部92的对角线方向上位于制冷剂流通部92的相对的两端。
[0057]
入口41和出口42可以与外部的制冷剂供应源连通。该制冷剂供应源可以使制冷剂经由入口41和出口42流入和流出制冷剂流通部92。作为一个示例，该制冷剂供应源具有凸缘，在该凸缘中形成有用于使制冷剂流入和流出的开口，并且冷却装置10可以固定到该凸缘，以使得冷却装置10的入口41和出口42通过例如橡胶制的o形环与该开口连通。因此，能经由入口41从外部的制冷剂供应源将制冷剂送入到冷却装置10，并且制冷剂能在制冷剂流通部92内部循环之后经由出口42送出到该制冷剂供应源。取而代之地，入口41和出口42能连接有分别与外部的制冷剂供应源连通的管道，换句话说，冷却装置10能通过两根管道连接到外部的制冷剂供应源。
[0058]
多个翅片94配置于制冷剂流通部92，并进行延伸以使得连接在顶板20和底板64之间。上述制冷剂流通部92包含配置有多个翅片94的冷却区域95。图2中，用点表示冷却区域95，以代替图示出翅片94。另外，在以下说明中，有时将1个或多个翅片94简称为翅片94。
[0059]
冷却区域95在俯视时可以呈矩形。如图5所示，本实施方式的冷却区域95在俯视时呈长方形，短边平行于x轴，长边平行于y轴。
[0060]
在本实施方式的冷却区域95中，排列在制冷剂流通部92的长边96的方向上的翅片94的数量大于排列在制冷剂流通部92的短边93的方向上的翅片94的数量。冷却区域95包含设置有翅片94的区域以及翅片94之间的流路。另外，相邻的翅片94彼此之间的间隔可以比翅片94本身的宽度要窄。
[0061]
制冷剂流通部92还包含与该冷却区域95的一侧相邻的第一制冷剂流路30
‑
1、以及与冷却区域95的这一侧的相反侧即另一侧相邻的第二制冷剂流路30
‑
2。换句话说，制冷剂流通部92包含在俯视时夹着冷却区域95配置的第一制冷剂流路30
‑
1和第二制冷剂流路30
‑
2。在本实施方式中，第一制冷剂流路30
‑
1与冷却区域95的x轴方向上的负侧相邻，第二制冷剂流路30
‑
2与冷却区域95的x轴方向上的正侧相邻。这些制冷剂流路30指制冷剂流通部92中具有规定高度(z轴方向上的长度)以上的高度的空间。规定高度以上的高度可以是顶板20和底板64之间的距离。
[0062]
第一制冷剂流路30
‑
1与上述入口41连通，未配置多个翅片94。同样地，第二制冷剂流路30
‑
2与上述出口42连通，未配置多个翅片94。此外，本实施方式中，在俯视时，第一制冷剂流路30
‑
1和第二制冷剂流路30
‑
2在y轴方向上的长度分别比在x轴方向上的长度要长，并且在y轴方向上延伸。此外，第一制冷剂流路30
‑
1是第一连通区域的一个示例，第二制冷剂流路30
‑
2是第二连通区域的一个示例。
[0063]
作为一个示例，翅片94由金属形成，作为更具体的一个示例，与顶板20同样地，翅片94由包含铝的金属形成。
[0064]
翅片94具有在z轴方向上彼此相对的上端和下端。本实施方式的翅片94的上端热连接以及机械连接到顶板20的下表面24。在本实施方式中，翅片94与顶板20一体地构成，换句话说，翅片94从顶板20的下表面24一体地突出。本实施方式的翅片94在z轴负方向上从顶板20的下表面24朝向制冷剂流通部92延伸。本实施方式的翅片94的下端通过粘接剂98固定到底板64。此外，本实施方式的翅片94的延伸方向大致垂直于顶板20和底板64各自的主面。
[0065]
在本实施方式中，多个翅片94分别是针状翅片。此外，本实施方式中的多个翅片94的分别平行于顶板20的主面的截面形状呈矩形。由此，与翅片的该截面形状为圆形的情况相比，能增加与制冷剂接触的翅片94的表面积，能提高散热效率。
[0066]
此外，多个翅片94可以配置于制冷剂流通部92，使得当制冷剂在制冷剂流通部92中流动时，该矩形的任意一边都不与冷却区域95中的制冷剂的主要的流动方向正交。在本实施方式的示例中，冷却区域95中的制冷剂的主要的流动方向是x轴方向。在本实施方式中，多个翅片94配置在制冷剂流通部92中，以使得该矩形的任意一边都不与x轴方向正交。更具体地，本实施方式的多个翅片94配置在制冷剂流通部92中，以使得该矩形的任意一边都不与x轴方向正交，并且一条对角线与y轴方向平行、另一条对角线与x轴方向平行。取而代之地，多个翅片94可以配置在制冷剂流通部分92中，以使得该矩形的任意一边都不与x轴方向正交，并且一条对角线相对于y轴方向倾斜、另一条对角线相对于x轴方向倾斜。与多个翅片配置在制冷剂流通部92中以使得上述矩形的任意一边与上述的主要的流动方向正交的情况相比，通过上述任意一个结构，都能减少在制冷剂流通部92内流动的制冷剂的流速损失，能提高散热效率。
