JPH04305963A - 半導体素子の冷却装置 - Google Patents
半導体素子の冷却装置Info
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- JPH04305963A JPH04305963A JP3095010A JP9501091A JPH04305963A JP H04305963 A JPH04305963 A JP H04305963A JP 3095010 A JP3095010 A JP 3095010A JP 9501091 A JP9501091 A JP 9501091A JP H04305963 A JPH04305963 A JP H04305963A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
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-
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- H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
-
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/24—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for electrical insulation
-
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の冷却装置に
係り、特に複数の半導体素子間に接続導体を介して設け
た冷却部材内に入れた冷却媒体で半導体素子を冷却する
冷却装置に関する。
係り、特に複数の半導体素子間に接続導体を介して設け
た冷却部材内に入れた冷却媒体で半導体素子を冷却する
冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体素子の冷却装置として、例
えば特開昭５８−３７４８２号公報に記載のものが知ら
れ、これを図１１および図１２に示している。
えば特開昭５８−３７４８２号公報に記載のものが知ら
れ、これを図１１および図１２に示している。
【０００３】図１１に示した半導体素子の冷却装置では
、複数の半導体素子１間に金属製冷却部材２を設け、こ
の冷却部材２に絶縁管２６を介して放熱部４を連結し、
これら冷却部材２および放熱部４内には蒸発性の良い冷
却媒体を封入している。
、複数の半導体素子１間に金属製冷却部材２を設け、こ
の冷却部材２に絶縁管２６を介して放熱部４を連結し、
これら冷却部材２および放熱部４内には蒸発性の良い冷
却媒体を封入している。
【０００４】また図１２に示した他の半導体素子の冷却
装置では、半導体素子１間に端子となる接続導体６を介
して冷却部材２を設けると共に、接続導体６と冷却部材
２間に絶縁板５を配置し、冷却部材２と放熱部４間を通
路管７を介して連通させている。
装置では、半導体素子１間に端子となる接続導体６を介
して冷却部材２を設けると共に、接続導体６と冷却部材
２間に絶縁板５を配置し、冷却部材２と放熱部４間を通
路管７を介して連通させている。
【０００５】これらの半導体素子の冷却装置において半
導体素子１が通電によつて発熱するとこの熱は冷却部材
２を介して内部の冷却媒体に伝導するため、冷却媒体は
沸騰され、その蒸気泡が放熱部４に侵入し、ここで冷却
されて液化し、再び冷却部材２内に戻つて半導体素子１
を冷却することになる。しかも放熱部４はいずれも絶縁
管２６や絶縁板５によつて電気的に絶縁されているから
、共通の放熱部４としてもこれによつて半導体素子１を
電気的に短絡することはない。
導体素子１が通電によつて発熱するとこの熱は冷却部材
２を介して内部の冷却媒体に伝導するため、冷却媒体は
沸騰され、その蒸気泡が放熱部４に侵入し、ここで冷却
されて液化し、再び冷却部材２内に戻つて半導体素子１
を冷却することになる。しかも放熱部４はいずれも絶縁
管２６や絶縁板５によつて電気的に絶縁されているから
、共通の放熱部４としてもこれによつて半導体素子１を
電気的に短絡することはない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の半導体素子の冷却装置においては、その冷却媒
体としてトリクロロ・トリフルオロエタン（フロン１１
３）が広く使われていたが、この冷却媒体中の塩素が成
層圏のオゾン層を破壊するため、世界的な規模でその生
産を中止し、冷却媒体としては塩素を含まないものに急
速に移行しつつある。このような冷却媒体の一つとして
水が考えられているが、通常の水は導電性であり、絶縁
性に処理してから用いようとすると、装置が大型化して
しまい半導体素子の冷却装置のように小型化が要求され
るものには不向きである。
た従来の半導体素子の冷却装置においては、その冷却媒
体としてトリクロロ・トリフルオロエタン（フロン１１
３）が広く使われていたが、この冷却媒体中の塩素が成
層圏のオゾン層を破壊するため、世界的な規模でその生
産を中止し、冷却媒体としては塩素を含まないものに急
速に移行しつつある。このような冷却媒体の一つとして
水が考えられているが、通常の水は導電性であり、絶縁
性に処理してから用いようとすると、装置が大型化して
