半导体模块、车辆及制造方法与流程

本发明涉及半导体模块、车辆和制造方法。

背景技术：

以往，已知有一种安装了含有冷却风扇的冷却装置，并包括功率半导体芯片等多个半导体元件的半导体模块(例如参照专利文献1－8)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第5955651号

专利文献2：wo2014/109235

专利文献3：日本专利特开平08－148617号公报

专利文献4：日本专利特开2018－049861号公报

专利文献5：日本专利特开2013－120897号公报

专利文献6：日本专利特开2016－201391号公报

专利文献7：日本专利特开昭63－02357号公报

专利文献8：wo2012/157247

专利文献9：日本专利特开2010－056131号公报

专利文献10：日本专利特开2011－258655号公报

专利文献11：日本专利特开2011－071386号公报

专利文献12：日本专利特许第6493612号

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

上述的半导体模块中，将多个半导体元件所发出的热移动到通过散热片附近的制冷剂的效率较低。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述问题，在本发明的第1实施方式中，提供一种具备半导体装置和冷却装置的半导体模块。半导体装置可以包括半导体芯片和安装半导体芯片的电路基板。冷却装置可以包括安装有半导体装置的顶板。冷却装置可以包括连接至顶板的侧壁。冷却装置可以包括连接至侧壁并与顶板相向的底板。冷却装置可以包括制冷剂流通部，该制冷剂流通部由顶板、侧壁和底板划定，与顶板的主面平行的截面呈具有长边和短边的大致矩形，并用于使制冷剂流通。冷却装置可以包括入口，该入口连通至短边方向的一侧，并用于将制冷剂导入至制冷剂流通部。冷却装置可以包括出口，该出口连通至短边方向的另一侧，并用于将制冷剂从制冷剂流通部导出。冷却装置可以包括针翅散热片，该针翅散热片配置于制冷剂流通部，在顶板和底板之间延伸，具有在短边方向比长边方向要长的大致菱形。

制冷剂流通部可以包括翅片区域，该翅片区域中针翅散热片在长边方向比短边方向配置得更多，并具有在长边方向比短边方向更长的大致长方形。制冷剂流通部可以包括一个连通区域，该一个连通区域位于比翅片区域更靠一侧，连通至入口，并沿长边方向延伸。制冷剂流通部可以包括另一个连通区域，该另一个连通区域位于比翅片区域更靠另一侧，连通至出口，并沿长边方向延伸。

顶板可以包含位于比侧壁更靠外侧并用于与外部的装置进行紧固的紧固部。紧固部的厚度可以比顶板中的翅片区域的厚度更厚。

侧壁的厚度可以比顶板中的翅片区域的厚度更厚。

可以将顶板、侧壁和针翅散热片一体形成。

底板可以是用于决定侧壁固定位置的阶梯部，并在不同的至少2个面上包含与侧壁相接触的阶梯部。

底板可以比顶板和侧壁中的任一个厚度都要厚。入口和出口可以分别形成于底板。

可以用固定剂固定侧壁和底板。底板的轮廓可以位于比侧壁的轮廓更靠内侧。可以对底板的轮廓中的与侧壁固定的一侧的角部进行倒角，并具有供固定剂形成圆角的区域。

针翅散热片的大致菱形的截面的各个边的长度可以是1.8mm～2.0mm。在大致菱形的截面的各个角部，可以具有曲率半径为0.1mm～0.2mm的圆角。

关于针翅散热片，大致菱形的截面的短边方向的两端的角部可以具有比大致菱形的截面的长边方向的两端的角部更小的曲率半径的圆角。

在本发明的第2实施方式中，提供一种具备半导体装置及冷却装置的半导体模块。半导体装置可以包括半导体芯片和安装半导体芯片的电路基板。冷却装置可以包括在具有长边和短边的大致矩形的区域上安装有半导体装置的顶板。冷却装置可以包括连接至顶板的侧壁。冷却装置可以包括连接至侧壁并与顶板相向的底板。冷却装置可以包括制冷剂流通部，该制冷剂流通部由顶板、侧壁和底板划定，并用于使制冷剂流通。冷却装置可以包括入口，该入口连通至短边方向的一侧，并用于将制冷剂导入至制冷剂流通部。冷却装置可以包括出口，该出口在俯视时的区域的对角线方向上位于入口的相反侧，连通至短边方向的另一侧，并用于将制冷剂从制冷剂流通部导出。冷却装置可以包括针翅散热片，该针翅散热片配置于制冷剂流通部，在顶板和底板之间延伸。在俯视时的长边方向上的入口所在侧，短边方向上的另一侧的侧壁的内侧的至少一部分比短边方向上的一侧的侧壁的内侧朝内更大地倾斜。

在俯视时，侧壁可以与半导体芯片不重叠。

在俯视时，侧壁的轮廓可以相对于沿着长边方向延伸的中心轴，在短边方向上大致对称。在长边方向上的入口所在侧，另一侧的侧壁的至少一部分的厚度可以比一侧的侧壁的厚度更厚，由此，另一侧的侧壁的内侧的至少一部分可以比一侧的侧壁的内侧朝内较大地倾斜。

在长边方向上的入口所在侧的另一侧的侧壁的至少一部分在面向底板的面内，可以具有与形成于底板的定位用的孔嵌合的定位用销、以及与形成于底板的定位用的销嵌合的定位用孔中的任意一个。

可以用固定剂固定侧壁和底板。长边方向上的入口所在侧的另一侧的侧壁的至少一部分可以在面向底板的面内具有用于收纳固定剂的槽。

在俯视时，侧壁的轮廓相对于沿着长边方向延伸的中心轴，在短边方向上大致对称。侧壁可以包含形成轮廓并包围制冷剂流通部的外壁部。侧壁可以包含位于长边方向上的入口所在侧的另一侧并与外壁部的内表面相接的斜坡。斜坡部的内侧可以作为另一侧的侧壁的内侧的至少一部分，比一侧的外壁部的内侧朝内更大地倾斜。

可以将外壁部与顶板一体形成。斜坡部可以自由拆卸地固定于顶板。

可以将侧壁与顶板一体形成。侧壁的厚度可以大致一定。另一侧的侧壁的至少一部分轮廓可以位于比底板的轮廓更靠内侧。顶板可以在长边方向上的入口所在侧的另一侧的侧壁的至少一部分的外部，包括支承底板的支承销。可以用固定剂固定侧壁、支承销以及底板。

在俯视时，针翅散热片具有在短边方向比长边方向要长的大致菱形，连结多个针翅散热片各自的一边的直线可以沿着对角线方向延伸。在俯视时，在长边方向上的出口所在侧即短边方向上的一侧与长边方向上的入口所在侧即短边方向上的另一侧之间延伸的直线与长边方向上的入口所在侧的另一侧的侧壁的内侧的至少一部分的延伸方向以小于90°的角度交叉。

底板可以比顶板和侧壁中的任意一个的厚度更厚。入口和出口可以分别形成于底板。

在本发明的第3实施方式中，提供一种具备第1实施方式的半导体模块的车辆。

在本发明的第4实施方式中，提供一种具备第2实施方式的半导体模块、以及经由半导体模块的入口将制冷剂导入制冷剂流通部并经由出口将制冷剂从制冷剂流通部导出的泵的车辆。半导体模块可以固定在车辆内使得入口在重力方向的上侧，出口在重力方向的下侧。

