(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却装置と、
前記被冷却装置が載置され、前記被冷却装置の冷却用の冷媒が流れる流路を有する第１冷却部と、
前記第１冷却部が固定され、前記第１冷却部の流路と連結された流路を有する第２冷却部と、
前記被冷却装置を覆い、且つ、少なくとも一部が前記第１冷却部と接する絶縁層と
を備え、
前記第２冷却部は、
前記第１冷却部に固定され、前記第１冷却部の流路に連結された流路を有する第１プレート部と、
前記第１プレート部に固定され、前記第１プレート部の流路に連結された流路を有する第２プレート部と
を有し、
前記絶縁層は、前記第２冷却部と離間して設けられる半導体モジュール。
【請求項２】
前記被冷却装置が設けられた被冷却モジュールを備え、
前記被冷却モジュールは、固相拡散接合、または、はんだ付けによって、前記第１冷却部に固着される
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記第１冷却部の筐体の体積は、前記第２冷却部の筐体の体積よりも小さい
請求項１又は２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
複数の前記被冷却装置と、
複数の前記被冷却装置の少なくとも１つがそれぞれ載置された複数の前記第１冷却部と
を備え、
複数の前記第１冷却部は、前記第２冷却部にそれぞれ固定されている
請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記第２冷却部は、前記第１冷却部よりも低い熱伝導率を有する
請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記第２プレート部の流路の少なくとも一部は、前記第２プレート部に形成された溝と、前記第１プレート部の前記第２プレート部側の面とにより形成されている
請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記第１冷却部は、前記第１冷却部の流路が前記第２冷却部側に突出して設けられた突出部を有する
請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記突出部は、前記第１冷却部側から前記第１プレート部まで突出している
請求項７に記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記突出部は、前記第１プレート部を貫通し、前記第１プレート部よりも前記第２プレート部側に突出している
請求項７又は８に記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
前記突出部は、前記第２冷却部の流路の内側において、前記突出部の径よりも大きな径を有する連結部を含む
請求項７から９のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項１１】
前記第１プレート部は、前記第２プレート部と異なる材料を有する
請求項１から１０のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項１２】
前記第２プレート部は、前記第１冷却部と同じ材料で形成されている
請求項１から１１のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項１３】
前記第１プレート部は、前記第１冷却部より小さい熱膨張係数を有する
請求項１から１２のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項１４】
前記第２冷却部を貫通し、前記第１冷却部と連結することにより、前記第２冷却部と前記第１冷却部とを固定するネジを更に有する
請求項１から１３のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項１５】
前記第１冷却部と前記第２冷却部との間に配置され、前記第１冷却部と固定され、前記第２冷却部とネジ止めされている第３プレート部を更に備える
請求項１から１４のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項１６】
被冷却装置の冷却用の冷媒が流れる流路を有する第１冷却部に、前記被冷却装置を載置する段階と、
前記第１冷却部の流路に連結された流路を有する第２冷却部に、前記第１冷却部を固定する段階と
前記被冷却装置を覆い、且つ、少なくとも一部が前記第１冷却部と接する絶縁層を設ける段階と
を備え、
前記第１冷却部を前記第２冷却部に固定する段階は、
前記第１冷却部の流路に連結された流路を有する第１プレート部を、前記第１冷却部に固定する段階と、
前記第１プレート部の流路に連結された流路を有する第２プレート部を、前記第１プレート部に固定する段階と
を含み、
前記絶縁層は、前記第２冷却部と離間して設けられる半導体モジュールの製造方法。
【請求項１７】
前記被冷却装置を前記第１冷却部に載置する段階の後に、前記絶縁層で前記被冷却装置を覆う段階を備える
請求項１６に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項１８】
前記第１冷却部を前記第２冷却部に固定する段階の前に、前記絶縁層で前記被冷却装置を覆う段階を備える
請求項１６に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項１９】
前記被冷却装置が設けられた被冷却モジュールを設ける段階を備え、
前記被冷却モジュールは、固相拡散接合、または、はんだ付けによって、前記第１冷却部に固着される
請求項１６から１８のいずれか一項に記載の半導体モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュールおよび半導体モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体モジュールにおいて、半導体装置に冷却器を設けることにより、半導体装置を冷却する構造が知られている（例えば、特許文献１−６参照）。
特許文献１  特開２０１４−０９６９１０号公報
特許文献２  特開２００６−３２４６４７号公報
特許文献３  特開２０１１−２１０７４６号公報
