(57)【要約】【課題】半導体素子の放熱効率を向上させることができる半導体装置を提供すること。【解決手段】半導体素子２と、半導体素子２に熱的に接続された放熱板３と、放熱板３に面して形成された冷媒流路４と、を有する半導体装置１。放熱板３は、冷媒流路４側へ立設した複数の冷却フィン５を一体的に設けてなる。放熱板３の法線方向Ｘから見た形状において、複数の冷却フィン５は、冷媒流路４における流路方向Ｙに対して傾斜しており、かつ、流路方向Ｙに隣り合う冷却フィン５同士は、流路方向Ｙに対する傾斜の向きが互いに異なっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子（２）と、
該半導体素子に熱的に接続された放熱板（３）と、
該放熱板に面して形成された冷媒流路（４）と、を有する半導体装置（１）であって、
上記放熱板は、上記冷媒流路側へ立設した複数の冷却フィン（５）を一体的に設けてなり、
上記放熱板の法線方向（Ｘ）から見た形状において、上記複数の冷却フィンは、上記冷媒流路における流路方向（Ｙ）に対して傾斜しており、かつ、上記流路方向に隣り合う上記冷却フィン同士は、上記流路方向に対する傾斜の向きが互いに異なっている、半導体装置。
【請求項２】
上記冷却フィンは、上記冷媒流路における、上記放熱板と反対側の内壁面（４３）に当接している、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
上記冷却フィンは、上記放熱板の法線方向から弾性圧縮された状態で、上記内壁面に当接している、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
上記放熱板の法線方向と上記冷媒流路の上記流路方向との双方に直交する幅方向（Ｚ）において、複数の上記冷却フィンが一直線状に配列されており、上記幅方向に配列された複数の上記冷却フィンは、上記流路方向に対する傾斜の向きが互いに同じである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子をヒートシンクに熱的に接続した構造として、特許文献１に開示されたものがある。この構造においては、ヒートシンクが、金属板の表面から多数の冷却フィンが起立した構成を有する。ヒートシンクは、この多数の冷却フィンを介して、半導体素子の熱を放熱できるよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１１２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、単に、冷却フィンをヒートシンクから立設させるだけで、半導体素子を効率的に放熱できるわけではない。すなわち、上記特許文献１に記載の構造には、半導体素子の放熱効率向上の余地がある。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、半導体素子の放熱効率を向上させることができる半導体装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、半導体素子（２）と、
該半導体素子に熱的に接続された放熱板（３）と、
該放熱板に面して形成された冷媒流路（４）と、を有する半導体装置（１）であって、
上記放熱板は、上記冷媒流路側へ立設した複数の冷却フィン（５）を一体的に設けてなり、
上記放熱板の法線方向（Ｘ）から見た形状において、上記複数の冷却フィンは、上記冷媒流路における流路方向（Ｙ）に対して傾斜しており、かつ、上記流路方向に隣り合う上記冷却フィン同士は、上記流路方向に対する傾斜の向きが互いに異なっている、半導体装置にある。
【発明の効果】
【０００７】
上記半導体装置において、上記放熱板は、複数の上記冷却フィンを一体的に設けてなる。そのため、半導体素子と冷却フィンとの間の熱抵抗を小さくすることができる。それゆえ、放熱板は、半導体素子の熱を効率的に複数の冷却フィンに移動させることができる。