在本发明的第5实施方式中，提供一种第1实施方式及第2实施方式的半导体模块的制造方法。在制造方法中，可以由连续的一块板构件将顶板、侧壁和针翅散热片一体形成。

可以通过使用与顶板、侧壁及针翅散热片的形状相对应的模具对板构件进行冲孔加工，从而将顶板、侧壁以及针翅散热片一体形成。

另外，上述的发明内容并非列举了本发明的所有必要特征。此外，这些特征组的变形也能成为本发明。

附图说明

图1是表示本发明的1个实施方式所涉及的半导体模块100的一个示例的示意性的立体图。

图2是表示本发明的1个实施方式所涉及的半导体模块100的冷却装置10的一个示例的示意性的立体图。

图3是表示本发明的1个实施方式所涉及的半导体模块100的一个示例的示意性的剖视图。

图4是表示本发明的1个实施方式所涉及的半导体模块100中的冷却装置10的翅片区域95和半导体装置70的配置、针翅散热片94的形状以及制冷剂的流动方向的一个示例的图。

图5是说明针翅散热片94在xy平面上的截面形状的一个示例的图。

图6是示出针翅散热片94的r加工形状与半导体芯片78和冷却水之间的热阻的关系的图。

图7是说明针翅散热片94在xy平面上的截面形状的另一个示例的图。

图8是图3中的区域a的局部放大图。

图9是表示本发明的1个实施方式所涉及的车辆200的概要的图。

图10是表示本发明的1个实施方式所涉及的在车辆200内经由泵221、入口配管222以及出口配管223连接至泵221的状态的半导体模块101的一个示例的示意性的侧视图。

图11是表示本发明的1个实施方式所涉及的半导体模块101的冷却装置11的一个示例的示意性的立体图。

图12是说明本发明的1个实施方式所涉及的半导体模块101的冷却装置11的侧壁37的结构的一个示例的图。

图13是说明图12所示的区域[r1]内的侧壁37的第一变形例的图。

图14是说明图12所示的区域[r1]内的侧壁37的第二变形例的图。

图15是说明图12所示的区域[r2]内的针翅散热片94的变形例的图。

图16是本发明的1个实施方式所涉及的半导体模块100、101的主电路图。

具体实施方式

以下，通过发明的实施方式来说明本发明，但以下的实施方式并非对权利要求所涉及的发明进行限定。此外，实施方式中说明的所有特征的组合并不全是解决发明的技术问题的技术方案所必须的。

图1是表示本发明的1个实施方式所涉及的半导体模块100的一个示例的示意性的立体图，图2是半导体模块100的冷却装置10的一个示例的示意性的立体图。图3是表示本发明的1个实施方式所涉及的半导体模块100的一个示例的示意性的剖视图，图4是表示本发明的1个实施方式所涉及的半导体模块100中的冷却装置10的翅片区域95和半导体装置70的配置、针翅散热片94的形状以及制冷剂的流动方向的一个示例的图。图3中，示出以xz平面假想地切断图1所示的半导体模块100中的u相单元70u的半导体芯片78、图2所示的冷却装置10的出口42双方后的状态。图4中，用虚线表示图1所示的u相单元70u、v相单元70v、w相单元70w。另外，图3中用虚线表示的区域[a]是在后述的图8中放大表示的区域。

半导体模块100包括半导体装置70和冷却装置10。本示例的半导体装置70载置于冷却装置10。本实施方式的说明中，将载置有半导体装置70的冷却装置10的面作为xy平面，将与xy平面垂直的轴作为z轴。xyz轴构成右手坐标系。本实施方式的说明中，在z轴方向上将从冷却装置10朝向半导体装置70的方向称为上方，将相反的方向称为下方，上方和下方并不限定于重力方向。此外，本实施方式的说明中，各构件的面中，将上侧的面称为上表面，将下侧的面称为下表面，将上表面和下表面之间的面称为侧面。本实施方式的说明中，俯视表示从z轴正方向观察半导体模块100的情况。

半导体装置70具有半导体芯片78、安装半导体芯片78的电路基板76。本示例的半导体装置70可以包含3块电路基板76，在各电路基板76可以搭载有2个半导体芯片78。本示例的半导体装置70可以是功率半导体装置，包括：包含电路基板76、半导体芯片78－1以及半导体芯片78－4的u相单元70u；包含电路基板76、半导体芯片78－2以及半导体芯片78－5的v相单元70v；包含电路基板76、半导体芯片78－3以及半导体芯片78－6的w相单元70w。本示例的半导体模块100可以作为构成三相交流逆变器的装置起作用。另外，u相单元70u、v相单元70v及w相单元70w的各半导体芯片78是在半导体模块100进行动作时产生热的发热源。

半导体芯片78是纵向型半导体元件，具有顶部电极和底部电极。半导体芯片78作为一个示例，包含：形成于硅等半导体基板的绝缘栅型双极晶体管(igbt)、mos场效应晶体管(mosfet)以及续流二极管(fwd)等元件。半导体芯片78可以是将igbt和fwd形成于一块半导体基板的反向导通igbt(rc-igbt)。在rc-igbt中，igbt和fwd可以反向并联连接。

半导体芯片78的底部电极连接至电路基板76的上表面。半导体芯片78的顶部电极可以是发射极、源极或阳极电极，底部电极可以是集电极、漏极或阴极电极。半导体芯片78中的半导体基板可以是碳化硅(sic)、氮化镓(gan)。

包含igbt、mosfet等开关元件的半导体芯片78具有控制电极。半导体模块100可以具有连接至半导体芯片78的控制电极的控制端子。开关元件能经由控制端子由外部的控制电路控制。

电路基板76作为一个示例是层叠基板，依次包含：具有上表面和下表面的绝缘板；设置在绝缘板的上表面的电路层；以及设置在下表面的金属层。电路基板76具有上表面和下表面，下表面配置在冷却装置10的上表面。电路基板76作为一个示例，经由金属层利用焊料等固定在冷却装置10的上表面。在电路基板76的上表面侧，作为一个示例，经由电路层固定有2个半导体芯片78。

电路基板76例如可以是dcb(directcopperbonding：直接铜键合)基板或amb(activemetalbrazing：活性金属钎焊)基板。绝缘板可以使用氧化铝(al2o3)、氮化铝(aln)、氮化硅(si3n4)等陶瓷材料来形成。电路层和金属层可以是包含铜或铜合金等导电材料的板材。电路层通过焊接、钎焊等固定于绝缘板的上表面侧。在电路层的上表面，通过焊料等与半导体芯片78电连接、机械连接，即以电回路方式直接连接。另外，电路层可以通过引线等与其他导电构件电连接。

冷却装置10具有底盘40和底板64。底盘40包括：安装有半导体装置70的顶板20、连接至顶板20的侧壁36、连接至顶板20的多个针翅散热片94。

顶板20是在xy平面展开的具有主面的板状的构件。在俯视时，本示例的顶板20呈具有长边和短边的大致长方形。本示例的顶板20的短边与x轴平行，长边与y轴平行。顶板20包含用于与安装有半导体模块100的外部的装置进行紧固的紧固部21。在俯视时，紧固部21位于比连接至顶板20的侧壁36更靠外侧，具有供外部的装置的套筒等插入的贯通孔80。本示例的紧固部21在大致长方形的顶板20的四个角分别具有1个贯通孔80，合计4个贯通孔80。

