CN119174004A - 双面冷却型功率半导体封装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双面冷却型功率半导体封装，其包括：板形状的功率半导体封装；复数个冷却器，在内部分别设置有冷却流体的流路，在所述功率半导体封装的两侧板面分别配置为能够进行热交换；以及连接构件，在内部设置有所述冷却流体的流路，与复数个所述冷却器可连通地连接；所述连接构件构成为可伸缩。由此，能够抑制功率半导体封装热膨胀时发生变形和损坏。

Description

双面冷却型功率半导体封装

技术领域

本发明涉及双面冷却型功率半导体封装。

背景技术

众所周知，半导体元件是由半导体制成的电子电路元件。

在这样的半导体元件中，在功率装置的功率控制中利用了作为包括IGBT和二极管而实现为封装的电力模块、功率模块或功率半导体封装(以下，表示为“功率半导体封装”)。

通常，所述功率半导体封装广泛使用于诸如逆变器、无断电供电装置、焊机、电梯等工业应用领域和汽车领域。

但是，这样的现有的功率半导体封装存在以下问题：在功率转换过程中产生较多的热损失，这样的热损失的产生不仅导致功率半导体封装的温度升高，而且，在所述功率半导体封装的温度升高而超过所述功率半导体封装的动作温度限制的情况下，可能会使所述功率半导体封装的功能受损。

考虑到这样的问题，公开了一种功率半导体封装的冷却装置，该功率半导体封装的冷却装置的冷却通道形成为与功率半导体封装的两面接触，以能够对所述功率半导体封装进行冷却。

然而，在这样的现有的功率半导体封装的冷却装置中，所述冷却通道长长地形成为依次经过所述功率半导体封装的顶面和底面，因此存在使所述冷却流体(冷却水)的流动阻力增加的问题。

另外，由于功率半导体封装的顶面的冷却通道的冷却流体的温度与所述功率半导体封装的底面的冷却通道的冷却流体的温度偏差增大，导致温度相对较高的区域的冷却不足，因此存在加速强制劣化的问题。

另外，相比于与所述冷却通道的冷却流体的温度相对较低的上游区域接触的功率半导体封装，与所述冷却通道的冷却流体的温度相对上升的下游区域接触的功率半导体封装存在冷却相对不足的问题。

另外，由于构成为所述功率半导体封装的表面与冷却通道的表面直接接触的结构，因此存在使所述功率半导体封装与冷却通道的内部的冷却流体的热交换不足的问题。

考虑到这样的问题，研究出在局部具有直接冷却流路的功率半导体封装的双面冷却装置，直接冷却流路使功率半导体封装的顶面和底面与冷却流体直接接触。

然而，在这样的现有的具有直接冷却流路的功率半导体封装的双面冷却装置中，由于功率半导体封装的顶面和底面与冷却流体直接接触，导致所述功率半导体封装的散热面积的增加存在限制，因此存在热交换不足的问题。

另一方面，在这样的现有的功率半导体封装的冷却装置中，由于当所述功率半导体封装的运转和停止时，所述功率半导体封装会反复热膨胀和收缩，导致在所述功率半导体封装和/或所述冷却通道的结合区域集中有应力，因此存在可能会使所述功率半导体封装和所述冷却通道损坏的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：KR1020170056196(2017.05.23.公开)

专利文献2：KR1020170042067(2017.04.18.公开)

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明的目的在于，提供一种能够在功率半导体封装热膨胀时抑制发生变形和损坏的双面冷却型功率半导体封装。

另外，本发明的另一目的在于，提供一种能够缩短冷却流体的流路的双面冷却型功率半导体封装。

另外，本发明的又一目的在于，提供一种能够抑制功率半导体封装的顶面和底面之间发生温度偏差的双面冷却型功率半导体封装。

解决问题的技术方案

为了解决如上所述的课题，本发明的双面冷却型功率半导体封装的特征在于，在配置于功率半导体封装的两面的冷却器连接有可伸缩的连接构件。

具体而言，复数个冷却器分别配置在沿功率半导体封装的厚度方向的两个板面，在复数个所述冷却器的一侧分别连接有可伸缩的连接构件，因此在所述功率半导体封装热变形(收缩和膨胀)时，所述连接构件吸收变形(收缩和膨胀)，从而能够抑制所述功率半导体封装和周边部件发生损坏。

本发明一实施例的双面冷却型功率半导体封装包括：板形状的功率半导体封装；复数个冷却器，在内部分别设置有冷却流体的流路，在所述功率半导体封装的两侧板面分别配置为能够进行热交换；以及连接构件，在内部设置有所述冷却流体的流路，与复数个所述冷却器可连通地连接；所述连接构件形成为可伸缩。

由此，所述功率半导体封装发生热变形(膨胀和收缩)时，所述连接构件通过伸缩来吸收变形(膨胀和收缩)，从而能够抑制所述功率半导体封装发生变形和/或所述冷却器发生变形。

在本发明一实施例中，所述连接构件具有波纹管形状。

具体而言，所述连接构件构成为具有结合部和褶皱部，所述结合部具有管形状并设置在两端部，所述褶皱部具有相比于所述结合部扩张的外径并且可伸缩。

由此，能够使所述连接构件顺畅地伸缩。

在本发明一实施例中，所述连接构件配置为能够沿所述功率半导体封装的厚度方向伸缩。

所述连接构件的一端部与复数个所述冷却器中的一个连接，另一端部与复数个所述冷却器中的另一个连接，从而在所述功率半导体封装沿厚度方向膨胀的情况下，所述连接构件能够通过沿厚度方向伸长来吸收变形。

另外，在所述功率半导体封装沿厚度方向收缩的情况下，所述连接构件能够通过沿厚度方向收缩来吸收变形。

在本发明一实施例中，所述连接构件形成为能够沿所述功率半导体封装的板面方向伸缩。

由此，在所述功率半导体封装沿板面方向膨胀的情况下，所述连接构件能够通过沿板面方向收缩来吸收变形。

另外，在所述功率半导体封装沿板面方向收缩的情况下，所述连接构件能够通过沿板面方向伸长来吸收变形。

在本发明一实施例中，复数个所述冷却器的每一个构成为具有：内侧板，与所述功率半导体接触；外侧板，与所述内侧板隔开配置；以及隔板，一侧与所述内侧板连接，另一侧与所述外侧板连接。

由此，能够使复数个所述冷却器与冷却流体的接触面积增加，从而使热交换量增加。

由此，能够促进所述功率半导体封装的散热(冷却)。

另外，由于可以利用挤压成型来制作复数个冷却器，因此能够容易地制作复数个冷却器。

在本发明一实施例中，复数个所述冷却器的每一个构成为具有：内侧板，与所述功率半导体封装接触；外侧板，与所述内侧板隔开配置；以及散热片，一侧与所述内侧板连接，另一侧与所述外侧板连接。

由此，能够增加复数个所述冷却器与所述冷却流体的热交换面积。

另外，能够通过调节散热片的尺寸、数量及间隔来调节所述冷却流体与复数个冷却器的热交换量。

由此，能够促进所述功率半导体封装的冷却。

在本发明一实施例中，复数个所述冷却器具有：上部冷却器，设置在所述功率半导体封装的上侧板面；以及下部冷却器，设置在所述功率半导体封装的下侧板面；所述连接构件以所述冷却流体的流动方向为基准，分别设置在所述下部冷却器及所述上部冷却器的流入侧端部、所述下部冷却器及所述上部冷却器的流出侧端部。

由此，当所述功率半导体封装热膨胀时，能够通过设置在所述下部冷却器及所述上部冷却器的流入侧端部的连接构件和设置在所述下部冷却器及所述上部冷却器的流出侧端部的连接构件来分别吸收变形。

