JPH0661389A - ヒートパイプ連結半導体素子 - Google Patents
ヒートパイプ連結半導体素子Info
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- JPH0661389A JPH0661389A JP4212695A JP21269592A JPH0661389A JP H0661389 A JPH0661389 A JP H0661389A JP 4212695 A JP4212695 A JP 4212695A JP 21269592 A JP21269592 A JP 21269592A JP H0661389 A JPH0661389 A JP H0661389A
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- fet
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
- F28D15/043—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure forming loops, e.g. capillary pumped loops
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体素子で発生した熱を放熱部まで効率良
く輸送できるヒートパイプ連結半導体素子を提供する。 【構成】 ヒートパイプ連結FETは、4個のFET増
幅器11のFETパッケージが1本の環状になった細管
状のループヒートパイプ80によって連続的に結合さ
れ、ループヒートパイプ80内には所定量の凝縮性の作
動液が封入されており、作動液はFETチップと直接接
触でき、4個のFET増幅器11のFETパッケージの
配置がループヒートパイプ80に関して非対称となって
いる。
く輸送できるヒートパイプ連結半導体素子を提供する。 【構成】 ヒートパイプ連結FETは、4個のFET増
幅器11のFETパッケージが1本の環状になった細管
状のループヒートパイプ80によって連続的に結合さ
れ、ループヒートパイプ80内には所定量の凝縮性の作
動液が封入されており、作動液はFETチップと直接接
触でき、4個のFET増幅器11のFETパッケージの
配置がループヒートパイプ80に関して非対称となって
いる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子で発生した
熱を効率良く放熱部まで輸送できるヒートパイプ連結半
導体素子に関する。
熱を効率良く放熱部まで輸送できるヒートパイプ連結半
導体素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、用いられている中継器および半導
体素子の内部構造を説明する。図7は衛星搭載用パネル
に搭載した高出力中継器の実装図である。高出力中継器
10に入力信号21が入力され、高出力中継器10で電
波が増幅されて出力信号22となって他の中継器へ、あ
るいはアンテナ部分へ伝送される。中継器搭載パネル3
0には高出力中継器10を冷却するためにヒートパイプ
40が埋め込まれている。中継器10の高出力増幅器と
して電界効果トランジスタ(FET)増幅器が用いられ
ており、図8は中継器10の内部構造の一例を示す。高
出力電波を得るためにFET増幅器11は中継器10内
に並列に設置され、入力信号21はそれぞれFET増幅
器11内で増幅されて所定の電波信号を得る整合回路1
2を介してハイブリッド回路13で合成されて出力信号
22となる。図9はFET増幅器11の内部構造を示す
図である。発熱源となるFET回路50はFETパッケ
ージ60内に設置されており、整合回路12へ接続可能
となるようにFET増幅器リード線70がFETパッケ
ージ60内から外部へ取り出されている。図10はFE
T回路50の拡大図である。熱源となるFETチップ5
1は基板54上に取付けてあり、基板54はFETパッ
ケージ底55上に設置されている。基板54は熱膨張係
数を半導体(FETチップ51)と同程度にして熱応力
によって生じる半導体の変形および破断を防止するため
に比較的熱電導性の悪い材料を用いる場合がある。FE
Tチップ51の両脇には電気回路53が設置されてお
り、FETチップ51と電気回路53間はボンディング
52で接合されている。中継器10の出力を増大させる
とFET増幅器11が発熱し、この熱を効率よく外部へ
放出できないとFET増幅器11が高温になり焼損する
可能性があるため、FETチップ51と接触している熱
電導率の悪い基板54の厚さをできる限り薄くし、熱電
導性の優れているFETパッケージ底55を厚くして面
内方向の熱拡張を促進させる。かつ、中継器筺体14の
底面を厚くして熱拡散を促し、埋め込みヒートパイプ4
