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JP6834841B2 - 半導体装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置に関する。
特許文献１では、積層した３枚の基板の間に複数のパワー半導体素子がそれぞれ設けられた構造を有するパッケージが開示されている。このパッケージにおいて、パッケージの上下には放熱フィンが取り付けられている。
特開２００５−３０３０１８号公報
特許文献１では、大型の冷却体である放熱フィンがパワーモジュールの上下に取り付けられることで、パワーモジュールの冷却が行われる。このため、冷却体をパワーモジュール上下に配置するためのスペースを確保する必要がある。また、パワーモジュールが厚くなり、パワーモジュールを配置するスペースが大きくなるという問題点があった。さらに、特許文献１では、３枚の基板のうち中央の基板に冷却体が接続されていない。従って、中央の基板からの冷却が不十分となる可能性がある。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、効率よく冷却できる半導体装置を得ることを目的とする。
第１の発明に係る半導体装置は、第１実装面を有する第１金属板と、該第１実装面と対向する第２実装面と、該第２実装面と反対側の面である第３実装面と、を有し、該第１金属板の上方に設けられた第２金属板と、該第３実装面と対向する第４実装面を有し、該第２金属板の上方に設けられた第３金属板と、該第１金属板と該第２金属板との間に設けられ、該第１実装面に裏面側電極が接合され、該第２実装面に上面側電極が接合された第１半導体チップと、該第２金属板と該第３金属板との間に設けられ、該第３実装面に裏面側電極が接合され、該第４実装面に上面側電極が接合された第２半導体チップと、複数の冷却体と、を備え、該第１金属板は、該第１半導体チップが接合された部分から伸び、該複数の冷却体の少なくとも１つと接触する第１冷却部を有し、該第２金属板は、該第１半導体チップと該第２半導体チップとが接合された部分から伸び、該複数の冷却体の少なくとも１つと接触する第２冷却部を有し、該第３金属板は、該第２半導体チップが接合された部分から伸び、該複数の冷却体の少なくとも１つと接触する第３冷却部を有し、該第１冷却部と、該第２冷却部と、該第３冷却部と、は該第１実装面と垂直な方向から見て、互いに重なるように設けられ、該複数の冷却体は、該第１冷却部と該第２冷却部との間と、該第２冷却部と該第３冷却部との間と、にそれぞれ設けられる。
第２の発明に係る半導体装置は、第１実装面を有する第１金属板と、該第１実装面と対向する第２実装面と、該第２実装面と反対側の面である第３実装面と、を有し、該第１金属板の上方に設けられた第２金属板と、該第３実装面と対向する第４実装面を有し、該第２金属板の上方に設けられた第３金属板と、該第１金属板と該第２金属板との間に設けられ、該第１実装面に裏面側電極が接合され、該第２実装面に上面側電極が接合された第１半導体チップと、該第２金属板と該第３金属板との間に設けられ、該第３実装面に裏面側電極が接合され、該第４実装面に上面側電極が接合された第２半導体チップと、複数の冷却体と、を備え、該第１金属板は、該第１半導体チップが接合された部分から伸び、該複数の冷却体の少なくとも１つと接触する第１冷却部を有し、該第２金属板は、該第１半導体チップと該第２半導体チップとが接合された部分から伸び、該複数の冷却体の少なくとも１つと接触する第２冷却部を有し、該第３金属板は、該第２半導体チップが接合された部分から伸び、該複数の冷却体の少なくとも１つと接触する第３冷却部を有し、該第１冷却部と該第３冷却部とは、該第１実装面と垂直な方向から見て、互いに重なるように設けられ、該第２冷却部は、該第１実装面と垂直な方向から見て、該第１半導体チップと該第２半導体チップとが接合された部分から該第１冷却部および該第３冷却部と異なる方向に伸び、該複数の冷却体は、該第１冷却部と該第３冷却部との間と、該第２冷却部の該第１実装面と垂直な方向の両側と、にそれぞれ設けられる。
第３の発明に係る半導体装置は、第１実装面を有する第１金属板と、該第１実装面と対向する第２実装面と、該第２実装面と反対側の面である第３実装面と、を有し、該第１金属板の上方に設けられた第２金属板と、該第３実装面と対向する第４実装面を有し、該第２金属板の上方に設けられた第３金属板と、該第１金属板と該第２金属板との間に設けられ、該第１実装面に裏面側電極が接合され、該第２実装面に上面側電極が接合された第１半導体チップと、該第２金属板と該第３金属板との間に設けられ、該第３実装面に裏面側電極が接合され、該第４実装面に上面側電極が接合された第２半導体チップと、冷却体と、を備え、該第１金属板は、該第１半導体チップが接合された部分から伸び、該冷却体と接触する第１冷却部を有し、該第２金属板は、該第１半導体チップと該第２半導体チップとが接合された部分から伸び、該冷却体と接触する第２冷却部を有し、該第３金属板は、該第２半導体チップが接合された部分から伸び、該冷却体と接触する第３冷却部を有し、該第１金属板は該冷却体の上面に設けられ、該第１冷却部は、該冷却体の該上面に伸び、該第２冷却部は、該冷却体に向かって屈曲した第１屈曲部を有し、該第１屈曲部に対して該第２半導体チップと反対側の端部が、該冷却体の該上面に伸び、該第３冷却部は、該冷却体に向かって屈曲した第２屈曲部を有し、該第２屈曲部に対して該第２半導体チップと反対側の端部が、該冷却体の該上面に伸び、該第２冷却部は、該第１実装面と垂直な方向から見て、該第１冷却部と異なる方向に伸び、該第３冷却部は、該第１実装面と垂直な方向から見て、該第１冷却部および該第２冷却部と異なる方向に伸びる。
本発明に係る半導体装置では、第１〜第３金属板の全てが冷却体と接触する。このため半導体装置を効率よく冷却できる。
実施の形態１に係る半導体装置の平面図である。 実施の形態１に係る半導体装置の断面図である。 実施の形態１に係る半導体装置の等価回路図である。 実施の形態１の第１の変形例に係る半導体装置の断面図である。 実施の形態１の第２の変形例に係る半導体装置の断面図である。 実施の形態１の第３の変形例に係る半導体装置の断面図である。 実施の形態１の第４の変形例に係る半導体装置の断面図である。 実施の形態１の第５の変形例に係る半導体装置の平面図である。 実施の形態１の第５の変形例に係る半導体装置を図８のI−II直線に沿って切断することで得られる断面図である。 実施の形態１の第５の変形例に係る半導体装置を図８のIII−IV直線に沿って切断することで得られる断面図である。 実施の形態１の第６の変形例に係る半導体装置の平面図である。 実施の形態１の第６の変形例に係る半導体装置を図１１のI−II直線に沿って切断することで得られる断面図である。 実施の形態１の第６の変形例に係る半導体装置を図１１のIII−IV直線に沿って切断することで得られる断面図である。 実施の形態２に係る半導体装置の平面図である。 実施の形態２に係る半導体装置の断面図である。 