半导体模块的制作方法
半导体模块的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种改良了的冷却器一体型的半导体模块。半导体模块(100)具备多个平板型的冷却板(12)、多个平板型的半导体封装体(5)、平板型器件封装体(2)。半导体封装体(5)在其内部收纳有半导体元件。器件封装体(2)在其内部收纳有与收纳于半导体封装体的半导体元件不同种类的电子元件。冷却板(12)与半导体封装体(5)或器件封装体(2)交替层叠。在相邻的冷却板(12)之间设有在内部流通冷媒的连接管(13a、13b)。
【专利说明】半导体模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及收纳有半导体元件的多个平板型的半导体封装体与冷却器成为一体的半导体模块。
【背景技术】
[0002]在逆变器、电压转换器中使用的IGBT、回流二极管等半导体元件的发热量大。这些元件有时被称为功率半导体元件或简称为功率元件等。发热量取决于流动的电流的大小。因此，向要求大输出的车轮驱动用的电动机(包括混合动力车的电动车用的行驶用电动机)供给电力的逆变器、电压转换器多使用发热量大的功率元件。逆变器、电压转换器除了使用功率元件以外，还使用发热量大的电子元件。这样的电子元件典型的是用于对在功率元件的源极/漏极间(发射极/集电极间)流动的电流进行平滑化的电容器(平滑化电容器)。由于在功率元件的源极/漏极间流动的电流大，因此平滑化电容器的容量也增大，发热量也增大。因此，在电动车用中，提出了将多个功率元件、其他电路元件、冷却器进行一体化而成的半导体模块。
[0003]例如，在专利文献I中公开了将平板型的冷却管(冷却板)、平板型半导体封装体、扁平的平滑化电容器层叠而成的半导体模块。该半导体模块中，向由相邻的冷却板夹持的一层夹持半导体封装体，向另一层夹持扁平的平滑化电容器。平滑化电容器的扁平率不增大，平滑化电容器的厚度比半导体封装体厚。因此，层叠的冷却板的间隔不是等间隔。
[0004]另外，在专利文献2中公开了一种将电容器和半导体元件利用模型而收纳于一个封装体并将多个封装体与多个冷却板交替层叠而成的半导体模块。而且，在专利文献3中公开了一种将成形为板状的多个电子元件与多个冷却板交替层叠而成的半导体模块。
[0005]收纳有半导体元件的封装体或成形为板状的电子元件与冷却板层叠而成的器件对于封装体或电子元件能够从其两侧进行冷却，因此紧凑性也优异。
[0006]专利文献1:日本特开2001-320005号公报
[0007]专利文献2:日本特开2010-153527号公报
[0008]专利文献3:日本特开2007-053307号公报
【发明内容】
[0009]本说明书涉及一种将多个半导体封装体及其他电子元件与冷却板交替层叠而成的半导体模块。本说明书提供一种对这样的冷却器一体型的半导体模块进行改善的技术。
[0010]本说明书公开的技术的一形态的半导体模块具备:多个平板型的冷却板；收纳有半导体元件的多个平板型的半导体封装体；及平板型的器件封装体。器件封装体收纳有与收纳于半导体封装体的半导体元件不同种类的电子元件。器件封装体可以由树脂模制成形。冷却板与半导体封装体或器件封装体交替层叠。换言之，在相邻的冷却板之间夹持有半导体封装体和器件封装体。在该半导体模块中，半导体封装体与器件封装体的宽度大致相等，因而多个冷却板大致等间隔地配置。冷却管将相邻的两个冷却板连接。冷媒在冷却管的内部从一方冷却向另一方冷却板流动。
[0011 ] 器件封装体通过树脂模制出电子元件，能够以高精度成形其厚度方向的尺寸。因此，优选通过冷却板与半导体封装体一起层叠。而且，树脂模的耐湿性、耐电压性优异。尤其是由于耐电压性优异，因此优选配置于半导体封装体的附近。大电流流过的半导体元件、电子元件由被称为汇流条的导电部件连接。汇流条是指高耐电压的金属长板部件。耐电压性优异的器件封装体也优选与这样的汇流条接近配置。
[0012]冷却板、半导体封装体、器件封装体的层叠体在其层叠方向上从两侧被施加载荷，能提高冷却板与半导体封装体(或器件封装体)的密接性。通过提高密接性，半导体封装体(或器件封装体)与冷却板之间的导热性提高。半导体封装体的厚度与器件封装体的厚度大致相等，冷却板优选具备厚度相对于层叠方向的载荷而发生变化的结构。在此，“厚度发生变化的结构”的一例是冷却板的侧壁或冷却管的一部分由折叠结构或波纹结构构成，折叠结构或波纹结构的厚度根据载荷而缩小。如前述那样，半导体模块在其层叠方向上从两侧被施加载荷。在此，由于半导体封装体与器件封装体的厚度相等，因此冷却板的厚度根据载荷而均匀地缩小，能够防止冷却板的破损。
[0013]收纳于器件封装体的电子元件典型的是电容器。该电容器可以是扁平的卷绕式电容器，也可以是层叠式的电容器。扁平的卷绕式电容器比层叠式电容器廉价。层叠式的电容器与卷绕式电容器相比能够容易制作得较薄。
[0014]器件封装体的树脂模优选通过灌封或喷涂而成形。灌封或喷涂与关于半导体元件经常使用的传递模型不同，不需要将电子元件形成为高温高压，适合于耐热性不高的电子元件的模型。
[0015]半导体封装体与器件封装体可以在两张冷却板间的一层上相邻配置，也可以在不同的层上配置。在前者的情况下，能够缩短半导体模块的层叠方向的长度。在后者的情况下，能够减小半导体模块的宽度。而且，在后者的情况的一例中，至少一个半导体封装体与至少一个器件封装体优选以从层叠方向观察重叠的方式配置。或者，至少一个半导体封装体与至少一个器件封装体优选在相邻的两个冷却板之间沿横向并排地配置。换言之，至少一个半导体封装体与至少一个器件封装体优选在与层叠方向交叉的方向上并排地配置。
[0016]半导体封装体内的半导体元件与器件封装体内的电子元件优选通过直线的汇流条而电连接。换言之，半导体封装体内的半导体元件与器件封装体内的电子元件优选通过汇流条以最短距离连接。通过利用最短的汇流条将半导体元件与电子元件连接，能够降低汇流条的电感。因而，能够降低半导体元件的开关中的浪涌电流。这有助于半导体元件的开关损失的减少。
[0017]本说明书公开的半导体模块的详情及进一步的改良通过发明的实施方式进行说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是一实施方式的半导体模块的立体图。
[0019]图2是半导体模块的局部剖视图。
[0020]图3是使用半导体模块的电动机控制器单元的框图。
