JP6272472B2 - 流路部材およびこれを用いた熱交換器ならびに半導体モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、流路部材およびこれを用いた熱交換器ならびに半導体モジュールに関する。
各種装置における冷却または加熱システム等には、基体の内部に流体を流す流路が設けられた流路部材が用いられている。そして、流路部材の流路に低温または高温の流体を流すことで、基体を介して基体外部の被処理体と基体内部に流す流体とで熱交換が行なわれ、被処理体を冷却または加熱することができる。例えば、被処理体が各種装置の稼働において生じた高温ガスである場合には、流路に低温の液体を流し、基体の外表面に被処理体である高温ガスを接触させることにより熱交換が行なわれ、被処理体である高温ガスが冷却される。
そして、上述した高温ガスや低温の液体として腐食性の高い流体が使用される場合があるとともに、流路部材自体が長期間の使用に耐えうることが求められることから、基体の材質が耐食性や機械的特性に優れたセラミックスからなる流路部材が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２０１０−１７３８７３号公報
今般の流路部材においては、さらに熱交換効率の向上が求められている。
よって、本発明は、熱交換効率に優れた流路部材およびこれを用いた熱交換器ならびに半導体モジュールを提供することを目的とする。
本発明の流路部材は、内部に流路を備える炭化珪素質焼結体の基体と、該基体の外表面に備えられた複数の突起とを有し、該突起の半数以上が単独の炭化珪素粒子からなることを特徴とする。
また、内部に流路を備えるセラミックスの基体と、該基体の外表面に備えられた複数の突起とを有し、該突起を備える前記基体の外表面を突起面としたとき、前記突起が前記突起面のうち前記流路と対応する領域外の領域のみに存在することを特徴とする。
また、本発明の熱交換器は、上記の流路部材の複数個と、それぞれの前記流路部材における前記流路の流入口と連通するように前記流路部材間に配置された流体導入部材と、それぞれの前記流路部材における前記流路の流出口と連通するように前記流路部材間に配置された流体導出部材と、を備えていることを特徴とする。
また、本発明の半導体モジュールは、上記の流路部材と、該流路部材の前記突起を備える突起面に設けられた金属層と、該金属層上に搭載された半導体素子とを備えることを特徴とする。
また、内部に流路を備えるセラミックスの基体および該基体の外表面に備えられた複数の突起を有する流路部材と、該流路部材の前記突起を備える突起面に設けられた金属層と、該金属層上に搭載された半導体素子とを備えることを特徴とする。
本発明の流路部材は、熱交換効率に優れる。
また、本発明の熱交換器は、効率よく被処理体との熱交換を行なうことができる。
また、本発明の半導体モジュールは、動作時に半導体素子が高温になり過ぎることがないため、長期間に亘って素子性能を発揮することができる。
本実施形態の流路部材の一例を示す、図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ’線での断面図である。 本実施形態の流路部材の他の例を示す、図２（ａ）は斜視図であり、図２（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。 本実施形態の流路部材のさらに他の例を示す、図３（ａ）は斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＣ−Ｃ’線での断面図である。 本実施形態の熱交換器の一例を示す、図４（ａ）は斜視図であり、図４（ｂ）は断面図である。 本実施形態の半導体モジュールの一例を示す、図５（ａ）は斜視図であり、図５（ｂ）は断面図である。
以下、図面を参照しながら、本実施形態の流路部材について詳細に説明する。なお、図面において同一の部材には同じ符号を付して説明する。また、図面は模式的に示したものであり、各図における部材のサイズおよび位置関係等は正確に図示されたものではない。
