冷却器及半导体装置的制作方法

1.本发明涉及冷却器及半导体装置。


背景技术：

2.当前，电动车、混合动力车等电动车辆的逆变器和电动机被不同的金属框体包围，但正在以小型化、省空间化为目的而推进一体化。从电池向逆变器供给直流，在逆变器中将直流转换为三相交流，将三相交流供给至电动机。在逆变器将直流转换为三相交流时，由于半导体元件的损耗而产生热。如果在高温下使用半导体元件，则有时元件自身或接合材料、周边的接合部等发生破坏，因此，需要一边进行冷却一边使用。
3.例如在专利文献1中公开了对逆变器所使用的多个半导体元件进行冷却的冷却器的结构。
4.专利文献1：日本专利第4708951号公报


技术实现要素：

5.在专利文献1的图24所示的冷却器中，冷却液一边吸收多个半导体元件所产生的热一边在流路中流动。就冷却液而言，伴随其在流路中流动，由于半导体元件的热而温度上升，其冷却效果逐渐下降。这样，现有的冷却器在对多个冷却对象物进行冷却时，冷却程度容易变得不均匀。
6.本发明就是为了解决这样的问题而提出的，其目的在于，提供在对多个冷却对象物进行冷却时冷却程度不易变得不均匀的冷却器和使用了在对多个冷却对象物进行冷却时冷却程度不易变得不均匀的冷却器的半导体装置。
7.本发明的冷却器在从第1方向进行俯视观察时呈环形状，在该冷却器的内部设置有致冷剂的流路，其中，流路包含：外周侧集管区域，其设置于环形状的外周侧，沿环形状的周向延伸；内周侧集管区域，其在环形状的内周侧与外周侧集管区域隔着分离区域而设置，沿周向延伸；以及鳍片区域，其是分离区域，配置有鳍片。
8.另外，本发明的半导体装置具有本发明的冷却器；以及多个半导体模块，多个半导体模块配置于冷却器的沿与第1方向交叉的第2方向和与第1方向及第2方向交叉的第3方向延伸的模块配置表面。
9.发明的效果
10.在本发明的冷却器中，流路包含：外周侧集管(header)区域，其设置于环形状的外周侧，沿环形状的周向延伸；内周侧集管区域，其在环形状的内周侧与外周侧集管区域隔着分离区域而设置，沿周向延伸；以及鳍片区域，其是分离区域，配置有鳍片。由此，在本发明的冷却器中，在对多个冷却对象物进行冷却时冷却程度不易变得不均匀。
11.另外，本发明的半导体装置具有本发明的冷却器和多个半导体模块，多个半导体模块配置于冷却器的沿与第1方向交叉的第2方向和与第1方向及第2方向交叉的第3方向延伸的模块配置表面。由此，本发明的半导体装置是使用了在对多个冷却对象物进行冷却时
冷却程度不易变得不均匀的冷却器的半导体装置。
12.本发明的目的、特征、方案及优点通过以下的详细说明和附图变得更清楚。
附图说明
13.图1是实施方式1的半导体装置的剖视图。
14.图2是实施方式1的逆变器部的剖视图。
15.图3是实施方式1的半导体装置的斜视图。
16.图4是从半导体装置的轴的轴向观察实施方式1的冷却器时的俯视图。
17.图5是实施方式1的冷却器的与半导体装置的轴的轴线垂直的剖面处的剖视图。
18.图6是实施方式1的冷却器的与半导体装置的轴的轴线垂直的剖面处的剖视图。
19.图7是实施方式2的逆变器部的剖视图。
20.图8是实施方式3的冷却器的与半导体装置的轴的轴线垂直的剖面处的剖视图。
具体实施方式
21.＜a.实施方式1＞
22.＜a-1.结构＞
23.图1是实施方式1的作为逆变器装置的半导体装置10的剖视图，图3是表示半导体装置10的外观的斜视图。
24.半导体装置10具有框体20、电动机部30和逆变器部40。半导体装置10具有作为电动机而进行动作的电动机部30，是电动机一体型的半导体装置。
25.图2是实施方式1的逆变器部40的剖视图，是由图1的虚线包围起来的区域的放大图。
26.框体20是由金属制成的，如图3所示呈圆筒形状。
27.电动机部30具有定子31、转子32及轴33。
