JP2012169430A - Heat exchanger - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve heat exchange efficiency in a heat exchanger where multi-tier inner fins are provided in a heat medium passage.SOLUTION: A heat medium passage 30 is divided into multiple narrow passages 333 in a passage pipe 3, and inner fins 33 facilitating heat exchange between a heat medium and an electronic component 2 are provided. The multiple inner fins 33 are stacked in an arrangement direction of the passage pipe 3 and the electronic component 2, and a passage resistance of the heat medium in the inner fin 33A positioned closest to the electronic apparatus 2, from among the multi-tier inner fins 33, is set so as to be lower than the passage resistance of the heat medium in the other inner fins 33B.

Description

本発明は、流路管内部を流通する熱媒体と、流路管外部に配置された熱交換対象物との間で熱交換を行う熱交換器に関するものである。   The present invention relates to a heat exchanger that exchanges heat between a heat medium that flows through a flow channel pipe and a heat exchange object disposed outside the flow pipe.

従来、この種の熱交換器において、熱交換性能を向上させるために、熱媒体が流通する流路管内に、熱媒体と流路管との伝熱面積を増大させて熱媒体と熱交換対象物との熱交換を促進するインナーフィンを設けたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in this type of heat exchanger, in order to improve the heat exchange performance, the heat transfer area between the heat medium and the flow path tube is increased in the flow path tube through which the heat medium flows, and the heat medium and the heat exchange target The thing provided with the inner fin which accelerates | stimulates heat exchange with a thing is proposed (for example, refer patent document 1).

特開2005−191527号公報JP 2005-191527 A

ところで、本出願人は先に特願2010−98753号(以下、先願例という)にて、この種の熱交換器において、流路管内にインナーフィンを複数段積層配置したものを提案している。この先願例では、複数段積層された各インナーフィンの仕様(フィンピッチやフィン高さ等)は共通になっている。このため、熱交換性能のさらなる向上を図るための対策は採られておらず、改善の余地がある。   By the way, the present applicant previously proposed in Japanese Patent Application No. 2010-98753 (hereinafter referred to as the prior application example) a heat exchanger of this type in which inner fins are arranged in a plurality of layers in a flow path pipe. Yes. In this prior application example, the specifications (fin pitch, fin height, etc.) of the inner fins stacked in a plurality of stages are common. For this reason, no measures have been taken to further improve the heat exchange performance, and there is room for improvement.

本発明は上記点に鑑みて、熱媒体流路内にインナーフィンを複数段設けた熱交換器において、熱交換効率を向上させることを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to improve heat exchange efficiency in a heat exchanger in which a plurality of stages of inner fins are provided in a heat medium flow path.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、流路形成部材(3)内には、熱媒体流路(30)を複数の細流路(333)に分割するとともに、熱媒体と熱交換対象物(2)との熱交換を促進するインナーフィン(33)が設けられており、インナーフィン(33)は、流路形成部材(3)と熱交換対象物(2)との配置方向に複数段積層されており、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)における熱媒体の通過抵抗が、他のインナーフィン(33B)における熱媒体の通過抵抗よりも低いことを特徴としている。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in the flow path forming member (3), the heat medium flow path (30) is divided into a plurality of narrow flow paths (333), and the heat medium and Inner fins (33) that promote heat exchange with the heat exchange object (2) are provided, and the inner fins (33) are arranged between the flow path forming member (3) and the heat exchange object (2). A plurality of stages of inner fins (33) are stacked in the direction, and the passage resistance of the heat medium in the inner fin (33A) located closest to the heat exchange object (2) is the other inner fin (33). It is characterized by being lower than the passage resistance of the heat medium in the fin (33B).

このように、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)における熱媒体の通過抵抗を、他のインナーフィン(33B)における熱媒体の通過抵抗よりも低くすることで、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)により分割された細流路(333A)の熱媒体の流量が、他のインナーフィン(33B)により分割された細流路(333B)の熱媒体の流量よりも多くなる。これにより、熱交換対象物(2)に近い側の細流路(333A)に流入する熱媒体の流速を増加させることができるので、熱交換効率を向上させることが可能となる。   As described above, the heat resistance of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) among the plurality of stages of inner fins (33) is set to the other inner fin (33B). By making it lower than the passage resistance of the heat medium, the flow rate of the heat medium in the narrow channel (333A) divided by the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is reduced to other inner The flow rate is higher than the flow rate of the heat medium in the narrow channel (333B) divided by the fins (33B). Thereby, since the flow velocity of the heat medium flowing into the narrow channel (333A) on the side close to the heat exchange object (2) can be increased, the heat exchange efficiency can be improved.

また、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の熱交換器において、インナーフィン(33)は、熱媒体の流れ方向に垂直な断面形状が、凸部を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状に形成されており、断面形状にて、一方側と他方側のうちの同一側で隣り合う凸部の中心同士の距離をフィンピッチ(FP)としたとき、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のフィンピッチ(FP)が、他のインナーフィン(33B)のフィンピッチ(FP)よりも粗いことを特徴としている。   Further, in the invention according to claim 2, in the heat exchanger according to claim 1, the inner fin (33) has a cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium, with the protrusions on one side and the other side. It is formed into a wave shape that bends alternately and is located, and in the cross-sectional shape, when the distance between the centers of adjacent convex portions on the same side of the one side and the other side is the fin pitch (FP), Of the plurality of inner fins (33), the fin pitch (FP) of the inner fin (33A) located closest to the heat exchange object (2) is the fin pitch (FP) of the other inner fin (33B). ).

このように、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のフィンピッチ(FP)を、他のインナーフィン(33B)のフィンピッチ(FP)よりも粗くすることで、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)における熱媒体の通過抵抗を、他のインナーフィン(33B)における熱媒体の通過抵抗よりも低くすることができる。これにより、熱交換対象物(2)に近い側の細流路(333A)に流入する熱媒体の流量を増加させることができるので、熱交換効率を向上させることが可能となる。   Thus, the fin pitch (FP) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) among the plurality of stages of inner fins (33) is set to the other inner fin (33B). By making it coarser than the fin pitch (FP), the passage resistance of the heat medium in the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) can be reduced by the heat medium in the other inner fin (33B). It can be made lower than the passage resistance. Thereby, since the flow volume of the heat medium which flows into the narrow flow path (333A) on the side close to the heat exchange object (2) can be increased, it becomes possible to improve the heat exchange efficiency.

また、請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の熱交換器において、インナーフィン(33)は、熱媒体の流れ方向に垂直な断面形状が、凸部を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状に形成されており、インナーフィン(33)における配置方向の寸法をフィン高さ(FH)としたとき、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のフィン高さ(FH)が、他のインナーフィン(33B)のフィン高さ(FH)よりも高いことを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the heat exchanger according to the first or second aspect, the inner fin (33) has a cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium, with the convex portion on one side and the other. The inner fin (33) is formed in a wave shape that is bent alternately, and when the dimension in the arrangement direction of the inner fin (33) is defined as the fin height (FH), among the plurality of inner fins (33), the heat The fin height (FH) of the inner fin (33A) located on the side closest to the replacement object (2) is higher than the fin height (FH) of the other inner fin (33B).

このように、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のフィン高さ(FH)を、他のインナーフィン(33B)のフィン高さ(FH)よりも高くすることで、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)における熱媒体の通過抵抗を、他のインナーフィン(33B)における熱媒体の通過抵抗よりも低くすることができる。これにより、熱交換対象物(2)に近い側の細流路(333A)に流入する熱媒体の流量を増加させることができるので、熱交換効率を向上させることが可能となる。   Thus, the fin height (FH) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) among the plurality of stages of inner fins (33) is set to the other inner fin (33B). By making the height higher than the fin height (FH), the heat transfer resistance of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is reduced by the heat in the other inner fin (33B). It can be lower than the passage resistance of the medium. Thereby, since the flow volume of the heat medium which flows into the narrow flow path (333A) on the side close to the heat exchange object (2) can be increased, it becomes possible to improve the heat exchange efficiency.

また、請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の熱交換器において、インナーフィン(33)は、熱媒体の流れ方向に延びるとともに細流路(333)を分割する板部(331)と、隣り合う板部(331)間を繋ぐ連結部(332)とを有し、熱媒体の流れ方向に直交する断面形状が波状となるとともに、配置方向から見た際に板部(331)が熱媒体の流れ方向に波形状に屈折するウェーブフィンであり、インナーフィン(33)の、配置方向に直交し、かつ、細流路(333)における配置方向の中心部を通る断面における、板部(331)の波形状の振幅方向における寸法をウェーブ深さ(WD)としたとき、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のウェーブ深さ(WD)が、他のインナーフィン(33B)のウェーブ深さ(WD)よりも浅いことを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the heat exchanger according to any one of the first to third aspects, the inner fin (33) extends in the flow direction of the heat medium and the narrow channel (333). It has a plate portion (331) to be divided and a connecting portion (332) that connects between adjacent plate portions (331), and the cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium becomes wavy and viewed from the arrangement direction. In this case, the plate part (331) is a wave fin that is refracted in a wave shape in the flow direction of the heat medium, and the inner fin (33) is orthogonal to the arrangement direction and is the central part in the arrangement direction in the narrow channel (333). When the dimension in the amplitude direction of the wave shape of the plate portion (331) in the cross section passing through is the wave depth (WD), of the plurality of inner fins (33), the closest to the heat exchange object (2) Inner located on the side Wave depth of the fins (33A) (WD) is, it is characterized in shallower than the wave depth of the other inner fins (33B) (WD).