由此，能够抑制因所述功率半导体封装的热膨胀导致所述功率半导体封装、所述上部冷却器及所述下部冷却器发生损坏。

在本发明一实施例中，所述冷却器还包括分别设置在所述下部冷却器的流入侧端部和流出侧端部、所述上部冷却器的流入侧端部和流出侧端部的头部，

所述连接构件垂直配置于所述上部冷却器的头部和所述下部冷却器的头部之间来与所述头部可连通地连接。

由此，当所述功率半导体封装热膨胀时，能够通过由所述连接构件吸收变形来抑制所述功率半导体封装、所述下部冷却器及所述上部冷却器发生损坏。

在本发明一实施例中，在所述头部设置有连接构件结合部，所述连接构件结合部供所述连接构件沿所述功率半导体封装的厚度方向以重叠的方式结合。

由此，能够充分确保所述连接构件的长度，从而使所述连接构件能够容易地变形(伸缩)。

在本发明一实施例中，所述连接构件结合部具有沿厚度方向凹陷的凹陷部，以能够容纳所述连接构件的端部。

由此，当所述连接构件收缩时，能够抑制所述连接构件被过度压缩。

在本发明一实施例中，所述凹陷部的内部宽度大于所述连接构件的最大外部宽度(所述褶皱部的外部宽度)。

由此，当所述连接构件收缩时，最外侧区域(所述褶皱部)沿所述连接构件的宽度方向容纳到所述凹陷部的内部，而不会干扰所述凹陷部。

在本发明一实施例中，所述连接构件结合部具有重叠区间，所述重叠区间从所述凹陷部凸出为沿长度方向与所述连接构件的端部(所述结合部)重叠。

由此，当所述连接构件收缩时，能够抑制所述连接构件的褶皱部沿所述连接构件的长度方向与所述凹陷部的底部接触。

在本发明一实施例中，所述重叠区间构成为长度小于所述凹陷部的深度。

由此，当所述连接构件收缩时，所述连接构件的褶皱部能够插入到所述凹陷部的内部。

在本发明一实施例中，所述内侧板、外侧板及散热片由金属构件形成，所述内侧板、外侧板及散热片利用钎焊来结合。

由此，能够抑制所述冷却器发生泄漏。

在本发明一实施例中，所述功率半导体封装包括沿板面方向隔开的第一功率半导体封装、第二功率半导体封装及第三功率半导体封装，

所述上部冷却器具有配置在所述第一功率半导体封装的上侧的第一上部冷却器、配置在所述第二功率半导体封装的上侧的第二上部冷却器以及配置在所述第三功率半导体封装的上侧的第三上部冷却器，

所述下部冷却器具有配置在所述第一功率半导体封装的下侧的第一下部冷却器、配置在所述第二功率半导体封装的下侧的第二下部冷却器以及配置在所述第三功率半导体封装的下侧的第三下部冷却器。

在此，所述第一上部冷却器、所述第二上部冷却器及所述第三上部冷却器串联连接，所述第一下部冷却器、所述第二下部冷却器及所述第三下部冷却器串联连接。

所述第一上部冷却器和第一下部冷却器利用所述连接构件可连通地连接，所述第三上部冷却器和第三下部冷却器利用所述连接构件可连通地连接。

由此，能够对所述第一功率半导体封装、第二功率半导体封装及第三功率半导体封装的顶面和底面均匀地冷却，从而抑制顶面和底面的温度发生偏差。

在本发明一实施例中，所述连接构件具有：上部水平连接构件，沿水平方向连接所述第一上部冷却器、所述第二上部冷却器及第三上部冷却器；以及下部水平连接构件，沿水平方向连接所述第一下部冷却器、所述第二下部冷却器及所述第三下部冷却器。

具体而言，所述第一上部冷却器与所述第二上部冷却器利用所述上部水平连接构件可连通地连接，所述第二上部冷却器与所述第三上部冷却器利用所述上部水平连接构件可连通地连接。

另外，所述第一下部冷却器与所述第二下部冷却器利用所述下部水平连接构件可连通地连接，所述第二下部冷却器与所述第三下部冷却器利用所述下部水平连接构件可连通地连接。

由此，当所述第一功率半导体封装、第二功率半导体封装及第三功率半导体封装热变形(收缩和膨胀)时，所述上部水平连接构件和所述下部水平连接构件通过伸长和收缩来吸收变形，从而能够抑制所述第一功率半导体封装、所述第二功率半导体封装、所述第三功率半导体封装、所述第一上部冷却器、所述第二上部冷却器、所述第三上部冷却器、所述第一下部冷却器、所述第二下部冷却器及所述第三下部冷却器因热变形(应力)而发生损坏。

在本发明一实施例中，所述功率半导体封装包括沿厚度方向隔开配置的第一功率半导体封装、第二功率半导体封装及第三功率半导体封装，

所述冷却器具有配置在所述第一功率半导体封装的下侧的第一冷却器、配置在所述第一功率半导体封装的上侧的第二冷却器、配置在所述第二功率半导体封装的上侧的第三冷却器以及配置在所述第三功率半导体封装的上侧的第四冷却器，

所述第一冷却器、所述第二冷却器、所述第三冷却器及所述第四冷却器的各自的流入侧端部利用所述连接构件可连通地连接，

所述第一冷却器、所述第二冷却器、所述第三冷却器及所述第四冷却器的各自的流出侧端部利用所述连接构件可连通地连接。

由此，能够抑制所述第一功率半导体封装、第二功率半导体封装及第三功率半导体封装的各个顶面和底面之间的温度发生偏差。

另外，当所述第一功率半导体封装、第二功率半导体封装及第三功率半导体封装热变形时，能够抑制所述第一功率半导体封装、所述第二功率半导体封装、所述第三功率半导体封装、所述第一冷却器、所述第二冷却器、所述第三冷却器及所述第四冷却器发生损坏。

在本发明一实施例中，以所述冷却流体的移动方向为基准，在所述第一冷却器的流入侧端部和流出侧端部分别设置有第一头部，在所述第二冷却器的流入侧端部和流出侧端部分别设置有第二头部，在所述第三冷却器的流入侧端部和流出侧端部分别设置有第三头部，在所述第四冷却器的流入侧端部和流出侧端部分别设置有第四头部，

所述连接构件具有沿垂直方向配置在沿上下隔开的所述第一头部、所述第二头部、所述第三头部及所述第四头部之间的第一垂直连接构件、第二垂直连接构件及第三垂直连接构件。

由此，当所述第一功率半导体封装、第二功率半导体封装及第三功率半导体封装热变形时，所述第一垂直连接构件、第二垂直连接构件及第三垂直连接构件能够分别通过伸长或收缩来吸收所述第一功率半导体封装、第二功率半导体封装及第三功率半导体封装的变形。

在本发明一实施例中，具有插入到所述功率半导体封装与所述冷却器的接触面之间的导热物质。

由此，所述功率半导体封装与所述冷却器的接触面之间的空气量减少，从而能够使热能从所述功率半导体封装容易地传递到所述冷却器。

由此，能够促进所述功率半导体封装的散热(冷却)。

在本发明一实施例中，所述功率半导体封装与所述冷却器的接触面可以利用焊接(slodering)来接合。

由此，能够减少所述功率半导体封装与所述冷却器的接触面之间的空气量。

由此，能够促进所述功率半导体封装的散热(冷却)。

发明效果

如上所述，根据本发明一实施例，在功率半导体封装的两侧设置有复数个冷却器，并设置有与复数个所述冷却器可连通地连接的连接构件，所述连接构件构成为可伸缩，因此在所述功率半导体封装热变形时，所述连接构件能够吸收变形来抑制所述功率半导体封装和冷却器受损。

另外，所述连接构件具有波纹管形状，因此能够容易地吸收变形。

另外，所述连接构件配置为能够沿所述功率半导体封装的厚度方向伸缩，因此，在所述功率半导体封装沿厚度方向热变形的情况下，所述连接构件通过伸缩来吸收变形，从而能够抑制所述功率半导体封装和冷却器发生损坏。

另外，所述连接构件形成为能够沿所述功率半导体封装的板面方向伸缩，因此，在所述功率半导体封装沿板面方向膨胀的情况下，所述连接构件通过收缩来吸收变形，从而能够抑制所述功率半导体封装和冷却器发生损坏。

另外，复数个所述冷却器构成为具有内侧板、外侧板及复数个隔板，使得与冷却流体的接触面积增加，从而能够促进散热。

另外，复数个冷却器具有内侧板、外侧板及散热片，因此，能够增加与冷却流体的热交换面积。

另外，复数个冷却器具有上部冷却器和下部冷却器，连接构件分别设置在上部冷却器及下部冷却器的流入侧端部、上部冷却器及下部冷却器的流出侧端部，因此，当所述功率半导体封装发生热变形时，能够利用分别设置在所述流入侧端部和流出侧端部的连接构件来吸收变形。

另外，在复数个所述冷却器的流入侧端部和流出侧端部分别设置有头部，所述各个头部设置有垂直连接构件结合部，以供垂直连接构件沿功率半导体封装的厚度方向以重叠的方式结合，因此，当所述垂直连接构件伸长时，能够确保充分的长度，从而能够容易地实现伸缩。

另外，所述垂直连接构件结合部具有沿厚度方向凹陷的凹陷部，因此，当所述垂直连接构件收缩时，能够抑制所述垂直连接构件被过度压缩。

另外，所述凹陷部的内部宽度大于所述垂直连接构件的最大外部宽度，因此，当垂直连接构件伸缩时，能够抑制与所述凹陷部发生干扰。

另外，所述内侧板、外侧板及散热片利用钎焊来结合，因此能够抑制所述冷却器发生泄漏。

另外，所述功率半导体封装具有沿板面方向隔开的第一功率半导体封装、第二功率半导体封装及第三功率半导体封装，所述上部冷却器具有第一上部冷却器、第二上部冷却器及第三上部冷却器，所述下部冷却器具有第一下部冷却器、第二下部冷却器及第三下部冷却器，因此，能够抑制所述第一功率半导体封装、第二功率半导体封装及第三功率半导体封装的顶面和底面的温度发生偏差。