図１（ａ）は、本実施形態の流路部材の一例を示す斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ’線での断面図である。
図１（ａ）および図１（ｂ）に示す流路部材１０は、基体１がセラミックスから構成されており、基体１の内部には流体が流れる流路３が設けられている。このように、基体１がセラミックスからなることにより、流路部材１０は、優れた耐食性および機械的特性を有している。なお、図１（ａ）においては、流路３と外部とを繋げる流入口および流出口を図示していないが、それぞれ少なくとも一つを有するものである。
そして、この流路部材１０は、例えば、被処理体が各種装置の稼働において生じた高温ガスである場合、流路３に低温の流体を流し、基体１の外表面に被処理体である高温ガスを接触させることで、低温の流体と高温ガスとの熱交換を行なうものである。なお、ここでは被処理体が気体である例を挙げて効果の説明を行なったが、被処理体は気体に限定されるものでなく、液体や固体であっても構わない。
ここで、本実施形態の流路部材１０は、基体１の外表面に備えられた複数の突起２を有している。なお、突起２とは、図１（ｂ）に示すように、基板１の外表面において、突起２を有していない部分を結ぶ線よりも突出している部分のことを指す。なお、図１（ａ）においては、突起２を備えている表面に１ｓと符号を付し、以下の説明においては、この突起２を備える基体１の外表面を突起面１ｓとして説明する場合がある。
このように、基体１が突起面１ｓを備えていることにより、基体１の外表面側の面積が大きくなるため、熱交換効率を向上させることができる。なお、図１（ａ）には、基体１の外表面のうち１面のみが突起面１ｓである例を示しているが、突起面１ｓの面数は１面以上であればよく、突起面１ｓの面数を増やすことにより熱交換効率がより高まることは言うまでもない。
そして、突起２は、図１（ｂ）に示すような断面形状において、突起２ａや突起２ｃのように、突起面１ｓにおける幅寸法よりも、流路３から遠ざかる方向に幅寸法の大きな部分を有していることが、熱交換効率を向上させる観点から好ましい。これは、このような形状を突起２が有することで、突起２の表面積が増加するためである。例えば、被処理体が気体であるときには、突起２における幅寸法の大きな部分によって気体を突起面１ｓ側へ誘導することができるため、熱交換効率をより向上させることができる。
また、図１（ａ）に示すような突起面１ｓにおいて、突起面１ｓの面積１００％のうち、突起面１ｓに占める突起２の面積占有率が３０％以上であることが好ましい。なお、この面積占有率の測定方法は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や金属顕微鏡等を用いて突起面１ｓを正面視して、例えば、突起面１ｓにおいて４ｍｍ×３ｍｍ程度の範囲の観察領域を複数選定して、この観察領域を撮影した画像を用いて、画像解析ソフトにより、各画像における突起２の面積占有率を求め、これらの面積占有率の平均値を算出し、これを突起２の面積占有率とすればよい。また、面積占有率を測定する別の方法としては、レーザー顕微鏡を用いて突起面１ｓを正面視して、突起面１ｓにおいて４ｍｍ×３ｍｍ程度の範囲の観察領域を複数選定して、レーザー顕微鏡の３次元測定により突起２の場所を特定することで、突起２の面積占有率を求め、これらの面積占有率の平均値を算出し、これを突起２の面積占有率とすればよい。
そして、基体１としては、例えば、アルミナ質焼結体やコージェライト質焼結体等の酸化物セラミックス、窒化珪素質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体や炭化珪素質焼結体等の非酸化物セラミックスを用いることができる。