しまい半導体素子の冷却装置のように小型化が要求され
るものには不向きである。
【０００７】そこで、水を導電性媒体として使用するこ
とが考えられるが、例えば図１１に示す半導体素子の冷
却装置に使用すると、冷却部材２と放熱部４間は絶縁管
２６内の水を介して電気的導通状態となり、半導体素子
１が電気的に短絡されてしまう。また図１２に示す半導
体素子の冷却装置に使用すると、半導体素子１間の電気
絶縁は、１対の接続導体６と冷却部材２間に位置する絶
縁板５の沿面距離によつて保持することになるが、ＪＥ
Ｍ−１１０３（日本電機工業会規格「制御機器の絶縁距
離」）では、定格１５００Ｖの回路で３０ｍｍ以上、ま
た汚損される環境下では１．５倍の４５ｍｍ以上の絶縁
距離が必要とされている。こうした条件を満たす絶縁板
５を用いると、冷却媒体として導電性媒体を使用した場
合、従来のように絶縁性媒体を用いていた場合よりも装
置を大型化してしまう。
とが考えられるが、例えば図１１に示す半導体素子の冷
却装置に使用すると、冷却部材２と放熱部４間は絶縁管
２６内の水を介して電気的導通状態となり、半導体素子
１が電気的に短絡されてしまう。また図１２に示す半導
体素子の冷却装置に使用すると、半導体素子１間の電気
絶縁は、１対の接続導体６と冷却部材２間に位置する絶
縁板５の沿面距離によつて保持することになるが、ＪＥ
Ｍ−１１０３（日本電機工業会規格「制御機器の絶縁距
離」）では、定格１５００Ｖの回路で３０ｍｍ以上、ま
た汚損される環境下では１．５倍の４５ｍｍ以上の絶縁
距離が必要とされている。こうした条件を満たす絶縁板
５を用いると、冷却媒体として導電性媒体を使用した場
合、従来のように絶縁性媒体を用いていた場合よりも装
置を大型化してしまう。
【０００８】本発明の目的とするところは、導電性の冷
却媒体を用いても装置を小型化することのできる半導体
素子の冷却装置を提供するにある。
却媒体を用いても装置を小型化することのできる半導体
素子の冷却装置を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第一番目の発明
は上述の目的を達成するために、複数の半導体素子間に
接続導体を介して冷却部材を配置し、冷却部材に形成し
た接続部に放熱部を接続し、これら冷却部材、接続部お
よび放熱部内に冷却媒体を封入して成る半導体素子の冷
却装置において、上記冷却媒体として導電性の冷却媒体
を用い、冷却部材の上記接続導体との対向部に熱伝導性
の良い絶縁物を設け、１対の接続導体間に位置する上記
冷却部材の外周を絶縁物で覆つたことを特徴とする。
は上述の目的を達成するために、複数の半導体素子間に
接続導体を介して冷却部材を配置し、冷却部材に形成し
た接続部に放熱部を接続し、これら冷却部材、接続部お
よび放熱部内に冷却媒体を封入して成る半導体素子の冷
却装置において、上記冷却媒体として導電性の冷却媒体
を用い、冷却部材の上記接続導体との対向部に熱伝導性
の良い絶縁物を設け、１対の接続導体間に位置する上記
冷却部材の外周を絶縁物で覆つたことを特徴とする。
【００１０】また本発明の第二番目の発明は上記の目的
を達成するために、複数の半導体素子間に接続導体を介
して冷却部材を配置し、冷却部材に形成した接続部に放
熱部を接続し、これら冷却部材、接続部および放熱部内
に冷却媒体を封入して成る半導体素子の冷却装置におい
て、上記冷却媒体として導電性の冷却媒体を用い、上記
冷却部材を熱伝導性の良い絶縁物で構成したことを特徴
とする。
を達成するために、複数の半導体素子間に接続導体を介
して冷却部材を配置し、冷却部材に形成した接続部に放
熱部を接続し、これら冷却部材、接続部および放熱部内
に冷却媒体を封入して成る半導体素子の冷却装置におい
て、上記冷却媒体として導電性の冷却媒体を用い、上記
冷却部材を熱伝導性の良い絶縁物で構成したことを特徴
とする。
【００１１】
【作用】本発明の第一番目の発明による半導体素子の冷
却装置は上述の如く、接続導体と冷却部材の対向部、ま
た１対の接続導体の対向する部分に位置する部分の冷却
部材に絶縁物を設けたため、接続導体の導出部と冷却部
材間の電気絶縁は、従来のように絶縁物の沿面距離によ
つて決まるのではなく、同部の冷却部材を絶縁物で覆つ
ていることから、この絶縁物の貫層絶縁によつて決まり
、結局小型な冷却装置となる。しかも、この絶縁物によ
つて半導体素子と冷却部材間を電気的に絶縁することが
できるので、容易に入手することができて環境破壊の不
安のない水を含む導電性の冷却媒体を使用しても、半導
体素子の両端子間を電気的に短絡することもない。
却装置は上述の如く、接続導体と冷却部材の対向部、ま
た１対の接続導体の対向する部分に位置する部分の冷却
部材に絶縁物を設けたため、接続導体の導出部と冷却部
材間の電気絶縁は、従来のように絶縁物の沿面距離によ
つて決まるのではなく、同部の冷却部材を絶縁物で覆つ
ていることから、この絶縁物の貫層絶縁によつて決まり
、結局小型な冷却装置となる。しかも、この絶縁物によ
つて半導体素子と冷却部材間を電気的に絶縁することが
できるので、容易に入手することができて環境破壊の不
安のない水を含む導電性の冷却媒体を使用しても、半導
体素子の両端子間を電気的に短絡することもない。
【００１２】また本発明の第二番目の発明は上述したよ
うに冷却部材を絶縁物とすることにより、装置全体を小
