冷卻器及冷卻器的固定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種冷卻器及該冷卻器的固定方法，所述冷卻器用于冷卻半導(dǎo)體模塊，在用于將冷卻器固定在基體上的連接區(qū)域也具備制冷劑流路，冷卻效率高，且節(jié)省空間。在將冷卻半導(dǎo)體模塊(10)的冷卻器(20)固定在基體上的固定方法中，優(yōu)選地，使用冷卻器(20)，該冷卻器(20)具備冷卻器主體和蓋(50)，所述冷卻器主體具備由第一壁部(21a)、第二壁部(21b)及側(cè)壁部(21c)所圍成的制冷劑流路，其中，第一壁部(21a)具有第一通孔(26)，第二壁部(21b)與第一壁部(21a)對(duì)置配置，且在與第一通孔(26)對(duì)置的位置上具備與基體(30)連接的連接區(qū)域(27)，側(cè)壁部(21c)連接第一壁部(21a)的周圍與第二壁部(21b)的周圍；蓋(50)堵塞第一通孔(26)，在以與基體(30)接觸的方式定位所述第二壁部(21b)的外側(cè)的狀態(tài)下，通過(guò)第一通孔(26)插入固定裝置(40)，將所述連接區(qū)域(27)固定在所述基體(30)上，利用所述蓋堵塞第一通孔(26)。
【專利說(shuō)明】
冷卻器及冷卻器的固定方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種冷卻器及該冷卻器的固定方法，該冷卻器用于冷卻半導(dǎo)體模塊，在用于將冷卻器固定在基體上的連接區(qū)域也具備制冷劑流路，冷卻效率高，且節(jié)省空間。
【背景技術(shù)】
[0002]面向?qū)崿F(xiàn)低碳社會(huì)，正在加速導(dǎo)入使用了能量轉(zhuǎn)換效率高的逆變電路的電源、電動(dòng)機(jī)，以及應(yīng)用這些電源、電動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車等。在這些領(lǐng)域中，稱為功率半導(dǎo)體元件的整流二極管、功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、晶閘管等被用于大電流控制。功率半導(dǎo)體元件有時(shí)也會(huì)以單體組裝在電路基板上，但也使用將多個(gè)功率半導(dǎo)體元件集成到一個(gè)封裝內(nèi)的半導(dǎo)體模塊，或者也包含控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路等模塊化而成的智能功率模塊(IPM)。
[0003]也存在以下領(lǐng)域，在功率半導(dǎo)體元件中，雖然進(jìn)行了降低通態(tài)電阻的相關(guān)設(shè)計(jì)，但仍無(wú)法避免伴隨高輸出化的發(fā)熱量的增加，已經(jīng)開始從風(fēng)冷式向液冷式轉(zhuǎn)移。尤其是關(guān)于搭載了多個(gè)功率半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體模塊，由于發(fā)熱量大，因此在冷卻效率方面優(yōu)選為液冷式。但是，如果設(shè)為液冷式，則將增加循環(huán)栗、二次冷卻器等附屬裝置，零件數(shù)量增加，因此各個(gè)零件需要盡可能小型化。尤其在用于電動(dòng)汽車時(shí)，由于安裝空間有限，因此半導(dǎo)體模塊及冷卻器的小型化成為優(yōu)先級(jí)最高的技術(shù)問(wèn)題之一。
[0004]在冷卻器的小型化中，設(shè)置在制冷劑流通的流路上的隔壁、散熱片的結(jié)構(gòu)優(yōu)化最為重要，但除此之外，將冷卻器安裝在基體上所需的裝配部的尺寸減小也很重要。
