JPS6335103B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6335103B2 JPS6335103B2 JP54084994A JP8499479A JPS6335103B2 JP S6335103 B2 JPS6335103 B2 JP S6335103B2 JP 54084994 A JP54084994 A JP 54084994A JP 8499479 A JP8499479 A JP 8499479A JP S6335103 B2 JPS6335103 B2 JP S6335103B2
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- Japan
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- water
- cooling
- metal
- fin
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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
- H10W40/40—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids
- H10W40/47—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing liquids, e.g. forced water cooling
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、水冷却装置にかかり、特に高電圧半
導体素子を冷却する水冷却装置に関する。
導体素子を冷却する水冷却装置に関する。
半導体素子を水を用いて冷却する場合には、一
般に第１図に示すように、半導体素子１を水冷却
フイン２で両側からはさみ付けて、水冷却フイン
に水を流す方法がとられる。この冷却フイン２の
材料としては、熱伝導率の大きな、金、銀、銅お
よびアルミニウムなどが適するが、安価な銅やア
ルミニウムを用いるのが一般的である。しかしな
がら、これらの金属は浸水状態で直流電圧が課せ
られた場合、電気化学作用により、陽極側では冷
却水中に多くの金属が溶解し、陰極側には金属が
折出する。第１図に示したように多くの半導体素
子１を直列に接続して用いるときには、各冷却フ
イン２間には絶縁物からなる送水管３を用いる
が、冷却水中に溶解した金属イオンの一部は、送
水管の内面に付着し、長期間に及ぶ運転中には、
送水管の絶縁特性の低下をまねくとともに、送水
管壁面の管摩擦係数を増加させ、冷却水の摩擦損
失を増大させる欠点を有する。また、冷却フイン
の金属の溶解により冷却フインから水もれなども
起きる。
般に第１図に示すように、半導体素子１を水冷却
フイン２で両側からはさみ付けて、水冷却フイン
に水を流す方法がとられる。この冷却フイン２の
材料としては、熱伝導率の大きな、金、銀、銅お
よびアルミニウムなどが適するが、安価な銅やア
ルミニウムを用いるのが一般的である。しかしな
がら、これらの金属は浸水状態で直流電圧が課せ
られた場合、電気化学作用により、陽極側では冷
却水中に多くの金属が溶解し、陰極側には金属が
折出する。第１図に示したように多くの半導体素
子１を直列に接続して用いるときには、各冷却フ
イン２間には絶縁物からなる送水管３を用いる
が、冷却水中に溶解した金属イオンの一部は、送
水管の内面に付着し、長期間に及ぶ運転中には、
送水管の絶縁特性の低下をまねくとともに、送水
管壁面の管摩擦係数を増加させ、冷却水の摩擦損
失を増大させる欠点を有する。また、冷却フイン
の金属の溶解により冷却フインから水もれなども
起きる。
本発明の目的は、接合金具を小型化しても、冷
却水中への金属の溶解を低減できる半導体素子用
水冷却装置を提供することにある。
却水中への金属の溶解を低減できる半導体素子用
水冷却装置を提供することにある。
本発明の特徴は、内部に水路が形成された半導
体素子用水冷却フインと、上記フインの内部水路
を絶縁物製の外部水路に接続するための接合金具
とを備えた半導体素子用水冷却装置において、上
記接合金具の水路内に、上記接合金具に電気的に
接続されたステンレス鋼からなる集電電極を設け
たことにある。
体素子用水冷却フインと、上記フインの内部水路
を絶縁物製の外部水路に接続するための接合金具
とを備えた半導体素子用水冷却装置において、上
記接合金具の水路内に、上記接合金具に電気的に
接続されたステンレス鋼からなる集電電極を設け
たことにある。
第２図に本発明による水冷却フインの構造を示
し、その効果についてのべる。銅やアルミニウム
から成る冷却フイン２の冷却水注入部（又は排水
部）に、ステンレス鋼からなる接合金具４を備え
冷却フイン２および送水管３との接合面にはパツ
キング５，６を介して袋ナツト７で冷却フイン２
に接合する。また、接合金具４の冷却水流入口部
にはステンレス製の金網、金属スリツト等の集電
電極（以下、金網８で説明する）が設けられる。
この冷却フインを、第１図に示したように多数接
続して使用すれば、送水管３内には冷却水の抵抗
率ρ、送水管の流路断面積Ｓ、送水管の長さｌ、
冷却フイン２間の電圧Ｖによつて与えられる電流
ｉが流れ、その値は(1)式のようになる。
し、その効果についてのべる。銅やアルミニウム
から成る冷却フイン２の冷却水注入部（又は排水
部）に、ステンレス鋼からなる接合金具４を備え
冷却フイン２および送水管３との接合面にはパツ
キング５，６を介して袋ナツト７で冷却フイン２
に接合する。また、接合金具４の冷却水流入口部
にはステンレス製の金網、金属スリツト等の集電
電極（以下、金網８で説明する）が設けられる。
この冷却フインを、第１図に示したように多数接
続して使用すれば、送水管３内には冷却水の抵抗
率ρ、送水管の流路断面積Ｓ、送水管の長さｌ、
冷却フイン２間の電圧Ｖによつて与えられる電流
ｉが流れ、その値は(1)式のようになる。
ｉ＝Ｖ・Ｓ／ρ・ｌ ……(1)
また、このような場合の金属の溶解量Ｗは、電
流ｉ通電時間Ｔ、金属の化学当量、金属表面の状
態、金属表面の電流密度、冷却水中の酸素含有量
など種々の条件によつて定まる定数Ｋによつて決
められ、その値は(2)式で表わされる。
流ｉ通電時間Ｔ、金属の化学当量、金属表面の状
態、金属表面の電流密度、冷却水中の酸素含有量
など種々の条件によつて定まる定数Ｋによつて決
められ、その値は(2)式で表わされる。
Ｗ＝KiT ……(2)
実験結果によればＫは、銅＞アルミニウム≫ス
テンレス鋼の順となる。この結果、水冷却フイン
の送水管接合部にステンレス鋼を用いれば、金属
の溶解量が非常に少なくなる。第２図に示した本
発明の水冷却フインでは送水管３内の水に流れる
