散热装置以及半导体装置制造方法及图纸

在第一～第五陶瓷片(21、22、23、24、25)的层叠方向上，第一狭缝(22c)以及第二狭缝(22d)相对于第一连通孔(23c)、第二连通孔(23d)、第三连通孔(23e)以及第四连通孔(23f)位于靠近第一搭载部(121)以及第二搭载部(131)的位置。而且，从第一～第五陶瓷片(21、22、23、24、25)的层叠方向观察，各第一狭缝(22c)与第一连通孔(23c)的重叠部(35)、以及各第二狭缝(22d)与第三连通孔(23e)的重叠部(36)位于设有第一搭载部(121)以及第二搭载部(131)的区域的附近。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】散热装置以及半导体装置
本专利技术涉及层叠陶瓷片而形成的散热装置、以及通过将安装有半导体元件的金属板搭载于该散热装置而构成的半导体装置。
技术介绍
例如在专利文献I中公开有这种散热装置。专利文献I的散热装置通过烧制层叠体而形成，该层叠体通过层叠包括制冷剂流路的构成要素即具有多个狭缝的陶瓷片和具有将制冷剂流路与外部连通的连通路的陶瓷片在内的多个陶瓷片而构成。而且，通过安装有半导体元件的金属板接合于散热装置而构成半导体装置。经由金属板传递至散热装置的半导体元件的热向在制冷剂流路流动的制冷剂散热，从而半导体元件被冷却。 专利文献1:国际公开W02011/136362号公报 然而，在这样的散热装置中，期望能够进一步提高对半导体元件等冷却对象物的冷却性能。
技术实现思路
本公开的目的在于提供能够提高对冷却对象物的冷却性能的散热装置以及半导体装置。 本公开的散热装置的一实施方式的特征在于，具有:基体，其通过是层叠多个陶瓷片而构成；制冷剂流路，其设于该基体的内部；至少一个搭载部，其作为搭载冷却对象物的部位而设于上述基体的第一面；狭缝形成层，其由上述多个陶瓷片中的至少一个形成，该狭缝形成层具有构成上述制冷剂流路的一部分的多个狭缝，从上述陶瓷片的层叠方向观察，所述多个狭缝以至少局部地与包括上述搭载部的区域重叠的方式形成；以及连通路形成层，其由上述多个陶瓷片中的至少一个形成，该连通路形成层具有构成上述制冷剂流路的一部分并且与上述多个狭缝连通的连通路，在上述陶瓷片的层叠方向上，上述狭缝相对于上述连通路位于靠近上述搭载部的位置，从上述层叠方向观察，上述狭缝与上述连通路的重叠部位于设有上述搭载部的区域的附近。 本公开的散热装置的又一实施方式的特征在于，具备:基体，其通过层叠多个陶瓷部件而构成；制冷剂流路，其设于上述基体的内部；以及至少一个搭载部，其作为搭载冷却对象物的部位而设置于上述基体的第一面，上述制冷剂流路具有:正下方流路，其形成于上述搭载部的正下方；供给流路，其在上述正下方流路中的制冷剂的流动方向的上游侧与该正下方流路连通，并且向上述正下方流路供给制冷剂；排出流路，其在上述正下方流路中的制冷剂的流动方向的下游侧与该正下方流路连通，并且排出在上述正下方流路流动的制冷剂；以及喷出流路，其位于上述供给流路与上述排出流路之间，并相对于上述正下方流路从铅垂方向下方朝向上方喷出制冷剂。 本公开的半导体装置的实施方式的特征在于，具备:上述实施方式的散热装置；搭载于上述散热装置的上述搭载部的金属板；以及安装于上述金属板的半导体元件。 【附图说明】 图1是第一实施方式的半导体装置的立体图。 图2是图1的半导体装置的散热装置的立体图。 图3是图2的散热装置的构成要素即多个陶瓷片的俯视图。 图4是图1的半导体装置的剖视图。 图5中，(a)图是沿着图4的1_1线的剖视图，(b)图是沿着图4的2-2线的剖视图。 图6是放大图4的半导体装置的一部分的剖视图。 图7是其他实施方式的陶瓷片的俯视图。 图8是具备图7的陶瓷片的半导体装置的剖视图。 图9是放大其他实施方式的半导体装置的一部分的剖视图。 