JPS64815B2 - - Google Patents
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- JPS64815B2 JPS64815B2 JP58224307A JP22430783A JPS64815B2 JP S64815 B2 JPS64815 B2 JP S64815B2 JP 58224307 A JP58224307 A JP 58224307A JP 22430783 A JP22430783 A JP 22430783A JP S64815 B2 JPS64815 B2 JP S64815B2
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- solid
- liquid
- circuit components
- heat dissipation
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- 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
- H10W40/30—Arrangements for thermal protection or thermal control wherein the packaged device is completely immersed in a fluid other than air, e.g. immersed in a cryogenic fluid
- H10W40/305—Arrangements for thermal protection or thermal control wherein the packaged device is completely immersed in a fluid other than air, e.g. immersed in a cryogenic fluid the fluid being a liquefied gas, e.g. liquid nitrogen
-
- 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
- H10W40/70—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control
- H10W40/73—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control for cooling by change of state
-
- 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
- H10W44/00—Electrical arrangements for controlling or matching impedance
- H10W44/20—Electrical arrangements for controlling or matching impedance at high-frequency [HF] or radio frequency [RF]
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 発明の技術分野
本発明はマイクロ波、ミリ波用の高周波トラン
ジスタ、ダイオード等の発熱性固体素子を用いて
形成した増幅器、発振器等の回路部品を具備して
構成された高周波固体装置に関し、特に、冷却媒
体として液体を用いた液冷型高周波固体装置に関
するものである。
ジスタ、ダイオード等の発熱性固体素子を用いて
形成した増幅器、発振器等の回路部品を具備して
構成された高周波固体装置に関し、特に、冷却媒
体として液体を用いた液冷型高周波固体装置に関
するものである。
(ロ) 技術の背景
前述したように、この種の高周波固体装置に
は、高周波トランジスタ、ダイオード等の発熱性
固体素子が用いられているため、これらの固体素
子の発生熱を奪熱・放散して固体素子の機能保証
温度を保つ必要がある。
は、高周波トランジスタ、ダイオード等の発熱性
固体素子が用いられているため、これらの固体素
子の発生熱を奪熱・放散して固体素子の機能保証
温度を保つ必要がある。
従来の高周波固体装置の冷却法としては、自然
空冷、強制空冷法があるが、装置の小型化、高密
度化によつて、後述するように効率的な冷却が困
難となつている。ところで、冷媒として液体を用
いて発熱体をこの液体中に浸漬し、液体の気化と
凝縮作用によつて冷却するという方法がある。こ
の液冷方法は空冷に比べて冷却効率を著しく増大
できるということが知られており、各分野で応用
が進んでいる。本発明はこの液冷方法を応用して
構成したものである。
空冷、強制空冷法があるが、装置の小型化、高密
度化によつて、後述するように効率的な冷却が困
難となつている。ところで、冷媒として液体を用
いて発熱体をこの液体中に浸漬し、液体の気化と
凝縮作用によつて冷却するという方法がある。こ
