特許 6589711 平型半導体スタックユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6589711

(24)【登録日】2019年9月27日

(45)【発行日】2019年10月16日

(54)【発明の名称】平型半導体スタックユニット

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/467 20060101AFI20191007BHJP

   H01L 23/34 20060101ALI20191007BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20191007BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/46 C

   H01L23/34 C

   H05K7/20 G

   H05K7/20 U

   H05K7/20 H

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-58432(P2016-58432)

(22)【出願日】2016年3月23日

(65)【公開番号】特開2017-174935(P2017-174935A)

(43)【公開日】2017年9月28日

【審査請求日】2018年2月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】石田 裕行

【審査官】 木下 直哉

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５７−０３９４４４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６２−１５４６５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５６−０８４３５９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−１２５３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−０００４３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５１−０３６８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−０８２５４７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５７−１３５８９１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２３／３４−２３／４７３

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の平型の半導体素子と、
冷却フィンを含むとともに前記複数の半導体素子と交互に積層される複数の冷却体と、
前記冷却フィンに冷却風を送風するとともに、前記複数の半導体素子と対向するように設けられるファンと、
前記冷却フィンを通過した冷却風を前記ファンに導く導風部材と、を備え、
前記導風部材は、前記複数の冷却体の各々の前記冷却フィンごとに別個に設けられるとともに対応する前記冷却フィンと接続され、前記冷却フィンの前記ファン側の端部から前記ファン側に延びるように設けられる複数の筒状の第１の導風部材と、前記複数の第１導風部材と前記ファンとの間において前記複数の第１の導風部材の各々と接続され、前記複数の第１の導風部材の各々を通過した冷却風に対して共通の第１導風路を構成するとともに、前記ファンに対して前記複数の半導体素子が積層される方向の両側に設けられる第２の導風部材と、を含む、平型半導体スタックユニット。

【請求項2】

前記複数の第１の導風部材の各々は、絶縁性の部材によって形成されている、請求項１に記載の平型半導体スタックユニット。

【請求項3】

前記複数の冷却体の各々は、前記冷却フィンが側面に突出して設けられる冷却体本体部をさらに含み、
前記冷却フィンは、平面視において、前記冷却体本体部から前記ファン側に突出するように構成されており、
前記複数の第１の導風部材の各々は、前記冷却フィンの前記冷却体本体部から突出した部分に取り付けられている、請求項２に記載の平型半導体スタックユニット。

【請求項4】

前記第２の導風部材の前記ファン側の開口部の高さ方向の長さは、前記第２の導風部材の前記冷却体側の高さ方向の長さよりも小さくなるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の平型半導体スタックユニット。

【請求項5】

前記複数の冷却体の各々は、前記冷却フィンが設けられる冷却体本体部をさらに含み、
前記冷却フィンの、前記冷却体本体部と接続する側とは反対側の端部に取り付けられる壁部をさらに備え、
前記冷却フィンと前記壁部とによって、前記冷却フィンに冷却風を通過させる第２導風路が構成されており、前記第２導風路と、前記導風部材とが接続されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の平型半導体スタックユニット。

【請求項6】

前記複数の半導体素子および前記複数の冷却体は、互いに電気的に導通するように交互に積層されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の平型半導体スタックユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、平型半導体スタックユニットに関し、特に、半導体素子を冷却する冷却体を備える平型半導体スタックユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体素子を冷却する冷却体を備える平型半導体スタックユニットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１に記載の平型半導体スタックユニット（装置）は、複数の平型半導体素子と複数の冷却体（放熱体）とが、交互に積層されるように構成されている。平型半導体素子は、上部および下部のそれぞれに設けられた放熱体によって、冷却されるように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−３６８１６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、平型半導体スタックユニット（装置）の冷却において、冷却体（放熱体）にファン等から冷却風を送風することによって、放熱体の冷却を行う方法が知られている。しかしながら、上記特許文献１に記載されたような従来の平型半導体スタックユニットでは、複数の放熱体の全てを冷却するために、装置全体にファン等からの冷却風を吹き付ける必要がある。そして、装置全体にファン等から冷却風を吹き付けることによって、必ずしも冷却が必要でない部分にも冷却風が流れるため、冷却効率が低下するという問題点がある。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、冷却が必要ではない部分に冷却風が流れることを抑制することが可能な平型半導体スタックユニットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の一の局面による平型半導体スタックユニットは、複数の平型の半導体素子と、冷却フィンを含むとともに複数の半導体素子と交互に積層される複数の冷却体と、冷却フィンに冷却風を送風するとともに、複数の半導体素子と対向するように設けられるファンと、冷却フィンを通過した冷却風をファンに導く導風部材と、を備え、導風部材は、複数の冷却体の各々の冷却フィンごとに別個に設けられるとともに対応する冷却フィンと接続され、冷却フィンのファン側の端部からファン側に延びるように設けられる複数の筒状の第１の導風部材と、複数の第１導風部材とファンとの間において複数の第１の導風部材の各々と接続され、複数の第１の導風部材の各々を通過した冷却風に対して共通の第１導風路を構成するとともに、ファンに対して複数の半導体素子が積層される方向の両側に設けられる第２の導風部材と、を含む。