[0067]
此外，本实施方式的翅片94在xy平面的截面中具有菱形形状，该菱形形状在制冷剂流通部92的短边93的方向上比在制冷剂流通部92的长边96的方向上要长。此外，在菱形的一对对角线中，平行于长边96的对角线比平行于短边93的对角线要短。翅片94的菱形截面的各个边的长度可以为1.9mm至2.2mm。菱形截面的每个角部可以具有曲率半径为0.1mm至0.2mm的圆角。
[0068]
多个翅片94各自的该截面形状可以是多边形，例如可以是正方形。在这种情况下，该正方形的一条对角线可以配置在制冷剂流通部92中，以使得该正方形的一条对角线沿着从第一制冷剂流路30
‑
1朝向第二制冷剂流路30
‑
2的方向。
[0069]
此外，也可以排列多个翅片94，以使得在制冷剂流通部92的xy平面中形成规定的图案。在本实施方式中，多个翅片94如图5所示交错排列。多个翅片94可以在制冷剂流通部92的xy平面中以正方形方式排列。
[0070]
加强销97配置于制冷剂流通部92，并进行延伸以使得连接在顶板20和底板64之间。作为一个示例，加强销97由金属形成，作为更具体的一个示例，与顶板20同样地，加强销97由包含铝的金属形成。加强销97也可以由刚性比形成顶板20和翅片94的金属更高的金属来形成。
[0071]
加强销97具有在z轴方向上彼此相对的上端和下端。加强销97的上端热连接以及机械连接到顶板20的下表面24。在本实施方式中，加强销97与顶板20一体地构成，换句话说，加强销97从顶板20的下表面24一体地突出。本实施方式的加强销97在z轴负方向上从顶板20的下表面24朝向制冷剂流通部92延伸。本实施方式的加强销97的下端例如通过粘接剂98固定到底板64。此外，本实施方式的加强销97的延伸方向大致垂直于顶板20和底板64各自的主面。
[0072]
多个加强销97可以配置在制冷剂流通部92中，并且与配置在冷却区域95中的多个翅片94的密度相比，多个加强销97的密度更稀疏。如图2和图5所示，六根加强销97配置于本实施方式的制冷剂流通部92。
[0073]
在平行于顶板20的主面的平面内，加强销97的截面面积小于多个翅片94中的至少一个翅片94的截面面积。作为一个示例，在该平面内，加强销97的截面面积为多个翅片94各自的截面面积的50％以下，并且如图5所示，本实施方式的加强销97的平行于顶板20的主平面的截面形状呈圆形。该截面的圆形的直径例如优选为1至1.5mm。
[0074]
另外，加强销97中，平行于顶板20的主面的截面形状可以为非多边形，例如，可以为椭圆形，或者可以是通过对多边形的角部进行倒角而得到的形状。当该截面为椭圆时，优选地为椭圆的长轴沿着y轴方向、短轴沿着x轴方向。在这种情况下，椭圆的长轴的长度优选为1.1mm，短轴的长度优选为0.9mm。
[0075]
这里，在图5中，示出了通过侧壁36的x轴方向的中心并在y轴方向上延伸的中心线cl。本实施方式中，在y轴方向上延伸的冷却区域95的x轴方向的中心与该中心线cl一致。
[0076]
本实施方式中，在俯视时，各个电路基板76的金属层85的一部分与冷却区域95重叠，除这部分以外的部分与第一制冷剂流路30
‑
1和第二制冷剂流路30
‑
2中的一个连通区域重叠。换句话说，各个电路基板76的金属层85、即各个电路基板76被配置成在俯视时相对于图5所示的中心线cl在x轴方向上移位。加强销97配置在这一个连通区域中。
[0077]
如图5所示，本实施方式的u相单元70u、v相单元70v和w相单元70w的金属层85中的任一个在俯视时，一部分与冷却区域95重叠，一部分与第二制冷剂流路30
‑
2重叠。本实施方式的六根加强销97都配置在第二制冷剂流路30
‑
2中。
[0078]
在俯视时，加强销97的至少一部分可以与金属层85重叠。当金属层85在俯视时呈矩形时，加强销97可以在俯视时至少一部分与金属层85的矩形的角部重叠。
[0079]
在俯视时，本实施方式的加强销97的一部分与金属层85的矩形的角部重叠，并且加强销97的一部分不与金属层85重叠。更具体地，在俯视时，加强销97的一部分与金属层85的矩形的角部中最远离冷却区域95的部分重叠。
[0080]
作为具体的一个示例，如图5所示，在俯视时，位于各个金属层85的矩形的x轴方向正侧的两个角部与两个加强销97部分重叠。更具体地，在俯视时，本实施方式中的金属层85是四边形的四个角部被c倒角的八边形，该四边形的四个边中的相对的两个边平行于y轴，并且其它相对的两个边平行于x轴。本实施方式中，在俯视时，与一个金属层85部分重叠的两个加强销97分别与该金属层85的平行于y轴的两边中的位于第二制冷剂流路30
‑
