JPS5910246A - 半導体沸騰冷却装置 - Google Patents

半導体沸騰冷却装置

Info

Publication number
JPS5910246A
JPS5910246A JP57120213A JP12021382A JPS5910246A JP S5910246 A JPS5910246 A JP S5910246A JP 57120213 A JP57120213 A JP 57120213A JP 12021382 A JP12021382 A JP 12021382A JP S5910246 A JPS5910246 A JP S5910246A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
cooling fins
cooling
drum
sealed container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP57120213A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS636146B2 (ja
Inventor
Haruo Tetsuno
鉄野 治雄
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP57120213A priority Critical patent/JPS5910246A/ja
Publication of JPS5910246A publication Critical patent/JPS5910246A/ja
Publication of JPS636146B2 publication Critical patent/JPS636146B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W40/00Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/70Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control
    • H10W40/73Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control for cooling by change of state

Landscapes

  • 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、半導体沸騰冷却装置、すなわら、凝縮性冷却
媒体の液相と気相との間の相変化を利用して、半導体を
冷却する半導体沸騰冷却装置に関するものである。
従来の半導体沸騰冷却装置の構成の一例を示すと添付図
面第1図のとおりであって、図において、符号lは密封
容器であって、その内部には半導体コ及び凝縮性冷却媒
体3を収納している。また、密封容器lは胴/aとこの
胴/aの両端を閉塞する側板/b及び/Cとから構成さ
ね、胴/aの外面には多数の冷却フィン/dが固着され
ている。
一方の側板、例えば、側板/bにはブッシングqが所要
数設けられており、このプラシングリと半導体2とは導
体左によって電気的に接続されている。
また、密封容器/内には、半導体λを十分浸漬するとと
もに密封容器/の上部には空間な設けるようにして、所
定量の液相冷媒3aを充填し、上部空間には、冷媒3の
気相冷媒3bが充満するように、あらかじめ密封容器/
を非凝縮性物質が入らないように真空脱気して冷媒3を
充填するのが好ましい。
従来装置はこのように構成されるが、次にその作用につ
いて述べる。
まず、発熱体である半導体コが通電によって発熱し、冷
媒3に対I〜て相対温度が高くなると、半導体すなわち
発熱体−に接触している液相冷媒は沸#1〜液相より気
相に相変換して気相冷媒3bとなる。その際、冷媒3は
半導体である発熱体コより潜熱に相当するStを奪うの
で、発熱体である半導体λは冷却される。一方、相変換
して生じた気相冷媒3bは、その密度差のために、液相
冷媒中を上昇して密封容器/の上部空間に到達し、密封
容器壁面に接触する。密封容器lの外壁には、冷却フィ
ン/dが固着されており、従って、空気の自然対流又は
強制風冷等の手段+ICよって、−次冷却されており、
その結果、密封容器/の壁面に接触した気相冷媒3bは
潜熱を放出して凝縮し液化して液相冷媒3aとなり、そ
の重力作用により滴下して、再び発熱体である半導体−
の冷却に当たる5゜ 号だ、液相冷媒3aは、発熱体コの発熱に伴って温度上
昇して密度差を生じ、従って、対流によって、発熱体で
キ)る半導体−から密封容器−の壁面に熱伝達する。
以上のように、冷媒3の液相と気相との間の相変化と共
に、液相冷媒3a自体の対流によって、発熱体λで発生
した熱を効率よく密封容器lの壁面に熱伝達し、従って
、高い冷却性能が得られる。
また、密封容器lには胴/aの外周に冷却フィン/dが
固着されており、例えば、胴/aが円筒状のものであハ
