JPS6292455A - 出力半導体エレメント用熱放散設備 - Google Patents
出力半導体エレメント用熱放散設備Info
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- JPS6292455A JPS6292455A JP61233134A JP23313486A JPS6292455A JP S6292455 A JPS6292455 A JP S6292455A JP 61233134 A JP61233134 A JP 61233134A JP 23313486 A JP23313486 A JP 23313486A JP S6292455 A JPS6292455 A JP S6292455A
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- Japan
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- heat
- heat exchange
- evaporation
- equipment
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- 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
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- 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
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- H—ELECTRICITY
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (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】
［産業上の利用分野−１
゛采発明は、一般に電力半導体エレメントが生成する熱
の放散に関するものであり、さらに限定的にいうと、熱
放散エレメントに対する半導体エレメントの電気絶縁を
行なう放散設備に関係するものである。
の放散に関するものであり、さらに限定的にいうと、熱
放散エレメントに対する半導体エレメントの電気絶縁を
行なう放散設備に関係するものである。
「従来の技術、発明が解決しようとする問題点」２つの
放熱エレメントの間に半導体エレメントをはさむことは
、既知の技術である。放熱体は、自然対流又は強制対流
により直接通気されており、空気により冷却され得る。
放熱エレメントの間に半導体エレメントをはさむことは
、既知の技術である。放熱体は、自然対流又は強制対流
により直接通気されており、空気により冷却され得る。
又メｉＩｉ、熱体は、冷却液の循環系統によっても冷却
することができる。第一の方法は、電圧を受けている放
熱体にひじょうに急速にタリン力が形成するという欠点
をも、ら、そのため空気をろ過する必要がある。冷却液
による冷却という方法の方は、ポンプ、ゲート弁及び制
御機構を必要とする。
することができる。第一の方法は、電圧を受けている放
熱体にひじょうに急速にタリン力が形成するという欠点
をも、ら、そのため空気をろ過する必要がある。冷却液
による冷却という方法の方は、ポンプ、ゲート弁及び制
御機構を必要とする。
さらに、ドイツ特許ｒ） Ｆ、 −ＯＳ−２４１４２７
０によると、半導体エレメントのための蒸発による冷凍
装置がある。この特許によると、半導体エレメントは、
電気的に絶縁された冷凍液が中を循環している冷凍ボッ
クスと交互に積−トげられる。冷凍ボックスは放熱エレ
メントと閉回路状態にある。この種の装置において、冷
却回路の一部は、関連する単数又は複数の半導体と等電
位にあり、これは不利な点である。さらに、半導体エレ
メントが故障すると、その交換のため冷却回路の分解と
いうきわめて複雑な作業が必要となる。最後に、このタ
イプの装置を用いても、゛放熱エレメントを自由空気に
放置しながら、気密なチャンバの中に半導体装置するこ
とはできない。
０によると、半導体エレメントのための蒸発による冷凍
装置がある。この特許によると、半導体エレメントは、
電気的に絶縁された冷凍液が中を循環している冷凍ボッ
クスと交互に積−トげられる。冷凍ボックスは放熱エレ
メントと閉回路状態にある。この種の装置において、冷
却回路の一部は、関連する単数又は複数の半導体と等電
位にあり、これは不利な点である。さらに、半導体エレ
メントが故障すると、その交換のため冷却回路の分解と
いうきわめて複雑な作業が必要となる。最後に、このタ
イプの装置を用いても、゛放熱エレメントを自由空気に
放置しながら、気密なチャンバの中に半導体装置するこ
とはできない。
又、フランス特許第２５４４９１８号は、蒸気及び液体
のコレクタ（タンク）が分離しており、冷凍エレメント
が半導体から電気的に絶縁されているような、冷却装置
を開示している。しかし、この装置において、連結用た
わみ管及び取付は用ネジ類は電導体で、電圧を受けてお
り、このことは前述のものと同様に不利な点である。
のコレクタ（タンク）が分離しており、冷凍エレメント
が半導体から電気的に絶縁されているような、冷却装置
