(57)【要約】【課題】本明細書は、隣り合う半導体モジュールの間に冷媒流路が設けられており、冷媒流路内の中板に衝突噴流用のノズルを備えた半導体装置に関する。【解決手段】半導体装置２は、半導体チップ２１ａを収容している平板型の複数のパッケージ１３と複数の冷媒流路３９が一つずつ交互に積層されているデバイスである。冷媒流路３９内に、パッケージ１３と平行に拡がる中板３０が配置されている。中板３０は、冷媒流路３９に隣接する一対のパッケージ１３の一方に向けて冷媒を噴出させるノズル３２を有している。パッケージ１３は、内部の半導体チップ２１ａから冷媒が噴出される側の冷却プレート１８ａまでの熱抵抗が、チップから反対側の冷却プレート１８ｂまでの熱抵抗よりも小さい。熱抵抗の小さい側に冷媒を噴出させることで、チップの冷却効率が高まる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを収容している平板型の複数の半導体モジュールと複数の冷媒流路が一つずつ交互に積層されている半導体装置であり、
前記冷媒流路内に、前記半導体モジュールと平行に拡がる中板が配置されており、
前記中板は、前記冷媒流路に隣接する一対の前記半導体モジュールの一方に向けて冷媒を噴出させるノズルを有しており、
前記半導体モジュールは、内部の前記半導体チップから前記冷媒が噴出される側の表面までの熱抵抗が、前記半導体チップから反対側の表面までの熱抵抗よりも小さい、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、半導体チップを収容している平板型の複数の半導体モジュールと複数の冷媒流路が一つずつ交互に積層されている半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを収容している平板型の複数の半導体モジュールと複数の冷却器が一つずつ交互に積層されている半導体装置が知られている（例えば、特許文献１、２）。冷却器は、冷媒が流れる単純な冷媒流路である。別言すれば、半導体装置は、複数の半導体モジュールと複数の冷媒流路が一つずつ交互に積層されているデバイスである。冷媒は、水、あるいは、ＬＬＣ（Ｌｏｎｇ  Ｌｉｆｅ  Ｃｏｏｌａｎｔ）などの液体である。
【０００３】
特許文献１の半導体装置では、隣り合う半導体モジュールの間の冷媒流路に、半導体モジュールと平行に拡がる１枚の中板が配置されており、冷媒流路は、中板により２層に区画されている。中板と一方の半導体モジュールに挟まれる空間（第１空間）に冷媒が供給される。中板の第１空間とは反対側の面に、隣接する他方の半導体モジュールに向けて冷媒を噴出するノズルが設けられている。第１空間に供給された冷媒は、ノズルを通じて他方の半導体モジュール側の冷媒流路の側板に噴き付けられる。冷媒を冷媒流路の側板に噴き付けることで半導体モジュールから冷媒への熱移動が促進される。そのような冷却構造を衝突噴流型と称する場合がある。
【０００４】
特許文献１の半導体装置では、中板の両側において、冷媒が噴き付けられる側と冷媒が噴き付けられない側で冷却能力のアンバランスを生じる。そこで、特許文献２の半導体装置は、２枚の中板によって、隣り合う半導体モジュールの間の冷媒流路を３層に区画する。３層に区画された冷媒流路の中央の流路に冷媒が供給される。２枚の中板の夫々に、対向する夫々の冷媒流路側板に向かって突出するノズルが設けられている。中央の流路に供給された冷媒は、夫々の中板のノズルから噴出し、夫々の側板に衝突する。この半導体装置では、冷媒流路の夫々の側で冷却能力が等しくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０２３１２４号公報
