JP2791270B2 - 半導体冷却器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ヒートパイプを用い
て半導体素子からの熱を冷却する半導体冷却器に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３（ａ）は例えば実開昭５６ー５８
８６６号公報に示された半導体ユニット（車両の床下に
取付されており、車両の補助電源用のインバータ）の正
面図であり、１は受熱ブロック２を介して横方向に複数
個配列された半導体素子、３は両側に位置した受熱ブロ
ック２の外側に配設され半導体素子１と受熱ブロック２
とを一体化するための押圧機構、４は下部が受熱ブロッ
ク２に埋設され内部に冷媒５が封入されたヒートパイ
プ、６はヒートパイプ４の上部にヒートパイプ４に直交
して取り付けられた放熱フィンである。

【０００３】上記構成の半導体ユニットは、強制対流を
生じさせる強制ファンを用いないで半導体素子１を冷却
する場合には、自然体流による方式で半導体素子１を冷
却する必要がある。この場合には、吸気流７、排気流８
が円滑に流れるようにするために各放熱フィン６が縦方
向に向くようにし、また冷媒５の重力を利用した自然還
流による冷却効率を高めるように、受熱ブロック２に対
して放熱フィン６が高い位置になるようにするために、
図１３（ｂ）に示すようにヒートパイプ４を傾斜させて
半導体装置に組み込む必要がある。

【０００４】上記半導体素子１は、ヒートパイプ４を用
いて冷却される。半導体素子１で生じた熱は受熱ブロッ
ク２に伝達され、ヒートパイプ４内の冷媒５は熱により
沸騰し、相変化して蒸気９となり、ヒートパイプ４内に
は上方向に流れる蒸気流が生じる。蒸気９はヒートパイ
プ４の上部で外気と熱交換され、凝縮されて液化し、凝
縮液１０となって受熱ブロック２に向けて流下し、受熱
ブロック２に達する。その後は、冷媒５は上述した相変
化、流れを示し、結果的にはヒートパイプ４により数百
ワット以上の比較的大きな熱量を重力による自然還流に
より輸送することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体冷却器で
は、自然対流により半導体素子１を冷却する場合には、
放熱フィン６間を吸気流７および排気流８が円滑に流れ
るようにするため、および冷媒５の重力による自然還流
を生じさせるために、半導体ユニットを傾斜して半導体
装置に組み込まなければならず、そのため半導体ユニッ
トとその付属部品である、半導体ドライブユニット１
１、コンデンサユニット１２、平滑リアクトル１３との
取り合いから半導体装置全体の形状が大きくなってしま
うという課題があった。また、図１３（ｂ）に示すよう
に平滑リアクトル１３が放熱フィン６上に配置している
ようなときには、吸気流７および排気流８が平滑リアク
トル１３でその流れが邪魔されてしまい、半導体ユニッ
トの熱交換効率が低下し、また平滑リアクトル１３は排
気流８で暖められてしまい、平滑リアクトル１３に悪影
響を与えてしまうという課題もあった。

【０００６】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、冷却効率が向上するとともに、
半導体装置に組み込まれたときに半導体装置全体を小型
化できる半導体冷却器を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る半導体冷却器は、半導体素子を挟持する良熱伝導金属
材からなる受熱ブロックと、この受熱ブロック中に下部
が埋設され上方向に延びたヒートパイプと、このヒート
パイプの上部にヒートパイプと同方向に配設された放熱
フィンとを備え、前記放熱フィンはヒートパイプに沿っ
て二分割されて構成され、かつ放熱フィンの下側がヒー
トパイプ側から上方向に傾斜して切断されているもので
ある。

【０００８】この発明の請求項２に係る半導体冷却器
は、半導体素子と密着して取り付けられる良熱伝導金属
材からなる受熱ブロックと、この受熱ブロック中に下部
が埋設され、中間部に電気絶縁部を有するとともに、全
体として上方向に延びるヒートパイプと、このヒートパ
イプの上部に取り付けられ、このヒートパイプに沿って
空気流が形成されるとともに、下部側と中間部側に空気
取入空間が形成されている放熱フィンと、前記ヒートパ
イプを上下に分けるとともに、このヒートパイプを前記
電気絶縁部の上方で支持する仕切板と、この仕切板と前
記受熱ブロックとを連結する絶縁性の支持部材とを備え
たものである。

