[发明专利]半导体元件的冷却结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体元件的冷却结构，特别涉及使用冷却介质的半导体元件的冷却结构。

背景技术

作为公开了半导体元件的冷却装置的现有文献，有日本特开2003-324173号公报。在日本特开2003-324173号公报所记载的半导体元件的冷却装置中，具有形成冷却介质流通用的流道并且在外表面接合半导体元件的冷却套（coolant jacket）。此外，在作为半导体元件的背面的流道内表面，以预定间隔设置有多个散热用突出体。在与半导体元件的大致中心对应的区域，使突出体的突出长度最大，随着朝向其外侧，使突出体的突出长度逐渐减少。

通常，经由固体的绝缘体将半导体元件接合在冷却套的接合半导体元件的部分即基底板上。要求该绝缘体具有较高的绝缘性和导热性。通常，利用自由电子或声子进行固体内的热传导（热输送）。由于绝缘体具有绝缘性，所以，利用自由电子进行的热传导较少，利用声子进行的热传导为主。其结果是，为了提高绝缘体的导热性，将杨氏模量高、即脆并且易破损的原材料作为绝缘体来使用。因此，需要降低在绝缘体上所施加的应力，以使绝缘体不破损。

为了有效地冷却半导体元件，要求基底板较薄并且具有较高的导热性。此外，如上所述，为了降低施加在绝缘体上的应力，要求基底板由于冷却介质的流动而产生的静压（static pressure）所引起的变形较小。特别是，在由冷却介质的静压所引起的变形量大的位置即基底板的面内的中央部，要求减小基底板的变形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体元件的冷却结构，具有结构上的稳定性并且能够有效地冷却半导体元件。

基于本发明的半导体元件的冷却结构具有：基底板，在一个主面上直接或间接地接合有半导体元件；对置板，主面以与基底板的另一个主面隔开间隔而对置的方式配置，构成在与基底板的之间形成的冷却介质流道的壁部的一部分；两个流道侧壁部，以将基底板与对置板连结的方式彼此隔开间隔地对置配置，并且成为冷却介质流道的壁部的一部分。基底板在另一个主面具有向对置板的主面突出的多个散热用突出部。基底板的另一个主面与对置板的主面通过两个流道侧壁部被连结，由此，形成在彼此之间具有多个散热用突出部所在的冷却介质流道的一部分即耐压区域的冷却介质流道的流入口和流出口。冷却介质流道以如下方式形成：在连结流入口和流出口的方向上，在耐压区域的中央部的基底板上所施加的静压比在耐压区域的端部的基底板上所施加的静压低。

根据本发明，在半导体元件的冷却结构中，具有结构上的稳定性，并且，能够有效地冷却半导体元件。

本发明的上述以及其他目的、特征、方面以及优点能够根据关联附图而理解的本发明的以下的详细说明而明确。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1～7的半导体元件的冷却结构的结构的立体图。

图2是从图1的箭头Ⅱ方向观察的图。

图3是从图2的箭头Ⅲ方向观察的图。

图4是从图1的箭头Ⅳ方向观察本发明的实施方式2的半导体元件的冷却结构的图。

图5是从图4的箭头Ⅴ方向观察的图。

图6是从图1的箭头Ⅵ方向观察本发明的实施方式3的半导体元件的冷却结构的图。

图7是从图6的箭头Ⅶ方向观察的图。

图8是从图1的箭头Ⅷ方向观察本发明的实施方式4的半导体元件的冷却结构的图。

图9是从图8的箭头Ⅸ方向观察的图。

图10是从图1的箭头Ⅹ方向观察本发明的实施方式5的半导体元件的冷却结构的图。

图11是从图10的箭头Ⅺ方向观察的图。

图12是从图1的箭头Ⅻ方向观察本发明的实施方式6的半导体元件的冷却结构的图。

图13是从图12的箭头ⅩⅢ方向观察的图。

图14是从图13的箭头ⅩⅣ方向观察的图。

图15是从图1的箭头ⅩⅤ方向观察本发明的实施方式7的半导体元件的冷却结构的图。

图16是从图15的箭头ⅩⅥ方向观察的图。

图17是从图16的箭头ⅩⅦ方向观察的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式1的半导体元件的冷却结构进行说明。在以下的实施方式的说明中，对图中相同或者相当的部分标注相同附图标记，不重复其说明。并且，在实施方式的说明中，为了便于说明，使用上、下、左、右的表现方式，但是，这些表现方式是基于所示出的图的，并不限定发明的结构。

实施方式1