を開示している。しかし、この装置において、連結用た
わみ管及び取付は用ネジ類は電導体で、電圧を受けてお
り、このことは前述のものと同様に不利な点である。
本発明は、これらの不利点を補償し、放熱エレメント全
体が半導体エレメントから電気的に絶縁されてい゛るよ
うな、熱媒液の蒸発／凝縮タイプの、半導体エレメント
用熱放散設備を提案することを目的とする。
体が半導体エレメントから電気的に絶縁されてい゛るよ
うな、熱媒液の蒸発／凝縮タイプの、半導体エレメント
用熱放散設備を提案することを目的とする。
本発明のもう一つの目的は、可動な機械的機構が全く含
まれずメンテナンスも簡１１で迅速にできる、防塵チャ
ンバの中に半導体エレメントを置くこと”ができるよう
な放熱設備を提案することにある。
まれずメンテナンスも簡１１で迅速にできる、防塵チャ
ンバの中に半導体エレメントを置くこと”ができるよう
な放熱設備を提案することにある。
［問題点を解決するための手段、作用−１このため、本
発明は、以下のものを組合せて含んでいることを特徴と
する、出力半導体用放熱設備に関連するものである： 優れた熱伝導体である材料でできた蒸発ケーソンならび
に出力半導体エレメントが交互に付いているカラム。な
お、かかる蒸発ケーソン及び半導体エレメントの少なく
ともいくつかは、熱又は電気的に接触しており、ケーソ
ンには電気接続用機構が備わっている。
発明は、以下のものを組合せて含んでいることを特徴と
する、出力半導体用放熱設備に関連するものである： 優れた熱伝導体である材料でできた蒸発ケーソンならび
に出力半導体エレメントが交互に付いているカラム。な
お、かかる蒸発ケーソン及び半導体エレメントの少なく
ともいくつかは、熱又は電気的に接触しており、ケーソ
ンには電気接続用機構が備わっている。
冷却ひれのついた、各々の蒸発ケーソンにそれぞれ結び
つけられた熱交換機構。
つけられた熱交換機構。
各々、電気的に絶縁された部分と柔軟な金属部分をもち
、熱交換機構と蒸発ケーソン各々の間に延びている、２
つの流体連結機構。ならびに、各蒸発ケーソン中で蒸発
し、第一の連結機構を１ｉＩｌって熱交ｔａ機構の方へ
進み、かかる熱交換機構の中で凝縮し、そして第２の連
結機構を通って上述のケーソンの中に戻ることにより、
半導体エレメントが生成した熱の放散を行なう誘電性の
液体熱媒。
、熱交換機構と蒸発ケーソン各々の間に延びている、２
つの流体連結機構。ならびに、各蒸発ケーソン中で蒸発
し、第一の連結機構を１ｉＩｌって熱交ｔａ機構の方へ
進み、かかる熱交換機構の中で凝縮し、そして第２の連
結機構を通って上述のケーソンの中に戻ることにより、
半導体エレメントが生成した熱の放散を行なう誘電性の
液体熱媒。
「実施例」
本発明は、添付図面を基準にして例として示されている
その望ましい実施様式に関する以下の詳細説明を読むこ
とにより、よりよく理解できることと思われる。
その望ましい実施様式に関する以下の詳細説明を読むこ
とにより、よりよく理解できることと思われる。
これらの図を参照すると、まず、能動的コンポーネント
、つまり「パワーディスク」と呼ばれるケース内にとり
つけられている出力半導体エレメント（１０） 、及び
受動的コンポーネント、つまりこの例においてはコンデ
ンサ（１２）と保護抵抗器四４）を含む従来のタイプの
電気回路が見られる。出力エレクトロニクスの分野では
よく知られている方法で、半導体エレメントは、その信
顛性が損なわれたり変わったりしないようその温度が充
分低く保たれるように、冷却系で放出さ・口る必要のあ
る一定の熱を、放散させる。
、つまり「パワーディスク」と呼ばれるケース内にとり
つけられている出力半導体エレメント（１０） 、及び
受動的コンポーネント、つまりこの例においてはコンデ
ンサ（１２）と保護抵抗器四４）を含む従来のタイプの
電気回路が見られる。出力エレクトロニクスの分野では
よく知られている方法で、半導体エレメントは、その信
顛性が損なわれたり変わったりしないようその温度が充
分低く保たれるように、冷却系で放出さ・口る必要のあ
る一定の熱を、放散させる。
このため、半導体エレメント（１０）は、互いに平行に
、かつほぼ垂直に延びる複数の第一の蒸発ケーソン（１
６）の間にサンドインチ型にとりつけられ、圧縮されて
いる。ケーソン（１６）は、銅のような熱、電気的に高
い伝導率をもつ金属で作られ、後で述べる熱媒液の循環
のための、互いに連絡し合っている争−又は複数の内部
キャビティを有している。蒸発ケーソン（１６）との熱
交換に有利に働くよう、各半導体エレメントの電極（１
０）上に、かかるケーソンと接触して、熱グリース・フ
ィルムが配置されている。さらに、受動的コンポーネン
ト（１２，１４）は同様に銅でできている第２の蒸発ケ
ーソン（１８）の外部表面上にマカントされている。
、かつほぼ垂直に延びる複数の第一の蒸発ケーソン（１
６）の間にサンドインチ型にとりつけられ、圧縮されて
いる。ケーソン（１６）は、銅のような熱、電気的に高
い伝導率をもつ金属で作られ、後で述べる熱媒液の循環
のための、互いに連絡し合っている争−又は複数の内部
キャビティを有している。蒸発ケーソン（１６）との熱
交換に有利に働くよう、各半導体エレメントの電極（１
０）上に、かかるケーソンと接触して、熱グリース・フ
ィルムが配置されている。さらに、受動的コンポーネン
