JPH11108571A - Heat pipe type semi-conductor cooler - Google Patents

Heat pipe type semi-conductor cooler

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JPH11108571A
JPH11108571A JP27537597A JP27537597A JPH11108571A JP H11108571 A JPH11108571 A JP H11108571A JP 27537597 A JP27537597 A JP 27537597A JP 27537597 A JP27537597 A JP 27537597A JP H11108571 A JPH11108571 A JP H11108571A
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JP
Japan
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heat
cooling block
heat transport
pipe
type semiconductor
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JP27537597A
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Japanese (ja)
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Hidenori Miyamoto
英則 宮本
Takashi Hashimoto
隆 橋本
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the environmental destruction, and to miniaturize the contour by providing a metallic cooling block to which a plurality of semi-conductor elements are added, a ceramic heat transfer tube to transport the refrigerant, and a refrigerant consisting of pure water. SOLUTION: A plurality of semi-conductor elements 1 are added to a cooling block 3A formed of a metallic material, and the cooling block 3A is fixed to one side of a heat transfer tube 2A formed of a ceramic material in which the refrigerant 4 of the pure water evaporated by the heat of the semi-conductor elements 1 is transferred. A heat sink 5A is inserted in the other side of the heat transfer tube 2A to share the heat sink 5A of the semi-conductor elements 1 of the different potential from the insulation of a charging part of a cooling fin. Possibility of scattering the air pollutant can be eliminated, the contour can be miniaturized, and the environmental destruction can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートパイプ式半
導体冷却器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat pipe type semiconductor cooler.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12は、鉄道車両の床下に収納された従
来のヒートパイプ式半導体冷却器の一例を示す断面図で
ある。図12において、車両の床下に設けられた図示しな
い箱体の密封室には、銅材から製作された冷却ブロック
3Gが収納され、この冷却ブロック3Gの両側面には、
ゲートターンオフサイリスタ(GTO)などの半導体素
子1が固定されている。
2. Description of the Related Art FIG. 12 is a sectional view showing an example of a conventional heat pipe type semiconductor cooler housed under the floor of a railway vehicle. In FIG. 12, a cooling block 3G made of a copper material is housed in a sealed chamber of a box (not shown) provided under the floor of the vehicle.
A semiconductor element 1 such as a gate turn-off thyristor (GTO) is fixed.

【0003】冷却ブロック3Gには、断面がU字状の挿
入穴が加工され、この挿入穴には、銅材から製作された
断面U字状の熱輸送管2Mが挿入され、はんだを介して
冷却ブロック3Gに接合されている。
[0003] A cooling block 3G is formed with an insertion hole having a U-shaped cross section, into which a heat transport pipe 2M made of copper is inserted with a U-shaped cross section. It is joined to the cooling block 3G.

【0004】熱輸送管2Mの内部には、冷媒11としてパ
ーフロロカーボンがあらかじめ注入され、熱輸送管2M
の開口側には、セラミックス製の絶縁管10を介して熱輸
送管2Mとほぼ同形の熱輸送管2Lの開口端が接続され
ている。
[0004] In the heat transport pipe 2M, perfluorocarbon is injected beforehand as a refrigerant 11, and the heat transport pipe 2M
An opening end of a heat transport tube 2L having substantially the same shape as the heat transport tube 2M is connected to an opening side of the heat transport tube 2M via an insulating tube 10 made of ceramics.

【0005】この熱輸送管2Lには、薄いアルミニウム
板から製作された長方形の複数の放熱板5Aが中央に形
成された打抜穴を介して挿入され、ろう付で熱輸送管2
Lに接合されている。
A plurality of rectangular heat radiating plates 5A made of a thin aluminum plate are inserted into the heat transport tube 2L through a punched hole formed in the center, and the heat transport tube 2L is brazed.
L.

【0006】このヒートパイプ式半導体冷却器は、放熱
側の熱輸送管2Lが吸熱側の熱輸送管2Mと比べて僅か
に高くなるように傾斜させて取り付けられ、放熱板5A
と熱輸送管2Lは、車両の床下の箱体の密封室の外部の
開放室に収納され、車両の走行で放熱板5Aの間を貫流
する外気で冷却される。
The heat pipe type semiconductor cooler is mounted so as to be inclined so that the heat transfer pipe 2L on the heat radiating side is slightly higher than the heat transfer pipe 2M on the heat absorbing side.
The heat transport pipe 2L is housed in an open chamber outside the sealed chamber of the box below the floor of the vehicle, and is cooled by the outside air flowing between the radiator plates 5A as the vehicle travels.

【0007】このように構成されたヒートパイプ式半導
体冷却器においては、半導体素子1への通電によって発
生した熱は、冷却ブロック3Gに伝達され、この冷却ブ
ロック3Gから熱輸送管2Mを経て、この熱輸送管2M
に注入された冷媒11に吸収される。
[0007] In the heat pipe type semiconductor cooler thus configured, heat generated by energizing the semiconductor element 1 is transmitted to the cooling block 3G, and from the cooling block 3G via the heat transport pipe 2M. Heat transfer pipe 2M
Is absorbed by the refrigerant 11 injected into the air.

【0008】するとこの冷媒11は、沸騰して気化して、
熱輸送管2Mの内部を上昇し、絶縁管10を経て熱輸送管
2Lに流入し、この熱輸送管2Lで冷却され、凝縮して
滴下した後、熱輸送管2Lから流下して、熱輸送管2M
に還流される。以下、この気化・冷却・凝縮の相変化の
繰り返しによって、半導体素子3Gの熱は、冷媒11を介
して放熱板5Aから大気中に放出される。
Then, the refrigerant 11 boils and vaporizes,
It rises inside the heat transport pipe 2M, flows into the heat transport pipe 2L via the insulating pipe 10, is cooled by the heat transport pipe 2L, is condensed and dropped, and then flows down from the heat transport pipe 2L to be transferred. Tube 2M
Refluxed. Hereinafter, by repeating the phase change of vaporization, cooling, and condensation, the heat of the semiconductor element 3G is released from the radiator plate 5A to the atmosphere via the refrigerant 11.

【0009】このヒートパイプ式半導体冷却器では、保
守・点検の作業者が車両の床下の開放室に突き出た放熱
フィン5Aに触れるおそれがあるので、熱輸送管2L,
2Mの間に絶縁管10が挿入され、冷媒としても純水と比
べて絶縁特性の優れたパーフロロカーボンが採用されて
いる。
In this heat pipe type semiconductor cooler, the maintenance / inspection operator may touch the radiating fins 5A protruding into the open room under the floor of the vehicle.
An insulating tube 10 is inserted between 2M, and a perfluorocarbon having a better insulating property than pure water is used as a refrigerant.

