(57)【要約】【課題】異なる半導体冷却装置を、パワーモジュールのサイズのばらつきを吸収して容易に接続し、なおかつ、個々のパワーモジュールを確実に冷却する。【解決手段】半導体１２ａを封止したパワーモジュール２２ａの上面に上部冷媒流路６２ａをもつ上部半導体冷却部２１ａを当接させ、下面に下部冷媒流路６０ａをもつ下部半導体冷却部２３ａを当接させた半導体冷却ユニット２０ａを、同じ構成の異なる半導体冷却ユニット２０ｂと、半導体冷却ユニット２０ａの一方の端部に設けた、冷媒流出口３４ａと、冷媒流出口３４ａを囲むサイズ差吸収面３５ａと、サイズ差吸収面３５ａの外縁をなす段差部３６ａと、段差部３６ａを囲む第１フランジ面３７ａと、を有する第１接続部２４ａと、半導体冷却ユニット２０ｂの一方の端部に設けた、冷媒流入口４２ａと、冷媒流入口４２ａを囲む第２フランジ面４３ａと、を有する第２接続部２７ａと、で接続する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体に当接させて、前記半導体を冷却する半導体冷却装置であって、
前記半導体を封止したパワーモジュールと、前記パワーモジュールの上面に当接される、上部冷媒流路を有する上部半導体冷却部と、前記パワーモジュールの下面に当接される、前記上部冷媒流路と平行な方向に延びる下部冷媒流路を有する下部半導体冷却部と、が一体的に封止された半導体冷却ユニットと、
前記上部冷媒流路および前記下部冷媒流路の一方の端部に設けられた、冷媒が流入または流出する第１冷媒通過口と、前記第１冷媒通過口を取り囲んで設けられたサイズ差吸収面と、前記サイズ差吸収面の外縁に設けられた、前記サイズ差吸収面から外方に突出した段差部と、前記段差部を取り囲んで設けられた第１フランジ面と、を有する第１接続部と、
前記上部冷媒流路および前記下部冷媒流路の他方の端部に設けられた、冷媒が流入または流出する第２冷媒通過口と、前記第２冷媒通過口を取り囲んで設けられた第２フランジ面と、を有する第２接続部と、を有して、異なる半導体冷却ユニットの前記第１接続部と前記第２接続部とを互いに接続することによって構成されることを特徴とする半導体冷却装置。
【請求項２】
前記第１接続部と前記第２接続部とを互いに接続したときに、前記第２冷媒通過口は、前記サイズ差吸収面の外周の内側に収まるように接続されることを特徴とする請求項１に記載の半導体冷却装置。
【請求項３】
前記段差部に、冷媒の漏洩を防止するシール部材が設置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体冷却装置。
【請求項４】
前記第１接続部と前記第２接続部とを互いに接続したときに、前記シール部材は、前記第２冷媒通過口の外周の外側に位置する状態で接続されることを特徴とする請求項３に記載の半導体冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車のモータ制御等に用いられるスイッチング素子である半導体パワーデバイスを冷却する半導体冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＧＢＴやパワートランジスタ等の半導体パワーデバイス（半導体素子）は、スイッチング時に大電流が流れるため、多くの熱を発生する。そのため、使用時には半導体素子を冷却する必要があり、従来から、熱交換機能を有する半導体冷却装置が用いられている。
【０００３】
このような半導体冷却装置として、内部に冷却液のような冷媒を流通させる、一対の冷却管の間に、半導体素子を内蔵した半導体モジュールを複数個、互いの間に間隙部を設けながら並列配置してなる半導体冷却構造が知られている（例えば特許文献１）。
【０００４】
特許文献１の半導体冷却構造にあっては、半導体モジュール（パワーモジュール）間の厚みのばらつきを吸収するために、個々のパワーモジュールに当接する冷却管毎に異なる荷重を加えて、冷却管をパワーモジュールに密着させて、パワーモジュールの冷却性能向上を図っている。
