JPH06252304A - Heat sink for cooling down semiconductor element - Google Patents

Heat sink for cooling down semiconductor element

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JPH06252304A
JPH06252304A JP3662593A JP3662593A JPH06252304A JP H06252304 A JPH06252304 A JP H06252304A JP 3662593 A JP3662593 A JP 3662593A JP 3662593 A JP3662593 A JP 3662593A JP H06252304 A JPH06252304 A JP H06252304A
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JP
Japan
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heat
receiving block
cooling
heat receiving
pipes
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Application number
JP3662593A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuya Umeda
克也 梅田
Takashi Hashimoto
隆 橋本
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To evenly cool down semiconductor elements regardless of the fitting positions of the semiconductor elements by a method wherein heat pipes are arranged on the surface of a heat detecting block for cooling down semiconductor elements whereinto the intermediate parts of multiple cooling down fins are inserted. CONSTITUTION:A heat pipe 5A is endlessly arranged on the outer peripheral side of respective module type elements 3A-3F of a heat detecting block 2A furthermore heat pipes 1A-1D are fitted to the outer peripheral side. Besides, the heat pipes 1A-1D and 5A are sealed with pure water as a refrigerant. When the temperature in the module type element 3C is heated higher than the other element 3c, the refrigerant inside the heat pipes adjacently arranged to the element 3C is vaporized to start running to the heat pipes arranged in the lower parts in the heat detecting block 2A so that the refrigerant may dissipate heat to be condensated. Through these procedures, the heat in the semiconductor reaching a high temperature can be transferred to the low temperature parts thereby enabling the temperatures in the semiconductor elements to be evenly cooled down.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複数本のヒートパイプ
を内蔵した半導体素子冷却用ヒートシンクに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor element cooling heat sink having a plurality of heat pipes incorporated therein.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、半導体装置においては、
電力変換器の高性能のために、高速スイッチング素子を
使った高周波PWM制御方式の採用が増え、半導体装置
の大容量化に伴い、大容量の素子を並列に接続して用い
られている。また、高周波PWM制御方式の半導体装置
では、高速スイッチング素子間を接続する導体のリアク
タンスを減らして、スイッチング時に発生するサージ電
圧を抑える必要があるので、高速スイッチング素子は、
互いに近接して取り付けられている。
2. Description of the Related Art As is well known, in semiconductor devices,
Due to the high performance of power converters, the high frequency PWM control method using high-speed switching elements has been increasingly adopted, and with the increase in capacity of semiconductor devices, large capacity elements are connected in parallel and used. Further, in the high frequency PWM control type semiconductor device, it is necessary to reduce the reactance of the conductor connecting the high speed switching elements to suppress the surge voltage generated at the time of switching.
Mounted close to each other.

【0003】したがって、高速スイッチング素子で発生
した熱は、局部的に集中するので、この局部に集中した
熱を冷やすために、従来から空冷式のヒートシンクを用
いられている。
Therefore, since the heat generated in the high speed switching element is locally concentrated, an air-cooled heat sink has been conventionally used to cool the heat concentrated in the local area.

【0004】図4は、従来の半導体素子冷却用ヒートシ
ンク(以下、ヒートシンクという)の一例を示す図であ
る。図4において、ヒートシンクは、図4の手前側に示
す略正方形の厚板の受熱ブロック2Dと、この受熱ブロ
ック2Dに対して、図4において後方から加工された平
行な円柱状の穴に気密に挿入され内部に冷媒として純水
が注入されたヒートパイプ1A,1B,1C,1Dと、
これらのヒートパイプ1A,1B,1C,1Dに中間部
が挿着され、図示しない背面図では長方形のアルミニウ
ム板材の複数板の放熱フィン4で構成されている。この
うち、受熱ブロック2Dの両面には、冷却対象となる同
定格のモジュール形素子(以下、素子という)3A,3
B,3C,3D,3E,3Fが取り付けられている。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a conventional heat sink for cooling a semiconductor element (hereinafter referred to as heat sink). In FIG. 4, the heat sink is hermetically sealed in a substantially square thick plate heat receiving block 2D shown on the front side of FIG. 4 and a parallel cylindrical hole machined from the rear side in FIG. 4 with respect to this heat receiving block 2D. Heat pipes 1A, 1B, 1C, 1D inserted and having pure water injected therein as a refrigerant,
The heat pipes 1A, 1B, 1C and 1D have an intermediate portion inserted therein, and each of the heat pipes 1A, 1B, 1C and 1D is composed of a plurality of radiating fins 4 of a rectangular aluminum plate material in a rear view (not shown). Among these, on both surfaces of the heat receiving block 2D, module-type elements (hereinafter referred to as elements) 3A, 3 of the same rating to be cooled are provided.
B, 3C, 3D, 3E and 3F are attached.