【0010】図13は、電位の異なる半導体素子1を取り
付けた冷却ブロック3Gの熱を放出する熱輸送管2Lに
対して、共通の放熱フィン5Cを挿した場合を示す。こ
の場合には、各半導体素子1が固定される半導体素子1
の取付面には、酸化被膜が形成されて、各半導体素子1
の相互間は絶縁されている。
FIG. 13 shows a case in which a common radiating fin 5C is inserted into a heat transport tube 2L which emits heat of a cooling block 3G to which a semiconductor element 1 having a different potential is attached. In this case, the semiconductor element 1 to which each semiconductor element 1 is fixed
An oxide film is formed on the mounting surface of
Are insulated from each other.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成されたヒートパイプ式半導体冷却器においては、冷
媒11として注入されたパーフロロカーボンは、絶縁特性
は優れているが、万一大気中に放出されると、環境面に
おいてオゾン層を破壊するなどの難点がある。
However, in the heat pipe type semiconductor cooler constructed as described above, the perfluorocarbon injected as the refrigerant 11 has excellent insulation properties, but is released to the atmosphere. Then, there is a problem that the ozone layer is destroyed in the environmental aspect.

【0012】そのため、図14に示すように、冷却ブロッ
ク3Gの両側面にセラミックス板12を介して半導体素子
1を取り付け、熱輸送管2Fは連結した銅管を採用して
図12,図13に示した絶縁管10を省いて、冷媒4として純
水を注入する方法も考えられるが、すると、左右の半導
体素子1を接続する場合には、セラミックス板12の外面
側に接続用銅板13を挿入し、これらの接続用銅板13を接
続導体13aで接続しなければならない。
Therefore, as shown in FIG. 14, the semiconductor element 1 is mounted on both sides of the cooling block 3G via the ceramic plate 12, and the heat transport pipe 2F employs a connected copper pipe as shown in FIGS. A method of injecting pure water as the coolant 4 without the insulating tube 10 shown is also conceivable. However, when connecting the left and right semiconductor elements 1, the connecting copper plate 13 is inserted into the outer surface of the ceramic plate 12. These connecting copper plates 13 must be connected by connecting conductors 13a.

【0013】すると、この接続導体13aのために、半導
体素子1を接続する回路のインダクタンスが大きくな
り、可変電圧可変周波数で速度制御される主電動機のた
めに、高速でオン・オフされる半導体素子1の間の接続
導体12aで発生する損失が増えるだけでなく、半導体変
換器の外形も増える。そこで、本発明の目的は、外形の
小形化を図り環境の破壊も防ぐことのできるヒートパイ
プ式半導体冷却器を得ることである。
Then, the inductance of the circuit connecting the semiconductor element 1 increases due to the connection conductor 13a, and the semiconductor element which is turned on / off at high speed for the main motor whose speed is controlled by the variable voltage and variable frequency. Not only does the loss occurring in the connection conductor 12a between the two increase, but also the outer shape of the semiconductor converter increases. Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat pipe type semiconductor cooler capable of miniaturizing the outer shape and preventing environmental destruction.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1に対応する発明
は、複数の半導体素子が添設された冷却ブロックに半導
体素子の発熱で気化した冷媒を輸送する熱輸送管の片側
が固定され、この熱輸送管の他側に放熱板が挿入された
ヒートパイプ式半導体冷却装置において、冷却ブロック
を金属材とし、熱輸送管をセラミックス材とし、冷媒を
純水としたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, one side of a heat transport pipe for transporting a refrigerant vaporized by heat generation of a semiconductor element is fixed to a cooling block provided with a plurality of semiconductor elements, In a heat pipe type semiconductor cooling device having a heat radiating plate inserted on the other side of the heat transport pipe, the cooling block is made of a metal material, the heat transport pipe is made of a ceramic material, and the refrigerant is pure water.

【0015】また、請求項2に対応する発明は、複数の
半導体素子が添設された冷却ブロックに半導体素子の発
熱で気化した冷媒を輸送する熱輸送管の片側が固定さ
れ、この熱輸送管の他側に放熱板が挿入されたヒートパ
イプ式半導体冷却装置において、冷却ブロックをセラミ
ックス材とし、熱輸送管を金属材とし、冷媒を純水とし
たことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, one side of a heat transport pipe for transporting a refrigerant vaporized by the heat generated by the semiconductor element is fixed to a cooling block provided with a plurality of semiconductor elements. In the heat pipe type semiconductor cooling device having a heat sink inserted on the other side, the cooling block is made of a ceramic material, the heat transport pipe is made of a metal material, and the refrigerant is made of pure water.

【0016】また特に、請求項3に対応する発明のヒー
トパイプ式半導体冷却器は、熱輸送管の片側を冷却ブロ
ックに挿入し、熱輸送管に純水を注入したことを特徴と
し、請求項4に対応する発明のヒートパイプ式半導体冷
却器は、熱輸送管の片端を冷却ブロックに形成された純
水貯留穴の開口端に接合したことを特徴とする。
In the heat pipe type semiconductor cooler according to the present invention, one side of the heat transport pipe is inserted into the cooling block, and pure water is injected into the heat transport pipe. The heat pipe type semiconductor cooler of the invention corresponding to No. 4 is characterized in that one end of the heat transport pipe is joined to the open end of the pure water storage hole formed in the cooling block.

【0017】また特に、請求項5に対応する発明のヒー
トパイプ式半導体冷却器は、冷却ブロックの半導体素子
の添設面に導電性被膜を形成したことを特徴とし、請求
項6に対応する発明のヒートパイプ式半導体冷却器は、
冷却ブロックの両側の半導体素子の添設面の間に導電体
を貫設したことを特徴とする。
A heat pipe type semiconductor cooler according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that a conductive film is formed on an additional surface of a semiconductor element of a cooling block, and the invention corresponds to a sixth aspect. The heat pipe type semiconductor cooler of
It is characterized in that a conductor is provided between the attached surfaces of the semiconductor elements on both sides of the cooling block.

【0018】また特に、請求項7に対応する発明のヒー
トパイプ式半導体冷却器は、導電体の両側に純水の貯留
穴を形成したことを特徴とし、請求項8に対応する発明
のヒートパイプ式半導体冷却器は、冷却ブロックとこの
冷却ブロックに挿入された熱輸送管の外周との間に対し
て、低融点金属材を注入したことを特徴とし、請求項9
に対応する発明のヒートパイプ式半導体冷却器は、セラ
ミックス材の熱輸送管を複数に分割し、銅管又はアルミ
ニウム管で接続したことを特徴とする。
In particular, the heat pipe type semiconductor cooler according to the invention of claim 7 is characterized in that pure water storage holes are formed on both sides of the conductor, and the heat pipe of the invention according to claim 8 is provided. The low-melting point metal material is injected between the cooling block and the outer periphery of the heat transport tube inserted into the cooling block, wherein the low-melting point metal material is injected into the cooling block.
The heat pipe type semiconductor cooler according to the present invention is characterized in that a heat transfer pipe made of a ceramic material is divided into a plurality of parts and connected by a copper pipe or an aluminum pipe.

【0019】このような手段によって、請求項1乃至請
求項8に対応する発明では、冷却フィンの充電部からの
絶縁と、異なる電位の半導体素子の放熱板の共有化を可
能とするとともに、大気汚染物質の放散のおそれも解消
する。また、請求項9に対応する発明では、振動による
熱輸送管の疲労を軽減する。
According to the first to eighth aspects of the present invention, it is possible to insulate the cooling fins from the charged portion and share the heat sinks of the semiconductor elements having different electric potentials. Eliminates the risk of pollutant emissions. In the invention corresponding to claim 9, fatigue of the heat transport pipe due to vibration is reduced.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明のヒートパイプ式半
導体冷却器の一実施形態を図面を参照して説明する。図
1は、本発明のヒートパイプ式半導体冷却器の第1の実
施形態を示す斜視図で、従来の技術で示した図12〜図14
に対応し、請求項1及び請求項4に対応する図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a heat pipe type semiconductor cooler according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a heat pipe type semiconductor cooler of the present invention, and FIGS.
FIG. 7 is a diagram corresponding to claim 1 and claim 4.

