(57)【要約】【課題】ポンプの最大吐出圧力の大きなものを使用することなく、冷却能力を向上することができる半導体装置を提供する。【解決手段】冷却管１５、１６のフィン１５ｂ、１６ｂのピッチを、冷却水流通方向に略直交する方向の位置に応じて異なるようにする。例えば、ＩＧＢＴ素子１１の直下及び直上付近Ａのフィンピッチを相対的に大きなＰ１とし、その他の部分Ｂのフィンピッチを相対的に小さなＰ２とする。これにより、圧損当たりの冷却性能を高くすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１以上の半導体素子と、
第１面側に前記半導体素子が配置された基板と、
内部側に冷媒流路を形成し前記基板の第２面側に接合された筒状部と該筒状部の内部側に冷媒流通方向に沿うようにかつ前記基板の幅方向に複数配置されたフィンとからなる冷媒流通部と、
を備える半導体装置において、
前記冷媒流通部は、前記半導体素子からの距離に応じて単位流路あたりの圧損が異なることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記フィンのピッチは、前記冷媒流通方向に略直交する方向の位置に応じて異なることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記フィンのピッチは、前記半導体素子からの距離に応じて異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体素子は、複数であって、
前記フィンのピッチは、それぞれの前記半導体素子からの距離及びそれぞれの前記半導体素子の駆動時に発生する発熱量の比に応じて異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体素子は、複数であって、
前記フィンのピッチは、複数の前記半導体素子のうち前記半導体素子の駆動時に発生する発熱量の比が最も大きな前記半導体素子からの距離に応じて異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体素子からの前記距離が近い位置の前記フィンのピッチは、前記距離が遠い位置の前記フィンのピッチより大きいことを特徴とする請求項３〜５の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記フィンのピッチは、前記半導体素子からの前記距離が遠くなるにつれて小さくなることを特徴とする請求項３〜５の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記発熱量の比の最も大きな前記半導体素子からの前記距離が近い位置の前記フィンのピッチは、前記発熱量の比の最も小さな前記半導体素子からの前記距離が近い位置の前記フィンのピッチより大きいことを特徴とする請求項５記載の半導体装置。
【請求項９】
前記フィンのピッチは、前記半導体素子の発熱による前記基板の温度分布に応じて異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記基板の温度分布のうち最高温度近傍の前記フィンのピッチは、前記基板の温度分布のうち最低温度近傍の前記フィンのピッチより大きいことを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記筒状部の少なくとも一部と前記フィンとは、一体成形されたことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記基板は、前記半導体素子の両面側に配置され、
前記冷媒流通部は、それぞれの前記基板の第２面側に接合されたことを特徴とする請求項１〜１１の何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、特に冷却管に特徴を有する半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置として、例えば特許文献１に開示されたものがある。特許文献１に開示された半導体装置は、半導体素子の冷却能力を高めるために冷却水路に複数のフィンを設けている。
【０００３】
ところで、近年のハイブリッド自動車などに用いられるインバータ装置には、大電流を流す必要がある。インバータ装置に大電流が流れると、インバータ装置を構成しているＩＧＢＴなどの半導体素子の発熱が大きくなるため、半導体素子の冷却能力をさらに向上する必要がある。
【０００４】
冷却能力を向上するために、例えば、冷却水路に流れる冷却水の流速を大きくすることが考えられる。しかし、冷却水路に流れる冷却水の流速を大きくすると、冷却水路における圧損が大きくなってしまう。そのため、冷却水を循環させるポンプとして、大きな圧損に耐えうる能力を有するもの、すなわち最大吐出圧力が大きなものを使用しなければならなくなる。
【特許文献１】特開平１１−３４６４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ポンプの最大吐出圧力の大きなものを使用することなく、冷却能力を向上することができる半導体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】
【０００６】
そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、冷却水路の位置によって要求される冷却能力が異なることを発見した。そして、従来の半導体装置のように冷却水路全てを同一の冷却能力とせずに、半導体装置の冷却水路の位置によって冷却能力を異ならしめることにより、冷却効率を高めることを可能とする半導体装置を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の半導体装置は、少なくとも１以上の半導体素子と、第１面側に前記半導体素子が配置された基板と、内部側に冷媒流路を形成し前記基板の第２面側に接合された筒状部と該筒状部の内部側に冷媒流通方向に沿うようにかつ前記基板の幅方向に複数配置されたフィンとからなる冷媒流通部と、を備える半導体装置において、前記冷媒流通部は、前記半導体素子からの距離に応じて単位流路あたりの圧損が異なることを特徴とする。ここで、フィンとは、基板に対してほぼ垂直方向に配置されているひだ状の部材である。そして、このフィンにより、筒状部の内部側の冷媒流路を分割している。さらに、冷媒流通部は筒状部の内部側に複数のフィンを有するので、筒状部の内部側には複数の冷媒流路が形成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の半導体装置によれば、冷媒流通部は単位流路あたりの圧損が異なることから、冷媒流通部の分割された冷媒流路の位置によって冷却能力が異なるようにしている。そして、単位流路あたりの圧損が半導体素子からの距離に応じて異なることから、本発明の半導体装置は、半導体素子からの距離に応じて冷却能力が異なるようにしていることになる。さらに、半導体素子は、半導体装置の構成部材の中では発熱源となる。つまり、発熱源からの距離に応じて冷却能力を異ならしめることにより、冷却効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の半導体装置の冷媒流通部は、上述したように、前記半導体素子からの距離に応じて単位流路あたりの圧損が異なるようにしている。この冷媒流通部は、例えば、以下のようにすればよい。