[0005]在專利文獻(xiàn)1-4中公開有利用螺釘將半導(dǎo)體模塊和冷卻器連結(jié)固定的固定法。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)I:日本專利公開平成8-321570號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本專利公開平成9-22971號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本專利公開2002-141450號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)4:日本專利公開2008-235725號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0013]但是，以往采用通過(guò)貫穿冷卻器主體的螺栓、螺釘?shù)裙潭ú考⒗鋮s器連結(jié)在基體上的結(jié)構(gòu)，在所述固定部件貫穿的位置上，不能設(shè)置制冷劑的流路，只得設(shè)置迂回的流路，存在因冷卻不足而成為熱點(diǎn)的危險(xiǎn)性。另外，在冷卻器內(nèi)部設(shè)置散熱片或隔壁的情況下，所述固定部件的貫穿位置將阻礙散熱片或隔離壁的設(shè)置，難以實(shí)現(xiàn)優(yōu)先考慮冷卻效率的配置。
[0014]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種冷卻器及該冷卻器的固定方法，該冷卻器用于冷卻半導(dǎo)體模塊，在用于將冷卻器固定在基體上的連接區(qū)域也具備制冷劑流路，冷卻效率高，且節(jié)省空間。
[0015](二)技術(shù)方案
[0016]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的冷卻器固定在基體上，用于冷卻半導(dǎo)體模塊，其特征在于，具備:冷卻器主體，其具備由第一壁部、第二壁部及側(cè)壁部所圍成的制冷劑流路，其中，所述第一壁部具有第一通孔，所述第二壁部與所述第一壁部對(duì)置配置，且在與所述第一通孔對(duì)置的位置上具備與所述基體連接的連接區(qū)域，所述側(cè)壁部連接所述第一壁部的周圍與所述第二壁部的周圍;蓋，其堵塞所述第一通孔。
[0017]另外，在本發(fā)明的冷卻器中，優(yōu)選地，在所述第二壁部的所述連接區(qū)域設(shè)置有第二通孔，具備固定部件，其大小為可通過(guò)所述第一通孔，所述固定部件被插入所述第二通孔，將所述冷卻器主體固定在所述基體上。
[0018]另外，在本發(fā)明的冷卻器中，優(yōu)選地，所述第二通孔的所述制冷劑流路側(cè)的內(nèi)徑比所述第二通孔的所述基體側(cè)的內(nèi)徑寬。
[0019]另外，在本發(fā)明的冷卻器中，優(yōu)選地，所述固定部件為由頭部和螺紋部構(gòu)成的螺釘，所述第二通孔的所述制冷劑流路側(cè)設(shè)置有溝槽，以收容所述螺釘?shù)乃鲱^部，所述頭部被配置為不突出到所述制冷劑流路。
[0020]另外，在本發(fā)明的冷卻器中，優(yōu)選地，在所述第二通孔與所述固定部件之間具備密封部件。
[0021]另外，在本發(fā)明的冷卻器中，優(yōu)選地，在所述第二壁部的所述連接區(qū)域設(shè)置有壁厚比其他區(qū)域的壁厚薄的壁部。
[0022]另外，在本發(fā)明的冷卻器中，優(yōu)選地，在所述第一壁部的制冷劑流路側(cè)以不阻塞所述第一通孔的方式連接有多個(gè)散熱片。
[0023]另外，在本發(fā)明的冷卻器中，優(yōu)選地，所述蓋形成為可從所述第一壁部自由裝卸。
[0024]另外，在本發(fā)明的冷卻器中，優(yōu)選地，所述蓋設(shè)置為不突出到所述制冷劑流路。
[0025]另外，在本發(fā)明的冷卻器中，優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體模塊固定在所述第一壁部的外側(cè)，所述第一壁部的厚度比所述第二壁部的厚度薄。
[0026]本發(fā)明的冷卻器的固定方法將冷卻半導(dǎo)體模塊的冷卻器固定在基體上，其特征在于，包含:第一工序，準(zhǔn)備冷卻器，所述冷卻器具備冷卻器主體和蓋，所述冷卻器主體具備由第一壁部、第二壁部及側(cè)壁部所圍成的制冷劑流路，其中，所述第一壁部具有第一通孔，所述第二壁部與所述第一壁部對(duì)置配置，且在與所述第一通孔對(duì)置的位置上具備與所述基體連接的連接區(qū)域，所述側(cè)壁部連接所述第一壁部的周圍與所述第二壁部的周圍，所述蓋堵塞所述第一通孔;第二工序，以與所述基體接觸的方式定位所述第二壁部的外側(cè)；第三工序，通過(guò)所述第一通孔插入連接裝置，將所述連接區(qū)域固定在所述基體上;第四工序，利用所述蓋堵塞所述第一通孔。