ト（１２，１４）は同様に銅でできている第２の蒸発ケ
ーソン（１８）の外部表面上にマカントされている。
本発明に従った熱放散設備には、蒸発ケーソン（１６及
び１８）の他に、２０及び２２で総体的に表示されてい
る。後で詳述するように、それぞれかかるケーソンに結
びつけられている熱交換器ユニットが含まれている。
び１８）の他に、２０及び２２で総体的に表示されてい
る。後で詳述するように、それぞれかかるケーソンに結
びつけられている熱交換器ユニットが含まれている。
第１図によりよく示されているように、各々の蒸発ケー
ソン（１６）は、ガラスや陶器のような電気的に絶縁性
のある接合エレメント（４６）及び銅のような電導性あ
る金属で作られた曲管（２８）が後に続いている、でき
れば波形ステンレス鋼製の蒸気吐出し用ホース（２４）
により結びつけられた熱交換ユニット（熱放散エレメン
ト）（２０）に連結されている。このようにして、熱放
散ユニット（２０）との関係において、半導体と蒸発ケ
ーソンのアセンブリは、隔離されることとなる。
ソン（１６）は、ガラスや陶器のような電気的に絶縁性
のある接合エレメント（４６）及び銅のような電導性あ
る金属で作られた曲管（２８）が後に続いている、でき
れば波形ステンレス鋼製の蒸気吐出し用ホース（２４）
により結びつけられた熱交換ユニット（熱放散エレメン
ト）（２０）に連結されている。このようにして、熱放
散ユニット（２０）との関係において、半導体と蒸発ケ
ーソンのアセンブリは、隔離されることとなる。
管（２８）は、ユニット（２０）の蒸気コレクタ（３０
）に終端をもつ。
）に終端をもつ。
ユニット（２０）には、できれば銅製の蛇管状の熱交換
管（３２）が複数ついており、その上に例えばろう付け
などによって、銅やアルミニウムなどの適当な熱伝導性
をもつ金属製のひれ（３４）が固定されている。従来の
方法で特に設置が自然換気の下に行なわれる場合、冷却
面の放射率を増大するように黒でアセンブリ全体を塗装
することもできる。この場合、ひれは垂直に配置する。
管（３２）が複数ついており、その上に例えばろう付け
などによって、銅やアルミニウムなどの適当な熱伝導性
をもつ金属製のひれ（３４）が固定されている。従来の
方法で特に設置が自然換気の下に行なわれる場合、冷却
面の放射率を増大するように黒でアセンブリ全体を塗装
することもできる。この場合、ひれは垂直に配置する。
凝縮物コレクタ（３６）は管（３２）の下端と連絡して
いる。上述の方法と同じ方法で、凝縮物コレクタ（３６
）は、鋼管（３８）、ガラス又は陶器製の絶縁接合エレ
メント（４０）及び波形ステンレス鋼製の液体流入ホー
ス（４２）を介して、蒸発ケーソン（１６）の液体入口
に接続されている。
いる。上述の方法と同じ方法で、凝縮物コレクタ（３６
）は、鋼管（３８）、ガラス又は陶器製の絶縁接合エレ
メント（４０）及び波形ステンレス鋼製の液体流入ホー
ス（４２）を介して、蒸発ケーソン（１６）の液体入口
に接続されている。
弗化炭化水素のような従来の熱媒液は、上述の閉回路の
中に入れられる。
中に入れられる。
又、各々の蒸発ケーソン（１８）は、できれば銅製の金
属板（１５）を介して電力電気回路の受動的コンポーネ
ント（１２，１４）を受入れる。
属板（１５）を介して電力電気回路の受動的コンポーネ
ント（１２，１４）を受入れる。
こうして、モジュール式の受動的コンポーネント構造を
作り上げる。なお、総体的に（４３）で表わされている
各モジュールは、重数又は複数の半導体エレメント（１
０）に結びつけられている。
作り上げる。なお、総体的に（４３）で表わされている
各モジュールは、重数又は複数の半導体エレメント（１
０）に結びつけられている。
受動的コンポーネント（１２，１４）の１モジユールの
各々のケーソン（１８）は、それぞれ蒸気出口及び液体
入口用の銅などでできた金属管（４４，４６）を介して
結びつけらている第２の熱交換ユニット（熱放散ユニッ
ト）に接続されている。ユニット（２２）には、熱伝導
体である金属で作られたひれ（５０）がその上に固定さ
れている複数の蛇管（４８）がついている。
各々のケーソン（１８）は、それぞれ蒸気出口及び液体
入口用の銅などでできた金属管（４４，４６）を介して
結びつけらている第２の熱交換ユニット（熱放散ユニッ
ト）に接続されている。ユニット（２２）には、熱伝導
体である金属で作られたひれ（５０）がその上に固定さ
れている複数の蛇管（４８）がついている。
ユニソ）（２２）の構造（選定材料、組立て方法）はで
きるかぎり、ユニット（２０）の構造とほぼ同じである
のがよい。
きるかぎり、ユニット（２０）の構造とほぼ同じである
のがよい。
熱放散体（ひれ）（３４及び５０）は独立していても、
又ユニットになっていてもよい。しかし、熱放散体（３
４）は熱放散体（５０）の下側にあり、最も冷たい空気
が半導体エレメント（１ｏ）の冷却を最初に受けるよう
になっていることが望ましい。実際、抵抗器（１４）は
一般に、半導体（１０）の温度より高い温度を受け、こ
のとき、低温であるコンデンサ（１２）は従来通りこれ
らの抵抗器のそばにとりつけられている。従って、熱放
散体（５０）は熱放散体（３４）より高い温度にあり、
このことは、自然対流の上胃空気流に有利に作用する。
又ユニットになっていてもよい。しかし、熱放散体（３
４）は熱放散体（５０）の下側にあり、最も冷たい空気