28.轴33经由轴承而由框体20可旋转地进行支撑，以穿过框体20的圆筒形状的中心轴的方式配置。轴33的一部分从框体20凸出至外部。
29.在轴33固定有具有1对s极和n极或多对s极和n极的永磁铁的转子32。转子32与轴33成为一体，成为能够相对于框体20进行旋转的构造。
30.在转子32的外侧配置有被固定于框体20的定子31。定子31具有由被固定于框体20的定子芯和在定子芯的周围卷绕的定子线圈构成的电磁铁。定子31所具有的电磁铁的个数是3个或6个、9个这样的3的倍数的与电动机所需的转矩、转速相应的个数。通过逆变器部40而向定子31供给三相交流。但是，定子31也可以使用三相交流以外的多相交流，在这这种情况下，定子31所具有的电磁铁的个数不限于3的倍数。
31.逆变器部40具有多个半导体模块42、控制基板41和冷却器50。多个半导体模块42分别是冷却器50的冷却对象物。
32.逆变器部40向定子31供给三相交流。逆变器部40例如将从半导体装置10外部的电池供给来的直流转换为交流而供给至定子31。逆变器部40具有生成向定子31供给的交流所需数量的半导体模块42。在本实施方式中，对具有6个半导体模块42进行说明。
33.图4是从第1方向观察冷却器50时的俯视图。第1方向是图1的轴33的轴向。冷却器
50如图4所示，在从第1方向进行观察的俯视观察时呈环形状。在图4中还示出了在冷却器50的表面配置的半导体模块42。在本发明中，在简称为环形状的情况下，意味着从第1方向对各实施方式的冷却器50、150、250进行观察的俯视观察时的环形状。另外，在简称为周向或径向的情况下，分别意味着从第1方向进行观察的俯视观察时的各实施方式的冷却器50、150、250的环形状的周向或径向。
34.冷却器50在内部设置有致冷剂的流路。致冷剂例如是冷却水。图5及图6是冷却器50的与第1方向垂直且穿过致冷剂的流路的剖面处的剖视图。在图6中，半导体模块42的从第1方向进行俯视观察时的位置由虚线示出。
35.冷却器50具有外周侧管54和内周侧管55。在图5及图6中示出了外周侧管54与冷却器50的框体连接的外周侧管连接区域54a、内周侧管55与冷却器50的框体连接的内周侧管连接区域55a的从第1方向进行俯视观察时的位置。冷却器50的内部的将内周侧管55与外周侧管54连接的流路包含外周侧集管区域51、内周侧集管区域52和鳍片区域53。
36.外周侧集管区域51设置于环形状的外周侧，沿周向延伸。
37.内周侧集管区域52以与外周侧集管区域51隔着分离区域的方式设置于环形状的内周侧，沿周向延伸。
38.在本实施方式中，分离区域是与鳍片区域53相同的区域。鳍片区域53设置于被内周侧集管区域52与外周侧集管区域51在径向上夹着的区域，沿周向延伸。如图5所示，在鳍片区域53配置有鳍片57。鳍片区域53在外周侧集管区域51与内周侧集管区域52之间流过致冷剂。在图1、图2及图6中，为了易于观察，鳍片区域53由点状图案示出。
39.鳍片57优选是针式鳍片、波纹鳍片等冷却效率高的鳍片。图5描绘了鳍片57是针式鳍片的情况。
40.即使外周侧集管区域51与内周侧集管区域52的周向的角度的大小相同，与内周侧集管区域52相比，外周侧集管区域51的周向的长度也更长。因此，与内周侧集管区域52相比，外周侧集管区域51更容易产生致冷剂的周向的压力差。为了使外周侧集管区域51处的致冷剂的周向的压力差变小，优选外周侧集管区域51的径向的宽度w1大于内周侧集管区域52的径向的宽度w2。由于外周侧集管区域51处的致冷剂的周向的压力差变小，从而冷却器50为在对多个冷却对象物进行冷却时冷却程度更加不易变得不均匀的冷却器。在图5中分别示出了w1和w2。
41.优选外周侧集管区域51和内周侧集管区域52针对致冷剂几乎没有流路阻力，特别地，优选外周侧集管区域51及内周侧集管区域52的针对致冷剂的流路阻力与鳍片区域53的针对致冷剂的流路阻力相比充分小。