ば、冷却フィン/dは中央部に縁ル を折り曲げた穴を設け、円筒状の胴に順次I入しながら
挿入し、更に挿入後胴/aと冷却フィン/dとをろう付
は等の方法によって固着して製作する。従って、密封容
器/の壁面に熱伝達された熱は、密封容器/の胴/aに
固着された冷却フィン/dを介して、空中に効果的に放
散される。
なお、半導体コは、許容温度/2g−/!;θ℃を越え
ると熱破壊を越こすために、冷却媒体3は常時所定の温
度以下となるように、冷却フィン/dの伝熱面積が計算
し決定される。
しかるに、第1図に示す従来装置においては、冷却され
る半導体、の定格が増加すると、それにつれて発熱量を
多くなり、従って、冷却フィン/dの伝達面積を増加さ
せなければならない。そのための一手段として、冷却フ
ィン/dの間隔を小さくすることにより、冷却フィン/
dの設置枚数を多くして伝熱面積を増加させることが考
えられる。
しかしながら密封容器lの一次冷却を空気によりて冷却
する方式のものにあっては、フィン間隔を所定値以下に
することは、空気の流通を悪くすることになり、従って
、伝熱面積をたとえ増加しても、熱伝達量が増加しない
ことになり、その結果、間隔縮少に基づく冷却フィンの
増設も、おのずと釆 限ダが生ずる。
また、考えらねる他の手段としては、冷却フィン/dを
大きくして(円板のものでは外径寸法を大きくして)冷
却フィン/d/枚当りの伝熱面積を増大することがある
が、この方法においても、密封容器lの胴/aより冷却
フィン/dの外周部壕での距離が大Nくなるために冷却
フィン内の熱が生ずる。また、冷却フィン/dは、厚さ
θり〜−酊位のアルミニウム板で製作する場合があり、
この場合には、冷却フィン/dの大六さが大キくなると
、例えば、車両搭載用のように、耐振性を必要とする装
置にあっては、冷却フィンld自体が振動するので、こ
の点からも、あまり大きくすることはできない。更に、
半導体装置の定格が異なるごとに冷却フィンの大きさを
変えるとすると、冷却フィンの種類が増加し、効率のよ
い生産性が望めないことになる。このように、冷却フィ
ンを大きくすることにも種々の障害がある。
更Kiた、冷却フィンの伝熱面積を増加する他の手段と
して、密封容器/の胴/aの長さを、第1図の一点鎖線
によって示すように、長くして冷却フィン/dの枚数を
増加する方法も考えられる。
しかしながら、この方法は、冷却フィン/dの大きさを
変えずに枚数を変化させるものであるから、冷却フィン
の種類は少なくてすみ、生産効率が向上するという利点
はある。
しかしながら、この方法による場合には、密封容器lの
内容積が増加するので、内部に充填する高価な冷却媒体
3の青が多くなって不経済であるだけでなく、半導体沸
騰冷却装置全体の重量が大幅に増加するという欠点を持
っている。
以上のように第1図に示すような従来装置においては、
冷却すべき半導体の発熱量が増加した場合には、そねに
対応して冷却フィンの伝熱面積を増加させることは困難
であるという欠点を有していた。
本発明は、このような従来装置における欠点を改善し、
伝熱面積の増減を、被冷却物である半導体の発熱tK対
応して、容易に変更し得るように構成された半導体沸騰
冷却装置を提供することを、その目的とするものである
本発明は、この目的を達成するために、少なくとも一方
の側板が、胴のその側の一端より所定の寸法だけ内側に
設けられるとともに、側板より突出している胴の外周壁
にも冷却フィンが配設されていることを特徴とするもの
である。
以下、本発明による半導体沸騰冷却装置をその一実施例
を示す添付図面第一図に基づいて説明する。
図において、符号lθは密封容器であって、密封容器l
θは胴lθaに、胴loaの両端を閉塞する側板/θb
及び/りCを溶接等によって接合して構成されている。
ただし、側板10b、/θCは、胴10aの少なくとも
一端、本実施例においては両端が突出するようにして溶
接接合されており、しかも、胴10a、側板10b、/
θCにより構成される密閉容器10の内容積は、内部に
収納する半導体λの大きさや冷却に必要な冷却媒体3の
充填量により、適正な内容積になるように決定される。
一方、胴lθaの外周壁には その胴10aの全長にわ
たって、冷却フィン/dが所定の間隔を有して、ろう付
は等の方法により、固着すしている。なお、側板lθb
にはプッシンググを配設し、半導体コとの間を導体kK
より配線接続されていること、及び、密封容器10内に
は半導体コと共釦、上部に気相冷媒Jbが占める空間を
残して液相冷媒3aが封入されていることは従来装置と
同様である。
、5−上記のよ5に構成されているために、第  き7
図に示す従来装置に比べて、胴10aを長くすることに
より、冷却フィン/dの装着枚数を自由  すに増加す
ることができ、従って、半導体の発熱量  るの増加に
対応して、冷却フィンの伝熱面積を自由  冷に増加さ
せることができ、その結果、冷却能力の  あ増大化を
図1ることかできる。
また、冷却フィン/dの枚数が増加しても、胴  板1
0a及び側板10b 、10cで囲まれている密  う
封容器lθの内容積は、従来装置に比べて大きく  却