[0027]另外，在本發(fā)明的冷卻器的固定方法中，優(yōu)選地，在所述第一工序中，作為所述冷卻器，使用在所述第二壁部的所述連接區(qū)域具有第二通孔的冷卻器，在所述第三工序中，作為所述連接裝置，使用大小為可通過(guò)所述第一通孔，被插入所述第二通孔，將所述冷卻器主體固定在所述基體上的固定部件，在所述基體與所述連接區(qū)域接觸的部分上設(shè)置固定用孔，通過(guò)所述第一通孔將所述固定部件插入所述冷卻器內(nèi)，進(jìn)一步從所述冷卻器的內(nèi)側(cè)插入所述第二通孔，并將其固定在所述基體的固定用孔中。
[0028]另外，在本發(fā)明的冷卻器的固定方法中，優(yōu)選地，在所述第三工序中，作為所述連接裝置使用焊接工具，通過(guò)所述第一通孔將所述焊接工具插入所述冷卻器內(nèi)，并將所述連接區(qū)域焊接固定在所述基體上。
[0029](三)有益效果
[0030]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種冷卻器及該冷卻器的固定方法，該冷卻器用于冷卻半導(dǎo)體模塊，在用于將冷卻器固定在基體上的連接區(qū)域也具備制冷劑流路，冷卻效率高，且節(jié)省空間。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為表示半導(dǎo)體模塊的電路的一例的示意圖。
[0032]圖2為表示半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)的一例的示意圖。
[0033]圖3為本發(fā)明的冷卻器的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖4為表示本發(fā)明的冷卻器的第一實(shí)施方式的裝配次序的示意圖。
[0035]圖5為本發(fā)明的冷卻器的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖6為表示本發(fā)明的冷卻器的第二實(shí)施方式的裝配次序的示意圖。
[0037]圖7為表示改變了本發(fā)明冷卻器的連接區(qū)域的另一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖8為表示改變了本發(fā)明冷卻器的連接區(qū)域的又一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖9為表示改變了本發(fā)明冷卻器的連接區(qū)域的又一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖10為表示改變了本發(fā)明冷卻器的連接區(qū)域的又一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]在本發(fā)明中，半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)并沒有特別限定，但可適用于例如具有如下所述的逆變電路的半導(dǎo)體模塊等。
[0042]圖1中示出將直流功率轉(zhuǎn)換為三相交流的逆變電路I。該逆變電路I由一個(gè)半導(dǎo)體元件(三極管Hla和一個(gè)半導(dǎo)體元件(二極管)llb構(gòu)成元件對(duì)2，將元件對(duì)2串聯(lián)構(gòu)成半橋3，將半橋3并聯(lián)而構(gòu)成。
[0043]圖2(a)中示出搭載了該逆變電路I的半導(dǎo)體模塊10的俯視示意圖。即，在基板12上搭載半導(dǎo)體元件(三極管Hla和半導(dǎo)體元件(二極管)llb各一個(gè)，并通過(guò)導(dǎo)線(未圖示)電連接，能夠構(gòu)成圖1所示的元件對(duì)2。在半導(dǎo)體模塊10上搭載兩行三列共6個(gè)基板12，并按照?qǐng)D1所示的電路圖，通過(guò)導(dǎo)線電連接，能夠構(gòu)成逆變電路I。
