JPS5989442A - 平形シリコン整流素子の加圧装置 - Google Patents

平形シリコン整流素子の加圧装置

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Publication number
JPS5989442A
JPS5989442A JP57200095A JP20009582A JPS5989442A JP S5989442 A JPS5989442 A JP S5989442A JP 57200095 A JP57200095 A JP 57200095A JP 20009582 A JP20009582 A JP 20009582A JP S5989442 A JPS5989442 A JP S5989442A
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JP
Japan
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cooling
plate
rectifying
insulating
rectifying element
Prior art date
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Pending
Application number
JP57200095A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kitajima
北島 宏
Shigenobu Muta
牟田 重信
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP57200095A priority Critical patent/JPS5989442A/ja
Publication of JPS5989442A publication Critical patent/JPS5989442A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/11Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/117Stacked arrangements of devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は整流素子エレメントと該整流素子エレメントを
挟持する導電性の金属ケースとを加圧力によって外部か
ら圧接してなる平形シリコン整流素子により整流スタッ
クを構成する場合の加圧装置に関する。
この種の平形シリコン整流素子は冷却効果、機械的強度
、スタック構成の際の作業性などに優れ、小形軽量で極
性の交換が容易に行なえかつ材料コストが低いなど数々
の利点を有するから、今日半導体変換装置などの構成に
広く使用されている。
平形シリコン整流素子は通常第1図に示す如く、シリコ
ンペレット1の両側にこれと熱膨張係数をはソ等しくす
る基板2が接着されておシ、薄い導電性の金属ケース3
0間に収容されている。導電性の金属ケース3としては
銀ケースが広く使用され、この金属ケースを保持するた
めにリング状のセラミックがいし4が金属ケース3を取
シ囲むようにして配置される。金属ケース3と基板2と
は硬ろうなどで接着されてはおらず、金属ケースに外部
から加圧することによって相互に圧接されている。この
場合金属ケース3は平形シリコン整流素子の両側電極を
兼ねておシセラミックの保持リング4が両側電極を電気
的に絶縁している。
従来この種の平形シリコン整流素子を使用して半導体変
換装置などを構成する場合には、先づ適肖な個数の整流
素子から整流スタックを形成する。
整流スタックは第2図に示す如く平形シリ、コン整流素
子の両側に接触板を有する冷却板5を当てたものをユニ
ットとし、数個のユニットを積み重ねて両端に支持板6
を置き、絶縁パイプによって絶縁された3本のボルト7
で一括して締め付けて形成される。この場合通常冷却板
5の一端に接続端子部8を設け、外部リード線をこの接
続端子部8に接続し、また支持板6をそのま\で冷却用
風胴の一部に利用できるように形成するのが一般である
以上の如き整流スタックを使用して半導体変換装置など
を構成した場合、前記の如く整流スタックの冷却板5が
導電部となるから安全のため通常スタックを機器ケース
の内部に収納して強制通風して冷却するか、あるいは何
らかの理由で冷却ファンの使用が忌避される場合には自
然冷却に委ねられる。しかし強制通風による冷却方式で
は冷却ファン及び風胴の占めるスペースと冷却ファンに
よる騒音が問題になる。一方自然冷却方式においてはス
タックの冷却板の放熱面積とその配置が問題である上に
機器ケース内部の温度上昇が犬になるから単に機器ケー
スの容積が増大するだけでなく場合によっては機器ケー
ス自体の冷却に配慮しなければならないなどの欠点を有
する。
前記の如き欠点を排除し省エネルギーと騒音防止の観点
から冷却ファンを使用せずしかも機器内部の温度上昇を
避けるため、整流スタック本体は機器ケース内に配置し
冷却板5だけを機器ケースの外部に導ひいて自然冷却全
