JPH01192152A - 電気発熱体の冷却装置 - Google Patents
電気発熱体の冷却装置Info
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- JPH01192152A JPH01192152A JP1785688A JP1785688A JPH01192152A JP H01192152 A JPH01192152 A JP H01192152A JP 1785688 A JP1785688 A JP 1785688A JP 1785688 A JP1785688 A JP 1785688A JP H01192152 A JPH01192152 A JP H01192152A
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は例えば半導体素子等の電気発熱体の冷却装置
に関するものである。
に関するものである。
第3図および第4図は例えば昭和59年4月25日発行
明電時報遅2通巻175号(昭和59年3゜4月号p3
4〜p36) に示されているこの種装置の従来の構成
を示すもので第3図は正面断面図、第4図は側面断面図
である。これら各図において。
明電時報遅2通巻175号(昭和59年3゜4月号p3
4〜p36) に示されているこの種装置の従来の構成
を示すもので第3図は正面断面図、第4図は側面断面図
である。これら各図において。
(1)はサイリスタ、トランジスタなどの半導体素子等
からなる電気発熱体C以下、半導体素子と称す) 、
[21は半導体素子【1)に密接して設けられた金属ブ
ロックであり1半導体素子11)の発%を導出するため
鋼、アルミニウム等の熱伝導性の良い金属で構成てれて
いる。(2人)は金属ブロック(2)に設けた端子であ
シ、半導体素子f1)の電流を外部に取シ出す。(3A
)、 (3B)、 (3C)は金属ブロック(2)内に
形成された複数個の穴部、 (4A)、(4B)、(4
G)は半導体素子(1)の発熱を外部へ導くためのヒー
トパイプであ夛それぞれ密封さn次パイプ−の内部にフ
ロン等ノ液状の冷震卿ヲ封入し比ものである。パイプw
J〇一端@鋤は金属ブロック+21に形成した穴g (
3A)。
からなる電気発熱体C以下、半導体素子と称す) 、
[21は半導体素子【1)に密接して設けられた金属ブ
ロックであり1半導体素子11)の発%を導出するため
鋼、アルミニウム等の熱伝導性の良い金属で構成てれて
いる。(2人)は金属ブロック(2)に設けた端子であ
シ、半導体素子f1)の電流を外部に取シ出す。(3A
)、 (3B)、 (3C)は金属ブロック(2)内に
形成された複数個の穴部、 (4A)、(4B)、(4
G)は半導体素子(1)の発熱を外部へ導くためのヒー
トパイプであ夛それぞれ密封さn次パイプ−の内部にフ
ロン等ノ液状の冷震卿ヲ封入し比ものである。パイプw
J〇一端@鋤は金属ブロック+21に形成した穴g (
3A)。
(3B)、(3C)にそれぞれ挿着され、パイプ−の他
端[−は金属ブロック【2)の外方、即ち、上方に延在
しており、他端側−には放熱用のフィン■が設けられて
いる。尚、冷謀卿は常時はパイグーの一端@(イ)に位
置するようになっている。+51は各ヒートパイプ(4
A)、 (4B)、 (4C)の他端@(至)を覆うよ
うに設けられた風胴であり、電気絶縁材により構成され
ている。(6)は風胴(5)に冷風を供給するファン、
(7)はこれら溝数部品が載置される基板であり、電気
絶縁材により構成されている。
端[−は金属ブロック【2)の外方、即ち、上方に延在
しており、他端側−には放熱用のフィン■が設けられて
