JPS59205742A - 半導体冷却装置 - Google Patents
半導体冷却装置Info
- Publication number
- JPS59205742A JPS59205742A JP58081887A JP8188783A JPS59205742A JP S59205742 A JPS59205742 A JP S59205742A JP 58081887 A JP58081887 A JP 58081887A JP 8188783 A JP8188783 A JP 8188783A JP S59205742 A JPS59205742 A JP S59205742A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating sheet
- blocks
- cooling device
- insulating
- semiconductor
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/60—Securing means for detachable heating or cooling arrangements, e.g. clamps
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体冷却装置に係り、特に半導体素子の絶
縁性、損失熱を効率良く伝達でき、組立作業の容易化が
図れる絶縁ディスクに関する。
縁性、損失熱を効率良く伝達でき、組立作業の容易化が
図れる絶縁ディスクに関する。
従来この種の装置として第１図に示すものがあった。図
において、１は平形半導体素子、２ａ。
において、１は平形半導体素子、２ａ。
２ 、ｂはこの平形半導体素子１の陽極および陰極面に
当接接続し電気を取り出す端子板、３はこの端子板２ａ
と上記平形半導体１との間に介在された絶縁シートであ
って、該素子１と上記冷却ブロック４とを電気的に絶縁
する。５は絶縁座、６は圧接塵、７はバネ板、８は締付
ボルト、９はボ／ｌ／ト、１０はこのポルト１０と圧接
塵６との間に配置された金属ボールである。
当接接続し電気を取り出す端子板、３はこの端子板２ａ
と上記平形半導体１との間に介在された絶縁シートであ
って、該素子１と上記冷却ブロック４とを電気的に絶縁
する。５は絶縁座、６は圧接塵、７はバネ板、８は締付
ボルト、９はボ／ｌ／ト、１０はこのポルト１０と圧接
塵６との間に配置された金属ボールである。
次に動作について説明する。
通常、平形半導体素子１に通電すると該素子１の内部損
失により熱が発生する。この損失熱は該素子１の陽極お
よび陰極面より熱放散されるため、冷却ブロック４を素
子１の両極面か、いずれか一方に圧接接続して損失熱を
空気等の二次冷却媒体に熱交換する。この際、第１図に
示す絶縁シート３のない場合は、冷却ブロック４は上記
素子１に直接、圧接接続しているために、該素子１の電
位を帯びる事になるので、電気絶縁劣化あるいは危険防
止用に筐体構造のキユービクル内に収納される場合が多
かった。しかしキユービクル内の温度上昇を抑制するた
めに、外気を取り入れる必要があり、保守１点検等に問
題があった。そこで、最近、第１図に示すように、平形
半導体素子１と冷却ブロック４との電気的な絶縁には、
筐体キユービクルの外部に配置された絶縁シート３で行
う方式が行なわれている。この絶縁シート３は電気的な
絶縁と該素子１の損失熱を効率良く冷却ブロック４に伝
達できる優れた材質で、極薄形で、円形または四角形等
のシート状に形成することが必要である。
失により熱が発生する。この損失熱は該素子１の陽極お
よび陰極面より熱放散されるため、冷却ブロック４を素
子１の両極面か、いずれか一方に圧接接続して損失熱を
空気等の二次冷却媒体に熱交換する。この際、第１図に
示す絶縁シート３のない場合は、冷却ブロック４は上記
素子１に直接、圧接接続しているために、該素子１の電
位を帯びる事になるので、電気絶縁劣化あるいは危険防
止用に筐体構造のキユービクル内に収納される場合が多
かった。しかしキユービクル内の温度上昇を抑制するた
めに、外気を取り入れる必要があり、保守１点検等に問
題があった。そこで、最近、第１図に示すように、平形
半導体素子１と冷却ブロック４との電気的な絶縁には、
筐体キユービクルの外部に配置された絶縁シート３で行
う方式が行なわれている。この絶縁シート３は電気的な
絶縁と該素子１の損失熱を効率良く冷却ブロック４に伝
達できる優れた材質で、極薄形で、円形または四角形等
のシート状に形成することが必要である。
従来の半導体冷却装置は以上のように構成されているの