侧壁36具有大致一定的厚度，构成冷却装置10的侧面。在xy平面中，本示例的侧壁36呈具有长边和短边的大致矩形的轮廓。侧壁36构成冷却装置10的侧面，因此在俯视时，侧壁36的轮廓的短边与x轴平行，长边与y轴平行。在俯视时，本示例的侧壁36位于比顶板20的紧固部21更靠内侧，从顶板20朝z轴负方向延伸。

多个针翅散热片94中的至少一个在xy平面上的截面形状为大致菱形。在下面的说明中，有时将1个或多个针翅散热片94简称为针翅散热片94。针翅散热片94从顶板20朝z轴负方向延伸。在俯视时，针翅散热片94位于比侧壁36更靠内侧，并被侧壁36包围。

在图2的冷却装置10中，为了简化，用点来表示设置有针翅散热片94的区域即翅片区域95，以代替对针翅散热片94的图示。翅片区域95在俯视时可以是矩形，短边与x轴平行，长边与y轴平行。

在本示例的底盘40中，顶板20、侧壁36及针翅散热片94形成为一体。例如，顶板20、侧壁36及针翅散热片94可以由连续的一块板构件形成为一体。例如，可以对于连续的一块板构件，使用与顶板20、侧壁36及针翅散热片94的形状相对应的模具进行冲孔加工，从而将顶板20、侧壁36以及针翅散热片94一体形成。作为另一个示例，可以通过使用冲压等的常温环境下的冷锻、在高温环境下的温锻、热锻、熔融金属锻造等任意的锻造法来进行成型，或通过铸造进行成型，从而将顶板20、侧壁36和针翅散热片94形成为一体。本实施方式的半导体模块100通过将顶板20、侧壁36和针翅散热片94形成为一体，从而与将单独形成的顶板20、侧壁36和针翅散热片94相互固定的方式相比，能减少部件个数。

底板64是板状的构件。在俯视时，本示例的底板64呈具有长边和短边的大致长方形。本示例的底板64的短边与x轴平行，长边与y轴方向平行。底板64构成制冷剂流通部92的底面。底板64与侧壁36相连接，与顶板20相对。

利用顶板20、侧壁36及底板64来划定供制冷剂通过的制冷剂流通部92。换言之，侧壁36在xy平面上包围制冷剂流通部92来进行配置，顶板20和底板64在z轴方向上夹着制冷剂流通部92彼此相对地进行配置。由此，xy平面中的制冷剂流通部92的轮廓由侧壁36的内周划定，制冷剂流通部92在xy平面中呈具有长边和短边的大致矩形。

此外，在本示例的底板64形成有用于将制冷剂导入到制冷剂流通部92的贯通孔即入口41、以及用于将制冷剂从制冷剂流通部92导出的贯通孔即出口42。此外，作为一个示例，本示例的底板64在与顶板20相向的一侧，具有用于决定侧壁36的固定位置的阶梯部65。在俯视时，本示例的阶梯部65的轮廓小于底板64的轮廓，与底板64相同地，呈具有长边和短边的大致长方形。此外，本示例的阶梯部65的短边与x轴平行，长边与y轴方向平行。此外，底板64可以具有能决定侧壁36的固定位置的其他任意的阶梯来代替图2～图4等所示的阶梯部65。此外，底板64可以没有阶梯部65。此外，在阶梯部65的基础上，或者代替阶梯部65，底板64可以具有用于决定侧壁36的固定位置的其他结构，例如可以具有配置在底板64的侧壁36侧的面内的至少3点上的销，该销可以与侧壁36的内周的表面抵接，并可以插入设置于侧壁36的端面的具有与该销互补的形状的孔。

入口41和出口42能分别连接有与外部的制冷剂供给源连通的管道，换言之，冷却装置10能通过2根管道连接至外部的制冷剂供给源。从而，冷却装置10能经由入口41从一个管道输入制冷剂，制冷剂能在制冷剂流通部92内部循环后经由出口42输出到另一个管道。

入口41和出口42在x轴方向上分别位于冷却装置10的一侧、与一侧相反的另一侧，并且在y轴方向上分别位于冷却装置10的一侧、与一侧相反的另一侧。即，在xy平面上具有大致矩形的制冷剂流通部92的对角线方向上，入口41和出口42位于制冷剂流通部92的相对的两端。

本实施方式的半导体模块100利用制冷剂有效地对由在冷却装置10上表面的z轴方向上排列的各半导体芯片78所产生的热进行冷却，该制冷剂经由冷却装置10的入口41流入到制冷剂流通部92，在制冷剂流通部92内的整个范围内扩散，并经由42流出。

如图3所示，顶板20具有与xy平面平行的上表面(正面)22和下表面(背面)24。作为一个示例，顶板20由金属形成，作为更具体的一个示例，由含铝的金属形成。顶板20可以在表面上形成有镍等的镀层。在顶板20的上表面22载置有半导体装置70。在该情况下，在顶板20的上表面22通过焊料等直接固定有半导体装置70的电路基板76。将在各半导体芯片78中产生的热传递至顶板20。按照顶板20、电路基板76、以及半导体芯片78的顺序朝z轴正方向进行配置。在顶板20和电路基板76之间、以及电路基板76和半导体芯片78之间可以进行热连接。利用焊料对各个构件之间进行固定的情况下，通过该焊料进行热连接。

半导体装置70可以追加具有收纳部72。收纳部72可以是由例如热固性树脂、紫外线固化树脂等绝缘材料形成的框体，在顶板20的上表面22包围配置有电路基板76等的区域来进行设置。收纳部72可以粘接至顶板20的上表面22。收纳部72具有能收纳半导体芯片78、电路基板76、以及其他电路要素的内部空间。收纳部72可以在内部空间中，收纳包含半导体装置70的电路基板76和半导体芯片78的各构成要素。在收纳部72的内部空间可以填充有对半导体芯片78、电路基板76以及其他电路要素进行密封的密封部74。密封部74是包含例如硅胶或环氧树脂等树脂的绝缘构件。此外，在图1中，为了简化说明，省略收纳部72和密封部74的图示。

制冷剂流通部92配置在顶板20的下表面24侧。如图4所示，制冷剂流通部92在与顶板20的主面平行的剖面处，呈具有长边96和短边93的大致矩形。

制冷剂流通部92中流通有llc或水等制冷剂。在制冷剂流通部92，制冷剂从与短边93的方向的一侧连通的入口41导入并从与短边93的方向的另一侧连通的出口42导出。制冷剂与配置有电路基板76的顶板20的下表面24和针翅散热片94相接触，对半导体装置70进行冷却。

制冷剂流通部92可以是分别与顶板20、侧壁36和底板64相接触的密闭空间。底板64与侧壁36的z轴负方向的下端直接或间接紧密相接触来配置，利用顶板20、侧壁36和底板64对制冷剂流通部92进行密封。另外，间接紧密接触是指通过设置在侧壁36的下端和底板64之间的密封材料、粘结剂、焊材、或其他构件即固定剂98，使侧壁36的下端与底板64紧密接触的状态。紧密接触是指制冷剂流通部92的内部的制冷剂没有从该紧密接触部分漏出的状态。侧壁36的下端与底板64优选为钎焊。另外，底盘40和底板64可以由同一成分的金属形成，焊材可以由熔点低于底盘40等的金属例如含铝的金属形成。

