CN102859684B - 散热装置及半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供散热装置及半导体装置。散热装置（H）能够满足对冷却对象物（12）的绝缘功能与冷却功能，并能够削减部件件数，该散热装置（H）具备由陶瓷构成的基体（14）、以及在基体的内部供制冷剂流动的制冷剂流路（T）。通过对层叠多个陶瓷片材（13a、13b、13c、13d1）而成的层叠体进行烧结而形成基体（14）。该多个陶瓷片材包括：形成有构成制冷剂流路（T）的多个狭缝（S）的陶瓷片材（13c）；以及形成有将制冷剂流路（T）与外部（P1、P2）相互连通的连通路（R1、R2）的陶瓷片材（13a、13b）。通过将供半导体元件（12）安装的金属板（11）与散热装置（H）接合而构成半导体装置（10）。

Description

散热装置及半导体装置
技术领域
本发明涉及由层叠陶瓷片材而形成的散热装置。进而，本发明还涉及通过将组装有半导体元件的金属板与该散热装置接合而构成的半导体装置。
背景技术
以往，例如专利文献1公开的半导体装置亦即半导体模块具有电路基板，通过将纯铝等金属板与氮化铝等的陶瓷基板亦即绝缘基板的表面背面两面接合而形成上述电路基板，并通过将散热装置即散热器与该电路基板接合而进行模块化。在这种半导体装置中，通过散热装置来散放半导体元件所产生的热量。
专利文献1:日本特开2006－294699号公报
然而，对于上述文献中的半导体装置，为了满足电路基板的绝缘功能而使用陶瓷基板，另一方面，由热传导性优异、且重量较轻的铝形成散热装置。因此，所述文献中的半导体装置的部件件数增多。
发明内容
本发明是着眼于现有技术中所存在的此类问题而完成的，其目的在于提供能够满足绝缘机能与冷却机能、且能够减少部件件数的散热装置及半导体装置。
为了解决上述问题点，根据本发明的一方式，提供一种散热装置，该散热装置具备由陶瓷构成的基体、以及在所述基体的内部供制冷剂流动的制冷剂流路。通过对层叠多个陶瓷片材而成的层叠体进行烧结而形成所述基体。所述多个陶瓷片材包括：形成有构成所述制冷剂流路的多个狭缝的陶瓷片材；以及形成有将所述制冷剂流路与外部相互连通的连通路的陶瓷片材。
根据该结构，通过层叠多个陶瓷片材并进行烧结而形成散热装置。由此，能够使散热装置本身具备冷却功能与绝缘功能。因此，例如在半导体装置中采用本发明的散热装置的情况下，作为供半导体元件安装的配线层而发挥功能的金属板能够与散热装置直接接合。因而，散热装置能够满足绝缘功能与冷却功能，并能够削减部件件数。
优选地，所述基体具有供冷却对象物搭载的搭载面，所述连通路所具有的制冷剂流入口与制冷剂排出口在所述搭载面开口。根据该结构，使朝向散热装置的制冷剂流入口与起始自散热装置的制冷剂排出口在供冷却对象物搭载的基体的搭载面开口，由此能够使制冷剂供给用的管路、制冷剂排出用的管路与搭载面连接。因此，能够对散热装置所需的部件在汇集于搭载面的状态下进行配置。因此，能够使散热装置实现小型化。
优选地，所述基体具有供冷却对象物搭载的搭载面，当从所述搭载面俯视观察所述基体时，所述制冷剂流路形成为波线状。根据该结构，例如与使制冷剂流路形成为俯视观察时的直线状的情况相比，能够增加制冷剂流路的表面积。因此，能够改善冷却性能。
优选地，形成有所述多个狭缝的所述陶瓷片材由机械强度高的材料形成。根据该结构，通过提高陶瓷片材的强度，能够形成窄幅的制冷剂流路亦即狭缝。其结果，能够改善散热装置的冷却性能。
优选地，在所述制冷剂流路设置有在所述狭缝的延设方向上将所述狭缝分隔开的至少一个隔板。根据该结构，隔板能够发挥梁的作用。由此，在散热装置的制造阶段，当对多个陶瓷片材进行层叠并使其相互接合时，能够防止这些陶瓷片材因强度不足而变形、或者产生层叠错位。
优选地，多个所述隔板构成至少一个梯状链。在沿所述狭缝的延设方向延伸、且沿所述陶瓷片材的层叠方向延伸的截面上观察所述制冷剂流路。优选地，此时，按照所述陶瓷片材的层叠的顺序依次错位配设多个所述隔板，由此构成所述梯状链。根据该结构，通过成为梯子的阶梯的各隔板来改变在制冷剂流路流动的制冷剂的流动方向。因此，易于产生制冷剂的放射状的扩散流。由此，能够促进在冷却对象物与制冷剂之间的更加有效的热交换，从而能够改善散热装置的冷却性能。
优选地，在沿所述狭缝的延设方向延伸、且沿所述陶瓷片材的层叠方向延伸的截面上观察所述制冷剂流路。所述散热装置具有位于与所述搭载面相反侧的底板部。所述底板部划分形成所述制冷剂流路的底面。优选地，所述制冷剂流路的底面具备向所述搭载面突出的突状部。根据该结构，通过制冷剂流路的底面的突状部而将在制冷剂流路流动的制冷剂的流动方向改变成朝向供冷却对象物搭载的搭载面。因此，能够促进在冷却对象物与制冷剂之间的更加有效的热交换，从而能够改善冷却性能。
优选地，在相对于所述狭缝的延设方向垂直的截面上观察所述制冷剂流路。此时，所述制冷剂流路的两侧面规定所述狭缝与所述基体之间的一对边界线。优选地，所述一对边界线以隔着所述狭缝互相对称的方式折弯，并且分别形成为折弯成将矩形覆盖的形状。根据该结构，在相对于狭缝的延设方向垂直的截面上，制冷剂流路形成为沿高度方向亦即在搭载面与底面之间反复地扩大宽度与缩小宽度的形状。因此，在沿着高度方向的制冷剂的流动中，一部分在窄幅部形成涡流，从而引起紊流。进而，通过对制冷剂流路的截面反复地扩大宽度与缩小宽度，还使得制冷剂流路的表面积扩大。通过上述双方的效果能够有效地促进在制冷剂与基体之间进行热交换。由此，能够改善散热装置的冷却性能。
优选地，在相对于所述狭缝的延设方向垂直的截面上观察所述制冷剂流路。所述制冷剂流路的两侧面规定所述狭缝与所述基体之间的一对边界线。优选地，所述一对边界线双方均朝同一方向折弯，并且分别形成为折弯成将矩形覆盖的形状。根据该结构，在相对于狭缝的延设方向垂直的截面上，制冷剂流路沿高度方向亦即在搭载面与底面之间形成为锯齿状的形状。因此，制冷剂流路中的制冷剂的流动形成为在高度方向上弯曲的流动。另外，制冷剂流路的表面积也得以扩大。通过上述双方的效果能够有效地促进在制冷剂与基体之间进行热交换，从而能够改善散热装置的冷却性能。
优选地，在所述制冷剂流路设置在宽度方向或高度方向上缩窄所述制冷剂流路的至少一个狭窄部。根据该结构，在制冷剂流路流动的制冷剂在通过狭窄部时引起紊流。由此，能够促进在制冷剂与基体之间的更加有效的热交换，从而能够改善散热装置的冷却性能。
