JPH048947B2 - - Google Patents
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- JPH048947B2 JPH048947B2 JP25592688A JP25592688A JPH048947B2 JP H048947 B2 JPH048947 B2 JP H048947B2 JP 25592688 A JP25592688 A JP 25592688A JP 25592688 A JP25592688 A JP 25592688A JP H048947 B2 JPH048947 B2 JP H048947B2
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- heat
- heat pipe
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- cooling device
- cooled
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は特にサイリスタ等の半導体素子の冷却
に用いるヒートパイプ式冷却装置に関するもので
ある。
に用いるヒートパイプ式冷却装置に関するもので
ある。
従来半導体デバイスの１種であるサイリスタ等
の冷却に用いられるヒートパイプ式冷却装置は第
２図イ，ロに示すように円筒状のパイプの内部に
気液２相となる作動液を封入し、一端部を蒸発部
５、他端部を凝縮部６とした１または２本以上の
放熱用ヒートパイプ２を、熱の集合または分散を
容易にするために銅などの熱伝導特性の良好なブ
ロツク１内の凹孔にその蒸発部５を圧入して接合
し、かつ凝縮部６には多数のフイン７を設けて互
いに連結したものである。
の冷却に用いられるヒートパイプ式冷却装置は第
２図イ，ロに示すように円筒状のパイプの内部に
気液２相となる作動液を封入し、一端部を蒸発部
５、他端部を凝縮部６とした１または２本以上の
放熱用ヒートパイプ２を、熱の集合または分散を
容易にするために銅などの熱伝導特性の良好なブ
ロツク１内の凹孔にその蒸発部５を圧入して接合
し、かつ凝縮部６には多数のフイン７を設けて互
いに連結したものである。
そしてこのようなヒートパイプ式冷却装置は上
記ブロツク１に被冷却体であるサイリスタ等を密
接させることによりサイリスタ等から発生する熱
を効率よく奪つてゆくものである。
記ブロツク１に被冷却体であるサイリスタ等を密
接させることによりサイリスタ等から発生する熱
を効率よく奪つてゆくものである。
また実際に使用されている装置としては、例え
ば第２図に示すような２個の最大発熱量1000Wの
GTOサイリスタ４を冷却する場合は銅製で水を
作動液とする３本の直径15.88mm×長さ400mmの放
熱用ヒートパイプをそれらの凝縮部には長さ150
mm×幅35mm×厚さ0.2mmのAl製フインを多数接合
し、蒸発部は100×100×30mmの銅製ブロツク内に
設けて一体化したものを３台用い、これにより
GTOサイリスタ４を挟み込んで使用している。
ば第２図に示すような２個の最大発熱量1000Wの
GTOサイリスタ４を冷却する場合は銅製で水を
作動液とする３本の直径15.88mm×長さ400mmの放
熱用ヒートパイプをそれらの凝縮部には長さ150
mm×幅35mm×厚さ0.2mmのAl製フインを多数接合
し、蒸発部は100×100×30mmの銅製ブロツク内に
設けて一体化したものを３台用い、これにより
GTOサイリスタ４を挟み込んで使用している。
ところが従来のヒートパイプ式冷却装置におい
てブロツクは半導体素子からの熱を、その内部に
設けた複数本の放熱用ヒートパイプの蒸発部に分
散させる効果を有するものであつた。そのため素
子よりも大きいサイズのブロツクを取付け、放熱
量に合わせて放熱用ヒートパイプの本数を決定し
ていた。
てブロツクは半導体素子からの熱を、その内部に
設けた複数本の放熱用ヒートパイプの蒸発部に分
散させる効果を有するものであつた。そのため素
子よりも大きいサイズのブロツクを取付け、放熱
量に合わせて放熱用ヒートパイプの本数を決定し
ていた。
しかし近年半導体素子が大容量化して放熱量は
増加しているが、サイズは小型化する傾向下にお
いては、ブロツクだけで熱を各放熱用ヒートパイ
プの蒸発部に分散させる方法ではこれらヒートパ
イプの作動温度が大きく異なつてしまい、各ヒー
トパイプで放熱性能が低下してしまう。特に自然
対流により放熱を行うタイプの装置については、
ブロツク中央部のヒートパイプの温度が最も高く
なるのにもかかわらず、自由空間が離れているた
め自然対流の影響が僅かであるので熱抵抗が高く
なつてしまうという問題が生じていた。
増加しているが、サイズは小型化する傾向下にお
いては、ブロツクだけで熱を各放熱用ヒートパイ
プの蒸発部に分散させる方法ではこれらヒートパ
イプの作動温度が大きく異なつてしまい、各ヒー
トパイプで放熱性能が低下してしまう。特に自然
対流により放熱を行うタイプの装置については、
ブロツク中央部のヒートパイプの温度が最も高く
なるのにもかかわらず、自由空間が離れているた
