[发明专利]冷却器及其基板、以及半导体装置

说明书

本发明提供一种冷却器，其具备充分的冷却性能，并且能够将基板高精度地固定于容器主体。本发明的冷却器具备容器主体(1)和基板(5)，容器主体(1)是在上表面具有开口的箱形，基板(5)在内周部(6)的下表面侧形成多个散热翅片(61)，并且能够在内周部(6)的上表面侧配置发热体，在散热翅片(61)经由容器主体(1)的上表面开口(11)而收纳于容器主体(1)内的状态下，基板(5)的外周部经由密封件(3)而固定于容器主体(1)的上表面开口周缘部，由此基板(5)以堵塞容器主体(1)的上表面开口(11)的方式安装于容器主体(1)。基板(5)是通过单独形成其内周部(6)和外周部(7)、并且使该单独的内周部(6)和外周部(7)连结一体化而形成的。

技术领域

本发明涉及用于冷却电力用半导体元件等发热体的冷却器及其基板，还涉及具备该冷却器的半导体装置。

背景技术

用于控制混合动力汽车(HV)、电动汽车(EV)等的电动机、工业机械、家用电器、信息终端等的电力驱动设备的主电力的电力用半导体元件，由于要处理较大电力，从而会伴随较大发热。因此，为了避免由高热量导致的不利影响并维持高性能，会使安装有电力用半导体元件的基板(元件安装基板)与冷却器接合或接触，通过该冷却器将产生的热量释放。

像固定设备等这样在元件安装基板的周边能够确保用于散热的大空间的情况下，可以采用风冷式冷却器，但在汽车等的有限空间内密集配置有许多设备的情况下，通常采用液冷式(水冷式)的冷却器。

下述专利文献1、2公开了用于冷却元件安装基板的液冷式冷却器。该冷却器具备在上表面具有开口的水冷套等箱形的容器主体、和以堵塞该容器主体的上表面开口的方式安装的基板。基板在其内周部的下表面侧一体形成有多个散热翅片，并且在内周部的上表面侧搭载元件安装基板。在该基板的多个散热翅片经由上表面开口而收纳于容器主体内的状态下，基板的外周部隔着O型环等密封件通过螺栓等固定于容器主体的上表面开口周缘部。由此，通过容器主体和基板形成流通制冷剂的制冷剂流路，从冷却器的外部向制冷剂流路的一端供给的制冷剂，通过制冷剂流路而从另一端向外部流出。这样，在冷却器的制冷剂流路内循环的制冷剂与半导体元件经由基板和散热翅片等进行热交换，从半导体元件产生的热经由制冷剂而向外部释放，由此使半导体元件冷却。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2016-92209号公报

专利文献2：日本特开2018-67691号公报

发明内容

像上述专利文献1、2所示的以往的冷却器那样，在容器主体和基板单独加装的冷却器中，形成有散热翅片的基板的内周部为了提高冷却性能而需求高的热传导率，与此相对，基板的外周部为了在固定于容器主体时确保密封性而需要将密封件充分压缩，需求不会由于密封件的弹性反作用力而变形的高强度。

但是，以往的冷却器中，基板整体一体形成，基板内周部和基板外周部由相同材质构成。因此，如果优先考虑冷却性能而由热传导率高的材质构成基板，则基板无法得到足够的强度，基板外周部会由于密封件的反作用力而变形，产生难以将基板高精度地安装于容器主体这样的课题。相反，如果优先考虑基板的安装精度而由高强度的材质构成基板，则基板内周部的热传导率降低，产生难以得到足够的冷却性能这样的课题。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的是提供能够得到充分的冷却性能，并且还能够将基板以高精度且稳定的状态安装于容器主体的冷却器及其基板、以及半导体装置。

为解决上述课题，本发明具备以下手段。

[1]一种冷却器，具备容器主体和基板，所述容器主体是在上表面具有开口的箱形，所述基板在内周部的下表面侧形成多个散热翅片，并且能够在所述内周部的上表面侧配置发热体，在所述散热翅片经由所述容器主体的上表面开口而收纳于所述容器主体内的状态下，所述基板的外周部经由密封件而固定于所述容器主体的上表面开口周缘部，由此所述基板以堵塞所述容器主体的上表面开口的方式安装于所述容器主体，