[0021]图4是一实施方式的半导体模块的俯视图。[0022]图5是另一实施方式的半导体模块的俯视图。
[0023]图6是表示半导体封装体与器件封装体的连接的一例的图。
[0024]图7是表示半导体封装体与器件封装体的连接的另一例的图。
[0025]图8是说明扁平的卷绕式电容器的制造工序的一例的图(I)。
[0026]图9是说明扁平的卷绕式电容器的制造工序的一例的图(2)。
[0027]图10是说明收纳有扁平的卷绕式电容器的器件封装体的制造工序的一例的图⑴。
[0028]图11是说明收纳有扁平的卷绕式电容器的器件封装体的制造工序的一例的图⑵。
[0029]图12是说明收纳有扁平的卷绕式电容器的器件封装体的制造工序的一例的图⑶。
[0030]图13是说明层叠式电容器的制造工序的一例的图(I)。
[0031]图14是说明层叠式电容器的制造工序的一例的图(2)。
[0032]图15是说明层叠式电容器的另一制造工序的一例的图。
[0033]图16是又一实施方式的半导体模块的剖视图。
[0034]图17表示冷却板的分解图。
[0035]图18表不一实施方式的冷却板的剖视图。
【具体实施方式】
[0036]参照附图，说明实施例的半导体模块。图1是半导体模块100的立体图。另外，图1对于一部分元件从主体分离而表示。半导体模块100是向电动车的电动机控制器单元装入的模块，将构成逆变器的开关元件的晶体管、二极管及平滑化电容器汇总而成的结构。半导体模块100主要由多个平板型的冷却板12、多个平板型的半导体封装体5及内置有电容器3的多个器件封装体2构成。冷媒在冷却板12的内部流动，冷媒吸收半导体封装体5和器件封装体2的热量，对这些封装体进行冷却。
[0037]多个冷却板12平行配置，在相邻的两个冷却板12之间夹持半导体封装体5或器件封装体2。换言之，半导体模块100构成将平行配置的冷却板12与半导体封装体5或器件封装体2交替层叠而成的层叠体。层叠体的整体由托架16夹紧。向层叠体的端部与托架16的肋16a之间装入弹簧17，该弹簧17向层叠体施加层叠方向的压力。通过弹簧17的压力，使冷却板12与半导体封装体5或器件封装体2较强地密接。通过较强地密接，冷却板12与半导体封装体5或器件封装体2之间的热传递效率提高。
[0038]相邻的冷却板12通过两个连接管13a、13b而相互连接。而且，在位于层叠体的端部的冷却板12上连接有供给冷媒的供给管15和排出冷媒的排出管14。从供给管15供给的冷媒通过连接管13a而向下游的冷却板12流动。而且，通过了冷却板12的内部的冷媒通过连接管13b而向排出管14流动。连接管13a、13b相当于冷却管的一例。
[0039]半导体模块100对收纳有半导体元件的半导体封装体5和收纳有电容器3的器件封装体2交替夹持。半导体封装体5与器件封装体2为大致相同的厚度dl。因此，多个冷却板12以宽度d2的大致等间隔进行配置。相邻的冷却板12之间的宽度d2比封装体的厚度dl稍宽。另外，在向冷却板12之间插入时，在半导体封装体5的两侧安装陶瓷制的绝缘板8。向相邻的冷却板12之间的宽度d2与封装体的厚度dl之间的微小的间隙插入绝缘板8，并填充润滑脂。
[0040]对半导体封装体5进行说明。半导体封装体5是在内部通过树脂模制出两个晶体管6a、6b和两个二极管7a、7b的结构。虽然图示省略，但晶体管6a与二极管7a在树脂模的内部反并联地连接，晶体管6b与二极管7b也反并联地连接。晶体管6a与二极管7a的组和晶体管6b与二极管7b的组串联地连接。众所周知，晶体管与二极管的反并联电路被使用作为逆变器、电压转换器的开关电路。一个半导体封装体5相当于两个开关电路的串联连接。
[0041]如图1所不,三个电极5a、5b及5c从半导体封装体5的一侧面(图1中的底面)延伸，多个控制端子5d从另一侧面(图1中的上表面)延伸。电极5a与两个开关电路的串联连接的正极连接，电极5b与两个开关电路的串联连接的负极(接地)连接。电极5c与两个开关电路的串联连接的中点连接。控制端子5d与晶体管的栅极电极连接。
[0042]器件封装体2通过树脂模对电容器3进行加固。电容器3的两电极2a、2b从器件封装体2的一侧面(图1中的底面)延伸。
[0043]图2表不半导体模块100的局部剖面。图2表不三张冷却板12和由它们夹持的半导体封装体5及器件封装体2的剖面。另外，图2的下侧表示冷却板的侧端的放大图。冷却板12由构成框体的两张框板27、将内部的空间分隔成两部分的隔板26及相当于冷却片的波板25构成。
[0044]半导体封装体5是通过树脂模制出晶体管22 (半导体元件)和二极管(未图示)的结构。在半导体封装体5的两面具备散热板21。散热板21使晶体管22和二极管的热量高效地向封装体的表面扩散。向半导体封装体5与冷却板12之间插入绝缘板24，并向绝缘板24的两侧填充润滑脂23。散热板21的热量通过润滑脂23和绝缘板24而向冷却板12移动。
[0045]器件封装体2通过树脂模制出电容器3。向器件封装体2与冷却板12之间填充润滑脂23。电容器3的热量通过树脂模和润滑脂23而向冷却板12移动。
[0046]从器件封装体2伸出的电容器3的一方电极2a和从半导体封装体5伸出的电极5a由直线性的汇流条29a连接。从器件封装体2伸出的电容器3的另一方电极2b和从半导体封装体5伸出的电极5b由直线性的汇流条29b连接。
[0047]图3是应用半导体模块100的器件的电路框图。图3是具备发动机87和两个电动机85、86的混合动力车80的电动机控制单兀的电路图。半导体模块100是将向第一电动机85供给交流电力的第一逆变器83的开关电路、向第二电动机86供给交流电力的第二逆变器84的开关电路及附随于这些开关电路的电容器集成所得的结构。在半导体模块100中，还包括将蓄电池81的输出电压转换成适合于电动机驱动的高电压的升压转换器82的开关电路。以下，将两个开关电路的组称为“功率模块”。
[0048]对电动机控制单元的电路进行说明。蓄电池81与升压转换器82连接。升压转换器82由两个开关电路的串联连接和电抗器L构成。两个开关电路的串联连接相当于功率模块PM7。升压转换器82的输出端与第一逆变器83和第二逆变器84连接。众所周知，三相输出的逆变器具备三组两个开关电路的串联连接(即功率模块)。第一逆变器83具备功率模块PM1、PM2、PM3。将电容器(Cl、C2、C3)相对于各个功率模块并联连接。第二逆变器84具备功率模块PM4、PM5、PM6。将电容器(C4、C5、C6)相对于各个功率模块并联连接。电容器C对在功率模块PM流动的电流进行平滑化。