いる。尚、冷謀卿は常時はパイグーの一端@(イ)に位
置するようになっている。+51は各ヒートパイプ(4
A)、 (4B)、 (4C)の他端@(至)を覆うよ
うに設けられた風胴であり、電気絶縁材により構成され
ている。(6)は風胴(5)に冷風を供給するファン、
(7)はこれら溝数部品が載置される基板であり、電気
絶縁材により構成されている。
次に動作について説明する。半導体素子(1)によって
発生され比熱は金属ブロック123に伝達され。
発生され比熱は金属ブロック123に伝達され。
更に穴部C3A)、(3B)、 (3C)の壁面を経て
ビートパイプ(4A)、 (4B)、 (ac)cD一
端armニ伝達すれ、そノ内部に封入され次冷媒IAI
)に伝達される。この結果。
ビートパイプ(4A)、 (4B)、 (ac)cD一
端armニ伝達すれ、そノ内部に封入され次冷媒IAI
)に伝達される。この結果。
冷媒に1)は沸騰あるいは蒸発して気化し、第3図およ
び第4図の上方、即ち、パイグーの他端側罎に移動する
。他端側御においてはファン(6)からの冷却風によっ
てその壁面が冷却されるため、下方から移動してきた気
化した冷媒姉が他端側部の壁面で熱交換することによシ
凝縮液化し、パイグーの壁面にそって再び一端ga(イ
)に還流する。この場合バイグーの内面を粗面に形成す
ることによシ冷却効果を一層増大することができる。半
導体素子(11に電圧がかかると、金属ブロック(2)
、ヒートパイプ(4A)、 (4B)、 (4C) I
cも’fL位カカカル。従ッテ、風胴【5)、基板(7
)は充分な絶縁強度と沿面距離を有する絶縁材で構成し
、取付[(アース側)との間で絶縁t−確実にする必要
がある。尚、他端側(至)の冷却はファン(6)による
タイプを示したが、これは自然対流あるいは輻射による
冷却であっても同様である。又、半導体素千口)の電流
は金属ブロック(2)。
び第4図の上方、即ち、パイグーの他端側罎に移動する
。他端側御においてはファン(6)からの冷却風によっ
てその壁面が冷却されるため、下方から移動してきた気
化した冷媒姉が他端側部の壁面で熱交換することによシ
凝縮液化し、パイグーの壁面にそって再び一端ga(イ
)に還流する。この場合バイグーの内面を粗面に形成す
ることによシ冷却効果を一層増大することができる。半
導体素子(11に電圧がかかると、金属ブロック(2)
、ヒートパイプ(4A)、 (4B)、 (4C) I
cも’fL位カカカル。従ッテ、風胴【5)、基板(7
)は充分な絶縁強度と沿面距離を有する絶縁材で構成し
、取付[(アース側)との間で絶縁t−確実にする必要
がある。尚、他端側(至)の冷却はファン(6)による
タイプを示したが、これは自然対流あるいは輻射による
冷却であっても同様である。又、半導体素千口)の電流
は金属ブロック(2)。
端子(2A)を経て外部に取少出す。
しかしながら上述し次従来装置では、金属ブロア り1
2)、 ヒートパイプ(4A)、 (4B)、 (4
C)にも電位がかかる友めに、風胴(5)、基板(7)
を高価な絶縁材で構成する必要があシ、全体として高価
な装置となる課題がある。特に風胴(5>はパイプ哨、
放熱用フィン@4t−囲続する友め形状が大きくな夛材
料費用も増大し4又、形状も複雑となる課題を有してい
る。さらに、パイプ菊、放熱用のフィン(財)には冷却
風が供給される友め導電性のゴミなどの無い清浄な冷却
風を必要とする課題がある。又、基板(1)は金属ブロ
ック12)などの重量を支える次めに必要以上に板厚の
大きな高価な絶壁基板となる課題がある。
2)、 ヒートパイプ(4A)、 (4B)、 (4
C)にも電位がかかる友めに、風胴(5)、基板(7)
