散热器及半导体模块制造技术

散热器(3)在内部形成有供制冷剂流动的制冷剂流路(4)，该散热器(3)具有：导热板(31)，其具有配置半导体元件(2)的第1面(31a)和第2面(31b)；中继流路形成板(33)，其具有第3面(33a)和第4面(33b)；第1分隔壁(12)，其设置为与第2面(31b)和第3面(33b)接触；以及第1鳍片(13)，其设置为与第2面(31b)接触。制冷剂流路(4)包含第1流路(5)。在第1流路(5)中形成由第1分隔壁(12)隔开的多个第1分割区域(51)。在第1分割区域(51)中，多个第1鳍片(13)彼此隔开间隔地排列配置。将第1分隔壁(12)的至少一部分投影至第1面(31a)时的位置或将第1鳍片(13)的至少一部分投影至第1面(31a)时的位置与半导体元件(2)的中心部重叠。件(2)的中心部重叠。件(2)的中心部重叠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】散热器及半导体模块


[0001]本专利技术涉及对半导体元件等冷却对象进行冷却的散热器及半导体模块。

技术介绍

[0002]当前，已知对半导体元件等进行冷却的散热器。例如，在专利文献1中公开了如下散热器，即，该散热器具有：矩形形状的基座板，其在表面安装有半导体元件；多个鳍片，它们以彼此平行地配置的方式安装于基座板的背面；以及制冷剂喷嘴，其朝向基座板的背面喷出制冷剂。
[0003]就专利文献1所公开的散热器而言，设置有12个鳍片，它们在基座板的宽度方向上排列有6列，在基座板的长度方向上排列有2列。在基座板的长度方向上排列的鳍片和鳍片之间嵌入了制冷剂喷嘴。在俯视观察时，制冷剂喷嘴与半导体元件的中心部配置于彼此重叠的位置处。
[0004]专利文献1：日本特开2014
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150117号公报

