專利名稱：熱交換器、半導(dǎo)體裝置及它們的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)流經(jīng)熱交換器內(nèi)部的冷卻劑冷卻半導(dǎo)體元件等發(fā)熱體的熱交換器、具有該熱交換器和半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體裝置以及它們的制造方法。
背景技術(shù)：
具有電力變換功能的逆變器裝置被用作混合動(dòng)力汽車等的電源。逆變器裝置包括多個(gè)半導(dǎo)體元件作為開關(guān)組件。該逆變器裝置的半導(dǎo)體元件隨著電力變換而發(fā)熱，因此需要被主動(dòng)冷卻。在此，作為對(duì)半導(dǎo)體元件等發(fā)熱體進(jìn)行冷卻的熱交換器，已知例如有通過(guò)在形成外殼的框架的內(nèi)部平行地配置呈直線狀延伸的多個(gè)散熱片來(lái)形成冷卻劑的流道的熱交換器(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利文獻(xiàn)特開2007-335588號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題但是，當(dāng)使用熱交換器冷卻半導(dǎo)體元件時(shí)，最好熱交換器與半導(dǎo)體元件之間電絕緣。因此，有時(shí)在熱交換器與半導(dǎo)體元件之間設(shè)置電絕緣性的絕緣體。該絕緣體例如被焊接(例如，釬焊)到熱交換器的框架(例如，鋁制框架)的壁部。但是，絕緣體和框架傾向于具有不同的線膨脹系數(shù)。因此，在焊接(例如，釬焊) 絕緣體與框架的壁部的當(dāng)中，當(dāng)絕緣體及框架的壁部經(jīng)加熱后被冷卻時(shí)，因?yàn)榻^緣體與框架的壁部的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異，絕緣體和框架可能發(fā)生翹曲(彎曲)。該問(wèn)題不僅在將絕緣體焊接到框架壁部的場(chǎng)合發(fā)生，而且在將具有與框架不同的線膨脹系數(shù)的插入部件(設(shè)置在框架的壁部與半導(dǎo)體元件等發(fā)熱體之間的部件)焊接到框架壁部的場(chǎng)合也可發(fā)生。本發(fā)明就是鑒于上述現(xiàn)狀而作出的，其目的在于提供能夠抑制在焊接具有不同線膨脹系數(shù)的插入部件和框架的壁部時(shí)插入部件和框架的翹曲(彎曲)的熱交換器及其制造方法、以及抑制了插入部件和框架的翹曲(彎曲)的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。用于解決問(wèn)題的手段本發(fā)明的一個(gè)側(cè)面是一種熱交換器，用于冷卻發(fā)熱體，所述熱交換器在形成外殼的框架的內(nèi)部配置有散熱片部件，所述散熱片部件包括形成冷卻劑的流道的多個(gè)散熱片， 其中，所述框架具有第一壁部，在所述第一壁部焊接插入部件，所述插入部件插在所述框架與所述發(fā)熱體之間，并具有與所述框架不同的線膨脹系數(shù)，所述框架的所述第一壁部包括可彈性變形部，所述可彈性變形部能夠在沿所述第一壁部的外表面中配置所述插入部件的配置面的沿面方向上彈性變形。
在上述的熱交換器中，框架的第一壁部(設(shè)置在框架與發(fā)熱體之間的插入部件被焊接在其上的壁部)包括能夠在沿在所述第一壁部的外表面中配置所述插入部件的配置面的沿面方向上彈性變形的可彈性變形部。因此，在焊接具有不同線膨脹系數(shù)的插入部件和框架的第一壁部時(shí)，當(dāng)插入部件和第一壁部經(jīng)加熱后被冷卻時(shí)，第一壁部的可彈性變形部根據(jù)第一壁部和插入部件的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異而在沿面方向上彈性變形。由此，能夠抑制由第一壁部和插入部件的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異引起的翹曲(彎曲)。在本申請(qǐng)中，焊接是通過(guò)加熱熔化進(jìn)行接合的方法，包括使用釬料的釬焊、使用焊料的焊接、通過(guò)使母材(接合對(duì)象部件)熔化進(jìn)行接合的方法等。另外，發(fā)熱體包括半導(dǎo)體元件等所有隨著使用而發(fā)熱的部件。此外，在上述的熱交換器中，也可以如下所述可彈性變形部是向所述框架的內(nèi)部突出的突出部，所述突出部形成為U字槽形狀，所述U字槽形狀具有向所述框架的外側(cè)開口的U字形截面，并且沿著所述配置面在與所述冷卻劑的流動(dòng)方向交叉的方向上呈直線狀延伸。在上述的熱交換器中，向框架的內(nèi)部突出的突出部構(gòu)成了上述可彈性變形部。該突出部形成為U字槽形狀，該U字槽形狀具有向框架的外側(cè)開口的U字狀截面并沿第一壁部的配置面呈直線狀延伸。換言之，突出部形成為U字槽形狀，該U字槽形狀具有在沿第一壁部的配置面的沿面方向(與垂直于截面的方向一致)上呈直線狀延伸的向框架的外側(cè)開口的U字狀的截面。這種形態(tài)的突出部通過(guò)U字槽的開口的擴(kuò)大和縮小可在沿第一壁部的配置面的沿面方向上彈性變形。因此，通過(guò)該突出部在沿第一壁部的配置面的沿面方向上彈性變形，能夠抑制由第一壁部和插入部件的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異引起的翹曲。但是，對(duì)于在形成外殼的框架的內(nèi)部配置了包括形成冷卻劑的流道的多個(gè)散熱片的散熱片部件的熱交換器，調(diào)查了流經(jīng)散熱片之間的冷卻劑的速度分布，結(jié)果顯示出越接近散熱片，冷卻劑的速度就越慢的傾向。這是因?yàn)橛捎诶鋮s劑粘性的影響而冷卻劑被散熱片吸引的緣故。由此，在散熱片附近形成與其他區(qū)域相比冷卻劑的流動(dòng)速度慢或者冷卻劑幾乎不流動(dòng)的區(qū)域(以下，也稱為邊界層)。如果形成這種邊界層，收集了熱量的散熱片僅與主要形成在散熱片周緣的邊界層內(nèi)的冷卻劑進(jìn)行熱交換，而幾乎不與流經(jīng)邊界層以外的區(qū)域的冷卻劑進(jìn)行熱交換。其結(jié)果是，存在與流經(jīng)熱交換器內(nèi)部的冷卻劑未有效地進(jìn)行熱交換、從而無(wú)法獲得很好的冷卻效果的問(wèn)題。與此相對(duì)，在上述的熱交換器中，向框架的內(nèi)部突出的突出部向與冷卻劑的流動(dòng)方向交叉的方向呈直線狀延伸。因此，能夠使流經(jīng)流道的冷卻劑與該突出部碰撞而被攪拌。 由此，通過(guò)使冷卻劑的流動(dòng)發(fā)生湍流，能夠有效地抑制邊界層的形成。由此，能夠有效地利用流經(jīng)熱交換器內(nèi)部的冷卻劑來(lái)獲得很好的冷卻效果。此外，在上述的熱交換器中，也可以如下所述突出部通過(guò)拉拔加工而與所述第一壁部一體地成形。在上述的熱交換器中，突出部通過(guò)拉拔加工而與第一壁部一體地成形。由于通過(guò)拉拔加工使突出部與第一壁部一體成形，因此能夠容易且低成本地形成突出部。因此，上述的熱交換器是廉價(jià)的。另外，在上述任一熱交換器中，也可以如下所述突出部被延伸設(shè)置至與所述冷卻劑的流動(dòng)方向交叉的方向上的所述框架的兩側(cè)壁的內(nèi)壁面。
