JP6098760B2 - 半導体モジュール用冷却器及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明に係る第1の実施例について説明する。図1は、本発明の第1の実施例に係る半導体モジュール用冷却器100の鳥瞰図である。図2は、本発明の第1の実施例に係る半導体モジュール用冷却器100の組み立て図である。図2では、半導体モジュール6を省略して記載している。図3は、本発明の第1の実施例に係る半導体モジュール用冷却器100の裏側の鳥瞰図である。図4は、図1のA−A断面の断面図である。
図5は、本発明の第2の実施例に係る半導体モジュール用冷却器200の断面図である。この断面図は、図1のA−A断面と同じ位置に相当する断面図である。半導体モジュール用冷却器200は、実施例1の半導体モジュール用冷却器100に対し、外形サイズを維持し、冷却フィン5の両端の下部を端部に近づくにつれて短くなるように削ることで断面積を拡張した構成になっている。すなわち、入口側ヘッダー3の内壁とジャケット2と冷却フィン5の下端で囲われる冷媒流路の断面積7は、入口側パイプ部3bの内側の断面積8(図2参照)より大きく、出口側ヘッダー4の内壁とジャケット2と冷却フィン5の下端で囲われる冷媒流路の断面積9が、出口側パイプ部4bの内側の断面積10(図2参照)より大きくなっている。この構成によれば、入口側ヘッダーと出口側ヘッダーの冷媒流路の圧力損失を低減できる。それ以外の構造は、実施例1と同じにした。複数の冷却フィン5は、入口側切欠き領域5aと、出口側切欠き領域5bと、を備えている。分配部3aと集水部4aの流路幅をそれぞれ10mmとした。入口側切欠き領域5aと、出口側切欠き領域5bを冷却フィン5の両端の斜め下側に傾斜して形成した。冷却フィン5の高さは、8mmとした。
図6は、本発明の第3の実施例に係る半導体モジュール用冷却器300の断面図である。この断面図は、図1のA−A断面と同じ位置に相当する断面図である。半導体モジュール用冷却器300は、半導体モジュール用冷却器200に加えて、入口側ヘッダー3と前記出口側ヘッダー4との間に第2の半導体モジュール11をさらに備えている。ジャケット2の第2の半導体モジュール11が接合されている裏面側は、冷却フィン5と接続されている。この構成によれば、入口側ヘッダーと出口側ヘッダーとの間の空間を有効に活用でき、半導体モジュールの設置数を増加できる。
図7は、本発明の第4の実施例に係る半導体モジュール用冷却器400の断面図である。この断面図は、図1のA−A断面と同じ位置に相当する断面図である。半導体モジュール用冷却器400は、半導体モジュール用冷却器200に加えて、第2プレート12と、第2プレート12の下面に配置されたコンデンサ13と、ジャケット2に形成された開口部2eと、をさらに備えている。第2プレート12は、開口部2eを覆い、ジャケット2と水漏れなく接合されている。コンデンサ13と第2プレート12は、図示しない固定部材で固定されている。コンデンサ13で生じた熱は、第2プレート12を介して半導体モジュール用冷却器200内を流れる冷媒に伝導される。それ以外の構造は、実施例2と同じにした。この構成によれば、コンデンサを支持する第2プレートが冷却フィンに直接接していないので、このコンデンサが、第1の半導体モジュールからの熱を受けない、もしくは逆に与えないようにできる。
本発明の半導体モジュール用冷却器の製造方法の実施態様は、図9に示すように、上記のいずれか一つに記載の半導体モジュール用冷却器の製造方法において、ジャケット2の窪み2aに複数の冷却フィン5を収納し、窪み2aを覆うように第1プレート1を配置する冷却フィン組み込み工程S1と、ジャケット2と第1プレート1を接続する第1プレート接続工程S2と、ジャケット2に入口側ヘッダー3および出口側ヘッダー4を接続するヘッダー接続工程S3と、を備える。
図8は、比較例の半導体モジュール用冷却器の断面図である。比較例は、図示しない入口側ヘッダー3、および出口側ヘッダー4が、ジャケット2の窪み2aの側面から2つの円錐状のテーパー部を介して入口側パイプ部3bおよび出口側パイプ部4bをそれぞれ接続させた構造になっている。ジャケットの窪み2aの両端にはそれぞれ空間が設けられており、この空間とテーパー部とが連通されている。この空間の間に複数の冷却ファン5が配置されている。それ以外の構造は、実施例1と同じにした。
2 ジャケット
2a 窪み
2b 第1貫通孔
2c 第2貫通孔
2d フランジ部
2e 開口部
3 入口側ヘッダー
3a 分配部
3a1 半円形状の底面
3a2 フランジ部
3b 入口側パイプ部
3b1 テーパー部
4 出口側ヘッダー
4a 集水部
4a1 半円形状の底面
4a2 フランジ部
4b 出口側パイプ部
4b1 テーパー部
