散热装置以及半导体装置制造方法
【专利摘要】在第一～第五陶瓷片(21、22、23、24、25)的层叠方向上，第一狭缝(22c)以及第二狭缝(22d)相对于第一连通孔(23c)、第二连通孔(23d)、第三连通孔(23e)以及第四连通孔(23f)位于靠近第一搭载部(121)以及第二搭载部(131)的位置。而且，从第一～第五陶瓷片(21、22、23、24、25)的层叠方向观察，各第一狭缝(22c)与第一连通孔(23c)的重叠部(35)、以及各第二狭缝(22d)与第三连通孔(23e)的重叠部(36)位于设有第一搭载部(121)以及第二搭载部(131)的区域的附近。
【专利说明】散热装置以及半导体装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及层叠陶瓷片而形成的散热装置、以及通过将安装有半导体元件的金属板搭载于该散热装置而构成的半导体装置。
【背景技术】
[0002]例如在专利文献I中公开有这种散热装置。专利文献I的散热装置通过烧制层叠体而形成，该层叠体通过层叠包括制冷剂流路的构成要素即具有多个狭缝的陶瓷片和具有将制冷剂流路与外部连通的连通路的陶瓷片在内的多个陶瓷片而构成。而且，通过安装有半导体元件的金属板接合于散热装置而构成半导体装置。经由金属板传递至散热装置的半导体元件的热向在制冷剂流路流动的制冷剂散热，从而半导体元件被冷却。
[0003]专利文献1:国际公开W02011/136362号公报
[0004]然而，在这样的散热装置中，期望能够进一步提高对半导体元件等冷却对象物的冷却性能。
【发明内容】
[0005]本公开的目的在于提供能够提高对冷却对象物的冷却性能的散热装置以及半导体装置。
[0006]本公开的散热装置的一实施方式的特征在于，具有:基体，其通过是层叠多个陶瓷片而构成；制冷剂流路，其设于该基体的内部；至少一个搭载部，其作为搭载冷却对象物的部位而设于上述基体的第一面；狭缝形成层，其由上述多个陶瓷片中的至少一个形成，该狭缝形成层具有构成上述制冷剂流路的一部分的多个狭缝，从上述陶瓷片的层叠方向观察，所述多个狭缝以至少局部地与包括上述搭载部的区域重叠的方式形成；以及连通路形成层，其由上述多个陶瓷片中的至少一个形成，该连通路形成层具有构成上述制冷剂流路的一部分并且与上述多个狭缝连通的连通路，在上述陶瓷片的层叠方向上，上述狭缝相对于上述连通路位于靠近上述搭载部的位置，从上述层叠方向观察，上述狭缝与上述连通路的重叠部位于设有上述搭载部的区域的附近。
[0007]本公开的散热装置的又一实施方式的特征在于，具备:基体，其通过层叠多个陶瓷部件而构成；制冷剂流路，其设于上述基体的内部；以及至少一个搭载部，其作为搭载冷却对象物的部位而设置于上述基体的第一面，上述制冷剂流路具有:正下方流路，其形成于上述搭载部的正下方；供给流路，其在上述正下方流路中的制冷剂的流动方向的上游侧与该正下方流路连通，并且向上述正下方流路供给制冷剂；排出流路，其在上述正下方流路中的制冷剂的流动方向的下游侧与该正下方流路连通，并且排出在上述正下方流路流动的制冷剂；以及喷出流路，其位于上述供给流路与上述排出流路之间，并相对于上述正下方流路从铅垂方向下方朝向上方喷出制冷剂。
[0008]本公开的半导体装置的实施方式的特征在于，具备:上述实施方式的散热装置；搭载于上述散热装置的上述搭载部的金属板；以及安装于上述金属板的半导体元件。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是第一实施方式的半导体装置的立体图。
[0010]图2是图1的半导体装置的散热装置的立体图。
[0011]图3是图2的散热装置的构成要素即多个陶瓷片的俯视图。
[0012]图4是图1的半导体装置的剖视图。
[0013]图5中，(a)图是沿着图4的1_1线的剖视图，(b)图是沿着图4的2-2线的剖视图。
[0014]图6是放大图4的半导体装置的一部分的剖视图。
[0015]图7是其他实施方式的陶瓷片的俯视图。
[0016]图8是具备图7的陶瓷片的半导体装置的剖视图。
[0017]图9是放大其他实施方式的半导体装置的一部分的剖视图。
[0018]图10是放大其他实施方式的半导体装置的一部分的剖视图。
[0019]图11是其他实施方式的半导体装置的剖视图。
[0020]图12是其他实施方式的陶瓷片的俯视图。
[0021]图13是其他实施方式的半导体装置的剖视图。
[0022]图14是放大图13的半导体装置的一部分的剖视图。
[0023]图15是图13的半导体装置的散热装置的构成要素即多个陶瓷片的俯视图。
[0024]图16是第二实施方式的散热装置的立体图。
[0025]图17是具备图16的散热装置的半导体装置的立体图。
[0026]图18是沿着图17的3-3线的剖视图。
[0027]图19是沿着图17的4-4线的剖视图。
[0028]图20是图16的散热装置中的基体的构成要素即多个陶瓷片的俯视图。
[0029]图21是其他实施方式的半导体装置的剖视图。
【具体实施方式】
[0030](第一实施方式)
[0031]以下，根据图1?图6对将本发明具体化的第一实施方式进行说明。
[0032]图1所示的半导体装置10通过在散热装置11的基体12的一方的面(第一面)12a搭载安装有半导体元件13a的金属板13b、以及安装有半导体元件14a的金属板14b而构成。金属板13b、14b作为布线层以及接合层而发挥功能，并且由纯铝(例如，作为工业用纯铝的1000系铝)或铜形成。另外，作为半导体元件13a、14a，例如使用IGBT (InsulatedGate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)或二极管。另外，半导体元件13a、14a与金属板13b、14b通过金属接合例如软钎焊或硬钎焊而接合。另外，金属板13b、14b与散热装置11通过金属接合例如软钎焊或硬钎焊而接合。由此，金属板13b、14b搭载于基体12的第一面12a。
[0033]如图2所示，在基体12的第一面12a中，载置金属板13b、14b的部位(图2中用虚线表示的部位)是作为搭载金属板13b、14b的搭载部的第一搭载部121以及第二搭载部131。S卩，在基体12的第一面12a并设有多个(第一实施方式中为2个)搭载部。
[0034]基体12是通过层叠多片(第一实施方式中为5片)陶瓷制的片材而构成的，散热装置11是通过烧制基体12而形成的。作为陶瓷的材料，使用氧化铝、氮化硅、炭化硅、氮化铝以及锆刚玉等。此外，在采用水冷方式作为散热装置11的冷却方式的情况下，作为陶瓷的材料，优选耐水性高的材料。