【０００５】
その際、個々のパワーモジュールに当接する冷却管毎に異なる荷重を加えて圧接させると、加えた荷重に追従してパワーモジュールの下面側に当接した冷却管に変形が生じる虞があるため、特許文献１の半導体冷却構造にあっては、パワーモジュールを押圧する挟圧手段を各パワーモジュール毎に個別に設けるとともに、隣接するパワーモジュールの間隙部に、挟圧手段の加圧力によって変形可能な可変形部を設けていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１８２３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された半導体冷却構造にあっては、挟圧手段を各パワーモジュール毎に個別に設ける必要があるとともに、隣接するパワーモジュールの間隙部に可変形部を設ける必要があるため、装置の構造が複雑になり、コストアップを招く虞があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、個々のパワーモジュールの寸法ばらつきを吸収して、所望の数のパワーモジュールを、密閉性を確保して簡単に接続するとともに、個々のパワーモジュールを確実に冷却することができる半導体冷却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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の半導体冷却装置は、半導体に当接させて、前記半導体を冷却する半導体冷却装置であって、前記半導体を封止したパワーモジュールと、前記パワーモジュールの上面に当接される、上部冷媒流路を有する上部半導体冷却部と、前記パワーモジュールの下面に当接される、前記上部冷媒流路と平行な方向に延びる下部冷媒流路を有する下部半導体冷却部と、が一体的に封止された半導体冷却ユニットと、前記上部冷媒流路および前記下部冷媒流路の一方の端部に設けられた、冷媒が流入または流出する第１冷媒通過口と、前記第１冷媒通過口を取り囲んで設けられたサイズ差吸収面と、前記サイズ差吸収面の外縁に設けられた、前記サイズ差吸収面から外方に突出した段差部と、前記段差部を取り囲んで設けられた第１フランジ面と、を有する第１接続部と、前記上部冷媒流路および前記下部冷媒流路の他方の端部に設けられた、冷媒が流入または流出する第２冷媒通過口と、前記第２冷媒通過口を取り囲んで設けられた第２フランジ面と、を有する第２接続部と、を有して、異なる半導体冷却ユニットの前記第１接続部と前記第２接続部とを互いに接続することによって構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る半導体冷却装置によれば、前記の構成とすることによって、個々のパワーモジュール間に寸法のばらつきがあっても、そのばらつきを吸収して、パワーモジュールが内包された異なる半導体冷却ユニット同士を簡単に接続することができ、なおかつ、パワーモジュールに対して上部半導体冷却部および下部半導体冷却部を確実に当接することができるため、個々のパワーモジュールを確実に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態である実施例１に係る半導体冷却装置の斜視図である。
【図２】図１に示した半導体冷却ユニットを構成する主要構成部品の分解斜視図である。
【図３】図１を切断線Ａ−Ａで切った半導体冷却装置の断面図である。
【図４】第１接続部の外観図である。
【図５】第２接続部の外観図である。
【図６】（ａ）は第１上部接続部にシール部材が設置されていない状態を示す外観図である。（ｂ）は第１上部接続部にシール部材が設置されている状態を示す外観図である。