このように、インナーフィン(33)をウェーブフィンとするとともに、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のウェーブ深さ(WD)を、他のインナーフィン(33B)のウェーブ深さ(WD)よりも浅くすることで、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)における熱媒体の通過抵抗を、他のインナーフィン(33B)における熱媒体の通過抵抗よりも低くすることができる。これにより、熱交換対象物(2)に近い側の細流路(333A)に流入する熱媒体の流量を増加させることができるので、熱交換効率を向上させることが可能となる。   Thus, while making the inner fin (33) a wave fin, the wave depth of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) among the plurality of stages of inner fins (33). By making (WD) shallower than the wave depth (WD) of the other inner fin (33B), the heat medium passes through the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2). Resistance can be made lower than the passage resistance of the heat medium in the other inner fin (33B). Thereby, since the flow volume of the heat medium which flows into the narrow flow path (333A) on the side close to the heat exchange object (2) can be increased, it becomes possible to improve the heat exchange efficiency.

また、請求項5に記載の発明では、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の熱交換器において、インナーフィン(33)は、熱媒体の流れ方向に延びるとともに細流路(333)を分割する板部(331)と、隣り合う板部(331)間を繋ぐ連結部(332)とを有し、熱媒体の流れ方向に直交する断面形状が波状となるとともに、配置方向から見た際に板部(331)が熱媒体の流れ方向に波形状に屈折するウェーブフィンであり、インナーフィン(33)の、配置方向に直交し、かつ、細流路(333)における配置方向の中心部を通る断面における、板部(331)の波形状のピッチをウェーブピッチ(WP)としたとき、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のウェーブピッチ(WP)が、他のインナーフィン(33B)のウェーブピッチ(WP)よりも粗いことを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the heat exchanger according to any one of the first to fourth aspects, the inner fin (33) extends in the flow direction of the heat medium and the narrow channel (333). It has a plate portion (331) to be divided and a connecting portion (332) that connects between adjacent plate portions (331), and the cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium becomes wavy and viewed from the arrangement direction. In this case, the plate part (331) is a wave fin that is refracted in a wave shape in the flow direction of the heat medium, and the inner fin (33) is orthogonal to the arrangement direction and is the central part in the arrangement direction in the narrow channel (333). When the wave-shaped pitch of the plate part (331) in the cross section passing through is the wave pitch (WP), it is located on the side closest to the heat exchange object (2) among the multiple-stage inner fins (33). Inner fin (3 Wave pitch A) (WP) has been characterized by coarser than the wave pitch of the other inner fins (33B) (WP).

このように、インナーフィン(33)をウェーブフィンとするとともに、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のウェーブピッチ(WP)を、他のインナーフィン(33B)のウェーブピッチ(WP)よりも粗くすることで、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)における熱媒体の通過抵抗を、他のインナーフィン(33B)における熱媒体の通過抵抗よりも低くすることができる。これにより、熱交換対象物(2)に近い側の細流路(333A)に流入する熱媒体の流量を増加させることができるので、熱交換効率を向上させることが可能となる。   In this way, the inner fin (33) is a wave fin, and the wave pitch (WP) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is set to another inner fin (33B). The passage resistance of the heat medium in the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is reduced by making it rougher than the wave pitch (WP) of the heat medium in the other inner fin (33B). It can be made lower than the passage resistance. Thereby, since the flow volume of the heat medium which flows into the narrow flow path (333A) on the side close to the heat exchange object (2) can be increased, it becomes possible to improve the heat exchange efficiency.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

第1実施形態に係る積層型熱交換器1を示す正面図である。It is a front view which shows the laminated heat exchanger 1 which concerns on 1st Embodiment. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 第2実施形態における流路管3近傍を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing channel pipe 3 neighborhood in a 2nd embodiment. 第3実施形態における流路管3近傍を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing channel pipe 3 neighborhood in a 3rd embodiment. 第4実施形態における流路管3近傍を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing channel pipe 3 neighborhood in a 4th embodiment. 第5実施形態におけるインナーフィン33を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing inner fin 33 in a 5th embodiment. 第6実施形態における流路管3近傍を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing channel pipe 3 neighborhood in a 6th embodiment. 第6実施形態におけるインナーフィン33を示す拡大断面図であり、(a)は外側インナーフィン33Aを示しており、(b)は内側インナーフィン33Bを示している。It is an expanded sectional view showing inner fin 33 in a 6th embodiment, (a) shows outside inner fin 33A, and (b) shows inside inner fin 33B. 第7実施形態におけるインナーフィン33を示す拡大断面図であり、(a)は外側インナーフィン33Aを示しており、(b)は内側インナーフィン33Bを示している。It is an expanded sectional view which shows the inner fin 33 in 7th Embodiment, (a) has shown the outer side inner fin 33A, (b) has shown the inner side inner fin 33B. 第8実施形態に係る熱交換器を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the heat exchanger which concerns on 8th Embodiment. 第8実施形態に係る熱交換器を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the heat exchanger which concerns on 8th Embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について図1および図2に基づいて説明する。図1は、本第1実施形態に係る積層型熱交換器1を示す正面図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a front view showing a stacked heat exchanger 1 according to the first embodiment.

図1に示すように、本実施形態の積層型熱交換器1は、熱交換対象物としての複数の電子部品2を両面から冷却するもので、熱媒体を流通させる熱媒体流路30(図2参照)を形成する流路形成部材としての複数の流路管3と、複数の流路管3を連通する連通部材4とを備えている。複数の流路管3は、扁平形状に形成されており、電子部品2を両面から挟持できるように複数個積層配置されている。   As shown in FIG. 1, the laminated heat exchanger 1 of the present embodiment cools a plurality of electronic components 2 as heat exchange objects from both sides, and a heat medium flow path 30 (see FIG. 2), and a communication member 4 that communicates the plurality of flow channel tubes 3. The plurality of flow path pipes 3 are formed in a flat shape, and a plurality of the flow path pipes 3 are arranged so as to sandwich the electronic component 2 from both sides.

本実施形態では、電子部品2として、IGBT等の半導体素子とダイオードとを内蔵した半導体モジュールを用いている。当該半導体モジュールは、自動車用インバータ、産業機器のモータ駆動インバータ、ビル空調用のエアコンインバータ等に用いるものとすることができる。なお、電子部品2としては、上記半導体モジュール以外にも、例えば、パワートランジスタ、パワーFET、IGBT等を用いることもできる。   In the present embodiment, as the electronic component 2, a semiconductor module incorporating a semiconductor element such as an IGBT and a diode is used. The semiconductor module can be used for an inverter for automobiles, a motor drive inverter for industrial equipment, an air conditioner inverter for building air conditioning, and the like. In addition to the semiconductor module, for example, a power transistor, a power FET, an IGBT, or the like can be used as the electronic component 2.

また、熱媒体としては、空気、水、油などの流体を用いている。より具体的には、例えば、この積層型熱交換器1を自動車に搭載した場合、熱媒体としては自動車の冷却水やオイル等を用いることができる。なお、本実施形態では、熱媒体として、エチレングリコール系の不凍液を混入させた水を用いている。   In addition, fluid such as air, water, oil is used as the heat medium. More specifically, for example, when the stacked heat exchanger 1 is mounted on an automobile, automobile cooling water, oil, or the like can be used as the heat medium. In the present embodiment, water mixed with an ethylene glycol antifreeze is used as the heat medium.

図2は図1のA−A断面図である。図2に示すように、本実施形態の流路管3は、いわゆるドロンカップ構造となっている。すなわち、流路管3は、一対の外殻プレート31を有して構成されており、一対の外殻プレート31の間に熱媒体流路30が形成されている。流路管3内には、熱媒体流路30を複数の細流路333に分割し、熱媒体と電子部品2との熱交換を促進するインナーフィン33が設けられている。このインナーフィン33の詳細については後述する。   2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. As shown in FIG. 2, the channel tube 3 of this embodiment has a so-called drone cup structure. That is, the flow path pipe 3 is configured to have a pair of outer shell plates 31, and the heat medium flow path 30 is formed between the pair of outer shell plates 31. An inner fin 33 that divides the heat medium flow path 30 into a plurality of narrow flow paths 333 and promotes heat exchange between the heat medium and the electronic component 2 is provided in the flow path pipe 3. Details of the inner fin 33 will be described later.

図1に戻り、電子部品2は、流路管3の外部の一部に配置されている。具体的には、電子部品2は、流路管3の一対の外殻プレート31それぞれに対して2個ずつ設けられている。各外殻プレート31に設けられた2つの電子部品2は、それぞれ熱媒体の流れ方向に直列に配置されている。なお、本実施形態では、電子部品2は各外殻プレート31に2個設けられているが、電子部品2は1個であってもよいし、3個以上設けられていてもよい
また、流路管3の外殻プレート31における長手方向両端部には、外側、すなわち隣り合う他の流路管3側に突出する略円筒状のフランジ部300が形成されている。そして、隣り合う流路管3のフランジ部300同士をろう付けにより接合することにより、複数の流路管3を連通する連通部材4が形成されている。
Returning to FIG. 1, the electronic component 2 is disposed on a part of the outside of the flow path tube 3. Specifically, two electronic components 2 are provided for each of the pair of outer shell plates 31 of the channel tube 3. The two electronic components 2 provided on each outer shell plate 31 are arranged in series in the flow direction of the heat medium. In the present embodiment, two electronic components 2 are provided on each outer shell plate 31, but one electronic component 2 may be provided, or three or more electronic components 2 may be provided. At both ends in the longitudinal direction of the outer shell plate 31 of the channel tube 3, a substantially cylindrical flange portion 300 that protrudes to the outside, that is, the side of the other adjacent channel tube 3 is formed. And the communication member 4 which connects the several flow path pipes 3 is formed by joining the flange parts 300 of the adjacent flow path pipes 3 by brazing.

