(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体冷却装置において、冷却媒体の流れ方向に配置された半導体チップ間の温度差を小さくする手段を提供する。【解決手段】金属ベース１１の半導体チップ１６の搭載面とは反対側の面に形成される放熱フィン１２は、その密度が冷却媒体の流れ方向に高くなるように長さの異なる複数の板状フィン１２ａを配置することで構成される。これにより、半導体チップ１６の発熱量および放熱フィン１２の冷却効率が同じである場合、冷却媒体および半導体チップ１６がその流れ方向に従って昇温する傾向を有するが、冷却媒体の流れ方向に従って冷却効率を高くすることでその傾向を抑制することができ、その結果、冷却媒体の流れ方向に配置された半導体チップ１６の温度を均一に近づけることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に複数の半導体チップが配設された絶縁基板が少なくとも１つ接合され、他方の面に放熱フィンが一体に形成された金属ベースと、前記放熱フィンを取り囲むようにして前記金属ベースに接合され、前記放熱フィンの間を冷却媒体が一方向に流れるように両端に前記冷却媒体の流入口および流出口を有する流路カバーとを備えた半導体冷却装置において、
前記放熱フィンは、その冷却効率が前記流入口から前記流出口への流路に沿って高くなるように構成されていることを特徴とする半導体冷却装置。
【請求項２】
前記放熱フィンは、前記流路の流れ方向に沿って延出された複数の板状フィンおよび前記流路に配置される複数のピン状フィンの少なくとも一方によって構成され、前記流入口から前記流出口へ向かうに従って、前記板状フィンまたは前記ピン状フィンの密度を徐々に高くした請求項１記載の半導体冷却装置。
【請求項３】
前記板状フィンは、前記流出口側から前記流入口側へ延出される長さが調整され、前記流入口から前記流出口へ向かうに従って、隣接するもの同士の間隔が小さくなるようにすることで前記放熱フィンの密度を高くした請求項２記載の半導体冷却装置。
【請求項４】
前記板状フィンは、前記流路の流れ方向に沿って延出された波板状フィンであり、前記波板状フィンは、前記流入口から前記流出口へ向かうに従って、波形形状の振り幅が大きくなるように形成されて前記放熱フィンの密度を高くした請求項２記載の半導体冷却装置。
【請求項５】
前記板状フィンは、前記流路の流れ方向に沿って延出された波板状フィンであり、前記波板状フィンは、前記流入口から前記流出口へ向かうに従って、波形形状のピッチが小さくなるように形成されて前記放熱フィンの密度を高くした請求項２記載の半導体冷却装置。
【請求項６】
前記板状フィンは、前記流入口から前記流出口へ向かうに従って、高さが高くなるように形成されて前記放熱フィンの密度を高くした請求項３ないし５のいずれか１項に記載の半導体冷却装置。
【請求項７】
前記ピン状フィンは、同じ太さおよび長さを有し、前記流入口から前記流出口へ向かうに従って、隣接するもの同士の間隔が狭ピッチになるように配置されて前記放熱フィンの密度を高くした請求項２記載の半導体冷却装置。
【請求項８】
前記ピン状フィンは、同じ長さを有して互いに等ピッチで配置され、前記流入口から前記流出口へ向かうに従って太くしていくことで前記放熱フィンの密度を高くした請求項２記載の半導体冷却装置。
【請求項９】
前記ピン状フィンは、前記流入口から前記流出口へ向かうに従って、高さが高くなるように形成されて前記放熱フィンの密度を高くした請求項７または８記載の半導体冷却装置。
【請求項１０】
前記放熱フィンは、前記流路の流れ方向に沿って延出され前記流路の幅方向に均等に配置される複数の板状フィンおよび前記流路に均等に配置される複数のピン状フィンの少なくとも一方によって構成され、前記流入口から前記流出口へ向かうに従って前記板状フィンまたは前記ピン状フィンの高さを徐々に高くすることにより前記冷却効率を高くしていくようにした請求項１記載の半導体冷却装置。
【請求項１１】
前記放熱フィンは、前記流路の流れ方向に沿って延出され前記流路の幅方向に均等に配置される複数の板状フィンおよび前記流路に均等に配置される複数のピン状フィンの少なくとも一方によって構成され、
前記流路カバーは、前記板状フィンの前記金属ベースとは反対側の辺とのクリアランスまたは前記ピン状フィンの先端とのクリアランスを前記流入口の側で大きく、前記流出口の側で小さくすることにより、前記流入口から前記流出口へ向かうに従って、前記ピン状フィンの間を流れる前記冷却媒体の流量を増やして前記冷却効率を高くしていくようにした請求項１記載の半導体冷却装置。
【請求項１２】