【0005】このヒートシンクは、図示しない車両に組
み込まれるときには、受熱ブロック2D側に対してヒー
トパイプ1A,1B,1C,1Dの先端側を僅かに上方
にして取り付けられる。
When the heat sink is incorporated in a vehicle (not shown), the heat pipes 1A, 1B, 1C and 1D are mounted with the tip ends thereof slightly above the heat receiving block 2D side.

【0006】このように構成されたヒートシンクにおい
ては、このヒートシンクの下側から電力変換装置の運転
時には、図4(b)に示す矢印Aに示すように半導体ヒ
ートシンクにこのヒートシンクの下側から送られた冷却
空気が、このヒートシンクの放熱フィン4で加熱された
後、矢印Bに示すように箱体の上方に排出されることで
冷却される。
In the heat sink configured as described above, when the power converter is operated from the lower side of the heat sink, it is sent to the semiconductor heat sink from the lower side of the heat sink as shown by an arrow A shown in FIG. 4 (b). The cooling air is heated by the radiating fins 4 of the heat sink and then discharged above the box body as indicated by an arrow B to be cooled.

【0007】すなわち、各ヒートパイプ1A,1B,1
C,1Dに封入された純水は、各モジュール形素子3
A,3B,3C,3D,3E,3Fから受熱ブロック2
を介して伝達された熱によって受熱ブロック2Dの内部
で気化する。この水蒸気は、各ヒートパイプ1A,1
B,1C,1Dの基端から先端に上昇し、その過程にお
いて、冷却フィン4で冷却された各ヒートパイプ1A,
1B,1C,1Dの内周面に触れて、凝縮し液化する。
この液化した純水は、各ヒートパイプ1A,1B,1
C,1Dの内部を流下して受熱ブロック2の内部の各ヒ
ートパイプ1A,1B,1C,1Dに貯溜され、以下、
上述した加熱・気化・液化・流下を繰り返す。
That is, each heat pipe 1A, 1B, 1
Pure water enclosed in C and 1D is used for each module type element 3
Heat receiving block 2 from A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F
The heat transferred through the heat transfer block 2D vaporizes inside the heat receiving block 2D. This steam is applied to each heat pipe 1A, 1
Each of the heat pipes 1A, 1C, 1D, which rises from the base end to the tip and is cooled by the cooling fins 4 in the process,
The inner peripheral surfaces of 1B, 1C and 1D are touched and condensed and liquefied.
This liquefied pure water is used for each heat pipe 1A, 1B, 1
It flows down the inside of C, 1D and is stored in each heat pipe 1A, 1B, 1C, 1D inside the heat receiving block 2.
The above heating, vaporization, liquefaction, and flow-down are repeated.

【0008】さらに、モジュール形素子の冷却と車両の
実装密度の面においては、受熱ブロック2Dの両面にそ
れぞれ6個のモジュール形素子を取り付けることで、こ
のモジュール形素子の取付部と受熱部を小形化するとと
もに、受熱ブロック2Dを車両の箱体の内部では縦にし
て取り付けることで、受熱ブロック2Dの両面を流れる
冷却空気による各モジュール形素子相互間における冷却
条件の均一化が図られている。
Further, in terms of the cooling of the module type element and the mounting density of the vehicle, by mounting six module type elements on each side of the heat receiving block 2D, the mounting section and the heat receiving section of this module type element are made small. In addition, the heat receiving block 2D is installed vertically inside the box body of the vehicle, so that the cooling condition is made uniform among the respective modular elements by the cooling air flowing on both sides of the heat receiving block 2D.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成され各ヒートパイプによって冷却されるヒートシン
クにおいては、図4(a)に示すヒートパイプのうち、
図4(a)において下端となるヒートパイプ1Dはよく
冷えるが、上方に位置するヒートパイプ1A,1Bは、
その下方のヒートパイプ1C,1Dと放熱フィン4で暖
められた冷却空気で冷却される。
However, in the heat sink configured as described above and cooled by each heat pipe, among the heat pipes shown in FIG.
The heat pipe 1D, which is the lower end in FIG. 4A, cools well, but the heat pipes 1A and 1B located above are
It is cooled by the cooling air warmed by the heat pipes 1C and 1D and the radiation fins 4 therebelow.