优选地，半导体装置具备：半导体元件；供所述半导体元件安装的金属板；以及与所述金属板接合的所述散热装置。所述散热装置的所述基体具有供冷却对象物搭载的搭载面。通过将所述金属板与所述搭载面接合而构成所述半导体装置。
根据该结构，将作为供半导体元件安装的配线层而发挥功能的金属板与所述散热装置直接接合，由此形成半导体装置。因此，能够满足半导体装置的绝缘功能与冷却功能，并能够削减半导体装置的部件件数。
优选地，在所述连通路的制冷剂流入口设置有向所述制冷剂流路供给所述制冷剂的供给管。在所述连通路的制冷剂排出口设置有将通过所述制冷剂流路后的制冷剂向外部排出的排出管。优选地，所述供给管与所述排出管由软质材料形成。根据该结构，即使在对半导体装置施加激烈的振动等的情况下，由软质材料形成的管例如供给管、排出管也能够吸收振动。
优选地，对构成所述梯状链的多个所述隔板进行配置，使得所述梯状链以沿着从所述制冷剂供给部朝向所述制冷剂排出部的所述制冷剂流路的流动方向靠近所述制冷剂流路的底面的方式倾斜。根据该结构，从制冷剂供给部向供冷却对象物搭载的搭载面送出制冷剂的位置因梯状链而按顺序依次错位。由此，会产生朝向搭载面的放射状的制冷剂的扩散流。因此，能够促进在制冷剂与冷却对象物之间进行毫无遗漏的热交换。因而，能够更加改善散热装置的冷却性能。
根据本发明，能够满足绝缘性能与冷却性能，并能够削减部件件数。
附图说明
图1是一实施方式的散热装置的立体图。
图2是具有图1的散热装置的半导体装置的立体图。
图3是沿图2的A－A线剖切的剖面图。
图4是沿图2的B－B线剖切的剖面图。
图5是构成图1的散热装置的多个陶瓷片材的俯视图。
图6是其它例中的陶瓷片材的俯视图。
图7是构成另一散热装置的多个陶瓷片材的俯视图。
图8是构成又一其它例的散热装置的多个陶瓷片材的俯视图。
图9是构成又一其它例的散热装置的多个陶瓷片材的俯视图。
图10是由图9的陶瓷片材构成的散热装置的立体图。
图11是沿图10的C－C线剖切的截面、且是由图9的陶瓷片材构成的制冷剂流路上的制冷剂的流动的示意图。
图12中，（a）图与（b）图分别是图10的散热装置的沿D－D线剖切的制冷剂流路的形状的、互不相同的实施方式的剖视图。
图13中，（a）图～（c）图分别是制冷剂流路的横截面互不相同的实施方式的局部放大示意图。
图14中，（a）图与（b）图分别是制冷剂流路互不相同的实施方式的局部放大示意图。
具体实施方式
图1～图5对将本发明具体化后的一实施方式进行说明。
图1所示的散热装置H具备由陶瓷构成的基体14，在基体14的内部形成有供制冷剂流动的图4所示的制冷剂流路T。在图3中，制冷剂流路T隐藏于纸面的里侧。图2示出使用了图1所示的散热装置H的、作为半导体模块的半导体装置10的一例。图1所示的散热装置H具有供冷却对象物搭载的搭载面15。如图2所示，将作为金属电路板的金属板11与搭载面15接合，该金属电路板安装有作为电子部件的半导体元件12。由此构成半导体装置10。
金属板11作为配线层及接合层而发挥功能，并且由纯铝、例如工业用纯铝的1000系铝、或者铜形成。另外，例如采用IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）、或者二极管作为半导体元件12。利用锡焊或钎焊来进行金属板11与半导体元件12的接合、金属板11与散热装置H的接合。
在本实施方式中，对将多个各自厚度为1mm左右的陶瓷片材层叠而形成的层叠体进行烧结，由此形成散热装置H。对于陶瓷片材的材料，采用氧化铝、氮化硅、碳化硅、氮化铝及锆刚玉等。此外，在采用水冷方式作为散热装置的冷却方式的情况下，陶瓷片材的材料优选为耐水性高的材料。
图5是散热装置H的分解图，即示出了构成本实施方式的散热装置H的多个陶瓷片材。具体而言，图5示出了第一陶瓷片材13a、多个第二陶瓷片材13b、多个第三陶瓷片材13c、以及第四陶瓷片材13d。此外，将具有搭载面15的散热装置H的部分、即具有与金属板11接合的接合面的散热装置H的部分称为“散热装置H的顶板部”。第一陶瓷片材13a构成散热装置H的顶板部。有时将这些陶瓷片材统称为陶瓷片材13。此外，虽然在图5中为了易于观察散热装置H的制冷剂流路的位置关系而将各陶瓷片材13描绘成正方形，但是实际上如图1、图2所示，各陶瓷片材13的制冷剂流动方向上的长度形成为比宽度方向长。
在第一陶瓷片材13a分别形成有贯通孔状的制冷剂供给部IN与制冷剂排出部OUT。在本实施方式中，制冷剂供给部IN与制冷剂排出部OUT以彼此相同的开口面积形成。向散热装置H内供给制冷剂的供给管P1（如图1～图3所示）与制冷剂供给部IN连接。将在散热装置H内流通的制冷剂向外部排出的排出管P2（图1～图3所示）与制冷剂排出部OUT连接。在本实施方式中，制冷剂供给部IN成为制冷剂流入口，制冷剂排出部OUT成为制冷剂排出口。
分别在各第二陶瓷片材13b、且在与第一陶瓷片材13a的制冷剂供给部IN对应的位置形成有贯通孔状的第一通路形成部Ta。另外，在第二陶瓷片材13b、且在与第一陶瓷片材13a的制冷剂排出部OUT对应的位置形成有贯通孔状的第二通路形成部Tb。第一通路形成部Ta与制冷剂供给部IN对置，第二通路形成部Tb与制冷剂排出部OUT对置。另外，在本实施方式中，第一通路形成部Ta与第二通路形成部Tb以相同的开口面积形成。
分别在第三陶瓷片材13c形成有作为构成制冷剂流路T的流路形成部的多个狭缝（细缝）S。狭缝S形成为：使得形成于散热装置H内的制冷剂流路T配置于与供作为冷却对象的半导体元件12安装的散热装置H的部位的安装部位对应的位置。由此，制冷剂流路T形成为被配置在半导体元件12的正下方。制冷剂经由制冷剂流路T而向由陶瓷构成的散热装置H的基体的内部流动。在本实施方式中，各狭缝S形成为俯视观察时的直线状。另外，在本实施方式中，各狭缝S以彼此相同的开口面积形成。各狭缝S的长度比第二陶瓷片材13b的第一通路形成部Ta与第二通路形成部Tb两者之间的分离长度长。另外，第四陶瓷片材13d构成与散热装置H的顶板部的相反侧的、散热装置H的底板部。
