JPH07226466A - 半導体素子の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放熱基板部の上面側に伝わる熱を速やかに放
熱するようにして、電気機器のケース内の温度上昇を確
実に防止する。 【構成】 本発明の半導体素子の冷却装置１１は、上面
に半導体素子１４が取付けられる平板状をなす放熱基板
部１２を備えると共に、この放熱基板部１２の下面に多
数突設された放熱フィン１３を備え、そして、放熱基板
部１２の上面に熱遮蔽板１５を取付けることにより、放
熱基板部１２の上面と熱遮蔽板１５との間に冷却通風路
１６を形成するように構成したものである。これによ
り、半導体素子１４から発生した熱が、放熱基板部１２
に伝わった後、放熱基板部１２の上面側から放熱して
も、該熱は熱遮蔽板１５により遮熱されるため、インバ
ータユニットのユニットケース１８内の温度が上昇する
ことがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばインバータユニ
ット内に設けられたスイッチング素子等の半導体素子を
冷却する半導体素子の冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の冷却装置の一例を図５に示
す。この図５において、冷却装置１は、平板状をなす放
熱基板部２と、この放熱基板部２の下面に多数突設され
た放熱フィン３とから構成されている。そして、放熱基
板部２の上面に、半導体素子４が取付けられている。こ
のように構成された半導体素子４及び冷却装置１は、電
気機器である例えばインバータユニットのユニットケー
ス５に放熱フィン３を外側へ露出させるようにして、換
言すると、冷却装置１及び放熱基板部２の上面側を内側
にするようにして取付けられる構成となっている。ま
た、冷却装置１の外方には、放熱フィン３へ外気を冷却
風として送風するファン装置が設けられている。この構
成の場合、半導体素子４にて発生する熱は、放熱基板部
２に伝わり、更に、放熱基板部２から放熱フィン３に伝
わって、該放熱フィン３から冷却風へ伝達されて放熱さ
れる構成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成では、半導体素子４にて発生する熱は、放熱基板
部２に伝わった後、放熱基板部２の下面側から放熱フィ
ン３に伝わる他に、放熱基板部２の上面側からユニット
ケース５内の空気へ伝達されるものがある。この場合、
熱がユニットケース５内の空気へ伝達することにより、
ユニットケース５内の温度が上昇し、ユニットケース５
内の他の電子部品に悪影響を与えるおそれがあった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、放熱基板部の上
面側に伝わる熱を速やかに放熱することができて、電気
機器のユニットケース内の温度上昇を確実に防止するこ
とができる半導体素子の冷却装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体素子の冷
却装置は、一方の面に半導体素子が取付けられる平板状
をなす放熱基板部を備えると共に、この放熱基板部の他
方の面に多数突設された放熱フィンを備え、そして、前
記放熱基板部の一方の面に取付けられ該一方の面との間
に冷却通風路を形成する熱遮蔽板を備えて成るところに
特徴を有する。この構成の場合、前記放熱基板部の一方
の面に凸部又は凹部を設け、そして、前記凸部又は凹部
に前記半導体素子を取付けると共に、前記放熱基板部の
一方の面のうちの前記凸部又は凹部を除く部分に前記熱
遮蔽板を取付けて冷却通風路を形成するように構成する
ことも好ましい。

【０００６】

【作用】上記手段によれば、放熱基板部の一方の面に熱
遮蔽板を取付けることにより、放熱基板部の一方の面と
熱遮蔽板との間に冷却通風路を形成する構成としたの
で、半導体素子から発生した熱が、放熱基板部に伝わっ
た後、放熱基板部の一方の面側から放熱しても、該熱は
熱遮蔽板により遮熱されるため、電気機器のケース内の
温度が上昇することがない。そして、放熱基板部の一方
の面側から放熱した熱は、冷却通風路を流れる冷却風に
伝達されて外部へ速やかに放熱されるようになる。