電流は、接合金具４および金網８から供給され、
フイン２の本体からの電流の供給はほとんどな
い。従つて、冷却フインからの金属溶解量が少な
くなり、送水管内壁への金属の付着量が減少し送
水管３の絶縁性能の低下、管摩擦抵抗の増大およ
び冷却フインからの水もれなどを防止する効果が
ある。
テンレス鋼の順となる。この結果、水冷却フイン
の送水管接合部にステンレス鋼を用いれば、金属
の溶解量が非常に少なくなる。第２図に示した本
発明の水冷却フインでは送水管３内の水に流れる
電流は、接合金具４および金網８から供給され、
フイン２の本体からの電流の供給はほとんどな
い。従つて、冷却フインからの金属溶解量が少な
くなり、送水管内壁への金属の付着量が減少し送
水管３の絶縁性能の低下、管摩擦抵抗の増大およ
び冷却フインからの水もれなどを防止する効果が
ある。
上記接合金具の水路内に、上記接合金具に電気
的に接続されたステンレス鋼からなる集電電極を
設けることにより、接合金具を小型化しても、冷
却水中への金属の溶解を低減できる。
的に接続されたステンレス鋼からなる集電電極を
設けることにより、接合金具を小型化しても、冷
却水中への金属の溶解を低減できる。
以下、ステンレス鋼からなる金網状の集電電極
を例に採り、より具体的に述べる。冷却水中への
金属の溶解は金属と冷却水間に流れる電流に依存
する。接合金具の端部から水冷却フインの内部水
路への方向における電流密度の分布をみると、上
記集電電極の存在の有無により、大きな差が生ず
る。上記集電電極が有る場合の同一電流密度が存
在する位置（接合金具の端部からの奥行き）は、
上記集電電極が無い場合に比して、約1/5となる。
このことは、上記集電電極が有る場合の接合金具
の長さを、上記集電電極が無い場合に比して、約
１／５と非常に短くできる事を意味する。
を例に採り、より具体的に述べる。冷却水中への
金属の溶解は金属と冷却水間に流れる電流に依存
する。接合金具の端部から水冷却フインの内部水
路への方向における電流密度の分布をみると、上
記集電電極の存在の有無により、大きな差が生ず
る。上記集電電極が有る場合の同一電流密度が存
在する位置（接合金具の端部からの奥行き）は、
上記集電電極が無い場合に比して、約1/5となる。
このことは、上記集電電極が有る場合の接合金具
の長さを、上記集電電極が無い場合に比して、約
１／５と非常に短くできる事を意味する。
また、この接合金具の長さが短くなるというこ
とは、もし冷却系の全長が従来と同一であるとす
ればこの接合金具が短い分だけ絶縁性送水管の長
さを長くすることが出来るので、水路の電気抵抗
が増し、すなわち流れる電流を抑制することが可
能となり、さらに水冷却フインの腐食量低減に有
効となる。
とは、もし冷却系の全長が従来と同一であるとす
ればこの接合金具が短い分だけ絶縁性送水管の長
さを長くすることが出来るので、水路の電気抵抗
が増し、すなわち流れる電流を抑制することが可
能となり、さらに水冷却フインの腐食量低減に有
効となる。
以上述べてきたように本発明によれば、接合部
で充分な集電が行われ、接合金具の長さを短く、
すなわち小型化しても冷却水中への金属の溶解が
極めて少ない半導体素子用水冷却装置を得ること
ができる。
で充分な集電が行われ、接合金具の長さを短く、
すなわち小型化しても冷却水中への金属の溶解が
極めて少ない半導体素子用水冷却装置を得ること
ができる。
第１図は、従来の水冷却フインの使用例、第２
図は本発明による冷却フインの送水管との接合部
を示す断面図である。 １……半導体素子、２……冷却フイン、３……
送水管、４……接合金具、５，６……パツキン
グ、７……袋ナツト、８……金網。
図は本発明による冷却フインの送水管との接合部
を示す断面図である。 １……半導体素子、２……冷却フイン、３……
送水管、４……接合金具、５，６……パツキン
グ、７……袋ナツト、８……金網。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内部に水路が形成された半導体素子用水冷却
フインと、上記フインの内部水路を絶縁物製の外
部水路に接続するための接合金具とを備えた半導
体素子用水冷却装置において、 上記接合金具の水路内に、上記接合金具に電気
的に接続されたステンレス鋼からなる集電電極を
設けたことを特徴とする半導体素子用水冷却装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8499479A JPS5610948A (en) | 1979-07-06 | 1979-07-06 | Water cooling fin for semiconductor element |
| US06/166,702 US4368448A (en) | 1979-07-06 | 1980-07-03 | Water cooling apparatus for electric circuit elements |
| DE3025444A DE3025444C2 (de) | 1979-07-06 | 1980-07-04 | Wasserkühlungsanordnung für ein elektrisches Schaltungsbauelement |
| SE8004954A SE8004954L (sv) | 1979-07-06 | 1980-07-04 | Vattenkylapparat for elektriska kretselement |
| CA355,436A CA1130905A (en) | 1979-07-06 | 1980-07-04 | Water cooling apparatus for electric circuit elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8499479A JPS5610948A (en) | 1979-07-06 | 1979-07-06 | Water cooling fin for semiconductor element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5610948A JPS5610948A (en) | 1981-02-03 |
| JPS6335103B2 true JPS6335103B2 (ja) | 1988-07-13 |
Family
ID=13846177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8499479A Granted JPS5610948A (en) | 1979-07-06 | 1979-07-06 | Water cooling fin for semiconductor element |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4368448A (ja) |