の液冷方法は空冷に比べて冷却効率を著しく増大
できるということが知られており、各分野で応用
が進んでいる。本発明はこの液冷方法を応用して
構成したものである。
しかしながら、この液冷方法を高周波固体装置
に応用した場合には、冷媒（液体）の比誘電率が
空気と異なるため高周波特性の変化（振幅変調
等）が生ずるという問題がある。また、冷媒の温
度上昇に伴つて冷媒の密度が変化するために、比
誘電率が変化して高周波特性の温度依存性が増大
したり、さらに、冷媒の沸騰によつて気泡が生
じ、これによつて等価的に比誘電率が変化して直
流に近い値から略100Hzに及ぶ雑音成分による振
幅変調をきたすという問題がある。また、例え
ば、高周波に用いられる高出力用GaAsFETを用
いた場合、500W／cm2もの発熱があるために、ト
ランジスタチツプのみから放熱させようとする
と、トランジスタチツプ全面が気泡によつて覆わ
れてしまうという膜沸騰現象が生じて放熱できな
くなり、トランジスタチツプが破壊される恐れが
ある。従つて、液冷型高周波固体装置としては、
良好な冷却構造を有し上述した問題点を解消し得
るものであることが望ましい。
に応用した場合には、冷媒（液体）の比誘電率が
空気と異なるため高周波特性の変化（振幅変調
等）が生ずるという問題がある。また、冷媒の温
度上昇に伴つて冷媒の密度が変化するために、比
誘電率が変化して高周波特性の温度依存性が増大
したり、さらに、冷媒の沸騰によつて気泡が生
じ、これによつて等価的に比誘電率が変化して直
流に近い値から略100Hzに及ぶ雑音成分による振
幅変調をきたすという問題がある。また、例え
ば、高周波に用いられる高出力用GaAsFETを用
いた場合、500W／cm2もの発熱があるために、ト
ランジスタチツプのみから放熱させようとする
と、トランジスタチツプ全面が気泡によつて覆わ
れてしまうという膜沸騰現象が生じて放熱できな
くなり、トランジスタチツプが破壊される恐れが
ある。従つて、液冷型高周波固体装置としては、
良好な冷却構造を有し上述した問題点を解消し得
るものであることが望ましい。
(ハ) 従来技術と問題点
第１図は高周波固体装置の第１従来例10、第２
図は第２従来例20をそれぞれ示す図である。尚、
これらの図において、同一部分又は相当部分は同
一符号をもつて示してある。
図は第２従来例20をそれぞれ示す図である。尚、
これらの図において、同一部分又は相当部分は同
一符号をもつて示してある。
第１図において、符号１１は高周波トランジス
タ、ダイオード等の発熱性固体素子（図示なし）
が内蔵されて形成された回路部品（増幅器、発振
器等）を示し、符号１２は複数個の放熱フイン１
２ａを有し回路部品１１に密着された放熱ブロツ
クを示している。この第１従来例10はフイン１２
ａを介して自然空冷又は強制空冷によつて回路部
品１１からの発生熱を放熱するように構成されて
いる。しかし、この第１従来例10は発熱量が多い
場合は放熱フイン１２ａが巨大化され、装置１０
が大形化されるという問題がある。また、発熱性
固体素子の実装密度が高密度化されたり、高出力
の固体素子が実装された場合は、発熱量がさらに
多くなるため十分な放熱が不可能であるという問
題がある。
タ、ダイオード等の発熱性固体素子（図示なし）
が内蔵されて形成された回路部品（増幅器、発振
器等）を示し、符号１２は複数個の放熱フイン１
２ａを有し回路部品１１に密着された放熱ブロツ
クを示している。この第１従来例10はフイン１２
ａを介して自然空冷又は強制空冷によつて回路部
品１１からの発生熱を放熱するように構成されて
いる。しかし、この第１従来例10は発熱量が多い
場合は放熱フイン１２ａが巨大化され、装置１０
が大形化されるという問題がある。また、発熱性
固体素子の実装密度が高密度化されたり、高出力
の固体素子が実装された場合は、発熱量がさらに
多くなるため十分な放熱が不可能であるという問
題がある。
第２図に示す第２従来例20はヒートパイプ２１
を用いて構成されたものである。ヒートパイプ２
１は回路部品（増幅器、発信器等）１１に密着接
触して取付金具２２とねじ２３によつて固定され
ている。ヒートパイプ２１の両端部には複数個の
放熱フイン２４が取付けられている。この第２従
来例20も前出の第１従来例10の場合と同様に放熱
フイン２４とヒートパイプ２１を介して自然空冷
又は強制空冷によつて回路部品１１からの発生熱
を放熱するように構成されている。しかしこの第
２従来例20は発熱性固体素子（図示なし）の実装
密度が高く、発熱量が多い場合には、接触熱抵抗
が無視できず放熱効率が良好でないという問題が
あり、また、発熱分布が広い場合は多数個のヒー
トパイプ２１を必要とするが、それでも十分な放
熱を行なうことができないといつた問題がある。
を用いて構成されたものである。ヒートパイプ２
１は回路部品（増幅器、発信器等）１１に密着接
触して取付金具２２とねじ２３によつて固定され
ている。ヒートパイプ２１の両端部には複数個の
放熱フイン２４が取付けられている。この第２従
来例20も前出の第１従来例10の場合と同様に放熱
フイン２４とヒートパイプ２１を介して自然空冷
