JP4766110B2 - Semiconductor cooling structure - Google Patents

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Description

本発明は、半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、該半導体モジュールに密着配置された冷却管とを有する半導体冷却構造に関する。   The present invention relates to a semiconductor cooling structure having a semiconductor module containing a semiconductor element and a cooling pipe disposed in close contact with the semiconductor module.

例えば、インバータ等の電力変換装置には、半導体素子を内蔵した複数の半導体モジュールが配設され、該半導体モジュールに大きな電流が流れるよう構成されている。そのため、半導体素子の温度上昇を防ぐべく、半導体素子を冷却するための冷却媒体を流通させる冷却管を、半導体モジュールに密着配置した構造がある(特許文献1参照)。
そして、上記冷却管の内側の冷媒流路にはフィンが設けられ、半導体素子の表面の温度分布に応じて、冷媒流路の幅方向に不均一な冷却効率分布を冷却面に形成するように、フィンを配列している。ここで、幅方向とは、冷却媒体の流通する方向および冷却面に直交する方向との双方に直交する方向である。
For example, a power conversion device such as an inverter is provided with a plurality of semiconductor modules containing semiconductor elements, and a large current flows through the semiconductor modules. Therefore, in order to prevent the temperature of the semiconductor element from rising, there is a structure in which a cooling pipe for circulating a cooling medium for cooling the semiconductor element is disposed in close contact with the semiconductor module (see Patent Document 1).
In addition, fins are provided in the refrigerant flow path inside the cooling pipe so as to form a non-uniform cooling efficiency distribution on the cooling surface in the width direction of the refrigerant flow path according to the temperature distribution on the surface of the semiconductor element. , Fins are arranged. Here, the width direction is a direction orthogonal to both the direction in which the cooling medium flows and the direction orthogonal to the cooling surface.

特開2006−60114号公報JP 2006-60114 A

しかしながら、上記従来の半導体冷却構造においては、冷媒流路における冷却面に直交する方向に温度分布が生じるおそれがある。すなわち、冷却管における半導体モジュールと密着する冷却面に近い位置を流れる冷却媒体は、半導体モジュールから離れた位置を流れる冷却媒体よりも、温度が上昇しやすい。そのため、冷却媒体と半導体モジュールとの間の熱交換が効率的ではない。   However, in the conventional semiconductor cooling structure described above, there is a possibility that a temperature distribution is generated in a direction orthogonal to the cooling surface in the refrigerant flow path. That is, the temperature of the cooling medium flowing near the cooling surface in close contact with the semiconductor module in the cooling pipe is more likely to rise than the temperature of the cooling medium flowing away from the semiconductor module. Therefore, heat exchange between the cooling medium and the semiconductor module is not efficient.

また、冷却管の両面に半導体モジュールを密着配置する場合においても、冷却管の一方の面に配置した半導体素子と他方の面に配置した半導体素子との間に発熱量の差があると、上記従来の半導体冷却構造では、冷媒流路における冷却面に直交する方向に温度分布が生じるおそれがある。その結果、同様に、半導体素子の冷却効率を充分に高めることが困難となるおそれがある。   In addition, even when the semiconductor module is closely arranged on both surfaces of the cooling pipe, if there is a difference in the amount of heat generated between the semiconductor element arranged on one side of the cooling pipe and the semiconductor element arranged on the other side, In the conventional semiconductor cooling structure, there is a possibility that a temperature distribution is generated in a direction perpendicular to the cooling surface in the refrigerant flow path. As a result, similarly, it may be difficult to sufficiently increase the cooling efficiency of the semiconductor element.

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、半導体素子の冷却効率に優れた半導体冷却構造を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor cooling structure excellent in cooling efficiency of a semiconductor element.

本発明は、半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、該半導体モジュールに密着配置された冷却管とを有する半導体冷却構造において、
上記冷却管は、冷却媒体を導入する冷媒入口と、上記冷却媒体を排出する冷媒出口とを有すると共に、上記冷媒入口から上記冷媒出口に向かって上記冷却媒体を流通させる冷媒流路を内部に有し、
該冷媒流路には、上記半導体モジュールと密着する冷却面に垂直な冷却面垂直方向に速度ベクトルを持つよう上記冷却媒体を移動させる冷媒移動手段を設けてなり、
上記冷却管は、上記冷却面垂直方向に上記冷媒流路を仕切る中間プレートを有し、上記冷却媒体が、上記中間プレートによって仕切られた第一流路と第二流路とを交互に流れるよう構成されており、
上記中間プレートは、上記冷媒入口から上記冷媒出口へ向かう冷媒流通方向に直交すると共に上記冷却面に平行な冷却面幅方向の両端部に、上記第一流路と上記第二流路とを連通する連通部を有し、
上記第一流路と上記第二流路とには、それぞれ、上記冷媒流通方向及び上記冷却面幅方向に対して斜めに形成された傾斜フィンを設けてなり、
上記第一流路における上記傾斜フィンと、上記第二流路における上記傾斜フィンとは、互いに傾斜方向が逆であり、
上記傾斜フィンは、上記中間プレートにおける一対の上記連通部の間に形成されており、
かつ、上記半導体モジュールは、上記傾斜フィンに対向するとともに、該傾斜フィンに沿って上記一対の連通部の間を上記冷媒流通方向及び上記冷却面幅方向に対して斜めに移動する冷却媒体に対向するように配置されていることを特徴とする半導体冷却構造にある(請求項1)。
The present invention relates to a semiconductor cooling structure having a semiconductor module containing a semiconductor element, and a cooling pipe disposed in close contact with the semiconductor module.
The cooling pipe has a refrigerant inlet for introducing a cooling medium and a refrigerant outlet for discharging the cooling medium, and has a refrigerant flow path for circulating the cooling medium from the refrigerant inlet toward the refrigerant outlet. And
The said refrigerant passage, Ri Na provided refrigerant moving means for moving the cooling medium to have a velocity vector perpendicular to the cooling surface perpendicular to the cooling surface in close contact with the semiconductor module,
The cooling pipe has an intermediate plate that partitions the refrigerant flow path in a direction perpendicular to the cooling surface, and the cooling medium flows alternately through the first flow path and the second flow path partitioned by the intermediate plate. Has been
The intermediate plate communicates the first flow path and the second flow path at both ends in the cooling surface width direction orthogonal to the refrigerant flow direction from the refrigerant inlet to the refrigerant outlet and parallel to the cooling surface. Having a communication part,
The first flow path and the second flow path are each provided with inclined fins formed obliquely with respect to the refrigerant flow direction and the cooling surface width direction,
The inclined fins in the first flow path and the inclined fins in the second flow path are opposite in inclination direction,
The inclined fin is formed between the pair of communicating portions in the intermediate plate,
The semiconductor module opposes the inclined fin and opposes a cooling medium that moves obliquely between the pair of communicating portions along the inclined fin with respect to the refrigerant flow direction and the cooling surface width direction. The semiconductor cooling structure is arranged in such a manner (claim 1).

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記半導体冷却構造においては、上記冷却管の冷媒流路に、上記冷却面垂直方向に速度ベクトルを持つよう冷却媒体を移動させる冷媒移動手段を設けてある。そのため、冷媒流路に導入された冷却媒体が上記冷却面垂直方向に温度分布を形成することを抑制することができる。すなわち、冷却管における一方の冷却面にのみ半導体モジュールが密着配置している場合や、両方の冷却面に発熱量の異なる半導体モジュールが密着配置している場合などにも、冷媒流路における冷却面垂直方向に温度分布が生じることを抑制することができる。
その結果、冷媒流路に供給される冷却媒体の全体を効率的に、半導体素子との間の熱交換に利用することができる。それ故、上記半導体冷却構造は、半導体素子の冷却効率を向上させることができる。
Next, the effects of the present invention will be described.
In the semiconductor cooling structure, refrigerant moving means for moving the cooling medium so as to have a velocity vector in the direction perpendicular to the cooling surface is provided in the refrigerant flow path of the cooling pipe. Therefore, it can suppress that the cooling medium introduced into the refrigerant flow path forms a temperature distribution in the direction perpendicular to the cooling surface. That is, the cooling surface in the refrigerant flow path is also used when the semiconductor module is closely disposed on only one cooling surface of the cooling pipe, or when the semiconductor modules having different calorific values are closely disposed on both cooling surfaces. The occurrence of temperature distribution in the vertical direction can be suppressed.
As a result, the entire cooling medium supplied to the refrigerant flow path can be efficiently used for heat exchange with the semiconductor element. Therefore, the semiconductor cooling structure can improve the cooling efficiency of the semiconductor element.

以上のごとく、本発明によれば、半導体素子の冷却効率に優れた半導体冷却構造を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor cooling structure excellent in cooling efficiency of a semiconductor element.

本発明(請求項1)において、上記半導体モジュールは、上記半導体素子を1個内蔵していてもよいし、複数個内蔵していてもよい。
また、上記半導体冷却構造は、たとえば、インバータ等の電力変換装置の一部を構成する構造とすることができる。
また、上記半導体冷却構造では、冷却移動手段によって冷却媒体が冷却面垂直方向に速度ベクトルを持つようにする。ここで、「冷却媒体が冷却面垂直方向に速度ベクトルを持つように」とは、冷媒流路を流通する冷却媒体の速度ベクトルが冷却面垂直方向の成分を有するようにということである。以下、単に「冷却媒体が冷却面垂直方向に移動する」と言った場合には、「冷却媒体が冷却面垂直方向に速度ベクトルを持って移動する」ことを意味する。
In the present invention (Claim 1), the semiconductor module may include one semiconductor element or a plurality of the semiconductor elements.
Moreover, the said semiconductor cooling structure can be made into the structure which comprises some power converters, such as an inverter, for example.
In the semiconductor cooling structure, the cooling medium has a velocity vector in the direction perpendicular to the cooling surface by the cooling moving means. Here, “so that the cooling medium has a velocity vector in the direction perpendicular to the cooling surface” means that the velocity vector of the cooling medium flowing through the refrigerant flow path has a component in the direction perpendicular to the cooling surface. Hereinafter, simply saying “the cooling medium moves in the direction perpendicular to the cooling surface” means that “the cooling medium moves in the direction perpendicular to the cooling surface with a velocity vector”.

また、上記冷却管は、上記冷却面垂直方向に上記冷媒流路を仕切る中間プレートを有し、上記冷却媒体が、上記中間プレートによって仕切られた第一流路と第二流路とを交互に流れるよう構成されている。
これにより、上記冷却媒体を、確実に上記冷却面垂直方向に移動させることができ、冷媒流路における温度分布を効果的に抑制することができる。
The cooling pipe includes an intermediate plate that partitions the refrigerant flow path in a direction perpendicular to the cooling surface, and the cooling medium alternately flows through the first flow path and the second flow path partitioned by the intermediate plate. as that has been configured.
Thereby , the said cooling medium can be reliably moved to the said cooling surface perpendicular | vertical direction, and the temperature distribution in a refrigerant | coolant flow path can be suppressed effectively.

また、上記中間プレートは、上記冷媒入口から上記冷媒出口へ向かう冷媒流通方向に直交すると共に上記冷却面に平行な冷却面幅方向の両端部に、上記第一流路と上記第二流路とを連通する連通部を有し、上記第一流路と上記第二流路とには、それぞれ、上記冷媒流通方向に対して斜めに形成された傾斜フィンを設けてなり、上記第一流路における上記傾斜フィンと、上記第二流路における上記傾斜フィンとは、互いに傾斜方向が逆である。 The intermediate plate has the first flow path and the second flow path at both ends in the cooling surface width direction orthogonal to the refrigerant flow direction from the refrigerant inlet to the refrigerant outlet and parallel to the cooling surface. The first flow path and the second flow path are each provided with an inclined fin formed obliquely with respect to the refrigerant flow direction, and the inclination in the first flow path is provided. and the fin, and the above-mentioned inclined fins in the second flow path, the tilt directions Ru opposite der each other.

これにより、例えば、上記冷媒入口から上記第一流路に導入された冷却媒体は、上記傾斜フィンに沿って、冷媒流通方向に対して斜めに流れて一方の上記連通部に導かれる。そして、冷却媒体は、連通部を介して、第一流路から第二流路へ移動し、第二流路における傾斜フィンに沿って他方の連通部に導かれる。この連通部を介して、冷却媒体は、再び第一流路に移動する。このように、冷却媒体は、上記二つの連通部を介して、第一流路と第二流路とを交互に移動しつつ、冷媒流路を螺旋状に流れる。これにより、冷却媒体を、上記冷却面垂直方向に効率的に移動させることができ、冷媒流路における温度分布の形成を抑制することができる。
また、この構成により、上記冷却面幅方向にも冷却媒体を効率的に移動させることができるため、この方向についての温度分布の形成も抑制することができる。それ故、半導体素子の冷却効率を充分に向上させることができる。
Thereby, for example, the cooling medium introduced into the first flow path from the refrigerant inlet flows obliquely with respect to the refrigerant flow direction along the inclined fins and is guided to one of the communication portions. Then, the cooling medium moves from the first flow path to the second flow path via the communication section, and is guided to the other communication section along the inclined fins in the second flow path. The cooling medium again moves to the first flow path through this communication portion. As described above, the cooling medium spirally flows through the refrigerant flow path while moving alternately between the first flow path and the second flow path via the two communication portions. Thereby, a cooling medium can be efficiently moved to the said cooling surface perpendicular | vertical direction, and formation of the temperature distribution in a refrigerant | coolant flow path can be suppressed.
Further, with this configuration , the cooling medium can be efficiently moved also in the cooling surface width direction, so that formation of a temperature distribution in this direction can also be suppressed. Therefore, the cooling efficiency of the semiconductor element can be sufficiently improved.