【0021】図1において、従来の技術で示した図12と
特に異なるところは、熱輸送管と冷媒の材料であり、放
熱板は図12と同一である。すなわち、図1で示した熱輸
送管2Aは、セラミックスで円筒状に製作され、両端が
封止されている。この熱輸送管2Aには、冷媒4として
の純水が注入されている。
FIG. 1 is different from FIG. 12 shown in the prior art in the material of the heat transport pipe and the refrigerant, and the heat radiating plate is the same as FIG. That is, the heat transport pipe 2A shown in FIG. 1 is made of ceramics in a cylindrical shape, and both ends are sealed. Pure water as the refrigerant 4 is injected into the heat transport pipe 2A.

【0022】この熱輸送管2Aは、両端の形状が図12で
示した熱輸送管2Lと異なり、平面となっている。した
がって、冷却ブロック3Aに形成された熱輸送管2Aの
挿入穴も底面が平坦となっている。
The heat transport pipe 2A is flat at both ends, unlike the heat transport pipe 2L shown in FIG. Therefore, the bottom surface of the insertion hole of the heat transport tube 2A formed in the cooling block 3A is also flat.

【0023】このように構成されたヒートパイプ式半導
体冷却器においては、冷却ブロック3Aと放熱フィン5
Aは、熱輸送管2Aの沿面絶縁で絶縁耐電圧特性を維持
することができる。
In the heat pipe type semiconductor cooler thus constructed, the cooling block 3A and the radiating fins 5
A can maintain the insulation withstand voltage characteristics by creeping insulation of the heat transport pipe 2A.

【0024】したがって、保守・点検時の感電に対する
安全性を上げることができるだけでなく、従来の技術の
図13で示したように、冷却フィンを共通とした場合で
も、異なる電位の半導体素子1の間の絶縁を維持するこ
とができる。
Therefore, not only can the safety against electric shock at the time of maintenance / inspection be improved, but also, as shown in FIG. Insulation between them can be maintained.

【0025】さらに、絶縁管や接続導体も不要となるの
で、構成が簡単で製作が容易となり、外形の小形化を図
ることができ、注入作業時などにおける漏れに伴う大気
汚染のおそれも解消することができる。
Further, since an insulating tube and a connecting conductor are not required, the structure is simple and the manufacturing is easy, the size can be reduced, and the risk of air pollution due to leakage during injection operation or the like can be eliminated. be able to.

【0026】図2は、本発明のヒートパイプ式半導体冷
却器の第2の実施形態を示す斜視図で、従来の技術で示
した図12及び前述した第1の実施形態で示した図1に対
応し、請求項1及び請求項4に対応する図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a heat pipe type semiconductor cooler according to a second embodiment of the present invention, which is shown in FIG. 12 shown in the prior art and FIG. 1 shown in the first embodiment. It is a figure corresponding to Claim 1 and Claim 4.

【0027】図2において、特に図1と異なるところ
は、熱輸送管の固定構造であり、放熱板と冷媒は、図1
と同一である。すなわち、図2で示した熱輸送管2B
は、セラミックスで短い円筒状に製作され、片端が開口
している。この熱輸送管2Bは、開口側が冷却ブロック
3Bの開口端に銀ろうで接合されている。
FIG. 2 is different from FIG. 1 particularly in the fixing structure of the heat transport pipe.
Is the same as That is, the heat transport pipe 2B shown in FIG.
Is made of ceramics and has a short cylindrical shape, and one end is open. The heat transport pipe 2B has an opening side joined to an opening end of the cooling block 3B with a silver solder.

【0028】冷却ブロック3Bには、熱輸送管2Bの内
径に対応する断面U字状の冷媒貯留穴が形成されてい
る。このように構成されたヒートパイプ式半導体冷却器
においても、冷却ブロック3Bと放熱フィン5Aは、熱
輸送管2Bの沿面絶縁で絶縁耐電圧特性を維持すること
ができる。
The cooling block 3B has a coolant storage hole having a U-shaped cross section corresponding to the inner diameter of the heat transport pipe 2B. Also in the heat pipe type semiconductor cooler thus configured, the cooling block 3B and the radiating fins 5A can maintain the withstand voltage characteristics by creeping insulation of the heat transport pipe 2B.

【0029】したがって、保守・点検時の安全性を上げ
ることができるだけでなく、従来の技術の図13で示した
ように、冷却フィンを共通とした場合でも、異なる電位
の半導体素子1の間の絶縁を維持することができる。
Therefore, not only safety at the time of maintenance and inspection can be improved, but also, as shown in FIG. Insulation can be maintained.

【0030】さらに、絶縁管や接続導体も不要となるの
で、構成が簡単で製作が容易となり、外形の小形化を図
ることができ、注入作業時などにおける漏れに伴う大気
汚染のおそれも解消することができる。なお、熱輸送管
2Bの開口側には、フランジ部を形成して、冷却ブロッ
ク3Bとのろう付部の面積を増やし、接合強度を上げて
もよい。
Further, since an insulating tube and a connecting conductor are not required, the structure is simple and the manufacturing is easy, the size of the outer shape can be reduced, and the risk of air pollution due to leakage during injection work or the like can be eliminated. be able to. In addition, a flange portion may be formed on the opening side of the heat transport pipe 2B to increase the area of the brazing portion with the cooling block 3B to increase the bonding strength.

【0031】図3は、本発明のヒートパイプ式半導体冷
却器の第3の実施形態を示す斜視図で、従来の技術で示
した図12及び前述した実施形態で示した図1,図2に対
応し、請求項1の他の実施例に対応する図である。図3
において、特に図1及び図2と異なるところは、熱輸送
管の構造であり、放熱板と冷媒は同一である。
FIG. 3 is a perspective view showing a heat pipe type semiconductor cooler according to a third embodiment of the present invention, which is shown in FIG. 12 shown in the prior art and FIGS. 1 and 2 shown in the above embodiment. FIG. 6 is a diagram corresponding to another embodiment of claim 1. FIG.
1 is different from FIG. 1 and FIG. 2 in the structure of the heat transport pipe, and the radiator plate and the refrigerant are the same.

【0032】すなわち、図3で示した熱輸送管2Dは、
セラミックスで円筒状に製作され、下端が封止されてい
る。この熱輸送管2Dには、アルミニウム材から製作さ
れた熱輸送管2Cの開口端がろう付で接合されている。
That is, the heat transport pipe 2D shown in FIG.
Manufactured in a cylindrical shape with ceramics, the lower end is sealed. An open end of a heat transport pipe 2C made of an aluminum material is joined to the heat transport pipe 2D by brazing.

【0033】このように構成されたヒートパイプ式半導
体冷却器においても、冷却ブロック3Aと放熱フィン5
Aは、熱輸送管2Dの露出部の沿面絶縁で絶縁耐電圧特
性を維持することができる。
In the heat pipe type semiconductor cooler thus configured, the cooling block 3A and the radiating fins 5 are also provided.
A can maintain the withstand voltage property by creeping insulation at the exposed portion of the heat transport pipe 2D.