【０００９】この発明の請求項３に係る半導体冷却器
は、半導体素子と密着して取り付けられる良熱伝導金属
材からなる受熱ブロックと、この受熱ブロック中に下部
が埋設され、中間部に電気絶縁部を有するとともに、全
体として上方向に延びるヒートパイプと、このヒートパ
イプの上部に取り付けられ、このヒートパイプに沿って
空気流が形成されるとともに、下部側と中間部側に空気
取入空間が形成され、かつこの中間部側の前記空気取入
空間中に下方の空気流を外方に案内する案内部材を有す
る放熱フィンと、前記ヒートパイプを上下に分けるとと
もに、このヒートパイプを前記電気絶縁部の上方で支持
する仕切板と、この仕切板と前記受熱ブロックとを連結
する絶縁性の支持部材とを備えたものである。

【００１０】この発明の請求項４に係る半導体冷却器
は、半導体素子と密着して取り付けられる良熱伝導金属
材からなる受熱ブロックと、この受熱ブロック中に下部
が埋設され、中間部に電気絶縁部を有するとともに、全
体として上方向に延びるヒートパイプと、このヒートパ
イプの上部に取り付けられ、このヒートパイプに沿って
空気流が形成される放熱フィンと、前記ヒートパイプを
上下に分けるとともに、このヒートパイプを電気絶縁部
の上方で支持し、かつこのヒートパイプ側の中央部が上
向き凸状に傾斜している仕切板と、この仕切板と前記受
熱ブロックとを連結する絶縁性の支持部材とを備えたも
のである。

【００１１】

【実施例】参考例１． 以下、この発明の参考例１を図に基づいて説明する。図
１（ａ）はこの発明の参考例１を示す正面図、図１
（ｂ）は図１（ａ）の半導体ユニットが半導体装置に組
み込まれた状態での側面図であり、図１３（ａ）および
図１３（ｂ）と同一または相当部分は同一符号を付し、
その説明は省略する。図において、２０は各ヒートパイ
プ４の上部にそれぞれ垂直方向に延びて複数個取り付け
られた放熱フィン、２１は受熱ブロック２と放熱フィン
２０との間に位置しており押圧機構３により両端が固定
された仕切板、２２は受熱ブロック２に一端が接続され
た端子である。

【００１２】上記の半導体ユニットでは、相変化した蒸
気９はヒートパイプ４の上部で外気２３と熱交換され、
凝縮されて液化するが、各放熱フィン２０は垂直方向に
延びているので、外気２３は放熱フィン２０の下方から
入り、放熱フィン２０に沿って上昇してその上部から外
部に積極的に排出され、蒸気９と外気２３との熱交換効
率は向上する。また、ヒートパイプ４も垂直方向に延び
ているので、ヒートパイプ４内の冷媒５の自然還流も積
極的に行われる。さらに、外気２３中には塵埃、異物さ
らには腐食性ガス等が含まれることもあるが、半導体素
子１は仕切板２１で外部と遮蔽されているので、汚染さ
れることはない。

【００１３】参考例２． 図２（ａ）はこの発明の参考例２を示す側面図、図２
（ｂ）は図２（ａ）の半導体ユニットを半導体装置に組
み込んだ状態を示す側断面図であり、３０はヒートパイ
プ４の下部が埋設された銅、アルミニウム等の良熱伝導
材料からなる矩形状の受熱ブロック、３１は受熱ブロッ
ク３０の片面にねじ締めされて配設されたモジュールタ
イプの半導体素子、３２はヒートパイプ４の上部に設け
られた放熱フィン、３３は受熱ブロック３０に取り付け
られたスナバユニットである。

【００１４】この放熱フィン３２は、図３（ａ）、
（ｂ）に示されているように、例えば良熱伝導金属材料
であるアルミニウムを押出し成形して形成されており、
３２ａ、３２ｂは垂直方向に放熱フィン３２をニ分割さ
れて形成された放熱フィン半体、３４は放熱フィン半体
３２ａ、３２ｂの内側に形成された半円部で、この半円
部３４にヒートパイプ４が挿入され、ハンダでろう付け
溶接されている。放熱フィンに複数個の孔が形成され、
この孔に対応して複数個のヒートパイプ４を同時に挿入
する作業は困難であるが、この放熱フィン３２は二分割
されているので、そのような困難性はない。