[0049]对混合动力车80的驱动机理进行说明。发动机87的输出轴、第一电动机85的输出轴、第二电动机86的输出轴通过动力分配机构88而相互卡合。动力分配机构88是行星齿轮。发动机87的输出轴与行星架连接,第一电动机85的输出轴与太阳轮连接,第二电动机86的输出轴与齿圈连接。齿圈还与车轴89连接。车轴89经由差速器90而与车轮连接。混合动力车80通过适当调整发动机87和两个电动机85、86的输出而获得车轮驱动力。而且，第一电动机85也作为使发动机87起动的起动器发挥功能。此外，动力分配机构88将发动机87的驱动转矩的一部分向第一电动机85分配，由此能够通过第一电动机85进行发电，而对蓄电池81进行充电。而且，混合动力车80也能够利用车辆的动能而通过第一及第二电动机85、86进行发电。
[0050]半导体模块100是将七个功率模块PM1-PM7和六个电容器C1-C6集成所得的结构。一个功率模块PM相当于一个半导体封装体5。而且，一个电容器C相当于一个器件封装体2。半导体封装体5和器件封装体2的布局的变化如图4和图5所示。图4表示将埋入有电容器的器件封装体2和半导体封装体5交替层叠而成的半导体模块100a。半导体模块IOOa向相邻的冷却板12之间的一层收容一个半导体封装体5或器件封装体2。因此，半导体模块IOOa虽然层叠方向的长度变长，但横向的宽度能够减小。在层叠方向上相邻的半导体封装体5与器件封装体2由汇流条29a、29b电结合。图5表示向相邻的冷却板12之间的一层收容有一个半导体封装体5和一个器件封装体2的半导体模块100b。一个半导体封装体5和一个器件封装体2沿横向并排地配置。半导体模块IOOb虽然横向的宽度变大，但层叠方向的长度缩短。在横向上相邻的半导体封装体5和器件封装体2由汇流条29a、29b电结合。
[0051]图6和图7表示在一层上并排的半导体封装体5和器件封装体2的配线的变化。图6和图7表示打开模型的状态。在图6的半导体模块IOOc中，器件封装体2的电极2a、2b和半导体封装体5的电极5a、5b及5c向冷却板12的侧方平行地延伸。并且，电极2a和电极5a由直线状的汇流条29a连接，电极2b和电极5b由直线状的汇流条29b连接。
[0052]在图7的半导体模块IOOd中，电容器3和晶体管6a、6b由直线状的汇流条302a、302b连接。汇流条302a、302b如图6的汇流条29a、29b那样不经由电极2、5而将电容器和晶体管连接，且比汇流条29a、29b短。
[0053]接下来，介绍将电容器内包的器件封装体的制造方法的一例。首先，介绍将扁平的卷绕型电容器内包的器件封装体。如图8所示，向平坦的板的芯52卷绕膜51，使用一对压板53对该结构从两侧施加压力，进行扁平化。这样一来，如图9所示，获得扁平的卷绕电容器55。接下来，向扁平的卷绕电容器55安装电极2a、2b，将该结构放入模具56 (图10)。接下来，使树脂57向模具56流入(图11)。该方法是被称为灌封的制法的一例。在树脂固化之后将模具56拆除，获得模制出扁平的卷绕电容器55的器件封装体2(图12)。
[0054]如上述那样，器件封装体2通过树脂的灌封来制作。灌封由于可以不将树脂形成为高温高压，因此适合于耐热性不高的电容器的模制。也优选取代灌封而通过树脂喷涂来制造器件封装体2。
[0055]接下来，介绍层叠型电容器的制造方法的例子。一个方法是将膜151层叠的方法(图13)。通过将多个膜151层叠，而获得层叠型电容器155(图14)。另一方法是准备大型的多边形的线轴252，向该线轴252缠绕膜251。当切出平坦的部分时，能获得层叠型电容器255。另外，电容器的长宽比优选为10以上。在此，长宽比是长边与短边之比。当使用图14所示的附图标记时，长宽比相当于宽度W/厚度T、或进深L/厚度T。
[0056]对又一形态的半导体模块IOOe进行说明。图16表示半导体模块IOOe的剖视图。另外，在图16中，仅表不半导体模块IOOe的冷却器的局部,而省略了相邻的冷却板所夹持的半导体封装体和器件封装体的图示。由相邻的冷却板夹持的半导体封装体和器件封装体可以与第一实施例的半导体模块100的情况相同。半导体模块IOOe的冷却器由冷却板12a?12g构成。以下，在将冷却板12a?12g进行总称时，称为“冷却板12”。另外，在图16中，仅对上侧的两张冷却板12a、12b的各个元件标注了附图标记，在其他冷却板中，各个元件的附图标记省略了图示。
[0057]图17表示冷却板单体的分解立体图。图17是将供给管15与排出管147连接的最外侧的冷却板12a的分解立体图。但是，所有冷却板除了有无过滤器129之外为相同的结构。最外侧的冷却板12a的框体由两张相向的外板121、125构成。外板121、125具有带凸缘的浅容器状的形状，隔着中板123而将凸缘相向接合，由此形成在内部具有冷媒流路131、132(也参照图16)的冷却板12a。另外，外板的凸缘彼此通过钎焊而接合。
[0058]在一方外板121上形成有两个开口部121a、121b。开口部从外板的表面突出。以下，有时将这样的开口部称为突出开口部。也在另一方外板125上在长度方向(图的X方向)上的两侧形成有突出开口部125a和125b。在中板123上的与外板的开口部相向的位置形成有开口部123a、123b。开口部121a、123a及125a以从冷却板的层叠方向(图中的Y方向)观察重叠的方式设置，上述开口部构成将冷却板12a贯通的贯通孔。同样地，开口部121b、123b及125b也构成贯通孔。最外侧的冷却板12a的两个贯通孔设于半导体封装体抵接的区域118的两侧。
[0059]中板123将冷却板12a内部空间分隔成两个。在图17中，在下侧的外板125的开口部125a连接冷媒的供给管15，因此在图17中，下侧相当于冷媒上游。中板123将冷却板12a的内部的流路划分成上游侧流路131和下游侧流路132。
[0060]在中板123的上游侧的开口部123a安装有除去杂质的过滤器129。从冷媒的供给管15流入的冷媒中含有的杂质在过滤器129的作用下不向比最外侧的冷却板12a靠下游侧的冷却板流动，而通过最外侧的冷却板12a的上游侧流路131向排出管14排出。