【0034】したがって、保守・点検時の安全性を上げ
ることができるだけでなく、従来の技術の図13で示した
ように、冷却フィンを共通とした場合でも、異なる電位
の半導体素子1の間の絶縁を維持することができる。
Therefore, not only can the safety at the time of maintenance and inspection be improved, but also, as shown in FIG. Insulation can be maintained.

【0035】さらに、絶縁管や接続導体も不要となるの
で、構成が簡単で、外形の小形化を図ることができ、注
入作業時などにおける漏れに伴う大気汚染のおそれも解
消することができる。この場合にも、熱輸送管2Cの開
口側には、フランジ部を僅かに形成して、熱輸送管2D
との接合面積を増やし、接合強度を上げてもよい。
Further, since an insulating tube and a connecting conductor are not required, the structure is simple, the external size can be reduced, and the risk of air pollution due to leakage at the time of injection or the like can be eliminated. Also in this case, a slight flange portion is formed on the opening side of the heat transport pipe 2C so that the heat transport pipe 2D
May be increased to increase the bonding strength.

【0036】図4は、本発明のヒートパイプ式半導体冷
却器の第4の実施形態を示す斜視図で、従来の技術で示
した図12及び前述した実施形態で示した図1,図2なら
びに図3に対応し、請求項1及び請求項8に対応する図
である。
FIG. 4 is a perspective view showing a heat pipe type semiconductor cooler according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 12 shows the prior art, and FIGS. FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 3 and corresponding to claims 1 and 8.

【0037】図4において、特に図1と異なるところ
は、熱輸送管の冷却ブロックへの挿入部の構造であり、
放熱板と冷媒は同一である。すなわち、図4で示した熱
輸送管2Aの冷却ブロック3Cへの挿入部の外周には、
この熱輸送管2Aを挿入した後に、はんだ6が注入され
ている。
FIG. 4 is different from FIG. 1 particularly in the structure of the insertion portion of the heat transport pipe into the cooling block.
The heat sink and the refrigerant are the same. That is, the outer periphery of the insertion part of the heat transport pipe 2A into the cooling block 3C shown in FIG.
After inserting the heat transport tube 2A, the solder 6 is injected.

【0038】したがって、冷却ブロック3Cと熱輸送管
2Aの挿入部分の外周は、はんだ6の層を介して密着し
ている。
Therefore, the outer periphery of the inserted portion between the cooling block 3C and the heat transport tube 2A is in close contact with the solder 6 layer.

【0039】このように構成されたヒートパイプ式半導
体冷却器においても、冷却ブロック3Cと放熱フィン5
Aは、熱輸送管2Aの沿面絶縁で絶縁耐電圧特性を維持
することができるだけでなく、半導体素子1と熱輸送管
2Aとの間の熱伝達率の向上で冷却効果を上げることが
できる。
In the heat pipe type semiconductor cooler thus configured, the cooling block 3C and the radiation fin 5
A not only can maintain the insulation withstand voltage characteristic by creeping insulation of the heat transport tube 2A, but also can improve the cooling effect by improving the heat transfer coefficient between the semiconductor element 1 and the heat transport tube 2A.

【0040】したがって、保守・点検時の安全性を上げ
ることができるだけでなく、従来の技術の図13で示した
ように、冷却フィンを共通とした場合でも、異なる電位
の半導体素子1の間の絶縁を維持することができる。
Therefore, not only can the safety at the time of maintenance and inspection be improved, but also, as shown in FIG. Insulation can be maintained.

【0041】さらに、絶縁管や接続導体も不要となるの
で、構成が簡単で、外形の小形化を図ることができ、注
入作業時などにおける漏れに伴う大気汚染のおそれも解
消することができる。
Furthermore, since an insulating tube and a connecting conductor are not required, the configuration is simple, the external shape can be reduced, and the risk of air pollution due to leakage during injection work can be eliminated.

【0042】図5は、本発明のヒートパイプ式半導体冷
却器の第5の実施形態を示す斜視図で、従来の技術で示
した図12及び前述した実施形態で示した図1〜図4に対
応し、請求項1及び請求項8の他の実施例に対応する図
である。
FIG. 5 is a perspective view showing a heat pipe type semiconductor cooler according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 12 shows the heat pipe type semiconductor cooler according to the prior art, and FIGS. FIG. 14 is a diagram corresponding to another embodiment of claims 1 and 8.

【0043】図5において、特に図3と異なるところ
は、熱輸送管の冷却ブロックへの挿入部の構造であり、
放熱板と冷媒は同一である。すなわち、図5で示した熱
輸送管2Dの冷却ブロック3Dへの挿入部の外周には、
図4と同様にはんだ6が注入されている。
FIG. 5 is different from FIG. 3 particularly in the structure of the insertion portion of the heat transport pipe into the cooling block.
The heat sink and the refrigerant are the same. That is, the outer periphery of the insertion part of the heat transport pipe 2D into the cooling block 3D shown in FIG.
Solder 6 is injected as in FIG.

【0044】なお、放熱側の熱輸送管2Eは、図3で示
した熱輸送管2Cと比べて肉厚が増え、その結果、吸熱
側の熱輸送管2Dとのろう付面が増えている。このよう
に構成されたヒートパイプ式半導体冷却器においても、
冷却ブロック3Cと放熱フィン5Aは、熱輸送管2Dの
沿面絶縁で絶縁耐電圧特性を維持することができる。
The thickness of the heat transfer pipe 2E on the heat radiation side is larger than that of the heat transfer pipe 2C shown in FIG. 3, and as a result, the brazing surface with the heat transfer pipe 2D on the heat absorption side is increased. . In the heat pipe type semiconductor cooler thus configured,
The cooling block 3C and the radiation fins 5A can maintain the withstand voltage characteristics by creeping insulation of the heat transport pipe 2D.

【0045】したがって、保守・点検時の安全性を上げ
ることができるだけでなく、従来の技術の図13で示した
ように、冷却フィンを共通とした場合でも、異なる電位
の半導体素子1の間の絶縁を維持することができる。
Therefore, not only safety at the time of maintenance and inspection can be improved, but also, as shown in FIG. Insulation can be maintained.

【0046】さらに、絶縁管や接続導体も不要となるの
で、構成が簡単で、外形の小形化を図ることができ、注
入作業時などにおける漏れに伴う大気汚染のおそれも解
消することができる。
Further, since an insulating tube and a connecting conductor are not required, the structure is simple, the external size can be reduced, and the risk of air pollution due to leakage during injection work or the like can be eliminated.

【0047】図6は、本発明のヒートパイプ式半導体冷
却器の第6の実施形態を示す斜視図で、従来の技術で示
した図12及び前述した実施形態で示した図1〜図5に対
応し、請求項2及び請求項5に対応する図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a heat pipe type semiconductor cooler according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 12 shows the heat pipe type semiconductor cooler according to the prior art and FIGS. It is a figure corresponding to Claim 2 and Claim 5.

