(57)【要約】【課題】押圧型積層組立体に実装される半導体電子デバイス（１２）を提供する。【解決手段】下部および上部プレート（２２，２４）が導電性であり、各々の構成要素（２８）が第１の電極（４２）および第２の電極（４４）を備え、第１の電極（４２）が下部プレート（２２）に電気的に接続され、第２の電極（４４）が上部プレート（２４）に電気的に接続される。構成要素（２８）と、下部プレート（２２）および上部プレート（２４）から選択される支持プレート（２４）との間に弾性部（３０）が配置される。中間密封壁（３２）は、構成要素（２８）と弾性部（３０）との間で箱（２０）の内側に配置され、構成要素（２８）を電気的に接続する。中間密封壁（３２）が、中間密封壁（３２）と支持プレート（２４）との間で弾性部（３０）の周囲を循環するように構成される電気絶縁性の冷却液から構成要素（２８）を離隔する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧型積層組立体（１０）に実装することが意図される半導体電子デバイス（１２）であって、
−  下部プレート（２２）、上部プレート（２４）、および前記下部プレート（２２）を前記上部プレート（２４）に機械的に接続する側壁（２６）を備え、前記下部プレート（２２）および前記上部プレート（２４）が導電性である箱（２０）、
−  各々の半導体構成要素（２８）が第１の電極（４２）および第２の電極（４４）を備え、前記第１の電極（４２）が前記下部プレート（２２）に電気的に接続され、前記第２の電極（４４）が前記上部プレート（２４）に電気的に接続される複数の半導体構成要素（２８）、ならびに、
−  好ましくは導電性であり、前記半導体構成要素（２８）と、前記下部プレート（２２）および前記上部プレート（２４）から選択される支持プレート（２４）との間に配置される弾性部（３０）
を備える半導体電子デバイス（１２）において、
前記半導体電子デバイス（１２）が、前記半導体構成要素（２８）と前記弾性部（３０）との間で前記箱（２０）の内側に配置される中間密封壁（３２）をさらに備え、前記中間密封壁（３２）が、前記半導体構成要素（２８）を電気的に接続し、前記中間密封壁（３２）が、前記中間密封壁（３２）と前記支持プレート（２４）との間で前記弾性部（３０）の周囲を循環するように構成される電気絶縁性の冷却液から前記半導体構成要素（２８）を離隔するように構成されることを特徴とする半導体電子デバイス（１２）。
【請求項２】
前記中間密封壁（３２）が、導電性の中間プレート（４６）を備え、前記中間プレート（４６）が、前記半導体構成要素（２８）、および、前記中間プレート（４６）と前記側壁（２６）との間に配置される密封接合部（４８）に接触して配置される、請求項１に記載のデバイス（１２）。
【請求項３】
前記側壁（２６）が電気絶縁性であり、前記弾性部（３０）が導電性である、請求項１または２に記載のデバイス（１２）。
【請求項４】
前記側壁（２６）が、垂直方向（Ｚ）に沿って前記中間密封壁（３２）の両側に配置される第１の部分（１００）および第２の部分（１０２）を備え、前記第１の部分（１００）が、電気絶縁性であり、前記中間密封壁（３２）と、前記下部プレート（２２）および前記上部プレート（２４）からの前記支持プレート（２４）とは別のプレート（２２）との間に配置され、前記第２の部分（１０２）が前記中間密封壁（３２）と前記支持プレート（２４）との間に配置され、前記第２の部分（１０２）が好ましくは導電性である、請求項１または２に記載のデバイス（１２）。
【請求項５】
前記中間プレート（４６）が、前記垂直方向（Ｚ）に直交して前記側壁（２６）の外縁まで延在する、請求項２および４に記載のデバイス（１２）。
【請求項６】
前記中間プレート（４６）が、前記垂直方向（Ｚ）に沿って一方が他方の上方に配置される第１の中間プレート（２００）および第２の中間プレート（２０２）を備え、前記第１の中間プレート（２００）が前記半導体構成要素（２８）および前記第１の部分（１００）に接触して配置され、前記第２の中間プレート（２０２）が前記弾性部（３０）および前記第２の部分（１０２）に接触して配置される、請求項５に記載のデバイス（１２）。
【請求項７】
