JP3210199B2 - 平形半導体素子の冷却体 - Google Patents

平形半導体素子の冷却体

Info

Publication number
JP3210199B2
JP3210199B2 JP01184295A JP1184295A JP3210199B2 JP 3210199 B2 JP3210199 B2 JP 3210199B2 JP 01184295 A JP01184295 A JP 01184295A JP 1184295 A JP1184295 A JP 1184295A JP 3210199 B2 JP3210199 B2 JP 3210199B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling
cooling body
cooling medium
flow paths
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP01184295A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08204079A (ja
Inventor
忠 士 西
本 寿 彰 松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP01184295A priority Critical patent/JP3210199B2/ja
Publication of JPH08204079A publication Critical patent/JPH08204079A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3210199B2 publication Critical patent/JP3210199B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は平形半導体素子の冷却体
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体電力変換装置の大容量化に
伴い、それに使用される個々の半導体素子も大容量化の
傾向にある。このような傾向の中で近年では定格４００
０Ｖ／３０００Ａといった大容量の平形半導体素子も実
用化されている。このような大容量平形半導体素子にお
いては通電時に発生する数ｋＷにも及ぶ熱による温度上
昇を防止するためには、アルミニウムや銅などの伝熱特
性の優れた材料からなる冷却体を半導体素子に熱的に結
合して取付け、素子を効率よく冷却する必要がある。
【０００３】図３は複数の平形半導体素子８とそれらを
冷却するための冷却系統を示すものである。平形半導体
素子８と冷却体２６とが交互に複数層に積み重ねられて
半導体スタックを構成する。複数の冷却体２６にはそれ
ぞれ内部に冷却媒体、たとえば冷却水を通流させるため
の流路が形成されており、それらの流路は絶縁管２１を
介して直列に接続されている。その直列接続流路には循
環ポンプ２３から絶縁管２２Ａを介して冷却媒体が供給
される。直列接続流路を通って平形半導体素子８を冷却
した冷却媒体は絶縁管２２Ｂを介して取り出され、熱交
換器２４に導入されて放熱され、循環ポンプ２３を介し
て半導体スタックに向けて上記の経路で再び循環する。
【０００４】図４および図５は図３に示した冷却体２６
の内部の冷却媒体流路の構成を示すものである。平形半
導体素子８と接触する一方の面を接触面２６ａとし、他
方を接触面２６ｂとし、内部の冷却媒体流路２６ｃを破
線で示したものである。冷却体２６は一方の端面に冷却
媒体入口２６ｄを有し、この冷却媒体入口２６ｄから冷
却体２６の内部でうず巻き状に冷却体２６の中心部へと
向かい、中心部でＵ字状にターン（Ｕターン）し、逆向
きうず巻き状に冷却体２６の他端面に有する冷却媒体出
口２６ｅに連通する冷却媒体流路２６ｃを形成してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような冷却媒体流
路２６ｃを有する冷却体２６を用いて、大容量の平形半
導体素子をより高効率に冷却するためには、冷却媒体流
量を増加したり、冷却媒体流路の長さを長くしたりする
必要がある。このような対策を講ずると、いずれにして
も冷却媒体流量の増加または流路長の増加を来たし、結
局、冷却媒体の圧力損失の増加につながって循環ポンプ
の容量を増大する必要が生ずる。
【０００６】本発明は以上の認識を考慮してなされたも
のであって、循環ポンプの容量を増大することなく平形
半導体素子を効率よく冷却することの可能な冷却体を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、内部の冷却媒体の流路が
冷却媒体入口付近で複数に分割され、その分割された複
数の流路が平行に隣接した状態で冷却体周辺部からうず
巻き状に冷却体の中心部へと向かい、中心部でＵ字状に
ターンして逆向きのうず巻き状に冷却体周辺部へと向か
い、冷却媒体出口付近で複数の流路が１つの流路に集合
される平形半導体素子の冷却体において、複数の流路が