[0035]如图3所示，作为构成要素，第一实施方式的散热装置11具备作为陶瓷片的第一?第五陶瓷片21、22、23、24、25。此外，以下的说明中，在散热装置11的情况下以第一陶瓷片21为“上”，以第五陶瓷片25为“下”。第一陶瓷片21构成散热装置11的顶板部，并且其一面(上表面)为基体12的第一面12a。另外，在第一陶瓷片21形成有贯通孔状的制冷剂供给孔21a以及制冷剂排出孔21b。制冷剂供给孔21a以及制冷剂排出孔21b具有相同的开口面积。在制冷剂供给孔21a连接有向散热装置11内供给制冷剂的供给管Pl (如图1以及图2所示)，并且在制冷剂排出孔21b连接有将在散热装置11内流通的制冷剂向外部排出的排出管P2(如图1以及图2所示)。
[0036]在第二陶瓷片22形成有贯通孔状的第一制冷剂流入孔22a。从第一?第五陶瓷片21、22、23、24、25的层叠方向观察，第一制冷剂流入孔22a形成在与制冷剂供给孔21a重叠的位置。另外，在第二陶瓷片22还形成有贯通孔状的第一制冷剂流出孔22b。从第一?第五陶瓷片21、22、23、24、25的层叠方向(以下，也存在简称为层叠方向A的情况)观察，第一制冷剂流出孔22b形成在与制冷剂排出孔21b重叠的位置。第一制冷剂流入孔22a以及第一制冷剂流出孔22b形成于对称的位置。第一制冷剂流入孔22a以及第一制冷剂流出孔22b具有相同的开口面积。
[0037]另外，在第二陶瓷片22的第一制冷剂流入孔22a与第一制冷剂流出孔22b之间形成有作为狭缝的多个第一狭缝22c。各第一狭缝22c贯通第二陶瓷片22，并且从第二陶瓷片22的靠近第一制冷剂流入孔22a的位置以遍及第二陶瓷片22的中央部的方式直线状地延伸。第一狭缝22c的长度彼此相同，第一狭缝22c具有相同的开口面积。多个第一狭缝22c至少局部地配置于第一搭载部121 (金属板13b以及半导体元件13a)的正下方。S卩，从层叠方向A观察，第一狭缝22c至少局部地与第一搭载部121重叠。
[0038]另外，在第二陶瓷片22的第一制冷剂流入孔22a与第一制冷剂流出孔22b之间形成有作为狭缝的多个第二狭缝22d。各第二狭缝22d贯通第二陶瓷片22，并且从第二陶瓷片22的靠近第一制冷剂流出孔22b的位置以遍及第二陶瓷片22的中央部的方式直线状地延伸。第二狭缝22d的长度彼此相同，第二狭缝22d具有相同的开口面积。多个第二狭缝22d至少局部地配置于第二搭载部131 (金属板14b以及半导体元件14a)的正下方。S卩，从层叠方向A观察，第二狭缝22d至少局部地与第二搭载部131重叠。
[0039]在第三陶瓷片23形成有贯通孔状的第二制冷剂流入孔23a。从层叠方向A观察，第二制冷剂流入孔23a形成在与第一制冷剂流入孔22a重叠的位置。另外，在第三陶瓷片23形成有贯通孔状的第二制冷剂流出孔23b。从层叠方向A观察，第二制冷剂流出孔23b形成在与第一制冷剂流出孔22b重叠的位置。第二制冷剂流入孔23a以及第二制冷剂流出孔23b具有相同的开口面积。
[0040]另外，在第三陶瓷片23形成有第一连通孔23c，该第一连通孔23c在与各第一狭缝22c的延伸配置方向正交的方向上延伸。从层叠方向A观察，第一连通孔23c与各第一狭缝22c的作为靠近第一制冷剂流入孔22a的端部的一端部局部地重叠。因此，各第一狭缝22c与第一连通孔23c连通。并且，在第三陶瓷片23的比第一连通孔23c更接近第二制冷剂流出孔23b的位置形成有第二连通孔23d，该第二连通孔23d在与各第一狭缝22c的延伸配置方向正交的方向上延伸。从层叠方向A观察，第二连通孔23d与各第一狭缝22c的作为靠近第一制冷剂流出孔22b的端部的另一端部局部地重叠。因此，各第一狭缝22c与第二连通孔23d连通。
[0041]另外，在第三陶瓷片23形成有第三连通孔23e，该第三连通孔23e在与各第二狭缝22d的延伸配置方向正交的方向上延伸。从层叠方向A观察，第三连通孔23e与各第二狭缝22d的作为靠近第一制冷剂流入孔22a的端部的一端部局部地重叠。因此，各第二狭缝22d与第三连通孔23e连通。并且，在第三陶瓷片23的比第三连通孔23e更接近第二制冷剂流出孔23b的位置形成有第四连通孔23f，该第四连通孔23f在与各第二狭缝22d的延伸配置方向正交的方向上延伸。从层叠方向A观察，第四连通孔23f与各第二狭缝22d的作为靠近第一制冷剂流出孔22b的端部的另一端部局部地重叠。因此，各第二狭缝22d与第四连通孔23f连通。
[0042]在第四陶瓷片24形成有第一贯通孔24a、第二贯通孔24b以及第三贯通孔24c。从层叠方向A观察，第一贯通孔24a与第二制冷剂流入孔23a以及第一连通孔23c的一部分重叠，从而将第二制冷剂流入孔23a与第一连通孔23c连通。另外，从层叠方向A观察，第二贯通孔24b与第二连通孔23d的一部分以及第三连通孔23e的一部分重叠，从而将第二连通孔23d与第三连通孔23e连通。并且，从层叠方向A观察，第三贯通孔24c与第四连通孔23f的一部分以及第二制冷剂流出孔23b重叠，从而将第四连通孔23f与第二制冷剂流出孔23b连通。第五陶瓷片25构成散热装置11的底板部，并且其一面(下表面)是基体12的第二面12b。S卩，在基体12中，该第二面12b是相对于第一面12a位于相反侧的面。
[0043]如图4所示，散热装置11的基体12通过在第五陶瓷片25上依次层叠第四陶瓷片24、第三陶瓷片23、第二陶瓷片22、第一陶瓷片21而形成。而且，在基体12的内部通过制冷剂供给孔21a、第一制冷剂流入孔22a、第二制冷剂流入孔23a、第一贯通孔24a、第一连通孔23c、各第一狭缝22c、第二连通孔23d、第二贯通孔24b、第三连通孔23e、各第二狭缝22d、第四连通孔23f、第三贯通孔24c、第二制冷剂流出孔23b、第一制冷剂流出孔22b以及制冷剂排出孔21b形成供制冷剂流动的制冷剂流路15。另外，制冷剂供给孔21a以及制冷剂排出孔21b在基体12的第一面12a开口。
[0044]第二连通孔23d、第二贯通孔24b以及第三连通孔23e构成从层叠方向A观察位于第一搭载部121与第二搭载部131之间的制冷剂流路15的一部分。而且，通过第二连通孔23d、第二贯通孔24b以及第三连通孔23e形成制冷剂流路15的一部分，即:形成既从第一搭载部121向朝向第二面12b的方向延伸又从第二面12b向朝向第二搭载部131的方向延伸的制冷剂流路15的一部分。
[0045]在第一实施方式中，第二陶瓷片22相当于狭缝形成层，该狭缝形成层具有构成制冷剂流路15的一部分的多个第一狭缝22c以及第二狭缝22d。另外，第一连通孔23c与各第一狭缝22c的靠近第一制冷剂流入孔22a的一部分重叠，相当于与各第一狭缝22c连通的连通路。第二连通孔23d与各第一狭缝22c的靠近第二制冷剂流出孔23b的一部分重叠，相当于与第一狭缝22c连通的连通路。第三连通孔23e与各第二狭缝22d的靠近第一制冷剂流入孔22a的一部分重叠，相当于与各第二狭缝22d连通的连通路。第四连通孔23f与各第二狭缝22d的靠近第一制冷剂流出孔22b的一部分重叠，相当于与各第二狭缝22d连通的连通路。而且，第三陶瓷片23相当于连通路形成层，该连通路形成层具有相当于连通路的第一连通孔23c、第二连通孔23d、第三连通孔23e以及第四连通孔23f。
