CN104247008A - 流路构件和使用该流路构件的换热器以及半导体装置 - Google Patents

流路构件和使用该流路构件的换热器以及半导体装置 Download PDF

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CN104247008A CN201380018428.2A CN201380018428A CN104247008A CN 104247008 A CN104247008 A CN 104247008A CN 201380018428 A CN201380018428 A CN 201380018428A CN 104247008 A CN104247008 A CN 104247008A
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Abstract

本发明提供一种抑制流路的损坏的流路构件和使用了该流路构件的换热器以及半导体装置。本发明的流路构件(1)中，通过盖体部(2)、隔壁部(3b)、侧壁部(3)和底板部(4)构成内部供流体流通的流路(5)，隔壁部及侧壁部中的至少一方的一部分嵌入并直接接合于盖体部(2)及底板部(4)中的至少一方，因此即使在流路构件(1)反复产生热应力，也能够抑制在构成流路的盖体部(2)、隔壁部(3b)、侧壁部(3)和底板部(4)的各个接合部(8)产生破损，从而能够提高流路(5)的密闭性。而且，即使在高压的流体在流路(5)中流动的情况下也能够抑制流路(5)损坏，从而能够抑制使用了该流路构件(1)的换热器及半导体装置因热应力造成的流路的损坏，进而能够提高换热效率并且能够提高可靠性。

Description

流路构件和使用该流路构件的换热器以及半导体装置
技术领域
本发明涉及一种流路构件和使用该流路构件的换热器以及半导体装置。
背景技术
近年来，随着混合动力汽车及电动汽车的迅速普及，广泛使用着被称为逆变器装置或交流直流电力变换装置等动力组件的半导体装置。
而且，这种半导体装置并不局限于车载使用，而大多由于反复进行大电流的开关动作而高温发热，因此为了防止半导体元件的功能下降而需要实施强制冷却。
在专利文献1中，公开了层叠导热性优异的氮化铝从而在内部具备冷却流路的冷却器作为高温的半导体设备的冷却机构使用的车载用逆变器装置(使用了流路构件的半导体装置)。
【在先技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开2007-184479号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
然而，在专利文献1中的半导体装置中，通过层叠有氮化铝的薄板的层叠体形成内部供流体流动的流路，但是层叠体通过螺纹紧固件接合，在将该半导体装置设置在发动机附近的情况下，对半导体装置施加有严酷的热循环，由于随着该热循环而产生的热应力使层叠体的螺纹紧固件发生松弛(流路的损坏)，从而存在容易损坏流路的密闭性的问题。
本发明为为了解决所述课题而完成的，其目的在于提供一种即使在流路构件上产生热应力也能够抑制流路的损坏的流路构件和使用该流路构件的换热器以及半导体装置。
【用于解决课题的方案】
本发明的流路构件的特征在于，具备盖体部、底板部、以及设置在所述盖体部与所述底板部之间的隔壁部和侧壁部，由所述盖体部、所述隔壁部、所述侧壁部和所述底板部构成内部供流体流动的流路，所述隔壁部及所述侧壁部中的至少一方的一部分嵌入并直接接合于所述盖体部及所述底板部中的至少一方。
另外，本发明的换热器的特征在于，具备上述结构的流路构件和设置在所述流路构件的所述盖体部上的金属构件。
另外，本发明的半导体装置的特征在于，在上述结构的换热器的所述金属构件上设置有半导体元件。
【发明效果】