特許文献４  特開２０１１−１０９０００号公報
特許文献５  特開２０１２−１７８５１３号公報
特許文献６  特開２００８−２１８９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の半導体モジュールでは、コンパウンドやグリース等を用いて、半導体装置と冷却器との間を接続しているので、半導体装置と冷却器との間の熱抵抗が大きくなる。また、半導体装置を樹脂封止した後に、熱容量の大きな冷却器にはんだ付けしているので、樹脂の融点にはんだの接合温度が律速し、半導体装置と冷却器との間の接合の信頼性が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、被冷却装置と、被冷却装置が載置され、被冷却装置の冷却用の冷媒が流れる流路を有する第１冷却部と、第１冷却部が固定され、第１冷却部の流路と連結された流路を有する第２冷却部とを備える半導体モジュールを提供する。
【０００５】
半導体モジュールは、被冷却装置を覆い、且つ、少なくとも一部が第１冷却部と接する絶縁層を更に備えてよい。
【０００６】
第１冷却部の筐体の体積は、第２冷却部の筐体の体積よりも小さくてよい。
【０００７】
半導体モジュールは、複数の被冷却装置と、複数の被冷却装置の少なくとも１つがそれぞれ載置された複数の第１冷却部とを備えてよい。複数の第１冷却部は、第２冷却部にそれぞれ固定されてよい。
【０００８】
第２冷却部は、第１冷却部よりも低い熱伝導率を有してよい。
【０００９】
第２冷却部は、第１冷却部に固定され、第１冷却部の流路に連結された流路を有する第１プレート部と、第１プレート部に固定され、第１プレート部の流路に連結された流路を有する第２プレート部とを有してよい。
【００１０】
第２プレート部の流路の少なくとも一部は、第２プレート部に形成された溝と、第１プレートの第２プレート部側の面とにより形成されてよい。
【００１１】
第１冷却部は、第１冷却部の流路が第２冷却部側に突出して設けられた突出部を有してよい。
【００１２】
突出部は、第１冷却部側から第１プレート部まで突出してよい。
【００１３】
突出部は、第１プレート部を貫通し、第１プレート部よりも第２プレート部側に突出してよい。
【００１４】
突出部は、第２冷却部の流路の内側において、突出部の径よりも大きな径を有する連結部を含んでよい。
【００１５】
第１プレート部は、第２プレート部と異なる材料を有してよい。
【００１６】
第２プレート部は、第１冷却部と同じ材料で形成されてよい。
【００１７】
第１プレート部は、第１冷却部より小さい熱膨張係数を有してよい。
【００１８】
半導体モジュールは、第２冷却部を貫通し、第１冷却部と連結することにより、第２冷却部と第１冷却部とを固定するネジを更に有してよい。
【００１９】
第１冷却部と第２冷却部との間に配置され、第１冷却部と固定され、第２冷却部とネジ止めされている第３プレート部を更に備えてよい。
【００２０】
本発明の第２の態様においては、被冷却装置の冷却用の冷媒が流れる流路を有する第１冷却部に、被冷却装置を載置する段階と、第１冷却部の流路に連結された流路を有する第２冷却部に、第１冷却部を固定する段階とを備える半導体モジュールの製造方法を提供する。
【００２１】
半導体モジュールの製造方法は、被冷却装置を第１冷却部に載置する段階の後に、絶縁層で被冷却装置を覆う段階を更に備えてよい。
【００２２】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１に係る半導体モジュール１００の構成の一例を示す。
【図２】実施例１に係る半導体モジュール１００の断面図の一例を示す。
【図３】比較例１に係る半導体モジュール５００の構成の一例を示す。
【図４】比較例１に係る半導体モジュール５００の断面図の一例を示す。
【図５】比較例１に係る半導体モジュール５００の断面図の一例を示す。
【図６】実施例２に係る半導体モジュール１００の構成の一例を示す。
【図７】実施例２に係る半導体モジュール１００の断面図の一例を示す。
【図８】実施例３に係る半導体モジュール１００の構成の一例を示す。
【図９】実施例３に係る半導体モジュール１００の断面図の一例を示す。
【図１０】実施例４に係る被冷却ユニット１１０の構成の一例を示す。
【図１１】実施例５に係る被冷却ユニット１１０の構成の一例を示す。
【図１２】実施例６に係る被冷却ユニット１１０の構成の一例を示す。
【図１３Ａ】連結された入水突出部２２および入水パイプ３２の一例を示す。
【図１３Ｂ】連結部２５の構成の一例を示す。
【図１４】第２冷却部３０の断面図の一例を示す。
【図１５Ａ】図１４のＡ領域の近傍における冷媒流路の作製方法の一例を示す。
【図１５Ｂ】図１４のＡ領域の近傍における冷媒流路の作製方法の一例を示す。
【図１５Ｃ】図１４のＡ領域の近傍における冷媒流路の作製方法の一例を示す。
【図１６Ａ】図１４のＢ領域の近傍における冷媒流路の作製方法の一例を示す。
【図１６Ｂ】図１４のＢ領域の近傍における冷媒流路の作製方法の一例を示す。
【図１６Ｃ】図１４のＢ領域の近傍における冷媒流路の作製方法の一例を示す。
【図１７】半導体モジュール１００の連結方法の一例を示す。
【図１８】半導体モジュール１００の製造方法の一例を示す。
【図１９】半導体モジュール１００により構成される回路３００の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２５】
［実施例１］
図１は、実施例１に係る半導体モジュール１００の構成の一例を示す。図２は、実施例１に係る半導体モジュール１００の断面図の一例を示す。但し、半導体モジュール１００の断面図では、図面を簡潔にするため、外部端子等の構成が省略されている。半導体モジュール１００は、被冷却モジュール１０、第１冷却部２０および第２冷却部３０を備える。被冷却モジュール１０および第１冷却部２０は、被冷却ユニット１１０を構成する。
【００２６】
本明細書において、Ｘ方向とＹ方向とは互いに垂直な方向であり、Ｚ方向はＸ‐Ｙ平面に垂直な方向である。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、いわゆる右手系を成す。本例の半導体基板は、＋Ｚ方向におもて面を有し、−Ｚ方向に裏面を有する。なお、「上」および「上方」とは、＋Ｚ方向を意味する。これに対して、「下」および「下方」とは、−Ｚ方向を意味する。