[0046]而且，在层叠方向A上，第一狭缝22c以及第二狭缝22d相对于第一连通孔23c、第二连通孔23d、第三连通孔23e以及第四连通孔23f位于靠第一搭载部121以及第二搭载部131的位置。
[0047]在散热装置11中，在第一狭缝22c中，在制冷剂流动的下游侧连设有第二连通孔23d，并且在第二连通孔23d连设有第二贯通孔24b，从而形成从基体12的第一面12a朝向第二面12b延伸的延伸配置流路W。如图4以及图6所示，在延伸配置流路W中，由靠基体12的第一面12a的第一狭缝22c形成的流路的一部分的流路面XI，与由靠第二面12b的第二贯通孔24b形成的流路的一部分的流路面Yl在第一?第五陶瓷片21?25的层叠方向上对置。
[0048]流路面Xl由比第二陶瓷片22更位于上侧的第一陶瓷片21的面构成，并且流路面Yl由比第四陶瓷片24更位于下侧的第五陶瓷片25的面构成。即，由第一狭缝22c形成的流路是构成位于上述层叠方向的最上方的制冷剂流路15的流路，流路面Xl相当于上述流路的上表面。另外，由第二贯通孔24b形成的流路是构成位于上述层叠方向的最下方的制冷剂流路15的流路，流路面Yl相当于上述流路的下表面。
[0049]如图5(a)所示，在相邻的第一狭缝22c之间形成有第一翅片31。又如图5(b)所示，在相邻的第二狭缝22d之间形成有第二翅片32。
[0050]如图6所示，第一翅片31的长度H(第一狭缝22c的长度)设定为从层叠方向A观察包括在区域Z(图6中用点表示的区域)内的长度。该区域Z是在第一陶瓷片21的剖面中直线A、B所夹的区域，上述直线A、B是以与基体12的第一面12a所成的角度Θ为45°的方式从金属板13b的两端131b、132b延伸的直线。此外，直线A、B相对于基体12的第一面12a的角度Θ只要在30°?60°的范围内即可。该直线A、B所夹的区域Z表示从半导体元件13a产生的热经由金属板13b传递至散热装置11的热传递区域。
[0051]而且，在第一实施方式中，从层叠方向A观察，与该区域Z对应的第一连通孔23c的部位是各第一狭缝22c与第一连通孔23c的重叠部35。因此，重叠部35位于从半导体元件13a产生的热经由金属板13b传递至散热装置11的热传递区域内。即，从层叠方向A观察，重叠部35位于设有第一搭载部121的区域的附近。重叠部35相对于各第一狭缝22c的靠近第一制冷剂流入孔22a的端部221c位于第一狭缝22c的内侧。此外，第二翅片32的长度(第二狭缝22d的长度)以及各第二狭缝22d与第三连通孔23e的重叠部36的说明与第一翅片31的长度H、以及各第一狭缝22c与第一连通孔23c的重叠部35的说明相同，从而省略其详细的说明。
[0052]另外，在图6中，在散热装置11的剖视情况下，重叠部35由第一搭载部121正下方的第一重叠部35a与除第一重叠部35a以外的第二重叠部35b构成。而且，第二重叠部35b的长度比第一重叠部35a的长度长。此外，这里所说的第二重叠部35b的长度比第一重叠部35a的长度长是指，在散热装置11的剖视情况下，第二重叠部35b延伸配置于第一制冷剂流入孔22a侧，由此第二重叠部35b的长度比第一重叠部35a的长度长。另外，这里对第一搭载部121进行了说明，但在第二搭载部131侧也可以是相同的方式。此外，“搭载部正下方”是相对于搭载部靠近制冷剂流路15的区域，相当于从层叠方向A观察与搭载部重叠的区域。
[0053]接下来，对第一实施方式的作用进行说明。
[0054]由制冷剂供给源供给的制冷剂从供给管Pl经由制冷剂供给孔21a、第一制冷剂流入孔22a、第二制冷剂流入孔23a、第一贯通孔24a以及第一连通孔23c流入各第一狭缝22c内。这里，在制冷剂从第一连通孔23c流入各第一狭缝22c时，以朝向第一搭载部121 (半导体元件13a以及金属板13b)的方式从第一连通孔23c向各第一狭缝22c内喷出制冷剂。由此，在从第一连通孔23c流入各第一狭缝22c的制冷剂产生喷射流，从而搅拌在各第一狭缝22c内流动的制冷剂。其结果是，例如与在制冷剂沿着第一面12a流动之后，以沿着第一搭载部121 (基体12的第一面12a)的方式在各第一狭缝22c流动的情况相比，能够通过在各第一狭缝22c流动的制冷剂对经由金属板13b传递至散热装置11 (各第一翅片31)的半导体元件13a的热高效地进行散热，从而对半导体元件13a的冷却性能提高。此外，在第一实施方式中，半导体元件13a相当于第一冷却对象物。
[0055]另外，在各第一狭缝22c流动的制冷剂经由第二连通孔23d、第二贯通孔24b、第三连通孔23e流入各第二狭缝22d内。这里，在制冷剂从第三连通孔23e流入各第二狭缝22d时，以朝向第二搭载部131 (半导体元件14a以及金属板14b)的方式从第三连通孔23e向各第二狭缝22d内喷出制冷剂。由此，在从第三连通孔23e流入各第二狭缝22d的制冷剂产生喷射流，从而搅拌在各第二狭缝22d内流动的制冷剂。其结果是，例如在制冷剂沿着第一面12a流动之后，以沿着第二搭载部131 (基体12的第一面12a)的方式在各第二狭缝22d流动的情况相比，能够利用在各第二狭缝22d流动的制冷剂对经由金属板14b传递至散热装置11 (各第二翅片32)的半导体元件14a的热高效地进行散热，从而对半导体元件14a的冷却性能提高。此外，在第一实施方式中，半导体元件14a相当于第二冷却对象物。
[0056]而且，在各第二狭缝22d流动的制冷剂经由第四连通孔23f、第三贯通孔24c、第二制冷剂流出孔23b、第一制冷剂流出孔22b以及制冷剂排出孔21b从排出管P2向散热装置11的外部排出。
[0057]在上述第一实施方式中能够得到如下效果。
[0058](I)在层叠方向A上，第一狭缝22c以及第二狭缝22d相对于第一连通孔23c、第二连通孔23d、第三连通孔23e以及第四连通孔23f位于靠第一搭载部121以及第二搭载部131的位置。而且，从层叠方向A观察，各第一狭缝22c与第一连通孔23c的重叠部35、以及各第二狭缝22d与第三连通孔23e的重叠部36位于设置第一搭载部121以及第二搭载部131的区域的附近。因此，能够使从第一连通孔23c流入各第一狭缝22c的制冷剂流、以及从第三连通孔23e流入各第二狭缝22d的制冷剂流成为朝向第一搭载部121以及第二搭载部131的制冷剂流。因此，例如与制冷剂以沿着第一搭载部121以及第二搭载部131的方式在各第一狭缝22c以及各第二狭缝22d流动的情况相比，能够高效地冷却半导体元件13a、14a，从而对半导体元件13a、14a的冷却性能提高。