を高価な絶縁材で構成する必要があシ、全体として高価
な装置となる課題がある。特に風胴(5>はパイプ哨、
放熱用フィン@4t−囲続する友め形状が大きくな夛材
料費用も増大し4又、形状も複雑となる課題を有してい
る。さらに、パイプ菊、放熱用のフィン(財)には冷却
風が供給される友め導電性のゴミなどの無い清浄な冷却
風を必要とする課題がある。又、基板(1)は金属ブロ
ック12)などの重量を支える次めに必要以上に板厚の
大きな高価な絶壁基板となる課題がある。
この発明は王妃のような課題を解消する穴めになされた
ものであり1金属ブロツク、ヒートパイプに電位が伝わ
らなし電気発熱体の冷却装置を提供するものである。
ものであり1金属ブロツク、ヒートパイプに電位が伝わ
らなし電気発熱体の冷却装置を提供するものである。
この発明に係る電気発熱体の冷却装置は、電気発熱体と
金属ブロックとの闇に高熱伝導性電気絶縁体を配設した
ものである。
金属ブロックとの闇に高熱伝導性電気絶縁体を配設した
ものである。
この発明における電気発熱体の冷却装置は、高熱伝導性
電気絶縁体によシ′電気発熱体の熱を金属ブロックに伝
えるとともに電気発熱体の電位を金属ブロックに伝えず
電気絶縁する。
電気絶縁体によシ′電気発熱体の熱を金属ブロックに伝
えるとともに電気発熱体の電位を金属ブロックに伝えず
電気絶縁する。
以下、この発明の一実施例を第1図および第2因に基づ
いて説明する。第1図は正面断面口、第2図は側面断面
図である。これら各図において。
いて説明する。第1図は正面断面口、第2図は側面断面
図である。これら各図において。
(2)は金属ブロックであり、従来のような端子(2人
)を有していない。(8)は半導体素子(1)と金属ブ
ロック(2)との間に配設され、半導体素子(1)の′
IIL流を外部に取り出す端子であフ、導電性金属から
なる。
)を有していない。(8)は半導体素子(1)と金属ブ
ロック(2)との間に配設され、半導体素子(1)の′
IIL流を外部に取り出す端子であフ、導電性金属から
なる。
(9)は半導体素子(1)と金属ブロック(21との間
、即ち端子(8)と金属ブロック(2)との間に配設さ
れた高熱伝導性電気絶縁体であり1例えばt9ばツクペ
ーパーに樹脂を含浸させたプリプVグクートを積層し加
熱硬化させて形成されてお9.半導体素子it)が発生
した熱を金属ブロック12)に伝えるとともに半導体素
子(1)の電位を金属ブロック(2)に伝えず電気絶縁
する。α0は各ヒートパイプ(aA)、 (aB )、
(aC)の他端側(,43ヲ覆うように設けられた風
胴であり、従来のように必ずしも電気絶縁材で構成する
必要はない。α])t/′i各構成部品が載置される基
板であり、従来のように必ずしも電気絶縁材で構成する
必要はない。
、即ち端子(8)と金属ブロック(2)との間に配設さ
れた高熱伝導性電気絶縁体であり1例えばt9ばツクペ
ーパーに樹脂を含浸させたプリプVグクートを積層し加
熱硬化させて形成されてお9.半導体素子it)が発生
した熱を金属ブロック12)に伝えるとともに半導体素
子(1)の電位を金属ブロック(2)に伝えず電気絶縁
する。α0は各ヒートパイプ(aA)、 (aB )、
(aC)の他端側(,43ヲ覆うように設けられた風
胴であり、従来のように必ずしも電気絶縁材で構成する
必要はない。α])t/′i各構成部品が載置される基
板であり、従来のように必ずしも電気絶縁材で構成する
必要はない。
次に動作について説明する。半導体素子11)から発生
した熱は端子(8)、高熱伝導性電気絶縁体(9)。
した熱は端子(8)、高熱伝導性電気絶縁体(9)。
金属ブロック(2)Vこ伝達され、更に穴部(3A1.