根据本发明的流路构件，所述流路构件通过由盖体部、隔壁部、侧壁部和底板部构成内部供流体流通的流路而形成，隔壁部及侧壁部中的至少一方的一部分嵌入并直接接合于盖体部及底板部中的至少一方，因此即使在流路构件产生热应力，构成流路的各构件的接合部中的、被隔壁部及侧壁部中的至少一方的一部分嵌入并直接接合的接合部难以损坏，从而能够提高流路的密闭性。
另外，在本发明的换热器中，由于在上述结构的流路构件的所述盖体部上设置有金属构件，因此能够有效地进行盖体部与金属构件的换热，从而能够设置为换热效率高的换热器。
另外，在本发明的半导体装置中，由于在上述结构的换热器的所述金属构件上设置有半导体元件，因此能够以简单的结构抑制因半导体元件的发热造成的温度上升的半导体装置。
附图说明
通过下述的详细的说明和附图可以进一步明确本发明的目的、特色、及优点。
图1A是本实施方式的流路构件的立体图。
图1B是图1A所示的X-X线的局部剖视图。
图1C是图1A所示的X-X线的局部剖视图。
图1D是将图1B的虚线所包围的C部放大后的局部剖视图。
图1E是将图1C的虚线所包围的C部放大后的局部剖视图。
图2A表示本实施方式的流路构件的另一例，且是将相当于由图1B的虚线所包围的C部的部分放大后的局部剖视图。
图2B表示本实施方式的流路构件的另一例，且是将相当于由图1C的虚线所包围的C部的部分放大后的局部剖视图。
图3A表示本实施方式的流路构件的又一例，且是将相当于由图1B的虚线所包围的C部的部分放大后的局部剖视图。
图3B表示本实施方式的流路构件的又一例，且是将相当于由图1C的虚线所包围的C部的部分放大后的局部剖视图。
图4A是表示本实施方式的流路构件的又一例的立体图。
图4B表示本实施方式的流路构件的又一例，且是将层叠体的一部分拆下示出的俯视图。
图5A表示本实施方式的流路构件的又一例，且是通过螺钉将构成流路构件的盖体部、隔壁部、侧壁部及底板部连结的状态的侧视图。
图5B表示本实施方式的流路构件的又一例，且是通过铆接构件连结的状态的侧视图。
图6是表示本实施方式的换热器的一例的、在流路构件的盖体部上设置有金属构件的换热器的立体图。
图7是表示本实施方式的半导体装置的一例的、在换热器上安装有半导体元件的半导体装置的立体图。
图8A表示将箱体收纳半导体装置设置在发热体上的一例，且是将流路构件的底板部与箱体独立地形成的剖视图，该箱体收纳半导体装置通过将本实施方式的半导体装置收纳在箱体中而成。
图8B表示将箱体收纳半导体装置设置在发热体上的一例，且是将流路构件的底板部与箱体设置是一体的剖视图，该箱体收纳半导体装置通过将本实施方式的半导体装置收纳在箱体中而成。
图8C表示将箱体收纳半导体装置设置在发热体上的一例，且是表示在流路内收纳有散热片的流路构件的变形例的剖视图，该箱体收纳半导体装置通过将本实施方式的半导体装置收纳在箱体中而成。
具体实施方式
以下，利用附图对本发明的实施方式进行说明。
图1A是本实施方式的流路构件的立体图。图1B及图1C为图1A所示的X-X线的局部剖视图。图1D是将图1B的虚线所包围的C部放大后的局部剖视图。图1E是将图1C的虚线所包围的C部放大后的局部剖视图。
如图1A～图1E所示，本实施方式的流路构件1由盖体部2、底板部4、以及设置在该盖体部2与底板部4之间的隔壁部3b及侧壁部3构成，由盖体部2、隔壁部3b、侧壁部3和底板部4围成的内部空间形成供气体或液体等流体流动的流路5。
而且，根据本实施方式的流路构件1，隔壁部3b及侧壁部3中的至少一方的一部分嵌入并直接接合于在盖体部2及底板部4中的至少一方。
此处，直接接合是指，隔壁部3b及侧壁部3中的至少一方直接接合于盖体部2及底板部4中的至少一方的意思，例如，指在接合部8不存在O型环等弹性体、粘接件等的接合。