另外，所述第一上部冷却器、第二上部冷却器及第三上部冷却器利用上部水平连接构件可连通地连接，所述第一下部冷却器、第二下部冷却器及第三下部冷却器利用下部水平连接构件可连通地连接，因此，当所述第一功率半导体封装、第二功率半导体封装及第三功率半导体封装热变形时，能够利用所述上部水平连接构件和所述下部水平连接构件来吸收变形。

另外，所述功率半导体封装包括沿厚度方向隔开配置的第一功率半导体封装、第二功率半导体封装及第三功率半导体封装，所述冷却器具有设置在所述第一功率半导体封装的下侧的第一冷却器、设置在所述第二功率半导体封装的上侧的第二冷却器、设置在所述第二功率半导体封装的上侧的第三冷却器以及设置在所述第三功率半导体封装的上侧的第四冷却器，因此，能够抑制所述第一功率半导体封装、所述第二功率半导体封装及所述第三功率半导体封装的顶面和底面的温度发生偏差。

另外，在所述第一冷却器的流入侧和流出侧设置有第一头部，在所述第二冷却器的流入侧和流出侧设置有第二头部，在所述第三冷却器的流入侧和流出侧设置有第三头部，在所述第四冷却器的流入侧和流出侧设置有第四头部，在所述第一头部、所述第二头部、所述第三头部及所述第四头部之间设置有第一垂直连接构件、第二垂直连接构件及第三垂直连接构件，因此，当所述第一功率半导体封装、所述第二功率半导体封装及所述第三功率半导体封装热变形时，所述第一垂直连接构件、所述第二垂直连接构件及所述第三垂直连接构件能够分别通过伸长或收缩来吸收所述第一功率半导体封装、所述第二功率半导体封装及所述第三功率半导体封装的变形。

另外，所述功率半导体封装和所述冷却器的接触面之间插入有导热物质，因此，所述功率半导体封装和所述冷却器的接触面之间的空气量减少，从而使热能能够从所述功率半导体封装容易地传递到所述冷却器。

附图说明

图1是本发明一实施例的双面冷却型功率半导体封装的立体图。

图2是图1中的双面冷却型功率半导体封装的连接构件的收缩前的剖视图。

图3是图1中的双面冷却型功率半导体封装的剖视图。

图4是用于说明图3中的双面冷却型功率半导体封装的作用的图。

图5是图1中的双面冷却型功率半导体封装的变形例的剖视图。

图6是图5中的冷却器的剖视图。

图7是图5中的连接构件的压缩状态的剖视图。

图8是用于说明图7中的双面冷却型功率半导体封装的作用的图。

图9是本发明另一实施例的双面冷却型功率半导体封装的立体图。

图10是图9中的上部冷却器和下部冷却器的立体图。

图11是图10中的上部冷却器和下部冷却器的分离立体图。

图12是图9中的双面冷却型功率半导体封装的垂直连接构件的收缩前的剖视图。

图13是图11中的冷却器(下部冷却器)的主体的主视图。

图14是图11中的水平连接构件(上部水平连接构件)的立体图。

图15是图12中的水平连接构件(上部水平连接构件)区域的放大图。

图16是图11中的垂直连接构件的立体图。

图17是图12中的垂直连接构件区域的放大图。

图18是图11中的流出侧头部的立体图。

图19是图12中的双面冷却型功率半导体封装的垂直连接构件的收缩后的剖视图。

图20是用于说明图17中的双面冷却型功率半导体封装的作用的图。

图21是本发明又一实施例的双面冷却型功率半导体封装的立体图。

图22是图21中的双面冷却型功率半导体封装的连接构件的收缩前的剖视图。

图23是图21中的双面冷却型功率半导体封装的连接构件的收缩后的剖视图。

图24是用于说明图22中的双面冷却型功率半导体封装的作用的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本说明书中公开的实施例详细说明。在本说明书中，即使在彼此不同的实施例中，针对相同或相似的构成赋予了相同或相似的附图标记，并引用先前的说明来代替针对其的说明。除非在上下文中另外明确指出，否则本说明书中使用的单数的表达包括复数的表达。另外，在说明本说明书中公开的实施例的过程中，当判断为对相关公知技术的具体说明会混淆本说明书中公开的实施例的要旨的情况下，省略对该公知技术的详细说明。另外，应当注意的是，附图仅用于能够容易地理解本说明书中公开的实施例，不应被解释为本说明书中公开的技术思想受到附图的限制。

图1是本发明一实施例的双面冷却型功率半导体封装的立体图，图2是图1中的双面冷却型功率半导体封装的连接构件的收缩前的剖视图，图3是图1中的双面冷却型功率半导体封装的剖视图，图4是用于说明图3中的双面冷却型功率半导体封装的作用的图。

如图1至图3所示，本发明一实施例的双面冷却型功率半导体封装100具有功率半导体封装110、冷却器200及连接构件300。

所述功率半导体封装110是具有大致较薄的厚度的矩形板形状。

例如，所述功率半导体封装110具有复数个电路元件1101、沿复数个所述电路元件1101的厚度方向配置在上侧的上部基板1102以及设置在复数个所述电路元件1101的下侧的下部基板1103。虽然在附图中并未具体示出，但例如，复数个所述电路元件1101可以构成为具有绝缘栅双极晶体管(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)和二极管。

在所述功率半导体封装110的一侧设置有电源线1104，在所述电源线1104的另一侧设置有复数个信号线1105。在本实施例中，所述电源线1104形成为薄板状。所述信号线1105实现为矩形条状。

在所述冷却器200的内部设置有供冷却流体移动的流路203。

例如，本实施例的双面冷却型功率半导体封装100设置于车辆或电动汽车，所述冷却流体可以由所述车辆或电动汽车的冷却水来实现。

例如，所述冷却器200构成为与所述功率半导体封装110的两个板面分别接触。

在此，所述功率半导体封装110的两个板面表示分别配置有所述上部基板1102和所述下部基板1103的相对较宽的面。

所述冷却器200设置有复数个，以便沿所述功率半导体封装110的厚度方向分别配置在两侧。

例如，所述冷却器200具有配置在所述功率半导体封装110的一侧(附图中的下侧)的下部冷却器201和配置在所述功率半导体封装110的另一侧(附图中的上侧)的上部冷却器202。

例如，所述上部冷却器202与所述上部基板1102接触，以能够进行热交换。

例如，所述下部冷却器201与所述下部基板1103接触，以能够进行热交换。

在所述功率半导体封装110与所述冷却器200的彼此接触面之间设置有导热物质205。

由此，所述功率半导体封装110与所述冷却器200的接触面之间的空气量减少，从而使所述功率半导体封装110的热能能够容易传递到所述冷却器200。

根据这样的构成，能够促进所述功率半导体封装110的冷却。

例如，所述导热物质205包括导热油脂(Thermal grease)或导热化合物(Thermalcompound)。

例如，可以在所述功率半导体封装110和/或所述冷却器200的结合前，在所述功率半导体封装110和/或所述冷却器200的各个接触面涂布所述导热油脂或所述导热化合物后，对所述功率半导体封装110和所述冷却器200进行加压使其彼此紧贴。由此，在所述功率半导体封装110与所述冷却器200的彼此接触面之间的空隙插入有所述导热物质205，从而能够大幅减少所述功率半导体封装110与所述冷却器200之间的空气量。

由此，在所述功率半导体封装110中产生的热能能够容易地传递到所述冷却器200(下部冷却器201、上部冷却器202)。

另一方面，作为另一例，所述导热物质205可以包括焊料(solder)。通过在所述功率半导体封装110与所述冷却器200的彼此接触面设置所述焊料，并对所述焊料进行加热使其熔化，从而使熔化的焊料能够均匀地渗透到所述功率半导体封装110和所述冷却器200的彼此接触面之间的间隙中。由此，所述功率半导体封装110和所述冷却器200的接触面之间的空气量减少，从而能够使所述功率半导体封装110的热能容易地传递到所述冷却器200。尤其，由于所述焊料是金属，具有相对优异的热传递特性，因此能够使所述功率半导体封装110的热能更容易地传递到所述冷却器200。

例如，所述冷却器200(上部冷却器202、下部冷却器201)具有与所述功率半导体封装110接触的内侧板2001和与所述内侧板2001隔开配置的外侧板2002。

例如，所述冷却器200的内侧板2001和外侧板2002可以分别构成为具有大于宽度的长度。

例如，在所述冷却器200的内侧板2001和外侧板2002的外廓(边缘)可以分别设置有销孔207，在组装时确定位置的销(未图示)插入到所述销孔207。

在所述冷却器200的内侧板2001和外侧板2001的内部形成有供所述冷却流体移动的流路203。

所述冷却器200的内侧板2001构成为沿所述功率半导体封装110的板面方向朝两侧(附图中的左右侧)分别凸出。

所述冷却器200的外侧板2002与所述内侧板2001的外表面结合，而在内部形成供所述冷却流体可移动的流路203。

例如，所述冷却器200的外侧板2002具有矩形板状的板上部20021和沿所述板上部20021的边缘弯折而与所述内侧板2001的板面接触结合的侧壁部20022。

在此，例如，所述内侧板2001和所述外侧板2002可以彼此接合。例如，所述内侧板2001和所述外侧板2002可以由金属构件形成。例如，所述内侧板2001和所述外侧板2002可以由铝(Al)构件形成。