【００１５】参考例３． 図４（ａ）はこの発明の参考例３の放熱フィンの平面
図、図４（ｂ）は図４（ａ）の正面図であり、４０は放
熱フィン、４１は放熱フィン４０と一体の受熱板、４２
は受熱板４１に形成されヒートパイプ４が貫通する孔で
ある。

【００１６】図４（ｃ）は上記参考例３の放熱フィン４
０が半導体装置に組み込まれたときの正面図であり、４
３は受熱板４１の下部に取り付けられたモジュールタイ
プの半導体素子、４４は受熱板４１の上部に取り付けら
れた断熱板で、この断熱板４４にはドライブユニット１
１、スナバユニット３３が取り付けられている。このも
のの場合、ヒートパイプ４の片側のみに放熱フィン４０
を設けたものであり、図４（ｃ）に示されているよう
に、半導体素子４３の付属部品である平滑リアクトル１
３、コンデンサ１２、スナバユニット３３およびドライ
ブユニット１１の実装密度が向上する。

【００１７】実施例１． 図５（ａ）はこの発明の実施例１の正面図、図５（ｂ）
は放熱フィンが半導体装置に組み込まれたときの正面図
であり、５０は下部が斜めに切断された放熱フィンで、
このものの場合には、放熱フィン５０の下部では空隙部
が大きくとれ、それだけ外気２３が大きくとれ、冷却効
率が大きくなる。

【００１８】実施例２． 図６（ａ）はこの発明の実施例２の半導体ユニットの正
面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の半導体ユニットの側断
面図である。なお、図１３（ａ）および図１３（ｂ）で
示される半導体ユニットと同一または相当部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。

【００１９】図において、６０は細長い密閉容器内に、
例えばパーフロロカーボンのような電気絶縁性の冷媒６
１が封入され、この密閉容器が下部の下パイプ６０ａ
と、中間部の電気絶縁管６０ｂと、上部の上パイプ６０
ｃとから構成される電気絶縁タイプのヒートパイプであ
る。このヒートパイプ６０は下パイプ６０ａ側が受熱ブ
ロック２に埋設されるとともに、電気絶縁管６０ｂが下
パイプ６０ａおよび上パイプ６０ｃとに封着材を介して
密閉状態に取り付けられている。そして、このヒートパ
イプ６０は全体として上下方向に垂直に配設されてい
る。この場合、１つの良熱伝導金属材からなる受熱ブロ
ック２に、３つのヒートパイプ６０が取り付けられてい
る。なお、このヒートパイプ６０の動作は前述のヒート
パイプ４と同一であるとともに、この電気絶縁タイプの
ヒートパイプ６０の詳細は、例えば特開平２ー２１７７
９１号公報に示されている。

【００２０】６２は受熱ブロック２に取り付けられた３
つのヒートパイプ６０の上パイプ６０ｃ側に取り付けら
れ、ヒートパイプ６０に沿って下方から上方に向かって
空気流６３が形成される縦型タイプの放熱フィン、６４
はヒートパイプ６０の上パイプ６０ｃの下部側に水平に
配置され、ヒートパイプ６０の放熱フィン６２が取り付
けられた上部と、電気絶縁管６０ｂのある中間部および
埋設された下部とを上下に分ける仕切板である。この仕
切板６４は押圧機構３側に両端が固定されるとともに、
半導体装置の固定部（図示せず）側に取り付けられ、半
導体ユニットを固定部側に支持させる役割も有してい
る。

【００２１】６５は仕切板６４の下面側に取り付けられ
るとともに、ヒートパイプ６０ともろう付け等により固
定されている支持板、６６は支持板６５と受熱ブロック
２の上部とを連結する絶縁性の支持部材、６７は受熱ブ
ロック２に一端が接続された端子、６８は受熱ブロック
２と半導体素子１とを密着させて一体化するための押圧
機構３の絶縁座である。

【００２２】なお、４つの受熱ブロック２、絶縁座６８
を含む押圧機構３、１２本のヒートパイプ６０、放熱フ
ィン６２、仕切板６４、支持板６５、支持部材６６、端
子６７により半導体冷却器が構成され、この半導体冷却
器と半導体素子１とにより半導体ユニットが構成され
る。

