[發明專利]半導體冷卻裝置

在審

• 申請號: 201880064190.X
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN111164748A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 松島誠二;平野智哉
• 申請（專利權）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473;H01L23/36;H01L23/40
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 張軼楠;段承恩

提供能夠不降低冷卻性能而防止散熱基板的翹曲的半導體冷卻裝置的構造。接合于在絕緣基板(40)的一個面經由布線層(41)而搭載半導體元件(42)的半導體模塊(2)的半導體冷卻裝置(1)具備：散熱基板(10)，接合于所述絕緣基板(40)的另一個面側；翅片(11)，設置于所述散熱基板(10)的、與接合有所述絕緣基板(40)的面相反一側的面；及翹曲防止板(20)，接合于所述翅片(11)的前端，由線膨脹系數比所述散熱基板(10)的材料小的材料形成。

技術領域

本發明涉及對搭載有半導體元件的基板進行冷卻的半導體冷卻裝置。

背景技術

近年來，半導體元件經常處理大功率，伴隨于此而發熱量增大。因而，在安裝有半導體元件的基板接合冷卻器，向冷卻器散熱。在能夠對散熱確保大的空間的固定設備中，能夠進行強制空冷，但在配置于受限的空間內的情況下，液冷式冷卻器是有用的。

半導體元件搭載于在陶瓷等的絕緣基板上形成的布線層，在所述絕緣基板的相反側的面通過釬焊等而接合由鋁、銅的高熱傳導金屬形成的冷卻器。作為冷卻器，具有在散熱板的一個面接合有散熱的翅片的冷卻器，而且具有在散熱板裝配套箱而形成了內置有翅片的冷卻介質流通空間的液冷式冷卻器(參照專利文獻1～3)。

在接合有如上所述的冷卻器的半導體冷卻裝置中，若通過半導體元件的發熱而溫度上升，則由于散熱基板的材料即金屬的線膨脹系數比絕緣基板的材料即陶瓷的線膨脹系數大，所以要膨脹的散熱基板被絕緣基板拉拽而產生翹曲。并且，若在散熱基板產生翹曲，則有時會在絕緣基板產生裂紋或者絕緣基板剝離。

對于這樣的散熱基板的翹曲，專利文獻1提出了以下技術：在散熱基板與翅片之間夾設由陶瓷形成的束縛板，通過束縛散熱基板來防止翹曲。另外，專利文獻2提出了以下技術：在散熱板的冷卻器側的面的一部分設置凹部，通過向該凹部釬焊由熱膨脹系數近似的金屬或陶瓷形成的修正板來防止散熱基板的翹曲。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-141932號公報

專利文獻2：日本特開2004-146650號公報

專利文獻3：日本特開2005-191502號公報

發明內容

發明所要解決的課題

但是，在專利文獻1、2所記載的方法中，可能會因在散熱基板與翅片之間夾設束縛板或修正板而導致向翅片的傳熱延遲。另外，無法應用于散熱基板與翅片一體成形的冷卻器。

用于解決課題的技術方案

本發明鑒于上述的背景技術，提供能夠不降低冷卻性能而防止散熱基板的翹曲的半導體冷卻裝置的構造。

即，本發明具有下述[1]～[5]所記載的結構。

[1]一種半導體冷卻裝置，其接合于半導體模塊，該半導體模塊在絕緣基板的一個面經由布線層而搭載半導體元件，該半導體冷卻裝置的特征在于，具備：

散熱基板，其接合于所述絕緣基板的另一個面側；

翅片，其設置于所述散熱基板的、與接合有所述絕緣基板的面相反一側的面；以及

翹曲防止板，其接合于所述翅片的前端，由線膨脹系數比所述散熱基板的材料小的材料形成。

[2]根據前項1所述的半導體冷卻裝置，在所述翹曲防止板形成有在該翹曲防止板的厚度方向上貫通的貫通部。

[3]根據前項1所述的半導體冷卻裝置，所述翅片由高剛性材形成。

[4]根據前項2所述的半導體冷卻裝置，所述翅片由高剛性材形成。