【０００８】
そして、流路方向に隣り合う冷却フィン同士は、流路方向に対する傾斜の向きが互いに異なっている。これにより、冷媒流路を流れる冷媒が、複数の冷却フィンに効率的に接触する。それゆえ、上述のように効率的に複数の冷却フィンに移動した半導体素子の熱を、効率的に冷媒へ移動させることができる。
その結果、半導体素子の熱を効率的に、冷媒へ放熱することができる。すなわち、半導体素子の放熱効率を向上させることができる。
【０００９】
以上のごとく、上記態様によれば、半導体素子の放熱効率を向上させることができる半導体装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１における、半導体装置の断面説明図。
【図２】実施形態１における、半導体モジュールの正面図。
【図３】図２のIII−III線矢視断面図。
【図４】実施形態１における、冷却フィンの斜視説明図。
【図５】実施形態１における、冷却フィンを設けた放熱板の一部の正面図。
【図６】実施形態１における、冷却フィンを形成する前の半導体モジュールの断面説明図。
【図７】実施形態１における、冷却フィンの形成方法を示す断面説明図。
【図８】図７に続く、冷却フィンの形成方法を示す断面説明図。
【図９】実施形態２における、半導体装置の断面説明図。
【図１０】実施形態３における、半導体装置の断面説明図。
【図１１】実施形態３における、半導体モジュールの正面図。
【図１２】図１１のXII−XII線矢視断面図。
【図１３】実験例１における、試験結果を示す線図。
【図１４】実験例２における、試料２１の一部の斜視説明図。
【図１５】実験例２における、試料２２の一部の斜視説明図。
【図１６】実験例２における、試料２３の一部の斜視説明図。
【図１７】実験例２における、試験結果を示す線図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
半導体装置に係る実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
本実施形態の半導体装置１は、図１に示すごとく、半導体素子２と、放熱板３と、冷媒流路４と、を有する。放熱板３は、半導体素子２に熱的に接続されている。冷媒流路４は、放熱板３に面して形成されている。
【００１２】
放熱板３は、冷媒流路４側へ立設した複数の冷却フィン５を一体的に設けてなる。
図２、図４、図５に示すごとく、放熱板３の法線方向Ｘから見た形状において、複数の冷却フィン５は、冷媒流路４における流路方向Ｙに対して傾斜している。流路方向Ｙに隣り合う冷却フィン５同士は、流路方向Ｙに対する傾斜の向きが互いに異なっている。
【００１３】
本形態においては、図３に示すごとく、半導体素子２の両主面側に、一対の放熱板３が配されている。そして、半導体素子２と一対の放熱板３とは、モールド樹脂部２１にてモールドされて一体化されて、半導体モジュール２０が構成されている。一対の放熱板３は、モールド樹脂部２１からそれぞれ互いに反対側に露出している。
【００１４】
以下において、放熱板３の法線方向Ｘを、単に、Ｘ方向ともいう。また、冷媒流路４の流路方向Ｙは、Ｘ方向に直交する方向であり、以下において、単にＹ方向ともいう。そして、Ｘ方向とＹ方向との双方に直交する方向を、Ｚ方向という。
【００１５】
図２に示すごとく、半導体モジュール２０は、複数のパワー端子２０１と複数の制御端子２０２とを有する。パワー端子２０１及び制御端子２０２は、Ｚ方向に突出している。本形態においては、パワー端子２０１と制御端子２０２とは、Ｚ方向において、互いに反対側に突出している。
【００１６】
図３に示すごとく、半導体モジュール２０内において、半導体素子２と放熱板３とは、両者間に介在する熱伝導部２０３を介して、熱的に接続されている。なお、熱伝導部２０３の具体的構成は、例えば、後述する実施形態２に示すように、複数の部材から構成することができる。なお、熱伝導部２０３は、半導体素子２と放熱板３との間を電気的に絶縁する構成を有する。
