冷却装置和包括冷却装置的半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种冷却装置和包括冷却装置的半导体装置。冷却装置包括：第1构件，其具有与被冷却体接触的第1面、第1面的相反侧的第2面、自第2面突出的多个散热片；以及第2构件，其包含与第2面相对的第3面，制冷剂在第1构件与第2构件之间流通，第2构件在制冷剂的流通方向上的多个散热片之间的空间具有自第3面突出的第1突起部，第1突起部包含相对于第3面倾斜的第1倾斜面，第1倾斜面具有第1端部和第2端部，第1端部比第2端部靠近第2面，第2端部比第1端部靠近第3面，第1端部位于比第2端部靠流通方向的下游的位置。向的下游的位置。向的下游的位置。

【技术实现步骤摘要】
冷却装置和包括冷却装置的半导体装置


[0001]本公开涉及冷却装置和包括冷却装置的半导体装置。

技术介绍

[0002]日本特开2008
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172014号公报和日本特开2011
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108683号公报公开一种使热自半导体释放从而冷却半导体的冷却装置。该冷却装置与半导体接触，制冷剂在冷却装置的内部流通。公知有一种提高这样的冷却装置的冷却性能的技术。在该技术中，在这样的冷却装置设有自与半导体接触的构件朝向制冷剂的流路延伸的多个突出部。
[0003]日本特开2020
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35998号公报公开有一种冷却散热片与水冷套非一体的冷却器、即所谓的开放型的冷却器。该冷却器具有由散热器和流路构成构件的组合构成的制冷剂流路。该冷却器具有自散热器朝向流路构成构件突出的多个散热片。流路构成构件具有包括第1部分和第2部分的内壁面。第1部分与多个散热片相对。第2部分为供制冷剂自制冷剂流路外流入的部分。第1部分具有多个凹部。多个凹部分别具有比第2部分远离被冷却体的底面。多个散热片分别具有比第2部分远离被冷却体的前端。各前端配置于由各凹部形成的空间内。
[0004]因此，日本特开2020
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35998号公报所公开的冷却器并非充分地冷却散热片，而是抑制在多个散热片的前端部与流路构成构件之间的间隙通过的制冷剂的流量的增加。该冷却器的目的在于，通过增加有助于散热片的冷却的制冷剂的流量，从而提高冷却被冷却体的性能。