また、上記冷却管は、上記冷媒入口から上記冷媒出口へ向かう冷媒流通方向に直交すると共に上記冷却面に平行な冷却面幅方向に上記冷媒流路を分割すると共に、上記冷媒流通方向に平行に形成されたストレートフィンを設けてなり、該ストレートフィンによって分割された複数の分割冷媒流路には、部分的に上記冷媒流路側に突出した突出部が配設されていてもよい。
この場合には、上記突出部が配設されていることにより、流通する冷却媒体において、上記冷却面垂直方向に圧力差が生じ、該冷却面垂直方向に速度ベクトルを持つ流れが生じる。これにより、冷媒流路における温度分布の形成を抑制することができる。
The cooling pipe divides the refrigerant flow path in a cooling surface width direction that is orthogonal to the refrigerant flow direction from the refrigerant inlet to the refrigerant outlet and parallel to the cooling surface, and is parallel to the refrigerant flow direction. be provided with a straight fin formed, the straight to the plurality of divided refrigerant flow paths divided by the fins, have good partly be the protrusion protruding to the coolant flow path is disposed.
In this case, due to the provision of the protrusions, in the circulating cooling medium, a pressure difference is generated in the cooling surface vertical direction, and a flow having a velocity vector in the cooling surface vertical direction is generated. Thereby, formation of the temperature distribution in a refrigerant flow path can be suppressed.

また、上記突出部は、上記半導体素子の配設位置の上流側に配設されていることが好ましい。
この場合には、上記半導体素子の手前において冷却媒体が上記冷却面垂直方向に移動するため、比較的温度の低い冷却媒体を半導体素子に近づけて、その冷却を効率よく行うことができる。
Further, the protruding portion is not preferably disposed on the upstream side of the arrangement position of the semiconductor element.
In this case, since the cooling medium moves in the direction perpendicular to the cooling surface before the semiconductor element, the cooling medium having a relatively low temperature can be brought close to the semiconductor element and the cooling can be performed efficiently.

また、上記突出部は、上記冷却管の外殻部の一部に形成されていてもよい。
この場合には、上記突出部を容易に形成することができる。また、上記冷却管を組み立てる際に、上記ストレートフィンと上記外殻部との位置決め手段として、上記突出部を利用することも可能となる。
また、上記突出部は、上記ストレートフィンの一部に形成されていてもよい。
Further, the protrusion but it may also be formed on a part of the outer shell portion of the cooling tube.
In this case, the protrusion can be easily formed. Further, when the cooling pipe is assembled, the protruding portion can be used as a positioning means for the straight fin and the outer shell portion.
Moreover, the said protrusion part may be formed in a part of said straight fin.

また、上記冷却管は、上記冷却面垂直方向に上記冷媒流路を仕切る中間プレートを有し、上記冷却媒体が、上記中間プレートによって仕切られた第一流路と第二流路とをそれぞれ流れるよう構成されており、上記第一流路と上記第二流路とには、それぞれ、上記冷媒入口から上記冷媒出口へ向かう冷媒流通方向に直交すると共に上記冷却面に平行な冷却面幅方向に上記冷媒流路を分割すると共に、上記冷媒流通方向に平行に形成されたストレートフィンを設けてなり、該ストレートフィンによって分割された複数の分割冷媒流路には、部分的に上記冷媒流路側に突出した突出部が配設されており、該突出部は、上記中間プレートの一部に形成されている構成とすることができる。 The cooling pipe includes an intermediate plate that partitions the refrigerant flow path in a direction perpendicular to the cooling surface, and the cooling medium flows through a first flow path and a second flow path partitioned by the intermediate plate, respectively. In the first flow path and the second flow path, the refrigerant is perpendicular to the refrigerant flow direction from the refrigerant inlet to the refrigerant outlet and parallel to the cooling face in the cooling face width direction. The flow path is divided and provided with straight fins formed parallel to the refrigerant flow direction, and the plurality of divided refrigerant flow paths divided by the straight fins partially protrude toward the refrigerant flow path side. and protrusions are disposed, projecting portion, Ru can be configured to be formed on a part of the intermediate plate.

この場合には、上記第一流路及び上記第二流路では、上記突出部が配設されていることにより、流通する冷却媒体において、上記冷却面垂直方向に圧力差が生じ、該冷却面垂直方向に速度ベクトルを持つ流れが生じる。これにより、冷媒流路における温度分布の形成を抑制することができる。また、上記突出部を容易に形成することができる。また、上記冷却管を組み立てる際に、上記ストレートフィンと上記中間プレートとの位置決め手段として、上記突出部を利用することも可能となる。   In this case, in the first flow path and the second flow path, the protrusion is disposed, so that in the circulating cooling medium, a pressure difference is generated in the cooling surface vertical direction, and the cooling surface vertical A flow with a velocity vector in the direction occurs. Thereby, formation of the temperature distribution in a refrigerant flow path can be suppressed. Moreover, the said protrusion part can be formed easily. Further, when the cooling pipe is assembled, the protruding portion can be used as a positioning means for the straight fin and the intermediate plate.

また、上記突出部は、上記中間プレートに加えて、上記冷却管の外殻部の一部に形成されていてもよい。
この場合には、上記突出部が上記中間プレートと上記冷却管の上記外殻部との両方に形成されていることにより、冷媒流路における温度分布の形成をより一層抑制することができる。また、上記突出部を容易に形成することができる。また、上記冷却管を組み立てる際に、上記ストレートフィンと上記外殻部との位置決め手段として、上記突出部を利用することも可能となる。
また、上記突出部は、上記ストレートフィンの一部に形成されていてもよい。
In addition to the intermediate plate, the protrusion may be formed on a part of the outer shell of the cooling pipe.
In this case, since the protrusion is formed on both the intermediate plate and the outer shell of the cooling pipe, the formation of the temperature distribution in the refrigerant flow path can be further suppressed. Moreover, the said protrusion part can be formed easily. Further, when the cooling pipe is assembled, the protruding portion can be used as a positioning means for the straight fin and the outer shell portion.
Moreover, the said protrusion part may be formed in a part of said straight fin.

また、上記構成において、上記突出部は、上記半導体素子の配設位置の上流側に配設されていることが好ましい。
この場合には、上記半導体素子の手前において冷却媒体が上記冷却面垂直方向に移動するため、比較的温度の低い冷却媒体を半導体素子に近づけて、その冷却を効率よく行うことができる。
In the above configuration, it is preferable that the projecting portion is disposed upstream of the position where the semiconductor element is disposed.
In this case, since the cooling medium moves in the direction perpendicular to the cooling surface before the semiconductor element, the cooling medium having a relatively low temperature can be brought close to the semiconductor element and the cooling can be performed efficiently.

また、本発明において、上記突出部は、その配設位置、個数、突出高さ等を種々様々に変更することが可能である。
また、上記突出部は、例えば、上記冷却管の上記外殻部や上記中間プレートを直接プレス加工等することによって形成することができる。また、上記冷却管の上記外殻部や上記中間プレートに対して上記突出部となる別部材を接着、溶接等することによって形成することもできる。
Further, in the present invention, the protruding portion can be variously changed in the arrangement position, the number, the protruding height, and the like.
Moreover, the said protrusion part can be formed by directly pressing the said outer shell part of the said cooling pipe | tube, or the said intermediate plate, for example. Moreover, it can also form by adhere | attaching, welding, etc. the another member used as the said protrusion part with respect to the said outer shell part of the said cooling pipe, or the said intermediate plate.

また、上記冷却管は、上記冷媒入口から上記冷媒出口へ向かう冷媒流通方向に直交すると共に上記冷却面に平行な冷却面幅方向に上記冷媒流路を分割すると共に、上記冷媒流通方向に平行に形成されたストレートフィンを設けてなり、該ストレートフィンは、該ストレートフィンによって分割された複数の分割冷媒流路に向かって突出して形成された傾斜リブを設けてなり、該傾斜リブは、上記冷媒流通方向および上記冷却面に対して傾斜していることが好ましい。
この場合には、上記傾斜リブが配設されていることにより、各分割冷媒流路を流通する冷却媒体において、上記冷却面垂直方向に圧力差が生じ、該冷却面垂直方向に速度ベクトルを持つ流れが生じる。これにより、冷媒流路における温度分布の形成を抑制することができる。
The cooling pipe divides the refrigerant flow path in a cooling surface width direction that is orthogonal to the refrigerant flow direction from the refrigerant inlet to the refrigerant outlet and parallel to the cooling surface, and is parallel to the refrigerant flow direction. The formed straight fin is provided, and the straight fin is provided with an inclined rib formed to protrude toward a plurality of divided refrigerant flow paths divided by the straight fin, and the inclined rib is formed of the refrigerant. it is not preferable that are inclined with respect to the flow direction and the cooling surface.
In this case, by providing the inclined ribs, a pressure difference is generated in the cooling medium vertical direction in the cooling medium flowing through each divided refrigerant flow path, and a velocity vector is provided in the cooling surface vertical direction. A flow occurs. Thereby, formation of the temperature distribution in a refrigerant flow path can be suppressed.

また、上記傾斜リブは、上記冷媒流通方向に沿って複数個形成されており、上記冷媒流通方向に隣り合う上記傾斜リブは、互いに傾斜方向が逆である構成とすることができる。
また、上記傾斜リブは、上記冷媒流通方向に沿って複数個形成されており、該複数個の傾斜リブは、傾斜方向が同じ上記傾斜リブからなる傾斜リブ群を複数形成しており、上記冷媒流通方向に隣り合う上記傾斜リブ群における上記傾斜リブは、互いに傾斜方向が逆である構成とすることができる。
これらの場合には、各分割冷媒流路を流れる冷却媒体は、上記傾斜リブによってうねりながら、上記冷却面垂直方向に移動しつつ、上記冷媒流通方向に流れて行くこととなる。それ故、冷却媒体を円滑に上記冷却面垂直方向に移動させることができる。
Moreover, the inclined ribs are formed in plural along the refrigerant flow direction, the inclined ribs adjacent to the refrigerant flow direction, Ru can be configured inclination directions to each other are opposite.
A plurality of the inclined ribs are formed along the refrigerant flow direction, and the plurality of inclined ribs form a plurality of inclined rib groups including the inclined ribs having the same inclination direction. the inclined ribs of the inclined rib group adjacent to the flow direction, Ru can be configured inclination directions to each other are opposite.
In these cases, the cooling medium flowing through each divided refrigerant flow path flows in the refrigerant distribution direction while moving in the vertical direction of the cooling surface while being swung by the inclined ribs. Therefore, the cooling medium can be smoothly moved in the direction perpendicular to the cooling surface.

また、上記傾斜リブは、上記冷媒流通方向に加えて、上記冷却面垂直方向にも複数個形成されており、上記冷却面垂直方向に隣り合う上記傾斜リブは、互いに傾斜方向が逆である構成とすることができる。
また、上記傾斜リブは、上記冷媒流通方向に加えて、上記冷却面垂直方向にも複数個形成されており、該複数個の傾斜リブは、傾斜方向が同じ上記傾斜リブからなる傾斜リブ群を複数形成しており、上記冷却面垂直方向に隣り合う上記傾斜リブ群における上記傾斜リブは、互いに傾斜方向が逆である構成とすることができる。
これらの場合には、各分割冷媒流路を流れる冷却媒体は、上記冷媒流通方向及び上記冷却面垂直方向に形成された上記傾斜リブによってうねりながら、上記冷却面垂直方向に移動しつつ、上記冷媒流通方向に流れて行くこととなる。それ故、冷却媒体を円滑に上記冷却面垂直方向に移動させることができる。
A plurality of the inclined ribs are formed not only in the refrigerant flow direction but also in the vertical direction of the cooling surface, and the inclined ribs adjacent to each other in the vertical direction of the cooling surface have opposite inclination directions. Ru can be.
Further, a plurality of the inclined ribs are formed in the direction perpendicular to the cooling surface in addition to the refrigerant flow direction, and the plurality of inclined ribs include an inclined rib group including the inclined ribs having the same inclination direction. and forming a plurality of said inclined ribs in the inclined rib group adjacent to the cooling surface vertical, Ru can be configured inclination directions to each other are opposite.
In these cases, the cooling medium flowing through each divided refrigerant flow path moves in the vertical direction of the cooling surface while being swung by the inclined ribs formed in the refrigerant distribution direction and the cooling surface vertical direction. It will flow in the distribution direction. Therefore, the cooling medium can be smoothly moved in the direction perpendicular to the cooling surface.