冷却体の厚さ方向に並設されていることを特徴とする。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の冷却体において、厚さ方向に並設された複数の流路が
平面方向から見て重ならないような位置関係をもって形
成されていることを特徴とする。
【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の冷却体において、請求項３に記載の冷却体において、
厚さ方向に並設された複数の流路のそれぞれ冷却体の平
面方向に並設された複数の流路からなっていることを特
徴とする。
【００１０】
【作用】請求項１に記載の発明によれば、冷却媒体の流
路が冷却体の内部で複数に分割してうず巻き状の流路を
形成し、さらに複数の流路を冷却体の厚さ方向に並設す
ることにより、一定流量の冷却媒体のもとで圧力損失を
増加させることなく冷却効率を向上させ、また、より少
ない平面面積の冷却体によって構成することができ、平
面面積に制約がある場合に良好に適用することができ
る。
【００１１】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明の作用・効果を、冷却特性のバランスをとりつ
つ、効率よく達成することができる。
【００１２】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
の発明の作用・効果を、冷却性能に比し、より少ない平
面面積の冷却体により、より薄型の冷却体によって達成
することができる。
【００１３】
【実施例】本発明の一実施例を、図１を参照して説明す
る。
【００１４】図１は請求項１に記載の発明に係る冷却体
１１の正面図であって、冷却体１１の両面は平形半導体
素子（図示せず）から熱を取り出すための接触面１０
ａ，１０ｂを形成する。冷却体１１の端面の一方には冷
却媒体入口１１ａが形成され、その反対側端面には冷却
媒体出口１１ｂが形成され、内部において入口１１ａと
出口１１ｂとの間に２つの冷却媒体流路１１ｅ，１１ｆ
が形成されている。
【００１５】冷却媒体入口１１ａに連通する冷却媒体流
路は冷却媒体入口１１ａ付近で断面積の細くなった２つ
の冷却媒体流路１１ｅ，１１ｆに分割され、その２つの
流路１１ｅ，１１ｆは冷却体１１の厚さ方向に、すなわ
ち両接触面１０ａ，１０ｂ側に２分割された形で上下し
隣接した状態で冷却体１１の周辺部からうず巻き状に中
心部に向かう冷却媒体流路を形成し、中心部で２つの流
路１１ｅ，１１ｆは逆方向へとＵターンし、再びうず巻
き状に冷却体１１の周辺部へと流路を形成していき、冷
却媒体出口１１ｂ付近で１つに集合している。
【００１６】このように構成された冷却体において、ポ
ンプから供給される冷却媒体の流量が一定であるとした
場合、冷却媒体入口１１ａおよび冷却媒体出口１１ｂの
断面積に対し、２分割された後の流路の１つの断面積を
仮に分割前または集合後の流路の断面積の１／２にした
場合、冷却媒体は分割した２つの流路１１ｅ，１１ｆの
各々に１／２ずつ分流することになる。２つの流路１１
ｅ，１１ｆの各々の流路の断面積は１／２またはそれ以
上にすることにより、１つの流路における冷却媒体の流
速が冷却媒体入口１１ａおよび冷却媒体出口１１ｂの流
速よりも速くなることはなく、冷却媒体の圧力損失が増
えることはない。また、１つの流路が２つの流路１１
ｅ，１１ｆに分割されることにより、総流量がたとえ一
定であるとしても冷却体１１と冷却媒体との接触面積す
なわち冷却体１１の伝熱面積が増大し、冷却効率が向上
することになる。
【００１７】図２は請求項２に記載の発明に係る冷却体
１１の正面図である。ここでは、平面方向から見て重な
らないような相対位置関係をもって配置された２つの冷
却媒体流路１１ｃ，１１ｄが形成されている。この配置
構成によれば、より合理的な冷却設計とすることができ
る。
【００１８】さらに冷却媒体流路１１ｃ，１１ｄまたは
冷却媒体流路１１ｅ，１１ｆがそれぞれにおいて平面方
向に２分割された分割流路を形成することにすれば、全
体として４つの並列分割流路が形成され、前述の冷却効
率をさらに一層向上させることができる。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば冷却媒
体と冷却体との接触面積を増大させ、冷却媒体の流量お
よび圧力損失を増大させることなく冷却効率を向上させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の一実施例による冷却体の正面図。
【図２】請求項２の実施例による冷却体の平面図。
【図３】従来の平形半導体素子の冷却体が組み込まれた
半導体スタックとその冷却系統を示す図。
【図４】従来の冷却体の正面図。
【図５】図４の冷却体の内部流路を示す平面図。
【符号の説明】
８ 平形半導体素子 １０ａ，１０ｂ 平形半導体素子との接触面 １１ 冷却体 １１ａ 冷却媒体入口 １１ｂ 冷却媒体出口 １１ｃ，１１ｄ ２分割された冷却媒体流路 １１ｅ，１１ｆ ２分割された冷却媒体流路 ２１，２２Ａ，２２Ｂ 絶縁管 ２３ 循環ポンプ ２４ 熱交換器