在本实施方式中，在成为散热装置H的底板部的第四陶瓷片材13d上层叠有多个第三陶瓷片材13c，在本实施方式中层叠有5个第三陶瓷片材13c。在其上方层叠有多个第二陶瓷片材13b，在本实施方式中层叠有两个第二陶瓷片材13b，进而在其上方层叠有第一陶瓷片材13a。这些第一陶瓷片材13a～第四陶瓷片材13d形成为以上述这样的顺序层叠而成的层叠体。其中，多个第三陶瓷片材13c层叠成使得各狭缝S的狭缝的延设方向成为同一方向。另外，多个第二陶瓷片材13b层叠成使得第一通路形成部Ta彼此重叠、且使得第二通路形成部Tb彼此重叠。第二陶瓷片材13b相对于第三陶瓷片材13c层叠成，使得第一通路形成部Ta配置于狭缝S的两端中的一端、且使得第二通路形成部Tb配置于狭缝S的另一端。另外，第一陶瓷片材13a相对于第二陶瓷片材13b层叠成，使得第一通路形成部Ta与制冷剂供给部IN重叠、且使得第二路形成部Tb与制冷剂排出部OUT重叠。并且，如图1～图4所示，对以前述方式层叠而成的层叠体进行烧结，由此形成散热装置H。
通过层叠后的第三陶瓷片材13c的狭缝S而在散热装置H形成了呈直线状的多个制冷剂流路T，例如在本实施方式中形成了为8个制冷剂流路T。另外，相邻的制冷剂流路T彼此间的实心部分作为具有面向制冷剂流路T的侧面的散热片F而发挥功能。图3示出了散热片F的截面，狭缝S隐藏于纸面的里侧。在本实施方式的散热装置H中，制冷剂流路T形成为各自独立的流路。多个散热片F、例如本实施方式中的7个散热片F划分出多个制冷剂流路T，由此使制冷剂流路T彼此独立。因而，散热装置H内的制冷剂的接触面积亦即流路的表面积有所增加。另外，第四陶瓷片材13d构成制冷剂流路T的底部，并且由第一陶瓷片材13a与第二陶瓷片材13b将制冷剂流路T的上部覆盖，由此各制冷剂流路T在相对于制冷剂流路T延伸的方向垂直的截面上划分形成了封闭的空间。
另外，通过层叠后的第一陶瓷片材13a的制冷剂供给部IN、与第二陶瓷片材13b的第一通路形成部Ta而在散热装置H形成第一连通路R1。进而，通过层叠后的第一陶瓷片材13a的制冷剂排出部OUT、与第二陶瓷片材13b的第二通路形成部Tb而在散热装置H形成第二连通路R2。如图3所示，该第一连通路R1及第二连通路R2分别与制冷剂流路T连接。另外，供给管P1与第一连通路R1连接，排出管P2与第二连通路R2连接。由此，第一连通路R1与第二连通路R2分别将制冷剂流路T与散热装置H的外部彼此连通。
此外，对于第一陶瓷片材13a～第四陶瓷片材13d的材料，可以采用所述的氧化铝、氮化硅、碳化硅、氮化铝以及锆刚玉中的任一种，也可以采用这些材料中的多种材料的组合材料。
尤其对于供金属板11载置（接合）的第一陶瓷片材13a而言，更加优选采用绝缘性较高的材料，例如采用氧化铝、氮化硅及锆刚玉等。另外，对于形成了构成第一连通路R1的一部分的第一通路形成部Ta、与构成第二连通路R2的一部分的第二通路形成部Tb的第二陶瓷片材13b，更加优选采用热传导率较高的材料，例如采用氮化硅、碳化硅及氮化铝等。另外，对于具有在相邻的散热片F彼此间划分形成的制冷剂流路T的第三陶瓷片材13c，为了改善冷却性能，优选例如通过减小散热片F的宽度、或者缩窄狭缝S的宽度而增加散热片、狭缝S各自的数量，因此更加优选采用机械强度较高、且热传导率较高的材料，例如采用氮化硅等。
（作用）
在以该方式构成的散热装置H中，从制冷剂供给源供给的制冷剂从供给管P1朝第一连通路R1流入，并且该制冷剂经由第一连通路R1而分别向制冷剂流路T流入。分别流入到制冷剂流路T的制冷剂沿同一方向朝第二连通路R2流动。经由金属板11而向散热装置H散热，亦即朝以上述方式在制冷剂流路T流动的制冷剂散放半导体元件12的传导到散热片F的热量。并且，与散热片F进行热交换后的制冷剂从制冷剂流路T到达第二连通路R2，进而从排出管P2向散热装置H的外部排出。如图3所示，在本实施方式的散热装置H中，制冷剂从散热装置H的上表面（搭载面15）、亦即散热装置H的与金属板11的接合面流入到散热装置H的内部，并在通过散热装置H的内部以后再次从散热装置H的上表面（搭载面15）排出。另外，由于本实施方式的散热装置H由陶瓷材料形成，因此不仅具有冷却功能而且还具有绝缘功能。
因此本实施方式能够获得以下所示的效果。
（1）对多个第一陶瓷片材13a～第四陶瓷片材13d进行层叠、进而进行烧结，由此形成散热装置H。由此，能够使散热装置H本身具备冷却功能与绝缘功能。因此，通过将作为安装有半导体元件12的配线层而发挥功能的金属板11与散热装置H直接接合而能够形成半导体装置10。因此，能够使散热装置H与半导体装置10分别满足绝缘功能与冷却功能，并能够削减部件件数。即，本实施方式与以往不同，无需使例如用于满足绝缘功能的陶瓷基板、与用于满足冷却功能的散热装置分体形成。
（2）通过将安装有半导体元件12的金属板11与散热装置H直接接合而形成半导体装置10。由此，能够使半导体装置10实现小型化。
（3）通过在第三陶瓷片材13c形成的狭缝S而形成了细分化后的、相互独立的多个制冷剂流路T。由此，与形成例如扩大流路的截面积的单个流路的情况相比，本实施方式能够更加扩大散热装置H中的制冷剂流路T的表面积。因此，能够改善散热装置H的冷却性能。
（4）通过形成相互独立的多个制冷剂流路T而在彼此相邻的制冷剂流路T之间形成散热片F。因此，与在散热装置H形成单个流路的情况相比，本实施方式能够提高散热装置H的强度。即，除了使制冷剂流路T的表面积增加以外，散热片F还能够作为散热装置H的加强件而发挥功能。而且，由于通过提高散热装置H的强度而能够使散热装置H形成得较薄，因此能够缩短作为热源的半导体元件12与散热装置H内的制冷剂流路T之间的隔板。由此，能够减小散热装置H的热阻抗，并能够改善热传递性能，从而能够改善冷却性能。
（5）由于通过第三陶瓷片材13c的狭缝S而形成制冷剂流路T，因此能够提高制冷剂流路T的设计方面的自由度。即，能够根据作为冷却对象的半导体元件12的形状、发热量、安装位置等而容易地形成所要求的能够满足冷却性能的制冷剂流路T。另外，即使在将多个半导体元件12安装于金属板11的情况下，也能够容易地形成分别对应于半导体元件12的制冷剂流路T。
（6）朝向散热装置H的制冷剂流入口亦即制冷剂供给部IN、与起始自散热装置H的制冷剂排出口亦即制冷剂排出部OUT，均在散热装置H的与金属板11的接合面亦即搭载面15上开口。由此，能够将制冷剂供给用的管路亦即供给管P1、制冷剂排出用的管路亦即排出管P2连接于与金属板11的接合面。因此，能够将半导体装置10必需的部件、例如金属板11、半导体元件12等在聚集的状态下配置于与金属板11的接合面。因此，易于使半导体装置10实现小型化。