前記デバイス（１２）が、前記下部プレート（２２）および前記上部プレート（２４）からの前記支持プレート（２４）とは別の前記プレート（２２）の内側に第２の冷却液用の循環回路（７０）をさらに備え、前記循環回路（７０）が、前記支持プレート（２４）とは別の前記プレート（２２）の内側に設けられる空洞（７２）を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス（１２）。
【請求項８】
前記下部プレート（２２）および前記上部プレート（２４）が、本質的には平面状であり相互に平行であり、前記弾性部（３０）が、前記下部プレート（２２）および前記上部プレート（２４）に近似的に直交する方向に沿って弾性がある、請求項１から７のいずれか一項に記載のデバイス（１２）。
【請求項９】
各々の弾性部（３０）が、ばねおよびピストンからなる群の中から選択される構成要素である、請求項１から８のいずれか一項に記載のデバイス（１２）。
【請求項１０】
各々の半導体構成要素（２８）が、ＩＧＢＴトランジスタ、ＩＥＧＴトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ、およびダイオードからなる群の中から選択される構成要素である、請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス（１２）。
【請求項１１】
前記側壁（２６）が、前記冷却液の通路用の少なくとも１つの開口部（３８、４０）を備え、前記（または各々の）通路用の開口部（３８、４０）が前記側壁（２６）を通過し、前記（または各々の）通路用の開口部（３８、４０）が前記冷却液用の駆動デバイス（１４）に接続されるように構成される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のデバイス（１２）。
【請求項１２】
少なくとも１つの半導体電子デバイス（１２）が、請求項１から１１のいずれか一項に記載のデバイス（１２）であることを特徴とする、垂直積層軸（Ｚ）に沿って押圧される複数の半導体電子デバイス（１２）を備える押圧型積層パイル組立体（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押圧型積層組立体に実装することが意図される電子半導体に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】米国特許第５，７０５，８５３Ａ号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、押圧型積層組立体に実装することが意図される電子半導体に関し、電子半導体は、
−  下部プレート、上部プレート、および下部プレートを上部プレートに機械的に接続する側壁を備え、下部プレートおよび上部プレートが導電性である箱、
−  各々の半導体構成要素が第１の電極および第２の電極を備え、第１の電極が下部プレートに電気的に接続され、第２の電極が上部プレートに電気的に接続される複数の半導体構成要素、ならびに、
−  好ましくは導電性であり、半導体構成要素と、下部プレートと上部プレートとの間で選択される支持プレートとの間に配置される弾性部
を備える。
【０００４】
本発明はさらに、垂直積層軸に沿って押圧される複数の半導体電子デバイスを備える押圧型積層組立体に関する。
【０００５】
複数の半導体電子デバイスを備えるそのような押圧型積層組立体は通常、例えば、好ましくはメガワットを超える電力を用いる電気エンジンに電気エネルギーを供給するためのものであるコンバータとして、電力モジュールに設けられる。
【０００６】
そのような組立体は、「プレスパック」という組立体の名前により一般には言及され、電子デバイスは、積層軸に平行な２つの縦方向のロッドにより据え付けられた２つの外部の側部のフランジによって押圧される。電子デバイスは、垂直積層軸に沿って数トンの圧力のもとで積層かつ圧縮される。
【０００７】
前に述べたタイプの電子デバイスは、米国特許第５，７０５，８５３Ａ号の文献からよく知られている。この電子デバイスは、箱と、箱内に配置される複数のチップとを備え、各々のチップは半導体材料で作製される。箱は、下部プレート、上部プレート、および下部プレートを上部プレートに機械的に接続する側部キャッププレートを備える。下部プレートおよび上部プレートは導電性であり、各々のチップは２つの電極を備え、一方の電極は下部プレートに電気的に接続され、他方の電極は上部プレートに電気的に接続される。
【０００８】