【００１７】
図１に示すごとく、半導体モジュール２０の両主面のそれぞれに面して、冷媒流路４が形成されている。すなわち、Ｘ方向における半導体モジュール２０の両主面に露出した放熱板３に面して、冷媒流路４が形成されている。
【００１８】
放熱板３からは、図３に示すごとく、多数の冷却フィン５が立設している。冷却フィン５は、図４〜図８に示すごとく、放熱板３の表層の一部を切り起こすことによって、放熱板３と一体的に形成されている。図３、図４に示すごとく、各冷却フィン５は、湾曲した板状を有する。冷却フィン５の厚みは、放熱板３の厚みよりも小さい。また、冷却フィン５は、立設方向に沿う方向において湾曲している。すなわち、冷却フィン５は、冷却フィン５の厚み方向に平行かつＸ方向に平行な断面の形状において、湾曲している。この湾曲の曲率半径は、例えば、０．５〜１．５ｍｍ程度とすることができる。また、冷却フィン５の厚みは、根元から先端へ向かうにしたがって徐々に薄くなっている。冷却フィン５の根元の厚みは、例えば、０．１〜０．５ｍｍとすることができる。
【００１９】
図２、図５に示すごとく、多数の冷却フィン５は、冷媒流路４における流路方向（本例においては、Ｙ方向）に対して傾斜している。そして、Ｙ方向に隣り合う冷却フィン５同士は、Ｙ方向に対する傾斜の向きが互いに異なっている。本形態においては、Ｘ方向から見たとき、冷却フィン５は、Ｙ方向に対して、例えば４０°傾斜した状態にある。ただし、複数の冷却フィン５のうちの一部は、Ｙ方向に対して一方側に傾斜しており、複数の冷却フィン５のうちの他の一部は、Ｙ方向に対して他方側に傾斜している。そして、互いにＹ方向に隣り合う冷却フィン５同士は、Ｙ方向に対する傾斜の向きが逆となっている。
【００２０】
なお、「Ｙ方向に対する傾斜の向きが逆」とは、Ｘ方向から見たとき、Ｙ方向の一方から他方へ向かうにつれてＺ方向の互いに反対側へ向かうように傾斜していることを、意味する。また、「Ｙ方向に対する傾斜の向きが同じ」とは、Ｘ方向から見たとき、Ｙ方向の一方から他方へ向かうにつれてＺ方向の互いに同じ側へ向かうように傾斜していることを、意味する。
【００２１】
また、Ｙ方向に隣り合う冷却フィン５同士の間には、隙間が形成されている。この隙間の大きさは、冷却フィン５の根元の厚み以下とすることができる。また、隙間は、上流側の冷却フィン５の下流端と、下流側の冷却フィン５の主面との間に形成されている。
また、隙間を介して隣り合う冷却フィン５は、端縁のＺ方向における位置が、互いに僅かにずれている。
【００２２】
また、放熱板３の法線方向Ｘと冷媒流路４の流路方向Ｙとの双方に直交する幅方向Ｚにおいて、複数の冷却フィン５が一直線状に配列されている。幅方向Ｚに配列された複数の冷却フィン５は、流路方向Ｙに対する傾斜の向きが互いに同じである。特に、本形態においては、Ｚ方向に配列された複数の冷却フィン５は、Ｙ方向に対する傾斜角度も同等である。すなわち、Ｚ方向に隣り合う冷却フィン５同士は、互いに平行となっている。
【００２３】
冷却フィン５は、図３に示すごとく、放熱板３の法線方向Ｘにおける立設高さｔが、放熱板３の本体部分の厚みｄよりも大きい。例えば、放熱板３の本体部分の厚みｄに対して、冷却フィン５の立設高さｔは、１．５〜３倍程度とすることができる。
【００２４】
図１に示すごとく、冷却フィン５は、冷媒流路４における、放熱板３と反対側の内壁面４３に当接している。なお、この場合、上記の放熱板３の立設高さｔは、冷媒流路４のＸ方向における厚みと同等である。
【００２５】
冷媒流路４を流通する冷媒としては、例えば、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、フロリナート（商標）等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等の冷媒を用いることができる。