【０００７】また、上記構成の場合、放熱基板部の一方
の面に凸部又は凹部を設け、そして、凸部又は凹部に半
導体素子を取付けると共に、放熱基板部の一方の面のう
ちの凸部又は凹部を除く部分に熱遮蔽板を取付けて冷却
通風路を形成するように構成すれば、半導体素子の取付
部分と冷却通風路との間を確実に遮断することができ、
熱遮蔽効果を一層十分なものとすることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について図１な
いし図３を参照しながら説明する。まず、冷却装置の全
体構成を示す図１において、冷却装置１１は、平板状を
なす放熱基板部１２と、この放熱基板部１２の下面に多
数突設された放熱フィン１３とから構成されている。こ
れら放熱基板部１２及び放熱フィン１３は、例えばアル
ミニウムや銅等の熱伝導性の良い部材により形成されて
いる。上記放熱基板部１２の上面のほぼ中央部には、ほ
ぼ矩形板状をなす半導体素子１４が取付けられている。
この場合、放熱基板部１２の上面が一方の面を構成して
いると共に、放熱基板部１２の下面が他方の面を構成し
ている。

【０００９】また、放熱基板部１２の上面には、遮熱性
を有する熱遮蔽板１５が取付けられている。この熱遮蔽
板１５の左右両端部には、突片部１５ａ、１５ｂが下方
へ向けて直角に折り曲げ形成されており、もって、熱遮
蔽板１５が断面ほぼ「コ」字状をなすようになってい
る。上記熱遮蔽板１５の突片部１５ａ、１５ｂの下端が
放熱基板部１２の上面の左右両端部に当接して接合する
ことにより、放熱基板部１２の上面と熱遮蔽板１５との
間に、所定間隙の冷却通風路１６が形成されるように構
成されている。尚、熱遮蔽板１５には、半導体素子１４
の外形よりも少し大きい矩形状の貫通孔１５ｃが形成さ
れており、この貫通孔１５ｃ内に半導体素子１４が嵌合
する構成となっている。ここで、半導体素子１４は、放
熱基板部１２の上面に突設された凸部１７（図１及び図
３参照）上に配設されている。この凸部１７の大きさは
上記熱遮蔽板１５の貫通孔１５ｃの大きさよりも少し大
きく設定されており、凸部１７の上面外周部上に熱遮蔽
板１５の貫通孔１５ｃの下面開口縁部が載置して密着す
るように構成されている。これにより、冷却通風路１６
内を通る冷却風が熱遮蔽板１５の貫通孔１５ｃを通過し
て上方へ漏れることを防止している。

【００１０】そして、上記したように構成された半導体
素子１４及び冷却装置１１は、図１に示すように、電気
機器である例えばインバータユニットのユニットケース
１８に放熱フィン１３を外側へ露出させるようにして、
換言すると、冷却装置１１及び放熱基板部１２の上面側
を内側にするようにして取付けられる構成となってい
る。また、図２に示すように、冷却装置１１の左方に
は、ファン装置１９が設けられており、このファン装置
１９は、ユニットケース１８外部の空気を吸引して該外
気を冷却風として冷却装置１１の放熱フィン１３及び冷
却通風路１６へ送風するように構成されている。

【００１１】次に、上記構成の作用を図３も参照して説
明する。上記構成では、放熱基板部１２の上面に熱遮蔽
板１５を取付けて、該放熱基板部１２の上面と熱遮蔽板
１５との間に冷却通風路１６を形成する構成としたの
で、半導体素子１４から発生した熱が、放熱基板部１２
に伝わった後、放熱基板部１２の上面側から図３中矢印
Ａにて示すように放熱しても、該熱は熱遮蔽板１５によ
り遮熱される。このため、ユニットケース１８内の温度
が上昇することを防止できる。そして、放熱基板部１２
の上面側から放熱された熱は、冷却通風路１６を流れる
冷却風に伝達されて外部へ速やかに放熱される。また、
放熱基板部１２の下面側から放熱フィン１３に伝わった
熱は、矢印Ｂにて示すように、該放熱フィン１３の間を
流れる冷却風へ伝達されて外部へ放熱される。このた
め、半導体素子１４にて発生する熱を、放熱基板部１２
の上下両面から放熱させることができるので、放熱性能
即ち冷却性能を高くすることができる。

