JPS5910248A - Ebullition type cooling apparatus for semiconductor - Google Patents

Ebullition type cooling apparatus for semiconductor

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JPS5910248A
JPS5910248A JP12021582A JP12021582A JPS5910248A JP S5910248 A JPS5910248 A JP S5910248A JP 12021582 A JP12021582 A JP 12021582A JP 12021582 A JP12021582 A JP 12021582A JP S5910248 A JPS5910248 A JP S5910248A
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鉄野 治雄
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Abstract

PURPOSE:To reduce the length of a wiring and thereby to improve the effect of surge voltage absorption by a constitution wherein airtight housings connected to a semiconductor are provided in the wall part of a hermetically-sealed vessel near the semiconductor and are connected directly to a capacitor located outside the vessel so as to constitute a snubber circuit. CONSTITUTION:Airtight bushings 21a and 21b are provided in the wall part of a hermetically-sealed vessel 10 near the terminals A and B of a semiconductor 1 and are connected to the terminals of the semiconductor 1 respectively. A snubber capacitor 2 is provided on the wall part of the vessel 10, and terminal conductors 2D and 2E are connected directly to the airtight bushings 21a and 21b. A heat insulator 23 is provided to prevent the temperature of a liquid-phase refrigerant 18 from being conducted to the capacitor 2 through the wall part. A snubber resistor 4 is provided outside the vessel 10 and connected between airtight bushings 11 and 21a. By this constitution, the length of a wiring from the semiconductor 1 and a diode 3 to the capacitor 2 is made very small, and the inductance of wiring is reduced, whereby the effect of surge voltage absorption in a snubber circuit is increased.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体沸騰冷却装置、特に、凝縮性冷却媒体
の液相と気相との間の相変化を利用して半導体を冷却す
ると共に、スナバ−回路を備えている半導体沸騰冷却装
置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor evaporative cooling device, and more particularly, to a semiconductor evaporative cooling device, which cools a semiconductor by utilizing a phase change between a liquid phase and a gas phase of a condensable cooling medium, and which includes a snubber circuit. The present invention relates to a semiconductor evaporative cooling device.

一般に、半導体沸騰冷却装置では、密封容器内に半導体
を収納し、この半導体を浸漬するように、フロンR//
3等の凝縮性冷媒を封入して構成されている。従って、
半導体が通電により発熱すると、凝縮性冷媒は沸騰して
液相から気相に相変化し、この際、発熱している半導体
より潜熱を奪うことにまって、半導体は冷却される、ま
た、密封容器の上部には、凝縮器が設けられており、密
封容器内で相変化して気化した気相冷媒は凝縮器に流入
し、凝縮器の外部の空気等へ潜熱を放出することによっ
て気相冷媒は凝縮液化して液相冷媒となり、再び、密封
容器内に戻る、 このようにして凝縮性冷媒は液相と気相との相変化によ
り、密封容器と凝縮器との間を循環し、密封容器内に収
納した半導体において発生した熱を凝縮器に効率よく伝
達12、半導体を冷却する。
Generally, in a semiconductor boiling cooling device, a semiconductor is stored in a sealed container, and the semiconductor is immersed in a fluorocarbon R//
It is constructed by enclosing a condensable refrigerant such as No. 3. Therefore,
When a semiconductor generates heat due to energization, the condensable refrigerant boils and changes its phase from the liquid phase to the gas phase.At this time, the latent heat is taken away from the semiconductor that is generating heat, and the semiconductor is cooled. A condenser is installed at the top of the container, and the gaseous refrigerant that has undergone a phase change and vaporized within the sealed container flows into the condenser and is converted into a gaseous phase by releasing latent heat to the air outside the condenser. The refrigerant is condensed and liquefied to become a liquid phase refrigerant, which returns to the sealed container again. In this way, the condensable refrigerant circulates between the sealed container and the condenser due to the phase change between the liquid phase and the gas phase. Heat generated in a semiconductor housed in a sealed container is efficiently transferred to a condenser 12 to cool the semiconductor.

一方、半導体には、サージ電圧抑制等の目的をもって、
半導体に対して並列にスナバ−回路が設けられている。
On the other hand, semiconductors are used for purposes such as suppressing surge voltage.
A snubber circuit is provided in parallel to the semiconductor.

従来の半導体沸騰冷却装置はこのように構成さねている
が、この構成、特に、そのスナバ−回路についてその一
例を示すと添付図面第1図のとおりである。
A conventional semiconductor evaporative cooling device has such a structure, and an example of this structure, particularly its snubber circuit, is shown in FIG. 1 of the attached drawings.

図において、符号/はサイリスタ、ゲートターンオフサ
イリスク(GTOサイリスタ)、ダイオード等の半導体
、コ、3.弘はスナバ−回路全構成する部品であって符
号コはコンデンサ、3はダイオード、すは抵抗器を示す
In the figure, the symbol / indicates a semiconductor such as a thyristor, gate turn-off thyristor (GTO thyristor), or diode. The symbol ``H'' indicates the components that make up the entire snubber circuit, and the symbol ``ko'' indicates a capacitor, ``3'' indicates a diode, and ``S'' indicates a resistor.