针翅散热片94配置于制冷剂流通部92，并在顶板20与底板64之间延伸。本示例的针翅散热片94沿z轴方向延伸并与顶板20和底板64的各个主面大致正交。本示例的针翅散热片94如图4所示，在xy平面以规定的图案进行配置，以与顶板20和底板64的各个主面大致正交的方式沿z轴方向延伸。此外，本示例的针翅散热片94在xy平面的截面中，具有在短边93方向比制冷剂流通部92的长边96的方向更长的大致菱形。大致菱形的一对对角线中，与长边96平行的对角线比与短边93平行的对角线要短。

针翅散热片94在z轴方向上具有相对的上端和下端，上端与顶板20的下表面24热连接及机械连接，从顶板20的下表面24朝制冷剂流通部92延伸。将针翅散热片94与顶板20一体形成的情况下，针翅散热片94的上端从顶板20的下表面24一体地突出，从顶板20的下表面24朝制冷剂流通部92延伸。本示例的针翅散热片94的下端利用固定剂98固定于底板64。针翅散热片94的下端可以远离底板64。若在针翅散热片94和底板64之间存在间隙，则即使在底板64产生翘曲，在针翅散热片94与底板64之间也不易产生应力。各半导体芯片78所产生的热移动至通过针翅散热片94附近的制冷剂。由此，对各半导体芯片78进行冷却。

如图4中虚线所示，制冷剂流通部92的翅片区域95中，针翅散热片94在制冷剂流通部92的长边96的方向比短边93的方向要配置得更多，呈长边96的方向比短边93的方向更长的大致长方形。针翅散热片94可以在单位长度上，在制冷剂流通部92的长边96的方向上比短边93的方向配置得要多。作为一个示例，在翅片区域95中，配置在制冷剂流通部92的长边96的方向上的针翅散热片94的个数与配置在制冷剂流通部92的短边93的方向上的针翅散热片94的个数之比可以在规定的范围内。在翅片区域95中包含设置有针翅散热片94的区域、以及散热片94间的流路。如图所示，在本示例翅片区域95中，交错排列有针翅散热片94，但也可以取而代之地排列成正方形。另外，相邻的针翅散热片94彼此的间隔可以比针翅散热片94自身的宽度要窄。另外，如图4所示，本示例的u相单元70u、v相单元70v及w相单元70w都可以配置在翅片区域95的内侧，也可以一部分配置在翅片区域95的外侧。

在俯视时，制冷剂流通部92包含夹着翅片区域95配置的第1制冷剂流路30－1和第2制冷剂流路30－2。制冷剂流路30是指在制冷剂流通部92中具有规定的高度(z轴方向的长度)以上的高度的空间。规定的高度可以是顶板20和底板64之间的距离。

第1制冷剂流路30－1位于比翅片区域95更靠短边93的方向的一侧，连通至入口41，并沿长边96的方向延伸。第2制冷剂流路30－2位于比翅片区域95更靠短边93的方向的另一侧，连通至出口42，并沿长边96的方向延伸。第1制冷剂流路30－1和第2制冷剂流路30－2所延伸的方向也称为翅片区域95的长边96的方向。另外，第1制冷剂流路30－1是一个连通区域的一个示例，第2制冷剂流路30－2是另一个连通区域的一个示例。

如上所述，在半导体模块100的半导体装置70中，多个半导体芯片78等热源在y轴方向上存在的情况下，若将流过冷却装置10的制冷剂的主要的流动方向设为与热源的排列方向(y轴方向)平行，则无法均匀地对各热源进行冷却。因此，如本实施方式的半导体模块100那样，考虑采用使流过冷却装置10的制冷剂的主要的流动方向(x轴方向)与多个热源的排列方向(y轴方向)正交的配置结构。更具体而言，根据本实施方式的半导体模块100，在与顶板20的主面平行的(xy平面上的)截面，制冷剂流通部92呈具有长边96和短边93的大致矩形，制冷剂从连通至短边93的方向(x轴方向)的一侧的入口41导入，并从连通至短边93的方向(x轴方向)的另一侧的出口42导出。

为了使从多个热源传递来的热有效地散热到在制冷剂流通部92内流动的制冷剂，在冷却装置10内，配置有针翅散热片94。在冷却装置10中，使用与顶板20的主面平行的(xy平面上的)截面的形状为圆形的针翅的情况下，与制冷剂相接触的针翅的表面积较小，因此其散热效率低于使用与顶板20的主面平行的(xy平面上的)截面的形状为多边形的针翅的情况。并且，在使用与顶板20的主面平行的(xy平面上的)截面的形状为多边形的针翅的情况下，具有正方形或正六边形等xy平面上制冷剂的主要流动方向的宽度与垂直于该流动方向的方向的宽度相等的截面形状、或该垂直的方向的宽度比该流动方向的宽度要长的长方形等的截面形状的情况下，垂直于该流动方向的面内的面积大，制冷剂的流速损耗大，散热效率低。与此相对，根据本实施方式的半导体模块100，配置在制冷剂流通部92的针翅散热片94在xy平面的截面上，具有与制冷剂流通部92的长边96的方向相比在短边93的方向更长的大致菱形，因此与使用上述的多边形的针翅的情况下相比，与制冷剂的主要流动方向正交的面内的面积小，制冷剂的流速损耗小。

根据具有上述结构的本实施方式的半导体模块100，在安装于半导体装置70的冷却装置10中，在xy平面处的截面为大致矩形的制冷剂流通部92内流动的制冷剂的主要流动方向为大致矩形的短边93的方向，配置于制冷剂流通部92的针翅散热片94在xy平面处的截面形状具有在制冷剂的主要流动方向上较长的大致菱形。由此，根据本实施方式的半导体模块100，使在半导体模块100的动作过程中发热的半导体装置70的多个热源均匀地冷却，能减小在制冷剂流通部92内流动的制冷剂的流速损耗以提高散热效率。

并且，根据本实施方式的半导体模块100，在xy平面上具有大致矩形的制冷剂流通部92的对角线方向上，冷却装置10中的入口41和出口42位于制冷剂流通部92的相对的两端。制冷剂流通部92的翅片区域95中，针翅散热片94在制冷剂流通部92的长边96的方向比短边93的方向配置得更多，呈长边96的方向比短边93的方向要长的大致长方形。在俯视时，制冷剂流通部92包含夹着翅片区域95配置的第1制冷剂流路30－1和第2制冷剂流路30－2，第1制冷剂流路30－1位于比翅片区域95更靠短边93的方向的一侧，连通至入口41，并沿长边96的方向延伸。第2制冷剂流路30－2位于比翅片区域95更靠短边93的方向的另一侧，连通至出口42，并沿长边96的方向延伸。

根据具有上述的结构的本实施方式的半导体模块100，从入口41流入制冷剂流通部92内的制冷剂一边在第1制冷剂流路30－1内扩散，一边朝在制冷剂流通部92的对角线方向位于入口41的相反侧的出口42前进，由此从出口42排出，从而不仅朝制冷剂的主要流动方向即制冷剂流通部92的短边93的方向前进，还与翅片区域95的针翅散热片94碰撞并朝与制冷剂的主要流动方向正交的制冷剂流通部92的长边96的方向前进。由此，根据本实施方式的半导体模块100，与制冷剂的流入口和流出口位于在制冷剂流通部92的短边93的方向上制冷剂流通部92的相对的两端的情况相比，能使在半导体模块100的动作过程中发热的半导体装置70的多个热源进一步有效地均匀冷却。