0がFET増幅器11の真下に位置するように設置して
FET増幅器11から埋め込みヒートパイプ40までの
熱抵抗を小さくするようにしている。埋め込みヒートパ
イプ40に入力された熱は埋め込みヒートパイプ40に
よって面内方向に延ばされて中継器10が搭載されてい
る反対側の面から宇宙空間へ輻射によって放熱される。
体素子の内部構造を説明する。図7は衛星搭載用パネル
に搭載した高出力中継器の実装図である。高出力中継器
10に入力信号21が入力され、高出力中継器10で電
波が増幅されて出力信号22となって他の中継器へ、あ
るいはアンテナ部分へ伝送される。中継器搭載パネル3
0には高出力中継器10を冷却するためにヒートパイプ
40が埋め込まれている。中継器10の高出力増幅器と
して電界効果トランジスタ(FET)増幅器が用いられ
ており、図8は中継器10の内部構造の一例を示す。高
出力電波を得るためにFET増幅器11は中継器10内
に並列に設置され、入力信号21はそれぞれFET増幅
器11内で増幅されて所定の電波信号を得る整合回路1
2を介してハイブリッド回路13で合成されて出力信号
22となる。図9はFET増幅器11の内部構造を示す
図である。発熱源となるFET回路50はFETパッケ
ージ60内に設置されており、整合回路12へ接続可能
となるようにFET増幅器リード線70がFETパッケ
ージ60内から外部へ取り出されている。図10はFE
T回路50の拡大図である。熱源となるFETチップ5
1は基板54上に取付けてあり、基板54はFETパッ
ケージ底55上に設置されている。基板54は熱膨張係
数を半導体(FETチップ51)と同程度にして熱応力
によって生じる半導体の変形および破断を防止するため
に比較的熱電導性の悪い材料を用いる場合がある。FE
Tチップ51の両脇には電気回路53が設置されてお
り、FETチップ51と電気回路53間はボンディング
52で接合されている。中継器10の出力を増大させる
とFET増幅器11が発熱し、この熱を効率よく外部へ
放出できないとFET増幅器11が高温になり焼損する
可能性があるため、FETチップ51と接触している熱
電導率の悪い基板54の厚さをできる限り薄くし、熱電
導性の優れているFETパッケージ底55を厚くして面
内方向の熱拡張を促進させる。かつ、中継器筺体14の
底面を厚くして熱拡散を促し、埋め込みヒートパイプ4
0がFET増幅器11の真下に位置するように設置して
FET増幅器11から埋め込みヒートパイプ40までの
熱抵抗を小さくするようにしている。埋め込みヒートパ
イプ40に入力された熱は埋め込みヒートパイプ40に
よって面内方向に延ばされて中継器10が搭載されてい
る反対側の面から宇宙空間へ輻射によって放熱される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図11(A)はFET
チップ51から発生した熱が外部へ放出されるまでの経
路を示している。FETチップ51から発生した熱はこ
れが接触している基板54を通過してFETパッケージ
底55へ熱伝導され、さらに、中継器筺体14を経由し
てハニカムパネルに埋め込まれている埋め込みヒートパ
イプ40へ熱伝導され、埋め込みヒートパイプ40によ
って中継器搭載パネル30面内方向へ拡散され、中継器
10の取付け面の反対側の面全体から放射によって宇宙
空間へ放熱される。しかし、図11(B)に示すよう
に、FETチップ51と埋め込みヒートパイプ40間に
はFETチップ51と基板54間に接触熱抵抗Rf,s 、
基板54とFETパッケージ底55間に接触熱抵抗R
s,p 、FETパッケージ底55と中継器筺体14間に接
触熱抵抗Rp,c 、中継器筺体14と埋め込みヒートパイ
プ40間に接触熱抵抗Rc,h がそれぞれ存在しており、
FETチップ51からの発熱が埋め込みヒートパイプ4
0まで入力されるまでにはこれらの熱抵抗を通過しなけ
ればならず、FETチップ51と埋め込みヒートパイプ
40間で非常に大きな温度差が生じていた。例えばFE
Tチップ51の発熱量が10W/cm2 であるときにF
ETチップ51の温度が限界温度の上限値である150
℃前後になるにも係わらず埋め込みヒートパイプ40の
温度が−10℃程度と温度差が非常に大きくなり効率よ
く熱輸送がされていなかった。したがって、現状以上に
電波出力を増大させることは困難となる。また、高出力
のFETチップでは熱抵抗を減らすために基板54の厚
さをできる限り薄くする必要があり、基板54の切削加
工が困難となり、かつ基板54が構造的に強度が低くな
りロケット打ち上げ時の振動に対して脆弱となる。さら
に、高出力のFETチップを搭載する場合には埋め込み
ヒートパイプ40をFETチップ51の真下になるよう
に設置する必要があり、埋め込みヒートパイプ40の配
置に制限ができ、FETチップの配置が一直線上に並ば
ないような場合には多数の埋め込みヒートパイプ40を