（7）使散热装置H形成为烧结体。因此，散热装置H能够满足必需的冷却功能，并且能够防止在散热装置H采用水冷方式的情况下产生漏水现象。
此外，可以对本实施方式进行如下变更。
○如图6所示，可以使在第三陶瓷片材13c形成的狭缝S形成为俯视时的波线状。即，当从供冷却对象物搭载的搭载面15俯视观察基体14时，狭缝S可以形成为波线状。在以该方式形成狭缝S的情况下，会在散热装置H形成俯视时呈波线状的制冷剂流路。与例如制冷剂流路俯视时呈直线状的情况相比，俯视时呈波线状的制冷剂流路能够使制冷剂流紊乱，从而通过紊流效应而能够进一步改善冷却功能。
○可以在第三陶瓷片材13c形成形状互不相同的狭缝S。具体而言，在将多个半导体元件12安装于金属板11的情况下，通过根据该半导体元件12的发热量而形成为不同形状的狭缝S来形成制冷剂流路T。例如与安装有发热量较少的半导体元件12的散热装置H的部位对应地，形成俯视时呈直线状的作为制冷剂流路T的狭缝S。另一方面，与安装有发热量较多的半导体元件12的散热装置H的部位对应地，形成俯视时呈波线状的作为制冷剂流路T的狭缝S。通过使散热装置H形成为由多个陶瓷片材构成的层叠构造，能够容易地形成这样的形状互不相同的制冷剂流路T。
○可以采用空冷作为散热装置H的冷却方式。在以该方式构成的情况下，空气等冷却用气体会在制冷剂流路T流动。
○可以变更构成散热装置H的陶瓷片材的层叠个数。例如使层叠个数与在散热装置H内形成的制冷剂流路T的截面积（流路面积）相应地增减。或者使层叠个数与第一连通路R1及第二连通路R2的大小（深度）相应地增减。
○可以变更在第三陶瓷片材13c形成的狭缝S的数量。根据安装于金属板11的半导体元件12的安装面积、制冷剂流路T的通路宽度等来变更狭缝S的数量。即，当使形成制冷剂流路T的区域的面积相同时，若分别扩大狭缝S的通路宽度，则一个第三陶瓷片材13c所具有的狭缝S的数量减少。相反，若分别缩窄狭缝S的通路宽度，则一个第三陶瓷片材13c所具有的狭缝S的数量增多。
○如图7所示，可以在制冷剂流路T设置将狭缝S在狭缝的延设方向上隔开的隔板C。图7示出了构成其它例的散热装置H的第一陶瓷片材13a～第四陶瓷片材13d的俯视图。以将制冷剂流路T（狭缝S）在狭缝S的延设方向上隔开的方式而在该其它例的第三陶瓷片材13c设置有隔板C。即，隔板C将制冷剂流路T与狭缝S横穿而延伸。另外，在该其它例中，在5个第三陶瓷片材13c中的正中央（第三个）的第三陶瓷片材13c形成隔板C。该一个隔板C横穿各狭缝S的延设方向的中央附近。此外，虽然在图7的其它例中形成有一个隔板C，但是也可以形成为在狭缝S的延设方向上分布有多个隔板C。另外，虽然图7中是在一个第三陶瓷片材13c形成隔板C，但是也可以在多个第三陶瓷片材13c分别形成隔板C，例如在两个第三陶瓷片材13c分别形成隔板C。
若例如通过缩窄散热片F的宽度、或者减小狭缝S的宽度来增加散热片F、狭缝S各自的数量，则制冷剂R与基体20之间的热交换机会增加，从而能够提高冷却效率。然而，在散热装置H的制造阶段，当将多个第三陶瓷片材13c相互层叠或接合时，能够想到有可能会因强度不足而导致第三陶瓷片材13c发生变形、或产生层叠错位。因此，如图7所示，若将一个或多个隔板C设置成横穿制冷剂流路T，则由于隔板C发挥梁的作用，因此易于确保散热片F的强度。因此，隔板C能够防止狭缝S或散热片F的变形以及层叠错位。此外，当为了使多个第三陶瓷片材13c相互接合而进行层叠及加压时，为了通过使加压力分别可靠地向第三陶瓷片材13c传递、或者使第三陶瓷片材13c相互充分接合而防止产生第三陶瓷片材13c的层间剥离、并确保制冷剂流路T，优选将多个隔板C的形成位置配置成相互间略微错开。
○在图8的实施方式与图9～图11的实施方式中，在多个例如5个第三陶瓷片材13c分别形成有隔板C。这些隔板C按照第三陶瓷片材13c的层叠的顺序依次错开形成。其中，图8示出了具有一个第五陶瓷片材13d1的实施方式。图9～图11示出了具有两个第五陶瓷片材13d1的实施方式。如图11所示，当在沿狭缝S的延伸方向延伸、且沿第三陶瓷片材13c的层叠方向延伸的截面上观察制冷剂流路T时，按照第三陶瓷片材13c的层叠的顺序依次错开配设多个例如5个隔板C，由此形成为“梯状链（ladder-likechain）”。即如图11中示出的制冷剂R的流动的示意图所示，由这些隔板C构成梯状链L。
虽然在图8的实施方式与图9～图11的实施方式中梯状链形成为一链，然而，更加优选形成多个梯状链L。例如当在散热装置H搭载多个冷却对象物时，在与狭缝S的延设方向上彼此相邻的一对梯状链L中的最靠近搭载面15的一对隔板C之间对应的搭载面15的部分，配置冷却对象物、例如半导体元件12等。这样，由于隔板C不会成为妨碍、且接近制冷剂R，因此能够使得此冷却对象物与制冷剂R有效地进行热交换。
这样，在将多个隔板C配置构成梯状链L的结构中，若制冷剂R从外部的供给管P1向散热装置H的制冷剂供给部IN供给，则从第一连通路R1向第三陶瓷片材13c的狭缝S、亦即制冷剂流路T送入制冷剂R。制冷剂R的流动的方向根据构成梯状链L的阶梯、亦即构成台阶的各隔板C而变化。其结果，在制冷剂流路中易于产生制冷剂R的放射状的扩散流。
如图8所示，通过对第一陶瓷片材13a、第三陶瓷片材13c、第五陶瓷片材13d1、以及第四陶瓷片材13d按顺序进行层叠、烧结而形成本实施方式中的散热装置H。第三陶瓷片材13c也具有分别与制冷剂供给部IN及制冷剂排出部OUT对置、且用于分别构成第一连通路R1与第二连通路R2的贯通孔。第五陶瓷片材13d1也具有用于分别构成第一连通路R1与第二连通路R2的贯通孔，第五陶瓷片材13d1所具有的贯通孔将第一连通路R1与狭缝S亦即制冷剂流路T连通、或者将第二连通路R2与狭缝S亦即制冷剂流路T连通。此外，即使在图8的散热装置H中也可以追加第二陶瓷片材13b。
制冷剂R的第一连通路R1与第二连通路R2分别通过贯通第一陶瓷片材13a与第三陶瓷片材13c而到达第五陶瓷片材13d1。第一连通路R1与第二连通路R2分别因第四陶瓷片材13d而折返、进而与制冷剂流路T连通。第四陶瓷片材13d构成作为供冷却对象物搭载的搭载面15的相反侧的散热装置H的部分的底板部16。从第五陶瓷片材13d1的第一连通路R1向底板部16送入制冷剂R。另外，通过制冷剂流路T的所有制冷剂R都聚集在第五陶瓷片材13d1的第二连通路R2，进而通过制冷剂排出部OUT而被排出。在具有这种结构的制冷剂流路T中，更易于产生制冷剂R的放射状的扩散流，从而是优选的。
