JP3090954B2 - ピンを備えた冷却部材 - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
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- H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
- H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
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- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項１の上位概念に記載の冷却部材に関
する。
する。
ドイツ連邦共和国特許明細書第4017749号明細書によ
り公知の冷却部材は、上側及び下側の半部から構成され
ており、１つの半部の内側の表面で冷却媒体の流路内に
ピンが素材結合的（stoffschluessig）に配置されてい
る。
り公知の冷却部材は、上側及び下側の半部から構成され
ており、１つの半部の内側の表面で冷却媒体の流路内に
ピンが素材結合的（stoffschluessig）に配置されてい
る。
このような配置においては欠点として、存在する構成
エレメントから冷却部材の表面への熱導出が不均一であ
る。冷却媒体入口と冷却媒体出口との間で流路が短絡さ
れる。従って、熱い区域が外側面（Aussenflaeche）に
生じる。ドイツ連邦共和国特許明細書第4017749号明細
書に記載の構造においては熱抵抗が高くほぼ30K/kWであ
り、これは冷却媒体の過熱をもたらす。
エレメントから冷却部材の表面への熱導出が不均一であ
る。冷却媒体入口と冷却媒体出口との間で流路が短絡さ
れる。従って、熱い区域が外側面（Aussenflaeche）に
生じる。ドイツ連邦共和国特許明細書第4017749号明細
書に記載の構造においては熱抵抗が高くほぼ30K/kWであ
り、これは冷却媒体の過熱をもたらす。
従って本発明の課題は、ピンの配置された冷却部材を
提供して、該冷却部材が冷却部材内の流動状態を改善さ
れるようにすることである。
提供して、該冷却部材が冷却部材内の流動状態を改善さ
れるようにすることである。
前記課題は請求項１に記載の構成によって解決され
る。本発明の有利な構成が請求項２乃至22に記載してあ
る。
る。本発明の有利な構成が請求項２乃至22に記載してあ
る。
本発明に基づく冷却部材においては、ピンの局所的な
密度が、冷却部材の内室内にほぼ均一な流動抵抗が生ぜ
しめられる。冷却媒体の流路の短絡が防止され、冷却媒
体がピンの周りを一様に流れる。
密度が、冷却部材の内室内にほぼ均一な流動抵抗が生ぜ
しめられる。冷却媒体の流路の短絡が防止され、冷却媒
体がピンの周りを一様に流れる。
特に有利には、内側の表面に素材結合的に設けられた
ピンが先細の形を有しており、冷却部材の内側の表面に
対するピンの接触面が、ピンの最大の横断面である。こ
れによって冷却部材の熱抵抗が減少されている。
ピンが先細の形を有しており、冷却部材の内側の表面に
対するピンの接触面が、ピンの最大の横断面である。こ
れによって冷却部材の熱抵抗が減少されている。
特に有利には、冷却部材が複数の部分から解離可能に
組み立てられている。さらに、ピンが流路に沿って40゜
から60゜の開き角で配置されている。
組み立てられている。さらに、ピンが流路に沿って40゜
から60゜の開き角で配置されている。
本発明に基づく冷却部材は、ピンの流れに良好な構造
及び冷却部材内部のピンの高い充填率に特徴がある。
及び冷却部材内部のピンの高い充填率に特徴がある。
以下に、本発明を図示の実施例に基づき詳細に説明す
る。
る。
図1aは冷却部材の側面図、 図1bは不均一に分配されたピンを備えた冷却部材半部
の内部の平面図、 図２は不均一に分配されたピンを備えた冷却部材半部
の別の実施例の内面を上から見た平面図、 図3aは重なり合って位置するピンを備えた冷却部材の
縦断面図、 図3bは重なり合って位置するピンを備えた冷却媒体の