前記放熱フィンは、その材質が銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金である請求項１記載の半導体冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体冷却装置に関し、特に複数の半導体チップを配設した絶縁基板が接合される金属ベースの裏面に放熱フィンが一体に形成され、放熱フィンを流路カバーで囲って放熱フィンの間に冷却媒体を流すことで半導体チップの発熱を放熱する半導体冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車用制御装置ではモータ可変速駆動装置のインバータ回路にパワー半導体チップが用いられている。パワー半導体チップは、大電流が流れることによって発熱するので、冷却装置と組み合わせて用いられる。電気自動車用制御装置のように、重量、取り付けスペースなどに制約のある場所では、放熱性能を向上させるために循環冷却媒体を使用した液冷式の冷却装置が使用されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような冷却装置は、肉厚の薄い板状の放熱フィンが冷却媒体を流す流路に均一密度で配置されるように金属ベースと一体に形成され、その金属ベースに発熱する半導体チップを配設した絶縁基板が接合される。流路に圧力をかけた冷却媒体を流すことにより、半導体チップの発熱エネルギは、表面積の大きな放熱フィンを介して冷却媒体に効率よく放熱される。半導体チップからの放熱により昇温された冷却媒体は、外部の熱交換器にて冷却され、冷却された冷却媒体は、ポンプにより加圧されて放熱フィンが配置された流路に戻される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２８３６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような冷却装置では、外部の熱交換器にて冷却された冷却媒体が環流してくる流入口付近の冷却媒体温度が最も低く、半導体チップを冷却した流出口付近の冷却媒体温度が最も高くなる。そのため、冷却媒体の流れ方向に沿って複数の半導体チップが配置された冷却装置では、チップ直下の冷却媒体の温度が下流側に行くに連れて高くなっていくので、それぞれの半導体チップの温度も下流側に行くほど高くなってしまう。
【０００６】
半導体チップ間に温度差があると、それぞれの半導体チップの出力電流は、温度の最も高い半導体チップの出力電流に律速されてしまうので、それ以外の半導体チップは、温度的により多くの出力電流を流せるにも拘わらず、最大温度の半導体チップの出力電流に制限されて十分な出力を確保できないという問題点があった。
【０００７】
なお、半導体チップ間の温度差をなくすには、流入口と流出口を多数設けることで対策可能であるが、構造が複雑化したり、冷却媒体の流動性を確保するために圧力を高めることが必要になったりする。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で半導体チップ間の温度差を小さくした半導体冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では上記問題点を解決するために、一方の面に複数の半導体チップが配設された絶縁基板が少なくとも１つ接合され、他方の面に放熱フィンが一体に形成された金属ベースと、前記放熱フィンを取り囲むようにして前記金属ベースに接合され、前記放熱フィンの間を冷却媒体が一方向に流れるように両端に前記冷却媒体の流入口および流出口を有する流路カバーとを備えた半導体冷却装置において、前記放熱フィンは、その冷却効率が前記流入口から前記流出口への流路に沿って高くなるように構成されていることを特徴とする半導体冷却装置が提供される。
【００１０】
このような半導体冷却装置によれば、流入口の側では、放熱フィンの冷却効率を低くし、流出口へ行くに連れて放熱フィンの冷却効率を高くしたことで、流出口へ行くほど半導体チップの冷却媒体との温度差が小さくなり、流出口へ行くほど高くなる冷却媒体の温度上昇が抑えられる。これにより、冷却媒体の流れ方向に配置された複数の半導体チップ間の温度差が小さくなるので、すべての半導体チップを均一な動作温度に近づけることができる。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成の半導体冷却装置は、冷却媒体の流れ方向に沿って冷却効率がアンバランスになるように放熱フィンを構成したので、冷却媒体の流れ方向に沿って配置された半導体チップは、最大出力時の温度を同等に近づけることができるため、温度アンバランスによるディレーティングが不要になり、より大きな出力を得ることが可能となるという利点がある。
【００１２】