例如，所述内侧板2001和所述外侧板2002可以通过钎焊(brazing，硬钎焊)来结合为一体。

所述上部冷却器202的所述外侧板2002设置在所述内侧板2001的上侧。

所述下部冷却器201的所述外侧板2002设置在所述内侧板2001的下侧。

另一方面，在所述下部冷却器201设置有供所述冷却流体流入的流入部20023和供经过所述冷却器200的内部的冷却流体流出的流出部20024。

例如，如图4所示，所述下部冷却器201可以与使所述冷却流体循环的冷却流体循环回路400连接。

在所述流入部可以连接有所述冷却流体循环回路400的流出侧端部，在所述流出部可以连接有所述冷却流体循环回路400的流入侧端部。

所述冷却流体循环回路400设置有对所述冷却流体进行冷却的热交换器401和促进所述冷却流体的移动的泵402。

由此，经由所述冷却器200并与所述功率半导体封装110进行热交换而温度上升的冷却流体可以经由所述冷却流体循环回路400的热交换器401而被冷却。

所述冷却器200(上部冷却器202和下部冷却器201)设置有散热片2003，所述散热片2003的一侧与所述内侧板2001连接，另一侧与所述外侧板2002连接。

由此，能够增加所述冷却器200与所述冷却流体的接触面积。

所述散热片2003可以配置为与所述功率半导体封装110的高发热部位对应。

例如，所述散热片2003可以构成为能够通过调节尺寸、数量及间隔来调节与所述冷却流体的热交换量。

即，为了增加与所述冷却流体的热交换量，可以增加所述散热片2003的尺寸和数量，或缩小间隔。

由此，能够抑制所述功率半导体封装110的局部温度上升。

在本实施例中，所述散热片2003可以由金属构件形成。

例如，所述散热片2003可以由铝(Al)构件形成。

所述散热片2003可以通过钎焊与所述内侧板2001和所述外侧板2002结合为一体。

例如，所述散热片2003可以通过弯折长长的板状构件而形成。

例如，所述散热片2003可以具有与所述外侧板2002接触的接触部20031和从所述接触部20031凸出而与所述内侧板2001接触的四边形截面的凸出部20032。

例如，所述散热片2003构成为所述接触部20031和凸出部20032沿一方向以预设定的长度彼此交替配置。

所述下部冷却器201和所述上部冷却器202可以利用所述连接构件300连接为彼此连通。

由此，所述下部冷却器201的冷却流体的移动方向与所述上部冷却器202的冷却流体的移动方向相同。

由此，能够抑制所述功率半导体封装110的顶面和底面的温度发生偏差。

例如，所述连接构件300实现为可伸缩。

所述连接构件300可以由波纹管来实现。

例如，所述连接构件300设置有管状部3001和褶皱部3001，所述管状部3001具有管形状并配置在两侧，所述褶皱部3001在所述管状部3001之间可伸缩地形成。

所述连接构件300沿所述功率半导体封装110的厚度方向可伸缩地配置。

在本实施例中，由于所述功率半导体封装110的厚度方向沿上下方向配置，因此所述连接构件300可以沿上下方向伸缩。

所述连接构件300构成为在伸长时具有显著大于所述功率半导体封装110的厚度的长度(例如，两倍至三倍)。

所述连接构件300构成为在收缩时具有与所述功率半导体封装110的厚度对应的长度。

在所述下部冷却器201和所述上部冷却器202的各自的内侧板2001设置有连接构件结合部20011，以供所述连接构件300能够结合。

例如，所述连接构件结合部20011可以贯穿形成为能够供所述连接构件300的两端部(管状部3001)插入结合于内部。

在本实施例中，所述下部冷却器201、上部冷却器202及连接构件300可以通过钎焊来结合为一体。

由此，能够抑制所述冷却流体的泄漏。

通过这样的构成，在所述内侧板2001和所述外侧板2002之间插入有所述散热片2003，所述内侧板2001、外侧板2002及散热片2003可以通过钎焊来结合为一体。

在分开制作所述下部冷却器201和所述上部冷却器202时，可以在所述下部冷却器201和所述上部冷却器202之间配置所述连接构件300。

所述连接构件300的上端部可以插入结合于所述上部冷却器202的连接构件插入部20011，下端部可以插入结合于所述下部冷却器201的连接构件插入部20011。

在此，如图2所示，所述连接构件300可以以伸长的状态与所述下部冷却器201和所述上部冷却器202分别结合。

所述连接构件300、所述下部冷却器201及所述上部冷却器202可以通过钎焊来结合为一体。

另一方面，在将所述连接构件300、所述下部冷却器201及所述上部冷却器202的结合完毕后，可以将所述功率半导体封装110插入结合在所述下部冷却器201和所述上部冷却器202之间。

在此，在所述功率半导体封装110与所述上部冷却器202的彼此接触面和所述功率半导体封装110与所述下部冷却器201的彼此接触面之间可以分别插入有所述导热物质205。

在所述导热物质205介于所述功率半导体封装110与所述下部冷却器201的彼此接触区域和所述功率半导体封装110与上部冷却器202的彼此接触区域时，所述下部冷却器201和所述上部冷却器202可以沿所述功率半导体封装110的厚度方向被加压而收缩。

在此，所述下部冷却器201和所述上部冷却器202可以被加压到使所述下部冷却器201和所述上部冷却器202能够紧贴于所述功率半导体封装110的两侧板面的程度。

由此，能够显著减少所述功率半导体封装110与所述下部冷却器201的彼此接触区域和所述功率半导体封装110与所述上部冷却器202的彼此接触区域的空气量。

由此，在所述功率半导体封装110中产生的热能能够向所述下部冷却器201和所述上部冷却器202迅速地移动。

另一方面，如图4所示，所述下部冷却器201的流入部20023和流出部20024可以与冷却流体循环回路400连接。所述冷却流体循环回路400设置有所述冷却流体通过进行热交换而被冷却的热交换器401和促进所述冷却流体的移动(循环)的泵402。

如果开始运转，则因所述功率半导体封装110的发热作用而产生热能，导致温度上升。

在所述功率半导体封装110中产生的热能会向所述下部冷却器201和所述上部冷却器202传递。

如果开始运转，则所述冷却流体循环回路400的泵402动作，所述冷却流体沿所述冷却流体循环回路400进行循环。

所述冷却流体循环回路400的冷却流体经过所述热交换器401并被冷却。

经由所述热交换器401并被冷却的冷却流体通过所述流入部20023流入所述下部冷却器201。

流入到所述流入部20023的冷却流体中的一部分向下游侧移动，经由所述下部冷却器201的散热片2003并吸收热能而以温度上升的状态向所述流出部20024侧移动。

流入所述流入部20023的冷却流体中的另一部分通过设置在所述流入部20023侧的连接构件300向所述上部冷却器202移动。

移动到所述上部冷却器202的冷却流体经由所述上部冷却器202的散热片2003并吸收热能而使温度上升，并经由所述流出部20024侧的连接构件300向所述流出部20024移动。

吸收所述功率半导体封装110的热能而使温度上升的冷却流体向所述流出部20024移动，并通过所述流出部20024沿所述冷却流体循环回路400进行循环而被冷却，通过重复上述过程，吸收在所述功率半导体封装110中产生的热能来将其冷却。

另一方面，如果开始运转而使所述功率半导体封装110沿厚度方向热膨胀(收缩)，则所述连接构件300沿所述功率半导体封装110的厚度方向(附图中的上下方向)伸长(收缩)并吸收变形。

由此，能够抑制所述功率半导体封装110、所述下部冷却器201及所述上部冷却器202发生损坏。

图5是图1的双面冷却型功率半导体封装的变形例的剖视图，图6是图5中的冷却器的剖视图，图7是图5中的连接构件的压缩状态的剖视图，图8是用于说明图7中的双面冷却型功率半导体封装的作用的图。

如图5至图7所示，本实施例的双面冷却型功率半导体封装100a具有功率半导体封装110、冷却器200a及连接构件300。

例如，所述功率半导体封装110具有复数个电路元件1101、上部基板1102及下部基板1103，所述上部基板1102设置在复数个所述电路元件1101的上侧，所述下部基板1103设置在复数个所述电路元件1101的下侧。

在所述功率半导体封装110的一侧设置有复数个电源线1104。

在所述功率半导体封装110的另一侧(相对侧)设置有复数个信号线1105。

所述冷却器200a设置有复数个，复数个所述冷却器200a沿所述功率半导体封装110的厚度方向设置在两侧。

具体而言，复数个所述冷却器200a具有配置在所述功率半导体封装110的下侧的下部冷却器201a和配置在所述功率半导体封装110的上侧的上部冷却器202a。

例如，复数个所述冷却器200a构成为分别设置有主体210，在所述主体210的内部形成有冷却流体的流路203。

例如，如图6所示，所述主体210具有内侧板2101、外侧板2102及隔板2103，所述内侧板2101与所述功率半导体封装110接触，所述外侧板2102与所述内侧板2101隔开配置，所述隔板2103的一侧与所述内侧板2101连接，另一侧与所述外侧板2102连接。