【００１２】図４は本発明の第２の実施例を示すもので
あり、第１の実施例と異なるところを説明する。尚、第
１の実施例と同一部分には同一符号を付している。上記
第２の実施例では、図４に示すように、放熱基板部１２
に代わる放熱基板部２１の上面には、例えば突条をなす
凸部２２が上方に向けて突設されている。そして、この
凸部２２上に、半導体素子１４が取付けられている。ま
た、放熱基板部２１の上面における凸部２２を除く部
分、即ち、凸部２２の左右両側部分には、熱遮蔽板２
３、２４が取付けられている。これら熱遮蔽板２３、２
４は、断面ほぼ「Ｌ」字状をなしており、放熱基板部２
１の上面と熱遮蔽板２３、２４との各間に冷却通風路２
５、２６が形成される構成となっている。

【００１３】この場合、熱遮蔽板２３の左端部の折曲片
部２３ａの下端が放熱基板部２１の上面の左端部に当接
して接合されていると共に、熱遮蔽板２３の右端部２３
ｂが凸部２２の上面左端部に当接して接合されている。
同様にして、熱遮蔽板２４の折曲片部２４ａの下端が放
熱基板部２１の上面の右端部に当接して接合されている
と共に、熱遮蔽板２４の左端部２４ｂが凸部２２の上面
右端部に当接して接合されている。これにより、冷却通
風路２５、２６は気密性が高くなっており、半導体素子
１４の取付部分と冷却通風路２２、２３との間を確実に
遮断することができるから、熱遮蔽効果がより一層十分
に高くなる。また、上記した以外の構成は、第１の実施
例の構成と同じ構成となっている。従って、上記第２の
実施例においても、第１の実施例とほぼ同様な作用効果
を得ることができる。

【００１４】尚、上記第２の実施例では、放熱基板部２
１の上面に凸部２２を設ける構成としたが、これに代え
て、例えば溝状をなす凹部を設ける構成とし、この凹部
に半導体素子を取付けると共に、放熱基板部の上面のう
ちの上記凹部を除く部分に熱遮蔽板を取付けて冷却通風
路を形成するように構成しても良い。この構成において
も、第２の実施例とほぼ同じ作用効果が得られるもので
ある。

【００１５】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、一方の面に半導体素子が取付けられる平板状をなす
放熱基板部を備えると共に、この放熱基板部の他方の面
に多数突設された放熱フィンを備え、そして、放熱基板
部の一方の面に取付けられ該一方の面との間に冷却通風
路を形成する熱遮蔽板を備える構成としたので、放熱基
板部の上面側に伝わる熱を速やかに放熱することができ
て、電気機器のケース内の温度上昇を確実に防止するこ
とができるという優れた効果を奏する。

【００１６】また、上記構成の場合、放熱基板部の一方
の面に凸部又は凹部を設け、そして、凸部又は凹部に半
導体素子を取付けると共に、放熱基板部の一方の面のう
ちの凸部又は凹部を除く部分に熱遮蔽板を取付けて冷却
通風路を形成するように構成したので、半導体素子の取
付部分と冷却通風路との間を確実に遮断することがで
き、熱遮蔽効果をより一層高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す半導体素子及び冷
却装置の斜視図

【図２】半導体素子及び冷却装置の部分側面図

【図３】半導体素子及び冷却装置の部分正面図

【図４】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図５】従来構成を示す図１相当図

【符号の説明】

１１は冷却装置、１２は放熱基板部、１３は放熱フィ
ン、１４は半導体素子、１５は熱遮蔽板、１６は冷却通
風路、１７は凸部、１８はユニットケース、１９はファ
ン装置、２１は放熱基板部、２２は凸部、２３、２４は
熱遮蔽板、２５、２６は冷却通風路を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面に半導体素子が取付けられる平
   板状をなす放熱基板部と、 この放熱基板部の他方の面に多数突設された放熱フィン
   と、 前記放熱基板部の一方の面に取付けられ該一方の面との
   間に冷却通風路を形成する熱遮蔽板とを備えて成る半導
   体素子の冷却装置。
2. 【請求項２】 前記放熱基板部の一方の面に凸部又は凹
   部を設け、 前記凸部又は凹部に前記半導体素子を取付けると共に、 前記放熱基板部の一方の面のうちの前記凸部又は凹部を
   除く部分に前記熱遮蔽板を取付けて冷却通風路を形成す
   るように構成したことを特徴とする請求項１記載の半導
   体素子の冷却装置。