複数の流路管3のうち積層方向最外側に配置される流路管3を外側流路管3aとしたとき、2つの外側流路管3aのうち一方の外側流路管3aの長手方向両端部には、熱媒体を積層型熱交換器1に導入するための熱媒体導入口401と、熱媒体を積層型熱交換器1から排出するための熱媒体排出口402とがそれぞれ接続されている。熱媒体導入口401および熱媒体排出口402は、ろう付けにより一方の外側流路管3aに接合されている。なお、本実施形態の流路管3、連通部材4、熱媒体導入口401および熱媒体排出口402は、アルミニウム製である。   When the channel tube 3 disposed on the outermost side in the stacking direction among the plurality of channel tubes 3 is an outer channel tube 3a, both ends in the longitudinal direction of one outer channel tube 3a of the two outer channel tubes 3a. The unit is connected with a heat medium inlet 401 for introducing the heat medium into the laminated heat exchanger 1 and a heat medium outlet 402 for discharging the heat medium from the laminated heat exchanger 1, respectively. Yes. The heat medium introduction port 401 and the heat medium discharge port 402 are joined to one outer flow path pipe 3a by brazing. In addition, the flow path pipe 3, the communication member 4, the heat medium introduction port 401, and the heat medium discharge port 402 of this embodiment are made of aluminum.

熱媒体導入口401から導入された熱媒体は、連通部材4を通って長手方向における一方の端部から各流路管3に流入し、それぞれの熱媒体流路30内を他方の端部に向かって流れる。そして、熱媒体は、連通部材4を通って熱媒体排出口402から排出される。このように、熱媒体が熱媒体流路30を流通する間に、電子部品2との間で熱交換を行って、電子部品2を冷却するようになっている。   The heat medium introduced from the heat medium introduction port 401 flows into the flow channel pipes 3 from one end in the longitudinal direction through the communication member 4, and the inside of each heat medium flow channel 30 to the other end. It flows toward. The heat medium is discharged from the heat medium discharge port 402 through the communication member 4. As described above, while the heat medium flows through the heat medium flow path 30, heat exchange is performed with the electronic component 2 to cool the electronic component 2.

図2に示すように、インナーフィン33は、熱媒体の流れ方向、すなわち流路管3の長手方向に垂直な断面形状が、凸部を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状に形成されている。具体的には、インナーフィン33は、流路管長手方向に延びるとともに細流路333を分割する板部331と、隣り合う板部331間を繋ぐ連結部332とを有し、流路管長手方向に直交する断面形状が台形波状に形成されたストレートフィンである。   As shown in FIG. 2, the inner fin 33 is a wave whose cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium, that is, the longitudinal direction of the flow channel tube 3 is bent with the convex portions alternately positioned on one side and the other side. It is formed into a shape. Specifically, the inner fin 33 includes a plate portion 331 that extends in the longitudinal direction of the flow channel tube and divides the narrow flow channel 333, and a connecting portion 332 that connects adjacent plate portions 331, and the longitudinal direction of the flow channel tube. A straight fin having a cross-sectional shape orthogonal to the shape of a trapezoidal wave.

インナーフィン33は、1つの流路管3内に、流路管3と電子部品との配置方向、すなわち、流路管3の積層方向に3段積層されている。本実施形態では、各段のインナーフィン33は、別体として形成されている。   The inner fins 33 are stacked in three stages in one flow path tube 3 in the arrangement direction of the flow path tubes 3 and the electronic components, that is, in the stacking direction of the flow path tubes 3. In the present embodiment, the inner fins 33 at each stage are formed as separate bodies.

ここで、3段のインナーフィン33のうち、電子部品2に最も近い側に位置するとともに外殻プレート31に隣接する2つのインナーフィン33を外側インナーフィン33Aといい、2つの外側インナーフィン33Aの間に配置された1つのインナーフィン33を内側インナーフィン33Bという。このため、1つの流路管3内には、2つの外側インナーフィン33Aと、1つの内側インナーフィン33Bが設けられている。   Here, of the three-stage inner fins 33, the two inner fins 33 that are located closest to the electronic component 2 and that are adjacent to the outer shell plate 31 are referred to as outer inner fins 33A. One inner fin 33 disposed between them is referred to as an inner inner fin 33B. For this reason, two outer inner fins 33 </ b> A and one inner inner fin 33 </ b> B are provided in one channel pipe 3.

また、インナーフィン33の流路管長手方向に直交する断面形状にて、一方側と他方側のうちの同一側で隣り合う凸部、すなわち連結部332の中心同士の距離をフィンピッチFPという。外側インナーフィン33AのフィンピッチFP1は、内側インナーフィン33BのフィンピッチFP2よりも粗くなっている。本実施形態では、外側インナーフィン33AのフィンピッチFP1は、内側インナーフィン33BのフィンピッチFP2の約2倍になっている。   Further, in the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the flow path pipe of the inner fin 33, the distance between the convex portions adjacent on the same side of one side and the other side, that is, the centers of the connecting portions 332 is referred to as a fin pitch FP. The fin pitch FP1 of the outer inner fin 33A is coarser than the fin pitch FP2 of the inner inner fin 33B. In the present embodiment, the fin pitch FP1 of the outer inner fin 33A is approximately twice the fin pitch FP2 of the inner inner fin 33B.

以上説明したように、外側インナーフィン33AのフィンピッチFP1を、内側インナーフィン33BのフィンピッチFP2よりも粗くすることで、外側インナーフィン33Aにより分割された細流路333(以下、外側細流路333Aという)における熱媒体の通過抵抗が、内側インナーフィン33Bにより分割された細流路333(以下、内側細流路333B)における熱媒体の通過抵抗よりも低くなる。これにより、外側細流路333Aの熱媒体の流量が、内側細流路333Bの熱媒体の流量よりも多くなる。すなわち、電子部品2に近い側の細流路333Aに流入する熱媒体の流速を増加させることができるので、熱交換効率を向上させることが可能となる。   As described above, by narrowing the fin pitch FP1 of the outer inner fin 33A than the fin pitch FP2 of the inner inner fin 33B, the narrow channel 333 divided by the outer inner fin 33A (hereinafter referred to as the outer narrow channel 333A). ) Is lower than the passage resistance of the heat medium in the narrow channel 333 divided by the inner inner fins 33B (hereinafter referred to as the inner narrow channel 333B). As a result, the flow rate of the heat medium in the outer narrow channel 333A is greater than the flow rate of the heat medium in the inner narrow channel 333B. That is, since the flow rate of the heat medium flowing into the narrow channel 333A on the side close to the electronic component 2 can be increased, it is possible to improve the heat exchange efficiency.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図3に基づいて説明する。本第2実施形態は、上記第1実施形態と比較して、インナーフィン33のフィン高さFHが異なるものである。図3は本第2実施形態における流路管3近傍を示す拡大断面図であり、第1実施形態の図2に対応する図面である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the fin height FH of the inner fin 33 is different from that in the first embodiment. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the flow path pipe 3 in the second embodiment, corresponding to FIG. 2 of the first embodiment.

ここで、インナーフィン33における流路管3と電子部品2との配置方向、すなわち流路管積層方向の寸法をフィン高さFHとする。すなわち、フィン高さFHは、インナーフィン33の流路管長手方向に垂直な断面形状における一方側の凸部から他方側の凸部までの距離をいう。   Here, the arrangement direction of the flow path tube 3 and the electronic component 2 in the inner fin 33, that is, the dimension in the flow path tube stacking direction is defined as the fin height FH. That is, the fin height FH refers to the distance from the convex portion on one side to the convex portion on the other side in the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the flow path pipe of the inner fin 33.

図3に示すように、本実施形態では、外側インナーフィン33Aのフィン高さFH1が、内側インナーフィン33Bのフィン高さFH2よりも高くなっている。本実施形態では、外側インナーフィン33Aのフィン高さFH1は、内側インナーフィン33Bのフィン高さFH2の1.75倍になっている。   As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the fin height FH1 of the outer inner fin 33A is higher than the fin height FH2 of the inner inner fin 33B. In the present embodiment, the fin height FH1 of the outer inner fin 33A is 1.75 times the fin height FH2 of the inner inner fin 33B.