【0048】図6において、特に図1と異なるところ
は、熱輸送管と冷却ブロックの材料であり、放熱板は同
一である。すなわち、図6で示した熱輸送管2Fは、銅
材から円筒状に製作され、両端が封止されている。一
方、冷却ブロック3Dは、セラミックスで製作され、開
口部の周囲を残して、銅材の溶着被膜7が形成されてい
る。
FIG. 6 is different from FIG. 1 particularly in the material of the heat transport pipe and the cooling block, and the heat radiating plate is the same. That is, the heat transport pipe 2F shown in FIG. 6 is manufactured in a cylindrical shape from a copper material, and both ends are sealed. On the other hand, the cooling block 3D is made of ceramics, and has a welding film 7 made of a copper material except for the periphery of the opening.

【0049】このように構成されたヒートパイプ式半導
体冷却器においても、半導体素子1と熱輸送管2Fは、
冷却ブロック3Dで絶縁耐電圧特性を維持することがで
きる。
In the heat pipe type semiconductor cooler thus constructed, the semiconductor element 1 and the heat transport pipe 2F are
The insulation withstand voltage characteristics can be maintained by the cooling block 3D.

【0050】したがって、保守・点検時の安全性を上げ
ることができるだけでなく、従来の技術の図13で示した
ように、冷却フィンを共通とした場合でも、異なる電位
の半導体素子1の間の絶縁を維持することができる。
Therefore, not only safety at the time of maintenance and inspection can be improved, but also, as shown in FIG. Insulation can be maintained.

【0051】さらに、絶縁管や接続導体も不要となるの
で、構成が簡単で、外形の小形化を図ることができ、注
入作業時などにおける漏れに伴う大気汚染のおそれも解
消することができる。
Further, since an insulating tube and a connecting conductor are not required, the structure is simple, the outer shape can be reduced, and the risk of air pollution due to leakage at the time of injection or the like can be eliminated.

【0052】図7は、本発明のヒートパイプ式半導体冷
却器の第7の実施形態を示す斜視図で、従来の技術で示
した図12及び前述した実施形態で示した図1〜図6に対
応し、請求項2及び請求項4に対応する図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a heat pipe type semiconductor cooler according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 12 shows the heat pipe type semiconductor cooler according to the prior art, and FIGS. It is a figure corresponding to Claim 2 and Claim 4.

【0053】図7において、特に図6と異なるところ
は、熱輸送管の冷却ブロックに対する固定構造である。
すなわち、図7で示した熱輸送管2Gは、銅材から円筒
状に製作され、開口した下端がセラミックス製の冷却ブ
ロック3Eの開口端にろう付されている。
FIG. 7 is different from FIG. 6 in the structure of fixing the heat transport pipe to the cooling block.
That is, the heat transport pipe 2G shown in FIG. 7 is manufactured in a cylindrical shape from a copper material, and the open lower end is brazed to the open end of the ceramic cooling block 3E.

【0054】この熱輸送管2Gには、熱輸送管2Gの内
径に対応する円柱状の冷媒注入穴が形成されている。し
たがって、図6の冷却ブロック3Dに形成された熱輸送
管2Fの挿入穴と比べて直径が小さくなっている。
The heat transport pipe 2G has a columnar coolant injection hole corresponding to the inner diameter of the heat transport pipe 2G. Therefore, the diameter is smaller than the insertion hole of the heat transport pipe 2F formed in the cooling block 3D of FIG.

【0055】このように構成されたヒートパイプ式半導
体冷却器においても、半導体素子1と熱輸送管2Gは、
冷却ブロック3Eの開口側に形成された銅材の溶着被膜
7の開口部で絶縁耐電圧特性を維持することができる。
Also in the heat pipe type semiconductor cooler thus configured, the semiconductor element 1 and the heat transport pipe 2G are
The insulation withstand voltage characteristics can be maintained at the opening of the copper coating film 7 formed on the opening side of the cooling block 3E.

【0056】したがって、保守・点検時の安全性を上げ
ることができるだけでなく、従来の技術の図13で示した
ように、冷却フィンを共通とした場合でも、異なる電位
の半導体素子1の間の絶縁を維持することができる。
Therefore, not only safety at the time of maintenance and inspection can be improved, but also, as shown in FIG. Insulation can be maintained.

【0057】さらに、絶縁管や接続導体も不要となるの
で、構成が簡単で、外形の小形化を図ることができ、注
入作業時などにおける漏れに伴う大気汚染のおそれも解
消することができる。
Further, since an insulating tube and a connecting conductor are not required, the structure is simple, the external size can be reduced, and the risk of air pollution due to leakage at the time of injection work or the like can be eliminated.

【0058】図8(a)は、本発明のヒートパイプ式半
導体冷却器の第8の実施形態を示す斜視図で、従来の技
術で示した図12及び前述した実施形態で示した図1〜図
7に対応し、請求項2及び請求項6に対応する図であ
る。また、図8(b)は、図8(a)のA−A断面図で
ある。
FIG. 8A is a perspective view showing an eighth embodiment of a heat pipe type semiconductor cooler according to the present invention, which is shown in FIG. 12 according to the prior art and FIGS. FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 7 and corresponding to claims 2 and 6. FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

【0059】図8(a),(b)において、従来の技術
で示した図12及び前述した実施形態で示した図1〜図7
と異なるところは、熱輸送管の本数と冷却ブロックの断
面構造であり、放熱板は同一である。
8 (a) and 8 (b), FIGS. 12 (a) and 12 (b) shown in the prior art and FIGS.
The difference is that the number of heat transport tubes and the cross-sectional structure of the cooling block are the same, and the radiator plate is the same.

【0060】すなわち、図8(a),(b)で示した冷
却ブロック3Fは、中央部に対して3本の貫通穴3aが
一列に形成され、これらの貫通穴3aの両側面側は、円
形の座ぐり部が形成されている。
That is, in the cooling block 3F shown in FIGS. 8A and 8B, three through-holes 3a are formed in a line at the center, and both side surfaces of these through-holes 3a are A circular counterbore is formed.

【0061】各貫通穴3aには、銅棒8Aが挿入され、
これらの銅棒8Aの両端は、座ぐり穴に挿入された銅板
8Bの対向面にろう付されている。左右の半導体素子1
は、左右の銅板8Bに固定されている。冷却ブロック3
Fには、図6で示した熱輸送管2Fと同一の2本の熱輸
送管2Fが挿入されている。
A copper rod 8A is inserted into each through hole 3a.
Both ends of these copper rods 8A are brazed to opposing surfaces of a copper plate 8B inserted into a counterbore. Left and right semiconductor elements 1
Are fixed to the left and right copper plates 8B. Cooling block 3
Two heat transport tubes 2F identical to the heat transport tubes 2F shown in FIG.

【0062】このように構成されたヒートパイプ式半導
体冷却器においても、冷却ブロック3Aと放熱フィン5
Aは、熱輸送管2Aの沿面絶縁で絶縁耐電圧特性を維持
することができ、図13で示したように、共用の冷却フィ
ンを熱輸送管2Fに挿入して、冷却効果を上げることが
できる。
In the heat pipe type semiconductor cooler thus configured, the cooling block 3A and the radiation fin 5
A can maintain the insulation withstand voltage characteristic by the creepage insulation of the heat transport pipe 2A. As shown in FIG. 13, it is possible to increase the cooling effect by inserting a common cooling fin into the heat transport pipe 2F. it can.