【0008】

この発明の一の局面による平型半導体スタックユニットでは、上記のように、冷却フィンを通過した冷却風をファンに導く導風部材を備えることによって、冷却フィンを通過した冷却風を容易にファンに導くことができるので、導風部材が設けられない場合に比べて、冷却が必要ではない部分に冷却風が流れることを抑制することができる。これにより、ファンによる冷却フィンの冷却効率を向上させることができる。その結果、ファンまたは冷却フィンを大型化するか、または、ファンの台数を増大することなく、冷却フィンを十分に冷却することができるので、平型半導体スタックユニット全体を小型化することができる。

【0012】

上記一の局面による平型半導体スタックユニットにおいて、好ましくは、複数の第１の導風部材の各々は、絶縁性の部材によって形成されている。このように構成すれば、半導体素子および冷却体と、第２の導風部材とが第１の導風部材を介して電気的に導通することを防止することができるので、半導体スタックユニットの動作を安定させることができる。

【0013】

この場合、好ましくは、複数の冷却体の各々は、冷却フィンが側面に突出して設けられる冷却体本体部をさらに含み、冷却フィンは、平面視において、冷却体本体部からファン側に突出するように構成されており、複数の第１の導風部材の各々は、冷却フィンの冷却体本体部から突出した部分に取り付けられている。このように構成すれば、第１の導風部材を冷却フィンに容易に取り付けることができる。

【0014】

上記一の局面による平型半導体スタックユニットにおいて、好ましくは、第２の導風部材のファン側の開口部の高さ方向の長さは、第２の導風部材の冷却体側の高さ方向の長さよりも小さくなるように構成されている。このように構成すれば、第２の導風部材に流入した冷却風を、第２の導風部材のファン側の開口部に集中するように移動させることができるので、ファンを小型化させることができる。

【0015】

上記一の局面による平型半導体スタックユニットにおいて、好ましくは、複数の冷却体の各々は、冷却フィンが設けられる冷却体本体部をさらに含み、冷却フィンの、冷却体本体部と接続する側とは反対側の端部に取り付けられる壁部をさらに備え、冷却フィンと壁部とによって、冷却フィンに冷却風を通過させる第２導風路が構成されており、第２導風路と、導風部材とが接続されている。このように構成すれば、壁部によって、冷却フィンを通過する冷却風が導風路から外部に漏れることが抑制されるので、ファンによる冷却フィンの冷却効率をさらに向上させることができる。

【0016】

上記一の局面による平型半導体スタックユニットにおいて、好ましくは、複数の半導体素子および複数の冷却体は、互いに電気的に導通するように交互に積層されている。このように構成すれば、積層された複数の半導体素子と複数の冷却体とに冷却風を吹き付ける場合に比べて、導風部材により、複数の冷却体に設けられる冷却フィンだけに冷却風を吹き付けることによって、ファンによる冷却フィンの冷却効率を容易に向上させることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、上記のように、冷却が必要ではない部分に冷却風が流れることを抑制することが可能な平型半導体スタックユニットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態による平型半導体スタックユニットの全体構成を示した斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態による平型半導体スタックユニットの全体構成を示した正面図である。

【図3】本発明の一実施形態による平型半導体スタックユニットの電気回路構成を示した図である。

【図4】図１の２００−２００線に沿った断面図である。

【図5】本発明の一実施形態による平型半導体スタックユニットの冷却風の流れを示した図である。

【図6】図４の３００−３００線に沿った断面図である。

【図7】図２の部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

【0020】

［実施形態］
まず、図１〜図７を参照して、本発明の一実施形態による平型半導体スタックユニット１００の構成について説明する。

【0021】

平型半導体スタックユニット１００は、たとえば、船舶用の電源装置などに適用される。具体的には、平型半導体スタックユニット１００は、船舶等に交流電源の電力を供給するように構成されている。