[0059](2)在与搭载冷却对象物的第一搭载部121对应的区域Z、即作为上述热传递区域的区域Z，第二重叠部35b的长度比第一重叠部35a的长度长。这里，制冷剂在进入细小的狭缝的制冷剂流路之后产生紊流，但在紊流有助于热交换之前存在时滞。因此，通过使第二重叠部35b的长度比第一重叠部35a长能够利用制冷剂从位于上游侧的导热区域开始冷却，从而能够高效地冷却半导体元件13a。由此，对半导体元件13a的冷却性能提高。此外，若与第一搭载部121相同，第二搭载部131以及后述的第三搭载部171也为相同的方式，则在有多个半导体元件搭载于各搭载部的情况下，也能够得到相同的效果。
[0060](3)制冷剂流路15的一部分、即由第二连通孔23d、第二贯通孔24b以及第三连通孔23e形成的一部分，从第一搭载部121向朝向第二面12b的方向延伸，并且从该第二面12b向朝向第二搭载部131的方向延伸。因此，能够使在制冷剂流路15流动的制冷剂流成为朝向第一搭载部121以及第二搭载部131的制冷剂流。因此，在安装有半导体元件13a的金属板13b搭载于第一搭载部121、并且安装有半导体元件14a的金属板14b搭载于第二搭载部131的情况下，能够高效地冷却半导体元件13a、14a，从而对半导体元件13a、14a的冷却性能提尚。
[0061](4)第一连通孔23c与第一狭缝22c、第二连通孔23e与第二狭缝22d分别朝向各搭载部而呈台阶状。由此，在台阶状的制冷剂流路15中能够使制冷剂成为喷射流并且产生紊流，从而能够从各第一狭缝22c的上游侧的端部221c以及各第二狭缝22d的上游侧的端部的流路面Xl开始高效地冷却，能够提高冷却性能。其结果是，不需要为提高冷却性能而延长流路，从而能够使散热装置11小型化。
[0062](5)制冷剂供给孔21a以及制冷剂排出孔21b在基体12的第一面12a开口。因此，能够将制冷剂供给用的供给管P1、制冷剂排出用的排出管P2连接于基体12的第一面12a，散热装置11所需要的部件集中配置于基体12的第一面12a侧。其结果是，能够使散热装置11小型化。
[0063](6)第一翅片31的长度H(第一狭缝22c的长度)设定为从层叠方向A观察包括在区域Z内的长度。该区域Z是直线A、B所夹的区域，该直线A、B从金属板13b的两端131b、132b延伸并且与基体12的第一面12a所成的角度Θ为45°。据此，第一翅片31的长度H为半导体元件13a的散热所需要的最低限度的长度。即，能够尽可能缩短第一狭缝22c的长度，与第一狭缝22c以延伸至比区域Z更向外侧伸出的位置的方式而形成的情况相比，能够抑制在第一狭缝22c内流动的制冷剂的压力损失。
[0064](7)延伸配置流路W是流路面X1、Yl在层叠方向上相互对置的流路，从而能够减少流路面积变小的部分。因此，能够降低制冷剂的压力损失。另外，流路面X1、Yi对置，从而延伸配置流路W在层叠方向A上接近直线的流路。因此，通过减少延伸配置流路W的台阶状部分能够减轻制冷剂流路15向横方向的扩张，从而缩小散热装置11的体积。
[0065]此外，上述第一实施方式可以以如下方式进行变更。
[0066]如图7所示，在第二陶瓷片22也可以形成有连通各第一狭缝22c与各第二狭缝22d的连通部22h。而且，如图8所示，也可以去掉第二连通孔23d、第二贯通孔24b以及第三连通孔23e。据此，制冷剂仅在第二陶瓷片22中，从各第一狭缝22c经由连通部22h向各第二狭缝22d流动。因此，与制冷剂从各第一狭缝22c经由第二连通孔23d、第二贯通孔24b以及第三连通孔23e向各第二狭缝22d流动的情况相比，制冷剂的流动变得顺畅，因此能够抑制制冷剂的压力损失。此外，在该情况下，优选在第一搭载部121搭载安装有最希望冷却的半导体元件的金属板。
[0067]如图9所示，例如，也可以使第一连通孔23c的开口面积比上述第一实施方式的第一连通孔23c的开口面积小，从而增大制冷剂通过第一连通孔23c时的流速。据此，在从第一连通孔23c流入各第一狭缝22c的制冷剂容易产生喷射流。其结果是，对半导体元件13a的冷却性能进一步提高。另外，同样地，也可以使第三连通孔23e的开口面积比上述第一实施方式的第三连通孔23e的开口面积小，从而增大制冷剂通过第三连通孔23e时的流速。
[0068]如图10所示，例如，也可以使第一贯通孔24a的开口面积比上述第一实施方式的第一贯通孔24a的开口面积大。另外，同样地，也可以使第二贯通孔24b的开口面积比上述第一实施方式的第二贯通孔24b的开口面积大。
[0069]如图11所示，从层叠方向A观察，还可以在第二面12b的以下部位设置作为搭载部的第三搭载部171，其中，该部位是指:制冷剂流路15的位于第一搭载部121与第二搭载部131之间的部分沿着从第一搭载部121朝向基体12的第二面12b的方向延伸到末端的部位。而且，在该情况下，第二贯通孔24b被多个狭缝41取代，并且在从层叠方向A观察时，在第四陶瓷片24的与第三搭载部171至少局部地重叠的部位形成有多个翅片42。而且，安装有半导体元件17a的金属板17b搭载于第三搭载部171。半导体元件17a通过利用在多个狭缝41流动的制冷剂来进行散热而被冷却。半导体元件17a相当于第三冷却对象物。据此，能够在散热装置11尽可能多地搭载半导体元件，从而既能够减小整体的体积，又能够提高搭载于散热装置11的半导体元件13a、14a、17a的冷却性能。
[0070]如图12所示，第二陶瓷片可以形成有波线状的多个第一狭缝43以及第二狭缝44。据此，与俯视呈直线状的第一狭缝22c以及第二狭缝22d相比，散热表面积增加，并且由于具有制冷剂的搅拌效果而能够进一步提高对半导体元件13a、14a的冷却性能。
[0071]在上述第一实施方式中，可以变更制冷剂流路15的制冷剂供给孔以及制冷剂排出孔的位置。例如，制冷剂供给孔以及制冷剂排出孔也可以在基体12的第二面12b开口。
[0072]在上述第一实施方式中，对第一狭缝22c以及第二狭缝22d而言，从层叠方向A观察，它们只要至少局部地与包含第一搭载部121以及第二搭载部131的区域重叠即可。
[0073]在上述第一实施方式中，也可以变更第一狭缝22c以及第二狭缝22d的数量。根据半导体元件的面积、制冷剂流路15的通路宽度等来变更狭缝的数量。例如，若形成制冷剂流路15的区域面积相同，则增大通路宽度狭缝的数量就会减少，缩小通路宽度狭缝的数量就会增加。
[0074]在上述第一实施方式中，也可以变更构成散热装置11的基体12的陶瓷片的层叠片数。例如，根据形成于散热装置11内的制冷剂流路15的截面积(流路面积)来增减陶瓷片的层叠片数。
[0075]在上述第一实施方式中，半导体元件以及金属板的数量并不是特别限定的。
[0076]在上述第一实施方式中，搭载部的数量也不是特别限定的。