また、放熱フィンの構成を変更するという簡便な方法で達成できるので、冷却媒体の流入口・流出口を複数設けるなどの複雑な構造をとる必要がないので、製造コストが上がることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】半導体チップ搭載の半導体冷却装置を示す概略図であって、（Ａ）は半導体冷却装置の平面図、（Ｂ）は半導体冷却装置の側面図、（Ｃ）は（Ａ）のａ−ａ矢視断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る半導体冷却装置を示す図であって、（Ａ）は図１（Ａ）のｂ−ｂ矢視断面図、（Ｂ）は半導体冷却装置の放熱フィンを示す図である。
【図３】半導体チップおよび冷却媒体の温度変化を示す説明図である。
【図４】第１の実施の形態に係る半導体冷却装置の変形例を示す図であって、（Ａ）は放熱フィンの第１の変形例を示す図、（Ｂ）は放熱フィンの第２の変形例を示す図、（Ｃ）は放熱フィンの第３の変形例を示す半導体冷却装置のチップ部断面図である。
【図５】第２の実施の形態に係る半導体冷却装置を示す図であって、（Ａ）は第２の実施の形態に係る半導体冷却装置の放熱フィンを示す図、（Ｂ）は放熱フィンの第１の変形例を示す図、（Ｃ）は放熱フィンの第２の変形例を示す半導体冷却装置のチップ部断面図である。
【図６】第３の実施の形態に係る半導体冷却装置の放熱フィンを示す図である。
【図７】第４の実施の形態に係る半導体冷却装置を示す図であって、（Ａ）は放熱フィンを示す図、（Ｂ）は半導体冷却装置のチップ部断面図である。
【図８】第４の実施の形態に係る半導体冷却装置の変形例を示す図であって、（Ａ）は放熱フィンを示す図、（Ｂ）は半導体冷却装置のチップ部断面図である。
【図９】第５の実施の形態に係る半導体冷却装置を示す図であって、（Ａ）は放熱フィンを示す図、（Ｂ）は半導体冷却装置のチップ部断面図である。
【図１０】第５の実施の形態に係る半導体冷却装置の変形例を示す図であって、（Ａ）は放熱フィンを示す図、（Ｂ）は半導体冷却装置のチップ部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は半導体チップ搭載の半導体冷却装置を示す概略図であって、（Ａ）は半導体冷却装置の平面図、（Ｂ）は半導体冷却装置の側面図、（Ｃ）は（Ａ）のａ−ａ矢視断面図である。なお、この図１において、半導体チップ上の電気的接続、外部接続端子、ケース、封止材などは省略してある。
【００１５】
本発明による半導体冷却装置は、発熱源が搭載される金属ベース１１と、この金属ベース１１の下面に一体に形成される放熱フィン１２と、この放熱フィン１２を取り囲むようにして金属ベース１１に接合されて冷却媒体の流路を形成する流路カバー１３とを備えている。放熱フィン１２は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの材質によって形成されている。流路カバー１３は、形成された流路の上流側に流入口１４が設けられ、下流側には流出口１５が設けられている。流出口１５には、外部の熱交換器が接続され、その熱交換器は、ポンプを介して流入口１４に接続され、冷却媒体をポンプにより強制循環させるようにしている。流路カバー１３によって囲まれた冷却媒体の流路内では、放熱フィン１２は、その冷却効率が流入口１４から流出口１５への流路に沿って高くなるように構成されている。
【００１６】
金属ベース１１の上面には、複数の半導体チップ１６が配設された絶縁基板１７が搭載されている。半導体チップ１６は、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、フリーホイールダイオード（Free Wheeling Diode）などのパワー半導体素子とすることができる。絶縁基板１７は、セラミックで構成され、その両面には配線１８，１９が接合されている。絶縁基板１７の上面側の配線１８には、はんだ２０により半導体チップ１６が接合されており、下面側の配線１９は、はんだ２１により金属ベース１１に接合されている。図示の例では、冷却媒体の流れ方向に４つの半導体チップ１６を配置した列が２つの場合を示している。
【００１７】
半導体チップ１６が発熱すると、その熱は、絶縁基板１７および金属ベース１１を介して直下の放熱フィン１２に伝熱される。放熱フィン１２では、半導体チップ１６の熱は、流入口１４に圧送された冷却媒体との熱交換により冷却される。この冷却は、冷却媒体の流れ方向に沿って半導体チップ１６の対応位置で順次行われる。伝熱により昇温された冷却媒体は、流出口１５から流出され、外部の熱交換器で放熱により降温された冷却媒体は、ポンプにより加圧されて流入口１４に戻される。
【００１８】
図２は第１の実施の形態に係る半導体冷却装置を示す図であって、（Ａ）は図１（Ａ）のｂ−ｂ矢視断面図、（Ｂ）は半導体冷却装置の放熱フィンを示す図である。