が半導体エレメント（１ｏ）の冷却を最初に受けるよう
になっていることが望ましい。実際、抵抗器（１４）は
一般に、半導体（１０）の温度より高い温度を受け、こ
のとき、低温であるコンデンサ（１２）は従来通りこれ
らの抵抗器のそばにとりつけられている。従って、熱放
散体（５０）は熱放散体（３４）より高い温度にあり、
このことは、自然対流の上胃空気流に有利に作用する。
ここで、波形ステンレス鋼でできたたわみ管（２４，４
２）の目的が、とくに半導体エレメント（１０）の設置
や交換のため蒸発ケーソン（１６）を移動させたり後述
のように半導体エレメントからの充分な熱伝達に必要な
締付は力をこれらに与えたりしなくてはならなくなった
場合に、信頼性を高めるためさまざまな管類の固定部分
（ろう付け、埋込みなど）に対してｔｊえられる応力を
制限することにある、ということに留意されたい。
２）の目的が、とくに半導体エレメント（１０）の設置
や交換のため蒸発ケーソン（１６）を移動させたり後述
のように半導体エレメントからの充分な熱伝達に必要な
締付は力をこれらに与えたりしなくてはならなくなった
場合に、信頼性を高めるためさまざまな管類の固定部分
（ろう付け、埋込みなど）に対してｔｊえられる応力を
制限することにある、ということに留意されたい。
本発明の派生型によると、配置がこれを許容できるよう
なものである場合、半導体エレメント（１０）の！へ発
ゲーソン上（１６）に、１４ａで示されている動的平衡
抵抗器のような、電力電子回路の成る種の受動的コンポ
ーネントをとりつけることもできる。
なものである場合、半導体エレメント（１０）の！へ発
ゲーソン上（１６）に、１４ａで示されている動的平衡
抵抗器のような、電力電子回路の成る種の受動的コンポ
ーネントをとりつけることもできる。
第２図には、当該設備のさまざまなエレメントの組立て
がより良く示されている。
がより良く示されている。
この図を参照すると、結びつけられた蒸発ケーソン（１
６）と半導体エレメント（１０）は、総体的に５１で示
されている１つのカラムを形成するよう、積上げられて
いる。なお、このとき、蒸発ケーソンは電気接続部の代
りも果たし、５２で示されているような接続端子をもっ
ている。半導体（１０）及び蒸発ケーソン（１６）は、
カラムの軸（５６）に対して正しく心合せされているよ
う、向かい合った面の各々の中にこの目的で備えつけら
れたオリフィス（図示されておらず）内に軸方向に配置
されたセンタリング用パイ中間子（５４）を用いて、互
いに対してセンタリングされる。このようなセンタリン
グは、後述のように、半導体エレメント（１０）と蒸発
ケーソン（１６）の間で優れた熱伝達が保たれるように
良い条件の下でエレメント間の締付は応力を及ぼすこと
ができるようにするために必要なことである。
６）と半導体エレメント（１０）は、総体的に５１で示
されている１つのカラムを形成するよう、積上げられて
いる。なお、このとき、蒸発ケーソンは電気接続部の代
りも果たし、５２で示されているような接続端子をもっ
ている。半導体（１０）及び蒸発ケーソン（１６）は、
カラムの軸（５６）に対して正しく心合せされているよ
う、向かい合った面の各々の中にこの目的で備えつけら
れたオリフィス（図示されておらず）内に軸方向に配置
されたセンタリング用パイ中間子（５４）を用いて、互
いに対してセンタリングされる。このようなセンタリン
グは、後述のように、半導体エレメント（１０）と蒸発
ケーソン（１６）の間で優れた熱伝達が保たれるように
良い条件の下でエレメント間の締付は応力を及ぼすこと
ができるようにするために必要なことである。
カラムの両端には、それぞれに、カラム全体の電気的絶
縁のための２つの絶縁エレメント（５７，５８）が備わ
っている。
縁のための２つの絶縁エレメント（５７，５８）が備わ
っている。
なお、配線図から必要と思われる場合、隣接する２つの
半導体エレメントを電気的に絶縁するため、単数又は複
数の中間絶縁エレメント（そのうち１つが６０で表わさ
れている）をカラム内で用いることができる。絶縁すべ
き半導体により放出される熱が必要とするならば、さら
に、上述の半導体（１０）と中間絶縁体（６０）の間に
ト述のタイプの蒸発ケーソン（１６）を置くことも可能
である。
半導体エレメントを電気的に絶縁するため、単数又は複
数の中間絶縁エレメント（そのうち１つが６０で表わさ
れている）をカラム内で用いることができる。絶縁すべ
き半導体により放出される熱が必要とするならば、さら
に、上述の半導体（１０）と中間絶縁体（６０）の間に
ト述のタイプの蒸発ケーソン（１６）を置くことも可能
である。
カラム（５１）は、ナンド（６８）によりそれ自体固定
されているネジ付きロンドをスペーサとする２枚の端部
プレート（６２，６４）の間に入る。場合によっては、
ロンド（６６）に絶縁被覆（図示されておらず）をほど
こすこともできる。
されているネジ付きロンドをスペーサとする２枚の端部
プレート（６２，６４）の間に入る。場合によっては、
ロンド（６６）に絶縁被覆（図示されておらず）をほど
こすこともできる。
カラム（５１）の締付けは、テーブル（６２）との関係
において、ネジ（７２）に結びつけられた従来の締付は
エレメント（７０）を介して行なわれる。
において、ネジ（７２）に結びつけられた従来の締付は
エレメント（７０）を介して行なわれる。