また、上記ストレートフィンは、上記傾斜リブに加えて、上記ストレートフィンによって分割された複数の分割冷媒流路に向かって突出して形成された直交リブを設けてなり、該直交リブは、上記冷媒流通方向および上記冷却面に対して直交する方向に形成されている構成とすることができる。
この場合には、各分割冷媒流路を流れる冷却媒体は、上記傾斜リブ及び上記直交リブによって上記冷却面垂直方向に移動しつつ、上記冷媒流通方向に流れて行くこととなる。それ故、冷却媒体を円滑に上記冷却面垂直方向に移動させることができる。
In addition to the inclined rib, the straight fin is provided with an orthogonal rib formed to project toward a plurality of divided refrigerant flow paths divided by the straight fin, and the orthogonal rib is provided with the refrigerant flow. Ru can be configured to be formed in the direction orthogonal to the direction and the cooling surface.
In this case, the cooling medium flowing through each of the divided refrigerant channels flows in the refrigerant circulation direction while moving in the direction perpendicular to the cooling surface by the inclined ribs and the orthogonal ribs. Therefore, the cooling medium can be smoothly moved in the direction perpendicular to the cooling surface.

また、上記冷却管は、上記冷媒入口から上記冷媒出口へ向かう冷媒流通方向に直交すると共に上記冷却面に平行な冷却面幅方向に上記冷媒流路を分割すると共に、上記冷媒流通方向に平行に形成されたストレートフィンを設けてなり、該ストレートフィンは、該ストレートフィンによって分割された複数の分割冷媒流路に向かって突出して形成された直交リブを設けてなり、該直交リブは、上記冷媒流通方向および上記冷却面に対して直交する方向に形成されている構成とすることができる。
この場合には、上記直交リブが配設されていることにより、各分割冷媒流路を流通する冷却媒体において、上記冷却面垂直方向に圧力差が生じ、該冷却面垂直方向に速度ベクトルを持つ流れが生じる。これにより、冷媒流路において、上記冷却面垂直方向の温度分布が形成されることを効果的に抑制することができる。
なお、上記構成の場合には、冷却媒体が上記冷却面垂直方向に速度ベクトルを持つ流れを生じるように、上記直交リブの配設位置を考慮する必要がある。
The cooling pipe divides the refrigerant flow path in a cooling surface width direction that is orthogonal to the refrigerant flow direction from the refrigerant inlet to the refrigerant outlet and parallel to the cooling surface, and is parallel to the refrigerant flow direction. The straight fin is provided, and the straight fin is provided with an orthogonal rib formed to project toward a plurality of divided refrigerant flow paths divided by the straight fin, and the orthogonal rib is formed of the refrigerant. Ru can be configured to be formed in the direction perpendicular to the flow direction and the cooling surface.
In this case, since the orthogonal ribs are arranged, a pressure difference is generated in the vertical direction of the cooling surface in the cooling medium flowing through each divided refrigerant flow path, and a velocity vector is provided in the vertical direction of the cooling surface. A flow occurs. Thereby, it can suppress effectively that the temperature distribution of the said cooling surface perpendicular | vertical direction is formed in a refrigerant | coolant flow path.
In the case of the above configuration, it is necessary to consider the position of the orthogonal rib so that the cooling medium generates a flow having a velocity vector in the direction perpendicular to the cooling surface.

また、上記冷却管において、上記ストレートフィンには、上記直交リブと前述の傾斜リブとを組み合わせて配設することもできる。
この場合には、各分割冷媒流路を流れる冷却媒体は、上記傾斜リブ及び上記直交リブによって上記冷却面垂直方向に移動しつつ、上記冷媒流通方向に流れて行くこととなる。それ故、冷却媒体を円滑に上記冷却面垂直方向に移動させることができる。
In the cooling pipe, the straight fin may be provided with a combination of the orthogonal rib and the inclined rib.
In this case, the cooling medium flowing through each of the divided refrigerant channels flows in the refrigerant circulation direction while moving in the direction perpendicular to the cooling surface by the inclined ribs and the orthogonal ribs. Therefore, the cooling medium can be smoothly moved in the direction perpendicular to the cooling surface.

また、本発明において、上記傾斜リブは、その配設位置、個数、傾斜角度、長さ、突出高さ等を種々様々に変更することが可能である。
また、上記直交リブも、その配設位置、個数、長さ、突出高さ等を種々様々に変更することが可能である。
また、上記傾斜リブ及び上記直交リブの両方を配設した場合であっても、その配設位置の組み合わせ等を種々様々に変更することが可能である。
In the present invention, the inclined ribs can be variously changed in arrangement position, number, inclination angle, length, protrusion height, and the like.
The orthogonal ribs can be variously changed in arrangement position, number, length, protrusion height, and the like.
In addition, even when both the inclined rib and the orthogonal rib are disposed, the combination of the disposed positions can be variously changed.

また、上記傾斜リブ及び上記直交リブは、例えば、上記ストレートフィンを直接プレス加工等することによって形成することができる。また、上記ストレートフィンに対して上記傾斜リブ及び上記直交リブとなる別部材を接着、溶接等することによって形成することもできる。   The inclined rib and the orthogonal rib can be formed by, for example, directly pressing the straight fin. Moreover, it can also form by adhere | attaching, welding, etc. the separate member used as the said inclination rib and the said orthogonal rib with respect to the said straight fin.

ここで、上記の突出部、傾斜リブ及び直交リブを配設したことによる作用効果について、詳しく説明する。
例えば、図35に示すごとく、突出部6を設けた場合には、それによって生じた圧力差により、冷却媒体Wの冷媒流通方向Yに対して垂直方向(冷却面垂直方向X)に速度ベクトルを持つ流れ(図中のW1、W2、W3)が発生する。すなわち、冷却媒体Wは、突出部6に衝突した場合には、突出部6に沿って流れたり(W1)、突出部6を迂回するように低圧側へ流れたりする(W2)。また、突出部6に衝突しない場合でも、低圧側に向きを変えて流れる(W3)。
Here, the effect by having arrange | positioned said protrusion part, an inclination rib, and an orthogonal rib is demonstrated in detail.
For example, as shown in FIG. 35, when the protrusion 6 is provided, the velocity vector is set in a direction perpendicular to the refrigerant flow direction Y of the cooling medium W (cooling surface vertical direction X) due to the pressure difference generated thereby. Flow (W1, W2, W3 in the figure) occurs. That is, when the cooling medium W collides with the protrusion 6, the cooling medium W flows along the protrusion 6 (W 1), or flows to the low pressure side so as to bypass the protrusion 6 (W 2). Moreover, even when it does not collide with the protrusion part 6, it changes direction to a low voltage | pressure side, and flows (W3).

また、図36に示すごとく、傾斜リブ53を設けた場合には、それによって生じた圧力差により、冷却媒体Wの冷媒流通方向Yに対して垂直な方向(冷却面垂直方向X)に速度ベクトルを持つ流れ(図中のW4、W5)が発生する。すなわち、冷却媒体Wは、傾斜リブ53を乗り越えない場合には、傾斜リブ53に沿って流れる(W4)。また、傾斜リブ53を乗り越えた場合には、低圧側に向きを変えて流れる(W5)。
なお、直交リブも傾斜リブ53と同様の作用効果を有する。
In addition, as shown in FIG. 36, when the inclined rib 53 is provided, the velocity vector in the direction perpendicular to the refrigerant flow direction Y of the cooling medium W (cooling surface vertical direction X) due to the pressure difference generated thereby. (W4, W5 in the figure) having That is, the cooling medium W flows along the inclined rib 53 when it does not get over the inclined rib 53 (W4). Further, when the vehicle passes over the inclined rib 53, the flow is changed to the low pressure side (W5).
The orthogonal ribs have the same function and effect as the inclined ribs 53.

(実施例1)
本発明の実施例に係る半導体冷却構造につき、図1〜図6を用いて説明する。
本例の半導体冷却構造1は、図1に示すごとく、半導体素子21を内蔵する半導体モジュール2と、該半導体モジュール2に密着配置された冷却管3とを有する。
冷却管3は、冷却媒体を導入する冷媒入口311と、冷却媒体を排出する冷媒出口312とを有すると共に、冷媒入口311から冷媒出口312に向かって冷却媒体を流通させる冷媒流路32を内部に有する。
冷媒流路32には、図3に示すごとく、半導体モジュール2と密着する冷却面33に垂直な冷却面垂直方向X(図1、図2)に冷却媒体を移動させる冷媒移動手段を設けてある。
Example 1
A semiconductor cooling structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the semiconductor cooling structure 1 of this example includes a semiconductor module 2 containing a semiconductor element 21 and a cooling pipe 3 disposed in close contact with the semiconductor module 2.
The cooling pipe 3 has a refrigerant inlet 311 for introducing the cooling medium and a refrigerant outlet 312 for discharging the cooling medium, and has a refrigerant flow path 32 through which the cooling medium flows from the refrigerant inlet 311 toward the refrigerant outlet 312. Have.
As shown in FIG. 3, the refrigerant flow path 32 is provided with refrigerant moving means for moving the cooling medium in the cooling surface vertical direction X (FIGS. 1 and 2) perpendicular to the cooling surface 33 in close contact with the semiconductor module 2. .

冷却管3は、図2、図3に示すごとく、冷却面垂直方向Xに冷媒流路32を仕切る中間プレート34を有し、冷却媒体が、中間プレート34によって仕切られた第一流路321と第二流路322とを交互に流れるよう構成されている。なお、図2においては、フィン4の記載を省略した。   As shown in FIGS. 2 and 3, the cooling pipe 3 has an intermediate plate 34 that partitions the refrigerant flow path 32 in the cooling surface vertical direction X, and the cooling medium is divided into the first flow path 321 and the first flow path 321 partitioned by the intermediate plate 34. The two flow paths 322 are configured to flow alternately. In FIG. 2, the description of the fins 4 is omitted.

図3(B)に示すごとく、中間プレート34は、冷媒入口311から冷媒出口312へ向かう冷媒流通方向Yに直交すると共に冷却面33に平行な冷却面幅方向Zの両端部に、第一流路321と第二流路322とを連通する連通部341を有する。そして、図3(A)、(C)に示すごとく、第一流路321と第二流路322とには、それぞれ、冷媒流通方向Yに対して斜めに形成された傾斜フィン4を設けてなる。第一流路321における傾斜フィン4と、第二流路322における傾斜フィン4とは、互いに傾斜方向が逆である。   As shown in FIG. 3 (B), the intermediate plate 34 is disposed at both ends of the cooling surface width direction Z perpendicular to the refrigerant flow direction Y from the refrigerant inlet 311 to the refrigerant outlet 312 and parallel to the cooling surface 33. A communication portion 341 that communicates the 321 and the second flow path 322 is provided. As shown in FIGS. 3A and 3C, the first flow path 321 and the second flow path 322 are each provided with inclined fins 4 formed obliquely with respect to the refrigerant flow direction Y. . The inclined fins 4 in the first flow path 321 and the inclined fins 4 in the second flow path 322 are opposite in inclination direction.

また、冷媒流通方向Yに対する傾斜フィン4の傾斜角度αは、例えば45°とすることができる。
そして、本例においては、上記連通部341を設けた中間プレート34及び上記傾斜フィン4が、上記冷媒移動手段を構成することとなる。
Further, the inclination angle α of the inclined fin 4 with respect to the refrigerant flow direction Y can be set to 45 °, for example.
In this example, the intermediate plate 34 provided with the communication portion 341 and the inclined fin 4 constitute the refrigerant moving means.

冷却管3は、アルミニウム又はその合金からなる複数の部材から構成される。すなわち、図2に示すごとく、冷却管3は、外殻部を構成する一対の外殻プレート35と、該一対の外殻プレート35の間に配される中間プレート34とをその周縁においてろう付け等によって接合してなる。一対の外殻プレート35は、周縁の内側において、互いに離れる方向へ後退した凹部を形成している。この凹部と平板状の中間プレート34の両面との間に、それぞれ第一流路321及び第二流路322が形成される。   The cooling pipe 3 is composed of a plurality of members made of aluminum or an alloy thereof. That is, as shown in FIG. 2, the cooling pipe 3 brazes a pair of outer shell plates 35 constituting the outer shell portion and an intermediate plate 34 disposed between the pair of outer shell plates 35 at the periphery thereof. It joins by etc. The pair of outer shell plates 35 form recesses that recede in a direction away from each other inside the periphery. A first flow path 321 and a second flow path 322 are formed between the recess and both surfaces of the flat intermediate plate 34, respectively.

外殻プレート35及び中間プレート34は、図3に示すごとく、上記冷媒流通方向Yに長い形状を有する。外殻プレーと35は、その両端部に、それぞれ冷媒入口311と冷媒出口312とを形成してなる。また、中間プレート34は、外殻プレート35の冷媒入口311と冷媒出口312とにそれぞれ対向する位置に、開口部342を設けてある。また、上述のごとく、中間プレート35における冷却面幅方向Zの両端部付近には、一対の連通部341が、冷媒流通方向Yに沿って形成されている。   As shown in FIG. 3, the outer shell plate 35 and the intermediate plate 34 have long shapes in the refrigerant flow direction Y. The outer shell plate 35 is formed with a refrigerant inlet 311 and a refrigerant outlet 312 at both ends thereof. Further, the intermediate plate 34 is provided with openings 342 at positions facing the refrigerant inlet 311 and the refrigerant outlet 312 of the outer shell plate 35, respectively. Further, as described above, a pair of communication portions 341 are formed along the refrigerant flow direction Y in the vicinity of both ends of the intermediate plate 35 in the cooling surface width direction Z.