この第１の実施の形態に係る半導体冷却装置では、放熱フィン１２は、流路の流れ方向に沿って延出された複数の板状フィン１２ａを金属ベース１１に接合することによって構成されている。板状フィン１２ａは、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って、隣接するもの同士の間隔が小さくなるように、流出口１５の側から流入口１４の側へ延出される長さが適当に調整されている。これにより、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って、板状フィン１２ａの密度を徐々に高くして冷却効率が高くなるようにしている。
【００１９】
図３は半導体チップおよび冷却媒体の温度変化を示す説明図である。
この図３では、放熱フィン１２の密度を均一に構成した従来の半導体冷却装置の場合と、放熱フィン１２の密度を冷却媒体の流れ方向に従って高くなるように構成した本発明の半導体冷却装置の場合とにおける温度変化を比較して示している。また、図３では、その上方に冷却媒体の流れ方向における半導体チップ１６の配置を示し、下方に冷却媒体の流れ方向において対応する位置の半導体チップ１６の温度変化と冷却媒体の流れ方向における冷却媒体の平均温度変化とを示している。
【００２０】
一般に、それぞれの半導体チップ１６の発熱量が同じである場合、冷却媒体と半導体チップ１６との温度差は、ほぼ同じである。従って、半導体チップ１６の温度および冷却媒体の温度は、ともに流入口１４から流出口１５に行くに連れて昇温している。
【００２１】
ここで、従来の半導体冷却装置の場合、放熱フィンの密度を均一に構成しているので、流入口１４の側の冷却媒体は低く、半導体チップ１６の温度も低い。冷却媒体の温度は、流出口１５に行くに連れて高くなるので、半導体チップ１６の温度は、それぞれ温度差の分だけ高くなっている。
【００２２】
これに対し、本発明の半導体冷却装置の場合、放熱フィン１２の密度を流入口１４の側で低く、流出口１５の側で高くして、上流側に行くほど冷却効率が低く、下流側に行くほど冷却効率が高くなるように構成している。このため、流入口１４の側の半導体チップ１６の温度は、冷却効率が低い分だけ発熱量の同じ従来の場合よりも高くなり、冷却効率が低いため冷却媒体の温度上昇が抑えられている。しかし、それより下流側では、放熱フィン１２の冷却効率を高くしているので、半導体チップ１６と冷却媒体との温度差が小さくなり、冷却効率が高いため冷却媒体の温度上昇が大きくなっている。
【００２３】
このように、放熱フィン１２の冷却効率を、流入口１４では低く、流出口１５に行くに連れて高くなるようにアンバランスに設定することにより、冷却媒体の流れ方向に配置された半導体チップ１６間の温度差が小さくなり、すべての半導体チップ１６の温度を均一に近づけることができるようになる。これにより、半導体チップ１６の最高温度が下がり、同じ電流出力の半導体チップ１６は、すべて実質的に同じ温度条件にて動作させることができるので、温度のアンバランスがあることによる最大出力の抑制の必要性（ディレーティング：derating）がなくなり、逆に定格出力を上げることが可能になる。
【００２４】
図４は第１の実施の形態に係る半導体冷却装置の変形例を示す図であって、（Ａ）は放熱フィンの第１の変形例を示す図、（Ｂ）は放熱フィンの第２の変形例を示す図、（Ｃ）は放熱フィンの第３の変形例を示す半導体冷却装置のチップ部断面図である。
【００２５】
上記の図２に示した半導体冷却装置は、流出口１５の側にて流路の幅方向に密に配置された板状フィン１２ａの流入口１４側に延出される長さを適当に調整することによって、放熱フィン１２の密度を変えていたが、放熱フィン１２の密度は、別の構成によっても変えることができる。
【００２６】
すなわち、図４の（Ａ）に示した例では、放熱フィン１２を流路の流れ方向に沿って延出された波板状フィン１２ｂとし、その波板状フィン１２ｂの波形形状の振り幅を、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って大きく形成している。これにより、放熱フィン１２の密度は、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って徐々に高くなるように変化させることができる。なお、図示の例では、波板状フィン１２ｂの波形形状の振り幅を３段階に分けて形成してあるが、無段階に変更するようにしても良い。さらに、波板状フィン１２ｂは、半導体チップ１６の直下の領域を除く部分をストレートに形成し、半導体チップ１６の直下の領域に位置する部分の波形形状の振り幅を段階的に大きくするように形成しても良い。
【００２７】
