(57)【要約】  冷媒の流入口と、該冷媒の流出口が形成された冷却ジャケットと、ベース板と、該ベース板の上に設けられた第１半導体素子と、該ベース板の上に設けられた第２半導体素子と、該第１半導体素子の直下における該ベース板の裏面に設けられ、該冷却ジャケットの中にある第１フィンと、該第２半導体素子の直下における該ベース板の裏面に設けられ、該冷却ジャケットの中にある第２フィンと、該冷却ジャケットの中に設けられ、該流入口から該冷却ジャケットの中に流入した冷媒を分割して、該第１フィンと、該第２フィンを別々の該冷媒で冷却するセパレータとを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の流入口と、前記冷媒の流出口が形成された冷却ジャケットと、
ベース板と、
前記ベース板の上に設けられた第１半導体素子と、
前記ベース板の上に設けられた第２半導体素子と、
前記第１半導体素子の直下における前記ベース板の裏面に設けられ、前記冷却ジャケットの中にある第１フィンと、
前記第２半導体素子の直下における前記ベース板の裏面に設けられ、前記冷却ジャケットの中にある第２フィンと、
前記冷却ジャケットの中に設けられ、前記流入口から前記冷却ジャケットの中に流入した冷媒を分割して、前記第１フィンと、前記第２フィンを別々の前記冷媒で冷却するセパレータと、を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記セパレータは、
前記流入口から流入した前記冷媒を、前記第１フィンと前記第２フィンの間へ導く第１ガイド部と、
前記第１フィンと前記第２フィンの間の前記冷媒を、前記第１フィンの方向及び前記第２フィンの方向へ誘導する第２ガイド部と、備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記流出口は第１流出口と第２流出口を有し、
前記第１フィンを冷却した前記冷媒は前記第１流出口から排出され、
前記第２フィンを冷却した前記冷媒は前記第２流出口から排出されることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１フィンの先端と、前記第２フィンの先端は、前記第２ガイド部に接触することを特徴とする請求項２又は３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記冷却ジャケットは、前記流入口が形成された第１面と、前記流出口が形成され前記第１面と対向する第２面とを備え、
前記第１ガイド部は前記第１面及び前記第２面に接し、
前記第２ガイド部は前記第１面及び前記第２面に接することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記セパレータは、前記第１フィンを冷却する前記冷媒の流量よりも、前記第２フィンを冷却する前記冷媒の流量が多くなるように、前記流入口から前記冷却ジャケットの中に流入した冷媒を分割することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１半導体素子の温度を測定する第１温度測定部と、
前記第２半導体素子の温度を測定する第２温度測定部と、
前記第１流出口から排出する前記冷媒の量を調整する第１レギュレータと、
前記第２流出口から排出する前記冷媒の量を調整する第２レギュレータと、
前記第１レギュレータと前記第２レギュレータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１温度測定部で測定された温度が前記第２温度測定部で測定された温度より高い場合に前記第１レギュレータを制御し前記第１流出口から排出する前記冷媒の量を増加させ、
前記第２温度測定部で測定された温度が前記第１温度測定部で測定された温度より高い場合に前記第２レギュレータを制御し前記第２流出口から排出する前記冷媒の量を増加させることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１流出口から排出する前記冷媒の量と、前記第２流出口から排出する前記冷媒の量との和が一定となるように、前記第１レギュレータと前記第２レギュレータを制御することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１半導体素子の温度を測定する第１温度測定部と、
前記第２半導体素子の温度を測定する第２温度測定部と、
