JPH0744082B2 - 電気パッケージ・アセンブリ - Google Patents
電気パッケージ・アセンブリInfo
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- JPH0744082B2 JPH0744082B2 JP3233804A JP23380491A JPH0744082B2 JP H0744082 B2 JPH0744082 B2 JP H0744082B2 JP 3233804 A JP3233804 A JP 3233804A JP 23380491 A JP23380491 A JP 23380491A JP H0744082 B2 JPH0744082 B2 JP H0744082B2
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Links
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- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C1/00—Details
- H01C1/08—Cooling, heating or ventilating arrangements
- H01C1/084—Cooling, heating or ventilating arrangements using self-cooling, e.g. fins, heat sinks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Details Of Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気素子または電子素
子（以下これらを総称して電気素子という。）のパッケ
ージングに関するものであり、とりわけ、熱伝達が重要
な課題である電気素子のパッケージングに関するもので
ある。
子（以下これらを総称して電気素子という。）のパッケ
ージングに関するものであり、とりわけ、熱伝達が重要
な課題である電気素子のパッケージングに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】抵抗器は、長年にわたり、各抵抗素子を
保護カバーで密封して個々にパッケージされてきた。こ
うした抵抗器が生じる熱は、まわりの空気で放散されね
ばならず、ユニットを通る定常的な空気流が必要にな
る。大電力用途の場合、空冷システムの処理能力を超え
る熱を生じる可能性がある。
保護カバーで密封して個々にパッケージされてきた。こ
うした抵抗器が生じる熱は、まわりの空気で放散されね
ばならず、ユニットを通る定常的な空気流が必要にな
る。大電力用途の場合、空冷システムの処理能力を超え
る熱を生じる可能性がある。
【０００３】大ピーク電力用途には、熱伝導で冷却する
抵抗器が用いられている。こうした抵抗器は、かなりの
熱を発生し、抵抗器が生じる熱を除去する熱伝導による
冷却ジャケットで包囲されている。いくつかの用途にお
ける大ピーク電力需要を処理するための従来の抵抗器
は、異常に大きく、ユニット内に法外なスペースを必要
とする。
抵抗器が用いられている。こうした抵抗器は、かなりの
熱を発生し、抵抗器が生じる熱を除去する熱伝導による
冷却ジャケットで包囲されている。いくつかの用途にお
ける大ピーク電力需要を処理するための従来の抵抗器
は、異常に大きく、ユニット内に法外なスペースを必要
とする。
【０００４】第３のパッケージング解決案は、熱交換器
に対する熱伝達を改良するため、アルミニウムに磁器を
重ねたベース・プレート上に抵抗器を取りつけることで
あった。パッケージは、それを熱交換表面、例えば、水
冷表面に取りつけることによって、熱伝導で冷却され
た。そのベース・プレートは、比較的厚いアルミニウム
片（熱伝達を与える）から作られ、その表面には、電気
的に絶縁するため磁器の薄層が被着されている。抵抗素
子は、抵抗素子とベース・プレート間に密な熱的接触を
与えるために、例えば、引き延ばしたセラミック・スペ
ーサによって所定位置に保持される。
に対する熱伝達を改良するため、アルミニウムに磁器を
重ねたベース・プレート上に抵抗器を取りつけることで
あった。パッケージは、それを熱交換表面、例えば、水
冷表面に取りつけることによって、熱伝導で冷却され
た。そのベース・プレートは、比較的厚いアルミニウム
片（熱伝達を与える）から作られ、その表面には、電気
的に絶縁するため磁器の薄層が被着されている。抵抗素