[0044]另外，半導(dǎo)體模塊10能夠搭載具備半導(dǎo)體元件(三極管)lla的柵極驅(qū)動(dòng)控制和/或電路保護(hù)功能(短路、過(guò)流、控制電源電壓下降、過(guò)熱)的控制用集成電路13。具備控制用集成電路13的功率半導(dǎo)體模塊被稱為IPM( Intelligent Power Module，智能功率模塊)。
[0045]另外，為了抑制噪聲、測(cè)定溫度，半導(dǎo)體模塊10根據(jù)需要可搭載電容、電阻和/或熱敏電阻等無(wú)源元件14。
[0046]圖2(b)中示出半導(dǎo)體模塊10的剖面示意圖。
[0047]絕緣基板12a的表面及背面形成有導(dǎo)體層12b及12c，從而構(gòu)成基板12。絕緣基板12a優(yōu)選為熱傳導(dǎo)性優(yōu)異的氮化鋁、氧化鋁等陶瓷基板。導(dǎo)體層12b及12c可由銅等金屬形成。
[0048]半導(dǎo)體元件(三極管)lla及半導(dǎo)體元件(二極管)llb能夠經(jīng)由焊料層15接合在導(dǎo)體層12b上。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，基板12能夠?qū)⑵浔趁娴膶?dǎo)體層12c經(jīng)由焊料層16直接接合在冷卻器20上。
[0050]另外，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式，基板12能夠?qū)⑵浔趁娴膶?dǎo)體層12c經(jīng)由焊料層16接合在銅或者鍍鎳的鋁等底板17上，并在該底板17的背面涂覆導(dǎo)熱膏(寸一 Y少夕''y—7)，按壓到冷卻器20上。
[0051]此外，半導(dǎo)體模塊10可以在對(duì)半導(dǎo)體元件(三極管)lla、半導(dǎo)體元件(二極管)llb、控制用集成電路13、無(wú)源元件14及基板12利用導(dǎo)線進(jìn)行布線后，填充包含硅凝膠或玻璃填料的熱固性樹脂并密封。
[0052]本發(fā)明的冷卻器不僅可用于如上所述的半導(dǎo)體模塊的冷卻，也可用于由單芯片構(gòu)成的大規(guī)模集成電路、分立半導(dǎo)體、或者無(wú)源元件、片式電阻、片式電感的冷卻。
[0053]半導(dǎo)體元件(三極管)lla可使用通態(tài)電阻低、切換速度快的IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)或者SiC-MOSFET。
[0054]另外，半導(dǎo)體元件(二極管)llb可使用通態(tài)電阻低、耐壓高的SiC二極管。
[0055]作為半導(dǎo)體元件(三極管)11a，形成在Si基板上的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的功率MOSFET與IGBT或SiC-MOSFET相比，通態(tài)電阻高、性能差，但由于內(nèi)置有體二極管，因此不需要半導(dǎo)體元件(二極管)llb。因此，能夠?qū)⒛孀冸娐芳稍谝粋€(gè)芯片上，用于小功率用途。
[0056]本發(fā)明涉及用于冷卻如上所述的半導(dǎo)體模塊10的冷卻器20及其固定方法。即，如圖3(b)所示，設(shè)置有半導(dǎo)體模塊10的冷卻器20被固定在某些基體30上使用。
[0057]以往，為了向基體30固定，在冷卻器20上制冷劑流路以外的部分形成有通孔，利用通過(guò)該通孔而插入的螺栓等螺釘，將冷卻器20固定在基體30上。但是，在這種結(jié)構(gòu)中，需要避開通孔來(lái)形成制冷劑流路，因此存在冷卻器大型化、制冷劑流路的流動(dòng)變差的問(wèn)題。本發(fā)明是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題而完成的。
[0058]下面，參照?qǐng)D3、4，對(duì)本發(fā)明的冷卻器及其固定方法的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖3(a)中示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式的冷卻器20的俯視示意圖，圖3(b)中示出其A-A’剖面示意圖。
