[发明专利]散热装置及半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及由层叠陶瓷片材而形成的散热装置。进而，本发明还涉及通过将组装有半导体元件的金属板与该散热装置接合而构成的半导体装置。

背景技术

以往，例如专利文献1公开的半导体装置亦即半导体模块具有电路基板，通过将纯铝等金属板与氮化铝等的陶瓷基板亦即绝缘基板的表面背面两面接合而形成上述电路基板，并通过将散热装置即散热器与该电路基板接合而进行模块化。在这种半导体装置中，通过散热装置来散放半导体元件所产生的热量。

专利文献1:日本特开2006－294699号公报

然而，对于上述文献中的半导体装置，为了满足电路基板的绝缘功能而使用陶瓷基板，另一方面，由热传导性优异、且重量较轻的铝形成散热装置。因此，所述文献中的半导体装置的部件件数增多。

发明内容

本发明是着眼于现有技术中所存在的此类问题而完成的，其目的在于提供能够满足绝缘机能与冷却机能、且能够减少部件件数的散热装置及半导体装置。

为了解决上述问题点，根据本发明的一方式，提供一种散热装置，该散热装置具备由陶瓷构成的基体、以及在所述基体的内部供制冷剂流动的制冷剂流路。通过对层叠多个陶瓷片材而成的层叠体进行烧结而形成所述基体。所述多个陶瓷片材包括：形成有构成所述制冷剂流路的多个狭缝的陶瓷片材；以及形成有将所述制冷剂流路与外部相互连通的连通路的陶瓷片材。

根据该结构，通过层叠多个陶瓷片材并进行烧结而形成散热装置。由此，能够使散热装置本身具备冷却功能与绝缘功能。因此，例如在半导体装置中采用本发明的散热装置的情况下，作为供半导体元件安装的配线层而发挥功能的金属板能够与散热装置直接接合。因而，散热装置能够满足绝缘功能与冷却功能，并能够削减部件件数。

优选地，所述基体具有供冷却对象物搭载的搭载面，所述连通路所具有的制冷剂流入口与制冷剂排出口在所述搭载面开口。根据该结构，使朝向散热装置的制冷剂流入口与起始自散热装置的制冷剂排出口在供冷却对象物搭载的基体的搭载面开口，由此能够使制冷剂供给用的管路、制冷剂排出用的管路与搭载面连接。因此，能够对散热装置所需的部件在汇集于搭载面的状态下进行配置。因此，能够使散热装置实现小型化。

优选地，所述基体具有供冷却对象物搭载的搭载面，当从所述搭载面俯视观察所述基体时，所述制冷剂流路形成为波线状。根据该结构，例如与使制冷剂流路形成为俯视观察时的直线状的情况相比，能够增加制冷剂流路的表面积。因此，能够改善冷却性能。

优选地，形成有所述多个狭缝的所述陶瓷片材由机械强度高的材料形成。根据该结构，通过提高陶瓷片材的强度，能够形成窄幅的制冷剂流路亦即狭缝。其结果，能够改善散热装置的冷却性能。

优选地，在所述制冷剂流路设置有在所述狭缝的延设方向上将所述狭缝分隔开的至少一个隔板。根据该结构，隔板能够发挥梁的作用。由此，在散热装置的制造阶段，当对多个陶瓷片材进行层叠并使其相互接合时，能够防止这些陶瓷片材因强度不足而变形、或者产生层叠错位。

优选地，多个所述隔板构成至少一个梯状链。在沿所述狭缝的延设方向延伸、且沿所述陶瓷片材的层叠方向延伸的截面上观察所述制冷剂流路。优选地，此时，按照所述陶瓷片材的层叠的顺序依次错位配设多个所述隔板，由此构成所述梯状链。根据该结构，通过成为梯子的阶梯的各隔板来改变在制冷剂流路流动的制冷剂的流动方向。因此，易于产生制冷剂的放射状的扩散流。由此，能够促进在冷却对象物与制冷剂之间的更加有效的热交换，从而能够改善散热装置的冷却性能。

优选地，在沿所述狭缝的延设方向延伸、且沿所述陶瓷片材的层叠方向延伸的截面上观察所述制冷剂流路。所述散热装置具有位于与所述搭载面相反侧的底板部。所述底板部划分形成所述制冷剂流路的底面。优选地，所述制冷剂流路的底面具备向所述搭载面突出的突状部。根据该结构，通过制冷剂流路的底面的突状部而将在制冷剂流路流动的制冷剂的流动方向改变成朝向供冷却对象物搭载的搭载面。因此，能够促进在冷却对象物与制冷剂之间的更加有效的热交换，从而能够改善冷却性能。