【００１０】
例えば、前記冷媒流通部の前記フィンのピッチを、前記冷媒流通方向に略直交する方向の位置に応じて異なるようにしてもよい。ここで、フィンのピッチとは、隣り合うフィンの間隔をいう。すなわち、フィンのピッチが前記冷媒流通方向に略直交する方向の位置に応じて異なることにより、筒状部とフィンとにより分割形成される複数の冷媒流路の幅が異なるようにされていることになる。なお、冷媒流路の幅とは、冷媒流路のうちフィンに直交する方向の幅である。このように、フィンのピッチを異なるようにすることで、単位流路あたりの圧損を異なるようにしており、結果として冷却効率を向上させることができる。
【００１１】
また、前記フィンのピッチは、前記半導体素子からの距離に応じて異なるようにしてもよい。ここで、半導体装置の発熱源は半導体素子であることは上述したとおりである。つまり、発熱源である半導体素子からの距離に応じてフィンのピッチを異なるようにすることで、適切に冷却能力を発揮させることができる。すなわち、半導体素子からの距離が近い位置の冷却能力を高くするように、フィンのピッチを調整する。一方、半導体素子からの距離が遠い位置の冷却能力を低くするように、フィンのピッチを調整する。これにより、冷却効率を高めることができる。
【００１２】
また、半導体装置が複数の半導体素子を有する場合には、以下のようにしてもよい。すなわち、前記半導体素子は複数であって、前記フィンのピッチは、それぞれの前記半導体素子からの距離及びそれぞれの前記半導体素子の駆動時に発生する発熱量の比に応じて異なるようにしてもよい。このように半導体素子からの距離のみならず、半導体素子の駆動時に発生する発熱量の比を考慮したフィンのピッチとすることで、それぞれの半導体素子に対して要求される冷却能力を適切に発揮させることができる。例えば、半導体素子の駆動時に発生する発熱量の比の最も大きな半導体素子からの距離が近い位置では最も高い冷却能力を発揮させ、前記発熱量の比の最も小さな半導体素子からの距離が近い位置では相対的に低い冷却能力を発揮させるようにして冷却効率を高めることができる。さらに、それぞれの半導体素子からの距離が遠い位置では、半導体素子からの距離が近い位置に比べて冷却能力を低くするようにして、さらに冷却効率を高めることができる。
【００１３】
また、前記半導体素子は複数であって、前記フィンのピッチは、複数の前記半導体素子のうち前記半導体素子の駆動時に発生する発熱量の比が最も大きな前記半導体素子からの距離に応じて異なるようにしてもよい。この場合、特に複数の半導体素子の駆動時に発生する発熱量が大きく異なる場合などに有効である。すなわち、高い冷却能力が要求される駆動時に発生する発熱量の比が最も大きな半導体素子のみからの距離に応じてフィンのピッチを異なるようにすることで、十分に冷却効率を高めることができる。さらに、複数の半導体素子のうちの特定の半導体素子のみからの距離に応じてフィンのピッチを異なるようにすることは、複数の半導体素子全てからの距離及び前記発熱量の比を考慮してフィンのピッチを異なるようにする場合に比べて、冷媒流通部の設計が容易となる。つまり、冷媒流通部の設計及び製造の容易化を図ることができる。
【００１４】
上述したように半導体素子からの距離に応じてフィンのピッチを異なるようにする場合、以下のように、フィンのピッチを構成するとよい。第１としては、前記半導体素子からの前記距離が近い位置の前記フィンのピッチは、前記距離が遠い位置の前記フィンのピッチより大きくする。フィンのピッチが大きなところでは、フィンのピッチが小さなところに比べて、冷却能力が高くなる。そこで、半導体素子からの距離が近い位置のフィンのピッチを大きくすることで、確実に冷却能力を高めることができる。
【００１５】
また、第２としては、前記フィンのピッチは、前記半導体素子からの前記距離が遠くなるにつれて小さくなるようにしてもよい。例えば、半導体素子からの距離が遠くなるにつれて連続的にフィンのピッチを小さくする。ここで、半導体素子からの距離が近い位置のフィンのピッチを大きくすることは、上述したように確実に冷却能力を高めることができる。さらに、半導体素子からの距離に応じて連続的にフィンのピッチを異なるようにすることで、冷媒流通部の出入口付近における渦流などの発生を抑制することができる。その結果、確実に冷媒流路に冷媒を流すことができるので、冷却能力を確実に発揮することができる。
【００１６】
また、上述したように半導体素子の駆動時に発生する発熱量の比に応じてフィンピッチを異なるようにする場合、前記発熱量の比の大きな前記半導体素子からの前記距離が近い位置の前記フィンのピッチは、前記発熱量の比の小さな前記半導体素子からの前記距離が近い位置の前記フィンのピッチより大きくするとよい。フィンのピッチが大きなところでは、高い冷却能力を発揮することができることは上述したとおりである。そこで、駆動時に発生する発熱量の比の大きな半導体素子からの距離が近い位置のフィンのピッチを大きくすることで、それぞれの半導体素子に要求される冷却能力に応じた冷却能力を発揮することができる。
【００１７】
また、上述においては、半導体素子からの距離又は駆動時に発生する発熱量の比に応じてフィンピッチを異なるようにしたが、前記フィンのピッチは、前記半導体素子の発熱による前記基板の温度分布に応じて異なるようにしてもよい。冷媒流通部は、基板のうちの半導体素子が配置された面の反対側に接合されている。すなわち、半導体素子による熱は、基板を介して冷却流通部により冷却される。従って、半導体素子の発熱による基板の温度分布に応じて、フィンピッチを異なるようにすることで、適切に冷却能力を発揮させることができる。すなわち、半導体素子の発熱による基板の温度分布のうち高温度近傍の冷却能力を高くして、半導体素子の発熱による基板の温度分布のうち低温度近傍の冷却能力を低くすることにより、冷却効率を高めることができる。