別の実施例の縦断面図、 図3cは互いに係合するピンを備えた冷却部材の縦断面
図、 図４は複数構造の冷却部材の構造を示す図、 図５は複数構造の冷却部材の構成部分の結合のための
クランプを示す図。
の内部の平面図、 図２は不均一に分配されたピンを備えた冷却部材半部
の別の実施例の内面を上から見た平面図、 図3aは重なり合って位置するピンを備えた冷却部材の
縦断面図、 図3bは重なり合って位置するピンを備えた冷却媒体の
別の実施例の縦断面図、 図3cは互いに係合するピンを備えた冷却部材の縦断面
図、 図４は複数構造の冷却部材の構造を示す図、 図５は複数構造の冷却部材の構成部分の結合のための
クランプを示す図。
図1aは上側及び下側の構成部分2,2′を備えた本発明
に基づく冷却部材１の側面を示している。冷却媒体入口
（Kuehlmitteleingang）３及び冷却媒体出口（Kuehlmit
telausgang）４のための接続部が概略的に示されてい
る。接続部（Anschluss）3,4は互いに相対する側に、若
しくは同じ側に配置されていてよい。両方の構成部分2,
2′は互いに結合され、例えば接着、焼結、若しくはク
ランプ結合され、若しくは中間片を介して互いに結合さ
れていてよい。該冷却部材は例えば液状の冷却媒体のた
めに適しているが、ガス状の冷却媒体のためにも使用さ
れる。
に基づく冷却部材１の側面を示している。冷却媒体入口
（Kuehlmitteleingang）３及び冷却媒体出口（Kuehlmit
telausgang）４のための接続部が概略的に示されてい
る。接続部（Anschluss）3,4は互いに相対する側に、若
しくは同じ側に配置されていてよい。両方の構成部分2,
2′は互いに結合され、例えば接着、焼結、若しくはク
ランプ結合され、若しくは中間片を介して互いに結合さ
れていてよい。該冷却部材は例えば液状の冷却媒体のた
めに適しているが、ガス状の冷却媒体のためにも使用さ
れる。
図1bは冷却部材１の冷却部材半部（Kuehlkoerperhael
fte）２の内面の平面図であり、この場合、壁が円によ
って概略的に描いてある。冷却部材半部２の内面には複
数のピン５が配置されている。ピン５は通路（Kanal）
６によって隔てられていて、冷却部材半部２の内面に亙
って不均一に分配されている。ピン５の充填度（Fuellg
rad）は冷却媒体入口３と冷却媒体出口４との間の仮想
の最短の結合ライン７の領域で高く、そこから離れると
低くなっており、従って、流動抵抗（Stroemungswiders
tand）は平面で見て冷却媒体入口３と冷却媒体出口４と
の間の可能な各流路（Stroemungsweg）にとってほぼ同
じである。充填度の高い領域は、冷却水入口（Kuehlwas
sereingang）３及び冷却水出口（Kuehlwasserausgang）
４の小さい方の直径と少なくとも同じ幅である。
fte）２の内面の平面図であり、この場合、壁が円によ
って概略的に描いてある。冷却部材半部２の内面には複
数のピン５が配置されている。ピン５は通路（Kanal）
６によって隔てられていて、冷却部材半部２の内面に亙
って不均一に分配されている。ピン５の充填度（Fuellg
rad）は冷却媒体入口３と冷却媒体出口４との間の仮想
の最短の結合ライン７の領域で高く、そこから離れると
低くなっており、従って、流動抵抗（Stroemungswiders
tand）は平面で見て冷却媒体入口３と冷却媒体出口４と
の間の可能な各流路（Stroemungsweg）にとってほぼ同
じである。充填度の高い領域は、冷却水入口（Kuehlwas
sereingang）３及び冷却水出口（Kuehlwasserausgang）
４の小さい方の直径と少なくとも同じ幅である。
この領域では２〜７ピン/cm2の平均的なピン密度（Za
pfendichte）、特に４〜６ピン/cm2のピン密度が有利で
あり、それというのはこのようなピン密度では工具が冷
却部材１のためのセラミックプロセスにおいて十分に操
作可能であるからである。これによって生ぜしめられた
小さい通路幅は、冷却媒体の流速にとって有利である。
このような配置の冷却部材は、もっぱら20K/kWの小さい