なお、焼結体を構成する全成分１００質量％のうち、例えば、炭化珪素の含有量が７０質量％以上を占める焼結体が炭化珪素質焼結体であり、炭化珪素の含有量は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて同定された珪素を含む化合物が炭化珪素のみである場合、ＩＣＰ発光分光分析装置（ＩＣＰ）または蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）を用いて珪素（Ｓｉ）を定量し、炭化珪素（ＳｉＣ）に換算することにより求めることができる。または、ＸＲＤを用いて同定された炭素を含む化合物が炭化珪素のみである場合、炭素分析装置で炭素（Ｃ）を定量し、炭化珪素に換算してもよい。また、ＩＣＰまたはＸＲＦを用いて定性分析を行ない、炭化珪素以外の成分の含有量を算出した残部を炭化珪素の含有量としてもよい。
アルミナ質焼結体、コージェライト質焼結体、窒化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体についても、同様である。
そして、優れた耐食性や機械的特性に加えて、熱交換効率をより向上させるには、流路部材１０を構成するセラミックスが炭化珪素質焼結体からなり、突起２が炭化珪素粒子を含むことが好ましい。上記構成により、熱交換効率をより向上させることができるのは、炭化珪素の熱伝導率が高いからである。
また、突起２が炭化珪素粒子を含むか否かについては、突起２を機械的に取り出し、取り出した突起２をＸＲＤで測定すればよい。機械的な取り出しにおいて突起２が粉末となった場合はこの粉末を用いてＸＲＤで測定してもよい。さらには、突起面１ｓをＳＥＭで観察し、突起２についてエネルギー分散型Ｘ線分析を行ない、得られたデータにおいて、珪素と炭素のピークが存在するとき、突起２が炭化珪素粒子を含むとみなしてもよい。
また、突起２の半数以上が単独の炭化珪素粒子からなることが好ましい。なお、ここで単独とは、粒界相を介して結合されたものではないことを意味している。単独の炭化珪素粒子からなる突起２には、複数の炭化珪素粒子からなる突起２に存在するような粒界相が存在せず、粒界相で熱伝導が阻害されることが無いため、突起２から流路３側へ、または流路３側から突起２への熱伝導を円滑に行なうことができる。よって、突起２の半数以上がこのような単独の炭化珪素粒子からなるときには、さらに熱交換効率を向上させることができる。
なお、突起２の半数以上が単独の炭化珪素粒子からなるか否かについては、図１（ｂ）に示すような突起２の断面をＳＥＭで観察し、１つの突起２が、粒界相を有している複数の炭化珪素粒子からなるか、粒界相が無く単独の炭化珪素粒子からなるかを判別し、少なくとも１０個の突起２の断面を観察した際に、５個以上の突起２が単独の炭化珪素粒子からなるとき、突起２の半数以上が単独の炭化珪素粒子からなるとみなす。
また、単独の炭化珪素粒子の平均粒径が、基体１の炭化珪素質焼結体における炭化珪素結晶の平均結晶粒径よりも大きいことが好ましい。なお、単独の炭化珪素粒子と炭化珪素結晶とは、同義であるが、識別のために使い分けているに過ぎない。このような構成であれば、突起２から流路３側へ、また流路３側から突起２への熱伝導をより円滑に行なうことができる。
そして、単独の炭化珪素粒子の平均粒径と、基体１の炭化珪素質焼結体における炭化珪素結晶の平均結晶粒径との比較は、次にようにして行なう。まず、単独の炭化珪素粒子の平均粒径については、図１（ｂ）に示すような突起２の断面をＳＥＭで観察し、１つの突起２が、粒界相を有している複数の炭化珪素粒子からなるか、粒界相が無く単独の炭化珪素粒子からなるかを判別する。そして、単独の炭化珪素粒子と判別された突起２の最大幅をそれぞれ測定する。そして、少なくとも１０個の単独の炭化珪素粒子について最大幅の測定を行ない、この最大幅の平均を単独の炭化珪素粒子の平均粒径とする。
また、基体１の炭化珪素質焼結体の平均結晶粒径については、突起２を機械的に除去した面を測定面とし、ＳＥＭや金属顕微鏡等を用いて上記測定面を観察し、例えば、上記測定面において２ｍｍ×１．５ｍｍ程度の範囲の観察領域を複数選定して、この観察領域を撮影した画像を用いて、画像解析ソフトにより、各画像における炭化珪素結晶の平均結晶粒径を求め、これらの平均結晶粒径の平均値を算出し、これを基体１の平均結晶粒径とすればよい。