実施の形態２の第１の変形例に係る半導体装置の断面図である。 実施の形態２の第２の変形例に係る半導体装置の断面図である。 実施の形態３に係る半導体装置の平面図である。 実施の形態３に係る半導体装置を図１８のI−II直線に沿って切断することで得られる断面図である。 実施の形態３に係る半導体装置を図１８のIII−IV直線に沿って切断することで得られる断面図である。 実施の形態３の第１の変形例に係る半導体装置の平面図である。 実施の形態３の第１の変形例に係る半導体装置を図２１のI−II直線に沿って切断することで得られる断面図である。 実施の形態３の第１の変形例に係る半導体装置を図２１のIII−IV直線に沿って切断することで得られる断面図である。 実施の形態３の第２の変形例に係る半導体装置の平面図である。 実施の形態３の第２の変形例に係る半導体装置を図２４のI−II直線に沿って切断することで得られる断面図である。 実施の形態３の第３の変形例に係る半導体装置の平面図である。 実施の形態３の第３の変形例に係る半導体装置を図２６のI−II直線に沿って切断することで得られる断面図である。
本発明の実施の形態に係る半導体装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る半導体装置１００の平面図である。半導体装置１００は、封止体１０を備える。封止体１０の側面からは、第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６が突出している。第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６は、封止体１０の両側から突出する。第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６は、この順番で積層している。
半導体装置１００は冷却体１８を備える。冷却体１８は、冷却液の流路である冷却流路１９を備える。また、冷却体１８は冷却流路１９を取り囲む絶縁体２０を備える。本実施の形態では、半導体装置１００は冷却体１８を複数備えている。複数の冷却体１８は平面視において互いに重なるように設けられている。複数の冷却体１８は、第１金属板１２の下、第１金属板１２と第２金属板１４との間、第２金属板１４と第３金属板１６との間および第３金属板１６の上にそれぞれ設けられる。ここでは、第３金属板１６の上に設けられた冷却体１８の構造について説明する。
冷却体１８の一端には、冷却液の流入口２２が設けられる。冷却体１８は、流入口２２から伸びる。冷却体１８は、第３金属板１６のうち封止体１０の第１側面１０ａから突出した部分を、第３金属板１６の短手方向に横切る。その後、冷却体１８は屈曲し、第３金属板１６の長手方向に沿って伸びる。冷却体１８は、封止体１０に対して第１側面１０ａ側から、第１側面１０ａの反対側の側面である第２側面１０ｂ側まで伸びる。その後、冷却体１８は、第３金属板１６のうち第２側面１０ｂから突出した部分を、第３金属板１６の短手方向に横切る。冷却体１８の他端には、冷却液の流出口２４が設けられる。
冷却液は、流入口２２から矢印２６に示される方向に冷却流路１９へ流入する。冷却液は冷却流路１９内を流動し、流出口２４から矢印２８に示される方向に流出する。複数の冷却体１８のうち、第１金属板１２の下、第１金属板１２と第２金属板１４との間および第２金属板１４と第３金属板１６との間に設けられた冷却体１８の構造も同様である。複数の冷却体１８により、第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６は冷却される。冷却液は、例えば水である。
図２は、実施の形態１に係る半導体装置１００の断面図である。図２は、図１をI−II直線に沿って切断することで得られる断面図である。第１金属板１２は、第１実装面３０を有する。第２金属板１４は、第１金属板１２の上方に設けられる。第２金属板１４は、第１実装面３０と対向する第２実装面３２と、第２実装面３２と反対側の面である第３実装面３４とを有する。第３金属板１６は、第２金属板１４の上方に設けられる。第３金属板１６は、第３実装面３４と対向する第４実装面３６を有する。
第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６は平板状である。第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６は、互いに平行に設けられる。
半導体装置１００は、第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４とを有する。第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４とは、パワー半導体素子である。第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４は、例えば、ＲＣ−ＩＧＢＴ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。これに限らず、第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４の各々において、ＩＧＢＴチップとダイオードチップが別個に設けられていても良い。
第１半導体チップ３８は、第１金属板１２と第２金属板１４との間に設けられる。第１半導体チップ３８は、第１実装面３０に裏面側電極が接合され、第２実装面３２に上面側電極が接合される。第１半導体チップ３８は、第１実装面３０とはんだ４０によって接合される。第１半導体チップ３８は、第２実装面３２とはんだ４２によって接合される。
第２半導体チップ４４は、第２金属板１４と第３金属板１６との間に設けられる。第２半導体チップ４４は、第３実装面３４に裏面側電極が接合され、第４実装面３６に上面側電極が接合される。第２半導体チップ４４は、第３実装面３４とはんだ４６によって接合される。第２半導体チップ４４は、第４実装面３６とはんだ４８によって接合される。
第１半導体チップ３８および第２半導体チップ４４の各々において、上面側電極は、ＩＧＢＴのエミッタ電極、ゲート電極およびダイオードのアノード電極を含む。また、裏面側電極は、ＩＧＢＴのコレクタ電極およびダイオードのカソード電極を含む。
第１実装面３０には、第１半導体チップ３８の裏面側電極と接続される配線パターンが設けられている。また、第２実装面３２には、第１半導体チップ３８の上面側電極と接続される配線パターンが設けられている。第３実装面３４には、第２半導体チップ４４の裏面側電極と接続される配線パターンが設けられている。また、第４実装面３６には、第２半導体チップ４４の上面側電極と接続される配線パターンが設けられている。
第２半導体チップ４４は第１実装面３０と垂直な方向から見て、第１半導体チップ３８と重なっている。これに限らず、第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４の位置は、第１実装面３０に沿った方向にずれていても良い。封止体１０は、第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４とを封止する。