この電子デバイスは、導電性および熱伝導性のばねをさらに備え、各々のばねは、上部プレートと接触スイッチフックプランジャとの間に配置され、スイッチフックプランジャは、半導体材料で作製されるチップの対応する電極にあてがわれて支持される。これらのばねによって、電子デバイスの製造が容易になる。
【０００９】
しかしながらそのような電子デバイスでは、動作の間に温度ピークが生じる場合があり、その温度ピークが、電子デバイスの半導体構成要素の１つまたは複数の劣化を引き起こす可能性があり、ばねが、上部プレートとチップとの間の電流の電気伝達、および、外側に向けてチップにより放出される熱の熱伝達を同時に確実にしている。
【００１０】
したがって本発明の目標は、半導体構成要素の劣化を防止するために、半導体構成要素の動作の間の最高温度の低下を可能にする半導体電子デバイスを供与することである。
【００１１】
この趣旨で本発明の目的物は、上記で述べたタイプの電子デバイスであって、その電子デバイスが、半導体構成要素と弾性部との間で箱の内側に配置される中間密封壁をさらに備え、中間密封壁が、半導体構成要素を電気的に接続し、電気絶縁性の中間密封壁が、中間密封壁と支持プレートとの間で弾性部の周囲を循環するように構成される冷却液から半導体構成要素を離隔するように調整されることを特徴とする電子デバイスである。
【００１２】
本発明の他の有利な態様によれば電子デバイスは、個々に、またはすべての技術的に可能な組み合わせによって選び取られる以下の特性、すなわち、
−  中間密封壁が、導電性の中間プレートを備え、中間プレートが、半導体構成要素、および、中間プレートと側壁との間に配置される密封接合部に接触して配置される、
−  側壁が電気絶縁性であり、弾性部が導電性である、
−  側壁が、垂直方向に沿って中間密封壁の両側に配置される第１の部分および第２の部分を備え、第１の部分が、電気絶縁性であり、中間密封壁と、下部プレートおよび上部プレートの中の支持プレートとは別のプレートとの間に配置され、第２の部分が中間密封壁と支持プレートとの間に配置され、第２の部分が好ましくは導電性である、
−  中間プレートが、垂直方向に直交して側壁の外縁まで延在する、
−  中間プレートが、垂直方向に沿って一方が他方の上方に配置される第１の中間プレートおよび第２の中間プレートを備え、第１の中間プレートが半導体構成要素および第１の部分に接触して配置され、第２の中間プレートが弾性部および第２の部分に接触して配置される、
−  デバイスが、下部プレートと上部プレートとの間の支持プレートとは別のプレートの内側に第２の冷却液用の循環回路をさらに備え、循環回路が、（支持プレートとは別の前記プレートの内側に設けられる）空洞を備える、
−  下部プレートおよび上部プレートが、本質的には平面状であり相互に平行であり、弾性部が、上部プレートおよび下部プレートに近似的に直交する方向に沿って弾性がある、
−  各々の弾性部が、ばねおよびピストンからなる群の中から選択される構成要素である、
−  各々の半導体構成要素が、ＩＧＢＴトランジスタ、ＩＥＧＴトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ、およびダイオードからなる群の中から選択される構成要素である、
−  側壁が、冷却液の通路用の少なくとも１つの開口部を備え、または各々の通路用の開口部が側壁を横断し、または各々の通路用の開口部が冷却液用の駆動デバイスに接続されるように構成される、
のうちの１つまたは複数を備える。
【００１３】
本発明の目的物はさらに、少なくとも１つの半導体電子デバイスが、上記で定義したようなものであることを特徴とする、垂直積層軸に沿って押圧される複数の半導体電子デバイスを備える押圧型積層組立体である。
【００１４】
本発明のこれらの特性および利点は、単に非限定的な例として与えられる、以下に続く説明を読むことで、および添付の図面を参照することで明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、垂直積層軸に沿って押圧される複数の半導体電子デバイスを備える押圧型積層組立体の概略表示の図である。
【図２】図２は、第１の実施形態による図１の電子デバイスの概略表示であり断面としての図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態による図２の図と同様の図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施形態による図２の図と同様の図である。