前記第２流出口から排出する前記冷媒の量を調整するレギュレータと、
前記レギュレータとを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１温度測定部で測定された温度が前記第２温度測定部で測定された温度より高い場合に前記レギュレータを制御し前記第２流出口から排出する前記冷媒の量を減少させ、
前記第２温度測定部で測定された温度が前記第１温度測定部で測定された温度より高い場合に前記レギュレータを制御し前記第２流出口から排出する前記冷媒の量を増加させることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第２流出口の開口面積は前記第１流出口の開口面積より大きいことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば大電力のスイッチングに用いられる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、冷却水によってＬＳＩ等の発熱体を冷却する熱伝導型冷却装置が開示されている。特許文献２には、冷却流体を攪拌する突起を有するヒートシンクが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本特開平０２−２７１５６０号公報
【特許文献２】日本特開２００５−３０２８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発熱する複数の半導体素子を冷媒で冷却する場合、特定の半導体素子が高温になることを回避し、複数の半導体素子の温度ばらつきを小さくすることが好ましい。しかし、例えば、ある半導体素子の冷却に用いた冷媒を別の半導体素子の冷却に用いると、先に冷却された半導体素子は十分冷却されるが後に冷却された半導体素子は十分冷却されない。そのため、複数の半導体素子の温度ばらつきが大きくなる問題があった。【０００５】
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、複数の半導体素子の温度のばらつきを低減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】
本願の発明にかかる半導体装置は、冷媒の流入口と、該冷媒の流出口が形成された冷却ジャケットと、ベース板と、該ベース板の上に設けられた第１半導体素子と、該ベース板の上に設けられた第２半導体素子と、該第１半導体素子の直下における該ベース板の裏面に設けられ、該冷却ジャケットの中にある第１フィンと、該第２半導体素子の直下における該ベース板の裏面に設けられ、該冷却ジャケットの中にある第２フィンと、該冷却ジャケットの中に設けられ、該流入口から該冷却ジャケットの中に流入した冷媒を分割して、該第１フィンと、該第２フィンを別々の該冷媒で冷却するセパレータと、を備えたことを特徴とする。【０００７】
本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、複数の半導体素子のそれぞれに未使用の冷媒を供給するので、複数の半導体素子の温度のばらつきを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置の分解図である。
【図２】冷却ジャケットとセパレータの平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】比較例に係る半導体装置の断面図である。
【図５】変形例に係るセパレータ等の断面図である。
【図６】図５のセパレータの平面図である。
【図７】実施の形態２に係る半導体装置の冷却ジャケットとセパレータの平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。
【図９】実施の形態３に係る半導体装置の斜視図である。
【図１０】実施の形態４に係る半導体装置の斜視図である。
【図１１】制御部のハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態に係る半導体装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の分解図である。この半導体装置は金属で形成されたベース板１０を備えている。ベース板１０の上に絶縁基板１２、１６が設けられている。絶縁基板１２はｙ方向に３枚並べられ、絶縁基板１６もｙ方向に３枚並べられている。絶縁基板１２、１６は上下面に金属パターンを有している。絶縁基板１２、１６の下面の金属パターンがはんだによってベース板１０に固定されている。絶縁基板１２の上面の金属パターンにははんだで半導体素子１４ａ、１４ｂが固定されている。半導体素子１４ａは例えばＩＧＢＴであり、半導体素子１４ｂは例えばダイオードである。３つの半導体素子１４ａと３つの半導体素子１４ｂをまとめて第１半導体素子１４と称する。