【0022】

（平型半導体スタックユニットの構成）
本発明の一実施形態による平型半導体スタックユニット１００は、図１に示すように、平型半導体スタック１と、平型半導体スタック１の後方（Ｘ１方向）に取り付けられるファン２とを備える。ファン２は、Ｘ１方向に冷却風を送風するように構成されている。

【0023】

平型半導体スタック１は、４つの平型の半導体素子３を含む。また、平型半導体スタック１は、半導体素子３に取り付けられる５つの冷却体４を含む。４つの半導体素子３と５つの冷却体４とは、Ｚ方向に交互に積層されている。すなわち、最も下側（Ｚ２方向側）には冷却体４が配置されるとともに、最も上側（Ｚ１方向側）にも冷却体４が配置される。また、最も上側の冷却体４の上部、および、最も下側の冷却体４の下部には、それぞれ、周辺部材との電気的導通を防止するための絶縁板１０１が取り付けられている。

【0024】

ここで、本実施形態では、平型半導体スタックユニット１００は、冷却体４に設けられる後述する冷却フィン４０を通過した冷却風をファン２に導くダクト５を備える。具体的には、冷却フィン４０を通過した冷却風は、ダクト５の後述する第１ダクト部分５０と後述する第２ダクト部分５１とを通り、半導体スタック１の外部へ出される。なお、ダクト５は、特許請求の範囲の「導風部材」の一例である。また、第１ダクト部分５０、および、第２ダクト部分５１は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１の導風部材」および「第２の導風部材」の一例である。

【0025】

また、本実施形態では、図２に示すように、半導体素子３および冷却体４は、互いに電気的に導通するように構成されている。具体的には、また、４つの半導体素子３はそれぞれ、内部にサイリスタ３０を含んでいる。半導体素子３は、サイリスタ３０を介して、上部に積層されている冷却体４と電気的に導通するように構成されている。

【0026】

上側（Ｚ１方向側）の２つの半導体素子３のサイリスタ３０は、ゲートに電圧が印加されており、電気的に導通している。また、下側（Ｚ２方向側）の２つの半導体素子３のサイリスタ３０は、ゲートに電圧が印加されておらず、電気的に導通していない。なお、上側の２つの半導体素子３は、常用の電源として備えられており、下側の２つの半導体素子３は、予備の電源として備えられている。また、ゲート電圧が印加されるサイリスタ３０を切り替えることによって、常用の電源と予備の電源とを切り替えるように構成されている。

【0027】

５つの冷却体４はそれぞれ接続端子１０２を有している。上側（Ｚ１方向側）から１番目、３番目、および、５番目の冷却体４の接続端子１０２は、出力端子１０３に電気的に接続されている。また、上側から２番目の冷却体４の接続端子１０２は、入力端子１０４に電気的に接続されている。また、上側から４番目の冷却体４の接続端子１０２は、入力端子１０５に電気的に接続されている。

【0028】

図２および図３に示すように、出力端子１０３の電圧が入力端子１０４の電圧よりも大きい場合は、Ｚ１方向から２番目の半導体素子３を介して、出力端子１０３から入力端子１０４に電流が流れる。また、入力端子１０４の電圧が出力端子１０３の電圧よりも大きい場合は、Ｚ１方向から１番目の半導体素子３を介して、入力端子１０４から出力端子１０３に電流が流れる。

【0029】

図２に示すように、半導体素子３の上面３ａ（Ｚ１方向側の面）および下面３ｂ（Ｚ２方向側の面）はそれぞれ平坦な面である。また、冷却体４の上面４ａ（Ｚ１方向側の面）および下面４ｂ（Ｚ２方向側の面）はそれぞれ平坦な面である。半導体素子３の上面３ａ、下面３ｂ、冷却体４の上面４ａ、および、下面４ｂは、それぞれ、矩形形状であるとともに略同等の大きさを有している。半導体素子３の上面３ａは、冷却体４の下面４ｂと重なるように密接しており、半導体素子３の下面３ｂは、冷却体４の上面４ａと重なるように密接している。