型にしても冷却部材を介して半導体素子の両端子間を電
気的に短絡する電気回路を形成することはなく、また、
この特徴を生かして水等の導電性の冷却装置を使用して
いるので、冷却媒体の入手が容易になると共に環境破壊
等の不安が全くなくなる。
うに冷却部材を絶縁物とすることにより、装置全体を小
型にしても冷却部材を介して半導体素子の両端子間を電
気的に短絡する電気回路を形成することはなく、また、
この特徴を生かして水等の導電性の冷却装置を使用して
いるので、冷却媒体の入手が容易になると共に環境破壊
等の不安が全くなくなる。
【００１３】
【実施例】以下本発明の実施例を図面と共に説明する。
【００１４】図１は本発明の一実施例による半導体素子
の冷却装置を示す縦断面図で、複数の半導体素子１はそ
れぞれ両端に接続導体６を有し、この接続導体６間に、
内部に導電性の冷却媒体３を封入した冷却部材２を配置
している。この冷却部材２における通路７との接続部２
ａを除く外周面を熱伝導性の良い絶縁物８で覆つている
。また冷却部材２は通路７を介して放熱部４に接続され
ている。先の絶縁物８としては窒化ボロン、窒化アルミ
ニウム、アルミナ、ベリリア、炭化けい素等を用いるこ
とができる。
の冷却装置を示す縦断面図で、複数の半導体素子１はそ
れぞれ両端に接続導体６を有し、この接続導体６間に、
内部に導電性の冷却媒体３を封入した冷却部材２を配置
している。この冷却部材２における通路７との接続部２
ａを除く外周面を熱伝導性の良い絶縁物８で覆つている
。また冷却部材２は通路７を介して放熱部４に接続され
ている。先の絶縁物８としては窒化ボロン、窒化アルミ
ニウム、アルミナ、ベリリア、炭化けい素等を用いるこ
とができる。
【００１５】この構成によれば、接続導体６と冷却部材
２間の電気絶縁は絶縁物８の貫層絶縁によつて保持され
ることになり、前述した図１２の従来例のように絶縁板
５の沿面距離長に依存していた場合に比べ、装置を小型
にすることができる。
２間の電気絶縁は絶縁物８の貫層絶縁によつて保持され
ることになり、前述した図１２の従来例のように絶縁板
５の沿面距離長に依存していた場合に比べ、装置を小型
にすることができる。
【００１６】次に、冷却部材２を覆つた絶縁物８の具体
構成を図５によつて説明する。この図５は半導体素子の
冷却装置の要部展開斜視図である。
構成を図５によつて説明する。この図５は半導体素子の
冷却装置の要部展開斜視図である。
【００１７】冷却部材２は半導体素子１の並置方向に短
い軸長を有して軸方向両端で封じた円筒状であり、その
上部には図１の通路７に接続するよう半径方向に延びた
筒状の接続部２ａを有している。絶縁物８は、この冷却
部材２の軸方向両端に配置されると共に両端より若干大
きな径を有する円板状絶縁物９と、１対の円板状絶縁物
９の対向部に位置する冷却部材２の外周を包囲した包囲
絶縁物１１と、接続部２ａを覆つた包囲絶縁物１０とを
有している。円板状絶縁物９と包囲絶縁物１１間は絶縁
性接着剤１２によつて接着され、また必要に応じて包囲
絶縁物１０と包囲絶縁物１１間も絶縁性接着剤で接着す
ると良い。
い軸長を有して軸方向両端で封じた円筒状であり、その
上部には図１の通路７に接続するよう半径方向に延びた
筒状の接続部２ａを有している。絶縁物８は、この冷却
部材２の軸方向両端に配置されると共に両端より若干大
きな径を有する円板状絶縁物９と、１対の円板状絶縁物
９の対向部に位置する冷却部材２の外周を包囲した包囲
絶縁物１１と、接続部２ａを覆つた包囲絶縁物１０とを
有している。円板状絶縁物９と包囲絶縁物１１間は絶縁
性接着剤１２によつて接着され、また必要に応じて包囲
絶縁物１０と包囲絶縁物１１間も絶縁性接着剤で接着す
ると良い。
【００１８】円板状絶縁物９は上述したように熱伝導性
の良い窒化ボロン、窒化アルミニウム、アルミナ、ベリ
リア、炭化けい素等で構成することができるが、包囲絶
縁物１０，１１は熱伝導性を特別要求されない。つまり
半導体素子１の熱は接続導体６、円板状絶縁物９および
冷却部材２を介して冷却媒体３へと伝達されるからであ
る。そこで、包囲絶縁物１０，１１としては熱収縮性シ
リコーンチユーブ等を用いることができる。このとき、
これら包囲絶縁物１０，１１は一体でも良いし、接続部
２ａに対応する部分を除去し冷却部材２よりも多少長い
軸長を有した筒状の包囲絶縁物１１と、接続部２ａを包
囲した筒状の包囲絶縁物１０とを配置した後、これらを
加熱して収縮させて両者を冷却部材２へ密着させながら
一体的に形成することもできる。また包囲絶縁物１１の
軸方向端は円板状絶縁物９との接着のために、収縮後、
切断して冷却部材２の端面と合致させると良い。
の良い窒化ボロン、窒化アルミニウム、アルミナ、ベリ
リア、炭化けい素等で構成することができるが、包囲絶
縁物１０，１１は熱伝導性を特別要求されない。つまり
半導体素子１の熱は接続導体６、円板状絶縁物９および
冷却部材２を介して冷却媒体３へと伝達されるからであ
る。そこで、包囲絶縁物１０，１１としては熱収縮性シ
リコーンチユーブ等を用いることができる。このとき、
これら包囲絶縁物１０，１１は一体でも良いし、接続部
２ａに対応する部分を除去し冷却部材２よりも多少長い
軸長を有した筒状の包囲絶縁物１１と、接続部２ａを包
囲した筒状の包囲絶縁物１０とを配置した後、これらを
加熱して収縮させて両者を冷却部材２へ密着させながら
一体的に形成することもできる。また包囲絶縁物１１の