2侧的一边和c形倒角的角部的边的交点相重叠。在俯视时，当加强销97与该交点重叠时，相比于加强销97与除c形倒角的角部边上的该交点以外的部分重叠的情况，能更有效地提高焊料79的寿命。
[0081]
此外，在该两个加强销97中，在俯视时靠近矩形的制冷剂流通部92的角部的加强销97在俯视时位于制冷剂流通部92的矩形的角部与金属层85之间。更具体地，在本实施方式中，在俯视时，分别靠近位于制冷剂流通部92的第二制冷剂流路30
‑
2侧的两个倾斜部37的两个加强销97位于倾斜部37和金属层85之间。另外，制冷剂流通部92的矩形的角部与金属层85之间是指包含连接制冷剂流通部92的矩形角部与最靠近该角部的金属层85的任意直线上的该角部与该金属层85之间的任意位置。当定义为制冷剂流通部92的矩形的角部和金属层85之间时，可以包含作为该范围的一端的该角部和作为该范围的另一端的该金属层85。
[0082]
如上所述，根据本实施方式的半导体模块100，在半导体装置70的电路基板76固定于顶板20的主面的冷却装置10中，供制冷剂流通的制冷剂流通部92包括配置有多个翅片94的冷却区域95、以及以彼此夹着该冷却区域95的方式定位的第一制冷剂流路30
‑
1和第二制冷剂流路30
‑
2，并且多个翅片94并未配置在上述制冷剂流路中。此外，第一制冷剂流路30
‑
1与用于将制冷剂导入制冷剂流通部92的入口41连通，第二制冷剂流路30
‑
2与用于从制冷剂
流通部92导出制冷剂的出口42连通。
[0083]
在冷却装置10的顶板20上，在y轴方向上存在多个半导体芯片78等热源的情况下，若流过冷却装置10的制冷剂的主要的流动方向平行于热源的排列方向(y轴方向)，则无法均匀地冷却各个热源。本实施方式的半导体模块100具备如下配置结构：使流过冷却装置10的制冷剂的主要的流动方向(x轴正方向)与多个热源的排列方向(y轴方向)正交。
[0084]
更具体地，根据本实施方式的半导体模块100，制冷剂流通部92是平行于顶板20的主面(在xy平面中)的截面具有长边96和短边93的矩形，制冷剂从与短边93的方向(x轴方向)上的一侧连通的入口41导入制冷剂流通部92内，在整个制冷剂流通部92内扩散，并从与短边93的方向(x轴方向)上的另一侧连通的出口42导出。制冷剂与载置有电路基板76的顶板20的下表面24和翅片94接触，以冷却半导体装置70的各个半导体芯片78。换句话说，各个半导体芯片78所产生的热量移动到通过顶板20和翅片94附近的制冷剂。
[0085]
由此，根据本实施方式的半导体模块100，冷却装置10能通过制冷剂有效地冷却由在冷却装置10的上表面的y轴方向上排列的各个半导体芯片78所产生的热量。
[0086]
本技术的发明人等对半导体模块进行了由于外部环境和自身发热而重复地改变温度的实验，该半导体模块中，在半导体装置上安装有冷却器，该冷却器包含配置有散热片的翅片区域和夹住翅片区域的两个引导区域。然而，在两个引导区域中不存在像散热片那样的构造物，并且在俯视时该半导体装置的电路基板从翅片区域部分地露出到引导区域。
[0087]
实验结果表明，在电路基板中设置于绝缘板的下表面的金属层和冷却装置的顶板之间所存在的焊料中，在该部分露出的部位处产生大的应力和塑性应变。已经发现，在该焊料中，特别是在俯视时，在靠近冷却器的侧壁的角部的内侧的部位处产生最大的应力和塑性应变。可以认为冷却装置的顶板在引导区域中、特别是在该部位处容易变形而产生影响。此外，已经发现，在冷却装置的侧壁那样的构造物连接到下表面且刚性相对较高的部位处，冷却装置的顶板的变形被局部抑制。。
[0088]
此外，本实施方式的半导体模块100中，在俯视时，电路基板76的金属层85的一部分与冷却区域95重叠，金属层85的一部分与第二制冷剂流路30
‑
2重叠。上述制冷剂流通部92还具有加强销97，加强销97进行延伸以使得在该第二制冷剂流路30
‑
2中连接在顶板20与底板64之间。
[0089]
在半导体模块100中，半导体装置70在使用过程中最大发热到170℃左右，另一方面，在冷却装置10的制冷剂流通部92中流动的制冷剂保持室温～70℃左右，由此，有时在半导体装置70和冷却装置10之间产生100℃以上的温度差。此外，该温度差有时根据放置半导体模块100的环境温度而发生较大变化。
[0090]
根据具有上述结构的本实施方式的半导体模块100，即使在例如包含陶瓷的绝缘板81的线膨胀系数与例如包含铝的冷却装置10的线膨胀系数之间的差异较大的情况下，在由于外部环境和自身发热而导致温度反复变化的状况下，通过以连接在冷却装置10的顶板20和底板64之间的方式进行延伸的加强销97，也能抑制在设置于绝缘板81的下表面的金属层85与冷却装置10的顶板20之间所存在的焊料79上产生大的应力和塑性应变。由此，半导体模块100能提高热循环可靠性，并能提高焊料79的寿命。