以上説明したように、外側インナーフィン33Aのフィン高さFH1を、内側インナーフィン33Bのフィン高さFH2よりも高くすることで、外側インナーフィン33Aにより分割された外側細流路333Aにおける熱媒体の通過抵抗が、内側インナーフィン33Bにより分割された内側細流路333Bにおける熱媒体の通過抵抗よりも低くなる。これにより、外側細流路333Aの熱媒体の流量が、内側細流路333Bの熱媒体の流量よりも多くなるので、上記第1実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。   As described above, by setting the fin height FH1 of the outer inner fin 33A higher than the fin height FH2 of the inner inner fin 33B, the heat medium passes through the outer narrow channel 333A divided by the outer inner fin 33A. The resistance is lower than the passage resistance of the heat medium in the inner narrow channel 333B divided by the inner inner fins 33B. Thereby, since the flow rate of the heat medium in the outer narrow channel 333A is larger than the flow rate of the heat medium in the inner narrow channel 333B, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図4に基づいて説明する。本第3実施形態は、上記第1実施形態と比較して、インナーフィン33の積層段数が異なるものである。図4は本第3実施形態における流路管3近傍を示す拡大断面図であり、第1実施形態の図2に対応する図面である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is different from the first embodiment in the number of stacked layers of the inner fins 33. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the flow path pipe 3 in the third embodiment, and corresponds to FIG. 2 of the first embodiment.

図4に示すように、本実施形態では、インナーフィン33は、1つの流路管3内に、流路管3と電子部品との配置方向、すなわち、流路管3の積層方向に4段積層されている。   As shown in FIG. 4, in this embodiment, the inner fins 33 are arranged in four stages in one flow path pipe 3 in the arrangement direction of the flow path pipe 3 and the electronic component, that is, in the stacking direction of the flow path pipe 3. Are stacked.

より詳細には、1つの流路管3内における電子部品2に最も近い側には、外側インナーフィン33Aが設けられている。外側インナーフィン33Aは、外殻プレート31のそれぞれに隣接するように1つずつ配置されている。したがって、1つの流路管3内には、2つの外側インナーフィン33Aが配置されている。また、2つの外側インナーフィン33Aの間には、2つの内側インナーフィン33Bが配置されている。   More specifically, an outer inner fin 33 </ b> A is provided on the side closest to the electronic component 2 in one flow path tube 3. The outer inner fins 33 </ b> A are arranged one by one so as to be adjacent to each of the outer shell plates 31. Therefore, two outer inner fins 33 </ b> A are arranged in one flow path pipe 3. Further, two inner inner fins 33B are disposed between the two outer inner fins 33A.

上記第1実施形態と同様に、外側インナーフィン33AのフィンピッチFP1は、内側インナーフィン33BのフィンピッチFP2よりも粗くなっている。本実施形態では、外側インナーフィン33AのフィンピッチFP1は、内側インナーフィン33BのフィンピッチFP2の約2倍になっている。   Similar to the first embodiment, the fin pitch FP1 of the outer inner fin 33A is coarser than the fin pitch FP2 of the inner inner fin 33B. In the present embodiment, the fin pitch FP1 of the outer inner fin 33A is approximately twice the fin pitch FP2 of the inner inner fin 33B.

本実施形態によれば、外側インナーフィン33Aにより分割された外側細流路333Aにおける熱媒体の通過抵抗が、内側インナーフィン33Bにより分割された内側細流路333Bにおける熱媒体の通過抵抗よりも低くなる。これにより、外側細流路333Aの熱媒体の流量が、内側細流路333Bの熱媒体の流量よりも多くなるので、上記第1実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。   According to the present embodiment, the passage resistance of the heat medium in the outer narrow channel 333A divided by the outer inner fin 33A is lower than the passage resistance of the heat medium in the inner narrow channel 333B divided by the inner inner fin 33B. Thereby, since the flow rate of the heat medium in the outer narrow channel 333A is larger than the flow rate of the heat medium in the inner narrow channel 333B, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について図5に基づいて説明する。本第4実施形態は、上記第1実施形態と比較して、電子部品2の配置およびインナーフィン33の積層段数が異なるものである。図5は本第4実施形態における流路管3近傍を示す拡大断面図であり、第1実施形態の図2に対応する図面である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fourth embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the electronic components 2 and the number of stacked layers of the inner fins 33. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the flow path pipe 3 in the fourth embodiment, which corresponds to FIG. 2 of the first embodiment.

図5に示すように、本実施形態では、電子部品2は、流路管3の一方の面にのみ接触するように配置されている。すなわち、1つの流路管3の一対の外殻プレート31のうち、一方の外殻プレート31にのみ電子部品2が接触している。   As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the electronic component 2 is arranged so as to contact only one surface of the flow channel tube 3. That is, the electronic component 2 is in contact with only one outer shell plate 31 of the pair of outer shell plates 31 of one flow channel tube 3.

インナーフィン33は、1つの流路管3内に、流路管3と電子部品との配置方向、すなわち、流路管3の積層方向に2段積層されている。ここで、2段積層されたインナーフィン33のうち、電子部品2に近い側に位置するインナーフィン33を第1インナーフィン33Cといい、電子部品2から遠い側に位置するインナーフィン33を第2インナーフィン33Dという。このため、1つの流路管3内には、1つの第1インナーフィン33Cと、1つの第2インナーフィン33Dが設けられている。   The inner fins 33 are stacked in two stages in one flow path pipe 3 in the arrangement direction of the flow path pipe 3 and the electronic component, that is, in the stacking direction of the flow path pipe 3. Here, of the two-layered inner fins 33, the inner fin 33 located on the side closer to the electronic component 2 is referred to as a first inner fin 33C, and the inner fin 33 located on the side farther from the electronic component 2 is the second inner fin 33. It is called inner fin 33D. For this reason, one first inner fin 33 </ b> C and one second inner fin 33 </ b> D are provided in one flow path pipe 3.

また、第1インナーフィン33CのフィンピッチFP1は、第2インナーフィン33DのフィンピッチFP2よりも粗くなっている。本実施形態では、外側インナーフィン33AのフィンピッチFP1は、内側インナーフィン33BのフィンピッチFP2の約2倍になっている。   Further, the fin pitch FP1 of the first inner fin 33C is coarser than the fin pitch FP2 of the second inner fin 33D. In the present embodiment, the fin pitch FP1 of the outer inner fin 33A is approximately twice the fin pitch FP2 of the inner inner fin 33B.

本実施形態によれば、第1インナーフィン33Cにより分割された細流路333(以下、第1細流路333Cという)における熱媒体の通過抵抗が、第2インナーフィン33Dにより分割された細流路333(以下、第2細流路333D)における熱媒体の通過抵抗よりも低くなる。したがって、第1細流路333Cの熱媒体の流量が、第2細流路333Dの熱媒体の流量よりも多くなる。すなわち、電子部品2に近い側の第1細流路333Cに流入する熱媒体の流速が増加するため、熱交換効率を向上させることが可能となる。   According to this embodiment, the passage resistance of the heat medium in the narrow channel 333 (hereinafter referred to as the first narrow channel 333C) divided by the first inner fin 33C is the narrow channel 333 (divided by the second inner fin 33D). Hereinafter, it becomes lower than the passage resistance of the heat medium in the second narrow channel 333D). Therefore, the flow rate of the heat medium in the first narrow channel 333C is larger than the flow rate of the heat medium in the second narrow channel 333D. That is, since the flow velocity of the heat medium flowing into the first narrow channel 333C on the side close to the electronic component 2 is increased, the heat exchange efficiency can be improved.

(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について図6に基づいて説明する。本第5実施形態は、上記第1実施形態と比較して、インナーフィン33の形成方法が異なるものである。図6は本第5実施形態におけるインナーフィン33を示す拡大断面図である。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fifth embodiment is different from the first embodiment in the formation method of the inner fins 33. FIG. 6 is an enlarged sectional view showing the inner fin 33 in the fifth embodiment.

図6に示すように、本実施形態の3段のインナーフィン33は、1枚の金属板を、2箇所の折り返し部35を設けて折り返すことにより形成されている。具体的には、1枚の金属板を、2箇所の折り返し部35のうちの1箇所で流路管積層方向の一側に向かって折り返すとともに、2箇所の折り返し部35のうちの他の1箇所で流路管積層方向の他側に向かって折り返すことで、3段積層されたインナーフィン33が形成されている。   As shown in FIG. 6, the three-stage inner fins 33 of the present embodiment are formed by folding a single metal plate by providing two folded portions 35. Specifically, one metal plate is folded toward one side of the flow path pipe stacking direction at one of the two folded portions 35 and the other one of the two folded portions 35. The inner fins 33 that are stacked in three stages are formed by folding back toward the other side in the flow path tube stacking direction.

本実施形態では、1枚の金属板を折り曲げることにより3段のインナーフィン33を形成しているので、上記第1実施形態と同様の効果を得つつ、部品点数を低減することが可能となる。   In the present embodiment, since the three-stage inner fins 33 are formed by bending one metal plate, it is possible to reduce the number of parts while obtaining the same effects as in the first embodiment. .

(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態について図7および図8に基づいて説明する。本第6実施形態は、上記第1実施形態と比較して、インナーフィン33としてウェーブフィンを用いた点が異なるものである。図7は本第6実施形態における流路管3近傍を示す拡大断面図であり、第1実施形態の図2に対応する図面である。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The sixth embodiment is different from the first embodiment in that wave fins are used as the inner fins 33. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the flow path pipe 3 in the sixth embodiment, corresponding to FIG. 2 of the first embodiment.