[0077]在上述第一实施方式中，散热装置11的冷却方式也可以是空冷。在这样构成的情况下，空气等冷却用气体在制冷剂流路15中流动。
[0078]在图4所示的第一实施方式的散热装置11中，除连结于第一狭缝22c的延伸配置流路W之外，在第二狭缝22d侧也可以设置与该延伸配置流路W具有相同的结构的延伸配置流路。
[0079]如图13以及图14所示，作为延伸配置流路W，可以设置在第一?第五陶瓷片21?25的层叠方向上延伸的直线状的延伸配置流路W1、W2。延伸配置流路Wl是由第一狭缝22c、第二连通孔23d以及第二贯通孔24b构成的制冷剂流路15的一部分流路。延伸配置流路W2是制冷剂流路15的一部分流路，其由第二狭缝22d、第四连通孔23f以及第三贯通孔24c构成。如图14所示，在延伸配置流路Wl中，由第一陶瓷片21的面构成的流路面Xl与由第五陶瓷片25的面构成的流路面Yl在层叠方向上对置。这一点在延伸配置流路W2中也相同。根据直线状的延伸配置流路W1、W2，与将流路形成为台阶状的情况相比，能够进一步降低制冷剂的压力损失。另外，通过减少台阶状的部分能够进一步降低制冷剂流路15向横方向的扩张，从而还能够进一步缩小散热装置11的体积。
[0080]如图15所示，在形成直线状的延伸配置流路Wl的情况下，使第二连通孔23d的与靠近第二制冷剂流入孔23a的端部相反的端部(靠近第二冷却流出孔23b的端部)的位置，与第一狭缝22c的与靠近第一制冷剂流入孔22a的端部相反的端部(靠近第一冷却流出孔22b的端部)的位置一致。另外，在形成延伸配置流路Wl的情况下，使第二连通孔23d的靠近第二制冷剂流入孔23a的端部的位置与第二贯通孔24b的靠近第一贯通孔24a的端部的位置一致。另外，在形成直线状的延伸配置流路W2的情况下，使第四连通孔23f的靠近第二制冷剂流出孔23b的端部的位置与第二狭缝22d的靠近第一制冷剂流出孔22b的端的位置一致。另外，在形成延伸配置流路W2的情况下，使第四连通孔23f的与靠近第二制冷剂流出孔23b的端部相反的端部(靠近第二冷却流入孔23a的端部)的位置与第三贯通孔24c的靠近第二贯通孔24b的端的位置一致。
[0081](第二实施方式)
[0082]以下，根据图16?图20对将本发明具体化的第二实施方式进行说明。
[0083]如图16所示，散热装置11具备层叠多片(第二实施方式中为6片)第一?第六陶瓷部件212、213、214、215、216、217而形成的基体218。作为陶瓷部件的材料，使用氧化铝、氮化硅、炭化硅、氮化铝以及锆刚玉等。另外，在散热装置11的冷却方式采用水冷方式的情况下，作为陶瓷的材料，优选耐水性高的材料。
[0084]基体218具有制冷剂供给孔219和制冷剂排出孔220。外部供给的制冷剂通过制冷剂供给孔219向形成于基体218的内部的制冷剂流路供给，在上述制冷剂流路流通的制冷剂通过制冷剂排出孔220而向基体218的外部排出。制冷剂供给孔219以及制冷剂排出孔220分别在作为基体218的构成要素的第一陶瓷部件212开口。即，上述制冷剂供给孔219以及制冷剂排出孔220分别在基体218的一方的面(第一面)开口。在制冷剂供给孔219能够连接与外部的制冷剂供给源连接的供给管P1，并且在制冷剂排出孔220能够连接将制冷剂向外部排出的排出管P2。另外，从第一?第六陶瓷部件212、213、214、215、216、217的层叠方向(以下，也存在简称为层叠方向B的情况)观察，在基体218中，在与上述制冷剂流路至少局部地重叠的位置设置有电子部件221的搭载部222 (图16中用虚线表示)。在第二实施方式中，搭载部222设于开设有制冷剂供给孔219以及制冷剂排出孔220的第一陶瓷部件212的面(第一面)，即位于基体218的外部的面。
[0085]如图17所示，与上述第一实施方式相同，半导体装置10通过在设置于散热装置11的基体218的搭载部222搭载安装有作为电子部件221的半导体元件226的金属板227而构成。金属板227作为布线层以及接合层而发挥功能，并且是纯铝(例如，作为工业用纯铝的 1000 系销)或铜。半导体元件 226 例如是 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)或二极管。半导体元件226与金属板227、以及金属板227与散热装置11例如通过软钎焊、硬钎焊等而金属接合。
[0086]以下，对第二实施方式的散热装置11详细地进行说明。
[0087]如图18以及图19所示，在散热装置11的基体218的内部形成有与制冷剂供给孔219和制冷剂排出孔220连通的制冷剂流路228。此外，以下的说明中，使既是基体218的构成要素又具有搭载部222的第一陶瓷部件212为“上”、位于最远离第一陶瓷部件212的位置的第六陶瓷部件217为“下”。
[0088]制冷剂流路228具备第一?第七流路LI?L7。详细而言，第一流路LI是连设于制冷剂供给孔219并且使制冷剂向铅垂方向下方流动的直线状的流路。第二流路L2是从第一流路LI分支并且使制冷剂向斜上方流动的流路。第三流路L3是连设于第二流路L2并且形成于搭载部222的正下方、使制冷剂沿水平方向流动的直线状的流路。第四流路L4是连设于第三流路L3并且使制冷剂向铅垂方向下方流动的直线状的流路。第五流路L5是连设于第四流路L4并且使制冷剂沿水平方向流动的直线状的流路。第六流路L6是连设于第五流路L5并且使制冷剂向铅垂方向上方流动的直线状的流路。另外，第七流路L7是与第二流路L2 —起从第一流路LI分支、并使制冷剂朝向位于搭载部222的正下方的第三流路L3从铅垂方向下方向上方流动的直线状的流路。在第一?第六陶瓷部件212?217形成有作为制冷剂流路228的构成要素的多个流路用孔。而且，上述第一?第七流路LI?L7是多个流路用孔通过在第一?第六陶瓷部件212?217的层叠方向上连接组合而构成的。
[0089]以下，使用图20对散热装置11的各部件进行说明。此外，在图20中，将形成陶瓷部件的片材称为陶瓷片，并使用与陶瓷部件相同的附图标记进行说明。
[0090]如图20所示，在第二实施方式中，作为散热装置11的构成要素的6片第一?第六陶瓷片212?217是长度以及宽度尺寸分别相同的矩形片材。
[0091]第一陶瓷片212构成散热装置11的设置搭载部222的顶板，在搭载部222的两侧设有具有制冷剂供给孔219的第一流路用孔212a和具有制冷剂排出孔220的第六流路用孔212b。第一流路用孔212a与第六流路用孔212b具有相同的开口面积。