又は強制空冷によつて回路部品１１からの発生熱
を放熱するように構成されている。しかしこの第
２従来例20は発熱性固体素子（図示なし）の実装
密度が高く、発熱量が多い場合には、接触熱抵抗
が無視できず放熱効率が良好でないという問題が
あり、また、発熱分布が広い場合は多数個のヒー
トパイプ２１を必要とするが、それでも十分な放
熱を行なうことができないといつた問題がある。
(ニ) 発明の目的
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑
み、液冷法を応用して構成したものであつて、放
熱効率が良好で、振幅変調（高周波特性の変化）
されにくい液冷型高周波固体装置を提供すること
にある。
み、液冷法を応用して構成したものであつて、放
熱効率が良好で、振幅変調（高周波特性の変化）
されにくい液冷型高周波固体装置を提供すること
にある。
(ホ) 発明の構成
そして、上記目的を達成するために、本発明に
依れば、低沸点の冷却液を封入しかつ少くとも上
方壁に冷却液蒸気の吸・放熱手段を設けた密閉状
冷却容器と、高周波トランジスタ、ダイオード等
の発熱性固体素子を液密状に封入して形成した増
幅器、発振器等の箱体状回路部品と、該回路部品
の入出力側にそれぞれ同軸ケーブル等の接続手段
を介して接続される分配器及び合成器とを具備し
て構成され、少くとも前記回路部品を前記冷却液
中に浸漬し、かつ前記発熱性固体素子配設部に相
当する前記回路部品外側面の発熱区域にフイン、
突起、凹所等の放熱手段を形成し、該放熱手段形
成表面を少くとも下方に面することのないように
配置したことを特徴とする液冷型高周波固体装置
が提供される。
依れば、低沸点の冷却液を封入しかつ少くとも上
方壁に冷却液蒸気の吸・放熱手段を設けた密閉状
冷却容器と、高周波トランジスタ、ダイオード等
の発熱性固体素子を液密状に封入して形成した増
幅器、発振器等の箱体状回路部品と、該回路部品
の入出力側にそれぞれ同軸ケーブル等の接続手段
を介して接続される分配器及び合成器とを具備し
て構成され、少くとも前記回路部品を前記冷却液
中に浸漬し、かつ前記発熱性固体素子配設部に相
当する前記回路部品外側面の発熱区域にフイン、
突起、凹所等の放熱手段を形成し、該放熱手段形
成表面を少くとも下方に面することのないように
配置したことを特徴とする液冷型高周波固体装置
が提供される。
(ヘ) 発明の実施例
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第３図から第１３図は本発明の実施例を説明す
るための図である。尚、これらの図において、同
一部分又は相当部分は同一符号をもつて示してあ
る。
るための図である。尚、これらの図において、同
一部分又は相当部分は同一符号をもつて示してあ
る。
第３図は本発明の第１実施例３０の側面断面
図、第４図は第３図のＡ−A′線断面図、第５図
は第３図の箱体状回路部品３４の単体斜視図、第
６図は第５図のＢ−B′線断面図である。これら
の図において、符号３１は蓋、３２は冷却容器、
３３は冷却液、３４は複数個の箱体状回路部品、
３５は分配器、３６は合成器、３７は接続同軸ケ
ーブル、３８は入力端子、３９は出力端子をそれ
ぞれ示している。蓋３１は上面に複数個の放熱フ
イン３１ａが、そして下面に複数個の放熱フイン
３１ｂが設けられ、そして箱形状に形成された冷
却容器３２上に密着固定されている。冷却液３３
はフレオン、ふつ化炭素等の低沸点液体が用いら
れ、液面上に適宜な空隙を残して冷却容器３２中
に充填されている。尚、この空隙部は、通常冷媒
蒸気で満たされる。回路部品３４は第５図と第６
図に示すように箱体状に形成され、箱体の底壁３
４ａの内側面上に板状のキヤリア（又はステム）
４０を介して発熱性固体素子（高周波トランジス
タ、ダイオード等）４１が搭載されている。そし
て、固体素子４１に対応する底壁３４ａの外側面
３４ｂ上に放熱フイン（放熱手段）４２が形成さ
れている。尚、この放熱フイン４２はこれに代え
て、突起、凹所等を形成して放熱手段とすること
もできる。さて、このように形成された複数個
（この場合は８個）の回路部品３４は、第３図と
第４図に示すように、同一円周上に所定間隔をも
つて配列され、かつ各放熱フイン４２が形成され
た外側面（放熱手段形成表面）３４ｂが少くとも
下方に面することのないように配置されている。
そして各回路部品３４の入出力側は同軸ケーブル
３７を介して分配器３５と合成器３６に接続され
ている。分配器３５と合成器３６は同軸ケーブル
３７を介してそれぞれ入力端子３８と出力端子３
９に接続されている。尚、分配器３５と合成器３
６は、この場合、冷却液３３中に浸漬されている
ので液密構造に形成されている。
図、第４図は第３図のＡ−A′線断面図、第５図
は第３図の箱体状回路部品３４の単体斜視図、第
６図は第５図のＢ−B′線断面図である。これら
の図において、符号３１は蓋、３２は冷却容器、
３３は冷却液、３４は複数個の箱体状回路部品、
３５は分配器、３６は合成器、３７は接続同軸ケ
ーブル、３８は入力端子、３９は出力端子をそれ
ぞれ示している。蓋３１は上面に複数個の放熱フ