【図５】図５は、本発明の第４の実施形態による図２の図と同様の図である。
【図６】図６は、本発明の第５の実施形態による図２の図と同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
従前通りに本出願では表現「近似的に等しい」は、５％の多少までの相等性の関係を表現するものとする。
【００１７】
図１では押圧型積層組立体１０は、垂直積層軸Ｚに沿って押圧される複数の半導体電子デバイス１２を備え、半導体電子デバイス１２は、冷却回路１６を介して冷却液用の駆動デバイス１４に接続される。
【００１８】
押圧型積層組立体１０はパイル（ｐｉｌｅ）とも呼ばれ、電子デバイス１２は、積層軸に平行な、図示しない２つの縦方向のロッドにより据え付けられた、図示しない２つの側部の外部のフランジによって押圧される。電子デバイス１２は、垂直積層軸に沿って数トンの圧力のもとで積層かつ圧縮される。
【００１９】
例えば押圧型積層組立体１０は、電気エンジンに電力供給するために電気エネルギーを変換することが意図されるコンバータに組み込まれ、電気エンジンは、好ましくは１ＭＷより大きな、好ましくはさらに１０ＭＷより大きな電力を有する。
【００２０】
各々の電子デバイス１２は、垂直積層軸Ｚに沿って数トンの圧力のもとで積層かつ圧縮され、「プレスパック」デバイスとも呼ばれる。
【００２１】
各々の電子デバイス１２は、図２に示すように、下部プレート２２、上部プレート２４、および下部プレート２２を上部プレート２４に機械的に接続する側壁２６を伴う箱２０を備える。
【００２２】
各々の電子デバイス１２は、複数の半導体構成要素２８、ならびに、半導体構成要素２８と、下部プレート２２および上部プレート２４から選択される支持プレートとの間に配置される弾性部３０を備える。
【００２３】
図２での実施形態の例では、支持プレートは上部プレート２４である。図示しない変形例では、支持プレートは下部プレート２２である。
【００２４】
例えば電子デバイス１２は、各々の半導体構成要素２８に対する弾性部３０を備える。
【００２５】
各々の電子デバイス１２は、半導体構成要素２８と弾性部３０との間で箱２０の内側に配置される中間密封壁３２をさらに備え、中間密封壁３２が、半導体構成要素２８と弾性部３０との間で半導体構成要素２８を電気的に接続する。
【００２６】
例えば各々の電子デバイス１２は、円筒形の厚板の形態であり、したがって下部プレート２２および上部プレート２４は円形であり、側壁２６はリング形状である。
【００２７】
図１に認められる電気絶縁性の駆動デバイス１４は、冷却回路１６内部で、および電子デバイス１２の各々で冷却液の循環を引き起こすように構成される。駆動デバイス１４は、図示しないポンプを備える。
【００２８】
冷却回路１６は、図１に示すように、各々の電子デバイス１２の内側での冷却液の循環を確実にするために、各々の電子デバイス１２を駆動デバイス１４に接続する第１の循環チャネル３４および第２の循環チャネル３６を備える。例えば冷却回路１６は、電子デバイス１２と駆動デバイス１４との間の閉ループ回路である。
【００２９】
冷却液は電気絶縁性であり、例えば脱イオン水を含む。
【００３０】
下部プレート２２および上部プレート２４は導電性である。図２での実施形態の例では、下部プレート２２および上部プレート２４は、本質的には平面状であり相互に平行である。それらは垂直積層軸Ｚに直交する。
【００３１】
側壁２６は、第１の実施形態では電気絶縁性である。側壁２６は好ましくは、セラミック材料で作製される。側壁２６は、好ましくは垂直積層軸Ｚの周囲を一巡する壁の形態である。
【００３２】
側壁２６は冷却液の通路用の第１の開口部３８を備え、通路用の第１の開口部３８は、対応する第１のチャネル３４に接続されることが意図され、側壁２６は冷却液の通路用の第２の開口部４０を備え、通路用の第２の開口部４０は、対応する第２のチャネル３６に接続されることが意図される。
【００３３】
各々の半導体構成要素２８は第１の電極４２および第２の電極４４を備え、複数の構成要素２８の第１の電極４２は下部プレート２２に電気的に接続され、複数の構成要素２８の第２の電極４４は上部プレート２４に電気的に接続される。