[0092]在层叠的状态下，第二陶瓷片213位于第一陶瓷片212的下方。第二陶瓷片213具有第一流路用孔213a和第六流路用孔213b。第一流路用孔213a与第一陶瓷片212的第一流路用孔212a形成于同一位置，并与该第一流路用孔212a连通，并且与该第一流路用孔212a具有相同的开口面积。第六流路用孔213b与第一陶瓷片212的第六流路用孔212b形成于同一位置，并与该第六流路用孔212b连通，并且与该第六流路用孔212b具有相同的开口面积。另外，第二陶瓷片213在第一流路用孔213a与第六流路用孔213b之间具有多条(第二实施方式中为5条)狭缝状的第三流路用孔213c。各第三流路用孔213c形状相同，并直线状地延伸。另外，关于第三流路用孔213c，沿其延伸方向(长度方向)的长度比搭载部222沿着相同方向的长度长，多个第三流路用孔213c沿着与其延伸方向(长度方向)正交的方向以相等的间隔配置。而且，如图18以及图19所示，第三流路用孔213c局部地位于搭载部222的正下方，从层叠方向B观察，第三流路用孔213c的其它部分位于搭载部222的外侧。
[0093]在层叠的状态下，第三陶瓷片214位于第二陶瓷片213的下方。第三陶瓷片214具有第一流路用孔214a和第六流路用孔214b。第一流路用孔214a与第二陶瓷片213的第一流路用孔213a形成于同一位置，并与该第一流路用孔213a连通，并且具有与该第一流路用孔213a相同的开口面积。第六流路用孔214b与第二陶瓷片213的第六流路用孔213b连通，并且具有与该第六流路用孔213b相同的开口面积。另外，第三陶瓷片214在第一流路用孔214a与第六流路用孔214b之间具有多条(第二实施方式中为5条)狭缝状的第三流路用孔214c。各第三流路用孔214c形状相同，并直线状地延伸。从层叠方向B观察，各第三流路用孔214c位于与第二陶瓷片213的第三流路用孔213c局部地重叠的位置。而且，关于各第三流路用孔214c，沿其延伸方向(长度方向)的长度比第二陶瓷片213的第三流路用孔213c沿着相同方向的长度长。另外，多个第三流路用孔214c沿着与其延伸方向(长度方向)正交的方向以相等的间隔配置。另外，在层叠第二陶瓷片213与第三陶瓷片214的状态下，从层叠方向B观察，第三流路用孔214c的两端位于从第三流路用孔213c的两端的位置朝向外侧分别突出相同长度的位置。
[0094]在层叠第二陶瓷片213与第三陶瓷片214的状态下，如图19所示，各第三流路用孔213c与各第三流路用孔214c在层叠方向上重叠，从而形成与两片陶瓷片对应的高度的第三流路L3。
[0095]在层叠的状态下，第四陶瓷片215位于第三陶瓷片214的下方。第四陶瓷片215具有第一流路用孔215a。在层叠有第三陶瓷片214的状态下，从层叠方向B观察，该第一流路用孔215a位于与第一流路用孔214a的整个范围重叠并且与第三流路用孔214c的靠近第一流路用孔214a的一部分的范围重叠的位置。第一流路用孔215a的开口面积比第三陶瓷片214的第一流路用孔214a的开口面积大。另外，第一流路用孔215a沿与第三陶瓷片214的第三流路用孔214c的延伸方向正交的方向的长度与分别位于最外侧的第三流路用孔214c的内侧面间的长度相同。
[0096]另外，第四陶瓷片215具有第六流路用孔215b，该第六流路用孔215b与第三陶瓷片214的第六流路用孔214b形成于同一位置，并与该第六流路用孔214b连通，并且具有与该第六流路用孔214b相同的开口面积。另外，第四陶瓷片215在第一流路用孔215a与第六流路用孔215b之间具有第四流路用孔215c，从层叠方向B观察，该第四流路用孔215c位于与各第三流路用孔214c的靠近第六流路用孔214b的一部分的范围重叠的位置。
[0097]另外，第四陶瓷片215在第一流路用孔215a与第四流路用孔215c之间具有多条(第二实施方式中为5条)狭缝状的第七流路用孔215d。各第七流路用孔215d形状相同，并直线状地延伸。另外，从层叠方向B观察，各第七流路用孔215d位于与第三陶瓷片214的第三流路用孔214c重叠的位置。而且，各第七流路用孔215d沿其延伸方向(长度方向)的长度比第二、第三陶瓷片213、214的各第三流路用孔213c、214c沿着相同方向各自的长度短。另外，多个第七流路用孔215d沿着与其延伸方向(长度方向)正交的方向以相等的间隔配置。另外，第七流路用孔215d各自的中心位于在与第三流路用孔213c、214c的延伸方向正交的方向上通过搭载部222的中心的线上。
[0098]在层叠的状态下，第五陶瓷片216位于第四陶瓷片215的下方。第五陶瓷片216具有第一流路用孔216a和第五流路用孔216b。在层叠有第四陶瓷片215的状态下，从层叠方向B观察，第一流路用孔216a位于与第一流路用孔215a的整个范围以及各第七流路用孔215d的整个范围重叠的位置。另外，在层叠有第四陶瓷片215的状态下，从层叠方向B观察，第五流路用孔216b位于与第六流路用孔215b的整个范围以及第四流路用孔215c的整个范围重叠的位置。在层叠的状态下，第六陶瓷片217位于第五陶瓷片216的下方。第六陶瓷片217构成散热装置11的底板。
[0099]散热装置11的基体218通过在第六陶瓷部件217上依次层叠第五陶瓷部件216、第四陶瓷部件215、第三陶瓷部件214、第二陶瓷部件213以及第一陶瓷部件212而构成。在这样构成的基体218中，如上所述，在该基体218的内部形成有制冷剂流路228。
[0100]第一流路LI通过连结第一?第五陶瓷部件212?216的各第一流路用孔212a、213a、214a、215a、216a而形成。第二流路L2通过将第四陶瓷部件215的第一流路用孔215a的一部分的范围、第三陶瓷部件214的第三流路用孔214c的一部分的范围以及第二陶瓷部件213的第三流路用孔213c的一部分的范围连结为台阶状而形成。第三流路L3通过连结第二陶瓷部件213的第三流路用孔213c与第三陶瓷部件214的第三流路用孔214c而形成。
[0101]第四流路L4通过将第三陶瓷部件214的第三流路用孔214c的一部分的范围、第四陶瓷部件215的第四流路用孔215c、第五陶瓷部件216的第五流路用孔216b的一部分的范围连结为直线状而形成。第五流路L5由与第四陶瓷部件215的第四流路用孔215c连结的第五陶瓷部件216的第五流路用孔216b形成。第六流路L6与第五陶瓷部件216的第五流路用孔216b连结，并且通过连结第一?第四陶瓷部件212?215的各第六流路用孔212b、213b、214b、215b而形成。第七流路L7由连结于第五陶瓷部件216的第一流路用孔216a的第四陶瓷部件215的第七流路用孔215d形成。