【0010】すると、冷却温度が順に上ってきて、最上
位のヒートパイプ1Aでは温度が最高となる。したがっ
て、受熱ブロック2Dも下部は冷えるが上部になるほど
冷えないので、素子3A,3B,3Cが並列に接続さ
れ、素子3D,3E,3Fが同じく並列に接続されて使
われるときには、受熱ブロック2Dの上部に取り付けら
れた素子3A,3B,3Cで電力変換装置の定格が決ま
って、電力変換装置の定格容量が低下するおそれもあ
る。
Then, the cooling temperature rises in order, and the temperature becomes highest in the uppermost heat pipe 1A. Therefore, since the heat receiving block 2D is cooled at the lower part but not so much as it is located at the upper part, when the elements 3A, 3B and 3C are connected in parallel and the elements 3D, 3E and 3F are also connected in parallel, the heat receiving block 2D is There is a possibility that the rating of the power converter is determined by the elements 3A, 3B, 3C attached to the upper part, and the rated capacity of the power converter is reduced.

【0011】また、受熱部ブロック2Dには、複数のモ
ジュール形素子が両面に取り付けられており、それぞれ
の発熱量が異なる場合もある上、受熱ブロック2D内部
に埋めこまれた数本の密閉二相熱サイフォン方式ヒート
パイプがすべてそれぞれ独立した冷却系であり、直径の
細いヒートパイプの内部で蒸気,液の二相流となるの
で、種々の要因でヒートパイプの内部の受熱部は、複雑
な流れとなる。
Further, the heat receiving block 2D is provided with a plurality of module-type elements on both sides thereof, and the heat generation amounts of the modules may be different from each other. Since the phase heat siphon type heat pipes are all independent cooling systems, and there are two-phase flow of vapor and liquid inside the heat pipe with a small diameter, the heat receiving part inside the heat pipe is complicated due to various factors. It becomes a flow.

【0012】例えば、密閉二相熱サイフォン方式ヒート
パイプの内部の作動流体の量が少ないときには、ヒート
パイプの下部に貯溜している作動流体が、受熱ブロック
2Dの放熱フィン寄りに取り付けられているモジュール
形素子まで届かず、そのモジュール素子は、放熱フィン
4により冷却された作動流体のみの冷却となり、受熱ブ
ロック2Dの下部と温度差が生じる。一方、作動流体の
量が多すぎると、密閉二相熱サイフォン方式ヒートパイ
プの蒸発部が沸騰伝熱様式となり、ときには非定常状態
を示し、受熱ブロック2Dに温度差が生じてしまう。
For example, when the amount of the working fluid inside the closed two-phase thermosyphon type heat pipe is small, the working fluid stored in the lower part of the heat pipe is mounted on the heat receiving block 2D near the radiation fins. The module element does not reach the shaped element, and the module element is cooled only by the working fluid cooled by the radiating fins 4, and a temperature difference occurs with the lower portion of the heat receiving block 2D. On the other hand, if the amount of the working fluid is too large, the evaporation section of the closed two-phase thermosyphon type heat pipe has a boiling heat transfer mode, sometimes shows an unsteady state, and a temperature difference occurs in the heat receiving block 2D.

【0013】もし、受熱ブロック2Dに温度のアンバラ
ンスが生じると、モジュール形素子の特性により、温度
の高い場所に取り付けられたモジュール形素子が一層発
熱量が増すおそれもあり、各モジュール形素子間の温度
差が更に大きくなり、高温となったモジュール形素子は
破壊に至るおそれもある。
If a temperature imbalance occurs in the heat receiving block 2D, the module element mounted at a high temperature may generate more heat due to the characteristics of the module element. The temperature difference between the two becomes even larger, and the module type element that has become high temperature may be destroyed.