第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６は、複数の冷却体１８とそれぞれ接触する。これにより、第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６の各々に冷却部が形成される。
第１金属板１２は、第１半導体チップ３８が接合された部分から伸びる第１冷却部１１を有する。第１冷却部１１は、複数の冷却体１８と接触する。第２金属板１４は、第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４とが接合された部分から伸びる第２冷却部１３を有する。第２冷却部１３は、複数の冷却体１８と接触する。第３金属板１６は、第２半導体チップ４４が接合された部分から伸びる第３冷却部１５を有する。第３冷却部１５は、複数の冷却体１８と接触する。
第１冷却部１１と第２冷却部１３と第３冷却部１５とは、第１実装面３０と垂直な方向から見て、互いに重なるように設けられている。複数の冷却体１８は、第１冷却部１１と第２冷却部１３との間と、第２冷却部１３と第３冷却部１５との間とにそれぞれ設けられる。さらに、複数の冷却体１８は、第１冷却部１１の第２冷却部１３と反対側の面と、第３冷却部１５の第２冷却部１３と反対側の面とにそれぞれ設けられる。第１冷却部１１、第２冷却部１３および第３冷却部１５の各々は、２つの冷却体１８によって挟まれている。
第１冷却部１１と第２冷却部１３と第３冷却部１５とは、封止体１０の側面から突出している。半導体装置１００では、複数の冷却体１８は封止体１０よりも外側に設けられる。つまり、複数の冷却体１８は、第１実装面３０と垂直な方向から見て、第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４とが設けられる領域の外部に設けられる。
また、第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６は、封止体１０に対して両側で複数の冷却体１８とそれぞれ接触する。このため、第１金属板１２は、第１半導体チップ３８が接合された部分の両側からそれぞれ伸びる複数の第１冷却部１１を有する。同様に、第２金属板１４は、第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４とが接合された部分の両側からそれぞれ伸びる複数の第２冷却部１３を有する。第３金属板１６は、第２半導体チップ４４が接合された部分の両側からそれぞれ伸びる複数の第３冷却部１５を有する。
第１冷却部１１と第２冷却部１３と第３冷却部１５は、複数の冷却体１８とそれぞれ接触する。各々の冷却体１８において、冷却流路１９を取り囲む絶縁体２０は、高い熱伝導率を有する絶縁樹脂である。絶縁体２０により、第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６と、複数の冷却流路１９はそれぞれ絶縁される。第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６の各々が有する熱は、絶縁体２０を介して冷却流路１９内の冷却液に伝わる。冷却液が循環することで、第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６は放熱される。従って、第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４とが冷却される。
図３は、実施の形態１に係る半導体装置１００の等価回路図である。第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４は直列に接続される。第１半導体チップ３８には、ＩＧＢＴとダイオードとが形成されている。同様に、第２半導体チップ４４にも、ＩＧＢＴとダイオードとが形成されている。第１半導体チップ３８および第２半導体チップ４４の各々において、ＩＧＢＴのコレクタとダイオードのカソードが接続される。また、ＩＧＢＴのエミッタとダイオードのアノードが接続される。
第１半導体チップ３８は正極側アームを構成する。正極側アームは上アームである。第２半導体チップ４４は負極側アームを構成する。負極側アームは下アームである。第１金属板１２は正極側の直流入力であるＰ電極となる。また、第２金属板１４は、交流出力である出力電極となる。さらに、第３金属板１６は負極側の直流入力であるＮ電極となる。以上から、半導体装置１００は１相分のパワーモジュールを構成する。
本実施の形態に係る半導体装置１００では、第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６の全てが複数の冷却体１８とそれぞれ接触する。このため、半導体装置１００が大電力を扱うパワーモジュールである場合にも、半導体装置１００を効率よく冷却できる。ここで、第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６は直接、複数の冷却体１８と接続される。つまり、第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６の各々は、他の金属板を介さずに冷却体１８と接続される。従って、各々の金属板を効率よく冷却できる。
さらに、第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６は、封止体１０から第１実装面３０に沿った方向に幅広く導出される。これにより、第１冷却部１１、第２冷却部１３および第３冷却部１５の面積を大きくできる。よって、複数の冷却体１８と、第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６との接触面積を大きくできる。従って、冷却の効率をさらに向上できる。
また、本実施の形態では、第１半導体チップ３８および第２半導体チップ４４の直上および直下に冷却体１８を配置する必要がない。このため、半導体装置１００の厚さを低減できる。従って、半導体装置１００を小型化できる。また、第１半導体チップ３８および第２半導体チップ４４の直上または直下に冷却体１８を配置する必要がないことにより、半導体装置１００の構造を簡易化できる。従って、半導体装置１００を配置するためのスペースを小さくできる。
半導体装置１００は、第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４とが上下アームを構成するパワーモジュールである。これに限らず、本実施の形態は、複数の基板が積層し、複数の基板の間に複数の半導体チップがそれぞれ設けられた、あらゆる半導体装置に適用できる。例えば、第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４とは、別の種類の半導体チップであっても良い。また、半導体装置１００は４枚以上の金属板を有しても良い。さらに、第１金属板１２と第２金属板１４との間または第２金属板１４と第３金属板１６との間に、複数の半導体チップが設けられても良い。