軸方向端は円板状絶縁物９との接着のために、収縮後、
切断して冷却部材２の端面と合致させると良い。
【００１９】このように冷却部材２のほとんどを絶縁物
８で覆つたため、金属製の冷却部材２と接続導体６間の
絶縁耐力は、絶縁物８の貫層耐圧によつて決定されるこ
とになり、冷却装置の小型化が可能になる。
８で覆つたため、金属製の冷却部材２と接続導体６間の
絶縁耐力は、絶縁物８の貫層耐圧によつて決定されるこ
とになり、冷却装置の小型化が可能になる。
【００２０】しかしながら接続導体６は、冷却部材２の
端面が円形であるのに対して図５の如く比較的小さな所
定幅を有した板状であり、冷却部材２の接続部２ａの導
出方向に対して直角な方向に導出され、また別の場合は
接続部２ａの導出方向と反対方向に導出される。従つて
、接続導体６と冷却部材２間の電気絶縁が問題となるの
は、接続導体６の導出方向においてである。つまり接続
導体６における半導体素子１との接触部は、冷却部材２
の対向部端面よりも小さく、この端面と同程度の絶縁を
保持することができるが、接続導体６は冷却部材２の対
向部面および円板状絶縁物９の対向面よりも外側に導出
されて端子となる故、この導出部において図１２で述べ
たような絶縁上の問題が生ずる。
端面が円形であるのに対して図５の如く比較的小さな所
定幅を有した板状であり、冷却部材２の接続部２ａの導
出方向に対して直角な方向に導出され、また別の場合は
接続部２ａの導出方向と反対方向に導出される。従つて
、接続導体６と冷却部材２間の電気絶縁が問題となるの
は、接続導体６の導出方向においてである。つまり接続
導体６における半導体素子１との接触部は、冷却部材２
の対向部端面よりも小さく、この端面と同程度の絶縁を
保持することができるが、接続導体６は冷却部材２の対
向部面および円板状絶縁物９の対向面よりも外側に導出
されて端子となる故、この導出部において図１２で述べ
たような絶縁上の問題が生ずる。
【００２１】従つて、より厳密に述べるなら、冷却部材
２を包囲する絶縁物８は、この接続導体６の少なくとも
導出部付近の冷却部材２部分を覆うように設ければ良い
。この場合、図５の如く接続導体６と冷却部材２の対向
部に熱伝導性の良い絶縁物、例えば円板状絶縁物９を設
け、この円板状絶縁物９間に位置する冷却部材２の外周
については、少なくとも接続導体６の導出部に対応する
部分に設ければ良い。
２を包囲する絶縁物８は、この接続導体６の少なくとも
導出部付近の冷却部材２部分を覆うように設ければ良い
。この場合、図５の如く接続導体６と冷却部材２の対向
部に熱伝導性の良い絶縁物、例えば円板状絶縁物９を設
け、この円板状絶縁物９間に位置する冷却部材２の外周
については、少なくとも接続導体６の導出部に対応する
部分に設ければ良い。
【００２２】図６は本発明の他の実施例による半導体素
子の冷却装置の要部拡大断面図である。この実施例にお
ける接続導体６の導出方向は接続部２ａと反対方向とな
つている。
子の冷却装置の要部拡大断面図である。この実施例にお
ける接続導体６の導出方向は接続部２ａと反対方向とな
つている。
【００２３】この実施例においても、１対の接続導体６
間に位置する冷却部材２の外周に包囲絶縁物１１を設け
て同様の効果を得ているが、１対の接続導体６間は主に
包囲絶縁物１１の沿面によつて絶縁を保持することにな
るので、この包囲絶縁物１１の外表面に凹凸を形成して
沿面絶縁耐圧を向上させている。
間に位置する冷却部材２の外周に包囲絶縁物１１を設け
て同様の効果を得ているが、１対の接続導体６間は主に
包囲絶縁物１１の沿面によつて絶縁を保持することにな
るので、この包囲絶縁物１１の外表面に凹凸を形成して
沿面絶縁耐圧を向上させている。
【００２４】図７は本発明の更に他の実施例による半導
体素子の冷却装置の要部拡大断面図で、接続導体６と冷
却部材２間に配置する絶縁物８を熱伝導性の良い１対の
箱状絶縁物２２，２３で構成したものである。これら両
箱状絶縁物２２，２３は、接続導体６の導出方向に対応
する部分に重なり部２４を形成するように嵌合させてい
る。この実施例によれば、絶縁物８の重なり部２４によ
り沿面距離を大きくすることができる。
体素子の冷却装置の要部拡大断面図で、接続導体６と冷
却部材２間に配置する絶縁物８を熱伝導性の良い１対の
箱状絶縁物２２，２３で構成したものである。これら両
箱状絶縁物２２，２３は、接続導体６の導出方向に対応
する部分に重なり部２４を形成するように嵌合させてい
る。この実施例によれば、絶縁物８の重なり部２４によ
り沿面距離を大きくすることができる。
【００２５】図８は図７の示した実施例の変形であり、
電気絶縁が特に問題となる部分、つまり接続導体６間に
位置する冷却部材２を覆う１対の箱状絶縁物２２，２３
の重なり部２４を複数にして、同部の沿面距離を更に高
めたものである。
電気絶縁が特に問題となる部分、つまり接続導体６間に
位置する冷却部材２を覆う１対の箱状絶縁物２２，２３
の重なり部２４を複数にして、同部の沿面距離を更に高
めたものである。
【００２６】図９は本発明の更に異なる実施例による半
導体素子の冷却装置の要部拡大断面図で、基本的な構成
は図６と同じであり、更に冷却部材２と絶縁物８間、ま
た絶縁物８と接続導体６間を、熱伝導性の良い接着剤２
５等で強制的に密着させている。従つて、これら相互間
の接触熱抵抗を低減し、半導体素子１を冷却媒体３によ