【００１８】
例えば、前記基板の温度分布のうち最高温度近傍の前記フィンのピッチは、前記基板の温度分布のうち最低温度近傍の前記フィンのピッチより大きくする。半導体素子の発熱による基板の温度分布のうち最高温度近傍のフィンのピッチを大きくすることで、確実に冷却能力を高めることができる。一方、基板の温度分布のうち最低温度近傍のフィンのピッチを小さくすることで、冷却能力を低くしている。
【００１９】
また、冷媒流通部を構成する前記筒状部と複数の前記フィンとは、それぞれ別体に成形した後に両者を接合するようにしてもよい。また、筒状部全体と複数のフィンとを全て一体成形してもよい。また、筒状部の一部と複数のフィンとを一体成形して、残りの筒状部と接合してもよい。なお、残りの筒状部とは、半導体装置の外枠を構成するケースの一部を利用することもできる。なお、筒状部の少なくとも一部とフィンとを一体成形することにより、冷媒流通部全体の製造が容易となる。
【００２０】
なお、本発明の半導体装置は、いわゆる片面冷却構造からなるようにしてもよいし、両面冷却構造からなるようにしてもよい。両面冷却構造からなる半導体装置は、前記基板が前記半導体素子の両面側に配置され、前記冷媒流通部がそれぞれの前記基板の第２面側に接合される。両面冷却構造とすることにより、より冷却効率を高めることができる。
【００２１】
ここで、本発明の半導体装置と従来の半導体装置とについて比較する。従来の半導体装置の冷却管のフィンのピッチは、上述したように均一とされていた。つまり、冷媒流通方向に略直交する方向の位置に関わらず、同一の冷却能力を発揮させていた。これに対して、本発明は、冷却流通部のフィンのピッチを冷媒流通方向に略直交する方向の位置に応じて異なるようにしている。フィンのピッチが大きなところでは、抵抗が小さくなることにより冷媒流路を流れる冷媒の流速が大きくなる。すなわち、フィンのピッチが大きなところでは、高い冷却能力を発揮する。一方、フィンのピッチが小さなところでは、抵抗が大きくなることにより冷媒流路を流れる冷媒の流速が遅くなる。すなわち、フィンのピッチが小さなところでは、冷却能力は低くなる。
【００２２】
つまり、フィンのピッチを異ならしめることにより、冷媒流通部の位置によって冷却能力を異なるようにしている。そして、高い冷却能力が要求される位置のフィンのピッチを大きくして、冷却能力がそれほど要求されない位置のフィンのピッチを小さくする。このように冷却効率を高めることを可能とする本発明の半導体装置は、同程度の圧損となる従来の半導体装置に比べて、冷却能力を向上させることができる。
【００２３】
次に、本発明の半導体装置と従来の半導体装置とが同等の冷却能力を発揮する場合について比較する。ここで、従来の半導体装置が冷却能力を高めるためには、冷媒流通部を流れる冷媒の流量を増加させることにより、冷媒流通部全体を流れる冷媒の流速を大きくする必要がある。一方、本発明の半導体装置は、位置によって冷却能力を異なるようにしているので、冷媒流通部全体に流れる冷媒の流量は増加させることなく、冷媒の流速を大きくする特定の部分を作ることができる。つまり、両者の半導体装置に同等の冷却能力を発揮させるためには、本発明の半導体装置の冷媒流通部を流れる冷媒の流量が少なく、従来の半導体装置の冷媒流通部を流れる冷媒の流量が多くなる。
【００２４】
このことは、従来の半導体装置は冷媒流通部全体の圧損が大きくなるのに対して、本発明の半導体装置はフィンのピッチが大きな部分の圧損は大きくなるが、フィンのピッチが小さな部分の圧損は小さくなる。つまり、本発明の半導体装置は、全体として圧損を低減することができる。そして、本発明の半導体装置は、圧損を低減できることにより、冷媒を循環させるポンプの最大吐出圧力が低いものを使用することができる。最大吐出圧力の低いポンプを使用することができることにより、ポンプコストを低減することができ、かつ、ポンプの小型化に伴う装置全体の小型化を図ることができる。
【００２５】
なお、上述したように、本発明の半導体装置は、同等の圧損の場合には、従来の半導体装置に比べて非常に高い冷却能力を発揮することができる。また、本発明の半導体装置は、同等の冷却能力を発揮させる場合には、従来の半導体装置に比べて圧損を低減することができる。上記においては、圧損及び冷却能力の何れか一方を同等として比較したが、本発明の半導体装置は、従来の半導体装置に比べて圧損を低減しつつ冷却能力を高めることもできる。
【実施例】
【００２６】
次に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。本実施例の半導体装置は、複数備えることで、例えばインバータ装置やコンバータ装置などを構成する。以下の実施例においては、半導体素子としてＩＧＢＴ素子及びダイオード素子を１つずつ用いた半導体装置を例に挙げて説明する。
【００２７】
（１）第１実施例
第１実施例の半導体装置１について図１を参照して説明する。図１は、第１実施例の半導体装置１の断面図である。図１に示すように、第１実施例の半導体装置１は、半導体素子であるＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２と、下側電極（基板）１３と、上側電極（基板）１４と、下側冷却管（冷媒流通部）１５と、上側冷却管（冷媒流通部）１６と、ＩＧＢＴ用スペーサ１７と、ダイオード用スペーサ１８とを備えている。この第１実施例の半導体装置１は、いわゆる両面冷却構造を有している。
【００２８】
ＩＧＢＴ素子１１は、図１の上面がエミッタ側であって、下面がコレクタ側としている。なお、図示しないが、ＩＧＢＴ素子１１のゲートは例えば、図１の上面の一部から出力されるようにされている。ダイオード素子１２は、図１の上面がカソード側であって、下面がアノード側としている。
【００２９】
下側電極１３は、例えば銅の金属板からなる。そして、下側電極１３の上面には、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２が載置されている。具体的には、ＩＧＢＴ素子１１は下側電極１３の図１におけるほぼ中央に載置され、ダイオード素子１２は下側電極１３の図１における左側に載置されている。さらに、下側電極１３の上面とＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２との間には、はんだ等の導電性接着剤を介して電気的接続されている。すなわち、下側電極１３は、コレクタ側電極（又は、アノード側電極）を構成する。
