JPS59217346A - 沸騰冷却装置 - Google Patents
沸騰冷却装置Info
- Publication number
- JPS59217346A JPS59217346A JP9268483A JP9268483A JPS59217346A JP S59217346 A JPS59217346 A JP S59217346A JP 9268483 A JP9268483 A JP 9268483A JP 9268483 A JP9268483 A JP 9268483A JP S59217346 A JPS59217346 A JP S59217346A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- heat
- liquid reservoir
- vapor
- reservoir
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
- H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、通電時に発生する半導体素子の発生熱を冷
却媒体に伝達させることにより、冷却媒体を沸騰させて
半導体素子の発生熱を処理する沸騰冷却装置に関する。
却媒体に伝達させることにより、冷却媒体を沸騰させて
半導体素子の発生熱を処理する沸騰冷却装置に関する。
従来、この種の沸騰冷却装置として第１図に示すものが
あった０図において、１８〜１ｃは半導体素子、２は前
記半導体素子１３〜１ｃの発生熱を処理する冷却ブロッ
ク、３は前記半導体素子１ａ〜１ｃと冷却ブロック２を
絶縁する絶縁ディスク、４は前記半導体素子１ａ〜１ｃ
と冷却ブロック２、絶縁ディスク３をスタック構成する
ため（Ｊ）クランパ、５は前記スタックの圧接デルト、
６は冷却媒体１を収納する液溜部、Ｔは前記半導体素子
１１〜１ｃの一発生熱を熱交換する冷却媒体、８は冷却
媒体により発生した沸騰蒸気、９は前記沸騰蒸気が通る
気相パイプ、１０は沸騰蒸気８を相変化させる凝縮器、
１１蚤ま空気ガどの第二次冷却媒体、１２・は前記の第
二次冷却媒体１１により再び相変化した凝縮液、１３は
前記冷却媒体Ｔが通る液相パイ！である。
あった０図において、１８〜１ｃは半導体素子、２は前
記半導体素子１３〜１ｃの発生熱を処理する冷却ブロッ
ク、３は前記半導体素子１ａ〜１ｃと冷却ブロック２を
絶縁する絶縁ディスク、４は前記半導体素子１ａ〜１ｃ
と冷却ブロック２、絶縁ディスク３をスタック構成する
ため（Ｊ）クランパ、５は前記スタックの圧接デルト、
６は冷却媒体１を収納する液溜部、Ｔは前記半導体素子
１１〜１ｃの一発生熱を熱交換する冷却媒体、８は冷却
媒体により発生した沸騰蒸気、９は前記沸騰蒸気が通る
気相パイプ、１０は沸騰蒸気８を相変化させる凝縮器、
１１蚤ま空気ガどの第二次冷却媒体、１２・は前記の第
二次冷却媒体１１により再び相変化した凝縮液、１３は
前記冷却媒体Ｔが通る液相パイ！である。
次に従来装置の冷却動作を説明する。半導体素子１１〜
１ｃに通電することにより発生した熱は、その陽極およ
び陰極面に配置されている冷却ブロック２を介して冷却
媒体Ｔ中に放熱される。冷却媒体Ｉはその熱により液相
から気相へと相変化し、沸騰蒸気８が発生する。この沸
騰蒸気８は気相ノ４イｆ９を通り凝縮器１０に至り、こ
こで空気などの第二次冷却媒体１１との間で熱交換され
凝縮液１２となる。この凝縮液１２は液相ノ４イア”１
３を通って液溜部６に戻り、再び沸騰冷却媒体７となる
。
１ｃに通電することにより発生した熱は、その陽極およ
び陰極面に配置されている冷却ブロック２を介して冷却
媒体Ｔ中に放熱される。冷却媒体Ｉはその熱により液相
から気相へと相変化し、沸騰蒸気８が発生する。この沸
騰蒸気８は気相ノ４イｆ９を通り凝縮器１０に至り、こ
こで空気などの第二次冷却媒体１１との間で熱交換され
凝縮液１２となる。この凝縮液１２は液相ノ４イア”１
３を通って液溜部６に戻り、再び沸騰冷却媒体７となる
。
従来の沸騰冷却装置は以上のような構成であるから、半
導体素子１ａ〜１Ｃの発生熱を熱交換する冷却ブロック
２を半導体素子１ａ〜１Ｃの陽極および陰極の両側面に
配置しなければならず、冷却ブロック２の内部構造自体
も冷却媒体７の相変化を行なうだめの気相部、液相部と
を区別したものになっているから複雑である。また、液
溜部６と半導体素子１ａ〜１Ｃを継ないでいるため、半
導体素子１ａ〜１Ｃと冷却ブロック２間あるいは液溜部
６には絶縁を施す必要がある。そのだめ、構造が複雑な
ため、ロー付けなどの作業も必要にｊ ヶ０．１ｔ１
７）ｆｉ□ゆお、工。えヵ、よニオ、ヶどの欠点があっ
た。
導体素子１ａ〜１Ｃの発生熱を熱交換する冷却ブロック
２を半導体素子１ａ〜１Ｃの陽極および陰極の両側面に
配置しなければならず、冷却ブロック２の内部構造自体
も冷却媒体７の相変化を行なうだめの気相部、液相部と
を区別したものになっているから複雑である。また、液
溜部６と半導体素子１ａ〜１Ｃを継ないでいるため、半
導体素子１ａ〜１Ｃと冷却ブロック２間あるいは液溜部
６には絶縁を施す必要がある。そのだめ、構造が複雑な
ため、ロー付けなどの作業も必要にｊ ヶ０．１ｔ１
７）ｆｉ□ゆお、工。えヵ、よニオ、ヶどの欠点があっ
た。
この発明は上記従来装置のもつ欠点を解消し、複雑構造
の要因となる冷却ブロックを必要とせず、絶縁処理構成