【特許文献２】特開２０１５−１３３４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の半導体装置のように冷媒流路を２層に分け、一方の半導体モジュール側だけに冷媒を噴出させると冷却能力にアンバランスを生じる。冷媒流路を３層に分け、両側に冷媒を噴出する構造を採用すると、一対の半導体モジュールの間の冷媒流路の幅が大きくなってしまう。本明細書は、隣り合う半導体モジュールの間に冷媒流路が設けられており、冷媒流路内の中板に衝突噴流用のノズルを備えた半導体装置に関する。本明細書は、特許文献１の半導体装置のように、ノズルを備えた１枚の中板を採用する。その場合、上記したアンバランスを生じるが、そのアンバランスを積極的に活用して、半導体モジュール内の半導体チップに対する冷却能力の高い半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示する半導体装置は、半導体チップを収容している平板型の複数の半導体モジュールと複数の冷媒流路が一つずつ交互に積層されているデバイスである。夫々の冷媒流路内に、半導体モジュールと平行に拡がる中板が配置されている。中板は、冷媒流路に隣接する一対の半導体モジュールの一方に向けて冷媒を噴出させるノズルを備えている。本明細書が開示する半導体装置では、半導体モジュールは、内部の半導体チップから冷媒が噴出される側の表面までの熱抵抗が、半導体チップから反対側の表面までの熱抵抗よりも小さくなっている。すなわち、半導体チップの熱がより伝わり易い側の半導体モジュール表面に対して、冷却能力の高い衝突噴流型の冷却構造を採用する。半導体モジュールの反対側の表面では、冷媒が衝突する側と比較して冷却効率は劣るが、冷媒が衝突する側で半導体チップの熱を積極的に放出することで、全体として半導体チップの冷却能力を高めることができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例の半導体装置の斜視図である。
【図２】２個の樹脂筐体の分解斜視図である（Ｘ軸の負方向からの視点）。
【図３】２個の樹脂筐体の分解斜視図である（Ｘ軸の正方向からの視点）。
【図４】２個の樹脂筐体の積層体を図中のＸＹ平面でカットした断面図である。
【図５】２個の樹脂筐体の積層体を図中のＸＺ平面でカットした断面図である。
【図６】図５の符号VIが示す範囲の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して実施例の半導体装置２を説明する。図１に、半導体装置２の斜視図を示す。半導体装置２は、複数の半導体モジュールと冷却器が一体化したユニットである。半導体モジュールは、複数のトランジスタチップを収容している。複数の半導体モジュールを含む半導体装置２は、例えば直流電力を３相交流電力に変換するインバータの主要部（電力変換部）として用いられる。後述するパッケージ１３が半導体モジュールに対応する。
【００１０】
半導体装置２は、複数の樹脂筐体１０が積層された構造を有している。樹脂筐体１０の内部構造の詳しい説明は後述する。ここでは樹脂筐体１０の概要を説明する。各樹脂筐体１０は、内部に２個のトランジスタチップを備えているとともに、図のＸ方向に延びる２個の貫通孔を備えている。複数の樹脂筐体１０の積層体の端は、前端カバー５と後端カバー６で塞がれている。前端カバー５には冷媒供給口７と冷媒排出口８が設けられている。冷媒供給口７は、半導体装置２の内部でＸ方向からみて一方の貫通孔と重なっており、冷媒排出口８は、半導体装置２の内部でＸ方向からみて他方の貫通孔と重なっている。各樹脂筐体１０の内部には、図中のＹ方向に、一方の貫通孔から他方の貫通孔に通じる冷媒流路が設けられている。冷媒流路に沿って半導体モジュール（後述するパッケージ１３）が配置されている。冷媒供給口７から供給される冷媒は一方の貫通孔を通じて各樹脂筐体１０の内部の冷媒流路へ導かれる。冷媒は冷媒流路を通過している間にトランジスタチップの熱を吸収し、他方の貫通孔を通じ、冷媒排出口８から排出される。冷媒は、水、あるいは、ＬＬＣ（Ｌｏｎｇ  Ｌｉｆｅ  Ｃｏｏｌａｎｔ）などの液体である。
【００１１】
各樹脂筐体１０の一側面から３個のパワー端子３ａ、３ｂ、３ｃが延びているとともに、他の側面から複数の制御端子４が延びている。２個のトランジスタチップは、樹脂筐体１０の内部で直列に接続されており、パワー端子３ａは、直列接続の高電位側と導通している。パワー端子３ｂは直列接続の低電位側と導通している。パワー端子３ｃは、直列接続の中点と導通している。複数の制御端子４は、トランジスタチップのゲートと接続しているゲート端子、トランジスタチップの内部温度を計測するセンスエミッタと接続しているセンサ端子などである。