子は、抵抗素子とベース・プレート間に密な熱的接触を
与えるために、例えば、引き延ばしたセラミック・スペ
ーサによって所定位置に保持される。
【０００５】しかしながら、上記構造はいくつかの制限
を受ける。磁器層は、熱伝達性が高くなく、抵抗素子か
らアルミニウム・ベース・プレートへの熱伝達が制限さ
れる。引き延ばしたセラミック・スペーサは、抵抗素子
とベース・プレートの接触を保つためにある程度の圧力
を加えるが、一定した圧力の維持を保証するものではな
い。最後に、磁器の薄層は、亀裂を生じたり、破損した
りしやすく、故障につながる可能性がある。磁器層が割
れると、導電性のアルミニウム製ベース・プレートが、
抵抗素子との電気的接触にさらされ、素子の故障に至る
可能性がある。
を受ける。磁器層は、熱伝達性が高くなく、抵抗素子か
らアルミニウム・ベース・プレートへの熱伝達が制限さ
れる。引き延ばしたセラミック・スペーサは、抵抗素子
とベース・プレートの接触を保つためにある程度の圧力
を加えるが、一定した圧力の維持を保証するものではな
い。最後に、磁器の薄層は、亀裂を生じたり、破損した
りしやすく、故障につながる可能性がある。磁器層が割
れると、導電性のアルミニウム製ベース・プレートが、
抵抗素子との電気的接触にさらされ、素子の故障に至る
可能性がある。
【０００６】そこで、熱伝達性を高め、かつ、素子とパ
ッケージとの密な熱的接触が維持されることを保証する
パッケージングが要望されている。
ッケージとの密な熱的接触が維持されることを保証する
パッケージングが要望されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、熱伝
達能力が高く、劣化なしに大ピーク電力サージを消散さ
せることができ、組立てが容易で、パッケージ・ベース
・プレートの故障率が低い電気素子パッケージング・ア
センブリを提供することにある。
達能力が高く、劣化なしに大ピーク電力サージを消散さ
せることができ、組立てが容易で、パッケージ・ベース
・プレートの故障率が低い電気素子パッケージング・ア
センブリを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、熱伝導性で、
電気的に絶縁性の、厚いベース・プレートを備えたパッ
ケージを目ざしたものである。カバーには、電気素子を
受け入れる凹所と、該素子がベース・プレートに対し熱
伝導的的に密に結合するようにベース・プレートを圧着
するバネが設けられている。カバーは、ベース・プレー
ト内のレール上をスライドして、ベース・プレートの所
定位置に装着され、必要な圧縮力を維持する。
電気的に絶縁性の、厚いベース・プレートを備えたパッ
ケージを目ざしたものである。カバーには、電気素子を
受け入れる凹所と、該素子がベース・プレートに対し熱
伝導的的に密に結合するようにベース・プレートを圧着
するバネが設けられている。カバーは、ベース・プレー
ト内のレール上をスライドして、ベース・プレートの所
定位置に装着され、必要な圧縮力を維持する。
【０００９】
【実施例】図面を参照して望ましい実施例の説明を行な
う。図中、同じ素子には同じ番号がつけられている。望
ましい実施例では、抵抗素子を取り扱うが、本明細書に
開示の電気パッケージングは、動作時に多量の熱伝達を
必要とする電気素子に等しく適用可能である。
う。図中、同じ素子には同じ番号がつけられている。望
ましい実施例では、抵抗素子を取り扱うが、本明細書に
開示の電気パッケージングは、動作時に多量の熱伝達を
必要とする電気素子に等しく適用可能である。
【００１０】図１には、本発明による抵抗器のパッケー
ジの分解図が示されている。該パッケージの組立て順序
を反映して、この図の下部には、カバー１００が示され
ている。カバー１００は電気素子、具体的には抵抗素子
１１０、１１２及び１１４を受け入れる凹所１０２を有
する。カバー１００は、既知の技法を利用して、成形プ
ラスチックで作られている。ベース・プレート１１６を
受けるスロット１０４が、カバー１００の各端部に設け
られている。スロット１０４を用いることによって、素
子１１０、１１２及び１１４を組み立て、パッケージを
最終的に熱交換器に固定するまで、ベース・プレート１
１６を所定位置に保持することが可能になる。カバー１
００は成形プラスチックで作られており、その熱伝導率
はベース・プレート１１６の熱伝導率より低い。
ジの分解図が示されている。該パッケージの組立て順序
を反映して、この図の下部には、カバー１００が示され
ている。カバー１００は電気素子、具体的には抵抗素子