また、本実施の形態では、各々の冷却体１８は、冷却液が封止体１０に沿って封止体１０の第１側面１０ａ側から第２側面１０ｂ側に流れるように繋がっている。これに限らず、複数の冷却体１８は、少なくとも第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６とそれぞれ接触するように設けられれば良い。例えば、各々の冷却体１８において、封止体１０の一方の側に設けられた冷却流路１９と他方の側に設けられた冷却流路１９は分断されていても良い。
また、本実施の形態では、第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６は、封止体１０の両側で複数の冷却体１８とそれぞれ接触する。これに限らず、第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６は、封止体１０の片側で複数の冷却体１８とそれぞれ接触してもよい。
また、第１半導体チップ３８および第２半導体チップ４４はワイドバンドギャップ半導体によって形成されても良い。ワイドバンドギャップ半導体は、例えば、炭化珪素、窒化ガリウム系材料またはダイヤモンドである。ワイドバンドギャップ半導体により第１半導体チップ３８および第２半導体チップ４４を形成することで、第１半導体チップ３８および第２半導体チップ４４の耐電圧性および許容電流密度を向上できる。このため、第１半導体チップ３８および第２半導体チップ４４を小型化できる。従って、半導体装置１００をさらに小型化できる。
また、第１半導体チップ３８および第２半導体チップ４４において、ＩＧＢＴとダイオードが別個に設けられる場合、ＩＧＢＴとダイオードの一方がワイドバンドギャップ半導体によって形成されていても良い。この場合も、半導体装置１００の小型化の効果を得ることができる。
図４は、実施の形態１の第１の変形例に係る半導体装置２００の断面図である。第１の変形例では、第１金属板２１２、第２金属板２１４および第３金属板２１６の構造が実施の形態１と異なる。第１金属板２１２は第１冷却部２１１を有する。第１冷却部２１１は複数の冷却体１８と接触する。第２金属板２１４は第２冷却部２１３を有する。第２冷却部２１３は複数の冷却体１８と接触する。第３金属板２１６は第３冷却部２１５を有する。第３冷却部２１５は複数の冷却体１８と接触する。
第１冷却部２１１、第２冷却部２１３および第３冷却部２１５の複数の冷却体１８と接する面には、複数の凹凸２５０がそれぞれ設けられる。各々の凹凸２５０は、絶縁体２０で充填される。このため、実施の形態１と比較して、第１冷却部２１１、第２冷却部２１３および第３冷却部２１５と複数の冷却体１８との接触面積が大きくなる。従って、さらに効率よく、半導体装置２００を冷却できる。
図５は、実施の形態１の第２の変形例に係る半導体装置３００の断面図である。第２の変形例では、複数の冷却体３１８ａ、３１８ｂの構造が実施の形態１と異なる。複数の冷却体３１８ａ、３１８ｂは、複数の冷却流路１９をそれぞれ備える。第１冷却部１１、第２冷却部１３および第３冷却部１５と、複数の冷却流路１９との間には、複数の高熱伝導絶縁体３５２がそれぞれ設けられる。第１冷却部１１、第２冷却部１３および第３冷却部１５は、複数の高熱伝導絶縁体３５２を介して、複数の冷却流路１９とそれぞれ接続される。
高熱伝導絶縁体３５２は、絶縁体２０よりも熱伝導率が高い。高熱伝導絶縁体３５２は、例えば、窒化アルミニウムまたは窒化珪素などから形成される。
第１冷却部１１の下および第３冷却部１５の上には、複数の冷却体３１８ａがそれぞれ設けられる。各々の冷却体３１８ａは、冷却流路１９と、絶縁体２０と、高熱伝導絶縁体３５２とを備える。高熱伝導絶縁体３５２は、冷却流路１９と第１冷却部１１または第３冷却部１５との間に設けられる。
第１冷却部１１と第２冷却部１３との間および第２冷却部１３と第３冷却部１５との間には、複数の冷却体３１８ｂがそれぞれ設けられる。各々の冷却体３１８ｂは、冷却流路１９と、絶縁体２０と、２つの高熱伝導絶縁体３５２とを備える。２つの高熱伝導絶縁体３５２は、冷却流路１９の上下にそれぞれ設けられる。
第２の変形例では、実施の形態１と比較して、第１冷却部１１、第２冷却部１３および第３冷却部１５から複数の冷却流路１９へ、熱が伝わり易くなる。このため、半導体装置３００をさらに効率良く冷却でき、冷却性能の良いパワーモジュールを得ることができる。
図６は、実施の形態１の第３の変形例に係る半導体装置４００の断面図である。半導体装置４００では、複数の冷却体１８は、第１冷却部１１と第２冷却部１３との間と、第２冷却部１３と第３冷却部１５との間のみにそれぞれ配置される。第３の変形例では、実施の形態１と比較して半導体装置４００を薄くできる。従って、半導体装置４００をさらに小型化できる。また、実施の形態１と比較して冷却体１８の数が減るため、半導体装置４００の製造コストを低減できる。
図７は、実施の形態１の第４の変形例に係る半導体装置５００の断面図である。半導体装置５００は、第１金属板５１２、第２金属板５１４および第３金属板５１６を備える。第１金属板５１２は、封止体１０の一方の側面から突出した第１冷却部５１１を有する。第２金属板５１４は、封止体１０の他方の側面から突出した第２冷却部５１３を有する。また、第３金属板５１６は、封止体１０の第１冷却部５１１と同方向に突出した第３冷却部５１５を有する。
第１冷却部５１１と第３冷却部５１５とは、第１実装面３０と垂直な方向から見て、互いに重なるように設けられる。第２冷却部５１３は、第１実装面３０と垂直な方向から見て、第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４とが接合された部分から、第１冷却部５１１および第３冷却部５１５と反対側に伸びる。
複数の冷却体５１８は、封止体１０に対して第２金属板５１４が突出している側では、第２冷却部５１３の第１実装面３０と垂直な方向の両側にそれぞれ設けられる。複数の冷却体５１８は、封止体１０の第１金属板５１２が突出している側では、第１冷却部５１１と第３冷却部５１５との間に設けられる。複数の冷却体５１８がそれぞれ備える複数の冷却流路５１９は、第１冷却部５１１と第３冷却部５１５との間では合流している。これに限らず、複数の冷却流路５１９は、第１冷却部５１１と第３冷却部５１５との間において分離されていても良い。
第４の変形例では、Ｐ電極である第１金属板５１２とＮ電極である第３金属板５１６が並走するように、封止体１０から導出される。従って、Ｐ電極とＮ電極との間の相互インダクタンスを低減できる。これにより、サージ電圧を低減できる。また、半導体装置５００の高周波スイッチングが可能となる。さらに、出力電極である第２金属板５１４が、第１金属板５１２および第３金属板５１６と反対側に突出するため、負荷と半導体装置５００とを接続し易くなる。
