JP5515947B2 - 冷却装置 - Google Patents
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Description
この理由は、パワーモジュール用基板とヒートシンクとをろう材箔を用いて接合すると、パワーモジュール用基板の積層体を接合したろう材が再び溶融され、積層体にずれや変形が生じて所望の形態を得ることが難しいという問題があるからである。このため、パワーモジュール用基板とヒートシンクとの接合は、ろう付けよりも低温で接合できるはんだ付けが一般的に行なわれている。
第1の実施形態を図1に基づき説明する。なお、本願明細書においては、便宜上、図1の上方を上面、下方を下面として説明し、左右方向を側方として説明する。
金属基板5はアルミニウムからなる金属材30と、金属材30の第1絶縁部材4と対向する面(下面)に積層されるアルミニウム−シリコン(Al−Si)系のろう材31とからなるクラッド材で構成されている。金属基板5の第1絶縁部材4と対向する面と反対側の面(上面)には、半導体素子6が搭載され、金属基板5及び半導体素子6をはんだ付け及びボンディングワイヤ(図示せず)等によって接続することにより電子回路が構成される。
図2に示す第2の実施形態は、第1の実施形態における第1、第2金属部材3、7の構成及び第1絶縁部材4上に搭載される部材の構成を変更したもので、第1の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図3に示す第3の実施形態は、第2の実施形態における第2金属部材34及び第2絶縁部材8の構成を変更したもので、第2の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
このため、第1金属部材33はろう材37によって天板9のフィン11と接する面と反対側の面にろう付けされ、ろう材38によって第1絶縁部材4の下面にろう付けされる。金属板材43は底板10のろう材46によって底板10のフィン11と接する面と反対側の面にろう付けされる。フィン11の天板9と接する面及び底板10と接する面はそれぞれ第2の実施形態と同様に、ろう材17によって天板9にろう付けされるとともにろう材19によって底板10にろう付けされる。
図4に示す参考例は、第2の実施形態におけるヒートシンク2の構成を変更するとともに第2金属部材34及び第2絶縁部材8を除いた構成で、第2の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
(5)第1の実施形態における第1金属部材3及び33の金属材、第2金属部材7及び34の金属材、金属基板5の金属材はいずれもアルミニウム材を使用しているが、銅材あるいは他の熱伝達性の良い金属材を使用することもできる。この場合のろう材は、銅材あるいは他の金属材の接合に合う銅ろうや銀ろう等他のろう材を適宜選択して使用してもよい。
(6)第1の実施形態において半導体素子6で示した発熱素子は、抵抗あるいはコンデンサー等の素子でもよい。
(7)本願発明による冷却装置を備えた電子機器は、車載用に限らず、民生機器用や比較的小型の機器において実施することができる。
2、48 ヒートシンク
3、33 第1金属部材
4 第1絶縁部材
5 金属基板
6 半導体素子
7、34 第2金属部材
8 第2絶縁部材
9 天板
10 底板
11 フィン
13、49 側板
14、50 給水パイプ
15、51 排水パイプ
16、18、30、36、39 金属材
17、19、24、25、28、29、31、37、38、40、41、46 ろう材
20 ラジエター
21 ポンプ
22、26 第1層の金属材
23、27 第2層の金属材
35 半導体モジュール
43 金属板材
44 鋼材
45 めっき層
52 補助板
Claims (5)
- 天板と底板との間にフィンを介在したヒートシンクと、前記天板の前記フィンと接する面と反対側の面に積層される第1金属部材と、前記第1金属部材上に積層される第1絶縁部材とからなる冷却装置であって、
前記天板、前記底板及び前記第1金属部材は金属材とろう材とからなるクラッド材であり、前記フィンは前記天板および前記底板とろう付けされ、前記第1金属部材は前記天板とろう付けされ、前記第1絶縁部材は前記第1金属部材とろう付けされ、
前記底板の前記フィンと接する面と反対側の面にアルミニウムめっき鋼板からなる金属板材を積層し、前記底板は金属材と該金属材の上面及び下面に積層されるろう材とからなるクラッド材であり、
前記フィンの前記天板および前記底板とのろう付けと、前記第1金属部材の前記ヒートシンクとのろう付けと、前記第1絶縁部材の前記第1金属部材とのろう付けと、前記アルミニウムめっき鋼板からなる金属板材と前記底板とのろう付けは、一括して行われることを特徴とする冷却装置。 - 天板と底板との間にフィンを介在したヒートシンクと、前記天板の前記フィンと接する面と反対側の面に積層される第1金属部材と、前記第1金属部材上に積層される第1絶縁部材とからなる冷却装置であって、
前記天板、前記底板及び前記第1金属部材は金属材とろう材とからなるクラッド材であり、前記フィンは前記天板および前記底板とろう付けされ、前記第1金属部材は前記天板とろう付けされ、前記第1絶縁部材は前記第1金属部材とろう付けされ、
前記底板の前記フィンと接する面と反対側の面に積層される前記第1金属部材と同じ構成のクラッド材からなる第2金属部材と、前記第2金属部材に積層される第2絶縁部材とを有し、
前記フィンの前記天板および前記底板とのろう付けと、前記第1金属部材の前記ヒートシンクとのろう付けと、前記第1絶縁部材の前記第1金属部材とのろう付けと、前記第2金属部材と前記底板とのろう付けと、前記第2絶縁部材の前記第2金属部材とのろう付けは、一括して行われることを特徴とする冷却装置。 - 前記第1絶縁部材上に発熱素子が実装可能な金属基板を積層し、前記金属基板は金属材と該金属材の前記第1絶縁部材と対向する面に積層されたろう材とからなるクラッド材であることを特徴とする請求項1に記載の冷却装置。
- 前記第1絶縁部材上に半導体モジュールを固定したことを特徴とする請求項1又は請求項3に記載の冷却装置。
- 前記第2絶縁部材上に半導体モジュールを固定したことを特徴する請求項2に記載の冷却装置。
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