在图1B及图1D所示的流路构件1中，构成流路5的侧壁部3及隔壁部3b的底面侧的一部分以与底板部4的构成流路壁的表面相比更嵌入内侧的方式与底板部4直接接合。另外，在图1C及图1E所示的流路构件1中，侧壁部3及隔壁部3b的上表面侧的一部分以与盖体部2的构成流路壁的表面相比更嵌入内侧的方式与盖体部2直接接合。
另外，在图2A及图2B中，示出了构成流路5的侧壁部3的底面侧的一部分嵌入底板部4的其它的状态，图2A中示出了，如虚线所包围A部所示的，使底板部4局部突出，而将侧壁部3的底面侧的一部分嵌入形成在突出的区域内的凹部的例子，图2B中示出了，如虚线所包围的B部所示的，在侧壁部3的一端设置凸部，在相对的底板部4的表面设置凹部，而将侧壁部3的一端的凸部嵌入底板部4的凹部的例子。此外，虽然没有图示，在侧壁部3的盖体部2侧也能够设置为相同的结构，另外，在隔壁部3b也能够设置为与侧壁部3相同的结构。
而且，作为本实施方式的流路构件1的制造方法的一例，首先，准备成为隔壁部3b及侧壁部3的烧结构件。接下来，将盖体部2及底板部4以比隔壁部3b及侧壁部3低熔点的粉末材料成形成所需的形状。或者，通过注射成形等将低熔点材料的熔融金属形成为所需的形状。然后通过在以盖体部2及底板部4夹住之前准备好的隔壁部3b及侧壁部3的方式组合后进行了加压的状态下以所需的温度进行烧成，能够获取将盖体部2及底板部4、隔壁部3b及侧壁部3分别直接接合了的流路构件1。需要说明的是，此时，由于盖体部2及底板部4使用比之前准备好的隔壁部3b及侧壁部3低熔点的材料，因此通过用烧成的温度比隔壁部3b及侧壁部3的熔点高的温度进行烧成，能够将隔壁部3b及侧壁部3的一部分嵌入并直接接合于盖体部2及底板部4。需要说明的是，在所述的例中，对将隔壁部3b及侧壁部3双方的一部分嵌入盖体部2及底板部4双方的示例的情况进行了说明，然而隔壁部3b及侧壁部3中的至少一方的一部分嵌入盖体部2及底板部4中的至少一方即可，能够适当调整地制造。在以下的说明中，若无特殊情况，利用隔壁部3b及侧壁部3双方的一部分嵌入盖体部2及底板部4双方的例子进行说明。
此处，在对于隔壁部3b及侧壁部3作为熔点较高的材料而使用陶瓷的情况下，对于盖体部2及底板部4作为熔点较低的材料可以使用铜或铝等金属或树脂，对于隔壁部3b及侧壁部3作为熔点较高的材料使用金属的情况下，对于盖体部2及底板部4作为熔点较低的材料可以使用树脂。
如上所述，在本实施方式的流路构件1中，隔壁部3b及侧壁部3中的至少一方的一部分嵌入并直接接合于盖体部2及底板部4中的至少一方。由此，即使从外侧及内侧对流路构件1施加有因高温而产生的热应力，也能够抑制作为隔壁部3b及侧壁部3中的至少一方的一部分嵌入并接合的部位的接合部8损坏、或在接合部8产生向流路5侧开口的缝隙。由此，除能够提高流路5的密闭性以外，能够提高在流路5内流动的流体的压力，因此能够提高冷却能力。
图3A及图3B示出了本实施方式的流路构件的又一例，图3A是将相当于图1B的虚线所包围的C部的部分放大后的局部剖视图，图3B是将相当于图1C的虚线所包围的C部的部分放大后的局部剖视图。
如图3A及图3B所示，优选为，在侧壁部3的一端具备多个凹部(侧壁部3的凹部)，而且，盖体部2及底板部4的至少一部分具备与该凹部对应的多个凸部，凹部嵌入并接合于凸部。需要说明的是，在以下的说明中，在图3A及图3B中，未示出隔壁部3b，然而隔壁部3b也同样在其一端具备凹部，该凹部能够嵌入并接合于盖体部2及底板部4的至少一部分的凸部。
即，采取如下的二级接合结构，即，在将盖体部2与隔壁部3b及侧壁部3、底板部4与隔壁部3b及侧壁部3接合的情况下，隔壁部3b及侧壁部3中的至少一方的一部分嵌入并直接接合于盖体部2及底板部4中的至少一方，并且各接合部8在隔壁部3b及侧壁部3具备多个凹部，在盖体部2及底板部4具备与该凹部对应的多个凸部，隔壁部3b及侧壁部3的凹部嵌入并接合于对应的盖体部2及底板部4的凸部。因此，在接合部8能够具有更加稳固的锚效果，从而能够抑制作为对热应力最脆弱的部分的接合部8损坏。由此，除能够提高流路5的密闭性以外，能够提高在流路5内流动的流体的压力，因此能够提高冷却能力。