め自然対流の影響が僅かであるので熱抵抗が高く
なつてしまうという問題が生じていた。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、上記問題
を解決し性能を向上を実現したヒートパイプ式冷
却装置を開発したものである。
を解決し性能を向上を実現したヒートパイプ式冷
却装置を開発したものである。
即ち本発明は１または２以上の放熱用ヒートパ
イプの蒸発部をブロツク内に設け、被冷却体をブ
ロツクに密接させてこれを冷却するヒートパイプ
式冷却装置において、ブロツク内に均熱用のヒー
トパイプを設けたことを特徴とするものであり、
均熱用のヒートパイプを放熱用ヒートパイプの蒸
発部に対して直交する方向に設けるのは有効であ
る。
イプの蒸発部をブロツク内に設け、被冷却体をブ
ロツクに密接させてこれを冷却するヒートパイプ
式冷却装置において、ブロツク内に均熱用のヒー
トパイプを設けたことを特徴とするものであり、
均熱用のヒートパイプを放熱用ヒートパイプの蒸
発部に対して直交する方向に設けるのは有効であ
る。
このようにブロツク内に均熱用ヒートパイプを
設けるのは、均熱用ヒートパイプによつてブロツ
ク自体の温度を均一化するためであり、この結果
各放熱用ヒートパイプの作動温度を同一にするこ
とができ放熱性能の低下を防止することが可能と
なる。
設けるのは、均熱用ヒートパイプによつてブロツ
ク自体の温度を均一化するためであり、この結果
各放熱用ヒートパイプの作動温度を同一にするこ
とができ放熱性能の低下を防止することが可能と
なる。
そして放熱用ヒートパイプをブロツク内に設け
られている放熱用ヒートパイプの蒸発部の方向に
対して直交する方向に設けることにより、ブロツ
ク温度の均一化の効果を一層向上させることがで
きる。
られている放熱用ヒートパイプの蒸発部の方向に
対して直交する方向に設けることにより、ブロツ
ク温度の均一化の効果を一層向上させることがで
きる。
なお通常放熱用ヒートパイプは放熱用ヒートパ
イプの直径より小さいものを用いる。
イプの直径より小さいものを用いる。
従つて本発明装置によれば今後小型化していく
であろう素子の冷却に対しても効率よく対応する
ことが可能である。
であろう素子の冷却に対しても効率よく対応する
ことが可能である。
次に本発明の一実施例について説明する。
第１図イ，ロに示すように従来と同様に100×
100×30mmの銅製のブロツク１内に直径15.88mm×
長さ400mmの銅製で水を作動液とした３本の放熱
用ヒートパイプ２の蒸発部を一方向に並設し、こ
れらヒートパイプ２の両側にその蒸発部に対して
直交する方向にブロツクに穿設した片側につき５
本の貫通孔にそれぞれ直径４mmの銅製で水を作動
液とした均熱用ヒートパイプ３を嵌着してヒート
パイプ式冷却装置を作製した。
100×30mmの銅製のブロツク１内に直径15.88mm×
長さ400mmの銅製で水を作動液とした３本の放熱
用ヒートパイプ２の蒸発部を一方向に並設し、こ
れらヒートパイプ２の両側にその蒸発部に対して
直交する方向にブロツクに穿設した片側につき５
本の貫通孔にそれぞれ直径４mmの銅製で水を作動
液とした均熱用ヒートパイプ３を嵌着してヒート
パイプ式冷却装置を作製した。
このようなヒートパイプ式冷却装置３台を用い
て最大発熱量1000WのGTOサイリスタ４２個を
第２図に示すようにこれら装置のブロツク１で挟
み、それぞれのブロツク面に密接させて冷却した
が、中央に配置した装置内の３本の放熱用ヒート
パイプの間での温度差は０℃であつた。これに対
して第２図に示すように従来のヒートパイプ式冷
却装置３台で同じく最大発熱量1000WのGTOサ
イリスタ２個を冷却したところ、中央に配置した
装置内の３本の放熱用ヒートパイプ間での温度差
は５℃であつた。
て最大発熱量1000WのGTOサイリスタ４２個を
第２図に示すようにこれら装置のブロツク１で挟
み、それぞれのブロツク面に密接させて冷却した
が、中央に配置した装置内の３本の放熱用ヒート
パイプの間での温度差は０℃であつた。これに対
して第２図に示すように従来のヒートパイプ式冷
却装置３台で同じく最大発熱量1000WのGTOサ
イリスタ２個を冷却したところ、中央に配置した
装置内の３本の放熱用ヒートパイプ間での温度差
は５℃であつた。
このように本発明装置によれば装置内のヒート
パイプの最高温度点の温度を下げることができ、
しかも性能向上を実現できた。また最高温度点の
温度の低下は素子の小型化にも十分対応可能であ
ることが明らかになつた。
パイプの最高温度点の温度を下げることができ、
しかも性能向上を実現できた。また最高温度点の
温度の低下は素子の小型化にも十分対応可能であ
ることが明らかになつた。
なお本実施例は放熱用ヒートパイプの両側のブ
ロツク内に放熱用ヒートパイプを設けたものであ
つてこれはブロツクの両面に被冷却体を密接させ
る場合に有効であるが、ブロツクの片面にしか被
冷却体を密接しない場合等にはブロツク内で放熱
用ヒートパイプの片側のみに放熱用ヒートパイプ
を設けることも可能である。
ロツク内に放熱用ヒートパイプを設けたものであ
つてこれはブロツクの両面に被冷却体を密接させ