【図７】（ａ）は図１を切断線Ｂ−Ｂで切った、第１接続部と第２接続部が接続された状態を示す断面図である。（ｂ）は図１を切断線Ｃ−Ｃで切った、第１接続部と第２接続部が接続された状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の半導体冷却装置の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態である半導体冷却装置１０の外観を示す斜視図である。まず、図１を用いて、半導体冷却装置１０の全体構成について説明する。
［全体構成の説明］
【００１４】
図１の斜視図に示すように、半導体冷却装置１０は、半導体冷却ユニット２０ａと、半導体冷却ユニット２０ｂと、半導体冷却ユニット２０ａの左方端にろう付けされた第１接続部２４ａと、半導体冷却ユニット２０ａの右方端にろう付けされた第２接続部２７ａと、半導体冷却ユニット２０ｂの左方端にろう付けされた第１接続部２４ｂと、半導体冷却ユニット２０ｂの右方端にろう付けされた第２接続部２７ｂと、冷媒流路折り返し部３０と、からなる。なお、半導体冷却ユニット２０ａと半導体冷却ユニット２０ｂは、それぞれ樹脂材料によって一体的に封止されている。
【００１５】
半導体冷却ユニット２０ａは、後述する発熱型半導体（半導体）が封止されたパワーモジュール２２ａと、内部に形成された後述する上部冷媒流路に、冷媒である冷却液を流してパワーモジュール２２ａの上面を冷却する上部半導体冷却部２１ａと、内部に形成された後述する下部冷媒流路に、冷媒である冷却液を流してパワーモジュール２２ａの下面を冷却する下部半導体冷却部２３ａと、から構成されている。上部半導体冷却部２１ａと下部半導体冷却部２３ａの長手方向のサイズは等しく形成されている。
【００１６】
第１接続部２４ａは、上部半導体冷却部２１ａの一方の端部（図１の左方端部）にろう付け接合された第１上部接続部２５ａと、下部半導体冷却部２３ａの一方の端部（図１の左方端部）にろう付け接合された第１下部接続部２６ａと、から構成されている。
【００１７】
第２接続部２７ａは、上部半導体冷却部２１ａの他方の端部（図１の右方端部）にろう付け接合された第２上部接続部２８ａと、下部半導体冷却部２３ａの他方の端部（図１の右方端部）にろう付け接合された第２下部接続部２９ａと、から構成されている。
【００１８】
半導体冷却ユニット２０ｂは、後述する発熱型半導体（半導体）が封止されたパワーモジュール２２ｂと、内部に形成された後述する上部冷媒流路に、冷媒である冷却液を流してパワーモジュール２２ｂの上面を冷却する上部半導体冷却部２１ｂと、内部に形成された後述する下部冷媒流路に、冷媒である冷却液を流してパワーモジュール２２ａの下面を冷却する下部半導体冷却部２３ｂと、から構成されている。
【００１９】
第１接続部２４ｂは、上部半導体冷却部２１ｂの一方の端部（図１の左方端部）にろう付け接合された第１上部接続部２５ｂと、下部半導体冷却部２３ｂの一方の端部（図１の左方端部）にろう付け接合された第１下部接続部２６ｂと、から構成されている。
【００２０】
第２接続部２７ｂは、上部半導体冷却部２１ｂの他方の端部（図１の右方端部）にろう付け接合された第２上部接続部２８ｂと、下部半導体冷却部２３ｂの他方の端部（図１の右方端部）にろう付け接合された第２下部接続部２９ｂと、から構成されている。
【００２１】
第２上部接続部２８ｂと第２下部接続部２９ｂとは、冷媒流路折り返し部３０によって接続されている。冷媒流路折り返し部３０の詳細な構造の説明は省略するが、第２下部接続部２９ｂと第２上部接続部２８ｂとを連通させる接続部材であり、第２下部接続部２９ｂから流出した冷却液を第２上部接続部２８ｂに流通させる機能を有している。
【００２２】
図１において、冷媒である冷却液は、以下の経路に沿って流通する。
【００２３】