ならないために、高価な冷却媒体3は冷却に必要  厚
な量のみ充填すればよく、従って、経済的であり、  
導・甘た、半導体沸騰冷却装置の重量増加分け、単に 
 か・胴/ Oa、の長さ増加分と冷却フィン/dの枚
数増  板j加分との合計だけであり、従って、重量増
加分も  て−少なくてすむという特徴もある。   
       /更に、本発明装置によると、半導体λ
の発熱量  ンに応じて、冷却フィン/dの枚数を増加
させるだ  ろ1、従って、生産効率の向上を図ること
ができる。
更に又、冷却媒体としてフロンR//3を使用る場合に
;81つては、冷媒温度が約F7℃を越えと、密封容器
の内圧力が大気圧より高くなり、媒の使用最高温度が、
例えば、75℃の場合にっでは、ゲージ圧が約/グ〜と
なる。
従って、密封容器10を構成する胴10a、側/θb 
、10cは、この内圧力に十分耐えるよに、板厚の厚い
ものを使用している。一方、冷フィン/dは装着枚数が
多いので、その板厚をくすると重量が大幅に増加するこ
とがら、熱伝性を考慮しながら、できるだけ板厚の薄い
もの酸相さねでいる。この結果、冷却フィン/dの草は
、密封容器10の胴部10aの板厚に比べ翻−〜十位と
なり、胴/θaを側板/θb又はOCより外方に延長j
7、この部分にも冷却フィ/dを固着しても一フィン効
率があまり低下すことはなく、胴端部近傍に設けた冷却
フィンかんど差は生じない。
以上の様に、本発明の半導体沸騰冷却装置は、簡単な構
造の変更により、上記に示す数々の利点を生じ、極めて
実用性の高い半導体沸騰冷却装置が得らねるという効果
を奏することができる。
なオd、上記実施例においては、胴10aを特に円筒形
ものと[7たが、これに限らず、角形又は多角形の筒状
のものでもよい。
また、必要に応じては、側板10cに冷却フィンを配設
することも容易に考えられる。
寸だ、上記実施例では、胴/θaの両端部より、そわぞ
れ所定寸法だけ内側に両側板10b、10cを固着して
いるが、こねに限るものではなく、必要に応じては、そ
の1方の側板10b又は10cのみを胴10aのその側
の端部より内側に固着してもよい。
【図面の簡単な説明】
嬶1図は従来の半導体沸騰冷却装置の一例の構成を示す
縦断面!+’、明図、第2図は本発明による半導体沸騰
冷却装置の一実施例の構成を示す縦断面説明図である。 /、/θ・・密封容器、/a、10a・・胴、/b、/
c、/θb、10cm−側板、/d−・冷却フィン、コ
・・半導体(発熱体)1.7・・冷却媒体(冷媒)、3
a・・液相冷媒、3b・・気相冷媒、グ・・ブッシング
、S・・導体、lなお、各図中、同一符号は同−又は相
当部分を示す。 代理人  葛  野  信  − 手続補正書(自発) 昭和57年11月19日 特許庁長官殿 、事件の表示    特願昭 37−120213号、
発明の名称 半導体沸騰冷却装置 、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住 所     東京都千代田区ノLの内]1472番
3号名 称(601)   三菱電機株式会社代表者片
由仁八部 代理人 住 所     東京都千代川区九のIj東二丁目2番
3号5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 fl)  明細書第Sページ第17〜Ig行「冷却フィ
ン内の熱伝達時間が増し、」を「冷却フィン内の温度差
が大きくなって、」と補正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 胴と上記胴の両端を閉塞する側板とから成る密封容器の
    内部に冷却すべき半導体と上記半導体を浸漬している冷
    却媒体とを収納し、上記密封容器の胴外周壁に冷却フィ
    ンを固着して半導体で発生17た熱を上記冷却フィンか
    ら放熱させるように構成さねている半導体沸騰冷却装置
    において、少(共一方の側板が胴のその側の/端より所
    定の寸法だけ内側に設けられるとkもに側板より突出し
    ている胴の外周壁にも冷却フィンが配設さねていること
    を特徴とする半導体沸騰冷却装置。
JP57120213A 1982-07-09 1982-07-09 半導体沸騰冷却装置 Granted JPS5910246A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57120213A JPS5910246A (ja) 1982-07-09 1982-07-09 半導体沸騰冷却装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57120213A JPS5910246A (ja) 1982-07-09 1982-07-09 半導体沸騰冷却装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5910246A true JPS5910246A (ja) 1984-01-19
JPS636146B2 JPS636146B2 (ja) 1988-02-08