[0059]本發(fā)明的冷卻器20由壁部21、散熱片22、制冷劑導(dǎo)入口23及制冷劑排出口 24構(gòu)成，壁部21由第一壁部21a、第二壁部21b及側(cè)壁部21c構(gòu)成，其中，所述第一壁部21a與半導(dǎo)體模塊10接合，且具有第一通孔26，所述第二壁部2 Ib與所述第一壁部21a對(duì)置配置，且在與所述第一通孔26對(duì)置的位置上具備與基體30連接的連接區(qū)域27，所述側(cè)壁部21c連接所述第一壁部21a的周圍與所述第二壁部21b的周圍，第二壁部21b在連接區(qū)域27具備第二通孔28。而且，在由第一壁部21a、第二壁部21b、側(cè)壁部21c所圍成的空間中形成有制冷劑導(dǎo)入流路25a、冷卻流路25b、制冷劑排出流路25c。本發(fā)明中將所有這些流路統(tǒng)稱為制冷劑流路。
[0060]在第一壁部21a連接有散熱片22。散熱片22可使用針式散熱片、刀片式散熱片、波紋式散熱片。針式散熱片的針可使用圓柱或者四棱柱的針，可進(jìn)行方形配置或者交錯(cuò)配置。刀片式散熱片和波紋式散熱片可以設(shè)為平直的形狀，以形成直線流路，但也可以設(shè)為使散熱片波狀起伏以使流路蜿蜒曲折的迂回式散熱片、將散熱片在縱向上分割，并在橫向上偏置排列的偏置式散熱片。
[0061]壁部21及散熱片22優(yōu)選使用熱傳導(dǎo)性高的材料來(lái)形成，例如鋁、鋁合金、銅、銅合金等金屬材料，為了提高傳導(dǎo)性，更優(yōu)選通過(guò)焊接或者鑄造一體成型。
[0062]該冷卻器20中，制冷劑導(dǎo)入口 23和制冷劑排出口 24配置在冷卻器的壁部21的對(duì)角線上。另外，第一通孔26和第二通孔28配置在冷卻器的壁部21的四個(gè)角上。
[0063]冷卻器20在使用時(shí)，制冷劑從制冷劑導(dǎo)入口23流入制冷劑導(dǎo)入流路25a，分散在形成于散熱片22之間的多個(gè)冷卻流路25b中流動(dòng)，并在制冷劑排出流路25c中匯集，從制冷劑排出口 24排出。通過(guò)制冷劑，第一壁部21a和散熱片22被冷卻，通過(guò)被冷卻的第一壁部21a，半導(dǎo)體模塊10被冷卻。
[0064]接著，對(duì)將上述冷卻器20固定在基體30上的方法進(jìn)行說(shuō)明。圖4(a)中示出冷卻器20的固定操作前的狀態(tài)。圖4(b)中示出冷卻器20的固定操作中的狀態(tài)。圖4(c)中示出冷卻器20的固定操作后的狀態(tài)。
[0065]該實(shí)施方式中，在基體30上設(shè)置有用于固定冷卻器20的固定用孔31。另外，第一通孔26的內(nèi)徑設(shè)為固定部件40及密封部件41可通過(guò)的大小，散熱片22以不阻塞第一通孔26的方式配置，以不妨礙固定部件40及密封部件41的通過(guò)。
[0066]另外，第二通孔28的制冷劑導(dǎo)入流路25a及制冷劑排出流路25c側(cè)的內(nèi)徑比所述第二通孔28的所述基體30側(cè)的內(nèi)徑寬。第二通孔28的內(nèi)徑被擴(kuò)大的部分構(gòu)成了本發(fā)明中的“溝槽”。
[0067]另外，固定部件40優(yōu)選為由頭部和螺紋部構(gòu)成的螺釘。在固定部件40由螺釘構(gòu)成的情況下，固定用孔31設(shè)為該螺釘所旋合的螺孔。另外，在第二通孔28的制冷劑流路側(cè)設(shè)置有上述溝槽，以收納固定部件40的頭部和密封部件41，使固定部件40的頭部不突出到所述制冷劑流路。
[0068]螺釘?shù)男螤顩]有特別限定，但優(yōu)選如短頭螺釘、平頭螺釘、盤頭螺釘、埋頭螺釘那樣頭部平坦，更優(yōu)選短頭螺釘和平頭螺釘。
[0069]密封部件41沒有特別限定，可使用O型環(huán)、橡膠墊片、PTFE沖裁墊片、密封膠條、液體密封材料。
[0070]準(zhǔn)備如上所述的冷卻器20的工序?yàn)楸景l(fā)明中的第一工序。
[0071]為了將上述冷卻器20固定在基體30上，如圖4(b)所示，將冷卻器20定位設(shè)置在基體30上，并使第二壁部21b的外側(cè)與基體30接觸。該工序?yàn)楸景l(fā)明中的第二工序。
[0072]在該狀態(tài)下，從第一通孔26插入固定部件40和密封部件41，經(jīng)由密封部件41將固定部件40從冷卻器20的內(nèi)側(cè)插入第二通孔28，并插入基體30的固定用孔31進(jìn)行固定。在固定部件40由螺釘構(gòu)成的情況下，能夠通過(guò)將其旋入固定用孔31并緊固來(lái)進(jìn)行固定。第二通孔28通過(guò)由固定用部材40的頭部和第二壁部21b所夾持的密封部件41被氣密性地密封。以上工序?yàn)楸景l(fā)明中的第三工序。
