JP2007043064A - パワーモジュールの冷却装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ヒートシンク21におけるヒートパイプ15の埋設位置を半導体パワーチップ11a,11eなどの搭載位置から外れた位置(図1の例では重ならない位置)に設け、同様に、ヒートパイプ17の埋設位置を半導体パワーチップ11d,11hなどの搭載位置から外れた位置に設け、さらに、ヒートパイプ16の埋設位置を半導体パワーチップ11b,11fなどと、半導体パワーチップ11c,11gなどとのほぼ中間位置に設けたことにより、半導体パワーチップ11a〜11hなどの温度上昇値それぞれの差をより小さくすることができるとともに、これらの温度上昇値もより小さくすることができる。
【選択図】 図1
Description
前記パワーモジュールとヒートシンクとが接するヒートシンク面内に溝を設け、この溝に丸棒形の伝熱管を埋設するとともに、この伝熱管と前記ベース板との隙間に熱拡散板を挿設したことを特徴とする。
すなわち、図13に示した実線グラフの特性から明らかなように、破線グラフにおける半導体パワーチップCp5A,5Bの温度上昇値が62.4Kと他のチップに比して極端に高くなっており、これを解消して各チップ間の温度上昇値を均一化するためにも、半導体パワーチップとヒートパイプとの重なり幅を最大1/2チップ幅に抑える必要があり、実線グラフで示した図12に示したパワーモジュールの冷却装置の構成では半導体パワーチップCp1A,Cp1B〜Cp6A,Cp6Bの温度上昇値それぞれの差がより小さくなっている。なお、図12に示した構成図においても、図3〜図7に示した熱拡散板31〜35の何れかを挿入することにより、熱伝導性を改善することができる。
,Cp3それぞれの幅をaとし、Cp2での重なり幅をbとし、Cp3での重なり幅をcとすると、a/2>b+cの関係を持たせた配置にしている。同様に、半導体パワーチップCp5,Cp6それぞれの幅をkとし、Cp5での重なり幅をmとし、Cp6での重なり幅をnとすると、k/2>m+nの関係を持たせた配置にしている。なお、ヒートパイプ28,29とベース板30との間の隙間には熱伝導性のグリースを充填している。また、図14に示した構成図においても、図3〜図7に示した熱拡散板31〜35の何れかを挿入することにより、熱伝導性を改善することができる。
Claims (11)
- ベース板上に半導体パワーチップを複数個搭載してなるパワーモジュールをヒートシンク上に固着することにより、パワーモジュールが発する熱をヒートシンクが吸収して外部に放熱するパワーモジュールの冷却装置において、
前記パワーモジュールとヒートシンクとが接する側のヒートシンク面内に溝を設け、この溝に丸棒形の伝熱管を埋設するとともに、この伝熱管と前記ベース板との隙間に熱拡散板を挿設したことを特徴とするパワーモジュールの冷却装置。 - 請求項1に記載のパワーモジュールの冷却装置において、
前記伝熱管はヒートパイプとしたことを特徴とするパワーモジュールの冷却装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のパワーモジュールの冷却装置において、
前記熱拡散板の断面形状のうち、前記ベース板に接する面側は凸形状の湾曲を有することを特徴とするパワーモジュールの冷却装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のパワーモジュールの冷却装置において、
前記熱拡散板の断面形状のうち、前記伝熱管の外周と接する面側は凹形状の湾曲を有することを特徴とするパワーモジュールの冷却装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のパワーモジュールの冷却装置において、
前記熱拡散板は2組に分割され且つ勝手違いの断面形状とし、それぞれの熱拡散板はその一方の表面が前記ベース板に接し、他方の表面が前記伝熱管に接するようにしたことを特徴とするパワーモジュールの冷却装置。 - 請求項1乃至請求項5の何れかに記載のパワーモジュールの冷却装置において、
前記パワーモジュールとヒートシンクとの間に熱伝導板を挿設したことを特徴とするパワーモジュールの冷却装置。 - ベース板上に半導体パワーチップを複数個搭載してなるパワーモジュールをヒートシンク上に固着することにより、パワーモジュールが発する熱をヒートシンクが吸収して外部に放熱するパワーモジュールの冷却装置において、
前記ヒートシンクの内部に貫通穴を設け、この穴に丸棒形のヒートパイプを設置したことを特徴とするパワーモジュールの冷却装置。 - 請求項1乃至請求項7の何れかに記載のパワーモジュールの冷却装置において、
前記ベース板上の半導体パワーチップの搭載位置の中心線と、前記ヒートシンク上の溝の設置位置の中心線とが互いに異なるように配置したことを特徴とするパワーモジュールの冷却装置。 - 請求項1乃至請求項7の何れかに記載のパワーモジュールの冷却装置において、
前記ベース板上の何れかの半導体パワーチップの搭載位置と、前記ヒートシンク上の溝の設置位置とが重なるときには、この重なり幅を前記パワーチップの幅の1/2未満にしてなることを特徴とするパワーモジュールの冷却装置。 - 請求項1乃至請求項7の何れかに記載のパワーモジュールの冷却装置において、
前記ヒートシンク上の何れかの溝の設置位置の両側に前記ベース板上の半導体パワーチップが搭載されるときには、前記溝の設置位置に対向した2個の前記パワーチップそれぞれの該溝との重なり幅の和を前記パワーチップの幅の1/2未満にしてなることを特徴とするパワーモジュールの冷却装置。 - 請求項1乃至請求項10の何れかに記載のパワーモジュールの冷却装置において、
車両走行時の走行風を利用して前記ヒートシンクが吸収した熱を放熱させるために、前記車両の下部から前記ヒートシンクのフィン部が露出するように配置したことを特徴とするパワーモジュールの冷却装置。
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