[发明专利]热沉和具有热沉的半导体器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过使用冷却用的流体来冷却发热元件的热沉， 以及具有该热沉的半导体器件，该发热元件是半导体元件。

背景技术

至今为止，使用散热器和热沉来冷却如半导体元件的发热元件。 特别地，由于功率半导体器件的发热量是大的，用于在热沉内流通冷 却用流体的布局已被提出(例如，参见JP-A-2006-19676)。

JP-A-2006-19676描述了其中设有用作发热元件的发光二极管的热 沉被通过螺钉固定在固定夹具上的单位模块光源。还描述了热沉和固 定夹具之间的树脂或金属部件的使用，该树脂或金属部件用于将供给 端口和排放端口耦合到固定夹具的供给端口和排放端口，该供给端口 用于将冷却用的流体引入到热沉中，以及该排放端口用于将流体从热 沉排放出去，而不涉及水泄漏。

此外，为了布置多个单位模光源，JP-A-2006-19676描述了用于将 单位模块光源的供给端口和排放端口耦合在一起而不涉及水泄漏的部 件的使用。简而言之，描述了固定夹具的水密耦合。

JP-A-2006-19676中描述的技术陈述了在以一对一的关系将热沉耦 合到固定夹具的时候，树脂或金属件的使用。在这种结构中，可以通 过耦合多个固定夹具而集成多个热沉。但是，因为必须以水密方式耦 合多个位置，因此存在发生水泄漏的可能性变得较高的问题。此外， 没有描述防止供给端口或排放端口发生水泄漏的具体结构，以及水泄 漏的防止被认为是通过在平面之间夹入树脂或金属件来获得。

发明内容

根据上述情况构思本发明，且本发明旨在提供一种通过将多个热 沉集成到一个头部中，通过减小必须以水密方式耦合的位置的数目， 来抑制流体泄漏发生的热沉，以及提供一种具有这种热沉的半导体器 件。

本发明的第一方面目的在于一种适合于被耦合到头部的安装表面 的热沉，在该头部中形成用于通过冷却液的供给路径和排放路径，该 热沉包括：

支撑发热元件的热沉体，以及在其中形成用于冷却液的流动通道， 该热沉体被耦合到头部，以便该热沉体的接触表面与头部的安装表面 接触，

其中在该热沉体的接触表面上形成第一流通孔口和第二流通孔 口，通过该第一流通孔口，从该供给路径引入冷却液，以及通过该第 二流通孔口，排放冷却液到排放路径，

在头部的安装表面上形成多个供给端口和多个排放端口，通过该 多个供给端口与供给路径连通，冷却液被提供给第一孔口，通过该多 个排放端口与排放路径连通，冷却液被排放；

多个热沉体被耦合到头部，以及

第一流通孔口被以水密方式耦合到一个供给端口，以及第二流通 孔口被以水密方式耦合到一个排放端口。

本发明的第二方面的特征在于，在热沉体和头部之间插入片状密 封件，以便以水密方式耦合在热沉体和头部之间，以及

在该密封件中形成使第一流通孔口和供给端口互相连通的供给孔 和使第二流通孔口和排放端口互相连通的排放孔，以便在密封件的厚 度方向上贯穿。

本发明的第三方面的特征在于，在头部中形成第一接收管和第二 接收管，该第一接收管在其一端与供给路径连通，并且以及在其另一 端开口到供给端口，该第二接收管在其一端与排放路径连通，并且在 其另一端开口到排放端口，

该热沉体包括在接触表面上设置的一对插入管，以便从那里凸出， 以及使得其被插入头部中的第一和第二接收管中，

第一流通孔口被贯穿在一个插入管中，以及第二流通孔口被贯穿 在另一插入管中，以及

密封件被设置在第一和第二接收管内部并与插入管的外圆周表面 接触，以便第一和第二接收管的内圆周表面和插入管的外圆周表面以 水密方式密封。

本发明的第四方面的特征在于，形成至少围绕热沉体的接触表面 中的流通孔口，或围绕头部的安装表面中的供给端口和排放端口的凹 陷，

在该凹陷中布置展示出橡胶弹性的环形密封部件，以及

该热沉体被连接到头部，以便该密封件被压紧在热沉体和头部之 间。

本发明的第五方面的特征在于，该发热元件是发光二极管。

本发明的第六方面的特征在于，该头部用绝缘的人造树脂材料形 成。