つて効率良く冷却することができる。
導体素子の冷却装置の要部拡大断面図で、基本的な構成
は図６と同じであり、更に冷却部材２と絶縁物８間、ま
た絶縁物８と接続導体６間を、熱伝導性の良い接着剤２
５等で強制的に密着させている。従つて、これら相互間
の接触熱抵抗を低減し、半導体素子１を冷却媒体３によ
つて効率良く冷却することができる。
【００２７】図２は本発明の更に異なる実施例による半
導体素子の冷却装置の縦断面図である。
導体素子の冷却装置の縦断面図である。
【００２８】先の実施例においては、いずれも冷却部材
２を金属製とし、接続導体６と冷却部材２間を電気的に
絶縁する絶縁物８を設けたが、本実施例では冷却部材２
を熱伝導性の良い絶縁物で構成している。従つて、冷却
部材２を覆う絶縁物８は不要であり、冷却媒体３として
導電性の水を用いても半導体素子１の端子間を電気的に
短絡することがないので、環境破壊の問題のない冷却装
置が容易に得られる。この構成においても、図６の場合
と同様に、１対の接続導体６の対向部に位置する部分の
冷却部材２に凹凸を形成して、１対の接続導体６間の沿
面絶縁耐圧を向上させることができる。また図１０に示
すように、接続導体６と熱伝導性の良い絶縁物からなる
冷却部材２間を熱伝導性の良い接着剤２５で接着すれば
、これら間の熱接触抵抗を低減して、半導体素子１を冷
却媒体３によつて効率良く冷却することができる。
２を金属製とし、接続導体６と冷却部材２間を電気的に
絶縁する絶縁物８を設けたが、本実施例では冷却部材２
を熱伝導性の良い絶縁物で構成している。従つて、冷却
部材２を覆う絶縁物８は不要であり、冷却媒体３として
導電性の水を用いても半導体素子１の端子間を電気的に
短絡することがないので、環境破壊の問題のない冷却装
置が容易に得られる。この構成においても、図６の場合
と同様に、１対の接続導体６の対向部に位置する部分の
冷却部材２に凹凸を形成して、１対の接続導体６間の沿
面絶縁耐圧を向上させることができる。また図１０に示
すように、接続導体６と熱伝導性の良い絶縁物からなる
冷却部材２間を熱伝導性の良い接着剤２５で接着すれば
、これら間の熱接触抵抗を低減して、半導体素子１を冷
却媒体３によつて効率良く冷却することができる。
【００２９】図３は本発明の更に異なる実施例による半
導体素子の冷却装置を示す縦断面図であり、この実施例
における冷却部材２を中心とする構成は図２の実施例と
同一であるから、同等物には同一符号を付けて説明を省
略し、相違する部分についてのみ説明する。
導体素子の冷却装置を示す縦断面図であり、この実施例
における冷却部材２を中心とする構成は図２の実施例と
同一であるから、同等物には同一符号を付けて説明を省
略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００３０】冷却部材２の接続部２ａには、冷却媒体３
の入口となる入口配管１６と、冷却媒体３の出口となる
出口配管１７の一端がそれぞれ接続されている。出口配
管１７の他端は放熱部４に接続され、入口配管１６の他
端はポンプ１４を介して放熱部４に接続されている。従
つて、ポンプ１４を運転することにより、半導体素子１
の熱によつて温められた冷却部材２内の冷却媒体３は、
出口配管１７を介して放熱部４に至り、ここで冷却され
た後、再び入口配管１６を介して冷却部材２内へ供給さ
れ、半導体素子１の冷却に用いられる。
の入口となる入口配管１６と、冷却媒体３の出口となる
出口配管１７の一端がそれぞれ接続されている。出口配
管１７の他端は放熱部４に接続され、入口配管１６の他
端はポンプ１４を介して放熱部４に接続されている。従
つて、ポンプ１４を運転することにより、半導体素子１
の熱によつて温められた冷却部材２内の冷却媒体３は、
出口配管１７を介して放熱部４に至り、ここで冷却され
た後、再び入口配管１６を介して冷却部材２内へ供給さ
れ、半導体素子１の冷却に用いられる。
【００３１】このようにポンプ１４を用いて冷却媒体３
の強制循環路を形成すると、特に放熱部４の設置場所に
対する設計の自由度を大きくすることができる。つまり
図１および図２の如く冷却媒体３の沸騰を利用した場合
、その温度差によつて循環する範囲内にしか放熱部４を
配置することができないが、強制循環の場合、ポンプ１
４の能力の範囲内で放熱部１４の位置を選定することが
できる。尚、冷却部材２を中心とする構成は図１および
図６乃至図１０に示した構成に替えても同様の効果があ
る。
の強制循環路を形成すると、特に放熱部４の設置場所に
対する設計の自由度を大きくすることができる。つまり
図１および図２の如く冷却媒体３の沸騰を利用した場合
、その温度差によつて循環する範囲内にしか放熱部４を
配置することができないが、強制循環の場合、ポンプ１
４の能力の範囲内で放熱部１４の位置を選定することが
できる。尚、冷却部材２を中心とする構成は図１および
図６乃至図１０に示した構成に替えても同様の効果があ
る。
【００３２】図４は本発明の更に異なる実施例による半
導体素子の冷却装置を示す縦断面図であり、この実施例
の場合にも冷却部材２を中心とする構成は図２および図
３の実施例と同一であるので、同一物には同一符号を付
けて説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する
。
導体素子の冷却装置を示す縦断面図であり、この実施例
