發熱元件的冷卻裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發熱元件的冷卻裝置。
[0002]本申請基于2013年4月16日申請的日本國專利申請的特愿2013 — 085550主張優先權，關于基于文獻的參照的編入被認可的指定國，通過參照而將上述申請所記載的內容編入到本申請，作為本申請的記載的一部分。
【背景技術】
[0003]作為發熱元件的冷卻裝置，已知有在一面載置有發熱元件，且在另一面具備散發熱量之類的結構的散熱板的裝置。作為這種發熱元件的冷卻裝置，公開有使用如下方式(直冷方式)的發熱元件的冷卻裝置，即，以與散熱板對向的方式配置具有凹部的冷卻構造體，通過使制冷劑流過形成冷卻構造體的凹部的制冷劑流路，來冷卻散熱板(專利文獻I)。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:(日本)特開2007 - 250918號公報
[0007]發明所要解決的課題
[0008]但是，在上述專利文獻I記載的技術中，由于在散熱板的表面形成有用于防止散熱板的腐蝕的涂膜，所以具有在成本上不利之類的問題。
[0009]S卩，在使用上述的直冷方式的發熱元件的冷卻裝置中，在由密封部件將散熱板和冷卻構造體之間密封時，在密封位置的制冷劑流路內側且在散熱板和冷卻構造體的對向面之間產生微小間隙，導致制冷劑滯留在該間隙內，由此導致如下那樣發生散熱板及冷卻構造體的腐蝕。首先，當制冷劑滯留于上述間隙時，關于滯留的制冷劑，溶解的氧濃度為恒定，與此相對，關于在制冷劑流路內的上述間隙以外的部分流動的制冷劑，在通過與冷卻構造體連接的用于擠出制冷劑的栗等期間，由于氧溶解而溶解的氧濃度上升。因此，在制冷劑流路內，在制冷劑中的溶解氧濃度上產生差，由此在散熱板的表面形成濃差電池，由此，導致散熱板進行局部腐蝕(間隙腐蝕)。進而，當散熱板的局部腐蝕進展時，就會受到從散熱板溶解的金屬離子的影響而制冷劑中的PH下降，由此，導致冷卻構造體也腐蝕，在這種情況下，由于散熱板或冷卻構造體的表面的鍍層等剝離，導致從密封位置發生液體泄漏。這時，在上述專利文獻I記載的技術中，為防止散熱板及冷卻構造體的腐蝕而在散熱板的表面形成有涂膜，所以具有在成本上不利之類的問題。
【發明內容】
[0010]本發明要解決的課題在于，提供一種發熱元件的冷卻裝置，其在通過使制冷劑流過由冷卻構造體形成的制冷劑流路來冷卻散熱板時，能夠簡便且低成本地防止散熱板及冷卻構造體的腐蝕及由該腐蝕引起的制冷劑的液體泄露。
[0011]本發明通過如下方式來解決上述課題，S卩，具備載置有發熱元件的散熱板、通過與散熱板以對向的狀態組合而形成用于使制冷劑流過的制冷劑流路的冷卻構造體、通過介裝在散熱板與冷卻構造體之間來密封制冷劑流路并劃分制冷劑流路和外部的密封部件，關于密封部件附近的散熱板與冷卻構造體之間的對向面間的距離，使由密封部件劃分的制冷劑流路內側的對向面間的距離比由密封部件劃分的制冷劑流路的外部側的對向面間的距離長。
[0012]在通過使制冷劑流過由冷卻構造體形成的制冷劑流路而冷卻散熱板時，能夠使制冷劑流路內的密封位置附近的制冷劑的流動順暢，由此，能夠防止制冷劑流路內的制冷劑中的溶解氧的濃度差的發生、及制冷劑流路內的濃差電池的形成，作為結果，能夠簡便且低成本地防止散熱板及冷卻構造體的腐蝕、及由該腐蝕引起的制冷劑的液體泄露。
【附圖說明】
[0013]圖1是表示第一實施方式的半導體裝置的剖面圖；
[0014]圖2是第一實施方式的半導體裝置的放大圖；
[0015]圖3是現有的半導體裝置的放大圖；
[0016]圖4是表示第一實施方式的半導體裝置的另一例的放大圖；
[0017]圖5是表示第二實施方式的半導體裝置的剖面圖；
[0018]圖6是第三實施方式的半導體裝置的放大圖；
[0019]符號說明