【００１２】
絶縁基板１６の上面の金属パターンにははんだで半導体素子１８ａ、１８ｂが固定されている。半導体素子１８ａは例えばＩＧＢＴであり、半導体素子１８ｂは例えばダイオードである。３つの半導体素子１８ａと３つの半導体素子１８ｂをまとめて第２半導体素子１８と称する。このように、ベース板１０の上には第１半導体素子１４と第２半導体素子１８が設けられている。半導体装置は全体として３相交流インバータを構成している。第１半導体素子１４が上アーム素子を構成し、第２半導体素子１８が下アーム素子を構成する。
【００１３】
ベース板１０の四隅には貫通穴１９が開けられている。貫通穴１９にはねじ２０を通す。ベース板１０の裏面にはフィン２２が形成されている。フィン２２は、例えばベース板１０と一体形成されたピンフィンである。フィン２２はｘ方向に伸びる平行フィンでもよい。フィン２２は、ベース板１０の端部を除き、ベース板１０の裏面全体に設けられている。
【００１４】
フィン２２の下方にはセパレータ３０がある。セパレータ３０は冷媒を誘導するために設けられている。セパレータ３０は、第１ガイド部３０ａと第２ガイド部３０ｂ、３０ｃを備えている。第１ガイド部３０ａはｙ方向に伸びるＵ字管である。第１ガイド部３０ａによりｙ方向に伸びる流路３０ｄが提供されている。第２ガイド部３０ｂ、３０ｃは第１ガイド部３０ａの上端に接続された板状部材である。第２ガイド部３０ｂと第２ガイド部３０ｃの間には一定幅の間隙３０ｅがある。
【００１５】
第１ガイド部３０ａと第２ガイド部３０ｂ、３０ｃのｙ負方向端部は１つの表面を構成している。この表面を第１接触面３０Ａという。第１ガイド部３０ａと第２ガイド部３０ｂ、３０ｃのｙ正方向端部は１つの表面を構成している。この表面を第２接触面３０Ｂという。
【００１６】
セパレータ３０の下方には冷却ジャケット５０がある。冷却ジャケット５０の上面にはＯリング４０の一部を収容する溝５０ａが形成されている。冷却ジャケット５０には、冷媒の流入口５０ｂと、冷媒の流出口５０ｃ、５０ｄが形成されている。流入口５０ｂが形成された面を第１面５０Ａと称し、流出口５０ｃ、５０ｄが形成された面を第２面５０Ｂという。第１面５０Ａと第２面５０Ｂは対向している。第１面５０Ａと第２面５０Ｂは、第３面５０Ｃと第４面５０Ｄでつながれている。
【００１７】
冷却ジャケット５０の四隅にはねじ穴５０ｇが設けられている。ベース板１０の貫通穴１９を通したねじ２０をこのねじ穴５０ｇに締めることで、ベース板１０の下面と冷却ジャケット５０の上面に挟まれたＯリング４０を弾性変形させる。Ｏリング４０が弾性変形することで、ベース板１０と冷却ジャケット５０の間から冷媒が流出することを防止できる。
【００１８】
図２は、冷却ジャケット５０と冷却ジャケット５０の中に入れられたセパレータ３０の平面図である。セパレータ３０はねじ３２によって冷却ジャケット５０に固定されている。セパレータ３０の第１接触面３０Ａは冷却ジャケット５０の第１面５０Ａに接触している。セパレータ３０の第２接触面３０Ｂは冷却ジャケット５０の第２面５０Ｂに接触している。言い換えれば、第１ガイド部３０ａと第２ガイド部３０ｂ、３０ｃは第１面５０Ａ及び第２面５０Ｂに接する。
【００１９】
セパレータ３０（第２ガイド部３０ｂ）と冷却ジャケット５０の第３面５０Ｃと間には間隙６０が設けられている。セパレータ３０（第２ガイド部３０ｃ）と冷却ジャケット５０の第４面５０Ｄとの間には間隙６２が設けられている。
【００２０】
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図３にはベース板１０及びそれに固定された半導体素子等、並びに流入口５０ｂ、及び流出口５０ｃ、５０ｄも示す。第１半導体素子１４の直下におけるベース板１０の裏面に設けられたフィン２２を第１フィン２２ａという。第２半導体素子１８の直下におけるベース板１０の裏面に設けられたフィン２２を第２フィン２２ｂという。第１フィン２２ａと第２フィン２２ｂを含むすべてのフィン２２が冷却ジャケット５０の中にある。第１フィン２２ａの先端は第２ガイド部３０ｂに接触し、第２フィン２２ｂの先端は第２ガイド部３０ｃに接触している。