の場合にも冷却部材２を中心とする構成は図２および図
３の実施例と同一であるので、同一物には同一符号を付
けて説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する
。
【００３３】各冷却部材２の内部に各ヒートパイプ１８
の受熱部１８ａがそれぞれ挿入、接続され、放熱フイン
１９を有する放熱部１８ｂが外部に突出している。
の受熱部１８ａがそれぞれ挿入、接続され、放熱フイン
１９を有する放熱部１８ｂが外部に突出している。
【００３４】この実施例によれば、各ヒートパイプ１８
は熱伝導性の良い絶縁物からなる冷却部材２によつて半
導体素子１および接続導体６から絶縁されているため、
隣接しているヒートパイプ１８の放熱フイン１９が互い
に接触しても半導体素子１の両端子間を電気的に短絡す
ることはない。また、各ヒートパイプ１８を電気的に接
続して接地することも可能であり、このようにした場合
、ヒートパイプ１８に人が触れても感電することはない
。尚、この実施例の場合にも、冷却部材２を中心とする
構成は図１および図６乃至図１０に示した構成に替える
ことができ、同様の効果がある。
は熱伝導性の良い絶縁物からなる冷却部材２によつて半
導体素子１および接続導体６から絶縁されているため、
隣接しているヒートパイプ１８の放熱フイン１９が互い
に接触しても半導体素子１の両端子間を電気的に短絡す
ることはない。また、各ヒートパイプ１８を電気的に接
続して接地することも可能であり、このようにした場合
、ヒートパイプ１８に人が触れても感電することはない
。尚、この実施例の場合にも、冷却部材２を中心とする
構成は図１および図６乃至図１０に示した構成に替える
ことができ、同様の効果がある。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、接続導体
と冷却部材間の対向部と、１対の接続導体間に位置する
冷却部材の外周とに絶縁物を設け、接続導体と冷却部材
間の対向部の絶縁物は熱伝導性の良いものとし、冷却部
材内に導電性の冷却媒体を封入したため、装置を大型化
することなく冷却媒体や冷却部材によつて半導体素子の
端子間を電気的に短絡することを防止すると共に、環境
問題のない安全な半導体素子の冷却装置が得られる。
と冷却部材間の対向部と、１対の接続導体間に位置する
冷却部材の外周とに絶縁物を設け、接続導体と冷却部材
間の対向部の絶縁物は熱伝導性の良いものとし、冷却部
材内に導電性の冷却媒体を封入したため、装置を大型化
することなく冷却媒体や冷却部材によつて半導体素子の
端子間を電気的に短絡することを防止すると共に、環境
問題のない安全な半導体素子の冷却装置が得られる。
【００３６】また本発明は冷却部材を熱伝導性の良い絶
縁物で造つたため、特別な絶縁管を設けることなく接続
導体と冷却部材間を電気的に絶縁することができ、また
導電性の冷却媒体を用いたため、小型かつ簡単な構成で
環境問題のない半導体素子の冷却装置が得られる。
縁物で造つたため、特別な絶縁管を設けることなく接続
導体と冷却部材間を電気的に絶縁することができ、また
導電性の冷却媒体を用いたため、小型かつ簡単な構成で
環境問題のない半導体素子の冷却装置が得られる。
【図１】本発明の一実施例による半導体素子の冷却装置
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【図２】本発明の他の実施例による半導体素子の冷却装
置の縦断面図である。
置の縦断面図である。
【図３】本発明の更に異なる実施例による半導体素子の
冷却装置の縦断面図である。
冷却装置の縦断面図である。
【図４】本発明の更に異なる実施例による半導体素子の
冷却装置の縦断面図である。
冷却装置の縦断面図である。
【図５】図１の要部展開斜視図である。
【図６】本発明の更に異なる実施例による半導体素子の
冷却装置の要部拡大断面図である。
冷却装置の要部拡大断面図である。
【図７】本発明の更に異なる実施例による半導体素子の
冷却装置の要部拡大断面図である。
冷却装置の要部拡大断面図である。
【図８】本発明の更に異なる実施例による半導体素子の
冷却装置の要部拡大断面図である。
冷却装置の要部拡大断面図である。
【図９】本発明の更に異なる実施例による半導体素子の
冷却装置の要部拡大断面図である。
冷却装置の要部拡大断面図である。
【図１０】本発明の更に異なる実施例による半導体素子
の冷却装置の要部拡大断面図である。
の冷却装置の要部拡大断面図である。
【図１１】従来の半導体素子の冷却装置の斜視図である
。
。
【図１２】従来の他の半導体素子の冷却装置の縦断面図
である。
である。
１ 半導体素子
２ 冷却部材
２ａ 接続部
３ 冷却媒体
４ 放熱部
６ 接続導体
７ 通路
８ 絶縁物
９ 円板状絶縁物
１０ 包囲絶縁物
１１ 包囲絶縁物
１２ 接着剤
１４ ポンプ
１６ 入口配管
１７ 出口配管
１８ ヒートパイプ
Claims (10)
- 【請求項１】 複数の半導体素子間に接続導体を介し
て冷却部材を配置し、この冷却部材の接続部に放熱部を
接続し、上記冷却部材、接続部および放熱部内に冷却媒
体を封入して成る半導体素子の冷却装置において、上記
冷却媒体として導電性の冷却媒体を用い、上記冷却部材
の上記接続導体との対向部、また１対の上記接続導体間
の対向部に位置する外周を絶縁物により覆い、少なくと
も上記接続導体との対向部は熱伝導性の良い絶縁物とし