【００３４】
図２での実施形態の例では、第１の電極４２は下部プレート２２に直接接触して配置される。換言すれば、第１の電極４２は各々が下部プレート２２にあてがわれて支持される。第２の電極４４は、中間密封壁３２に直接接触して配置され、前記密封壁３２および弾性部３０によって上部プレート２４に電気的に接続される。
【００３５】
各々の半導体構成要素２８は、ＩＧＢＴトランジスタ（英語では絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、ＩＥＧＴトランジスタ（英語では注入促進型ゲートトランジスタ）、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ（英語では金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）、およびダイオードからなる群の中から選択される構成要素である。
【００３６】
例えばすべての半導体構成要素２８は、それらの半導体構成要素２８が構成するそれらの半導体構成要素２８のタイプの半導体電子デバイス１２を得るために、所与の半導体電子デバイス１２に対して同じタイプのものである。例えばすべての半導体構成要素２８はＩＧＢＴトランジスタであり、したがって半導体電子デバイス１２はＩＧＢＴトランジスタである。あるいはすべての半導体構成要素２８はダイオードであり、したがって半導体電子デバイス１２はダイオードである。
【００３７】
あるいは同じ半導体電子デバイス１２が、様々なタイプの半導体構成要素２８を備える。例えば半導体電子デバイス１２は、ＩＧＢＴトランジスタ２８およびダイオード２８の混合体を備える。
【００３８】
弾性部３０は、一方では支持プレート２４と、他方では中間密封壁３２との間で圧縮される。
【００３９】
弾性部３０は、下部プレート２２および上部プレート２４に近似的に直交する方向に沿って弾性がある。換言すれば、弾性部３０は弾性の方向を有し、弾性の方向は、下部プレート２２および上部プレート２４に近似的に直交する。図２での実施形態の例では、弾性部３０の弾性の方向は、垂直積層軸Ｚに近似的に平行である。
【００４０】
例えば各々の弾性部３０は、図２に示すようにコイルばねなどのばねを備える。図示しない変形例では、各々の弾性部３０はピストンを備える。
【００４１】
第１の実施形態では弾性部３０は、下部プレート２２から支持プレート２４への電流の循環の継続を確実にするために、本質的には導電性であり、側壁２６はこの実施形態では電気絶縁性である。
【００４２】
中間密封壁３２は、中間密封壁３２と支持プレート２４との間で弾性部３０の周囲を循環するように構成される電気絶縁性の冷却液の半導体構成要素２８を離隔するように構成される。
【００４３】
換言すれば中間密封壁３２は、電子デバイス１２への冷却液の循環用の空洞を、支持プレート２４および側壁２６とともに形成するように構成され、冷却液は、通路用の第１の開口部３８を通って電子デバイス１２に入り込むこと（矢印Ｆ１）、および、通路用の第２の開口部４０を通って電子デバイス１２から脱すること（矢印Ｆ２）が意図される。冷却液は、通路用の第１の開口部３８から通路用の第２の開口部４０に向かって弾性部３０の周囲を循環するように構成される。
【００４４】
図２での実施形態の例では中間密封壁３２は、導電性の中間プレート４６を備え、中間プレート４６は、半導体構成要素２８、および、中間プレート４６と側壁２６との間に配置される密封接合部４８に接触して配置される。
【００４５】
次いで弾性部３０は、下部プレート２２から半導体構成要素２８、中間プレート４６、および導電性の弾性部３０を横断する支持プレート２４への電流の循環の継続を可能にし、同時に電子デバイス１２の製造を容易にするように、一方で導電性の中間プレート４６に、および他方で支持プレート２４にあてがわれて支持される。
【００４６】
通路用の第１の開口部３８および通路用の第２の開口部４０は各々、側壁２６を横断して設けられる孔の形態である。換言すれば、各々の通路用の開口部３８、４０は側壁２６を完全に通過する。通路用の第１の開口部３８および通路用の第２の開口部４０は、対応する第１のチャネル３４および第２のチャネル３６を介して、冷却液の駆動デバイス１４に接続されるように構成される。
【００４７】