【００２７】
被冷却モジュール１０は、１又は複数の被冷却装置１１を有する。本例の半導体モジュール１００は、被冷却モジュール１０として、３つの被冷却モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃを備える。被冷却モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、各々が、２個組の被冷却装置１１を有する。
【００２８】
被冷却装置１１は、半導体チップの一例である。一例において、被冷却装置１１は、逆導通ＩＧＢＴ（ＲＣ−ＩＧＢＴ：Ｒｅｖｅｒｓｅ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ＩＧＢＴ）である。例えば、半導体モジュール１００は、２個組のＲＣ−ＩＧＢＴを３ユニット有することにより、６個組のＲＣ−ＩＧＢＴで三相インバータを構成する。
【００２９】
第１冷却部２０は、被冷却モジュール１０が載置される。第１冷却部２０は、ヒートシンク部２１、入水突出部２２および出水突出部２３を有する。ヒートシンク部２１、入水突出部２２および出水突出部２３の内部には、被冷却モジュール１０の冷却用の冷媒が流れる冷媒流路を有する。一例において、第１冷却部２０の材料は、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金、鉄、鉄合金、チタンおよびチタン合金の少なくとも１つを有する。
【００３０】
例えば、第１冷却部２０は、厚さが０．２ｍｍの銅板にエッチングにより水路用の貫通孔を複数個形成したものを２０枚作製し、これを固相拡散接合により多層化して作製されてよい。固相拡散接合とは、固相状態のまま原子を拡散させることにより接合させることを指す。なお、第１冷却部２０の表面は、ニッケルなどの表面処理が施されてよい。
【００３１】
ヒートシンク部２１は、内部に冷媒が流れる冷媒流路を有する。本例のヒートシンク部２１は、Ｘ軸の負側から正側に向けて冷媒が流れる冷媒流路を有する。ヒートシンク部２１は、被冷却モジュール１０のサイズおよび個数に応じた大きさで形成される。本例のヒートシンク部２１は、３つの被冷却モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃを載置可能な大きさで形成されている。ヒートシンク部２１は、被冷却モジュール１０に接して設けられ、発熱した被冷却モジュール１０を冷媒により冷却する。例えば、ヒートシンク部２１は、ステンレスで形成される。
【００３２】
入水突出部２２は、ヒートシンク部２１の冷媒流路と連結された冷媒流路を有する。本例の入水突出部２２は、ヒートシンク部２１のＸ軸の負側で、冷媒流路と連結される。入水突出部２２には、第２冷却部３０から冷媒が入水される。入水突出部２２は、ヒートシンク部２１から突出して設けられる。本例の入水突出部２２は、ヒートシンク部２１から第２冷却部３０側に突出して設けられる。但し、入水突出部２２が設けられる位置は、本例に限られない。
【００３３】
出水突出部２３は、ヒートシンク部２１の冷媒流路と連結された冷媒流路を有する。本例の出水突出部２３は、ヒートシンク部２１のＸ軸の正側で、冷媒流路と連結される。出水突出部２３には、第２冷却部３０へ冷媒を出水する。出水突出部２３は、ヒートシンク部２１から突出して設けられる。本例の出水突出部２３は、第１冷却部２０から第２冷却部３０側に突出して設けられる。但し、出水突出部２３が設けられる位置は、本例に限られない。
【００３４】
例えば、入水突出部２２および出水突出部２３は、第１冷却部２０が第２冷却部３０に固定される場合に、第１冷却部２０と第２冷却部３０との位置決めに用いられる。また、入水突出部２２および出水突出部２３は、第１冷却部２０の冷媒流路と第２冷却部３０の冷媒流路とを連結し、冷媒の漏れを防止する。
【００３５】
第２冷却部３０は、１又は複数の第１冷却部２０が固定される。第２冷却部３０は、冷却器筐体３１、入水パイプ３２および出水パイプ３３を備える。第２冷却部３０は、被冷却モジュール１０の冷却用の冷媒が流れる冷媒流路を有する。第２冷却部３０は、入水突出部２２および出水突出部２３の冷媒流路を介して、ヒートシンク部２１の冷媒流路と連結される。一例において、第２冷却部３０の材料は、アルミ、アルミ合金、銅、銅合金、鉄、鉄合金、チタン、チタン合金およびアルミと炭化ケイ素との複合材料の少なくとも１つを有する。
【００３６】
また、第２冷却部３０は、第１冷却部２０よりも低い熱伝導率を有してよい。これにより、第２冷却部３０の裏側の熱源が、被冷却モジュール１０に与える影響を抑えられる。例えば、第２冷却部３０は、樹脂で形成される。
【００３７】
冷却器筐体３１は、第１冷却部２０が固定して載置されるように、第１冷却部２０の形状に応じた窪みを有する。冷却器筐体３１には、複数の第１冷却部２０が固定して載置されてよい。一例において、冷却器筐体３１は、ヒートシンク部２１、入水突出部２２および出水突出部２３のそれぞれの形状に適合するような窪みを有する。これにより、冷却器筐体３１は、ヒートシンク部２１、入水突出部２２および出水突出部２３を固定し、互いの冷媒流路を連結させる。冷却器筐体３１は、ウォータージャケットの一例である。
【００３８】
入水パイプ３２は、第２冷却部３０の外部に設けられた冷媒流路と連結される。入水パイプ３２は、入水突出部２２に対応して設けられる。本例の入水パイプ３２は、冷却器筐体３１のＸ軸の負側で入水突出部２２に連結される。入水パイプ３２には、外部から冷媒が入水される。
【００３９】
出水パイプ３３は、第２冷却部３０の外部に設けられた冷媒流路と連結される。出水パイプ３３は、出水突出部２３に対応して設けられる。本例の出水パイプ３３は、冷却器筐体３１のＸ軸の正側で出水突出部２３に連結される。出水パイプ３３からは、第１冷却部２０から第２冷却部３０に入水された冷媒が出水される。なお、入水パイプ３２および出水パイプ３３は、ラジエターポンプと接続されてよい。
【００４０】
以上の通り、本例の半導体モジュール１００は、冷媒流路に冷媒を流すことにより、３つの被冷却モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃを冷却する。なお、本例の半導体モジュール１００は、第１冷却部２０および第２冷却部３０の上方に被冷却モジュール１０を設けたが、第１冷却部２０および第２冷却部３０の下方に被冷却モジュール１０を設けてよい。