【0014】そこで、本発明の目的は、受熱ブロックに
取り付けられた半導体素子の取付位置の如何にかかわら
ず、均一に冷却することのできる半導体素子冷却用ヒー
トシンクを得ることである。
Therefore, an object of the present invention is to obtain a semiconductor element cooling heat sink capable of cooling uniformly regardless of the mounting position of the semiconductor element mounted on the heat receiving block.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、複数の半導体素子が表面に取り付けられた受熱ブロ
ックの端面から列をなして突設された複数のヒートパイ
プに、複数枚の冷却フィンの中間部が挿着された半導体
素子冷却用ヒートシンクにおいて、受熱ブロックの表面
に、ヒートパイプを配設したことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, a plurality of heat pipes are provided on a plurality of heat pipes arranged in a row from an end surface of a heat receiving block having a plurality of semiconductor elements attached to the surface thereof. In the semiconductor element cooling heat sink having the intermediate portion of the cooling fin inserted therein, a heat pipe is arranged on the surface of the heat receiving block.

【0016】また、請求項2に記載の発明は、複数の半
導体素子が表面に取り付けられた受熱ブロックの端面か
ら列をなして突設された複数のヒートパイプに、複数枚
の冷却フィンの中間部が挿着された半導体素子冷却用ヒ
ートシンクにおいて、受熱ブロックの内部に、ヒートパ
イプを穿設したことを特徴とする。
Further, in the invention according to claim 2, a plurality of heat pipes protruding from the end surface of the heat receiving block having a plurality of semiconductor elements mounted on the surface in a row are provided in the middle of the plurality of cooling fins. In the heat sink for cooling the semiconductor element having the inserted portion, a heat pipe is bored inside the heat receiving block.

【0017】さらに、請求項3に記載の発明は、複数の
半導体素子が両面に取り付けられた受熱ブロックの端面
から列をなして突設された複数のヒートパイプに、複数
枚の冷却フィンの中間部が挿着された半導体素子冷却用
ヒートシンクにおいて、受熱ブロックの両面に、ヒート
パイプを配設し、この両面のヒートパイプをを連通した
ことを特徴とする。
Further, in the third aspect of the invention, a plurality of heat pipes protruding from the end face of the heat receiving block having a plurality of semiconductor elements mounted on both sides in a row are provided in the middle of the plurality of cooling fins. In the heat sink for cooling the semiconductor element with the inserted parts, heat pipes are arranged on both sides of the heat receiving block, and the heat pipes on both sides are communicated with each other.

【0018】[0018]

【作用】請求項1に記載の発明においては、冷却の不均
一によって高温となった半導体素子から受熱ブロックに
伝達された熱は、受熱ブロックの表面に配設されたヒー
トパイプによって、受熱ブロックの低温部に輸送され
る。
According to the first aspect of the present invention, the heat transferred to the heat receiving block from the semiconductor element having a high temperature due to the non-uniform cooling is transferred to the heat receiving block by the heat pipe arranged on the surface of the heat receiving block. Transported to low temperature part.

【0019】また、請求項2に記載の発明においては、
冷却の不均一によって高温となった半導体素子から受熱
ブロックに伝達された熱は、受熱ブロックの内部に穿設
されたヒートパイプによって、受熱ブロックの低温部に
輸送される。
According to the second aspect of the invention,
The heat transferred to the heat receiving block from the semiconductor element having a high temperature due to uneven cooling is transferred to the low temperature portion of the heat receiving block by the heat pipe provided inside the heat receiving block.

【0020】さらに、請求項3に記載の発明において
は、冷却の不均一によって高温となった半導体素子から
受熱ブロックに伝達された熱は、受熱ブロックの両面に
配設され連通されたヒートパイプによって、受熱ブロッ
クの低温部に輸送される。
Further, in the third aspect of the present invention, the heat transferred from the semiconductor element having a high temperature due to non-uniform cooling to the heat receiving block is provided on both sides of the heat receiving block by the heat pipes connected to each other. , Transported to the low temperature part of the heat receiving block.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の半導体素子冷却用ヒートシン
クの一実施例を図面を参照して説明する。但し、従来の
図4と重複する部分には、同一符号を付して説明を省
く。図1は、請求項1に記載の発明のヒートシンクを示
す図で、従来の技術で示した図4(a)に対応する図で
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a heat sink for cooling a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the same parts as those of the conventional FIG. FIG. 1 is a diagram showing a heat sink of the invention described in claim 1, and is a diagram corresponding to FIG. 4 (a) shown in the prior art.