今、半導体/が直流高圧大電流回路を0N−OFF制御
する半導体、例えば、GTOサイリスタである場合には
、高速でスイッチング動作を行なうと、半導体/の両端
には異常電圧が発生し、この異常電圧が半導体lの許容
電圧を越えると、半導体lが破壊する。従って、この半
導体の両端に発生する異常電圧を吸収するために、第1
図に示すように、スナバ−回路が半導体/に対して並列
に接続さねるが、このスナバ−回路の内、特に、コンデ
ンサーとダイオード3と半導体lとによって形成される
閉回路を構成する配線は極力短かくする方が好ましい。
Now, if the semiconductor / is a semiconductor that controls a DC high voltage and large current circuit ON-OFF, for example, a GTO thyristor, when a high-speed switching operation is performed, an abnormal voltage will be generated across the semiconductor /, and this abnormality will occur. If the voltage exceeds the permissible voltage of the semiconductor 1, the semiconductor 1 will be destroyed. Therefore, in order to absorb the abnormal voltage generated across the semiconductor, the first
As shown in the figure, a snubber circuit is connected in parallel to the semiconductor, and in this snubber circuit, especially the wiring that constitutes the closed circuit formed by the capacitor, the diode 3, and the semiconductor 1 is It is preferable to keep it as short as possible.

そわば、このスナバ−回路の配線が長い場合には、配線
インダクタンスが増大し、サージ電圧吸収効果が低下し
て、半導体/は破壊する危険性が生じる。
If the snubber circuit wiring is long, the wiring inductance increases, the surge voltage absorption effect decreases, and there is a risk that the semiconductor will be destroyed.

しかるに、従来の半導体沸騰冷却装置にあっては、添付
図面第1図に示すように、密封容器/θ内に半導体lを
内蔵し、スナバ−回路の構成部品、すなわら、コンデン
サー、ダイオード3及び抵抗器グは、いずれも、密封容
器l外に設置さね、密封容器lの壁部に設けられた気密
ブッシング//を介して、半導体/とスナバ−回路部品
λ〜ぐとを導体(配線)lコ、t、?a、/、?b 、
/、?cによって接続しており、従って、配線長さを短
かくするのに、おのずと限界があり、その結果、半導体
/のサージ電圧吸収効果が十分得られないという欠点が
あった。
However, in the conventional semiconductor evaporative cooling device, as shown in FIG. Both the resistor and the semiconductor are connected to the conductor ( Wiring) l, t,? a, /,? b,
/,? Therefore, there is a limit to the shortening of the wiring length, and as a result, there is a drawback that a sufficient surge voltage absorption effect of the semiconductor cannot be obtained.

こねについて、従来装置の構成を示す第2図に基づいて
次に詳述する。
Kneading will now be described in detail based on FIG. 2, which shows the configuration of a conventional device.

図において、符号ioは密封容器、/lは気密ブッシン
グ、lコ、/3a、/3b、/3cは配線用の導体、/
すは凝縮器、/41aは凝縮器/4!を構成するフィン
チューブ、15は密封容器IO内で発生1.た気相冷媒
16を凝縮器/4’に導くための蒸気管、/7は凝縮器
/41で凝縮した液相冷媒/lを密封容器10に戻す液
管な示す。また、密封容器lO内には、半導体lと液相
の凝縮性冷媒/gとを封入1〜、液相冷媒lt内に半導
体lが十分浸漬するように所定量の液相冷媒1gが封入
さねている。更に、密封容器/θの上部空間及び凝縮器
/グの内部は、空気等の非凝縮性気体が混合することな
く、気相冷媒16が満たされるように構成されている。
In the figure, io is a sealed container, /l is an airtight bushing, /3a, /3b, /3c are wiring conductors, /
is the condenser, /41a is the condenser /4! The fin tube 15 constituting the 1. generated inside the sealed container IO. A vapor pipe /7 is a vapor pipe for guiding the vapor phase refrigerant 16 to the condenser /4', and a liquid pipe /7 is a liquid pipe for returning the liquid phase refrigerant /l condensed in the condenser /41 to the sealed container 10. In addition, a semiconductor l and a liquid phase condensable refrigerant/g are sealed in the sealed container lO, and a predetermined amount of liquid phase refrigerant 1g is sealed so that the semiconductor l is sufficiently immersed in the liquid phase refrigerant l. Sleeping. Further, the upper space of the sealed container /θ and the inside of the condenser /g are configured to be filled with the gas phase refrigerant 16 without mixing with non-condensable gas such as air.