【００４１】
［比較例１］
図３は、比較例１に係る半導体モジュール５００の構成の一例を示す。図４は、比較例１に係る半導体モジュール５００の断面図の一例を示す。
【００４２】
半導体モジュール５００は、被冷却モジュール５１０、裏面銅回路板５２２および冷却器５４０を備える。半導体モジュール５００は、被冷却モジュール５１０として、３つの被冷却モジュール５１０ａ，５１０ｂ，５１０ｃを備える。
【００４３】
被冷却モジュール５１０ａ，５１０ｂ，５１０ｃは、それぞれ２個組の被冷却装置５１１を備える。本例の被冷却装置５１１は、ＲＣ−ＩＧＢＴチップである。被冷却モジュール５１０は、下方に裏面銅回路板５２２が取り付けられている。被冷却モジュール５１０ａ，５１０ｂ，５１０ｃは、それぞれ裏面銅回路板５２２ａ，５２２ｂ，５２２ｃを介し、冷却器５４０上にはんだ付けされる。
【００４４】
図５は、比較例１に係る半導体モジュール５００の断面図の一例を示す。同図は、半導体モジュール５００のより具体的な構成を示す。
【００４５】
被冷却装置５１１は、セラミック基板５３０上に表面銅回路板５２０を介して取り付けられる。被冷却装置５１１は、銅ピン端子５６０により、表面銅回路板５２０と電気的に接続される。半導体モジュール５００は、冷却器５４０に形成された冷媒流路５４１に冷媒を流すことにより、セラミック基板５３０上に形成された被冷却装置５１１を冷却する。被冷却装置５１１は、樹脂部５５０によって覆われ、外部端子５７０により外部と電気的に接続される。
【００４６】
半導体モジュール５００の製造プロセスでは、図４で示したように被冷却モジュール５１０に裏面銅回路板５２２を取り付けた後に、裏面銅回路板５２２を冷却器５４０にはんだ付けする。しかしながら、裏面銅回路板５２２のはんだ接合時に、熱容量の大きい冷却器５４０をはんだ付け時の溶融温度以上（例えば、２５０〜３５０℃程度）に加熱する必要があるので、はんだ付けの時間が長くなり生産効率が低下する場合がある。なお、裏面銅回路板５２２と冷却器５４０の接合に放熱グリース等を用いることも考えられるが、この場合、放熱グリース等が金属よりも熱伝導率が低いので熱抵抗が大きくなる。
【００４７】
また、半導体モジュール５００の製造プロセスでは、被冷却装置５１１を覆うように樹脂部５５０を形成した後に、裏面銅回路板５２２を冷却器５４０にはんだ付けしている。そのため、冷却器５４０へのはんだ付け温度が樹脂部５５０の耐熱温度やガラス転移温度に律速される。はんだ付け温度が樹脂部５５０の融点に律速されると、はんだ付けに必要な十分な温度が得られない。また、はんだ材料に大きな制約が生じ、低融点のはんだ材料を適用すると信頼性が低下する。樹脂部５５０と冷却器５４０との接着が不十分になると、界面剥離やはんだ接合部の劣化が顕著になるので、半導体モジュール５００の信頼性が低下する場合がある。
【００４８】
更に、フラックスを用いてはんだ付けする場合、体積の大きい冷却器５４０が接合された半導体モジュール５００を洗浄する必要が生じ、製造効率が低下する。このように、半導体モジュール５００の製造工程は、良品率の低下と組立コストの増大を引き起こす場合がある。
【００４９】
［実施例２］
図６は、実施例２に係る半導体モジュール１００の構成の一例を示す。図７は、実施例２に係る半導体モジュール１００の断面図の一例を示す。但し、半導体モジュール１００の断面図では、図面を簡潔にするため、外部端子等の構成が省略されている。本例の半導体モジュール１００は、実施例１に係る半導体モジュール１００と第１冷却部２０および第２冷却部３０の構造が異なる。本例では、実施例１との相違点について特に説明する。
【００５０】
第１冷却部２０は、Ｘ軸の正側方向に冷媒が流れる冷媒流路と、Ｘ軸の負側方向に冷媒が流れる冷媒流路とを備える。本例の第１冷却部２０は、ヒートシンク部２１におけるＸ軸の負側に入水突出部２２および出水突出部２３を備える。第１冷却部２０は、Ｘ軸の正側方向に冷媒が流れる冷媒流路を被冷却モジュール１０と接する側に設け、第１冷却部２０を冷却する。第１冷却部２０の上方には、３つの被冷却モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃが載置されている。
【００５１】
第２冷却部３０は、冷却器筐体３１におけるＸ軸の負側の端部に入水パイプ３２および出水パイプ３３を備える。入水パイプ３２は、冷却器筐体３１の冷媒流路を介して、入水突出部２２に連結される。また、出水パイプ３３は、冷却器筐体３１の冷媒流路を介して、出水突出部２３に連結される。
【００５２】
［実施例３］
図８は、実施例３に係る半導体モジュール１００の構成の一例を示す。図９は、実施例３に係る半導体モジュール１００の断面図の一例を示す。但し、半導体モジュール１００の断面図では、図面を簡潔にするため、外部端子等の構成が省略されている。半導体モジュール１００は、３つの被冷却モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃを備える。
【００５３】
第１冷却部２０は、第１冷却部２０ａ、第１冷却部２０ｂおよび第１冷却部２０ｃを有する。第１冷却部２０の個数は、被冷却モジュール１０の個数に応じて適宜変更されてよい。第１冷却部２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、それぞれ第２冷却部３０よりも体積が小さい。即ち、第１冷却部２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、第２冷却部３０と比較して熱容量が小さいので、第２冷却部３０よりも加熱に要する時間が短縮される。また、第１冷却部２０は、個々の体積が小さいので、フラックス使用時の洗浄が容易である。このように、第１冷却部２０は、被冷却モジュール１０に対応して個別化されることにより、取扱いが容易になる。
【００５４】
第１冷却部２０ａには、被冷却モジュール１０ａが載置される。第１冷却部２０ａは、ヒートシンク部２１ａ、入水突出部２２ａおよび出水突出部２３ａを備える。第１冷却部２０ａおよび被冷却モジュール１０ａは、第２冷却部３０に載置される前に固着される。
【００５５】