【００２６】
Ｙ方向に沿った冷媒の流れｆの向きは、湾曲した冷却フィン５の凹面が上流側となるようにすることができる。ただし、湾曲した冷却フィン５の凸面が上流側となるようにすることもできる。
【００２７】
放熱板３に冷却フィン５を形成するにあたっては、上述のように、放熱板３の表層の一部を切り起こすことによって形成することができる。その具体的な形成方法の一例を、図６〜図８を用いて、以下に説明する。
【００２８】
まず、図６に示すごとく、冷却フィン５を形成する前の平板状の放熱板３を備えた半導体モジュール２０を用意する。
次いで、図７に示すごとく、半導体モジュール２０の主面に露出した放熱板３の表層の一部を、刃具Ｂを用いて削るようにして、切り起こす。ここで、刃具Ｂによって削る放熱板３の表層の厚みは、例えば０．２ｍｍ程度とする。削られた放熱板３の表層部分が、放熱板３から分離しないようにする。これにより、削られた表層部分は、放熱板３の本体部分からＸ方向に立設して、冷却フィン５の一つとなる。この冷却フィン５は、刃具Ｂによって削られた側の面が凸面となるように、反りが生じる。
【００２９】
上記の刃具Ｂによる冷却フィン５の切り起こしを、図８に示すごとく、繰り返す。半導体モジュール２０における反対側の放熱板３においても、同様に、冷却フィン５の切り起こしを行う。
また、図２、図５に示すように、複数の冷却フィン５は、両主面（すなわち凹面及び凸面）の向きが統一されているわけではない。それゆえ、冷却フィン５の切り起こしの向きを変えるべく、刃具Ｂの向きを変えつつ、複数の冷却フィン５を切り起こす。
以上により、図２〜図５に示すごとく、一対の放熱板３に、多数の冷却フィン５を形成する。
【００３０】
なお、上記の冷却フィン５の形成方法は、一例であり、これに限られるものではない。例えば、複数の刃を備えた刃具を用いて、複数の冷却フィン５を同時に切り起こすこともできる（図示略）。
【００３１】
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
上記半導体装置１において、放熱板３は、複数の冷却フィン５を一体的に設けてなる。そのため、半導体素子２と冷却フィン５との間の熱抵抗を小さくすることができる。それゆえ、放熱板３は、半導体素子２の熱を効率的に複数の冷却フィン５に移動させることができる。
【００３２】
そして、流路方向Ｙに隣り合う冷却フィン５同士は、流路方向Ｙに対する傾斜の向きが互いに異なっている。これにより、冷媒流路４を流れる冷媒が、複数の冷却フィン５に効率的に接触する。それゆえ、上述のように効率的に複数の冷却フィン５に移動した半導体素子２の熱を、効率的に冷媒へ移動させることができる。
その結果、半導体素子２の熱を効率的に、冷媒へ放熱することができる。すなわち、半導体素子２の放熱効率を向上させることができる。
【００３３】
また、冷却フィン５は、冷媒流路４における、放熱板３と反対側の内壁面４３に当接している。これにより、冷媒流路４の厚み方向（すなわち、Ｘ方向）の全域にわたり、冷媒を冷却フィン５に接触させることができる。そのため、冷却フィン５と熱交換する冷媒の割合を増やすことができる。その結果、一層、半導体素子２の放熱効率を向上させることができる。
【００３４】
Ｚ方向に配列された複数の冷却フィン５は、流路方向Ｙに対する傾斜の向きが互いに同じであるため、Ｚ方向に隣り合う冷却フィン５同士の間に、Ｙ方向に対して傾斜した小流路が形成されることとなる。そして、上述のように、Ｙ方向に隣り合う冷却フィン５同士は、Ｙ方向に対する傾斜の向きが逆であるため、上記小流路の傾斜の向きも逆となる。このようにして、傾斜の向きが異なる小流路が連続することになる。つまり、小流路が蛇行することとなり、冷媒と冷却フィン５との接触が効率的に行われやすくなる。その結果、一層効果的に放熱効率を向上させることができる。
【００３５】