【００２１】
冷媒の流れについて説明する。流入口５０ｂから流入した冷媒は、第１ガイド部３０ａによって形成された流路３０ｄの中に導入される。流路３０ｄの冷媒は、間隙３０ｅを経由して、第１フィン２２ａと第２フィン２２ｂの間へ導かれる。そして、冷媒はｘ正方向とｘ負方向に分かれる。ｘ負方向に進む冷媒は第２ガイド部３０ｂとベース板１０の裏面の間の空間を通り、第１フィン２２ａを冷却する。ｘ正方向に進む冷媒は第２ガイド部３０ｃとベース板１０の裏面の間の空間を通り、第２フィン２２ｂを冷却する。このように、第２ガイド部３０ｂ、３０ｃによって、第１フィン２２ａと第２フィン２２ｂの間の冷媒を、第１フィン２２ａの方向及び第２フィン２２ｂの方向へ誘導する。
【００２２】
第１フィン２２ａを冷却した冷媒は、間隙６０を経由して第１流出口５０ｃから排出される。第２フィン２２ｂを冷却した冷媒は、間隙６２を経由して第２流出口５０ｄから排出される。セパレータ３０の第１接触面３０Ａと第２接触面３０Ｂをそれぞれ冷却ジャケット５０の第１面５０Ａと第２面５０Ｂに接触させたので、上記の２つの流路以外の流路はない。
【００２３】
ここで、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の特徴の理解を容易にするために比較例について説明する。図４は、比較例に係る半導体装置の断面図である。この半導体装置は、第１フィン２２ａを冷却した冷媒によって第２フィン２２ｂを冷却するので、第２半導体素子１８の冷却が不十分となる。そのため、第１半導体素子１４より第２半導体素子１８の温度が高くなってしまう。
【００２４】
ところが、本発明の実施の形態１に係る半導体装置によれば、図３に示すように、１つの流入口５０ｂから冷却ジャケット５０の中に流入した冷媒をセパレータ３０で２つに分割して第１フィン２２ａと第２フィン２２ｂを個別に冷却する。よって、第１半導体素子１４と第２半導体素子１８には常に同じ温度の冷媒が供給されるので、これらの温度のばらつきを低減できる。特に、上下アームでインバータ駆動する半導体装置においては上下アームの発熱量は概ね等しい。そのため、第１フィン２２ａと第２フィン２２ｂに略同一量の冷媒を供給することで、半導体素子の温度ばらつきを低減できる。
【００２５】
ところで、例えばハイブリット自動車用の半導体装置は、複数の半導体素子の温度を個別に監視し、ある半導体素子の温度が予め定められた温度を超えるとモジュール（半導体装置）の負荷率に制限をかける保護システムを備える。半導体素子の温度測定には、ダイオードを用いたオンチップ温度センサを用いることが多い。比較例のように特定の半導体素子の温度が高くなると、保護システムが頻繁に稼動し、モジュールの通電能力が十分に発揮できなくなる。この場合、モータ駆動からエンジン駆動への負荷の切り替えが早まり、自動車の燃費向上を阻害してしまう。
【００２６】
本発明の実施の形態１に係る半導体装置は、このようなハイブリット自動車への応用に特に適している。実施の形態１の半導体装置のように複数の半導体素子の温度ばらつきを低減することで、保護システムの稼動頻度を低下させることができる。よって、モジュールの通電能力を低減し、モジュールを小型化したり、燃費を向上させたりできる。
【００２７】
また、すべての冷媒は第１フィン２２ａ又は第２フィン２２ｂのいずれかの冷却に用いられるので、冷媒流量の損失をなくすことができる。セパレータ３０は冷却ジャケット５０にねじ止めしたので、セパレータ３０が冷却ジャケット５０内で位置ずれすることを回避できる。
【００２８】
セパレータ３０は、冷却ジャケット５０の中に設けられ、流入口５０ｂから冷却ジャケット５０の中に流入した冷媒を分割して、第１フィン２２ａと、第２フィン２２ｂを別々の冷媒で冷却するものであれば特に限定されない。セパレータは様々な形状を取り得る。図５は、変形例に係るセパレータ等の断面図である。このセパレータには、第１フィン２２ａの方向へ冷媒を誘導する第１間隙３０ｆと、第２フィン２２ｂの方向へ冷媒を誘導する第２間隙３０ｇが形成されている。図６は、図５のセパレータの平面図である。なお、セパレータを複数部品で構成してもよい。
【００２９】