第１冷却部２０ｂには、被冷却モジュール１０ｂが載置される。第１冷却部２０ｂは、ヒートシンク部２１ｂ、入水突出部２２ｂおよび出水突出部２３ｂを備える。第１冷却部２０ｂおよび被冷却モジュール１０ｂは、第２冷却部３０に載置される前に固着される。
【００５６】
第１冷却部２０ｃには、被冷却モジュール１０ｃが載置される。第１冷却部２０ｃは、ヒートシンク部２１ｃ、入水突出部２２ｃおよび出水突出部２３ｃを備える。第１冷却部２０ｃおよび被冷却モジュール１０ｃは、第２冷却部３０に載置される前に固着される。
【００５７】
以上の通り、本例の第１冷却部２０は、第２冷却部３０に載置される前に被冷却モジュール１０に固着される。また、第１冷却部２０の体積は、第２冷却部３０よりも小さい。そのため、被冷却モジュール１０は、短時間で第１冷却部２０に固着される。また、本例の第１冷却部２０は、被冷却モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃに対応した３つの第１冷却部２０ａ，２０ｂ，２０ｃを有するので、更にはんだ付けが容易になる。
【００５８】
なお、本例の半導体モジュール１００では、被冷却モジュール１０ａの近傍を通過した冷媒が第２冷却部３０に戻り冷却され、冷却された冷媒が被冷却モジュール１０ｂの近傍を通過する。また、被冷却モジュール１０ｂの近傍を通過した冷媒が第２冷却部３０に戻り冷却され、冷却された冷媒が被冷却モジュール１０ｃの近傍を通過する。これにより、本例の半導体モジュール１００は、被冷却モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃを均等に冷却できる。
【００５９】
［実施例４］
図１０は、実施例４に係る被冷却ユニット１１０の構成の一例を示す。被冷却ユニット１１０は、被冷却モジュール１０および第１冷却部２０で構成される。本例の被冷却モジュール１０は、被冷却装置１１、基板４０、表面回路板４２、裏面回路板４４、ピン端子４６、絶縁層５０および外部端子７０を備える。
【００６０】
被冷却ユニット１１０は、ヒートシンク一体型の半導体装置の一例である。被冷却ユニット１１０は、第２冷却部３０の冷却器筐体３１に固定される。例えば、被冷却ユニット１１０は、冷却器筐体３１に複数のネジで固定される。
【００６１】
基板４０は、Ｚ軸の正側の面に表面回路板４２が形成される。本例の基板４０は、Ｚ軸の負側の面に裏面回路板４４が形成されている。一例において、基板４０の材料は、アルミナ、窒化アルミおよび窒化珪素の少なくともいずれかを含むセラミックである。本例の基板４０は、窒化珪素セラミックで形成されている。例えば、基板４０の厚さは、０．３２ｍｍである。
【００６２】
表面回路板４２は、予め定められたパターンを有する銅回路である。例えば、表面回路板４２の厚さは、０．４ｍｍである。表面回路板４２は、被冷却装置１１および外部端子７０と電気的に接続される。一例において、表面回路板４２は、銅、アルミ、およびこれらのクラッドで形成される。また、表面回路板４２の表面は、ニッケルなどの表面処理が施されてよい。
【００６３】
裏面回路板４４は、予め定められたパターンを有する銅回路である。例えば、裏面回路板４４の厚さは、０．４ｍｍである。裏面回路板４４は、第１冷却部２０のヒートシンク部２１に固着される。一例において、裏面回路板４４は、固相拡散接合によりヒートシンク部２１に固着される。また、裏面回路板４４は、固相拡散接合以外にも、ろう付けや有機系接着剤などにより固着されてよい。一例において、裏面回路板４４は、銅、アルミ、およびこれらのクラッドで形成される。
【００６４】
被冷却装置１１は、表面回路板４２上にはんだ付け、ろう付け又は固相拡散接合されてよい。また、被冷却装置１１の表面電極は、表面回路板４２とピン端子４６により電気的に接続される。
【００６５】
絶縁層５０は、ヒートシンク部２１上に搭載された被冷却装置１１を封止する。絶縁層５０は、樹脂であってよい。本例の絶縁層５０は、ヒートシンク部２１上に、裏面回路板４４が固着された後に封止する。絶縁層５０の少なくとも一部は、ヒートシンク部２１と接続されている。
【００６６】
ここで、半導体モジュール１００は、優れた放熱性を得るために、裏面回路板４４とヒートシンク部２１との間の熱抵抗が小さくなるように、固相拡散接合や、はんだ付け等により固着することが好ましい。本例の被冷却ユニット１１０は、第２冷却部３０に取り付ける前に、裏面回路板４４とヒートシンク部２１とが固着されている。即ち、本例の半導体モジュール１００の製造プロセスでは、絶縁層５０を形成した後に、固相拡散接合や、はんだ付け等のプロセスが不要である。そのため、これらのプロセス温度が絶縁層５０の融点に律速されることがない。
【００６７】
例えば、絶縁層５０を用いた樹脂封止の際、絶縁層５０とヒートシンク部２１の接着を強固にするため、ヒートシンク部２１の絶縁層５０と接する面を粗化する。粗化の方法としては、サンドブラスト、プレスによる凹凸加工などがある。
【００６８】
本例の被冷却ユニット１１０は、ヒートシンク部２１と裏面回路板４４とが固相拡散接合により固着されている。そのため、被冷却ユニット１１０は、高放熱性能に優れており、より小型化できる。また、本例の被冷却ユニット１１０は、ヒートシンク部２１と裏面回路板４４とが固着された後に、絶縁層５０で封止されるので、封止後に、ヒートシンク部２１と裏面回路板４４との間のはんだ接合等の固着プロセスが不要である。また、被冷却ユニット１１０は、絶縁層５０とヒートシンク部２１とを強固に接着できるので、放熱性および信頼性に優れている。
【００６９】
また、本例の被冷却ユニット１１０は、はんだ接合部を含む。例えば、被冷却ユニット１１０は、被冷却装置１１と基板４０、被冷却装置１１とピン端子４６、および外部端子７０と表面回路板４２をはんだ接合により電気的に接続する。つまり、これらのはんだ接合は、絶縁層５０が形成される前に行われる。よって、はんだの接合温度は、絶縁層５０の融点に律速されない。
【００７０】
［実施例５］
図１１は、実施例５に係る被冷却ユニット１１０の構成の一例を示す。本例の被冷却ユニット１１０は、基板４０の被冷却装置１１が形成される側にのみ回路板を有する。即ち、本例の被冷却ユニット１１０は、表面回路板４２を有するが、裏面回路板４４を有さない。
【００７１】