図7に示すように、本実施形態のインナーフィン33は、流路管長手方向(熱媒体の流れ方向)に延びるとともに細流路333を分割する板部331と、隣り合う板部331間を繋ぐ連結部332とを有し、流路管長手方向に直交する断面形状が波状となるとともに、流路管積層方向(流路管3と電子部品2との配置方向)から見た際に板部331が熱媒体の流れ方向に波形状に屈折するウェーブフィンである。これにより、流路管3内に流路幅方向の熱媒体流れを形成することで熱媒体の混合を促進することができる。   As shown in FIG. 7, the inner fin 33 according to the present embodiment connects the plate portion 331 that extends in the longitudinal direction of the flow channel (the flow direction of the heat medium) and divides the narrow flow channel 333 and the adjacent plate portion 331. The cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the flow channel tube is wavy and has a plate portion when viewed from the flow channel stacking direction (the arrangement direction of the flow channel tube 3 and the electronic component 2). Reference numeral 331 denotes a wave fin that refracts into a wave shape in the flow direction of the heat medium. Thereby, mixing of the heat medium can be promoted by forming a heat medium flow in the flow path width direction in the flow path pipe 3.

図8は、本第6実施形態におけるインナーフィン33の、流路管積層方向に直交し、かつ、細流路333における流路管積層方向の中心部を通る断面を示す拡大断面図である。また、図8(a)は外側インナーフィン33Aを示しており、図8(b)は内側インナーフィン33Bを示している。ここで、インナーフィン33の、流路管積層方向に直交し、かつ、細流路333における流路管積層方向の中心部を通る断面における、板部331の波形状のピッチをウェーブピッチWPとする。   FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a cross section of the inner fin 33 in the sixth embodiment perpendicular to the flow channel stacking direction and passing through the central portion of the narrow flow channel 333 in the flow channel stacking direction. FIG. 8 (a) shows the outer inner fin 33A, and FIG. 8 (b) shows the inner inner fin 33B. Here, the wave pitch WP is the wave pitch of the plate portion 331 in the cross section of the inner fin 33 that is orthogonal to the channel tube stacking direction and passes through the center of the narrow channel 333 in the channel tube stacking direction. .

図8に示すように、外側インナーフィン33AのウェーブピッチWP1は、内側インナーフィン33BのウェーブピッチWP2より粗く形成されている。このため、外側インナーフィン33Aにより分割された外側細流路333Aを流通する熱媒体に生じる圧力損失が、内側インナーフィン33Bにより分割された内側細流路333Bを通過する熱媒体に生じる圧力損失より小さくなる。   As shown in FIG. 8, the wave pitch WP1 of the outer inner fin 33A is formed to be coarser than the wave pitch WP2 of the inner inner fin 33B. For this reason, the pressure loss generated in the heat medium flowing through the outer narrow channel 333A divided by the outer inner fin 33A is smaller than the pressure loss generated in the heat medium passing through the inner narrow channel 333B divided by the inner inner fin 33B. .

したがって、外側細流路333Aの熱媒体の流量が、内側細流路333Bの熱媒体の流量よりも多くなる。すなわち、電子部品2に近い側の外側細流路333Aに流入する熱媒体の流速が増加するため、熱交換効率を向上させることが可能となる。   Therefore, the flow rate of the heat medium in the outer narrow channel 333A is larger than the flow rate of the heat medium in the inner narrow channel 333B. That is, since the flow velocity of the heat medium flowing into the outer narrow channel 333A on the side close to the electronic component 2 is increased, the heat exchange efficiency can be improved.

(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態について図9に基づいて説明する。本第7実施形態は、上記第6実施形態と比較して、インナーフィン33のウェーブ深さWDが異なるものである。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The seventh embodiment is different from the sixth embodiment in the wave depth WD of the inner fin 33.

図9は、本第7実施形態におけるインナーフィン33の、流路管積層方向に直交し、かつ、細流路333における流路管積層方向の中心部を通る断面を示す拡大断面図である。また、図9(a)は外側インナーフィン33Aを示しており、図9(b)は内側インナーフィン33Bを示している。ここで、インナーフィン33の、流路管積層方向に直交し、かつ、細流路333における流路管積層方向の中心部を通る断面における、板部331の波形状の振幅方向における寸法をウェーブ深さWDとする。   FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a cross section of the inner fin 33 in the seventh embodiment perpendicular to the flow channel stacking direction and passing through the central portion of the narrow flow channel 333 in the flow channel stacking direction. 9A shows the outer inner fin 33A, and FIG. 9B shows the inner inner fin 33B. Here, the dimension in the amplitude direction of the wave shape of the plate portion 331 in the cross section of the inner fin 33 perpendicular to the flow channel stacking direction and passing through the central portion of the narrow flow channel 333 in the flow channel stacking direction is defined as the wave depth. WD.

図9に示すように、外側インナーフィン33Aのウェーブ深さWD1は、内側インナーフィン33Bのウェーブ深さWD2より浅く形成されている。このため、外側細流路333Aを流通する熱媒体に生じる圧力損失が、内側細流路333Bを通過する熱媒体に生じる圧力損失より大きくなる。   As shown in FIG. 9, the wave depth WD1 of the outer inner fin 33A is formed shallower than the wave depth WD2 of the inner inner fin 33B. For this reason, the pressure loss generated in the heat medium flowing through the outer narrow channel 333A is larger than the pressure loss generated in the heat medium passing through the inner narrow channel 333B.

したがって、外側細流路333Aの熱媒体の流量が、内側細流路333Bの熱媒体の流量よりも多くなる。すなわち、電子部品2に近い側の外側細流路333Aに流入する熱媒体の流速が増加するため、熱交換効率を向上させることが可能となる。   Therefore, the flow rate of the heat medium in the outer narrow channel 333A is larger than the flow rate of the heat medium in the inner narrow channel 333B. That is, since the flow velocity of the heat medium flowing into the outer narrow channel 333A on the side close to the electronic component 2 is increased, the heat exchange efficiency can be improved.

(第8実施形態)
次に、本発明の第8実施形態について図10および図11に基づいて説明する。本第8実施形態は、本発明の熱交換器を、熱交換対象物としての半導体素子に放熱用の金属体を接続したものを封止材により封止してなる半導体実装体を備え、当該金属体の放熱面を熱媒体で冷却するようにした熱交換器に適用したものである。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The eighth embodiment includes a semiconductor mounting body in which the heat exchanger of the present invention is formed by sealing a semiconductor element as a heat exchange object with a heat dissipation metal body connected by a sealing material, This is applied to a heat exchanger in which the heat radiating surface of the metal body is cooled by a heat medium.

図10は本第8実施形態に係る熱交換器を示す分解斜視図、図11は本第8実施形態に係る熱交換器を示す断面図である。図11に示すように、半導体実装体51は、半導体素子としての第1半導体チップ511および第2半導体チップ512と、金属体としての下側ヒートシンク520および上側ヒートシンク530と、これらの間に介在する導電性接合部材としての各はんだ541、542と、さらに、封止材としてのモールド樹脂550とを備えて構成されている。   FIG. 10 is an exploded perspective view showing the heat exchanger according to the eighth embodiment, and FIG. 11 is a cross-sectional view showing the heat exchanger according to the eighth embodiment. As shown in FIG. 11, the semiconductor mounting body 51 is interposed between a first semiconductor chip 511 and a second semiconductor chip 512 as semiconductor elements, a lower heat sink 520 and an upper heat sink 530 as metal bodies. Each solder 541 and 542 as a conductive bonding member and a mold resin 550 as a sealing material are further provided.

本実施形態の半導体実装体51では、第1半導体チップ511と第2半導体チップ12とが互いに並列に平面方向に配置されている。なお、図11では、半導体チップは2個設けられているが、半導体チップは1個であってもよいし、3個以上設けられていてもよい。   In the semiconductor mounting body 51 of the present embodiment, the first semiconductor chip 511 and the second semiconductor chip 12 are arranged in parallel in the planar direction. In FIG. 11, two semiconductor chips are provided, but one semiconductor chip may be provided, or three or more semiconductor chips may be provided.

それぞれの半導体チップ511、512の裏面(図11中の右面)と下側ヒートシンク520の上面との間は、第1はんだ541によって接合されている。また、それぞれの半導体チップ511、512の表面(図11中の左面)と上側ヒートシンク530の下面との間は、第2はんだ542によって接合されている。本実施形態において、これら各はんだ541、542としては、一般的に用いられている各種のはんだ、例えば、Sn−Pb系はんだや、Sn−Ag系はんだなどの鉛フリーはんだを採用することができる。   A back surface of each of the semiconductor chips 511 and 512 (right surface in FIG. 11) and a top surface of the lower heat sink 520 are joined by a first solder 541. Further, the surfaces of the respective semiconductor chips 511 and 512 (the left surface in FIG. 11) and the lower surface of the upper heat sink 530 are joined by the second solder 542. In the present embodiment, as these solders 541 and 542, various commonly used solders, for example, lead-free solders such as Sn-Pb solder and Sn-Ag solder can be employed. .

これにより、上記した構成においては、第1半導体チップ511および第2半導体チップ512の表面では、第2はんだ542および上側ヒートシンク530を介して放熱が行われ、第1半導体チップ511および第2半導体チップ512の裏面では、第1はんだ541から下側ヒートシンク520を介して放熱が行われる。   Thereby, in the above-described configuration, heat is radiated on the surfaces of the first semiconductor chip 511 and the second semiconductor chip 512 via the second solder 542 and the upper heat sink 530, and the first semiconductor chip 511 and the second semiconductor chip On the back surface of 512, heat is radiated from the first solder 541 through the lower heat sink 520.