冷却ジャケット５０に形成する流出口は２つに限定されない。例えば、図３の間隙６０を通った冷媒を２つの流出口から排出し、間隙６２を通った冷媒を２つの流出口から排出しても良い。また、第１フィン２２ａの先端と第２フィン２２ｂの先端は第２ガイド部３０ｂ、３０ｃに接触させたが、両者の間に若干の間隙を設けてもよい。第１半導体素子１４と第２半導体素子１８は電流が流れることで発熱するものであればよいので、ＩＧＢＴ又はダイオードに限定されない。また、第１半導体素子１４を構成する素子の数と第２半導体素子１８を構成する素子の数も特に限定されない。
【００３０】
これらの変形は以下の実施の形態に係る半導体装置にも応用できる。なお、以下の実施の形態に係る半導体装置は、実施の形態１との共通点が多いので実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００３１】
実施の形態２．
図７は、実施の形態２に係る半導体装置の冷却ジャケットとセパレータの平面図である。間隙６２の幅は間隙６０の幅より大きい。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。図８にはベース板及びそれに固定された半導体素子等が示されている。間隙６０の幅より間隙６２の幅が大きいので、第１フィン２２ａに供給される冷媒の量よりも第２フィン２２ｂに供給される冷媒の量の方が多くなる。本発明の実施の形態２では、第１半導体素子１４よりも第２半導体素子１８の発熱量が多い場合を想定している。第２フィン２２ｂに供給する冷媒の量を増やして発熱量の多い第２半導体素子１８を冷却することで、第１半導体素子１４と第２半導体素子１８の温度ばらつきを低減する。
【００３２】
例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータの昇圧通電動作時には、下アームのＩＧＢＴの素子温度はスイッチングロスにより上アームダイオードの素子温度より高くなる。このようにあらかじめ、上下アームの素子発熱のアンバランスが判明している場合、間隙６０、６２の幅を調整することで、複数の半導体素子の温度ばらつきを低減できる。なお、間隙の大きさは、半導体素子の駆動条件によって適宜に最適化する。
【００３３】
第１フィン２２ａを冷却する冷媒の流量よりも、第２フィン２２ｂを冷却する冷媒の流量を多くするためには、間隙６２の幅を間隙６０の幅より大きくすることが重要である。セパレータの形状は、間隙６２の幅を間隙６０の幅より大きくする限り、様々な変形が可能である。例えば、図５のセパレータの第２ガイド部３０ｃと冷却ジャケット５０の側面との間隙の幅を、第２ガイド部３０ｂと冷却ジャケット５０の側面との間隙の幅より大きくしても良い。この場合、第２間隙３０ｇの幅と第１間隙３０ｆの幅は必ずしも一致させる必要はなく、自由に設定してよい。
【００３４】
実施の形態３．
図９は、実施の形態３に係る半導体装置の斜視図である。第１半導体素子１４はオンチップ温度センサが作りこまれた半導体素子１４ｃを備えている。第１半導体素子１４の温度を測定する部分（オンチップセンサ）を第１温度測定部という。第２半導体素子１８はオンチップ温度センサが作りこまれた半導体素子１８ｃを備えている。第２半導体素子１８の温度を測定する部分（オンチップセンサ）を第２温度測定部という。第１温度測定部と第２温度測定部はオンチップ温度センサ以外の構成でもよい。
【００３５】
第１流出口５０ｃから排出された冷媒を外部へ導く配管５０ｅには第１レギュレータ１５０が取り付けられている。第１レギュレータ１５０は第１流出口５０ｃから排出する冷媒の量を調整する。第２流出口５０ｄから排出された冷媒を外部へ導く配管５０ｆには第２レギュレータ１５２が取り付けられている。第２レギュレータ１５２は第２流出口５０ｄから排出する冷媒の量を調整する。第１レギュレータ１５０と第２レギュレータ１５２には、これらを制御する制御部１５４が接続されている。
【００３６】
制御部１５４は、第１温度測定部で測定された温度が第２温度測定部で測定された温度より高い場合に第１レギュレータ１５０を制御し第１流出口５０ｃから排出する冷媒の量を増加させる。他方、第２温度測定部で測定された温度が第１温度測定部で測定された温度より高い場合に第２レギュレータ１５２を制御し第２流出口５０ｄから排出する冷媒の量を増加させる。こうして、一方の半導体素子が他方の半導体素子より高温になることを防止し複数の半導体素子の温度ばらつきを低減する。
【００３７】