基板４０は、ヒートシンク部２１と固相拡散接合により固着される。基板４０およびヒートシンク部２１の固着方法は、固相拡散接合以外に、ろう付け、有機系接着剤などが用いられる。本例の基板４０の厚さは、０．６３５ｍｍであるが、これに限られない。
【００７２】
ここで、基板４０は、窒化アルミニウムセラミックを用いる場合、熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋと高く、放熱性に優れている。しかしながら、基板４０は、窒化アルミニウムセラミックを用いる場合、機械的強度が弱いので、銅製のヒートシンク部２１に固着した場合、銅と窒化アルミニウムの熱膨張率差により発生する熱応力によってセラミックが破壊される場合がある。本例の被冷却ユニット１１０は、固相拡散接合により熱膨張率の小さいステンレスをセラミックに固着するので、熱応力が小さくなり、セラミックが破壊されにくくなる。
【００７３】
表面回路板４２は、予め定められたパターンを有する銅回路である。例えば、表面回路板４２の厚さは、０．４ｍｍである。表面回路板４２は、被冷却装置１１および外部端子７０と電気的に接続される。一例において、表面回路板４２は、銅、アルミ、およびこれらのクラッドで形成される。また、表面回路板４２の表面は、ニッケルなどの表面処理が施されてよい。表面回路板４２上には、被冷却装置１１がはんだ付けされる。
【００７４】
リードフレーム４８は、被冷却装置１１の表面電極と、表面回路板４２とを電気的に接続する。リードフレーム４８は、銅で形成されてよい。
【００７５】
絶縁層５０は、被冷却装置１１、基板４０、表面回路板４２およびリードフレーム４８の周囲を覆うように形成される。絶縁層５０は、被冷却装置１１が形成される側の少なくとも一部がヒートシンク部２１と接続されている。
【００７６】
ヒートシンク部２１は、一例において、絶縁層５０との接着面が粗化される。これにより、ヒートシンク部２１は、絶縁層５０とヒートシンク部２１の接着を強固にできる。一例において、ヒートシンク部２１は、サンドブラスト、プレスによる凹凸加工などにより、絶縁層５０との接着面が粗化される。
【００７７】
外部端子７０は、表面回路板４２と電気的に接続される。外部端子７０は、被冷却ユニット１１０の外部と電気的に接続されるために、少なくとも一部が絶縁層５０の外部に露出する。
【００７８】
本例の被冷却ユニット１１０は、ヒートシンク部２１と基板４０とが固相拡散接合により固着されている。そのため、被冷却ユニット１１０は、高放熱性能に優れており、より小型化できる。また、本例の被冷却ユニット１１０は、ヒートシンク部２１と基板４０とが固着された後に、絶縁層５０で封止されるので、封止後に、ヒートシンク部２１と基板４０との間のはんだ接合等の固着プロセスが不要である。また、被冷却ユニット１１０は、絶縁層５０とヒートシンク部２１とを強固に接着できるので、放熱性および信頼性に優れている。
【００７９】
また、本例の被冷却ユニット１１０は、はんだ接合部を含む。例えば、被冷却ユニット１１０は、被冷却装置１１と基板４０、被冷却装置１１とリードフレーム４８、および外部端子７０と表面回路板４２をはんだ接合により電気的に接続する。つまり、これらのはんだ接合は、絶縁層５０が形成される前に行われる。よって、はんだの接合温度は、絶縁層５０の融点に律速されない。
【００８０】
［実施例６］
図１２は、実施例６に係る被冷却ユニット１１０の構成の一例を示す。本例では、実施例４との相違点について特に説明する。本例の被冷却ユニット１１０は、ワイヤ４９および樹脂ケース５４を有する。
【００８１】
ワイヤ４９は、被冷却装置１１と表面回路板４２とを電気的に接続する。本例のワイヤ４９は、アルミで形成されたアルミワイヤである。
【００８２】
樹脂ケース５４は、ヒートシンク部２１上に設けられる。樹脂ケース５４は、外部端子７０が外部に露出するようにインサート成形される。樹脂ケース５４の内部には、ゲル層５２が封止されている。ゲル層５２の封止後、樹脂ケース５４の上方の開口部が蓋５６で閉じられて、樹脂ケース５４の内部が密封される。
【００８３】
本例の被冷却ユニット１１０は、ヒートシンク部２１と裏面回路板４４とが固相拡散接合により固着されている。そのため、被冷却ユニット１１０は、高放熱性能に優れており、より小型化できる。また、本例の被冷却ユニット１１０は、ヒートシンク部２１と裏面回路板４４とが固着された後に、絶縁層５０で封止されるので、封止後に、ヒートシンク部２１と裏面回路板４４との間のはんだ接合等の固着プロセスが不要である。また、被冷却ユニット１１０は、絶縁層５０とヒートシンク部２１とを強固に接着できるので、放熱性および信頼性に優れている。
【００８４】
また、本例の被冷却ユニット１１０は、はんだ接合部を含む。例えば、被冷却ユニット１１０は、被冷却装置１１と基板４０、および外部端子７０と表面回路板４２をはんだ接合により電気的に接続する。つまり、これらのはんだ接合は、絶縁層５０が形成される前に行われる。よって、はんだの接合温度は、絶縁層５０の融点に律速されない。
【００８５】
図１３Ａは、連結された入水突出部２２および入水パイプ３２の一例を示す。第１冷却部２０は、カシメ工程、溶接工程および摩擦圧縮工程の少なくとも１つの工程により、第２冷却部３０の入水パイプ３２に固定される。また、第１冷却部２０は、カシメ工程、溶接工程および摩擦圧縮工程のうち２以上の組み合わせにより、入水パイプ３２に固定されてよい。なお、本例では、入水突出部２２が入水パイプ３２に連結される場合について説明するが、出水突出部２３の場合も同様の工程で出水パイプ３３に連結されてよい。
【００８６】
入水突出部２２は、入水パイプ３２の冷媒流路に挿入される。第１冷却部２０の冷媒流路は、入水パイプ３２の冷媒流路よりも小さい径を有する。
【００８７】
カシメ工程において、入水突出部２２は、入水パイプ３２の任意の領域でカシメられる。本例の入水突出部２２は、突出した入水パイプ３２の中央付近においてカシメられる。本例の入水突出部２２および入水パイプ３２は、カシメ工程により形成されたカシメ部の一例である。
【００８８】
溶接工程において、入水突出部２２は、溶接部Ｗで入水パイプ３２と溶接される。本例の溶接部Ｗは、入水突出部２２の端部と入水パイプ３２の端部に設けられている。これにより、入水突出部２２は、入水パイプ３２と気密固着される。
【００８９】