【００３０】
上側電極１４は、下側電極１３と同様に銅の金属板からなる。そして、上側電極１４は、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２を中間に挟み込んで、下側電極１３に略平行に対向して配置されている。具体的には、ＩＧＢＴ素子１１が上側電極１４の図１におけるほぼ中央に配置され、ダイオード素子１２が上側電極１４の図１における左側に配置されている。ただし、上側電極１４の下面とＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２との間には、それぞれＩＧＢＴ用スペーサ１７及びダイオード用スペーサ１８が配置されている。ここで、ＩＧＢＴ用スペーサ１７及びダイオード用スペーサ１８は、銅の金属板からなり、高さ方向を調整すると共に、ＩＧＢＴ素子１１のエミッタ及びダイオード素子１２から上側電極１４への導電性及び熱伝導性を確保することを可能としている。さらに、上側電極１４の下面とそれぞれのスペーサ１７、１８との間、ＩＧＢＴ用スペーサ１７とＩＧＢＴ素子１１との間、及び、ダイオード用スペーサ１８とダイオード素子１２との間には、はんだ等の導電性接着剤を介して電気的接続されている。すなわち、上側電極１４は、エミッタ側電極（又は、カソード側電極）を構成する。
【００３１】
下側冷却管１５及び上側冷却管１６は、内部側に冷却水流路（冷媒流路）を形成している。この下側冷却管１５及び上側冷却管１６の幅は、下側電極１３及び上側電極１４の幅とほぼ同等の幅からなる。そして、下側冷却管１５の上面が下側電極１３の下面に接合されており、上側冷却管１６の下面が上側電極１４の上面に接合されている。すなわち、下側冷却管１５及び上側冷却管１６は、対向して配置されており、ＩＧＢＴ素子１１、ダイオード素子１２、下側電極１３、及び上側電極１４を挟み込んでいる。
【００３２】
下側冷却管１５及び上側冷却管１６（以下、「冷却管１５、１６」という）の構成について、さらに詳細に説明する。冷却管１５、１６は、内部側に冷却水流路を形成した筒状部１５ａ、１６ａと、筒状部１５ａ、１６ａの内部側に配置された複数のフィン１５ｂ、１６ｂとから構成される。筒状部１５ａ、１６ａは、アルミニウム材からなる扁平形状の筒状に形成されている。フィン１５ｂ、１６ｂは、冷却水流通方向に沿うように、かつ、下側電極１３及び上側電極１４の図１における幅方向に複数配置されている。すなわち、図１に示すように、フィン１５ｂ、１６ｂは、薄い板状からなり、下側電極１３及び上側電極１４に対して垂直方向に配置され、上下端側が筒状部１５ａ、１６ａの内周面に接合している。つまり、筒状部１５ａ、１６ａの内部側の冷却水流路をフィン１５ｂ、１６ｂにより図１の幅方向に複数に分割している。なお、製造の便宜上、下側冷却管１５の複数のフィン１５ｂ又は上側冷却管１６の複数のフィン１６ｂは、それぞれ一体成形されている。
【００３３】
そして、フィン１５ｂ、１６ｂのピッチ（以下、「フィンピッチ」という）、すなわち隣り合うフィン１５ｂ、１６ｂの間隔は、冷却水流通方向に略直交する方向の位置に応じて異なるようにされている。具体的には、冷却管１５、１６のＡ部分は、フィンピッチＰ１としており、Ｂ部分は、フィンピッチＰ２としている。ここで、フィンピッチＰ１は、フィンピッチＰ２よりも大きい。すなわち、冷却管１５、１６の図１の中央付近は相対的に大きなフィンピッチＰ１とし、冷却管１５、１６の両端側は相対的に小さなフィンピッチＰ２としている。ここで、冷却管１５、１６の中央付近とは、ＩＧＢＴ素子１１を挟み込んでいる位置である。すなわち、ＩＧＢＴ素子１１の直下又は直上付近のフィンピッチＰ１は、その他の位置のフィンピッチＰ２に比べて大きなフィンピッチとしている。換言すると、駆動時に発生する発熱量の比が最大のＩＧＢＴ素子１１からの距離が近い位置のフィンピッチが、当該ＩＧＢＴ素子１１からの距離が遠い位置のフィンピッチよりも大きなフィンピッチとしている。
【００３４】
上述した構成からなる冷却管１５、１６に冷却水を流した場合には、以下のようになる。フィンピッチＰ１である冷却管１５、１６のＡ部分においては、Ｂ部分のフィンピッチＰ２に比べて大きく、抵抗が小さくなるため、冷却水の流速が大きくなる。一方、フィンピッチＰ２である冷却管１５、１６のＢ部分においては、Ａ部分に比べて、抵抗が大きくなるため、冷却水の流速が小さくなる。ここで、冷却能力は、冷却水の流速が大きいほど高い。従って、冷却管１５、１６のＡ部分における冷却能力はＢ部分における冷却能力に比べると高くなる。このように、冷却管１５、１６の位置によって、フィンピッチを異ならせることにより、単位流路あたりの圧損を異なるようにしている。つまり、冷却管１５、１６の位置によって、冷却能力を異なるようにしている。
【００３５】
ところで、半導体装置１において発熱を生じるものは、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２の半導体素子である。ただし、ダイオード素子１２の駆動時に発生する発熱量の比は、ＩＧＢＴ素子１１の駆動時に発生する発熱量の比に比べると、一般的に小さい。そこで、第１実施例の半導体装置１の冷却管１５、１６は、ＩＧＢＴ素子１１付近のみのフィンピッチを大きくし、ＩＧＢＴ素子１１付近の冷却能力を向上させている。そして、その他の部分の冷却能力を低くしている。このように、発熱源のうち特に駆動時に発生する発熱量の最大のＩＧＢＴ素子１１付近とその他の位置とによって冷却能力を異ならしめることにより、冷却効率を高めている。
【００３６】
（２）第２実施例
第２実施例の半導体装置２について図２を参照して説明する。図２は、第２実施例の半導体装置２の断面図である。ここで、上記第１実施例の半導体装置１と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。図２に示すように、第２実施例の半導体装置２は、半導体素子であるＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２と、下側電極（基板）１３と、上側電極（基板）１４と、下側冷却管（冷媒流通部）２５と、上側冷却管（冷媒流通部）２６と、ＩＧＢＴ用スペーサ１７と、ダイオード用スペーサ１８とを備えている。すなわち、第２実施例の半導体装置２も、第１実施例の半導体装置１と同様に、両面冷却構造を有している。なお、第２実施例の半導体装置２は、第１実施例の半導体装置１に対して、下側冷却管２５及び上側冷却管２６のみが異なる。詳細には、下側冷却管２５及び上側冷却管２６のフィン２５ｂ、２６ｂのみが異なる。以下、下側冷却管２５及び上側冷却管２６について、詳細に説明する。