たことを特徴とする半導体素子の冷却装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、上記絶
縁物は、上記接続導体と上記冷却部材間に設けた板状絶
縁物と、上記冷却部材の外周を覆う包囲絶縁物とから成
ることを特徴とする半導体素子の冷却装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のものにおいて、更に上
記冷却部材の上記接続部を包囲する包囲絶縁物を有する
ことを特徴とする半導体素子の冷却装置。 - 【請求項４】 請求項２記載のものにおいて、上記包
囲絶縁物と上記板状絶縁物の対向部間を絶縁性接着剤で
接着したことを特徴とする半導体素子の冷却装置。 - 【請求項５】 請求項４記載のものにおいて、上記板
状絶縁物は上記冷却部材の上記対向部とほぼ同じ大きさ
を有すると共にこれらの位置を合わせて配置したことを
特徴とする半導体素子の冷却装置。 - 【請求項６】 複数の半導体素子間に接続導体を介し
て冷却部材を配置し、この冷却部材の接続部に放熱部を
接続し、上記冷却部材、接続部および放熱部内に冷却媒
体を封入して成る半導体素子の冷却装置において、上記
冷却媒体として導電性の冷却媒体を用い、上記冷却部材
を熱伝導性の良い絶縁物で構成したことを特徴とする半
導体素子の冷却装置。 - 【請求項７】 請求項１〜６記載のものにおいて、上
記熱伝導性の良い絶縁物は、窒化ボロン、窒化アルミニ
ウム、アルミナ、ベリリア、炭化けい素のいずれかで成
ることを特徴とする半導体素子の冷却装置。 - 【請求項８】 請求項１〜６記載のものにおいて、上
記導電性の冷却媒体として水を用いたことを特徴とする
半導体素子の冷却装置。 - 【請求項９】 請求項１〜８記載のものにおいて、上
記冷却部材の接続部と上記放熱部間にポンプを設けた強
制循環路を形成したことを特徴とする半導体素子の冷却
装置。 - 【請求項１０】 請求項１〜８記載のものにおいて、
上記冷却部材にヒートパイプの受熱部を接続し、上記放
熱部を該ヒートパイプの放熱部で構成したことを特徴と
する半導体素子の冷却装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095010A JPH04305963A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 半導体素子の冷却装置 |
| AU13854/92A AU642084B2 (en) | 1991-04-02 | 1992-03-26 | Cooling device for semiconductor element do not seal until urgent |
| DE4210643A DE4210643A1 (de) | 1991-04-02 | 1992-03-31 | Kuehlvorrichtung fuer ein halbleiter-bauelement |
| KR1019920005339A KR920020629A (ko) | 1991-04-02 | 1992-03-31 | 반도체소자의 냉각장치 |
| FR9203947A FR2674989A1 (fr) | 1991-04-02 | 1992-04-01 | Dispositif de refroidissement pour un element semiconducteur. |
| ZA922415A ZA922415B (en) | 1991-04-02 | 1992-04-02 | Cooling device for semi-conductor element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095010A JPH04305963A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 半導体素子の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04305963A true JPH04305963A (ja) | 1992-10-28 |
Family
ID=14125980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3095010A Pending JPH04305963A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 半導体素子の冷却装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04305963A (ja) |
| KR (1) | KR920020629A (ja) |
| AU (1) | AU642084B2 (ja) |
| DE (1) | DE4210643A1 (ja) |
| FR (1) | FR2674989A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA922415B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4302816C2 (de) * | 1993-01-28 | 1996-08-08 | Aeg Westinghouse Transport | Anordnung zur Kühlung von druckkontaktierbaren Leistungs-Scheibenhalbleitern |