第４の変形例では、第２冷却部５１３は、第１冷却部５１１および第３冷却部５１５と反対側に伸びる。これに限らず、第２冷却部５１３は、第１実装面３０と垂直な方向から見て、第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４とが接合された部分から、第１冷却部５１１および第３冷却部５１５と異なる方向に伸びれば良い。
図８は、実施の形態１の第５の変形例に係る半導体装置６００の平面図である。半導体装置６００は、第１金属板１２、第２金属板６１４および第３金属板１６を備える。第１金属板１２は、封止体１０の両側から突出する。第３金属板１６は、封止体１０の両側から第１金属板１２と同方向に突出する。第２金属板６１４は、封止体１０から第１金属板１２と垂直な方向に突出する。また、半導体装置６００は複数の冷却体６１８を備える。複数の冷却体６１８は、複数の冷却流路６１９を備える。
図９は、実施の形態１の第５の変形例に係る半導体装置６００を図８のI−II直線に沿って切断することで得られる断面図である。図１０は、実施の形態１の第５の変形例に係る半導体装置６００を図８のIII−IV直線に沿って切断することで得られる断面図である。第１冷却部１１と第３冷却部１５とは、第１実装面３０と垂直な方向から見て、互いに重なるように設けられる。第２金属板６１４の第２冷却部６１３は、第１実装面３０と垂直な方向から見て、第１冷却部１１および第３冷却部１５と垂直に伸びる。
複数の冷却体６１８は、第２冷却部６１３の第１実装面３０と垂直な方向の両側にそれぞれ設けられる。複数の冷却体６１８は、複数の冷却流路６１９をそれぞれ備える。複数の冷却流路６１９は、第１冷却部１１と第３冷却部１５との間では合流している。
第５の変形例においても、Ｐ電極とＮ電極との間の相互インダクタンスを低減できる。また、第４の変形例よりも、複数の冷却体６１８と、第１金属板１２、第２金属板６１４および第３金属板１６との接触面積を大きくできる。従って、第４の変形例よりも、冷却の効率を向上できる。
図１１は、実施の形態１の第６の変形例に係る半導体装置７００の平面図である。図１２は、実施の形態１の第６の変形例に係る半導体装置７００を図１１のI−II直線に沿って切断することで得られる断面図である。図１３は、実施の形態１の第６の変形例に係る半導体装置７００を図１１のIII−IV直線に沿って切断することで得られる断面図である。第６の変形例では、複数の冷却体７１８ａ、７１８ｂの構造が第５の変形例と異なる。また、半導体装置７００は、封止体１０を備えない。その他の構造は第５の変形例と同様である。
複数の冷却体７１８ａは、第２冷却部６１３の第１実装面３０と垂直な方向の両側にそれぞれ設けられる。複数の冷却体７１８ａは、複数の冷却流路７１９ａをそれぞれ備える。複数の冷却流路７１９ａは、第１冷却部１１と第３冷却部１５との間では合流している。
複数の冷却体７１８ｂは、第１半導体チップ３８の直下と、第２半導体チップ４４の直上にそれぞれ設けられる。複数の冷却体７１８ｂは、複数の冷却流路７１９ｂをそれぞれ備える。第１半導体チップ３８の直下の冷却流路７１９ｂは、第１半導体チップ３８の両側にそれぞれ設けられた複数の第１冷却部１１のうち、一方の直下から他方の直下まで伸びる。第２半導体チップ４４の直上の冷却流路７１９ｂは、第２半導体チップ４４の両側にそれぞれ設けられた複数の第３冷却部１５のうち、一方の直上から他方の直上まで伸びる。
複数の冷却流路７１９ａ、７１９ｂの各々は絶縁体２０に囲まれている。また、第１半導体チップ３８および第２半導体チップ４４の各々も絶縁体２０に囲まれている。
第６の変形例では、第１半導体チップ３８の直下において、冷却体７１８ｂが第１金属板１２と接触する。また、第２半導体チップ４４の直上において、冷却体７１８ｂが第３金属板１６と接触する。このため、第１半導体チップ３８の直下および第２半導体チップ４４の直上からも半導体装置７００を冷却できる。従って、第５の変形例よりも冷却性能を向上できる。
これらの変形は以下の実施の形態に係る半導体装置について適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係る半導体装置については実施の形態１との共通点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
実施の形態２．
図１４は、実施の形態２に係る半導体装置８００の平面図である。本実施の形態では、複数の冷却体８１８ａ、８１８ｂの構造が実施の形態１と異なる。複数の冷却体８１８ａ、８１８ｂの各々は、複数のヒートパイプ８５４を備える。各々のヒートパイプ８５４の一端は、第１金属板１２、第２金属板１４または第３金属板１６のうち何れかの上または下に設けられる。各々のヒートパイプ８５４の他端はヒートシンク８５６に接続される。
各々のヒートパイプ８５４は、内部に作動液を備える。第１金属板１２、第２金属板１４または第３金属板１６からの熱により、作動液は蒸発する。作動液の蒸気は、ヒートパイプ８５４内をヒートシンク８５６側に移動する。作動液の蒸気は、ヒートシンク８５６側で冷却され液体に戻る。その後、作動液はヒートパイプ８５４内を第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６側へ移動する。以上から、第１金属板１２、第２金属板１４または第３金属板１６は冷却される。
図１５は、実施の形態２に係る半導体装置８００の断面図である。複数の冷却体８１８ｂは、第１冷却部１１と第２冷却部１３との間と、第２冷却部１３と第３冷却部１５との間とにそれぞれ設けられる。さらに、複数の冷却体８１８ａは、第１冷却部１１の第２冷却部１３と反対側の面と、第３冷却部１５の第２冷却部１３と反対側の面とにそれぞれ設けられる。また、第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６は、封止体１０の両側で複数の冷却体８１８ａ、８１８ｂとそれぞれ接触する。
各々の冷却体８１８ａは、４つのヒートパイプ８５４と、金属体８５８と、絶縁層８６０とを備える。金属体８５８は、４つのヒートパイプ８５４を取り囲む。４つのヒートパイプ８５４は金属体８５８に埋め込まれている。絶縁層８６０は、金属体８５８と第１金属板１２または第３金属板１６との間に設けられる。各々の冷却体８１８ｂは、４つのヒートパイプ８５４と、金属体８５８と、２つの絶縁層８６０とを備える。２つの絶縁層８６０は、金属体８５８の上下にそれぞれ設けられる。複数の冷却体８１８ａ、８１８ｂの各々が備えるヒートパイプ８５４の数は、４つ以外でも良い。
第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６の各々は、絶縁層８６０と金属体８５８とを介して、複数のヒートパイプ８５４に接続される。第１金属板１２、第２金属板１４および第３金属板１６の各々が有する熱は、絶縁層８６０と金属体８５８とを介して、複数のヒートパイプ８５４によって放熱される。