[0091]
并且，本实施方式的半导体模块100中，在与冷却装置10的顶板20的主面平行的平面内，上述加强销97的截面积小于多个翅片94中的至少一个翅片94的截面积。在使加强销
97的该截面积大于翅片94的该截面积的情况下，当从入口41导入冷却装置10的制冷剂流通部92的制冷剂在未配置有翅片94的第一制冷剂流路30
‑
1内扩散时，虽然产生流速损失，但能通过上述结构来抑制该流速损失。其结果是，能抑制冷却装置10对半导体装置70的冷却效率的降低。
[0092]
在上述实施方式中，形成基板40的顶板20、侧壁36和翅片94可以一体地构成。在本实施方式中，顶板20、侧壁36和翅片94可以一体地形成。例如，顶板20、侧壁36和翅片94可以由一块连续的板构件一体地形成。
[0093]
例如，可以通过使用与顶板20、侧壁36和翅片94的形状相对应的模具对一个连续的板构件进行冲压加工，从而一体地形成顶板20、侧壁36和翅片94。作为其它示例，通过使用利用了冲击冲压等在常温环境下的冷锻、在高温环境下的温锻、热锻、熔锻等任意锻造法来进行成型，或通过铸造进行成型，从而可以将顶板20、侧壁36及翅片94形成为一体。本实施方式的半导体模块100通过将顶板20、侧壁36及翅片94形成为一体，从而与将单独形成的部件彼此固定的方式相比能削减部件个数。
[0094]
这里，如图4所示，可以使与俯视时的方向正交的平面(xz平面及yz平面)内的、顶板20的截面的厚度在侧壁36的外侧比侧壁36内侧要厚。本实施方式的冷却装置10中，可以使紧固部21的厚度t1比顶板20中的冷却区域95的厚度t2要厚。
[0095]
通过使顶板20中的冷却区域95的厚度变薄，从而能够使来自配置于顶板20的上表面22的半导体装置70的热量高效地移动至在制冷剂流通部92内流动的制冷剂。另一方面，通过提高紧固部21的强度，从而能抑制在将半导体模块100用螺栓等牢固地与外部装置进行紧固的情况下因所能施加的较强的紧固力而导致紧固部21的破损。
[0096]
另外，可以使侧壁36的厚度t3比顶板20中的冷却区域95的厚度t2要厚。通过使顶板20中的冷却区域95的厚度变薄，从而与上述同样地能够提高冷却效率。另一方面，通过提高与顶板20相连接的侧壁36的强度，从而能抑制顶板20中的冷却区域95因机械性或发热的影响而引起弯曲等变形。由此，半导体模块100中，能抑制在将半导体装置70固定于顶板20的焊料79处产生较大的应力及塑性应变。
[0097]
另外，底板64的厚度t4可以比顶板20的至少冷却区域95中的厚度t2及侧壁36的厚度t3的任一个的厚度要厚，甚至还可以比顶板20的紧固部21的厚度t1要厚。如上所述，入口41及出口42分别形成于底板64。通过将作为贯通孔的入口41及出口42形成于厚度最大的底板64，从而能提高冷却装置10的强度，并且能使冷却装置10的加工变得容易。紧固部21可以通过锻造加工与顶板20及侧壁36一体成形，也可以通过由冲压加工成型得到的侧壁36的凸缘部和顶板20的紧固来形成。
[0098]
图6至图10分别示出本发明一个实施例所涉及的半导体模块100中的半导体装置70的金属层85、冷却装置10的冷却区域95以及加强销97的配置关系的变形例的图。
[0099]
图6～图10中，图示出了半导体模块100中的冷却装置10的侧壁36、底板64、入口41和出口42、u相单元70u、v相单元70v和w相单元70w各自的金属层85、多个翅片94和冷却区域95、以及加强销97，并且为了使说明变得明确，省略了半导体模块100中的其它结构的图示。
[0100]
此外，图6～图10所示的变形例中，与使用了图1～图5来说明的实施方式中的半导体模块100的结构相比，仅特定结构的配置、数量和/或尺寸不同，功能和用途相同。由此，对于图6～图10所示的变形例的各个结构，使用与利用图1～图10来说明的实施方式中的各结
构相同的参照编号，并省略重复的说明。
[0101]
在图6、图8和图9所示的变形例中，与用图1～5来说明的实施方式不同，配置成使得各个电路基板76的x轴方向的中心位于中心线cl上。此外，在俯视时，各个电路基板76的金属层85的一部分与冷却区域95重叠，并且一部分与第一制冷剂流路30
‑
1和第二制冷剂流路30
‑
2双方重叠。
[0102]