由此，所述冷却器200a的主体210可以挤压成型，因此容易实现量产。

例如，所述主体210的两侧壁2104可以实现为向外侧凸起的圆弧截面形状。

复数个所述冷却器200a(所述下部冷却器201a和所述上部冷却器202a)具有分别设置在流入侧端部和流出侧端部的头部220。

例如，所述头部220具有内侧板2201和外侧板2202，所述内侧板2201和所述外侧板2202沿所述功率半导体封装110的厚度方向隔开配置而在内部形成冷却流体的流路203。

在所述头部220的一侧设置有供所述主体210结合的主体结合部2203。

例如，所述主体结合部2203可以形成为向外侧开放，以供所述主体210的端部可插入。

在设置于所述下部冷却器201a的流入侧的头部220设置有供所述冷却流体流入的流入部22021。

所述流入部22021在所述下部冷却器201a的流入侧头部220的外侧板2202贯穿形成。

在设置于所述下部冷却器201a的流出侧的头部220设置有供所述冷却流体流出的流出部22022。

所述流出部22022在所述下部冷却器201a的流出侧头部220的外部板2202贯穿形成。

另一方面，在所述下部冷却器201a的头部220与所述上部冷却器202a的头部220之间竖直配置有连接构件300。

所述下部冷却器201a和所述上部冷却器202a利用所述连接构件300连接为彼此连通。

由此，所述下部冷却器201a的冷却流体的移动方向与所述上部冷却器202a的移动方向彼此相同。

由此，能够抑制所述功率半导体封装110的底面和顶面的温度发生偏差。

具体而言，所述连接构件300分别设置在所述上部冷却器202a的流入侧头部220与所述下部冷却器201a的流入侧头部220之间和所述上部冷却器202a的流出侧头部220与所述下部冷却器201a的流出侧头部220之间。

例如，所述连接构件300具有管状部3001和褶皱部3002，所述管状部3001具有管形状并设置在两侧，所述褶皱部3002在所述管状部3001之间可伸缩地形成。

由此，当所述功率半导体封装110的热膨胀时，所述连接构件300(所述褶皱部3002)吸收变形，从而能够抑制所述功率半导体封装110、所述下部冷却器201a及上部冷却器202a发生损坏。

在本实施例中，所述连接构件300可以构成为具有圆形或椭圆形截面。

例如，所述褶皱部3002可以构成为具有圆形或椭圆形截面。

在本实施例中，所述管状部3001和所述褶皱部3002可以构成为具有在所述冷却流体的移动方向上具有横向较长的长度的椭圆形截面形状。

例如，所述褶皱部3002具有顶部30021和底部30022，所述顶部30021具有最大外部宽度，所述底部30022具有最小外部宽度。

所述底部30022沿伸缩方向配置在所述顶部30021之间。

在本实施例中，所述主体210、所述头部220及所述连接构件300可以分别由金属构件(例如，铝(Al)构件)形成。

在所述各个头部220分别设置有连接构件结合部230，所述连接构件结合部230供所述连接构件300沿所述功率半导体封装110的厚度方向以重叠的方式结合。

由此，能够充分确保所述连接构件300的褶皱部3002的长度，从而使所述连接构件300能够容易地伸缩。

例如，所述连接构件结合部230具有沿厚度方向凹陷的凹陷部2301，以能够容纳所述连接构件300的端部。

由此，当所述连接构件300的收缩时，能够抑制所述连接构件300被过度压缩。

在本实施例中，所述连接构件300以伸长的状态制成(参照图5)。

所述连接构件300可以收缩为使所述下部冷却器201a和所述上部冷却器202a能够与所述功率半导体封装110的两个板面分别接触(参照图7)。

在所述各个头部220分别形成有所述凹陷部2301，以使所述连接构件300的两个端部分别容纳于所述凹陷部2301的内部，因此在收缩后也具有相对较长的长度。由此，当所述连接构件300收缩时，能够抑制所述褶皱部3002被过度压缩。

所述凹陷部2301具有大于所述连接构件300的最大外部宽度(所述褶皱部3002的外部宽度)的内部宽度。

由此，当所述连接构件300收缩时，最外侧区域(所述褶皱部3002)能够沿所述连接构件300的宽度方向被容纳到所述凹陷部2301的内部，而不会干扰所述凹陷部2301。

在本实施例中，例如，所述凹陷部2301实现为椭圆形截面形状。

具体而言，所述凹陷部2301具有凹陷底部23011和外壁部23012，所述凹陷底部23011从所述内侧板2202沿厚度方向凹陷，所述外壁部23012从所述凹陷底部23011的外侧边缘以筒形状形成为具有椭圆形截面。

所述连接构件结合部230具有重叠区间2302，所述重叠区间2302从所述凹陷部2301凸出为沿长度方向与所述连接构件300的端部(所述管状部3001)重叠。

由此，当所述连接构件300收缩时，能够抑制所述连接构件300的褶皱部3002沿所述连接构件300的长度方向与所述凹陷底部23011接触。

所述重叠区间2302设置在所述凹陷部2301(凹陷底部23011)的中央。

考虑到所述重叠区间2302设置在所述凹陷部2301(凹陷底部23011)的内侧，所述重叠区间2302可以被称作“内壁部”。

例如，所述重叠区间2302与所述连接构件300的管状部3001的形状对应地具有椭圆截面形状。

在本实施例中，所述重叠区间2302的凸出长度构成为小于所述凹陷部2301的深度的长度。

由此，当所述连接构件300收缩时，能够抑制所述褶皱部3002和所述凹陷部2301发生接触。

所述冷却器200a的主体210和头部220可以通过钎焊来连接。

所述冷却器200a(头部220)和所述连接构件300可以通过钎焊来连接。

由此，能够提高所述冷却器200a与所述连接构件300的结合力。

另外，能够抑制所述冷却流体从所述冷却器200a与所述连接构件300之间泄漏。

如果根据这样的构成来制造所述下部冷却器201a和所述上部冷却器202a，则所述上部冷却器202a可以在所述下部冷却器201a的上侧隔开配置。

所述下部冷却器201a的头部220与所述上部冷却器202a的头部220之间可以分别配置有所述连接构件300。

在此，如图5所示，所述各个连接构件300以伸长的状态分别结合在所述下部冷却器201a与上部冷却器202a之间。

另一方面，在所述功率半导体封装110与所述下部冷却器201a的彼此接触区域和所述功率半导体封装110与上部冷却器202a的彼此接触区域设置导热物质205后，可以对所述下部冷却器201a和所述上部冷却器202a进行加压收缩，使其与所述功率半导体封装110的两个板面(附图中的顶面和底面)接触。

由此，所述各个连接构件300的褶皱部3002收缩，所述下部冷却器201a的顶面与所述功率半导体封装110的底面紧贴，所述上部冷却器202a的底面与所述功率半导体封装110的顶面紧贴。

所述下部冷却器201a的流入部22021和流出部22022可以与使所述冷却流体循环的冷却流体循环回路400分别连接。

在所述冷却流体循环回路400设置有冷却所述冷却流体的热交换器401。

在所述冷却流体循环回路400设置有促进所述冷却流体的移动的泵402。

以利用所述泵402来循环的冷却流体的移动方向为基准，在所述热交换器401的下游侧(流出侧)与所述下部冷却器201a的流入部22021连接。

所述下部冷却器201a的流出部22022与所述热交换器401的上游侧(流入侧)连接。

如果开始运转，则在所述功率半导体封装110的发热作用下温度上升，从所述功率半导体封装110产生的热能分别向所述下部冷却器201a和所述上部冷却器202a移动。

如果开始运转，则所述泵402动作，在所述热交换器401中被冷却的冷却流体流入所述下部冷却器201a的流入部22021。

流入到所述流入部22021的冷却流体中的一部分经过所述下部冷却器201a的内部并吸收从所述功率半导体封装110产生的热能，然后以温度上升的状态向所述流出部22022移动。

流入所述流入部22021的冷却流体中的另一部分通过与所述流入部22021相邻的连接构件300向所述上部冷却器202a移动。移动到所述上部冷却器202a的冷却流体吸收在所述功率半导体封装110产生的热能而使温度升高，然后经由与所述流出部22022相邻设置的连接构件300向所述流出部22022移动。

经由所述下部冷却器201a和所述上部冷却器202a而使温度上升的冷却流体通过所述流出部22022向所述冷却流体循环回路400移动，在所述热交换器401被冷却后，流入所述下部冷却器201a的流入部22021，通过重复这样的过程，从而对所述功率半导体封装110持续地进行冷却。