【0030】

半導体素子３と冷却体４とは、半導体スタック１の上下方向から圧力がかけられることによって圧接されている。また、半導体素子３と冷却体４とは、圧接されることによって、電気的に導通可能な状態となる。

【0031】

冷却体４は、上面４ａおよび下面４ｂを有する冷却体本体部４１を含む。また、冷却体４は冷却体本体部４１に設けられる冷却フィン４０を含む。冷却フィン４０は、冷却体本体部４１のＹ方向の両側の側面４１ａに設けられている。冷却フィン４０への送風等によって冷却フィン４０が冷却された場合、熱伝導によって冷却体本体部４１が冷却される。そして、冷却体本体部４１が冷却されることによって、冷却体本体部４１と密接する半導体素子３が冷却される。また、冷却フィン４０および冷却体本体部４１はそれぞれ、アルミニウムにより形成されている。

【0032】

また、本実施形態では、図４に示すように、ダクト５は、冷却フィン４０とファン２とを接続するように構成されている。具体的には、ダクト５は、５つの冷却体４のそれぞれの冷却フィン４０に接続されるように構成されている。

【0033】

また、本実施形態では、詳細には、ダクト５は、冷却フィン４０と接続される第１ダクト部分５０を含む。また、ダクト５は、第１ダクト部分５０とファン２との間に設けられ、第１ダクト部分５０と接続される第２ダクト部分５１を含む。そして、冷却フィン４０と第１ダクト部分５０との間から、冷却フィン４０を通った冷却風が流出する隙間がないように接続されている。また、第１ダクト部分５０と第２ダクト部分５１との間から、第１ダクト部分５０を通った冷却風が流出する隙間がないように接続されている。

【0034】

また、本実施形態では、第１ダクト部分５０は、絶縁性の部材によって形成されている。具体的には、第１ダクト部分５０は、シリコンゴムによって形成されている。なお、第２ダクト部分５１は、金属（たとえば、鉄）により形成されている。

【0035】

また、本実施形態では、第２ダクト部分５１のファン２側（Ｘ１方向側）の開口部５１ａの高さ方向（Ｚ方向）の長さＬ１は、第２ダクト部分５１の冷却体４側（Ｘ２方向側）の高さ方向の長さＬ２よりも小さくなるように構成されている。具体的には、第２ダクト部分５１は、ファン２を挟んで上側（Ｚ１方向側）および下側（Ｚ２方向側）のそれぞれに設けられる傾斜部５１ｂを含む。ファン２より上側の傾斜部５１ｂは、Ｘ２方向からＸ１方向に向かって斜め下方に傾斜するように構成されている。ファン２より下側の傾斜部５１ｂは、Ｘ２方向からＸ１方向に向かって斜め上方に傾斜するように構成されている。すなわち、第２ダクト部分５１は、Ｘ２方向からＸ１方向に向かって先細るテーパ形状を有している。また、開口部５１ａおよびファン２はそれぞれ、高さ方向（Ｚ方向）において、第２ダクト部分５１の略中央に設けられている。これにより、第２ダクト部分５１に流入した冷却風は、第２ダクト部分５１の高さ方向の中央付近に集中するように移動する。

【0036】

また、本実施形態では、図６に示すように、冷却フィン４０は、冷却体本体部４１からファン２側に突出した突出部４０ａを含む。また、第１ダクト部分５０は、冷却フィン４０の突出部４０ａに取り付けられている。具体的には、突出部４０ａは、冷却体本体部４１の側面４１ａからファン２側（Ｘ１方向側）に長さＬ３だけ突出している。また、第１ダクト部分５０は、冷却フィン４０側（Ｘ２方向側）に矩形形状の開口部５０ａを含む。冷却フィン４０と第１ダクト部分５０とは、突出部４０ａが開口部５０ａに嵌合することによって接続されている。なお、突出部４０ａは、特許請求の範囲の「冷却体本体部から突出した部分」の一例である。

【0037】

図４〜図６に示すように、第１ダクト部分５０には、第２ダクト部分５１の第１ダクト部分５０側（Ｘ２方向側）の開口部５１ｃ（図６参照）と係合する溝部５０ｂが設けられている。また、第１ダクト部分５０の第２ダクト部分５１側（Ｘ１側）の端部５０ｃ（図
６参照）は、開口部５１ｃから第２ダクト部分５１の内部に挿入されている。