技术实现思路

[0005]专利技术要解决的问题
[0006]但是，在专利文献3的技术中，散热片的前端部处的制冷剂的流量减少。因此，经由了散热片的前端部与流路构成构件之间的间隙，之后朝向散热片的根部去的制冷剂的流量也减少。由此，即使被冷却体与制冷剂之间存在充分的温度差，经由散热片的来自被冷却体的散热量也降低。
[0007]本专利技术的目的在于提供一种能够比以往装置高效地冷却被冷却体的冷却装置和包括冷却装置的半导体装置。
[0008]用于解决问题的方案
[0009]本专利技术的一实施方式的冷却装置包括：第1构件，其具有与被冷却体接触的第1面、所述第1面的相反侧的第2面、自所述第2面突出的多个散热片；以及第2构件，其包含与所述第2面相对的第3面，制冷剂在所述第1构件与所述第2构件之间流通，所述第2构件在所述制冷剂的流通方向上的所述多个散热片之间的空间具有自所述第3面突出的第1突起部，所述第1突起部具有相对于所述第3面倾斜的第1倾斜面，所述第1倾斜面具有第1端部和第2端部，所述第1端部比所述第2端部靠近所述第2面，所述第2端部比所述第1端部靠近所述第3面，所述第1端部位于比所述第2端部靠所述流通方向的下游的位置。
[0010]另外，本专利技术的一技术方案的半导体装置包括上述的冷却装置。
附图说明
[0011]图1是本专利技术的一实施方式的冷却装置1的立体图。
[0012]图2是冷却装置1具备的散热基板10的俯视图。
[0013]图3是冷却装置1具备的水冷套20的俯视图。
[0014]图4是冷却装置1的剖视图。
[0015]图5是冷却装置1的剖视图。
[0016]图6是表示冷却装置1的截面中的制冷剂的流动的图。
[0017]图7是表示作为对比例的冷却装置50的截面中的制冷剂的流动的图。
[0018]图8是表示作为对比例的冷却装置60的截面中的制冷剂的流动的图。
[0019]图9是表示本专利技术的另一实施方式的冷却装置1A的截面中的制冷剂的流动的图。
[0020]图10是表示本专利技术的又一实施方式的冷却装置1B的截面中的制冷剂的流动的图。
[0021]图11是本专利技术的变形例的冷却装置1C的剖视图。
[0022]附图标记说明
[0023]1、1A、1B、1C、冷却装置；10、散热基板；11、第1基板部；12、12A、12B、12C、12D、12F、针状散热片；13、设置面；14、散热面；15、15A、15F、前端部；16C、端部；17、17B、17C、针状散热片；18、18B、18C、前端部；20、水冷套；21、21A、21B、21C、21D、21F、突起部；22、第2基板部；24、相对面；25、25A、25B、25C、25F、倾斜面；26A、26F、前端部；27A、27F、末端部；28、28A、28B、28C、28D、28F、背面；29A、29B、29C、29D、突起部；30A、30B、30C、30D、30F、倾斜面；31、突起部；40、40A、40C、区域；50、60、冷却装置；61A、61B、61C、61D、61F、突起部；71、供给管；72、排出管。
具体实施方式
[0024]以下，参照附图对实施方式的冷却装置进行说明。在各附图中，各部分的尺寸和比例尺与实际的尺寸和比例尺适当不同。以下说明的实施方式附加有技术上优选的各种限定。本公开的范围并不限定于以下说明的形态。
[0025]1.第1实施方式
[0026]以下，参照图1～图8对第1实施方式的冷却装置进行说明。
[0027]1.1第1实施方式的构成
[0028]图1是第1实施方式的冷却装置1和包含冷却装置1的半导体装置5的立体图。冷却装置1包括散热基板10和水冷套20。散热基板10载置于水冷套20。散热基板10优选由金属构成，特别是铜、铝等热传导率较高的金属。将散热基板10载置于水冷套20的方法例如可以是使用了粘接剂的粘接的方法，也可以是焊接的方法。
[0029]在本说明书中，散热基板10为“第1构件”的一个例子。水冷套20为“第2构件”的一个例子。
[0030]在冷却装置1的内部流通具有粘性的液体即制冷剂，从而对与散热基板10接触的被冷却体进行冷却。用于向冷却装置1供给制冷剂的供给管71与水冷套20连接。用于将对被冷却体进行了冷却的制冷剂自冷却装置1排出的排出管72与水冷套20连接。利用未图示的
泵将制冷剂向冷却装置1供给。
[0031]在以后的说明中，假定X轴、Y轴以及Z轴。X轴、Y轴以及Z轴相互正交。X轴、Y轴以及Z轴在以后的说明中所例示的全部附图中相同。如图1所例示那样，将沿着X轴的一个方向记载为X1方向，将与X1方向相反的方向记载为X2方向。X1方向和X2方向包含于X轴方向。X轴方向为沿着X轴的方向。同样，记载沿着Y轴的Y1方向和Y2方向。Y1方向和Y2方向为相互相反的方向。Y1方向和Y2方向包含于Y轴方向。Y轴方向为沿着Y轴的方向。记载沿着Z轴的Z1方向和Z2方向。Z1方向和Z2方向为相互相反的方向。Z1方向和Z2方向包含于Z轴方向。Z轴方向为沿着Z轴的方向。
[0032]在图1中，将向冷却装置1供给制冷剂并自冷却装置1排出制冷剂的方向设为Y1方向。Y1方向为供制冷剂流动的方向即流通方向的一个例子。在将水冷套20的底面设置为水平面的情况下，将该水平面中与Y轴正交的方向设为X轴方向。将与X轴和Y轴正交的方向、且是散热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷却装置，其中，该冷却装置包括：第1构件，其具有与被冷却体接触的第1面、所述第1面的相反侧的第2面、自所述第2面突出的多个散热片；以及第2构件，其包含与所述第2面相对的第3面，制冷剂在所述第1构件与所述第2构件之间流通，所述第2构件在所述制冷剂的流通方向上的所述多个散热片之间的空间具有自所述第3面突出的第1突起部，所述第1突起部具有相对于所述第3面倾斜的第1倾斜面，所述第1倾斜面具有第1端部和第2端部，所述第1端部比所述第2端部靠近所述第2面，所述第2端部比所述第1端部靠近所述第3面，所述第1端部位于比所述第2端部靠所述流通方向的下游的位置。2.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述第3面以自所述多个散热片各自的前端分离的状态与所述第2面相对，所述第1突起部的前端比所述多个散热片各自的前端靠近所述第2面。3.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其中，所述第1倾斜面具有第1部分面和比所述第1部分面靠近所述第2端部的第2部分面，所述第1部分面的倾斜度大于所述第2部分面的倾斜度。4.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其中，所述多个散热片分别具有与所述第3面相对的相对部分，所述相对部分包括作为所述流通方向上的所述相对部分的两端的第1角部和第2角部，所述第1角部和所述第2角部中的任一者为带圆角的角部。5.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其中，所述第2构件具有沿着所述流通方向排列于所述第3面的多个突起部，所述多个突起部包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：内部银二，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：