[發明專利]散熱器及其制造方法

無效

• 申請號: 201110225606.1
• 申請日: 2011-08-02
• 公開（公告）號: CN102646653A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 北島寬規
• 申請（專利權）人: 日立電線株式會社
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473;H01L21/48
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 丁文蘊;熊志誠

技術領域

本發明涉及用于冷卻半導體元件的散熱器及其制造方法。

背景技術

以往，為了使半導體元件的工作穩定，提出了各種散熱器(例如，參見專利文獻1)。

專利文獻1所公開的散熱器在由銅構成的散熱器主體的內部空間中，配置了由銅構成的具有多個制冷劑通孔的多孔體。在散熱器主體的表面上安裝有半導體元件，通過使制冷劑從多孔體的制冷劑通孔的一端穿過到另一端，來將從半導體元件經由散熱器主體傳遞到多孔體的熱量釋放到通過制冷劑通孔的制冷劑中。制冷劑通孔數越多，多孔體與制冷劑的接觸面積越大，散熱量增加從而提高散熱效率。

專利文獻1：日本特開2006-165165號公報

但是，根據以往的散熱器，在將半導體元件與散熱器主體直接接合的情況下，為了使半導體元件的電極與流過散熱器的制冷劑無法導通，作為半導體元件，局限于在與半導體元件的接合面相反一側具有電極。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種具有高的冷卻性能，能夠使外層成為兼作為用于向半導體元件施加電壓的電極的結構的散熱器及其制造方法。

為了達到上述目的，本發明的一個方案提供以下的散熱器及其制造方法。

(1)一種散熱器，具備設置在制冷劑循環用流路上的層疊體，所述層疊體具備：由金屬形成的，且內側成為所述流路的管體；在所述管體的外側形成的絕緣層；形成于所述絕緣層的外側，表面上具有接合冷卻對象的半導體元件的電極的接合面的導體。

在上述構成中，來源于半導體元件的發熱傳遞到導體的接合面，進一步經由絕緣層傳遞到管體，釋放到流過管體流路的制冷劑中。此外，來源于半導體元件的發熱從導體的周圍傳遞到管體，通過使用焊錫等將半導體元件的電極直接接合在導體的接合面上，能夠得到高的冷卻性能。并且，由于導體與管體通過絕緣層而電絕緣，半導體元件的電極與流過管體的制冷劑無法導通，保證了安全性。即，能夠使外層即導體成為兼作電極的結構。

(2)上述(1)記載的散熱器，其還具備設置在所述導體的表面上，經由所述導體與所述半導體元件電連接的電極體。

(3)上述(1)或者(2)記載的散熱器，所述層疊體是并列配置的多個所述層疊體。

(4)上述(3)記載的散熱器，所述多個層疊體在對置的一對所述導體的表面上具有所述接合面。

(5)上述(3)所述的散熱器，所述多個層疊體在設置于所述導體的同一方向上的表面上，具有多個所述接合面。

(6)上述(1)至(5)任何一項記載的散熱器，所述層疊體具有沿長度方向設置的相互電絕緣的多個所述導體。

(7)上述(1)至(5)任何一項記載的散熱器，所述層疊體具有設置在所述導體的同一個面上的相互電絕緣的多個導體區域，所述多個導體區域分別具有所述接合面。

(8)上述(1)至(7)任何一項記載的散熱器，所述管體是內表面帶溝管。

(9)上述(1)至(8)任何一項記載的散熱器，所述層疊體具備：沿著多個所述流路形成的多個所述管體；在所述多個管體的外側形成的單個所述絕緣層；以及在所述單個絕緣層的外側形成的所述導體。

(10)上述(1)至(8)任何一項記載的散熱器，所述層疊體具備：具有多個所述流路的單個所述管體；在所述單個管體的外側形成的單個所述絕緣層；以及在所述單個絕緣層的外側形成的單個所述導體。

(11)一種散熱器的制造方法，其包含以下工序：經拉拔工序形成長條狀的層疊體的工序，所述層疊體具備：由金屬形成的，且內側成為所述流路的管體；在所述管體的外側形成的絕緣層；以及在所述絕緣層的外側形成的導體；除去所述導體的一部分的工序，切斷所述長條狀的所述層疊體的工序。

上述絕緣層可以由氧化鎂等陶瓷形成。此外，優選上述導體具有矩形截面，接合面為平面。上述半導體元件可以為施加有200V以上的高電壓，或者流過300A以上的大電流的功率半導體元件。

在上述散熱器具有多個層疊體的情況下，可以通過金屬構成的連結管來將多個層疊體的管體串聯連接。管體與連結管的連接優選釬焊或者錫焊。

在上述層疊體具有多個流路的情況下，多個流路既可以為串聯連接，也可為設置在分支部與合流部之間的多個流路。

本發明的效果如下，根據本發明，能夠做成具有高的冷卻性能，使外層成為兼作為用于向半導體元件施加電壓的電極的結構。

附圖說明

圖1是表示本發明第一實施方式的散熱器的概略結構的截面圖。

圖2A是表示本發明第二實施方式的散熱器的概略結構的俯視圖。

圖2B是表示圖2A的A-A線截面圖。