第一陶瓷片材13a作为具有供冷却对象物搭载的搭载面15的顶板而发挥功能。因此，为了更有效地传递半导体元件12等产生的热量，优选为第一陶瓷片材13a的厚度比其他陶瓷片材更薄。优选地，第一陶瓷片材13a的厚度例如为第三陶瓷片材13c的厚度的30%～50%。另外，如前所述，在将多个冷却对象物搭载于散热装置H的搭载面15时，通过将冷却对象物例如半导体元件12等配置在多个梯状链L彼此之间，能够更有效地在制冷剂R与冷却对象物之间进行热交换。
○如图11所示，只要散热装置H的底板部16划分形成制冷剂流路T的底面，并且底面具备朝冷却对象物的搭载面15突出的突状部Pr即可。供给到制冷剂供给部IN的制冷剂R经过由第一陶瓷片材13a、第三陶瓷片材13c以及第五陶瓷片材13d1形成的第一连通路R1，进而被朝第三陶瓷片材13c划分形成的制冷剂流路T送入。在图9与图11所示的实施方式中，在底板部16的中央附近形成由两阶的阶梯状形成的突状部Pr。突状部Pr的第一台阶由与第四陶瓷片材13d相邻的第五陶瓷片材13d1构成。突状部Pr的第二台阶由自第四陶瓷片材13d起到第二个第五陶瓷片材13d1的部分构成。即，如图9与图11所示，自底板部16起至第二个第五陶瓷片材13d1的部分为了构成第一连通路R1与第二连通路R2而具有的贯通孔，在比与底板部16相邻的第五陶瓷片材13d1所具有的贯通孔更靠近底板部16的中央附近的位置开口。由此，构成两阶的突状部Pr。另一方面，图8的实施方式中，由于仅具有一个第五陶瓷片材13d1，因此突状部Pr仅形成有一阶。
图11示出了制冷剂R在具备由两阶的阶段状形成的突状部Pr的制冷剂流路T上流动的示意图。制冷剂R的流动的方向因存在于制冷剂流路T的底面的突状部Pr而朝向供搭载冷却对象物的搭载面15亦即散热装置H的顶板部变化。因此，能够更有效地促进制冷剂R与冷却对象物之间的热交换。此外，突状部Pr并不局限于构成为阶梯状，也可以是例如由斜面构成的斜坡状。
○如图12（a）所示，当横向剖视观察制冷剂流路时，即当在相对于狭缝S的延设方向垂直的截面上观察制冷剂流路T时，各制冷剂流路T的两侧面T1可以形成为隔着狭缝S而互相对称的矩形状。若使隔着狭缝S的一对侧面T1中的一个侧面T1以将狭缝S夹于中间的方式反转，则该侧面会与另一个侧面T1重叠。即，隔着狭缝S的一对侧面T1线对称。图12（a）是对图8或图9的散热装置H进行组装后的、沿图10的D－D线剖切的制冷剂流路T的剖视图，并且是不同于隔板C的位置的剖视图。如图12（a）所示，详细而言，将制冷剂流路T的两侧面分别规定为狭缝S与基体14之间的一对边界线。该一对边界线如同矩形波一样沿高度方向亦即在底板部16与搭载面15之间延伸。即，狭缝S与基体14之间的一对边界线分别以图12（a）中那样的隔着狭缝S而互相对称的方式折弯，并且分别形成为折弯成将矩形的3条边覆盖的形状。
这样的图12（a）的制冷剂流路T沿高度方向、亦即在底板部16与搭载面15之间反复地扩大宽度与缩小宽度。因此，对于沿着高度方向的制冷剂R的流动而言，与窄幅部碰撞的部分形成为涡流R3，由此而引起紊流。另外，因所述的底板部16的突状部Pr等而产生沿着高度、例如从底板部16朝向搭载面15的制冷剂R的流动。另外，由于制冷剂流路T反复地扩大宽度与缩小宽度，因此制冷剂流路T的表面积也扩大。通过该紊流与制冷剂流路T的表面积的增大的双方的效果而能够有效地促进在制冷剂R与基体14之间进行热交换，从而能够改善冷却性能。
此处，“两侧面T1形成为隔着狭缝S对称的矩形状”是指如下状态：侧面T1所具有的各矩形亦即凹凸的方向隔着狭缝S的中心而在两侧面T1彼此间互相对称，并且矩形状的突出量在两侧面T1大致等同。此外，如图6所示，在制冷剂流路T亦即狭缝S形成为波线状那样的直线状以外的情况下，图12（a）所示的截面表示相对于各制冷剂流路T（狭缝S）的前进方向成直角的截面。
在图12（a）所示的制冷剂流路T的制作方法中，准备了狭缝S的尺寸一大一小的共计两种第三陶瓷片材13c。并且，可以按照层叠顺序交替地层叠并接合这些第三陶瓷片材13c。此外，未必一定要针对第三陶瓷片材13c一个一个地交替反复进行狭缝S的扩大宽度与缩小宽度，例如可以连续进行两次扩大宽度，或者可以连续进行三次扩大宽度。即，只要以大致交替地扩大宽度与缩小宽度的方式进行配置即可。
更加优选地，侧面T1的矩形状的突出量w2处于10μm～40μm的范围。若突出量w2处于该范围内，则能够抑制第三陶瓷片材13c的层间剥离的产生，并能够确保制冷剂流路T的表面积变得更大。此外，突出量w2意味着与制冷剂流路T的宽度w相同方向上的尺寸。
○如图12（b）所示，当横向剖视制冷剂流路时，亦即当在相对于狭缝S的延伸方向垂直的截面上观察制冷剂流路T时，各制冷剂流路T的两侧面T1双方可以均在同一方向上折弯，并且可以分别形成为折弯成将矩形覆盖的形状。即，制冷剂流路T的两侧面T1可以形成彼此相同的矩形状。在图12（b）中，若使隔着狭缝S的一对侧面T1中的一个侧面T1平行移动，则该侧面与另一个侧面T1重叠。根据该结构，制冷剂R沿着高度方向形成弯曲的流动，并且制冷剂R与基体14之间的接触表面积扩大。由此，能够有效地促进在制冷剂R与基体14之间进行热交换。
此处，“两侧面T1形成为彼此相同的矩形状”是指如下状态：侧面T1的各矩形亦即凹凸的方向在两侧面上为同一方向，并且矩形状的突出量在两侧面T1上大致等同。此外，如图6所示，当制冷剂流路T亦即狭缝S为波线状时，图12（b）所示的截面表示相对于各制冷剂流路T（狭缝S）的前进方向成直角的截面。在图12（b）所示的制冷剂流路T的制作方法中，可以以使狭缝S的层叠位置按照层叠顺序交替错开的方式配置、层叠并接合具有一种狭缝S的尺寸的多个第三陶瓷片材13c。此外，未必一定要针对一个一个的第三陶瓷片材13c交替地错开配置狭缝S，例如可以通过使两个第三陶瓷片材13c连续而不错开的方式层叠第三陶瓷片材13c，或者可以通过使3个第三陶瓷片材13c连续而不错开的方式层叠第三陶瓷片材13c。即，只要以使狭缝S的位置大致交替错开的方式配置第三陶瓷片材13c即可。