中間プレート４６は、半導体構成要素２８の第２の電極４４にあてがわれて支持される。例えば中間プレート４６は円形であり、したがって密封接合部４８は中間プレート４６の縁部に配置される円形の接合部である。
【００４８】
中間プレート４６は、上部プレート２４にあてがわれて支持される弾性部３０により及ぼされる力の影響のもとで伸縮するように構成される。中間プレート４６は、半導体構成要素２８の近くではない領域で最小の厚さＥｍｉｎを有する。例えば最小の厚さＥｍｉｎは、１ｍｍに近似的に等しい。
【００４９】
例えば中間プレート４６は、鋼鉄のように、導電性材料で作製され、冷却液と適合する。
【００５０】
例えば密封接合部４８は、中間プレート４６の縁部に対して中間プレート４６と側壁２６との間に作製される金属セラミックはんだである。
【００５１】
したがって本発明による電子デバイス１２によって、導電性の弾性部３０の周囲の冷却液の循環により、半導体構成要素２８が動作し電力供給されている間の半導体構成要素２８の冷却を改善することが可能になる。
【００５２】
通路用の第１の開口部３８および通路用の第２の開口部４０は、冷却液が、通路用の第１の開口部３８を通って電子デバイス１２に、中間密封壁３２と支持プレート２４との間に入り込むこと（矢印Ｆ１）を、次いで、中間密封壁３２と支持プレート２４との間を循環した後に通路用の第２の開口部４０を通って電子デバイス１２から脱すること（矢印Ｆ２）を可能にすることが意図される。
【００５３】
循環する間に中間密封壁３２および弾性部３０に接触する冷却液によって、動作の間の半導体構成要素２８の加熱の結果として生じる熱を効果的に除去することを確実にすることが可能になり、同時に冷却液は、冷却液から半導体構成要素２８を離隔する密封壁３２が存在するために前記半導体構成要素２８の動作を妨げない。例えば冷却液の圧力は数バールである。
【００５４】
加えて弾性部３０が存在することによって、詳細には前に述べた米国特許第５，７０５，８５３Ａ号の文献からそれ自体は知られているように、電子デバイス１２の製造が容易になる。
【００５５】
したがって本発明による半導体電子デバイス１２が、半導体構成要素２８の劣化を防止するように、半導体構成要素２８の最高動作温度の低下を可能にすることが理解される。
【００５６】
図３は本発明の第２の実施形態を例示し、第２の実施形態に関しては、前に説明した第１の実施形態と同様の構成要素は、同じ参照番号により識別され、もう一度説明はしない。
【００５７】
第２の実施形態によればデバイス１２は、下部プレート２２および上部プレート２４から選択される支持プレートとは別のプレートの内側に第２の冷却液用の循環回路７０をさらに備え、循環回路７０が、支持プレートとは別の前記プレート内に設けられる空洞７２を備える。
【００５８】
図４での実施形態の例では、支持プレートは上部プレート２４であり、支持プレートとは別のプレートは下部プレート２２である。換言すれば、空洞７２は下部プレート２２の内側に設けられる。
【００５９】
支持プレート２４とは別のプレート２２は、第２の冷却液の通路用の第３の開口部７４、および第２の冷却液の通路用の第４の開口部７６をさらに備える。
【００６０】
通路用の第３の開口部７４および通路用の第４の開口部７６は各々、空洞７２と、支持プレートとは別のプレートの外側との間を通過する孔の形態である。通路用の第３の開口部７４および通路用の第４の開口部７６は、第２の冷却液が、通路用の第３の開口部７４を通って空洞７２の内側に入り込むこと（矢印Ｆ３）を、次いで、前記空洞７２内部を循環した後に通路用の第４の開口部７６を通って前記空洞７２から脱すること（矢印Ｆ４）を可能にするように、空洞７２と外側との間の連通を形成することが意図される。
【００６１】
例えば第２の冷却液は、冷却回路１６を横断して循環する第１の冷却液と同一であり、したがって駆動デバイス１４により導かれる。次いで通路用の第３の開口部７４および通路用の第４の開口部７６は、対応する第１のチャネル３４および第２のチャネル３６によって冷却回路１６に接続される。
【００６２】
この第２の実施形態の動作は、前に説明した第１の実施形態の動作と同様であり、もう一度説明はしない。
【００６３】
この第２の実施形態による電子デバイス１２は、電流の循環の方向に対応する垂直積層軸Ｚに沿った半導体構成要素２８の両側での冷却液の循環を確実にすることにより、半導体構成要素２８の冷却をさらに改善することに役立つ。換言すれば、この第２の実施形態による電子デバイス１２によって、第１の電極４２および第２の電極４４の各々の近くでの冷却液の循環が可能になる。