在图6所示的变形例中，十二根加强销97配置于制冷剂流通部92，在俯视时，任一加强销97的一部分都与金属层85的矩形的角部重叠，并且一部分不与金属层85重叠。换句话说，在半导体模块100的半导体装置70所具备的三个金属层85中的每一个中，在俯视时，一个加强销97与金属层85的矩形的四个角部中的每一个部分重叠。更具体地，本实施方式中，在俯视时，与一个金属层85部分重叠的四个加强销97分别与平行于该金属层85的y轴的两边和c形倒角的角部的边的交点相重叠。此外，在本实施方式中，在俯视时，分别靠近四个倾斜部37的四个加强销97分别位于倾斜部37与金属层85之间。即使利用本变形例所涉及的半导体模块100，也能起到与上述同样的效果。
[0103]
图7所示的变形例中，与图1～5所示的实施方式同样地，六根加强销97配置于制冷剂流通部92。此外，本变形例中，与图1～图5所示的实施方式同样地，在俯视时，各个电路基板76的金属层85的一部分与冷却区域95重叠，并且除了该部分之外的部分与第一冷却剂流路30
‑
1和第二冷却剂流路30
‑
2中的一个连通区域重叠。换句话说，各个电路基板76的金属层85、即各个电路基板76配置成在俯视时相对于图7所示的中心线cl在x轴方向上移位。加强销97配置在这一个连通区域中。
[0104]
作为与图1～5所示的实施方式的不同点，本变形例中，在俯视时，任意加强销97都不与金属层85重叠，并且位于金属层85的矩形的角部附近。换句话说，在半导体模块100的半导体装置70所具备的三个金属层85中的每一个中，在俯视时，在金属层85的矩形的四个角部中的每一个的稍微靠外侧配置有一个加强销97。另外，角部附近可以包含在俯视时不与金属层85重叠的区域内、以角部为中心的圆形范围内的任意位置。此外，角部附近可以包含在俯视时不与金属层85重叠的区域内、在x轴方向上远离角部的位置、在y轴方向上远离角部的位置、或者在x轴方向和y轴方向这两个方向上远离角部的位置。
[0105]
优选地，在俯视时，加强销97可以位于从金属层85的矩形的角部中最远离冷却区域95的部分隔开规定的距离的位置。该距离的一个示例可以是沿着远离冷却区域95的方向大于0mm且2mm以下的距离。作为一个示例，这里所说的远离冷却区域95的方向是在俯视时垂直于矩形的冷却区域95的四边中与一个制冷剂流路30相邻的一边的方向，并且是远离冷却区域95的方向。在本实施方式中，该方向是x轴正方向。另外，在图8所示的变形例中也相同，省略重复的说明。
[0106]
另外，如图7所示，关于位于y轴方向两端的两个金属层85中的每一个，在俯视时位于金属层85的矩形中的靠近侧壁36的侧壁要素36s的两个角部附近的两个加强销97在俯视时位于制冷剂流通部92的矩形的角部与金属层85之间。更具体地说，本实施方式中，在俯视时，分别靠近四个倾斜部37的四个加强销97分别位于倾斜部37与金属层85之间。即使利用本变形例所涉及的半导体模块100，也能起到与上述同样的效果。
[0107]
在图8所示的变形例中，与图6所示的变形例同样地，十二根加强销97配置在制冷剂流通部92中。作为与图6所示的变形例的不同点，与图7所示的变形例同样地，在俯视时，
任意加强销97都不与金属层85重叠，并且位于金属层85的矩形的角部附近。另外，如图8所示，关于位于y轴方向两端的两个金属层85中的每一个，在俯视时位于金属层85的矩形中的靠近侧壁36的侧壁要素36s的两个角部附近的四个加强销97在俯视时位于制冷剂流通部92的矩形的角部与金属层85之间。即使利用本变形例所涉及的半导体模块100，也能起到与上述同样的效果。
[0108]
在图9所示的变形例中，八根加强销97配置在制冷剂流通部92中，与图8所示的变形例同样地，任意加强销97在俯视时都不与金属层85重叠，并且位于金属层85的矩形的角部附近。此外，如图9所示，关于位于y轴方向两端的两个金属层85中的每一个，在俯视时位于金属层85的矩形中的靠近侧壁36的侧壁要素36s的两个角部附近的四个加强销97在俯视时位于制冷剂流通部92的矩形的角部与金属层85之间。
[0109]
作为与图8所示的变形例的不同点，本变形例中，在俯视时，在彼此相邻的两个金属层85的矩形的角部之间仅配置一个加强销97。换句话说，在本变形例中，应当位于各金属层85的角部附近的加强销97在彼此相邻的金属层85的相对的两个角部之间、例如在中间位置被合并成一个。
[0110]
另外，在本变形例中，与图8所示的变形例同样，加强销97在俯视时位于从金属层85的矩形的角部中的最远离冷却区域95的部分隔开规定距离的位置，作为一个示例，该距离是沿着远离冷却区域95的方向大于0mm且2mm以下的距离。作为与图8所示的变形例的不同点，在本变形例中，远离该冷却区域95的方向是相对于x轴方向和y轴方向这两个方向倾斜的方向。在图10所示的变形例中也相同，省略重复的说明。即使利用本变形例所涉及的半导体模块100，也能起到与上述同样的效果。
[0111]
