JPS6214699Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は半導体素子の冷却フインとくに圧接
形半導体素子に適した冷却フインの改良に関する
ものである。

最近の半導体素子の大容量化はめざましく電流
容量が1000〜5000Aのものが実用化されている。
これらの電流容量の大きい半導体素子において
は、運転時に発生する電力損失も大きくなり必然
的に冷却フインの性能向上も重要となつてくる。

以下、圧接形半導体素子用冷却フインを例にと
つて説明する。

第１図はこの種従来の冷却フインを一部切り欠
き断面で示す斜視図である。図中、１はヒートシ
ンクであり銅、アルミニウムの如き電気及び熱の
良導体の丸棒でできている。２はフイン薄板であ
り、銅、アルミニウム、鉄の如き電気及び熱の良
導体材料の薄板の中央に円孔３とフランジ４を加
工し、ヒートシンク１に互いに所定の間隔をへだ
てるように複数枚圧入した後ろう付けされてい
る。ヒートシンク１の上面５ａおよび５ｂはきわ
めて平担に加工されており平形半導体素子との熱
的結合を完全なものとするようにしている。

このようにして冷却フイン６が構成される。

第２図は冷却フイン６にて半導体素子７を外部
から締付機構（図示せず）を用いて矢印Ｐのよう
に圧力を加え圧接結合して実用化されている従来
の半導体装置１００を示す側面図である。

以上説明した従来の半導体装置１００は半導体
素子７の性能向上にきわめて有効であるが、さら
に性能向上をするために詳細に検討してみると、
第２図に示す従来の半導体装置１００には大きな
欠点があることが判つた。

すなわち、第２図に示す従来の半導体装置１０
０においては、冷却フイン薄板２に沿つて風を流
し強制風冷して運転する際に最大性能を発揮する
が、冷却フイン６の中央にヒートシンク１がある
ため、第３図に示す如く風の流線８が曲げられ、
せつかくフイン薄板２内部に風が流入してもヒー
トシンク１に衝突した後、左右に飛散しヒートシ
ンク１の下流部分はほとんど風が流れず強制風冷
の効果が大幅に低下する。

第３図は薄板フイン２に沿つて風が流れる状態
を示す平断面図である。

この考案は以上のような点に鑑みてなされたも
ので、冷却風が散逸しないようにして冷却性能の
高い半導体素子用冷却フインを提供せんとするも
のである。

第４図はこの考案を説明するための冷却フイン
６ａを一部切切り欠き断面で示す斜視図である。
図示のようにこの例では、フイン薄板２の対向す
る両側辺部に相隣るフイン薄板２間をふさぐ仕切
板９が設けられている。

第５図ａは第４図の冷却フイン６ａを強制風冷
した場合フイン薄板２に沿つて風が流れる状態を
示す平断面図である。第５図ａに示すようにフイ
ン薄板２に沿つて風を流し強制風冷すると、ヒー
トシンク１により風が左右に飛散しようとする
が、仕切板９によりさえぎられ、流線は矢印８の
ようになり、フイン薄板２の下流半分も有効な強
制風冷の効果がでることを示している。

第５図ｂには、強制風冷の効果をより向上する
手段として仕切板９の形状を鉤形にした第２の例
の場合の流線８を示す。この場合はフイン薄板２
の下流半分の流線の密度が倍化されより冷却効率
が向上することを示している。

第６図に仕切板９の形状例をフイン薄板２側か
ら見た断面図として示す。第６図ａに示す第１の
実施例は仕切板を平面、第６図ｂに示す第２の実
施例は仕切板をＬ字形、そして第６図ｃに示す第
３の実施例は仕切板をコ字形とした場合を各々示
す。

但し、上記第３の実施例の場合、冷却媒体の流
入側すなわち上流側の折れ曲り量は実質的に冷却
媒体の流入を妨げない程度とする。

第７図はこの考案の一実施例を示し、仕切板９
の加工法の例をフイン薄板２の一辺部の要部のみ
を示す斜視図である。

第７図はフイン薄板２に切り起し部を設け、こ
のフイン薄板２を複数枚積層することにより上記
切り起し部で仕切板９が形成されるようにした加
工法を示す。

なお、上述の各実施例ではいずれもフイン薄板
の数は５枚のものを示したが、このフイン薄板の
数は任意に選べることは勿論である。

以上詳述したように、この考案では半導体素子
が装着される柱状のヒートシンクに実質的に四辺
形状をなす複数のフイン薄板を互いに順次所定間
隔をへだててかつ整列させて重ね合わせて取りつ
けた冷却フインにおいて、フイン薄板の一対の側
辺部それぞれに折曲げられて形成され、端部が隣
接するフイン薄板に当接して相隣るフイン薄板間
をふさぐ仕切板を設けたので、フイン薄板をヒー
トシンクに挿入するだけで、簡単にフイン相互間
の間隔が所定間隔になり、かつ相隣るフイン薄板
間をふさぐことができ、しかも強制風冷に用いた
とき冷却用風がヒートシンクの裏側まで廻り込む
ようにでき、従来の冷却フインに比して冷却効果
を大きくできる。

また、仕切板を有したフイン薄板を用意してお
くことにより、フイン薄板の枚数の異なつた多種
類の冷却フインに対しても簡単に適用でき、製造
管理上有益であるという効果をも併せもつもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷却フインを一部切り欠き断面
で示す斜視図、第２図は上記従来の冷却フインを
用いた半導体装置を示す側面図、第３図は従来の
冷却フインにおける強制風冷時のフイン薄板間の
風の流れを示す平断面図、第４図はこの考案を説
明するための冷却フイン６ａを一部切り欠き断面
で示す斜視図、第５図ａ，ｂはそれぞれ強制風冷
時のフイン薄板間の風の流れを示す平断面図、第
６図ａ，ｂおよびｃはそれぞれこの考案の第１、
第２および第３の実施例における仕切板の形状を
示す平断面図、第７図は仕切板の形成方法の例を
示す要部斜視図である。 図において、１はヒートシンク、２はフイン薄
板、３は円孔、４はフランジ、７は半導体素子、
８は風の流れ、９は仕切板である。なお、図中同
一符号は同一もしくは相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 順次所定間隔をへだててかつ整列させて重ね合
   わされそれらの中央部を貫通するヒートシンクに
   取り付けられた複数のフイン薄板の相対向する一
   対の側辺部それぞれに、折曲げられて形成され、
   端部が隣接するフイン薄板に当接して相隣るフイ
   ン薄板間をふさぐ仕切板を設けてなる半導体素子
   用冷却フイン。