また、中間プレート34と外殻プレート35との間には、互いに平行な複数の傾斜フィン4が配設されている。これらの傾斜フィン4は、中間プレート34と外殻プレート35とのいずれか一方又は双方にろう付け接合されている。
図3(A)に示すごとく、第一流路321に配設された傾斜フィン4は、冷媒入口311から中間プレート34における上側の連通部341uに向かって、又は下側の連通部341dから上側の連通部341uもしくは冷媒出口312に向かって形成されている。
A plurality of inclined fins 4 parallel to each other are disposed between the intermediate plate 34 and the outer shell plate 35. These inclined fins 4 are brazed to either one or both of the intermediate plate 34 and the outer shell plate 35.
As shown in FIG. 3 (A), the inclined fins 4 disposed in the first flow path 321 are directed from the refrigerant inlet 311 toward the upper communication portion 341u in the intermediate plate 34 or from the lower communication portion 341d to the upper side. It is formed toward the communication part 341u or the refrigerant outlet 312.

一方、図3(C)に示すごとく、第二流路322に配設された傾斜フィン4は、冷媒入口311から中間プレート34における下側の連通部341dに向かって、又は上側の連通部341uから下側の連通部341dもしくは冷媒出口312に向かって形成されている。
ここで、「上側」、「下側」とは、図3における上下を意味する便宜上の表現であって、本発明の構成を特に限定するものではない。以下においても同様である。
On the other hand, as shown in FIG. 3C, the inclined fins 4 disposed in the second flow path 322 are directed from the refrigerant inlet 311 toward the lower communication portion 341d of the intermediate plate 34 or the upper communication portion 341u. To the lower communication portion 341 d or the refrigerant outlet 312.
Here, “upper side” and “lower side” are expressions for convenience meaning up and down in FIG. 3, and do not particularly limit the configuration of the present invention. The same applies to the following.

このように構成された冷却管3の主面(冷却面33)に、図1に示すごとく、半導体モジュール2が密着配置されている。本例において、半導体モジュール2は、2個の半導体素子21を内蔵している。また、半導体モジュール2は、これら2個の半導体素子21を挟持するように配設された一対の放熱板22を有する。また、半導体素子21は、一方の放熱板22とは直接接触しているが、他方の放熱板22との間には、熱伝導性に優れたスペーサ23を介在させている。   As shown in FIG. 1, the semiconductor module 2 is disposed in close contact with the main surface (cooling surface 33) of the cooling pipe 3 configured as described above. In this example, the semiconductor module 2 includes two semiconductor elements 21. The semiconductor module 2 has a pair of heat sinks 22 arranged so as to sandwich the two semiconductor elements 21. Further, the semiconductor element 21 is in direct contact with one of the heat radiating plates 22, but a spacer 23 having excellent thermal conductivity is interposed between the semiconductor element 21 and the other heat radiating plate 22.

半導体素子21としては、例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、ダイオード等がある。本例においては、半導体モジュール2に内蔵した一方の半導体素子21をIGBTとし、他方の半導体素子21をフライホイールダイオードとする。   Examples of the semiconductor element 21 include a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), and a diode. In this example, one semiconductor element 21 built in the semiconductor module 2 is an IGBT, and the other semiconductor element 21 is a flywheel diode.

また、半導体モジュール2は、冷却管3における一方の冷却面33と他方の冷却面に対してそれぞれ2個ずつ、冷媒流通方向Yに並べて配置してある。また、半導体モジュール2における放熱板22と冷却管3との間には、熱伝導性に優れた絶縁部材を介在させてもよい。   In addition, two semiconductor modules 2 are arranged in the refrigerant flow direction Y, two for each of the one cooling surface 33 and the other cooling surface in the cooling pipe 3. Further, an insulating member having excellent thermal conductivity may be interposed between the heat radiating plate 22 and the cooling pipe 3 in the semiconductor module 2.

本例の半導体冷却構造1は、インバータ等の電力変換装置の一部を構成する構造とすることができ、図4に示すごとく、冷却管3と半導体モジュール2とを交互に積層した積層型の冷却構造となっている。すなわち、積層方向に隣り合う冷却管3同士は、その冷媒流通方向Yの両端部にそれぞれ設けた冷媒入口311及び冷媒出口312を互いに連結管36によって連結している。積層方向の一端に配される冷却管3には、冷却管3の積層体全体に冷却媒体を導入するための冷媒導入管371と、積層体全体から冷却媒体を排出するための冷媒排出管372とを配設してなる。   The semiconductor cooling structure 1 of this example can be a structure that constitutes a part of a power conversion device such as an inverter. As shown in FIG. 4, a stacked type in which cooling pipes 3 and semiconductor modules 2 are alternately stacked. It has a cooling structure. That is, the cooling pipes 3 adjacent to each other in the stacking direction connect the refrigerant inlet 311 and the refrigerant outlet 312 provided at both ends in the refrigerant flow direction Y to each other by the connecting pipe 36. The cooling pipe 3 disposed at one end in the stacking direction includes a refrigerant introduction pipe 371 for introducing a cooling medium into the entire stack of the cooling pipes 3 and a refrigerant discharge pipe 372 for discharging the cooling medium from the entire stack. Are arranged.

連結管36は、冷却管3の一部を構成する外殻プレート35の一部によって構成してもよいし、冷却管3とは別部材を用いて冷媒入口311と冷媒出口312に固定してもよい。
また、積層方向の両端に配される冷却管3は、片側にのみ半導体モジュール2と密着する冷却面33を有し、それ以外の冷却管3は、図1に示したように両側に冷却面33を有する。
The connecting pipe 36 may be constituted by a part of the outer shell plate 35 constituting a part of the cooling pipe 3, or may be fixed to the refrigerant inlet 311 and the refrigerant outlet 312 using a member different from the cooling pipe 3. Also good.
Further, the cooling pipes 3 arranged at both ends in the stacking direction have cooling surfaces 33 that are in close contact with the semiconductor module 2 only on one side, and the other cooling pipes 3 have cooling surfaces on both sides as shown in FIG. 33.

このように構成することにより、冷媒導入管371から導入された冷却媒体Wは、連結管36を介して複数の冷却管3に分配される。すなわち、冷却媒体Wは、各冷却管3における冷媒入口311から導入されて、それぞれの冷媒流路32を流れる。このとき、冷却媒体Wは、各冷却管3に密着配置された半導体モジュール2との間で熱交換を行う。熱交換を行った後の冷却媒体Wは、各冷却管3における冷媒出口312から、連結管36を通じて冷媒排出管372に達し、排出される。   With this configuration, the cooling medium W introduced from the refrigerant introduction pipe 371 is distributed to the plurality of cooling pipes 3 via the connection pipe 36. That is, the cooling medium W is introduced from the refrigerant inlet 311 in each cooling pipe 3 and flows through the respective refrigerant flow paths 32. At this time, the cooling medium W performs heat exchange with the semiconductor module 2 disposed in close contact with each cooling pipe 3. The cooling medium W after the heat exchange reaches the refrigerant discharge pipe 372 through the connection pipe 36 from the refrigerant outlet 312 in each cooling pipe 3 and is discharged.

冷却媒体としては、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、HCFC123、HFC134a等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等の冷媒等を用いることができる。   Cooling media include natural refrigerants such as water and ammonia, water mixed with ethylene glycol antifreeze, fluorocarbon refrigerants such as fluorinate, chlorofluorocarbon refrigerants such as HCFC123 and HFC134a, alcohol refrigerants such as methanol and alcohol, A refrigerant such as a ketone-based refrigerant such as acetone can be used.

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記半導体冷却構造1においては、冷却管3の冷媒流路32に、冷却面垂直方向Xに冷却媒体を移動させる冷媒移動手段を設けてある。そのため、冷媒流路32に導入された冷却媒体が冷却面垂直方向Xに温度分布を形成することを抑制することができる。すなわち、図5に示すごとく、冷却管3における一方の冷却面33にのみ半導体モジュール2が密着配置している場合や、図6に示すごとく、冷却管3における両方の冷却面33に発熱量の異なる半導体モジュール2が密着配置している場合などにも、冷媒流路32における冷却面垂直方向Xに温度分布が生じることを抑制することができる。
Next, the function and effect of this example will be described.
In the semiconductor cooling structure 1, the refrigerant flow means 32 for moving the cooling medium in the cooling surface vertical direction X is provided in the refrigerant flow path 32 of the cooling pipe 3. Therefore, it is possible to suppress the cooling medium introduced into the refrigerant flow path 32 from forming a temperature distribution in the cooling surface vertical direction X. That is, as shown in FIG. 5, when the semiconductor module 2 is disposed in close contact with only one cooling surface 33 in the cooling pipe 3, or as shown in FIG. Even when different semiconductor modules 2 are arranged in close contact with each other, it is possible to prevent the temperature distribution from occurring in the cooling surface vertical direction X in the refrigerant flow path 32.

その結果、冷媒流路32に供給される冷却媒体の全体を効率的に、半導体素子21との間の熱交換に利用することができる。それ故、半導体冷却構造1は、半導体素子21の冷却効率を向上させることができる。なお、図5、図6における半導体モジュール2は、半導体素子21と片面側の放熱板22のみ表し、他の記載は省略してある。   As a result, the entire cooling medium supplied to the refrigerant flow path 32 can be efficiently used for heat exchange with the semiconductor element 21. Therefore, the semiconductor cooling structure 1 can improve the cooling efficiency of the semiconductor element 21. The semiconductor module 2 in FIGS. 5 and 6 shows only the semiconductor element 21 and the heat dissipation plate 22 on one side, and other descriptions are omitted.

また、上述のごとく、冷却管3は、上記中間プレート34を有し、冷却媒体が、中間プレート34によって仕切られた第一流路321と第二流路322とを交互に流れるよう構成されている。すなわち、中間プレート34は、冷却面幅方向Zの両端部に連通部341を有し、第一流路321と第二流路322とには、それぞれ傾斜フィン4を設けてなる。そして、第一流路321における傾斜フィン4と、第二流路322における傾斜フィン4とは、互いに傾斜方向が逆である。   As described above, the cooling pipe 3 includes the intermediate plate 34, and the cooling medium is configured to flow alternately through the first flow path 321 and the second flow path 322 partitioned by the intermediate plate 34. . That is, the intermediate plate 34 has communication portions 341 at both ends in the cooling surface width direction Z, and the first flow path 321 and the second flow path 322 are each provided with the inclined fins 4. The inclined fins 4 in the first flow path 321 and the inclined fins 4 in the second flow path 322 are opposite in inclination direction.

これにより、冷媒入口311から冷媒流路32に導入された冷却媒体は、傾斜フィン4に沿って、冷媒流通方向Yに対して斜めに流れて一方の連通部341uに導かれる。そして、冷却媒体は、連通部341uを介して、第一流路321から第二流路322へ移動し、第二流路322における傾斜フィン4に沿って他方の連通部341dに導かれる。この連通部341dを介して、冷却媒体は、再び第一流路321に移動する。このように、冷却媒体は、上記二つの連通部341を介して、第一流路321と第二流路322とを交互に移動しつつ、冷媒流路32を螺旋状に流れる(図5、図6参照)。これにより、冷却媒体を、冷却面垂直方向Xに効率的に移動させることができ、温度分布の形成を抑制することができる。   Thereby, the cooling medium introduced into the refrigerant flow path 32 from the refrigerant inlet 311 flows obliquely with respect to the refrigerant flow direction Y along the inclined fins 4 and is guided to one communication portion 341u. Then, the cooling medium moves from the first flow path 321 to the second flow path 322 via the communication portion 341u, and is guided to the other communication portion 341d along the inclined fins 4 in the second flow path 322. The cooling medium moves to the first flow path 321 again through the communication portion 341d. As described above, the cooling medium spirally flows through the refrigerant flow path 32 while moving alternately between the first flow path 321 and the second flow path 322 via the two communication portions 341 (FIGS. 5 and 5). 6). Thereby, a cooling medium can be efficiently moved to the cooling surface perpendicular | vertical direction X, and formation of temperature distribution can be suppressed.

例えば、図5に示すごとく、冷却管3における一方の冷却面33(第一流路321に近い側)にのみ、半導体モジュール2が2個冷媒流路方向Yに並べて密着配置している場合においては、冷却媒体は、以下のように半導体モジュール2と熱交換を行うこととなる。
すなわち、まず、冷媒入口311から第一流路321に導入された冷却媒体Wが、上流側の半導体モジュール2との間で熱交換を行う。この熱交換を行い温度上昇した冷却媒体Wは、上述のごとく冷媒流路32内を螺旋状に移動ながら下流側の第二流路322へ移って冷媒出口312へ向かう。
For example, as shown in FIG. 5, when two semiconductor modules 2 are arranged in close contact with each other in the refrigerant flow direction Y only on one cooling surface 33 (side closer to the first flow path 321) of the cooling pipe 3. The cooling medium exchanges heat with the semiconductor module 2 as follows.
That is, first, the cooling medium W introduced into the first flow path 321 from the refrigerant inlet 311 performs heat exchange with the semiconductor module 2 on the upstream side. The cooling medium W that has risen in temperature through this heat exchange moves to the downstream second flow path 322 toward the refrigerant outlet 312 while moving spirally in the refrigerant flow path 32 as described above.