本実施の形態においても、複数の冷却体８１８ａ、８１８ｂによって半導体装置８００を効率よく冷却できる。さらに、本実施の形態では、外部から冷却液を供給および循環させる必要がない。このため、半導体装置８００の構造を簡易化できる。また、半導体装置８００のメンテナンスを容易にできる。
図１６は、実施の形態２の第１の変形例に係る半導体装置９００の断面図である。半導体装置９００は、複数の冷却体８１８ａを備えない。半導体装置９００では、第１冷却部１１と第２冷却部１３との間と、第２冷却部１３と第３冷却部１５との間のみに、複数の冷却体８１８ｂがそれぞれ配置される。第１の変形例では、実施の形態２と比較して半導体装置９００を薄くできる。また、実施の形態２と比較して冷却体８１８ａ、８１８ｂの数が減るため、半導体装置９００の製造コストを低減できる。
図１７は、実施の形態２の第２の変形例に係る半導体装置１０００の断面図である。半導体装置１０００は、半導体装置５００と複数の冷却体８１８ａ、１０１８の構造が異なる。複数の冷却体８１８ａは、第２冷却部５１３の第１実装面３０と垂直な方向の両側にそれぞれ設けられる。また、冷却体１０１８は、第１冷却部５１１と第３冷却部５１５との間に設けられる。冷却体１０１８は、８つのヒートパイプ８５４と、金属体１０５８と、２つの絶縁層８６０とを備える。２つの絶縁層８６０は、金属体１０５８の上下にそれぞれ設けられる。冷却体１０１８が備えるヒートパイプ８５４の数は、８つ以外でも良い。
半導体装置１０００では、Ｐ電極とＮ電極が並走するように設けられる。従って、Ｐ電極とＮ電極との間の相互インダクタンスを低減できる。また、出力電極である第２金属板５１４が、第１金属板５１２および第３金属板５１６と反対側に突出するため、負荷と半導体装置１０００とを接続し易くなる。
実施の形態３．
図１８は、実施の形態３に係る半導体装置１１００の平面図である。半導体装置１１００は冷却体１１１８を備える。また、冷却体１１１８はヒートシンク１１６２を備える。第１金属板１１１２、第２金属板１１１４および第３金属板１１１６は、封止体１０から突出する。第２金属板１１１４は、封止体１０から第１金属板１１１２と異なる方向に伸びる。第３金属板１１１６は、封止体１０から、第１金属板１１１２および第２金属板１１１４と異なる方向に伸びる。
図１９は、実施の形態３に係る半導体装置１１００を図１８のI−II直線に沿って切断することで得られる断面図である。図２０は、実施の形態３に係る半導体装置１１００を図１８のIII−IV直線に沿って切断することで得られる断面図である。冷却体１１１８は、ヒートシンク１１６２と、絶縁層１１６４とを備える。絶縁層１１６４は、ヒートシンク１１６２の上に設けられる。
第１金属板１１１２は冷却体１１１８の上面に設けられる。第１金属板１１１２は絶縁層１１６４の上に設けられる。第１金属板１１１２は、第１半導体チップ３８が接合された部分から伸びる第１冷却部１１１１を有する。第１冷却部１１１１は冷却体１１１８の上面に伸びる。
第２金属板１１１４は、第１半導体チップ３８と第２半導体チップ４４とが接合された部分から伸びる第２冷却部１１１３を有する。第２冷却部１１１３は、冷却体１１１８に向かって屈曲した第１屈曲部１１６６を有する。第２冷却部１１１３において、第１屈曲部１１６６に対して第２半導体チップ４４と反対側の端部が、冷却体１１１８の上面に伸びる。
第３金属板１１１６は、第２半導体チップ４４が接合された部分から伸びる第３冷却部１１１５を有する。第３冷却部１１１５は、冷却体１１１８に向かって屈曲した第２屈曲部１１６８を有する。第３冷却部１１１５において、第２屈曲部１１６８に対して第２半導体チップ４４と反対側の端部が、冷却体１１１８の上面に伸びる。
第２冷却部１１１３は、第１実装面３０と垂直な方向から見て、第１冷却部１１１１と反対側に伸びる。第３冷却部１１１５は、第１実装面３０と垂直な方向から見て、第１冷却部１１１１と垂直に伸びる。
本実施の形態では、第１金属板１１１２、第２金属板１１１４および第３金属板１１１６は、冷却体１１１８の上面と接触する。これにより、第１金属板１１１２、第２金属板１１１４および第３金属板１１１６が有する熱は、絶縁層１１６４を介し、ヒートシンク１１６２から放熱される。従って、半導体装置１１００を効率よく冷却できる。
さらに、本実施の形態では、第１金属板１１１２、第２金属板１１１４および第３金属板１１１６と冷却体１１１８との接触面積を容易に変更できる。このため、接触面積を大きく設けることで、半導体装置１１００をさらに効率よく冷却できる。また、本実施の形態では、一般に半導体モジュールの冷却に広く用いられているヒートシンクによって、冷却体１１１８が構成される。従って、冷却体１１１８を容易に準備できる。
第１冷却部１１１１と、第２冷却部１１１３と、第３冷却部１１１５が封止体１０から導出される方向は、図１８に示されるものに限らない。第１冷却部１１１１と、第２冷却部１１１３と、第３冷却部１１１５とは、第１実装面３０と垂直な方向から見て、重ならないように設けられれば良い。第２冷却部１１１３は、第１実装面３０と垂直な方向から見て、第１冷却部１１１１と異なる方向に伸びれば良い。また、第３冷却部１１１５は、第１実装面３０と垂直な方向から見て、第１冷却部１１１１および第２冷却部１１１３と異なる方向に伸びれば良い。
図２１は、実施の形態３の第１の変形例に係る半導体装置１２００の平面図である。半導体装置１２００では、第１金属板１２１２と、第２金属板１２１４と、第３金属板１２１６の構造が、半導体装置１１００と異なる。第１金属板１２１２、第２金属板１２１４、第３金属板１２１６の封止体１０から突出した部分の面積は、半導体装置１１００と比較して大きい。
冷却体１１１８の上面の全域は、第１金属板１２１２、第２金属板１２１４、第３金属板１２１６および封止体１０によって覆われる。第１金属板１２１２、第２金属板１２１４および第３金属板１２１６は、冷却体１１１８の上面の端部から突出するように設けられる。また、第３冷却部１２１５は、冷却体１１１８の上面よりも幅が広い。これに限らず、第１冷却部１２１１または第２冷却部１２１３が、冷却体１１１８の上面よりも幅が広くても良い。
また、第１金属板１２１２、第２金属板１２１４および第３金属板１２１６は、封止体１０よりも幅が広い。このように、半導体装置１２００では、第１金属板１２１２、第２金属板１２１４および第３金属板１２１６と冷却体１１１８との接触面積を大きく確保している。
第２冷却部１２１３は、第１実装面３０と垂直な方向から見て、第１冷却部１２１１と反対側に伸びる。第３冷却部１２１５は、第１実装面３０と垂直な方向から見て、第１冷却部１２１１および第２冷却部１２１３と反対側に伸びる。
図２２は、実施の形態３の第１の変形例に係る半導体装置１２００を図２１のI−II直線に沿って切断することで得られる断面図である。図２３は、実施の形態３の第１の変形例に係る半導体装置１２００を図２１のIII−IV直線に沿って切断することで得られる断面図である。第１金属板１２１２は冷却体１１１８の上面に設けられる。第１冷却部１２１１は冷却体１１１８の上面に伸びる。