【００２３】つぎに、この半導体冷却器の動作について
説明する。半導体素子１が作動して熱を発生すると、こ
の熱は受熱ブロック２を介してヒートパイプ６０側に伝
えられる。ヒートパイプ６０内では受熱ブロック２から
の熱を吸収した下部側の冷媒６１が蒸発して、上部の放
熱フィン６２側へ移動し、この放熱フィン６２により冷
却されて凝縮する。そして、凝縮した冷媒６１は重力の
作用により受熱ブロック２側に下降し、同様な熱輸送を
くり返す。また、放熱フィン６２側では、この放熱フィ
ン６２周りの空気が暖められ、ヒートパイプ６０に沿っ
た上向きの空気流６３が形成される。すなわち、放熱フ
ィン６２の下方の外気は空気流６３となってこの放熱フ
ィン６２に沿って上方へ移動しつつ、この放熱フィン６
２から熱を吸収し、この放熱フィン６２を冷却する。

【００２４】したがって、この半導体冷却器では、ヒー
トパイプ６０が上下向きに配置されている分、冷媒の自
然還流が効果的に行なわれ、この半導体冷却器による半
導体素子１の冷却効率を上げることができる。また、放
熱フィン６２も上下方向に向いていて、放熱フィン６２
側に積極的に空気を取り込むことができる分、空気によ
る放熱フィン６２に対する熱交換効率を上げることがで
き、半導体素子１の冷却効率を上げることができる。さ
らに、空気流６３中には塵埃、異物、さらには腐食性ガ
ス等が含まれることがあるが、半導体素子１は仕切板６
４により空気流６３側から遮蔽されているので、これら
により汚染されることはない。

【００２５】また、この半導体冷却器では、ヒートパイ
プ６０が電気絶縁管６０ｂや電気絶縁性の冷媒６１を有
した電気絶縁タイプのヒートパイプであり、かつ押圧機
構３による半導体素子１や受熱ブロック２の加圧が絶縁
座６８を介して行なわれているとともに、受熱ブロック
２と支持板６５とを連結する支持部材６６も絶縁材から
構成されている。このため、この半導体冷却器では、半
導体素子１につながるものは必ずどこかで絶縁されてお
り、この半導体素子１に対する絶縁性を高めることがで
きる。

【００２６】ところで、この半導体ユニットを車両の床
下等に車両の補助電源用のインバータとして用いれば、
車両の振動が半導体冷却器に伝わり、ヒートパイプ６０
等を振動させる。このため、押圧機構３を介して受熱ブ
ロック２側が半導体装置の固定部側に支持されている従
来の半導体冷却器では、ヒートパイプ６０の電気絶縁管
６０ｂの両端面側に、放熱フィン６２側の重量が加わる
他、この放熱フィン６２側の振動が伝わって、応力の集
中が生じやすいという問題があった。

【００２７】ところが、この半導体冷却器では、ヒート
パイプ６０の電気絶縁管６０ｂの上方を支持板６５を介
して仕切板６４で支持しているとともに、支持板６５を
介すが、仕切板６４と受熱ブロック２とを支持部材６６
で連結して、ヒートパイプ６０を仕切板６４と受熱ブロ
ック２とにしっかり固定するようにしているので、放熱
フィン６２側の振動や重さがヒートパイプ６０の電気絶
縁管６０ｂ側に加わりにくくなる。このため、放熱フィ
ン６２側の振動や重量によって生じる電気絶縁管６０ｂ
への応力の集中は無くなり、ヒートパイプ６０の寿命が
向上する。

【００２８】実施例３． 図７（ａ）はこの発明の実施例３の半導体ユニットの正
面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の半導体ユニットを半導
体装置に組み込んだ状態を示す側断面図、図８は図７
（ａ）の半導体ユニットの側面図である。なお、図６
（ａ）、図６（ｂ）、図１（ａ）および図１（ｂ）で示
される半導体ユニットおよび半導体装置と同一または相
当部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００２９】図において、７０は３つの上下に向いたヒ
ートパイプ６０の各下パイプ６０ａ側が埋設されている
良熱伝導金属材料から構成される平板状の受熱ブロッ
ク、７１は受熱ブロック７０の片面側に３個ずつ両面に
ねじにより密着して取り付けられているモジュールタイ
プの半導体素子、７２はヒートパイプ６０の上部の上パ
イプ６０ｃ側に取り付けられ、ヒートパイプ６０に沿っ
て下方から上方に向かって空気流６３が形成される縦型
タイプの放熱フィンである。