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内部の冷却媒体の流路が冷却媒体入口付近
    で複数に分割され、その分割された複数の流路が平行に
    隣接した状態で冷却体周辺部からうず巻き状に冷却体の
    中心部へと向かい、中心部でＵ字状にターンして逆向き
    のうず巻き状に冷却体周辺部へと向かい、冷却媒体出口
    付近で複数の流路が１つの流路に集合される平形半導体
    素子の冷却体において、前記複数の流路が冷却体の厚さ
    方向に並設されていることを特徴とする平形半導体素子
    の冷却体。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の冷却体において、厚さ方
    向に並設された複数の流路が平面方向から見て重ならな
    いような位置関係をもって形成されていることを特徴と
    する平形半導体素子の冷却体。
  3. 【請求項３】請求項１に記載の冷却体において、厚さ方
    向に並設された複数の流路のそれぞれが冷却体の平面方
    向に並設された複数の流路からなっていることを特徴と
    する平形半導体素子の冷却体。
JP01184295A 1995-01-27 1995-01-27 平形半導体素子の冷却体 Expired - Lifetime JP3210199B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01184295A JP3210199B2 (ja) 1995-01-27 1995-01-27 平形半導体素子の冷却体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01184295A JP3210199B2 (ja) 1995-01-27 1995-01-27 平形半導体素子の冷却体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08204079A JPH08204079A (ja) 1996-08-09
JP3210199B2 true JP3210199B2 (ja) 2001-09-17

Family

ID=11788988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01184295A Expired - Lifetime JP3210199B2 (ja) 1995-01-27 1995-01-27 平形半導体素子の冷却体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3210199B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100512261B1 (ko) * 2003-06-25 2005-09-05 주식회사 좋은기술 반도체 냉각 유로 장치
KR100609014B1 (ko) * 2004-02-27 2006-08-03 삼성전자주식회사 박막 히트 스프레더 및 그의 제조 방법
KR102675482B1 (ko) 2016-08-05 2024-06-17 엘지이노텍 주식회사 전자 부품 패키지
KR102381728B1 (ko) * 2020-05-19 2022-04-01 효성중공업 주식회사 방열판
KR102346767B1 (ko) * 2020-05-29 2022-01-04 효성중공업 주식회사 직접 접촉식 방열 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08204079A (ja) 1996-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230288143A1 (en) Heat exchanger channels
EP0219692B1 (en) Method for producing heat sink and heat sink thus produced
JP5908975B2 (ja) カートリッジベース熱電システム
US6385976B1 (en) Thermoelectric module with integrated heat exchanger and method of use
CN100380070C (zh) 紧凑高效的热电系统
JP4101174B2 (ja) 熱交換器
US20070017662A1 (en) Normal-flow heat exchanger
JP5145981B2 (ja) 部品冷却構造
KR20140083335A (ko) 열전소자가 구비된 열교환기
CN115547957A (zh) 功率模块散热基板的液冷散热结构及功率模块
JP3210199B2 (ja) 平形半導体素子の冷却体
JP2011233688A (ja) 半導体冷却器
KR101243674B1 (ko) 열전소자 열교환기
JP5909235B2 (ja) 特に自動車で電流を生成するための熱電装置
JP2022526554A (ja) 冷却装置
US20240384891A1 (en) Electric Water Heater
CN113178989B (zh) 一种蒸发冷却电机
KR20080039115A (ko) 열전소자 열교환기
JP3112614B2 (ja) 電力半導体素子の冷却ブロック
CN218498175U (zh) 电池模组及电池包
CN114069934A (zh) 电机机壳、电机和具有该电机的车辆
JPH08241943A (ja) パワー半導体素子用の液冷式冷却体
RU2706802C1 (ru) Статор электрической машины с жидкостным охлаждением (варианты)
JPS63262861A (ja) 半導体素子用冷却体
TWI917270B (zh) 液冷裝置與伺服器

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070713

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080713

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080713

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090713

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100713

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110713

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110713

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120713

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120713

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130713

Year of fee payment: 12

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term