[0061]在上游侧的流路131配置有沿着流路的流动方向延伸的散热片124(宽间距散热片124)，在下游侧的流路132配置有沿着流路的流动方向延伸的散热片122 (窄间距散热片122)。散热片124、122为了将外板121、125的热量易于向冷媒传导而设置，能提高冷却板12a的冷却能力。上游侧的宽间距散热片124的间距比下游侧的窄间距散热片122宽。散热片122、124为波板，一个个波相当于“片”。而且，“片的间距”是指波板的间距。在上游侧的流路131，为了使杂质容易流动而配置间距宽的宽间距散热片124，在下游侧的流路132，由于在过滤器129的作用下杂质不流动，因此配置能提高冷却效率的窄间距散热片122。
[0062]返回到图16继续进行说明。在相邻的两张冷却板中，一方冷却板的突出开口部121a(121b)和与之相向的另一方冷却板的突出开口部125a(125b)嵌合，从而形成连接管113。突出开口部121a(121b)和突出开口部125a(125b)也通过钎焊等来接合。[0063]如图16所示那样，冷却板的结构全部相同。但是，仅在上游侧的冷却板12a的中板123的靠近供给管15的贯通孔处具备过滤器129。而且，在图16中虽然省略图示，但是在最外侧的冷却板12a的上游侧流路131配置有宽间距散热片124(参照图17)，在除此以外的流路配置有窄间距散热片122。
[0064]图16所示的流路内的箭头表示冷媒的流动。如箭头所示，从供给管15向冷却器供给的冷媒在各冷却板上平行地流动，从排出管14排出。混入到冷媒内的杂质在过滤器129的作用下不流入下游侧流路132及其他冷却板，而通过最外侧的冷却板12a的上游侧流路131向排出管14流动。此时，在上游侧流路131未配置窄间距散热片122而配置宽间距散热片124，因此杂质通过片间的宽间隙而顺畅地流动。
[0065]半导体封装体和器件封装体(未图示)配置于最外侧的冷却板12a和与之相邻的冷却板12b之间的空间134a内。同样地，在相邻的冷却板间的空间134b?134f内配置有半导体封装体或器件封装体。如前述那样，多个冷却板12与多个半导体封装体(或器件封装体)的层叠体在其层叠方向上承受压缩载荷，相互紧贴。半导体封装体的热量经由冷却板12的外板121、125及窄间距散热片122而由冷媒吸收，将半导体封装体冷却。
[0066]如图16所示那样，在最外侧的冷却板2a的上游侧未配置半导体封装体。因此，在最外冷却板12a的上游侧流路131配置宽间距散热片124(参照图17)，与其他冷却板相比虽然冷却性能下降，但是不会影响到作为半导体模块IOOe整体的冷却能力。
[0067]参照图18，说明图16、图17所示的冷却板12的变形例。图18是相互连接的两个冷却板212的剖视图。冷却板212具有相互连接且构成连接管213的开口部221a(221b)和225a(225b)。开口部221a(221b)的根部构成波纹230。同样地，开口部225a(225b)的根部也构成波纹230。即，在连接管213的根部设有波纹230。当层叠的冷却板组在层叠方向上受到载荷时，波纹230缩小，相邻的板间的距离d2收缩。即冷却板212具备板间距离d2相对于层叠方向的载荷而发生变化的结构。另外，在图18中，省略了图16、图17所示的中板123的图示。
[0068]叙述与实施例的技术相关的注意点。在实施例的半导体模块100中，半导体封装体与器件封装体的宽度大致相等，因而多个冷却板大致等间隔地配置。冷却管将相邻的两个冷却板连接。根据实施例的结构，能够在冷却板间的距离相等的半导体模块夹持半导体和其他电子元件。由于冷却板间的距离相等，因此能够将设于相邻的冷却板之间的冷却管的兀件统一，能够削减制造成本。
[0069]实施例的半导体封装体可以包括设于半导体元件与冷却板之间的绝缘板。而且，器件封装体可以包括设于电子元件与冷却板之间的绝缘板。
[0070]以上，详细地说明了本发明的具体例，但这些只不过是例示，并未限定专利申请的范围。专利申请的范围所记载的技术包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更的结构。本说明书或【专利附图】
【附图说明】的技术要素单独或通过各种组合而发挥技术有用性，并未限定为申请时权利要求书记载的组合。而且，本说明书或附图例示的技术能同时实现多个目的，实现其中一个目的其自身就具有技术有用性。
【权利要求】
1.一种半导体模块，其特征在于，具备: 多个平板型的冷却板； 收纳有半导体元件的多个平板型的半导体封装体； 收纳有与收纳于所述半导体封装体的半导体元件不同种类的电子元件的平板型的器件封装体 '及 设于相邻的冷却板之间且在内部流通冷媒的冷却管， 多个冷却板大致等间隔地配置，在相邻的冷却板之间夹持有半导体封装体和器件封装体， 平板型的冷却板与半导体封装体或器件封装体交替层叠。
2.根据权利要求1所述的半导体模块，其特征在于， 半导体封装体的厚度与器件封装体的厚度大致相等。
3.根据权利要求1或2所述的半导体模块，其特征在于， 器件封装体由树脂模制而成。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 收纳于器件封装体的电子元件是电容器。
5.根据权利要求4所述的半导体模块，其特征在于， 所述电容器是扁平的卷绕式电容器。
6.根据权利要求4所述的半导体模块，其特征在于， 所述电容器是层叠式的电容器。
7.根据权利要求1?6中任一项所述的半导体模块,其特征在于， 器件封装体的树脂模通过灌封或喷涂而成形。
8.根据权利要求1?7中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 至少一个半导体封装体与至少一个器件封装体以从层叠方向观察重叠的方式配置。
9.根据权利要求1?8中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 至少一个半导体封装体和至少一个器件封装体在相邻的两个冷却板之间沿横向并排地配置。
10.根据权利要求1?9中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 半导体封装体内的半导体元件与器件封装体内的电子元件通过直线状的汇流条而电连接。
【文档编号】H01L25/18GK103999213SQ201180075794
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2011年12月20日 优先权日:2011年12月20日
【发明者】堀田幸司 申请人:丰田自动车株式会社