【００３７】
下側冷却管２５及び上側冷却管２６（以下、「冷却管２５、２６」という）の構成について、詳細に説明する。冷却管２５、２６は、内部側に冷却水流路を形成した筒状部１５ａ、１６ａと、筒状部１５ａ、１６ａの内部側に配置された複数のフィン２５ｂ、２６ｂとから構成される。筒状部１５ａ、１６ａは、上述した第１実施例の半導体装置１を構成する冷却管１５、１６の筒状部１５ａ、１６ａと同一である。フィン２５ｂ、２６ｂは、冷却水流通方向に沿うように、かつ、下側電極１３及び上側電極１４の図２における幅方向に複数配置されている。すなわち、図２に示すように、フィン２５ｂ、２６ｂは、薄い板状からなり、下側電極１３及び上側電極１４に対して垂直方向に配置され、上下端側が筒状部１５ａ、１６ａの内周面に接合している。つまり、筒状部１５ａ、１６ａの内部側の冷却水流路をフィン２５ｂ、２６ｂにより図２の幅方向に複数に分割している。なお、製造の便宜上、下側冷却管２５の複数のフィン２５ｂ又は上側冷却管２６の複数のフィン２６ｂは、それぞれ一体成形されている。
【００３８】
そして、フィン２５ｂ、２６ｂのピッチ（以下、「フィンピッチ」という）、すなわち隣り合うフィン２５ｂ、２６ｂの間隔は、冷却水流通方向に略直交する方向の位置に応じて異なるようにされている。具体的には、冷却管２５、２６のＣ部分はフィンピッチＰ１としており、Ｄ部分はフィンピッチＰ１’とし、Ｅ部分はフィンピッチＰ２としている。ここで、フィンピッチＰ１はフィンピッチＰ１’よりも大きく、フィンピッチＰ１’はフィンピッチＰ２よりも大きい。すなわち、冷却管２５、２６の図２の中央付近及びその左側は相対的に大きなフィンピッチＰ１とし、冷却管２５、２６の右端側は相対的に小さなフィンピッチＰ２としている。さらに、フィンピッチＰ１の部分とフィンピッチＰ２の部分との境界部分が、中間的なフィンピッチＰ１’としている。ここで、冷却管２５、２６の中央付近及びその左側とは、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２を挟み込んでいる位置である。すなわち、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２の直下又は直上付近のフィンのピッチＰ１は、その他のフィンピッチＰ２に比べて大きなフィンピッチとしている。換言すると、発熱源であるＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子からの距離が近い位置のフィンピッチが、当該ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２からの距離が遠い位置のフィンピッチよりも大きなフィンピッチとしている。
【００３９】
上述した構成からなる冷却管２５、２６に冷却水を流した場合には、以下のようになる。フィンピッチＰ１である冷却管２５、２６のＣ部分においては、Ｅ部分のフィンピッチＰ２に比べて大きく、抵抗が小さくなるため、冷却水の流速が大きくなる。一方、フィンピッチＰ２である冷却管２５、２６のＥ部分においては、Ｃ部分に比べて、抵抗が大きくなるため、冷却水の流速が小さくなる。ここで、冷却能力は、冷却水の流速が大きいほど高い。従って、冷却管２５、２６のＣ部分における冷却能力はＥ部分における冷却能力に比べると高くなる。このように、冷却管２５、２６の位置によって、フィンピッチを異ならせることにより、単位流路あたりの圧損を異なるようにしている。つまり、冷却管２５、２６の位置によって、冷却能力を異なるようにしている。
【００４０】
ところで、半導体装置２において発熱を生じるものは、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２の半導体素子であることは上述した通りである。そこで、第２実施例の半導体装置２の冷却管２５、２６は、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２付近のフィンピッチを大きくして、ＩＧＢＴ素子１１付近の冷却能力を向上させている。そして、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２付近以外の部分のフィンピッチを小さくして、冷却能力を低くしている。このように、発熱源であるＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２付近とその他の位置とによって、冷却能力を異ならしめることにより、冷却効率を高めている。
【００４１】
（３）第３実施例
第３実施例の半導体装置３について図３を参照して説明する。図３は、第３実施例の半導体装置３の断面図である。ここで、上記第１実施例の半導体装置１と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。図３に示すように、第３実施例の半導体装置３は、半導体素子であるＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２と、電極（基板）１３と、冷却管３５とを備えている。すなわち、第３実施例の半導体装置３は、いわゆる片面冷却構造を有している。なお、第３実施例の半導体装置３の構成のうち、第１実施例の半導体装置１と異なる構成は、実質的には冷却管３５のみである。詳細には、冷却管３５のフィン３５ｂのみが異なる。以下に、冷却管３５について詳細に説明する。
【００４２】
冷却管３５は、内部側に冷却水流路（冷媒流路）を形成している。この冷却管３５の幅は、電極１３の幅とほぼ同等の幅からなる。そして、冷却管３５の上面が電極１３の下面（第２面）に接合されている。
【００４３】
冷却管３５の構成について、さらに詳細に説明する。冷却管３５は、内部側に冷却水流路を形成した筒状部１５ａと、筒状部１５ａの内部側に配置された複数のフィン３５ｂとから構成される。筒状部１５ａは、上述した第１実施例の半導体装置１を構成する下側冷却管１５の筒状部１５ａと同一である。フィン３５ｂは、冷却水流通方向に沿うように、かつ、電極１３の図３における幅方向に複数配置されている。すなわち、図３に示すように、フィン３５ｂは、薄い板状からなり、電極１３に対して垂直方向に配置され、上下端側が筒状部１５ａの内周面に接合している。つまり、筒状部１５ａの内部側の冷却水流路をフィン３５ｂにより図３の幅方向に複数に分割している。なお、製造の便宜上、冷却管３５の複数のフィン３５ｂは、一体成形されている。