需要说明的是，就设置在隔壁部3b及侧壁部3的凹部的大小而言，优选为，例如，在隔壁部3b及侧壁部3的宽度尺寸为1～20mm的情况下，其当量圆直径在隔壁部3b及侧壁部3的宽度尺寸的10万～100万分之一的范围内，其深度在0.1～10μm的范围内。由于在隔壁部3b及侧壁部3的接合面整体毫无遗漏地具备多个这种凹部，因此能够将应力向接合面整体分散从而能够提高接合强度。将凸部设置为与所述凹部对应的大小即可。
而且，优选在盖体部2及底板部4的接合部8不具有变质层，由此，能够确保各构件的原来的强度，能够抑制接合强度的下降。需要说明的是，变质层是指，例如，在作为各构件而使用树脂的情况下，由于树脂热熔敷而变性从而导致接合强度的特性劣化的层。然而，在流路构件的材料的一部分中使用陶瓷，而且为了提高散热特性而实施热照射从而将表面层的玻璃质成分去除进而提高导热性的情况下，不称为变质层，而称为改性层。
而且，在本实施方式的流路构件1中，优选为，盖体部2及底板部4中、被隔壁部3b及侧壁部3中的至少一方的一部分嵌入并直接接合的一方由挠性材料构成。通过设置为这种结构，在将半导体元件等电子构件安装在另行设置在盖体部2的上方或底板部4的下方的刚性高的陶瓷基板等上的情况下，能够抑制因电子构件与流路构件1的热膨胀差造成的剥离的问题、以及盖体部2或底板部4响应电子构件而产生大的弯曲。因此，也能够减轻对盖体部2及底板部4与侧壁部3及隔壁部3b的各接合部8的负担。
此处，作为能够用作盖体部2及底板部4的挠性材料，可以例举树脂材料及金属材料。需要说明的是，在这种情况下，作为隔壁部3b及侧壁部3的材料可以使用非挠性材料。具体而言，在盖体部2及底板部4为树脂材料的情况下，作为隔壁部3b及侧壁部3的材料，可以使用刚性高的陶瓷、树脂复合陶瓷或金属材料。而且，在盖体部2及底板部4为金属材料的情况下，作为隔壁部3b及侧壁部3的材料，也可以使用铜、铝系等金属材料或陶瓷。另外，盖体部2及底板部4还可以为金属箔，在除铜、铝或它们的合金以外的不锈钢或钛的情况下，耐药品性尤其丰富，从而更加优选。
特别是，优选为，作为盖体部2及底板部4的挠性材料使用树脂材料。由此，在利用陶瓷、金属材料制作隔壁部3b及侧壁部3，并将盖体部2与隔壁部3b以及侧壁部3与底板部4进行加压接合的情况下，隔壁部3b及侧壁部3的一部分嵌入并接合于具有挠性的树脂材料的盖体部2及底板部4，因此形成隔壁部3b及侧壁部3的一部分被盖体部2及底板部4覆盖的形状。由此，即使在流路构件1反复产生热应力也能够抑制在接合部8形成缝隙，从而即使高压的流体在流路5中流动，流路5也难以损坏，而能够设置为密闭性高的流路构件1。
此处，作为能够用作盖体部2及底板部4的树脂材料，存在POM(聚甲醛)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PA(尼龙66)、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEI(聚醚酰亚胺系树脂)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯系树脂)、PA(聚酰胺系树脂)、PAI(聚酰胺酰亚胺系树脂)、PPS(聚苯硫醚系树脂)、聚苯醚系树脂、PEEK(聚醚醚酮)、聚苯醚系树脂-苯乙烯系树脂-聚酰胺系树脂混合树脂、PTFE(聚四氟乙烯树脂)及PC(聚碳酸酯系树脂)等，特别是，从耐热性、耐药品性强的角度出发，优选设置为PPS、PEI、PAI、PTFE及PEEK。