オだ、密封容器/θの壁部には、気密ブッシングl/が
配設され密封容器10内に格納されている半導体/との
間を導体/Uによって電気的に接続しており、更に、ス
ナバ−回路を構成するコンデンサ3、ダイオードぐ抵抗
器3及び気密ブッシング11間は導体IJa 、/3b
、/3cによって接続さねている。
O, an airtight bushing l/ is disposed on the wall of the sealed container /θ, and is electrically connected to the semiconductor stored in the sealed container 10 by a conductor /U, and furthermore, Conductors IJa, /3b are connected between the capacitor 3, the diode resistor 3, and the airtight bushing 11, which constitute the snubber circuit.
, /3c.

従来の半導体沸騰冷却装置はこのように構成さねている
が、次にその作用な述べる。
The conventional semiconductor evaporative cooling device is constructed in this manner, and its operation will be described next.

まず、半導体/が発熱すると、半導体/に接触(〜てい
る液相冷媒igは沸騰]−1液相から気相に相変換する
。その際、半導体/より潜熱を奪うので、半導体lは冷
却される。一方、相変化した気相冷媒/6は、密度差の
ために上方に上昇し、蒸気管/左を通って凝縮器/Sに
導かねる。この気相冷媒/6は、凝縮器/グの多数のフ
ィンチューブ/faの外部が空気によって冷却されてい
るために、凝縮器/弘の内部で潜熱を放出し、凝縮して
液化(−1液相冷媒lざとなる。この液相冷媒πは重力
の作用により液管17を通って密封容器10に戻り、再
び、半導体lの冷却に当たる。
First, when the semiconductor / generates heat, it contacts the semiconductor / (the liquid phase refrigerant ig boils) -1 and undergoes a phase transformation from the liquid phase to the gas phase.At this time, the latent heat is taken away from the semiconductor /, so the semiconductor l is cooled. On the other hand, the phase-changed gas phase refrigerant /6 rises upward due to the density difference and cannot be led to the condenser/S through the steam pipe/left. Since the outside of the large number of fin tubes/fa is cooled by air, latent heat is released inside the condenser, condensing and liquefying (-1 liquid phase refrigerant). The coolant π returns to the sealed container 10 through the liquid pipe 17 due to the action of gravity, and cools the semiconductor 1 again.

以上のように冷媒は相変化を伴いながら密封容器10と
凝縮6 / l/との間を循環し、半導体lで発生した
熱量を効率よく凝縮器/グに熱伝達して凝縮器/グの表
面より空気中に放散する。
As described above, the refrigerant circulates between the sealed container 10 and the condenser 6/l/ while undergoing a phase change, and the heat generated in the semiconductor 1 is efficiently transferred to the condenser/g. Dissipates into the air from the surface.

このように、従来の装置においては、半導体lは、密封
容器/θ内に内蔵さねており、また、コンデンサ内、ダ
イオード3及ば抵抗器弘から成るスナバ−回路は、密封
容器/θの外部に設置されているために、こねらは、図
に示すように、導体/3a 、/、?b 、/3cの長
い配線により接続さh フrけねばならなかった。
In this way, in the conventional device, the semiconductor 1 is built in the sealed container/θ, and the snubber circuit consisting of the capacitor, the diode 3, and the resistor is placed outside the sealed container/θ. As shown in the figure, conductors /3a, /, ? It had to be connected by long wires of b and /3c.

しかるに、スナバ−回路の内、ダイオード3、コンデン
サコと半導体/とによって形成される閉回路は特にイン
ダクタンスを小さくすることが必要であるが、上記のよ
うな従来の装置においては、半導体/−導体7.2−気
密プツシング/l−導体/、?aミーダイオード3導体
/3b−コンデンサコー導体/3(コー気密ブッシング
//−導体7.2−半導体/の配線経路によってスナバ
−回路が構成さねているために、配線をいくら短かくし
ても、インダクタンスの低減には限界があり、従ってサ
ージ電圧吸収効果が十分に容らゎないと・いう欠点がカ
、つた。
However, in the snubber circuit, it is particularly necessary to reduce the inductance of the closed circuit formed by the diode 3, the capacitor, and the semiconductor/conductor. 7.2-Hermetic pushing/l-conductor/? Since a snubber circuit is not formed by the wiring route of a me diode 3 conductor / 3 b - capacitor conductor / 3 (cor hermetic bushing / / - conductor 7.2 - semiconductor /), no matter how short the wiring is, There is a limit to how much inductance can be reduced, so the drawback is that the surge voltage absorption effect cannot be sufficiently absorbed.

このような従来の装置における欠点を改善するために、
添付図面第3図に示すように、密封容器IO内に半導体
lと共にダイオード3汲びコンデンサコを収納し、これ
らの部品間を導体/ 3 a’ 。
In order to improve the shortcomings of such conventional devices,
As shown in FIG. 3 of the accompanying drawings, a diode 3 and a capacitor are housed together with a semiconductor l in a sealed container IO, and a conductor /3a' is connected between these parts.