【专利摘要】本发明提供一种改良了的冷却器一体型的半导体模块。半导体模块(100)具备多个平板型的冷却板(12)、多个平板型的半导体封装体(5)、平板型器件封装体(2)。半导体封装体(5)在其内部收纳有半导体元件。器件封装体(2)在其内部收纳有与收纳于半导体封装体的半导体元件不同种类的电子元件。冷却板(12)与半导体封装体(5)或器件封装体(2)交替层叠。在相邻的冷却板(12)之间设有在内部流通冷媒的连接管(13a、13b)。
【专利说明】半导体模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及收纳有半导体元件的多个平板型的半导体封装体与冷却器成为一体的半导体模块。
【背景技术】
[0002]在逆变器、电压转换器中使用的IGBT、回流二极管等半导体元件的发热量大。这些元件有时被称为功率半导体元件或简称为功率元件等。发热量取决于流动的电流的大小。因此，向要求大输出的车轮驱动用的电动机(包括混合动力车的电动车用的行驶用电动机)供给电力的逆变器、电压转换器多使用发热量大的功率元件。逆变器、电压转换器除了使用功率元件以外，还使用发热量大的电子元件。这样的电子元件典型的是用于对在功率元件的源极/漏极间(发射极/集电极间)流动的电流进行平滑化的电容器(平滑化电容器)。由于在功率元件的源极/漏极间流动的电流大，因此平滑化电容器的容量也增大，发热量也增大。因此，在电动车用中，提出了将多个功率元件、其他电路元件、冷却器进行一体化而成的半导体模块。
[0003]例如，在专利文献I中公开了将平板型的冷却管(冷却板)、平板型半导体封装体、扁平的平滑化电容器层叠而成的半导体模块。该半导体模块中，向由相邻的冷却板夹持的一层夹持半导体封装体，向另一层夹持扁平的平滑化电容器。平滑化电容器的扁平率不增大，平滑化电容器的厚度比半导体封装体厚。因此，层叠的冷却板的间隔不是等间隔。
[0004]另外，在专利文献2中公开了一种将电容器和半导体元件利用模型而收纳于一个封装体并将多个封装体与多个冷却板交替层叠而成的半导体模块。而且，在专利文献3中公开了一种将成形为板状的多个电子元件与多个冷却板交替层叠而成的半导体模块。
[0005]收纳有半导体元件的封装体或成形为板状的电子元件与冷却板层叠而成的器件对于封装体或电子元件能够从其两侧进行冷却，因此紧凑性也优异。
[0006]专利文献1:日本特开2001-320005号公报
[0007]专利文献2:日本特开2010-153527号公报
[0008]专利文献3:日本特开2007-053307号公报
【发明内容】
[0009]本说明书涉及一种将多个半导体封装体及其他电子元件与冷却板交替层叠而成的半导体模块。本说明书提供一种对这样的冷却器一体型的半导体模块进行改善的技术。
[0010]本说明书公开的技术的一形态的半导体模块具备:多个平板型的冷却板；收纳有半导体元件的多个平板型的半导体封装体；及平板型的器件封装体。器件封装体收纳有与收纳于半导体封装体的半导体元件不同种类的电子元件。器件封装体可以由树脂模制成形。冷却板与半导体封装体或器件封装体交替层叠。换言之，在相邻的冷却板之间夹持有半导体封装体和器件封装体。在该半导体模块中，半导体封装体与器件封装体的宽度大致相等，因而多个冷却板大致等间隔地配置。冷却管将相邻的两个冷却板连接。冷媒在冷却管的内部从一方冷却向另一方冷却板流动。
[0011 ] 器件封装体通过树脂模制出电子元件，能够以高精度成形其厚度方向的尺寸。因此，优选通过冷却板与半导体封装体一起层叠。而且，树脂模的耐湿性、耐电压性优异。尤其是由于耐电压性优异，因此优选配置于半导体封装体的附近。大电流流过的半导体元件、电子元件由被称为汇流条的导电部件连接。汇流条是指高耐电压的金属长板部件。耐电压性优异的器件封装体也优选与这样的汇流条接近配置。
[0012]冷却板、半导体封装体、器件封装体的层叠体在其层叠方向上从两侧被施加载荷，能提高冷却板与半导体封装体(或器件封装体)的密接性。通过提高密接性，半导体封装体(或器件封装体)与冷却板之间的导热性提高。半导体封装体的厚度与器件封装体的厚度大致相等，冷却板优选具备厚度相对于层叠方向的载荷而发生变化的结构。在此，“厚度发生变化的结构”的一例是冷却板的侧壁或冷却管的一部分由折叠结构或波纹结构构成，折叠结构或波纹结构的厚度根据载荷而缩小。如前述那样，半导体模块在其层叠方向上从两侧被施加载荷。在此，由于半导体封装体与器件封装体的厚度相等，因此冷却板的厚度根据载荷而均匀地缩小，能够防止冷却板的破损。
[0013]收纳于器件封装体的电子元件典型的是电容器。该电容器可以是扁平的卷绕式电容器，也可以是层叠式的电容器。扁平的卷绕式电容器比层叠式电容器廉价。层叠式的电容器与卷绕式电容器相比能够容易制作得较薄。
[0014]器件封装体的树脂模优选通过灌封或喷涂而成形。灌封或喷涂与关于半导体元件经常使用的传递模型不同，不需要将电子元件形成为高温高压，适合于耐热性不高的电子元件的模型。
[0015]半导体封装体与器件封装体可以在两张冷却板间的一层上相邻配置，也可以在不同的层上配置。在前者的情况下，能够缩短半导体模块的层叠方向的长度。在后者的情况下，能够减小半导体模块的宽度。而且，在后者的情况的一例中，至少一个半导体封装体与至少一个器件封装体优选以从层叠方向观察重叠的方式配置。或者，至少一个半导体封装体与至少一个器件封装体优选在相邻的两个冷却板之间沿横向并排地配置。换言之，至少一个半导体封装体与至少一个器件封装体优选在与层叠方向交叉的方向上并排地配置。
[0016]半导体封装体内的半导体元件与器件封装体内的电子元件优选通过直线的汇流条而电连接。换言之，半导体封装体内的半导体元件与器件封装体内的电子元件优选通过汇流条以最短距离连接。通过利用最短的汇流条将半导体元件与电子元件连接，能够降低汇流条的电感。因而，能够降低半导体元件的开关中的浪涌电流。这有助于半导体元件的开关损失的减少。
[0017]本说明书公开的半导体模块的详情及进一步的改良通过发明的实施方式进行说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是一实施方式的半导体模块的立体图。
[0019]图2是半导体模块的局部剖视图。
[0020]图3是使用半导体模块的电动机控制器单元的框图。
[0021]图4是一实施方式的半导体模块的俯视图。[0022]图5是另一实施方式的半导体模块的俯视图。