一方、冷媒入口311から第二流路322へ導入された冷却媒体Wは、上流側の半導体モジュール2とは殆ど熱交換を行うことなく、低温のままの状態で冷媒流路32内を螺旋状に移動しながら下流側の第一流路321へ移る。この下流側の第一流路321に移った低温の冷却媒体Wが、下流側の半導体モジュール2と熱交換を行う。
このようにして、冷却管3の片面にのみ複数の半導体モジュール2を配置している場合にも、冷媒流路32に導入された冷却媒体の全体を利用して、複数の半導体モジュール2を効率的に冷却することができる。
On the other hand, the cooling medium W introduced into the second flow path 322 from the refrigerant inlet 311 spirals in the refrigerant flow path 32 while maintaining a low temperature with little heat exchange with the upstream semiconductor module 2. To the first flow path 321 on the downstream side. The low-temperature cooling medium W transferred to the downstream first flow path 321 performs heat exchange with the downstream semiconductor module 2.
In this way, even when a plurality of semiconductor modules 2 are arranged only on one side of the cooling pipe 3, the plurality of semiconductor modules 2 can be efficiently used by utilizing the entire cooling medium introduced into the refrigerant flow path 32. Can be cooled.

また、例えば、図6に示すごとく、冷却管3における両方の冷却面33に発熱量の異なる半導体モジュール2が密着配置している場合について、以下において考察する。すなわち、冷却管3における第一流路321に近い側の冷却面33に、発熱量が大きい半導体素子21を内蔵した半導体モジュール2Hを、2個冷媒流通方向Yに並べて密着配置する。また、冷却管3における第二流路322に近い側の冷却面33に、発熱量が小さい半導体素子21を内蔵した半導体モジュール2Lを、2個冷媒流通方向Yに並べて密着配置する。   Further, for example, as shown in FIG. 6, a case where the semiconductor modules 2 having different heat generation amounts are arranged in close contact with both cooling surfaces 33 of the cooling pipe 3 will be considered below. That is, two semiconductor modules 2 </ b> H incorporating the semiconductor element 21 with a large amount of heat generation are arranged in close contact with each other in the refrigerant flow direction Y on the cooling surface 33 on the side close to the first flow path 321 in the cooling pipe 3. In addition, two semiconductor modules 2 </ b> L incorporating the semiconductor element 21 with a small amount of heat generation are arranged in close contact with each other in the refrigerant flow direction Y on the cooling surface 33 near the second flow path 322 in the cooling pipe 3.

この状態において、冷媒入口311から第一流路321に導入された冷却媒体Wは、発熱量の大きい半導体モジュール2Hと熱交換した後、冷媒流路32内を螺旋状に移動しながら、下流側の第二流路322へ移る。そして、下流側の第二流路322において、発熱量の小さい半導体モジュール2Lと熱交換を行い、冷媒出口312へ向かう。
一方、冷媒入口311から第二流路322に導入された冷却媒体Wは、発熱量の小さい半導体モジュール2Lと熱交換した後、冷媒流路32内を螺旋状に移動しながら、下流側の第一流路321へ移る。そして、下流側の第一流路321において、発熱量の大きい半導体モジュール2Hと熱交換を行い、冷媒出口312へ向かう。
In this state, the cooling medium W introduced into the first flow path 321 from the refrigerant inlet 311 exchanges heat with the semiconductor module 2H having a large calorific value, and then moves in a spiral manner in the refrigerant flow path 32 while downstream. Move to second flow path 322. Then, in the second flow path 322 on the downstream side, heat exchange is performed with the semiconductor module 2 </ b> L having a small heat generation amount, and the flow proceeds to the refrigerant outlet 312.
On the other hand, the cooling medium W introduced into the second flow path 322 from the refrigerant inlet 311 exchanges heat with the semiconductor module 2L having a small calorific value, and then moves in a spiral manner in the refrigerant flow path 32 while moving downstream. Move to one flow path 321. Then, in the first flow path 321 on the downstream side, heat exchange is performed with the semiconductor module 2 </ b> H having a large calorific value, and the flow proceeds to the refrigerant outlet 312.

このように、冷却管3の両面に発熱量の異なる半導体モジュール2を配置した場合にも、冷却媒体が冷却面垂直方向Xに移動しながら熱交換を行うため、冷媒流路32において冷却面垂直方向Xに温度分布が生じることを抑制し、冷却管3の両面側で冷却効率に差が生じることを抑制することができる。そして、冷却媒体全体を利用して、複数の半導体モジュール2を効率的に冷却することができる。   As described above, even when the semiconductor modules 2 having different heat generation amounts are arranged on both surfaces of the cooling pipe 3, the cooling medium performs heat exchange while moving in the cooling surface vertical direction X. It can suppress that temperature distribution arises in the direction X, and can suppress that a difference arises in cooling efficiency in the both surfaces side of the cooling pipe 3. FIG. The plurality of semiconductor modules 2 can be efficiently cooled using the entire cooling medium.

また、上記のごとく、冷却媒体は、第一流路321及び第二流路322において、フィンに沿って斜めに移動し、冷却面幅方向Zにも効率的に移動することができるため、この方向についての温度分布の形成も抑制することができる。それ故、半導体素子21の冷却効率を充分に向上させることができる。   Further, as described above, the cooling medium moves obliquely along the fins in the first flow path 321 and the second flow path 322, and can also move efficiently in the cooling surface width direction Z. It is also possible to suppress the formation of a temperature distribution for. Therefore, the cooling efficiency of the semiconductor element 21 can be sufficiently improved.

以上のごとく、本例によれば、半導体素子の冷却効率に優れた半導体冷却構造を提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a semiconductor cooling structure with excellent cooling efficiency of a semiconductor element.

(実施例2)
本例は、図7に示すごとく、個々の傾斜フィン4を短くし、その形成方向に隣接する傾斜フィン4同士を、オフセット配置した例である。
実施例1においては、図3に示すごとく、傾斜フィン4が、冷媒入口311付近から中間プレート34における連通部341にまで、又は一方の連通部341から他方の連通部341にまで、もしくは連通部341から冷媒出口312付近にまで、連続して形成されている。
(Example 2)
In this example, as shown in FIG. 7, the individual inclined fins 4 are shortened, and the inclined fins 4 adjacent to each other in the forming direction are offset.
In the first embodiment, as shown in FIG. 3, the inclined fin 4 extends from the vicinity of the refrigerant inlet 311 to the communication portion 341 in the intermediate plate 34, or from one communication portion 341 to the other communication portion 341, or the communication portion. It is continuously formed from 341 to the vicinity of the refrigerant outlet 312.

これに対して、本例においては、図7に示すごとく、上記と同様の方向性を有しつつ、短い傾斜フィン4が断続的に形成されていると共に、傾斜フィン4同士がオフセット配置されている。
その他は、実施例1と同様である。
本例の場合にも、実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
On the other hand, in this example, as shown in FIG. 7, while having the same directionality as described above, the short inclined fins 4 are intermittently formed, and the inclined fins 4 are offset from each other. Yes.
Others are the same as in the first embodiment.
Also in the case of this example, the same effect as Example 1 can be obtained.

比較例1
本例は、図8〜図10に示すごとく、冷却管3に、冷却面幅方向Zに冷媒流路32を分割すると共に冷媒流通方向Yに平行に形成されたストレートフィン5を設け、ストレートフィン5によって分割された複数の分割冷媒流路323に、部分的に冷媒流路32側に突出した突出部6を配設した例である。
本例においては、この突出部6が本発明の冷媒移動手段を構成する。
( Comparative Example 1 )
In this example, as shown in FIGS. 8 to 10, the cooling pipe 3 is provided with straight fins 5 that divide the refrigerant flow path 32 in the cooling surface width direction Z and that are formed in parallel with the refrigerant flow direction Y. 5 is an example in which a plurality of divided refrigerant flow paths 323 divided by 5 are provided with protruding portions 6 that partially protrude toward the refrigerant flow path 32 side.
In this example, this protrusion 6 constitutes the refrigerant moving means of the present invention.

ストレートフィン5は、アルミニウム板等を、図9に示すごとく矩形波状に形成してなり、その矩形波の山の頂部分を構成する頂面部51において、冷却管3の外殻プレート35に当接し、ろう付け接合されている。このストレートフィン5によって、冷媒流路32が、冷却面幅方向Zに複数に分割されて、分割冷媒流路323が複数形成されている。   The straight fin 5 is formed by forming an aluminum plate or the like into a rectangular wave shape as shown in FIG. 9, and abuts against the outer shell plate 35 of the cooling pipe 3 at the top surface portion 51 constituting the peak portion of the rectangular wave. Are brazed and joined. The straight fins 5 divide the refrigerant flow path 32 into a plurality in the cooling surface width direction Z, thereby forming a plurality of divided refrigerant flow paths 323.

そして、各分割冷媒流路323には、上記突出部6が三個ずつ形成されている。すなわち、図8に示すごとく、冷却管3に密着配置する半導体モジュール2に内蔵される半導体素子21の配置に合わせ、冷媒流通方向Yに隣り合う半導体素子21の間に対応する位置に、突出部6が形成されている。これにより、最上流に配される半導体素子21以外の半導体素子21の配設位置の上流側に、それぞれ突出部が形成されている。   In each divided refrigerant channel 323, three protrusions 6 are formed. That is, as shown in FIG. 8, in accordance with the arrangement of the semiconductor elements 21 built in the semiconductor module 2 arranged in close contact with the cooling pipe 3, the protrusions are located at positions corresponding to between the semiconductor elements 21 adjacent to each other in the refrigerant flow direction Y. 6 is formed. As a result, a protruding portion is formed on the upstream side of the position where the semiconductor elements 21 other than the semiconductor element 21 arranged on the most upstream side are disposed.

図10に示すごとく、突出部6は、冷却管3の外殻部を構成する外殻プレート35にプレス成形にて設けられる。そして、ストレートフィン5における頂面部51が当接していない位置において、突出部6が形成される。それ故、隣り合う分割冷媒流路323における突出部6は、互いに反対側の外殻プレート35に形成されている。
また、突出部6は、略半球形状を有し、その突出方向から見た平面視における直径は、上記ストレートフィン5の側面部52の形成間隔にほぼ等しい。また、突出部6の突出高さt1は、例えば冷媒流路32の冷却面垂直方向Xの高さの20%である。
その他は、実施例1と同様である。
As shown in FIG. 10, the protrusion 6 is provided by press molding on the outer shell plate 35 that constitutes the outer shell of the cooling pipe 3. And the protrusion part 6 is formed in the position where the top surface part 51 in the straight fin 5 is not contact | abutting. Therefore, the protruding portions 6 in the adjacent divided refrigerant flow paths 323 are formed on the outer shell plates 35 on the opposite sides.
Further, the protruding portion 6 has a substantially hemispherical shape, and the diameter in plan view seen from the protruding direction is substantially equal to the formation interval of the side surface portions 52 of the straight fin 5. Further, the protruding height t1 of the protruding portion 6 is, for example, 20% of the height of the coolant channel 32 in the vertical direction X of the cooling surface.
Others are the same as in the first embodiment.

本例の場合には、突出部6が配設されていることにより、流通する冷却媒体において、冷却面垂直方向Xに圧力差が生じ、冷却面垂直方向Xに速度ベクトルを持つ流れが生じる。これにより、冷媒流路32における温度分布の形成を抑制することができる。
また、突出部6は、半導体素子21の配設位置の上流側に配設されているため、半導体素子21の手前において冷却媒体が冷却面垂直方向Xに移動する。それ故、比較的温度の低い冷却媒体を半導体素子21に近づけて、その冷却を効率よく行うことができる。
In the case of this example, since the protrusion 6 is disposed, in the circulating cooling medium, a pressure difference is generated in the cooling surface vertical direction X, and a flow having a velocity vector in the cooling surface vertical direction X is generated. Thereby, formation of the temperature distribution in the refrigerant flow path 32 can be suppressed.
Further, since the protruding portion 6 is disposed upstream of the position where the semiconductor element 21 is disposed, the cooling medium moves in the cooling surface vertical direction X in front of the semiconductor element 21. Therefore, the cooling medium having a relatively low temperature can be brought close to the semiconductor element 21 and the cooling can be performed efficiently.

なお、突出部6は、最上流以外の半導体素子21の上流側に設けたが、これは、上流側の半導体素子21と熱交換することにより冷却面垂直方向Xに温度分布が生じた冷却媒体を、当該半導体素子21の上流側で冷却面垂直方向Xに移動させて温度分布を抑制するのに上記突出部6が特に有用だからである。   In addition, although the protrusion part 6 was provided in the upstream of the semiconductor element 21 other than the most upstream, this is a cooling medium in which the temperature distribution is generated in the cooling surface vertical direction X by exchanging heat with the semiconductor element 21 on the upstream side. This is because the protrusion 6 is particularly useful for suppressing the temperature distribution by moving the element in the vertical direction X of the cooling surface upstream of the semiconductor element 21.

また、突出部6は、冷却管3の外殻部(外殻プレート35)の一部に形成するため、突出部6を容易に形成することができる。また、冷却管3を組み立てる際に、ストレートフィン5と外殻部(外殻プレート35)との位置決め手段として、突出部6を利用することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
Moreover, since the protrusion part 6 is formed in a part of outer shell part (outer shell plate 35) of the cooling pipe 3, the protrusion part 6 can be formed easily. Further, when the cooling pipe 3 is assembled, the protruding portion 6 can be used as a positioning means for the straight fin 5 and the outer shell portion (outer shell plate 35).
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

比較例2
本例は、図11〜図15に示すごとく、ストレートフィン5に、複数の分割冷媒流路323に向かって突出して形成された傾斜リブ53を設けた例である。
本例においては、この傾斜リブ53が本発明における冷媒移動手段を構成する。
傾斜リブ53は、図13に示すごとく、冷媒流通方向Yおよび冷却面33に対して傾斜している。
( Comparative Example 2 )
In this example, as shown in FIGS. 11 to 15, the straight fins 5 are provided with inclined ribs 53 formed so as to protrude toward the plurality of divided refrigerant flow paths 323.
In this example, the inclined rib 53 constitutes the refrigerant moving means in the present invention.
As shown in FIG. 13, the inclined rib 53 is inclined with respect to the refrigerant flow direction Y and the cooling surface 33.