１１０、１１２及び１１４を受け入れる凹所１０２を有
する。カバー１００は、既知の技法を利用して、成形プ
ラスチックで作られている。ベース・プレート１１６を
受けるスロット１０４が、カバー１００の各端部に設け
られている。スロット１０４を用いることによって、素
子１１０、１１２及び１１４を組み立て、パッケージを
最終的に熱交換器に固定するまで、ベース・プレート１
１６を所定位置に保持することが可能になる。カバー１
００は成形プラスチックで作られており、その熱伝導率
はベース・プレート１１６の熱伝導率より低い。
【００１１】バネ・ワッシャ１０６が凹所１０２に配置
され、これは電気素子１１０、１１２及び１１４を熱伝
導性ベース・プレート１１６に押しつけるように圧縮力
を加える働きをする。望ましい実施例のバネ・ワッシャ
１０６は、ベアリングに用いられるものに似た、曲がっ
た金属ワッシャである。バネ・ワッシャは、凹所１０２
に嵌合するように選択された市販のバネ・ワッシャでよ
い。バネは、横方向に電子素子１１０、１１２及び１１
４を係留することなく、該素子１１０、１１２及び１１
４とベース・プレート１１６との密な熱的接触を保持す
る。カバー１００がベース・プレート１１６に組み付け
られると、圧縮力が生じる。スロット１０４は、ベース
・プレート１１６をカバー１００にしっかりと保持し、
バネ・ワッシャ１０６によって、電気素子１１０、１１
２及び１１４はベース・プレート１１６に押しつけられ
る。該素子１１０、１１２及び１１４は、温度の上昇に
つれて、横方向へ自由に膨張し、電気素子の故障率が低
下する。
され、これは電気素子１１０、１１２及び１１４を熱伝
導性ベース・プレート１１６に押しつけるように圧縮力
を加える働きをする。望ましい実施例のバネ・ワッシャ
１０６は、ベアリングに用いられるものに似た、曲がっ
た金属ワッシャである。バネ・ワッシャは、凹所１０２
に嵌合するように選択された市販のバネ・ワッシャでよ
い。バネは、横方向に電子素子１１０、１１２及び１１
４を係留することなく、該素子１１０、１１２及び１１
４とベース・プレート１１６との密な熱的接触を保持す
る。カバー１００がベース・プレート１１６に組み付け
られると、圧縮力が生じる。スロット１０４は、ベース
・プレート１１６をカバー１００にしっかりと保持し、
バネ・ワッシャ１０６によって、電気素子１１０、１１
２及び１１４はベース・プレート１１６に押しつけられ
る。該素子１１０、１１２及び１１４は、温度の上昇に
つれて、横方向へ自由に膨張し、電気素子の故障率が低
下する。
【００１２】電気素子１１０、１１２及び１１４の表面
にバネ・ワッシャ１０６の圧力を均一に分散させるた
め、絶縁パッド１０８が設けられている。望ましい実施
例の場合、これらの絶縁パッド１０８は、市販のセラミ
ック材料でから作られている。望ましい実施例では、電
気的に絶縁性で熱伝導性は低いセラミック材が用いられ
る。カバー１００への熱伝達は、ユニット内における熱
レベルを高めることになるので、望ましくない。
にバネ・ワッシャ１０６の圧力を均一に分散させるた
め、絶縁パッド１０８が設けられている。望ましい実施
例の場合、これらの絶縁パッド１０８は、市販のセラミ
ック材料でから作られている。望ましい実施例では、電
気的に絶縁性で熱伝導性は低いセラミック材が用いられ
る。カバー１００への熱伝達は、ユニット内における熱
レベルを高めることになるので、望ましくない。
【００１３】電力消散用の抵抗素子１１０、１１２及び
１１４は、望ましい実施例の場合、鉄・クロム・アルミ
ニウム合金が用いられる。ニッケル・クロム合金（ニク
ロム）を用いて同じ結果を得ることができる。ユニット
内の大ピーク電力に耐えることを可能にするため、クロ
ム合金が用いられる。望ましい実施例には、３相交流電
源の入力に対する調整を行なうため、３つの抵抗素子１
１０、１１２、及び１１４が含まれている。ただし、本
発明は、３つの素子のパッケージングに限られるもので
はなく、一般に１つ以上の任意の数の素子に適用するこ
とができる。
１１４は、望ましい実施例の場合、鉄・クロム・アルミ
ニウム合金が用いられる。ニッケル・クロム合金（ニク
ロム）を用いて同じ結果を得ることができる。ユニット
内の大ピーク電力に耐えることを可能にするため、クロ
ム合金が用いられる。望ましい実施例には、３相交流電
源の入力に対する調整を行なうため、３つの抵抗素子１
１０、１１２、及び１１４が含まれている。ただし、本
発明は、３つの素子のパッケージングに限られるもので
はなく、一般に１つ以上の任意の数の素子に適用するこ
とができる。