【0022】図1において、受熱ブロック2Aとヒート
パイプ1A,1B,1C,1Dの取付関係及び受熱ブロ
ック2Aとモジュール形素子3A,3B,3C,3D,
3E,3Fの取付関係は、従来の図4と同一である。但
し、受熱ブロック2Aの上面と下面にヒートパイプ5A
が設けられている点が異なっている。
In FIG. 1, the mounting relationship between the heat receiving block 2A and the heat pipes 1A, 1B, 1C and 1D and the heat receiving block 2A and the modular elements 3A, 3B, 3C and 3D,
The mounting relationship of 3E and 3F is the same as that of the conventional FIG. However, the heat pipe 5A is provided on the upper surface and the lower surface of the heat receiving block 2A.
Is different.

【0023】すなわち、図1において、受熱ブロック2
Aの各モジュール形素子3A,3B,3C,3D,3
E,3Fの取付面には、各モジュール形素子3A,3
B,3C,3D,3E,3Fの間と外周側に、無端状に
ヒートパイプ5Aが配設され、受熱ブロック2Aの両面
にろう付されている。
That is, in FIG. 1, the heat receiving block 2
Each modular element 3A, 3B, 3C, 3D, 3 of A
On the mounting surfaces of E and 3F, each of the module type elements 3A and 3F
Endless heat pipes 5A are arranged between B, 3C, 3D, 3E and 3F and on the outer peripheral side, and are brazed to both sides of the heat receiving block 2A.

【0024】このヒートパイプ5Aには、この受熱ブロ
ック2Aに貫設された各ヒートパイプ1A,1B,1
C,1Dと同様に、冷媒として純水が封入されている。
The heat pipe 5A is provided with heat pipes 1A, 1B, 1 which extend through the heat receiving block 2A.
Pure water is enclosed as a refrigerant like C and 1D.

【0025】このように構成されたヒートシンクにおい
ては、例えば、モジュール形素子3Cの温度がモジュー
ル形素子3Aの温度と比べて高いときには、モジュール
形素子3Cに隣接配設されたヒートパイプの内部の冷媒
が先に気化し、受熱ブロック2Aの温度の低い部分に配
設されたヒートパイプに流れて熱を放出し凝縮されるの
で、高温側のモジュール素子3Cの冷却をモジュール素
子3Aに比べて高めることできる。
In the heat sink configured as described above, for example, when the temperature of the modular element 3C is higher than that of the modular element 3A, the refrigerant inside the heat pipe disposed adjacent to the modular element 3C. Is first vaporized and flows into a heat pipe arranged in a low temperature portion of the heat receiving block 2A to release heat and be condensed, so that the module element 3C on the high temperature side is cooled more than the module element 3A. it can.

【0026】次に、図2は、請求項2に記載の発明のヒ
ートシンクを示す図で、従来の技術で示した図4(a)
及び図1に対応する図である。
Next, FIG. 2 is a view showing a heat sink of the invention described in claim 2, which is shown in FIG.
3 is a view corresponding to FIG. 1;

【0027】図2において、受熱ブロック2Bとヒート
パイプ1A,1B,1C,1Dの取付関係及び受熱ブロ
ック2Aとモジュール形素子3A,3B,3C,3D,
3E,3Fの取付関係は、従来の図4及び図1と同一で
ある。但し、受熱ブロック2Aの内部にヒートパイプ5
Bが無端状に形成されている点が異なっている。
In FIG. 2, the mounting relationship between the heat receiving block 2B and the heat pipes 1A, 1B, 1C and 1D and the heat receiving block 2A and the modular elements 3A, 3B, 3C and 3D,
The mounting relationship of 3E and 3F is the same as that of the conventional FIG. 4 and FIG. However, the heat pipe 5 is provided inside the heat receiving block 2A.
The difference is that B is formed endlessly.

【0028】すなわち、図2において、受熱ブロック2
Bの内部には、各モジュール形素子3A,3B,3C,
3D,3E,3Fの間と外周側に、無端状にヒートパイ
プ5Bが無端状に貫設されている。
That is, in FIG. 2, the heat receiving block 2
Inside B, each modular element 3A, 3B, 3C,
An endless heat pipe 5B is provided between 3D, 3E, and 3F and on the outer peripheral side.

【0029】このヒートパイプ5Bには、この受熱ブロ
ック2Bに貫設された各ヒートパイプ1A,1B,1
C,1Dと同様に、冷媒として純水が封入されている。
The heat pipe 5B is provided with heat pipes 1A, 1B, 1 which extend through the heat receiving block 2B.
Pure water is enclosed as a refrigerant like C and 1D.