傾斜リブ53は、ストレートフィン5の側面部52に、プレス成形によって形成されている。また、図12に示すごとく、ストレートフィン5の各側面部52には、その両面にそれぞれ傾斜リブ53を突出形成している。これら側面部52の両面に配される傾斜フィン53同士は、互いが重なるように形成することはできないため、図14、図15に示すごとく、互いにずれた位置に形成されている。また、プレスによって傾斜リブ53が形成されているため、側面部52における傾斜リブ53と反対側の面には、凹部531が形成される。   The inclined rib 53 is formed on the side surface portion 52 of the straight fin 5 by press molding. Further, as shown in FIG. 12, inclined ribs 53 are formed on both side surfaces 52 of the straight fin 5 so as to protrude from both sides. Since the inclined fins 53 arranged on both sides of the side surface portion 52 cannot be formed so as to overlap each other, they are formed at positions shifted from each other as shown in FIGS. In addition, since the inclined rib 53 is formed by pressing, a concave portion 531 is formed on the surface of the side surface portion 52 opposite to the inclined rib 53.

冷媒流通方向Yに対する傾斜リブ53の傾斜角度βは、例えば45°とすることができる。また、傾斜リブ53の突出高さt2は、例えば、隣り合うストレートフィン5の間のフィン隙間の大きさt3(図12)の10%とすることができる。
また、図11、図13に示すごとく、傾斜リブ53は、冷媒流通方向Yに沿って複数個形成されており、冷媒流通方向Yに隣り合う傾斜リブ53は、互いに傾斜方向が逆である。
その他は、実施例1と同様である。
The inclination angle β of the inclined rib 53 with respect to the refrigerant flow direction Y can be set to 45 °, for example. Further, the protruding height t2 of the inclined rib 53 can be, for example, 10% of the size t3 (FIG. 12) of the fin gap between the adjacent straight fins 5.
Further, as shown in FIGS. 11 and 13, a plurality of inclined ribs 53 are formed along the refrigerant flow direction Y, and the inclined ribs 53 adjacent to the refrigerant flow direction Y are opposite in inclination direction.
Others are the same as in the first embodiment.

本例の場合には、傾斜リブ53が配設されていることにより、各分割冷媒流路323を流通する冷却媒体において、冷却面垂直方向Xに圧力差が生じ、冷却面垂直方向Xに速度ベクトルを持つ流れが生じる。これにより、冷媒流路32における温度分布の形成を抑制することができる。   In the case of this example, since the inclined ribs 53 are provided, a pressure difference is generated in the cooling surface vertical direction X in the cooling medium flowing through each divided refrigerant flow path 323, and the velocity in the cooling surface vertical direction X is increased. A flow with vectors occurs. Thereby, formation of the temperature distribution in the refrigerant flow path 32 can be suppressed.

また、冷媒流通方向Yに隣り合う傾斜リブ53は、互いに傾斜方向が逆であるため、各分割冷媒流路323を流れる冷却媒体は、これらの傾斜リブ53によって波型にうねりながら、冷却面垂直方向Xに移動しつつ、冷媒流通方向Yに流れて行くこととなる。それ故、冷却媒体を円滑に冷却面垂直方向Xに移動させることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In addition, since the inclined ribs 53 adjacent to each other in the refrigerant flow direction Y have opposite inclination directions, the cooling medium flowing through each of the divided refrigerant flow paths 323 undulates by the inclined ribs 53 and is perpendicular to the cooling surface. The refrigerant flows in the refrigerant distribution direction Y while moving in the direction X. Therefore, the cooling medium can be smoothly moved in the cooling surface vertical direction X.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

比較例3
本例は、図16〜図18に示すごとく、ストレートフィン5に、複数の分割冷媒流路323に向かって突出して形成されたテーパリブ54を設けた例である。
テーパリブ54は、図17に示すごとく、その長手方向を冷却面垂直方向Xに沿って形成すると共に、図18に示すごとく、その一端から他端へ向かうにつれて冷却面幅方向Yへ徐々に突出するようなテーパ形状を有している。
( Comparative Example 3 )
In this example, as shown in FIGS. 16 to 18, the straight fins 5 are provided with tapered ribs 54 formed so as to protrude toward the plurality of divided refrigerant flow paths 323.
As shown in FIG. 17, the taper rib 54 has its longitudinal direction formed along the cooling surface vertical direction X, and gradually protrudes in the cooling surface width direction Y from one end to the other end as shown in FIG. It has such a taper shape.

テーパリブ54は、図16、図17に示すごとく、冷却管3に密着配置する半導体モジュール2に内蔵される半導体素子21の配置に合わせ、冷媒流通方向Yに隣り合う半導体素子21の間に対応する位置に形成されている。これにより、最上流に配される半導体素子21以外の各半導体素子21の配設位置の上流側に、それぞれテーパリブ54が、分割冷媒流路323ごとに冷媒流通方向Yに2個ずつ直列配置されている。この直列配置されたテーパリブ54は、図18(A)、(B)に示すごとく、互いにテーパ方向が反対向きとなっている。
なお、上記テーパリブ54は、比較例2における傾斜リブ53と同様に、ストレートフィン5の側面部52をプレス成形することにより、形成することができる。
その他は、実施例1と同様である。
As shown in FIGS. 16 and 17, the taper rib 54 corresponds to the space between the semiconductor elements 21 adjacent to each other in the refrigerant flow direction Y in accordance with the arrangement of the semiconductor elements 21 built in the semiconductor module 2 arranged in close contact with the cooling pipe 3. Formed in position. Thereby, two taper ribs 54 are arranged in series in the refrigerant flow direction Y for each divided refrigerant flow path 323 on the upstream side of the arrangement position of each semiconductor element 21 other than the semiconductor element 21 arranged on the most upstream side. ing. As shown in FIGS. 18A and 18B, the taper ribs 54 arranged in series have opposite taper directions.
The tapered rib 54 can be formed by press-molding the side surface portion 52 of the straight fin 5 in the same manner as the inclined rib 53 in the comparative example 2 .
Others are the same as in the first embodiment.

本例の場合には、上記のごとくテーパフィン54を適宜設けることにより、その部分における分割冷媒流路323の断面積を、冷却面垂直方向Xに沿って変化させることができる(図18)。これにより、テーパフィン54を設けた部分の分割冷媒流路323を冷却媒体が通過する際には、冷却媒体が冷却面垂直方向Xへ移動する流れが生じる。そのため、冷媒流路32において、冷却面垂直方向Xの温度分布が形成されることを効果的に抑制することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, by appropriately providing the tapered fins 54 as described above, the cross-sectional area of the divided refrigerant flow path 323 at that portion can be changed along the cooling surface vertical direction X (FIG. 18). Thereby, when the cooling medium passes through the divided refrigerant flow path 323 in the portion where the tapered fins 54 are provided, a flow in which the cooling medium moves in the vertical direction X of the cooling surface is generated. Therefore, it is possible to effectively suppress the formation of the temperature distribution in the cooling surface vertical direction X in the refrigerant flow path 32.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

比較例4
本例は、図19〜図21に示すごとく、冷却管3に、冷却面垂直方向Xに冷媒流路32を仕切る中間プレート34を設け、その中間プレート34によって仕切られた第一流路321と第二流路322とに、冷却面幅方向Zに冷媒流路32を分割すると共に冷媒流通方向Yに平行に形成されたストレートフィン5を設け、ストレートフィン5によって分割された複数の分割冷媒流路323に、部分的に冷媒流路32側に突出した突出部6を配設した例である。
本例においては、この突出部6が本発明の冷媒移動手段を構成する。
( Comparative Example 4 )
In this example, as shown in FIGS. 19 to 21, the cooling pipe 3 is provided with an intermediate plate 34 that partitions the refrigerant flow path 32 in the cooling surface vertical direction X, and the first flow path 321 partitioned by the intermediate plate 34 and the first flow path 321. The two flow paths 322 are provided with straight fins 5 that are divided in the cooling surface width direction Z and parallel to the refrigerant flow direction Y, and are divided by the straight fins 5. This is an example in which the protruding portion 6 that partially protrudes toward the refrigerant flow path 32 is disposed on the H.323.
In this example, this protrusion 6 constitutes the refrigerant moving means of the present invention.

図20に示すごとく、冷却管3は、冷却面垂直方向Xに冷媒流路32を仕切る中間プレート34を有している。そして、冷却媒体が、中間プレート34によって仕切られた第一流路321と第二流路322とをそれぞれ流れるよう構成されている。つまり、中間プレート34は、実施例1のように、第一流路321と第二流路322とを連通する連通部341(図2、図3参照)を有していない。第一流路321と第二流路322とは、完全に仕切られており、連通していない状態で構成されている。   As shown in FIG. 20, the cooling pipe 3 has an intermediate plate 34 that partitions the coolant flow path 32 in the cooling surface vertical direction X. The cooling medium is configured to flow through the first flow path 321 and the second flow path 322 that are partitioned by the intermediate plate 34. That is, the intermediate plate 34 does not have the communication portion 341 (see FIGS. 2 and 3) that communicates the first flow path 321 and the second flow path 322 as in the first embodiment. The first flow path 321 and the second flow path 322 are completely partitioned and are configured not to communicate with each other.

同図に示すごとく、ストレートフィン5は、第一流路321と第二流路322とにそれぞれ、中間プレート34を挟んで互いに対向する向きに設けられている。矩形波状に形成してなるストレートフィン5は、その矩形波の山の頂部分を構成する頂面部51において、冷却管3の外殻プレート35及び中間プレート34に当接し、ろう付け接合されている。このストレートフィン5によって、冷媒流路32である第一流路321と第二流路322とが、それぞれ冷却面幅方向Zに複数に分割されて、分割冷媒流路323が複数形成されている。   As shown in the figure, the straight fins 5 are provided in the first flow path 321 and the second flow path 322 in directions facing each other with the intermediate plate 34 interposed therebetween. The straight fin 5 formed in a rectangular wave shape is brought into contact with the outer shell plate 35 and the intermediate plate 34 of the cooling pipe 3 at the top surface portion 51 constituting the peak portion of the rectangular wave, and is brazed and joined. . By the straight fins 5, the first flow path 321 and the second flow path 322, which are the refrigerant flow paths 32, are each divided into a plurality in the cooling surface width direction Z, and a plurality of divided refrigerant flow paths 323 are formed.

そして、図19に示すごとく、分割冷媒流路323の一つおきに、突出部6が形成されている。また、突出部6は、冷却管3に密着配置する半導体モジュール2に内蔵される半導体素子21の配置に合わせ、冷媒流通方向Yに隣り合う半導体素子21の間に対応する位置に形成されている。これにより、最上流に配される半導体素子21以外の半導体素子21の配設位置の上流側に、それぞれ突出部6が形成されている。   And as shown in FIG. 19, the protrusion part 6 is formed in every other divided refrigerant | coolant flow path 323. As shown in FIG. Further, the protrusion 6 is formed at a position corresponding to between the semiconductor elements 21 adjacent to each other in the refrigerant flow direction Y in accordance with the arrangement of the semiconductor elements 21 built in the semiconductor module 2 arranged in close contact with the cooling pipe 3. . Thereby, the protrusions 6 are formed on the upstream side of the arrangement positions of the semiconductor elements 21 other than the semiconductor element 21 arranged on the most upstream side.

また、図21に示すごとく、突出部6は、中間プレート34にプレス成形にて設けられている。突出部6は、中間プレート34におけるストレートフィン5の頂面部51が当接していない位置において形成されている。また、突出部6は、第一流路321側又は第二流路322側に交互に突出して形成されている。
その他は、実施例1と同様である。
Moreover, as shown in FIG. 21, the protrusion part 6 is provided in the intermediate | middle plate 34 by press molding. The protruding portion 6 is formed at a position where the top surface portion 51 of the straight fin 5 is not in contact with the intermediate plate 34. Further, the protruding portions 6 are formed so as to protrude alternately on the first flow path 321 side or the second flow path 322 side.
Others are the same as in the first embodiment.

本例の場合には、第一流路321及び第二流路322では、突出部6が配設されていることにより、流通する冷却媒体において、冷却面垂直方向Xに圧力差が生じ、冷却面垂直方向Xに速度ベクトルを持つ流れが生じる。これにより、冷媒流路32における温度分布の形成を抑制することができる。
また、突出部6は、半導体素子21の配設位置の上流側に配設されているため、半導体素子21の手前において冷却媒体が冷却面垂直方向Xに移動する。それ故、比較的温度の低い冷却媒体を半導体素子21に近づけて、その冷却を効率よく行うことができる。
In the case of this example, in the first flow path 321 and the second flow path 322, the protrusion 6 is disposed, so that a pressure difference occurs in the cooling surface vertical direction X in the circulating cooling medium, and the cooling surface A flow having a velocity vector in the vertical direction X is generated. Thereby, formation of the temperature distribution in the refrigerant flow path 32 can be suppressed.
Further, since the protruding portion 6 is disposed upstream of the position where the semiconductor element 21 is disposed, the cooling medium moves in the cooling surface vertical direction X in front of the semiconductor element 21. Therefore, the cooling medium having a relatively low temperature can be brought close to the semiconductor element 21 and the cooling can be performed efficiently.