/ 、? b’ 、 / 3 c’によって配線する方
法が考へらゎる。なお、抵抗器すは容器10外に#置し
2、気密ブッシング/lを介して図に示すように配線さ
れる。このような方法によると、半導体/にダイオード
3及びコンデンサλを近接して配線することが可能とな
るために、配線インダクタンスは小さくなり、サージ電
圧吸収効果はたしかに増大するという特長は生ずる。し
かし1、その反面、この方法には次に示すような欠点を
有している。すなわら、 (/l  コンデンサのエレメントを構成する材料は誘
電体としてプラスチックフィルムや紙が用いられ、また
、電極は誘電体釦亜鉛等の金属を蒸着して構成されるか
又は極薄のアルミ箔が使用される。
/ ,? I can't think of a way to wire b', /3c'. Note that the resistor is placed outside the container 10 and wired as shown in the figure via an airtight bushing. According to such a method, it is possible to wire the diode 3 and the capacitor λ close to the semiconductor, so that the wiring inductance is reduced and the surge voltage absorption effect is certainly increased. However, on the other hand, this method has the following drawbacks. In other words, (/l) The material constituting the capacitor element is a plastic film or paper as a dielectric, and the electrode is made of a dielectric button made of vapor-deposited metal such as zinc or an ultra-thin aluminum material. Foil is used.

こねらの材料は冷媒例えばフロンR//3に触ねると腐
食し、コンデンサとしての電気特性が著しく低下する。
The material corrodes when it comes into contact with a refrigerant, such as Freon R//3, and its electrical properties as a capacitor are significantly reduced.

従って、コンデンサを密封容器内に収納する!揚台には
、金属ケースの中にコンデンサエレメントを収納;7、
冷却材として絶縁油を封入l−た、I^わゆろ、油入コ
ンデンサを用いなけねばt[ら/Ir′、い。このよう
な油入コンデンサは通常一端が開放1.た金属ケースの
内部にコンデンサ素子を人ね、ブッシング付きの天板を
称する金属板により金属ケースの開放部をはんだ付けに
よって閉塞し、絶縁油を光」眞L7て製作さハる。
Therefore, store the capacitor in a sealed container! The capacitor element is stored in a metal case on the platform; 7.
Insulating oil is sealed as a coolant, but an oil-filled capacitor must be used. Such oil-filled capacitors are usually open at one end. The capacitor element is placed inside a metal case, the open part of the metal case is closed by soldering with a metal plate called a top plate with a bushing, and insulating oil is applied.

17f+・1.ながら、1騰冷却装置の密封容器lo内
ニ内蔵寸ろコンデンサは、このコンデンサ内の絶縁油が
漏11“9(7て冷媒中に混入すると、沸騰冷却効り′
が著(7く低下なきた11、寸だ、逆に冷媒蒸気がコン
デンサの内部KfQ人すると、フロン等の冷媒に、「つ
で、:rンデンザエレメントが腐食劣化する危険性が生
ずるために、コンデンサのケースは完全気密構造とする
必要がある。このためには、コンデンサのケースを従来
のようにはんだ付けで密封しても十分な気密性が確保で
きないため、溶接する必要が生じる。しかしながら、ス
ナバ−用コンデンサのように比較的小形(通常大きさけ
15θ直 ×lθOXkOmのl方体)のものでは、金属ケースと
天板とを溶接するとなわば、溶接の際に発生する高温度
の熱によって、内部のコンデンサエレメントが熱劣化を
起こす危険性がある。また、この熱劣化を防ぐためには
、ケースを大きくして溶接点とエレメントとの間に十分
な距離を設けて断熱材を挿入すわば可能ではあるが、コ
ンデンサ→しく大とくなって非常に不経済な設計となる
17f+・1. However, if the insulating oil inside the capacitor leaks and mixes with the refrigerant, the boiling cooling effect will be affected.
On the other hand, if refrigerant vapor is inside the condenser, there is a risk that the refrigerant, such as fluorocarbon, will corrode and deteriorate. First, the capacitor case needs to have a completely airtight structure.For this purpose, it is necessary to weld the capacitor case because even if the capacitor case is sealed by soldering as in the past, sufficient airtightness cannot be ensured. However, in the case of relatively small capacitors such as snubber capacitors (normally a parallelepiped with a size of 15θ x lθOXkOm), welding the metal case and the top plate requires high temperatures generated during welding. There is a risk of thermal deterioration of the internal capacitor element due to heat.In order to prevent this thermal deterioration, it is necessary to make the case larger and insert insulation material with sufficient distance between the welding point and the element. Although it is possible, the capacitor would be large and the design would be very uneconomical.