イン３１ａが、そして下面に複数個の放熱フイン
３１ｂが設けられ、そして箱形状に形成された冷
却容器３２上に密着固定されている。冷却液３３
はフレオン、ふつ化炭素等の低沸点液体が用いら
れ、液面上に適宜な空隙を残して冷却容器３２中
に充填されている。尚、この空隙部は、通常冷媒
蒸気で満たされる。回路部品３４は第５図と第６
図に示すように箱体状に形成され、箱体の底壁３
４ａの内側面上に板状のキヤリア（又はステム）
４０を介して発熱性固体素子（高周波トランジス
タ、ダイオード等）４１が搭載されている。そし
て、固体素子４１に対応する底壁３４ａの外側面
３４ｂ上に放熱フイン（放熱手段）４２が形成さ
れている。尚、この放熱フイン４２はこれに代え
て、突起、凹所等を形成して放熱手段とすること
もできる。さて、このように形成された複数個
（この場合は８個）の回路部品３４は、第３図と
第４図に示すように、同一円周上に所定間隔をも
つて配列され、かつ各放熱フイン４２が形成され
た外側面（放熱手段形成表面）３４ｂが少くとも
下方に面することのないように配置されている。
そして各回路部品３４の入出力側は同軸ケーブル
３７を介して分配器３５と合成器３６に接続され
ている。分配器３５と合成器３６は同軸ケーブル
３７を介してそれぞれ入力端子３８と出力端子３
９に接続されている。尚、分配器３５と合成器３
６は、この場合、冷却液３３中に浸漬されている
ので液密構造に形成されている。
次に本実施例３０の作用を説明する。固体素子
４１の発生熱はキヤリア（又はステム）４０及び
底壁３４ａ（第６図）を介して放熱フイン４２に
集中的に熱伝導する。この伝導熱は放熱フイン４
２によつて冷却液３３中に効率良く放散される。
この放散熱によつて冷却液３３の一部が沸騰して
気化され、気泡４３（第４図）となつて冷却液３
３中を上昇する。換言すれば、このような冷却液
３３の気化熱によつて放熱フイン４２の熱が奪熱
され、これにより固体素子３４が効率良く冷却さ
れることになる。さて、上昇した気泡４３は冷却
液３３の液面に達し、さらに液面から蒸気となつ
て蓋３１の吸熱フイン３１ｂに達し、この吸熱フ
イン３１ｂによつて奪熱され再び液化（凝縮）さ
れて冷却液３３の液面上に滴下する。一方、吸熱
フイン３１ｂに吸熱された熱は蓋３１の外側に設
けられた放熱フイン３１ａによつて外部に効率良
く放散される。
４１の発生熱はキヤリア（又はステム）４０及び
底壁３４ａ（第６図）を介して放熱フイン４２に
集中的に熱伝導する。この伝導熱は放熱フイン４
２によつて冷却液３３中に効率良く放散される。
この放散熱によつて冷却液３３の一部が沸騰して
気化され、気泡４３（第４図）となつて冷却液３
３中を上昇する。換言すれば、このような冷却液
３３の気化熱によつて放熱フイン４２の熱が奪熱
され、これにより固体素子３４が効率良く冷却さ
れることになる。さて、上昇した気泡４３は冷却
液３３の液面に達し、さらに液面から蒸気となつ
て蓋３１の吸熱フイン３１ｂに達し、この吸熱フ
イン３１ｂによつて奪熱され再び液化（凝縮）さ
れて冷却液３３の液面上に滴下する。一方、吸熱
フイン３１ｂに吸熱された熱は蓋３１の外側に設
けられた放熱フイン３１ａによつて外部に効率良
く放散される。
従つて、本実施例３０に依れば、このような放
熱作用（冷却作用）が連続的にかつ円滑にくり返
えされることにより、実装密度が高密度化された
場合でも、固体素子４１の発生熱を効率良く放熱
することができ、回路部品３４を所定の機能保証
温度以下に容易に冷却して保つことができる。ま
た、本実施例３０は、固体素子４１が前述したよ
うに箱体状回路部３４内に液密状に封入されて外
部からシールドされているため、回路部品３４が
空気の比誘電率と異なる比誘電率を有する冷却液
３３中に浸漬されても、高周波特性の変化（振幅
変調等）を最小限に抑え得るという利点がある。
熱作用（冷却作用）が連続的にかつ円滑にくり返
えされることにより、実装密度が高密度化された
場合でも、固体素子４１の発生熱を効率良く放熱
することができ、回路部品３４を所定の機能保証
温度以下に容易に冷却して保つことができる。ま
た、本実施例３０は、固体素子４１が前述したよ
うに箱体状回路部３４内に液密状に封入されて外
部からシールドされているため、回路部品３４が
空気の比誘電率と異なる比誘電率を有する冷却液
３３中に浸漬されても、高周波特性の変化（振幅
変調等）を最小限に抑え得るという利点がある。
第７図から第９図は第２実施例５０を説明する
ための図である。第７図は前出の第１実施例３０
（第３図〜第６図）の回路部品３４に相当する回
路部品４４の単体斜視図であり、第８図は第７図
のＣ−C′線部分断面図で固体素子４１がトランジ
スタでステム４５上に搭載された場合を示し、第
９図は固体素子４１が半導体チツプでキヤリア４
０上に搭載された場合を示す。この第２実施例５
０は前出の第１実施例３０と基本的には同様に構
成されたものであるため、その全体構成図は省略
されている。そして、第１実施例３０と異なる点
は、図示のように、回路部品４４の構造が第１実
施例３０の回路部品３４（第５，６図）と一部異