42.半导体模块42具有半导体元件43、散热器46、主端子45、信号端子44和封装树脂47。半导体元件43通过焊料等钎材与散热器46接合，由封装树脂47封装。半导体模块42具有露出了散热器46的表面。另外，就主端子45和信号端子44各自而言，一侧与半导体元件43连接，相反的一侧伸出至封装树脂47的外部。但是，半导体模块42的结构不限于这样的例子，例如半导体模块42也可以不具有散热器46，也可以使半导体模块42是半导体元件43自身。
43.如图4所示，多个半导体模块42配置于冷却器50的沿与第1方向交叉的第2方向和与第1方向及第2方向交叉的第3方向延伸的模块配置表面58。多个半导体模块42在模块配置表面58沿周向排列地配置，通过冷却器50而保证均匀性地进行冷却。在本实施方式中，图
示了第1方向与由第2方向及第3方向构成的平面垂直的情况，但第1方向并非必须与由第2方向及第3方向构成的平面垂直。
44.半导体模块42分别以散热器46与冷却器50的模块配置表面58接触的方式配置。模块配置表面58中的与鳍片区域53对应的部分的冷却能力比其它部分高，因此，半导体模块42分别以在从第1方向进行俯视观察时散热器46的区域与鳍片区域53重叠的方式配置于冷却器50的模块配置表面58。此外，重叠包含局部地重叠的情况。
45.为了充分地产生由鳍片区域53得到的冷却能力，优选半导体模块42分别以在从第1方向进行俯视观察时散热器46的区域包含于鳍片区域53的方式配置于冷却器50的模块配置表面58。如果考虑到从散热器46传导至冷却器50的热在冷却器50的外壁处的扩散，则进一步优选在从第1方向进行俯视观察时，鳍片区域53包含从半导体模块42各自的散热器46的区域起向外侧扩展大于或等于冷却器50的外壁的厚度量的距离为止。
46.在各半导体模块42与冷却器50之间，为了将微小的间隙填埋而容易导热，例如填充有加入了填料的油脂。另外，半导体模块42分别通过未图示的弹簧或螺钉而被抵接至冷却器50。
47.各半导体模块42与定子31的定子线圈通过在框体20的内部配置的未图示的母线或引线而连接，从逆变器部40向定子31的定子线圈供给三相交流。另外，为了使半导体装置10进行动作，用于从框体20的外部的例如电池向各半导体模块42输入直流的母线或引线是必要的，但在图中未示出。
48.控制基板41用于通过信号端子44对向半导体模块42的输入信号、电流或温度进行检测，对半导体元件43进行保护。
49.在从轴33的轴向进行观察时，控制基板41和冷却器50分别呈在中央开孔的环形状，各环形状的外周部分被安装、固定于框体20。控制基板41和冷却器50以轴33穿过控制基板41和冷却器50各自的环形状的孔部分的方式固定于框体20。
50.＜a-2.动作＞
51.逆变器部40通过多个半导体元件43的依次通断而将直流转换为交流，但此时，由于半导体元件43的电阻和电流而产生焦耳热。半导体元件43及其周边的部件分别具有材料特有的耐热温度，需要保持为小于或等于该耐热温度。另外，由于被接合的各材料的线膨胀系数不同，因此由于温度变化引起的膨胀收缩量也不同。在将各材料接合后的部分处，由于膨胀收缩量的不同而产生变形，产生裂纹、剥离。因此，为了使半导体模块42的温度保持在一定温度以下，通过冷却器50进行冷却。优选多个半导体模块42均匀地得到冷却。
52.致冷剂的流动方向依赖于不包含于冷却器50的未图示的泵以何种方向与外周侧管54、内周侧管55连接。在本实施方式中，设为致冷剂被从内周侧管55向冷却器50引入，从外周侧管54向冷却器50的外部排出的方向。即，冷却器50通过内周侧管55而引入致冷剂，使致冷剂从内周侧集管区域52穿过鳍片区域53而向外周侧集管区域51流动，从外周侧管54向冷却器50的外部排出。还可以通过使泵反向地与外周侧管54、内周侧管55连接，从而使致冷剂与上述流向反向地流动。另外，冷却器50也可以还包含泵。