(,2)  コンデンサのエレメントは通常紙、グラス
チック等の誘電体で構成さねているために、エレメント
の最高許容温度は7 s −g k ’Cと比較的圓湛
彦で羽、る。一方、半導体の許容温度は/2り〜/り0
℃であり、沸騰冷却装置における冷#悪変は、一般に、
7θ〜ts℃に設定される。従って、密封容器内にコン
デンサを収納すると、コンデンサケースの壁面温度が冷
媒温度の7θ〜75℃となり、更に、コンデンサ自体の
発熱によってエレメント中心温度はケースの冷媒温度よ
り高くなり、コンデンサの許容温度を越えることになる
。従って、コンデンサのエレメント中心温度を許容温度
以下にするとなわば、冷媒温度を低(設定しなけわばな
らず、このため凝縮器を大きくすることが必要となり、
半導体沸騰冷却装置そのものが大形化し、従って、重量
が増大し、極めて不経済な装置となる。
(, 2) Since capacitor elements are usually made of dielectric material such as paper or glass, the maximum allowable temperature of the element is 7 s-gk'C, which is relatively low. On the other hand, the allowable temperature for semiconductors is /2 to /0
℃, cold #deterioration in boiling cooling equipment is generally,
The temperature is set at 7θ to ts°C. Therefore, when a capacitor is stored in a sealed container, the wall temperature of the capacitor case will be 7θ to 75°C of the refrigerant temperature, and furthermore, due to the heat generated by the capacitor itself, the element center temperature will be higher than the refrigerant temperature of the case, which will limit the allowable temperature of the capacitor. I will cross it. Therefore, if the center temperature of the condenser element is to be lower than the allowable temperature, the refrigerant temperature must be set low, which necessitates making the condenser larger.
The semiconductor evaporative cooling device itself becomes larger in size and therefore heavier, making it extremely uneconomical.

(3)  コンデンサを密封容器内に入ねると密封容器
が大きくなり、上記第2項に述べた凝縮器の大形化とも
合せて、ますます半導体沸騰冷却装置が大形化する。更
に、沸騰冷却装置は冷媒としてフロンR−//、?を使
用した場合には、冷媒温度かり7℃を越ると密封容器内
圧力が外気圧に比べて高くなる。従って、沸騰冷却装置
は労働安全衛生法に定める圧力容器の規制を受けるが密
封容器内にコンデンサを収納しないものでは、容器の内
容積が小さく圧力容器としての規制を適用されない、い
わゆる、簡易容器の範囲内にあったものが、コンデンサ
等を密封容器内に収納することにより、密封容器の内容
積が大きくなって圧力容器としての規制を受けることに
なる。このように圧力容器の規制を受けると、検査義務
を生に、この結果、製作期間が長くなり、また、製作工
数の増加と共に製作コストが増大する。
(3) When a condenser is placed in a sealed container, the sealed container becomes larger, and this, along with the larger condenser described in item 2 above, causes the semiconductor boiling cooling device to become even larger. Furthermore, the boiling cooling device uses Freon R-// as a refrigerant. When the refrigerant temperature exceeds 7°C, the pressure inside the sealed container becomes higher than the outside pressure. Therefore, boiling cooling equipment is subject to the pressure vessel regulations stipulated in the Industrial Safety and Health Act, but if the condenser is not housed in a sealed container, the internal volume of the container is small and regulations as a pressure vessel do not apply, so-called simple containers. However, by housing a capacitor or the like in a sealed container, the internal volume of the sealed container increases and is subject to regulations as a pressure vessel. When pressure vessels are regulated in this way, inspection duties become mandatory, which results in a longer manufacturing period and an increase in manufacturing cost as well as an increase in manufacturing man-hours.

このように、第3図に示したとおり、密封容器/θ内に
コンデンサー及びダイオード3を収納する方法は、半導
体l、コンデンサー、ダイオード3から成る閉回路の配
線を短かくする方法としては適しているが、その反面に
おいて、上記のような各欠点を有し、従って、この方法
は実用性に欠ける方法ということができる。
As shown in Fig. 3, the method of storing the capacitor and diode 3 in the sealed container /θ is suitable as a method for shortening the wiring of the closed circuit consisting of the semiconductor 1, the capacitor, and the diode 3. However, on the other hand, it has the above-mentioned drawbacks, and therefore, this method can be said to be impractical.

本発明は、上記した従来装置における欠点を改善し、し
かも、半導体/とスナバ−回路の配線長を短かくして配
線インダクタンスの減少を図り、もって、サージ電圧吸
収効果を向上する好適な半導体沸騰冷却装置を提供する
ことを、その目的とするものである。
The present invention provides a suitable semiconductor boiling cooling device that improves the drawbacks of the conventional device described above, and further reduces the wiring inductance by shortening the wiring length of the semiconductor/snubber circuit, thereby improving the surge voltage absorption effect. Its purpose is to provide.