次に、図４の（Ｂ）に示した例では、放熱フィン１２を流路の流れ方向に沿って延出された波板状フィン１２ｃとし、その波板状フィン１２ｃの波形形状の振り幅は一定でありながら波形形状のピッチを流入口１４から流出口１５へ向かうに従って小さくなるように形成している。これにより、放熱フィン１２の密度は、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って徐々に高くなるように変化させることができる。
【００２８】
次に、図４の（Ｃ）に示した例では、放熱フィン１２は、図２の（Ｂ）、図４の（Ａ）または（Ｂ）に示した形状の板状フィン１２ａ、波板状フィン１２ｂ，１２ｃと同じ形状とし、さらに、その高さを流入口１４から流出口１５へ向かうに従って高くするように形成された板状フィン１２ｄとしている。これにより、放熱フィン１２の密度は、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って徐々に高くなるように変化させることができる。
【００２９】
図５は第２の実施の形態に係る半導体冷却装置を示す図であって、（Ａ）は第２の実施の形態に係る半導体冷却装置の放熱フィンを示す図、（Ｂ）は放熱フィンの第１の変形例を示す図、（Ｃ）は放熱フィンの第２の変形例を示す半導体冷却装置のチップ部断面図である。
【００３０】
この第２の実施の形態に係る半導体冷却装置では、放熱フィン１２は、流路の流れ方向に沿って複数のピン状フィン１２ｅを金属ベース１１に接合することによって構成されている。図５の（Ａ）に示す例では、ピン状フィン１２ｅは、同じ太さおよび長さを有し、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って、隣接するもの同士の間隔が狭ピッチになるように配置されている。これにより、放熱フィン１２の密度は、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って徐々に高くなるように変化させることができる。
【００３１】
次に、図５の（Ｂ）は、（Ａ）に示した放熱フィン１２の第１の変形例であって、ピン状フィン１２ｅがそれぞれ同じ長さを有して互いに等ピッチで配置され、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って太くされていく例を示している。これにより、放熱フィン１２の密度は、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って徐々に高くなるように変化させることができる。
【００３２】
次に、図５の（Ｃ）は、（Ａ）に示した放熱フィン１２の第２の変形例であって、ピン状フィン１２ｅは、（Ａ）に示した配置のもの、または（Ｂ）に示した配置および太さのものに加えて、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って高さが高くなるように形成されている例を示している。この構成により、この半導体冷却装置は、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って徐々に高くなるように変化する放熱フィン１２の冷却効率をさらに高めることができる。また、この第２の変形例では、流路カバー１３を、ピン状フィン１２ｅの先端とのクリアランスが一定となるように形成した場合の例を示している。
【００３３】
図６は第３の実施の形態に係る半導体冷却装置の放熱フィンを示す図である。
この第３の実施の形態に係る半導体冷却装置では、その放熱フィン１２は、図２の（Ｂ）に示した板状フィン１２ａと、図５の（Ａ）に示したピン状フィン１２ｅとを組み合わせた例を示している。これにより、放熱フィン１２の密度は、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って徐々に高くなるように変化させることができる。
【００３４】
もちろん、板状フィン１２ａは、図４の（Ａ）または（Ｂ）に示した波板状フィン１２ｂ，１２ｃとすることもでき、ピン状フィン１２ｅは、図５の（Ｂ）に示した太さおよび配置のものとすることもできる。さらに、波板状フィン１２ｂ，１２ｃおよび／またはピン状フィン１２ｅは、図４の（Ｃ）または図５の（Ｃ）に示したように、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って徐々に高くなるように変化させても良い。
【００３５】
図７は第４の実施の形態に係る半導体冷却装置を示す図であって、（Ａ）は放熱フィンを示す図、（Ｂ）は半導体冷却装置のチップ部断面図である。