[0073]接著，在第一通孔26中，經(jīng)由密封部件51插入蓋50并固定，由此，能夠氣密性地堵塞第一通孔26。該工序?yàn)楸景l(fā)明中的第四工序。
[0074]蓋50優(yōu)選設(shè)置為不突出到所述制冷劑流路。另外，蓋50優(yōu)選為可從第一壁部21a自由裝卸，例如，可使用由頭部和螺紋部構(gòu)成的螺釘。在該情況下，在第一通孔26的內(nèi)周預(yù)先形成蓋50的螺紋部所旋合的螺紋槽。
[0075]其結(jié)果，可在堵塞第一通孔26的蓋50與插入第二通孔28的固定部件40之間確保制冷劑導(dǎo)入流路25a、制冷劑排出流路25c，在成為連接區(qū)域的第一通孔26、第二通孔28的部分上也能夠形成制冷劑流路，因此，能夠使冷卻器20小型化，并且能夠使制冷劑導(dǎo)入流路25a、制冷劑排出流路25c平直，使制冷劑流動(dòng)良好。
[0076]接著，參照?qǐng)D5、6，對(duì)本發(fā)明的冷卻器及其固定方法的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖5(a)中示出本發(fā)明第二實(shí)施方式的冷卻器20a的俯視示意圖，圖5(b)中示出其A-A’剖面示意圖。
[0077]該冷卻器20a具有壁部21、散熱片22、制冷劑導(dǎo)入口 23及制冷劑排出口 24，壁部21由第一壁部21a、第二壁部21b、側(cè)壁部21c構(gòu)成，所述第一壁部21a與半導(dǎo)體模塊10接合，且具有第一通孔26，所述第二壁部21b與所述第一壁部21a對(duì)置配置，且在與所述第一通孔26對(duì)置的位置上具備與基體30連接的連接區(qū)域27，所述側(cè)壁部21c連接所述第一壁部21a的周圍和所述第二壁部21b的周圍。
[0078]根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式，在連接區(qū)域27中，優(yōu)選從冷卻器20的內(nèi)側(cè)形成凹陷，使第二壁部21b的壁厚變薄。
[0079]此外，冷卻器20a除了連接區(qū)域27的形狀之外，壁部21、散熱片22、制冷劑導(dǎo)入口23及制冷劑排出口24能夠使用與本發(fā)明的第一實(shí)施方式相同的部件。
[0080]接著，對(duì)將該冷卻器20a固定在基體30上的方法進(jìn)行說(shuō)明。圖6(a)中示出冷卻器20a的固定操作前的狀態(tài)。圖6(b)中示出冷卻器20a的固定操作中的狀態(tài)。圖6(c)中示出冷卻器20a的固定操作后的狀態(tài)。
[0081 ]本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，基體30也可以在連接區(qū)域32中，在與冷卻器20a接觸的面的相反側(cè)的面上形成凹陷，使壁厚變薄。
[0082]另外，第一通孔26的內(nèi)徑可設(shè)為連接裝置60可通過(guò)的大小，散熱片22能夠以不阻塞第一通孔26的方式配置，以不妨礙連接裝置60的通過(guò)。準(zhǔn)備這樣的冷卻器20a的工序?yàn)楸景l(fā)明中的第一工序。
[0083]而且，該實(shí)施方式中，作為連接裝置60，使用焊接工具。作為焊接工具，優(yōu)選對(duì)冷卻器20a的母材損害較少的點(diǎn)焊(搭接電阻焊)或者激光焊接。
[0084]首先，將冷卻器20a定位設(shè)置在基體30上，并設(shè)為使第二壁部21b的外側(cè)與基體30接觸的狀態(tài)。該工序?yàn)楸景l(fā)明的第二工序。
[0085]在該狀態(tài)下，從第一通孔26插入構(gòu)成連接裝置60的焊接工具，通過(guò)將冷卻器20a的連接區(qū)域27焊接在基體30的連接區(qū)域32上，將冷卻器20a固定在基體30上。該工序?yàn)楸景l(fā)明的第三工序。
[0086]之后，將由焊接工具構(gòu)成的連接裝置60從第一通孔26拔出，并用蓋50和密封部件41堵塞第一通孔26 ο該工序?yàn)楸景l(fā)明的第四工序。