熱抵抗（Waermewiderstand）しか有していない。
pfendichte）、特に４〜６ピン/cm2のピン密度が有利で
あり、それというのはこのようなピン密度では工具が冷
却部材１のためのセラミックプロセスにおいて十分に操
作可能であるからである。これによって生ぜしめられた
小さい通路幅は、冷却媒体の流速にとって有利である。
このような配置の冷却部材は、もっぱら20K/kWの小さい
熱抵抗（Waermewiderstand）しか有していない。
充填度（中空室対材料容積量:Hohlraum zu Volumenan
teil Material）は1:1から2:1までで変化する。このよ
うな充填度においては利点として、冷却部材の製造のた
めの工具の製造が例えばセラミックのプレス及び焼結に
よって簡単である。ピン5,5′若しくは通路６の損傷に
よる不良品が避けられる。さらに通常の冷却媒体流過の
際の流速は十分な熱導出のために101/分だけ大きいもの
の、冷却部材を浸食によって損傷させないためにまだ小
さい。
teil Material）は1:1から2:1までで変化する。このよ
うな充填度においては利点として、冷却部材の製造のた
めの工具の製造が例えばセラミックのプレス及び焼結に
よって簡単である。ピン5,5′若しくは通路６の損傷に
よる不良品が避けられる。さらに通常の冷却媒体流過の
際の流速は十分な熱導出のために101/分だけ大きいもの
の、冷却部材を浸食によって損傷させないためにまだ小
さい。
充填度の変化がピン5,5′の増減によって、若しくは
ピン5,5′又は通路６の拡大或いは縮小、若しくは通路
６或いはピン5,5′の不変な状態でのピン或いは通路の
大きさの変化によって達成されてよい。この場合に重要
なことは、各通路６に沿った冷却媒体の流速の最大値が
平均的な流速最大値から50％、特に30％を下回らない若
しくは上回らないようになっていることである。
ピン5,5′又は通路６の拡大或いは縮小、若しくは通路
６或いはピン5,5′の不変な状態でのピン或いは通路の
大きさの変化によって達成されてよい。この場合に重要
なことは、各通路６に沿った冷却媒体の流速の最大値が
平均的な流速最大値から50％、特に30％を下回らない若
しくは上回らないようになっていることである。
ピンは任意の形を有していてよい。しかしながらピン
5,5′の特殊な基礎面（Grundflaeche）が特に有利であ
る。
5,5′の特殊な基礎面（Grundflaeche）が特に有利であ
る。
図２は、冷却部材１の特に有利な実施例の冷却部材部
分（Kuehlkoerperteil）２の内面の平面図である。冷却
部材部分２の内面には、流れに良好な複数のピン５が配
置されている。該ピンの基礎面はひし形であり、この場
合、ピン５の長い対角線８が冷却媒体の流路に対してほ
ぼ平行に配置されている。ひし形は特に有利であり、そ
れというのはピン５の流れを受ける側の尖端（angestro
emte Spitze）がせき止め部分（Staupunkt）を形成しな
いからである。それとは逆に、冷却媒体の流れが分割さ
れ、ピン５を取り巻いて流れて、冷却する。
分（Kuehlkoerperteil）２の内面の平面図である。冷却
部材部分２の内面には、流れに良好な複数のピン５が配
置されている。該ピンの基礎面はひし形であり、この場
合、ピン５の長い対角線８が冷却媒体の流路に対してほ
ぼ平行に配置されている。ひし形は特に有利であり、そ
れというのはピン５の流れを受ける側の尖端（angestro
emte Spitze）がせき止め部分（Staupunkt）を形成しな
いからである。それとは逆に、冷却媒体の流れが分割さ
れ、ピン５を取り巻いて流れて、冷却する。
特にこのようなピン形状においては体積に対する表面
の割合が著しく良好であり、これによって可能な熱導出
がさらに改善される。熱伝導性の良好な材料、例えば窒
化アルミニウム（Aluminiumnitrid）の使用の場合に
は、冷却部材の熱伝導係数が3000W/（m2K）を越えてい
る。
の割合が著しく良好であり、これによって可能な熱導出
がさらに改善される。熱伝導性の良好な材料、例えば窒
化アルミニウム（Aluminiumnitrid）の使用の場合に