通過(guò)將向框架的內(nèi)部突出的突出部延伸設(shè)置至與冷卻劑的流動(dòng)方向交叉的方向的框架的兩側(cè)壁的內(nèi)壁面，能夠使流經(jīng)在各散熱片之間形成的所有流道的冷卻劑與突出部可靠地碰撞而被攪拌。由此，通過(guò)使流經(jīng)所有流道的冷卻劑可靠地發(fā)生湍流，能夠更有效地抑制邊界層的形成。由此，通過(guò)有效地利用流經(jīng)熱交換器內(nèi)部的冷卻劑，能夠獲得更好的冷卻效果。另外，在上述任一熱交換器中，也可以如下所述突出部在與所述冷卻劑的流動(dòng)方向垂直的方向上呈直線狀延伸。通過(guò)將突出部形成為在與冷卻劑的流動(dòng)方向垂直的方向上呈直線狀延伸的形態(tài)， 能夠在與冷卻劑的流動(dòng)方向交叉的方向中形成最大的流動(dòng)阻力。由此，通過(guò)最有效地發(fā)生湍流，能夠更可靠地提高冷卻效果。另外，在上述任一熱交換器中，也可以如下所述突出部在所述冷卻劑的流動(dòng)方向上以預(yù)定間隔并排設(shè)置，并且所述散熱片配置于在所述冷卻劑的流動(dòng)方向上相鄰的所述突出部之間。通過(guò)將散熱片配置于在冷卻劑的流動(dòng)方向上相鄰的突出部之間，能夠使流經(jīng)形成在各散熱片之間的流道的冷卻劑與突出部適當(dāng)?shù)嘏鲎捕粩嚢?。由此，能夠通過(guò)抑制邊界層的形成來(lái)獲得很好的冷卻效果。另外，在上述的熱交換器中，也可以如下所述熱交換器冷卻在所述冷卻劑的流動(dòng)方向上并排配置的多個(gè)所述發(fā)熱體，當(dāng)將所述第一壁部中的、經(jīng)由所述插入部件配置所述多個(gè)發(fā)熱體中發(fā)熱量相對(duì)少的發(fā)熱體的部分設(shè)為低發(fā)熱部時(shí)，所述突出部中相對(duì)于所述低發(fā)熱部位于所述流道的上流側(cè)并與所述低發(fā)熱部相鄰的突出部的向所述框架的內(nèi)部突出的突出高度低于其他突出部的所述突出高度。越提高突出部的突出高度，就越能夠提高流經(jīng)流道的冷卻劑的流動(dòng)阻力。由此，攪拌流經(jīng)流道的冷卻劑的能力提高，從而能夠提高抑制邊界層形成的效果。然而，如果突出部的突出高度過(guò)高，流道的壓力損失就會(huì)變得過(guò)大，冷卻劑的流量大幅下降，反而使冷卻效果下降。但是，當(dāng)冷卻具有不同發(fā)熱量的多個(gè)發(fā)熱體(半導(dǎo)體元件等)時(shí)，不需要均勻地冷卻所有發(fā)熱體，只要根據(jù)發(fā)熱量冷卻各個(gè)半導(dǎo)體元件即可。因此，在多個(gè)半導(dǎo)體元件中，發(fā)熱量相對(duì)少的半導(dǎo)體元件的冷卻程度可以比其他發(fā)熱體(發(fā)熱量相對(duì)多的發(fā)熱體)低。因此，在上述的熱交換器中，突出部中相對(duì)于低發(fā)熱部(第一壁部中的、多個(gè)發(fā)熱體中的發(fā)熱量相對(duì)少的發(fā)熱體經(jīng)由插入部件被配置的部分)位于流道的上流側(cè)并與該低發(fā)熱部相鄰的突出部的向框架的內(nèi)部突出的突出高度低于其他突出部的突出高度。如此， 通過(guò)降低一部分突出部的突出高度，能夠抑制流道的壓力損失。另一方面，突出高度降低的突出部與其他突出部相比，冷卻劑的攪拌能力降低，因此，在與突出高度降低的突出部的下游側(cè)相鄰的流道部分，邊界層的抑制效果降低。然而， 在上述的熱交換器中，降低了相對(duì)于低發(fā)熱部在流道的上游側(cè)與其相鄰的突出部的突出高度。即，在第一框架部件中，將與突出高度降低的突出部的下游側(cè)(流道的下游側(cè))相鄰的部分設(shè)為低發(fā)熱部。因此，冷卻能力降低的部位僅限于低發(fā)熱部。如此，通過(guò)僅在低發(fā)熱部使冷卻能力降低，能夠根據(jù)各個(gè)發(fā)熱體的發(fā)熱量適當(dāng)?shù)乩鋮s各個(gè)發(fā)熱體。另外，在上述的熱交換器中，也可以如下；所述冷卻劑的流道中包括所述低發(fā)熱部而構(gòu)成的流道部分的流道深度比其他流道部分的流道深度深。在上述的熱交換器中，冷卻劑的流道中被構(gòu)成為包括低發(fā)熱部的流道部分與其他流道部分相比流道深度(流道的深度)加深。通過(guò)被構(gòu)成為包括低發(fā)熱部的流道部分的流道深度的加深，能夠減小流經(jīng)流道的冷卻劑的流動(dòng)阻力，因此能夠進(jìn)一步降低流道的壓力損失。此外，流道深度加深的流道部分與其他流道部分相比流速變小，具有冷卻能力減小的傾向。然而，在上述的熱交換器中，僅加深了包括低發(fā)熱部而構(gòu)成的流道部分的流道深度。如此，通過(guò)僅在低發(fā)熱部使冷卻能力降低，能夠根據(jù)各個(gè)發(fā)熱體的發(fā)熱量適當(dāng)?shù)乩鋮s各個(gè)發(fā)熱體。本發(fā)明的其他側(cè)面是一種半導(dǎo)體裝置，包括上述任一熱交換器；半導(dǎo)體元件，所述半導(dǎo)體元件是所述發(fā)熱體；以及所述插入部件，所述插入部件被焊接在所述框架的所述第一壁部，并位于所述半導(dǎo)體元件與所述第一壁部之間。所述半導(dǎo)體裝置包括上述的熱交換器。從而構(gòu)成插入部件及框架的翹曲(彎曲) 得以抑制的半導(dǎo)體裝置。另外，本發(fā)明的其他側(cè)面是一種熱交換器的制造方法，其中，所述熱交換器用于冷卻發(fā)熱體，并且在形成外殼的框架的內(nèi)部配置有散熱片部件，所述散熱片部件包括形成冷卻劑的流道的多個(gè)散熱片，所述熱交換器的制造方法包括成形作為所述框架并具有第一壁部的框架的成形工序，所述第一壁部用于焊接插在所述框架與所述發(fā)熱體之間的插入部件；以及通過(guò)將所述散熱片部件配置到在所述成形工序中成形的所述框架的內(nèi)部來(lái)裝配所述熱交換器的裝配工序；其中，所述成形工序通過(guò)拉拔加工將突出部與所述第一壁部一體地成形，所述突出部向所述框架的內(nèi)部突出，并形成為U字槽形狀，所述U字槽形狀具有向所述框架的外側(cè)開口的U字形截面，并且沿著所述第一壁部的外表面中配置所述插入部件的配置面呈直線狀延伸。在上述熱交換器的制造方法中，在成形出框架的成形工序中，通過(guò)拉拔加工將向框架的內(nèi)部突出的突出部與第一壁部(插入部件被焊接在其上的壁部)一體地成形。如此， 通過(guò)使用拉拔加工將突出部與第一壁部一體成形，能夠容易且低成本地形成突出部。而且，該突出部形成為U字槽形狀，該U字槽形狀具有向框架的外側(cè)開口的U字狀截面，并且沿著第一壁部的外表面中配置插入部件的配置面呈直線狀延伸。這樣的突出部通過(guò)U字槽的開口的擴(kuò)大和縮小能夠在沿第一壁部的配置面的沿面方向上彈性變形。因此，在將插入部件焊接到第一壁部上時(shí)，該突出部根據(jù)第一壁部和插入部件的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異而在沿第一壁部的配置面的沿面方向上彈性變形，由此能夠抑制由第一壁部和插入部件的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異引起的翹曲。