【００６４】
図４は本発明の第３の実施形態を例示し、第３の実施形態に関しては、前に説明した第１の実施形態と同様の構成要素は、同じ参照番号により識別され、もう一度説明はしない。
【００６５】
第３の実施形態によれば側壁２６は、垂直方向Ｚに沿って中間プレート４６の各々の側に配置される第１の部分１００および第２の部分１０２を備える。
【００６６】
第１の部分１００は、電気絶縁性であり、下部プレート２２と中間プレート４６との間に配置される。第１の部分１００は、好ましくはセラミック材料で作製される。
【００６７】
第２の部分１０２は、導電性であり、中間プレート４６と上部プレート２４との間に配置される。例えば第２の部分１０２は、下部プレート２２および上部プレート２４と同じ材料で作製される。
【００６８】
第２の部分１０２は冷却液の通路用の第１の開口部３８を備え、通路用の第１の開口部３８は、対応する第１のチャネル３４に接続されることが意図され、第２の部分１０２は冷却液の通路用の第２の開口部４０を備え、通路用の第２の開口部４０は、対応する第２のチャネル３６に接続されることが意図される。
【００６９】
第１の部分１００および第２の部分１０２は、好ましくは各々が、垂直積層軸Ｚの周囲を一巡する壁の形態である。
【００７０】
したがって中間プレート４６は、垂直方向Ｚに直交して側壁２６の外縁まで、すなわち第１の部分１００および第２の部分１０２の外縁まで延在する。
【００７１】
例えば密封接合部４８は、中間プレート４６と第１の部分１００との間に作製される金属セラミックはんだである。例えば金属セラミックはんだは、中間プレート４６の横面と第１の部分１００の対応する横面との間に配置され、前記横面は、相互に対向し、垂直方向Ｚに直交して延在する。
【００７２】
この第３の実施形態の動作は、前に説明した第１の実施形態の動作と同様であり、もう一度説明はしない。半導体構成要素２８と上部面２４との間の電流は、弾性部３０を横断して、さらには第２の部分１０２を横断して循環するように構成される。
【００７３】
あるいは弾性部は導電性ではなく、半導体構成要素２８と上部面２４との間の電流は、第２の部分１０２を横断してのみで循環するように構成される。
【００７４】
この第３の実施形態による電子デバイス１２によって、半導体構成要素２８の適切な冷却を維持している間じゅう、半導体構成要素２８と上部面２４との間の電流の循環をさらに改善することが可能になる。
【００７５】
図５は本発明の第４の実施形態を例示し、第４の実施形態に関しては、前に説明した第３の実施形態と同様の構成要素は、同じ参照番号により識別され、もう一度説明はしない。
【００７６】
第４の実施形態によればデバイス１２は、第２の実施形態に関して前に説明したように、下部プレート２２および上部プレート２４からの支持プレートとは別のプレートの内側に第２の冷却液用の循環回路７０をさらに備え、循環回路７０が、支持プレートとは別の前記プレート内に設けられる空洞７２を備える。
【００７７】
図５での実施形態の例では、支持プレートは上部プレート２４であり、支持プレートとは別のプレートは下部プレート２２である。換言すれば、空洞７２は下部プレート２２の内側に設けられる。
【００７８】
支持プレート２４とは別のプレート２２は、前に説明したように、第２の冷却液の通路用の第３の開口部７４、および第２の冷却液の通路用の第４の開口部７６をさらに備える。
【００７９】
この第４の実施形態の動作は、前に説明した第１の実施形態の動作と同様であり、もう一度説明はしない。
【００８０】
この第４の実施形態による電子デバイス１２によって、電流の循環の方向に対応する垂直積層軸Ｚに沿った半導体構成要素２８の両側での冷却液の循環、および、第２の部分１０２を横断する半導体構成要素２８と上部面２４との間の電流の循環を確実にすることにより、半導体構成要素２８の冷却時間の最適化が可能になる。
【００８１】
図６は本発明の第５の実施形態を例示し、第５の実施形態に関しては、前に説明した第４の実施形態と同様の構成要素は、同じ参照番号により識別され、もう一度説明はしない。
【００８２】
第５の実施形態によれば中間プレート４６は、中央の横平面Ｐに沿って２つに、すなわち、第１の中間プレート２００および第２の中間プレート２０２に分割される。横平面Ｐは垂直方向Ｚに直交して延在する。