[0087]在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，作為所述連接裝置60，除了焊接工具之外，也可以使用釬焊工具等。在該情況下，在第二壁部21b的連接區(qū)域27與基體30的連接區(qū)域32之間預(yù)先設(shè)置釬料。
[0088]接著，對(duì)本發(fā)明的冷卻器20的其它實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0089]在圖7所示的冷卻器20b中，在制冷劑流路的中央部設(shè)置除去散熱片22后的部分，并在這里也設(shè)置第一通孔26及第二通孔28。在該情況下，由于制冷劑流路的中央部也可以固定在基體上，因此，即使冷卻器大型化，也能夠牢固地進(jìn)行固定。
[0090]在圖8所示的冷卻器20c中，將配置在冷卻器的壁部21的四個(gè)角上的第一通孔26及第二通孔28減少至對(duì)角線上的兩個(gè)角，在空出的位置配置導(dǎo)向壁29，控制制冷劑的流動(dòng)，防止產(chǎn)生熱點(diǎn)。
[0091]在圖9所示的冷卻器20d中，在冷卻器的壁部21的中心線上配置制冷劑導(dǎo)入口23、制冷劑排出口 24、第一通孔26、第二通孔28，并在空出的四個(gè)角上配置導(dǎo)向壁29。
[0092]在圖10所示的冷卻器20e中，在冷卻器的壁部21的一側(cè)配置制冷劑導(dǎo)入口 23及制冷劑排出口 24，為了實(shí)現(xiàn)流量的均勻化，在制冷劑導(dǎo)入流路25a及制冷劑導(dǎo)入流路25c上配置有導(dǎo)向壁29。
[0093]這樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠結(jié)合制冷劑流路的設(shè)計(jì)比較自由地設(shè)定第一通孔26及第二通孔28的位置，能夠促進(jìn)冷卻器的冷卻效率的提高。
[0094]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0095]1:逆變電路
[0096]2:元件對(duì)
[0097]3:半橋
[0098]10:半導(dǎo)體模塊
[0099]11:半導(dǎo)體元件
[0100]lla:半導(dǎo)體元件(三極管)
[0101]Ilb:半導(dǎo)體元件(二極管)
[0102]12:基板
[0103]12a:絕緣基板
[0104]12b、12c:導(dǎo)體層
[0105]13:控制用集成電路
[0106]14:無(wú)源元件
[0107]15、16:焊料層
[0108]17:底板
[0109]20、2(^、2013、20(3、20(1、2(^:冷卻器
[0110]21:壁部
[0111]21a:第一壁部
[0112]21b:第二壁部
[0113]21c:側(cè)壁部
[0114]22:散熱片
[0115]23:制冷劑導(dǎo)入口
[0116]24:制冷劑排出口
[0117]25a:制冷劑導(dǎo)入流路
[0118]25b:冷卻流路
[0119]25c:制冷劑排出流路
[0120]26:第一通孔
[0121]27、32:連接區(qū)域
[0122]28:第二通孔
[0123]29:導(dǎo)向壁
[0124]30:基體
[0125]31:固定用孔
[0126]40:固定部件
[0127]41、51:密封部件
[0128]50:蓋
[0129]60:連接裝置
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種冷卻器，其固定在基體上，用于冷卻半導(dǎo)體模塊，其特征在于，具備: 冷卻器主體，其具備由第一壁部、第二壁部及側(cè)壁部所圍成的制冷劑流路，其中，所述第一壁部具有第一通孔，所述第二壁部與所述第一壁部對(duì)置配置，且在與所述第一通孔對(duì)置的位置上具備與所述基體連接的連接區(qū)域，所述側(cè)壁部連接所述第一壁部的周圍與所述第二壁部的周圍； 蓋，其堵塞所述第一通孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻器，其特征在于，在所述第二壁部的所述連接區(qū)域設(shè)置有第二通孔， 具備固定部件，其大小為可通過(guò)所述第一通孔，所述固定部件被插入所述第二通孔，將所述冷卻器主體固定在所述基體上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻器，其特征在于，所述第二通孔的所述制冷劑流路側(cè)的內(nèi)徑比所述第二通孔的所述基體側(cè)的內(nèi)徑寬。