另外，本發(fā)明的其他側(cè)面是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述半導(dǎo)體裝置包括熱交換器，所述熱交換器通過(guò)所述熱交換器的制造方法制造；半導(dǎo)體元件，所述半導(dǎo)體元件是所述發(fā)熱體；所述插入部件插在所述框架的所述第一壁部與所述半導(dǎo)體元件之間， 并具有與所述框架不同的線膨脹系數(shù)；其中，所述半導(dǎo)體裝置的制造方法包括將所述插入部件配置在所述框架的所述第一壁部的所述配置面上并將所述插入部件焊接到所述第一壁部的焊接工序。在上述半導(dǎo)體裝置的制造方法中，在焊接工序中，將具有與框架不同的線膨脹系數(shù)的插入部件焊接到框架的第一壁部上。在以往的制造方法中，在焊接插入部件(絕緣體) 和框架的壁部時(shí)，當(dāng)絕緣體及框架的壁部經(jīng)加熱后被冷卻時(shí)，由于插入部件和框架的壁部的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異，插入部件和框架可能發(fā)生翹曲(彎曲)。然而，在上述的制造方法中，使用了將突出部與第一壁部一體成形的框架，該突出部具有U字槽形狀，該U字槽形狀具有向框架的外側(cè)開口的U字狀截面，并且沿著第一壁部的外表面中配置插入部件的配置面呈直線狀延伸。因此，如前所述，在將插入部件焊接到第一壁部時(shí)，所述突出部根據(jù)第一壁部和插入部件的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異而在沿第一壁部的配置面的沿面方向上彈性變形，從而能夠抑制由第一壁部和插入部件的收縮率 (線膨脹系數(shù))的差異引起的翹曲。此外，作為焊接插入部件和第一壁部的方法，例如可舉出使用釬料的釬焊。


圖1是實(shí)施例1涉及的半導(dǎo)體裝置的立體圖2是實(shí)施例1涉及的熱交換器的立體圖3是該熱交換器的散熱片部件的立體圖4是該熱交換器的第一框架部件的平面圖5是第一框架部件的剖面圖，相當(dāng)于圖4的沿C-C箭頭觀看的剖面圖6是實(shí)施例1涉及的半導(dǎo)體裝置的頂面圖7是該半導(dǎo)體裝置的剖面圖，相當(dāng)于圖6的沿D-D箭頭觀看的剖面圖8是說(shuō)明實(shí)施例1、2涉及的成形工序(拉拔加工)的圖9是說(shuō)明實(shí)施例1涉及的裝配工序的圖10是說(shuō)明實(shí)施例1涉及的焊接工序的圖11是說(shuō)明該焊接工序中的突出部的作用的圖12是實(shí)施例2涉及的半導(dǎo)體裝置的立體圖13是實(shí)施例2涉及的熱交換器的立體圖14是該熱交換器的散熱片部件的立體圖15是該熱交換器的散熱片部件的立體圖16是該熱交換器的第一框架部件的平面圖17是第一框架部件的剖面圖，相當(dāng)于圖16的沿F-F箭頭觀看的剖面圖
圖18是實(shí)施例2涉及的半導(dǎo)體裝置的頂面圖19是該半導(dǎo)體裝置的剖面圖，相對(duì)于圖18的沿G-G箭頭觀看的剖面圖
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例1進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置1具有半導(dǎo)體元件71 74 (相當(dāng)于發(fā)熱體)以及對(duì)它們進(jìn)行冷卻的熱交換器10。如圖2所示，熱交換器10包括形成外殼的框架30、以及容納在框架30內(nèi)的散熱片部件20?？蚣?0和散熱片部件20通過(guò)釬焊接合在一起。在圖1和圖2中，A方向表示流經(jīng)熱交換器10內(nèi)部的冷卻劑(例如，水)的流動(dòng)方向，B方向表示與A方向垂直的方向。散熱片部件20由鋁制成，并如圖3所示包括構(gòu)成矩形平板狀的基部21、以及從基部21的一個(gè)表面突出的多個(gè)(在本實(shí)施例1中為40個(gè))散熱片22。散熱片22呈矩形平板狀。在基部21的長(zhǎng)邊方向(與A方向一致的方向)上，4個(gè)散熱片22以固定間隔排成一行。另外，在基部21的短邊方向(與B方向一致的方向)上，10個(gè)散熱片22以固定間隔排成一列。在各散熱片22之間形成冷卻劑的流道25，該流道25具有預(yù)定的寬度，并向A 方向引導(dǎo)冷卻劑。該散熱片部件20例如能夠通過(guò)鋁的拉拔成形而一體地成形?？蚣?0具有呈矩形平板狀的鋁制的第一框架部件31和具有U形截面的鋁制的第二框架部件32 (參照?qǐng)D幻。第一框架部件31和第二框架部件32通過(guò)釬焊接合在一起。由此，框架30呈矩形筒狀。在該框架30中，長(zhǎng)邊方向(與A方向一致的方向)的一端形成為導(dǎo)入冷卻劑的導(dǎo)入口 30a，長(zhǎng)邊方向(與A方向一致的方向)的另一端形成為排出冷卻劑的排出口 30b。第一框架部件31在其外表面31f的四個(gè)位置具有平坦的配置面31g(參照?qǐng)D1、 圖4、圖5)，插在框架30與半導(dǎo)體元件71 74之間的絕緣板60 (相當(dāng)于插入部件)被配置到配置面31g上。絕緣板60由具有電絕緣性的部件(例如，氧化鋁等陶瓷)制成，并呈矩形平板狀。配置在各個(gè)配置面31g上的4個(gè)絕緣板60以相等的間隔在第一框架部件31 的長(zhǎng)邊方向(與A方向一致的方向)上排成一行(參照?qǐng)D1、圖6)。這些絕緣板60通過(guò)釬焊而與第一框架部件31的配置面31g接合。在本實(shí)施例1中，第一框架部件31相當(dāng)于第一壁部。另外，第一框架部件31r具有向框架30的內(nèi)部突出的多個(gè)(在本實(shí)施例1中為4 個(gè))突出部31b、31c、31d、31e(參照?qǐng)D2、圖5)。這些突出部31b 31e均具有相同的形狀。 具體地，如圖4及圖5所示，突出部31b 31e形成為U字槽形狀，該U字槽形狀具有向框架30的外側(cè)(在圖5中為上方)開口的U字狀截面，并且沿著配置面31g在B方向(與冷卻劑的流動(dòng)方向垂直的方向，在圖4中為上下方向)上呈直線狀延伸。這些突出部31b 31e通過(guò)拉拔加工而與第一框架部件31 —體成形。在第一框架部件31中，在突出部31b與突出部31c之間、在突出部31c與突出部 31d之間、在突出部31d與突出部31e之間、以及在A方向上與突出部31e相鄰的位置上存在配置面31g。但是，絕緣板60和框架30(第一框架部件31)具有不同的線膨脹系數(shù)。具體地， 例如在使用由氧化鋁制成的絕緣板60的情況下，其線膨脹系數(shù)約為7 X 10_6/°C。另一方面， 由鋁制成的框架30 (第一框架部件31)的線膨脹系數(shù)約為23X10_6/°C。在該例的情況下， 框架30 (第一框架部件31)的線膨張率為絕緣板60的線膨脹系數(shù)的3倍以上。因此，以往當(dāng)焊接(例如，釬焊)由氧化鋁制成的絕緣板和由鋁制成的框架(第一框架部件)時(shí)，當(dāng)絕緣板及第一框架部件經(jīng)加熱后被冷卻時(shí)，因?yàn)榻^緣板和第一框架部件的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異，絕緣體和框架可能發(fā)生翹曲(彎曲)。相對(duì)于此，在本實(shí)施例1中，如前所述，向框架30的內(nèi)部突出的多個(gè)(在本實(shí)施例1中為4個(gè))突出部31b、31c、31d、31e與第一框架部件31 —體地成形(參照?qǐng)D2)。這些突出部31b 31e具有U字槽形狀，該U字槽形狀具有向框架30的外側(cè)(在圖5中為上方)開口的U字狀截面，并且沿配置面31g在B方向上呈直線狀延伸。這種形態(tài)的突出部31b 31e通過(guò)U字槽的開口擴(kuò)大和縮小而可在沿第一框架部件31的配置面31g的沿面方向(在圖5、圖11中為左右方向)上彈性變形(參照?qǐng)D11)。因此，在將各個(gè)絕緣板60焊接(在本實(shí)施例1中為釬焊)在第一框架部件31上時(shí)，突出部31b 31e根據(jù)絕緣板60和第一框架部件31的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異而在沿第一框架部件31的配置面31g的沿面方向(在圖11中為左右方向)上彈性變形。 由此，能夠抑制由絕緣板60和第一框架部件31的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異引起的翹曲(彎曲)。另外，在本實(shí)施例1中，突出部31b 31e相當(dāng)于可彈性變形部。但是，對(duì)于在形成外殼的框架的內(nèi)部配置了包括形成冷卻劑的流道的多個(gè)散熱片的散熱片部件的熱交換器，調(diào)查了在散熱片之間流動(dòng)的冷卻劑的速度分布，結(jié)果顯示出越接近散熱片，冷卻劑的速度就越慢的傾向。這是因?yàn)橛捎诶鋮s劑粘性的影響而冷卻劑被散熱片吸引的緣故。由此，在散熱片附近形成與其他區(qū)域相比冷卻劑的流動(dòng)速度慢或者冷卻劑幾乎不流動(dòng)的區(qū)域(以下，也稱為邊界層)。如果形成這種邊界層，收集了熱量的散熱片僅與主要形成在散熱片周緣的邊界層內(nèi)的冷卻劑進(jìn)行熱交換，而幾乎不與流經(jīng)邊界層以外的區(qū)域的冷卻劑進(jìn)行熱交換。其結(jié)果是，存在與流經(jīng)熱交換器內(nèi)部的冷卻劑未有效地進(jìn)行熱交換、從而無(wú)法獲得很好的冷卻效果的問(wèn)題。與此相對(duì)，在本實(shí)施例1的熱交換器10中，如前所述，向框架30的內(nèi)部突出的突出部31b 31e在與冷卻劑的流動(dòng)方向垂直的方向(B方向)上呈直線狀延伸(參照?qǐng)D2)。 因此，如圖7所示，能夠使流經(jīng)流道25的冷卻劑與突出部31b 31e碰撞而被攪拌。由此， 如圖7中箭頭所示，冷卻劑的流動(dòng)發(fā)生湍流，能夠有效地抑制邊界層的形成。由此，能夠有效地利用流經(jīng)熱交換器10內(nèi)部的冷卻劑來(lái)獲得很好的冷卻效果。此外，在本實(shí)施例1的熱交換器10中，突出部31b 31e被延伸設(shè)置至B方向 (與冷卻劑的流動(dòng)方向垂直的方向)上的第二框架部件32的兩側(cè)壁33、34的內(nèi)壁面33b、 34b (參照?qǐng)D2)。由此，能夠使流經(jīng)在B方向上相鄰的散熱片22與散熱片22之間、以及散熱片22與側(cè)壁33、34之間形成的所有流道25的冷卻劑與突出部31b 31e可靠地碰撞而被攪拌。由此，通過(guò)使流經(jīng)所有流道25的冷卻劑可靠地發(fā)生湍流，能夠更有效地抑制邊界層的形成。因此，能夠通過(guò)更有效地利用流經(jīng)熱交換器10內(nèi)部的冷卻劑來(lái)獲得更好的冷卻效果。另外，在本實(shí)施例1的熱交換器10中，突出部31b 31e在A方向(冷卻劑的流動(dòng)方向)上以預(yù)定間隔并排設(shè)置，并且在A方向(冷卻劑的流動(dòng)方向)上相鄰的突出部之間配置有多個(gè)散熱片22。通過(guò)將散熱片22配置到在冷卻劑的流動(dòng)方向(A方向)上相鄰的突出部之間，能夠使流經(jīng)在各散熱片22之間形成的流道25的冷卻劑與突出部恰當(dāng)?shù)嘏鲎捕粩嚢?。由此，通過(guò)抑制邊界層的形成，能夠獲得很好的冷卻效果。這里，對(duì)本實(shí)施例1涉及的半導(dǎo)體裝置1的熱交換器10所產(chǎn)生的冷卻作用進(jìn)行說(shuō)明。半導(dǎo)體元件71 74隨著使用而發(fā)熱。這些熱量經(jīng)過(guò)絕緣板60被傳遞到框架30 (第一框架部件31)，進(jìn)而被傳遞到容納在框架30內(nèi)部的散熱片部件20的各個(gè)散熱片22。如圖1中箭頭所示，冷卻劑(例如，水)經(jīng)過(guò)導(dǎo)入口 30a被連續(xù)導(dǎo)入到框架30的內(nèi)部。被導(dǎo)入到框架30內(nèi)部的冷卻劑如前所述在形成于在B方向上相鄰的散熱片22與散熱片22之間以及散熱片22與側(cè)壁33、34之間的流道25中向A方向流動(dòng)。流經(jīng)流道25的冷卻劑如前所述與突出部31b 31e碰撞而被攪拌，并在發(fā)生湍流的同時(shí)繼續(xù)向A方向流動(dòng)(參照?qǐng)D7)。因此，能夠抑制邊界層的形成。由此，散熱片部件20的各個(gè)散熱片22能夠與流經(jīng)流道25的冷卻劑高效地進(jìn)行熱交換。即，能夠?qū)陌雽?dǎo)體元件71 74向各個(gè)散熱片22傳遞的熱量高效地向流經(jīng)流道25 的冷卻劑排放。熱交換器10中的優(yōu)異的冷卻效果如前面所述。在流經(jīng)流道25的同時(shí)吸收了散熱片22的熱量的冷卻劑經(jīng)過(guò)排出口 30b被排出到框架30的外部。由此，能夠有效地冷卻發(fā)熱的半導(dǎo)體元件71 74。下面，對(duì)本實(shí)施例1涉及的半導(dǎo)體裝置1的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，準(zhǔn)備鋁制的散熱片部件20。散熱片部件20例如可通過(guò)鋁的擠壓成形而一體成形。具體地，首先，通過(guò)鋁的擠壓成形來(lái)成形出長(zhǎng)散熱片部件，該長(zhǎng)散熱片部件包括呈矩形平板狀的基部、以及從基部的一個(gè)表面突出并向基部的長(zhǎng)邊方向(與A方向一致)延伸的多個(gè)(在本實(shí)施例1中為10個(gè))長(zhǎng)散熱片。緊隨其后，在長(zhǎng)散熱片部件尚未硬化之前 (處于具有熱量的柔軟狀態(tài)時(shí))，在基部的長(zhǎng)邊方向(與A方向一致)上以預(yù)定的間隔切除長(zhǎng)散熱片的一部分。之后，通過(guò)將長(zhǎng)散熱片部件切割成預(yù)定的長(zhǎng)度，制成包括呈矩形平板狀的基部21以及從基部21的一個(gè)表面突出的多個(gè)(在本實(shí)施例1中為40個(gè))散熱片22的散熱片部件20(參照?qǐng)D3)。這種制法在日本專利申請(qǐng)?zhí)?008-106809(參照?qǐng)D5)中有詳細(xì)描述。另外，準(zhǔn)備鋁制的第一框架部件31以及鋁制的第二框架部件32。第一框架部件31在成形工序中使用第一壓緊模91、第二壓緊模92以及拉延模 93(參照?qǐng)D8)以如下的方式成形。拉延模93呈矩形平板狀，其長(zhǎng)邊方向(在圖8中與紙面垂直的方向，與B方向一致)的尺寸稍小于突出部31b 31e的B方向上的長(zhǎng)度。另外，在第一壓緊模91上形成有拉延模93能夠插入的通孔91b。另外，在第二壓緊模92上形成有與通孔91b相比寬度尺寸(在圖8中為左右方向的尺寸)更大的通孔92b。首先，準(zhǔn)備矩形平板狀的鋁板31A。接著，如圖8所示，通過(guò)配置在鋁板31A的上表面?zhèn)鹊牡谝粔壕o模91和配置在鋁板31A的下表面?zhèn)鹊牡诙壕o模92夾持并固定鋁板31A。 在該狀態(tài)下，使拉延模93從鋁板31A的上表面?zhèn)戎饾u下降，并使拉延模93插入第一壓緊模 91的通孔91b內(nèi)，從而通過(guò)拉延模93向下方按壓鋁板31A的一部分。鋁板31A的被拉延模 93向下按壓的部分通過(guò)第二壓緊模92的通孔92b內(nèi)被壓出到第二壓緊模92的下方，成為突出部31b。突出部31c 31e也與突出部31b同樣地成形。如此，通過(guò)拉拔加工來(lái)成形突出部31b 31e。由此，制成突出部31b 31e被一體成形的第一框架部件31。另外，第二框架部件32能夠通過(guò)將矩形平板狀的鋁板沖壓加工成U形來(lái)制造。接著，進(jìn)入裝配工序，如圖9所示，將散熱片部件20配置在第一框架部件31的內(nèi)表面31h上。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，將散熱片部件20配置到第一框架部件31的內(nèi)表面31h，以使第一框架部件31的突出部31c 31e進(jìn)入散熱片部件20的在A方向上相鄰的散熱片22之間的間隙內(nèi)。之后，將第二框架部件32配置到第一框架部件31的內(nèi)表面31h上，使其包圍散熱片部件20。此時(shí)，散熱片部件20的基部21的背面21b與第二框架部件32的底面32b 接觸。在第一框架部件31的內(nèi)表面31h及第二框架部件32的底面32b上預(yù)先涂布有釬料 (熔點(diǎn) 600°C )。之后，如上所述，將組合散熱片部件20、第一框架部件31以及第二框架部件32而成的組件(組合體)放入在電爐(沒有圖示)內(nèi)。接著，通過(guò)使電爐內(nèi)的溫度升至600°C來(lái)使釬料熔化。之后，從電爐內(nèi)取出組合體進(jìn)行冷卻，使釬料硬化。由此，可通過(guò)釬焊將散熱片部件20、第一框架部件31以及第二框架部件32接合在一起。如此制成本實(shí)施例1的熱交換器10。接著，進(jìn)入焊接工序，將4個(gè)絕緣板60焊接(在本實(shí)施例1中為釬焊)在熱交換器10的第一框架部件31上。具體地，首先，在熱交換器10的第一框架部件31的配置面 31g上將4個(gè)絕緣板60 (例如，鋁制的陶瓷板)以相等的間隔(隔著突出部31c 31e)在第一框架31的長(zhǎng)邊方向(與A方向一致的方向)上配置成一行(參照?qǐng)D10)。在制成熱交換器Ia后、且在配置絕緣板60之前，在第一框架部件31的配置面31g上涂布釬料(熔點(diǎn) 550°C)。接著，在將它們放置到電爐(沒有圖示)內(nèi)后使電爐內(nèi)的溫度升至550°C，使釬料熔化。此時(shí)，由于接合熱交換器10的釬料的熔點(diǎn)為600°C，因此釬料不會(huì)熔化。因此，能夠可靠地維持熱交換器10的接合狀態(tài)。之后，從電爐內(nèi)取出具有絕緣板60的熱交換器Ia并進(jìn)行冷卻，使釬料硬化。由此，能夠?qū)?個(gè)絕緣板60釬焊在熱交換器10的第一框架部件31 上。但是，絕緣板60與框架30 (第一框架部件31)具有不同的線膨脹系數(shù)。如前所述， 例如，當(dāng)使用由氧化鋁制成的絕緣板60時(shí)，由鋁制成的框架30 (第一框架部件31)的線膨脹系數(shù)是絕緣板60的線膨脹系數(shù)的3倍以上。因此，以往在焊接(例如，釬焊)由氧化鋁制成的絕緣板和由鋁制成的框架(第一框架部件)時(shí)，當(dāng)絕緣板及第一框架部件經(jīng)加熱后被冷卻時(shí)，因?yàn)榻^緣板和第一框架部件的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異，絕緣體及框架可能發(fā)生翹曲(彎曲)。然而，在本實(shí)施例1中，如前所述，向框架30的內(nèi)部突出的多個(gè)(在本實(shí)施例1中為4個(gè))突出部31b、31c、31d、31e與第一框架部件31 —體地成形(參照?qǐng)D2)。這些突出部31b 31e具有U字槽形狀，該U字槽形狀具有向框架30的外側(cè)(在圖5中為上方)開口的U字狀截面，并且沿配置面31g在B方向上呈直線狀延伸。這種形態(tài)的突出部31b 31e通過(guò)U字槽的開口的擴(kuò)大和縮小，可在沿第一框架部件31的配置面31g的沿面方向(在圖5、圖11中為左右方向)上彈性變形(參照?qǐng)D11)。因此，在焊接(在本實(shí)施例1中為釬焊)絕緣板60和第一框架部件31時(shí)，當(dāng)絕緣板60及第一框架部件31經(jīng)加熱后被冷卻時(shí)，突出部31b 31e根據(jù)絕緣板60和第一框架部件31的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異，而在沿第一框架部件31的配置面31g的沿面方向(在圖11中為左右方向)上彈性變形(收縮)。由于，能夠抑制由絕緣板60和第一框架部件31的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異引起的翹曲(彎曲)。之后，通過(guò)將半導(dǎo)體元件71 74焊接到各個(gè)絕緣板60的表面上，制成本實(shí)施例 1的半導(dǎo)體裝置1(參照?qǐng)D1、圖6)。(實(shí)施例2)接著，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例2進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置100 (參照?qǐng)D12)與實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置1 (參照?qǐng)D1) 相比，僅熱交換器不同，其他部分相同。因此，在此主要說(shuō)明與實(shí)施例1不同的方面，對(duì)于相同的部分，省略或簡(jiǎn)化說(shuō)明。如圖13所示，本實(shí)施例2的熱交換器110包括形成外殼的框架130、以及容納在框架130內(nèi)的散熱片部件120、220?？蚣?30和散熱片部件120、220通過(guò)釬焊接合在一起。A方向表示流經(jīng)熱交換器110內(nèi)部的冷卻劑(例如，水)的流動(dòng)方向，B方向表示與A方向垂直的方向?？蚣?30具有呈矩形平板狀的鋁制的第一框架部件131以及具有U形截面的鋁制的第二框架部件132(參照?qǐng)D13)。第一框架部件131和第二框架部件132通過(guò)釬焊接合在一起。其中，第一框架部件131與實(shí)施例1的第一框架部件31同樣，具有4個(gè)突出部(參照?qǐng)D16、圖17)。然而，4個(gè)突出部中的兩個(gè)突出部的形狀不同。具體地，第一框架部件131 具有形狀與實(shí)施例1的突出部31b、31c相同的突出部131b、131c ；以及與實(shí)施例1的突出部31d、31e的差異僅在于突出高度較低的突出部131d、131e。這些突出部131b 131e與實(shí)施例1同樣，通過(guò)拉拔加工而與第一框架部件131 —體地成形。另外，在圖17中，突出部 131b、131c的突出高度設(shè)為L(zhǎng)i，突出部131d、131e的突出高度設(shè)為L(zhǎng)2。另外，第二框架部件132與實(shí)施例1的第二框架部件32相比，差異在于向A方向 (冷卻劑的流動(dòng)方向)延伸的流道125的下游側(cè)的深度(在圖13中為上下方向的尺寸)被加深了。換言之，第二框架部件132的底面132b呈在A方向上向下的臺(tái)階狀。由此，在沿 A方向(冷卻劑的流動(dòng)方向)延伸的流道125的流道深度(在圖13中為上下方向的尺寸) 中，與上游側(cè)相比，下游側(cè)更深。具體地，如圖19所示，在流道125中，下游側(cè)的流道深度H2 比上游側(cè)的流道深度Hl更深。另外，流道125形成于在B方向上相鄰的散熱片22與散熱片22之間、散熱片22 與側(cè)壁133、134之間、在B方向上相鄰的散熱片222與散熱片222之間、以及散熱片222與側(cè)壁133、134之間。另外，散熱片部件120(參照?qǐng)D14)是與將實(shí)施例1的散熱片部件20在A方向上四等分時(shí)的一個(gè)部分相當(dāng)?shù)牟考?。具體地，散熱片部件120由鋁制成，并且如圖14所示，包括呈矩形平板狀的基部121、以及從基部121的一個(gè)表面突出的多個(gè)(在本實(shí)施例1中為 10個(gè))散熱片22。該散熱片部件120被配置在第一框架部件131的突出部131b與突出部 131c之間、以及突出部131c與突出部131d之間(參照?qǐng)D13)。由此，散熱片部件120被配置在流道125的上游側(cè)。在各散熱片22之間形成冷卻劑的流道125，流道125具有預(yù)定的寬度，并向A方向引導(dǎo)冷卻劑。散熱片部件120例如能夠通過(guò)公知的擠壓成形而一體成形。另外，散熱片部件220由鋁制成，并且如圖15所示，包括呈矩形平板狀的基部121、 以及從基部121的一個(gè)表面突出的多個(gè)(在本實(shí)施例1中為10個(gè))散熱片222。該散熱片部件220被配置在第一框架部件131的突出部131d與突出部131e之間、以及在A方向上與突出部131e相鄰的位置上(參照?qǐng)D13)。由此，散熱片部件220被配置在流道125的下游側(cè)。因此，散熱片部件220與散熱片部件120相比，差異僅在于散熱片的突出高度(在圖 15中為與上下方向有關(guān)的尺寸)。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，在散熱片部件220中，使散熱片222的突出高度比散熱片部件120的散熱片22高出從流道125的下游側(cè)的流道深度H2減去上游側(cè)的流道深度Hl的尺寸(H2-H1)。此外，在各散熱片222之間形成冷卻劑的流道125，流道125具有預(yù)定的寬度，并向A方向引導(dǎo)冷卻劑。散熱片部件220例如能夠通過(guò)公知的擠壓成形而一體成形。但是，越提高第一框架部件的突出部的突出高度，就越能夠提高流經(jīng)流道的冷卻劑的流動(dòng)阻力。由此，攪拌流經(jīng)流道的冷卻劑的能力變高，能夠提高抑制邊界層形成的效果。然而，如果突出部的突出高度過(guò)高，流道的壓力損失就會(huì)變得過(guò)大，冷卻劑的流量大幅下降，反而降低冷卻效果。另外，當(dāng)冷卻具有不同發(fā)熱量的多個(gè)半導(dǎo)體元件時(shí)，不需要均勻地冷卻所有發(fā)熱體，只要根據(jù)發(fā)熱量冷卻各個(gè)半導(dǎo)體元件即可。從而，在多個(gè)半導(dǎo)體元件中，發(fā)熱量相對(duì)少的半導(dǎo)體元件的冷卻程度可以比其他半導(dǎo)體元件低。在本實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置100中，半導(dǎo)體元件71 74中的半導(dǎo)體元件73、74 與半導(dǎo)體元件71、72相比具有較少的發(fā)熱量。因此，在本實(shí)施例2的熱交換器110中，如圖 19所示，在突出部131b 131e中，使得相對(duì)于低發(fā)熱部131k在流道125的上游側(cè)(在圖 19中，右側(cè))與其相鄰的突出部131d、131e的突出高度L2比其他突出部131b、131c的突出高度Ll低。在此，低發(fā)熱部131k是第一框架部件131中的發(fā)熱量相對(duì)少的半導(dǎo)體元件 73、74經(jīng)由絕緣板60被配置在其上的部分。如此，通過(guò)降低一部分突出部131d、131e的突出高度，能夠抑制流道125的壓力損失。另一方面，與其他突出部131b、131c相比，在突出高度降低的突出部131d、131e， 冷卻劑的攪拌能力降低，因此在相對(duì)于突出高度降低的突出部131d、131e在流道125的下游側(cè)(在圖19中為左側(cè))與其相鄰的流道部分125d、125e中，邊界層的抑制效果降低。然而，在本實(shí)施例2中，降低了相對(duì)于低發(fā)熱部131k在流道125的上游側(cè)(在圖19中，右側(cè)) 與其相鄰的突出部131d、131e的突出高度。即，將第一框架部件131中的相對(duì)于突出高度降低的突出部131d、131e在流道125的下游側(cè)(在圖19中為左側(cè))與其相鄰的部分設(shè)為低發(fā)熱部131k。從而，邊界層的抑制效果下降從而冷卻能力下降的部位僅限于低發(fā)熱部131k。 如此，通過(guò)僅在低發(fā)熱部131k使冷卻能力降低，能夠根據(jù)各個(gè)冷卻半導(dǎo)體元件71 74的發(fā)熱量適當(dāng)?shù)乩鋮s半導(dǎo)體元件71 74。另外，在本實(shí)施例2的熱交換器110中，如圖19所示，在冷卻劑的流道125中，包含低發(fā)熱部131k而構(gòu)成的流道部分125d、12k與其他流道部分(包含高發(fā)熱部131 j而構(gòu)成的流道部分12^、125c)相比流道深度加深。如此，由于通過(guò)加深流道部分125d、125e的流道深度的加深能夠減少流經(jīng)流道125的冷卻劑的流動(dòng)阻力，因此能夠進(jìn)一步降低流道125 的壓力損失。在圖19中，流道部分12^、125c的流道深度設(shè)為H1，流道部分125d、125e的流道深度設(shè)為H2。另外，高發(fā)熱部131 j是第一框架部件131中的發(fā)熱量相對(duì)多的半導(dǎo)體元件71、72經(jīng)由絕緣板60被配置在其上的部分。但是，流道深度加深的流道部分與其他流道部分相比流速變快，具有冷卻能力減小的傾向。然而，在本實(shí)施例2的熱交換器110中，僅加深了包含低發(fā)熱部131k而構(gòu)成的流道部分125d、125e的流道深度。如此，通過(guò)僅在低發(fā)熱部131k使冷卻能力降低，能夠根據(jù)各個(gè)半導(dǎo)體元件71 74的發(fā)熱量適當(dāng)?shù)乩鋮s半導(dǎo)體元件71 74。在此，對(duì)本實(shí)施例2涉及的半導(dǎo)體裝置100的熱交換器110產(chǎn)生的冷卻作用進(jìn)行說(shuō)明。半導(dǎo)體元件71 74隨著使用而發(fā)熱。這些熱量通過(guò)絕緣板60傳遞到框架130(第一框架部件131)，進(jìn)而傳遞到容納在框架130內(nèi)部的散熱片部件120的散熱片22和散熱片部件220的散熱片222。如圖12中箭頭所示，冷卻劑(例如，水)通過(guò)導(dǎo)入口 130a被連續(xù)導(dǎo)入到框架130 的內(nèi)部。被導(dǎo)入到框架130內(nèi)部的冷卻劑在流道125內(nèi)沿A方向流動(dòng)。流經(jīng)流道125的冷卻劑與突出部131b 131e碰撞而被攪拌，并在產(chǎn)生湍流的同時(shí)向A方向流動(dòng)(參照?qǐng)D19)。由此，能夠抑制邊界層的形成。因此，散熱片部件120的散熱片22以及散熱片部件220的散熱片222能夠與流經(jīng)流道125的冷卻劑高效地進(jìn)行熱交換。即，能夠?qū)陌雽?dǎo)體元件71 74向散熱片22、222 傳遞傳遞的高效地向流經(jīng)流道125的冷卻劑排放。在流經(jīng)流道125的同時(shí)吸收了散熱片22、 222的熱量的冷卻劑經(jīng)過(guò)排出口 130b被排出到框架130的外部。由此，能夠有效地冷卻發(fā)熱的半導(dǎo)體元件71 74。而且，在本實(shí)施例2的熱交換器110中，如前所述，降低了突出部131d、131e的突出高度，并且加深了流道部分125d、125e的流道深度。由此，能夠有效地降低流道125的壓力損失。因此，能夠抑制冷卻劑流量的下降，能夠適當(dāng)?shù)乩鋮s發(fā)熱的半導(dǎo)體元件71 74。下面，對(duì)本實(shí)施例2涉及的半導(dǎo)體裝置100的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，將鋁制的散熱片部件120、220各準(zhǔn)備兩個(gè)。散熱片部件120、220例如能夠通過(guò)鋁的擠壓成形而一體成形。另外，準(zhǔn)備鋁制的第一框架部件131和鋁制的第二框架部件132。第一框架部件 131在成形工序中使用第一壓緊模91、第二壓緊模92以及拉延模93 (參照?qǐng)D8)與實(shí)施例1 同樣地成形。但是，在突出部131d、131e的拉拔加工中，拉延模93的下降量(拉拔量)比突出部131b、131c的拉拔加工中的拉延模93的下降量(拉拔量)小。第二框架部件132 可通過(guò)對(duì)矩形平板狀的鋁板進(jìn)行沖壓加工來(lái)制造。隨后，進(jìn)入裝配工序，如圖13所示，將散熱片部件120、220、第一框架部件131、以及第二框架部件132組合在一起(構(gòu)成組合體)。在第一框架部件131的內(nèi)表面131h和第二框架部件132的底面132b上預(yù)先涂布有釬料(熔點(diǎn)600°C )。隨后，與實(shí)施例1同樣地， 將組合體放置到電爐(沒有圖示)內(nèi)并使釬料熔化，然后冷卻組合體，使釬料硬化。由此， 可通過(guò)釬焊將散熱片部件20、第一框架部件31以及第二框架部件32接合在一起。如此，制成本實(shí)施例2的熱交換器10。隨后，進(jìn)入焊接工序，以與實(shí)施例1相同的步驟，將4個(gè)絕緣板60釬焊到熱交換器 110的第一框架部件131上。具體地，首先，將4個(gè)絕緣板60配置在第一框架部件131的配置面131g上(參照?qǐng)D16、圖17)。此外，在制成熱交換器Ia后、且配置絕緣板60之前， 在第一框架部件131的配置面131g上涂布釬料(熔點(diǎn)550°C)。接著，在將它們放置到電爐(沒有圖示)內(nèi)后使電爐內(nèi)的溫度升至^0°C，使釬料熔化。此時(shí)，由于接合熱交換器10 的釬料的熔點(diǎn)為600°C，因此釬料不會(huì)熔化。因此，能夠可靠地維持熱交換器110的接合狀態(tài)。之后，從電爐內(nèi)取出具有絕緣板60的熱交換器Ia并進(jìn)行冷卻，使釬料硬化。由此，能夠?qū)?個(gè)絕緣板60釬焊在熱交換器110的第一框架部件131上。此外，絕緣板60與框架30 (第一框架部件31)具有不同的線膨脹系數(shù)。如前所述， 例如，當(dāng)使用由氧化鋁制成的絕緣板60時(shí)，由鋁制成的框架130 (第一框架部件131)的線膨脹系數(shù)是絕緣板60的線膨脹系數(shù)的3倍以上。因此，以往在焊接(例如，釬焊)由氧化鋁制成的絕緣板和由鋁制成的框架(第一框架部件)時(shí)，當(dāng)絕緣板及第一框架部件經(jīng)加熱后被冷卻時(shí)，因?yàn)榻^緣板和第一框架部件的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異，絕緣體和框架可能發(fā)生翹曲(彎曲)。然而，在本實(shí)施例2中，如前所述，向框架130的內(nèi)部突出的多個(gè)(在本實(shí)施例1 中為4個(gè))突出部131b、131c、131d、131e與第一框架部件131—體地成形(參照?qǐng)D13、圖17)。這些突出部131b 131e具有U字槽形狀，該U字槽形狀具有向框架130的外側(cè)(在圖17中，上方)開口的U字狀截面，并且沿配置面131g在B方向上呈直線狀延伸。這種形態(tài)的突出部131b 131e通過(guò)U字槽的開口的擴(kuò)大和縮小，可在沿第一框架部件131的配置面131g的沿面方向(在圖11、圖17中為左右方向)上彈性變形(參照?qǐng)D11)。因此，在焊接(在本實(shí)施例2中為釬焊)絕緣板60和第一框架部件131時(shí)，當(dāng)絕緣板60及第一框架部件131經(jīng)加熱后被冷卻時(shí)，突出部131b 131e根據(jù)絕緣板60和第一框架部件131的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異，而在沿第一框架部件131的配置面131g 的沿面方向(在圖11中為左右方向)上彈性變形(收縮)。由此，能夠抑制由絕緣板60和第一框架部件131的收縮率(線膨脹系數(shù))的差異引起的翹曲(彎曲)。之后，通過(guò)將半導(dǎo)體元件71 74焊接在各個(gè)絕緣板60的表面上，制成本實(shí)施例 1的半導(dǎo)體裝置100(參照?qǐng)D12、圖18)。以上，基于實(shí)施例1、2對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，可在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)改變。例如，在實(shí)施例1中，在通過(guò)將散熱片部件20、第一框架部件31、第二框架部件32 釬焊接合來(lái)制成熱交換器10之后，將絕緣板60釬焊在熱交換器10的第一框架部件31上。 然而，也可以將散熱片部件20、第一框架部件31、第二框架部件32、以及絕緣板60同時(shí)釬焊。在此情況下，釬料全部可使用熔點(diǎn)(例如，600°C)相同的釬料。通過(guò)該方法，在制成熱交換器10的同時(shí)，絕緣板60被釬焊在熱交換器10的第一框架部件31上。對(duì)于實(shí)施例2，