【００３０】７３はヒートパイプ６０の上パイプ６０ｃ
の下部側に水平に配置され、ヒートパイプ６０の放熱フ
ィン７２が取り付けられた上部と、電気絶縁管６０ｂの
ある中間部および埋設された下部とを上下に分ける仕切
板である。この仕切板７３は半導体装置の固定部材１４
側に両端部が取り付けられているとともに、ヒートパイ
プ６０側にもろう付け等により固定されている。したが
って、仕切板７３は半導体ユニット全体とともに、ヒー
トパイプ６０を固定部材１４側に支持させる役割を有し
ている。７４は仕切板７３と受熱ブロック７０の上部と
を連結する、絶縁性の支持部材、７５、７６は付属部品
である。

【００３１】放熱フィン７２は、図９の（ａ）、（ｂ）
で示されるように、良熱伝導金属材料により形成されて
おり、厚肉部７２ａの中央に上下方向に向かってヒート
パイプ６０固定用の孔部７２ｂが形成されている。そし
て、厚肉部７２ａの両側に上下方向に向いた複数の平板
状フィン部７２ｃが形成されている。また、仕切板７３
近傍の、この放熱フィン７２の下部には、厚肉部７２ａ
の両側のフイン部７２ｃが斜状にカットされて一対の空
気取入空間７７が形成されている。

【００３２】なお、３つのヒートパイプ６０、受熱ブロ
ック７０、放熱フィン７２、仕切板７３、支持部材７４
により半導体冷却器が構成され、この半導体冷却器と６
つの半導体素子７１および付属部品７５、７６により半
導体ユニットが構成されている。

【００３３】この半導体冷却器においても、ヒートパイ
プ６０および放熱フィン７２が上下向きに配置されてい
るため、ヒートパイプ６０および放熱フィン７２により
半導体素子７１を効率的に冷却できる。また、放熱フィ
ン７２の空気流６３側と半導体素子７１側とは遮蔽され
ているため、半導体素子７１が空気流６３中の汚染物に
より汚染されることはない。さらに、この半導体冷却器
では、半導体素子７１につながるものが必ずどこかで絶
縁されており、半導体素子に対する絶縁性を高めること
ができる。また、この半導体冷却器では、放熱フィン７
２側が支持部材７４を介して仕切板７３側に支持されて
いるため、この半導体ユニットを車両等に取り付けた場
合でも、放熱フィン７２側の振動や重さにより、ヒート
パイプ６０の電気絶縁管６０ｂ周りに応力の集中が生じ
ることはない。

【００３４】実施例４． 図１０はこの発明の実施例４の半導体冷却器の正面図で
ある。図において、７８は放熱フィン７２の上下方向に
延びるフィン部７２ｃの中間部両側をＶ形にカットする
ことにより形成される一対の第２空気取入空間である。
なお、他の構成は実施例６の半導体冷却器と同一であ
る。

【００３５】放熱フィン７２には下部側の空気取入空間
７７から空気が取り入れられて、この放熱フィン７２に
沿って空気流６３が形成されるとともに、中間部側の空
気取入空間７８から新たな空気が取り入れられる。そし
て、この新たな空気が空気流６３と合体して新たな空気
流６３Ａとなり、この放熱フィン７２に沿って上昇す
る。温度の上昇した空気流６３に新たな空気を導入する
ことにより、空気流６３Ａの温度が下がり、放熱フィン
７２による冷却効果を上げることができる。したがっ
て、半導体冷却器の小型化を図ることができる。

【００３６】実施例５． 図１１（ａ）はこの発明の実施例５の半導体ユニットの
正面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の半導体ユニット
の一部断面側面図である。