【００８３】
換言すれば中間プレート４６は、垂直方向Ｚに沿って一方が他方の上方に配置される第１の中間プレート２００および第２の中間プレート２０２を備える。
【００８４】
第１の中間プレート２００は、半導体構成要素２８に接触して配置され、第１の部分１００に固定される。
【００８５】
第２の中間プレート２０２は、弾性部３０に接触して配置され、第２の部分１０２に固定される。
【００８６】
第１の中間プレート２００および第２の中間プレート２０２は、中間プレート４６を形成し、導電性である。例えばそれらは、同じ導電性材料で作製される。
【００８７】
例えば密封接合部４８は、第１の中間プレート２００と第１の部分１００との間に作製される金属セラミックはんだである。例えば金属セラミックはんだは、第１の中間プレート２００の横面と第１の部分１００の対応する横面との間に配置され、前記横面は、相互に対向し、垂直方向Ｚに直交して延在する。
【００８８】
第５の実施形態の動作は、前に説明した第４の実施形態の動作と同様であり、もう一度説明はしない。
【００８９】
第５の実施形態によって、よりモジュール式の形態で電子デバイス１２を供与することが可能になる。実際図６に示すように、下部プレート２２、半導体構成要素２８、ならびに、第１の部分１００、および金属セラミックはんだにより中間に固定される第１の中間プレート２００が第１のモジュールＭ１を形成し、第２の中間プレート２０２、第２の部分１０２、弾性部３０、および上部プレート２４が第２のモジュールＭ２を形成する。
【００９０】
このことによって電子デバイス１２の製造はさらに容易になる、その理由は、半導体構成要素２８を備える第１のモジュールＭ１が、クリーンルームなどの不純物レベルが低下した環境で組み立てられる必要がある一方で、第２のモジュールＭ２は、不純物レベルが低下した環境で組み立てられる必要がないからというものである。
【００９１】
図示しない第６の実施形態によれば電子デバイス１２は、図５に関連して前に説明した第４の実施形態と同様であり、中間プレート４６は、第５の実施形態に関して前に説明したように、中央の横平面Ｐに沿って２つに、すなわち、第１の中間プレート２００に、および第２の中間プレート２０２に分割される。横平面Ｐは垂直方向Ｚに直交して延在する。
【００９２】
この第６の実施形態による電子デバイス１２によって、第１の電極４２および第２の電極４４の各々の近くでの冷却液の循環、ならびに、第２の部分１０２を横断する半導体構成要素２８と上部面２４との間の電流の循環に起因して、半導体構成要素２８の冷却時間を最適化することが可能になる。第６の実施形態による電子デバイス１２は、第１のモジュールＭ１および第２のモジュールＭ２によるモジュール式の配置構成をさらに供与し、そのことによって製造が容易になる。
【００９３】
したがって本発明による半導体電子デバイス１２が、半導体構成要素２８の劣化を防止するように、半導体構成要素２８の動作の間の最高動作温度のさらなる低下を可能にすることが理解される。
【符号の説明】
【００９４】
１０  押圧型積層組立体
１２  半導体電子デバイス、電子デバイス、デバイス
１４  駆動デバイス
１６  冷却回路
２０  箱
２２  下部プレート
２４  上部プレート、支持プレート、上部面
２６  側壁
２８  半導体構成要素、構成要素
３０  弾性部
３２  中間密封壁
３４  第１の循環チャネル、第１のチャネル
３６  第２の循環チャネル、第２のチャネル
３８  通路用の第１の開口部
４０  通路用の第２の開口部
４２  第１の電極
４４  第２の電極
４６  中間プレート
４８  密封接合部
７０  循環回路
７２  空洞
７４  通路用の第３の開口部
７６  通路用の第４の開口部
１００  第１の部分
１０２  第２の部分
２００  第１の中間プレート
２０２  第２の中間プレート
Ｍ１  第１のモジュール
Ｍ２  第２のモジュール
Ｐ  横平面
Ｚ  垂直積層軸、垂直方向
【図１】
2014042017.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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【外国語明細書】
2014042017000001.pdf