【００１２】
なお、半導体装置２は、複数の樹脂筐体１０の積層方向に不図示のバネで加圧され、隣接する樹脂筐体１０同士が密着する。図中の座標系のＸ方向が複数の樹脂筐体１０の積層方向に相当する。座標軸は以降の図でも同様である。
【００１３】
図１において隣り合う２個の樹脂筐体１０ａ、１０ｂの分解斜視図を図２、図３に示す。図３は、Ｘ軸方向で図２とは反対側の視点から見た分解斜視図である。図２と図３において、中板３０の向きと、冷却プレート１８のフィン１４、１５の相違に着目されたい。なお、樹脂筐体１０ａ、１０ｂの一方を区別なく示すときには樹脂筐体１０と表記する。
【００１４】
樹脂筐体１０は、外枠１２とパッケージ１３ａ（１３ｂ）で構成されている。なお、樹脂筐体１０ａのパッケージ１３ａと樹脂筐体１０ｂのパッケージ１３ｂのいずれか一方を区別なく示すときにはパッケージ１３と表記する。
【００１５】
パッケージ１３は、外枠１２の対向する内面に掛け渡されている。外枠１２とパッケージ１３は一続きの樹脂ブロックであり、樹脂の射出成形で同時に形成される。パッケージ１３の内部に２個のトランジスタチップが封止されている。パッケージ１３は別言すれば半導体モジュールである。２個のトランジスタチップはパッケージ１３の内部で直列に接続されている。パッケージ１３は平板型であり、その幅広面を対向させて並列に配置される。幅広面は、別言すれば、複数のパッケージ１３の積層方向（Ｘ方向）を向く面である。
【００１６】
パッケージ１３の一方の幅広面には、冷却プレート１８ａが露出しており、他方の幅広面には冷却プレート１８ｂが露出している。即ち、冷却プレート１８ａ、１８ｂの表面が、パッケージ１３の表面に相当する。冷却プレート１８ａには複数のフィン１４が設けられている（図２参照）。冷却プレート１８ｂには、複数のフィン１５が設けられている（図３参照）。フィン１４、１５はいずれも板状である。以下では、冷却プレート１８ａ、１８ｂのいずれか一方を区別なく示すときには冷却プレート１８と表記する。
【００１７】
外枠１２の積層方向の幅はパッケージ１３の積層方向の幅よりも大きく、積層方向の両側で、外枠１２はパッケージ１３よりも外側に突出している。外枠１２の積層方向の端面１２ｂには、二重のガスケット１９が備えられており、２個の樹脂筐体１０ａ、１０ｂが隣接するとき、ガスケット１９が２個の外枠１２の端面１２ｂの間を封止する。２個の樹脂筐体１０が密着すると、外枠１２とパッケージ１３の間の空間が冷媒の流路となる。なお、外枠１２において、フィン１４（フィン１５）を囲む部分を周壁１２ａと表記する。周壁１２ａで囲まれた空間を特に冷媒流路３９と称する。
【００１８】
周壁１２ａの内側で、パッケージ１３のＹ方向の両側方に、樹脂筐体１０を貫通する貫通孔１２ｃ、１２ｄが設けられている。貫通孔１２ｃは、半導体装置２を積層方向（Ｘ方向）からみたときに冷媒供給口７（図１参照）と重なり、貫通孔１２ｄは、半導体装置２を積層方向（Ｘ方向）からみたときに冷媒排出口８と重なる。冷媒供給口７から供給された冷媒は、複数の樹脂筐体１０の貫通孔１２ｃを通じて各樹脂筐体１０の冷媒流路３９に分配される。冷媒は冷媒流路３９をパッケージ１３に沿って流れる間に冷却プレート１８とフィン１４、１５を介してトランジスタチップから熱を吸収する。熱を吸収した冷媒は、他方の貫通孔１２ｄと冷媒排出口８を通じて半導体装置２の外部へと排出される。図中のＹ方向が、冷媒流路３９における冷媒の流れ方向に相当する。
【００１９】
隣り合う樹脂筐体１０ａ、１０ｂの間には、中板３０が挟まれる。別言すれば、隣り合うパッケージ１３の間の冷媒流路３９に中板３０が配置される。中板３０は、パッケージ１３の幅広面（冷却プレート１８）に平行に拡がっている。中板３０のパッケージ１３ｂの側には、３本の溝３１が設けられている。溝３１は、貫通孔１２ｃから貫通孔１２ｄに向かって、即ち、冷媒の流れ方向に沿って延びている。各溝３１の中（各溝３１の底）に、パッケージ１３ａに向かって突出するノズル３２が設けられている。ノズル３２の開口は、溝３１の長手方向（即ち冷媒の流れ方向）に沿って細長く延びている。