は、冷却部材の熱伝導係数が3000W/（m2K）を越えてい
る。
ひし形の基礎面を備えるピン５の周囲に沿った流れ
は、ピン５のひし形の流れを受ける前方の尖端の開き角
が40゜と60゜との間、特に46゜から55゜までの間である
と特に有利であり、それというのはピンの周囲の流速が
最大で、若しくは溢流長さ（Ueberstroemlaenge）が小
さいからである。大きな角度、若しくは例えば円筒形の
ピンにおいては、ピン５の流れを受ける側のせき止め部
の形成によって流動状態が悪化され、小さい角度におい
てはピン５の機械的な安定性が低下する。さらに溢流長
さが所定の有利なピン密度では大きすぎて、ピン５から
の熱流出を悪化させる。
は、ピン５のひし形の流れを受ける前方の尖端の開き角
が40゜と60゜との間、特に46゜から55゜までの間である
と特に有利であり、それというのはピンの周囲の流速が
最大で、若しくは溢流長さ（Ueberstroemlaenge）が小
さいからである。大きな角度、若しくは例えば円筒形の
ピンにおいては、ピン５の流れを受ける側のせき止め部
の形成によって流動状態が悪化され、小さい角度におい
てはピン５の機械的な安定性が低下する。さらに溢流長
さが所定の有利なピン密度では大きすぎて、ピン５から
の熱流出を悪化させる。
図3aは有利な別のピンの断面を示している。該ピン５
は錐形に尖って冷却部材１の内部に突入していて、大き
な横断面で以て冷却部材１の内側の表面２に接続（kont
aktieren）している。ピン５の先端は尖っていて若しく
は平らにされていてよい。これによって、熱流出がさら
に改善され、それというのは冷却部材の熱い側が大きな
面で接続されており、熱を導出するピン5,5′が冷却媒
体に対して大きな接触面を有しているからである。同時
にピンのこのような形状においては、冷却部材の製造の
際の高価な基礎材料（Grundmaterial）が節減される。
は錐形に尖って冷却部材１の内部に突入していて、大き
な横断面で以て冷却部材１の内側の表面２に接続（kont
aktieren）している。ピン５の先端は尖っていて若しく
は平らにされていてよい。これによって、熱流出がさら
に改善され、それというのは冷却部材の熱い側が大きな
面で接続されており、熱を導出するピン5,5′が冷却媒
体に対して大きな接触面を有しているからである。同時
にピンのこのような形状においては、冷却部材の製造の
際の高価な基礎材料（Grundmaterial）が節減される。
図示の実施例では冷却部材の両方の冷却部材部分2,
2′の構造は両方の冷却部材部分2,2′間の鏡面（Spiege
lebene）９に対して対称的であり、かつピン5,5′は互
いに直接に相対している。
2′の構造は両方の冷却部材部分2,2′間の鏡面（Spiege
lebene）９に対して対称的であり、かつピン5,5′は互
いに直接に相対している。
図3bにはピン5,5′の鏡面対称的な配置が示されてい
る。両方の冷却部材半部2,2′は内側にピン5,5′を有し
ている。この配置は両方の冷却部材半部2,2′間の鏡面
９に対して対称的であり、ピン5,5′が冷却部材１の組
み立てられて完成した状態で互いに直接に相対してい
る。
る。両方の冷却部材半部2,2′は内側にピン5,5′を有し
ている。この配置は両方の冷却部材半部2,2′間の鏡面
９に対して対称的であり、ピン5,5′が冷却部材１の組
み立てられて完成した状態で互いに直接に相対してい
る。
図3cには、ピンの特に高い充填度を可能にする配置が
示されている。上側の冷却部材部分２のピン５と下側の
冷却部材部分２′のピン５′とが互いにずらされて、互
いに噛み合うように配置されている。これによって、冷
却媒体速度がさらに高められ、それというのは通路６が
冷却媒体１の、両方の冷却部材部分2,2′の互いに合致
するところの中央の領域でも狭くなっているからであ
る。この配置においても、原理的に異なるピン形状及び
ピン基礎面が選ばれ得る。
示されている。上側の冷却部材部分２のピン５と下側の
冷却部材部分２′のピン５′とが互いにずらされて、互
いに噛み合うように配置されている。これによって、冷