技术实现思路

[0005]但是，对于专利文献1所公开的散热器，由于在与半导体元件的中心部重叠的位置处没有鳍片，因此在半导体元件的中心部产生的热量难以经由鳍片传导给制冷剂，半导体元件的中心部的冷却变得不充分。其结果，存在半导体元件的中心部的温度难以降低这样的问题。
[0006]本专利技术就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，得到冷却对象的中心部的温度容易降低的散热器及半导体模块。
[0007]为了解决上述课题，达到目的，本专利技术涉及的散热器构成为，在内部形成有供对冷却对象进行冷却的制冷剂流动的制冷剂流路，该散热器具有：第1部件，其具有配置冷却对象的第1面和第1面的背面即第2面；第2部件，其具有朝向第2面的第3面和第3面的背面即第4面；第1分隔壁，其设置为与第1部件的第2面和第2部件的第3面接触；以及多个第1鳍片，它们设置为与第1部件的第2面接触。制冷剂流路包含有在第1部件和第2部件之间形成的第1流路。在第1流路中形成由第1分隔壁隔开的多个第1分割区域。在第1分割区域中，多个第1鳍片以彼此隔开间隔的方式排列地配置。将第1分隔壁的至少一部分投影至第1面时的位置或将第1鳍片的至少一部分投影至第1面时的位置与冷却对象的中心部重叠。
[0008]专利技术的效果
[0009]根据本专利技术，具有冷却对象的中心部的温度容易降低这样的效果。
附图说明
[0010]图1是表示本专利技术的实施方式1涉及的半导体模块的分解斜视图。
[0011]图2是表示实施方式1涉及的第1流路形成板的斜视图。
[0012]图3是表示实施方式1涉及的第2流路形成板的斜视图。
[0013]图4是表示实施方式1涉及的第1流路形成板的俯视图。
[0014]图5是沿图4所示的V
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V线的半导体模块的剖视图。
[0015]图6是沿图4所示的VI
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VI线的半导体模块的剖视图。
[0016]图7是沿图4所示的VII
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VII线的半导体模块的剖视图。
[0017]图8是表示将第1分隔壁、第1鳍片和中继流路投影至第1面的状态的俯视图。
[0018]图9是图7所示的半导体模块的局部放大剖视图。
[0019]图10是用于说明实施方式1涉及的散热器的第1流路中的制冷剂的流向的说明图。
[0020]图11是表示实施方式1的变形例1涉及的半导体模块的散热器的图，并且是用于说明散热器的第1流路中的制冷剂的流向的说明图。
[0021]图12是表示实施方式1的变形例2涉及的半导体模块的分解斜视图。
[0022]图13是实施方式1的变形例2涉及的半导体模块的局部放大剖视图。
[0023]图14是表示实施方式1的变形例3涉及的半导体模块的图，并且是表示将第1分隔壁、第1鳍片和中继流路投影至第1面的状态的俯视图。
[0024]图15是表示实施方式1的变形例4涉及的半导体模块的第1流路形成板的俯视图。
[0025]图16是表示实施方式1的变形例5涉及的半导体模块的第1流路形成板的俯视图。
[0026]图17是表示实施方式1的变形例6涉及的半导体模块的第1分隔壁及第1鳍片的俯视图。
[0027]图18是表示实施方式1的变形例6涉及的半导体模块的第2分隔壁及第2鳍片的俯视图。
[0028]图19是表示本专利技术的实施方式2涉及的半导体模块的图，并且是表示将第1分隔壁、第1鳍片和中继流路投影至第1面的状态的俯视图。
[0029]图20是表示本专利技术的实施方式3涉及的半导体模块的分解斜视图。
[0030]图21是表示实施方式3涉及的半导体模块的第1流路形成板的俯视图。
[0031]图22是沿图21所示的XXII
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XXII线的半导体模块的剖视图。
[0032]图23是沿图21所示的XXIII
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XXIII线的半导体模块的剖视图。
具体实施方式
[0033]下面，基于附图对本专利技术的实施方式涉及的散热器及半导体模块详细地进行说明。此外，本专利技术不受本实施方式限定。
[0034]实施方式1
[0035]图1是表示本专利技术的实施方式1涉及的半导体模块1的分解斜视图。图1所示的箭头示出制冷剂的流向。如图1所示，半导体模块1具有作为冷却对象的半导体元件2、散热器3。半导体元件2例如是发光元件、功率半导体。发光元件例如是单激光元件、阵列激光元件。功率半导体形成于Si基板、GaN基板、SiC基板等基板之上。在半导体元件2被驱动时，从半导体元件2产生热量。
[0036]散热器3是对半导体元件2所产生的热量进行散热的部件。散热器3是以导热板31、第1流路形成板32、中继流路形成板33、第2流路形成板34及底板35重叠的方式形成的。从接近半导体元件2的一侧起，依次配置有导热板31、第1流路形成板32、中继流路形成板33、第2流路形成板34及底板35。导热板31、第1流路形成板32、中继流路形成板33、第2流路形成板
34及底板35均由导热率高的金属材料形成。导热率高的金属材料例如为铜、铝。优选各板31～35由同种金属材料形成。各板31～35的接合方法例如为扩散接合。各板31～35的形状没有特别限制，在本实施方式中为矩形。此外，在本实施方式中，将形成散热器3的板的片数设为5片，但形成散热器3的板的片数也可以大于或等于6片。在散热器3的内部形成有供制冷剂流动的制冷剂流路4。制冷剂例如为纯水、防冻液。后面会详细地对制冷剂流路4进行说明。
[0037]作为第1部件的导热板31具有配置半导体元件2的第1面31a、第1面31a的背面即第2面31b。半导体元件2的热量直接传导至导热板31。第1面31a是面向散热器3的外部的面。第2面31b是面向散热器3的内部的面。导热板31和半导体元件2的接合方法例如为焊接。在导热板31形成有1个第1开口8及1个第2开口9。第1开口8及第2开口9设置于与半导体元件2远离的位置。第1开口8及第2开口9在导热板31的板厚方向上将该导热板31贯穿。第1开口8在本实施方式中成为使制冷剂流入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种散热器，在内部形成有供对冷却对象进行冷却的制冷剂流动的制冷剂流路，该散热器的特征在于，具有：第1部件，其具有配置所述冷却对象的第1面和所述第1面的背面即第2面；第2部件，其具有朝向所述第2面的第3面和所述第3面的背面即第4面；第1分隔壁，其设置为与所述第1部件的所述第2面和所述第2部件的所述第3面接触；以及多个第1鳍片，它们设置为与所述第1部件的所述第2面接触，所述制冷剂流路包含有在所述第1部件和所述第2部件之间形成的第1流路，在所述第1流路中形成由所述第1分隔壁隔开的多个第1分割区域，在所述第1分割区域中，多个所述第1鳍片以彼此隔开间隔的方式排列地配置，将所述第1分隔壁的至少一部分投影至所述第1面时的位置或将所述第1鳍片的至少一部分投影至所述第1面时的位置与所述冷却对象的中心部重叠。2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，还具有第3部件，该第3部件以夹着所述第2部件的方式配置在与所述第1部件相反处，所述制冷剂流路包含：第2流路，其形成于所述第2部件和所述第3部件之间；以及多个中继流路，它们形成于所述第2部件，将所述第1流路和所述第2流路连通。3.根据权利要求2所述的散热器，其特征在于，如果将所述中继流路、所述第1分割区域和所述第1鳍片投影至所述第1面，则所述中继流路在与多个所述第1分割区域各自重叠的位置处各配置至少1个，并且该中继流路以横穿多个所述第1鳍片的方式细长地形成。4.根据权利要求2或3所述的散热器，其特征在于，所述第1分隔壁为放射状地延伸的多个壁，所述第1鳍片从各所述第1分隔壁朝向所述第1分割区域凸出，配置于相邻的所述第1分割区域的所述第1鳍片从彼此不同的所述第1分隔壁凸出。5.根据权利要求4所述的散热器，其特征在于，所述中继流路配置于与所述第1鳍片中的连接于所述第1分隔壁的根部分重叠的位置处。6.根据权利要求1至5中任一项所述的散热器，其特征在于，在相邻的所述第1鳍片之间形成供所述制冷剂流动的第1鳍片间流路，在所述第1流路中以将多个所述第1分割区域包围的方式形成第1封头区域，所述第1封头区域与各所述第1分割区域中的所述第1鳍片间流路连通。7.根据权利要求1至6中任一项所述的散热器，其特征在于，在所述第1流路中形成有4个所述第1分割区域。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉濑幸司，玄田裕美，巽裕章，森田大辅，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：