図１３Ｂは、連結部２５の構成の一例を示す。摩擦圧縮工程により、第１冷却部２０は、第２冷却部３０の入水パイプ３２に固定される。なお、本例では、入水突出部２２が入水パイプ３２に連結される場合について説明するが、出水突出部２３の場合も同様の工程で出水パイプ３３に連結されてよい。
【００９０】
摩擦圧縮工程において、入水突出部２２および入水パイプ３２に連結部２５が形成される。連結部２５とは、入水パイプ３２の流路の内側において、入水突出部２２の径よりも大きな径を有する領域である。入水突出部２２の冷媒流路に、治具６０を用いて、入水突出部２２および入水パイプ３２が摩擦圧縮される。これにより、入水突出部２２および入水パイプ３２は、治具６０の形状に応じて圧縮され、気密固着される。本例の治具６０は、断面が略三角形状である略円すい状の先端部を有する。これにより、本例の入水突出部２２には、テーパー状の領域が形成される。治具６０は、第２冷却部３０の冷媒流路を通して挿入されてよい。なお、入水突出部２２は、入水パイプ３２の両端でカシメられてもよい。また、入水突出部２２の端部は、入水パイプ３２の端部との溶接部Ｗにおいて溶接されてもよい。
【００９１】
図１４は、第２冷却部３０の断面図の一例を示す。本例の第２冷却部３０は、実施例３に係る第２冷却部３０と同一の形状を有する。第２冷却部３０は、Ａ領域およびＢ領域を有する。Ａ領域には、Ｚ軸方向に貫通した冷媒流路が形成されている。また、Ｂ領域には、Ｚ軸方向に貫通せずにＵ字型の冷媒流路が形成されている。
【００９２】
図１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、図１４のＡ領域の近傍における冷媒流路の作製方法の一例を示す。
【００９３】
図１５Ａは、被冷却ユニット１１０、第１プレート部３４および第２プレート部３５の連結前の状態を示す。被冷却ユニット１１０の入水突出部２２は、第１プレート部３４および第２プレート部３５の冷媒流路に対応して設けられる。
【００９４】
第１プレート部３４は、第１冷却部２０に固定され、第１冷却部２０の流路に連結された流路を有する。一例において、第１プレート部３４は、第１冷却部２０よりも小さい熱膨張係数を有する。例えば、第１プレート部３４は、アルミ等の加工の容易な材料で形成される。
【００９５】
第２プレート部３５は、第１プレート部３４が固定され、第１プレート部３４の流路に連結された流路を有する。第２プレート部３５は、第１プレート部３４と異なる材料で形成されてよい。また、第２プレート部３５は、第１冷却部２０と同じ材料で形成されてもよい。例えば、第２プレート部３５は、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金、鉄および鉄合金の少なくとも１つの材料を有する。
【００９６】
入水突出部２２は、第２冷却部３０において、第１プレート部３４の下方の端部と揃うように形成される。但し、入水突出部２２は、第２冷却部３０において、第１プレート部３４よりも第２プレート部３５側に突出して形成されてよい。
【００９７】
図１５Ｂにおいて、被冷却ユニット１１０は、第１プレート部３４に連結されている。本例の入水突出部２２は、端部が第１プレート部３４の厚さと等しくなるような長さを有する。そのため、入水突出部２２の端部と、第１プレート部３４の端部とが一致している。また、入水突出部２２と第１プレート部３４とが接する領域であって、入水突出部２２の端部に溶接部Ｗが設けられている。第１プレート部３４と第２プレート部３５の界面であって、第２プレート部３５の冷媒流路の周囲にはＯリング４３が設けられている。
【００９８】
図１５Ｃにおいて、被冷却ユニット１１０、第１プレート部３４および第２プレート部３５は、互いに連結されている。本例の第２プレート部３５は、ネジ部５８を用いて第１プレート部３４に固定されている。第１プレート部３４および第２プレート部３５の間には、Ｏリング４３が設けられている。Ｏリング４３は、第２プレート部３５の冷媒流路の周囲を囲むように配置される。これにより、Ｏリング４３は、第１プレート部３４と第２プレート部３５との連結部分において、冷媒が漏れるのを防止する。
【００９９】
ネジ部５８は、第２プレート部３５を貫通し、第１プレート部３４と連結することにより、第１プレート部３４と第２プレート部３５とを固定する。また、本例のネジ部５８は、第２プレート部３５の冷媒流路の両端を挟むように配置されている。これにより、ネジ部５８は、第１プレート部３４の冷媒流路と、第２プレート部３５の冷媒流路とを均等な力で連結できる。
【０１００】
図１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、図１４のＢ領域の近傍における冷媒流路の作製方法の一例を示す。
【０１０１】
図１６Ａは、第１冷却部２０、第１プレート部３４および第２プレート部３５の連結前の状態を示す。入水突出部２２および出水突出部２３は、第１プレート部３４および第２プレート部３５の冷媒流路に対応して設けられる。これにより、第１冷却部２０と第２冷却部３０との位置決めが容易になる。
【０１０２】
図１６Ｂにおいて、第１冷却部２０は、第１プレート部３４に連結されている。入水突出部２２および出水突出部２３は、第２冷却部３０において、ヒートシンク部２１から第１プレート部３４側に突出している。本例の入水突出部２２は、端部が第１プレート部３４の厚さと等しくなるような長さを有する。そのため、入水突出部２２の端部と、第１プレート部３４の端部とが一致している。また、入水突出部２２と第１プレート部３４とが接する領域であって、入水突出部２２の端部に溶接部Ｗが設けられている。
【０１０３】
図１６Ｃにおいて、入水突出部２２、第１プレート部３４および第２プレート部３５は、互いに連結されている。第２プレート部３５は、ネジ部５８を用いて第１プレート部３４に固定されてもよい。第１プレート部３４および第２プレート部３５の間には、Ｏリング４３が設けられている。Ｏリング４３は、第２プレート部３５の冷媒流路の周囲を囲むように配置される。これにより、Ｏリング４３は、第１プレート部３４と第２プレート部３５との連結部分において、冷媒が漏れるのを防止する。
【０１０４】
本例の第２プレート部３５の冷媒流路は、第２プレート部３５に形成された溝と、第１プレート部３４の第２プレート部３５側の面とにより形成されている。これにより、Ｕ字型の冷媒流路が形成される。
【０１０５】