53.内周侧集管区域52和外周侧集管区域51的流路阻力与鳍片区域53的流路阻力相比足够小，因此，在致冷剂流过冷却器50的流路时，内周侧集管区域52内和外周侧集管区域51内的致冷剂的压力分别大致均匀，在鳍片区域53沿径向产生压力梯度。例如，内周侧集管
区域52的内周侧管连接区域55a侧的端部与外周侧管连接区域54a侧的端部处的压力差以及外周侧集管区域51的内周侧管连接区域55a侧的端部与外周侧管连接区域54a侧的端部处的压力差小于内周侧集管区域52的内周侧管连接区域55a侧的端部与外周侧集管区域51的内周侧管连接区域55a侧的端部之间的压力差、内周侧集管区域52的外周侧管连接区域54a侧的端部与外周侧集管区域51的外周侧管连接区域54a侧的端部之间的压力差。这里，压力差是绝对值。
54.半导体模块42所产生的热通过冷却器50的外壁而向致冷剂传导，或者通过冷却器50的外壁和鳍片57而向致冷剂传导。由此，半导体模块42得到冷却。
55.由于内周侧集管区域52内和外周侧集管区域51内的致冷剂的压力分别大致均匀，因此，致冷剂从内周侧集管区域52朝向外周侧集管区域51而沿周向排列并且以大致均匀的流速流过鳍片区域53，鳍片区域53的冷却能力在周向上大致均匀。因此，在模块配置表面58沿周向排列地配置的多个半导体模块42大致均匀地得到冷却。
56.这样，冷却器50的流路包含：外周侧集管区域51，其设置于环形状的外周侧，沿周向延伸；内周侧集管区域52，其在环形状的内周侧与外周侧集管区域51隔着分离区域而设置，沿周向延伸；以及鳍片区域53，其是分离区域，配置有鳍片57，由此，冷却器50是在对多个冷却对象物进行冷却时冷却程度不易变得不均匀的冷却器。
57.在电动机部30中，将三相交流通至定子31，产生磁场而使转子32旋转，将电能转换为动能，但其转换效率不是100％，能量的一部分成为损耗，该损耗几乎都转变为热。由此，在电动机部30中也需要根据需要进行冷却，但在本实施方式的图中，省略了电动机部30的冷却。
58.如果电动机部30发热，则其热通过金属制的框体20而传导至逆变器部40。冷却器50在外周侧被固定于框体20，因此，有可能冷却器50的外周侧的温度上升，外周侧集管区域51的致冷剂的温度也上升。但是，致冷剂以内周侧集管区域52、鳍片区域53、外周侧集管区域51的顺序而流动，因此，外周侧集管区域51的致冷剂是对半导体模块42进行冷却后的致冷剂，抑制了电动机部30所产生的热对由鳍片区域53实现的半导体模块42的冷却造成的影响。
59.＜a-3.效果＞
60.冷却器50的流路包含：外周侧集管区域51，其设置于环形状的外周侧，沿周向延伸；内周侧集管区域52，其在环形状的内周侧与外周侧集管区域51隔着分离区域而设置，沿周向延伸；以及鳍片区域53，其是分离区域，配置有鳍片57。由此，冷却器50是在对多个冷却对象物进行冷却时冷却程度不易变得不均匀的冷却器。
61.在冷却器50中，致冷剂从内周侧集管区域52通过鳍片区域53而朝向外周侧集管区域51流动。由此，抑制了从在外周侧对冷却器50进行固定的框体20传导至冷却器50的热对由鳍片区域53实现的冷却造成的影响。
62.在冷却器50中，优选外周侧集管区域51的径向的宽度大于内周侧集管区域52的径向的宽度。由此，冷却器50是在对多个冷却对象物进行冷却时冷却程度更加不易变得不均匀的冷却器。
63.就半导体装置10而言，多个半导体模块42配置于冷却器50的模块配置表面58。由此，能够通过冷却器50对多个半导体模块42进行冷却。
64.就半导体装置10而言，多个半导体模块42在冷却器50的模块配置表面58沿周向排列地配置。由此，能够通过冷却器50而保持均匀性地对多个半导体模块42进行冷却。