却媒体速度がさらに高められ、それというのは通路６が
冷却媒体１の、両方の冷却部材部分2,2′の互いに合致
するところの中央の領域でも狭くなっているからであ
る。この配置においても、原理的に異なるピン形状及び
ピン基礎面が選ばれ得る。
原理的には熱導出は、冷却媒体速度が渦流を形成する
程度に高くなっていると最適である。しかしながらこの
ような高い速度においては、冷却媒体が冷却部材を浸食
によって損傷せしめる。
程度に高くなっていると最適である。しかしながらこの
ような高い速度においては、冷却媒体が冷却部材を浸食
によって損傷せしめる。
本発明に基づく冷却部材１の最小の熱伝達係数αは30
00W/（m2K）を下回らないようにしたい。熱伝達係数α
の値の低い場合には、冷却が不十分である。従って、冷
却媒体としての水にとって、例えば損失出力1kWの場合
に最小流速は0.1m/secである。
00W/（m2K）を下回らないようにしたい。熱伝達係数α
の値の低い場合には、冷却が不十分である。従って、冷
却媒体としての水にとって、例えば損失出力1kWの場合
に最小流速は0.1m/secである。
重要なことは、0.1m/secの最小流速が下回られないこ
とである。流速の上限として、冷却部材１を浸食損傷せ
しめるような冷却媒体速度が越えられてはならない。窒
化アルミニウムにとって、上限値は例えば1m/secであ
り、アルミニウムにとって上限値は1.5m/secである。
とである。流速の上限として、冷却部材１を浸食損傷せ
しめるような冷却媒体速度が越えられてはならない。窒
化アルミニウムにとって、上限値は例えば1m/secであ
り、アルミニウムにとって上限値は1.5m/secである。
冷却媒体、例えば水の流れがまだ層状であるにもかか
わらず、本発明に基づく冷却部材１によって熱抵抗の明
瞭な減少が達成される。熱抵抗は明らかに30K/kWより低
い。実施例のデータでは熱抵抗値は例えば20K/kWであ
る。
わらず、本発明に基づく冷却部材１によって熱抵抗の明
瞭な減少が達成される。熱抵抗は明らかに30K/kWより低
い。実施例のデータでは熱抵抗値は例えば20K/kWであ
る。
図４には本発明に基づく冷却部材１の有利な別の実施
例を示してあり、該冷却部材は上側の構成部分２、下側
の構成部分２′及びリング状の中央部分２″を備えてい
る。冷却媒体入口３と冷却媒体出口４とは互いに中央部
分２″の相対する側に配置されているか、中央部分２″
の周囲の同じ側に配置されていてよい。上側の構成部分
２及び下側の構成部分２′の内面にはピン5,5′が概略
的に示してある。構成部分2,2′はシール部材10を介し
て中央部分２″に密接にかつ解離可能に結合されてい
る。シール部材としては、例えばペルブナ（Perbunan）
若しくはビトン（Viton）から成る弾性的な扁平シール
（Flachdichtung）若しくは丸紐リング（Rundschnurrin
g）が適している。解離可能な結合部はクランプ（Klamm
er）、スリーブ（Muffe）若しくは類似のものによって
形成されていてよい。
例を示してあり、該冷却部材は上側の構成部分２、下側
の構成部分２′及びリング状の中央部分２″を備えてい
る。冷却媒体入口３と冷却媒体出口４とは互いに中央部
分２″の相対する側に配置されているか、中央部分２″
の周囲の同じ側に配置されていてよい。上側の構成部分
２及び下側の構成部分２′の内面にはピン5,5′が概略
的に示してある。構成部分2,2′はシール部材10を介し
て中央部分２″に密接にかつ解離可能に結合されてい
る。シール部材としては、例えばペルブナ（Perbunan）
若しくはビトン（Viton）から成る弾性的な扁平シール
（Flachdichtung）若しくは丸紐リング（Rundschnurrin
g）が適している。解離可能な結合部はクランプ（Klamm
er）、スリーブ（Muffe）若しくは類似のものによって
形成されていてよい。
図５には結合クランプが示してあり、該結合クランプ
を用いて冷却部材部分2,2′,2″が互いに解離可能に結
合されている。このような形式の複数の結合クランプが
冷却部材１の外側縁部に配置されている。このような結
合形式は特に、例えば電動モータ・出力系内に複数の直