設備全体は、枠組（７１）の上にとりつけられ、山形材
（７６）などを用いて、箱（図示されず）の内部に固定
される。カラム（５１）がオーバーハング状態にならな
いよう、テーブル（６２，６４）を、適当なとりつけ用
Ｔ形鋼を用いて、上述の箱に固定することができる。第
１図には、７８として、この固定が行なわれるこの箱の
一部分が示されている。この部分（７８）は、設備全体
を下方へとり外しできるようこれと一体を成した解体が
できるように、設計されていてもよい。このような方法
は、設備が地下鉄の動力車上にとりつけられる場合にと
くに有効である。
（７６）などを用いて、箱（図示されず）の内部に固定
される。カラム（５１）がオーバーハング状態にならな
いよう、テーブル（６２，６４）を、適当なとりつけ用
Ｔ形鋼を用いて、上述の箱に固定することができる。第
１図には、７８として、この固定が行なわれるこの箱の
一部分が示されている。この部分（７８）は、設備全体
を下方へとり外しできるようこれと一体を成した解体が
できるように、設計されていてもよい。このような方法
は、設備が地下鉄の動力車上にとりつけられる場合にと
くに有効である。
又、同様に第１図を参照すると、コンボーネン１部分（
第１図では間仕切りの右側）と放熱体部分（左側）の間
に気密性ある間仕切り（８０）を備えることもできる。
第１図では間仕切りの右側）と放熱体部分（左側）の間
に気密性ある間仕切り（８０）を備えることもできる。
この気密性は、適切な目地（８２）により得られる。な
お、ここで、さまざまな金属管をｊＷＵすため、プレー
）（８０）内にはパツキン箱（８２）が備わっている。
お、ここで、さまざまな金属管をｊＷＵすため、プレー
）（８０）内にはパツキン箱（８２）が備わっている。
このような配慮により、コンポーネント全体を箱の気密
な領域内に配置することができる。
な領域内に配置することができる。
最後に、小さな容積内で充分な放熱を得ることができる
ように、８４で示されているような重数又は複数のファ
ンを本発明に従った熱放散設備に備えつけることができ
る。このファンには、サーモスタット式の制御装置を備
えつけてもよい。
ように、８４で示されているような重数又は複数のファ
ンを本発明に従った熱放散設備に備えつけることができ
る。このファンには、サーモスタット式の制御装置を備
えつけてもよい。
「作 用」
上述の設備の機能は以下のとおりである：２つの蒸発ケ
ーソン（１６）の間にはさまれそれらと熱、電気的に接
触している各々の半導体（１０）は、こうしてこれらの
ケーソンに対し、その機能中に放出する熱を伝達するこ
とができる。この熱の移入により、熱媒液は沸とうし、
こうしてケーソン中に形成された蒸気は熱交換ユニット
（２０）の方へ排出され、ここで凝縮する。このとき、
凝縮物は重力により、液体状態の熱媒液の自由表面（図
示されず）に達するまで、熱交換管（３２）の中を降下
する。この液は、上述の通路（３８，４０，４２）をｉ
ｍっでケーソンの下部領域へと戻り、ここで再び蒸発す
る。こうして、半導体エレメントを簡単にかつ効率よく
冷却するための自然発生循環閉回路ができる。放熱工１
ノメントは、半導体から電気的に絶縁されており、この
ことは安全性の面からみてもタリンカ形成の面からみて
も有利である。特に、このことにより、放熱体を設備の
アースに接続し、及び／又は、これらを悪天候にさらす
こともできる。一方、カラム（５１）の中に単数又は複
数の半導体を交換する作業はさまざまな管の接続（ろう
づけなど）を破壊する危険性なく容易にできる。結局、
本発明に従った冷却設備の構造は、結びつけられた熱放
散体が自由空気にさらされた４１Ｂで、気密性のあるチ
ャンバー内に電子コンポーネントを配置できるようにす
るものである。こうして、電圧を受けている全ての部品
を絶縁することができる。
ーソン（１６）の間にはさまれそれらと熱、電気的に接
触している各々の半導体（１０）は、こうしてこれらの
ケーソンに対し、その機能中に放出する熱を伝達するこ
とができる。この熱の移入により、熱媒液は沸とうし、
こうしてケーソン中に形成された蒸気は熱交換ユニット
（２０）の方へ排出され、ここで凝縮する。このとき、
凝縮物は重力により、液体状態の熱媒液の自由表面（図
示されず）に達するまで、熱交換管（３２）の中を降下
する。この液は、上述の通路（３８，４０，４２）をｉ
ｍっでケーソンの下部領域へと戻り、ここで再び蒸発す
る。こうして、半導体エレメントを簡単にかつ効率よく
冷却するための自然発生循環閉回路ができる。放熱工１
ノメントは、半導体から電気的に絶縁されており、この
ことは安全性の面からみてもタリンカ形成の面からみて
も有利である。特に、このことにより、放熱体を設備の
アースに接続し、及び／又は、これらを悪天候にさらす
こともできる。一方、カラム（５１）の中に単数又は複
数の半導体を交換する作業はさまざまな管の接続（ろう
づけなど）を破壊する危険性なく容易にできる。結局、
本発明に従った冷却設備の構造は、結びつけられた熱放
散体が自由空気にさらされた４１Ｂで、気密性のあるチ
ャンバー内に電子コンポーネントを配置できるようにす
るものである。こうして、電圧を受けている全ての部品
を絶縁することができる。
当然のことながら、本発明は、前述の実施様式に限定さ
れたものではなく、当該技術の熟練者が行なうあらゆる