冷却フィン５は、立設高さｔが、放熱板３の本体部分の厚みｄよりも大きい。そのため、冷却フィン５の立設高さｔを大きくすることができ、冷却フィン５から冷媒への放熱性を、より向上させることができる。
【００３６】
以上のごとく、本実施形態によれば、半導体素子の放熱効率を向上させることができる半導体装置を提供することができる。
【００３７】
（実施形態２）
本形態は、図９に示すごとく、冷却フィン５が、放熱板３の法線方向Ｘから弾性圧縮された状態で、冷媒流路４の内壁面４３に当接している形態である。
すなわち、放熱板３から切り起こされた冷却フィン５は、Ｘ方向に弾性変形可能な状態となっている。この冷却フィン５の立設先端部が、内壁面４３によって、放熱板３の本体側へ向かって押圧されるように、当接している。これにより、冷却フィン５の曲率半径は、自由状態にあるときよりも小さくなる。
【００３８】
その他は、実施形態１と同様である。なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
【００３９】
本形態においては、冷却フィン５を、より確実に、内壁面４３に当接させることができる。これにより、冷媒流路４の厚み方向（すなわち、Ｘ方向）の全体にわたり、より確実に、冷却フィン５を存在させることができる。それゆえ、冷却フィン５と熱交換する冷媒の割合を、より確実に増やすことができる。その結果、より確実に、半導体素子２の放熱効率を向上させることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００４０】
（実施形態３）
本形態は、図１０〜図１２に示すごとく、冷媒流路４の一部を形成する流路形成部２６を備えた半導体モジュール２０を、Ｘ方向に積層してなる、半導体装置１の形態である。また、本形態においては、図１２に示すごとく、半導体素子２と放熱板３との間の熱伝導部２０３を、具体的に示した。
半導体モジュール２０は、熱伝導部２０３として、ターミナル２２と、一対のリードフレーム２３と、一対の金属層２４と、一対の絶縁板２５と、を有する。
【００４１】
ターミナル２２は、半導体素子２の一方の主面に、はんだ２０９を介して接合された金属部材である。一対のリードフレーム２３の一方は、はんだ２０９を介して、半導体素子２の一方の主面に接合されている。一対のリードフレーム２３の他方は、はんだ２０９を介して、ターミナル２２の主面に接合されている。一対の金属層２４は、一対のリードフレーム２３のそれぞれにおける外側の主面に、はんだ２０９を介して接合されている。一対の絶縁板２５は、一対の金属層２４のそれぞれにおける外側の主面に、配されている。そして、一対の絶縁板２５のそれぞれにおける外側の主面に、放熱板３が配されている。
【００４２】
金属層２４と絶縁板２５と放熱板３とは、予め一体化された金属付き絶縁板とすることができる。すなわち、金属付き絶縁板は、セラミックからなる絶縁板２５の両主面にそれぞれ金属層２４と放熱板３とが形成されている。金属層２４及び放熱板３は、絶縁板２５の両主面における周縁部を除く部分にそれぞれ形成されている。
【００４３】
このような金属付き絶縁板としては、例えば、活性金属ろう付け法により、絶縁板２５に金属層２４及び放熱板３を接合したものが挙げられる。例えば、アルミナからなる絶縁板２５の両主面に、ろう材を用いてアルミニウムからなる金属層２４及び放熱板３を接合してなるものを用いることができる。この場合、絶縁板２５に金属層２４及び放熱板３を接合するろう材としては、アルミナに活性な金属ろう材を用いることができる。
【００４４】
一対の放熱板３は、モールド樹脂部２１の両主面から露出している。そして、この放熱板３の露出面から、多数の冷却フィン５が突出している。
【００４５】
半導体モジュール２０は、図１１、図１２に示すごとく、冷媒流路４の一部を形成する流路形成部２６をも、備えている。流路形成部２６は、モールド樹脂部２１の側周面を囲むように、形成されている。流路形成部２６は、モールド樹脂部２１の両主面よりも、該主面の法線方向（すなわちＸ方向）の外側まで突出している。冷却フィン５は、流路形成部２６よりも、突出していてもよい。