即ち、冷却液は、第１下部接続部２６ａから矢印Ｌinの方向に流入して、下部半導体冷却部２３ａの内部の冷媒流路（後述する）を通過した後、第２下部接続部２９ａから流出して、第２下部接続部２９ａに接続された第１下部接続部２６ｂに流入する。その後、下部半導体冷却部２３ｂの内部の冷媒流路（後述する）を通過して、第２下部接続部２９ｂから流出した後、冷媒流路折り返し部３０で向きを変えて、第２上部接続部２８ｂに流入する。そして、上部半導体冷却部２１ｂの内部の冷媒流路（後述する）を通過した後、第１上部接続部２５ａから流出して、第１上部接続部２５ａに接続された第２上部接続部２８ａに流入する。そして、上部半導体冷却部２１ａの内部の冷媒流路（後述する）を通過して、第１上部接続部２５ａから矢印Ｌoutの方向に流出する。なお、実際は、図１において第１下部接続部２６ａと第１上部接続部２５ａに、それぞれ、冷却液の配管が接続されるが、図１では省略している。
【００２４】
なお、本実施例では、半導体冷却ユニット２０ａと半導体冷却ユニット２０ｂを接続して半導体冷却装置１０が構成されているが、接続する半導体冷却ユニットの数は２個に限定されるものではない。すなわち、適切な個数の半導体冷却ユニット（２０ａ，２０ｂ，…）が適宜接続されて半導体冷却装置を構成する。
【００２５】
以下、半導体冷却ユニット２０ａの詳細な構造について、図２，図３を用いて説明する。
［半導体冷却ユニットの詳細構造の説明］
【００２６】
図２は、半導体冷却ユニット２０ａの主要な構成部品の分解斜視図である。すなわち、半導体冷却ユニット２０ａは、下部半導体冷却部２３ａの上面にパワーモジュール２２ａが当接配置されて、さらに、パワーモジュール２２ａの上面に上部半導体冷却部２１ａが当接配置されて構成される。
【００２７】
パワーモジュール２２ａは、例えば、ＩＧＢＴ素子やパワートランジスタ素子に代表されるパワーデバイスである発熱型半導体１２ａ（半導体）が、封止部材１５ａによって封止されることによって構成されている。
【００２８】
このようにして構成された半導体冷却ユニット２０ａは、さらに、樹脂材料によって一体的に封止される。このとき、パワーモジュール２２ａの上面と下面には、それぞれ上部半導体冷却部２１ａと下部半導体冷却部２３ａとが当接した状態で封止される。
【００２９】
なお、図示は省略するが、半導体冷却ユニット２０ｂ（図１）も半導体冷却ユニット２０ａと同様の構造を有している。しかし、パワーモジュール２２ｂ（図１）のサイズ（特に厚み）は、内部に封止される発熱型半導体（半導体）のサイズに依存するため、パワーモジュール２２ａのサイズと異なる場合がある。即ち、半導体冷却ユニット２０ｂとして一体化したときのサイズは、半導体冷却ユニット２０ａのサイズと異なる場合がある。
【００３０】
図３は、半導体冷却ユニット２０ａを、図１の切断線Ａ−Ａで切った断面図である。パワーモジュール２２ａは、発熱型半導体１２ａ（半導体）と、発熱型半導体１２ａを封止するエポキシ樹脂等の封止部材１５ａとから構成されている。
【００３１】
そして、発熱型半導体１２ａ（半導体）の信号端子１３ａとグランド端子１４ａが、封止部材１５ａを貫通して、パワーモジュール２２ａの外部に突出している。この信号端子１３ａとグランド端子１４ａは、半導体冷却ユニット２０ａの外部に備えられた、発熱型半導体１２ａによって制御されるインバータ等の電子機器と接続される。
【００３２】
上部半導体冷却部２１ａの内部には、上部半導体冷却部２１ａの上下内面に当接するように、放熱フィン５２ａが形成されている。この放熱フィン５２ａは、上部半導体冷却部２１ａの長手方向に沿って形成されている。そして、放熱フィン５２ａと上部半導体冷却部２１ａの隙間には、冷媒である冷却液が流れる上部冷媒流路６２ａが形成されている。
【００３３】
下部半導体冷却部２３ａの内部には、下部半導体冷却部２３ａの上下内面に当接するように、放熱フィン５０ａが形成されている。この放熱フィン５０ａは、下部半導体冷却部２３ａの長手方向に沿って形成されている。そして、放熱フィン５０ａと下部半導体冷却部２３ａの隙間には、冷媒である冷却液が流れる下部冷媒流路６０ａが、上部冷媒流路６２ａと平行になるように形成されている。
【００３４】
次に、図４，図６を用いて、第１接続部２４ａの具体的な構造について説明する。
［第１接続部の構造の説明］
【００３５】