また、突出部6は、中間プレート34の一部に形成するため、突出部6を容易に形成することができる。また、冷却管3を組み立てる際に、ストレートフィン5と中間プレート34との位置決め手段として、突出部6を利用することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
Moreover, since the protrusion part 6 is formed in a part of intermediate | middle plate 34, the protrusion part 6 can be formed easily. Further, when assembling the cooling pipe 3, the protruding portion 6 can be used as a means for positioning the straight fin 5 and the intermediate plate 34.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

また、別例として、図22〜図24に示す構成とすることもできる。
すなわち、図23に示すごとく、ストレートフィン5は、第一流路321と第二流路322とにそれぞれ、中間プレート34を挟んで同じ向きに設けられている。また、図22に示すごとく、すべての分割冷媒流路323に、突出部6が形成されている。また、図24に示すごとく、突出部6は、ストレートフィン5の矩形波状と同じような形状で、第一流路321側又は第二流路322側に交互に突出して形成されている。
その他は、実施例1と同様であり、同様の作用効果を有する。
Moreover, it can also be set as the structure shown in FIGS. 22-24 as another example.
That is, as shown in FIG. 23, the straight fins 5 are provided in the same direction with the intermediate plate 34 interposed between the first flow path 321 and the second flow path 322, respectively. Further, as shown in FIG. 22, the protruding portions 6 are formed in all the divided refrigerant flow paths 323. Further, as shown in FIG. 24, the protruding portions 6 have the same shape as the rectangular wave shape of the straight fins 5 and are formed so as to alternately protrude toward the first flow path 321 side or the second flow path 322 side.
Others are the same as Example 1, and have the same effect.

比較例5
本例は、図25〜図31に示すごとく、ストレートフィン5に、複数の分割冷媒流路323に向かって突出して形成された傾斜リブ53を設け、その傾斜リブ53の配設位置や個数等を種々様々に変更した例である。本例においては、傾斜リブ53が本発明における冷媒移動手段を構成する。
なお、図25〜図31は、比較例2の図13と同様の位置における図である。また、その他の構成は、基本的には比較例2と同様である。
( Comparative Example 5 )
In this example, as shown in FIGS. 25 to 31, the straight fin 5 is provided with inclined ribs 53 formed so as to protrude toward the plurality of divided refrigerant flow paths 323, and the positions and number of the inclined ribs 53 are arranged. It is the example which changed variously variously. In this example, the inclined rib 53 constitutes the refrigerant moving means in the present invention.
Incidentally, FIGS. 25 31 are views at the same position as 13 in Comparative Example 2. Other configurations are basically the same as those in Comparative Example 2 .

図25の例では、傾斜リブ53は、冷媒流通方向Yに沿って複数個(6個)形成されている。冷媒流通方向Yに形成された複数個の傾斜リブ53は、傾斜方向が同じ傾斜リブ53からなる傾斜リブ群53Yを複数(3つ)形成している。冷媒流通方向Yに隣り合う傾斜リブ群53Yにおける傾斜リブ53は、互いに傾斜方向が逆である。   In the example of FIG. 25, a plurality (six) of the inclined ribs 53 are formed along the refrigerant flow direction Y. The plurality of inclined ribs 53 formed in the refrigerant flow direction Y forms a plurality (three) of inclined rib groups 53Y including the inclined ribs 53 having the same inclination direction. The inclined ribs 53 in the inclined rib group 53Y adjacent to the refrigerant flow direction Y are opposite in inclination direction.

図26、図27の例では、傾斜リブ53は、冷媒流通方向Yに沿って複数個(8個)形成されていると共に、冷却面垂直方向Xにも複数個(2個又は3個)形成されている。冷媒流通方向Yに隣り合う傾斜リブ53は、互いに傾斜方向が逆である。冷却面垂直方向Xに隣り合う傾斜リブ53は、互いに傾斜方向が逆である。   In the example of FIGS. 26 and 27, a plurality (eight) of the inclined ribs 53 are formed along the refrigerant flow direction Y, and a plurality (two or three) are formed also in the cooling surface vertical direction X. Has been. The inclined ribs 53 adjacent to each other in the refrigerant distribution direction Y have opposite inclination directions. The inclined ribs 53 adjacent in the cooling surface vertical direction X are opposite in inclination direction.

図28、図29の例では、傾斜リブ53は、冷媒流通方向Yに沿って複数個(8個)形成されていると共に、冷却面垂直方向Xにも複数個(2個又は3個)形成されている。冷媒流通方向Yに形成された複数個の傾斜リブ53は、傾斜方向が同じ傾斜リブ53からなる傾斜リブ群53Yを複数(4つ)形成している。冷媒流通方向Yに隣り合う傾斜リブ群53Yにおける傾斜リブ53は、互いに傾斜方向が逆である。冷却面垂直方向Xに隣り合う傾斜リブ53は、互いに傾斜方向が逆である。   28 and 29, a plurality (eight) of the inclined ribs 53 are formed along the refrigerant flow direction Y, and a plurality (two or three) are formed also in the cooling surface vertical direction X. Has been. The plurality of inclined ribs 53 formed in the refrigerant flow direction Y forms a plurality (four) of inclined rib groups 53Y including the inclined ribs 53 having the same inclination direction. The inclined ribs 53 in the inclined rib group 53Y adjacent to the refrigerant flow direction Y are opposite in inclination direction. The inclined ribs 53 adjacent in the cooling surface vertical direction X are opposite in inclination direction.

図30の例では、傾斜リブ53は、冷媒流通方向Yに沿って複数個(8個)形成されていると共に、冷却面垂直方向Xにも複数個(4個)形成されている。冷却面垂直方向Xに形成された複数個の傾斜リブ53は、傾斜方向が同じ傾斜リブ53からなる傾斜リブ群53Xを複数(2つ)形成している。冷媒流通方向Yに隣り合う傾斜リブ53は、互いに傾斜方向が逆である。冷却面垂直方向Xに隣り合う傾斜リブ群35Xにおける傾斜リブ53は、互いに傾斜方向が逆である。   In the example of FIG. 30, a plurality (eight) of the inclined ribs 53 are formed along the refrigerant flow direction Y, and a plurality (four) of the inclined ribs 53 are also formed in the cooling surface vertical direction X. The plurality of inclined ribs 53 formed in the cooling surface vertical direction X form a plurality (two) of inclined rib groups 53X including the inclined ribs 53 having the same inclination direction. The inclined ribs 53 adjacent to each other in the refrigerant distribution direction Y have opposite inclination directions. The inclined ribs 53 in the inclined rib group 35X adjacent to the cooling surface vertical direction X are opposite in inclination direction.

図31の例では、傾斜リブ53は、冷媒流通方向Yに沿って複数個(8個)形成されていると共に、冷却面垂直方向Xにも複数個(4個)形成されている。冷媒流通方向Yに形成された複数個の傾斜リブ53は、傾斜方向が同じ傾斜リブ53からなる傾斜リブ群53Yを複数(4つ)形成している。冷却面垂直方向Xに形成された複数個の傾斜リブ53は、傾斜方向が同じ傾斜リブ53からなる傾斜リブ群53Xを複数(2つ)形成している。冷媒流通方向Yに隣り合う傾斜リブ群53Yにおける傾斜リブ53は、互いに傾斜方向が逆である。冷却面垂直方向Xに隣り合う傾斜リブ群53Xにおける傾斜リブ53は、互いに傾斜方向が逆である。   In the example of FIG. 31, a plurality (eight) of inclined ribs 53 are formed along the refrigerant flow direction Y, and a plurality (four) of the inclined ribs 53 are also formed in the cooling surface vertical direction X. The plurality of inclined ribs 53 formed in the refrigerant flow direction Y forms a plurality (four) of inclined rib groups 53Y including the inclined ribs 53 having the same inclination direction. The plurality of inclined ribs 53 formed in the cooling surface vertical direction X form a plurality (two) of inclined rib groups 53X including the inclined ribs 53 having the same inclination direction. The inclined ribs 53 in the inclined rib group 53Y adjacent to the refrigerant flow direction Y are opposite in inclination direction. The inclined ribs 53 in the inclined rib group 53X adjacent in the cooling surface vertical direction X are opposite in inclination direction.

いずれの例の場合にも、傾斜リブ53が配設されていることにより、各分割冷媒流路323を流通する冷却媒体において、冷却面垂直方向Xに圧力差が生じ、冷却面垂直方向Xに速度ベクトルを持つ流れが生じる。これにより、冷媒流路32における温度分布の形成を抑制することができる。
また、各分割冷媒流路323を流れる冷却媒体は、傾斜リブ53によってうねりながら、冷却面垂直方向Xに移動しつつ、冷媒流通方向Yに流れて行くこととなる。それ故、冷却媒体を円滑に冷却面垂直方向Xに移動させることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In any case, since the inclined ribs 53 are arranged, a pressure difference is generated in the cooling surface vertical direction X in the cooling medium flowing through each divided refrigerant flow path 323, and the cooling surface vertical direction X is increased. A flow with a velocity vector occurs. Thereby, formation of the temperature distribution in the refrigerant flow path 32 can be suppressed.
Further, the cooling medium flowing through each divided refrigerant channel 323 flows in the refrigerant distribution direction Y while moving in the cooling surface vertical direction X while being swung by the inclined ribs 53. Therefore, the cooling medium can be smoothly moved in the cooling surface vertical direction X.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

比較例6
本例は、図32、図33に示すごとく、ストレートフィン5に、複数の分割冷媒流路323に向かって突出して形成された傾斜リブ53及び直交リブ55を設けた例である。ここで、直交リブ55は、冷媒流通方向Yおよび冷却面33に対して直交する方向に形成されている。本例においては、傾斜リブ53及び直交リブ55が本発明における冷媒移動手段を構成する。
なお、図32、図33は、比較例2の図13と同様の位置における図である。また、その他の構成は、基本的には比較例2と同様である。
( Comparative Example 6 )
In this example, as shown in FIGS. 32 and 33, the straight fin 5 is provided with the inclined ribs 53 and the orthogonal ribs 55 formed so as to protrude toward the plurality of divided refrigerant flow paths 323. Here, the orthogonal rib 55 is formed in a direction orthogonal to the refrigerant flow direction Y and the cooling surface 33. In this example, the inclined rib 53 and the orthogonal rib 55 constitute the refrigerant moving means in the present invention.
Incidentally, FIG. 32, FIG. 33 is a diagram in the same position as 13 in Comparative Example 2. Other configurations are basically the same as those in Comparative Example 2 .

図32の例では、傾斜リブ53は、冷媒流通方向Yに沿って複数個(4個)形成されている。冷媒流通方向Yに隣り合う傾斜リブは、互いに傾斜方向が逆である。また、直交リブ55は、傾斜リブ53の間に複数個(3個)形成されている。   In the example of FIG. 32, a plurality (four) of inclined ribs 53 are formed along the refrigerant flow direction Y. The inclined ribs adjacent to each other in the refrigerant flow direction Y have opposite inclination directions. A plurality (three) of orthogonal ribs 55 are formed between the inclined ribs 53.

図33の例では、傾斜リブ53は、冷媒流通方向Yに沿って複数個(4個)形成されていると共に、冷却面垂直方向Xにも複数個(2個)形成されている。冷媒流通方向Yに隣り合う傾斜リブ53は、互いに傾斜方向が逆である。冷却面垂直方向Xに隣り合う傾斜リブ53は、互いに傾斜方向が逆である。また、直交リブ55は、傾斜リブ53の間に複数個(5個)形成されている。   In the example of FIG. 33, a plurality (four) of inclined ribs 53 are formed along the refrigerant flow direction Y, and a plurality (two) of the inclined ribs 53 are also formed in the cooling surface vertical direction X. The inclined ribs 53 adjacent to each other in the refrigerant distribution direction Y have opposite inclination directions. The inclined ribs 53 adjacent in the cooling surface vertical direction X are opposite in inclination direction. Further, a plurality (five) of orthogonal ribs 55 are formed between the inclined ribs 53.