【００２０】
板状の複数のフィン１４は、パッケージ１３の一方の冷却プレート１８ａに設けられており、板状の複数のフィン１５は、パッケージ１３の他方の冷却プレート１８ｂに設けられている。先に述べたように、２個の樹脂筐体１０ａ、１０ｂが合体すると、外枠１２の内側が冷媒流路３９となる。即ち、パッケージ１３の側板である冷却プレート１８ａ、１８ｂは、冷媒流路３９を区画する側板にも対応する。そして、側板（冷却プレート１８ａ、１８ｂ）から延びるフィン１４、１５は、冷媒中に露出する。
【００２１】
複数のフィン１４は、冷媒の流れ方向と交差する方向（図中のＺ方向）に延びている。各フィン１４には、３個のスリット１４ａが設けられている。夫々のスリット１４ａは、ノズル３２に対応している。中板３０を挟んで２個の樹脂筐体１０ａ、１０ｂが合体すると、スリット１４ａの中にノズル３２が位置する。
【００２２】
板状の複数のフィン１５は、冷媒の流れ方向（図中のＹ方向）に延びている。中板３０を挟んで２個の樹脂筐体１０ａ、１０ｂが合体すると、フィン１５は、ノズル３２の内側に到達する。別言すると、冷媒流路３９を画定する一方の側板（冷却プレート１８ｂ）に、ノズル３２の中へと延びるフィン１５が設けられている。
【００２３】
中板３０は、冷媒流路３９を２層に区画する。ノズル３２は、冷却プレート１８ｂの側の空間と冷却プレート１８ａの側の空間を連通する。中板３０の貫通孔１２ｃの側の端には、冷却プレート１８ａの側へ折れ曲がる流れ止め部３３が設けられている。中板３０の貫通孔１２ｄの側の端には、溝３１を塞ぐ流れ止め部３４が設けられている。流れ止め部３３によって、貫通孔１２ｃから供給される冷媒は、冷却プレート１８ａの側には流れ込まず、溝３１に流れ込む。流れ止め部３４によって、溝３１へ流れ込んだ冷媒は、直接には貫通孔１２ｄへは流れ込まず、ノズル３２から噴出する。貫通孔１２ｃから貫通孔１２ｄへの冷媒の流れは、図４を使って後述する。
【００２４】
図４−図６を参照して、トランジスタチップを封止しているパッケージ１３の構造と、中板３０の構造について説明する。図４は、合体した２個の樹脂筐体１０ａ、１０ｂのユニットを図中のＸＹ平面でカットした断面図である。図４は、中板３０のノズル３２を通るＸＹ平面でカットした断面図である。図５は、合体した２個の樹脂筐体１０ａ、１０ｂのユニットを図中のＸＺ平面でカットした断面図である。図６は、図５の符号VIが示す範囲の拡大図である。図４では、パッケージ１３ａのフィン１５と、パッケージ１３ａ、１３ｂのフィン１４は図示を省略した。また、図５、図６では、パッケージ１３ａのフィン１５は図示を省略した。図４−図６は２個の樹脂筐体１０ａ、１０ｂのみを示しているが、樹脂筐体１０ｂの上側には別の樹脂筐体１０が密着しており、樹脂筐体１０ａの下側にも別の樹脂筐体１０が密着していることに留意されたい。
【００２５】
まず、パッケージ１３の内部構造を説明する。パッケージ１３は、平板型のトランジスタチップ２１ａ、２１ｂを封止した樹脂ブロックである。トランジスタチップ２１ａ、２１ｂの一方の面（図中の上側の面）には放熱板１７がハンダで接合されており、他方の面（図中の下側の面）には銅ブロック２２を介して放熱板１７が接合されている。放熱板１７は熱伝導率が高い銅で作られている。銅ブロック２２と放熱板１７もハンダで接合されている。放熱板１７のトランジスタチップ２１ａ、２１ｂとは反対側の面に絶縁板１６が接合されている。絶縁板１６の放熱板１７とは反対側の面に冷却プレート１８が接合されている。
【００２６】
図４−図６に示されているように、トランジスタチップ２１ａ、２１ｂは、冷却プレート１８ｂよりも冷却プレート１８ａに近い。それゆえ、トランジスタチップ２１ａ、２１ｂの熱は、冷却プレート１８ｂよりも冷却プレート１８ａへ伝わり易い。別言すれば、トランジスタチップ２１ａ、２１ｂから冷却プレート１８ａまでの間の熱抵抗は、トランジスタチップ２１ａ、２１ｂから冷却プレート１８ｂまでの間の熱抵抗よりも小さい。
【００２７】