【００４６】
上述のように構成された半導体モジュール２０を複数個、図１０に示すごとく、Ｘ方向に積層することにより、半導体装置１が形成される。このとき、Ｘ方向に隣り合う半導体モジュール２０同士は、流路形成部２６の端縁同士を当接させている。この当接部は、シール部材２６１を介して、流路形成部２６同士が当接している。また、半導体モジュール２０同士の間には、放熱板３と平行に配置される中間プレート１２が介在している。中間プレート１２は、絶縁性を有する。
【００４７】
中間プレート１２は、Ｘ方向に隣り合う半導体モジュール２０における冷却フィン５の間に、介設されている。また、中間プレート１２は、冷却フィン５以外の箇所においても、隣り合う半導体モジュール２０に固定されている。例えば、Ｘ方向に隣り合う流路形成部２６同士の間に挟持された構成とすることができる。
【００４８】
上記のように、中間プレート１２を介して半導体モジュール２０が積層されることにより、中間プレート１２と半導体モジュール２０における放熱板３が露出した面との間に、冷媒流路４が形成される。この冷媒流路４は、放熱板３に沿って形成された冷媒流路４であり、以下において、適宜、沿面流路４１ともいう。
【００４９】
また、複数の半導体モジュール２０の積層体におけるＸ方向の一端には、冷媒導入部１３１及び冷媒排出部１３２を備えた第１端部プレート１４１が積層されている。また、複数の半導体モジュール２０の積層体におけるＸ方向の他端には、第２端部プレート１４２が積層されている。第１端部プレート１４１及び第２端部プレート１４２は、それぞれ、半導体モジュール２０における流路形成部２６に、シール部材２６１を介して当接している。
【００５０】
これにより、積層方向の外側に配置された半導体モジュール２０の放熱板３に面する位置にも、冷媒流路４が形成される。この冷媒流路４も、沿面流路４１である。また、Ｙ方向におけるモールド樹脂部２１と流路形成部２６との間にも、冷媒流路４が形成される。この冷媒流路４は、Ｘ方向に連続すると共に、複数の沿面流路４１を連結する連結流路４２である。
【００５１】
半導体モジュール２０の冷却フィン５は、沿面流路４１に露出する。そして、冷却フィン５の立設先端側は、中間プレート１２、第１端部プレート１４１、又は第２端部プレート１４２に当接している。これら、中間プレート１２、第１端部プレート１４１、及び第２端部プレート１４２における、冷却フィン５と当接する面は、冷媒流路４における放熱板３と反対側の内壁面４３である。
【００５２】
上記のように構成された半導体装置１においては、冷媒導入部１３１から冷媒流路４に導入された冷媒が、上流側の連結流路４２を適宜通り、複数の沿面流路４１に分配される。各沿面流路４１においては、冷媒がＹ方向に流れる。このとき、冷媒は、冷却フィン５を含めた放熱板３と、熱交換を行う。受熱した冷媒は、下流側の連結流路４２を適宜通り、冷媒排出部１３２から排出される。このようにして、半導体素子２の熱が、冷却フィン５を備えた放熱板３を介して、冷媒に放熱される。
【００５３】
本形態においても、半導体素子２の放熱効率を向上させることができる半導体装置１を提供することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００５４】
（実験例１）
本例は、図１３に示すごとく、実施形態１の半導体装置１の効果を確認した実験例である。
まず、実施形態１の半導体装置１を模擬的に再現した実験ベンチを作製した。この実験ベンチは、熱源としての半導体素子２をヒータにて代用し、そのヒータを、多数の冷却フィン５を備えた放熱板３に、熱的に接触させている。そして、冷媒流路４に冷媒を流通させたときの冷媒の温度上昇に基づき、冷媒とヒータ（すなわち、半導体素子２に相当）との間の熱伝達率を測定した。冷媒としては、ＬＬＣ（Long  Life  Coolant）を用いた。