を簡単にして信頼性の高い沸騰冷却装置を提供するもの
で、その構成は・冷却媒体を収納する液溜部の下部に半
導体素子を直付けしたことを特徴とする。
の要因となる冷却ブロックを必要とせず、絶縁処理構成
を簡単にして信頼性の高い沸騰冷却装置を提供するもの
で、その構成は・冷却媒体を収納する液溜部の下部に半
導体素子を直付けしたことを特徴とする。
以下、この発明の第１の実施例を第２図により説明する
。第２図はその全体構成図で、図において、１４は半導
体素子１ａ〜１Ｃの一端面と液溜部６の間に挿入される
熱伝達率が高く、かつ電気的絶縁性に優れた絶縁シート
、１５は半導体素子１ａ〜１ｃの他端面とバネ受板１６
との間に挿入される絶縁シート１４と同様な特性を有す
る絶縁シート、１７は皿ばね、１８は圧力板、１９は圧
接ボルト、２０は半導体素子１１〜１ｃの圧接面である
。これらの取付構造の詳細は、第３図の第２の実施例を
示す構成図のものと同様である。その他の符号に対応す
る構成要素は第１図のものと同一構成要素であ・る。
。第２図はその全体構成図で、図において、１４は半導
体素子１ａ〜１Ｃの一端面と液溜部６の間に挿入される
熱伝達率が高く、かつ電気的絶縁性に優れた絶縁シート
、１５は半導体素子１ａ〜１ｃの他端面とバネ受板１６
との間に挿入される絶縁シート１４と同様な特性を有す
る絶縁シート、１７は皿ばね、１８は圧力板、１９は圧
接ボルト、２０は半導体素子１１〜１ｃの圧接面である
。これらの取付構造の詳細は、第３図の第２の実施例を
示す構成図のものと同様である。その他の符号に対応す
る構成要素は第１図のものと同一構成要素であ・る。
第２図において、半導体素子１８〜１ｃの発生熱は半導
体素子１ａ〜１Ｃの両側圧接面により放熱するが、半導
体素子１＆〜１Ｃが冷却媒体Ｔを収納する液溜部６の下
部に配置されているため、熱放散はほとんど液溜部６と
半導体素子１３〜１ｃの圧接面２０で行なわれる。半導
体素子１ａ〜１ｃの圧接面２０での発生熱量は絶縁シー
ト１４を介して液溜部６中に放熱される。発生熱の放散
により冷却媒体は相変化し、沸騰蒸気８が発生し、気相
パイプ９を通り凝縮部１０に至り、空気等の第二次冷却
媒体１１との間で熱交換により沸騰蒸気は凝縮され、凝
縮液１２は液相パイプ１３を通り液溜部６に戻り、再び
沸騰冷却に供する。
体素子１ａ〜１Ｃの両側圧接面により放熱するが、半導
体素子１＆〜１Ｃが冷却媒体Ｔを収納する液溜部６の下
部に配置されているため、熱放散はほとんど液溜部６と
半導体素子１３〜１ｃの圧接面２０で行なわれる。半導
体素子１ａ〜１ｃの圧接面２０での発生熱量は絶縁シー
ト１４を介して液溜部６中に放熱される。発生熱の放散
により冷却媒体は相変化し、沸騰蒸気８が発生し、気相
パイプ９を通り凝縮部１０に至り、空気等の第二次冷却
媒体１１との間で熱交換により沸騰蒸気は凝縮され、凝
縮液１２は液相パイプ１３を通り液溜部６に戻り、再び
沸騰冷却に供する。
このように、従来装置の優れた沸騰冷却効果を損なうこ
となく、従来使用していた半導体素子の両側圧接面に隣
接していた冷却ブロックを無くすことができる。
となく、従来使用していた半導体素子の両側圧接面に隣
接していた冷却ブロックを無くすことができる。
第３図はこの発明の第２の実施例を示す図で、第２図に
おける液溜部６の断面Ａ−Ａを示す。図において、２１
は液溜蓋、２２は冷却フィン２２′を設けた冷却板、２
３は液溜蓋２１と冷却板２２との接続部である。半導体
素子１ａ〜１Ｃによる発生熱は液溜部６において熱放散
されるが、放散熱量をより大きくするために、半導体素
子１ａ〜１Ｃを直付けする液溜部６には、冷却フィン２
２′を設けた冷却板２２と液溜蓋２１により構成し、そ
の接続部２３は溶接またはロー付により液溜部６を構成
する。
おける液溜部６の断面Ａ−Ａを示す。図において、２１
は液溜蓋、２２は冷却フィン２２′を設けた冷却板、２
３は液溜蓋２１と冷却板２２との接続部である。半導体
素子１ａ〜１Ｃによる発生熱は液溜部６において熱放散
されるが、放散熱量をより大きくするために、半導体素
子１ａ〜１Ｃを直付けする液溜部６には、冷却フィン２
２′を設けた冷却板２２と液溜蓋２１により構成し、そ
の接続部２３は溶接またはロー付により液溜部６を構成
する。
第４図はこの発明の第、３の実施例を示す部分図で、２
４は受熱ブロック、２５はヒートパイグー２６は放熱ブ
ロック、２７はその取付ボルトである。半導体素子１ａ
〜１Ｃの発生熱の多くは液溜部６で放散されるが、液溜
１部６と反対側圧接面での発生熱もあなどれない。そこ
で、液溜部６に圧接した半導体素子１ａ〜１Ｃの反対側
圧接面にヒートパイプ２５の受熱ブロック２４を設けて
、液溜部６で熱放散できなかった熱量をヒートパイプの
熱輸送効果を利用し熱輸送を行ない、ヒートパイプの放
熱部に放熱ブロック２６を設け、液溜部６下部に？ルト
２１により取付けて、再び液溜部６内に熱放散させる。
４は受熱ブロック、２５はヒートパイグー２６は放熱ブ
ロック、２７はその取付ボルトである。半導体素子１ａ
〜１Ｃの発生熱の多くは液溜部６で放散されるが、液溜
１部６と反対側圧接面での発生熱もあなどれない。そこ
で、液溜部６に圧接した半導体素子１ａ〜１Ｃの反対側
圧接面にヒートパイプ２５の受熱ブロック２４を設けて
、液溜部６で熱放散できなかった熱量をヒートパイプの
熱輸送効果を利用し熱輸送を行ない、ヒートパイプの放
熱部に放熱ブロック２６を設け、液溜部６下部に？ルト