图9是本发明另一实施例的双面冷却型功率半导体封装的立体图，图10是图9中的上部冷却器和下部冷却器的立体图，图11是图10中的上部冷却器和下部冷却器的分离立体图，图12是图9中的双面冷却型功率半导体封装的垂直连接构件的收缩前的剖视图。

如图9至图12所示，本实施例的双面冷却型功率半导体封装100b具有功率半导体封装110、冷却器200b及连接构件300。

所述功率半导体封装110具有复数个电路元件1101、上部基板1102及下部基板1103，所述上部基板1102设置在复数个所述电路元件1101的上侧，所述下部基板1103设置在复数个所述电路元件1101的下侧。

所述功率半导体封装110的一侧设置有复数个电源线1104。

所述功率半导体封装110的另一侧(相对侧)设置有复数个信号线1105。

例如，所述功率半导体封装110可以由沿板面方向隔开的复数个构成。

例如，所述功率半导体封装110具有沿板面方向隔开的第一功率半导体封装111、第二功率半导体封装112及第三功率半导体封装113。

所述冷却器200b的内部设置有冷却流体的流路203，所述冷却器200b由复数个构成以分别设置在所述功率半导体封装110的两侧(附图中的上侧和下侧)。

例如，所述冷却器200b具有设置在所述功率半导体封装110的下侧的下部冷却器201b和设置在上侧的上部冷却器202b。

在本实施例中，所述下部冷却器201b构成为能够在所述第一功率半导体封装111、第二功率半导体封装112及第三功率半导体封装113的下侧分别进行热交换。

例如，所述下部冷却器201b构成为包括第一下部冷却器201b1、第二下部冷却器201b2及第三下部冷却器201b3，所述第一下部冷却器201b1与所述第一功率半导体封装111的底面接触为能够进行热交换，所述第二下部冷却器201b2与第二功率半导体封装112的底面接触为能够进行热交换，所述第三下部冷却器201b3与第三功率半导体封装113的底面接触为能够进行热交换。

所述上部冷却器202b构成为能够在所述第一功率半导体封装111、第二功率半导体封装112及第三功率半导体封装113的上侧分别进行热交换。

例如，所述上部冷却器202b构成为包括第一上部冷却器202b1、第二上部冷却器202b2及第三上部冷却器202b3，所述第一上部冷却器202b1与所述第一功率半导体封装111的顶面接触为能够进行热交换，所述第二上部冷却器202b2与所述第二功率半导体封装112的顶面接触为能够进行热交换，所述第三上部冷却器202b3与所述第三功率半导体封装113的顶面接触为能够进行热交换。

在本实施例中，所述下部冷却器201b和所述上部冷却器202b分别构成为具有相同结构的主体210。

图13是图11中的冷却器(下部冷却器)的主体的主视图。如图13所示，所述下部冷却器201b的主体210具有内侧板2101、外侧板2102及隔板2103，所述内侧板2101与所述功率半导体封装110的板面接触，所述外侧板2102从所述内侧板2101隔开配置，所述隔板2103的一侧与所述内侧板2101连接，另一侧与所述外侧板2102连接。

复数个所述隔板2103设置为彼此并排隔开。

连接所述内侧板2101和所述外侧板2102的两个侧壁2104可以以向外侧凸起的曲线截面形状实现。

由此，所述冷却器200的主体210可以挤压成型，因此易于制作。

图14是图11中的水平连接构件(上部水平连接构件)的立体图，图15是图12中的水平连接构件(上部水平连接构件)区域的放大图，图16是图11中的垂直连接构件的立体图，图17是图12中的垂直连接构件区域的放大图。

如图14至图17所示，所述连接构件300的内部设置有所述冷却流体的流路203，所述连接构件300与复数个所述冷却器200可连通地连接。

所述连接构件300形成为可伸缩。

具体而言，所述连接构件300构成为波纹管形状。

例如，所述连接构件300构成为具有椭圆截面形状。

例如，所述连接构件300具有管状部3001和褶皱部3002，所述管状部3001具有椭圆截面形状并配置在两侧，所述褶皱部3002在所述管状部3001之间可伸缩地形成。

所述连接构件300具有沿水平方向连接所述三个主体210的水平连接构件300a。

例如，所述水平连接构件300a构成为具有水平连接所述上部冷却器202b的主体210的复数个上部水平连接构件300a1。

例如，所述水平连接构件300a具有水平连接所述下部冷却器201b的主体210的复数个下部水平连接构件300a2。

在本实施例中，所述水平连接构件300a(上部水平连接构件300a1、下部水平连接构件300a2)的管状部3001分别构成为向外侧开放，以在内部能够插入所述主体210的端部。

所述主体210和所述水平连接构件300a(上部水平连接构件300a1、下部水平连接构件300a2)可以分别由金属构件(例如，铝(Al)构件)形成。

图18是图11的流出侧头部的立体图。如图12、图17及图18所述，所述冷却器200具有分别设置在所述下部冷却器201b的流入侧端部、所述上部冷却器202b的流入侧端部、所述下部冷却器201b的流出侧端部以及所述上部冷却器202b的流出侧端部的头部220。

在此，设置在所述冷却器200的流入侧端部的头部220可以被称作流入侧头部220，设置在所述冷却器200的流出侧端部的头部220可以被称作流出侧头部220。

例如，所述头部220的每一个构成为分别具有内侧板2201和外侧板2202，所述内侧板2201和所述外侧板2202沿所述功率半导体封装110的厚度方向隔开配置，而在内部形成冷却流体的流路203。

所述头部220可以由金属构件(例如，铝构件)形成。

所述下部冷却器201b的头部220和所述上部冷却器202b的头部220可以沿所述功率半导体封装110的厚度方向(附图中的上下方向)隔开。

所述下部冷却器201b的头部220和所述上部冷却器202b的头部220可以利用所述连接构件300可连通地连接。

所述连接构件300具有垂直设置在所述下部冷却器201b的头部220与所述上部冷却器202b的头部220之间的垂直连接构件300b。

具体而言，在所述流入侧头部220之间可以设置有流入侧垂直连接构件300b，在所述流出侧头部220之间可以设置有流出侧垂直连接构件300b。

由此，所述下部冷却器201b和所述上部冷却器202b可以彼此并联连接。

所述下部冷却器201b的冷却流体的移动方向与所述上部冷却器202b的冷却流体的移动方向相同。

通过这样的构成，能够分别抑制所述第一功率半导体封装111、第二功率半导体封装112及第三功率半导体封装113的底面和顶面的温度发生偏差。

在所述头部220分别设置有与所述连接构件300(垂直连接构件300b)结合的连接构件结合部230。

所述头部220的连接构件结合部230构成为沿所述功率半导体封装110的厚度方向以重叠的方式结合。

所述头部220的连接构件结合部230具有沿厚度方向凹陷的凹陷部2301，以能够容纳所述连接构件300(垂直连接构件300b)的端部。

所述凹陷部2301具有大于所述连接构件300(垂直连接构件300b)的最大外部宽度的内部宽度。

例如，所述凹陷部2301具有凹陷底部23011和侧壁部23012，所述凹陷底部23011沿所述功率半导体封装110的厚度方向凹陷，所述侧壁部23012具有大于所述连接构件300(垂直连接构件300b)的最大外部宽度的内部宽度。

所述连接构件结合部230具有重叠区间2302，所述重叠区间2302从所述凹陷部2301凸出为沿长度方向与所述连接构件300(垂直连接构件300b)的端部重叠。

所述重叠区间2302构成为从所述凹陷底部23011凸出。

所述重叠区间2302构成为能够插入到所述连接构件300(垂直连接构件300)的管状部3001的内部。

例如，所述重叠区间2302具有与所述连接构件300(垂直连接构件300b)的管状部3001的内表面面接触的外表面。

图19是图12的双面冷却型功率半导体封装的垂直连接构件的收缩后的剖视图。如图19所示，所述垂直连接构件300b以伸长的状态将两个端部(管状部3001)分别结合在所述下部冷却器201b的头部220和所述上部冷却器202b的头部220。

在本实施例中，所述头部220和所述垂直连接构件300b可以通过钎焊来结合为一体。

在所述下部冷却器201b和所述上部冷却器202b之间形成有所述功率半导体封装110的插入空间。

在所述下部冷却器201b和所述上部冷却器202b之间可以插入有所述功率半导体封装110(第一功率半导体封装111、第二功率半导体封装112及第三功率半导体封装113)。

此时，在所述功率半导体封装110(第一功率半导体封装111、第二功率半导体封装112及第三功率半导体封装113)与所述冷却器200(下部冷却器201b和上部冷却器202b)的彼此接触面之间可以分别插入有导热物质205。

将所述功率半导体封装110插入后，所述垂直连接构件300b可以被加压而收缩，以使所述功率半导体封装110与所述冷却器200能够彼此接触。

图20是用于说明图17中的双面冷却型功率半导体封装的作用的图。如图20所示，所述下部冷却器201b的流入部22021和流出部22022可以与冷却流体循环回路400连接。