制御部１５４は、第１流出口５０ｃから排出する冷媒の量と、第２流出口５０ｄから排出する冷媒の量との和が一定となるように、第１レギュレータ１５０と第２レギュレータ１５２を制御することが好ましい。この場合、第１レギュレータ１５０と第２レギュレータ１５２の開度を通常時（当所）は両方とも１００％以下の同じ開度とする。制御部１５４によって２つのレギュレータの開度の和を一定に保つことで、冷媒の圧力損失を一定に保つことができる。これにより、圧力損失の変動による冷媒のポンプの負荷変動を回避できるので、当該ポンプの故障を抑制できる。
【００３８】
実施の形態４．
図１０は、実施の形態４に係る半導体装置の斜視図である。第２流出口５０ｄの開口面積は第１流出口５０ｃの開口面積より大きくした。これに応じて、配管５０ｆは配管５０ｅよりも内径が大きくなっている。第２流出口５０ｄから排出する冷媒の量はレギュレータ１６０で調整する。制御部１５４はレギュレータ１６０を制御する。
【００３９】
制御部１５４は、第１温度測定部で測定された温度が第２温度測定部で測定された温度より高い場合にレギュレータ１６０を制御し第２流出口５０ｄから排出する冷媒の量を減少させる。これにより、第１流出口５０ｃから排出される冷媒の量を増やし、第１半導体素子１４の冷却を促進できる。他方、制御部１５４は、第２温度測定部で測定された温度が第１温度測定部で測定された温度より高い場合にレギュレータ１６０を制御し第２流出口５０ｄから排出する冷媒の量を増加させる。これにより第２半導体素子１８の冷却を促進できる。このように、温度の高い半導体素子の冷却を促進することで、複数の半導体素子の温度ばらつきを低減できる。
【００４０】
第２流出口５０ｄの開口面積は第１流出口５０ｃの開口面積より大きい。これに応じ、図１０に示されるとおり、配管５０ｅの内径より配管５０ｆの内径を大きくした。太い配管５０ｆに取り付けられたレギュレータ１６０を調整することで、流量を大きく変化させることができるので、迅速に温度ばらつきを解消できる。
【００４１】
実施の形態３、４で説明した制御部の動作は、制御部の中のプロセッサによって実行される。図１１は、制御部のハードウェア構成図である。制御部１５４は、第１温度測定部と第２温度測定部で測定された温度の情報を受信する受信装置１５４ａを備えている。そして、メモリ１５４ｃに記憶されたプログラムをプロセッサ１５４ｂで実行することで、レギュレータ１６０（実施の形態３では第１レギュレータ１５０と第２レギュレータ１５２）の制御内容を決める。決定された制御内容を出力装置１５４ｄによってレギュレータに伝送する。なお、プロセッサ１５４ｂはＣＰＵ又はシステムＬＳＩ等の処理回路である。複数の処理回路により上記機能を実行してもよい。
【００４２】
第２流出口５０ｄの開口面積と第１流出口５０ｃの開口面積は等しくしてもよい。なお、上記の各実施の形態に係る半導体装置の特徴を適宜に組み合わせて、本発明の効果を高めても良い。
【符号の説明】
【００４３】
１０  ベース板、  １４  第１半導体素子、  １８  第２半導体素子、  ２２  フィン、  ２２ａ  第１フィン、  ２２ｂ  第２フィン、  ３０  セパレータ、  ５０  冷却ジャケット、  １５０  第１レギュレータ、  １５２  第２レギュレータ、  １５４  制御部、  １６０  レギュレータ
【図１】
2016117094.tif 000003
【図２】
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【図３】
2016117094.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016117094.tif 000007
【図６】
2016117094.tif 000008
【図７】
2016117094.tif 000009
【図８】
2016117094.tif 000010
【図９】
2016117094.tif 000011
【図１０】
2016117094.tif 000012
【図１１】
2016117094.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月29日(2015.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の流入口と、前記冷媒の流出口が形成された冷却ジャケットと、
ベース板と、
前記ベース板の上に設けられた第１半導体素子と、
前記ベース板の上に設けられた第２半導体素子と、
前記第１半導体素子の直下における前記ベース板の裏面に設けられ、前記冷却ジャケットの中にある第１フィンと、
前記第２半導体素子の直下における前記ベース板の裏面に設けられ、前記冷却ジャケットの中にある第２フィンと、