[0102]在第二实施方式中，第三流路L3成为在搭载部222的正下方供制冷剂流动的正下方流路。另外，在第二实施方式中，第二流路L2连通于第三流路L3的制冷剂流动的方向的上游侧，并与连结于第二流路L2的第一流路LI 一起构成向第三流路L3供给制冷剂的供给流路。另外，在第二实施方式中，第四流路L4连通于第三流路L3的制冷剂流动的方向的下游侧，并与连结于第四流路L4的第五流路L5、连结于第五流路L5的第六流路L6 —起构成将在第三流路L3流动的制冷剂排出的排出流路。另外，在第二实施方式中，第七流路L7位于上述供给流路与上述排出流路之间，并成为相对于第三流路L3从铅垂方向下方朝向上方喷出制冷剂的喷出流路。成为喷出流路的第七流路L7朝向搭载部222的中央部喷出制冷剂。
[0103]另外，如图19所示，在基体218，在构成第三流路L3的第二陶瓷部件213的第三流路用孔213c之间形成有翅片230，并且在构成第三流路L3的第三陶瓷部件214的第三流路用孔214c之间形成有翅片231。翅片230、231在层叠方向B上重叠。上述翅片230、31是直翅片。
[0104]接下来，对第二实施方式的作用进行说明。
[0105]在第二实施方式的散热装置11中，经由制冷剂供给孔219流入制冷剂流路228的制冷剂通过第一流路LI暂时向散热装置11的下方流动。在第一流路LI中流动的制冷剂向从第一流路LI分支的第二流路L2与第七流路L7分流，并在各个流路流动，并且从第二流路L2以及第七流路L7向第三流路L3流动。在第三流路L3流动的制冷剂通过第一陶瓷部件212的堵塞第三流路L3的面以及翅片230、231对电子部件221 (半导体元件226与金属板227)的热进行散热。而且，在第三流路L3流动的热交换后的制冷剂在第四流路L4、第五流路L5以及第六流路L6流动，并从制冷剂排出孔220向外部排出。
[0106]在第二实施方式的散热装置11中，具备:第二流路L2，其使制冷剂以从电子部件221的搭载部222的外周区域朝向搭载部222的方式从倾斜方向朝第三流路L3流动；以及第七流路L7，其使制冷剂以朝向搭载部222的中央部的方式从下向上流动。在上述第二流路L2以及第七流路L7流动的制冷剂以朝向第三流路L3的方式从下向上喷出。由此，在第三流路L3流动的制冷剂产生喷射流，从而搅拌制冷剂。通过该搅拌使在第三流路L3流动的制冷剂的温度边界层变薄。特别是，通过第七流路L7朝向搭载部222中温度最高的电子部件221的中央部喷出制冷剂，从而能够使制冷剂直接与发热面接触，有效地使温度边界层变薄。
[0107]因此，根据第二实施方式，能够获得以下所示的效果。
[0108](8)通过设置相对于第三流路L3从铅垂方向下方朝向上方喷出制冷剂的第七流路L7能够使制冷剂朝向搭载部222而直接与其接触。由此，能够有效地对在第三流路L3流动的制冷剂进行搅拌，从而使在第三流路L3流动的制冷剂的温度边界层变薄。因此，能够提高对冷却对象物的冷却性能。
[0109](9)作为从第一流路LI分支的流路，形成有第七流路L7。因此，能够简化形成于基体218的制冷剂流路228的结构。
[0110](10)第七流路L7使制冷剂朝向搭载部222的中央部喷出。由此，能够有效地使在第三流路L3流动的制冷剂的温度边界层变薄。因此，能够进一步提高对冷却对象物的冷却性能。
[0111](11)使制冷剂供给孔219、制冷剂排出孔220在基体218的设置有搭载部222的面(第一面)开口。因此，能够集中地配置连接于制冷剂供给孔219的供给管P1、连接于制冷剂排出孔220的排出管P2等散热装置11所需要的部件。其结果是，能够使散热装置11小型化。
[0112](12)从第二流路L2与第七流路L7这两个流路相对于第三流路L3喷出制冷剂。因此，能够有效地对在第三流路L3流动的制冷剂进行搅拌。因此，能够使在第三流路L3流动的制冷剂的温度边界层变薄。
[0113](13)设置有直线状的第四流路L4。因此，与第四流路L4为台阶状的流路的情况相比，能够降低制冷剂的压力损失。另外，通过使第四流路L4为直线状的流路能够减少制冷剂流路228中成为台阶状的部分，从而能够减少制冷剂流路228向横方向的扩张。因此，能够使散热装置11小型化。
[0114](14)在具有散热装置11的半导体装置10中，能够高效地冷却电子部件221 (半导体元件226与金属板227)，从而能够提高对电子部件221的冷却性能。
[0115](15)在陶瓷制的散热装置11中，能够使散热装置11本身具有冷却功能与绝缘功能。因此，能够通过将电子部件221 (半导体元件226与金属板227)直接与散热装置11接合来构成半导体装置10。因此，能够实现半导体装置10的部件个数的减少、小型化。
[0116]此外，第二实施方式还可以以如下方式进行变更。
[0117]在上述第二实施方式中，如图21所示，在制冷剂流路228可以形成有多个第七流路L7。在形成有多个第七流路L7的情况下，对上述第七流路L7而言，从层叠方向B观察，制冷剂的喷出位置位于搭载部222的区域内，从而能够进一步发挥喷射流的效果。另外，在多个第七流路L7中，只要至少一个第七流路L7设置于朝向搭载部222的中央部喷出制冷剂的位置即可。根据该结构，能够通过多个第七流路L7使制冷剂从较宽的范围直接与搭载部222接触，从而能够有效地使在第三流路L3流动的制冷剂的温度边界层变薄。因此，能够进一步提高对冷却对象物的冷却性能。
[0118]在上述第二实施方式中，在基体218，也可以通过将第三流路用孔213c、214c设计为波状来形成波状的翅片。波状的翅片能够增加其与制冷剂的接触面积，并且具有搅拌制冷剂的效果，因此能够提高冷却性能。
[0119]在上述第二实施方式中，也可以使向第二流路L2供给制冷剂的流路与向第七流路L7供给制冷剂的流路不同。例如，可以从外部直接向第七流路L7供给制冷剂。
[0120]在上述第二实施方式中，也可以变更基体218的制冷剂供给孔219、制冷剂排出孔220的位置。例如，也可以将制冷剂供给孔219、制冷剂排出孔220配置于第六陶瓷部件217，也可以将任一方配置于第一陶瓷部件212，将另一方配置于第六陶瓷部件217。
[0121]在上述第二实施方式中，作为向斜下方延伸的流路，可以通过第三陶瓷部件214的第三流路用孔214c的部分范围、第四陶瓷部件215的第四流路用孔215c、第五陶瓷部件216的第五流路用孔216b的部分范围连结为台阶状来形成第四流路L4。
[0122]在上述第二实施方式中，可以变更第三流路用孔213c、214c的条数。根据半导体元件的面积、制冷剂流路228的通路宽度等来变更上述条数。例如，若使形成制冷剂流路228的区域面积相同，则增大通路宽度数量就会变少，缩小通路宽度数量就会变多。
[0123]在上述第二实施方式中，也可变更构成散热装置11的基体218的陶瓷部件的层叠片数。例如，根据形成于散热装置11内的制冷剂流路228的截面积(流路面积)来增减陶瓷部件的层叠片数。
[0124]在上述第二实施方式中，散热装置11的冷却方式可以是液冷以及空冷的任何一种。
[0125]在上述第二实施方式中，可以变更搭载于散热装置11的电子部件221的数量。此夕卜，还可以根据搭载电子部件221的搭载部222的数量、配置等适当地变更基体218内部的制冷剂流路228。