优选地，图12（b）的侧面T1的矩形状的突出量w2处于10μm～40μm的范围。若突出量w2处于该范围内，则能够抑制第三陶瓷片材13c的层间剥离的产生，并能够确保制冷剂流路T的表面积变得更大。
○可以在制冷剂流路T设置使该制冷剂流路T在宽度方向或高度方向上缩窄的狭窄部。狭窄部形成于划分形成有狭缝S的第三陶瓷片材13c。对于第三陶瓷片材13c，可以以缩窄一个或多个制冷剂流路T的方式设置狭窄部。在图1～图7的各实施方式中，构成制冷剂流路T的狭缝S的通路宽度恒定。然而，若在该图1～图7的制冷剂流路T设置一个或多个狭窄部，则在制冷剂R通过狭窄部时会引起紊流。由此，能够促进制冷剂与散热片F之间的更加有效的热交换，从而能够改善冷却性能。
○如图13（b）所示，可以设置缩小制冷剂流路T的高度尺寸的狭窄部。只要因狭窄部而缩小的制冷剂流路T的最小高度尺寸h1相对于制冷剂流路T的最大高度尺寸h0的比、亦即最小高度尺寸h1／最大高度尺寸h0为0.96以上、且不足1（0.96≤h1／h0＜1）即可。此处，“制冷剂流路T的高度尺寸h”是指通过层叠多个第三陶瓷片材13c而累积所得的多个狭缝S的合计高度尺寸h。
图13（a）示出了在相对于狭缝S的延设方向垂直的截面上观察制冷剂流路T的示意图，并且示出了不存在狭窄部的情况。在图13（b）的制冷剂流路T中，一对狭窄部设置于制冷剂流路T的宽度方向的中央。即，一对狭窄部设置于制冷剂流路T的上下面。
如图13（b）所示，当存在缩小了制冷剂流路T的高度尺寸的狭窄部，并且基于狭窄部的制冷剂流路T的最小高度尺寸h1／最大高度尺寸h0的比为0.96以上时，例如能够抑制狭窄部阻挡制冷剂R的流动这样的异常的发生。由此，若最小高度尺寸h1／最大高度尺寸h0为0.96以上，则供给管P1无需极度提高制冷剂R的供给压力。另外，当最小高度尺寸h1／最大高度尺寸h0不足1时，制冷剂R的流动因狭窄部而适当地停滞。即，被狭窄部阻挡的一部分制冷剂R会形成涡流。由此，易于产生制冷剂R的紊流，能够在制冷剂R与基体14之间促进有效的热交换。
在层叠并接合多个陶瓷片材13的制造方法中，例如对于图13（b）的高度方向狭窄部的形成方法而言，使用以使狭缝S的延设方向的中央附近的接合时的压力、与其他部分例如散热片F的接合时的压力彼此不同的方式对多个陶瓷片材13进行加压的加压夹具进行加压。进而，对这些陶瓷片材13进行烧结。加压夹具例如是通过夹持层叠后的多个陶瓷片材13而进行加压的多个夹具，至少一个夹具具备凸面以朝狭缝S施加高于其他部分的压力。利用这样的较高的压力而形成在高度方向上朝制冷剂流路T的内部突出的高度方向狭窄部。对烧结后的基体14实施研磨，以使供冷却对象物搭载的搭载面15平坦化。由此、能够顺畅地将供作为冷却对象物的半导体元件12等搭载的金属板11搭载于散热装置H的搭载面15。
○如图13（c）所示，可以设置缩小了制冷剂流路T的宽度尺寸的狭窄部。只要因狭窄部而缩小的制冷剂流路T的最小宽度w1相对于制冷剂流路T的最大宽度w0的比、亦即最小宽度w1／最大宽度w0为0.96以上且不足1（0.96≤w1／w0＜1）即可。此处，“制冷剂流路T的最小宽度w1”是指制冷剂流路T的宽度方向上最靠内侧的壁部彼此间的隔板。
图13（a）示出了在宽度方向上也不存在狭窄部的制冷剂流路T。图13（c）的制冷剂流路T中，一对宽度方向狭窄部设置于制冷剂流路T的高度方向的中央。即，一对宽度方向狭窄部设置于制冷剂流路T的两侧面。
如图13（c）所示，当存在缩小了制冷剂流路T的宽度尺寸，并且基于狭窄部的制冷剂流路T的最小宽度w1／最大宽度w0的比为0.96以上时，例如能够抑制狭窄部阻挡制冷剂R的流动这样的异常的发生。由此，若最小宽度w1／最大宽度w0的比为0.96以上，则供给管P1无需极度提高制冷剂R的供给压力。另外，当最小宽度w1／最大宽度w0不足1时，制冷剂R的流动因狭窄部而适当地停滞。即，被狭窄部阻挡的一部分制冷剂R会形成涡流，从而易于产生制冷剂R的紊流。由此，能够在制冷剂R与基体14之间促进有效的热交换。
在层叠并接合多个陶瓷片材13的制造方法中，例如对于图13（c）的宽度方向狭窄部的形成方法而言，与前述的图13（b）的高度方向狭窄部的形成方法相同，使用加压夹具。加压夹具例如是通过夹持层叠后的多个陶瓷片材13而进行加压的多个夹具，至少一个夹具具备凸面以朝狭缝S彼此之间亦即散热片F施加高于其他部分的压力。利用这样的较高的压力而形成在宽度方向上朝制冷剂流路T的内部突出的宽度方向狭窄部。为了形成搭载面15，对烧结后的基体14实施研磨。
○可以变更散热装置H的制冷剂流入口亦即制冷剂供给部IN的位置、制冷剂排出口亦即制冷剂排出部OUT的位置。例如可以在散热装置H的下表面（底面）配置制冷剂流入口与制冷剂排出口。在该情况下，第一陶瓷片材13a构成散热装置H的底板部。按照如下顺序进行层叠：在第一陶瓷片材13a上层叠第二陶瓷片材13b，在第二陶瓷片材13b上层叠第三陶瓷片材13c，在第三陶瓷片材13c上层叠第四陶瓷片材13d。进而，作为其他变更例，可以将制冷剂流入口与制冷剂排出口中的任一方配置于散热装置H的上表面，并且将制冷剂流入口与制冷剂排出口中的另一方配置于散热装置H的下表面。
○可以利用软质材料形成与散热装置H连接的供给管P1及排出管P2。即，可以利用软质材料形成将制冷剂供给部IN、制冷剂排出部OUT与制冷剂的流体源连接的至少散热装置H侧的管路。例如当将具有与散热装置H接合后的半导体元件12的半导体装置10用于车载用途时，预测需要对半导体装置10施加激烈的振动。因此，根据该结构，由软质材料形成的供给管P1、排出管P2这样的管路能够吸收半导体装置10的振动。特别优选地，可以采用具有耐热性、高强度、亦即耐药品性的硅胶、浸渍棉布酚醛树脂基材等作为软质材料。
○如图11所示，只要梯状链L以沿着从制冷剂供给部IN朝向制冷剂排出部OUT的制冷剂流路T的流动方向、且靠近制冷剂流路T的底面的方式倾斜即可。只要将构成梯状链L的多个隔板C配置成使得梯状链L像上述那样地倾斜即可。在该情况下，从制冷剂供给部IN经由第一通路形成部T而向制冷剂流路T送入的制冷剂R通过梯状链L的位置，沿着从制冷剂供给部IN朝向制冷剂排出部OUT的制冷剂R的流动方向、且从搭载面15朝制冷剂流路T的底面按顺序以此错开。即，因各隔板C而使得制冷剂流路T上的制冷剂R的流动形成为图11所示那样的放射状的扩散流，朝向搭载面15的制冷剂R的流动均匀地扩散。因此，能够遍及搭载面15的前表面而均匀地促进热交换，从而能够更加改善冷却性能。