２１により取付けて、再び液溜部６内に熱放散させる。
以上説明したように、この発明は、沸騰冷却装置におい
て、冷却媒体を収納する液溜部の下部に半導体素子を直
付けしたから、従来装置のように半導体素子の発生熱を
熱交換するための複雑でスペースを必要とする冷却ブロ
ックを別途設ける必要がなく、従来装置における沸騰冷
却効果を維持しつつ、かつ装置全体が小形になり、製作
が容易になるという効果がある。
て、冷却媒体を収納する液溜部の下部に半導体素子を直
付けしたから、従来装置のように半導体素子の発生熱を
熱交換するための複雑でスペースを必要とする冷却ブロ
ックを別途設ける必要がなく、従来装置における沸騰冷
却効果を維持しつつ、かつ装置全体が小形になり、製作
が容易になるという効果がある。
第１図は従来の沸騰冷却装置の構成図、第２〜４図は、
この発明による各実施例を示す構成図である。 １ｉ〜１ｃ・・・・・・半導体素子 ２・・・・・−冷却ブロック ６・・・・・・液溜部
７・・・・−・冷却媒体 １０・・・・・・凝縮器１
４．１５・・・・・・絶縁シート １６・・・・・・
バネ受板２２・・・・・・冷却板 ２２′・・・・・
・冷却フィン２４・・・・・・受熱ブロック ２５・・・・・・ヒートパイプ ２６・−・・・・放熱ブロック なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄
この発明による各実施例を示す構成図である。 １ｉ〜１ｃ・・・・・・半導体素子 ２・・・・・−冷却ブロック ６・・・・・・液溜部
７・・・・−・冷却媒体 １０・・・・・・凝縮器１
４．１５・・・・・・絶縁シート １６・・・・・・
バネ受板２２・・・・・・冷却板 ２２′・・・・・
・冷却フィン２４・・・・・・受熱ブロック ２５・・・・・・ヒートパイプ ２６・−・・・・放熱ブロック なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄
Claims (3)
- （１）冷却媒体の沸騰作用により半導体素子を冷却する
沸騰冷却装置において、冷却媒体を収納する液溜部の下
部に半導体素子を直付けしたことを特徴とする沸騰冷却
装置。 - （２）液溜部は、その下部冷却板に冷却フィンを有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の沸騰冷却
装置。 - （３）半導体素子の反液溜部側にヒート・ソイゾの受熱
ブロックを設けた特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の沸騰冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9268483A JPS59217346A (ja) | 1983-05-26 | 1983-05-26 | 沸騰冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9268483A JPS59217346A (ja) | 1983-05-26 | 1983-05-26 | 沸騰冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59217346A true JPS59217346A (ja) | 1984-12-07 |
Family
ID=14061312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9268483A Pending JPS59217346A (ja) | 1983-05-26 | 1983-05-26 | 沸騰冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59217346A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4941530A (en) * | 1989-01-13 | 1990-07-17 | Sundstrand Corporation | Enhanced air fin cooling arrangement for a hermetically sealed modular electronic cold plate utilizing reflux cooling |
| US5198889A (en) * | 1990-06-30 | 1993-03-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cooling apparatus |
| US5924481A (en) * | 1995-06-22 | 1999-07-20 | Calsonic Corporation | Cooling device for electronic component |
| US20110192574A1 (en) * | 2008-10-29 | 2011-08-11 | Minoru Yoshikawa | Cooling structure, electronic device using same, and cooling method |
| US20130319639A1 (en) * | 2011-02-22 | 2013-12-05 | Nec Corporation | Cooling device and method for making the same |