このように、下側ヒートシンク520および上側ヒートシンク530は、第1半導体チップ511および第2半導体チップ512と熱的に接続されこれら各半導体チップ511、512からの熱を伝達する金属体として構成されている。そして、下側ヒートシンク520においては、図11中の右面が放熱面521として構成され、上側ヒートシンク530においては、図11中の左面が放熱面531として構成されている。そして、各放熱面521、531は、モールド樹脂550から露出している。   As described above, the lower heat sink 520 and the upper heat sink 530 are configured as metal bodies that are thermally connected to the first semiconductor chip 511 and the second semiconductor chip 512 and transmit heat from the semiconductor chips 511 and 512. Yes. In the lower heat sink 520, the right surface in FIG. 11 is configured as a heat dissipation surface 521, and in the upper heat sink 530, the left surface in FIG. 11 is configured as a heat dissipation surface 531. The heat radiating surfaces 521 and 531 are exposed from the mold resin 550.

ここで、第1半導体チップ11としては、特に限定されるものではないが、例えばIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)やサイリスタ等のパワー半導体素子から構成することができる。また、同じく第2半導体チップ512は、たとえば、FWD(フリーホイールダイオード)等からなるものにできる。また、具体的には、上記第1半導体チップ511および第2半導体チップ512の形状は、たとえば矩形状の薄板状とすることができる。   Here, the first semiconductor chip 11 is not particularly limited, but can be constituted by, for example, a power semiconductor element such as an IGBT (insulated gate bipolar transistor) or a thyristor. Similarly, the second semiconductor chip 512 can be made of, for example, an FWD (free wheel diode). Specifically, the shapes of the first semiconductor chip 511 and the second semiconductor chip 512 can be, for example, rectangular thin plates.

また、本実施形態の各半導体チップ511、512の表面および裏面には、図示しない電極が形成されている。そして、この電極は、各はんだ541、542と電気的に接続されている。   Further, electrodes (not shown) are formed on the front and back surfaces of the semiconductor chips 511 and 512 of the present embodiment. The electrodes are electrically connected to the solders 541 and 542.

このように、本実施形態においては、第1半導体チップ511および第2半導体チップ512の裏面側の電極は、下側ヒートシンク520に対して、第1はんだ541を介して電気的に接続され、第1半導体チップ511および第2半導体チップ512の表面側の電極は、第2はんだ542を介して上側ヒートシンク530に対して、電気的に接続されている。   Thus, in the present embodiment, the electrodes on the back surfaces of the first semiconductor chip 511 and the second semiconductor chip 512 are electrically connected to the lower heat sink 520 via the first solder 541, and the first The electrodes on the surface side of the first semiconductor chip 511 and the second semiconductor chip 512 are electrically connected to the upper heat sink 530 via the second solder 542.

ここで、下側ヒートシンク520および上側ヒートシンク530は、例えば、銅合金もしくはアルミ合金等の熱伝導性および電気伝導性の良い金属で構成されている。また、下側ヒートシンク520および上側ヒートシンク530は、例えば、全体としてほぼ長方形状の板材とすることができる。   Here, the lower heat sink 520 and the upper heat sink 530 are made of a metal having good thermal conductivity and electrical conductivity, such as a copper alloy or an aluminum alloy. Further, the lower heat sink 520 and the upper heat sink 530 can be, for example, substantially rectangular plate materials as a whole.

本実施形態の熱交換器は、上記構成の半導体実装体51におけるヒートシンク520、530の放熱面521、531が熱媒体により冷却されるようになっている。したがって、ヒートシンク520、530の放熱面521、531が、本発明の熱交換対象物に相当している。   In the heat exchanger of this embodiment, the heat radiation surfaces 521 and 531 of the heat sinks 520 and 530 in the semiconductor mounting body 51 having the above-described configuration are cooled by the heat medium. Therefore, the heat radiation surfaces 521 and 531 of the heat sinks 520 and 530 correspond to the heat exchange object of the present invention.

図11に示されるように、本実施形態の熱交換器は、半導体実装体51におけるモールド樹脂550の一部が、熱媒体冷媒が流れる熱媒体流路30として構成されたものとなっている。モールド樹脂550は、半導体チップ511、512およびヒートシンク520、530を封止する封止部551と、この封止部551の周囲に設けられ先端部がヒートシンク520、530の放熱面521、531よりも突出する壁部552とから構成されている。本実施形態は、壁部552は、放熱面521、531を取り囲むように環状に設けられたものである。   As shown in FIG. 11, in the heat exchanger of the present embodiment, a part of the mold resin 550 in the semiconductor mounting body 51 is configured as the heat medium flow path 30 through which the heat medium refrigerant flows. The mold resin 550 includes a sealing portion 551 that seals the semiconductor chips 511 and 512 and the heat sinks 520 and 530, and a tip portion that is provided around the sealing portion 551 than the heat radiation surfaces 521 and 531 of the heat sinks 520 and 530. It is comprised from the wall part 552 which protrudes. In the present embodiment, the wall portion 552 is provided in an annular shape so as to surround the heat dissipation surfaces 521 and 531.

また、封止部551のうちヒートシンク520、530の放熱面521、531と壁部552との間の部位に、貫通穴553が設けられており、この貫通穴553が熱媒体流路30として構成されている。   Further, a through hole 553 is provided in a portion of the sealing portion 551 between the heat radiation surfaces 521 and 531 of the heat sinks 520 and 530 and the wall portion 552, and the through hole 553 is configured as the heat medium flow path 30. Has been.

図10に示すように、本実施形態の熱交換器は、半導体実装体51が複数個連結されたものとして構成されている。具体的には、半導体実装体51が複数個(図示例では3個)積層されて連結されているとともに、それぞれの貫通穴553は、互いに連通している。   As shown in FIG. 10, the heat exchanger of the present embodiment is configured as a plurality of semiconductor mounting bodies 51 connected together. Specifically, a plurality (three in the illustrated example) of the semiconductor mounting bodies 51 are stacked and connected, and the respective through holes 553 communicate with each other.

積層体における一端側の半導体実装体51には、熱媒体の入口61および出口62を有する第1蓋材60が連結されており、これら入口61および出口62と貫通穴553とが連通している。また、積層体における他端側の半導体実装体51には、第2蓋材70が連結されており、貫通穴553が、この第2蓋材70により閉塞されている。こうして、入口61、出口62および貫通穴553が接続され、入口61から流入した熱媒体が貫通穴553を通って出口62から流出するようになっている。   A first lid member 60 having an inlet 61 and an outlet 62 for the heat medium is connected to the semiconductor mounting body 51 on one end side of the stacked body, and the inlet 61 and the outlet 62 and the through hole 553 communicate with each other. . Further, the second lid member 70 is connected to the semiconductor mounting body 51 on the other end side in the stacked body, and the through hole 553 is closed by the second lid member 70. In this way, the inlet 61, the outlet 62 and the through hole 553 are connected, and the heat medium flowing in from the inlet 61 flows out of the outlet 62 through the through hole 553.

なお、壁部552の端面にて、個々の半導体実装体51の連結および半導体実装体51と蓋材60、70との連結が行われており、この壁部552における各々の連結は、図示しない接着剤を介した接着により行われている。また、蓋材60、70は、ともに、例えば、樹脂、金属、セラミックなどの材料から成形、プレス加工などにより作成することができる。   In addition, the connection of each semiconductor mounting body 51 and the connection of the semiconductor mounting body 51 and the lid members 60 and 70 are performed on the end surface of the wall portion 552, and each connection in the wall portion 552 is not illustrated. It is performed by adhesion via an adhesive. In addition, both the lid members 60 and 70 can be formed from a material such as resin, metal, or ceramic by molding, pressing, or the like.

ここで、積層された複数個の半導体実装体51において、互いの放熱面521、531が対向するように配置されており、この対向する放熱面521、531の間も熱媒体流路30として熱媒体が流れるようになっている。また、半導体実装体51の放熱面521、531と蓋材60、70との間にも、熱媒体流路30が形成されている。したがって、対向する放熱面521、531、モールド樹脂550および蓋材60、70が、本発明の流路形成部材に相当している。   Here, in the plurality of stacked semiconductor mounting bodies 51, the heat radiating surfaces 521 and 531 are arranged to face each other, and the space between the facing heat radiating surfaces 521 and 531 is also used as the heat medium flow path 30. The medium is flowing. Further, the heat medium flow path 30 is also formed between the heat radiation surfaces 521 and 531 of the semiconductor mounting body 51 and the lid members 60 and 70. Therefore, the opposing heat radiating surfaces 521 and 531, the mold resin 550 and the lid members 60 and 70 correspond to the flow path forming member of the present invention.