る場合に有効であるが、ブロツクの片面にしか被
冷却体を密接しない場合等にはブロツク内で放熱
用ヒートパイプの片側のみに放熱用ヒートパイプ
を設けることも可能である。
また放熱量によつて放熱用ヒートパイプの本数
を変更することも可能であるし、ブロツクの厚さ
によつては該ヒートパイプの径を大きくすること
もできる。
を変更することも可能であるし、ブロツクの厚さ
によつては該ヒートパイプの径を大きくすること
もできる。
このように本発明によればヒートパイプ式冷却
装置の冷却性能が向上し、半導体素子および機器
の故障等を著しく低減させることができると共に
素子が小型化しても十分な冷却性能を得ることが
可能となる等工業上顕著な効果を奏するものであ
る。
装置の冷却性能が向上し、半導体素子および機器
の故障等を著しく低減させることができると共に
素子が小型化しても十分な冷却性能を得ることが
可能となる等工業上顕著な効果を奏するものであ
る。
第１図イ，ロは本発明の一実施例を示すもので
イは正面図、ロは側面図、第２図イ，ロは従来例
を示すものでイは正面図、ロは側面図である。 １……ブロツク、２……放熱用ヒートパイプ、
３……放熱用ヒートパイプ、４……サイリスタ、
５……蒸発部、６……凝縮部、７……フイン。
イは正面図、ロは側面図、第２図イ，ロは従来例
を示すものでイは正面図、ロは側面図である。 １……ブロツク、２……放熱用ヒートパイプ、
３……放熱用ヒートパイプ、４……サイリスタ、
５……蒸発部、６……凝縮部、７……フイン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ １または２以上の放熱用ヒートパイプの蒸発
部をブロツク内に設け、被冷却体をブロツクに密
接させてこれを冷却するヒートパイプ式冷却装置
において、ブロツク内に均熱用のヒートパイプを
設けたことを特徴とするヒートパイプ式冷却装
置。 ２ 均熱用のヒートパイプを放熱用ヒートパイプ
の蒸発部に対して直交する方向に設けた請求項１
記載のヒートパイプ式冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25592688A JPH02103957A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | ヒートパイプ式冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25592688A JPH02103957A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | ヒートパイプ式冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02103957A JPH02103957A (ja) | 1990-04-17 |
| JPH048947B2 true JPH048947B2 (ja) | 1992-02-18 |
Family
ID=17285492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25592688A Granted JPH02103957A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | ヒートパイプ式冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02103957A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2544701B2 (ja) * | 1993-08-24 | 1996-10-16 | アクトロニクス株式会社 | プレ―ト形ヒ―トパイプ |
| US7812604B2 (en) * | 2007-11-14 | 2010-10-12 | General Electric Company | Thermal management system for cooling a heat generating component of a magnetic resonance imaging apparatus |
| JP2010267912A (ja) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 冷却装置 |
| JP6266044B2 (ja) * | 2016-07-01 | 2018-01-24 | 古河電気工業株式会社 | ヒートシンク構造 |
-
1988
- 1988-10-13 JP JP25592688A patent/JPH02103957A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02103957A (ja) | 1990-04-17 |
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Legal Events
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