而且，作为构成隔壁部3b及侧壁部3的陶瓷材料，可以为铝、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氧化锆及它们的复合物，它们的耐热性、耐药品性均良好，然而如果重视导热性的话，优选使用碳化硅、氮化铝、氮化硅，如果想要设置为廉价而高强度的流路构件1，则优选使用铝或碳化硅。
而且，在将发热体安装在本实施方式的流路构件1的盖体部2的上表面或底板部4的下表面的情况下，优选盖体部2或底板部4的树脂材料为高导热性的树脂。由此，由发热体产生的热有效地向在流路构件1的内部流动的流体导热，从而能够设置为换热效率更高的流路构件1。
此处，作为高导热性的树脂材料，优选添加有导热性高的填料的树脂，导热率在15～30W/m·K的范围内即可。需要说明的是，在对盖体部2及底板部4要求具有绝缘性的情况下，作为填料可以使用以铝或氮化铝、氮化硼等作为主要成分的材料，在不要求绝缘性的情况下，作为填料，可以使用锡、铝、镁、银、锰及铜等金属。
另外，在作为流路构件1的盖体部2或底板部4而使用高导热性的树脂材料，并且将流路构件1装入换热器或者半导体装置而将它们配置在高温的环境下的情况下，为了抑制流路构件1的盖体部2或底板部4吸收周围的热，优选将其收纳在由低导热性的树脂材料等构成的箱体中。
另外，在本实施方式的流路构件1中，优选隔壁部3b及侧壁部3的硬度比盖体部2及底板部4的硬度大。通过设置为这种结构，在通过螺纹紧固件等接合盖体部2、隔壁部3b、侧壁部3和底板部4的情况下，通过隔壁部3b及侧壁部3嵌入硬度低的盖体部2及底板部4侧，使得底板部4覆盖形成流路5的隔壁部3b及侧壁部3的一部分。由此，即使在流路构件1反复产生热应力，也能够抑制在盖体部2与隔壁部3b及侧壁部3、隔壁部3b及侧壁部3与底板部4的各接合部8产生缝隙，从而即使高压力的流体在流路构件1中流动，也能够抑制流路5损坏。
此处，例如，在隔壁部3b及侧壁部3是氧化铝含有率为96质量％的陶瓷，底板部4是聚碳酸酯树脂的情况下，即使隔壁部3b、侧壁部3、盖体部2和底板部4为平坦的形状，接合时的加压力也只要施加约1MPa即可，在盖体部2及底板部4上，在接合部8处能够得到5～10μm左右的凹陷。该凹陷量越大，则抑制因流体的压力造成的接合部8的损坏的效果越好，而即使是微小的凹陷量，与不存在凹陷的情况相比，也能够显著地减小流路损坏的概率。可以认为这是由于，当不存在凹陷时，当对流路构件1反复施加热应力时，在盖体部2与隔壁部3b及侧壁部3之间、隔壁部3b及侧壁部3与底板部4之间产生微小的缝隙，而当高压的流体在流路5中流动时，缝隙导致切口效应，而容易损坏流路构件1。即使存在微小的凹陷，由于能够抑制最初的缝隙的产生，因此本实施方式的流路构件1能够减少流路损坏的概率。
以下，对作为挠性构件的盖体部2及底板部4、隔壁部3b及侧壁部3的接合方法的一例进行说明。
在作为非挠性材料而由铝或铝合金形成隔壁部3b及侧壁部3的情况下，预先在隔壁部3b及侧壁部3的成为接合部8的部分通过浸渍于氢氧化钠等盐基性水溶液而进行了前处理后进行电化学处理蚀刻，而形成多个微小的凹部。
而且，在非挠性材料为陶瓷的情况下，采用基于公知的多孔质体的制造方法的将球状树脂粒子均匀地分散在陶瓷浆料中而进行成形的方法等即可，在将局部成为多孔质陶瓷的浆料覆盖在由稠密陶瓷浆料成形的构件上后，通过以规定的温度进行烧成而能够在成为接合部8的部位制作多个凹部。而且，在制作侧壁部3及隔壁部3b的烧结体后，在侧壁部3及隔壁部3b的成为接合部8的部位形成多个凹部时，只要非挠性材料为铝，则通过仅将成为接合部8的部分浸渍在氢氟酸溶液中便能够去除二氧化硅等玻璃成分，从而仅在接合所需的表面层，在铝粒子间得到成为凹部的缝隙。而且，也可以进一步通过激光的面照射将二氧化硅等玻璃成分去除而形成凹部。
需要说明的是，像这样在将陶瓷的表面的玻璃成分去除的情况下，能够减少流路构件1中的与相对的金属材料或树脂材料接合的接合部的热阻，因此去除了该玻璃成分的部分并非变质层而可以认为是改性层。