[0126]附图标记说明
[0127]10…半导体装置；11…散热装置；12、218…基体；12a…第一面；12b…第二面；13a、14a、17a、226…半导体元件(冷却对象物);13b、14b、17b、227…金属板；15、228…制冷剂流路；21…作为陶瓷片的第一陶瓷片；21a、219…制冷剂供给孔；21b、220…制冷剂排出孔；22…作为相当于狭缝形成层的陶瓷片的第二陶瓷片；22c、43…作为狭缝的第一狭缝；22d、44…作为狭缝的第二狭缝；22h…连通部；23…作为相当于连通路形成层的陶瓷片的第三陶瓷片；23c…相当于连通路的第一连通孔；23cl...相当于连通路的第二连通孔；23e…相当于连通路的第三连通孔；23f…相当于连通路的第四连通孔；24…作为陶瓷片的第四陶瓷片；25…作为陶瓷片的第五陶瓷片；35、36…重叠部；41...狭缝；121…作为搭载部的第一搭载部；131…作为搭载部的第二搭载部；171…作为搭载部的第三搭载部；212?217...第一?第六陶瓷部件(陶瓷片)；222…搭载部；212a、213a、214a、215a、216a...第一流路用孔；212b、213b、214b、215b…第六流路用孔；213c、214c…第三流路用孔；215c…第四流路用孔；215cl...第七流路用孔；216b…第五流路用孔；W、W1、W2…延伸配置流路；X1、Y1…流路面；L1?L7…第一?第七流路。
【权利要求】
1.一种散热装置，其特征在于，具有: 基体，其通过层叠多个陶瓷片而构成； 制冷剂流路，其设于该基体的内部，制冷剂在该制冷剂流路中流动； 至少一个搭载部，其作为搭载冷却对象物的部位而设于所述基体的第一面； 狭缝形成层，其由所述多个陶瓷片中的至少一个形成，该狭缝形成层具有构成所述制冷剂流路的一部分的多个狭缝，从所述陶瓷片的层叠方向观察，所述多个狭缝以至少局部地与包括所述搭载部的区域重叠的方式形成；以及 连通路形成层，其由所述多个陶瓷片中的至少一个形成，该连通路形成层具有构成所述制冷剂流路的一部分并且与所述多个狭缝连通的连通路，在所述陶瓷片的层叠方向上，所述狭缝相对于所述连通路位于靠近所述搭载部的位置， 从所述层叠方向观察，所述狭缝与所述连通路的重叠部位于设有所述搭载部的区域的附近。
2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于， 在剖视情况下，位于与所述搭载部对应的制冷剂流路的上游侧的所述重叠部包括所述搭载部正下方的第一重叠部与除该第一重叠部以外的第二重叠部，该第二重叠部的长度比所述第一重叠部的长度长。
3.根据权利要求1或2所述的散热装置，其特征在于， 在所述基体的第一面并设有多个所述搭载部，并且， 从所述层叠方向观察，所述制冷剂流路的位于相邻的搭载部之间的部分，沿着从所述相邻的搭载部的一方朝向所述基体的与所述第一面相反侧的第二面的方向延伸，并且，进而沿着从该第二面朝向所述相邻的搭载部的另一方的方向延伸。
4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于， 所述基体在所述第二面的以下部位还具有搭载其他冷却对象物的搭载部，其中，所述部位是位于所述制冷剂流路的一部分沿着从相邻的搭载部的一方朝向所述第二面的方向延伸到末端的部位。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的散热装置，其特征在于， 在所述狭缝形成层的狭缝的所述制冷剂流动的方向的下游侧设有延伸配置流路，该延伸配置流路朝向所述基体的与所述第一面相反侧的第二面延伸， 所述延伸配置流路的靠近所述第一面的流路面的一部分与所述延伸配置流路的靠近所述第二面的流路面的一部分在所述层叠方向上对置。
6.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于， 所述狭缝形成层具有多个第一狭缝、多个第二狭缝、以及将所述多个第一狭缝与多个第二狭缝连通的连通部， 从所述层叠方向观察，所述多个第一狭缝与包括相邻的搭载部的一方的区域至少局部地重叠， 从所述层叠方向观察，所述多个第二狭缝与包括相邻的搭载部的另一方的区域至少局部地重叠。
7.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于， 所述制冷剂流路具有: 正下方流路，其形成于所述搭载部的正下方； 供给流路，其在所述正下方流路中的制冷剂的流动方向的上游侧与该正下方流路连通，并且向所述正下方流路供给制冷剂； 排出流路，其在所述正下方流路中的制冷剂的流动方向的下游侧与该正下方流路连通，并且排出在所述正下方流路流过的制冷剂；以及 喷出流路，其位于所述供给流路与所述排出流路之间，并相对于所述正下方流路从铅垂方向下方朝向上方喷出制冷剂。
8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于， 所述喷出流路从所述供给流路分支。
9.根据权利要求7或8所述的散热装置，其特征在于， 具有多个所述喷出流路。
10.根据权利要求7?9中任一项所述的散热装置，其特征在于， 所述喷出流路朝向所述搭载部的中央部喷出所述制冷剂。
11.一种散热装置，其特征在于，具备: 基体，其通过层叠多个陶瓷部件而构成； 制冷剂流路，其设于所述基体的内部；以及 至少一个搭载部，其作为搭载冷却对象物的部位而设于所述基体的第一面， 所述制冷剂流路具有: 正下方流路，其形成于所述搭载部的正下方； 供给流路，其在所述正下方流路中的制冷剂的流动方向的上游侧与该正下方流路连通，并且向所述正下方流路供给制冷剂； 排出流路，其在所述正下方流路中的制冷剂的流动方向的下游侧与该正下方流路连通，并且排出在所述正下方流路流过的制冷剂；以及 喷出流路，其位于所述供给流路与所述排出流路之间，并相对于所述正下方流路从铅垂方向下方朝向上方喷出制冷剂。
12.根据权利要求1?11中任一项所述的散热装置，其特征在于， 所述制冷剂流路具备在所述基体的所述第一面开口的制冷剂供给孔以及制冷剂排出孔。
13.一种半导体装置，其特征在于，具备: 权利要求1?12中任一项所述的散热装置； 搭载于所述散热装置的所述搭载部的金属板；以及 安装于所述金属板的半导体元件。
【文档编号】H01L23/473GK104471706SQ201380037367
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年7月18日 优先权日:2012年7月18日
【发明者】岩田佳孝, 森昌吾, 上山大藏, 坪川健治, 曾我慎一, 谷本秀夫 申请人:株式会社丰田自动织机, 京瓷株式公司