修正又は派生型をその範囲に含んでいるものである。従
って、半導体式電力回路が機関車用エンジンに用いられ
る場合、設備内に適当な空気取入れ、送出し口をつけ、
冷却ひれを適切に方向づけることにより、単数又は複数
の放熱７エ レメント ジンの動きを利用することもできる。
れたものではなく、当該技術の熟練者が行なうあらゆる
修正又は派生型をその範囲に含んでいるものである。従
って、半導体式電力回路が機関車用エンジンに用いられ
る場合、設備内に適当な空気取入れ、送出し口をつけ、
冷却ひれを適切に方向づけることにより、単数又は複数
の放熱７エ レメント ジンの動きを利用することもできる。
又、熱放散設備のニレノンｌの製造には、適切な機械的
、電気的及び熱強度を有する全ての金属又は合金を用い
ることができる。
、電気的及び熱強度を有する全ての金属又は合金を用い
ることができる。
最後に、鉄ｊ６機関車のような車両上にこの設備を搭載
する場合、熱交換回ｌｌ′古の中には、設備が横勾配や
傾斜状態にあるとき及び／又は加速又は減速を受けてい
るとき蒸発ケーソンへの凝縮物の供給がつねに行なわれ
るように、充分な鼠の熱媒液を備えておくものとする。
する場合、熱交換回ｌｌ′古の中には、設備が横勾配や
傾斜状態にあるとき及び／又は加速又は減速を受けてい
るとき蒸発ケーソンへの凝縮物の供給がつねに行なわれ
るように、充分な鼠の熱媒液を備えておくものとする。
第１図は、本発明に従った熱放散設備の部分的断面の側
面図である。 第２図は、第１図の設備の正面図である。 １０・・・・・・電力半導体エレメント、１６・・・・
・・蒸発ケーソン、３４・・・・・・冷却ひれ、２０・
・・・・・熱交換機構、 ２６、４２・・・・・・電気的絶縁部分、２４、４２・
・・・・・柔軟な金属部分、３２・・・・・・蛇管、３
４・・・・・・冷却ひれ。
面図である。 第２図は、第１図の設備の正面図である。 １０・・・・・・電力半導体エレメント、１６・・・・
・・蒸発ケーソン、３４・・・・・・冷却ひれ、２０・
・・・・・熱交換機構、 ２６、４２・・・・・・電気的絶縁部分、２４、４２・
・・・・・柔軟な金属部分、３２・・・・・・蛇管、３
４・・・・・・冷却ひれ。
Claims (5)
- （１）以下のものを組合せで含んでいることを特徴とす
る、出力半導体エレメント用熱放散装備：優れた熱伝導
体である材料でできた蒸発ケーソン（１６）と電力半導
体エレメント（１０）が交互に付いているカラム。なお
、かかる蒸発ケーソン及び半導体エレメントの少なくと
もいくつかは、熱又は電気的に接触しており、ケーソン
には電気接続用機構が備わっている。 冷却ひれ（３４）のついた、各々の蒸発ケーソンにそれ
ぞれ結びつけられた熱交換機構（２０）。 各々、電気的に絶縁された部分（２６、４２）と柔軟な
金属部分（２４、４２）をもち、熱交換機構と蒸発ケー
ソン各々の間に延びている、２つの流体連結機構、なら
びに、 各蒸発ケーソン中で蒸発し、第一の連結機構を通って熱
交換機構の方へ進み、かかる熱交換機構の中で凝縮し、
そして第２の連結機構を通って上述のケーソンの中に戻
ることにより半導体エレメントが生成した熱の放散を行
なう誘電性の熱媒（冷却）液。 - （２）特許請求の範囲第１項に記載の設備において、各
々の蒸発ケーソン（１６）がその下部領域に液体状態の
熱媒液の入口を有していることを特徴とする設備。 - （３）特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の設備に
おいて、熱交換機構には、その上に冷却ひれ（３４）が
固定されている蛇管（３２）が少なくとも１本含まれて
いることを特徴とする設備。 - （４）特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
に記載の設備において、連結機構の電気的に絶縁された
部分（２６）には、ガラス及び陶器を含む一群の材料の
中から選ばれた材料でできた接合エレメントが含まれて
いることを特徴とする設備。 - （５）特許請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記
載の設備において、連結機構の柔軟な金属部分（２４）
には、波形ステンレス鋼製の導管が含まれていることを
特徴とする設備。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8514419 | 1985-09-30 | ||
| FR8514419A FR2588072B1 (fr) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | Installation de dissipation pour elements semi-conducteurs de puissance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6292455A true JPS6292455A (ja) | 1987-04-27 |
Family
ID=9323360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61233134A Pending JPS6292455A (ja) | 1985-09-30 | 1986-09-30 | 出力半導体エレメント用熱放散設備 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4733331A (ja) |