【0030】このように構成されたヒートシンクにおい
ては、例えば、モジュール形素子3Cの温度がモジュー
ル形素子3Aの温度と比べて高いときには、モジュール
形素子3Cに隣接貫設されたヒートパイプの内部の冷媒
が先に気化し、受熱ブロック2Aの温度の低い部分に貫
設されたヒートパイプに流れて熱を放出し凝縮されるの
で、高温側のモジュール素子3Cの冷却をモジュール素
子3Aに比べて高めることできる。
In the heat sink thus constructed, for example, when the temperature of the modular element 3C is higher than that of the modular element 3A, the refrigerant inside the heat pipe adjacent to the modular element 3C is provided. Is first vaporized and flows into a heat pipe penetrating the low temperature portion of the heat receiving block 2A to release heat and be condensed, so that the module element 3C on the high temperature side is cooled more than the module element 3A. it can.

【0031】また図3は、請求項3に記載の発明のヒー
トシンクを示す図で、従来の技術で示した図4(a)に
対応する図である。
FIG. 3 is a diagram showing a heat sink of the invention described in claim 3, and is a diagram corresponding to FIG. 4 (a) shown in the prior art.

【0032】図3において、受熱ブロック2Cとヒート
パイプ1A,1B,1C,1Dの取付関係及び受熱ブロ
ック2Aとモジュール形素子3A,3B,3C,3D,
3E,3Fの取付関係は、従来の図4及び図1,図2と
同一である。但し、受熱ブロック2Cの上面と下面と、
上面・下面間にヒートパイプ5Cが設けられ、無端状に
形成されている点が異なっている。
In FIG. 3, the mounting relationship between the heat receiving block 2C and the heat pipes 1A, 1B, 1C and 1D and the heat receiving block 2A and the modular elements 3A, 3B, 3C and 3D,
The mounting relationship of 3E and 3F is the same as that of the conventional FIG. 4 and FIGS. 1 and 2. However, the upper surface and the lower surface of the heat receiving block 2C,
The difference is that a heat pipe 5C is provided between the upper surface and the lower surface and is endlessly formed.

【0033】すなわち、図3において、受熱ブロック2
Cの各モジュール形素子3A,3B,3C,3D,3
E,3Fの取付面の両面には、各モジュール形素子3
A,3B,3C,3D,3E,3Fの間と外周側に、無
端状にヒートパイプ5Cが配設され、また、受熱ブロッ
ク2Cに貫設されている。このうち、受熱ブロック2C
の両面に配設されたヒートパイプは、受熱ブロック2C
の両面にろう付されている。
That is, in FIG. 3, the heat receiving block 2
C modular elements 3A, 3B, 3C, 3D, 3
Each module type element 3 is attached on both sides of the mounting surface of E, 3F.
An endless heat pipe 5C is disposed between A, 3B, 3C, 3D, 3E, and 3F and on the outer peripheral side, and also penetrates the heat receiving block 2C. Of these, heat receiving block 2C
The heat pipes on both sides of the heat receiving block 2C
Is brazed on both sides.

【0034】このヒートパイプ5Cには、この受熱ブロ
ック2Cに貫設された各ヒートパイプ1A,1B,1
C,1Dと同様に、冷媒として純水が封入されている。
In this heat pipe 5C, the heat pipes 1A, 1B, 1 penetrating the heat receiving block 2C are provided.
Pure water is enclosed as a refrigerant like C and 1D.

【0035】このように構成されたヒートシンクにおい
ては、例えば、モジュール形素子3Cの温度かモジュー
ル形素子3Aの温度と比べて高いときには、モジュール
形素子3Cに隣接配設されたヒートパイプの内部の冷媒
が先に気化し、受熱ブロック2Cの温度の低い部分に配
設されたヒートパイプに流れて熱を放出し凝縮されるの
で、高温側のモジュール素子3Cの冷却をモジュール素
子3Aに比べて高めることできる。
In the heat sink thus constructed, for example, when the temperature of the module element 3C or the temperature of the module element 3A is higher than the temperature of the module element 3C, the refrigerant inside the heat pipe disposed adjacent to the module element 3C. Is first vaporized and flows into a heat pipe arranged in a low temperature portion of the heat receiving block 2C to release heat to be condensed, so that the module element 3C on the high temperature side is cooled more than the module element 3A. it can.