パッケージ１３の積層方向（Ｘ方向）の両面に冷却プレート１８が露出している。冷却プレート１８は、パッケージ１３の側板でもあり、冷媒流路３９を画定する側板にも相当する。先に述べたように、一方の冷却プレート１８ａの冷媒流路３９に面する側には複数のフィン１４が接合されており、他方の冷却プレート１８ｂの冷媒流路３９に面する側には複数のフィン１５が接合されている。冷却プレート１８とフィン１４、１５は、熱伝導率が高い材料、例えば、アルミニウムで作られている。なお、トランジスタチップ２１ａ、２１ｂの表面には電極が露出しており、放熱板１７は、電極と導通している。電極と他の導電部材との短絡を防ぐため、放熱板１７は絶縁板１６で覆われる。
【００２８】
中板３０について説明する。中板３０は、冷媒流路３９を積層方向に２層に区画する。図６に示すように、中板３０は、溝３１を除く部分が冷却プレート１８ｂに接している。図６において記号Ｃが示す境界が、中板３０と冷却プレート１８ｂの接平面を示している。より具体的には、中板３０は、冷媒流路３９を、溝３１と一方の冷却プレート１８ｂで挟まれた空間３９ａと、中板３０と他方の冷却プレート１８ａで挟まれた空間３９ｂの２層に区画する（図６参照）。また、図４に示すように、中板３０の貫通孔１２ｃ側の端では、中板３０と冷却プレート１８ａの間の空間は流れ止め部３３で閉じられている。中板３０の貫通孔１２ｄ側の端では、溝３１は流れ止め部３４で閉じられている。それゆえ、冷媒は、図４にて太い矢印線が示すように、貫通孔１２ｃから溝３１の冷却プレート１８ｂの側へ導かれ、ノズル３２を通過してパッケージ１３ａ側の冷却プレート１８ａへ衝突し、貫通孔１２ｄへ至る。
【００２９】
図６によく示されているように、板状のフィン１５は、パッケージ１３ｂの冷却プレート１８ｂから、ノズル３２の内部へと延びている。溝３１の内側の冷媒流路３９ａを通過した冷媒は、ノズル３２を通る。ノズル３２の内部で、冷媒はフィン１５の表面に沿って流れる。パッケージ１３ｂのトランジスタチップ２１ａ（２１ｂ）の熱は、フィン１５によって冷媒に効果的に吸収される。即ち、フィン１５がパッケージ１３ｂに対する冷却能力を高める。
【００３０】
一方、溝３１の内側の冷媒流路３９ａを通過した冷媒は、ノズル３２を通ってパッケージ１３の冷却プレート１８ａに衝突する。衝突した冷媒は、フィン１４に沿って流れる。冷媒の冷却プレート１８ａへの衝突、及び、その後のフィン１４に沿った流れにより、パッケージ１３ａのトランジスタチップ２１ａ（２１ｂ）の熱が良く吸収される。即ち、パッケージ１３ａの側の冷媒流路３９の側板（冷却プレート１８ａ）へ冷媒を衝突させることで、パッケージ１３ａに対する冷却能力が高まる。
【００３１】
これまで、隣接する２個の樹脂筐体１０ａ、１０ｂと、パッケージ１３ａ及びパッケージ１３ｂの間の冷媒流路３９と中板３０について説明した。図１に示すように、半導体装置２は、３個以上の樹脂筐体１０が積層されたユニットである。複数の樹脂筐体１０は、同じ構造を有している。各樹脂筐体１０は、内部にパッケージ１３を備えており、パッケージ１３は、平板型である。パッケージ１３はトランジスタチップ２１ａ、２１ｂを収容している。複数のパッケージ１３は、半導体装置２の内部で、その幅広面が互いに対向するように並列に配置されている。いずれの隣り合うパッケージ１３の間にも冷媒流路３９が形成されており、その冷媒流路３９に中板３０が配置されている。なお、パッケージ１３の幅広面は、冷却プレート１８の外面に相当する。そして、冷却プレート１８は、冷媒流路３９を画定する側板でもある。別言すれば、半導体装置２は、トランジスタチップ２１ａ、２１ｂを収容している複数のパッケージ１３と複数の冷媒流路３９が一つずつ交互に積層されているデバイスである。
【００３２】