【0063】したがって、保守・点検時の安全性を上げ
ることができるだけでなく、従来の技術の図13で示した
ように、冷却フィンを共通とした場合でも、異なる電位
の半導体素子1の間の絶縁を維持することができる。
Therefore, not only can the safety at the time of maintenance / inspection be improved, but also, as shown in FIG. Insulation can be maintained.

【0064】さらに、絶縁管や接続導体も不要となるの
で、構成が簡単で、外形の小形化を図ることができ、注
入作業時などにおける漏れに伴う大気汚染のおそれも解
消することができる。
Furthermore, since an insulating tube and a connecting conductor are not required, the structure is simple, the external shape can be reduced, and the risk of air pollution due to leakage during injection work can be eliminated.

【0065】図9(a)は、本発明のヒートパイプ式半
導体冷却器の第9の実施形態を示す斜視図で、従来の技
術で示した図12及び前述した実施形態で示した図1〜図
8に対応し、請求項2及び請求項6の他の実施例に対応
する図である。また、図9(b)は、図9(a)のB−
B断面図である。
FIG. 9A is a perspective view showing a ninth embodiment of a heat pipe type semiconductor cooler according to the present invention, which is shown in FIG. 12 according to the prior art and FIGS. FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 8 and corresponding to another embodiment of claims 2 and 6; Further, FIG. 9B is a diagram showing the B-
It is B sectional drawing.

【0066】図9(a),(b)において、特に図8
(a),(b)と異なるところは、熱輸送管と冷却ブロ
ックとの結合構造であり、他は図8と同一である。すな
わち、図9で示した2本の熱輸送管2Gは、図7で示し
た熱輸送管2Gと同一品で銅材で円筒状に製作され、下
端の開口端が図7と同様に冷却ブロック3Hに接合され
ている。
In FIGS. 9A and 9B, FIG.
The difference from (a) and (b) is the connection structure between the heat transport pipe and the cooling block, and the other is the same as FIG. That is, the two heat transport pipes 2G shown in FIG. 9 are made of the same product as the heat transport pipe 2G shown in FIG. 7 and are made of a copper material in a cylindrical shape. 3H.

【0067】この冷却ブロック3Hに形成された円柱状
の2本の穴は、図8で示した冷却ブロック3Fに形成さ
れた熱輸送管の挿入穴と比べて径が小さく形成されてい
る他は、銅棒8Aが挿入され銅板8Bが両側からろう付
されている点は同一構造である。
The two cylindrical holes formed in the cooling block 3H are smaller in diameter than the insertion holes of the heat transport pipe formed in the cooling block 3F shown in FIG. And the copper rod 8A is inserted and the copper plate 8B is brazed from both sides in the same structure.

【0068】このように構成されたヒートパイプ式半導
体冷却器においては、冷却ブロック3Aと放熱フィン5
Aは、熱輸送管2Aの沿面絶縁で絶縁耐電圧特性を維持
することができ、図8で示した実施形態と同様に、共用
の冷却フィンを2本の熱輸送管2Gに挿入することで、
冷却効果を上げることができる。
In the heat pipe type semiconductor cooler thus constructed, the cooling block 3A and the radiating fins 5
A can maintain the insulation withstand voltage characteristic by the creepage insulation of the heat transport pipe 2A, and by inserting the common cooling fin into the two heat transport pipes 2G as in the embodiment shown in FIG. ,
The cooling effect can be improved.

【0069】したがって、保守・点検時の安全性を上げ
ることができるだけでなく、従来の技術の図13で示した
ように、冷却フィンを共通とした場合でも異なる電位の
半導体素子1の間の絶縁を維持することができる。
Therefore, not only can the safety at the time of maintenance and inspection be improved, but also, as shown in FIG. Can be maintained.

【0070】さらに、絶縁管や接続導体も不要となるの
で、構成が簡単で、外形の小形化を図ることができ、注
入作業時などにおける漏れに伴う大気汚染のおそれも解
消することができる。
Further, since an insulating tube and a connecting conductor are not required, the configuration is simple, the size can be reduced, and the risk of air pollution due to leakage at the time of injection work can be eliminated.

【0071】図10は、本発明のヒートパイプ式半導体冷
却器の第10の実施形態を示し、従来の技術で示した図13
及び前述した実施形態で示した図8(a),図9(a)
に対応し、2本の熱輸送管に共通の放熱板を挿入した場
合の放熱板の形状を示す。
FIG. 10 shows a heat pipe type semiconductor cooler according to a tenth embodiment of the present invention.
8 (a) and 9 (a) shown in the above-described embodiment.
2 shows the shape of the heat sink when a common heat sink is inserted into two heat transport tubes.

【0072】図10においては、図8及び図9で示した2
本の熱輸送管2F,2Gに挿入された放熱板5Bの左右
の熱輸送管の間に対して、紙面直交方向に流れる冷却空
気と平行に山と谷でなる波状部分5aを形成している。
In FIG. 10, the 2 shown in FIG. 8 and FIG.
Between the heat transport pipes on the left and right sides of the heat radiating plate 5B inserted into the heat transport pipes 2F and 2G, a wavy portion 5a consisting of peaks and valleys is formed in parallel with the cooling air flowing in a direction perpendicular to the plane of the paper. .

【0073】このように共通の放熱板が形成されたヒー
トパイプ式半導体冷却器においては、放熱板の冷却空気
と接触する面積を増やすことができるので、冷却効果を
更に上げることができ、小形化を図ることができる。
In the heat pipe type semiconductor cooler in which the common radiator plate is formed as described above, the area of the radiator plate in contact with the cooling air can be increased, so that the cooling effect can be further improved and the size can be reduced. Can be achieved.

【0074】図11は、本発明のヒートパイプ式半導体冷
却器の第11の実施形態を示す図で、特に請求項9に対応
し、熱輸送管がセラミックス材の場合を示す。図11にお
いて、熱輸送管は、図示しない冷却ブロックに固定され
る熱輸送管2Kの先端に対して銅管9がろう付され、こ
の銅管9の先端に熱輸送管2J及び銅管9と熱輸送管2
Hが連続してろう付されている。
FIG. 11 is a view showing an eleventh embodiment of a heat pipe type semiconductor cooler according to the present invention, and particularly corresponds to claim 9 in which the heat transport pipe is made of a ceramic material. In FIG. 11, a copper pipe 9 is brazed to a tip of a heat transport pipe 2K fixed to a cooling block (not shown), and a heat transport pipe 2J and a copper pipe 9 are attached to the tip of the copper pipe 9. Heat transport pipe 2
H is continuously brazed.

【0075】このように構成されたヒートパイプ式半導
体冷却器においては、例えば鉄道車両の床下の箱体の開
放部に熱輸送管と冷却板が突き出して取り付けられた場
合でも、車両の振動に伴う熱輸送管の振動に伴う疲労を
銅管のたわみによって軽減することができる。
In the heat pipe type semiconductor cooler configured as described above, for example, even when the heat transport pipe and the cooling plate protrude and are attached to the open portion of the box under the floor of the railway vehicle, the vibration is accompanied by the vibration of the vehicle. The fatigue caused by the vibration of the heat transport tube can be reduced by the bending of the copper tube.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上、請求項1に対応する発明によれ
ば、複数の半導体素子が添設された冷却ブロックに半導
体素子の発熱で気化した冷媒を輸送する熱輸送管の片側
が固定され、この熱輸送管の他側に放熱板が挿入された
ヒートパイプ式半導体冷却装置において、冷却ブロック
を金属材とし、熱輸送管をセラミックス材とし、冷媒を
純水として、冷却フィンの充電部からの絶縁と異なる電
位の半導体素子の放熱板の共有化を可能とするととも
に、大気汚染物質の放散のおそれも解消したので、外形
の小形化を図り環境の破壊も防ぐことのできるヒートパ
イプ式半導体冷却器を得ることができる。
As described above, according to the invention corresponding to claim 1, one side of the heat transport pipe for transporting the refrigerant vaporized by the heat generated by the semiconductor elements is fixed to the cooling block provided with the plurality of semiconductor elements, In a heat pipe type semiconductor cooling device in which a heat sink is inserted on the other side of the heat transport pipe, the cooling block is made of a metal material, the heat transport pipe is made of a ceramic material, and the refrigerant is made of pure water. Heat pipe-type semiconductor cooling that enables the common use of a heat sink for semiconductor elements with a potential different from that of insulation, and eliminates the risk of air pollutants being radiated, miniaturizing the outer shape and preventing environmental destruction. You can get a bowl.

【0077】また、請求項2に対応する発明によれば、
複数の半導体素子が添設された冷却ブロックに半導体素
子の発熱で気化した冷媒を輸送する熱輸送管の片側が固
定され、この熱輸送管の他側に放熱板が挿入されたヒー
トパイプ式半導体冷却装置において、冷却ブロックをセ
ラミックス材とし、熱輸送管を金属材とし、冷媒を純水
として、冷却フィンの充電部からの絶縁と異なる電位の
半導体素子の放熱板の共有化を可能とするとともに、大
気汚染物質の放散のおそれも解消したので、外形の小形
化を図り環境の破壊も防ぐことのできるヒートパイプ式
半導体冷却器を得ることができる。
According to the invention corresponding to claim 2,
A heat pipe type semiconductor in which one side of a heat transport pipe for transporting a refrigerant vaporized by heat generation of a semiconductor element is fixed to a cooling block provided with a plurality of semiconductor elements, and a radiator plate is inserted on the other side of the heat transport pipe. In the cooling device, the cooling block is made of a ceramic material, the heat transport pipe is made of a metal material, and the cooling water is made of pure water. Further, since the danger of air pollutant emission is eliminated, a heat pipe type semiconductor cooler capable of miniaturizing the outer shape and preventing environmental destruction can be obtained.

【0078】また特に、請求項3に対応する発明によれ
ば、熱輸送管の片側を冷却ブロックに挿入し、熱輸送管
に純水を注入し、請求項4に対応する発明によれば、熱
輸送管の片端を冷却ブロックに形成された純水貯留穴の
開口端に接合して、冷却フィンの充電部からの絶縁と異
なる電位の半導体素子の放熱板の共有化を可能とすると
ともに、大気汚染物質の放散のおそれも解消したので、
外形の小形化を図り環境の破壊も防ぐことのできるヒー
トパイプ式半導体冷却器を得ることができる。
According to a third aspect of the present invention, one side of the heat transport pipe is inserted into the cooling block and pure water is injected into the heat transport pipe. One end of the heat transport pipe is joined to the open end of the pure water storage hole formed in the cooling block, and the cooling fin can be insulated from the charged part and the heat sink of the semiconductor element at a different potential can be shared, Since the danger of emission of air pollutants has been eliminated,
It is possible to obtain a heat pipe type semiconductor cooler capable of miniaturizing the external shape and preventing environmental destruction.

【0079】また特に、請求項5に対応する発明によれ
ば、冷却ブロックの半導体素子の添設面に、導電性被膜
を形成し、請求項6に対応する発明のヒートパイプ式半
導体冷却器は、冷却ブロックの両側の半導体素子の添設
面の間に導電体を貫設して、冷却フィンの充電部からの
絶縁と異なる電位の半導体素子の放熱板の共有化を可能
とするとともに、大気汚染物質の放散のおそれも解消し
たので、外形の小形化を図り環境の破壊も防ぐことので
きるヒートパイプ式半導体冷却器を得ることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a heat pipe type semiconductor cooler according to the sixth aspect of the present invention, wherein a conductive film is formed on an additional surface of the cooling block to which the semiconductor element is attached. A conductor is provided between the attached surfaces of the semiconductor elements on both sides of the cooling block to allow the cooling fins to be insulated from the charged portion and to share a heat sink for the semiconductor element having a different potential from the air. Since the danger of emission of pollutants has been eliminated, a heat pipe type semiconductor cooler capable of miniaturizing the outer shape and preventing environmental destruction can be obtained.

【0080】また特に、請求項7に対応する発明によれ
ば、導電体の両側に純水の貯留穴を形成し、請求項8に
対応する発明によれば、冷却ブロックとこの冷却ブロッ
クに挿入された熱輸送管の外周との間に対して、低融点
金属材を注入して、冷却フィンの充電部からの絶縁と異
なる電位の半導体素子の放熱板の共有化を可能とすると
ともに、大気汚染物質の放散のおそれも解消したので、
外形の小形化を図り環境の破壊も防ぐことのできるヒー
トパイプ式半導体冷却器を得ることができる。
In particular, according to the invention according to claim 7, the pure water storage holes are formed on both sides of the conductor, and according to the invention according to claim 8, the cooling block and the cooling block are inserted into the cooling block. A low-melting metal material is injected between the heat transfer pipe and the outer periphery of the heat transfer pipe to allow the cooling fins to be insulated from the charged part and to share a heat sink for the semiconductor element having a different potential from the air. Since the risk of emission of pollutants has been eliminated,
It is possible to obtain a heat pipe type semiconductor cooler capable of miniaturizing the external shape and preventing environmental destruction.

【0081】請求項9に対応する発明によれば、セラミ
ックス材の熱輸送管を複数に分割し、銅管又はアルミニ
ウム管で接続して、振動による熱輸送管の疲労を軽減し
たので、外形の小形化を図り環境の破壊も防ぐことがで
き長期に亘る振動にも耐えることができるヒートパイプ
式半導体冷却器を得ることができる。
According to the ninth aspect of the present invention, the heat transport pipe made of a ceramic material is divided into a plurality of sections and connected by a copper pipe or an aluminum pipe to reduce the fatigue of the heat transport pipe due to vibration. It is possible to obtain a heat pipe type semiconductor cooler which can be miniaturized, can prevent environmental destruction, and can withstand vibration for a long time.

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

【図1】本発明のヒートパイプ式半導体冷却器の第1の
実施形態を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a heat pipe type semiconductor cooler according to the present invention.