【００３７】図において、８０は放熱フィン７２の上下
方向に延びるフィン部７２ｃの中間部両側をほぼＶ形に
カットすることにより形成される一対の第２空気取入空
間、８１は紙面の上下方向である前後方向に向かって形
成されている第２空気取入空間８０を上下に二分割する
ように、この第２空気取入空間８０内に差し込まれ、放
熱フィン７２に沿った空気流６３を上下の２つに分ける
案内部材としての仕切板である。この仕切板８１は前後
方向の中間部が下向きに凸状に傾斜した形状をしてお
り、第２空気取入空間８０の下部側に空気排出部８０ａ
を形成する働きを有している。なお、他の構成は実施例
３の半導体ユニットと同一である。

【００３８】放熱フィン７２の下部側には、下部側の空
気取入空間７７から空気が取り入れられて、この放熱フ
ィン７２に沿って空気流６３が形成され、この空気流６
３は仕切板８１に当って、第２空気取入空間８０の下部
側の空気排出部８０ａから外方に放出される。また、放
熱フィン７２の上部側には、第２空気取入空間８０の上
部側から空気が取り入れられて、この放熱フィン７２に
沿って新たな空気流６３が形成され、この空気流６３は
放熱フィン７２の上方に放出される。

【００３９】すなわち、放熱フィン７２の上下方向に対
して、２つの空気流６３を形成し、その各々の空気流６
３を温度の低い新たな空気から構成するようにしている
ため、この半導体冷却器では、その分放熱フィン７２に
よる冷却効率を上げることができる。したがって、この
半導体冷却器では、放熱フィン７２等を小型化できる
分、その小型化を図ることができる。

【００４０】実施例６． 図１２はこの発明の実施例６の半導体ユニットを半導体
装置に組み込んだ状態を示す側断面図である。この場
合、半導体冷却器の仕切板７３は、ヒートパイプ６０側
の中央部が上向きに凸状となり、外縁部側が漸次下向き
に傾斜されている。このことにより、仕切板７３上に降
下した雨水、塵埃９０等が重力等の作用で仕切板７３の
外方に移動され、仕切板７３上にこれらが溜ったり、積
もったりすることはない。なお、他の構成は、実施例６
の半導体ユニットと同一である。

【００４１】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１に係る
半導体冷却器によれば、放熱フィンの下部を斜めに切断
したことにより、放熱フィンの下部では空隙部が大きく
とれ、それだけ外気を大きくとることができ、冷却効率
が大きくなるという効果がある。

【００４２】また、この発明の請求項２に係る半導体冷
却器によれば、放熱フィンの下部側と中間部側に空気取
入空間を形成したことにより、放熱フィン側に新たな空
気を取り入れることが可能となり、放熱フィンによる冷
却効率が向上する。

【００４３】また、この発明の請求項３に係る半導体冷
却器によれば、放熱フィンの中間部側の空気取入空間中
に下方の空気流を外方に案内する案内部材を設けたこと
により、放熱フィンの上部側と下部側に新たな空気から
なる２つの空気流を形成でき、放熱フィンによる冷却効
率が向上する。

【００４４】また、この発明の請求項４に係る半導体冷
却器によれば、ヒートパイプを上下に分ける仕切板のヒ
ートパイプ側中央部を上向き凸状に傾斜させたことによ
り、仕切り板上に下降する雨水や塵埃等を仕切板上に溜
めたり、積もらせてしまうことは無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）はこの発明の参考例１の半導体冷却器
を有する半導体ユニットの正面図であり、（ｂ）は
（ａ）の側断面図である。

【図２】 （ａ）はこの発明の参考例２の半導体冷却器
を有する半導体ユニットの正面図であり、（ｂ）は
（ａ）の半導体ユニットが半導体装置に組み込まれたと
きの正断面図である。

【図３】 （ａ）は図２（ａ）の半導体冷却器を示す平
面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。

【図４】 （ａ）はこの発明の参考例３の半導体冷却器
の平面図、（ｂ）は（ａ）の半導体冷却器の正面図、
（ｃ）は（ａ）の半導体冷却器を用いた半導体装置の正
断面図である。

【図５】 （ａ）はこの発明の実施例１の半導体冷却器
の正面図、（ｂ）は（ａ）の半導体冷却器を用いた半導
体装置の正断面図である。

【図６】 （ａ）はこの発明の実施例２の半導体ユニッ
トの正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。

【図７】 （ａ）はこの発明の実施例３の半導体冷却器
を有する半導体ユニットの正面図であり、（ｂ）は
（ａ）の半導体ユニットが半導体装置に組み込まれたと
きの正断面図である。