图5是说明针翅散热片94在xy平面上的截面形状的一个示例的图，图6是示出针翅散热片94的r加工形状与半导体芯片78和冷却水之间的热阻的关系的图。图5中，用l表示xy平面上的截面为大致菱形的针翅散热片94的一边的长度，用d1表示大致菱形的沿x轴方向和y轴方向延伸的对角线中较长的一边的长度，用d2表示较短的一边的长度。此外，对图5所示的针翅散热片94进行r倒角加工，使得大致菱形在xy平面上的截面的各自的角部有相同的曲率半径，用r表示各曲率半径。图6所示的图表的横轴表示曲率半径[mm]，纵轴表示热阻rth(j－w)[℃/w]。

本示例的针翅散热片94作为一个示例，大致菱形的截面的各个边的长度l可以是1.8mm～2.0mm。本示例的针翅散热片94作为一个示例，在大致菱形的截面的各个角部，可以具有曲率半径r为0.1mm～0.2mm的圆角。如图6的图表所示，根据仿真可知：半导体芯片78和冷却水之间的热阻rth(j－w)[℃/w]随着针翅散热片94的该角部的曲率半径r从0.0mm变为0.1mm，则从0.211℃/w大幅降低至0.197℃/w，随着曲率半径r从0.1mm变为0.2mm，进一步降低至0.194℃/w，随着曲率半径r从0.2mm变为0.3mm，大幅增加至0.224℃/w。

图7是说明针翅散热片94在xy平面上的截面形状的另一个示例的图。本示例的针翅散热片94中，与图5所示的针翅散热片94在xy平面上的截面形状的不同点在于，大致菱形的截面的短边93的方向(x轴方向)的两端的角部具有比大致菱形的截面的长边96的方向(y轴方向)的两端的角部要大的曲率半径(或者要小的曲率)的圆角。

如本示例所示，通过将针翅散热片94在xy平面上的大致菱形的截面形状构成为制冷剂流通部92内的制冷剂的主要流动方向(x轴方向)上的两端的角部相对更圆，从而与所有角部的曲率半径r相等的情况相比，有时能进一步降低流速损耗。

图8是图3中的区域a的局部放大图。其中，图8中示出使图3中的区域a旋转180度的状态。此外，图8中，用t1表示顶板20的紧固部21在z轴方向的厚度，用t2表示顶板20在翅片区域95中的z轴方向的厚度，用t3表示侧壁36在x轴方向的厚度，用t4表示底板64在z轴方向的厚度。

如图8所示，在本示例的冷却装置10中，紧固部21的厚度t1可以比顶板20中的翅片区域95的厚度t2更厚。通过使顶板20中的翅片区域95的厚度变薄，从而能使从配置于顶板20的上表面22的半导体装置70的热有效地移动至在制冷剂流通部92内流动的制冷剂，另一方面，通过提高紧固部21的强度，从而能抑制由于在用螺栓等将半导体模块100与外部装置牢固地紧固时可施加的较强的紧固力导致紧固部21损坏的情况。

侧壁36的厚度t3可以比顶板20中的翅片区域95的厚度t2要厚。通过使顶板20中的翅片区域95的厚度变薄，从而能与上述同样地提高冷却效率，另一方面，通过提高与顶板20相连接的侧壁36的强度，从而能抑制顶板20中的翅片区域95由于机械性影响或热影响而导致扭曲等变形。

底板64的厚度t4可以比顶板20的至少翅片区域95的厚度t2和侧壁36的厚度t3中的任意一个厚度都要厚，还可以比顶板20中的紧固部21的厚度t1要厚。如上所述，入口41和出口42分别形成于底板64。通过将贯通孔即入口41和出口42形成于厚度最大的底板64，从而能提高冷却装置10的强度，并且能使冷却装置10的加工变得容易。

此外，在图8和上述的图4中，用c1表示俯视时的底板64的轮廓，用c2表示侧壁36的轮廓。在本示例的冷却装置10中，底板64的轮廓c1可位于比侧壁36的轮廓c2更靠内侧。

此外，本示例的阶梯部65从底板64的主面突出，在俯视时比侧壁36的内周要稍小，具有与侧壁36的内周大致一致的轮廓。由此，在将底板64和侧壁36进行固定时阶梯部65在不同的至少2个面上与侧壁36相接触，起到决定将侧壁36固定于底板64的位置的作用。

此外，本示例的底板64可以对俯视时的轮廓中的与侧壁36固定的一侧的角部进行倒角。在下面的说明中，有时将底板64中的该倒角后的部位称为倒角部66。在利用蜡等固定剂98对底板64和侧壁36进行固定的情况下，在固定的区域外侧钎料可能会落下。对此，预先进行倒角加工使得底板64具有上述的倒角部66，在固定剂98凝固之前，如图所示将底板64相对于侧壁36置于重力方向的上侧，固定底板64和侧壁36，从而具有固定剂98形成圆角的区域，能防止钎料的落下。

另外，倒角部66可以进行c倒角加工，也可以进行r倒角加工。另外，出于同样目的，侧壁36和针翅散热片94的z轴负方向的下端的角部也可以进行倒角。

图9是表示本发明的1个实施方式所涉及的车辆200的概要的图。车辆200是至少用电力来产生一部分推进力的车辆。作为一个示例，车辆200是用电动机等电力驱动设备来产生全部推进力的电动车、或并用电动机等电力驱动设备和用汽油等燃料驱动的内燃机的混合动力汽车。

车辆200具备控制电动机等电力驱动设备的控制装置210(外部装置)。在控制装置210设置有半导体模块100。半导体模块100可以控制提供给电力驱动设备的电力。

图10是表示本发明的1个实施方式所涉及的车辆200内，泵221、以及处于经由入口配管222和出口配管223连接至泵221的状态的半导体模块101的一个示例的示意性的侧视图。本实施方式所涉及的半导体模块101具备与使用图1至图9说明的实施方式所涉及的半导体模块100相同的结构。因此，半导体模块101所具备的结构中，针对与半导体模块100相同的结构，使用相同的参考编号，并省略重复说明。

其中，本实施方式所涉及的半导体模块101将载置有半导体装置70的冷却装置10的面作为xz平面，将与xz平面垂直的轴作为y轴。即，本实施方式所涉及的半导体模块101在xyz空间内的姿势是用图1至9说明的实施方式所涉及的使半导体模块100绕x轴旋转90°后的状态。因此，本实施方式的半导体模块101的各结构的延伸方向等与用图1至图9说明的实施方式的半导体模块100的同样的结构的延伸方向等不同。

本实施方式中，车辆200包括泵221、以及半导体模块101。泵221在车辆200中使制冷剂循环，经由半导体模块101的入口41将制冷剂导入至制冷剂流通部92，经由出口42将制冷剂从制冷剂流通部92导出。

为了满足搭载有半导体模块101的车辆200的要求、或者用户的要求，有时将半导体模块101设置成入口41在重力方向的上侧，出口42在重力方向到的下侧来使用。图10所示的半导体模块101作为一个示例，被固定在车辆200内，并使入口41在z轴方向的上侧，出口42在z轴方向的下侧、即在纵向放置的状态下从上方导入制冷剂。