【００１４】ベース・プレート１１６は、酸化アルミニ
ウム（アルミナ）、すなわち、電気絶縁体であって、良
好な熱伝導体であるセラミックから作られている。望ま
しい実施例は９６パーセントのアルミナによるベース・
プレートを利用しているが、９４〜１００パーセントの
範囲の任意の組成でも等しく有効である。窒化アルミニ
ウムあるいは酸化ベリリウムといった、他の熱伝導性セ
ラミック材料を用いることもできる。ベース・プレート
１１６には、カバー１００のスロット１０４に摺動して
はまるレール１１８及び１２０が形成されている。ベー
ス・プレート１１６をカバー１００に固定する固定具
（不図示）を受けるためにベース・プレートには、２つ
の孔１２２が形成されており、これはパッケージを熱伝
達装置に取りつけるために用いられる。
ウム（アルミナ）、すなわち、電気絶縁体であって、良
好な熱伝導体であるセラミックから作られている。望ま
しい実施例は９６パーセントのアルミナによるベース・
プレートを利用しているが、９４〜１００パーセントの
範囲の任意の組成でも等しく有効である。窒化アルミニ
ウムあるいは酸化ベリリウムといった、他の熱伝導性セ
ラミック材料を用いることもできる。ベース・プレート
１１６には、カバー１００のスロット１０４に摺動して
はまるレール１１８及び１２０が形成されている。ベー
ス・プレート１１６をカバー１００に固定する固定具
（不図示）を受けるためにベース・プレートには、２つ
の孔１２２が形成されており、これはパッケージを熱伝
達装置に取りつけるために用いられる。
【００１５】図２は、アセンブリ全体２００を示す斜視
図である。抵抗素子１１０、１１２、及び１１４の端子
は、パッケージを通ってカバー１００に形成された孔か
ら突き出て接点対２０１、２０２及び２０３、２０４及
び２０５、２０６を形成している。
図である。抵抗素子１１０、１１２、及び１１４の端子
は、パッケージを通ってカバー１００に形成された孔か
ら突き出て接点対２０１、２０２及び２０３、２０４及
び２０５、２０６を形成している。
【００１６】動作時、ベース・プレート１１６を介し
て、アセンブリから移行する熱伝達を生じさせる水冷式
表面に、素子・パッケージ・アセンブリ２００が取りつ
けられる。望ましい実施例のアセンブリは、４０℃の水
冷式プレートに取りつけられた状態で、素子１１０、１
１２及び１１４のタブ温度を１００℃未満に維持しつ
つ、１５０ワット（各素子毎に５０ワット）を消散させ
ることができる。この設計により、更に高い熱消散の要
件を有効に満たすことができる。望ましい実施例の水冷
式表面に対するベース・プレートの取付けは、このユニ
ットの用途を制限しようとするものではない。該システ
ムの熱伝達能力は、他のタイプの液冷式または空冷式装
置に用いることもできる。電気的に絶縁性の厚いセラミ
ックベース・プレートを利用すると、主電源とアースの
間に十分なすきまが維持されて、装置の安全率が高めら
れる。電気素子１１０、１１２及び１１４とバネを除く
全ての部品が非導電性である。
て、アセンブリから移行する熱伝達を生じさせる水冷式
表面に、素子・パッケージ・アセンブリ２００が取りつ
けられる。望ましい実施例のアセンブリは、４０℃の水
冷式プレートに取りつけられた状態で、素子１１０、１
１２及び１１４のタブ温度を１００℃未満に維持しつ
つ、１５０ワット（各素子毎に５０ワット）を消散させ
ることができる。この設計により、更に高い熱消散の要
件を有効に満たすことができる。望ましい実施例の水冷
式表面に対するベース・プレートの取付けは、このユニ
ットの用途を制限しようとするものではない。該システ
ムの熱伝達能力は、他のタイプの液冷式または空冷式装
置に用いることもできる。電気的に絶縁性の厚いセラミ
ックベース・プレートを利用すると、主電源とアースの
間に十分なすきまが維持されて、装置の安全率が高めら
れる。電気素子１１０、１１２及び１１４とバネを除く
全ての部品が非導電性である。
【００１７】
【発明の効果】本発明により、熱伝達能力が高く、劣化
なしに大ピーク電力サージを消散させることができ、組
立てが容易で、パッケージ・ベース・プレートの故障率
が低い電気素子・パッケージング・アセンブリが提供さ
れる。
なしに大ピーク電力サージを消散させることができ、組
立てが容易で、パッケージ・ベース・プレートの故障率
が低い電気素子・パッケージング・アセンブリが提供さ
れる。
【図１】本発明によるパッケージング・アセンブリの素
子部品を表わした分解図を示す図である。
子部品を表わした分解図を示す図である。
【図２】アセンブルされたパッケージング・素子の斜視