所述冷却流体循环回路400具有通过与所述冷却流体进行热交换来将其冷却的热交换器401。

在所述冷却流体循环回路400设置有促进所述冷却流体的移动的泵402。

以利用所述泵402来移动的冷却流体的移动方向为基准，在所述热交换器401的流出侧连接有所述下部冷却器201b的流入部22021。

另外，以利用所述泵402来移动的冷却流体的移动方向为基准，在所述热交换器401的流入侧连接有所述下部冷却器201b的流出部22022。

通过这样的构成，如果开始运转，则所述功率半导体封装110(第一功率半导体封装111、第二功率半导体封装112及第三功率半导体封装113)在发热作用下分别产生热能。

此时，当所述功率半导体封装110沿厚度方向发生热变形(膨胀)时，可以利用所述垂直连接构件300b的伸长来吸收变形。

另外，可以利用所述上部水平连接构件300a1的收缩来吸收所述功率半导体封装110沿板面方向的热变形(膨胀)。

从所述功率半导体封装110产生的热能分别向所述下部冷却器201b和所述上部冷却器202b移动。

另一方面，如果开始运转，则所述泵402运转而使所述冷却流体在所述冷却流体循环回路400和所述冷却器200(下部冷却器201b、上部冷却器202b)进行循环。

所述冷却流体循环回路400的冷却流体经由所述热交换器401进行热交换而被冷却。

经过所述热交换器401的冷却流体向所述下部冷却器201b的流入部22021移动。

通过所述流入部22021流入的冷却流体中的一部分沿所述下部冷却器201b的内部(主体210和下部水平连接构件300a2)移动。此时，所述下部冷却器201b的冷却流体吸收在所述功率半导体封装110产生的热能而使温度上升。

通过所述流入部22021流入的冷却流体中的另一部分经由与所述流入部22021相邻的垂直连接构件300b向所述上部冷却器202b移动。

移动到所述上部冷却器202b的冷却流体沿上部冷却器202b的内部(主体210和上部水平连接构件300a1)移动。

经过所述上部冷却器202b的内部的冷却流体的温度上升并经由流出侧头部220和流出侧垂直连接构件300b向所述流出部22022移动。

通过所述流出部22022向所述下部冷却器201b的外部流出的温度上升的冷却流体经由所述热交换器401并通过散热而被冷却。

在所述热交换器401中被冷却的冷却流体流入所述下部冷却器201b的流入部22021，经由所述下部冷却器201b和所述上部冷却器202b并吸收热能，通过重复这样的过程，来对所述功率半导体封装110持续地进行冷却。

图21是本发明又一实施例的双面冷却型功率半导体封装的立体图，图22是图21中的双面冷却型功率半导体封装的连接构件的收缩前的剖视图，图23是图21中的双面冷却型功率半导体封装的连接构件的收缩后的剖视图，图24是用于说明图22中的双面冷却型功率半导体封装的作用的图。

如图21至图24所示，本实施例的双面冷却型功率半导体封装100c具有功率半导体封装110、冷却器200c及连接构件300。

所述功率半导体封装110具有复数个电路元件1101、上部基板1102及下部基板1103，所述上部基板1102设置在复数个所述电路元件1101的上侧，所述下部基板1103设置在复数个所述电路元件1101的下侧。

在所述功率半导体封装110的一侧设置有复数个电源线1104。

在所述功率半导体封装110的另一侧(相对侧)设置有复数个信号线1105。

在本实施例中，所述功率半导体封装110设置有沿厚度方向隔开配置的复数个。

例如，所述功率半导体封装110构成为具有沿厚度方向隔开的第一功率半导体封装111、第二功率半导体封装112及第三功率半导体封装113。

在所述冷却器200c的内部设置有冷却流体的流路203，所述冷却器200c构成为与所述功率半导体封装110的两侧(附图中的下侧和上侧)分别接触。

具体而言，所述冷却器200c具有配置在所述第一功率半导体封装111的下侧的第一冷却器200c1、配置在所述第一功率半导体封装111的上侧的第二冷却器200c2、配置在所述第二功率半导体封装112的上侧的第三冷却器200c3以及配置在所述第三功率半导体封装113的上侧的第四冷却器200c4。

所述冷却器200c(第一冷却器200c1、第二冷却器200c2、第三冷却器200c3及第四冷却器200c4)分别设置有与所述功率半导体封装110接触的主体210。

例如，如上所述，所述主体210可以构成为具有内侧板2101、外侧板2102及复数个隔板2103，所述内侧板2101与所述功率半导体封装110接触，所述外侧板2102从所述内侧板2101隔开，复数个所述隔板2103的一端部与所述内侧板2101连接，另一侧与所述外侧板2102连接。

由此，能够容易地制作所述冷却器200c(主体210)。

在所述冷却器200c的内部设置有所述冷却流体的流路203，所述冷却器200c具有与所述主体210连接的头部220c。

在所述第一冷却器200c1、第二冷却器200c2、第三冷却器200c3及第四冷却器200c4的各自的主体210的两侧(流入侧、流出侧)分别设置有所述头部220c。

例如，所述头部220c具有设置于所述第一冷却器200c1的第一头部220c1、设置于第二冷却器200c2的第二头部220c2、设置于第三冷却器200c3的第三头部220c3以及设置于第四冷却器200c4的第四头部220c4。

在此，设置在所述主体210的流入侧的头部220c可以被称作流入侧头部220c，设置在所述主体210的流出侧的头部220c可以被称作流出侧头部220c。

具体而言，例如，所述流入侧头部220c具有设置于所述第一冷却器200c1的第一流入侧头部220c1、设置于所述第二冷却器200c2的第二流入侧头部220c2、设置于所述第三冷却器200c3的第三流入侧头部220c3以及设置于所述第四冷却器200c4的第四流入侧头部220c4。

所述流出侧头部220c具有设置于所述第一冷却器200c1的第一流出侧头部220c1、设置于所述第二冷却器200c2的第二流出侧头部220c2、设置于所述第三冷却器200c3的第三流出侧头部220c3以及设置于所述第四冷却器200c4的第四流出侧头部220c4。

所述主体210和所述头部220c可以分别由金属构件形成，并通过钎焊来彼此结合为一体。

例如，所述头部220c具有内侧板2201和外侧板2202，所述内侧板2201和所述外侧板2202沿所述功率半导体封装110的厚度方向彼此隔开，并在内部形成有所述冷却流体的流路203。

在所述第一冷却器200c1设置有供所述冷却流体流入的流入部22021。

在所述第一冷却器200c1设置有供所述冷却流体流出的流出部22022。

所述流入部22021在所述第一冷却器200c1的流入侧头部220c贯穿形成。

所述流入部22021在所述第一冷却器200c1的流入侧头部220c的外侧板2202贯穿形成。

所述流出部22022在所述第一冷却器200c1的流出侧头部220c贯穿形成。

所述流出部22022在所述第一冷却器200c1的流出侧头部220c的外侧板2202贯穿形成。

各个所述冷却器200c的头部220c可以利用连接构件300来分别可连通地连接。

考虑到所述连接构件300沿垂直方向配置在所述头部220c之间，可以被称作“垂直连接构件”。

所述连接构件300构成为可伸缩。

由此，当所述功率半导体封装110热变形时，所述连接构件300能够吸收变形。

由此，能够分别抑制所述功率半导体封装110和所述冷却器200c的热变形导致的损坏。

所述连接构件300构成为具有管状部3001和褶皱部3002，所述管状部3001配置在两侧并具有管形状，所述褶皱部3002在所述管状部3001之间可伸缩地形成。

所述连接构件300可以分别配置在所述第一冷却器200c1的头部220c1与第二冷却器200c2的头部220c2之间、所述第二冷却器200c2的头部220c2与第三冷却器200c3的头部220c3之间以及所述第三冷却器200c3的头部220c3与所述第四冷却器200c4的头部220c4之间。

例如，所述连接构件300具有设置在所述第一头部220c1与第二头部220c2之间的第一垂直连接构件300c1、设置在所述第二头部220c2与所述第三头部220c3之间的第二垂直连接构件300c2以及设置在所述第三头部220c3与所述第四头部220c4之间的第三垂直连接构件300c3。

在所述各个头部220c设置有连接构件结合部230，所述连接构件结合部230供所述连接构件300沿所述功率半导体封装110的厚度方向以重叠的方式结合。

所述头部220c的连接构件结合部230构成为沿所述功率半导体封装110的厚度方向以重叠的方式结合。

所述头部220c的连接构件结合部230具有沿厚度方向凹陷的凹陷部2301，以能够容纳所述连接构件300的端部。

所述凹陷部2301具有大于所述连接构件300的最大外部宽度的内部宽度。

例如，所述凹陷部2301构成为具有沿所述功率半导体封装110的厚度方向凹陷的凹陷底部23011和具有大于所述连接构件300的最大外部宽度的内部宽度的侧壁部230012。