この第４の実施の形態に係る半導体冷却装置は、放熱フィン１２を流路に均等に配置してそれぞれ同じ太さおよび長さを有する複数のピン状フィン１２ｅによって構成し、流路カバー１３をピン状フィン１２ｅの先端とのクリアランスが流入口１４の側で大きく、流出口１５の側で小さくなるように、つまり、流入口１４の側の流路断面積が大きく、流出口１５の側の流路断面積が小さくなるように構成している。流路カバー１３とピン状フィン１２ｅとのクリアランスが大きい流入口１４の側の流路では、冷却媒体は、主として抵抗の少ないクリアランスの部分を流れ、抵抗の大きいピン状フィン１２ｅの間を流れる流量が少ないので、冷却効率が低くなっている。クリアランスがなくなる流出口１５の側の流路では、冷却媒体は、流路断面積が絞られた上に、抵抗の大きいピン状フィン１２ｅの間を強制的に、かつ、速い流速で流れるようになるので、ここでの冷却効率が非常に高くなっている。
【００３６】
このように、ピン状フィン１２ｅの間を流す冷却媒体の流量を流入口１４の側で少なく、流出口１５の側で多くなるようにすることで、放熱フィン１２の冷却効率は、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って高くなるように変化させることができる。これにより、冷却媒体の流れ方向に配置された複数の半導体チップ１６の温度を均一化させることができる。
【００３７】
図８は第４の実施の形態に係る半導体冷却装置の変形例を示す図であって、（Ａ）は放熱フィンを示す図、（Ｂ）は半導体冷却装置のチップ部断面図である。
この第４の実施の形態の変形例では、放熱フィン１２は、流路の幅方向に均等に配置された長さおよび高さの等しい複数の板状フィン１２ａによって構成されている。この場合も、流路カバー１３は、板状フィン１２ａの金属ベース１１とは反対側の辺との間に、流入口１４の側の流路でクリアランスが大きく、流出口１５の側の流路ではクリアランスがなくなるような形状に形成される。このように、板状フィン１２ａの間を流れる冷却媒体の流量が流入口１４から流出口１５へ向かうに従って次第に多くなる構成にしたことにより、冷却効率は、冷却媒体の流れ方向に沿って高くなるように変化することになる。
【００３８】
図９は第５の実施の形態に係る半導体冷却装置を示す図であって、（Ａ）は放熱フィンを示す図、（Ｂ）は半導体冷却装置のチップ部断面図である。
この第５の実施の形態に係る半導体冷却装置では、流路カバー１３が流入口１４から流出口１５に亘って一定の流路断面積を有するよう形成されている。また、放熱フィン１２は、流路の流れ方向および幅方向に均等に配置された複数のピン状フィン１２ｅによって構成され、しかも、これらのピン状フィン１２ｅは、流入口１４から流出口１５へ向かうに従って徐々に高くなるように形成されている。これにより、ピン状フィン１２ｅの先端と流路カバー１３との間のクリアランスは、流入口１４から流出口１５に行くに従って徐々に小さくなっている。
【００３９】
金属ベース１１の面に均等に配置される複数のピン状フィン１２ｅを流入口１４から流出口１５へ向かって徐々に高くなるよう形成したことで、流路カバー１３内の放熱フィン１２の密度も下流側に行くに連れて徐々に高くなり、冷却効率も徐々に高くなっている。これにより、放熱フィン１２の冷却効率は流入口１４から流出口１５へ向かうに従って高くなり、冷却媒体の流れ方向に配置された複数の半導体チップ１６の温度を均一化させることができる。
【００４０】
図１０は第５の実施の形態に係る半導体冷却装置の変形例を示す図であって、（Ａ）は放熱フィンを示す図、（Ｂ）は半導体冷却装置のチップ部断面図である。
この第５の実施の形態の変形例では、放熱フィン１２は、流路の幅方向に均等に配置された複数の板状フィン１２ａによって構成され、しかも、これらの板状フィン１２ａは、長さは等しいが高さが流路の流れ方向に沿って高くなるように形成されている。これにより、板状フィン１２ａの流路カバー１３側の辺と流路カバー１３との間のクリアランスは、流入口１４から流出口１５に行くに従って徐々に小さくなっている。
【００４１】
このように、流路の流れ方向に同じ流路断面積を有する流路カバー１３内において板状フィン１２ａを流入口１４から流出口１５へ向かって徐々に高くなるよう形成したことで、下流側に行くに従って、板状フィン１２ａの密度が徐々に高くなり、冷却効率も徐々に高くなっている。
【符号の説明】
【００４２】
１１  金属ベース
１２  放熱フィン
１２ａ  板状フィン
１２ｂ，１２ｃ  波板状フィン
１２ｄ  板状フィン
１２ｅ  ピン状フィン
１３  流路カバー
１４  流入口
１５  流出口
１６  半導体チップ
１７  絶縁基板
【図１】
2010153785.tif 000003
【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】
2010153785.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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