前記冷却ジャケットの中に設けられ、前記流入口から前記冷却ジャケットの中に流入した冷媒を分割して、前記第１フィンと、前記第２フィンを別々の前記冷媒で冷却するセパレータと、を備え、前記セパレータは前記冷却ジャケットとは別体構造であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記セパレータは、
前記流入口から流入した前記冷媒を、前記第１フィンと前記第２フィンの間へ導く第１ガイド部と、
前記第１フィンと前記第２フィンの間の前記冷媒を、前記第１フィンの方向及び前記第２フィンの方向へ誘導する第２ガイド部と、備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記流出口は第１流出口と第２流出口を有し、
前記第１フィンを冷却した前記冷媒は前記第１流出口から排出され、
前記第２フィンを冷却した前記冷媒は前記第２流出口から排出されることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１フィンの先端と、前記第２フィンの先端は、前記第２ガイド部に接触することを特徴とする請求項２又は３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記冷却ジャケットは、前記流入口が形成された第１面と、前記流出口が形成され前記第１面と対向する第２面とを備え、
前記第１ガイド部は前記第１面及び前記第２面に接し、
前記第２ガイド部は前記第１面及び前記第２面に接することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記セパレータは、前記第１フィンを冷却する前記冷媒の流量よりも、前記第２フィンを冷却する前記冷媒の流量が多くなるように、前記流入口から前記冷却ジャケットの中に流入した冷媒を分割することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１半導体素子の温度を測定する第１温度測定部と、
前記第２半導体素子の温度を測定する第２温度測定部と、
前記第１流出口から排出する前記冷媒の量を調整する第１レギュレータと、
前記第２流出口から排出する前記冷媒の量を調整する第２レギュレータと、
前記第１レギュレータと前記第２レギュレータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１温度測定部で測定された温度が前記第２温度測定部で測定された温度より高い場合に前記第１レギュレータを制御し前記第１流出口から排出する前記冷媒の量を増加させ、
前記第２温度測定部で測定された温度が前記第１温度測定部で測定された温度より高い場合に前記第２レギュレータを制御し前記第２流出口から排出する前記冷媒の量を増加させることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１流出口から排出する前記冷媒の量と、前記第２流出口から排出する前記冷媒の量との和が一定となるように、前記第１レギュレータと前記第２レギュレータを制御することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１半導体素子の温度を測定する第１温度測定部と、
前記第２半導体素子の温度を測定する第２温度測定部と、
前記第２流出口から排出する前記冷媒の量を調整するレギュレータと、
前記レギュレータとを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１温度測定部で測定された温度が前記第２温度測定部で測定された温度より高い場合に前記レギュレータを制御し前記第２流出口から排出する前記冷媒の量を減少させ、
前記第２温度測定部で測定された温度が前記第１温度測定部で測定された温度より高い場合に前記レギュレータを制御し前記第２流出口から排出する前記冷媒の量を増加させることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第２流出口の開口面積は前記第１流出口の開口面積より大きいことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【国際調査報告】
2016117094.tif 000014
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