また、突起面１ｓにおける粗さ曲線の最大高さが２０μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。このような構成を満たしているときには、突起２が基体１から取れるおそれが少ない中で、突起面１ｓの表面積を大きくすることができるため、熱交換効率をさらに向上させることができる。
ここで、突起面１ｓにおける粗さ曲線の最大高さの測定方法は、接触型の表面粗さ計を用い、測定長さ１２ｍｍ、カットオフ波長０．８ｍｍ、測定速度１．５ｍｍ／ｓ、カットオフ種別：ガウシアン、傾斜補正：両側補正の条件で、突起面１ｓにおいて少なくとも３カ所測定し、この平均値を突起面１ｓにおける粗さ曲線の最大高さとすればよい。
次に、図２（ａ）は、本実施形態の流路部材の他の例を示す斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。なお、図２（ａ）において、断面視方向を示す矢印が流体の流れる方向である。
図２（ａ）に示す例の流路部材２０は、突起２が流路３を流れる流体の流れ方向に沿って列状をなしている。ここで、突起２が列状をなしているとは、目視レベルにおいて、突起２が多く存在する部分と、突起２の存在が少ない若しくは無い部分とにおいて、縞模様に見える状態を言う。
そして、このような構成であるときには、被処理体が気体や液体であり、被処理体の流れ方向を流体の流れ方向と同じにすれば、被処理体は、列状の間に導かれやすくなるとともに、列状の間に沿って流れることとなることから、熱交換効率がより向上する。
次に、図３（ａ）本実施形態の流路部材のさらに他の例を示す斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＣ−Ｃ’線での断面図である。
図３（ａ）および図３（ｂ）に示す例の流路部材３０は、突起２が突起面１ｓのうち流路３と対応する領域外の領域１ｔのみに存在している。ここで、流路３と対応する領域外の領域１ｔとは、図３（ｂ）に示すように、突起面１ｓのうち流路３の直上の領域を除いた領域のことである。なお、以降の説明においては、この領域を流路外領域１ｔとして説明する。
そして、このような構成であるときには、流路外領域１ｔに突起２が存在することで、流路外領域１ｔにおける表面積の増加することとなり、流路外領域１ｔの熱交換効率が向上することから、流路３の直上の領域と流路外領域１ｔとの間において生じる熱応力差を緩和することができる。それ故、図３（ａ）および図３（ｂ）に示す構成の流路部材３０は、長期間に亘る熱交換が可能となる。
ここで、突起２が流路外領域１ｔのみに存在しているか否かについては、例えば以下の方法で確認することができる。図３（ｂ）に示すように流路部材３０を切断し、流路３の位置を確認し、流路部材３０の突起面１ｓのうち流路３の直上の領域に突起２がないことを確認することで、突起面１ｓにおいて、突起２が流路外領域１ｔのみに存在しているとみなすことができる。
次に、図４（ａ）は、本実施形態の熱交換器の一例を示す斜視図であり、図４（ｂ）は断面図である。本実施形態の熱交換器においては、図１に示した流路部材１０、図２に示した流路部材２０、図３に示した流路部材３０を用いることができる。なお、以降の図および説明にあたっては、流路部材には「１００」の符号を付す。また、図４（ａ）および図４（ｂ）においては、図面が煩雑になるため、突起を示していない。
本実施形態の熱交換器４０は、流路部材１００を３個と、それぞれの流路部材１００における流路３の流入口と連通するように流路部材１００間に配置された流体導入部材７と、それぞれの流路部材１００における流路３の流出口と連通するように流路部材１００間に配置された流体導出部材８と、を備えている。なお、図４（ａ）および図４（ｂ）においては、最下部に流体の導入口５および導出口６を備えるベース部４を備えている熱交換器４０の例を示しており、導入口５側の主に流体導入部材７内にある入側流路に「９」、導出口６側の主に流体導出部材８内にある出側流路に「１１」の符号を付している。