なつていることである。すなわち、第７図に示す
ように、回路部品４４の底壁４４ａに貫通穴（こ
の場合は３個）４４ｃを設け、そして第８図と第
９図に示すように、固体素子４１を搭載したステ
ム４５（第８図）又はキヤリア４０（第９図）
が、固体素子４１搭載面と反対側の裏面４５ａ又
は４０ａを外側に向けて貫通穴４４ｃを閉鎖す
る。形態で回路部品４４の底壁４４ａの内側面に
固着されている。このため、固体素子４１搭載部
に相当するステム４５又はキヤリア４０の裏面４
５ａ又は４０ａが貫通穴４４ｃを介して冷却液３
３に直接接触される。そして、この裏面４５ａ，
４０ａ上に放熱フイン等による放熱手段４２が一
体状に形成されている。従つて、本実施例５０
は、このようにステム４５又はキヤリア４０の裏
面４５ａ，４０ａを冷却液３３に直接接触させる
ことにより、前出第１実施例３０よりも放熱効果
が若干向上されるという利点があるが、その他の
作用、効果は第１実施例３０と同様である。
ための図である。第７図は前出の第１実施例３０
（第３図〜第６図）の回路部品３４に相当する回
路部品４４の単体斜視図であり、第８図は第７図
のＣ−C′線部分断面図で固体素子４１がトランジ
スタでステム４５上に搭載された場合を示し、第
９図は固体素子４１が半導体チツプでキヤリア４
０上に搭載された場合を示す。この第２実施例５
０は前出の第１実施例３０と基本的には同様に構
成されたものであるため、その全体構成図は省略
されている。そして、第１実施例３０と異なる点
は、図示のように、回路部品４４の構造が第１実
施例３０の回路部品３４（第５，６図）と一部異
なつていることである。すなわち、第７図に示す
ように、回路部品４４の底壁４４ａに貫通穴（こ
の場合は３個）４４ｃを設け、そして第８図と第
９図に示すように、固体素子４１を搭載したステ
ム４５（第８図）又はキヤリア４０（第９図）
が、固体素子４１搭載面と反対側の裏面４５ａ又
は４０ａを外側に向けて貫通穴４４ｃを閉鎖す
る。形態で回路部品４４の底壁４４ａの内側面に
固着されている。このため、固体素子４１搭載部
に相当するステム４５又はキヤリア４０の裏面４
５ａ又は４０ａが貫通穴４４ｃを介して冷却液３
３に直接接触される。そして、この裏面４５ａ，
４０ａ上に放熱フイン等による放熱手段４２が一
体状に形成されている。従つて、本実施例５０
は、このようにステム４５又はキヤリア４０の裏
面４５ａ，４０ａを冷却液３３に直接接触させる
ことにより、前出第１実施例３０よりも放熱効果
が若干向上されるという利点があるが、その他の
作用、効果は第１実施例３０と同様である。
第１０図は第３実施例６０の側面断面図であ
る。この第３実施例６０も基本的には前出の第１
実施例３０と同様に構成されたものであり、第１
実施例３０と異なる点は箱体状回路部品３４の配
列が相違していることである。すなわち、本実施
例６０は、回路部品３４が水平方向に所定間隔を
もつて配置され、かつ上下方向にも多段状（この
場合は２段）に配置され、そして、上方に配置し
た回路部品３４相互間に下方に配置した回路部品
３４の放熱手段４２が位置するように、すなわち
上下の回路部品３４が互い違いに配列するように
構成されている。尚、第１０図において、前出の
第１実施例３０（第３図）における分配器３５、
合成器３６、接続同軸ケーブル３７及び入出力端
子３８，３９は省略されている。このように回路
部品３４を配列することにより、下方に配置され
た回路部品３４の放熱手段４２からの気泡４３は
上方に配置された回路部品３４の相互間を通るこ
とができ、上方の回路部品３４に阻害されること
なく円滑にかつ常に一定状態で上昇することがで
きる。このため、本実施例６０は、高周波特性の
変化（振幅変調）を微小に抑えることができると
共にその変動幅をきわめて微小に抑えることがで
きるという利点があるが、その他の作用、効果は
第１実施例３０と同様である。尚、第１０図にお
いて、蓋３１の下面に吸熱フインが設けられてい
ないが、これを第１実施例３０と同様に設けるこ
とは勿論容易に可能である。
る。この第３実施例６０も基本的には前出の第１
実施例３０と同様に構成されたものであり、第１
実施例３０と異なる点は箱体状回路部品３４の配
列が相違していることである。すなわち、本実施
例６０は、回路部品３４が水平方向に所定間隔を
もつて配置され、かつ上下方向にも多段状（この
場合は２段）に配置され、そして、上方に配置し
た回路部品３４相互間に下方に配置した回路部品
３４の放熱手段４２が位置するように、すなわち
上下の回路部品３４が互い違いに配列するように
構成されている。尚、第１０図において、前出の
第１実施例３０（第３図）における分配器３５、
合成器３６、接続同軸ケーブル３７及び入出力端
子３８，３９は省略されている。このように回路
部品３４を配列することにより、下方に配置され
た回路部品３４の放熱手段４２からの気泡４３は
上方に配置された回路部品３４の相互間を通るこ
とができ、上方の回路部品３４に阻害されること
なく円滑にかつ常に一定状態で上昇することがで
きる。このため、本実施例６０は、高周波特性の