第２金属板１２１４は、第２冷却部１２１３を有する。第２冷却部１２１３は、冷却体１１１８に向かって屈曲した第１屈曲部１２６６を有する。第２冷却部１２１３において、第１屈曲部１２６６に対して第２半導体チップ４４と反対側の端部が、冷却体１２１８の上面に伸びる。第３金属板１２１６は、第３冷却部１２１５を有する。第３冷却部１２１５は、冷却体１１１８に向かって屈曲した第２屈曲部１２６８を有する。第３冷却部１２１５において、第２屈曲部１２６８に対して第２半導体チップ４４と反対側の端部が、冷却体１２１８の上面に伸びる。
半導体装置１２００では、半導体装置１１００と比較して第１冷却部１２１１、第２冷却部１２１３および第３冷却部１２１５と冷却体１１１８との接触面積が大きくなる。従って、半導体装置１２００を効率よく冷却できる。
図２４は、実施の形態３の第２の変形例に係る半導体装置１３００の平面図である。図２５は、実施の形態３の第２の変形例に係る半導体装置１３００を図２４のI−II直線に沿って切断することで得られる断面図である。半導体装置１３００では、冷却体１３１８の構造が半導体装置１２００と異なる。
冷却体１３１８は、ヒートシンク１３６２を備える。ヒートシンク１３６２には、複数の冷却流路１３１９が設けられている。複数の冷却流路１３１９には、流入口２２から冷却液が流し込まれる。冷却液は流出口２４から流出する。ヒートシンク１３６２は、液体冷却式のヒートシンクである。
ヒートシンク１３６２の上には、絶縁層１３７０が設けられる。絶縁層１３７０の上には、第１金属板１２１２が設けられる。第１冷却部１２１１、第２冷却部１２１３および第３冷却部１２１５は、冷却体１３１８の上面と接触する。
第１金属板１２１２、第２金属板１２１４および第３金属板１２１６が有する熱は、絶縁層１３７０を介してヒートシンク１３６２に伝わる。第１金属板１２１２、第２金属板１２１４および第３金属板１２１６が有する熱は、ヒートシンク１３６２において液体冷却される。従って、半導体装置１３００を半導体装置１２００と比較してさらに効率よく冷却できる。
図２６は、実施の形態３の第３の変形例に係る半導体装置１４００の平面図である。図２７は、実施の形態３の第３の変形例に係る半導体装置を図２６のI−II直線に沿って切断することで得られる断面図である。半導体装置１４００では、冷却体１４１８の構造が半導体装置１２００と異なる。
冷却体１４１８は、複数のヒートパイプ８５４を備える。各々のヒートパイプ８５４の一端は、第１金属板１２１２、第２金属板１２１４または第３金属板１２１６の下に設けられる。各々のヒートパイプ８５４の他端はヒートシンク８５６に接続される。
冷却体１４１８は、複数のヒートパイプ８５４と、金属体１４５８と、絶縁層１４６０とを備える。複数のヒートパイプ８５４は金属体１４５８に埋め込まれている。絶縁層１４６０は、金属体１４５８と第１冷却部１２１１、第２冷却部１２１３および第３冷却部１２１５との間に設けられる。冷却体１４１８が備えるヒートパイプの数は、１つ以上であれば良い。
半導体装置１４００では、外部から冷却液を供給および循環させる必要がない。このため、半導体装置１４００の構造を簡易化できる。また、半導体装置１４００のメンテナンスを容易にできる。
なお、各実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００ 半導体装置、１０ 封止体、１１、２１１、５１１、１１１１、１２１１ 第１冷却部、１２、２１２、５１２、１１１２、１２１２ 第１金属板、１３、２１３、６１３、６１３、１１１３、１２１３ 第２冷却部、１４、２１４、５１４、６１４、１１１４、１２１４ 第２金属板、１５、２１５、５１５、１１１５、１２１５ 第３冷却部、１６、２１６、５１６、１１１６、１２１６ 第３金属板、１８、３１８ａ、３１８ｂ、５１８、６１８、７１８ａ、７１８ｂ、８１８ａ、８１８ｂ、１０１８、１１１８、１３１８ 冷却体、１９、５１９、６１９、７１９ａ、７１９ｂ、１３１９ 冷却流路、３０ 第１実装面、３２ 第２実装面、３４ 第３実装面、３６ 第４実装面、３８ 第１半導体チップ、４４ 第２半導体チップ、２５０ 凹凸、３５２ 高熱伝導絶縁体、８５４ ヒートパイプ、１１６２、１３６２ ヒートシンク、１１６６、１２６６ 第１屈曲部、１１６８、１２６８ 第２屈曲部

Claims (19)

  1. 第１実装面を有する第１金属板と、
    前記第１実装面と対向する第２実装面と、前記第２実装面と反対側の面である第３実装面と、を有し、前記第１金属板の上方に設けられた第２金属板と、
    前記第３実装面と対向する第４実装面を有し、前記第２金属板の上方に設けられた第３金属板と、
    前記第１金属板と前記第２金属板との間に設けられ、前記第１実装面に裏面側電極が接合され、前記第２実装面に上面側電極が接合された第１半導体チップと、
    前記第２金属板と前記第３金属板との間に設けられ、前記第３実装面に裏面側電極が接合され、前記第４実装面に上面側電極が接合された第２半導体チップと、
    複数の冷却体と、
    を備え、
    前記第１金属板は、前記第１半導体チップが接合された部分から伸び、前記複数の冷却体の少なくとも１つと接触する第１冷却部を有し、
    前記第２金属板は、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップとが接合された部分から伸び、前記複数の冷却体の少なくとも１つと接触する第２冷却部を有し、
    前記第３金属板は、前記第２半導体チップが接合された部分から伸び、前記複数の冷却体の少なくとも１つと接触する第３冷却部を有し、
    前記第１冷却部と、前記第２冷却部と、前記第３冷却部と、は前記第１実装面と垂直な方向から見て、互いに重なるように設けられ、
    前記複数の冷却体は、前記第１冷却部と前記第２冷却部との間と、前記第２冷却部と前記第３冷却部との間と、にそれぞれ設けられることを特徴とする半導体装置。
  2. 前記複数の冷却体は、前記第１冷却部の前記第２冷却部と反対側の面と、前記第３冷却部の前記第２冷却部と反対側の面と、にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記第１金属板は、前記第１半導体チップが接合された部分の両側からそれぞれ伸びる複数の第１冷却部を有し、
    前記第２金属板は、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップとが接合された部分の両側からそれぞれ伸びる複数の第２冷却部を有し、
    前記第３金属板は、前記第２半導体チップが接合された部分の両側からそれぞれ伸びる複数の第３冷却部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
  4. 第１実装面を有する第１金属板と、
    前記第１実装面と対向する第２実装面と、前記第２実装面と反対側の面である第３実装面と、を有し、前記第１金属板の上方に設けられた第２金属板と、
    前記第３実装面と対向する第４実装面を有し、前記第２金属板の上方に設けられた第３金属板と、