そして、流体の流れとしては、導入口５から入り、入側流路９を流れながら、それぞれの流路部材１００の流路３へ流れ、流路３を通過した流体は、出側流路１１を流れ、導出口６から排出される。熱交換器４０において被処理体は、流路部材１００同士の間および最下部の流路部材１００とベース部４との間を流れる。そして、上述した構成を満たす本実施形態の熱交換器４０は、本実施形態の流路部材１００を複数備えていることにより、効率よく被処理体との熱交換を行なうことができる。
また、流路部材１００に設けられる流路３は、流体が効率よく流れる構成とすることが好ましい。例えば、流体導出部材８側における流体の開口面積よりも、流体導入部材７側における流路３の開口面積を大きくすれば、入側流路９からの流路３へ流体を円滑に流すことができるため、被処理体との熱交換効率を向上させることができる。
また、流体導入部材７および流体導出部材８が、流路部材１００の複数の突起を備えている部分において接合されていることが好ましい。このような構成を満たしているときには、流路部材１００と流体導入部材７および流体導出部材８とにおける接合強度が高まり、接合部から流体が漏れるおそれが少なくなるため、熱交換器４０の構成による優れた熱交換効率に加えて、高い信頼性も有するものとなる。
次に、図５（ａ）は、本実施形態の半導体モジュールの一例を示す斜視図であり、図５（ｂ）は断面図である。なお、図５（ａ）および図５（ｂ）においては、図面が煩雑になるため、突起を示していない。
本実施形態の半導体モジュール５０は、流路部材１００の突起面１ｓに設けられた金属層１２と、この金属層１２上に搭載された半導体素子１３とを備えている。なお、図５においては、流路部材１００上に半導体素子１３が２つ設けられた半導体モジュール５０の例を示しているが、半導体素子１３は２つに限定されるものでなく、１つでも、また３つ以上であってもよい。
そして、本実施形態の半導体モジュール５０は、流路部材１００における流路３に低温の流体を流すことで、動作時に半導体素子１３が高温になり過ぎるのを抑制することができることから、長期間に亘って素子性能を発揮することができる。
また、突起の存在により、半導体素子１３で生じた熱が流路３側に伝達しやすくなっていることから、半導体素子１３を複数設ける場合、隣接する半導体素子１３同士の熱の干渉が少なくなる。さらに、突起の存在により、半導体素子１３を複数設ける場合、隣接する半導体素子１３同士の沿面距離が長くなることから沿面抵抗が増加し、半導体素子１３の電気的信頼性が向上する。
また、金属層１２としては、銅、銀、アルミニウム等を主成分とすることが好ましい。これらを主成分とする金属層１２は、電気抵抗率が低いことから、許容電流が大きい場合にも対応することができる。また、これらを主成分とする金属層１２は、熱伝導率が高いことから、金属層１２の表面からの放熱性が高いため、半導体素子１３が高温になり過ぎるのをさらに抑制することができる。
次に、本実施形態の流路部材１００およびこれを用いた熱交換器４０ならびに半導体モジュール５０の作製方法について説明する。
まず、主成分となる原料（炭化珪素、アルミナ等）の粉末に、焼結助剤、バインダ、溶媒および分散剤等を添加して適宜混合して、スラリーを作製する。次に、このスラリーを用いて、ドクターブレード法により形成したセラミックグリーンシートを製品形状に合わせて金型で打ち抜く。そして、打ち抜いたセラミックグリーンシートを積層して積層体である成形体を作製する。また、セラミックグリーンシートの他の作製方法としては、スラリーを噴霧造粒法（スプレードライ法）により噴霧乾燥して造粒することによって顆粒を作製し、その顆粒をロールコンパクション法によって作製してもよい。
また、成形体の他の作製方法としては、主成分となる原料（炭化珪素、アルミナ等）の粉末に、焼結助剤、バインダおよび溶媒等を添加して坏土に調整して押出成形法で筒状の成形体を作製し、顆粒を用いてメカプレス法や冷間静水圧加圧成形（ＣＩＰ）法で筒状の成形体の開口部を塞ぐための成形体を作製し、スラリーを用いてこれらを接合することで作製してもよい。
次に、基体１となる成形体の表面に、突起２を形成する。突起２は、例えば、凹部を有する型を成形体に押し当てて転写したり、レーザ加工やブラスト処理により成形体の表面を削ることで形成することができる。