○上述实施方式举例示出了供冷却对象物搭载的散热装置H。然而，能够本发明并不局限于应用于散热装置，也可以应用于以加热为目的的热交换装置。即，并不局限于供制冷剂R流动的制冷剂流路T，只要本发明的装置是具有供包括液体或气体在内的流体流动的流路的装置即可。
（实施例）
如以下所说明，对图12（a）、图12（b）所示的制冷剂流路T的侧面T1的优选的矩形波状的尺寸进行了调查。利用图14（a）与图14（b）进行说明。
在本实施例中，对图8所示的第一陶瓷片材13a、5个第三陶瓷片材13c、一个第五陶瓷片材13d1、第四陶瓷片材13d共计层叠了8层。即，突状部Pr形成为一阶。在对这些陶瓷片材13a、13c、13d1、13d进行接合烧结以后，第一陶瓷片材13a的厚度达到0.5mm。烧结后的第三陶瓷片材13c的厚度、第五陶瓷片材13d1的厚度、第四陶瓷片材13d的厚度分别为1mm。狭缝S的宽度w为1mm，延设方向e的狭缝S的长度为180mm。相邻的狭缝S彼此的隔板、亦即散热片F的宽度为1mm。形成了8个直线状的狭缝S。散热装置H的外边尺寸为220mm（流动方向尺寸）×50mm（宽度尺寸）。
对氧化铝、氧化硅、氧化钙、以及氧化镁的粉末进行混合，并在上述混合后的混合物中混合入以丙烯树脂为主成分的粘合剂，由此得到料浆。
接下来，利用公知的刮刀调整法对上述料浆进行处理，由此制作出平坦的陶瓷片材。接着，利用金属模具对上述陶瓷片材进行处理，与此制作出各陶瓷片材13。当对这些陶瓷片材13时便形成了产品形状。
接下来，为了对上述陶瓷片材13进行层叠、加压、接合，以与上述料浆相同的物质为密接液，通过公知的网屏印刷法将该密接液涂覆于陶瓷片材13彼此的接合部。
接下来，对陶瓷片材13进行层叠，并在最下层夹入用于观察陶瓷片材13的压力传递状态的压力测量胶片（Prescale）（富士胶片株式会社制造型号名称：LLLW超低压0.2MPa～0.6MPa用）。在观察是否对层叠后的陶瓷片材13的整个面施加了均匀的压力时使用压力测量胶片。根据压力测量胶片示出的红色的显色程度来判断对陶瓷片材13施加的压力。
接下来，利用加压夹具夹持以上述方式层叠后的陶瓷片材13与压力测量胶片，由此进行0.5MPa的加压。对加压后的压力测量胶片进行确认，当显色稀疏时，进行再加压、或者将陶瓷片材13作为不良品处理。
接下来，利用氧化气氛中的隧道型烧结炉在大约1500°C～1650°C的最高温度（在本实施例中为1600°C）下进行烧结。其结果，得到了作为含有质量百分比为96%的氧化铝的陶瓷烧结体的散热装置H。
图14（a）与图14（b）分别是图10所示的散热装置H的沿D－D线剖切的剖视图，并且局部地放大示出了相对于制冷剂流路T的延设方向e垂直的截面。图14（a）示出了制冷剂流路T的两侧面T1像图12（a）那样地规定了具有对称性的矩形状的波线的实施例。然而，在从下数的第三个与第四个第三陶瓷片材13c中，两个窄幅的狭缝S连续地形成。图14（b）示出了制冷剂流路T的两侧面T1像图12（b）那样地规定了彼此具有相同性的矩形状的波线的实施例。然而，在从下数的第三个与第四个第三陶瓷片材13c中，两个在图14（b）的右方层叠错开的狭缝S连续地形成。
一个散热装置H所具有的多个制冷剂流路T形状彼此相同、且尺寸彼此相同。使5层第三陶瓷片材13c的狭缝S的尺寸值各不相同而制作了制冷剂流路T。在像图14（a）那样地具有对称的矩形状的波的两侧面T1中，将矩形的凹部之间的宽度设为w，将矩形的突出量以及错开量设为w2。在像图14（b）那样地具有彼此相同的矩形状的波的两侧面T1中，将面对宽度方向的矩形的凹凸之间的宽度设为w，将矩形的突出量设为w2。进而，分别准备了下述表1中示出的试料。
为了观察通过上述方式获得的散热装置H的试料各自的、层叠后的陶瓷片材13的接合状态，实施了超声波探伤试验。
在超声波探伤试验中，使用了日立建机finetec株式会社制造的型号名称为mi－scopehyper的设备、以及型号名称为50P6F15及PT－3－25－17的超声波探测器。分别变更为50MHZ与25MHZ的频率来探寻各试料的接合部。在通过各超声波探伤试验而获得的图像中，观测到了陶瓷片材13的接合不良这样的层间剥离的状态。将在与制冷剂流路T的延设方向垂直的截面亦即横截面上出现的剥离饿深度设为D1。在各散热装置H的制冷剂流路T的矩形状的突出量w2、剥离的深度D1均落入表1的范围的试料中进行选择，准备了共计10个试料。
接下来，将加热器与热电对安装于散热装置H的各试料的搭载面15。该加热器、热电对进行加热以使搭载面15的温度达到80°C。
进而，以0.5MPa的压力向制冷剂供给部IN供给作为制冷剂R的18°C的水。这样，对经过了30分钟后的搭载面15的温度进行测量，并求出其平均值。
在冷却试验实施结束以后，利用各试料实施了超声波探伤试验，并测量了剥离的深度D1。此外，在通过超声波探伤试验而获得的图像中，若存在空洞，则显示出白色的图像，若不存在空洞，则显示出黑色的图像。然而，实际上无法以测量值表示出较细小的剥离的深度D1。因此，使用预先对陶瓷片材的层间剥离的试料进行截面化后的试料，制作出了通过SEM图像而求出了剥离的深度D1的试料。通过对以该方式预先获得的试料与实际获得的图像进行比较对照，从而求出剥离的深度D1的数值。
表1中示出了由此获得的数据。
[表1]
表1示出了制冷剂流路T的侧面T1像图14（a）那样地形成为具有对称性的矩形状的试料No.1～No.5、以及像图14（b）那样地形成为彼此具有相同性的矩形状的试料No.11～No.15。对于这些试料No.1～No.5以及试料No.11～No.15而言，随着矩形状的突出量w2的增大，冷却效率均得以提高。根据表1可知：对于冷却效率而言，No.11～No.15那样地形成为彼此具有相同性的矩形状的试料的冷却效率，比No.1～No.5那样地形成为具有对称性的矩形状的试料的冷却效率高。能够想到产生该结果的原因在于，在No.11～No.15那样地形成为彼此具有相同性的矩形状的试料中，制冷剂R在高度方向上也弯曲地流动，由此能够在基体14与制冷剂R之间进行更加有效的热交换。