65.就半导体装置10而言，多个半导体模块42各自以在从第1方向进行俯视观察时散热器46的区域与鳍片区域53重叠的方式配置于冷却器50的模块配置表面58。由此，能够通过鳍片区域53对多个半导体模块42进行冷却。
66.就半导体装置10而言，多个半导体模块42各自优选以在从第1方向进行俯视观察时散热器46的区域包含于鳍片区域53的方式配置于冷却器50的模块配置表面58。由此，能够通过鳍片区域53对多个半导体模块42高效地进行冷却。
67.就半导体装置10而言，在从第1方向进行俯视观察时，鳍片区域53优选包含从多个半导体模块42各自的散热器46的区域起向外侧扩展大于或等于冷却器50的外壁的厚度量的距离为止。由此，能够通过鳍片区域53对多个半导体模块42更高效地进行冷却。
68.半导体装置10是电动机一体型的半导体装置。由此，实现了能够通过冷却器50对多个半导体模块42进行冷却的电动机一体型的半导体装置。
69.＜b.实施方式2＞
70.＜b-1.结构及动作＞
71.本实施方式的半导体装置(以下，设为半导体装置110)与半导体装置10相比，具有逆变器部140来取代逆变器部40。在其它方面，半导体装置110与半导体装置10相同。
72.图7是表示逆变器部140的剖面的一半的图，是与表示实施方式1的逆变器部40的图2对应的图。
73.逆变器部140与逆变器部40相比，具有冷却器150来取代冷却器50。另外，在逆变器部140中，通过冷却器150对半导体模块42的主端子45进行冷却。在其它方面，逆变器部140与逆变器部40相同。
74.冷却器150的内部的致冷剂的流路包含：外周侧集管区域51，其设置于环形状的外周侧，沿环形状的周向延伸；内周侧集管区域152，其在环形状的内周侧与外周侧集管区域51隔着分离区域而设置，沿周向延伸；以及鳍片区域53，其是分离区域，配置有鳍片57。外周侧集管区域51及鳍片区域53是与实施方式1的冷却器50相同的区域。
75.内周侧集管区域152的第1方向的宽度大于鳍片区域53的第1方向的宽度。由此，能够使内周侧集管区域152的流路的截面积变大，因此能够使内周侧集管区域152的流路阻力下降而使内周侧集管区域152的内压均匀化，由鳍片区域53实现的冷却能力在周向上变得更加均匀。在图7中，以易于观察的方式通过点状图案示出鳍片区域53。
76.冷却器150的沿与第1方向交叉的第2方向和与第1方向及第2方向交叉的第3方向延伸的模块配置表面158中的与内周侧集管区域152对应的部分相比于与鳍片区域53对应的部分而凸出。由此，能够容易地实现内周侧集管区域152的第1方向的宽度大于鳍片区域53的第1方向的宽度的结构。
77.在逆变器部140中，半导体模块42各自的主端子45经由绝缘材料60而与模块配置表面158中的该凸出的部分接触。绝缘材料60例如是玻璃涂层。由于由流过用于对电动机部30进行驱动的大电流引起的发热、通过与半导体元件43接合而热被从半导体元件43传导过来，有时主端子45成为高温。主端子45通过经由绝缘材料60与模块配置表面158中的该凸出的部分接触而得到冷却。主端子45的发热量小于半导体元件43的发热量，因而，不依靠鳍片
区域53，依靠由与内周侧集管区域152对应的部分实现的冷却就足够。与主端子45接触的是冷却器150的模块配置表面158中的相比于与鳍片区域53对应的部分而凸出的部分，由此，用于通过冷却器150对主端子45进行冷却的配线变得容易。
78.在上面的说明中，说明了内周侧集管区域152的第1方向的宽度大于鳍片区域53的第1方向的宽度的情况，但也可以是外周侧集管区域51及内周侧集管区域152中的至少一个区域的第1方向的宽度大于鳍片区域53的第1方向的宽度。由此，也能够使该至少一个区域的流路的截面积变大，因此，能够使该至少一个区域的流路阻力下降而使该至少一个区域的内压均匀化，由鳍片区域53实现的冷却能力在周向上变得更加均匀。即，冷却器150成为在对多个冷却对象物进行冷却时冷却程度更加不易变得不均匀的冷却器。