[0023]图6是表示半导体封装体与器件封装体的连接的一例的图。
[0024]图7是表示半导体封装体与器件封装体的连接的另一例的图。
[0025]图8是说明扁平的卷绕式电容器的制造工序的一例的图(I)。
[0026]图9是说明扁平的卷绕式电容器的制造工序的一例的图(2)。
[0027]图10是说明收纳有扁平的卷绕式电容器的器件封装体的制造工序的一例的图⑴。
[0028]图11是说明收纳有扁平的卷绕式电容器的器件封装体的制造工序的一例的图⑵。
[0029]图12是说明收纳有扁平的卷绕式电容器的器件封装体的制造工序的一例的图⑶。
[0030]图13是说明层叠式电容器的制造工序的一例的图(I)。
[0031]图14是说明层叠式电容器的制造工序的一例的图(2)。
[0032]图15是说明层叠式电容器的另一制造工序的一例的图。
[0033]图16是又一实施方式的半导体模块的剖视图。
[0034]图17表示冷却板的分解图。
[0035]图18表不一实施方式的冷却板的剖视图。
【具体实施方式】
[0036]参照附图，说明实施例的半导体模块。图1是半导体模块100的立体图。另外，图1对于一部分元件从主体分离而表示。半导体模块100是向电动车的电动机控制器单元装入的模块，将构成逆变器的开关元件的晶体管、二极管及平滑化电容器汇总而成的结构。半导体模块100主要由多个平板型的冷却板12、多个平板型的半导体封装体5及内置有电容器3的多个器件封装体2构成。冷媒在冷却板12的内部流动，冷媒吸收半导体封装体5和器件封装体2的热量，对这些封装体进行冷却。
[0037]多个冷却板12平行配置，在相邻的两个冷却板12之间夹持半导体封装体5或器件封装体2。换言之，半导体模块100构成将平行配置的冷却板12与半导体封装体5或器件封装体2交替层叠而成的层叠体。层叠体的整体由托架16夹紧。向层叠体的端部与托架16的肋16a之间装入弹簧17，该弹簧17向层叠体施加层叠方向的压力。通过弹簧17的压力，使冷却板12与半导体封装体5或器件封装体2较强地密接。通过较强地密接，冷却板12与半导体封装体5或器件封装体2之间的热传递效率提高。
[0038]相邻的冷却板12通过两个连接管13a、13b而相互连接。而且，在位于层叠体的端部的冷却板12上连接有供给冷媒的供给管15和排出冷媒的排出管14。从供给管15供给的冷媒通过连接管13a而向下游的冷却板12流动。而且，通过了冷却板12的内部的冷媒通过连接管13b而向排出管14流动。连接管13a、13b相当于冷却管的一例。
[0039]半导体模块100对收纳有半导体元件的半导体封装体5和收纳有电容器3的器件封装体2交替夹持。半导体封装体5与器件封装体2为大致相同的厚度dl。因此，多个冷却板12以宽度d2的大致等间隔进行配置。相邻的冷却板12之间的宽度d2比封装体的厚度dl稍宽。另外，在向冷却板12之间插入时，在半导体封装体5的两侧安装陶瓷制的绝缘板8。向相邻的冷却板12之间的宽度d2与封装体的厚度dl之间的微小的间隙插入绝缘板8，并填充润滑脂。
[0040]对半导体封装体5进行说明。半导体封装体5是在内部通过树脂模制出两个晶体管6a、6b和两个二极管7a、7b的结构。虽然图示省略，但晶体管6a与二极管7a在树脂模的内部反并联地连接，晶体管6b与二极管7b也反并联地连接。晶体管6a与二极管7a的组和晶体管6b与二极管7b的组串联地连接。众所周知，晶体管与二极管的反并联电路被使用作为逆变器、电压转换器的开关电路。一个半导体封装体5相当于两个开关电路的串联连接。
[0041]如图1所不,三个电极5a、5b及5c从半导体封装体5的一侧面(图1中的底面)延伸，多个控制端子5d从另一侧面(图1中的上表面)延伸。电极5a与两个开关电路的串联连接的正极连接，电极5b与两个开关电路的串联连接的负极(接地)连接。电极5c与两个开关电路的串联连接的中点连接。控制端子5d与晶体管的栅极电极连接。
[0042]器件封装体2通过树脂模对电容器3进行加固。电容器3的两电极2a、2b从器件封装体2的一侧面(图1中的底面)延伸。
[0043]图2表不半导体模块100的局部剖面。图2表不三张冷却板12和由它们夹持的半导体封装体5及器件封装体2的剖面。另外，图2的下侧表示冷却板的侧端的放大图。冷却板12由构成框体的两张框板27、将内部的空间分隔成两部分的隔板26及相当于冷却片的波板25构成。
[0044]半导体封装体5是通过树脂模制出晶体管22 (半导体元件)和二极管(未图示)的结构。在半导体封装体5的两面具备散热板21。散热板21使晶体管22和二极管的热量高效地向封装体的表面扩散。向半导体封装体5与冷却板12之间插入绝缘板24，并向绝缘板24的两侧填充润滑脂23。散热板21的热量通过润滑脂23和绝缘板24而向冷却板12移动。
[0045]器件封装体2通过树脂模制出电容器3。向器件封装体2与冷却板12之间填充润滑脂23。电容器3的热量通过树脂模和润滑脂23而向冷却板12移动。
[0046]从器件封装体2伸出的电容器3的一方电极2a和从半导体封装体5伸出的电极5a由直线性的汇流条29a连接。从器件封装体2伸出的电容器3的另一方电极2b和从半导体封装体5伸出的电极5b由直线性的汇流条29b连接。
[0047]图3是应用半导体模块100的器件的电路框图。图3是具备发动机87和两个电动机85、86的混合动力车80的电动机控制单兀的电路图。半导体模块100是将向第一电动机85供给交流电力的第一逆变器83的开关电路、向第二电动机86供给交流电力的第二逆变器84的开关电路及附随于这些开关电路的电容器集成所得的结构。在半导体模块100中，还包括将蓄电池81的输出电压转换成适合于电动机驱动的高电压的升压转换器82的开关电路。以下，将两个开关电路的组称为“功率模块”。
[0048]对电动机控制单元的电路进行说明。蓄电池81与升压转换器82连接。升压转换器82由两个开关电路的串联连接和电抗器L构成。两个开关电路的串联连接相当于功率模块PM7。升压转换器82的输出端与第一逆变器83和第二逆变器84连接。众所周知，三相输出的逆变器具备三组两个开关电路的串联连接(即功率模块)。第一逆变器83具备功率模块PM1、PM2、PM3。将电容器(Cl、C2、C3)相对于各个功率模块并联连接。第二逆变器84具备功率模块PM4、PM5、PM6。将电容器(C4、C5、C6)相对于各个功率模块并联连接。电容器C对在功率模块PM流动的电流进行平滑化。