【００４４】
そして、フィン３５ｂのピッチ（以下、「フィンピッチ」という）、すなわち隣り合うフィン３５ｂの間隔は、冷却水流通方向に略直交する方向の位置に応じて異なるようにされている。具体的には、冷却管３５のＦ部分のフィンピッチＰＮは、冷却管３５のほぼ中央付近から両端側に向かって徐々に小さくしている。詳細には、冷却管３５のほぼ中央付近のフィンピッチＰＮを１とすると、その隣のフィンピッチＰＮは０．９とし、さらにその隣のフィンピッチＰＮは０．８１としている。つまり、フィンピッチＰＮは、ほぼ中央付近から両端側に向かって０．９倍となるようにしている。また、冷却管３５のＧ部分のフィンピッチはＰ２としている。ここで、フィンピッチＰＮの何れもが、フィンピッチＰ２よりも大きくなるようにしている。つまり、ＩＧＢＴ素子１１の直下付近のフィンピッチＰＮをその他の位置のフィンピッチＰ２に対して大きなフィンピッチとしている。
【００４５】
上述した構成からなる冷却管３５に冷却水を流した場合には、以下のようになる。フィンピッチＰＮである冷却管３５のＦ部分においては、Ｇ部分のフィンピッチＰ２に比べて大きく、抵抗が小さくなるため、冷却水の流速が大きくなる。一方、フィンピッチＰ２である冷却管３５のＧ部分においては、Ｆ部分に比べて抵抗が大きくなるため、冷却水の流速が小さくなる。ここで、冷却能力は、上述したように冷却水の流速が大きいほど高い。従って、冷却管３５のＦ部分における冷却能力はＧ部分における冷却能力に比べると高くなる。このように、冷却管３５の位置によって、フィンピッチを異ならせることにより、単位流路あたりの圧損を異なるようにしている。つまり、冷却管３５の位置によって、冷却能力を異なるようにしている。
【００４６】
ところで、第１実施例において説明したように、半導体装置２において発熱を生じるものは、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２の半導体素子である。ただし、ダイオード素子１２の駆動時に発生する発熱量の比は、ＩＧＢＴ素子１１の駆動時に発生する発熱量の比に比べると一般的に小さい。そこで、第３実施例の半導体装置３の冷却管３５は、ＩＧＢＴ素子１１付近のみのフィンピッチを大きくして、ＩＧＢＴ素子１１付近の冷却能力を向上させている。そして、その他の部分のフィンピッチを小さくして、冷却能力を低くしている。このように、発熱源のうち特に駆動時に発生する発熱量の比が最大のＩＧＢＴ素子１１付近とその他の位置とによって、冷却能力を異ならしめることにより、冷却効率を高めている。
【００４７】
さらに、冷却管３５のＦ部分のフィンピッチＰＮは、中央付近から両端側に向かって徐々に小さくしている。つまり、冷却管３５のＦ部分とＧ部分との境界位置のフィンピッチの差が小さくなる。その結果、冷却管３５のＦ部分とＧ部分との境界付近において、例えば渦流などの発生を抑制することができる。従って、冷却管３５のＦ部分とＧ部分との境界付近においても、確実に冷却水路に冷却水が流れるようにすることができる。つまり、冷却管３５のＦ部分とＧ部分との境界付近においても確実に冷却能力を確保することができる。
【００４８】
（４）その他の実施例
（４．１）第１実施例及び第２実施例の変形態様
上記第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２の冷却管１５、１６、２５、２６のフィンピッチは、相対的に大きなフィンピッチＰ１と相対的に小さなフィンピッチＰ２の２種類又は３種類としているが、これに限られるものではない。フィンピッチを３種類以上又は４種類以上とすることもでき、第３実施例のように徐々に変化させるようにすることもできる。
【００４９】
例えば、第１実施例の半導体装置１の冷却管１５、１６に対しては、ＩＧＢＴ素子１１の直下から遠ざかるにつれて、数段階でフィンピッチを小さくするようにしてもよい。また、例えばＩＧＢＴ素子１１の直下側の隣のフィンピッチの０．９倍となるように、徐々にフィンピッチを小さくするようにしてもよい。第２実施例の半導体装置２の冷却管２５、２６に対しては、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２の中間付近から遠ざかるにつれて、数段階でフィンピッチを小さくするようにしてもよい。また、例えばＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２の中間付近から遠ざかるにつれて、徐々にフィンピッチを小さくするようにしてもよい。さらに、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２の中間位置よりも僅かにＩＧＢＴ素子１１寄りの位置から遠ざかるにつれて、数段階若しくは徐々にフィンピッチを小さくするようにしてもよい。ここで、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２の中間位置よりも僅かにＩＧＢＴ素子１１寄りの位置を基準としたのは、ＩＧＢＴ素子１１の駆動時に発生する発熱量の比はダイオード素子１２の駆動時に発生する発熱量の比に比べて大きいので、ＩＧＢＴ素子１１の方がダイオード素子１２に比べて高い冷却能力を要するためである。
【００５０】
さらに、第３実施例の半導体装置３の冷却管３５のように、所定の範囲のフィンピッチが相対的に大きくかつ徐々に変化するようにして、他の部分は相対的に小さな一定のフィンピッチとしてもよい。つまり、第３実施例の半導体装置３の冷却管３５は、第１実施例の半導体装置１の冷却管１５、１６にほぼそのまま適用して、同様の効果を奏することができる。もちろん、第２実施例の半導体装置２の冷却管２５、２６に対しても、適宜変更を加えて適用することができる。
【００５１】