| EP (1) | EP0218526A1 (ja) |
| JP (1) | JPS6292455A (ja) |
| BR (1) | BR8604643A (ja) |
| CA (1) | CA1252508A (ja) |
| FR (1) | FR2588072B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2928603B2 (ja) * | 1990-07-30 | 1999-08-03 | キヤノン株式会社 | Ｘ線露光装置用ウエハ冷却装置 |
| FR2674990A1 (fr) * | 1991-04-04 | 1992-10-09 | Merlin Gerin | Dispositif de refroidissement a liquide vaporisable pour un disjoncteur electronique. |
| US5343358A (en) * | 1993-04-26 | 1994-08-30 | Ncr Corporation | Apparatus for cooling electronic devices |
| US6578628B1 (en) * | 1996-10-21 | 2003-06-17 | Carrier Corporation | Article exhibiting increased resistance to galvanic corrosion |
| US6239502B1 (en) * | 1999-11-22 | 2001-05-29 | Bae Systems Controls | Phase change assisted heat sink |
| US20030033346A1 (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-13 | Sun Microsystems, Inc. | Method, system, and program for managing multiple resources in a system |
| US20030033398A1 (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-13 | Sun Microsystems, Inc. | Method, system, and program for generating and using configuration policies |
| US7252139B2 (en) * | 2001-08-29 | 2007-08-07 | Sun Microsystems, Inc. | Method and system for cooling electronic components |
| US7133907B2 (en) * | 2001-10-18 | 2006-11-07 | Sun Microsystems, Inc. | Method, system, and program for configuring system resources |
| US6965559B2 (en) * | 2001-10-19 | 2005-11-15 | Sun Microsystems, Inc. | Method, system, and program for discovering devices communicating through a switch |
| US20030135609A1 (en) * | 2002-01-16 | 2003-07-17 | Sun Microsystems, Inc. | Method, system, and program for determining a modification of a system resource configuration |
| US6640575B2 (en) * | 2002-02-01 | 2003-11-04 | Mac Word | Apparatus and method for closed circuit cooling tower with corrugated metal tube elements |
| TW511891U (en) * | 2002-03-13 | 2002-11-21 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | A heat dissipating device |
| US7103889B2 (en) | 2002-07-23 | 2006-09-05 | Sun Microsystems, Inc. | Method, system, and article of manufacture for agent processing |
| US7143615B2 (en) | 2002-07-31 | 2006-12-05 | Sun Microsystems, Inc. | Method, system, and program for discovering components within a network |