図４は、半導体冷却ユニット２０ａに設置された第１接続部２４ａの外観図である。また、図６（ａ），（ｂ）は、第１接続部２４ａのうち第１上部接続部２５ａの外観を示す外観図である。
【００３６】
第１接続部２４ａを構成する第１上部接続部２５ａは、上部半導体冷却部２１ａの内部に構成された上部冷媒流路６２ａの出口である冷媒流出口３４ａ（第１冷媒通過口）を取り囲むように形成されており、さらに、サイズ差吸収面３５ａと、第１フランジ面３７ａと、シール部材４４ａと、からなる。
【００３７】
冷媒流出口３４ａ（第１冷媒通過口）は、図１の矢印Ｌoutの方向に流出する冷却液が、上部冷媒流路６２ａから流出する位置に設けられた流出口である。
【００３８】
サイズ差吸収面３５ａは、冷媒流出口３４ａ（第１冷媒通過口）を取り囲むように形成された平面状の領域であり、半導体冷却ユニット２０ａを別の半導体冷却ユニット２０ｂと接続する際に、半導体冷却ユニット２０ａに封止されたパワーモジュール２２ａと、半導体冷却ユニット２０ｂに封止されたパワーモジュール２２ｂのサイズ差によって生じる冷媒流路の位置ずれを吸収するために設けた面である。その具体的な作用については後述する。
【００３９】
サイズ差吸収面３５ａの外縁には、サイズ差吸収面３５ａの外周に亘って、サイズ差吸収面３５ａから外方に突出した段差部３６ａが設けられている。
【００４０】
第１フランジ面３７ａは、段差部３６ａを取り囲むように設けられた、上部半導体冷却部２１ａの端部に直交する平面状に形成された面である。
【００４１】
シール部材４４ａは、例えばＯリングで構成されており、図６（ａ），（ｂ）に示すように、サイズ差吸収面３５ａと第１フランジ面３７ａとを結ぶ段差部３６ａの縁に接するように装着されている。このシール部材４４ａは、半導体冷却ユニット２０ａと半導体冷却ユニット２０ｂとを接続した際に、半導体冷却ユニット２０ｂの第２上部接続部２８ｂに設けられた第２フランジ面４３ｂと密着して冷却液の漏洩を防止する。そして、漏洩防止に用いるため、シール部材４４ａを段差部３６ａの縁に装着した際に、シール部材４４ａの表面は、第１フランジ面３７ａから僅かに突出した状態とされている。なお、シール部材４４ａの固定構造は、前述した構造に限定されるものではなく、サイズ差吸収面３５ａの外縁に溝部を設けて、その溝部にシール部材４４ａを嵌め込む構造にしてもよい。
【００４２】
第１接続部２４ａを構成する第１下部接続部２６ａは、前述した第１上部接続部２５ａと同様の構造を有している。即ち、図４に示すように、下部半導体冷却部２３ａの内部に構成された下部冷媒流路６０ａの入口である冷媒流入口３０ａ（第１冷媒通過口）を取り囲むように形成されており、さらに、サイズ差吸収面３１ａと、第１フランジ面３３ａと、シール部材４５ａと、からなる。
【００４３】
冷媒流入口３０ａは、図１の矢印Ｌinの方向に流入した冷却液が、下部冷媒流路６０ａに流入する位置に設けられた流入口である。
【００４４】
サイズ差吸収面３１ａは、冷媒流入口３０ａ（第１冷媒通過口）を取り囲むように形成された平面状の領域であり、半導体冷却ユニット２０ａを別の半導体冷却ユニット２０ｂと接続する際に、半導体冷却ユニット２０ａに封止されたパワーモジュール２２ａと、半導体冷却ユニット２０ｂに封止されたパワーモジュール２２ｂのサイズ差によって生じる冷媒流路の位置ずれを吸収するために設けた接続面である。その具体的な作用については後述する。
【００４５】
サイズ差吸収面３１ａの外縁には、サイズ差吸収面３１ａの外周に亘って、サイズ差吸収面３１ａから外方に突出した段差部３２ａが設けられている。
【００４６】
第１フランジ面３３ａは、段差部３２ａを取り囲むように設けられた、下部半導体冷却部２３ａの端部に直交する平面状に形成された面である。
【００４７】