| JP (1) | JPS5610948A (ja) |
| CA (1) | CA1130905A (ja) |
| DE (1) | DE3025444C2 (ja) |
| SE (1) | SE8004954L (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60104953A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-06-10 | Hitachi Koki Co Ltd | 電子写真感光体 |
| US4849314A (en) * | 1987-11-04 | 1989-07-18 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Photohardenable electrostatic master containing electron acceptor or donor |
| US5082753A (en) * | 1989-07-19 | 1992-01-21 | Fuji Electric Co., Ltd. | Cooling device for fuel cell |
| US5183101A (en) * | 1991-05-21 | 1993-02-02 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Circulating chiller for electrified solutions |
| DE9309428U1 (de) * | 1993-06-24 | 1993-08-12 | Siemens AG, 80333 München | Stromrichtermodul |
| US5653477A (en) * | 1994-12-14 | 1997-08-05 | Rohrback Cosasco Systems, Inc. | High pressure access fitting and method |
| FR2867608B1 (fr) * | 2004-03-12 | 2006-05-26 | Metal Process | Refroidisseur pour composant electronique de puissance |
| DE102008025692B4 (de) * | 2008-05-29 | 2011-03-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Abwärmenutzung |
| DE102014214727A1 (de) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | Zf Friedrichshafen Ag | Kühlung einer elektrischen Spule |
| CN105336716B (zh) * | 2015-09-30 | 2018-03-02 | 许继集团有限公司 | 一种换流阀阀组模块及使用该阀组模块的换流阀阀塔 |
| CN110377130B (zh) * | 2019-07-04 | 2024-04-26 | 东莞市冰点智能科技有限公司 | 一种新型水冷散热器 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1844683A (en) * | 1929-09-23 | 1932-02-09 | Gen Electric | Electrolytic disintegration preventing means |
| US2164997A (en) * | 1937-09-08 | 1939-07-04 | Machlett Lab Inc | X-ray apparatus |
| DE967450C (de) * | 1952-08-27 | 1957-11-14 | Siemens Ag | Kuehleinrichtung fuer Trockengleichrichter mit Kuehlkanaelen |
| US2985706A (en) * | 1957-09-13 | 1961-05-23 | Westinghouse Electric Corp | Removal of oxidation catalysts from oil dielectrics in inductive apparatus |
| DE2160302C3 (de) * | 1971-12-04 | 1975-07-17 | Siemens Ag | Kühldose zum Einbau in Scheibenzellenstapel |
| DE2523232C3 (de) * | 1975-05-26 | 1979-04-05 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Kühldose für einen flussigkeitsgekfihlten Thyristor |
| DE2553614A1 (de) * | 1975-11-28 | 1977-06-02 | Siemens Ag | Fluessigkeitsgekuehlter widerstand |
-
1979
- 1979-07-06 JP JP8499479A patent/JPS5610948A/ja active Granted
-
1980
- 1980-07-03 US US06/166,702 patent/US4368448A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-07-04 CA CA355,436A patent/CA1130905A/en not_active Expired
- 1980-07-04 DE DE3025444A patent/DE3025444C2/de not_active Expired
- 1980-07-04 SE SE8004954A patent/SE8004954L/ unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3025444C2 (de) | 1984-01-12 |
| SE8004954L (sv) | 1981-01-07 |
| DE3025444A1 (de) | 1981-01-29 |
| JPS5610948A (en) | 1981-02-03 |
| CA1130905A (en) | 1982-08-31 |
| US4368448A (en) | 1983-01-11 |
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