用图1至图9说明的实施方式的半导体模块100总体来说在以在纵向放置的状态下从上方导入制冷剂方式被使用的情况下，有时会由于意外原因，空气聚集在冷却装置10的制冷剂流通部92内。例如，考虑有如下等原因：到将制冷剂提供至半导体模块100的泵221中包含空气的情况、或者将在半导体模块100与泵221之间循环的制冷剂进行更换时有空气进入的情况。空气与制冷剂相比热传导要差，有时在空气聚集的部位中半导体装置70的散热效率降低，半导体装置70的温度变高。

此外，根据试验可知：在使半导体模块100与水平面垂直地纵向放置状态即将载置有半导体装置70的冷却装置10的面作为xz面的状态下从上方将水导入至冷却装置10内的情况下，空气最容易聚集在制冷剂流通部92内。此外，在与该试验相同地设置半导体模块100的状态下，进行将制冷剂从泵221导入至冷却装置10内的流动分析后，可知：从泵221提供至半导体模块100的冷却装置10的水的流量为5[l/min]以下时，在制冷剂流通部92内的长边96的方向上的入口41所在侧，在第二制冷剂流路30－2的侧壁36附近水的流速下降最多。

例如在车辆200内使用泵221时，有时泵221的输出优选为小到5[l/min]左右。此外，例如在车辆200内使用泵221时，即使泵221的额定输出为6[l/min]以上，由于外部气温降低，使得循环的制冷剂的粘性变大，有时会小到5[l/min]左右。

图11是表示本发明的1个实施方式所涉及的半导体模块101的冷却装置11的一个示例的示意性的立体图。图12是说明本发明的1个实施方式所涉及的半导体模块101的冷却装置11的侧壁37的结构的一个示例的图。

另外，在图11的冷却装置11中，与图2相同，为了简化用点来表示设置有针翅散热片94的区域即翅片区域95，以代替对针翅散热片94进行图示。此外，在图12中用虚线表示的区域[r1]与分别在后述的图13和图14中放大表示的区域相对应，图12中用虚线表示的区域[r2]与在后述的图15中放大表示的区域相对应。此外，在图12中，与图4相同，用虚线表示u相单元70u、v相单元70v以及w相单元70w。

本实施方式的半导体模块101与上述的实施方式的半导体模块100的不同点在于：具备冷却装置11代替冷却装置10。此外，冷却装置11与冷却装置10的不同点在于：不具有包含侧壁36的底盘40，取而代之地具有包含侧壁37的底盘45。此外，冷却装置11与冷却装置10的不同点在于：具有底板67以代替底板64。

在本实施方式中，翅片区域95与用图1至图9说明的实施方式中的翅片区域95相同，在俯视时可以是矩形。在本实施方式的说明中，俯视是指从y轴正方向观察半导体模块101的情况。在本实施方式中，翅片区域95在与顶板20的主面平行的截面具有与z轴平行的长边99、以及与x轴平行的短边91。

在俯视时，本示例的u相单元70u、v相单元70v、w相单元70w都与用图1至图9说明的实施方式相同，配置于翅片区域95的内侧。换言之，在俯视时，在与翅片区域95重叠的顶板20上的区域的内侧，安装有半导体装置70。另外，俯视时的顶板20上的该区域是具有长边和短边的大致矩形的区域的一个示例。该区域的对角线方向与制冷剂流通部92的对角线方向大致一致。

在俯视时，具有长边和短边的大致矩形的区域可以是呈紧密包围在u相单元70u、v相单元70v、w相单元70w这3个单元的轮廓的长方形的区域。在该情况下，在俯视时，该长方形的区域在z轴方向的长度与从z轴方向的u相单元70u的外侧的边到w相单元70w的外侧的边之间的长度相等，该长方形的区域在x轴方向的长度与u相单元70u等在x轴方向的长度相等。

本实施方式中的侧壁37的俯视时的形状与冷却装置10的侧壁36不同。更具体而言，在俯视时，在长边99方向上的入口41所在一侧，与第二制冷剂流路30－2面对的侧壁37的内侧的至少一部分比与第1制冷剂流路30－1面对的侧壁37的内侧要朝内更大地倾斜

更具体而言，如图12所示，本实施方式中的侧壁37具有在xz平面中呈大致矩形的轮廓。即，侧壁37的轮廓在俯视时相对于沿长边99方向延伸的中心轴，在短边91的方向上呈大致对称。并且，如图12所示，在俯视时，在长边99方向上的入口41所在侧，与第2制冷剂流路30－2面对的侧壁37的至少一部分的厚度比与第1制冷剂流路30－1面对的侧壁37的厚度要厚。

由此，在俯视时，长边99方向上的入口41所在侧的与第2制冷剂流路30－2面对的侧壁37的内侧的至少一部分比与第1制冷剂流路30－1面对的侧壁37的内侧要朝内更大地倾斜。另外，长边99方向上的入口41所在侧的短边91的方向上的侧壁37的截面形状相对于沿着长边99方向延伸的中心轴呈非对称。

另外，这里所说的长边99方向上的入口41所在侧的与第2制冷剂流路30－2面对的侧壁37是短边方向上的另一侧的侧壁(也称为“第二侧壁”)的一个示例，与第1制冷剂流路30－1面对的侧壁37是短边方向上的一侧的侧壁(也称为“第一侧壁”)的一个示例。另外，侧壁37朝内相对较大地倾斜的状态可以是指侧壁37相对较大地靠近翅片区域95的状态，也可以是指通过侧壁37第1制冷剂流路30－1或第2制冷剂流路30－2变窄的程度相对较大的状态，也可以是指朝向翅片区域95的侧壁37的突出程度相对较大的状态。倾斜可以与在俯视时短边方向与侧壁的延伸方向的夹角(小于90度)相关联，较大的倾斜可以是指相对较大的夹角。

在以下的说明中，有时将长边99方向上的入口41所在侧的与第2制冷剂流路30－2面对的侧壁37的至少一部分称为斜坡面37－1。此外，有时将长边99方向上的入口41所在侧与第1制冷剂流路30－1面对的侧壁37称为非斜坡面37－2。

如图12所示，本实施方式中的侧壁37作为一个示例，在俯视时，在长边99方向上的出口42所在侧，与第1制冷剂流路30－1面对的侧壁37的厚度的至少一部分比与第2制冷剂流路30－2面对的侧壁37的厚度要厚。由此，在俯视时，长边99方向上的出口42所在侧与第1制冷剂流路30－1面对的侧壁37的内侧的至少一部分比与第2制冷剂流路30－2面对的侧壁37的内侧朝内更大地倾斜。

在以下的说明中，有时将长边99方向上的出口42所在侧的与第1制冷剂流路30－1面对的侧壁37的至少一部分称为斜坡面37－1。有时将长边99方向上的出口42所在侧与第2制冷剂流路30－2面对的侧壁37称为非斜坡面37－2。

在图12中，分别用粗体虚线表示位于侧壁37的不同的2处的斜坡面37－1、以及位于侧壁37的不同的2处的非斜坡面37－2。如图12所示，位于侧壁37的不同的2处的斜坡面37－1可以具有彼此大致相同的尺寸形状。即，2个斜坡面37－1可以具有彼此大致相同的倾斜角度和大致相同的长度。

如图12所示，在俯视时，多个针翅散热片94具有在短边91方向比长边99方向要长的大致菱形，连结多个针翅散热片94各自的一边的直线沿翅片区域95的对角线方向延伸。在图12中，示出在沿该对角线方向延伸的多个直线中，长边99方向上的出口42所在侧即第1制冷剂流路30－1侧与长边99方向上的入口41所在侧即第2制冷剂流路30－2侧之间延伸的2个直线l。

本实施方式中，在俯视时，该2个直线l中的一个与长边99方向上的入口41所在侧的斜坡面37－1的延伸方向以小于90°的角度a相交。此外，同样地，在俯视时，该2个直线l中的另一个与长边99方向上的出口42所在侧的斜坡面37－1的延伸方向以小于90°的角度a相交。

本实施方式中的侧壁37在不同的2处包含斜坡面37－1，但如图12所示，在俯视时，侧壁37不与半导体装置70重叠。半导体装置70可以在俯视时配置在侧壁37的内侧。由此，制冷剂能从半导体装置70的背面有效地冷却半导体装置70。

此外，在本实施方式中，长边99方向上的入口41所在侧的与第2制冷剂流路30－2面对的侧壁37的至少一部分即侧壁37的斜坡面37－1所在的部分具有用于在与底板67相对的面内定位的销38。此外，在本实施方式中，侧壁37的另一个斜坡面37－1所在的部分也同样具有销38。

此外，在本实施方式中，底板67与冷却装置10的底板64的不同点在于：不具有阶梯部65和倒角部66，取而代之具有侧壁37的定位用销38所嵌合的孔68。此外，在本实施方式中，底板67与形成于侧壁37的2个销38相对应地具有2个孔68。

通过将侧壁37的2个销38分别插入底板67的2个孔68，从而能决定底板67相对于底盘45的位置。另外，侧壁37的销38与底板67的孔68的组的数量可以大于2。另外，侧壁37的斜坡面37－1所在的部分可以形成有定位用的孔以代替销38，此时，底板67可以具有与该孔嵌合的定位用的销以代替孔68。此外，对于它们的组合，侧壁37和底板67例如可以分别具有1个销和一个孔。

此外，在本实施方式中，用固定剂98固定侧壁37和底板67，长边99方向上的入口41所在侧的与第2制冷剂流路30－2面对的侧壁37的至少一部分即侧壁37的斜坡面37－1所在的部分具有用于将固定剂98收纳于与底板67面对的面内的槽39。由此，能抑制固定剂98在侧壁37与底板67的接触面以外的区域溢出并硬化的情况。

如上所述，本实施方式的半导体模块101的冷却装置11在俯视时，在长边99方向上的入口41所在侧，与第2制冷剂流路30－2面对的侧壁37的内侧的至少一部分比与第1制冷剂流路30－1面对的侧壁37的内侧朝内更大地倾斜。根据具备该结构的半导体模块101，如图10所示，在纵向放置的状态下固定于车辆200内，通过泵221将制冷剂从重力方向的上方的入口41导入，并且即使在泵221的输出较小的情况下，也能防止空气聚集在制冷剂流通部92内的情况。

对于半导体模块101进行了上述的流动分析后，在从泵221提供给冷却装置11的水的流量为5[l/min]的情况下，也能确认到在制冷剂流通部92内没有空气聚集。此外，还能确认到：与上述的实施方式的半导体模块100相比较，能维持6个半导体芯片78各自的热阻值及压力损耗。另外，维持6个半导体芯片78各自的热阻值可以是指在6个半导体芯片78之间不会对热阻的分布造成影响。

此外，本实施方式的半导体模块101的冷却装置11具备针翅散热片94而不是板翅。在具备板翅而非针翅散热片的情况下，由于在板翅间若发生堵塞导致此处的制冷剂的流动停止。对此，与板翅相比，针翅散热片94的制冷剂可迂回的路径数量更多。由此，根据半导体模块101，即使在针翅散热片94间发生堵塞，也几乎不会使制冷剂停止流动。此外，根据半导体模块101，由于热量扩散到多个针翅散热片94等理由，与具有板翅的半导体模块相比，能使散热性能提高10％左右。

图13是说明图12所示的区域[r1]内的侧壁37的第一变形例的图。本实施方式的半导体模块101可以具备具有侧壁36的散热翅片12以代替具有侧壁37的冷却装置11。此时，在俯视时，侧壁36的轮廓相对于沿长边99方向延伸的中心轴在短边91的方向上呈大致对称。

侧壁36包含位于长边99方向上的入口41所在侧的与第2制冷剂流路30－2面对的一侧，并与侧壁36的内表面相接的斜坡部50。斜坡部50的内侧作为与第2制冷剂流路30－2面对的一侧的侧壁36的内侧的至少一部分、即作为斜坡面36－1，比与第1制冷剂流路30－1面对的一侧的侧壁36的内侧朝内较大地倾斜。根据该变形例的半导体模块101，也起到与上述的实施方式的半导体模块101相同的效果。

另外，如上所述，侧壁36与顶板20一体地形成。另一方面，斜坡部50自由拆卸地固定于顶板20。斜坡部50例如可以焊接在顶板20上。另外，斜坡部50在y轴方向的高度优选为与侧壁36在y轴方向的高度相同。另外，侧壁36是形成侧壁36的轮廓，包围制冷剂流通部92的外壁部的一个示例。

另外，如图13所示，斜坡部50可以包含具有与槽39相同的结构和作用的槽51。即，槽51能将固定剂98收纳在与底板67相向的面内。

图14是说明图12所示的区域[r1]内的侧壁37的第二变形例的图。本实施方式的半导体模块101可以具备具有顶板25和侧壁35的冷却装置13以代替具有顶板20和侧壁37的冷却装置11。

侧壁35与顶板25一体形成，侧壁35的厚度大致一定。此外，如图14所示，与第2制冷剂流路30－2面对的一侧的侧壁35的至少一部分轮廓c2位于比底板67的轮廓c1更靠内侧。由此，在俯视时，在长边99方向上的入口41所在侧，与第2制冷剂流路30－2面对的侧壁35的内侧的至少一部分即斜坡面35－1比与第1制冷剂流路30－1面对的侧壁37的内侧朝内更大地倾斜。根据该变形例的半导体模块101，也起到与上述的实施方式的半导体模块101相同的效果。

此外，顶板25可以在长边99方向上的入口41所在侧的与第2制冷剂流路30－2面对的一侧的侧壁35的至少一部分的外部，包括支承底板67的支承销26。在图14所示的示例中，在该顶板25上包括4个支承销26。此外，可以用固定剂98将侧壁35、支承销26以及底板67彼此固定。

如图10所示，将入口配管222以及出口配管223固定于入口41和出口42。为了进行该固定，需要将比该周长要大的例如橡胶制o型圈垫在入口41和出口42的周围。由此，为了在底板67上确保该o型圈的接触面，可要求维持底板67的外形。

根据本实施方式的半导体模块101的冷却装置13，通过构成上述结构，即使将上述的o型圈按压至底板67，也能通过多个支承销26支承底板67，防止底板67的变形。此外，为了该目的，支持销26在y轴方向的高度优选与侧壁35在y轴方向的高度相同。

图15是说明图12所示的区域[r2]内的针翅散热片94的变形例的图。在图12所示的实施方式中，翅片区域95所包含的针翅散热片94在xz平面的截面中，具有在短边91方向比长边99方向要长的大致菱形。如图15所示，针翅散热片94可以具有圆形的截面形状以代替该截面形状。此外，针翅散热片94也可以具有椭圆形的截面形状以代替该截面形状。

在图4和图12所示的2个实施方式中，在俯视时，冷却装置10的侧壁36和冷却装置11的侧壁37的内表面可以分别为8边形。在2个实施方式中，由侧壁36、37划定的制冷剂流通部92中，可以将第1制冷剂流路30－1并列设置在翅片区域95的短边方向的一侧，将第2制冷剂流路30－2并列设置在另一侧，将针翅散热片94配置在第1制冷剂流路30－1与第2制冷剂流路30－2之间。并且，在2个实施方式中，针翅散热片94可以配置成格子状、优选为斜格子状或菱形格子状。在2个实施方式中，入口41和出口42可以在制冷剂流通部92与翅片区域95相邻，并设置在对角线上。在俯视时，入口41和出口42的开口在长边99方向的长度可以大于在短边91方向的长度。

图16是本发明的多个实施方式所涉及的半导体模块100、101的主电路图。半导体模块100、101可以是作为具有输出端子u、v及w的三相交流逆变器电路起作用，可以是驱动车辆的电动机的车载用单元的一部分。

在半导体模块100、101中，半导体芯片78－1、78－2及78－3可以构成上臂，半导体芯片78－4、78－5及78－6可以构成下臂。一组半导体芯片78－1、78－4构成支路(u相)。一组半导体芯片78－2、78－5、一组半导体芯片78－3、78－6也同样构成支路(v相、w相)。在半导体芯片78－4中，发射极电极与输入端子n1电连接，集电极电极与输出端子u电连接。在半导体芯片78－1中，发射极电极与输出端子u电连接，集电极电极与输入端子p1电连接。同样，在半导体芯片78－5、78－6中，发射极电极分别与输入端子n2、n3电连接，集电极电极分别与输出端子v、w电连接。并且，在半导体芯片78－2、78－3中，发射极电极分别与输出端子v、w电连接，集电极电极分别与输入端子p2、p3电连接。

各半导体芯片78－1～78－6可以根据输入到相对应的控制端子的信号交替地进行开关。在本示例中，各半导体芯片78可以在开关时发热。输入端子p1、p2、p3分别与外部电源的正极相连接，输入端子n1、n2、n3分别与外部电源的负极相连接，输出端子u、v、w分别与负载相连接。输入端子p1、p2、p3可以彼此电连接，此外，其他输入端子n1、n2、n3可以彼此电连接。

在半导体模块100、101中，多个半导体芯片78－1～78－6可以分别是rc-igbt(反向导通igbt)半导体芯片。此外，半导体芯片78－1～78－6可以分别包含mosfet、igbt等晶体管和二极管的组合。

在以上的多个实施方式的说明中，例如像“大致相同”、“大致一致”、“大致一定”、“大致对称”、“大致菱形”等那样，有时将与“大致”的词语一起使用来表示特定的状态，这些都不是特指该特定的状态，而包含大致处于该特定的状态的情况。

以上，对于本发明用实施方式进行了说明，但是本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。能够在上述实施方式的基础上进行各种变更或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由权利要求范围的记载可以明确，施加了这种变更或改进的方式也包含在本发明的技术范围内。

例如在上述的实施方式中，在底盘40、45一体形成有顶板20、25、侧壁36、37、35和针翅散热片94的结构进行了说明，但也可以取而代之地将顶板20等、侧壁36等和针翅散热片94分别单独形成后，并利用固定剂98等相互固定；也可以将顶板20等和侧壁36等一体形成，并将单独形成的针翅散热片94固定于顶板20等；也可以将顶板20等和针翅散热片94一体形成，将单独形成的侧壁36等固定于顶板20等。

例如，在上述的实施方式中，作为将针翅散热片94与顶板20等一体形成，并朝底板64、67延伸的结构进行了说明，但也可以取而代之地将针翅散热片94与底板64等一体形成，并从底板64等朝顶板20等延伸。另外，在该情况下，也可以利用固定剂98等对针翅散热片94的前端与顶板20等之间进行固定。

例如，在上述的实施方式中，作为将针翅散热片94在顶板20等和底板64、67之间沿顶板20的主面的法线方向延伸、即与顶板20等和底板64等垂直地延伸的结构进行了说明，但也可以取而代之地使针翅散热片94在顶板20等与底板64等之间倾斜地延伸，以使得针翅散热片94相对于顶板20等的主面的法线方向具有角度。针翅散热片94在xy平面上的截面的尺寸可以在z轴方向上为一定，也可以变化，作为更具体的一个示例，可以以朝向前端逐渐变细的方式，从顶板20等和底板64等的任意一方朝另一方延伸。

此外，例如，在上述的实施方式中，作为在底板64、67形成用于将制冷剂导入到制冷剂流通部92的入口41、以及用于将制冷剂从制冷剂流通部92导出的出口42的结构进行了说明，但也可以取而代之地将入口41和出口42形成于侧壁36、37、35。在该情况下，也可以将入口41和出口42形成于侧壁36等的与x轴方向相向的2个侧面。

例如，在上述的实施方式中，作为将半导体装置70直接固定于冷却装置10、11、12的顶板20等的上表面22的结构进行了说明，但取而代之地，半导体装置70也可以具有在收纳部72的下表面露出的底板，将电路基板76固定于该底板的上表面，将该底板固定于顶板20等的上表面22。

例如，在上述的实施方式中，作为阶梯部65从底板64的主面突出，并在俯视时具有比侧壁36的内周稍小的轮廓的结构进行了说明，但取而代之地，阶梯部65也可以是形成于俯视时的底板64的最外周，并从底板64的底面突出的圆筒状的阶梯。作为阶梯部65的另一个示例，可以是在俯视时形成于底板64的最外周，并从底板64的主面凹陷的阶梯。此外，在俯视时底板64的轮廓c1大于侧壁36的轮廓c2的情况下，阶梯部65在俯视时可以与侧壁36大致一致，侧壁36的下端可以是相嵌合的槽，在该情况下倒角部66可以不形成在底板64。

此外，例如，在上述的实施方式中，在俯视时，将侧壁35、36、37的斜坡面35－1、36－1、37－1或斜坡部50的内侧等作为直线进行了说明，但它们并不限于直线，也可以是折线或曲线。例如，在俯视时，斜坡面35－1等可以是朝制冷剂流通部92侧呈弓状膨胀的曲线，也可以朝其相反侧呈弓状地凹陷的曲线。

应当注意的是，权利要求书、说明书以及附图中所示的装置、系统、程序及方法中的动作、顺序、步骤、以及阶段等的各处理的执行顺序只要没有特别明确地示出为“之前”、“先前”等，此外只要不是在之后的处理中使用之前的处理的输出，则可以按照任意的顺序来实现。权利要求书、说明书以及附图中的动作流程中，为了方便说明，使用了“首先”、“然后”等，但并不意味着一定要按照这样的顺序来实施。

标号说明

10、11、12、13冷却装置

20、25顶板

21紧固部

22上表面

24下表面

26支承销

30制冷剂流路

30－1第1制冷剂流路

30－2第2制冷剂流路

36、37、35侧壁

35－1、36－1、37－1斜坡面

37－2非斜坡面

38销

39槽

40、45底盘

41入口

42出口

50斜坡部

51槽

64、67底板

65阶梯部

66倒角部

68孔

70半导体装置

70uu相单元

70vv相单元

70ww相单元

72收纳部

74密封部

76电路基板

78半导体芯片

80贯通孔

91短边

92制冷剂流通部

93短边

96长边

94、97针翅散热片

95翅片区域

98固定剂

99长边

100、101半导体模块

200车辆

210控制装置

221泵

222入口配管

223出口配管。