在图10所示的变形例中，四根加强销97配置在制冷剂流通部92中，与图9所示的变形例同样地，任意加强销97在俯视时都不与金属层85重叠，并且位于金属层85的矩形的角部附近。此外，与图9所示的变形例同样地，在俯视时，仅一个加强销97配置在彼此相邻的两个金属层85的矩形的角部之间。也就是说，在俯视时，两根加强销97逐个配置在位于y轴方向最负侧的金属层85的矩形的角部和与该金属层85相邻的金属层85的矩形的角部之间，剩余的两根加强销97逐个配置在位于y轴方向最正侧的金属层85的矩形角部和与该金属层85相邻的金属层85的矩形角部之间。
[0112]
作为与图9所示的变形例的不同点，在本变形例中，各电路基板76的金属层85、即各电路基板76配置成在俯视时相对于图10所示的中心线cl在x轴方向上移位。然而，在本变形例中，与图9所示的变形例同样地，在俯视时，各电路基板76的金属层85的一部分与冷却区域95重叠，并且一部分与第一制冷剂流路30
‑
1和第二制冷剂流路30
‑
2双方重叠。
[0113]
此外，在图10所示的变形例中，在俯视时，位于y轴方向两端的电路基板76的金属层85的一个角部与侧壁36的倾斜部37部分重叠。例如，在俯视时，金属层85为矩形，金属层85的角部可以与倾斜部37部分重叠。
[0114]
更具体地说，可以仅u相单元70u及w相单元70w各自的电路基板76的金属层85的、四个角部中的一个角部与侧壁36的倾斜部37部分重叠。更具体而言，三个单元中位于y轴方向最负侧的u相单元70u的金属层85的、位于y轴负方向侧且位于x轴正方向侧的一个角部可以与位于侧壁36的y轴负方向侧且位于x轴正方向侧的一个倾斜部37部分重叠。另外，同样地，三个单元中位于y轴方向最正侧的w相单元70w的金属层85的、位于y轴正方向侧且位于x
轴正方向侧的一个角部可以与位于侧壁36的y轴正方向侧且位于x轴正方向侧的一个倾斜部37部分重叠。
[0115]
取而代之地，优选为在俯视时，电路基板76的金属层85的两个角部可以与侧壁36的两个倾斜部37至少部分重叠。更具体而言，三个单元中位于y轴方向最负侧的u相单元70u的金属层85的、位于y轴负方向侧的两个角部分别可以与位于侧壁36的y轴负方向侧的两个倾斜部37分别部分重叠。另外，同样地，三个单元中位于y轴方向最正侧的w相单元70w的金属层85的、位于y轴正方向侧的两个角部分别可以与位于侧壁36的y轴正方向侧的两个倾斜部37分别部分重叠。
[0116]
金属层85在俯视时如上述那样呈矩形，可以具有沿x轴方向延伸的一组边和沿y轴方向延伸的一组边。金属层85可以在角部包含通过倒角而设置的多个角。
[0117]
在俯视时，电路基板76的金属层85的至少一个角部的轮廓可以位于侧壁36的倾斜部37的内侧与外侧之间。如图10所示，本示例中，在俯视时，u相单元70u的金属层85的处于y轴负方向侧的两个角部中的处于x轴正方向侧的角部可以位于处于侧壁36的y轴负方向侧的两个倾斜部37中的处于x轴正方向侧的倾斜部37的内侧和外侧之间。同样地，w相单元70w的金属层85的处于y轴正方向侧的两个角部中的处于x轴正方向侧的角部可以位于处于侧壁36的y轴正方向侧的两个倾斜部37中的处于x轴正方向侧的倾斜部37的内侧和外侧之间。
[0118]
另外，在俯视时，电路基板76的金属层85的角部以外的部分可以不与侧壁36相重叠。如图10所示，本示例中，在俯视时，u相单元70u的金属层85的、位于y轴负方向侧的两个角部中的位于x轴正方形的角部以外的部分可以不与侧壁36相重叠。另外，同样地，w相单元70w的金属层85的、位于y轴正方向侧的两个角部中的位于x轴正方向侧的角部以外的部分可以不与侧壁36相重叠。即使利用本变形例所涉及的半导体模块100，也能起到与上述同样的效果。
[0119]
图11是示出本发明的一个实施方式所涉及的车辆200的概要的图。车辆200是至少使用电力来产生一部分推进力的车辆。作为一个示例，车辆200是利用电动机等电力驱动设备来产生全部的推进力的电动车，或着是对电动机等电力驱动设备、与由汽油等燃料来驱动的内燃机进行并用的混合动力车。
[0120]
车辆200包括控制电动机等电力驱动设备的控制装置210(外部装置)。控制装置210中设置有半导体模块100。半导体模块100可以对提供给电力驱动设备的电力进行控制。
[0121]
图12是本发明的多个实施方式所涉及的半导体模块100的主电路图。半导体模块100作为具有输出端子u、v及w的三相交流逆变器电路而起作用，可以是对车辆的电动机进行驱动的车载用单元的一部分。
[0122]
半导体模块100中，半导体芯片78
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1、78