【0038】

また、本実施形態では、図７に示すように、冷却フィン４０の、冷却体本体部４１と接続する側とは反対側の端部４０ｂに取り付けられる壁部４０ｃを備える。また、冷却フィン４０と壁部４０ｃとによって、冷却フィン４０に冷却風を通過させる導風路４０ｄが構成されている。また、導風路４０ｄとダクト５とは接続されている。具体的には、壁部４０ｃと冷却フィン４０とによって、冷却風の、Ｙ方向およびＺ方向それぞれへの移動が制限されている。また、壁部４０ｃと冷却フィン４０とは、銀蝋により溶接されることによって密着している。

【0039】

（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0040】

本実施形態では、上記のように、平型の半導体素子３と、半導体素子３に取り付けられ、冷却フィン４０を含む冷却体４と、冷却フィン４０に冷却風を送風するファン２と、冷却フィン４０を通過した冷却風をファン２に導くダクト５と、を備えるように、平型半導体スタックユニット１００を構成する。これにより、冷却フィン４０を通過した冷却風を容易にファン２に導くことができるので、ダクト５が設けられない場合に比べて、冷却が必要ではない部分に冷却風が流れることを抑制することができる。これにより、ファン２による冷却フィン４０の冷却効率を向上させることができる。その結果、ファン２または冷却フィン４０を大型化するか、または、ファン２の台数を増大することなく、冷却フィン４０を十分に冷却することができるので、平型半導体スタックユニット１００全体を小型化することができる。

【0041】

また、本実施形態では、上記のように、ダクト５が、冷却フィン４０とファン２とを接続するように、平型半導体スタックユニット１００を構成する。これにより、ダクト５によって、冷却フィン４０とファン２との間において、冷却フィン４０を通過した冷却風が外部に漏れることが抑制されるので、ファン２による冷却フィン４０の冷却効率をより向上させることができる。

【0042】

また、本実施形態では、上記のように、半導体素子３および冷却体４が、それぞれ、複数設けられ、複数の半導体素子３と複数の冷却体４とが交互に積層され、ダクト５は、複数の冷却体４のそれぞれの冷却フィン４０に接続されるように、平型半導体スタックユニット１００を構成する。これにより、ダクト５によって、複数の冷却フィン４０のそれぞれとファン２との間において、冷却風が外部に漏れることが抑制されるので、ファン２による冷却フィン４０の冷却効率をさらに向上させることができる。

【0043】

また、本実施形態では、上記のように、ダクト５が、冷却フィン４０と接続される第１ダクト部分５０と、第１ダクト部分５０とファン２との間に設けられ、第１ダクト部分５０と接続される第２ダクト部分５１と、を含むように、平型半導体スタックユニット１００を構成する。これにより、第１ダクト部分５０と第２ダクト部分５１とによって、冷却フィン４０とファン２との間において、冷却フィン４０を通過した冷却風が外部に漏れることが抑制されるので、ファン２による冷却フィン４０の冷却効率を容易に向上させることができる。

【0044】

また、本実施形態では、上記のように、第１ダクト部分５０が、絶縁性の部材によって形成されるように、平型半導体スタックユニット１００を構成する。これにより、半導体素子３および冷却体４と、第２ダクト部分５１とが第１ダクト部分５０を介して電気的に導通することを防止することができるので、半導体スタックユニット１００の動作を安定させることができる。

【0045】

また、本実施形態では、上記のように、冷却体４が、冷却フィン４０が側面４１ａに突出して設けられる冷却体本体部４１をさらに含み、冷却フィン４０が、平面視において、冷却体本体部４１からファン２側に突出するように構成されており、第１ダクト部分５０は、冷却ファン２の冷却体本体部４１から突出した部分に取り付けられるように、平型半導体スタックユニット１００を構成する。これにより、第１ダクト部分５０を冷却フィン４０に容易に取り付けることができる。

【0046】

また、本実施形態では、上記のように、第２ダクト部分５１のファン２側の開口部５１ａの高さ方向の長さＬ１が、第２ダクト部分５１の冷却体４側の高さ方向の長さＬ２よりも小さくなるように、平型半導体スタックユニット１００を構成する。これにより、第２ダクト部分５１に流入した冷却風を、第２ダクト部分５１のファン２側の開口部５１ａに集中するように移動させることができるので、ファン２を小型化させることができる。