図を示す図である。
図を示す図である。
１００ カバー １０２ 凹所 １０４ スロット １０６ バネ・ワッシャ １０８ 電気素子 １１０ 抵抗素子 １１２ 抵抗素子 １１４ 抵抗素子 １１６ ベース・プレート １１８ レール １２０ レール １２２ 孔 ２００ アセンブリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリツク・ポール・ラブグレン アメリカ合衆国ニユーヨーク州キングスト ン、サンセツト・テラス127番地 (72)発明者 ハーマン・ポール・メイヤー アメリカ合衆国ニユーヨーク州リーフト ン、ルート．213・ピー・オー・ボツクス 164 (72)発明者 ドナルド・ポール・リーリツク アメリカ合衆国ニユーヨーク州シヨカン、 15Ａ・マリー・ルー・レーン（番地なし)
Claims (1)
- 【請求項１】熱伝導性で電気的に絶縁性のベース・プレ
ートと、少なくとも１つの全体として平面状の表面及び
該表面に対面して垂直方向に延びている複数の電気端子
を有する熱を発生する電気素子と、電気的絶縁材で形成
され前記ベース・プレートより低い熱伝導率を有するカ
バーと、前記電気素子を前記ベース・プレートと熱接触
して維持するように前記電子素子を押圧する圧縮手段
と、よりなり、前記電気素子は前記平面状表面が前記ベ
ース・プレートに密に熱接触するように装着されてお
り、前記カバーは前記電気素子を受け入れる凹所と前記
前記接点が突出するための孔を有し、前記圧縮手段は前
記カバーと前記電気素子の間で前記凹所内に置かれてい
ることを特徴とする、電気パッケージ・アセンブリ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/578,698 US5140298A (en) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | Ceramic base component packaging assembly |
| US578698 | 1990-09-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629101A JPH0629101A (ja) | 1994-02-04 |
| JPH0744082B2 true JPH0744082B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=24313925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3233804A Expired - Lifetime JPH0744082B2 (ja) | 1990-09-04 | 1991-08-22 | 電気パッケージ・アセンブリ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5140298A (ja) |
| EP (1) | EP0474396B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0744082B2 (ja) |
| DE (1) | DE69114622T2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2708782B1 (fr) * | 1993-08-05 | 1995-10-06 | Mcb Ind | Composant résistif de puissance, avec dispositif d'application sous pression sur un dissipateur thermique. |
| US5548473A (en) * | 1995-09-12 | 1996-08-20 | Wang; Ching-Heng | Condensers |
| US5892178A (en) * | 1997-03-20 | 1999-04-06 | Qualcomm Incorporated | Support fixture for control panel assembly |
| GB0026145D0 (en) * | 2000-10-26 | 2000-12-13 | South Bank Univ Entpr Ltd | Cooling of receive coil in MRI scanners |
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