また、突起２の半数以上を単独の炭化珪素粒子とするには、基体１となる成形体の表面に、篩い等を用いて炭化珪素の粉末が重ならないように振り掛ける、または炭化珪素の粉末に溶媒等を加えてスラリーとし、刷毛やローラ等を用いて塗布すればよい。そして、単独の炭化珪素粒子の平均粒径を、基体１における炭化珪素結晶の平均結晶粒径よりも大きくするには、炭化珪素粒子となる炭化珪素の粉末に、基体１となる成形体に使用した炭化珪素の粉末よりも粒径が大きいものを使用すればよい。
また、押し当てる型の凹部の大きさを調整したり、レーザ加工やブラスト処理の加工パターンを設定したり、粒径が２０μｍ以上４０μｍ以下に選別された主成分となる原料（炭化珪素、アルミナ等）の粉末を用いることで、突起面１ｓにおける粗さ曲線の最大高さを２０μｍ以上４０μｍ以下とすることができる。
また、押し当てる型の凹部の配置を調整したり、レーザ加工やブラスト処理の加工パターンを設定したり、目的とする形状の製版を通して主成分となる原料（炭化珪素、アルミナ等）の粉末やスラリーを振り掛けたり塗布すれば、突起面１ｓにおける突起２の存在箇所を自由に設定することが可能となる。
そして、このようにして得られた成形体を焼成することで流路部材１００となる焼結体を得ることができる。なお、焼成後に、必要な部分に研削加工を施してもよいことは言うまでもない。
次に、本実施形態の熱交換器４０の作製方法として、図４（ａ）に示す熱交換器４０の作製の一例を説明する。
まず、セラミックスからなり、導入口５および導出口６を備えるベース部４を用意する。また、最上部となる流路部材１００は、下面に流入口および流出口が開口したものを用意し、残りの２枚の流路部材１００は、入側流路９および出側流路１１に対応する位置が貫通したものを用意する。
また、筒状であり、流路部材１００が位置する部分が一部開口した流体導入部材７および流体導出部材８を用意する。そして、下面に流入口および流出口が開口した流路部材１０の下面を上向きにした状態で、流入口に合わせて筒状の流体導入部材７を立て、流出口に合わせて筒状の流体導出部材８を立て、接合部に接合剤となるガラスペースト等を塗布する。
次に、上記下面に、流路部材１００同士の間隔に相当する高さを有する支柱を立ててから、流体導入部材７および流体導出部材８に、入側流路９および出側流路１１に対応する位置が貫通した流路部材１００を挿入する。次に、接合部に接合剤を塗布する。ここで、使用する接着剤としては、例えば、耐熱性や耐腐食性に優れている無機接着剤であるＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ系ガラス（Ｒ：アルカリ土類金属元素）粉末や、金属珪素粉末と炭化珪素粉末とを混合したセラミック粉末を含有するペースト等を用いればよい。接着剤としてこのような無機接着剤を用いれば、熱処理温度が低いため、熱処理を行なった際に各部材を劣化させることが少なく、互いの部材を強固に接合することができるため、信頼性を向上させることができる。そして、もう一度、支柱を立てるところから、接合剤を塗布するところまでを繰り返す。なお、支柱は、接合剤の熱処理後に取り除けるように、この熱処理時において縮む材質であることが好ましい。
次に、さらに支柱を立て、ベース部４における導入口５に相当する位置と流体導入部材７とを合わせおよびベース部４における導出口６に相当する位置と流体導出部材８とを合わせ、それぞれの接合部に接合剤を塗布する。
そして、所定の温度で熱処理することにより、本実施形態の熱交換器４０を得ることができる。
なお、上述した方法においては、複数の流路部材１００に跨る流体導入部材７および流体導出部材８を用いる例を示したが、図４（ｂ）に示すように、流路部材１００同士の間隔に相当する高さの流体導入部材７および流体導出部材８を用いてもよい。流路部材１００の流入口および流出口よりも、流路部材１００同士の間隔に相当する高さの流体導入部材７および流体導出部材８の内径を大きなものとすれば、支柱を使わずとも熱交換器４０を作製することができる。