変化（振幅変調）を微小に抑えることができると
共にその変動幅をきわめて微小に抑えることがで
きるという利点があるが、その他の作用、効果は
第１実施例３０と同様である。尚、第１０図にお
いて、蓋３１の下面に吸熱フインが設けられてい
ないが、これを第１実施例３０と同様に設けるこ
とは勿論容易に可能である。
また、第１０図において、回路部品３４が上下
に重合するように配列された場合は、図示してな
いが、回路部品３４の放熱手段４２を有する面を
例えば第４図に示すように、斜め上方に面するよ
うに配置することにより、気泡４３を比較的円滑
に上昇させることができる。すなわち、気泡４３
は上昇途中で上方に配置された回路部品３４の下
面に衝突するが、この下面が斜め上方に傾斜して
いるため下面で停滞することなく下面に沿つて比
較的円滑に上昇することができる。これにより、
前述した第３実施例６０と略同様な効果が得られ
る。
に重合するように配列された場合は、図示してな
いが、回路部品３４の放熱手段４２を有する面を
例えば第４図に示すように、斜め上方に面するよ
うに配置することにより、気泡４３を比較的円滑
に上昇させることができる。すなわち、気泡４３
は上昇途中で上方に配置された回路部品３４の下
面に衝突するが、この下面が斜め上方に傾斜して
いるため下面で停滞することなく下面に沿つて比
較的円滑に上昇することができる。これにより、
前述した第３実施例６０と略同様な効果が得られ
る。
第１１図から第１３図は第４実施例７０を説明
するための図である。第１１図は第４実施例７０
の横断面図、第１２図は第１１図のＤ−D′線側
面断面図、第１３図は第１２図の矢印Ｅ方向から
みた平面図である。本実施例７０も基本的には前
出の第１実施例３０と略同様に構成されたもので
あるが下記の点が相違する点である。すなわち、 複数個（この場合は８個）の回路部品３４が
垂直状に配置されかつ放熱手段４２を有する底壁
３４ａの外側面３４ｂが中空八角筒状に形成され
た冷却容器７２の内側に面した状態で容器７２の
側壁７２ａ内面上に密着固定されていること、
冷却容器７２の外周面上に放熱フイン（放熱手
段）７２ｂを設けたこと、分配器３５及び合成
器３６を冷却容器７２の上下外側部に配設したこ
とが主なる相違点である。尚、符号７１は容器７
２に密着固定された蓋を示し、７１ａは蓋７１の
上面に一体状に設けられた放熱フインをそれぞれ
示している。本実施例７０は、このように構成す
ることにより、回路部品３４の熱が放熱手段４２
から放熱されると共に、冷却容器７２の側壁７２
ａを介して放熱フイン７２ｂからも放熱されるの
で、前出の第１実施例３０の場合よりも放熱効率
が向上され、また分配器３５及び合成器３６を液
密構造に形成する必要がないという利点がある
が、その他の作用、効果は第１実施例３０と略同
様である。
するための図である。第１１図は第４実施例７０
の横断面図、第１２図は第１１図のＤ−D′線側
面断面図、第１３図は第１２図の矢印Ｅ方向から
みた平面図である。本実施例７０も基本的には前
出の第１実施例３０と略同様に構成されたもので
あるが下記の点が相違する点である。すなわち、 複数個（この場合は８個）の回路部品３４が
垂直状に配置されかつ放熱手段４２を有する底壁
３４ａの外側面３４ｂが中空八角筒状に形成され
た冷却容器７２の内側に面した状態で容器７２の
側壁７２ａ内面上に密着固定されていること、
冷却容器７２の外周面上に放熱フイン（放熱手
段）７２ｂを設けたこと、分配器３５及び合成
器３６を冷却容器７２の上下外側部に配設したこ
とが主なる相違点である。尚、符号７１は容器７
２に密着固定された蓋を示し、７１ａは蓋７１の
上面に一体状に設けられた放熱フインをそれぞれ
示している。本実施例７０は、このように構成す
ることにより、回路部品３４の熱が放熱手段４２
から放熱されると共に、冷却容器７２の側壁７２
ａを介して放熱フイン７２ｂからも放熱されるの
で、前出の第１実施例３０の場合よりも放熱効率
が向上され、また分配器３５及び合成器３６を液
密構造に形成する必要がないという利点がある
が、その他の作用、効果は第１実施例３０と略同
様である。
尚、本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、例えば、上記実施例は回路部品３４，４
４が複数個である場合を例示したが、勿論、回路
部品３４，４４が単一である場合にも適用するこ
とができ、また、例えば第４実施例７０の回路部
品３４（第１１図）を第２実施例５０の回路部品
４４に変更してさらに放熱効果の向上を図つた変
形例にも適用することができ、さらに他の種々の
変形例にも適用することが可能である。
はなく、例えば、上記実施例は回路部品３４，４
４が複数個である場合を例示したが、勿論、回路
部品３４，４４が単一である場合にも適用するこ
とができ、また、例えば第４実施例７０の回路部
品３４（第１１図）を第２実施例５０の回路部品
４４に変更してさらに放熱効果の向上を図つた変
形例にも適用することができ、さらに他の種々の
変形例にも適用することが可能である。
(ト) 発明の効果