Family

ID=14780690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57120213A Granted JPS5910246A (ja) 1982-07-09 1982-07-09 半導体沸騰冷却装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5910246A (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5627232A (en) * 1979-08-11 1981-03-17 Yuzuru Uno Duster and production thereof
JPS5688463U (ja) * 1979-12-11 1981-07-15

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5627232A (en) * 1979-08-11 1981-03-17 Yuzuru Uno Duster and production thereof
JPS5688463U (ja) * 1979-12-11 1981-07-15

Also Published As

Publication number Publication date
JPS636146B2 (ja) 1988-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4944344A (en) Hermetically sealed modular electronic cold plate utilizing reflux cooling
JPH08340189A (ja) 沸騰冷却装置
US2886746A (en) Evaporative cooling system for electrical devices
JPH0563954B2 (ja)
JP5252781B2 (ja) コンデンサ冷却構造及び電力変換装置
US8922310B2 (en) Heat exchanger system for dry-type transformers
JPH07220936A (ja) ループ型ヒートパイプを用いた変圧器用冷却構造
JP2503637B2 (ja) 冷凍装置用圧縮機
JP2001167938A (ja) 静止誘導機器
JPH07161888A (ja) 沸騰冷却装置及びその製造方法
US11877424B2 (en) Cold plate for cooling electronic component
JP3487374B2 (ja) 沸騰冷却装置
JPH0897338A (ja) 電力用半導体機器の冷却装置
JPH04196154A (ja) 半導体冷却装置
JP2005243666A (ja) 電力機器
JPH0364950A (ja) 電気絶縁ヒートパイプ
JPS5910247A (ja) 半導体沸騰冷却装置
JP2004349652A (ja) 沸騰冷却装置
JPS60102759A (ja) 浸漬沸騰冷却装置
JPS636146B2 (ja)
KR20030062519A (ko) 변압기의 냉각장치
JPH07106478A (ja) 沸騰冷却装置及びその製造方法
JPH07115155A (ja) 沸騰冷却装置
JPS61165591A (ja) 電気絶縁形ヒ−トパイプ
JP2585479B2 (ja) 沸騰冷却装置