    前記第１金属板と前記第２金属板との間に設けられ、前記第１実装面に裏面側電極が接合され、前記第２実装面に上面側電極が接合された第１半導体チップと、
    前記第２金属板と前記第３金属板との間に設けられ、前記第３実装面に裏面側電極が接合され、前記第４実装面に上面側電極が接合された第２半導体チップと、
    複数の冷却体と、
    を備え、
    前記第１金属板は、前記第１半導体チップが接合された部分から伸び、前記複数の冷却体の少なくとも１つと接触する第１冷却部を有し、
    前記第２金属板は、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップとが接合された部分から伸び、前記複数の冷却体の少なくとも１つと接触する第２冷却部を有し、
    前記第３金属板は、前記第２半導体チップが接合された部分から伸び、前記複数の冷却体の少なくとも１つと接触する第３冷却部を有し、
    前記第１冷却部と前記第３冷却部とは、前記第１実装面と垂直な方向から見て、互いに重なるように設けられ、
    前記第２冷却部は、前記第１実装面と垂直な方向から見て、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップとが接合された部分から前記第１冷却部および前記第３冷却部と異なる方向に伸び、
    前記複数の冷却体は、前記第１冷却部と前記第３冷却部との間と、前記第２冷却部の前記第１実装面と垂直な方向の両側と、にそれぞれ設けられることを特徴とする半導体装置。
  5. 前記第２冷却部は、前記第１実装面と垂直な方向から見て、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップとが接合された部分から前記第１冷却部および前記第３冷却部と反対側に伸びることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
  6. 前記複数の冷却体は、前記第１実装面と垂直な方向から見て、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップとが設けられる領域の外部に設けられることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の半導体装置。
  7. 前記複数の冷却体は、前記第１半導体チップの直下と、前記第２半導体チップの直上にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の半導体装置。
  8. 前記第１冷却部、前記第２冷却部および前記第３冷却部の前記複数の冷却体と接する面には、複数の凹凸がそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の半導体装置。
  9. 前記複数の冷却体は、冷却液の流路である冷却流路を備えることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の半導体装置。
  10. 前記第１冷却部、前記第２冷却部および前記第３冷却部と、前記冷却流路との間には、高熱伝導絶縁体が設けられることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
  11. 前記複数の冷却体は、ヒートパイプを備えることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の半導体装置。
  12. 第１実装面を有する第１金属板と、
    前記第１実装面と対向する第２実装面と、前記第２実装面と反対側の面である第３実装面と、を有し、前記第１金属板の上方に設けられた第２金属板と、
    前記第３実装面と対向する第４実装面を有し、前記第２金属板の上方に設けられた第３金属板と、
    前記第１金属板と前記第２金属板との間に設けられ、前記第１実装面に裏面側電極が接合され、前記第２実装面に上面側電極が接合された第１半導体チップと、
    前記第２金属板と前記第３金属板との間に設けられ、前記第３実装面に裏面側電極が接合され、前記第４実装面に上面側電極が接合された第２半導体チップと、
    冷却体と、
    を備え、
    前記第１金属板は、前記第１半導体チップが接合された部分から伸び、前記冷却体と接触する第１冷却部を有し、
    前記第２金属板は、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップとが接合された部分から伸び、前記冷却体と接触する第２冷却部を有し、
    前記第３金属板は、前記第２半導体チップが接合された部分から伸び、前記冷却体と接触する第３冷却部を有し、
    前記第１金属板は前記冷却体の上面に設けられ、
    前記第１冷却部は、前記冷却体の前記上面に伸び、
    前記第２冷却部は、前記冷却体に向かって屈曲した第１屈曲部を有し、前記第１屈曲部に対して前記第２半導体チップと反対側の端部が、前記冷却体の前記上面に伸び、
    前記第３冷却部は、前記冷却体に向かって屈曲した第２屈曲部を有し、前記第２屈曲部に対して前記第２半導体チップと反対側の端部が、前記冷却体の前記上面に伸び、
    前記第２冷却部は、前記第１実装面と垂直な方向から見て、前記第１冷却部と異なる方向に伸び、
    前記第３冷却部は、前記第１実装面と垂直な方向から見て、前記第１冷却部および前記第２冷却部と異なる方向に伸びることを特徴とする半導体装置。
  13. 前記第１冷却部と前記第２冷却部と前記第３冷却部とのうち１つは、前記冷却体の上面よりも幅が広いことを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
  14. 前記第１冷却部、前記第２冷却部および前記第３冷却部の前記冷却体と接する面には、複数の凹凸がそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１２または１３に記載の半導体装置。
  15. 前記冷却体はヒートシンクを備えることを特徴とする請求項１２または１３に記載の半導体装置。
  16. 前記冷却体は、冷却液の流路である冷却流路を備えることを特徴とする請求項１２〜１４の何れか１項に記載の半導体装置。
  17. 前記第１冷却部、前記第２冷却部および前記第３冷却部と、前記冷却流路との間には、高熱伝導絶縁体が設けられることを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置。
  18. 前記冷却体は、ヒートパイプを備えることを特徴とする請求項１２〜１４の何れか１項に記載の半導体装置。
  19. 前記第１半導体チップと、前記第２半導体チップと、を封止する封止体を備え、
    前記第２冷却部と前記第３冷却部は、前記封止体の側面から突出することを特徴とする請求項１〜１８の何れか１項に記載の半導体装置。
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