79.另外，如果使冷却器150的模块配置表面158中的与该一个区域对应的部分相比于与鳍片区域53对应的部分而凸出，则能够容易地实现该至少一个区域的第1方向的宽度大于鳍片区域53的第1方向的宽度的结构。通过以使多个半导体模块42各自的主端子45经由绝缘材料60和与该至少一个区域对应的凸出的部分接触的方式进行配置，从而能够对主端子45进行冷却。
80.＜b-2.效果＞
81.冷却器150可以是外周侧集管区域51及内周侧集管区域152中的至少一个区域的第1方向的宽度大于鳍片区域53的第1方向的宽度的结构。根据该结构，冷却器150是在对多个冷却对象物进行冷却时冷却程度更加不易变得不均匀的冷却器。
82.冷却器150的模块配置表面158也可以是如下结构，即，相比于与鳍片区域53对应的部分，与至少一个区域对应的部分凸出。根据该结构，能够容易地实现外周侧集管区域51及内周侧集管区域152中的至少一个区域的第1方向的宽度比鳍片区域53的第1方向的宽度大的冷却器150的结构。
83.就半导体装置110而言，多个半导体模块42各自的主端子45经由绝缘材料60与模块配置表面158中的凸出的部分接触。由此，能够对主端子45进行冷却。与主端子45接触的是冷却器150的模块配置表面158中的相比于与鳍片区域53对应的部分而凸出的部分，从而用于通过冷却器150对主端子45进行冷却的配线变得容易。
84.＜c.实施方式3＞
85.＜c-1.结构及动作＞
86.如图5及图6所示，在实施方式1的冷却器50中，鳍片区域53沿周向延伸，多个半导体模块42在模块配置表面58的与鳍片区域53对应的区域隔开间隔而配置。在实施方式1的结构中，能够通过鳍片区域53对半导体模块42进行冷却，但在鳍片区域53中的与半导体模块42之间的间隔对应的部分处也流过致冷剂。即使在鳍片区域53中的与未配置半导体模块42的部分对应的部分处流过致冷剂，对半导体模块42的冷却的贡献也小。
87.本实施方式的半导体装置(以下，设为半导体装置210)所具有的逆变器部(以下，设为逆变器部240)与实施方式1的半导体装置10所具有的逆变器部40相比，具有冷却器250来取代冷却器50。在其它方面，逆变器部240与逆变器部40相同。另外，除了具有逆变器部240来取代逆变器部40以外，半导体装置210与半导体装置10相同。半导体装置210的剖视图与实施方式1同样地在图1中示出。另外，逆变器部240的由图1的虚线包围起来的区域的放大图在图2中示出。但是，在图1及图2中，关于在本实施方式和实施方式1之间标号不同的结
构要素，将本实施方式的标号以带括号的方式示出。
88.图8是冷却器250的与第1方向垂直且穿过致冷剂的流路的剖面处的剖视图。在图8中，半导体模块42的在从第1方向进行俯视观察时的位置由虚线示出。
89.如图1及图8所示，冷却器250内部的流路与冷却器50内部的流路同样地包含：外周侧集管区域51，其设置于环形状的外周侧，沿周向延伸；以及内周侧集管区域52，其在环形状的内周侧与外周侧集管区域51隔着分离区域而设置，沿周向延伸。
90.在冷却器250中，配置有鳍片的区域即鳍片区域253设置于分离区域即被内周侧集管区域52与外周侧集管区域51在径向上夹着的区域，以使得在内周侧集管区域52与外周侧集管区域51之间流过致冷剂。另外，鳍片区域253沿周向断续地设置。由此，通过在模块配置表面58中的与鳍片区域253对应的区域配置半导体模块42，从而能够对半导体模块42高效地进行冷却。在本实施方式中，分离区域是图8所示的将鳍片区域253与后述的金属块56所占的区域合并起来的区域。在图8中，以易于观察的方式通过点状图案示出鳍片区域253。另外，在鳍片区域253配置的鳍片与在实施方式1中配置于鳍片区域53的鳍片57同样地例如是针式鳍片、波纹鳍片，但省略了图示。