行々うことが考えられる。しかし在来の整流スタックに
よシこの冷却方法を実施する場合にはその冷却板5自体
が導電部となっているから、これを安全に機器ケースの
外側に導びくことができるように完全に絶縁することが
必要である。そのためには先ず第3図に示す如く整流素
子エレメント9の両側に金属ケース3を配置し、金属ケ
ース3に外部に対する接続端子部8を設け、金属ケース
3を相互に絶縁するリング状の絶縁体4を同様にリング
状をなし絶縁物からなる保持板11によって保持する。
その際保持板11はシリコンゴムの如き耐熱性耐久性に
優れた弾性体であることが必要である。更に金属ケース
3の外側には機械的強度が高く熱抵抗の低い例えばアル
ミナの如き材料からなる絶縁板10を配置し保持板11
によって支持する。このようにして構成された整流素子
12をその両側に冷却体を配して積み重ね、その両側に
支持板を自て\ボルトにより締め合わせてなる整流スタ
ックを使用して半導体変換装置などを構成するならば、
冷却体は絶縁板により整流素子の導電部から完全に絶縁
されるから、冷却体のみを機器ケースの外側に導いて所
期の如く自然冷却に委ねることが可能になる。
しかし第3図の整流素子ユニットを前記の如く積層して
整流スタックを構成する場合、素子エレメントに対する
加圧力がそのま\絶縁板にも作用するからこれに耐える
ためには絶縁板の厚さを相応に大にする必要があり、折
角熱抵抗の低い材料を使用しても前記の絶縁板の肥厚が
熱抵抗の増大の原因となシ冷却体に対する熱伝達が阻害
されるという欠点を生ずる。
本発明は在来の整流スタックにおける平形シリコン整流
素子の素子エレメントの加圧方法の前記の如き欠点に鑑
み、素子エレメントと絶縁板とのそれぞれに最も適正な
かつそれぞれに対して異なった圧力を加えて整流スタッ
クを構成することにより、絶縁板の厚さを可及的に小さ
くしてその熱抵抗の増大を防止するととのできる素子エ
レメントの加圧装置を提供することを目的とする。
前記の目的は本発明によると首記の加圧装置において、
前記平形整流素子を挟持しかつ接続端子部を備える冷却
板、該冷却板それぞれの外側に隣接して配置される絶縁
板、前記冷却板との間に該絶縁板を支持し外部に突出す
る冷却フィンを有する冷却用ブロック、並びに該冷却用
ブロックと前記絶縁板とをばねを介して前記冷却板に対
して支持する絶縁ケースとよシなる整流素子ユニットを
適宜の個数相互に絶縁して積層し、該積層体の一端に配
置されその中央部の穴を貫通する素子加圧ボルトの案内
板との間に支持ばねを備える可動支え板と、他端に配置
される固定支え板とを適宜の個数の連結ボルトによって
連結して整流スタックを構成するとともに、前記素子加
圧ボルトによって前記素子エレメントを適正に加圧でき
るように前記支持ばねを調整可能にすることによって達
成される。
次に図面に表わされた実施例にもとづいて本発明の詳細
な説明する。
第4図において第1図に示す如き平形整流素子12を挟
んで両側に冷却板13が設けられ、冷却板13には接続
端子部14が設けられる。冷却板13の外側に隣接して
絶縁板15が配置され、冷却板13と絶縁板15の外側
に配置されるヒートブロック16とによって挟持される
。ヒートブロック16は外方に突出するヒートパイプ1
7を有し、ヒートパイプ17の先端部に適宜個数の冷却
フィン18を備える。ヒルドパイブ17の冷却フィン1
8を備える部分が、半導体変換装置などにおいて機器ケ
ースの外側に露出される部分となる。
絶縁板15はその際ヒートブロック16と冷却板13と
を絶縁する。更にヒートブロック16と絶縁板15を覆
うようにして冷却板13に対する絶縁ケース19が設け
られその内面とヒートブロック16との間にばね20が
配置され、ばね20のこわさは絶縁ケース19の内面を
支点として絶縁板15を適正な力によって冷却板13に
抑圧できるように決定される。絶縁ケース19は上下2
つ割れでその合わせ目は印ろう合わせになっている。
更に絶縁ケースの一方の側面からヒートパイプ17が外
方に突出する。
前記の如き横坑の整流ユニットを適宜の個数絶縁間座2
1を介して積層して整流スタックを構成する。その際整
流ユニットの積層体の一端を絶縁1Mi座21を介して
固定支え板22によって支持し、他端を支持はね27を
介して可動支え板23並びに固定支え板22と可動支え
板23とを連結する連結ボルト28によって支持された
案内板25に螺合する素子加圧ボルト24にょシ絶縁間
座21を挟んで支持する。その際素子加圧ボルト24の
調整を円滑に行なわせるために素子加圧ボルト24と絶
縁間座21との間に加圧ボール26が設けられるととも
に支持ばね27のばねカは調整可能である。
前記の如くにして構成された整流スタックにおいて素子
調整ボルトを操作して整流ユニットを加圧する場合、絶
縁ケース19の印ろう合せ目29が完全に閉合されると
げね20の所定のばねカにより絶縁板15は冷却板13
とヒートブロック16とで挟持される。したがってその
後素子エレメント9に対する冷却板13の加圧力を調整
するため素子加圧ボルト24を操作して加圧しても、絶
縁板15に対してはばね20による所定の力板上の力が