実施例の半導体装置２の特徴と利点をまとめる。パッケージ１３において、冷媒が衝突する側（冷却プレート１８ａの側）では、トランジスタチップ２１ａ（２１ｂ）と冷却プレート１８ａの間には、絶縁板１６と放熱板１７が挟まれている。一方、反対側（冷却プレート１８ｂの側）では、トランジスタチップ２１ａ（２１ｂ）と冷却プレート１８ｂの間には、絶縁板１６と放熱板１７に加えて銅ブロック２２が挟まれている。従って、トランジスタチップ２１ａ（２１ｂ）から冷却プレート１８ａまでの熱抵抗は、トランジスタチップ２１ａ（２１ｂ）から反対側の冷却プレート１８ｂまでの熱抵抗よりも小さい。そして、熱抵抗の小さい側の冷却プレート１８ａに冷媒が噴き付けられる。冷媒流路３９には、両側のパッケージ１３の一方にだけ冷媒を噴き付けるノズル３２が設けられている。それゆえ、冷媒流路３９の両側では冷却能力にアンバランスが生じる。冷却能力が高い側にパッケージ１３の熱抵抗の小さい側（冷却プレート１８ａ）を対応させる。トランジスタチップ２１ａ、２１ｂの熱は、冷却プレート１８ｂよりも熱抵抗の小さい冷却プレート１８ａへ伝わり易い。熱の伝わり易い冷却プレート１８ａに冷媒を衝突させることで、トランジスタチップ２１ａ、２１ｂの熱が効率良く冷媒に吸収される。実施例の半導体装置２は、冷媒流路３９の両側に対する冷却能力にアンバランスが生じるが、そのアンバランスを積極的に活用して、トランジスタチップ２１ａ、２１ｂを効率よく冷却することができる。
【００３３】
冷媒流路３９の両側で冷却能力にアンバランスを生じているが、半導体装置２は、そのアンバランスを抑制する構造も備えている。隣り合うパッケージ１３の間の冷媒流路３９に、パッケージ１３の幅広面（冷却プレート１８）と平行に拡がる中板３０が配置されている。中板３０は、冷媒流路３９に隣接する一対のパッケージ１３の一方（パッケージ１３ａ）に向けて冷媒を噴出させるノズル３２を備えている。ノズル開口は、冷媒の流れ方向（図中のＹ方向）に沿って細長い。パッケージ１３の他方側（パッケージ１３ｂ側）の冷媒流路３９の側板（冷却プレート１８ｂ）に、ノズル３２の中へと延びるフィン１５が設けられている。上記の構造により、中板３０のノズル３２の側では、冷媒の衝突噴流によりパッケージ１３ａを効果的に冷却する。一方、中板３０の反対側では、パッケージ１３ｂ（冷却プレート１８ｂ）からノズル３２の内部へと延びるフィン１５がパッケージ１３ｂを効果的に冷却する。半導体装置２は、中板３０の一方の側へのみ冷媒を噴出するので中板の両側で冷却能力にアンバランスが生じる。しかし、冷媒を噴出しない側では、パッケージ１３ｂからノズル３２の内部へと延びるフィン１５が冷却能力を高める。フィン１５が、中板３０の両側での冷却能力のアンバランスを小さくする。
【００３４】
さらに、中板３０は、溝３１以外の部分で冷却プレート１８ｂ（冷媒の噴出方向とは逆側の冷媒側板）に接している。より詳しくは、以下の通りである。中板３０は、パッケージ１３ｂの側に、流れ方向に沿って延びる溝３１を有している。ノズル３２は、溝３１の底からパッケージ１３ａの側へ延びている。中板３０の溝３１以外の部分がパッケージ１３ｂの冷却プレート１８ｂに接している。この点も、冷却能力のアンバランスを小さくするのに役立つ。
【００３５】
また、ノズル３２の内部で冷媒の流れ方向に延びる板状のフィン１５は、ノズル３２の内部で整流効果を発揮する。フィン１５により、ノズル３２の内部における開口長手方向の流れがスムーズになる。
【００３６】
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例のパッケージ１３が請求項の「半導体モジュール」の一例に相当する。トランジスタチップ２１ａ、２１ｂが、請求項の「半導体チップ」の一例に相当する。
【００３７】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３８】
２：半導体装置
３ａ、３ｂ、３ｃ：パワー端子
４：制御端子
５：前端カバー
６：後端カバー
７：冷媒供給口
８：冷媒排出口
１０、１０ａ、１０ｂ：樹脂筐体
１２：外枠
１２ａ：周壁
１２ｂ：上端面
１２ｃ、１２ｄ：貫通孔
１３、１３ａ、１３ｂ：パッケージ
１４、１５：フィン
１６：絶縁板
１７：放熱板
１８、１８ａ、１８ｂ：冷却プレート
１９：ガスケット
２１ａ、２１ｂ：トランジスタチップ
２２：銅ブロック
３０：中板
３１：溝
３２：ノズル
３３、３４：流れ止め部
３９：冷媒流路
【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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