在矩形状的突出量w2为40μm以上的试料No.4、No.5、与试料No.14、No.15中，冷却试验前的制冷剂流路T的侧面T1的剥离的深度D1增大，最大值达到6μm～15μm。能够推测出其原因在于，对陶瓷片材13进行层叠、接合时的压力未能向侧面T1的矩形部充分地传递。在规定时间内供给高压的水的结果，在试料No.5与试料No.15中，分别在一个制冷剂流路T引起了流路破坏。能够想到会以侧面T1的剥离的深度D1最大的位置为起点而引起流路破坏。
对于这些矩形状的突出量w2，若从冷却效果与对陶瓷片材13的层间剥离（流路破坏）的耐性这两方面考察，能够获知如下信息。即，可以将陶瓷片材13的作为错位量的矩形状的突出量w2设定成处于10μm以上且不足50μm的范围，更加优选设定成10μm以上且不足40μm。
附图标记的说明：
10…半导体装置；11…金属板；12…半导体元件；13a～13d1…陶瓷片材；14…基体；15…搭载面；16…底板部；H…散热装置；IN…构成第一连通路的一部分的制冷剂供给部；OUT…构成第二连通路的一部分的制冷剂排出部；Ta…构成第一连通路的一部分的通路形成部；Tb…构成第二连通路的一部分的通路形成部；T…制冷剂流路；T1…侧面；e…狭缝的延设方向；S…狭缝；C…隔板；R1…第一连通路；R2…第二连通路；P1…供给管；P2…排出管；R…制冷剂；R1…涡流；Pr…突状部；L…链；h…制冷剂流路（狭缝）的高度尺寸；h0…制冷剂流路（狭缝）的最大高度尺寸；h1…制冷剂流路（狭缝）的最小高度尺寸；w…制冷剂流路（狭缝）的宽度；w0…制冷剂流路（狭缝）的最大宽度；w1…制冷剂流路（狭缝）的最小宽度；w2…矩形状的突出量、错位量；D1…剥离的深度。

Claims (13)

1.一种散热装置，该散热装置具备由陶瓷构成的基体、以及在所述基体的内部供制冷剂流动的多个制冷剂流路，
所述散热装置的特征在于，
通过对层叠多个陶瓷片材而成的层叠体进行烧结而形成所述基体，所述多个陶瓷片材包括：形成有构成所述多个制冷剂流路的多个狭缝的多个陶瓷片材；以及形成有将所述制冷剂流路与外部相互连通的连通路的陶瓷片材，
所述多个狭缝构成为划定对所述多个制冷剂流路进行划分的多个散热片。
2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，
所述基体具有供冷却对象物搭载的搭载面，
所述连通路所具有的制冷剂流入口与制冷剂排出口在所述搭载面开口。
3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，
所述基体具有供冷却对象物搭载的搭载面，
当从所述搭载面俯视观察所述基体时，所述制冷剂流路形成为波线状。
4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，
形成有所述多个狭缝的所述陶瓷片材由机械强度高的材料形成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的散热装置，其特征在于，
在所述制冷剂流路设置有在所述狭缝的延设方向上将所述狭缝分隔开的至少一个隔板。
6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，
多个所述隔板构成至少一个梯状链，
当在沿所述狭缝的延设方向延伸、且沿所述陶瓷片材的层叠方向延伸的截面上观察所述制冷剂流路时，按照所述陶瓷片材的层叠的顺序依次错位配设多个所述隔板，由此构成所述梯状链。
7.根据权利要求6所述的散热装置，其特征在于，
所述基体具有供冷却对象物搭载的搭载面，
当在沿所述狭缝的延设方向延伸、且沿所述陶瓷片材的层叠方向延伸的截面上观察所述制冷剂流路时，所述散热装置具有位于与所述搭载面相反侧的底板部，
所述底板部划分形成所述制冷剂流路的底面，
所述制冷剂流路的底面具备朝向所述搭载面突出的突状部。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的散热装置，其特征在于，
当在相对于所述狭缝的延设方向垂直的截面上观察所述制冷剂流路时，所述制冷剂流路的两侧面规定所述狭缝与所述基体之间的一对边界线，
所述一对边界线以隔着所述狭缝互相对称的方式折弯，并且分别形成为折弯成将矩形覆盖的形状。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的散热装置，其特征在于，
当在相对于所述狭缝的延设方向垂直的截面上观察所述制冷剂流路时，所述制冷剂流路的两侧面规定所述狭缝与所述基体之间的一对边界线，
所述一对边界线双方均朝同一方向折弯，并且分别形成为折弯成将矩形覆盖的形状。
10.根据权利要求1～4中任一项所述的散热装置，其特征在于，
在所述制冷剂流路设置有在宽度方向或高度方向上缩窄所述制冷剂流路的至少一个狭窄部。
11.一种半导体装置，
所述半导体装置具备：
半导体元件；
供所述半导体元件安装的金属板；以及
与所述金属板接合的权利要求1～4中任一项所述的散热装置，
所述半导体装置的特征在于，
所述散热装置的所述基体具有供冷却对象物搭载的搭载面，
通过将所述金属板与所述搭载面接合而构成所述半导体装置。
12.根据权利要求11所述的半导体装置，其特征在于，
在所述连通路的制冷剂流入口设置有向所述制冷剂流路供给所述制冷剂的供给管，
在所述连通路的制冷剂排出口设置有将通过所述制冷剂流路后的制冷剂向外部排出的排出管，
所述供给管与所述排出管由软质材料形成。
13.根据权利要求11所述的半导体装置，其特征在于，
所述散热装置具有：供给制冷剂的制冷剂供给部；排出制冷剂的制冷剂排出部；以及位于与所述搭载面相反侧的底板部，
所述底板部划分形成所述制冷剂流路的底面，
在所述制冷剂流路设置有在该狭缝的延设方向上将所述狭缝分隔开的多个隔板，
多个所述隔板构成至少一个梯状链，
当在沿所述狭缝的延设方向延伸、且沿所述陶瓷片材的层叠方向延伸的截面上观察所述制冷剂流路时，按照所述陶瓷片材的层叠的顺序依次错位配设多个所述隔板，由此构成所述梯状链，
对构成所述梯状链的多个所述隔板进行配置，使得所述梯状链以沿着从所述制冷剂供给部朝向所述制冷剂排出部的所述制冷剂流路的流动方向靠近所述制冷剂流路的底面的方式倾斜。
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