で、絶縁に際して極薄形の絶縁シート３を冷却ブロック
４と平形半導体素子１間に挿入圧接しなければならず、
冷却ブロック４の圧接面の面加工および組立作業、例え
ば、素子１と絶縁シート３のセンター合せ、接触熱抵抗
を小さくするための導電性グリスの塗布などが非常に困
難であり、また絶縁シート３は極薄のためクラック防止
のための注意などで取扱いが極めて難しい等の欠点があ
った。
で、絶縁に際して極薄形の絶縁シート３を冷却ブロック
４と平形半導体素子１間に挿入圧接しなければならず、
冷却ブロック４の圧接面の面加工および組立作業、例え
ば、素子１と絶縁シート３のセンター合せ、接触熱抵抗
を小さくするための導電性グリスの塗布などが非常に困
難であり、また絶縁シート３は極薄のためクラック防止
のための注意などで取扱いが極めて難しい等の欠点があ
った。
この発明は上記のような従来のものの欠点な除去するた
めになされたもので、絶縁シートの両正接面に銅、アル
ミニウム等のブロックを例工ばロー付またハンダ付等に
より接着し、ディスク状に一体に形成することにより組
立作業性の向上及び熱伝導性向上の信頼性が高い半導体
冷却装置を提供することを目的としている。
めになされたもので、絶縁シートの両正接面に銅、アル
ミニウム等のブロックを例工ばロー付またハンダ付等に
より接着し、ディスク状に一体に形成することにより組
立作業性の向上及び熱伝導性向上の信頼性が高い半導体
冷却装置を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図、第３図において、２は上述の絶縁シートであって例
えばセラミック等で形成されている。１１ａ、ｌｌｂは
この絶縁シート２０両圧接面にロー付ハンダ付は等によ
って固着された銅。
図、第３図において、２は上述の絶縁シートであって例
えばセラミック等で形成されている。１１ａ、ｌｌｂは
この絶縁シート２０両圧接面にロー付ハンダ付は等によ
って固着された銅。
アルミニューム等のブロック、１２ａ、１２ｂはロー付
またはハンダ付面、１３はこのブロック１１ａ 、１１
ｂに形成され、平形半導体素子１とのセンター合せ用
の穴である。
またはハンダ付面、１３はこのブロック１１ａ 、１１
ｂに形成され、平形半導体素子１とのセンター合せ用
の穴である。
以上の構成によれば、厚さの薄い絶縁シート２とこれに
ロー付、ハンダ付は固着されたブロック１１ａ、１１ｂ
とによって一体化した絶縁ディスクが構成されることと
なる。かかる構造によって平形半導体素子１と冷却ブロ
ック４との電気的な絶縁および該素子１の損失熱の伝達
を極めて効率よく行うことができる。また、従来、絶縁
シート２の厚みが１〜２ ｍｍ程度であり、しかも平形
半導体素子１と冷却ブロック４との間の圧接力は１００
０〜４ｏｏｏＫｙ程度と極めて大きいために、圧接面へ
の塵埃等の不純物の付着等により絶縁シートの破損や組
合せによる絶縁シート２両面の接触熱抵抗の増加などの
欠点が生じていたが、絶縁シート２に銅、アルミニウム
等のブロック１１ａ、１１ｂを固着一体化したので、か
かる問題は確実に解消できる。さらに上記ブロック１１
ａ、１１ｂにセンター合せ用の穴１３を形成したので、
組立作業時に従来のように絶縁シート２のセンター合せ
の困難、偏差、捩れ等は生ずることなく、簡単に絶縁シ
ート２の挿着が行なえる。しかも、この穴１３は、絶縁
シート２と上記ブロック１１ａ、１１ｂをロー付または
ハンダ付の時、接触面の気泡の逃げ口となり、密着性の
良い接触面を得ることが出来るため、接触熱抵抗の低い
熱伝導性の良い絶縁ディスクを製作するのに役立つ。
ロー付、ハンダ付は固着されたブロック１１ａ、１１ｂ
とによって一体化した絶縁ディスクが構成されることと
なる。かかる構造によって平形半導体素子１と冷却ブロ
ック４との電気的な絶縁および該素子１の損失熱の伝達
を極めて効率よく行うことができる。また、従来、絶縁
シート２の厚みが１〜２ ｍｍ程度であり、しかも平形
半導体素子１と冷却ブロック４との間の圧接力は１００
０〜４ｏｏｏＫｙ程度と極めて大きいために、圧接面へ
の塵埃等の不純物の付着等により絶縁シートの破損や組
合せによる絶縁シート２両面の接触熱抵抗の増加などの
欠点が生じていたが、絶縁シート２に銅、アルミニウム
等のブロック１１ａ、１１ｂを固着一体化したので、か
かる問題は確実に解消できる。さらに上記ブロック１１
ａ、１１ｂにセンター合せ用の穴１３を形成したので、
組立作業時に従来のように絶縁シート２のセンター合せ
の困難、偏差、捩れ等は生ずることなく、簡単に絶縁シ
ート２の挿着が行なえる。しかも、この穴１３は、絶縁