列接続される冷却部材及び冷却すべき出力構成エレメン
ト（Leistungsbauelement）を積み重ね配置するために
有利である。構成部分を圧縮する本来の保持力は、積み
重ねユニットの緊締装置（Einspannvorrichtung）によ
って形成され、公知の冷却部材積み重ねユニットにおい
て標準的にはほぼ40kNである。個別の冷却部材のクラン
プは、積み重ねユニットからの故障の構成エレメント若
しくは冷却部材の交換及び整備を著しく容易にする。
を用いて冷却部材部分2,2′,2″が互いに解離可能に結
合されている。このような形式の複数の結合クランプが
冷却部材１の外側縁部に配置されている。このような結
合形式は特に、例えば電動モータ・出力系内に複数の直
列接続される冷却部材及び冷却すべき出力構成エレメン
ト（Leistungsbauelement）を積み重ね配置するために
有利である。構成部分を圧縮する本来の保持力は、積み
重ねユニットの緊締装置（Einspannvorrichtung）によ
って形成され、公知の冷却部材積み重ねユニットにおい
て標準的にはほぼ40kNである。個別の冷却部材のクラン
プは、積み重ねユニットからの故障の構成エレメント若
しくは冷却部材の交換及び整備を著しく容易にする。
中央部分２″自体は中空に構成されていて、金属（ア
ルミニウム若しくは銅、若しくは経済的な別の材料）、
若しくはプラスチックから成っている場合に、特に有利
には冷却媒体のための接続部3,4を有している。冷却媒
体導管の接続は、セラミックの部材においては技術的に
煩雑であるのに対して、本発明に基づく構成においては
著しく簡単である。おおよそ市販のフランジ結合部（Fl
anschverbindung）若しくは管片（Stutzen）のような接
続部は、例えばねじを用いて中央部分２″に取り付けら
れていてよく、若しくはロウ付けによって中央部分に結
合されていてよい。
ルミニウム若しくは銅、若しくは経済的な別の材料）、
若しくはプラスチックから成っている場合に、特に有利
には冷却媒体のための接続部3,4を有している。冷却媒
体導管の接続は、セラミックの部材においては技術的に
煩雑であるのに対して、本発明に基づく構成においては
著しく簡単である。おおよそ市販のフランジ結合部（Fl
anschverbindung）若しくは管片（Stutzen）のような接
続部は、例えばねじを用いて中央部分２″に取り付けら
れていてよく、若しくはロウ付けによって中央部分に結
合されていてよい。
冷却部材部分2,2′のために絶縁性及び熱伝導性のセ
ラミックを使用する場合には、冷却部材１の製造の際の
著しい材料節減、ひいてはコスト節減が可能であり、こ
のような冷却部材の必要な耐高圧性（Hochspannungstau
glichkeit）を悪化させることはない。さらに冷却部材
部分2,2′,2″間の相互のシール及び結合が著しく簡単
であり、冷却部材の信頼性が高められる。
ラミックを使用する場合には、冷却部材１の製造の際の
著しい材料節減、ひいてはコスト節減が可能であり、こ
のような冷却部材の必要な耐高圧性（Hochspannungstau
glichkeit）を悪化させることはない。さらに冷却部材
部分2,2′,2″間の相互のシール及び結合が著しく簡単
であり、冷却部材の信頼性が高められる。
本発明に基づく冷却部材１のための材料としては、熱
伝導性の良好な材料が有利である。大きな電気絶縁性が
必要である場合には、冷却部材が有利には、例えば窒化
アルミニウム、炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化ベリ
リウム、酸化珪素のような絶縁体部分、若しくは、例え
ば前述のグループの絶縁体若しくはダイヤモンドから成
る熱伝導性の良好な被覆を備えた層部材から成っていて
よい。
伝導性の良好な材料が有利である。大きな電気絶縁性が
必要である場合には、冷却部材が有利には、例えば窒化
アルミニウム、炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化ベリ
リウム、酸化珪素のような絶縁体部分、若しくは、例え
ば前述のグループの絶縁体若しくはダイヤモンドから成