用いなくてはならず、衛星全体の重量が増加するという
欠点があった。
チップ51から発生した熱が外部へ放出されるまでの経
路を示している。FETチップ51から発生した熱はこ
れが接触している基板54を通過してFETパッケージ
底55へ熱伝導され、さらに、中継器筺体14を経由し
てハニカムパネルに埋め込まれている埋め込みヒートパ
イプ40へ熱伝導され、埋め込みヒートパイプ40によ
って中継器搭載パネル30面内方向へ拡散され、中継器
10の取付け面の反対側の面全体から放射によって宇宙
空間へ放熱される。しかし、図11(B)に示すよう
に、FETチップ51と埋め込みヒートパイプ40間に
はFETチップ51と基板54間に接触熱抵抗Rf,s 、
基板54とFETパッケージ底55間に接触熱抵抗R
s,p 、FETパッケージ底55と中継器筺体14間に接
触熱抵抗Rp,c 、中継器筺体14と埋め込みヒートパイ
プ40間に接触熱抵抗Rc,h がそれぞれ存在しており、
FETチップ51からの発熱が埋め込みヒートパイプ4
0まで入力されるまでにはこれらの熱抵抗を通過しなけ
ればならず、FETチップ51と埋め込みヒートパイプ
40間で非常に大きな温度差が生じていた。例えばFE
Tチップ51の発熱量が10W/cm2 であるときにF
ETチップ51の温度が限界温度の上限値である150
℃前後になるにも係わらず埋め込みヒートパイプ40の
温度が−10℃程度と温度差が非常に大きくなり効率よ
く熱輸送がされていなかった。したがって、現状以上に
電波出力を増大させることは困難となる。また、高出力
のFETチップでは熱抵抗を減らすために基板54の厚
さをできる限り薄くする必要があり、基板54の切削加
工が困難となり、かつ基板54が構造的に強度が低くな
りロケット打ち上げ時の振動に対して脆弱となる。さら
に、高出力のFETチップを搭載する場合には埋め込み
ヒートパイプ40をFETチップ51の真下になるよう
に設置する必要があり、埋め込みヒートパイプ40の配
置に制限ができ、FETチップの配置が一直線上に並ば
ないような場合には多数の埋め込みヒートパイプ40を
用いなくてはならず、衛星全体の重量が増加するという
欠点があった。
【0004】本発明の目的は、半導体素子で発生した熱
を放熱部まで効率良く輸送できるヒートパイプ連結半導
体素子を提供することである。
を放熱部まで効率良く輸送できるヒートパイプ連結半導
体素子を提供することである。
【0005】本発明の他の目的は、半導体素子から埋め
込みヒートパイプまでの熱抵抗を減らすことができ、ま
た埋め込みヒートパイプの配置に柔軟性を持たせること
ができるヒートパイプ連結半導体素子を提供することで
ある。
込みヒートパイプまでの熱抵抗を減らすことができ、ま
た埋め込みヒートパイプの配置に柔軟性を持たせること
ができるヒートパイプ連結半導体素子を提供することで
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のヒートパイプ連
結半導体素子は、半導体を収納した複数の半導体収納パ
ッケージが1本の環状になった細管状のループヒートパ
イプによって連続的に結合され、該ループヒートパイプ
内には凝縮性の作動液が封入されて、該作動液が前記半
導体パッケージ内に収納されている半導体素子に接触
し、前記複数の半導体パッケージの配置が前記ループヒ
ートパイプに関して非対称である。
結半導体素子は、半導体を収納した複数の半導体収納パ
ッケージが1本の環状になった細管状のループヒートパ
イプによって連続的に結合され、該ループヒートパイプ
内には凝縮性の作動液が封入されて、該作動液が前記半
導体パッケージ内に収納されている半導体素子に接触
し、前記複数の半導体パッケージの配置が前記ループヒ
ートパイプに関して非対称である。
【0007】
【作用】複数の半導体収納パッケージを内部に凝縮性の
作動液が封入された1本の環状になった細管状ループヒ
ートパイプで結合し、作動液を半導体パッケージ内の半
導体素子に接触させることにより、半導体素子で発生し
た熱を基板を介さずに放熱部まで効率良く輸送し、除去
できる。したがって、基板の切削加工は不要で、基板の
構造的強度も大きくすることができる。また、ループヒ
ートパイプの一部分を埋め込みヒートパイプに接触させ
ることにより、半導体素子からの熱をループヒートパイ
プを経由して埋め込みヒートパイプへ効率良く輸送、排
熱できるため、埋め込みヒートパイプの配置に柔軟性を
持たせることができる。なお、作動液の循環方向は、半
導体パッケージの配置の非対称性により生じるループヒ
ートパイプ内の圧力のアンバランスにより決定される。
作動液が封入された1本の環状になった細管状ループヒ
ートパイプで結合し、作動液を半導体パッケージ内の半
導体素子に接触させることにより、半導体素子で発生し
た熱を基板を介さずに放熱部まで効率良く輸送し、除去