然后，在模具内配置成为这些隔壁部3b及侧壁部3的构件，并注入熔融后的树脂或金属对成为盖体部2及底板部4的构件进行注射成形。通过如此成形，则盖体部2及底板部4的一部分嵌入隔壁部3b及侧壁部3的凹部而成为凸部，其结果为，通过隔壁部3b及侧壁部3的凹部嵌入盖体部2及底板部4的凸部，从而能够得到与盖体部2或底板部4接合的隔壁部3b或侧壁部3。
以这种方式得到的挠性构件与非挠性构件的接合部8能够形成如下的二级接合结构，即，作为非挠性构件的隔壁部3b及侧壁部3中的至少一方的一部分嵌入并直接接合于作为挠性构件的盖体部2及底板部4中的至少一方，就各接合部8而言，具备多个凹部的隔壁部3b及侧壁部3中的至少一方的一部分嵌入并接合于盖体部2及底板部4中的至少一方的凸部。而且，由于在盖体部2及底体部4不存在导致接合强度的下降的变质层，因此即使为了提高换热效率而增大流体的压力地流通流体，也能够在接合部8具有更加稳固的锚效果，从而能够抑制因热应力造成接合部8损坏。
当将发热体安装在盖体部2的上方或底板部4的下方时，在它们是树脂的情况下，为了将热向流路构件1引导而优选高导热性的树脂，以下，说明其制造方法的一例。
如上所述，将成为侧壁部3及隔壁部3b的各自的构件配置在模具内，向成为与盖体部2及底板部4接合的接合部8的位置注入成为高导热性树脂的熔融树脂而注射成形，在耐热性至少为200℃以上而且熔点为约230℃以上的PPS、PTFE或PAI树脂中，例如，添加附加有成为锡与镁或锰、银、铜、铝等的各自的构件的低熔点金属的合金粉末，以它们的熔点以上的温度注射成形，从而能够设置为将高导热性树脂的盖体部2及底板部4、隔壁部3b及侧壁部3接合了的流路构件1。
需要说明的是，如果想要通过添加在熔融树脂中的金属粉的量来控制导热性则会因所添加的金属粉造成树脂的流动恶化从而成形性变差，而为了减少金属粉的添加量得到高导热性，通过增大金属粉的纵横尺寸比、将注射成形时的温度控制在金属粉的熔点附近，能够使金属填料的长轴方向进行取向，因此，即使添加低量的金属粉也能够在金属填料间形成热传递路径从而设置为高导热性树脂。特别是，能够通过模具结构与浇口位置的设计来解决使金属填料的长轴方向相对于接合部8成为大致垂直方向的问题。
图4A是表示本实施方式的流路构件的又一例的立体图，图4B是将流路构件的层叠体的一部分拆下示出的俯视图。
如图4A及图4B所示，在本实施方式的流路构件21中，隔壁部3b及侧壁部3中的至少一方包括层叠有由陶瓷层构成的多个板状体7(此处，示出了由三层板状体7构成的示例)的层叠体。
通过将隔壁部3b及侧壁部3设置为这种层叠结构，能够容易地形成复杂的流路5，而且，能够设置为耐热性、耐药品性以及耐压性都很强的流路构件21。
例如，如果流路5为单纯的形状，则通过挤出成形等能够容易地进行加工，然而如果在俯视观察流路5时的形状为像波线状那样的复杂的形状的情况下，难以通过挤出成形进行加工，而且，流路5之间的宽度狭窄的情况下，也存在难以确保耐热性、耐药品性及耐压性的情况。因此，在想要设置这种形状的流路5的情况下，可以采取如下的方式，即，通过在未烧成的陶瓷生片的平板上形成成为所需的流路5的贯穿孔5a，将未烧成的陶瓷生片的平板层叠而进行烧成，由此来制作层叠有陶瓷层的板状体7的作为层叠体的隔壁部3b及侧壁部3。
图5A表示本实施方式的流路构件的又一例，且为通过螺钉将构成流路构件的盖体部、隔壁部、侧壁部及底板部连结的状态下的侧视图，图5B为通过铆接构件进行连结的状态的侧视图。
图5A所示的流路构件31在盖体部2、隔壁部3b、侧壁部3和底板部4设置有螺纹孔9，通过螺钉10将所层叠的盖体部2、隔壁部3b、侧壁部3和底板部4螺合。图5B所示的流路构件41中，将盖体部2、隔壁部3b、侧壁部3和底板部4的长边方向两端部通过铆接构件12接合。