【0036】なお、上記実施例において、ヒートパイプ
5A,5B,5Cの内面に細い溝をパイプの長手方向に
形成して、例えば、モジュール形素子3A,3B,3C
の温度が下側となるモジュール形素子3D,3E,3F
に比べて高いときには、モジュール形素子3D,3E,
3F側のヒートパイプで凝縮し液化した冷媒を、細い溝
を上昇する毛細管現象によって環流させてもよい。ま
た、溝の代りに円筒形の金網を挿着してもよい。
In the above embodiment, the heat pipes 5A, 5B and 5C are formed with a thin groove in the longitudinal direction of the pipes to form, for example, modular elements 3A, 3B and 3C.
Modules 3D, 3E, 3F whose temperature is below
When it is higher than, the modular elements 3D, 3E,
The refrigerant condensed and liquefied by the heat pipe on the 3F side may be circulated by the capillary phenomenon that moves up the narrow groove. Further, instead of the groove, a cylindrical wire net may be inserted and attached.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上、請求項1に記載の発明によれば、
複数の半導体素子が表面に取り付けられた受熱ブロック
の端面から列をなして突設された複数のヒートパイプ
に、複数枚の冷却フィンの中間部が挿着された半導体素
子冷却用ヒートシンクにおいて、受熱ブロックの表面
に、ヒートパイプを配設することで、冷却の不均一によ
って高温となった半導体素子から受熱ブロックに伝達さ
れた熱を、受熱ブロックの表面に配設されたヒートパイ
プによって受熱ブロックの低温部に輸送したので、受熱
ブロックに取り付けられた半導体素子の取付位置の如何
にかかわらず、均一に冷却することのできる半導体素子
冷却用ヒートシンクを得ることができる。
As described above, according to the invention of claim 1,
A heat sink for cooling semiconductor elements, in which the intermediate portions of a plurality of cooling fins are inserted into a plurality of heat pipes protruding in a row from the end surface of a heat receiving block with a plurality of semiconductor elements attached to the surface By disposing the heat pipe on the surface of the block, the heat transferred from the semiconductor element that has become high temperature due to the non-uniform cooling to the heat receiving block is transferred to the heat receiving block by the heat pipe arranged on the surface of the heat receiving block. Since it is transported to the low temperature part, a semiconductor element cooling heat sink capable of cooling uniformly can be obtained regardless of the mounting position of the semiconductor element mounted on the heat receiving block.

【0038】また、請求項2に記載の発明によれば、複
数の半導体素子が表面に取り付けられた受熱ブロックの
端面から列をなして突設された複数のヒートパイプに、
複数枚の冷却フィンの中間部が挿着された半導体素子冷
却用ヒートシンクにおいて、受熱ブロックの内部に、ヒ
ートパイプを穿設することで、冷却の不均一によって高
温となった半導体素子から受熱ブロックに伝達された熱
を、受熱ブロックの内部に穿設されたヒートパイプによ
って受熱ブロックの低温部に輸送したので、受熱ブロッ
クに取り付けられた半導体素子の取付位置の如何にかか
わらず、均一に冷却することのできる半導体素子冷却用
ヒートシンクを得ることができる。
According to the second aspect of the present invention, a plurality of heat pipes, which are provided in a row from the end surface of the heat receiving block on which a plurality of semiconductor elements are attached, are provided.
In a heat sink for cooling a semiconductor element in which the intermediate portions of a plurality of cooling fins are inserted, a heat pipe is bored inside the heat receiving block so that the semiconductor element that has become high in temperature due to uneven cooling is transferred to the heat receiving block. Since the transferred heat was transferred to the low temperature part of the heat receiving block by the heat pipe bored inside the heat receiving block, it should be cooled uniformly regardless of the mounting position of the semiconductor element mounted on the heat receiving block. It is possible to obtain a heat sink for cooling a semiconductor device.