| US20040022200A1 (en) * | 2002-07-31 | 2004-02-05 | Sun Microsystems, Inc. | Method, system, and program for providing information on components within a network |
| US20040024887A1 (en) * | 2002-07-31 | 2004-02-05 | Sun Microsystems, Inc. | Method, system, and program for generating information on components within a network |
| US6953227B2 (en) * | 2002-12-05 | 2005-10-11 | Sun Microsystems, Inc. | High-power multi-device liquid cooling |
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| WO2009140672A1 (en) | 2008-05-16 | 2009-11-19 | Parker Hannifin Corporation | Modular high-power drive stack cooled with vaporizable dielectric fluid |
| DE102008030308A1 (de) | 2008-06-30 | 2009-12-31 | Lindenstruth, Volker, Prof. | Gebäude für ein Rechenzentrum mit Einrichtungen zur effizienten Kühlung |
| EP2555605A1 (en) * | 2011-08-01 | 2013-02-06 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH | Mobile data centre unit with efficient cooling means |
| EP2663172A1 (en) | 2012-05-11 | 2013-11-13 | eCube Computing GmbH | Method for operating a data centre with efficient cooling means |
| EP2704190A1 (en) * | 2012-09-03 | 2014-03-05 | ABB Technology AG | Modular cooling system |
| US11488927B2 (en) | 2021-02-18 | 2022-11-01 | Abb Schweiz Ag | Press-pack semiconductor fixtures |
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| JPS5241193B2 (ja) * | 1974-03-16 | 1977-10-17 | ||
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| DE2417031A1 (de) * | 1974-04-08 | 1975-10-16 | Siemens Ag | Thyristorsaeule |
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-
1985
- 1985-09-30 FR FR8514419A patent/FR2588072B1/fr not_active Expired
-
1986
- 1986-09-10 CA CA000517885A patent/CA1252508A/fr not_active Expired
- 1986-09-18 US US06/908,632 patent/US4733331A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-09-25 BR BR8604643A patent/BR8604643A/pt unknown
- 1986-09-29 EP EP86402126A patent/EP0218526A1/fr not_active Withdrawn
- 1986-09-30 JP JP61233134A patent/JPS6292455A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR8604643A (pt) | 1987-06-09 |
| EP0218526A1 (fr) | 1987-04-15 |
| FR2588072A1 (fr) | 1987-04-03 |
| CA1252508A (fr) | 1989-04-11 |
| US4733331A (en) | 1988-03-22 |
| FR2588072B1 (fr) | 1987-12-11 |
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