【図８】 図７の半導体ユニットの側面図である。

【図９】 （ａ）は図７の半導体冷却器の平面図であ
り、（ｂ）は（ａ）の半導体冷却器の正面図である。

【図１０】 この発明の実施例４の半導体冷却器の正面
図である。

【図１１】 （ａ）はこの発明の実施例５の半導体ユニ
ットの正面図であり、（ｂ）は（ａ）の半導体ユニット
の一部断面側面図である。

【図１２】 この発明の実施例５の半導体ユニットを組
み込んだ半導体装置の側断面図である。

【図１３】 （ａ）は従来の半導体ユニットの一例を示
す正面図、（ｂ）は（ａ）の半導体ユニットが半導体装
置に組み込まれたときの正断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体素子、２ 受熱ブロック、４ ヒートパイ
プ、２０ 放熱フィン、３０ 受熱ブロック、３１ 半
導体素子、３２ 放熱フィン、４０ 放熱フィン、４１
受熱板、４３ 半導体素子、５０ 放熱フィン、６０
ヒートパイプ、６０ｂ 電気絶縁管（電気絶縁部）、
６２ 放熱フィン、６３ 空気流、６４仕切板、６６
支持部材、７０ 受熱ブロック、７１ 半導体素子、７
２ 放熱フィン、７３ 仕切板、７７ 空気取入空間、
７８ 第２空気取入空間、８０第２空気取入空間、８１
仕切板（案内部材）。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体素子を挟持する良熱伝導金属材か
   らなる受熱ブロックと、この受熱ブロック中に下部が埋
   設され上方向に延びたヒートパイプと、このヒートパイ
   プの上部にヒートパイプと同方向に配設された放熱フィ
   ンとを備え、前記放熱フィンはヒートパイプに沿って二
   分割されて構成され、かつ放熱フィンの下側がヒートパ
   イプ側から上方向に傾斜して切断されている半導体冷却
   器。
2. 【請求項２】 半導体素子と密着して取り付けられる良
   熱伝導金属材からなる受熱ブロックと、この受熱ブロッ
   ク中に下部が埋設され、中間部に電気絶縁部を有すると
   ともに、全体として上方向に延びるヒートパイプと、こ
   のヒートパイプの上部に取り付けられ、このヒートパイ
   プに沿って空気流が形成されるとともに、下部側と中間
   部側に空気取入空間が形成されている放熱フィンと、前
   記ヒートパイプを上下に分けるとともに、このヒートパ
   イプを前記電気絶縁部の上方で支持する仕切板と、この
   仕切板と前記受熱ブロックとを連結する絶縁性の支持部
   材とを備えたことを特徴とする半導体冷却器。
3. 【請求項３】 半導体素子と密着して取り付けられる良
   熱伝導金属材からなる受熱ブロックと、この受熱ブロッ
   ク中に下部が埋設され、中間部に電気絶縁部を有すると
   ともに、全体として上方向に延びるヒートパイプと、こ
   のヒートパイプの上部に取り付けられ、このヒートパイ
   プに沿って空気流が形成されるとともに、下部側と中間
   部側に空気取入空間が形成され、かつこの中間部側の前
   記空気取入空間中に下方の空気流を外方に案内する案内
   部材を有する放熱フィンと、前記ヒートパイプを上下に
   分けるとともに、このヒートパイプを前記電気絶縁部の
   上方で支持する仕切板と、この仕切板と前記受熱ブロッ
   クとを連結する絶縁性の支持部材とを備えたことを特徴
   とする半導体冷却器。
4. 【請求項４】 半導体素子と密着して取り付けられる良
   熱伝導金属材からなる受熱ブロックと、この受熱ブロッ
   ク中に下部が埋設され、中間部に電気絶縁部を有すると
   ともに、全体として上方向に延びるヒートパイプと、こ
   のヒートパイプの上部に取り付けられ、このヒートパイ
   プに沿って空気流が形成される放熱フィンと、前記ヒー
   トパイプを上下に分けるとともに、このヒートパイプを
   電気絶縁部の上方で支持し、かつこのヒートパイプ側の
   中央部が上向き凸状に傾斜している仕切板と、この仕切
   板と前記受熱ブロックとを連結する絶縁性の支持部材と
   を備えたことを特徴とする半導体冷却器。