【0039】さらに、請求項3に記載の発明によれば、
複数の半導体素子が両面に取り付けられた受熱ブロック
の端面から列をなして突設された複数のヒートパイプ
に、複数枚の冷却フィンの中間部が挿着された半導体冷
却用ヒートシンクにおいて、受熱ブロックの両面に、ヒ
ートパイプを配設し、この両面のヒートパイプを連通す
ることで、冷却の不均一によって高温となった半導体素
子から受熱ブロックに伝達された熱を、受熱ブロックの
両面に配設された連通されヒートパイプによって受熱ブ
ロックの低温部に転送したので、受熱ブロックに取り付
けられた半導体素子の取付位置の如何にかかわらず、均
一に冷却することのできる半導体素子冷却用ヒートシン
クを得ることができる。
Further, according to the invention of claim 3,
In a semiconductor cooling heat sink in which the intermediate portions of a plurality of cooling fins are inserted into a plurality of heat pipes protruding in a row from the end surface of a heat receiving block having a plurality of semiconductor elements attached to both sides, the heat receiving block By arranging heat pipes on both sides of the heat pipe and connecting the heat pipes on both sides, the heat transferred from the semiconductor element that has become high temperature due to uneven cooling to the heat receiving block is arranged on both sides of the heat receiving block. Since the transferred heat is transferred to the low temperature part of the heat receiving block by the heat pipe, it is possible to obtain a heat sink for cooling the semiconductor device capable of cooling uniformly regardless of the mounting position of the semiconductor device mounted on the heat receiving block. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1に記載の発明の半導体素子冷却用ヒー
トシンクの一実施例を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a heat sink for cooling a semiconductor element of the invention according to claim 1;

【図2】請求項2に記載の発明の半導体素子冷却用ヒー
トシンクの一実施例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a heat sink for cooling a semiconductor device of the invention according to claim 2;

【図3】請求項3に記載の発明の半導体素子冷却用ヒー
トシンクの一実施例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a heat sink for cooling a semiconductor device of the invention according to claim 3;

【図4】従来の半導体素子冷却用ヒートシンクの一例を
示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a conventional semiconductor element cooling heat sink.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A,1B,1C,1D;5A,5B,5C…ヒートパ
イプ、2A,2B,2C…受熱ブロック、3A,3B,
3C,3D,3E,3F…モジュール形素子、4…放熱
フィン。
1A, 1B, 1C, 1D; 5A, 5B, 5C ... Heat pipe, 2A, 2B, 2C ... Heat receiving block, 3A, 3B,
3C, 3D, 3E, 3F ... Modular element, 4 ... Radiating fin.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の半導体素子が表面に取り付けられ
た受熱ブロックの端面から列をなして突設された複数の
ヒートパイプに、複数枚の冷却フィンの中間部が挿着さ
れた半導体素子冷却用ヒートシンクにおいて、前記受熱
ブロックの表面に、ヒートパイプを配設したことを特徴
とする半導体素子冷却用ヒートシンク。
1. A semiconductor element cooling in which an intermediate portion of a plurality of cooling fins is inserted into a plurality of heat pipes protruding in a row from an end surface of a heat receiving block having a plurality of semiconductor elements attached to the surface thereof. A heat sink for semiconductor device cooling, characterized in that a heat pipe is disposed on the surface of the heat receiving block.
【請求項2】 複数の半導体素子が表面に取り付けられ
た受熱ブロックの端面から列をなして突設された複数の
ヒートパイプに、複数枚の冷却フィンの中間部が挿着さ
れた半導体素子冷却用ヒートシンクにおいて、前記受熱
ブロックの内部に、ヒートパイプを穿設したことを特徴
とする半導体素子冷却用ヒートシンク。
2. A semiconductor element cooling in which an intermediate portion of a plurality of cooling fins is inserted into a plurality of heat pipes protruding in a row from an end surface of a heat receiving block having a plurality of semiconductor elements attached to the surface thereof. A heat sink for semiconductor device cooling, wherein a heat pipe is bored inside the heat receiving block.
【請求項3】 複数の半導体素子が両面に取り付けられ
た受熱ブロックの端面から列をなして突設された複数の
ヒートパイプに、複数枚の冷却フィンの中間部が挿着さ
れた半導体素子冷却用ヒートシンクにおいて、前記受熱
ブロックの両面に、ヒートパイプを配設し、この両面の
ヒートパイプを連通したことを特徴とする半導体素子冷
却用ヒートシンク。
3. A semiconductor element cooling in which an intermediate portion of a plurality of cooling fins is inserted into a plurality of heat pipes protruding from the end surface of a heat receiving block having a plurality of semiconductor elements mounted on both sides in a row. A heat sink for cooling a semiconductor element, wherein heat pipes are arranged on both sides of the heat receiving block, and the heat pipes on both sides are communicated with each other.
JP3662593A 1993-02-25 1993-02-25 Heat sink for cooling down semiconductor element Pending JPH06252304A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018004165A (en) * 2016-07-01 2018-01-11 古河電気工業株式会社 Heat sink structure

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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