シート２と上記ブロック１１ａ、１１ｂをロー付または
ハンダ付の時、接触面の気泡の逃げ口となり、密着性の
良い接触面を得ることが出来るため、接触熱抵抗の低い
熱伝導性の良い絶縁ディスクを製作するのに役立つ。
第４図はこの発明の他の実施例を示し、平形半導体装置
の一部を構成する回路中にこの発明を適用したものであ
る。図においてｌａ、ｉｂは大電流を流す主サイリスタ
であって、例えば１０００Ａクラスの平形半導体素子が
用いられている。１４ａ、ｊ４ｂは主サイリスタ１ａ、
１ｂに逆並列に接続され、無効を流をバイパスする補助
ダイオードであって、例えば３００八クラスの平形半導
体素子が用いられる。１５ａ、１５ｂはスナバ抵抗、１
６ａ、１６ｂはスナバコンデンサ、１７ ａ 、１７ｂ
はスナバ−ダイオードである。そしてこのスナバ−ダイ
オード１７ａ、１７ｂのような比較的小容量の素子は損
失熱も小さいので、上記実施例の絶縁シート２に接着さ
れた同電位の鋼材等に取付可能である。
の一部を構成する回路中にこの発明を適用したものであ
る。図においてｌａ、ｉｂは大電流を流す主サイリスタ
であって、例えば１０００Ａクラスの平形半導体素子が
用いられている。１４ａ、ｊ４ｂは主サイリスタ１ａ、
１ｂに逆並列に接続され、無効を流をバイパスする補助
ダイオードであって、例えば３００八クラスの平形半導
体素子が用いられる。１５ａ、１５ｂはスナバ抵抗、１
６ａ、１６ｂはスナバコンデンサ、１７ ａ 、１７ｂ
はスナバ−ダイオードである。そしてこのスナバ−ダイ
オード１７ａ、１７ｂのような比較的小容量の素子は損
失熱も小さいので、上記実施例の絶縁シート２に接着さ
れた同電位の鋼材等に取付可能である。
第５図および第６図もこの発明の他の実施例を示す。図
に示すような上記スナバ−ダイオード等を取付ける取付
穴１８を備えた銅、アルミニウム等のブロック１９を絶
縁シート２にロー付またはハンダ付けした絶縁ディスク
である。１８はスバナーダイオード取付用のボルト穴、
２０は平形半導体素子の陽極および陰極面の電気取出し
用のボルトであり、上述と同様の効果を有する。
に示すような上記スナバ−ダイオード等を取付ける取付
穴１８を備えた銅、アルミニウム等のブロック１９を絶
縁シート２にロー付またはハンダ付けした絶縁ディスク
である。１８はスバナーダイオード取付用のボルト穴、
２０は平形半導体素子の陽極および陰極面の電気取出し
用のボルトであり、上述と同様の効果を有する。
以上のようにこの発明によれば、絶縁シートと銅、アル
ミニウム等のブロックとを一体化した絶縁ディスクに構
成したので、熱伝導率が飛躍的に向上し、しかも組立作
業等が極めて簡単となり、信頼性の高い半導体冷却装置
が得られる効果がある。
ミニウム等のブロックとを一体化した絶縁ディスクに構
成したので、熱伝導率が飛躍的に向上し、しかも組立作
業等が極めて簡単となり、信頼性の高い半導体冷却装置
が得られる効果がある。
第１図は従来の半導体冷却装置の側面図、第２図はこの
発明の一実施例の平面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線縦
断面図、第４図は一般的平形半導体装置の一部を構成す
る半導体回路にこの発明を適用した他の実施例、第５図
はこの発明の他の実施例、第６図は第５図のＢ−Ｂｉ縦
断面図を示す。 １・・・半導体素子（平形半導体素子）、３・・・絶縁
シート、４・・・冷却片、１１ａ、１ｌｂ−銅、アルミ
ニウム等のブロック。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 Φ 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 囚 第 ５ 図 第 ６ （２） １ｂ 手続補正書（自発） ５８１０２１ 昭和 年 月 日 特許庁長官殿 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 代表者片山仁へ部 ４、代理人 −９ −・・・・′１゛＼ 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 明細書第３頁第３行目から第５行目［筐体キユービクル
の外部に配置された絶縁シート６で行う方式」とあるの
を「冷却ブロックを素子１と電気的に絶縁し筐体キユー
ビクルの外部に配置する方式」と補正する。 以上
発明の一実施例の平面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線縦
断面図、第４図は一般的平形半導体装置の一部を構成す
る半導体回路にこの発明を適用した他の実施例、第５図