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷卻器，其特征在于，所述固定部件為由頭部和螺紋部構(gòu)成的螺釘， 所述第二通孔的所述制冷劑流路側(cè)設(shè)置有溝槽，以收容所述螺釘?shù)乃鲱^部，所述頭部被配置為不突出到所述制冷劑流路。5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一項(xiàng)所述的冷卻器，其特征在于，在所述第二通孔與所述固定部件之間具備密封部件。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻器，其特征在于，在所述第二壁部的所述連接區(qū)域設(shè)置有壁厚比其他區(qū)域的壁厚薄的壁部。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻器，其特征在于，在所述第一壁部的制冷劑流路側(cè)以不阻塞所述第一通孔的方式連接有多個(gè)散熱片。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻器，其特征在于，所述蓋形成為可從所述第一壁部自由裝卸。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻器，其特征在于，所述蓋設(shè)置為不突出到所述制冷劑流路。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻器，其特征在于，所述半導(dǎo)體模塊固定在所述第一壁部的外側(cè)， 所述第一壁部的厚度比所述第二壁部的厚度薄。11.一種冷卻器的固定方法，其將冷卻半導(dǎo)體模塊的冷卻器固定在基體上，其特征在于，包含: 第一工序，準(zhǔn)備冷卻器，所述冷卻器具備冷卻器主體和蓋，所述冷卻器主體具備由第一壁部、第二壁部及側(cè)壁部所圍成的制冷劑流路，其中，所述第一壁部具有第一通孔，所述第二壁部與所述第一壁部對(duì)置配置，且在與所述第一通孔對(duì)置的位置上具備與所述基體連接的連接區(qū)域，所述側(cè)壁部連接所述第一壁部的周圍與所述第二壁部的周圍；所述蓋堵塞所述第一通孔； 第二工序，以與所述基體接觸的方式定位所述第二壁部的外側(cè)； 第三工序，通過(guò)所述第一通孔插入連接裝置，將所述連接區(qū)域固定在所述基體上； 第四工序，利用所述蓋堵塞所述第一通孔。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的冷卻器的固定方法，其特征在于，在所述第一工序中，作為所述冷卻器，使用在所述第二壁部的所述連接區(qū)域具有第二通孔的冷卻器， 在所述第三工序中，作為所述連接裝置，使用大小為可通過(guò)所述第一通孔，被插入所述第二通孔，將所述冷卻器主體固定在所述基體上的固定部件，在所述基體與所述連接區(qū)域接觸的部分上設(shè)置固定用孔，通過(guò)所述第一通孔將所述固定部件插入所述冷卻器內(nèi)，進(jìn)一步從所述冷卻器的內(nèi)側(cè)插入所述第二通孔，并將其固定在所述基體的固定用孔中。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的冷卻器的固定方法，其特征在于，在所述第三工序中，作為所述連接裝置使用焊接工具，通過(guò)所述第一通孔將所述焊接工具插入所述冷卻器內(nèi)，并將所述連接區(qū)域焊接固定在所述基體上。
【文檔編號(hào)】H01L23/473GK105874592SQ201580003586
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年4月23日
【發(fā)明人】丸山諒
【申請(qǐng)人】富士電機(jī)株式會(huì)社