JPWO2015141714A1 - 冷却器およびそれを用いた半導体モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る第1の実施例について説明する。図1は、本発明の第1の実施例に係る冷却器と複数の半導体モジュールユニットを組み合わせた半導体モジュールの鳥瞰図である。図2は、本発明の第1の実施例に係る冷却器の内部の平面図である。図3は、本発明の第1の実施例に係る冷却器の断面図である。
H=Pp/(2tanθ)・・・式2
本発明に係る第2の実施例について説明する。図4は、本発明の第2の実施例に係る冷却器101の断面図である。第2の実施例の冷却器は、図4に示すように、邪魔板8が、冷媒導出路4aにおいて天板1に接触して配置されている。第2の実施例の冷却器のその他の構成は、第1の実施例と同じである。
本発明に係る第3の実施例について説明する。図5は、本発明の第3の実施例に係る冷却器102の内部の平面図である。第3の実施例の冷却器102は、第1の実施例とはフィンユニット5が相違しており、その他の部分は、同じである。すなわち、第3の実施例の冷却器102では、各フィン5aの第一の端5bと第二の端5cとの間が直線状になっている。そして、第1の実施例と同様に、各フィン5aの第一の端5bは、冷媒導入路3aにおける冷媒の流れ方向6に対して鋭角をなすように配向して配置され、フィン5aの第二の端5cは、冷媒導出路4aにおける冷媒の流れ方向7に対して鋭角をなすように配向して配置されている。邪魔板8は、冷媒導出路4aにおいて底板2aに接触して配置されているが、第2の実施例と同様に、邪魔板8を天板1に接触して配置してもよい。
比較例について説明する。図6は、比較例の冷却器の内部の平面図である。比較例に係る冷却器103は、上記実施例1のフィンユニット5を左右逆にした点を除いて、実施例1と同じ構成を備えている。すなわち、比較例のフィンユニット5は、曲折した波状のフィン5eの主面をそれぞれ離間させた状態で複数枚配置され、フィン5eの第一の端5fが冷媒導入路3aにおける冷媒の流れ方向6に対して鈍角をなすように、言い換えると、第一の端5fに沿った冷媒の流入方向が進行方向に傾くように配向して配置され、フィン5dの第二の端5gが冷媒導出路4aにおける冷媒の流れ方向7に対して鈍角をなすように、言い換えると、第二の端5gに沿った冷媒の流出方向が進行方向に傾くように配向して配置されている。そして、フィンユニット5の天板1側に位置する第三の端が天板1に熱的に接続されている。
本発明の半導体モジュールの一例を示す第4の実施例について、図1を参照して説明する。この半導体モジュール300は、本発明の第1の実施例に係る冷却器と複数の半導体モジュールユニットを組み合わせたものである。半導体モジュール300は、実施例1の冷却器の天板1のフィンユニット5が配置された面とは反対側の面に、半導体素子を持った半導体モジュールユニット200を複数備えている。半導体モジュールユニット200は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)と、フリーホイーリングダイオード(FWD:Free Wheeling Diode)を逆並列に接続して構成される回路を少なくとも1組備えている。1つの半導体モジュールに複数の半導体モジュールユニット200を組み合せて3相のインバーター回路を構成している。それ以外の冷却器の構成は、実施例1の冷却器の構造と同じであるため、詳細な説明は省略する。
2 ジャケット
2a 底板
2b 側壁
2c 冷媒通流空間
2d 貫通孔
3 冷媒流入配管
3a 冷媒導入路
4 冷媒流出配管
4a 冷媒導出路
5 フィンユニット
5a フィン
5b フィンの第一の端
5c フィンの第二の端
5d フィンの第三の端
6 冷媒の流れ方向
7 冷媒の流れ方向
8 邪魔板
100 冷却器
101 冷却器
102 冷却器
103 冷却器
200 半導体モジュールユニット
300 半導体モジュール
Claims (11)
- 冷却主面である天板と、前記天板に対向配置された底板と、前記天板及び前記底板の外周を接続する側壁と、を有し、前記天板、前記底板および前記側壁で囲まれる内部に冷媒通流空間を備えたジャケットと、
前記側壁に設けられた2つの貫通孔にそれぞれ接続された冷媒流入配管および冷媒流出配管と、
前記冷媒通流空間の一部をなし前記冷媒流入配管に連通する冷媒導入路と、
前記冷媒通流空間の一部をなし前記冷媒流出配管に連通する冷媒導出路と、
前記冷媒導入路及び冷媒導出路との間にあって、主面がそれぞれ離間して配置され、前記天板と熱的に接続された、複数枚のフィンからなるフィンユニットと、
を備える冷却器において、
前記フィンの第一の端が前記冷媒導入路における冷媒の流れ方向に対して鋭角に配向して配置され、前記フィンの第二の端が前記冷媒導出路における冷媒の流れ方向に対して鋭角に配向して配置されていることを特徴とする冷却器。 - 請求項1に記載の冷却器において、
前記冷媒導出路に邪魔板が配置されていることを特徴とする冷却器。 - 請求項2に記載の冷却器において、
前記邪魔板の高さが前記冷媒導出路の高さよりも低いことを特徴とする冷却器。 - 請求項3に記載の冷却器において、
前記邪魔板は、前記底板に接して配置されていることを特徴とする冷却器。 - 請求項3に記載の冷却器において、
前記邪魔板は、前記天板に接して配置されていることを特徴とする冷却器。 - 請求項2〜5のいずれか一項に記載の冷却器において、
前記邪魔板は、前記冷媒流出配管を接続した側壁と対向する側壁からは離間して配置されていることを特徴とする冷却器。 - 請求項2〜6のいずれか一項に記載の冷却器において、
前記フィンの主面は、波状であることを特徴とする冷却器。 - 請求項7に記載の冷却器において、
第1の波状フィンと、前記第1の波状フィンに隣り合う第2の波状フィンを備え、
前記第2の波状フィンの凸部が、前記第1の波状フィンの隣り合う凹部を直線状に結んだ線よりも前記第1の波状フィン側にあることを特徴とする冷却器。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の冷却器において、
前記冷媒導入路の流れ方向と、前記冷媒導出路の流れ方向とが、逆平行であることを特徴とする冷却器。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の冷却器において、
前記冷媒は、液体であることを特徴とする冷却器。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の冷却器を備えた半導体モジュールにおいて、
前記天板の、前記フィンユニットが接続された面とは反対側の面に、半導体素子を配置した半導体モジュールユニットを備えることを特徴とする半導体モジュール。
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