ヒートシンク520、530の放熱面521、531の表面には、隣り合う半導体実装体51の間、および半導体実装体51と蓋材60、70との間に形成された熱媒体流路30を複数の細流路に分割するとともに、熱媒体とヒートシンク520、530の放熱面521、531との熱交換を促進するインナーフィン33が設けられている。本実施形態では、インナーフィン33としてストレートフィンを用いている。   A plurality of heat medium channels 30 formed between adjacent semiconductor mounting bodies 51 and between the semiconductor mounting body 51 and the lid members 60 and 70 are provided on the surfaces of the heat radiation surfaces 521 and 531 of the heat sinks 520 and 530. Inner fins 33 are provided that are divided into narrow channels and promote heat exchange between the heat medium and the heat radiation surfaces 521 and 531 of the heat sinks 520 and 530. In the present embodiment, straight fins are used as the inner fins 33.

より詳細には、隣り合う半導体実装体51同士の間には、インナーフィン33が、半導体実装体51の積層方向に3段積層されている。すなわち、隣り合う半導体実装体51の互いに対向する放熱面521、531間に、インナーフィン33が、半導体実装体51の積層方向に3段積層されている。   More specifically, the inner fins 33 are stacked in three layers in the stacking direction of the semiconductor mounting bodies 51 between the adjacent semiconductor mounting bodies 51. That is, the inner fins 33 are stacked in three layers in the stacking direction of the semiconductor mounting bodies 51 between the heat radiation surfaces 521 and 531 of the adjacent semiconductor mounting bodies 51 facing each other.

ここで、3段のインナーフィン33のうち、放熱面521、523に最も近い側に位置するとともに放熱面521、531に隣接する2つのインナーフィン33を外側インナーフィン33Aといい、2つの外側インナーフィン33Aの間に配置された1つのインナーフィン33を内側インナーフィン33Bという。このため、隣り合う半導体実装体51同士の間には、2つの外側インナーフィン33Aと、1つの内側インナーフィン33Bが設けられている。また、外側インナーフィン33Aのフィンピッチは、内側インナーフィン33Bのフィンピッチよりも粗くなっている。   Here, of the three-stage inner fins 33, the two inner fins 33 that are located closest to the heat radiation surfaces 521 and 523 and that are adjacent to the heat radiation surfaces 521 and 531 are referred to as outer inner fins 33A. One inner fin 33 disposed between the fins 33A is referred to as an inner inner fin 33B. For this reason, two outer inner fins 33 </ b> A and one inner inner fin 33 </ b> B are provided between adjacent semiconductor mounting bodies 51. Further, the fin pitch of the outer inner fin 33A is coarser than the fin pitch of the inner inner fin 33B.

また、半導体実装体51と蓋材60、70との間には、インナーフィン33が、半導体実装体51の積層方向に2段積層されている。すなわち、半導体実装体51の積層方向両端部に配置された半導体実装体51の放熱面521、531と蓋材60、70との間に、インナーフィン33が、半導体実装体51の積層方向に2段積層されている。   In addition, the inner fins 33 are stacked in two layers in the stacking direction of the semiconductor mounting body 51 between the semiconductor mounting body 51 and the lid members 60 and 70. That is, two inner fins 33 are arranged in the stacking direction of the semiconductor mounting body 51 between the heat radiation surfaces 521 and 531 of the semiconductor mounting body 51 and the lid members 60 and 70 disposed at both ends in the stacking direction of the semiconductor mounting body 51. It is layered.

ここで、2段積層されたインナーフィン33のうち、放熱面521、531に近い側に位置するインナーフィン33を第1インナーフィン33Cといい、放熱面521、531から遠い側に位置するインナーフィン33を第2インナーフィン33Dという。このため、半導体実装体51と蓋材60、70との間には、1つの第1インナーフィン33Cと、1つの第2インナーフィン33Dが設けられている。また、第1インナーフィン33Cのフィンピッチは、第2インナーフィン33Dのよりも粗くなっている。   Here, among the two-layered inner fins 33, the inner fin 33 located on the side closer to the heat radiation surfaces 521 and 531 is referred to as a first inner fin 33C, and the inner fin located on the side far from the heat radiation surfaces 521 and 531. 33 is referred to as a second inner fin 33D. For this reason, one first inner fin 33 </ b> C and one second inner fin 33 </ b> D are provided between the semiconductor mounting body 51 and the lid members 60 and 70. The fin pitch of the first inner fin 33C is coarser than that of the second inner fin 33D.

以上説明したように、放熱面521、531に隣接する外側インナーフィン33Aのフィンピッチを、放熱面521、531から遠い側に配置された内側インナーフィン33Bのフィンピッチより粗くすることで、外側インナーフィン33Aにより分割された外側細流路(図示せず)における熱媒体の通過抵抗が、内側インナーフィン33Bにより分割された内側細流路(図示せず)における熱媒体の通過抵抗よりも低くなる。これにより、外側細流路の熱媒体の流量が、内側細流路の熱媒体の流量よりも多くなる。すなわち、放熱面521、531に近い側の細流路に流入する熱媒体の流速を増加させることができるので、熱交換効率を向上させることが可能となる。   As described above, the outer inner fin 33A adjacent to the heat radiating surfaces 521 and 531 has a fin pitch coarser than the fin pitch of the inner inner fins 33B disposed on the side far from the heat radiating surfaces 521 and 531. The passage resistance of the heat medium in the outer narrow channel (not shown) divided by the fins 33A is lower than the resistance of the heat medium in the inner narrow channel (not shown) divided by the inner inner fins 33B. Thereby, the flow rate of the heat medium in the outer narrow channel is larger than the flow rate of the heat medium in the inner narrow channel. That is, since the flow rate of the heat medium flowing into the narrow flow path near the heat radiating surfaces 521 and 531 can be increased, the heat exchange efficiency can be improved.

さらに、本実施形態では、放熱面521、531に隣接する第1インナーフィン33Cのフィンピッチを、放熱面521、531から遠い側に配置された第2インナーフィン33Dのフィンピッチより粗くすることで、第1インナーフィン33Cにより分割された第1細流路(図示せず)における熱媒体の通過抵抗が、第2インナーフィン33Dにより分割された第2細流路(図示せず)における熱媒体の通過抵抗よりも低くなる。これにより、第1細流路の熱媒体の流量が、第2細流路の熱媒体の流量よりも多くなる。すなわち、放熱面521、531に近い側の細流路に流入する熱媒体の流速を増加させることができるので、熱交換効率をより向上させることが可能となる。   Furthermore, in the present embodiment, the fin pitch of the first inner fins 33C adjacent to the heat radiating surfaces 521 and 531 is made coarser than the fin pitch of the second inner fins 33D disposed on the side far from the heat radiating surfaces 521 and 531. The passage resistance of the heat medium in the first narrow channel (not shown) divided by the first inner fin 33C is the passage of the heat medium in the second narrow channel (not shown) divided by the second inner fin 33D. Lower than resistance. Thereby, the flow rate of the heat medium in the first narrow channel becomes larger than the flow rate of the heat medium in the second narrow channel. That is, since the flow rate of the heat medium flowing into the narrow flow path near the heat radiating surfaces 521 and 531 can be increased, the heat exchange efficiency can be further improved.

(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, Unless it deviates from the range described in each claim, it is not limited to the wording of each claim, and those skilled in the art Improvements based on the knowledge that a person skilled in the art normally has can be added as appropriate to the extent that they can be easily replaced. For example, various modifications are possible as follows.

(1)上記第1〜第7実施形態では、熱交換対象物として電子部品2を採用した例について説明したが、熱交換対象物はこれに限定されない。例えば、流路管3の外表面に接合されるとともに、流路管3と流路管3外部を流れる外部流体(空気)との伝熱面積を増大させるアウターフィンを熱交換対象物として採用してもよい。   (1) In the first to seventh embodiments, the example in which the electronic component 2 is adopted as the heat exchange object has been described, but the heat exchange object is not limited to this. For example, an outer fin that is joined to the outer surface of the flow channel tube 3 and increases the heat transfer area between the flow channel tube 3 and the external fluid (air) flowing outside the flow channel tube 3 is adopted as a heat exchange object. May be.

(2)上記第1〜第7実施形態では、熱交換器として、流路管3をいわゆるドロンカップ構造とし、隣り合う流路管3のフランジ部300同士をろう付けにより接合することにより複数の流路管3を連通する連通部材4を形成した積層型熱交換器1を採用した例について説明したが、熱交換器はこれに限定されない。例えば、流路形成部材としての複数本のチューブ、この複数本のチューブの両端側に配置されてそれぞれのチューブを流通する熱媒体の集合あるいは分配を行う一対の集合分配用タンク等を有する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器を、熱交換器として採用してもよい。   (2) In the first to seventh embodiments, as the heat exchanger, the flow path pipe 3 has a so-called drone cup structure, and the flange portions 300 of the adjacent flow path pipes 3 are joined to each other by brazing. Although the example which employ | adopted the laminated heat exchanger 1 which formed the communication member 4 which connects the flow-path pipe | tube 3 was demonstrated, a heat exchanger is not limited to this. For example, it has so-called a plurality of tubes as flow path forming members, a pair of collective distribution tanks that are arranged at both ends of the plurality of tubes, and perform collection or distribution of heat mediums that circulate through the tubes. A tank-and-tube heat exchanger may be adopted as the heat exchanger.

(3)上記第1〜第7実施形態では、流路管3を複数設けた例について説明したが、これに限らず、流路管3は1つであってもよい。   (3) In the first to seventh embodiments, the example in which a plurality of flow path tubes 3 are provided has been described. However, the present invention is not limited to this, and the number of flow path tubes 3 may be one.