シール部材４５ａは、例えばＯリングで構成されており、サイズ差吸収面３１ａと第１フランジ面３３ａとを結ぶ段差部３２ａに接するように装着されている。このシール部材４５ａは、半導体冷却ユニット２０ａと半導体冷却ユニット２０ｂとを接続した際に、半導体冷却ユニット２０ｂの第２下部接続部２９ｂに設けられた第２フランジ面４１ｂと密着して冷却液の漏洩を防止する。そして、漏洩防止に用いるため、シール部材４５ａを段差部３２ａの縁に装着した際に、シール部材４５ａの表面は、第１フランジ面３３ａから僅かに突出した状態とされている。なお、シール部材４５ａの固定構造は、前述した構造に限定されるものではなく、サイズ差吸収面３１ａの外縁に溝部を設けて、その溝部にシール部材４５ａを嵌め込む構造にしてもよい。
【００４８】
なお、前記した第１フランジ面３７ａと第１フランジ面３３ａとは、面一になるように設置されている。
【００４９】
以上説明した第１接続部２４ａは、半導体冷却ユニット２０ａについてのものであるが、異なる半導体冷却ユニット（２０ｂ，…）の第１接続部（２４ｂ，…）も同様の構造を有している。
【００５０】
次に、図５を用いて、第２接続部２７ａの具体的な構造について説明する。
［第２接続部の構造の説明］
【００５１】
図５は、半導体冷却ユニット２０ａに設置された第２接続部２７ａの外観図である。
【００５２】
第２接続部２７ａを構成する第２上部接続部２８ａは、上部半導体冷却部２１ａの内部に構成された上部冷媒流路６２ａ（図３）と連通するように形成されており、冷媒流入口４２ａ（第２冷媒通過口）と、第２フランジ面４３ａと、からなる。
【００５３】
冷媒流入口４２ａ（第２冷媒通過口）は、図１において、下部半導体冷却部２３ａから流出した冷却液が、冷媒流路折り返し部３０を通過して上部冷媒流路６２ａに流入する位置に設けられた流入口である。
【００５４】
第２フランジ面４３ａは、冷媒流入口４２ａ（第２冷媒通過口）を取り囲むように形成された、上部半導体冷却部２１ａの端部に直交する平面状に形成された面である。
【００５５】
さらに、第２接続部２７ａを構成する第２下部接続部２９ａは、下部半導体冷却部２３ａの内部に構成された下部冷媒流路６０ａ（図３）と連通するように形成されており、冷媒流出口４０ａ（第２冷媒通過口）と、第２フランジ面４１ａと、からなる。
【００５６】
冷媒流出口４０ａ（第２冷媒通過口）は、図１の矢印Ｌinの方向に流入した冷却液が、下部冷媒流路６０ａから流出する位置に設けられた流出口である。
【００５７】
第２フランジ面４１ａは、冷媒流出口４０ａ（第２冷媒通過口）を取り囲むように形成された、下部半導体冷却部２３ａの端部に直交する平面状に形成された面である。
【００５８】
なお、前記した第２フランジ面４３ａと第２フランジ面４１ａとは、面一になるように設置されている。
【００５９】
以上説明した第２接続部２７ａは、半導体冷却ユニット２０ａについてのものであるが、異なる半導体冷却ユニット（２０ｂ，…）の第２接続部（２７ｂ，…）も同様の構造を有している。
【００６０】
次に、図１，図７を用いて、半導体冷却ユニット２０ａの第２接続部２７ａと半導体冷却ユニット２０ｂの第１接続部２４ｂの具体的な接続構造について説明する。
［第１接続部と第２接続部の接続構造の説明］
【００６１】
図７（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図１を切断線Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃで切った断面図である。図７（ａ），（ｂ）に示すように、半導体冷却ユニット２０ａと半導体冷却ユニット２０ｂは、半導体冷却ユニット２０ａの第２フランジ面４３ａ，４１ａと、半導体冷却ユニット２０ｂの第１フランジ面３７ｂ（半導体冷却ユニット２０ａの第１フランジ面３７ａに相当する面），３３ｂ（半導体冷却ユニット２０ａの第１フランジ面３３ａに相当する面）と、がそれぞれ突き合わされて、図１に示すように、ビス等の締結具によって締結される。なお、第１接続部２４ｂと第２接続部２７ａとは、クリップ等で締結してもよい。
【００６２】