第２実施例の半導体装置２の冷却管２５、２６は、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２付近のフィンピッチは、その他の位置のフィンピッチに比べて大きくしている。これに加えて、さらに、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２付近のフィンピッチに対して、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２の駆動時に発生する発熱量の比を考慮して異なるようにしてもよい。つまり、半導体素子のうち駆動時に発生する発熱量の比の最大のＩＧＢＴ素子１１付近のフィンピッチは、半導体素子のうち駆動時に発生する発熱量の比の最小のダイオード素子１２付近のフィンピッチに比べて大きなフィンピッチとする。ただし、ダイオード素子１２付近のフィンピッチは、ＩＧＢＴ素子１１及びダイオード素子１２付近以外の位置のフィンピッチに比べて大きなフィンピッチとする。このように駆動時に発生する発熱量の比に応じた適切なフィンピッチとしている。
【００５２】
（４．２）第３実施例の変形態様
上記第３実施例の半導体装置３の冷却管３５のＦ部分のフィンピッチＰＮは、冷却管３５のほぼ中央付近から遠ざかるにつれて徐々に小さくしているが、これに限られるものではない。例えば、ＩＧＢＴ素子１１の中心の直下付近のフィンピッチＰＮを最も大きくして、その位置から遠ざかるにつれて徐々に小さくするようにしてもよい。
【００５３】
また、第３実施例の半導体装置３の冷却管３５は、Ｆ部分を相対的に大きくかつ徐々に変化させるフィンピッチＰＮとし、Ｇ部分を相対的に小さな一定のフィンピッチＰ２としているが、これに限られるものではない。例えば、Ｆ部分とＧ部分とに分割することなく、冷却管３５全体を徐々に変化させるフィンピッチとしてもよい。具体的には、例えば、ＩＧＢＴ素子１１の直下付近から遠ざかるにつれて、徐々に小さくなるようなフィンピッチなどとする。
【００５４】
また、上記第３実施例の半導体装置３の冷却管３５のフィンピッチは、相対的に大きく徐々に変化させているフィンピッチＰＮと相対的に小さなフィンピッチＰ２としているが、これに限られるものではない。例えば、第１実施例の半導体装置１の冷却管１５、１６又はその変形態様の冷却管を、第３実施例の半導体装置３の冷却管３５に適用することもできる。
【００５５】
（４．３）その他の変形態様
上記第１実施例から第３実施例及びその変形態様においては、半導体素子からの距離に応じてフィンピッチを異ならしめているが、これに限られるものではない。例えば、半導体素子の発熱に伴う電極１３、１４の温度分布に従って、フィンピッチを異なるようにしてもよい。つまり、電極１３、１４の温度分布のうち高い温度付近のフィンピッチは、温度分布のうちの低い温度付近のフィンピッチに比べて大きくするようにしてもよい。なお、当該温度分布に応じて、滑らかにフィンピッチを変化させてもよいし、数段階にフィンピッチを変化させてもよい。なお、前記電極１３、１４の温度分布とは、電極１３、１４のうち冷却管に接合する部分の温度分布を採用することが好ましい。
【００５６】
（４．４）冷却管の成形態様
また、上記第１実施例から第３実施例及びその変形態様において、冷却管は、筒状部とフィンとをそれぞれ別個に成形した後に、それらを接合するように成形している。しかし、これに限られることなく、他の成形方法を採用することもできる。例えば、筒状部とフィンとを一体成形することもできる。
【００５７】
また、筒状部の一部とフィンのみを一体成形しておき、筒状部の残り部分とを接合することもできる。この場合、例えば、筒状部の残り部分として、半導体装置の外枠を構成する樹脂ケースの一部分などを利用することもできる。
【００５８】
（５）本実施例の半導体装置と従来の半導体装置における冷却性能の比較
（５．１）従来の半導体装置４、５の構成
次に、第１実施例の半導体装置１及び第２実施例の半導体装置２と従来の半導体装置との冷却性能について比較する。第１実施例の半導体装置１及び第２実施例の半導体装置２は、上述した通りである。ここで、従来の第１の半導体装置４の断面図を図４に示し、従来の第２の半導体装置５の断面図を図５に示す。なお、従来の半導体装置４、５は、第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２に対して、冷却管のフィンのみが相違する。以下、従来の半導体装置４、５の冷却管のフィンのみについて説明する。
【００５９】
従来の第１の半導体装置４の冷却管のフィンのピッチは、均一としている。そして、このフィンピッチは、第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２のフィンピッチＰ２と同様のフィンピッチＰ２としている。なお、従来の第１の半導体装置４の複数のフィンは、隣り合うフィンの上端側と下端側とが交互に一体成形されている。
【００６０】
従来の第２の半導体装置５の冷却管の複数のフィンの断面形状は、Ｈ字型とＯ字型とが交互に配置されるように一体成形されている。そして、このフィンピッチは、均一であって、第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２のフィンピッチＰ２と同様のフィンピッチＰ２としている。
【００６１】
（５．２）解析条件
次に、解析条件について説明する。まず、第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２、並びに、従来の第１及び第２の半導体装置４、５の形状値は、以下の通りである。半導体装置全体の形状は、図１〜図５の左右方向の幅（冷却水流通垂直方向幅）が４９ｍｍ、図１〜図５の高さが１９ｍｍ、奥行き方向の幅（冷却水流通方向幅）が２３ｍｍである。ＩＧＢＴ素子１１の冷却水流通方向幅は９．４ｍｍで、ダイオード素子１２の冷却水流通方向幅は５．９ｍｍである。また、下側電極１３及び上側電極１４の高さはそれぞれ３ｍｍである。冷却管１５、１６、２５、２６等の高さは５ｍｍである。そして、冷却管の筒状部１５ａ、１６ａの板厚は１．５ｍｍであり、フィン１５ｂ、１６ｂ等の板厚は０．５ｍｍである。そして、フィンピッチは、Ｐ１が２．５ｍｍ、Ｐ１’が１．５ｍｍ、Ｐ２が１．５ｍｍである。
【００６２】
このような形状からなる半導体装置１〜５の冷却管に供給する冷却水の流量が、１．３３Ｌ／ｍｉｎの一定値となるようにしている。さらに、供給する冷却水の最初の温度は、６５℃としている。
【００６３】
（５．３）解析結果
上述の解析条件に基づき解析を行った結果を表１に示す。さらに図６に、解析結果のうちの圧損当たりの冷却性能についてのグラフを示す。
【００６４】
【表１】
2006080211.tif 000003