図１７は、半導体モジュール１００の連結方法の一例を示す。本例では、半導体モジュール１００のＡ領域近傍における拡大図が示されている。本例の半導体モジュール１００は、図１５Ａ〜図１５Ｃで示した構成に加えて、第３プレート部３６を更に備える。
【０１０６】
第３プレート部３６は、第１冷却部２０と固着され、第２冷却部３０とネジ止めされることにより、第１冷却部２０と第２冷却部３０との間に配置される。第３プレート部３６は、ネジ止めプレートの一例である。第３プレート部３６は、第１プレート部３４および第２プレート部３５の間に設けられる。ネジ部５８は、第３プレート部３６が形成された側と反対側の第２プレート部３５の面から、第２プレート部３５の内部まで貫通する。本例の半導体モジュール１００は、第３プレート部３６を有することにより、第１プレート部３４としてネジ部５８に対する機械的な強度が十分でない材料を用いることができる。
【０１０７】
図１８は、半導体モジュール１００の製造方法の一例を示す。まず、被冷却装置１１および第１冷却部２０が、第２冷却部３０と別個に用意される。ステップＳ１０において、第１冷却部２０に被冷却装置１１を載置する。ステップＳ２０において、絶縁層５０で被冷却装置１１を覆う。即ち、ステップＳ２０により、被冷却ユニット１１０が作製される。ステップＳ３０において、第２冷却部３０に被冷却ユニット１１０を固定する。第１冷却部２０の冷媒流路は、第２冷却部３０の冷媒流路に連結され、半導体モジュール１００となる。
【０１０８】
本例の半導体モジュール１００は、被冷却モジュール１０と第１冷却部２０とが一体化した被冷却ユニット１１０を作製し、これを第２冷却部３０に固定配置する。即ち、本例の半導体モジュール１００は、絶縁層５０と第１冷却部２０が強固に接着できるため、モジュール接合部の信頼性を向上できる。
【０１０９】
また、被冷却ユニット１１０は、部材および製造工程の共通化が可能となり、定格容量設計自由度が拡大し、放熱性能に優れ、製造コストが低減される。さらに、半導体モジュール１００は、組立て後の電気特性試験が被冷却ユニット１１０毎にできるので、良品のみを選別して第２冷却部３０に固定でき、良品率を向上できる。
【０１１０】
図１９は、半導体モジュール１００により構成される回路３００の一例を示す。本例の回路３００は、電源２１０および負荷２２０の間に設けられた３相インバータ回路である。負荷２２０は例えば３相モーターである。回路３００は、電源２１０から供給される電力を、３相の信号（交流電圧）に変換して負荷２２０に供給する。
【０１１１】
回路３００は、３相の信号に対応する３つのブリッジを有する。それぞれのブリッジは、正側配線と負側配線との間に、直列に設けられた上側アーム１５２および下側アーム１５４を有する。それぞれのアームは、ＩＧＢＴ等のトランジスタ２０２と、ＦＷＤ等のダイオード２０４が設けられる。トランジスタ２０２およびダイオード２０４として個別の半導体チップを用いてもよいし、両方の機能をあわせもつＲＣ−ＩＧＢＴが形成された半導体チップを用いてもよい。上側アーム１５２および下側アーム１５４の接続点から、各相の信号が出力される。
【０１１２】
また、回路３００は、２つのセンス部２０８を有する。一方のセンス部２０８は、上側アーム１５２および下側アーム１５４の接続点における電流を検出する。他方のセンス部２０８は、下側アーム１５４と基準電位の接続点における電流を検出する。
【０１１３】
本例では、半導体モジュール１００は、３対の上側アーム１５２および下側アーム１５４を含む。即ち、被冷却モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、一対の上側アーム１５２および下側アーム１５４をそれぞれ含む。上側アーム１５２および下側アーム１５４は、被冷却装置１１の一例である。なお、半導体モジュール１００は、センス部２０８を備えてもよい。
【０１１４】
以上の通り、本明細書に係る半導体モジュール１００は、電気自動車、電鉄、工作機械などの電力変換に使用される。本明細書に係る半導体モジュール１００は、ヒートシンク付のパワー半導体装置を組立完了後に冷却器筐体に固定配置させることにより、放熱性、信頼性とコスト競争力に優れる。
【０１１５】
また、本明細書に係る半導体モジュール１００の製造方法では、電気特性検査を終了した被冷却ユニット１１０のみを第２冷却部３０に装着できるので、高良品率かつ低コストの半導体モジュール１００の製造方法を実現できる。さらに、本明細書に係る半導体モジュール１００は、小型、高放熱、大電流容量の冷却器一体型パワー半導体装置を実現し、風力発電や電気自動車等にも利用できる。
【０１１６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１１７】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１１８】
１０・・・被冷却モジュール、１１・・・被冷却装置、２０・・・第１冷却部、２１・・・ヒートシンク部、２２・・・入水突出部、２３・・・出水突出部、２５・・・連結部、３０・・・第２冷却部、３１・・・冷却器筐体、３２・・・入水パイプ、３３・・・出水パイプ、３４・・・第１プレート部、３５・・・第２プレート部、３６・・・第３プレート部、４０・・・基板、４２・・・表面回路板、４３・・・Ｏリング、４４・・・裏面回路板、４６・・・ピン端子、４８・・・リードフレーム、４９・・・ワイヤ、５０・・・絶縁層、５２・・・ゲル層、５４・・・樹脂ケース、５６・・・蓋、５８・・・ネジ部、６０・・・治具、７０・・・外部端子、１００・・・半導体モジュール、１１０・・・被冷却ユニット、１５２・・・上側アーム、１５４・・・下側アーム、２０２・・・トランジスタ、２０４・・・ダイオード、２０８・・・センス部、２１０・・・電源、２２０・・・負荷、３００・・回路、５００・・・半導体モジュール、５１０・・・被冷却モジュール、５１１・・・被冷却装置、５２０・・・表面銅回路板、５２２・・・裏面銅回路板、５３０・・・セラミック基板、５４０・・・冷却器、５４１・・・冷媒流路、５５０・・・樹脂部、５６０・・・銅ピン端子、５７０・・・外部端子
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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