る熱伝導性の良好な被覆を備えた層部材から成っていて
よい。
有利には、本発明に基づく複数構造の冷却部材１は絶
縁性の、有利には完全セラミック製の構成部分2,2′及
び金属性若しくは絶縁性の中央部分２″から構成され
る。
縁性の、有利には完全セラミック製の構成部分2,2′及
び金属性若しくは絶縁性の中央部分２″から構成され
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス ベッカー ドイツ連邦共和国 65521 グロース− ゲラオ ヴィーナー シュトラーセ 22 (72)発明者 ヴォルフガング シュタイガー ドイツ連邦共和国 70188 シュツット ガルト テックシュトラーセ 14 (72)発明者 マティアス ユング ドイツ連邦共和国 14089 ベルリン ザクロヴァー キルヒヴェーク 111エ ー (72)発明者 ペーター ハイネマイヤー ドイツ連邦共和国 14052 ベルリン マラトンアレー 10 (56)参考文献 特開 平３−1561（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−283874（ＪＰ，Ａ) 米国特許4151548（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/473 F28D 1/00 H01L 23/373 H05K 7/20
Claims (22)
- 【請求項１】冷却部材であって、上側及び下側の構成部
分（2,2′）から成っており、該構成部分が少なくとも
１つの内面に素材結合的に配置されて冷却媒体内に突入
するピン（5,5′）を、備えており、該ピンが通路
（６）によって互いに分離されている形式のものにおい
て、両方の冷却部材部分（2,2′）の内室内のピン（5,
5′）の容積量と通路（６）の容積量との比が、冷却媒
体出口（４）と冷却媒体入口（３）との間の仮想の直線
的な結合ライン（７）の領域で該仮想の結合ライン
（７）の外側の領域よりも大きくなっていることを特徴
とする冷却部材。 - 【請求項２】ピン（5,5′）の充填度が冷却媒体出口
（４）と冷却媒体入口（３）との間の仮想の最短の結合
ライン（７）の領域で高く、そこから離れると小さくな
っており、その結果、流動抵抗が平面に亙って見て冷却
媒体出口（４）と冷却媒体入口（３）との間の可能な各
流動抵抗にとってほぼ同じである請求項１記載の冷却部
材。 - 【請求項３】冷却媒体出口（４）と冷却媒体入口（３）
との間の仮想の直線的な結合ライン（７）に沿った所定
の領域が、冷却媒体出口（４）及び冷却媒体入口（３）
の直径の小さい方の直径と少なくとも同じ幅である請求
項１又は２記載の冷却部材。 - 【請求項４】通路（６）の容積量対ピン（5,5′）の容
積量の比が1:1と2:1との間にある請求項１から３のいず
れか１項記載の冷却部材。 - 【請求項５】ピン（5,5′）が先細に形成されており、
ピン（5,5′）の最大の面が冷却部材（2,2′）の内面に
接触している請求項１から４のいずれか１項記載の冷却
部材。 - 【請求項６】ピン（5,5′）の基礎面が多角形に構成さ
れている請求項１から５のいずれか１項記載の冷却部
材。 - 【請求項７】ピン（5,5′）が流路に沿って40゜から60
゜の開き角で配置されている請求項１から６のいずれか
１項記載の冷却部材。 - 【請求項８】ピン（5,5′）の基礎面がひし形に構成さ
れている請求項１から７のいずれか１項記載の冷却部
材。 - 【請求項９】ピン（5,5′）の基礎面が三角形である請
求項７記載の冷却部材。 - 【請求項１０】ピン（5,5′）の流れを受ける角隅の角
度二等分線（７）が冷却媒体の流路に対してほぼ平行に
配置されている請求項８又は９記載の冷却媒体。 - 【請求項１１】上側及び下側の冷却部材部分（2,2′）
の内面がピン（5,5′）を備えている請求項１から10ま
でのいずれか１項記載の冷却部材。 - 【請求項１２】上側の冷却部材部分（２）の内面のピン
（５）と下側の冷却部材部分（２）の内面のピン
（５′）とが互いに鏡面対称的に若しくは互いにずらし
て配置されている請求項１から11までのいずれか１項記