はこの発明の他の実施例、第６図は第５図のＢ−Ｂｉ縦
断面図を示す。 １・・・半導体素子（平形半導体素子）、３・・・絶縁
シート、４・・・冷却片、１１ａ、１ｌｂ−銅、アルミ
ニウム等のブロック。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 Φ 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 囚 第 ５ 図 第 ６ （２） １ｂ 手続補正書（自発） ５８１０２１ 昭和 年 月 日 特許庁長官殿 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 代表者片山仁へ部 ４、代理人 −９ −・・・・′１゛＼ 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 明細書第３頁第３行目から第５行目［筐体キユービクル
の外部に配置された絶縁シート６で行う方式」とあるの
を「冷却ブロックを素子１と電気的に絶縁し筐体キユー
ビクルの外部に配置する方式」と補正する。 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体素子のいずれか一極面に冷却片を接触配置して冷
却を行う半導体冷却装置において、上記半導体素子と上
記冷却片との間に絶縁シートの両面に銅、アルミニウム
等のブロックを固着して一体化された絶縁ディスクを配
置したことを特徴とする半導体冷却装置。 （２）絶縁ディスクの銅、アルミニウム等のブロックに
センター合せ用の穴を設けたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の半導体冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58081887A JPS59205742A (ja) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | 半導体冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58081887A JPS59205742A (ja) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | 半導体冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59205742A true JPS59205742A (ja) | 1984-11-21 |
| JPH0122986B2 JPH0122986B2 (ja) | 1989-04-28 |
Family
ID=13758953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58081887A Granted JPS59205742A (ja) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | 半導体冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59205742A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5355981A (en) * | 1976-10-30 | 1978-05-20 | Shinetsu Chemical Co | Method of heat sinking for electric circuit |
| JPS5722244U (ja) * | 1980-07-10 | 1982-02-04 |
-
1983
- 1983-05-09 JP JP58081887A patent/JPS59205742A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5355981A (en) * | 1976-10-30 | 1978-05-20 | Shinetsu Chemical Co | Method of heat sinking for electric circuit |
| JPS5722244U (ja) * | 1980-07-10 | 1982-02-04 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0122986B2 (ja) | 1989-04-28 |
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