加わることがないから機械的強度の面からその厚さを犬
にする必要がなく、したがって熱抵抗を低く保つことが
可能である。
本発明は以上に説明した如く整流素子エレメントと該整
流素子ニレメントラ挟持する導電性の金属ケースとを加
圧力によって外部から圧接してなる平形シリコン整流素
子により整流スタックを構成する場合の加圧装置におい
て、前記平形素子を挟持しかつ接続端子部を備える冷却
板、該冷却板それぞれの外側に隣接して配置される絶縁
板、前記冷却板との間に該絶縁板を支持し外部に突出す
る冷却フィンを有する冷却用ブロック、並びに該冷却用
プロッタと前記絶縁板とをばねを介して前記冷却板に対
して支持する絶縁ケースとよシなる整流素子ユニットを
適宜の個数相互に絶縁して積ノーシ、該積J一体の一端
に配置されその中央部の穴を貫通する素子加圧ボルトの
案内板との間に支持ばねを備える可動支え板と他端に配
置される固定支え板とを適宜の個数の連結ボルトによ多
連結して整流スタックを構成するとともに、前記素子加
圧ボルトにより前記素子エレメントを適正に加圧できる
よ5に前記支持ばねを調整可能にすることによって、素
子エレメントの導電部と冷却ブロックとを絶縁する絶縁
板を加圧するばね力を素子エレメントに対する加圧力と
無関係に適正な一定の支持圧力が得られるよう設定でき
、絶縁板の機械的強度を高めるため熱抵抗特性を犠牲に
してその厚さを犬にする必要がないから素子エレメント
の冷却ブロックに対する熱伝達は阻害されることがなく
、したがってこのような整流ユニットによ多構成された
スタックを使用して半導体変換装置などを、組立てる場
合、冷却用ブロックの冷却フィンのみを機器ケースの外
側に簡単かつ安全に導ひき無騒音かつ省エネルギーの自
然冷却に委ねることが可能になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は在来の平形シリコン整流素子の概略を示す縦断
面図、第2図は第1図の素子からなる整流スタックの正
面並びに側面の外形図、第3図は冷却板の外側に絶縁板
を備えた別の平形シリコン整流素子の概略を示す縦断面
図、第4図は第1図の平形シリコン整流素子を用いて整
流スタックを構成する場合の本発明の加圧装置を示す縦
断面図をそれぞれ表わす。 9・・・整流素子エレメント、12・・・平形シリコン
整流素子、13・・・冷却板、14・・・接続端子部、
15・・・絶縁板、16・・・冷却用ブロック、18・
・・冷却フィン、19・・・絶縁ケース、20・・・ば
ね、21・・・絶縁間座、22・・・固定支え板、23
・・・可動支え板、24・・・素子加圧ボルト、25・
・・案内板、27・・・支持ばね、28・・・連結ボル
ト。 f1図 才3図 才4図 z

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)整流素子エレメントと該整流素子エレメントを挟持
    する導電性の金属ケースとを加圧力によって外部から圧
    接してなる平形シリコン整流素子によシ整流スタックを
    構成する場合の加圧装置において、前記平形整流素子を
    挟持しかつ接続端子部を備える冷却板、該冷却板それぞ
    れの外側に隣接して配置される絶縁板、前記冷却板との
    間に該絶縁板を支持し外部に突出する冷却フィンを有す
    る冷却用ブロック、並びに該冷却用ブnツクと前記絶縁
    板とをばねを介して前記冷却板に対して支持する絶縁ケ
    ースとよりなる整流素子ユニットを適宜の個数相互に絶
    縁して積層し、該積層体の一端に配置されその中央部の
    穴を貫通する素子加圧ボルトの案内板との間に支持ばね
    を備える可動支え板と他端に配置される固定支え板とを
    適宜の個数の連結ボルトによって連結して整流スタック
    を構成するとともに、前、記素子加圧ボルトにより前記
    素子エレメントを適正に加圧できるように前記支持ばね
    を調整可能にしてなることを特徴とする平形シリコン整
    流素子の加圧装置。
JP57200095A 1982-11-15 1982-11-15 平形シリコン整流素子の加圧装置 Pending JPS5989442A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01192152A (ja) * 1988-01-28 1989-08-02 Mitsubishi Electric Corp 電気発熱体の冷却装置
JPH01192148A (ja) * 1988-01-28 1989-08-02 Mitsubishi Electric Corp 電気発熱体の冷却装置
CN100433959C (zh) * 2003-08-21 2008-11-12 株洲时代集团公司 一种热管散热的整流器组件

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01192152A (ja) * 1988-01-28 1989-08-02 Mitsubishi Electric Corp 電気発熱体の冷却装置
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