(3H)。
(3H)。
(3C)の壁rYU(i7経てヒートパイプ(4A)、
(4B)、 (、aC)の一端側(ハ)に伝達さn、
その内部に封入された冷媒(4℃に伝達される。この結
果、冷媒は1は沸騰あるいは蒸発して気化する。その後
の熱伝達機能は従来のものと同様である友め説明を省略
する。又。
(4B)、 (、aC)の一端側(ハ)に伝達さn、
その内部に封入された冷媒(4℃に伝達される。この結
果、冷媒は1は沸騰あるいは蒸発して気化する。その後
の熱伝達機能は従来のものと同様である友め説明を省略
する。又。
半導体素子+11に流れる電流は端子(8)よシ外部へ
取り出される。そして、高熱伝導性電気絶縁体(9)に
よシ金属ブロックC2)、ヒートパイプ(4A )、
(4B )。
取り出される。そして、高熱伝導性電気絶縁体(9)に
よシ金属ブロックC2)、ヒートパイプ(4A )、
(4B )。
(4C]は半導体素子C1)、端子(8)と電気的に絶
縁さnており電位がかからない。従って、風胴αq、基
板αυは電気絶縁材で構成する必要がなく、非常に安価
な装置とすることができる。又、基板(6)は電気絶縁
材で構成しなくてよいので、必要以上に板厚を大さくす
る必要がない。又、風胴α0は電気絶縁材で購成しなく
てよいので、−その製作を容易に行うことができる。さ
らに、パイプ菊、放熱用のフィン(ロ)には電位がかか
らないので、導電性のゴミなどの無い清浄な冷却風を必
ずしも供給しなくてもよく、又、風胴αqt−設けなく
てもよい。
縁さnており電位がかからない。従って、風胴αq、基
板αυは電気絶縁材で構成する必要がなく、非常に安価
な装置とすることができる。又、基板(6)は電気絶縁
材で構成しなくてよいので、必要以上に板厚を大さくす
る必要がない。又、風胴α0は電気絶縁材で購成しなく
てよいので、−その製作を容易に行うことができる。さ
らに、パイプ菊、放熱用のフィン(ロ)には電位がかか
らないので、導電性のゴミなどの無い清浄な冷却風を必
ずしも供給しなくてもよく、又、風胴αqt−設けなく
てもよい。
尚、上記実施例では高熱伝導性電気絶縁体(9)はセラ
はンクベーバーに樹脂を含浸させた7 1Jプレグシー
トを積層し加熱硬化させて形成した場合について述べた
が、セラミックペーパー’e金Rブロック(2)と端子
(8)との間に挿着した後、セラミックペーパーに樹脂
を滴下し浸透させ硬化させて形成するようにしてもよい
。
はンクベーバーに樹脂を含浸させた7 1Jプレグシー
トを積層し加熱硬化させて形成した場合について述べた
が、セラミックペーパー’e金Rブロック(2)と端子
(8)との間に挿着した後、セラミックペーパーに樹脂
を滴下し浸透させ硬化させて形成するようにしてもよい
。
又、セラミンクベーパーとしては、例えばアルミナ短繊
維と有機バインダーとしてミクロフィブリル化セルロー
スを用いて成形さn之アルミナペーパーとしてもよく、
熱伝導性大、電気絶縁性大、防錆大2耐環境性大、耐圧
接強度大などの優れ念利点を有している。尚、セラミッ
クペーパートシてアルミナベーパーに限定されるもので
はなく類似のものも含むことは勿論のことである。
維と有機バインダーとしてミクロフィブリル化セルロー
スを用いて成形さn之アルミナペーパーとしてもよく、
熱伝導性大、電気絶縁性大、防錆大2耐環境性大、耐圧
接強度大などの優れ念利点を有している。尚、セラミッ
クペーパートシてアルミナベーパーに限定されるもので
はなく類似のものも含むことは勿論のことである。
又、セラミックペーパーに樹脂を含浸させたプリプレグ
シートラ積層して積属板構造の高熱伝導性電気絶縁体と
し、エポキシ、ナイcIy樹脂等の接着剤を塗布し、圧
接時に電気発熱体あるいは金属ブロックに貼付するよう
にしてもよい。
シートラ積層して積属板構造の高熱伝導性電気絶縁体と
し、エポキシ、ナイcIy樹脂等の接着剤を塗布し、圧
接時に電気発熱体あるいは金属ブロックに貼付するよう
にしてもよい。
尚、ヒートパイプ内に封入される冷媒として、水、アン
モニア、70リナート、ダワサーム、アルコール等、a
々のものが使用可能であるが、熱輸送能力の点で水が最
も優れている。
モニア、70リナート、ダワサーム、アルコール等、a
々のものが使用可能であるが、熱輸送能力の点で水が最
も優れている。
又、電気発熱体としては、半導体素子に限定されるもの
ではなく、各種電子部品、電気素子などにも適用し得る
ことは勿論のことであシ、同様の効果を奏する。
ではなく、各種電子部品、電気素子などにも適用し得る
ことは勿論のことであシ、同様の効果を奏する。
この発明は以上説明した通シ2電気発熱体と金属ブロッ
クとの間>C配設した高熱伝導性゛電気絶縁体によシ、
電気発熱体の熱を金属ブロックに伝えるとともに電気発
熱体の電位を金属ブロックに伝えず電気絶縁するように
したので、極めて安価な装置を得ることができる。
クとの間>C配設した高熱伝導性゛電気絶縁体によシ、
電気発熱体の熱を金属ブロックに伝えるとともに電気発
熱体の電位を金属ブロックに伝えず電気絶縁するように