本発明は、この目的を達成するために、密封容器の半導
体に近接した壁部に上記半導体と接続さねる気密ブッシ
ングを設け、上記密封容器の上記気密ブッシング設置の
壁部外に近接してスナバ−回路用コンデンサを設置し、
上記コンデンサの端子と上記気密ブッシングとを直接接
続]7て、上記密封容器内の上記半導体と上記密封容器
外の上記コンデンサとを配線接続してスナバ−回路を構
成していることを特徴としているものでt)る。
In order to achieve this object, the present invention provides an airtight bushing that is connected to the semiconductor on a wall of the sealed container close to the semiconductor, and a snubber that is provided close to the outside of the wall where the airtight bushing is installed in the sealed container. - Install circuit capacitors,
Direct connection between the terminals of the capacitor and the hermetic bushing] 7. The semiconductor in the sealed container and the capacitor outside the sealed container are connected by wire to form a snubber circuit. It's something.

以下、本発明のその一実施例を示す添付図面用グ図に基
づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図において、密封容器/θ内に、半導体lとスナバ−用
ダイオード3とを収納すると共に液相冷媒/gを充填す
る。密封容器10の壁部には気密ブッシング//を設け
、この気密ブッシング/lと半導体/の端子との間を導
体/コによって接続する。
In the figure, a semiconductor l and a snubber diode 3 are housed in a sealed container /θ, and a liquid phase refrigerant /g is filled therein. An airtight bushing// is provided on the wall of the sealed container 10, and the airtight bushing//l and the terminal of the semiconductor// are connected by a conductor//.

一方半導体/の端子A及びBの近接した密封容器10の
壁部に上記半導体lに接続の気密ブッシング2/a及び
2/bを設け、この気密ブッシング21bと半導体lの
B端子とを導体、22bにより、また、ダイオード3を
介して半導体/のA端子と気密ブッシング2/aとを導
体、!、2aによって接続する。また、上記気密ブッシ
ング2/a 。
On the other hand, airtight bushings 2/a and 2/b connected to the semiconductor 1 are provided on the wall of the sealed container 10 near the terminals A and B of the semiconductor 1, and the airtight bushing 21b and the B terminal of the semiconductor 1 are connected to each other by a conductor. 22b also connects the A terminal of the semiconductor / and the hermetic bushing 2/a through the diode 3 as a conductor! , 2a. Also, the airtight bushing 2/a.

21bK近接して密封容器10の壁部に、断熱材コ3を
介してスナバ−用コンデンサーが設けられており、この
コンデンサーの端子導体jD及び2Eと上記気密ブッシ
ング2/a 、−/bとが直接接続されており、この接
続ははんだ付は又はねじ止めによって接続される。なお
、このコンデンサーは、電極の構成によって、添付図面
第5図に示すような箔電極形と金属蒸着形とがある。
A snubber capacitor is provided adjacent to 21bK on the wall of the sealed container 10 via a heat insulating material 3, and the terminal conductors jD and 2E of this capacitor are connected to the airtight bushings 2/a, -/b. A direct connection is made, and this connection is made by soldering or by screwing. Note that, depending on the structure of the electrodes, this capacitor can be classified into a foil electrode type and a metal vapor deposition type as shown in FIG. 5 of the accompanying drawings.

オだ、密封容器/θの壁部とコンデンサλとの間に断熱
材コ3を介在させた理由は、コンデンサーを密封容器1
0に密着させると、密封容器i。
O, the reason why the insulation material 3 is interposed between the wall of the sealed container/θ and the capacitor λ is that the capacitor is placed in the sealed container 1.
0, the sealed container i.

の壁部を介して液相冷媒lざの温度がコンデンサーに熱
伝導されるから、こねを防止するために、密封容器/θ
とコンデンサーとの間に断熱材23を設置(7て断熱す
ることが望ましいことによる。
Since the temperature of the liquid phase refrigerant is conducted to the condenser through the wall of the sealed container/θ
A heat insulating material 23 is installed between the capacitor and the condenser (7).

なお、スナバ−用抵抗器グは密封容器10の外部に設置
し、気密ブッシング//とコ、/aとの間に導体2ダに
より配線接続する。
Note that the snubber resistor G is installed outside the sealed container 10, and wired between the airtight bushings // and C and /A using a conductor 2D.

本発明の半導体沸騰冷却装置、特に、そのスナバ−回路
は、以上のように構成されているために、次に示すよう
な特徴すなわら効果を崩している。
Since the semiconductor evaporative cooling device of the present invention, particularly its snubber circuit, is configured as described above, the following characteristics or effects are lost.

(1)半導体lの端子A及びBの近傍の位置に、気密ブ
ッシング2/a 、21bを設け、密封容器IOの外部
に、上記気密ブッシング2 /a 、21bK、直接コ
ンデンサーの端子導体コD、コEを接続して構成するた
めに、密封容器io内に配設した半導体!及びダイオー
ド3と密封容器10の外部に設けたコンデンサーとの配
線長が非常に短くなり、従って、配線インダクタンスの
低減により、スナバ−回路におけるサージ電圧吸収効果
が大きく増大する。
(1) Airtight bushings 2/a, 21b are provided near the terminals A and B of the semiconductor 1, and outside the sealed container IO, the airtight bushings 2/a, 21bK, the terminal conductor of the capacitor D, A semiconductor placed inside a sealed container io to connect and configure the core! Also, the wiring length between the diode 3 and the capacitor provided outside the sealed container 10 becomes extremely short, so that the surge voltage absorption effect in the snubber circuit is greatly increased by reducing the wiring inductance.