图10是放大其他实施方式的半导体装置的一部分的剖视图。 图11是其他实施方式的半导体装置的剖视图。 图12是其他实施方式的陶瓷片的俯视图。 图13是其他实施方式的半导体装置的剖视图。 图14是放大图13的半导体装置的一部分的剖视图。 图15是图13的半导体装置的散热装置的构成要素即多个陶瓷片的俯视图。 图16是第二实施方式的散热装置的立体图。 图17是具备图16的散热装置的半导体装置的立体图。 图18是沿着图17的3-3线的剖视图。 图19是沿着图17的4-4线的剖视图。 图20是图16的散热装置中的基体的构成要素即多个陶瓷片的俯视图。 图21是其他实施方式的半导体装置的剖视图。 【具体实施方式】 (第一实施方式) 以下，根据图1?图6对将本专利技术具体化的第一实施方式进行说明。 图1所示的半导体装置10通过在散热装置11的基体12的一方的面(第一面)12a搭载安装有半导体元件13a的金属板13b、以及安装有半导体元件14a的金属板14b而构成。金属板13b、14b作为布线层以及接合层而发挥功能，并且由纯铝(例如，作为工业用纯铝的1000系铝)或铜形成。另外，作为半导体元件13a、14a，例如使用IGBT (InsulatedGate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)或二极管。另外，半导体元件13a、14a与金属板13b、14b通过金属接合例如软钎焊或硬钎焊而接合。另外，金属板13b、14b与散热装置11通过金属接合例如软钎焊或硬钎焊而接合。由此，金属板13b、14b搭载于基体12的第一面12a。 如图2所示，在基体12的第一面12a中，载置金属板13b、14b的部位(图2中用虚线表示的部位)是作为搭载金属板13b、14b的搭载部的第一搭载部121以及第二搭载部131。S卩，在基体12的第一面12a并设有多个(第一实施方式中为2个)搭载部。 基体12是通过层叠多片(第一实施方式中为5片)陶瓷制的片材而构成的，散热装置11是通过烧制基体12而形成的。作为陶瓷的材料，使用氧化铝、氮化硅、炭化硅、氮化铝以及锆刚玉等。此外，在采用水冷方式作为散热装置11的冷却方式的情况下，作为陶瓷的材料，优选耐水性高的材料。 如图3所示，作为构成要素，第一实施方式的散热装置11具备作为陶瓷片的第一?第五陶瓷片21、22、23、24、25。此外，以下的说明中，在散热装置11的情况下以第一陶瓷片21为“上”，以第五陶瓷片25为“下”。第一陶瓷片21构成散热装置11的顶板部，并且其一面(上表面)为基体12的第一面12a。另外，在第一陶瓷片21形成有贯通孔状的制冷剂供给孔21a以及制冷剂排出孔21b。制冷剂供给孔21a以及制冷剂排出孔21b具有相同的开口面积。在制冷剂供给孔21a连接有向散热装置11内供给制冷剂的供给管Pl (如图1以及图2所示)，并且在制冷剂排出孔21b连接有将在散热装置11内流通的制冷剂向外部排出的排出管P2(如图1以及图2所示)。 在第二陶瓷片22形成有贯通孔状的第一制冷剂流入孔22a。从第一?第五陶瓷片21、22、23、24、25的层叠方向观察，第一制冷剂流入孔22a形成在与制冷剂供给孔21a重叠的位置。另外，在第二陶瓷片22还形成有贯通孔状的第一制冷剂流出孔22b。从第一?第五陶瓷片21、22、23、24、25的层叠方向(以下，也存在简称为层叠方向A的情况)观察，第一制冷剂流出孔22b形成在与制冷剂排出孔21b重叠的位置。第一制冷剂流入孔22a以及第一制冷剂流出孔22b形成于对称的位置。第一制冷剂流入孔22a以及第一制冷剂流出孔22b具有相同的开口面积。 另外，在第二陶瓷片22的第一制冷剂流入孔22a与第一制冷剂流出孔22b之间形成有作为狭缝的多个第一狭缝22c。各第一狭缝22c贯通第二陶瓷片22，并且从第二陶瓷片22的靠近第一制冷剂流入孔22a的位置以遍及第二陶瓷片22的中央部的方式直线状地延伸。