[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，该半导体装置包括：具有半导体元件的元件单元；与元件单元电连接的电容器；控制半导体元件的控制板；以及具有元件单元布置表面的冷却器，元件单元布置表面布置成使得元件单元安装在元件单元布置表面上，并且冷却器对布置在元件单元布置表面上的元件单元进行冷却。

背景技术

作为上述半导体装置，例如在专利文献1中描述的装置是已知的。在以下对背景技术的描述中，在适当的情况下，在专利文献1中使用的附图标记或名称在括号中说明并引用。在专利文献1中描述的装置中，元件单元（开关元件功率模块Ug和Um）所固定到的第一基底（壳体框架20）、电容器（平滑电容器C）所固定到的第二基底（托架23）、以及控制板（Uc）所固定到的第三基底（托架24）布置成在文献的图1所示的高度方向上顺序地堆叠，从而减小装置的尺寸。

如专利文献1的第0042段中所述，该文献中所描述的装置具有以下构型：通过将元件单元布置成使得元件单元抵接第一基底的底壁（散热片H）来冷却元件单元。为了有效地冷却元件单元，如该文献中的第0034段中所述，采用了将元件单元直接固定到底壁的构型，使得元件单元与第一基底的底壁紧密接触。

但是，在专利文献1中，没有关于如何将元件单元固定到第一基底的具体描述。因此，对于专利文献1的构型，根据元件单元的固定结构，能够有效地冷却元件单元，但是装置的尺寸很可能增大。

相关技术文献

专利文献

[专利文献1]日本专利申请公告No.2003-199363(JP2003-199363A)(第0034、0042段、图1等)

发明内容

因此，需要实现一种半导体装置，该半导体装置既能够有效地冷却元件单元，又能够减小装置的尺寸。

根据本发明的半导体装置具有：具有半导体元件的元件单元、与元件单元电连接的电容器、控制半导体元件的控制板、以及具有元件单元布置表面的冷却器，元件单元布置表面布置成使得元件单元安装在元件单元布置表面上，并且冷却器对布置在元件单元布置表面上的元件单元进行冷却，所述半导体装置的特征构型包括：支撑构件，支撑构件具有电容器容置腔和板固定部分，电容器容置腔容置电容器，板固定部分关于电容器容置腔位于与冷却器相反的一侧并且将控制板固定到板固定部分。电容器具有彼此平行的两个平行平面表面，电容器容置腔具有与元件单元布置表面平行地布置并且面向元件单元布置表面的平行对置表面，并且在所述两个平行平面表面与平行对置表面平行地布置的状态下，电容器容置腔容置电容器，以及在平行对置表面朝向冷却器挤压元件单元的状态下，支撑构件固定到冷却器。

在本申请中，关于两个表面的“对置”，其意指所述两个表面布置在使得所述两个表面面向彼此的方向上，其中仅关注于所述两个表面（的法线方向上）的布置，而不管所述两个表面之间是否具有任何构件。

根据以上特征构型，由于在平行对置表面朝向冷却器挤压元件单元的状态下支撑构件固定到冷却器，因此能够简化用于将元件单元布置在设置于冷却器中的元件单元布置表面上的构型。这使得能够减少部件的数量，并且简化组装过程。此外，平行对置表面与元件单元之间的距离能够减小至较小，并且该装置在与元件单元布置表面正交的高度方向上的尺寸能够减小至较小。

此时，由于元件单元被朝向冷却器挤压，因此当元件单元布置成与元件单元布置表面接触时，在元件单元与元件单元布置表面之间的接触位置处实现了良好的表面接触。并且，在诸如导热构件之类的另一构件布置在元件单元与元件单元布置表面之间的情况下，在元件单元与所述另一构件之间的接触位置处以及在所述另一构件与元件单元布置表面之间的接触位置处也实现了良好的表面接触。

因此，当元件单元被经由上述接触位置的热传导冷却时，元件单元与冷却器之间的热传导被良好地确保，并且因此元件单元被有效地冷却。并且，在冷却剂在元件单元与冷却器之间流动的情况下，良好地确保了设置在元件单元与冷却器之间的冷却剂流动通路的密封性，从而有效地冷却了元件单元。

如上所述，根据以上特征构型，该装置在高度方向上的尺寸减小至较小，并且因此实现了该装置的尺寸减小，同时有效地冷却了元件单元。

此外，根据以上特征构型，由于支撑电容器和控制板二者的支撑构件固定到冷却器，因此能够通过使用借助于支撑构件的热传导，积极地冷却电容器和控制板。