表１に示すように、圧損ΔＰは、第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２が非常に小さくなっている。ここで、圧損ΔＰは、フィンの形状、冷却管を流れる冷却水の流速、冷却水の粘性などから算出することができる。なお、第１実施例及び第２実施例の圧損ΔＰが非常に小さくなっている要因の一つは以下のことが考えられる。第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２の冷却管のフィンピッチが相対的に大きなＰ１の部分においては圧損が大きくなる方向に作用するが、フィンピッチが相対的に小さなＰ２の部分においては圧損が小さくなる方向に作用する。このように圧損を位置によって分散することにより、結果として全体として圧損を低減することができると考えられる。
【００６５】
単位距離当たりの圧損ΔＰ／Ｌは、冷却管の冷却水流通方向幅当たりの圧損である。冷却水の上昇温度ΔＴは、最初の冷却水の温度６５℃から上昇した温度である。すなわち、実際の冷却水の温度は、６５＋ΔＴ℃となる。この冷却水の温度は、半導体素子１１、１２の発熱に伴い冷却水の温度が上昇した後に安定した時の温度である。つまり、冷却水の温度とは、半導体素子１１、１２の温度にほぼ相当する。
【００６６】
単位発熱量当たりの上昇温度Ｒは、ΔＴ／４００の値である。ここで、ＩＧＢＴ素子１１に最大定格電流が流れた時に発生する発熱量（駆動時に発生する発熱量）は、４００Ｗである。すなわち、単位発熱量当たりの上昇温度Ｒは、当該ＩＧＢＴ素子１１を適用した場合の値としている。そして、圧損当たりの冷却性能については、表１及び図６を参照する。表１及び図６に示すように、圧損当たりの冷却性能は、第１実施例の半導体装置１が最も高く、次に第２実施例の半導体装置２が高い。さらに、第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２の圧損当たりの冷却性能は、従来の第１及び第２の半導体装置４、５の圧損当たりの冷却性能に比べると、非常に高いことが分かる。
【００６７】
上記の解析結果を踏まえて、以下に考察する。まずは、圧損のみの観点から考察する。圧損が小さい場合には、最大吐出圧力が小さなポンプを採用することができることは、上述した通りである。つまり、第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２は、従来の第１及び第２の半導体装置４、５に比べて、最大吐出圧力の小さなポンプを使用することができる。これにより、低コストかつ小型なポンプを使用することができることにより、半導体装置を含む装置全体の低コスト化及び小型化を図ることができる。
【００６８】
次に、冷却性能のみの観点から考察する。第２実施例の半導体装置２の上昇温度が最も低く、第１実施例の半導体装置１の上昇温度が次に低い。つまり、従来の第１及び第２の半導体装置４、５の冷却管による冷却性能に比べて、第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２の冷却管による冷却性能は、優れていることが分かる。
【００６９】
以上のように、第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２は、従来の第１及び第２の半導体装置４、５に比べて、圧損が小さく、かつ、冷却性能が優れている。つまり、第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２は、最大吐出圧力の小さなポンプを使用することが可能な上に、冷却性能が高い結果が得られている。
【００７０】
さらに、圧損当たりの冷却性能について考察する。一般的に、冷却管の圧損が同等の半導体装置の場合、圧損当たりの冷却性能が高い方の半導体装置は、高い冷却性能を得ることができることになる。また、冷却管の冷却性能が同等の半導体装置の場合、圧損当たりの冷却性能が高い方が、圧損が小さくなる。つまり、本解析条件として冷却水の流量を一定とせずに圧損が同等となるようにした場合には、第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２は、従来の第１及び第２の半導体装置４、５に比べて、非常に高い冷却能力を発揮することになる。また、冷却能力が同等となるようにした場合には、第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２は、従来の第１及び第２の半導体装置４、５に比べて、圧損が非常に小さくなる。その結果、第１実施例及び第２実施例の半導体装置１、２は、最大吐出圧力が非常に小さなポンプを使用することができる。
【００７１】
ここで、第１実施例の半導体装置１と第２実施例の半導体装置２との解析結果について比較考察する。上記解析結果によれば、第１実施例の半導体装置１の方が、第２実施例の半導体装置２に比べて、圧損当たりの冷却性能が高い。これは、第１実施例の半導体装置１の冷却管は、第２実施例の半導体装置２の冷却管に比べて、駆動時に発生する発熱量の比が最大のＩＧＢＴ素子１１の周囲を大きなＰ１としている。つまり、第１実施例の半導体装置１は、ＩＧＢＴ素子１１に対する冷却能力を高くしていることになる。このように、駆動時に発生する発熱量の比が最大のＩＧＢＴ素子１１に対して特に冷却能力を高くすることで、全体としての冷却性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１実施例の半導体装置１の断面図である。
【図２】第２実施例の半導体装置２の断面図である。
【図３】第３実施例の半導体装置３の断面図である。
【図４】従来の第１の半導体装置４の断面図である。
【図５】従来の第２の半導体装置４の断面図である。
【図６】解析結果のうちの圧損当たりの冷却性能についてのグラフを示す。
【符号の説明】
【００７３】
１、２、３、４、５：半導体装置、  １１：ＩＧＢＴ素子（半導体素子）、  １２：ダイオード素子（半導体素子）、  １３：下側電極、電極（基板）、  １４：上側電極（基板）、  １５、２５、３５：下側冷却管、冷却管（冷媒流通部）、  １６、２６：上側冷却管（冷媒流通部）、１７：ＩＧＢＴ用スペーサ、  １８：ダイオード用スペーサ、  １５ａ、１６ａ：筒状部、  １５ｂ、１６ｂ、２５ｂ、２６ｂ、３５ｂ：フィン、  Ｐ１、Ｐ１’、Ｐ２：フィンピッチ
【図１】
2006080211.tif 000004
【図２】
2006080211.tif 000005
【図３】
2006080211.tif 000006
【図４】
2006080211.tif 000007
【図５】
2006080211.tif 000008
【図６】
2006080211.tif 000009