在上文中，示出了通过层叠烧成陶瓷生片而得到使陶瓷层的板状体7一体化了的隔壁部3b及侧壁部3的例子，然而也可以将陶瓷生片独立地烧成而得到的陶瓷层的板状体7重叠，通过盖体部2与底板部4将它们夹持，并通过螺纹紧固件或铆接构件等将它们一并接合、固定。
接下来，利用图6对本实施方式的换热器进行说明。图6是表示本实施方式的换热器的一例的、在流路构件的盖体部上设置有金属构件的换热器的立体图。
在本实施方式的换热器101中，在本实施方式的流路构件1的盖体部2上设置有金属构件102。需要说明的是，此处的底板部4由挠性材料构成。由于在盖体部2上设置有金属构件，因此能够有效地进行盖体部2与金属构件102之间的换热，从而能够设置为换热效率高的换热器。而且，由于底板部4由挠性材料构成，因此即使在换热器101反复产生热应力，也能够通过由底板部4吸收减轻热应力来抑制流路5的损坏，从而能够设置为提高了可靠性的换热器101。需要说明的是，在如上设置的基础上使盖体部2由挠性材料构成的情况下，能够进一步吸收减轻热应力。
接下来，利用图7对本实施方式的半导体装置进行说明。图7是表示本实施方式的半导体装置的一例的、在换热器上安装有半导体元件的半导体装置的立体图。
在本实施方式的半导体装置201中，由于在本实施方式的换热器101上安装有半导体元件202，由于使用即使因半导体装置201本身产生的热或从流体或者外部环境反复施加热而产生热应力时也能够吸收减轻热应力的换热器101，因此抑制了流路5损坏，经由换热器101而使得在流路5中流动的流体与半导体元件202具有高的换热效率，因此能够有效地降低半导体元件202的温度。
接下来，对本实施方式的流路构件、换热器及半导体装置的变形例进行说明。
图8A表示将箱体收纳半导体装置设置在发热体上的一例，且为将流路构件的底板部与箱体独立地形成的剖视图，该箱体收纳半导体装置通过将本实施方式的半导体装置收纳在箱体中而成，图8B是将流路构件的底板部与箱体设置为一体的剖视图，图8C是表示在流路内收纳有散热片的流路构件的变形例的剖视图。
图8A所示的本实施方式的箱体收纳半导体装置211将使用前述的本实施方式的流路构件1的半导体装置201收纳在箱体13中并进行覆盖，该箱体收纳半导体装置211配置在发热体301上。
在这种箱体收纳半导体装置211中，优选为，流路构件1的底板部4的导热性低于侧壁部3的导热性，而且，除与半导体元件202连接的信号端子15和流体的供给管及排出管(未图示)以外的包括流路构件1在内的半导体装置201的全部、或者至少流路构件1的底板部4与侧壁部3的一部分，由具有与底板部4同等低导热性的材质构成的箱体13覆盖。作为箱体13，可以使用例如所述的底板部4所使用的树脂材料等。
在将设置为这种结构的箱体收纳半导体装置211配置在发热体301上时，能够抑制箱体13与流路构件1的底板部4及侧壁部3吸收发热体301的热。由此，能够抑制周围的热对在流路构件1中流动的流体造成影响，从而能够成为换热效率高的箱体收纳半导体装置211。
图8B所示的本实施方式的箱体收纳半导体装置212表示前述的本实施方式的流路构件1的变形例，箱体13的底板部14具有兼作流路构件51的底板部的结构，本实施方式的箱体收纳半导体装置212配置在发热体301上。
在本实施方式的箱体收纳半导体装置212中，优选为，兼作流路构件51的底板部的箱体13的底板部14的导热性低于侧壁部3的导热性，在将设置为这种结构的箱体收纳半导体装置212配置在发热体301上时，能够抑制兼作流路构件51的底板部的箱体13的底板部14与侧壁部3吸收发热体301的热。由此，能够抑制周围的热对在流路构件51中流动的流体造成影响，从而能够成为换热效率高的箱体收纳半导体装置212。
