[發明專利]冷卻裝置

在審

• 申請號: 201980006502.6
• 申請日: 2019-02-06
• 公開（公告）號: CN111480228A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 倉橋駿介;奧野克樹;奧野好成;南和彥;松島誠二
• 申請（專利權）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: H01L23/36
• 分類號: H01L23/36;H01L23/373;H05K7/20
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 張軼楠;段承恩

冷卻裝置(1)具備呈層疊狀地相互接合一體化了的多個冷卻裝置構成構件，作為多個構成構件，包括絕緣層(3)、配置于絕緣層(3)的上側的上熱傳導構件(11)及配置于絕緣層(3)的下側的下熱傳導構件(12)。上熱傳導構件(11)是厚度方向Z的熱傳導率和沿著平面的第1方向的熱傳導率比與厚度方向及第1方向垂直的第2方向的熱傳導率高的構件。下熱傳導構件(12)是厚度方向Z的熱傳導率和沿著平面的第1方向的熱傳導率比與厚度方向Z及第1方向垂直的第2方向的熱傳導率高的構件。上熱傳導構件(11)和下熱傳導構件(12)以使上熱傳導構件(11)的第1方向和下熱傳導構件(12)的第1方向在俯視下交叉的方式配置。

技術領域

本發明涉及冷卻電子元件(例：半導體元件)等發熱性元件的冷卻裝置。

在此，本發明的冷卻裝置的上下方向沒有限定，但在本說明書及權利要求書中，為了容易理解冷卻裝置的結構，將冷卻裝置的搭載發熱性元件的一側定義為冷卻裝置的上側，將其相反側定義為冷卻裝置的下側。

而且，在本發明的冷卻裝置中，將冷卻裝置的各構成構件的與厚度方向垂直的面稱作各構成構件的平面，將與各構成構件的平面平行的方向稱作各構成構件的平面方向。

另外，在本說明書中，除了特別在文中明示的情況之外，“鋁”這一用語以包括純鋁及鋁合金這雙方的含義來使用，“銅”這一用語以包括純銅及銅合金這雙方的含義來使用。

背景技術

作為金屬-碳顆粒復合材料，例如如日本專利第5150905號公報(專利文獻1)、(日本專利第5145591號公報(專利文獻2)所記載那樣，已知有金屬層和碳纖維層以交替地層疊多層的狀態接合一體化的金屬-碳纖維復合材料。另外，國際公開第2009/051094號(專利文獻3)公開了使用鱗片狀石墨顆粒作為碳顆粒的金屬-鱗片狀石墨顆粒復合材料。

作為關于金屬-碳顆粒復合材料進行了公開的其他專利文獻，有日本特開2015-25158號公報(專利文獻4)、日本特開2015-217655號公報(專利文獻5)、日本特開2017-88913號公報(專利文獻6)等。

上述的金屬-碳顆粒復合材料在熱傳導性上具有各向異性，被期待著作為要求高的熱傳導性的構件的材料的利用。

對于冷卻作為發熱性元件的例如半導體元件的冷卻裝置，為了得到高的冷卻性能而要求高的熱傳導性。于是，在日本特開2016-132113號公報(專利文獻7)、日本特開2016-152241號公報(專利文獻8)、日本特開2016-207799號公報(專利文獻9)等中提出了使用金屬-碳顆粒復合材料作為構成冷卻裝置的構件的材料。

另外，日本特開2012-222160號公報(專利文獻10)公開了作為發熱體模塊的熱擴散板的材料而使用在相互正交的三個方向中的兩個方向上具有高熱傳導性且在剩余的一個方向上具有低熱傳導性的取向性高的碳系材料。

這樣的冷卻裝置具備呈層疊狀地相互接合一體化了的多個冷卻裝置構成構件，作為多個構成構件，包括由陶瓷材料等構成的絕緣層、配置于絕緣層的上側的上熱傳導構件(例：上布線層)及配置于絕緣層的下側的下熱傳導構件(例：下布線層、緩沖層、冷卻構件)。即，絕緣層配置于上熱傳導構件與下熱傳導構件之間。發熱性元件搭載于上熱傳導構件的上側。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第5150905號公報

專利文獻2：日本專利第5145591號公報

專利文獻3：國際公開第2009/051094號

專利文獻4：日本特開2015-25158號公報

專利文獻5：日本特開2015-217655號公報

專利文獻6：日本特開2017-88913號公報