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2及78
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3可以构成上桥臂，半导体芯片78
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4、78
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5及78
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6可以构成下桥臂。一组半导体芯片78
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1、78
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4可以构成支路(u相)。一组半导体芯片78
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2、78
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5、及一组半导体芯片78
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3、78
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6也同样可以构成支路(v相、w相)。半导体芯片78
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4中，发射极电极可以与输入端子n1电连接，集电极电极可以与输出端子u电连接。半导体芯片78
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1中，发射极电极可以与输出端子u电连接，集电极电极可以与输入端子p1电连接。同样地，半导体芯片78
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5、78
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6中，发射极电极可以分别与输入端子n2、n3电连接，集电极电极可以分别与输出端子v、w电连接。并且，半导体芯片78
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2、78
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3中，发射极电极可以分别与输出端子v、w电连接，集电极电极可以分别与输入端子p2、p3电连接。
[0123]
各半导体芯片78
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1至78
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6可以根据输入到对应的控制端子的信号交替地进行开关。本实施方式中，各半导体芯片78可以在开关时发热。输入端子p1、p2、p3可以与外部电源的正极相连接，输入端子n1、n2、n3可以与外部电源的负极相连接，输出端子u、v、w可以与负载相连接。输入端子p1、p2、p3可以彼此电连接，此外，其它输入端子n1、n2、n3也可以彼此电连接。
[0124]
半导体模块100中，多个半导体芯片78
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1至78
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6可以分别是rc
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igbt(逆导通igbt)半导体芯片。另外，半导体芯片78
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1至78
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6可以分别包含mosfet、igbt等晶体管和二极管的组合。
[0125]
以上多个实施方式的说明中，例如，如“大致正交”、“大致相同”、“大致一致”、“大致恒定”、“大致对称”、“大致菱形”、“大致矩形”等那样，有时会将“大致”一词一起使用来表现特定的状态，但这些用语的意图均不仅包含严格为该特定的状态，还包含大约为该特定的状态。
