[发明专利]冷却装置

说明书

冷却装置(1)具备呈层叠状地相互接合一体化了的多个冷却装置构成构件，作为多个构成构件，包括绝缘层(3)、配置于绝缘层(3)的上侧的上热传导构件(11)及配置于绝缘层(3)的下侧的下热传导构件(12)。上热传导构件(11)是厚度方向Z的热传导率和沿着平面的第1方向的热传导率比与厚度方向及第1方向垂直的第2方向的热传导率高的构件。下热传导构件(12)是厚度方向Z的热传导率和沿着平面的第1方向的热传导率比与厚度方向Z及第1方向垂直的第2方向的热传导率高的构件。上热传导构件(11)和下热传导构件(12)以使上热传导构件(11)的第1方向和下热传导构件(12)的第1方向在俯视下交叉的方式配置。

技术领域

本发明涉及冷却电子元件(例：半导体元件)等发热性元件的冷却装置。

在此，本发明的冷却装置的上下方向没有限定，但在本说明书及权利要求书中，为了容易理解冷却装置的结构，将冷却装置的搭载发热性元件的一侧定义为冷却装置的上侧，将其相反侧定义为冷却装置的下侧。

而且，在本发明的冷却装置中，将冷却装置的各构成构件的与厚度方向垂直的面称作各构成构件的平面，将与各构成构件的平面平行的方向称作各构成构件的平面方向。

另外，在本说明书中，除了特别在文中明示的情况之外，“铝”这一用语以包括纯铝及铝合金这双方的含义来使用，“铜”这一用语以包括纯铜及铜合金这双方的含义来使用。

背景技术

作为金属-碳颗粒复合材料，例如如日本专利第5150905号公报(专利文献1)、(日本专利第5145591号公报(专利文献2)所记载那样，已知有金属层和碳纤维层以交替地层叠多层的状态接合一体化的金属-碳纤维复合材料。另外，国际公开第2009/051094号(专利文献3)公开了使用鳞片状石墨颗粒作为碳颗粒的金属-鳞片状石墨颗粒复合材料。

作为关于金属-碳颗粒复合材料进行了公开的其他专利文献，有日本特开2015-25158号公报(专利文献4)、日本特开2015-217655号公报(专利文献5)、日本特开2017-88913号公报(专利文献6)等。

上述的金属-碳颗粒复合材料在热传导性上具有各向异性，被期待着作为要求高的热传导性的构件的材料的利用。

对于冷却作为发热性元件的例如半导体元件的冷却装置，为了得到高的冷却性能而要求高的热传导性。于是，在日本特开2016-132113号公报(专利文献7)、日本特开2016-152241号公报(专利文献8)、日本特开2016-207799号公报(专利文献9)等中提出了使用金属-碳颗粒复合材料作为构成冷却装置的构件的材料。

另外，日本特开2012-222160号公报(专利文献10)公开了作为发热体模块的热扩散板的材料而使用在相互正交的三个方向中的两个方向上具有高热传导性且在剩余的一个方向上具有低热传导性的取向性高的碳系材料。

这样的冷却装置具备呈层叠状地相互接合一体化了的多个冷却装置构成构件，作为多个构成构件，包括由陶瓷材料等构成的绝缘层、配置于绝缘层的上侧的上热传导构件(例：上布线层)及配置于绝缘层的下侧的下热传导构件(例：下布线层、缓冲层、冷却构件)。即，绝缘层配置于上热传导构件与下热传导构件之间。发热性元件搭载于上热传导构件的上侧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5150905号公报

专利文献2：日本专利第5145591号公报

专利文献3：国际公开第2009/051094号

专利文献4：日本特开2015-25158号公报

专利文献5：日本特开2015-217655号公报

专利文献6：日本特开2017-88913号公报