[0049]对混合动力车80的驱动机理进行说明。发动机87的输出轴、第一电动机85的输出轴、第二电动机86的输出轴通过动力分配机构88而相互卡合。动力分配机构88是行星齿轮。发动机87的输出轴与行星架连接,第一电动机85的输出轴与太阳轮连接,第二电动机86的输出轴与齿圈连接。齿圈还与车轴89连接。车轴89经由差速器90而与车轮连接。混合动力车80通过适当调整发动机87和两个电动机85、86的输出而获得车轮驱动力。而且，第一电动机85也作为使发动机87起动的起动器发挥功能。此外，动力分配机构88将发动机87的驱动转矩的一部分向第一电动机85分配，由此能够通过第一电动机85进行发电，而对蓄电池81进行充电。而且，混合动力车80也能够利用车辆的动能而通过第一及第二电动机85、86进行发电。
[0050]半导体模块100是将七个功率模块PM1-PM7和六个电容器C1-C6集成所得的结构。一个功率模块PM相当于一个半导体封装体5。而且，一个电容器C相当于一个器件封装体2。半导体封装体5和器件封装体2的布局的变化如图4和图5所示。图4表示将埋入有电容器的器件封装体2和半导体封装体5交替层叠而成的半导体模块100a。半导体模块IOOa向相邻的冷却板12之间的一层收容一个半导体封装体5或器件封装体2。因此，半导体模块IOOa虽然层叠方向的长度变长，但横向的宽度能够减小。在层叠方向上相邻的半导体封装体5与器件封装体2由汇流条29a、29b电结合。图5表示向相邻的冷却板12之间的一层收容有一个半导体封装体5和一个器件封装体2的半导体模块100b。一个半导体封装体5和一个器件封装体2沿横向并排地配置。半导体模块IOOb虽然横向的宽度变大，但层叠方向的长度缩短。在横向上相邻的半导体封装体5和器件封装体2由汇流条29a、29b电结合。
[0051]图6和图7表示在一层上并排的半导体封装体5和器件封装体2的配线的变化。图6和图7表示打开模型的状态。在图6的半导体模块IOOc中，器件封装体2的电极2a、2b和半导体封装体5的电极5a、5b及5c向冷却板12的侧方平行地延伸。并且，电极2a和电极5a由直线状的汇流条29a连接，电极2b和电极5b由直线状的汇流条29b连接。
[0052]在图7的半导体模块IOOd中，电容器3和晶体管6a、6b由直线状的汇流条302a、302b连接。汇流条302a、302b如图6的汇流条29a、29b那样不经由电极2、5而将电容器和晶体管连接，且比汇流条29a、29b短。
[0053]接下来，介绍将电容器内包的器件封装体的制造方法的一例。首先，介绍将扁平的卷绕型电容器内包的器件封装体。如图8所示，向平坦的板的芯52卷绕膜51，使用一对压板53对该结构从两侧施加压力，进行扁平化。这样一来，如图9所示，获得扁平的卷绕电容器55。接下来，向扁平的卷绕电容器55安装电极2a、2b，将该结构放入模具56 (图10)。接下来，使树脂57向模具56流入(图11)。该方法是被称为灌封的制法的一例。在树脂固化之后将模具56拆除，获得模制出扁平的卷绕电容器55的器件封装体2(图12)。
[0054]如上述那样，器件封装体2通过树脂的灌封来制作。灌封由于可以不将树脂形成为高温高压，因此适合于耐热性不高的电容器的模制。也优选取代灌封而通过树脂喷涂来制造器件封装体2。
[0055]接下来，介绍层叠型电容器的制造方法的例子。一个方法是将膜151层叠的方法(图13)。通过将多个膜151层叠，而获得层叠型电容器155(图14)。另一方法是准备大型的多边形的线轴252，向该线轴252缠绕膜251。当切出平坦的部分时，能获得层叠型电容器255。另外，电容器的长宽比优选为10以上。在此，长宽比是长边与短边之比。当使用图14所示的附图标记时，长宽比相当于宽度W/厚度T、或进深L/厚度T。
[0056]对又一形态的半导体模块IOOe进行说明。图16表示半导体模块IOOe的剖视图。另外，在图16中，仅表不半导体模块IOOe的冷却器的局部,而省略了相邻的冷却板所夹持的半导体封装体和器件封装体的图示。由相邻的冷却板夹持的半导体封装体和器件封装体可以与第一实施例的半导体模块100的情况相同。半导体模块IOOe的冷却器由冷却板12a?12g构成。以下，在将冷却板12a?12g进行总称时，称为“冷却板12”。另外，在图16中，仅对上侧的两张冷却板12a、12b的各个元件标注了附图标记，在其他冷却板中，各个元件的附图标记省略了图示。
[0057]图17表示冷却板单体的分解立体图。图17是将供给管15与排出管147连接的最外侧的冷却板12a的分解立体图。但是，所有冷却板除了有无过滤器129之外为相同的结构。最外侧的冷却板12a的框体由两张相向的外板121、125构成。外板121、125具有带凸缘的浅容器状的形状，隔着中板123而将凸缘相向接合，由此形成在内部具有冷媒流路131、132(也参照图16)的冷却板12a。另外，外板的凸缘彼此通过钎焊而接合。
[0058]在一方外板121上形成有两个开口部121a、121b。开口部从外板的表面突出。以下，有时将这样的开口部称为突出开口部。也在另一方外板125上在长度方向(图的X方向)上的两侧形成有突出开口部125a和125b。在中板123上的与外板的开口部相向的位置形成有开口部123a、123b。开口部121a、123a及125a以从冷却板的层叠方向(图中的Y方向)观察重叠的方式设置，上述开口部构成将冷却板12a贯通的贯通孔。同样地，开口部121b、123b及125b也构成贯通孔。最外侧的冷却板12a的两个贯通孔设于半导体封装体抵接的区域118的两侧。
[0059]中板123将冷却板12a内部空间分隔成两个。在图17中，在下侧的外板125的开口部125a连接冷媒的供给管15，因此在图17中，下侧相当于冷媒上游。中板123将冷却板12a的内部的流路划分成上游侧流路131和下游侧流路132。
[0060]在中板123的上游侧的开口部123a安装有除去杂质的过滤器129。从冷媒的供给管15流入的冷媒中含有的杂质在过滤器129的作用下不向比最外侧的冷却板12a靠下游侧的冷却板流动，而通过最外侧的冷却板12a的上游侧流路131向排出管14排出。