| JPWO2016031186A1 (ja) * | 2014-08-27 | 2017-06-08 | 日本電気株式会社 | 相変化冷却装置および相変化冷却方法 |
-
1983
- 1983-05-26 JP JP9268483A patent/JPS59217346A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4941530A (en) * | 1989-01-13 | 1990-07-17 | Sundstrand Corporation | Enhanced air fin cooling arrangement for a hermetically sealed modular electronic cold plate utilizing reflux cooling |
| US5198889A (en) * | 1990-06-30 | 1993-03-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cooling apparatus |
| US5924481A (en) * | 1995-06-22 | 1999-07-20 | Calsonic Corporation | Cooling device for electronic component |
| US20110192574A1 (en) * | 2008-10-29 | 2011-08-11 | Minoru Yoshikawa | Cooling structure, electronic device using same, and cooling method |
| US9557117B2 (en) | 2008-10-29 | 2017-01-31 | Nec Corporation | Cooling structure, electronic device using same, and cooling method |
| US20130319639A1 (en) * | 2011-02-22 | 2013-12-05 | Nec Corporation | Cooling device and method for making the same |
| JPWO2016031186A1 (ja) * | 2014-08-27 | 2017-06-08 | 日本電気株式会社 | 相変化冷却装置および相変化冷却方法 |
| US20170280590A1 (en) * | 2014-08-27 | 2017-09-28 | Nec Corporation | Phase-change cooling device and phase-change cooling method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR950014046B1 (ko) | 최적화된 히트 파이프 및 전자회로 일체형 조립체 | |
| US20020023742A1 (en) | Integrated circuit heat pipe heat spreader with through mounting holes | |
| US20060273137A1 (en) | Heat dissipation device with heat pipes | |
| JPH02125457A (ja) | 伝熱装置 | |
| JPH0744246B2 (ja) | 熱除去装置 | |
| US3826957A (en) | Double-sided heat-pipe cooled power semiconductor device assembly using compression rods | |
| JPS59217346A (ja) | 沸騰冷却装置 | |
| JP3093442B2 (ja) | ヒートパイプ式ヒートシンク | |
| JPH0897338A (ja) | 電力用半導体機器の冷却装置 | |
| JP2856729B2 (ja) | 平型半導体素子 | |
| JPH10145064A (ja) | 高放熱性伝熱部品 | |
| JP2757893B2 (ja) | 平型半導体素子 | |
| JP2000018853A (ja) | 板型ヒートパイプを用いた冷却構造 | |
| JPH04196154A (ja) | 半導体冷却装置 | |
| JPS61131553A (ja) | 浸漬液冷装置 | |
| JPH0328513Y2 (ja) | ||
| JP2562180B2 (ja) | 沸騰冷却形半導体装置 | |
| JPS60119798A (ja) | 沸騰冷却装置 | |
| JP2001326310A (ja) | 電子機器冷却装置 | |
| JP2773588B2 (ja) | 冷却装置 | |
| CN112512264B (zh) | 一种散热装置及散热系统 | |
| WO2024045743A1 (zh) | 散热器及电子设备 | |
| JP3656607B2 (ja) | 沸騰冷却装置 | |
| JPH08303969A (ja) | 発熱体の放熱構造 | |
| JP2001165585A (ja) | 平面型ヒートパイプ |