(4)上記第3実施形態では、インナーフィン33を4段積層して配置した例について説明したが、これに限らず、インナーフィン33を5段以上積層してしてもよい。   (4) In the third embodiment, the example in which the inner fins 33 are stacked in four stages has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the inner fins 33 may be stacked in five or more stages.

(5)上記第8実施形態では、隣り合う半導体実装体51同士の間にインナーフィン33を3段積層して配置した例について説明したが、これに限らず、インナーフィン33を4段以上積層してしてもよい。また、上記第8実施形態では、半導体実装体51と蓋材60、70との間にインナーフィン33を2段積層した例にについて説明したが、これに限らず、インナーフィン33を3段以上積層してもよい。   (5) In the eighth embodiment, the example in which the three inner fins 33 are stacked between the adjacent semiconductor mounting bodies 51 has been described. However, the present invention is not limited to this, and four or more inner fins 33 are stacked. You may do it. In the eighth embodiment, the example in which the two inner fins 33 are stacked between the semiconductor mounting body 51 and the lid members 60 and 70 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the inner fins 33 have three or more stages. You may laminate.

(6)上述の各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせることができる。   (6) Each above-mentioned embodiment can be suitably combined in the possible range.

2 電子部品(熱交換対象物)
3 流路管(流路形成部材)
30 熱媒体流路
33 インナーフィン
33A 外側インナーフィン
33B 内側インナーフィン
331 板部
332 連結部
333 細流路
2 Electronic components (objects for heat exchange)
3 Channel pipe (channel forming member)
30 Heat medium flow path 33 Inner fin 33A Outer inner fin 33B Inner inner fin 331 Plate part 332 Connection part 333 Narrow flow path

Claims (5)

熱媒体が流通する熱媒体流路(30)を内部に有する流路形成部材(3)を備え、
前記熱媒体と、前記熱媒体流路(30)の外部または内部に配置された熱交換対象物(2)との間で熱交換を行う熱交換器であって、
前記流路形成部材(3)内には、前記熱媒体流路(30)を複数の細流路(333)に分割するとともに、前記熱媒体と前記熱交換対象物(2)との熱交換を促進するインナーフィン(33)が設けられており、
前記インナーフィン(33)は、前記流路形成部材(3)と前記熱交換対象物(2)との配置方向に複数段積層されており、
複数段の前記インナーフィン(33)のうち、前記熱交換対象物(2)に最も近い側に位置する前記インナーフィン(33A)における前記熱媒体の通過抵抗が、他の前記インナーフィン(33B)における前記熱媒体の通過抵抗よりも低いことを特徴とする熱交換器。
A flow path forming member (3) having a heat medium flow path (30) through which the heat medium flows;
A heat exchanger that performs heat exchange between the heat medium and a heat exchange object (2) disposed outside or inside the heat medium flow path (30),
In the flow path forming member (3), the heat medium flow path (30) is divided into a plurality of narrow flow paths (333), and heat exchange between the heat medium and the heat exchange object (2) is performed. Inner fins (33) to promote are provided,
The inner fin (33) is laminated in a plurality of stages in the arrangement direction of the flow path forming member (3) and the heat exchange object (2),
Among the plurality of inner fins (33), the passage resistance of the heat medium in the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is the other inner fin (33B). A heat exchanger characterized by being lower than the passage resistance of the heat medium.
前記インナーフィン(33)は、前記熱媒体の流れ方向に垂直な断面形状が、凸部を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状に形成されており、
前記断面形状にて、前記一方側と前記他方側のうちの同一側で隣り合う前記凸部の中心同士の距離をフィンピッチ(FP)としたとき、
前記複数段のインナーフィン(33)のうち、前記熱交換対象物(2)に最も近い側に位置する前記インナーフィン(33A)の前記フィンピッチ(FP)が、前記他のインナーフィン(33B)の前記フィンピッチ(FP)よりも粗いことを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
The inner fin (33) has a cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium, and is formed into a wave shape that bends with convex portions positioned alternately on one side and the other side,
In the cross-sectional shape, when the distance between the centers of the convex portions adjacent on the same side of the one side and the other side is a fin pitch (FP),
Of the plurality of inner fins (33), the fin pitch (FP) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is the other inner fin (33B). The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger is coarser than the fin pitch (FP).
前記インナーフィン(33)は、前記熱媒体の流れ方向に垂直な断面形状が、凸部を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状に形成されており、
前記インナーフィン(33)における前記配置方向の寸法をフィン高さ(FH)としたとき、
前記複数段のインナーフィン(33)のうち、前記熱交換対象物(2)に最も近い側に位置する前記インナーフィン(33A)の前記フィン高さ(FH)が、前記他のインナーフィン(33B)の前記フィン高さ(FH)よりも高いことを特徴とする請求項1または2に記載の熱交換器。
The inner fin (33) has a cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium, and is formed into a wave shape that bends with convex portions positioned alternately on one side and the other side,
When the dimension in the arrangement direction of the inner fin (33) is the fin height (FH),
Of the plurality of inner fins (33), the fin height (FH) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is the other inner fin (33B). The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the fin height (FH) is higher than the fin height (FH).
前記インナーフィン(33)は、前記熱媒体の流れ方向に延びるとともに前記細流路(333)を分割する板部(331)と、隣り合う前記板部(331)間を繋ぐ連結部(332)とを有し、前記熱媒体の流れ方向に直交する断面形状が波状となるとともに、前記配置方向から見た際に前記板部(331)が前記熱媒体の流れ方向に波形状に屈折するウェーブフィンであり、
前記インナーフィン(33)の、前記配置方向に直交し、かつ、前記細流路(333)における前記配置方向の中心部を通る断面における、前記板部(331)の前記波形状の振幅方向における寸法をウェーブ深さ(WD)としたとき、
前記複数段のインナーフィン(33)のうち、前記熱交換対象物(2)に最も近い側に位置する前記インナーフィン(33A)の前記ウェーブ深さ(WD)が、前記他のインナーフィン(33B)の前記ウェーブ深さ(WD)よりも浅いことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の熱交換器。
The inner fin (33) includes a plate portion (331) that extends in the flow direction of the heat medium and divides the narrow channel (333), and a connecting portion (332) that connects between the adjacent plate portions (331). And the cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium has a wave shape, and the plate portion (331) is refracted in a wave shape in the flow direction of the heat medium when viewed from the arrangement direction. And
The dimension in the amplitude direction of the wave shape of the plate part (331) in the cross section orthogonal to the arrangement direction of the inner fin (33) and passing through the central part of the arrangement direction in the narrow channel (333). Is the wave depth (WD),
Of the plurality of inner fins (33), the wave depth (WD) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is the other inner fin (33B). 4. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger is shallower than the wave depth (WD).
前記インナーフィン(33)は、前記熱媒体の流れ方向に延びるとともに前記細流路(333)を分割する板部(331)と、隣り合う前記板部(331)間を繋ぐ連結部(332)とを有し、前記熱媒体の流れ方向に直交する断面形状が波状となるとともに、前記配置方向から見た際に前記板部(331)が前記熱媒体の流れ方向に波形状に屈折するウェーブフィンであり、
前記インナーフィン(33)の、前記配置方向に直交し、かつ、前記細流路(333)における前記配置方向の中心部を通る断面における、前記板部(331)の前記波形状のピッチをウェーブピッチ(WP)としたとき、
前記複数段のインナーフィン(33)のうち、前記熱交換対象物(2)に最も近い側に位置する前記インナーフィン(33A)の前記ウェーブピッチ(WP)が、前記他のインナーフィン(33B)の前記ウェーブピッチ(WP)よりも粗いことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の熱交換器。
The inner fin (33) includes a plate portion (331) that extends in the flow direction of the heat medium and divides the narrow channel (333), and a connecting portion (332) that connects between the adjacent plate portions (331). And the cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium has a wave shape, and the plate portion (331) is refracted in a wave shape in the flow direction of the heat medium when viewed from the arrangement direction. And
The pitch of the wave shape of the plate portion (331) in a cross section orthogonal to the arrangement direction of the inner fin (33) and passing through the central portion of the arrangement direction in the narrow channel (333) is a wave pitch. (WP)
Of the plurality of inner fins (33), the wave pitch (WP) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is the other inner fin (33B). The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat exchanger is coarser than the wave pitch (WP).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014086641A (en) * 2012-10-25 2014-05-12 T Rad Co Ltd Heat sink
JP2015059669A (en) * 2013-09-17 2015-03-30 株式会社デンソー Laminated heat exchanger
JP2015138840A (en) * 2014-01-21 2015-07-30 株式会社ティラド Heat exchanger

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010245158A (en) * 2009-04-02 2010-10-28 Toyota Motor Corp Cooler
JP2012164874A (en) * 2011-02-08 2012-08-30 Toyota Motor Corp Cooling device and cooling unit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010245158A (en) * 2009-04-02 2010-10-28 Toyota Motor Corp Cooler
JP2012164874A (en) * 2011-02-08 2012-08-30 Toyota Motor Corp Cooling device and cooling unit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014086641A (en) * 2012-10-25 2014-05-12 T Rad Co Ltd Heat sink
JP2015059669A (en) * 2013-09-17 2015-03-30 株式会社デンソー Laminated heat exchanger
JP2015138840A (en) * 2014-01-21 2015-07-30 株式会社ティラド Heat exchanger

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