[0126]
以上，使用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围并不限于上述实施方式所记载的范围。本领域技术人员知晓能够对上述实施方式实施各种变更或改进。根据权利要求书的记载可知，施加了这样的变更或改良的方式也包含在本发明的技术范围内。
[0127]
例如，上述实施方式中，对半导体模块100包括3个半导体装置70的结构进行了说明，但取而代之地，也可以包括1个、2个或4个以上的半导体装置70。
[0128]
另外，例如，翅片94可以配置成网格状，优选配置成斜网格状或菱形网格状。另外，例如，入口41和出口42可以在制冷剂流通部92中与翅片区域95相邻，并设置在对角线上。另外，例如，在俯视时，入口41和出口42的开口的长边96的方向的长度可以比短边93的方向的长度要大。
[0129]
例如，上述实施方式中，对在基板40中顶板20、侧壁36及翅片94形成为一体的结构进行了说明，但取而代之地，顶板20、侧壁36及翅片94也可以在分别单独形成后用粘接剂98等来彼此固定。另外，顶板20和侧壁36可以形成为一体，单独形成的翅片94可以固定于顶板20。另外，顶板20和翅片94可以形成为一体，单独形成的侧壁36可以通过粘接剂98等固定于顶板20。此外，侧壁36和底板64例如可以通过拉伸加工而形成为一体，单独形成的顶板20可以用粘接剂98等、例如通过钎焊固定于侧壁36。该情况下，侧壁36可以沿xy平面延伸到顶板20的紧固部21所处的区域，并连接侧壁36的该延伸面与顶板20的下表面24。
[0130]
另外，例如，在上述实施方式中，对翅片94与顶板20一体成形且朝向底板64延伸的结构进行了说明，但取而代之地，翅片94也可以与底板64形成为一体，并从底板64朝向顶板20延伸。另外，在该情况下，翅片94的前端与顶板20之间可以用粘接剂98等来固定。
[0131]
另外，例如，上述实施方式中，对翅片94在顶板20与底板64之间沿顶板20的主面的法线方向延伸的、即相对于顶板20及底板64垂直地延伸的结构进行了说明，但取而代之地，翅片94也可以在顶板20与底板64之间相对于顶板20的主面的法线方向以具有角度的方式倾斜地延伸。另外，翅片94的xy平面中的截面的尺寸在z轴方向可以为恒定，也可以变化，作为更具体的一个示例，可以以朝向前端变成前端较细的方式，从顶板20及底板64的任意一方向另一方延伸。
[0132]
此外，例如，在上述实施方式中，多个翅片94被说明为针状翅片，但取而代之地，可
以是板状的叶片式翅片，例如，平行于顶板20的主面的截面形状可以是细长的长方形。
[0133]
另外，例如，上述实施方式中，对用于向制冷剂流通部92导入制冷剂的入口41、用于从制冷剂流通部92导出制冷剂的出口42形成于底板64的结构进行了说明，但取而代之地，入口41及出口42也可以形成于侧壁36。该情况下，入口41及出口42可以形成在侧壁36的沿x轴方向相对的两个侧面。
[0134]
另外，例如，上述实施方式中，对在俯视时将侧壁36的内侧设为直线进行了说明，但并不限于直线，也可以是折线或曲线。例如，在俯视时，侧壁36等的内侧可以是在制冷剂流通部92的一侧膨胀成弓状的曲线，也可以是在与之相反的一侧凹陷成弓状的曲线。
[0135]
应注意，权利要求书、说明书及附图中所示的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤以及阶段等各处理的执行顺序只要没有特别明示为“此前”、“之前”等，并且只要不是将前面的处理的输出用于后面的处理，则能够以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，为了方便而使用“首先”、“接下来”等进行了说明，但并不意味着必须以该顺序实施。标号说明
[0136]
10冷却装置，20顶板，21紧固部，22上表面，24下表面，30制冷剂流路，30
‑
1第一制冷剂流路，30
‑
2第二制冷剂流路，36、38、39侧壁，36s、36l、38s、38l、39s、39l侧壁要素，37、37s、37l倾斜部，40基板，41入口，42出口，64底板，70半导体装置，70u u相单元，70v v相单元，70w w相单元，71树脂结构，72收纳部，74密封部，76电路基板，78半导体芯片，79焊料，80贯通孔，81绝缘板，83电路层，85、86、87、88、89、90金属层，92制冷剂流通部，93短边，96长边，94翅片，95冷却区域，97加强销，98粘接剂，100半导体模块，200车辆，210控制装置。