| DE4322932A1 (de) * | 1993-07-09 | 1995-01-19 | Abb Patent Gmbh | Flüssigkeitskühlkörper mit Isolierscheiben, elektrischen Anschlußblechen und einem Isolationsring |
| DE4322933A1 (de) * | 1993-07-09 | 1995-01-12 | Abb Patent Gmbh | Flüssigkeitskühlkörper mit hydraulischem Kühlmittelanschluß |
| DE102011003041A1 (de) * | 2011-01-24 | 2012-07-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung einer supraleitenden Maschine |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2523232C3 (de) * | 1975-05-26 | 1979-04-05 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Kühldose für einen flussigkeitsgekfihlten Thyristor |
| JPS56124252A (en) * | 1980-03-03 | 1981-09-29 | Murata Mfg Co Ltd | Heat-dissipating device for semiconductor |
| AU541377B2 (en) * | 1980-06-03 | 1985-01-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor element stack |
| JPS5749787A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-23 | Hitachi Ltd | Boiling cooler |
| JPS5837482A (ja) * | 1981-08-28 | 1983-03-04 | Hitachi Ltd | 沸騰冷却装置 |
| DE3329325A1 (de) * | 1982-09-03 | 1984-03-08 | Peter 2563 Ipsach Herren | Kuehlkoerper zur fluessigkeitskuehlung wenigstens eines elektrischen leistungselementes |
| JPS61230346A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体素子冷却装置 |
| JPS6292349A (ja) * | 1985-10-17 | 1987-04-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体素子冷却装置 |
| DE8614173U1 (de) * | 1986-05-24 | 1989-08-10 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Einrichtung zur zweiseitigen potentialfreien Kühlung von Scheibenzellenhalbleitern |
| JPS6396946A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| DE3740233A1 (de) * | 1987-11-27 | 1989-06-08 | Asea Brown Boveri | Kuehldose zum abfuehren der verlustwaerme von halbleitern |
| DE3908996C2 (de) * | 1989-03-18 | 1993-09-30 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitskühlkörpers |
| DE3937130A1 (de) * | 1989-11-08 | 1990-05-31 | Asea Brown Boveri | Dosenkuehlvorrichtung |
-
1991
- 1991-04-02 JP JP3095010A patent/JPH04305963A/ja active Pending
-
1992
- 1992-03-26 AU AU13854/92A patent/AU642084B2/en not_active Withdrawn - After Issue
- 1992-03-31 DE DE4210643A patent/DE4210643A1/de not_active Withdrawn
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