第一狭缝22c的长度彼此相同，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种散热装置，其特征在于，具有：基体，其通过层叠多个陶瓷片而构成；制冷剂流路，其设于该基体的内部，制冷剂在该制冷剂流路中流动；至少一个搭载部，其作为搭载冷却对象物的部位而设于所述基体的第一面；狭缝形成层，其由所述多个陶瓷片中的至少一个形成，该狭缝形成层具有构成所述制冷剂流路的一部分的多个狭缝，从所述陶瓷片的层叠方向观察，所述多个狭缝以至少局部地与包括所述搭载部的区域重叠的方式形成；以及连通路形成层，其由所述多个陶瓷片中的至少一个形成，该连通路形成层具有构成所述制冷剂流路的一部分并且与所述多个狭缝连通的连通路，在所述陶瓷片的层叠方向上，所述狭缝相对于所述连通路位于靠近所述搭载部的位置，从所述层叠方向观察，所述狭缝与所述连通路的重叠部位于设有所述搭载部的区域的附近。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.18 JP 2012-159734;2012.12.27 JP 2012-284011.一种散热装置，其特征在于，具有: 基体，其通过层叠多个陶瓷片而构成； 制冷剂流路，其设于该基体的内部，制冷剂在该制冷剂流路中流动； 至少一个搭载部，其作为搭载冷却对象物的部位而设于所述基体的第一面； 狭缝形成层，其由所述多个陶瓷片中的至少一个形成，该狭缝形成层具有构成所述制冷剂流路的一部分的多个狭缝，从所述陶瓷片的层叠方向观察，所述多个狭缝以至少局部地与包括所述搭载部的区域重叠的方式形成；以及 连通路形成层，其由所述多个陶瓷片中的至少一个形成，该连通路形成层具有构成所述制冷剂流路的一部分并且与所述多个狭缝连通的连通路，在所述陶瓷片的层叠方向上，所述狭缝相对于所述连通路位于靠近所述搭载部的位置， 从所述层叠方向观察，所述狭缝与所述连通路的重叠部位于设有所述搭载部的区域的附近。2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于， 在剖视情况下，位于与所述搭载部对应的制冷剂流路的上游侧的所述重叠部包括所述搭载部正下方的第一重叠部与除该第一重叠部以外的第二重叠部，该第二重叠部的长度比所述第一重叠部的长度长。3.根据权利要求1或2所述的散热装置，其特征在于， 在所述基体的第一面并设有多个所述搭载部，并且， 从所述层叠方向观察，所述制冷剂流路的位于相邻的搭载部之间的部分，沿着从所述相邻的搭载部的一方朝向所述基体的与所述第一面相反侧的第二面的方向延伸，并且，进而沿着从该第二面朝向所述相邻的搭载部的另一方的方向延伸。4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于， 所述基体在所述第二面的以下部位还具有搭载其他冷却对象物的搭载部，其中，所述部位是位于所述制冷剂流路的一部分沿着从相邻的搭载部的一方朝向所述第二面的方向延伸到末端的部位。5.根据权利要求1?4中任一项所述的散热装置，其特征在于， 在所述狭缝形成层的狭缝的所述制冷剂流动的方向的下游侧设有延伸配置流路，该延伸配置流路朝向所述基体的与所述第一面相反侧的第二面延伸， 所述延伸配置流路的靠近所述第一面的流路面的一部分与所述延伸配置流路的靠近所述第二面的流路面的一部分在所述层叠方...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩田佳孝，森昌吾，上山大藏，坪川健治，曾我慎一，谷本秀夫，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，京瓷株式公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP