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CN101218671A - 散热装置及功率模块 - Google Patents

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CN101218671A
CN101218671A CNA2006800248157A CN200680024815A CN101218671A CN 101218671 A CN101218671 A CN 101218671A CN A2006800248157 A CNA2006800248157 A CN A2006800248157A CN 200680024815 A CN200680024815 A CN 200680024815A CN 101218671 A CN101218671 A CN 101218671A
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Abstract

散热装置(1)，具有一个面被作为发热体搭载面的绝缘基板(3)和固定在绝缘基板(3)的另一个面上的散热器(5)。绝缘基板(3)在与发热体搭载面相反的面上设有金属层(7)。使由高导热性材料构成、且具备板状主体(10)及在板状主体(10)的至少一个面上隔开间隔地形成的多个突起(11)的应力缓和部件(4)，介于在绝缘基板(3)的金属层(7)和散热器(5)之间。应力缓和部件(4)的突起(11)的前端面被硬钎焊在金属层(7)上。板状主体(10)上的没有形成突起(11)的面被硬钎焊在散热器(5)上。采用该散热装置(1)，可以降低材料成本，而且散热性能优异。

Description

散热装置及功率模块
技术领域
本发明涉及散热装置，更详细地说，涉及具有一个面被作为发热体搭载面的绝缘基板和固定在绝缘基板的另一个面上的散热器，将从搭载在绝缘基板上的半导体元件等发热体发出的热量从散热器散发的散热装置。
在本说明书及权利要求的范围中，「铝」一词除了表达为「纯铝」的情况以外，是指除纯铝外还包括铝合金的意思。
背景技术
例如，在使用了IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等半导体元件的功率模块中，必须对从半导体元件发出的热量进行高效散热，将半导体元件的温度保持在规定温度以下。因此，以往，采用具有由氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)等陶瓷构成、且一个面被作为发热体搭载面的绝缘基板，和由铝或铜(包含铜合金，下同)等高导热性金属形成且被软钎焊在绝缘基板的另一个面上的散热器的散热装置，通过将半导体元件软钎焊在散热装置的绝缘基板的发热体搭载面上，从而构成功率模块。
但是，例如在使用于混合动力车等的功率模块中，要求长期地维持散热装置的散热性能，但若用上述以往的散热装置，根据使用条件，有时会由于绝缘基板和散热器的线热膨胀系数不同而产生热应力，绝缘基板发生开裂，或者接合绝缘基板和散热器的软钎焊层发生开裂，或者产生散热器向绝缘基板的接合面的翘曲，无论在任何一种的情况下都会使散热性能下降。
因此，作为解决这样的问题的散热装置，提出了)一种如下所述的散热装置，其具有一个面被作为发热体搭载面的绝缘基板、被软钎焊在绝缘基板的另一个面上的散热体、和用螺栓固定在散热体上的散热器，散热体包括由铝、铜等高导热性材料制成的1对板状散热主体，和介于两个散热主体之间的因瓦合金等的低热膨胀材料(参照专利文献1)。
但是专利文献1记载的散热装置，由于必须采用由高导热性材料和低热膨胀材料构成的散热体，所以存在材料成本上升的问题。另外，由于散热体和热阱散热器只是用螺栓固定，两者间的导热性不充分，无法得到充分的散热性能。
专利文献1：特开2004-153075号公报
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种材料成本低廉而且散热性能优异的散热装置。
为了达到上述目的，本发明由以下形态组成。
1)一种散热装置，该散热装置具有一个面被作为发热体搭载面的绝缘基板和固定在绝缘基板的另一个面上的散热器，其中，
使由高导热性材料构成、且具备板状主体及在板状主体的至少一个面上隔开间隔地形成的多个突起的应力缓和部件，介于绝缘基板和散热器之间，应力缓和部件与绝缘基板及散热器金属接合。
2)上述1)记载的散热装置，其中，仅在应力缓和部件的板状主体的一个面上形成多个突起，应力缓和部件的板状主体中的没有形成突起的面以及突起的前端面中的任意一方与绝缘基板金属接合，并且另一方与散热器金属接合。
3)上述2)记载的散热装置，其中，在应力缓和部件的板状主体中的形成有突起的面上，层叠有由高导热性材料构成、且具有使突起通过的通孔的导热板，导热板与绝缘基板和散热器之中被金属接合着突起的前端面的一方相金属接合。
4)上述1)记载的散热装置，其中，在绝缘基板和散热器之间，配置仅在板状主体的一个面上形成有多个突起的两个应力缓和部件，一方的应力缓和部件的板状主体中的没有形成突起的面与绝缘基板金属接合，并且另一方的应力缓和部件的板状主体中的没有形成突起的面与散热器金属接合，一方的应力缓和部件的突起位于另一方的应力缓和部件的突起之间的间隙中，并且两个应力缓和部件的突起的前端面分别与对方的应力缓和部件的板状主体金属接合。
5)上述1)记载的散热装置，其中，突起由与板状主体一体形成的实心柱状体构成。
6)上述1)记载的散热装置，其中，突起由与板状主体上形成的通孔的周围一体形成的中空筒状体构成。
7)上述1)记载的散热装置，其中，突起的横截面外形呈圆形，突起的突出高度大于突起的横截面外径。
8)上述7)记载的散热装置，其中，突起的横截面外径大于等于0.8mm，小于1.5mm，突出高度大于0.8mm，小于等于1.5mm。
9)上述1)记载的散热装置，其中，突起的横截面外形呈圆形，突起的突出高度小于突起的横截面外径。
10)上述9)记载的散热装置，其中，突起的横截面外径为1.5～3mm，突出高度为0.5～0.8mm。
11)上述1)记载的散热装置，其中，在应力缓和部件的突起间的间隙中填充有高导热性油脂或导热性树脂填充。
12)上述1)记载的散热装置，其中，绝缘基板在与发热体搭载面相反一侧的面上具有金属层，应力缓和部件与该金属层金属接合。
13)上述1)记载的散热装置，其中，高导热性材料包含铝。
14)上述1)记载的散热装置，其中，金属接合是由硬钎焊实现的。
15)一种功率模决，其中，具有上述1)～14)中任何一项记载的散热装置和搭载在散热装置的绝缘基板的发热体搭载面上的半导体元件。
发明的效果
根据上述1)的散热装置，在绝缘基板和散热器之间，介设有由高导热性材料制成、且具备板状主体和在板状主体的至少一个面上隔开间隔地形成的多个突起的应力缓和部件，应力缓和部件被金属接合到绝缘基板及散热器上，所以绝缘基板和散热器之间导热性优异，提高了从搭载在绝缘基板的发热体搭载面上的半导体元件发出的热量的散热性能。而且，即使在由于绝缘基板和散热器的线热膨胀系数不同，在散热装置内产生了热应力的情况下，由于应力缓和部件的突起变形，由此热应力得以缓和，从而能够防止在绝缘基板上发生开裂，或在绝缘基板和应力缓和部件的接合部发生开裂，或散热器的绝缘基板侧的面产生翘曲的问题。因此，散热性能得以长期维持。此外，由于应力缓和部件，由板状主体及在板状主体的至少一个面上隔开间隔地形成的多个突起构成，故应力缓和部件的成本比较低廉，结果散热装置的材料成本也低廉。
根据上述2)的散热装置，仅在应力缓和部件的板状主体的一个面上形成有多个突起，应力缓和部件的板状主体中的没有形成突起的面及突起的前端面中的任何一方被金属接合到绝缘基板上，同时另一方被金属接合到散热器上，所以绝缘基板和散热器间的导热性变得优异，提高了从搭载在绝缘基板的发热体搭载面上的半导体元件发出的热的散热性能。而且，即使在由于绝缘基板和散热器的热线膨胀系数不同而在散热装置中产生热应力的情况下，应力缓和部件的突起发生变形，使热应力得以缓和，故可以防止在绝缘基板上发生开裂，或在绝缘基板和应力缓和部件的接合部分发生开裂，或散热器的绝缘基板侧的面翘曲的问题。因此，散热性能得以长期维持。此外，应力缓和部件由板状主体及仅在板状主体的一个面上形成的多个突起构成，所以应力缓和部件的成本比较低廉，结果散热装置的材料成本下降。
根据上述3)的散热装置，由于导热板的作用，绝缘基板和散热器间的传热面积增大，所以绝缘基板和散热器间的导热性变得更加优异，提高从搭载在绝缘基板的发热体搭载面上的半导体元件发出的热的散热性能。而且，即使由于绝缘基板和散热器的热线膨胀系数不同而在散热装置内产生了热应力的情况下，由于通孔的作用，导热板变形，由此也使热应力得以缓和。
根据上述4)的散热装置，由于2个应力缓和部件的作用，绝缘基板和散热器间的传热面积增大，所以绝缘基板和散热器间的导热性变得更加优异，提高了从搭载在绝缘基板发热体搭载面上的半导体元件发出的热的散热性能。而且，即使在由于绝缘基板和散热器的线热膨胀系数不同而在散热装置内产生了热应力的情况下，两个应力缓和部件的突起变形，由此使热应力得以缓和，故可以防止绝缘基板发生开裂，或绝缘基板和应力缓和部件的接合部分发生开裂，或散热器的绝缘基板侧的面翘曲的问题。
根据上述7)及8)的散热装置，在散热装置中产生热应力的情况下的突起的变形度变大，即使在散热装置中产生的热应力比较大的情况下，也可以缓和热应力。
在上述9)及10)的散热装置的情况下，在散热装置内产生热应力时突起的变形程度变小，但是在散热装置内产生的热应力比较小的情况下，也可以充分缓和热应力。
根据上述11)的散热装置，由于在应力缓和部件的突起间的间隙内填充的高导热性油脂或导热性树脂的作用，绝缘基板和散热器间的导热性变得更加优异，可以提高从搭载在绝缘基板的发热体搭载面上的半导体元件发出的热的散热性能。
根据上述14)的散热装置，由于应力缓和部件被硬钎焊在绝缘基板及散热器上，所以可以同时接合应力缓和部件和绝缘基板、以及应力缓和部件和散热器，制造时的可操作性得以提高。在专利文献1记载的散热装置中，在将绝缘基板和放热体软钎焊之后必须用螺栓固定放热体和散热器，制造时的可操作性恶化。
附图说明
图1表示本发明的散热装置的实施例1，是显示采用了散热装置的功率模块的一部分的垂直剖面图；
图2是表示用于图1的散热装置的应力缓和部件的立体图；
图3是表示本发明的散热装置的实施例2的与图1相当的图；
图4是表示用于图3的散热装置的应力缓和部件及导热板的立体图；
图5是表示本发明的散热装置的实施例3的与图1相当的图；
图6是表示用于图5的散热装置的应力缓和部件的立体图；
图7是表示用于实施例1～3的散热装置的应力缓和部件的变形例的局部剖视立体图；
图8是表示用于实施例2的散热装置的应力缓和部件及导热板的变形例的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施例。另外，在以下的说明中，将图1、图3及图5的上下、左右称为上下、左右。此外，在所有附图中，对同一部分及同一物均标以同一符号，重复的说明从略。
实施例1
该实施例表示在图1及图2中。
图1表示采用实施例1的散热装置的功率模块的一部分，图2表示实施例1的散热装置的应力缓和部件。
在图1中，功率模块具有散热装置(1)和搭载于散热装置(1)的例如IGBT等的半导体元件(2)。
散热装置(1)具有上表面被作为发热体搭载面的绝缘基板(3)、与绝缘基板(3)的下表面接合的应力缓和部件(4)和与应力缓和部件(4)下表面接合的散热器(5)。
绝缘基板(3)只要满足必要的绝缘特性、导热率及机械强度，可由任何绝缘材料形成，例如在由陶瓷形成的情况下，可以采用氧化铝和氮化铝。在绝缘基板(3)上表面的发热体搭载面上形成电路层(6)，半导体元件(2)被接合在电路层(6)上。该接合例如通过软钎焊进行。软钎焊层的图示省略。电路层(6)用导电性优异的铝、铜等的金属形成，但是最好用导电率高、变形能高而且与半导体元件的软钎焊性优异的纯度高的纯铝形成。此外，在绝缘基板(3)的下表面形成金属层(7)，应力缓和部件(4)被硬钎焊在金属层(7)上。硬钎料层的图示省略。金属层(7)，可用导热性优异的铝、铜等金属形成，但是最好用导热率高、变形能高而且与熔融硬钎料润湿性优异的纯度高的纯铝形成。然后，由绝缘基板(3)、电路层(6)及金属层(7)构成功率模块用的基板(8)。
如图2所示，应力缓和部件(4)由高导热性材料形成，这里由铝例如通过冷锻而形成，包括板状主体(10)和在板状主体(10)的上表面交错配置并隔开间隔地形成的多个实心圆柱形突起(11)。然后，突起(11)的前端面被硬钎焊在金属层(7)上，板状主体(10)的下表面被硬钎焊到散热器(5)上。应力缓和部件(4)最好由导热率高、由于硬钎焊时的加热导致强度下降而变形能增高、且与熔融硬钎料润湿性优异的纯度99％以上，最好纯度99.5％以上的纯铝形成。
板状主体(10)壁厚最好是0.5～3mm。这是因为，若板状主体(10)的壁厚过薄，则由于绝缘基板(3)和散热器(5)的热膨胀系数不同，在散热装置(1)中产生了热应力的情况下应力缓和部件(4)的变形变得不充分，有由应力缓和部件(4)所带来的应力缓和性能不充分之虞，若该壁厚过厚，则恐怕导热性下降，使散热性能下降。
在散热装置(1)中产生的热应力比较大的情况下，优选突起(11)的突出高度大于横截面外径，更优选突起(11)的突出高度大于0.8mm小于等于1.5mm，横截面外径大于等于0.8mm小于1.5mm。这是因为，若突起(11)的突出高度过低，而且突起(11)的横截面外径过大，则在由于绝缘基板(3)和散热器(5)的热膨胀系数不同而在散热装置(1)中产生了热应力的情况下，应力缓和部件(4)的变形变得不足，有由应力缓和部件(4)所带来的应力缓和性能变得不足之虞，若突起(11)的突出高度过高，而且突起(11)的横截面外径过小，则恐怕导热性下降，使散热性能降低。
此外，在散热装置(1)中产生的热应力较小的情况下，优选突起(11)突出高度小于横截面外径，更优选突起(11)的突出高度为0.5～0.8mm，横截面外径为1.5～3mm。这是因为，若突起(11)的突出高度过低，而且突起(11)的横截面外径过大，则由于绝缘基板(3)和散热器(5)的热膨胀系数不同而在散热装置(1)中产生了热应力的情况下，应力缓和部件(4)的变形变得不足，有由应力缓和部件(4)所带来的应力缓和性能变得不足之虞，若突起(11)的突出高度过高且突起(11)的横截面外径过小，则恐怕导热性下降，使散热性能降低。
散热器(5)最好为并排设置有多个冷却流体通路(12)的扁平中空状，并由导热性优异而且重量轻的铝形成。作为冷却流体，可以使用液体及气体中任意一种。
应力缓和部件(4)与功率模块用的基板(8)的金属层(7)及散热器(5)的硬钎焊，例如用以下方式进行。即，应力缓和部件(4)由上述纯铝的裸材形成。接着，将功率模块用的基板(8)、应力缓和部件(4)及散热器(5)配置成层叠状。此时，在应力缓和部件(4)与功率模块用的基板(8)的金属层(7)及散热器(5)之间，分别预先介设由Al-Si系合金、Al-Si-Mg系合金等构成的片状铝钎料。片状铝钎料的厚度最好是10～200μm左右。若其厚度过薄，则有钎料供应不足，出现钎焊不良之虞，若其厚度过厚，则恐怕钎料过多，导致产生孔隙、导热性下降。
接着，将功率模块用的基板(8)、应力缓和部件(4)及散热器(5)用适当的夹具固定，在接合面上施加适当的荷重，同时在真空气氛中或惰性气体气氛中加热到570～600℃。这样，应力缓和部件(4)与功率模块用的基板(8)的金属层(7)及散热器(5)便被同时硬钎焊。
上述功率模块，通过应用于例如以电动机作为驱动源的一部分的混合动力车等车辆，由此根据车辆的运转状况，控制提供给电动机的电力。于是，从半导体元件(2)发出的热量，经过功率模块用的基板(8)及应力缓和部件(4)传递到散热器(5)，由在冷却流体通路(12)内流过的冷却流体散热。
在从半导体元件(2)产生的热量向散热器(5)传递时，绝缘基板(3)及散热器(5)变为高温，发生热膨胀。另一方面，若半导体元件(2)停止发热，则绝缘基板(3)及散热器(5)的温度下降至常温，发生热收缩。于是，由于绝缘基板(3)和散热器(5)的线热膨胀系数不同，在上述的热膨胀及热收缩时，在散热装置中，在图1的左右方向及图1纸面的里外方向上产生热应力。但是，由于应力缓和部件(4)的突起(11)，以其横截面外径膨胀、收缩的方式变形，由此热应力得以缓和，防止绝缘基板(3)上发生开裂，或绝缘基板(3)和应力缓和部件(4)的接合部分发生开裂，或散热器(5)的上表面产生翘曲。因此，散热性能得以长期维持。
在上述实施例1中，应力缓和部件(4)的突起(11)呈实心的圆柱形，但不限于此，只要是实心柱状，其横截面的外形可以适当改变，例如，也可以呈角柱形。此外，在功率模块用的基板(8)的金属层(7)与应力缓和部件(4)的板状主体(10)之间，最好在突起(11)间的空隙中填充高导热性的油脂或热传导树脂。作为高导热性的油脂，例如，可以采用硅系油脂、银浆、导电浆体等，作为导热性树脂，例如，可以采用环氧树脂。在这种情况下，从功率模块用的基板(8)向散热器(5)的导热性提高，使散热性能变得优异。
实施例2
该实施例如图3及图4所示。
图3表示采用实施例2的散热装置的功率模块的一部分，图4表示实施例2的散热装置的应力缓和部件。
在图3及图4中，在散热装置(15)中，在功率模块用的基板(8)和散热器(5)之间，配置有结构与实施例1相同的应力缓和部件(4)，和由高导热性材料、这里是铝构成且具有使应力缓和部件(4)的突起(11)穿过的多个通孔(17)的导热板(16)。另外，在实施例2中，应力缓和部件(4)的突起(11)不是形成为交错配置，而是形成得纵横并列。导热板(16)以使突起(11)穿过通孔(17)的状态，被配置在应力缓和部件(4)中板状主体(10)的上表面上，并被硬钎焊到功率模块用的基板(8)的金属层(7)上。在突起(11)的外周面和通孔(17)的内周面之间存在间隙。此外，在应力缓和部件(4)的板状主体(10)的上表面和导热板(16)的下表面之间(参照图3)也存在间隙。为了在应力缓和部件(4)的板状主体(10)的上表面和导热板(16)的下表面之间形成间隙，将金属层(7)与应力缓和部件(4)及导热板(16)的硬钎焊、以及应力缓和部件(4)与散热器(5)的硬钎焊，以与图3所示的情况上下反向的方式进行即可。另外，在应力缓和部件(4)的板状主体(10)的上表面和导热板(16)的下表面之间的间隙也并非必不可少，导热板(16)和应力缓和部件(4)的板状主体(10)也可以被硬钎焊。
导热板(16)，最好由导热率高、由于硬钎焊时的加热导致强度下降而变形能变高且与熔融硬钎料润湿性优异的纯度99％以上，最好纯度99.5％以上的纯铝形成。
导热板(16)和金属层(7)的硬钎焊，采用实施例1中将突起(11)的前端面硬钎焊到金属层上的片状铝钎料进行。此外，在硬钎焊导热板(16)和板状主体(10)的情况下，该硬钎焊通过将由Al-Si系合金、Al-Si-Mg系合金等构成的，且具有供突起(11)贯穿的多个通孔的片状铝钎料介于导热板(16)和板状主体(10)之间来进行。
在实施例2的散热装置(15)的情况下，在突起(11)的外周面和通孔(17)的内周面之间的间隙，及应力缓和部件(4)的板状主体(10)的上表面和导热板(16)的下表面之间的间隙中，最好填充与实施例1的情况相同的高导热性油脂或导热性树脂。
另外，在实施例2的散热装置(15)的情况下，也可以预先利用由芯材和覆盖芯材两面的铝钎料制皮材构成的铝钎焊片形成导热板(16)，利用钎焊片的皮材进行导热板(16)和金属层(7)的硬钎焊，所述芯材是由纯度99％以上、最好纯度在99.5％以上的纯铝构成的。作为上述铝钎焊片的皮材，可以采用例如Al-Si系合金、Al-Si-Mg系合金等。此外，皮材的厚度宜为10-200μm左右。若该厚度过薄，则有钎料供应不足，钎焊不良之虞，若该厚度过厚，则恐怕钎料过多，导致产生孔隙、导热性下降。
实施例3
本实施例如图5及图6所示。
图5表示采用实施例3的散热装置的功率模块的一部分，图6表示实施例3的散热装置的应力缓和部件。
在图5及图6中，在散热装置(20)中的功率模块用的基板(8)和散热器之间配置2个结构与实施例1相同的应力缓和部件(4)。上侧的应力缓和部件(4)配置成突起(11)向下，下侧的应力缓和部件(4)配置成突起(11)向上。另外，在实施例3中，两个应力缓和部件(4)的突起(11)没有被形成为交错配置，而形成为纵横并列。然后，上侧应力缓和部件(4)的板状主体(10)的上表面被硬钎焊在功率模块用的基板(8)的金属层(7)上，同时下侧应力缓和部件(4)的板状主体(10)的下表面被硬钎焊在散热器(5)上。它们的硬钎焊采用片状铝钎料进行。此外，两个应力缓和部件(4)的突起(11)形成得彼此互不干涉，上侧应力缓和部件(4)的突起(11)的前端面被硬钎焊在下侧应力缓和部件(4)的板状主体(10)的上表面，下侧应力缓和部件(4)的突起(11)的前端面被硬钎焊在上侧应力缓和部件(4)的板状主体(10)的下表面。它们的硬钎焊通过将由Al-Si系合金、Al-Si-Mg系合金等构成且具有供突起(11)穿过的多个通孔的片状铝钎料介于两个应力缓和部件(4)的板状主体(10)与突起(11)的前端面之间进行。
在实施例3的散热装置(20)的情况下，最好在上下两应力缓和部件(4)之间，在突起(11)间的间隙中，填充与实施例1的情况相同的高导热性油脂或导热性树脂。
在上述实施例1～3中，在功率模块用的基板(8)的绝缘基板(3)的下表面形成金属层(7)，但不限于此，不一定必须有金属层。然后，在实施例1及3的散热装置(1)、(15)的情况下，应力缓和部件(4)直接硬钎焊在绝缘基板(3)上，在实施例2的散热装置(20)的情况下，应力缓和部件(4)及导热板(16)直接硬钎焊在绝缘基板上。
图7表示可以用于实施例1～3的散热装置(1)、(15)、(20)的应力缓和部件的变形例。
图7中所示的应力缓和部件(25)，由高导热性材料、这里是铝，例如通过冲压加工而形成，包括隔开间隔而交错配置地形成有多个通孔(27)的板状主体(26)、和在板状主体(26)的通孔(27)周围竖立状地一体形成的中空圆筒状突起(28)。
板状主体(26)的壁厚最好为0.5～3mm。这是因为，若板状主体(26)的壁厚过薄，则由于绝缘基板(3)和散热器(5)的热膨胀系数不同，在散热装置(1)、(15)、(20)内产生了热应力的情况下，应力缓和部件(25)的变形变得不充分，有应力缓和部件(25)带来的应力缓和性能变得不足之虞，若该壁厚过厚，则恐怕导热性下降，使散热性能降低。
在散热装置(1)、(15)、(20)中产生的热应力比较大的情况下，优选突起(28)的突出高度大于横截面外径，更优选突起(28)的突出高度大于0.8mm小于等于1.5mm，横截面外径大于等于0.8mm小于1.5mm。这是因为，若突起(28)的突出高度过低，而且突起(28)的横截面外径过大，则由于绝缘基板(3)和散热器(5)的热膨胀系数不同而在散热装置(1)、(15)、(20)中产生了热应力时，应力缓和部件(25)的变形变得不足，有由应力缓和部件(25)带来的应力缓和性能变得不足之虞，若突起(8)突出高度过高，而且突起(28)的横截面外径过小，则恐怕导热性下降，使散热性能降低。
此外，在散热装置(1)、(15)、(20)内产生的热应力比较小的情况下，优选突起(28)的突出高度小于横截面外径，更优选突起(28)的突出高度为0.5～0.8mm，横截面外径为1.5～3mm。这是因为，若突起(28)的突出高度过低，而且突起(28)的横截面外径过大，则由于绝缘基板(3)和散热器(5)的热膨胀系数不同而在散热装置(1)、(15)、(20)内产生热应力时，应力缓和部件(25)的变形变得不足，有由应力缓和部件(25)带来的应力缓和性能变得不足之虞，若突起(28)的突出高度过高，而且突起(28)的横截面外径过小，则恐怕导热性下降，使散热性能降低。
应力缓和部件(25)宜由纯度99％以上，最好由纯度在99.5％以上的纯铝形成。
在采用该应力缓和部件的情况下，除了如在实施例1～3所述，填充有高导热性油脂或导热性树脂以外，在突起(28)内最好也填充高导热性油脂或导热性树脂。
另外，也可以预先利用由芯材和覆盖芯材双面的铝钎料制皮材构成的铝钎焊片形成图7所示的应力缓和部件(25)，利用铝钎焊片的皮材进行应力缓和部件(25)的硬钎焊，另外所述芯材是由纯度99％以上、最好纯度99.5％以上的纯铝构成的。另外，作为皮材，可以采用Al-Si系合金、Al-Si-Mg系合金等。此外，皮材的厚度最好是10～200μm左右。若其厚度过薄，则有钎料变得供应不足，钎焊不良之虞，若其厚度过厚，则钎料过多，恐怕产生孔隙，招致导热性下降。
图8表示可以用于实施例2的散热装置(15)的应力缓和部件及导热板的变形例。
在图8中，在应力缓和部件(30)的板状主体(10)上表面形成的突起(31)呈实心角柱状，在导热板(32)中形成突起(31)通过的多个角形通孔(33)。

Claims (15)

1.一种散热装置，具有一个面被作为发热体搭载面的绝缘基板和固定在绝缘基板的另一个面上的散热器，其中，
使由高导热性材料构成、且具备板状主体及在板状主体的至少一个面上隔开间隔地形成的多个突起的应力缓和部件，介于绝缘基板和散热器之间，应力缓和部件与绝缘基板及散热器金属接合。
2.如权利要求1所述的散热装置，其中，仅在应力缓和部件的板状主体的一个面上形成多个突起，应力缓和部件的板状主体中的没有形成突起的面及突起的前端面中的任意一方与绝缘基板金属接合，并且另一方与散热器金属接合。
3.如权利要求2所述的散热装置，其中，在应力缓和部件的板状主体中的形成有突起的面上，层叠有由高导热性材料构成、且具有使突起通过的通孔的导热板，导热板与绝缘基板和散热器之中被金属接合着突起的前端面的一侧相金属接合。
4.如权利要求1所述的散热装置，其中，在绝缘基板和散热器之间，配置仅在板状主体的一个面上形成有多个突起的两个应力缓和部件，一方的应力缓和部件的板状主体中的没有形成突起的面与绝缘基板金属接合，并且另一方的应力缓和部件的板状主体中的没有形成突起的面与散热器金属接合，一方的应力缓和部件的突起位于另一方的应力缓和部件的突起之间的间隙中，并且两个应力缓和部件的突起的前端面分别与对方的应力缓和部件的板状主体金属接合。
5.如权利要求1所述的散热装置，其中，突起由与板状主体一体形成的实心柱状体构成。
6.如权利要求1所述的散热装置，其中，突起由与板状主体上形成的通孔的周围一体形成的中空筒状体构成。
7.如权利要求1所述的散热装置，其中，突起的横截面外形呈圆形，突起的突出高度大于突起的横截面外径。
8.如权利要求7所述的散热装置，其中，突起的横截面外径大于等于0.8mm，小于1.5mm，突出高度大于0.8mm，小于等于1.5mm。
9.如权利要求1所述的散热装置，其中，突起的横截面外形呈圆形，突起的突出高度小于突起的横截面外径。
10.如权利要求9所述的散热装置，其中，突起的横截面外径为1.5～3mm，突出高度为0.5～0.8mm。
11.如权利要求1所述的散热装置，其中，在应力缓和部件的突起间的间隙中填充有高导热性油脂或导热性树脂。
12.如权利要求1所述的散热装置，其中，绝缘基板在与发热体搭载面相反一侧的面上具有金属层，应力缓和部件与该金属层金属接合。
13.如权利要求1所述的散热装置，其中，高导热性材料包含铝。
14.如权利要求1所述的散热装置，其中，金属接合是由硬钎焊实现的。
15.一种功率模块，其中，具有权利要求1～14中任何一项所述的散热装置和搭载在散热装置的绝缘基板的发热体搭载面上的半导体元件。
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