也一樣。
符號(hào)說(shuō)明
1，100半導(dǎo)體裝置
10，110熱交換器
20，120，220散熱片部件
22，222散熱片
25，125流道
30，130框架
31，131第一框架部件(第一壁部)
31b，31c，31d，31e，131b, 131c, 131d, 131e 突出部(可彈性變形部)
31f，131f第一框架部件(第一壁部)的外表面
31g，131g配置面
32，132第二框架部件
60絕緣板(插入部件)
71，72，73，74半導(dǎo)體元件(發(fā)熱體)
125d，125e包含低發(fā)熱部而構(gòu)成的流道部分
131k低發(fā)熱部
A冷卻劑的流動(dòng)方向
B與冷卻劑的流動(dòng)方向垂直(交叉)的方向
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，用于冷卻發(fā)熱體，所述熱交換器在形成外殼的框架的內(nèi)部配置有散熱片部件，所述散熱片部件包括形成冷卻劑的流道的多個(gè)散熱片，其中，所述框架具有第一壁部，在所述第一壁部焊接插入部件，所述插入部件插在所述框架與所述發(fā)熱體之間，并具有與所述框架不同的線膨脹系數(shù)，所述框架的所述第一壁部包括可彈性變形部，所述可彈性變形部能夠在沿所述第一壁部的外表面中配置所述插入部件的配置面的沿面方向上彈性變形。
2.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中，所述可彈性變形部是向所述框架的內(nèi)部突出的突出部，所述突出部形成為U字槽形狀，所述U字槽形狀具有向所述框架的外側(cè)開口的U字形截面，并且沿著所述配置面在與所述冷卻劑的流動(dòng)方向交叉的方向上呈直線狀延伸。
3.如權(quán)利要求2所述的熱交換器，其中，所述突出部通過(guò)拉拔加工而與所述第一壁部一體地成形。
4.如權(quán)利要求2或3所述的熱交換器，其中，所述突出部被延伸設(shè)置至與所述冷卻劑的流動(dòng)方向交叉的方向上的所述框架的兩側(cè)壁的內(nèi)壁面。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的熱交換器，其中，所述突出部在與所述冷卻劑的流動(dòng)方向垂直的方向上呈直線狀延伸。
6.如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的熱交換器，其中，所述突出部在所述冷卻劑的流動(dòng)方向上以預(yù)定間隔并排設(shè)置，所述散熱片被配置于在所述冷卻劑的流動(dòng)方向上相鄰的所述突出部之間。
7.如權(quán)利要求6所述的熱交換器，其中，所述熱交換器冷卻在所述冷卻劑的流動(dòng)方向上并排配置的多個(gè)所述發(fā)熱體，當(dāng)將所述第一壁部中的、經(jīng)由所述插入部件配置所述多個(gè)發(fā)熱體中發(fā)熱量相對(duì)少的發(fā)熱體的部分設(shè)為低發(fā)熱部時(shí)，所述突出部中相對(duì)于所述低發(fā)熱部位于所述流道的上流側(cè)并與所述低發(fā)熱部相鄰的突出部的向所述框架的內(nèi)部突出的突出高度低于其他突出部的所述突出高度。
8.如權(quán)利要求7所述的熱交換器，其中，所述冷卻劑的流道中包括所述低發(fā)熱部而構(gòu)成的流道部分的流道深度比其他流道部分的流道深度深。
9.一種半導(dǎo)體裝置，包括權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的熱交換器；半導(dǎo)體元件，所述半導(dǎo)體元件是所述發(fā)熱體；以及所述插入部件，所述插入部件被焊接在所述框架的所述第一壁部，并位于所述半導(dǎo)體元件與所述第一壁部之間。
10.一種熱交換器的制造方法，其中，所述熱交換器用于冷卻發(fā)熱體，并且在形成外殼的框架的內(nèi)部配置有散熱片部件，所述散熱片部件包括形成冷卻劑的流道的多個(gè)散熱片， 所述熱交換器的制造方法包括成形作為所述框架并具有第一壁部的框架的成形工序，所述第一壁部用于焊接插在所述框架與所述發(fā)熱體之間的插入部件；以及通過(guò)將所述散熱片部件配置到在所述成形工序中成形的所述框架的內(nèi)部來(lái)裝配所述熱交換器的裝配工序；其中，所述成形工序通過(guò)拉拔加工將突出部與所述第一壁部一體地成形，所述突出部向所述框架的內(nèi)部突出，并形成為U字槽形狀，所述U字槽形狀具有向所述框架的外側(cè)開口的U字形截面，并且沿著所述第一壁部的外表面中配置所述插入部件的配置面呈直線狀延伸。
11. 一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中， 所述半導(dǎo)體裝置包括熱交換器，所述熱交換器通過(guò)權(quán)利要求10所述的熱交換器的制造方法制造； 半導(dǎo)體元件，所述半導(dǎo)體元件是所述發(fā)熱體；以及插入部件，所述插入部件插在所述框架的所述第一壁部與所述半導(dǎo)體元件之間，并具有與所述框架不同的線膨脹系數(shù)；其中，所述半導(dǎo)體裝置的制造方法包括將所述插入部件配置在所述框架的所述第一壁部的所述配置面上并將所述插入部件焊接到所述第一壁部的焊接工序。
全文摘要
提供一種能夠抑制在焊接具有不同線膨脹系數(shù)的插入部件和框架的壁部時(shí)插入部件和框架的翹曲(彎曲)的熱交換器及其制造方法、以及抑制了插入部件和框架的翹曲(彎曲)的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。在熱交換器(10)中，在形成外殼的框架(30)的內(nèi)部配置有包括形成冷卻劑的流道(25)的多個(gè)散熱片(22)的散熱片部件(20)?？蚣?30)具有第一框架部件(31)(第一壁部)，設(shè)置在框架(30)與發(fā)熱休(半導(dǎo)體元件71～74)之間的絕緣板(60)(插入部件)被焊接在第一框架部件(31)上。絕緣板(60)(插入部件)具有與框架(30)不同的線膨脹系數(shù)。第一框架部件(31)包括能夠在沿其外表面(31f)中配置絕緣板(60)(插入部件)的配置面(31g)的沿面方向上彈性變形的突出部(31b～31e)(可彈性變形部)。
文檔編號(hào)H01L23/473GK102422413SQ20098015930
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者垣內(nèi)榮作, 森野正裕, 竹綱靖治, 高野悠也 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社