【００５５】
ヒータは、温度を１００℃に設定した。冷媒流路４に導入する前の冷媒の温度は、２５℃とした。そして、冷媒流路４における冷媒の流量を３種類に設定し、それぞれの場合の熱伝達率と圧損とを測定した。
【００５６】
本実験例においては、実施形態１において示したものと同様の構成の、冷却フィンを備えた放熱板を、試料１として用意した。また、比較として、放熱板に冷却フィンを接合したものについても、同様の試験を行った。また、冷却フィンの接合方法についても、レーザ接合を用いたものと、ろう付け接合を用いたものとの２種類を用意した。レーザ接合によるものを試料２とし、ろう付け接合によるものを試料３とする。
【００５７】
試験結果を、図１３に示す。
同図から分かるように、試料１の熱伝達率は、試料２及び試料３の熱伝達率に比べて、高い。特に、圧損が大きくなるほど、試料１の熱伝達率は、他の試料よりも高くなっている。
この結果から、実施形態１の半導体装置１においては、半導体素子２の放熱効率を向上できることが分かる。また、実施形態１の半導体装置１において、ある程度圧損を大きくすることによって、半導体素子の放熱効率を向上させることができることが分かる。
【００５８】
（実験例２）
本例は、図１４〜図１７に示すごとく、複数の冷却フィン５の配置形状による放熱効率の向上効果を、解析した。
【００５９】
図１４に示すごとく、実施形態１と同様の冷却フィン５の配置形状のものを、試料２１とした。ただし、各冷却フィン５は平板状とし、湾曲した形状（図４参照）とは異なる。すなわち、試料２１においては、多数の冷却フィン５が流路方向Ｙに対して傾斜し、かつ、流路方向Ｙに隣り合う冷却フィン５同士は、流路方向Ｙに対する傾斜の向きが互いに異なっている。Ｚ方向に配列された複数の冷却フィン５は、流路方向Ｙに対する傾斜の向きが互いに同じである。
【００６０】
また、図１５に示すごとく、Ｙ方向連続した平板状の冷却フィン５０を複数枚平行に配置したものを、試料２２とした。
また、図１６に示すごとく、放熱板３から立設した、四角柱ピン状の冷却フィン５００を、多数設けたものを、試料２３とした。
なお、図１４〜図１６は、放熱板の一部のみを抜き出して表した斜視図である。
【００６１】
上記３種類の試料において、図１４〜図１６に示す、冷却フィン５、５０、５００の高さｔ及び間隔ｄは、同じになるようにした。なお、試料２３においては、Ｘ方向に沿った間隔及びＹ方向に沿った間隔のいずれもが、ｄである。また、いずれの試料においても、冷却フィン５、５０、５００は、放熱板３と一体的に形成されているものとした。
【００６２】
これらの試料２１、試料２２、試料２３について、冷媒流路４に冷媒を流通させたときの熱伝達率を、シミュレーションにて解析した。冷媒の流量は０．５Ｌ／分、放熱板３に伝わる熱量は３０Ｗ、熱交換前の冷媒の温度は６５℃とした。また、冷媒は、実験例１に示したものと同じＬＬＣとした。
【００６３】
試験結果を、図１７に示す。
同図から分かるように、試料２１が、最も熱伝達率が高かった。それゆえ、実施形態１に示したような、冷却フィン５の配置形状により、放熱効率を向上させることができることが分かる。
【００６４】
上記実施形態以外にも種々の形態が考えられる。例えば、実施形態１等において、冷媒の流れる向きを、逆向きとしてもよい。すなわち、冷却フィン５の湾曲の凸面側が、冷媒の流れの上流側になるようにすることもできる。
【００６５】
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１  半導体装置
２  半導体素子
３  放熱板
４  冷媒流路
５  冷却フィン
Ｘ  放熱板の法線方向
Ｙ  流路方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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