このとき、半導体冷却ユニット２０ａに内包されるパワーモジュール２２ａのサイズ（厚さ，長さ，表面の傾き等）と、半導体冷却ユニット２０ｂに内包されるパワーモジュール２２ｂのサイズと、は一般に異なるため、これらのパワーモジュール２２ａ，２２ｂの上下に当接した上部半導体冷却部２１ａ，２１ｂと下部半導体冷却部２３ａ，２３ｂとの間隔には、半導体冷却ユニット毎にずれが生じる。すなわち、図７（ｂ）に示すように、上部冷媒流路６２ｂ（半導体冷却ユニット２０ａの上部冷媒流路６２ａに相当する流路）と連通する冷媒流出口３４ｂ（半導体冷却ユニット２０ａの冷媒流出口３４ａに相当する流出口である第１冷媒通過口）と、上部冷媒流路６２ａと連通する冷媒流入口４２ａ（第２冷媒通過口）と、の間、および下部冷媒流路６０ａと連通する冷媒流出口４０ａ（第２冷媒通過口）と、下部冷媒流路６０ｂ（半導体冷却ユニット２０ａの下部冷媒流路６０ａに相当する流路）と連通する冷媒流入口３０ｂ（半導体冷却ユニット２０ａの冷媒流入口３０ａに相当する流入口である第１冷媒通過口）と、の間には位置ずれが発生する場合がある。
【００６３】
このように、冷媒流出口３４ｂ（第１冷媒通過口）と冷媒流入口４２ａ（第２冷媒通過口）との間、および冷媒流出口４０ａ（第２冷媒通過口）と冷媒流入口３０ｂ（第１冷媒通過口）との間に、上下左右方向の位置ずれが生じたときであっても、図７（ａ），（ｂ）に示すように、冷媒流入口４２ａ（第２冷媒通過口）は、冷媒流出口３４ｂ（第１冷媒通過口）を取り囲むように設けられたサイズ差吸収面３５ｂ（半導体冷却ユニット２０ａのサイズ差吸収面３５ａに相当する面）の外周の内側に収まるように接続されて、また、冷媒流出口４０ａ（第２冷媒通過口）は、冷媒流入口３０ｂ（第１冷媒通過口）を取り囲むように設けられたサイズ差吸収面３１ｂ（半導体冷却ユニット２０ａのサイズ差吸収面３１ａに相当する面）の外周の内側に収まるように接続されるため、半導体冷却ユニット２０ａと半導体冷却ユニット２０ｂとを容易に接続することができる。即ち、サイズ差吸収面３１ｂ，３５ｂを設けることによって、パワーモジュール２２ａとパワーモジュール２２ｂとの間にサイズ差が生じていても、そのサイズ差を吸収して、半導体冷却ユニット２０ａ，２０ｂを容易かつ確実に接続することができる。
【００６４】
また、図７（ａ），（ｂ）に示すように、冷媒流出口３４ｂ（第１冷媒通過口）と冷媒流入口４２ａ（第２冷媒通過口）との間に、上下左右方向の位置ずれが生じたときであっても、シール部材４４ｂ（半導体冷却ユニット２０ａのシール部材４４ａに相当する部材）は、冷媒流入口４２ａ（第２冷媒通過口）の外周の外側に位置するように設置されている。また、シール部材４５ｂ（半導体冷却ユニット２０ａのシール部材４５ａに相当する部材）は、冷媒流出口４０ａ（第２冷媒通過口）の外周の外側に位置するように設置されている。したがって、シール部材４４ｂ，４５ｂは、冷媒の漏洩を確実に防止することができる。
【００６５】
以上説明したように、実施例１に係る半導体冷却装置１０によれば、発熱型半導体１２ａ（半導体）を封止したパワーモジュール２２ａの上面に、上部冷媒流路６２ａを有する上部半導体冷却部２１ａを当接させ、パワーモジュール２２ａの下面に、上部冷媒流路６２ａと平行な方向に延びる下部冷媒流路６０ａを有する下部半導体冷却部２３ａを当接させて一体的に封止した半導体冷却ユニット２０ａと、同じ構成の異なる半導体冷却ユニット２０ｂと、をそれぞれの半導体冷却ユニット２０ａ，２０ｂの、上部冷媒流路６２ａおよび下部冷媒流路６０ａの一方の端部に設けられた、冷媒が流入または流出する冷媒流出口３４ａ（第１冷媒通過口）と、冷媒流出口３４ａを取り囲むように設けたサイズ差吸収面３５ａと、サイズ差吸収面３５ａの外縁に設けた、サイズ差吸収面３５ａから外方に突出した段差部３６ａと、段差部３６ａを取り囲むように設けた第１フランジ面３７ａと、を有する第１接続部２４ａと、上部冷媒流路６２ａおよび下部冷媒流路６０ａの他方の端部に設けられた、冷媒が流入または流出する冷媒流入口４２ａ（第２冷媒通過口）と、冷媒流入口４２ａを取り囲むように設けた第２フランジ面４３ａと、を有する第２接続部２７ａと、を接続して半導体冷却装置１０を構成するため、半導体冷却ユニット２０ａと別の半導体冷却ユニット２０ｂとを、密閉性を確保して簡単に接続することができ、さらに、個々のパワーモジュール２２ａ，２２ｂを確実に冷却することができる。