(コ)  コンデンサコは密封容器lθの外壁に断熱材
、23を介して耳!り付けらねるから、密封容器10内
の冷媒からの熱影響が少なく、また、コンデンサー1に
の発熱もコンデンサ増付面以外の露出面より外気に対し
熱放散するために、温度が低くなり信頼性が向上する。
(k) The capacitor has insulation material on the outer wall of the sealed container lθ, and the ear through 23! Since the refrigerant inside the sealed container 10 has little heat influence, the heat generated in the condenser 1 is dissipated to the outside air from the exposed surface other than the surface where the condenser is added, resulting in lower temperature and reliability. Improves sex.

(3)  コンデンサーは、電極の端面に端子導体を直
接はんだ付は等の方法により接続さねているためK、コ
ンデンサ自体のインダクタンスの小さいものが製作可能
となる。従来のものは、コンデンサエレメントを金属ケ
ース内に収納し、金属ケースに設けたブッシングとコン
デンサエレメントとを可撓性を有するリード線で接続し
ていたために、リード線の断面積が比較的細く、また、
電極端面の一部に前記リード線がはんだ付は等の方法で
点接続されているために、ブッシングとエレメントとの
間のインダクタンスが比較的大きいものであったが、こ
れに対して本発明のものでは、金属ケースを用いず、従
って、ブッシングも不要となり、コンデンサエレメント
から板状の端子導体を直接コンデンサエレメントの電極
端面に簡約に接続さできる。この端子導体と電極端面と
の接続面積が大きいことは電極が巻回して構成されてい
ることから、電極の各部分に対し、端子導体より直接給
電が行なわわることを意味し、インダクタンスが小さく
できることになる。
(3) Since the capacitor does not connect the terminal conductor directly to the end surface of the electrode by a method such as soldering, it is possible to manufacture a capacitor with a small inductance. In conventional capacitor elements, the capacitor element is housed in a metal case, and the bushing provided in the metal case and the capacitor element are connected using flexible lead wires, so the cross-sectional area of the lead wires is relatively thin. Also,
Since the lead wire is point-connected to a part of the electrode end surface by a method such as soldering, the inductance between the bushing and the element is relatively large. In this case, a metal case is not used, and therefore a bushing is not required, and a plate-shaped terminal conductor can be simply connected directly from a capacitor element to an electrode end surface of the capacitor element. The large connection area between the terminal conductor and the end face of the electrode means that since the electrode is wound, power is supplied directly from the terminal conductor to each part of the electrode, which reduces inductance. become.

(す)密封容器内にコンデンサを内蔵しないために、密
封容器が小形となり、労働安全衛生法に定める圧力容器
の規制を受けない簡易容器とすることが可能となり、従
って、製作期間も短かく且つ経済的な製作が可能となる
(S) Since the capacitor is not built into the sealed container, the sealed container is small and can be made into a simple container that is not subject to the regulations for pressure vessels stipulated in the Industrial Safety and Health Act. Therefore, the manufacturing period is short and Economical production becomes possible.

t51  万一、コンデンサコが故障すると、第3図に
示す方法では密封容器を開放し、内部に収納のコンデン
サな交換又は修理した後、再密封し、冷媒を真空注入し
なけわばならないが、本発明の装#においては、密封容
器を開封することを要さず、そのまま、コンデンサーの
端子導体ul)、2Eと気密ブッシングu/a 、21
’Oとの接続を切り放すことにより、容易にコンデンサ
コの交換が可能となり、従って、修理期間の短縮と修理
費用の大幅な改善とが可能となる。
t51 In the unlikely event that a condenser malfunctions, the method shown in Figure 3 requires opening the sealed container, replacing or repairing the capacitor stored inside, resealing it, and injecting refrigerant under vacuum. In the packaging of the present invention, it is not necessary to open the sealed container, and the capacitor terminal conductors ul), 2E and airtight bushings u/a, 21 can be connected as they are.
By cutting off the connection to 'O', the capacitor can be easily replaced, thereby shortening the repair period and significantly reducing the repair cost.

以上のように、本発明の半導体沸騰冷却装置においては
、数々の特徴を有しており 極めて実用性の活い有効な
ものであるという効果を有している。
As described above, the semiconductor evaporative cooling device of the present invention has a number of features and has the effect of being extremely practical and effective.