【0047】

また、本実施形態では、上記のように、冷却体４が、冷却フィン４０が設けられる冷却体本体部４１をさらに含み、冷却フィン４０の、冷却体本体部４１と接続する側とは反対側の端部４０ｂに取り付けられる壁部４０ｃをさらに備え、冷却フィン４０と壁部４０ｃとによって、冷却フィン４０に冷却風を通過させる導風路４０ｄが構成されており、導風路４０ｄと、ダクト５とが接続されるように、平型半導体スタックユニット１００を構成する。これにより、壁部４０ｃによって、冷却フィン４０を通過する冷却風が導風路４０ｄから外部に漏れることが抑制されるので、ファン２による冷却フィン４０の冷却効率をさらに向上させることができる。

【0048】

また、本実施形態では、上記のように、半導体素子３および冷却体４が、互いに電気的に導通するように交互に積層されるように、それぞれ、複数設けられ、ダクト５は、複数の冷却体４のそれぞれに設けられる冷却フィン４０とファン２との間を接続するように、平型半導体スタックユニット１００を構成する。これにより、積層された複数の半導体素子３と複数の冷却体４とに冷却風を吹き付ける場合に比べて、ダクト５により、複数の冷却体４に設けられる冷却フィン４０だけに冷却風を吹き付けることによって、ファン２による冷却フィン４０の冷却効率を容易に向上させることができる。

【0049】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0050】

たとえば、上記実施形態では、冷却体４がアルミニウムにより形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、冷却体４は、銅により形成されていてもよい。

【0051】

また、上記実施形態では、第２ダクト部分５１が金属（たとえば、鉄）により形成されている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２ダクト部分５１は、金属以外の部材によって形成されていてもよい。

【0052】

また、上記実施形態では、下側の２つの半導体素子３を、予備の電源として備える構成の例を示したが本発明はこれに限られない。予備の電源を備えずに、常用の電源だけ備えるような構成であってもよい。

【0053】

また、上記実施形態では、半導体素子３は、サイリスタ３０を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、半導体素子３は、ＧＴＯサイリスタ（Ｇａｔｅ ｔｕｒｎ−ｏｆｆ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）、または、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含んでいてもよい。

【0054】

また、上記実施形態では、４つの半導体素子３と５つの冷却体４とが、交互に積層される構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。半導体素子３の数が４つ以外であり、冷却体４の数が５つ以外であってもよい。

【0055】

また、上記実施形態では、半導体素子３の上面３ａ、下面３ｂ、冷却体４の上面４ａ、および、下面４ｂはそれぞれ、矩形形状である構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。半導体素子３の上面３ａ、下面３ｂ、冷却体４の上面４ａ、および、下面４ｂはそれぞれ、矩形形状以外であってもよい。

【0056】

また、上記実施形態では、半導体素子３の上面３ａ、下面３ｂ、冷却体４の上面４ａ、および、下面４ｂはそれぞれ、略同等の大きさを有している構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。半導体素子３の上面３ａ、下面３ｂ、冷却体４の上面４ａ、および、下面４ｂはそれぞれ、異なる大きさを有していてもよい。

【0057】

また、上記実施形態では、上側の２つの半導体素子３が常用の電源であり、下側の２つの半導体素子３が予備の電源である構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、上側の２つの半導体素子３が予備の電源であり、下側の２つの半導体素子３が常用の電源であってもよい。

【0058】

また、上記実施形態では、サイリスタ３０によって、半導体素子３と、半導体素子３の上部の冷却体４とが電気的に通電する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、半導体素子３と、半導体素子３の下部の冷却体４とが電気的に通電する構成であってもよい。

【0059】

また、上記実施形態では、冷却フィン４０とファン２とが、ダクト５によって接続される構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ダクト５が、冷却フィン４０とファン２とに接続されずに、冷却フィン４０とファン２との間に配置されるだけであってもよい。

【符号の説明】

【0060】

２ ファン
３ 半導体素子
４ 冷却体
５ ダクト（導風部材）
４０ 冷却フィン
４０ａ 突出部（冷却体本体部から突出した部分）
４０ｂ 端部
４０ｃ 壁部
４０ｄ 導風路
４１ 冷却体本体部
５０ 第１ダクト部分（第１の導風部材）
５１ 第２ダクト部分（第２の導風部材）
５１ａ 開口部
Ｌ１ 長さ（開口部の高さ方向の長さ）
Ｌ２ 長さ（第２の導風部材の高さ方向の長さ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】