图8C所示的本实施方式的箱体收纳半导体装置213表示前述的本实施方式的流路构件1的又一变形例，箱体13的底板部24兼作流路构件61的底板部，另外，向流路5内突出的多个板状的散热片16与隔壁部3b的表面接合，本实施方式的箱体收纳半导体装置213配置在发热体301上。
此处，优选为，散热片16为横截面包含长椭圆(小金币形状)的圆形、或包含长方形或菱形的方形的柱状或板状的多个散热片，由导热性高的铝或铜等的金属板、或者氮化铝、碳化硅或氮化硅等的陶瓷板形成，且经由导热性高的金属等与盖体部2以能够进行热传递的方式连接。
而且，在本实施方式的箱体收纳半导体装置213中，优选为，兼作流路构件61的底板部的箱体13的底板部24的导热性低于侧壁部3的导热性，在将设置为这种结构的箱体收纳半导体装置213配置在发热体301上时，能够抑制兼作流路构件61的底板部的箱体13的底板部24与侧壁部3吸收发热体301的热，因此，能够抑制周围的热对在流路构件61中流动的流体造成影响，从而能够设置为换热效率高的箱体收纳半导体装置213。
另外，也可以使散热片16与所述的各箱体收纳半导体装置211、212、213的底板部4、14、24的表面接合地设置。特别是，在散热片16由非挠性材料构成的情况下，在与底板部4、14、24接合的接合部，底板部4、14、24也与散热片16的接合侧端部的表面相接，从而提高了底板部4、14、24与散热片16接合的接合部的接合强度，进而能够设置为坚固的流路构件1、51、61。
另外，在图7～8A、8B、8C所示的换热器101、半导体装置201及箱体收纳半导体装置211、212、213的示例中，在盖体部2的上表面直接设置金属构件102，但在由绝缘性低的材料形成盖体部2的情况下，使绝缘性高的构件，例如，陶瓷的薄板、对铝实施电解处理而在表面生成铝氧化膜的铝的薄板、涂层有聚酰亚胺等耐热性高的树脂的金属构件、实施了玻璃涂层的金属构件夹于盖体部2与金属构件102之间地使用即可。
本发明在不脱离其主旨或主要特征的范围内能够以其他各种方式实施。因此，前述的实施方式的所有内容仅为示例，本发明的范围为权利要求书所包含的内容，而不受说明书正文的任何限定。另外，包含于权利要求的变形及变更均为本发明的范围内的内容。
【符号说明】
1、21、31、41、51、61  流路构件
2  盖体部，2a  内面
3  侧壁部，3b  隔壁部
4、14、24  底板部
5  流路，5a  贯穿孔
7  板状体
8  接合部
9  螺纹孔
10  螺钉
12  铆接构件
13  箱体
16  散热片
101  换热器
102  金属构件
201  半导体装置
202  半导体元件
211、212、213  箱体收纳半导体装置
301  发热体

Claims (7)

1.一种流路构件，其特征在于，
具备盖体部、底板部、以及设置在所述盖体部与所述底板部之间的隔壁部和侧壁部，
由所述盖体部、所述隔壁部、所述侧壁部和所述底板部构成内部供流体流动的流路，
所述隔壁部及所述侧壁部中的至少一方的一部分嵌入并直接接合于所述盖体部及所述底板部中的至少一方。
2.如权利要求1所述的流路构件，其特征在于，
所述盖体部及所述底板部中的、被所述隔壁部及所述侧壁部中的至少一方的一部分嵌入并直接接合的一方由挠性材料构成。
3.如权利要求2所述的流路构件，其特征在于，
所述挠性材料为树脂材料。
4.如权利要求3所述的流路构件，其特征在于，
所述树脂材料为高导热性树脂。
5.如权利要求1至权利要求4所述的流路构件，其特征在于，
所述侧壁部及所述隔壁部中的至少一方由陶瓷层叠体构成。
6.一种换热器，其特征在于，
具备权利要求1至权利要求5中任一项所述的流路构件和设置在所述流路构件的所述盖体部上的金属构件。
7.一种半导体装置，其特征在于，
在权利要求6所述的换热器的所述金属构件上设置有半导体元件。
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