所述连接构件结合部230具有重叠区间2302，所述重叠区间2302从所述凹陷部2301凸出为沿长度方向与所述连接构件300的端部重叠。

所述重叠区间2302构成为从所述凹陷底部23011凸出。

所述重叠区间2302构成为能够插入到所述连接构件300的管状部3001的内部。

例如，所述重叠区间2302具有与所述连接构件300的管状部3001的内表面面接触的外表面。

如图23所示，所述各个连接构件300以伸长的状态分别结合于所述各个头部220c。

所述各个头部220c和所述连接构件300可以通过钎焊来结合为一体。

所述第一冷却器200c1、第二冷却器200c2、第三冷却器200c3及第四冷却器200c4之间分别形成有所述功率半导体封装110(第一功率半导体封装111、第二功率半导体封装112及第三功率半导体封装113)的插入空间。

在所述功率半导体封装110与所述各个冷却器200c的彼此接触面之间可以分别插入有导热物质205。

在所述各个插入空间的内部分别插入所述功率半导体封装110后，沿上下方向加压所述各个连接构件300使其收缩，以使所述功率半导体封装110能够与所述各个冷却器200c接触(参照图22)。

另一方面，如图24所示，所述第一冷却器200c1的流入部22021和流出部22022可以与冷却流体循环回路400连接。

所述冷却流体循环回路400具有促进所述冷却流体的移动的泵402和通过与所述冷却流体进行热交换来将其冷却的热交换器401。

通过这样的构成，如果开始运转，则所述功率半导体封装110在发热作用下分别产生热能。在所述功率半导体封装110中产生的热能分别向所述第一冷却器200c1、第二冷却器200c2、第三冷却器200c3及第四冷却器200c4传递。

如果开始运转，则所述冷却流体循环回路400的泵402运转，所述冷却流体循环回路400的冷却流体经由所述热交换器401并被冷却。

经由所述热交换器401而被冷却的冷却流体流入所述第一冷却器200c1的流入部22021。

流入所述流入部22021的冷却流体中的一部分沿所述第一冷却器200c1的内部移动。此时，所述冷却流体吸收从所述第一功率半导体封装111产生的热能而温度上升。

流入所述流入部22021的冷却流体中的另一部分经由所述流入侧连接构件300分别向所述第二冷却器200c2、第三冷却器200c3及第四冷却器200c4移动。

向所述第二冷却器200c2、第三冷却器200c3及第四冷却器200c4移动的冷却流体吸收在所述功率半导体封装110中产生的热能而以温度上升的状态分别向流出侧头部220c移动。

在本实施例中，由于所述第一冷却器200c1、第二冷却器200c2、第三冷却器200c3及第四冷却器200c4的内部的冷却流体的移动方向相同，因此几乎不会发生冷却流体的温度偏差，所述第一功率半导体封装111、第二功率半导体封装112及第三功率半导体封装113的底面和顶面几乎均匀地被冷却，从而能够抑制其底面和顶面的温度发生偏差。

分别向所述流出侧头部220c移动的冷却流体通过所述流出部22022向所述冷却流体循环回路400移动。

向所述冷却流体循环回路400移动的冷却流体在所述热交换器401进行热交换而被冷却，并在所述第一冷却器200c1、第二冷却器200c2、第三冷却器200c3及第四冷却器200c4吸收所述功率半导体封装110的热能，通过重复这样的过程，从而对所述功率半导体封装110持续地进行冷却。

以上，图示并说明了本发明的特定实施例。然而，本发明可以在不脱离其思想或本质特征的范围实现为各种形态，因此，上述说明的实施例不应被局限于用于实施其发明的具体内容。

另外，即使是在上述详细的说明中未一一列举的实施例，也应在所附权利要求中定义的技术思想的范围内进行广泛的解释。此外，包括在所述权利要求的技术范围及其等效范围内的所有变更和变形应被所附权利要求所包括。

Claims (19)

1.一种双面冷却型功率半导体封装，其中，包括：

板形状的功率半导体封装；

复数个冷却器，在各个冷却器的内部均设置有冷却流体的流路，在所述功率半导体封装的两侧板面分别配置为能够进行热交换；以及

连接构件，在内部设置有所述冷却流体的流路，与复数个所述冷却器可连通地连接；

所述连接构件形成为可伸缩。

2.根据权利要求1所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

所述连接构件具有波纹管形状。

3.根据权利要求1所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

所述连接构件配置为能够沿所述功率半导体封装的厚度方向伸缩。

4.根据权利要求1所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

所述连接构件形成为能够沿所述功率半导体封装的板面方向伸缩。

5.根据权利要求1所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

复数个所述冷却器各自均具有：

内侧板，与所述功率半导体接触；

外侧板，与所述内侧板隔开配置；以及

隔板，一侧与所述内侧板连接，另一侧与所述外侧板连接。

6.根据权利要求1所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

复数个所述冷却器各自均具有：

内侧板，与所述功率半导体封装接触；

外侧板，与所述内侧板隔开配置；以及

散热片，一侧与所述内侧板连接，另一侧与所述外侧板连接。

7.根据权利要求6所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

复数个所述冷却器具有：

上部冷却器，设置在所述功率半导体封装的上侧；以及

下部冷却器，设置在所述功率半导体封装的下侧；

所述连接构件以所述冷却流体的流动方向为基准，分别设置在所述下部冷却器及所述上部冷却器的流入侧端部和所述下部冷却器及所述上部冷却器的流出侧端部。

8.根据权利要求7所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

所述冷却器还包括分别设置在所述下部冷却器的流入侧端部和流出侧端部、所述上部冷却器的流入侧端部和流出侧端部的头部，

所述连接构件在所述上部冷却器的头部和所述下部冷却器的头部之间垂直配置来与所述上部冷却器的头部和所述下部冷却器的头部可连通地连接。

9.根据权利要求8所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

在所述头部设置有连接构件结合部，所述连接构件结合部供所述连接构件沿所述功率半导体封装的厚度方向以重叠的方式结合。

10.根据权利要求9所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

所述连接构件结合部具有沿厚度方向凹陷的凹陷部，以能够容纳所述连接构件的端部。

11.根据权利要求10所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

所述凹陷部的内部宽度大于所述连接构件的最大外部宽度。

12.根据权利要求11所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

所述连接构件结合部具有从所述凹陷部凸出的重叠区间，所述重叠区间沿长度方向与所述连接构件的端部重叠。

13.根据权利要求12所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

所述重叠区间的长度小于所述凹陷部的深度。

14.根据权利要求7所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

所述内侧板、所述外侧板及所述散热片由金属构件形成，

所述内侧板、所述外侧板及所述散热片利用钎焊来结合。

15.根据权利要求7所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

所述功率半导体封装包括沿板面方向隔开的第一功率半导体封装、第二功率半导体封装及第三功率半导体封装，

所述上部冷却器具有配置在所述第一功率半导体封装的上侧的第一上部冷却器、配置在所述第二功率半导体封装的上侧的第二上部冷却器以及配置在所述第三功率半导体封装的上侧的第三上部冷却器，

所述下部冷却器具有配置在所述第一功率半导体封装的下侧的第一下部冷却器、配置在所述第二功率半导体封装的下侧的第二下部冷却器以及配置在所述第三功率半导体封装的下侧的第三下部冷却器。

16.根据权利要求15所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

所述连接构件包括：

上部水平连接构件，沿水平方向连接所述第一上部冷却器、所述第二上部冷却器及所述第三上部冷却器；以及

下部水平连接构件，沿水平方向连接所述第一下部冷却器、所述第二下部冷却器及所述第三下部冷却器。

17.根据权利要求6所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

所述功率半导体封装包括沿厚度方向隔开配置的第一功率半导体封装、第二功率半导体封装及第三功率半导体封装，

所述冷却器具有配置在所述第一功率半导体封装的下侧的第一冷却器、配置在所述第一功率半导体封装的上侧的第二冷却器、配置在所述第二功率半导体封装的上侧的第三冷却器以及配置在所述第三功率半导体封装的上侧的第四冷却器，

所述第一冷却器、所述第二冷却器、所述第三冷却器及所述第四冷却器的各自的流入侧端部利用所述连接构件可连通地连接，

所述第一冷却器、所述第二冷却器、所述第三冷却器及所述第四冷却器的各自的流出侧端部利用所述连接构件可连通地连接。

18.根据权利要求17所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

以所述冷却流体的移动方向为基准，在所述第一冷却器的流入侧端部和流出侧端部分别设置有第一头部，在所述第二冷却器的流入侧端部和流出侧端部分别设置有第二头部，在所述第三冷却器的流入侧端部和流出侧端部分别设置有第三头部，在所述第四冷却器的流入侧端部和流出侧端部分别设置有第四头部，

所述连接构件具有沿垂直方向配置在沿上下隔开的所述第一头部、所述第二头部、所述第三头部及所述第四头部之间的第一垂直连接构件、第二垂直连接构件及第三垂直连接构件。

19.根据权利要求1至18中的任一项所述的双面冷却型功率半导体封装，其中，

还包括插入到所述功率半导体封装与所述冷却器的接触面之间的导热物质。