【図2】本発明のヒートパイプ式半導体冷却器の第2の
実施形態を示す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing a heat pipe type semiconductor cooler according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明のヒートパイプ式半導体冷却器の第3の
実施形態を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a heat pipe type semiconductor cooler according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明のヒートパイプ式半導体冷却器の第4の
実施形態を示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a heat pipe type semiconductor cooler according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明のヒートパイプ式半導体冷却器の第5の
実施形態を示す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a heat pipe type semiconductor cooler according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明のヒートパイプ式半導体冷却器の第6の
実施形態を示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a heat pipe type semiconductor cooler according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】本発明のヒートパイプ式半導体冷却器の第7の
実施形態を示す断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing a heat pipe type semiconductor cooler according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】本発明のヒートパイプ式半導体冷却器の第8の
実施形態を示す断面図で、(a)は部分平面図、(b)
は(a)のA−A断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing an eighth embodiment of the heat pipe type semiconductor cooler of the present invention, wherein (a) is a partial plan view and (b)
3A is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図9】本発明のヒートパイプ式半導体冷却器の第9の
実施形態を示す断面図で、(a)は部分平面図、(b)
は(a)のB−B断面図。
FIG. 9 is a sectional view showing a ninth embodiment of the heat pipe type semiconductor cooler of the present invention, where (a) is a partial plan view and (b)
3A is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.

【図10】本発明のヒートパイプ式半導体冷却器の第10
の実施形態を示す部分側面図。
FIG. 10 shows a tenth embodiment of the heat pipe type semiconductor cooler of the present invention.
The partial side view which shows embodiment of FIG.

【図11】本発明のヒートパイプ式半導体冷却器の第11
の実施形態を示す部分断面図。
FIG. 11 shows the eleventh embodiment of the heat pipe type semiconductor cooler of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the embodiment.

【図12】従来のヒートパイプ式半導体冷却器の一例を
示す断面図。
FIG. 12 is a sectional view showing an example of a conventional heat pipe type semiconductor cooler.

【図13】従来のヒートパイプ式半導体冷却器の図12と
異なる一例を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a conventional heat pipe type semiconductor cooler different from FIG.

【図14】従来のヒートパイプ式半導体冷却器の図12及
び図13と異なる一例を示す断面図。
FIG. 14 is a sectional view showing an example of a conventional heat pipe type semiconductor cooler different from FIGS. 12 and 13;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体素子、2A,2B,2C,2D,2E,2
F,2G,2H,2J,2K…熱輸送管、3A,3B,
3C,3D,3E,3F,3G,3H…冷却ブロック、
4…冷媒、5A,5B…放熱板、6…はんだ、7…溶着
被膜、8A…銅棒、8B…銅板。
1: semiconductor element, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2
F, 2G, 2H, 2J, 2K ... heat transport pipes, 3A, 3B,
3C, 3D, 3E, 3F, 3G, 3H ... cooling block,
4: Refrigerant, 5A, 5B: Heat sink, 6: Solder, 7: Welding film, 8A: Copper rod, 8B: Copper plate.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の半導体素子が添設された冷却ブロ
ックに前記半導体素子の発熱で気化した冷媒を輸送する
熱輸送管の片側が固定され、この熱輸送管の他側に放熱
板が挿入されたヒートパイプ式半導体冷却装置におい
て、前記冷却ブロックを金属材とし、前記熱輸送管をセ
ラミックス材とし、前記冷媒を純水としたことを特徴と
するヒートパイプ式半導体冷却器。
1. A heat transfer pipe for transporting a refrigerant vaporized by the heat generated by the semiconductor element is fixed to a cooling block provided with a plurality of semiconductor elements, and a radiator plate is inserted into the other side of the heat transport pipe. In the heat pipe type semiconductor cooling device, the cooling block is made of a metal material, the heat transport pipe is made of a ceramic material, and the refrigerant is made of pure water.
【請求項2】 複数の半導体素子が添設された冷却ブロ
ックに前記半導体素子の発熱で気化した冷媒を輸送する
熱輸送管の片側が固定され、この熱輸送管の他側に放熱
板が挿入されたヒートパイプ式半導体冷却装置におい
て、前記冷却ブロックをセラミックス材とし、前記熱輸
送管を金属材とし、前記冷媒を純水としたことを特徴と
するヒートパイプ式半導体冷却器。
2. One side of a heat transport pipe for transporting a refrigerant vaporized by the heat generated by the semiconductor element is fixed to a cooling block provided with a plurality of semiconductor elements, and a radiator plate is inserted into the other side of the heat transport pipe. In the heat pipe type semiconductor cooling device according to the present invention, the cooling block is made of a ceramic material, the heat transport pipe is made of a metal material, and the refrigerant is made of pure water.
【請求項3】 前記熱輸送管の片側を前記冷却ブロック
に挿入し、前記熱輸送管に前記純水を注入したことを特
徴とする請求項1又は請求項2に記載のヒートパイプ式
半導体冷却器。
3. The heat pipe type semiconductor cooling device according to claim 1, wherein one side of the heat transport pipe is inserted into the cooling block, and the pure water is injected into the heat transport pipe. vessel.
【請求項4】 前記熱輸送管の片端を前記冷却ブロック
に形成された純水貯留穴の開口端に接合したことを特徴
とする請求項1又は請求項2に記載のヒートパイプ式半
導体冷却器。
4. The heat pipe type semiconductor cooler according to claim 1, wherein one end of the heat transport pipe is joined to an open end of a pure water storage hole formed in the cooling block. .
【請求項5】 前記冷却ブロックの前記半導体素子の添
設面に、導電性被膜を形成したことを特徴とする請求項
2に記載のヒートパイプ式半導体冷却器。
5. The heat pipe type semiconductor cooler according to claim 2, wherein a conductive film is formed on a surface of the cooling block provided with the semiconductor element.
【請求項6】 前記冷却ブロックの両側の前記半導体素
子の添設面の間に導電体を貫設したことを特徴とする請
求項2に記載のヒートパイプ式半導体冷却器。
6. The heat pipe type semiconductor cooler according to claim 2, wherein a conductor is provided between the attached surfaces of the semiconductor elements on both sides of the cooling block.
【請求項7】 前記導電体の両側に前記純水の貯留穴を
形成したことを特徴とする請求項6に記載のヒートパイ
プ式半導体冷却器。
7. The heat pipe type semiconductor cooler according to claim 6, wherein storage holes of said pure water are formed on both sides of said conductor.
【請求項8】 前記冷却ブロックとこの冷却ブロックに
挿入された前記熱輸送管の外周との間に対して、低融点
金属材を注入したことを特徴とする請求項3に記載のヒ
ートパイプ式半導体冷却器。
8. The heat pipe type according to claim 3, wherein a low melting point metal material is injected between the cooling block and the outer periphery of the heat transport pipe inserted into the cooling block. Semiconductor cooler.
【請求項9】 前記セラミックス材の熱輸送管を複数に
分割し、銅管又はアルミニウム管で接続したことを特徴
とする請求項1に記載のヒートパイプ式半導体冷却器。
9. The heat pipe type semiconductor cooler according to claim 1, wherein said ceramic material heat transport pipe is divided into a plurality of parts and connected by a copper pipe or an aluminum pipe.
JP27537597A 1997-10-08 1997-10-08 Heat pipe type semi-conductor cooler Pending JPH11108571A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002195772A (en) * 2000-12-25 2002-07-10 Furukawa Electric Co Ltd:The Radiation fin
EP3816562B1 (en) * 2019-10-31 2023-05-03 Hamilton Sundstrand Corporation Oscillating heat pipe integrated thermal management system for power electronics

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