本例の場合には、各分割冷媒流路323を流通する冷却媒体は、傾斜リブ53及び直交リブ55によって、冷却面垂直方向Xに移動する。そのため、冷媒流路32において、冷却面垂直方向Xの温度分布が形成されることを効果的に抑制することができる。
また、各分割冷媒流路323を流れる冷却媒体は、傾斜リブ53及び直交リブ55によってうねりながら、冷却面垂直方向Xに移動しつつ、冷媒流通方向Yに流れて行くこととなる。それ故、冷却媒体を円滑に冷却面垂直方向Xに移動させることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, the cooling medium flowing through each divided refrigerant channel 323 moves in the cooling surface vertical direction X by the inclined rib 53 and the orthogonal rib 55. Therefore, it is possible to effectively suppress the formation of the temperature distribution in the cooling surface vertical direction X in the refrigerant flow path 32.
Further, the cooling medium flowing through each divided refrigerant channel 323 flows in the refrigerant distribution direction Y while moving in the cooling surface vertical direction X while being swung by the inclined ribs 53 and the orthogonal ribs 55. Therefore, the cooling medium can be smoothly moved in the cooling surface vertical direction X.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

比較例7
本例は、図34に示すごとく、ストレートフィン5に、複数の分割冷媒流路323に向かって突出して形成された直交リブ55のみを設けた例である。ここで、直交リブ55は、冷媒流通方向Yおよび冷却面33に対して直交する方向に形成されている。本例においては、直交リブ55が本発明における冷媒移動手段を構成する。
なお、図34は、比較例2の図13と同様の位置における図である。また、その他の構成は、基本的には比較例2と同様である。
( Comparative Example 7 )
In this example, as shown in FIG. 34, the straight fin 5 is provided with only the orthogonal rib 55 formed so as to protrude toward the plurality of divided refrigerant flow paths 323. Here, the orthogonal rib 55 is formed in a direction orthogonal to the refrigerant flow direction Y and the cooling surface 33. In this example, the orthogonal rib 55 constitutes the refrigerant moving means in the present invention.
Incidentally, FIG. 34 is a diagram in the same position as 13 in Comparative Example 2. Other configurations are basically the same as those in Comparative Example 2 .

図34の例では、直交リブ55は、冷媒流通方向Yに沿って複数個(8個)形成されている。そして、一方の外殻プレート35側に形成した直交リブ55と他方の外殻プレート35側に形成した直交リブ55とを交互に配置している。   In the example of FIG. 34, a plurality (eight) of the orthogonal ribs 55 are formed along the refrigerant flow direction Y. And the orthogonal rib 55 formed in the one outer shell plate 35 side and the orthogonal rib 55 formed in the other outer shell plate 35 side are arrange | positioned alternately.

本例の場合には、直交リブ55が配設されていることにより、各分割冷媒流路323を流通する冷却媒体において、冷却面垂直方向Xに圧力差が生じ、冷却面垂直方向Xに速度ベクトルを持つ流れが生じる。これにより、冷媒流路32において、冷却面垂直方向Xの温度分布が形成されることを効果的に抑制することができる。
また、各分割冷媒流路323を流れる冷却媒体は、直交リブ55によってうねりながら、冷却面垂直方向Xに移動しつつ、冷媒流通方向Yに流れて行くこととなる。それ故、冷却媒体を円滑に冷却面垂直方向Xに移動させることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, since the orthogonal rib 55 is provided, in the cooling medium flowing through each divided refrigerant flow path 323, a pressure difference is generated in the cooling surface vertical direction X, and the speed is increased in the cooling surface vertical direction X. A flow with vectors occurs. Thereby, in the refrigerant flow path 32, it can suppress effectively that the temperature distribution of the cooling surface perpendicular | vertical direction X is formed.
In addition, the cooling medium flowing through each divided refrigerant flow path 323 flows in the refrigerant distribution direction Y while moving in the cooling surface vertical direction X while being swung by the orthogonal ribs 55. Therefore, the cooling medium can be smoothly moved in the cooling surface vertical direction X.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

実施例1における、半導体冷却構造の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a semiconductor cooling structure in the first embodiment. 実施例1における、冷媒流通方向Yに直交する平面における冷却管の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the cooling pipe in a plane orthogonal to the refrigerant flow direction Y in the first embodiment. (A)図1のA−A線矢視断面図、(B)図1のB−B線矢視断面図、(C)図1のC−C線矢視断面図。(A) AA arrow sectional view of FIG. 1, (B) BB arrow sectional view of FIG. 1, (C) CC arrow sectional view of FIG. 実施例1における、半導体冷却構造を用いた電力変換装置の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a power conversion device using a semiconductor cooling structure in the first embodiment. 実施例1における、片面に半導体モジュールが密着配置された冷却管に流れる冷却媒体の流れの説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of the flow of the cooling medium flowing in the cooling pipe in which the semiconductor module is closely disposed on one surface in the first embodiment. 実施例1における、両面に発熱量の異なる半導体モジュールが密着配置された冷却管に流れる冷却媒体の流れの説明図。Explanatory drawing of the flow of the cooling medium which flows into the cooling pipe in which the semiconductor module from which the emitted-heat amount differs in both surfaces in Example 1 was arrange | positioned closely. 実施例2における、(A)図1のA−A線矢視断面相当図、(B)図1のB−B線矢視断面相当図、(C)図1のC−C線矢視断面相当図。In Example 2, (A) AA cross-sectional equivalent view of FIG. 1, (B) B-B cross-sectional equivalent view of FIG. 1, (C) CC cross-sectional view of FIG. Equivalent figure. 比較例1における、半導体冷却構造の説明図。Explanatory drawing of the semiconductor cooling structure in the comparative example 1. FIG. 比較例1における、冷媒流通方向Yに直交する平面における冷却管の断面図。Sectional drawing of the cooling pipe in the plane orthogonal to the refrigerant | coolant distribution direction Y in the comparative example 1. FIG. 比較例1における、図8のD−D線矢視断面相当の部分断面図。In Comparative Example 1, D-D sectional view taken along line corresponding partial sectional view of FIG. 比較例2における、傾斜リブを設けたストレートフィンの斜視図。The perspective view of the straight fin which provided the inclination rib in the comparative example 2. FIG. 比較例2における、図11のE−E線矢視断面相当の説明図。In Comparative Example 2, E-E sectional view taken along line equivalent diagram of Figure 11. 比較例2における、(A)図12のF−F線矢視断面相当の説明図、(B)図12のG−G線矢視断面相当の説明図。(A) Explanatory drawing equivalent to the FF line | wire arrow cross section of FIG. 12 in the comparative example 2 , (B) Explanatory drawing equivalent to the GG line arrow cross section of FIG. 比較例2における、傾斜リブの説明図。Explanatory drawing of the inclination rib in the comparative example 2. FIG. 比較例2における、図14のH−H線矢視断面図。In Comparative Example 2, H-H cross-sectional view taken along line of FIG. 14. 比較例3における、半導体冷却構造の説明図。Explanatory drawing of the semiconductor cooling structure in the comparative example 3. FIG. 比較例3における、テーパリブの説明図。Explanatory drawing of the taper rib in the comparative example 3. FIG. 比較例3における、(A)図17のI−I線矢視断面図、(B)図17のJ−J線矢視断面図。In Comparative Example 3, (A) I-I sectional view taken along line of FIG. 17, (B) J-J cross-sectional view taken along line of FIG. 17. 比較例4における、半導体冷却構造の説明図。Explanatory drawing of the semiconductor cooling structure in the comparative example 4. FIG. 比較例4における、冷媒流通方向Yに直交する平面における冷却管の断面図。Sectional drawing of the cooling pipe in the plane orthogonal to the refrigerant | coolant distribution direction Y in the comparative example 4. FIG. 比較例4における、図19のK−K線矢視断面相当の部分断面図。In Comparative Example 4, K-K cross-sectional view taken along line corresponding partial sectional view of FIG. 19. 比較例4の別例における、半導体冷却構造の説明図。Explanatory drawing of the semiconductor cooling structure in another example of the comparative example 4. FIG. 比較例4の別例における、冷媒流通方向Yに直交する平面における冷却管の断面図。Sectional drawing of the cooling pipe in the plane orthogonal to the refrigerant | coolant distribution direction Y in the other example of the comparative example 4. FIG. 比較例4の別例における、図22のL−L線矢視断面相当の部分断面図。FIG. 23 is a partial cross-sectional view corresponding to a cross section taken along line LL in FIG. 22 in another example of Comparative Example 4 ; 比較例5における、ストレートフィンに設けた傾斜リブの配設位置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the arrangement | positioning position of the inclination rib provided in the straight fin in the comparative example 5. FIG. 比較例5における、ストレートフィンに設けた傾斜リブの配設位置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the arrangement | positioning position of the inclination rib provided in the straight fin in the comparative example 5. FIG. 比較例5における、ストレートフィンに設けた傾斜リブの配設位置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the arrangement | positioning position of the inclination rib provided in the straight fin in the comparative example 5. FIG. 比較例5における、ストレートフィンに設けた傾斜リブの配設位置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the arrangement | positioning position of the inclination rib provided in the straight fin in the comparative example 5. FIG. 比較例5における、ストレートフィンに設けた傾斜リブの配設位置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the arrangement | positioning position of the inclination rib provided in the straight fin in the comparative example 5. FIG. 比較例5における、ストレートフィンに設けた傾斜リブの配設位置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the arrangement | positioning position of the inclination rib provided in the straight fin in the comparative example 5. FIG. 比較例5における、ストレートフィンに設けた傾斜リブの配設位置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the arrangement | positioning position of the inclination rib provided in the straight fin in the comparative example 5. FIG. 比較例6における、ストレートフィンに設けた傾斜リブ及び直交リブの配設位置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the arrangement | positioning position of the inclination rib and orthogonal rib which were provided in the straight fin in the comparative example 6. FIG. 比較例6における、ストレートフィンに設けた傾斜リブ及び直交リブの配設位置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the arrangement | positioning position of the inclination rib and orthogonal rib which were provided in the straight fin in the comparative example 6. FIG. 比較例7における、ストレートフィンに設けた直交リブの配設位置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the arrangement | positioning position of the orthogonal rib provided in the straight fin in the comparative example 7. FIG. 本発明における、傾斜リブを設けた場合の作用効果を示す説明図。Explanatory drawing which shows the effect in the case of providing the inclination rib in this invention. 本発明における、突出部を設けた場合の作用効果を示す説明図。Explanatory drawing which shows the effect in the case of providing the protrusion part in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体冷却構造
2 半導体モジュール
21 半導体素子
3 冷却管
311 冷媒入口
312 冷媒出口
32 冷媒流路
4 傾斜フィン
5 ストレートフィン
53 傾斜リブ
6 突出部
X 冷却面垂直方向
Y 冷媒流通方向
Z 冷却面幅方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor cooling structure 2 Semiconductor module 21 Semiconductor element 3 Cooling pipe 311 Refrigerant inlet 312 Refrigerant outlet 32 Refrigerant flow path 4 Inclined fin 5 Straight fin 53 Inclined rib 6 Protruding part X Cooling surface perpendicular direction Y Refrigerant flow direction Z Cooling surface width direction

Claims (1)

半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、該半導体モジュールに密着配置された冷却管とを有する半導体冷却構造において、
上記冷却管は、冷却媒体を導入する冷媒入口と、上記冷却媒体を排出する冷媒出口とを有すると共に、上記冷媒入口から上記冷媒出口に向かって上記冷却媒体を流通させる冷媒流路を内部に有し、
該冷媒流路には、上記半導体モジュールと密着する冷却面に垂直な冷却面垂直方向に速度ベクトルを持つよう上記冷却媒体を移動させる冷媒移動手段を設けてなり、
上記冷却管は、上記冷却面垂直方向に上記冷媒流路を仕切る中間プレートを有し、上記冷却媒体が、上記中間プレートによって仕切られた第一流路と第二流路とを交互に流れるよう構成されており、
上記中間プレートは、上記冷媒入口から上記冷媒出口へ向かう冷媒流通方向に直交すると共に上記冷却面に平行な冷却面幅方向の両端部に、上記第一流路と上記第二流路とを連通する連通部を有し、
上記第一流路と上記第二流路とには、それぞれ、上記冷媒流通方向及び上記冷却面幅方向に対して斜めに形成された傾斜フィンを設けてなり、
上記第一流路における上記傾斜フィンと、上記第二流路における上記傾斜フィンとは、互いに傾斜方向が逆であり、
上記傾斜フィンは、上記中間プレートにおける一対の上記連通部の間に形成されており、
かつ、上記半導体モジュールは、上記傾斜フィンに対向するとともに、該傾斜フィンに沿って上記一対の連通部の間を上記冷媒流通方向及び上記冷却面幅方向に対して斜めに移動する冷却媒体に対向するように配置されていることを特徴とする半導体冷却構造。
In a semiconductor cooling structure having a semiconductor module containing a semiconductor element, and a cooling pipe arranged in close contact with the semiconductor module,
The cooling pipe has a refrigerant inlet for introducing a cooling medium and a refrigerant outlet for discharging the cooling medium, and has a refrigerant flow path for circulating the cooling medium from the refrigerant inlet toward the refrigerant outlet. And
The said refrigerant passage, Ri Na provided refrigerant moving means for moving the cooling medium to have a velocity vector perpendicular to the cooling surface perpendicular to the cooling surface in close contact with the semiconductor module,
The cooling pipe has an intermediate plate that partitions the refrigerant flow path in a direction perpendicular to the cooling surface, and the cooling medium flows alternately through the first flow path and the second flow path partitioned by the intermediate plate. Has been
The intermediate plate communicates the first flow path and the second flow path at both ends in the cooling surface width direction orthogonal to the refrigerant flow direction from the refrigerant inlet to the refrigerant outlet and parallel to the cooling surface. Having a communication part,
The first flow path and the second flow path are each provided with inclined fins formed obliquely with respect to the refrigerant flow direction and the cooling surface width direction,
The inclined fins in the first flow path and the inclined fins in the second flow path are opposite in inclination direction,
The inclined fin is formed between the pair of communicating portions in the intermediate plate,
The semiconductor module opposes the inclined fin and opposes a cooling medium that moves obliquely between the pair of communicating portions along the inclined fin with respect to the refrigerant flow direction and the cooling surface width direction. A semiconductor cooling structure characterized by being arranged to do so .
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