5 複数の冷却フィン
5a 入口側切欠き領域
5b 出口側切欠き領域
6 第1の半導体モジュール
7 入口側ヘッダーの内壁とジャケットと冷却フィンの下端で囲われた冷媒流路の断面積
8 入口側パイプ部の内側の断面積
9 出口側ヘッダーの内壁とジャケットと冷却フィンの下端で囲われた冷媒流路の断面積
10 出口側パイプ部の内側の断面積
11 第2の半導体モジュール
12 第2プレート
13 コンデンサ(キャパシタ)
100 半導体モジュール用冷却器
200 半導体モジュール用冷却器
300 半導体モジュール用冷却器
400 半導体モジュール用冷却器
S1 冷却フィン組み込み工程
S2 第1プレート接続工程
S3 ヘッダー接続工程
Claims (9)
- 第1の半導体モジュールが設置される第1プレートと、
前記第1プレートの下側に配置され、前記第1プレート側に窪みを備え、さらに前記窪みの端部に第1貫通孔と第2貫通孔とを離間して持ったジャケットと、
前記ジャケットの下側から前記第1貫通孔を覆うように配置された分配部、および前記分配部の長手方向から延在した入口側パイプ部を持った入口側ヘッダーと、
前記ジャケットの下側から前記第2貫通孔を覆うように配置された集水部、および前記集水部の長手方向から延在した出口側パイプ部を持ち、前記入口側ヘッダーと平行に配置された出口側ヘッダーと、
前記第1プレートと前記ジャケットの間の前記窪みに配置され、前記入口側ヘッダーの前記分配部上方から前記出口側ヘッダーの前記集水部上方まで延在された複数の冷却フィンと、
を備え、
前記複数の冷却フィンは、前記入口側ヘッダーの上方の入口側端部に入口側切欠き領域と、前記出口側ヘッダーの上方の出口側端部に出口側切欠き領域とを備え、
前記入口側切欠き領域および前記出口側切欠き領域は、前記冷却フィンの中央部よりも高さが低くなっていることを特徴とする半導体モジュール用冷却器。 - 請求項1に記載の半導体モジュール用冷却器において、
前記ジャケットの窪みの高さは、前記入口側パイプ部の内径および前記出口側パイプ部の内径よりも短いことを特徴とする半導体モジュール用冷却器。 - 請求項2に記載の半導体モジュール用冷却器において、
前記分配部は、入口側パイプ部から延長された半円形状の底面を備え、
前記集水部は、出口側パイプ部から延長された半円形状の底面を備えたことを特徴とする半導体モジュール用冷却器。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体モジュール用冷却器において、
前記入口側ヘッダーの内壁とジャケットと前記冷却フィンの下端で囲われる冷媒流路の断面積が、前記入口側パイプ部の内側の断面積より大きく、
前記出口側ヘッダーの内壁とジャケットと前記冷却フィンの下端で囲われる冷媒流路の断面積が、前記出口側パイプ部の内側の断面積より大きいことを特徴とする半導体モジュール用冷却器。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体モジュール用冷却器において、
前記ジャケットは、前記入口側ヘッダーと前記出口側ヘッダーとの間に第2の半導体モジュールを備えることを特徴とする半導体モジュール用冷却器。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体モジュール用冷却器において、
キャパシタが設置される第2プレートを備え、
前記ジャケットは、前記入口側ヘッダーと前記出口側ヘッダーとの間に開口部を備え、
前記開口部が下側から前記第2プレートで覆われていることを特徴とする半導体モジュール用冷却器。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体モジュール用冷却器において、
前記ジャケット、前記入口側ヘッダー、及び前記出口側ヘッダーの材質が、樹脂であることを特徴とする半導体モジュール用冷却器。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体モジュール用冷却器の製造方法において、前記ジャケットの前記窪みに前記複数の冷却フィンを収納し、前記窪みを覆うように前 記第1プレートを配置する冷却フィン組み込み工程と、
前記ジャケットと前記第1プレートを接続する第1プレート接続工程と、
前記ジャケットに前記入口側ヘッダーおよび前記出口側ヘッダーを接続するヘッダー接続工程と、
を備えることを特徴とする半導体モジュール用冷却器の製造方法。 - 請求項9に記載の半導体モジュール用冷却器の製造方法において、
前記ヘッダー接続工程は、接着剤を用いた接合であることを特徴とする半導体モジュール用冷却器の製造方法。
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