したので、極めて安価な装置を得ることができる。
第1図および第2図はこの発明の一実施例による電気発
熱体の冷却装R’e示す正面断面図および側面断面図、
第3図および第4図は従来の電気発熱体の冷却装#を示
す正面断面図および側面断面図である。 図において、fl)は電気発熱体、(2)は金属ブロッ
ク、 (4A)、(4B)、(4C)はヒートパイプ
、(9)は高熱伝導性電気絶縁体である。 なお2図中同一符号は同一、又は相当部分を示す0
熱体の冷却装R’e示す正面断面図および側面断面図、
第3図および第4図は従来の電気発熱体の冷却装#を示
す正面断面図および側面断面図である。 図において、fl)は電気発熱体、(2)は金属ブロッ
ク、 (4A)、(4B)、(4C)はヒートパイプ
、(9)は高熱伝導性電気絶縁体である。 なお2図中同一符号は同一、又は相当部分を示す0
Claims (4)
- (1) 電気発熱体が装着され上記電気発熱体のヒート
シンクとなり得る金属ブロックと、上記金属ブロックに
連設され内部に冷媒が封入されたヒートパイプと、上記
電気発熱体と上記金属ブロックとの間に配設された高熱
伝導性電気絶縁体とを備えたことを特徴とする電気発熱
体の冷却装置。 - (2) 高熱伝導性電気絶縁体はセラミックペーパーに
樹脂を含浸させたプリプレグシートを積層し加熱硬化さ
せて形成されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の電気発熱体の冷却装置。 - (3) 高熱伝導性電気絶縁体はセラミックペーパーを
電気発熱体と金属ブロックとの間に挿着した後、セラミ
ックペーパーに樹脂を滴下し侵透させ硬化させて形成さ
れたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電気
発熱体の冷却装置。 - (4) セラミックペーパーはアルミナペーパーからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第2項又は第3項に
記載の電気発熱体の冷却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63017856A JPH0828445B2 (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 電気発熱体の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63017856A JPH0828445B2 (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 電気発熱体の冷却装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01192152A true JPH01192152A (ja) | 1989-08-02 |
JPH0828445B2 JPH0828445B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=11955299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63017856A Expired - Fee Related JPH0828445B2 (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 電気発熱体の冷却装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0828445B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05243441A (ja) * | 1992-03-03 | 1993-09-21 | Ito Gijutsu Kenkiyuushitsu:Kk | 放熱装置 |
CN100433959C (zh) * | 2003-08-21 | 2008-11-12 | 株洲时代集团公司 | 一种热管散热的整流器组件 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5989442A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-23 | Fuji Electric Co Ltd | 平形シリコン整流素子の加圧装置 |
JPS61102099A (ja) * | 1984-10-24 | 1986-05-20 | 三菱電機株式会社 | 半導体冷却装置 |
-
1988
- 1988-01-28 JP JP63017856A patent/JPH0828445B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0828445B2 (ja) | 1996-03-21 |
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