[0061]在上游侧的流路131配置有沿着流路的流动方向延伸的散热片124(宽间距散热片124)，在下游侧的流路132配置有沿着流路的流动方向延伸的散热片122 (窄间距散热片122)。散热片124、122为了将外板121、125的热量易于向冷媒传导而设置，能提高冷却板12a的冷却能力。上游侧的宽间距散热片124的间距比下游侧的窄间距散热片122宽。散热片122、124为波板，一个个波相当于“片”。而且，“片的间距”是指波板的间距。在上游侧的流路131，为了使杂质容易流动而配置间距宽的宽间距散热片124，在下游侧的流路132，由于在过滤器129的作用下杂质不流动，因此配置能提高冷却效率的窄间距散热片122。
[0062]返回到图16继续进行说明。在相邻的两张冷却板中，一方冷却板的突出开口部121a(121b)和与之相向的另一方冷却板的突出开口部125a(125b)嵌合，从而形成连接管113。突出开口部121a(121b)和突出开口部125a(125b)也通过钎焊等来接合。[0063]如图16所示那样，冷却板的结构全部相同。但是，仅在上游侧的冷却板12a的中板123的靠近供给管15的贯通孔处具备过滤器129。而且，在图16中虽然省略图示，但是在最外侧的冷却板12a的上游侧流路131配置有宽间距散热片124(参照图17)，在除此以外的流路配置有窄间距散热片122。
[0064]图16所示的流路内的箭头表示冷媒的流动。如箭头所示，从供给管15向冷却器供给的冷媒在各冷却板上平行地流动，从排出管14排出。混入到冷媒内的杂质在过滤器129的作用下不流入下游侧流路132及其他冷却板，而通过最外侧的冷却板12a的上游侧流路131向排出管14流动。此时，在上游侧流路131未配置窄间距散热片122而配置宽间距散热片124，因此杂质通过片间的宽间隙而顺畅地流动。
[0065]半导体封装体和器件封装体(未图示)配置于最外侧的冷却板12a和与之相邻的冷却板12b之间的空间134a内。同样地，在相邻的冷却板间的空间134b?134f内配置有半导体封装体或器件封装体。如前述那样，多个冷却板12与多个半导体封装体(或器件封装体)的层叠体在其层叠方向上承受压缩载荷，相互紧贴。半导体封装体的热量经由冷却板12的外板121、125及窄间距散热片122而由冷媒吸收，将半导体封装体冷却。
[0066]如图16所示那样，在最外侧的冷却板2a的上游侧未配置半导体封装体。因此，在最外冷却板12a的上游侧流路131配置宽间距散热片124(参照图17)，与其他冷却板相比虽然冷却性能下降，但是不会影响到作为半导体模块IOOe整体的冷却能力。
[0067]参照图18，说明图16、图17所示的冷却板12的变形例。图18是相互连接的两个冷却板212的剖视图。冷却板212具有相互连接且构成连接管213的开口部221a(221b)和225a(225b)。开口部221a(221b)的根部构成波纹230。同样地，开口部225a(225b)的根部也构成波纹230。即，在连接管213的根部设有波纹230。当层叠的冷却板组在层叠方向上受到载荷时，波纹230缩小，相邻的板间的距离d2收缩。即冷却板212具备板间距离d2相对于层叠方向的载荷而发生变化的结构。另外，在图18中，省略了图16、图17所示的中板123的图示。
[0068]叙述与实施例的技术相关的注意点。在实施例的半导体模块100中，半导体封装体与器件封装体的宽度大致相等，因而多个冷却板大致等间隔地配置。冷却管将相邻的两个冷却板连接。根据实施例的结构，能够在冷却板间的距离相等的半导体模块夹持半导体和其他电子元件。由于冷却板间的距离相等，因此能够将设于相邻的冷却板之间的冷却管的兀件统一，能够削减制造成本。
[0069]实施例的半导体封装体可以包括设于半导体元件与冷却板之间的绝缘板。而且，器件封装体可以包括设于电子元件与冷却板之间的绝缘板。
[0070]以上，详细地说明了本发明的具体例，但这些只不过是例示，并未限定专利申请的范围。专利申请的范围所记载的技术包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更的结构。本说明书或【专利附图】
【附图说明】的技术要素单独或通过各种组合而发挥技术有用性，并未限定为申请时权利要求书记载的组合。而且，本说明书或附图例示的技术能同时实现多个目的，实现其中一个目的其自身就具有技术有用性。
【权利要求】
1.一种半导体模块，其特征在于，具备: 多个平板型的冷却板； 收纳有半导体元件的多个平板型的半导体封装体； 收纳有与收纳于所述半导体封装体的半导体元件不同种类的电子元件的平板型的器件封装体 '及 设于相邻的冷却板之间且在内部流通冷媒的冷却管， 多个冷却板大致等间隔地配置，在相邻的冷却板之间夹持有半导体封装体和器件封装体， 平板型的冷却板与半导体封装体或器件封装体交替层叠。
2.根据权利要求1所述的半导体模块，其特征在于， 半导体封装体的厚度与器件封装体的厚度大致相等。
3.根据权利要求1或2所述的半导体模块，其特征在于， 器件封装体由树脂模制而成。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 收纳于器件封装体的电子元件是电容器。
5.根据权利要求4所述的半导体模块，其特征在于， 所述电容器是扁平的卷绕式电容器。
6.根据权利要求4所述的半导体模块，其特征在于， 所述电容器是层叠式的电容器。
7.根据权利要求1?6中任一项所述的半导体模块,其特征在于， 器件封装体的树脂模通过灌封或喷涂而成形。
8.根据权利要求1?7中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 至少一个半导体封装体与至少一个器件封装体以从层叠方向观察重叠的方式配置。
9.根据权利要求1?8中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 至少一个半导体封装体和至少一个器件封装体在相邻的两个冷却板之间沿横向并排地配置。
10.根据权利要求1?9中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 半导体封装体内的半导体元件与器件封装体内的电子元件通过直线状的汇流条而电连接。
【文档编号】H01L25/18GK103999213SQ201180075794
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2011年12月20日 优先权日:2011年12月20日
【发明者】堀田幸司 申请人:丰田自动车株式会社
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