【００６６】
また、実施例１に係る半導体冷却装置１０によれば、半導体冷却ユニット２０ｂの第１接続部２４ｂと半導体冷却ユニット２０ａの第２接続部２７ａとを互いに接続したときに、冷媒流入口４２ａ，冷媒流出口４０ａ（第２冷媒通過口）は、ともに、サイズ差吸収面３５ｂ，３１ｂの外周の内側に収まるように接続されるため、互いに接続される半導体冷却ユニット２０ａ，２０ｂに内包されたパワーモジュール２２ａとパワーモジュール２２ｂとの間にサイズ差が生じていても、そのサイズ差を吸収して、半導体冷却ユニット２０ａ，２０ｂを容易かつ確実に接続することができる。
【００６７】
そして、実施例１に係る半導体冷却装置１０によれば、半導体冷却ユニット２０ｂの第１接続部２４ｂと半導体冷却ユニット２０ａの第２接続部２７ａとを互いに接続したときに、段差部３２ｂ（半導体冷却ユニット２０ａの段差部３２ａに相当する部位），段差部３６ｂ（半導体冷却ユニット２０ａの段差部３６ａに相当する部位）に、それぞれ、冷媒の漏洩を防止するシール部材４４ｂ，４５ｂが設置されるため、半導体冷却ユニット２０ａ，２０ｂを接続した際に、冷媒の漏洩を確実に防止することができる。
【００６８】
さらに、実施例１に係る半導体冷却装置１０によれば、半導体冷却ユニット２０ｂの第１接続部２４ｂと半導体冷却ユニット２０ａの第２接続部２７ａとを互いに接続したときに、シール部材４４ｂ，４５ｂは、ともに、冷媒流入口４２ａ，冷媒流出口４０ａ（第２冷媒通過口）の外周の外側に位置するため、パワーモジュール２２ａ，２２ｂにサイズの差があっても、冷媒の漏洩をより一層確実に防止することができる。
【００６９】
なお、実施例１において、半導体冷却ユニット２０ａと第１接続部２４ａ、半導体冷却ユニット２０ａと第２接続部２７ａは、それぞれろう付けによって接合されると説明したが、接合方法はろう付けに限定されるものではない。即ち、摩擦撹拌接合（ＦＳＷ）によって接合してもよいし、ボルト止めによって締結してもよい。また、上部（下部）半導体冷却部２１ａ（２３ａ）と第１接続部２４ａ，第２接続部２７ａとをダイキャストで一体成型してもよい。
【００７０】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００７１】
１０      半導体冷却装置
２１ａ，２１ｂ    上部半導体冷却装置
２３ａ，２３ｂ    下部半導体冷却装置
２２ａ，２２ｂ    パワーモジュール
２４ａ            第１接続部
２５ｂ            第１上部接続部
２６ｂ            第１下部接続部
２７ａ            第２接続部
２８ａ            第２上部接続部
２９ａ            第２下部接続部
３０ｂ            冷媒流入口（第１冷媒通過口）
３１ｂ，３５ｂ    サイズ差吸収面
３２ｂ，３６ｂ    段差部
３３ｂ，３７ｂ    第１フランジ面
３４ｂ            冷媒流出口（第１冷媒通過口）
４０ａ            冷媒流出口（第２冷媒通過口）
４１ａ，４３ａ    第２フランジ面
４２ａ            冷媒流入口（第２冷媒通過口）
４４ｂ，４５ｂ    シール部材
６０ａ，６０ｂ    下部冷媒流路
６２ａ，６２ｂ    上部冷媒流路
【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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【図７】
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