以上、詳細に説明したように、本発明に依る液
冷型高周波固体装置は、高周波トランジスタ、ダ
イオード等の発熱性固体素子を液密状に封入して
形成した箱体状回路部品（増幅器、発振器等）を
密閉冷却容器に充填された冷却液中に浸漬し、か
つ前記回路部品の発熱外側表面上に放熱手段を設
け、さらに該放熱手段形成表面が少くとも下方に
面することのないように配置して構成することに
より、発熱性固体素子の実装が高密度化された場
合でもその発生熱を効率良く放熱することがで
き、回路部品を所定の機能保証温度以下に容易に
冷却して保つことができ、また高周波特性の変化
（振幅変調等）を最少限に抑えることができると
いう効果大なるものがあり、製品の信頼性の向上
等に寄与するものである。
冷型高周波固体装置は、高周波トランジスタ、ダ
イオード等の発熱性固体素子を液密状に封入して
形成した箱体状回路部品（増幅器、発振器等）を
密閉冷却容器に充填された冷却液中に浸漬し、か
つ前記回路部品の発熱外側表面上に放熱手段を設
け、さらに該放熱手段形成表面が少くとも下方に
面することのないように配置して構成することに
より、発熱性固体素子の実装が高密度化された場
合でもその発生熱を効率良く放熱することがで
き、回路部品を所定の機能保証温度以下に容易に
冷却して保つことができ、また高周波特性の変化
（振幅変調等）を最少限に抑えることができると
いう効果大なるものがあり、製品の信頼性の向上
等に寄与するものである。
第１図は第１従来例の説明図、第２図は第２従
来例の説明図、第３図は本発明の第１実施例３０
の側面断面図、第４図は第３図のＡ−A′線断面
図、第５図は第３図の箱体状回路部品（増幅器、
発振器等）３４の単体斜視図、第６図は第５図の
Ｂ−B′線断面図、第７図は本発明の第２実施例
５０の説明図、第８図は第７図のＣ−C′線部分断
面図で固体素子４１がトランジスタであつてステ
ム４５上に搭載された場合を示す図、第９図は同
じく第７図のＣ−C′線部分断面図で固体素子４１
が半導体チツプであつてキヤリア４０上に搭載さ
れた場合を示す図、第１０図は本発明の第３実施
例６０の側面断面図、第１１図は本発明の第４実
施例７０の横断面図（平面断面図）、第１２図は
第１１図のＤ−D′線側面断面図、第１３図は第
１２図の矢印Ｅ方向からみた平面図である。 ３０，５０，６０，７０……それぞれの本発明
の第１、第２、第３、第４実施例、３１，７１…
…蓋、３１ａ，７１ａ……放熱フイン、３２ｂ…
…吸熱フイン、３２，７２……冷却容器、３３…
…冷却液（フレオン、ふつ化炭素等）、３４，４
４……箱体状回路部品（増幅器、発振器等）、３
４ａ，４４ａ……底壁、３４ｂ……底壁３４ａの
外側面、４４ｃ……貫通穴、３５……分配器、３
６……合成器、３７……接続同軸ケーブル、３８
……入力端子、３９……出力端子、４０……板状
キヤリア（又はステム）、４０ａ……キヤリア４
０の裏面、４１……発熱性固体素子（高周波トラ
ンジスタ、ダイオード等）、４２……放熱手段
（フイン、突起、凹所等）、４３……冷却液３３の
沸騰気泡、４５……ステム。
来例の説明図、第３図は本発明の第１実施例３０
の側面断面図、第４図は第３図のＡ−A′線断面
図、第５図は第３図の箱体状回路部品（増幅器、
発振器等）３４の単体斜視図、第６図は第５図の
Ｂ−B′線断面図、第７図は本発明の第２実施例
５０の説明図、第８図は第７図のＣ−C′線部分断
面図で固体素子４１がトランジスタであつてステ
ム４５上に搭載された場合を示す図、第９図は同
じく第７図のＣ−C′線部分断面図で固体素子４１
が半導体チツプであつてキヤリア４０上に搭載さ
れた場合を示す図、第１０図は本発明の第３実施
例６０の側面断面図、第１１図は本発明の第４実
施例７０の横断面図（平面断面図）、第１２図は
第１１図のＤ−D′線側面断面図、第１３図は第
１２図の矢印Ｅ方向からみた平面図である。 ３０，５０，６０，７０……それぞれの本発明
の第１、第２、第３、第４実施例、３１，７１…
…蓋、３１ａ，７１ａ……放熱フイン、３２ｂ…
…吸熱フイン、３２，７２……冷却容器、３３…
…冷却液（フレオン、ふつ化炭素等）、３４，４
４……箱体状回路部品（増幅器、発振器等）、３
４ａ，４４ａ……底壁、３４ｂ……底壁３４ａの
外側面、４４ｃ……貫通穴、３５……分配器、３
６……合成器、３７……接続同軸ケーブル、３８
……入力端子、３９……出力端子、４０……板状
キヤリア（又はステム）、４０ａ……キヤリア４
０の裏面、４１……発熱性固体素子（高周波トラ
ンジスタ、ダイオード等）、４２……放熱手段
（フイン、突起、凹所等）、４３……冷却液３３の
沸騰気泡、４５……ステム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 低沸点の冷却液を封入しかつ少くとも上方壁
に冷却液蒸気の吸・放熱手段を設けた密閉状冷却
容器と、高周波トランジスタ、ダイオード等の発
熱性固体素子を液密状に封入して形成した増幅
器、発振器等の箱体状回路部品と、該回路部品の
入出力側にそれぞれ同軸ケーブル等の接続手段を
介して接続される分配器及び合成器とを具備して