次に、本実施形態の半導体モジュール５０の作製方法として、図５（ａ）に示す半導体モジュール５０の作製の一例を説明する。
まず、流路部材１００の突起面１ｓ上に２つの金属層１２を互いに間を空けて設ける。金属層１２については、例えば、銀、銅またはアルミニウムなどの導電性粉末と、ガラス粉末と、有機ビヒクルとを用いてペーストを作製し、公知のスクリーン印刷法により、上記ペーストを突起面１ｓに印刷し、乾燥の後、導電性粉末に合わせた雰囲気で焼成することにより得ることができる。また、他の金属層１２の作製方法としては、電解めっき法、無電解めっき法、または、銅板やアルミニウム板を用いた直接接合法や活性金属法が挙げられる。
次に、各金属層１２上にそれぞれ半導体素子１３を搭載することにより、本実施形態の半導体モジュール５０を得ることができる。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。
１：基体
２：突起
３：流路
４：ベース部
５：導入口
６：導出口
７：流体導入部材
８：流体導出部材
９：入側流路
１１：出側流路
１２：金属層
１３：半導体素子
１０、２０、３０、１００：流路部材
４０：熱交換器
５０：半導体モジュール

Claims (11)

  1. 内部に流路を備える炭化珪素質焼結体の基体と、該基体の外表面に備えられた複数の突起とを有し、該突起の半数以上が単独の炭化珪素粒子からなることを特徴とする流路部材。
  2. 内部に流路を備えるセラミックスの基体と、該基体の外表面に備えられた複数の突起とを有し、該突起を備える前記基体の外表面を突起面としたとき、前記突起が前記突起面のうち前記流路と対応する領域外の領域のみに存在することを特徴とする流路部材。
  3. 前記セラミックスが炭化珪素質焼結体であり、前記突起が炭化珪素粒子を含むことを特徴とする請求項２に記載の流路部材。
  4. 前記突起の半数以上が単独の炭化珪素粒子からなることを特徴とする請求項３に記載の流路部材。
  5. 前記単独の炭化珪素粒子の平均粒径が、前記炭化珪素質焼結体における炭化珪素結晶の平均結晶粒径よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の流路部材。
  6. 前記突起を備える前記基体の外表面を突起面としたとき、前記突起面における粗さ曲線の最大高さが２０μｍ以上４０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の流路部材。
  7. 前記突起が前記流路を流れる流体の流れ方向に沿って列状をなしていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の流路部材。
  8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の流路部材の複数個と、それぞれの前記流路部材における前記流路の流入口と連通するように前記流路部材間に配置された流体導入部材と、それぞれの前記流路部材における前記流路の流出口と連通するように前記流路部材間に配置された流体導出部材と、を備えていることを特徴とする熱交換器。
  9. 前記流体導入部材および前記流体導出部材が、前記流路部材の複数の突起を備えている部分において接合されていることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器。
  10. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の流路部材と、該流路部材の前記突起を備える
    突起面に設けられた金属層と、該金属層上に搭載された半導体素子とを備えることを特徴とする半導体モジュール。
  11. 内部に流路を備えるセラミックスの基体および該基体の外表面に備えられた複数の突起を有する流路部材と、該流路部材の前記突起を備える突起面に設けられた金属層と、該金属層上に搭載された半導体素子とを備えることを特徴とする半導体モジュール。
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