[0020]1、la、lb、lc、Id、Ie 半導體裝置
[0021]2半導體元件
[0022]3電極
[0023]4絕緣層
[0024]5散熱板
[0025]51主面
[0026]52散熱面
[0027]53a?53f散熱片
[0028]6、6a、6b、6c、6d、6e 冷卻構造體
[0029]61凹部
[0030]7制冷劑流路
[0031]8、8a密封部件
[0032]9制冷劑流路內間隙
[0033]10制冷劑流路外間隙
[0034]11密封槽
【具體實施方式】
[0035]下面，基于附圖對本發明的實施方式進行說明。
[0036](第一實施方式)
[0037]本實施方式的半導體裝置由開關元件或二極管等半導體元件、用于載置半導體元件的散熱板、用于冷卻散熱板的冷卻構造體構成。這種半導體裝置通過控制開關元件的導通/非導通，能夠將來自直流電源的直流電流變換為三相交流電流，例如可用于向混合動力車或燃料電池車等電動車輛用驅動電動機供給電力的逆變裝置。
[0038]圖1是表示第一實施方式的半導體裝置的剖面圖。如圖1所示，本實施方式的半導體裝置I由半導體元件2、電極3、絕緣層4、散熱板5、冷卻構造體6、密封部件8構成，通過利用在散熱板5及冷卻構造體6形成的制冷劑流路7內流動的制冷劑冷卻散熱板5，能夠間接地冷卻載置在散熱板5上的半導體元件2。
[0039]此外，在圖1中，省略了圖示，在本實施方式的半導體裝置I上，通常在半導體元件2的上面(在圖1中，設有電極3的面的相反面)也設有電極3、絕緣層4、散熱板5、及冷卻構造體6。S卩，半導體裝置I成為由一對電極3、絕緣層4、散熱板5、及冷卻構造體6從半導體元件2的上下兩面(在圖1中，設有電極3的面、及其相反面)夾持的結構。由此，半導體元件2與一對電極3連接，進而，由散熱板5及冷卻構造體6從上下兩面經由絕緣層4進行冷卻。
[0040]冷卻對象物即半導體元件2由單獨構成三相橋式逆變電路的IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor)等晶體管或二極管構成，在半導體元件2的上下兩面經由通過軟釬焊而形成的焊料層連接有一對電極3，經由絕緣層4，由一對散熱板5夾持。另外，半導體元件2與各電極3電連接，通過各電極3，可實現電力的輸入/輸出。此外，在本實施方式中，由于半導體元件2因通電而發熱，所以利用以下說明的散熱板5，進行去熱。另外，作為半導體元件2，并不局限于IGBT等晶體管或二極管，也可以為其他發熱元件。進而，作為電極3，例如可使用由導電性優異的銅、或鋁形成的電極。
[0041]如圖1所示，散熱板5由依次設有上述的絕緣層4、電極3、及半導體元件2的主面51、和形成有多個散熱片53a?53f的散熱面52構成。散熱板5在由主面51經由絕緣層4接收因通電而發熱的半導體元件2的熱量以后，將接收到的熱量從散熱面52的散熱片53a?53f散熱。
[0042]此外，在圖1所示的例子中，表示的是在散熱面52上設有六個散熱片53a?53f的例子，但散熱片的數量沒有特別限定，可設為所期望的數量。另外，散熱片的形狀也沒有特別限定。進而，散熱板5例如可使用由導熱性優異的銅、鋁、或鋁合金等形成的散熱板，此夕卜，也可以在其表面設置鎳等的鍍層。另外，作為絕緣層4，可使用由具有電絕緣性的陶瓷構成的陶瓷基板、或絕緣片等。
[0043]冷卻構造體6通過與上述的散熱板5組合，能夠形成用于冷卻散熱板5的制冷劑流動的制冷劑流路7，如圖1所示，配置在與散熱板5的散熱面52對向的位置。如圖1所示，在冷卻構造體6上設有凹部61，該凹部61通過與上述的散熱板5組合，形成用于冷卻散熱板5的制冷劑流動的制冷劑流路7。
[0044]此外，在冷卻構造體6和散熱板5之間介裝有用于密封制冷劑流路7的密封部件8。密封部件8在一面與散熱板5滑接，在其相反的一面與冷卻構造體6滑接。其結果是，密