構成され、少くとも前記回路部品を前記冷却液中
に浸漬し、かつ前記発熱性固体素子配設部に相当
する前記回路部品外側面の発熱区域にフイン、突
起、凹所等の放熱手段を形成し、該放熱手段形成
表面を少くとも下方に面することのないように配
置したことを特徴とする液冷型高周波固体装置。 ２ 前記回路部品を構成する底壁に貫通穴を設
け、前記発熱性固体素子を搭載した板状のキヤリ
ア又はステムを、該固体素子搭載面と反対側の裏
面を外側に向けて前記貫通穴を閉鎖する形態で前
記底壁内側面に固着し、前記固体素子搭載部に相
当する前記裏面を前記貫通穴を介して前記冷却液
に接触せしめかつ該裏面上にフイン、凹所、突起
等から成る放熱手段を形成した特許請求の範囲第
１項に記載の液冷型高周波固体装置。 ３ 複数個の前記回路部品を水平方向に所定間隔
をもつて配置しかつ上下方向に多段状に配置し
て、上方に配置した回路部品相互間に下方に配置
した回路部品の放熱手段が位置するように構成し
た特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の液冷
型高周波固体装置。 ４ 複数個の前記回路部品を水平方向及び上下方
向に配列し、これら各回路部品の放熱手段形成表
面が斜め上方に面するように構成した特許請求の
範囲第１項又は第２項に記載の液冷型高周波固体
装置。 ５ 複数個の前記回路部品をその放熱手段形成表
面が前記冷却容器の内側方向に面した状態で該冷
却容器の側壁内面上に密着固定し、かつ該側壁の
外面に放熱手段を設け、さらに前記分配器及び合
成器を該冷却容器の上下外側部にそれぞれ配置し
て構成した特許請求の範囲第１項又は第２項に記
載の液冷型高周波固体装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58224307A JPS60117647A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 液冷型高周波固体装置 |
| CA000468677A CA1230184A (en) | 1983-11-29 | 1984-11-27 | Liquid cooling type high frequency solid state device |
| DE8484114439T DE3482527D1 (de) | 1983-11-29 | 1984-11-29 | Vorrichtung vom typ fluessigkeitskuehlung einer hochfrequenz-festkoerperanordnung. |
| EP84114439A EP0144071B1 (en) | 1983-11-29 | 1984-11-29 | Liquid cooling type high frequency solid state device arrangement |
| US07/088,520 US4796155A (en) | 1983-11-29 | 1987-08-20 | Liquid cooling type high frequency solid state device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58224307A JPS60117647A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 液冷型高周波固体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60117647A JPS60117647A (ja) | 1985-06-25 |
| JPS64815B2 true JPS64815B2 (ja) | 1989-01-09 |
Family
ID=16811709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58224307A Granted JPS60117647A (ja) | 1983-11-29 | 1983-11-30 | 液冷型高周波固体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60117647A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022179901A (ja) * | 2021-05-24 | 2022-12-06 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 電気機器 |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP58224307A patent/JPS60117647A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60117647A (ja) | 1985-06-25 |
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