載の冷却部材。 - 【請求項１３】通路（６）に沿った冷却媒体の流速最大
値が、冷却部材（１）を浸食して損傷せしめるような速
度よりも小さくなっている請求項１から12までのいずれ
か１項記載の冷却部材。 - 【請求項１４】通路（６）に沿った冷却媒体の流速最大
値が、流速最大値から50％を下回らない若しくは上回ら
ない請求項１から13までのいずれか１項記載の冷却部
材。 - 【請求項１５】冷却部材（１）の熱抵抗が25K/kWよりも
小さくなっている請求項１から14までのいずれか１項記
載の冷却部材。 - 【請求項１６】冷却部材（１）が酸化アルミニウム、酸
化ベリリウム、及び酸化珪素のような絶縁体から形成さ
れている請求項１から15までのいずれか１項記載の冷却
部材。 - 【請求項１７】冷却部材（１）が、窒化アルミニウム、
炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化珪素及び又はダイヤ
モンドのような熱伝導性の材料から成っている請求項１
から16までのいずれか１項記載の冷却部材。 - 【請求項１８】冷却部材（１）が上側の冷却部材部分
（２）と下側の冷却部材部分（２′）との間に中央部分
（２″）を備えている請求項１から17までのいずれか１
項記載の冷却部材。 - 【請求項１９】中央部分（２″）が上側及び下側の冷却
部材部分（2,2″）に解離可能に結合されている請求項
１から18までのいずれか１項記載の冷却部材。 - 【請求項２０】中央部分（２″）が金属性若しくは電気
絶縁性の材料から形成されている請求項１から19までの
いずれか１項記載の冷却部材。 - 【請求項２１】中央部分（２″）が電気絶縁性の被覆を
備えた層部材から形成されている請求項１から20までの
いずれか１項記載の冷却部材。 - 【請求項２２】中央部分（２″）が冷却媒体接続部（3,
4）を備えている請求項１から21までのいずれか１項記
載の冷却部材。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1996100164 DE19600164A1 (de) | 1996-01-04 | 1996-01-04 | Kühlkörper mit Zapfen |
| DE1996100166 DE19600166A1 (de) | 1996-01-04 | 1996-01-04 | Kühlkörper mit verbessertem Strömungswiderstand |
| DE19600166.8 | 1996-01-04 | ||
| DE19600164.1 | 1996-01-04 | ||
| PCT/EP1997/000002 WO1997025741A1 (de) | 1996-01-04 | 1997-01-02 | Kühlkörper mit zapfen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11506873A JPH11506873A (ja) | 1999-06-15 |
| JP3090954B2 true JP3090954B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=26021879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09524831A Expired - Fee Related JP3090954B2 (ja) | 1996-01-04 | 1997-01-02 | ピンを備えた冷却部材 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6039114A (ja) |
| EP (1) | EP0835524A1 (ja) |
| JP (1) | JP3090954B2 (ja) |
| WO (1) | WO1997025741A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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