なお、第す図に示す実施例においては、密封容器lθの
下方にコンデンサーを配設しているが、スナバ−回路の
配線が短かくできるのであれば、密封容器IOのいかな
る方向に配設しても差し支えなく、また、ダイオード3
を密封容!/θ内に収納した場合を示したが、こねも密
封容器内に限る必要はなく、密封容器外に設置しても差
し支えない。更に、抵抗器ダを密封容器io内に収納し
て構成することも差し支えない。
In the embodiment shown in Figure 2, the capacitor is placed below the sealed container lθ, but if the wiring of the snubber circuit can be shortened, it can be placed in any direction of the sealed container IO. Also, diode 3
Sealed! /θ is shown, but kneading does not have to be limited to being inside the sealed container, and may be placed outside the sealed container. Furthermore, the resistor DA may be housed in a sealed container io.

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

第1図は半導体とスナバ−回路の一例を示す回路構成図
、第2図は従来の半導体沸騰冷却装置の構成を示す縦断
面説明図、第3図は従来装置の欠点を改良するための一
方法を示す縦断面構造説明図、第グ図は本発明の半導体
沸騰冷却装置の一実施例を示す縦断面構成説明図、第5
図は箔電極形コンデンサの縦断面図である。 l・・半導体、λ・・コンデンサ、3・・ダイオード、
V・・抵抗器、10・・密封容器、/ /。 j/a、J/b=気密ブッシング、lユ、t3a。 t 3 b  、  / J c  、  / 3 a
’ 、  i 3 b’ 、  i J c’ 、  
/ 7゜コ2a、コ2b・・導体、ll・・凝縮器、1
6・・気相冷媒、7g・・液相冷媒、23・・断熱材。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人  葛  野  信  − 旭1図 1゜ 焔2図 4 幣4図
Fig. 1 is a circuit configuration diagram showing an example of a semiconductor and snubber circuit, Fig. 2 is a vertical cross-sectional explanatory diagram showing the structure of a conventional semiconductor evaporative cooling device, and Fig. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional semiconductor evaporative cooling device. FIG.
The figure is a longitudinal cross-sectional view of a foil electrode type capacitor. l...Semiconductor, λ...Capacitor, 3...Diode,
V...Resistor, 10...Sealed container, / /. j/a, J/b=airtight bushing, lyu, t3a. t 3 b, / J c, / 3 a
' , i 3 b', i J c',
/ 7゜Co2a, Co2b...Conductor, ll...Condenser, 1
6. Gas phase refrigerant, 7 g. Liquid phase refrigerant, 23. Insulation material. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Agent Makoto Kuzuno - Asahi 1 figure 1゜Homura 2 figure 4 Hei 4 figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 T/l  密封容器内に封入された冷却媒体に浸漬して
収納された半導体を、上記冷却媒体の液相と気相との相
変化を利用して半導体に発生した熱を凝縮器に熱伝達す
ることにより冷却すると共にスナバ−回路を備えている
半導体沸騰冷却装置において、上記密封容器の上記半導
体に近接した壁部に上記半導体と接続される気密ブッシ
ングを設け、上記密封容器の上記気密ブッシング設置の
壁部外に近接してスナバ−回路用コンデンサを設置し、
上記コンデンサの端子と上記気密ブッシングを直接接続
して、上記密封容器内の上記半導体と上記密封容器外の
上記コンデンサとを配線接続してスナバ−回路を構成し
ていることを特徴とする半導体沸騰冷却装置。 (,2)密封容器の気密ブッシング設置の壁部外に近接
して設置されたスナバ−回路用コンデンサが上記壁部と
の間に断熱材を介して設置さねている特許請求の範囲第
1項記載の半導体沸騰冷却装置。
[Claims] T/l A semiconductor housed immersed in a cooling medium sealed in a sealed container is heated by utilizing the phase change between the liquid phase and the gas phase of the cooling medium. In a semiconductor boiling cooling device which cools by transferring heat to a condenser and is equipped with a snubber circuit, an airtight bushing connected to the semiconductor is provided on a wall portion of the sealed container close to the semiconductor, and the airtight bushing is connected to the semiconductor. A snubber circuit capacitor is installed close to the outside of the wall where the airtight bushing is installed in the container.
A semiconductor boiling device characterized in that the terminal of the capacitor is directly connected to the airtight bushing, and the semiconductor inside the sealed container and the capacitor outside the sealed container are connected by wiring to constitute a snubber circuit. Cooling system. (,2) A snubber circuit capacitor installed close to the outside of the wall where the airtight bushing of the sealed container is installed is installed with a heat insulating material interposed between the snubber circuit capacitor and the wall. Semiconductor boiling cooling device as described in Section 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06121965A (en) * 1992-07-06 1994-05-06 Kanebo Nsc Ltd Production of coating film and film forming chemicals used therefor
JP2009071064A (en) * 2007-09-13 2009-04-02 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
US9499305B2 (en) 2012-02-22 2016-11-22 Mezurware, Llc Dispensing device for dispensing a liquid product

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JP2009071064A (en) * 2007-09-13 2009-04-02 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
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