91.如图8所示，就半导体装置210而言，多个半导体模块42是以在从第1方向进行俯视观察时半导体模块42与沿周向断续地设置的各鳍片区域253逐个重叠的方式配置的。由此，可以不使致冷剂流过分离区域中的用于对多个半导体模块42各自进行冷却的效率低的区域，能够对各半导体模块42高效地进行冷却。
92.另外，如图8所示，各半导体模块42以在从第1方向进行俯视观察时散热器46的区域与鳍片区域253重叠的方式配置于冷却器250的模块配置表面58。优选各半导体模块42以在从第1方向进行俯视观察时散热器46的区域包含于鳍片区域253的方式配置于冷却器250的模块配置表面58。优选在从第1方向进行俯视观察时，鳍片区域253包含从半导体模块42各自的散热器46的区域起向外侧扩展大于或等于冷却器250的外壁的厚度量的距离为止。
93.冷却器250还具有金属块56，金属块56配置于分离区域的未设置鳍片区域253的区域。金属块56分别配置于断续地设置的鳍片区域253之间的部分。在电动机部30锁定时、由于使用了半导体装置10的电动车辆的急加速等而向半导体模块42突然地施加了高负荷时等半导体模块42的发热量暂时地增加时，能够通过由鳍片57实现的冷却和由金属块56的热容量实现的缓冲来抑制温度上升。由此，能够减少使致冷剂流过冷却器250的未图示的泵的输出。
94.冷却器的材料大多使用铝，但由于金属块56的热容量越大则其效果也越大，因此，优选将单位体积的热容量大的铜用作材料。但是，在这种情况下，为了防止腐蚀，需要对铜实施镀敷等表面处理。从铜与铝相比导热率高这一点来说，铜也适于作为针对半导体模块42的发热量的突然性增加的热缓冲器。
95.冷却器250内的金属块56和鳍片57的配置能够根据所设想的冷却器250上的半导体模块42的配置而进行变更。
96.＜c-2.效果＞
97.在冷却器250中，鳍片区域253沿周向断续地设置。由此，能够对半导体模块42高效地进行冷却。
98.冷却器250还具有金属块56，金属块56配置于分离区域的未设置鳍片区域253的区
域。由此，能够在半导体模块42的发热量暂时地增加时，抑制温度上升。
99.就半导体装置210而言，多个半导体模块42是以在从第1方向进行俯视观察时半导体模块42与沿周向断续地设置的鳍片区域253逐个重叠的方式配置的。由此，能够对各半导体模块42高效地进行冷却。
100.＜d.实施方式4＞
101.在实施方式1至3中，没有限制在半导体模块42内置的半导体元件43所使用的半导体的种类。在本实施方式中，冷却器不使用实施方式1至3的冷却器，半导体元件43包含宽带隙半导体。宽带隙半导体是与硅相比带隙大的半导体，例如是碳化硅半导体，通过包含宽带隙半导体，从而通常运转时的损耗变小且耐热温度变高。
102.另外，由于通常运转时的损耗变小且耐热温度变高，从而在使用实施方式3的冷却器250作为冷却器时，在温度从通常运转时的温度上升至耐热温度时金属块56所能够吸收的热量比半导体元件43不包含宽带隙半导体的情况大，金属块56的作为热缓冲器的作用进一步变大。
103.对于本发明进行了详细说明，但上述说明在所有方面均为例示，本发明不限定于此。可以理解为能够想到未例示出的无数的变形例。
104.标号的说明
105.10、110、210半导体装置，20框体，30电动机部，31定子，32转子，33轴，40、140、240逆变器部，41控制基板，42半导体模块，43半导体元件，44信号端子，45主端子，46散热器，47封装树脂，50、150、250冷却器，51外周侧集管区域，52、152内周侧集管区域，53、253鳍片区域，54外周侧管，54a外周侧管连接区域，55内周侧管，55a内周侧管连接区域，56金属块，57鳍片，58、158模块配置表面，60绝缘材料。