できる。したがって、基板の切削加工は不要で、基板の
構造的強度も大きくすることができる。また、ループヒ
ートパイプの一部分を埋め込みヒートパイプに接触させ
ることにより、半導体素子からの熱をループヒートパイ
プを経由して埋め込みヒートパイプへ効率良く輸送、排
熱できるため、埋め込みヒートパイプの配置に柔軟性を
持たせることができる。なお、作動液の循環方向は、半
導体パッケージの配置の非対称性により生じるループヒ
ートパイプ内の圧力のアンバランスにより決定される。
【0008】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【0009】図1(A)〜(D)は本発明の中継器への
適用実施例で、4個のFET増幅器11にFET増幅器
リード線70と並行となるようにループヒートパイプ8
0を取り付けたヒートパイプ連結FETを示す図、図2
(A)〜(D)は本発明の中継器への適用実施例で、4
個のFET増幅器11にFET増幅器リード線70と直
交するようにループヒートパイプ80を取り付けたヒー
トパイプ連結FETを示す図、図3はヒートパイプ連結
FETにおけるFET増幅器11とループヒートパイプ
80の結合例を示す斜視図、図4(A)は図1(A)〜
(D)のヒートパイプ連結FETにおけるFETパッケ
ージ60とループヒートパイプ80の結合部の拡大、一
部破断面図、図4(B)は図2(A)〜(D)のヒート
パイプ連結FETにおけるFETパッケージ60とルー
プヒートパイプ80の結合部の拡大、一部破断面図であ
る。図1〜図4中、図7〜図11と同一符号は同一要素
を示す。なお、図1(B),(C),(D),図2
(B),(C),(D)および図5では参照番号は省略
されている。
適用実施例で、4個のFET増幅器11にFET増幅器
リード線70と並行となるようにループヒートパイプ8
0を取り付けたヒートパイプ連結FETを示す図、図2
(A)〜(D)は本発明の中継器への適用実施例で、4
個のFET増幅器11にFET増幅器リード線70と直
交するようにループヒートパイプ80を取り付けたヒー
トパイプ連結FETを示す図、図3はヒートパイプ連結
FETにおけるFET増幅器11とループヒートパイプ
80の結合例を示す斜視図、図4(A)は図1(A)〜
(D)のヒートパイプ連結FETにおけるFETパッケ
ージ60とループヒートパイプ80の結合部の拡大、一
部破断面図、図4(B)は図2(A)〜(D)のヒート
パイプ連結FETにおけるFETパッケージ60とルー
プヒートパイプ80の結合部の拡大、一部破断面図であ
る。図1〜図4中、図7〜図11と同一符号は同一要素
を示す。なお、図1(B),(C),(D),図2
(B),(C),(D)および図5では参照番号は省略
されている。
【0010】本実施例のヒートパイプ連結FETは、図
3に示すように、4個のFET増幅器11のFETパッ
ケージ60が1本の環状になった細管状のループヒート
パイプ80によって連続的に結合され、ループヒートパ
イプ80内には所定量の凝結性の作動液が封入されてお
り、作動液はFETチップ51と直接接触でき、4個の
FET増幅器11の半導体パッケージ60の配置がルー
プヒートパイプ80に関して非対称となっている。
3に示すように、4個のFET増幅器11のFETパッ
ケージ60が1本の環状になった細管状のループヒート
パイプ80によって連続的に結合され、ループヒートパ
イプ80内には所定量の凝結性の作動液が封入されてお
り、作動液はFETチップ51と直接接触でき、4個の
FET増幅器11の半導体パッケージ60の配置がルー
プヒートパイプ80に関して非対称となっている。
【0011】次に、本実施例のヒートパイプ連結FET
の冷却動作を説明する。図1,図2および図4において
FET回路50は、ループヒートパイプ80と一体化さ
れているFETパッケージ60内部に含まれている作動
液を、発生した熱によって沸騰させ、蒸発潜熱を奪われ
るときに冷却される。蒸発潜熱を含んだ気液二層流はF
ETパッケージ60間の低温部分で凝縮されるときに熱
がループヒートパイプ80から中継器搭載パネル30ま
で伝導されて放熱面から宇宙空間へ輻射によって放熱さ
れる。作動液が循環する際に熱源となる複数個のFET
パッケージ60を1本のループヒートパイプ80で接続
することによって、FETパッケージ60間の冷却部分
で液体へ相変化して圧力が弱まった流体を再沸騰させる
ことによってFETパッケージ60から吐出する流体の
圧力を増すことができるため、流体が加速されて循環速
度が向上する。奪われる熱量は流速に比例するため、流
速が向上すれば排熱量を大きくできる。
の冷却動作を説明する。図1,図2および図4において
FET回路50は、ループヒートパイプ80と一体化さ
れているFETパッケージ60内部に含まれている作動
液を、発生した熱によって沸騰させ、蒸発潜熱を奪われ
るときに冷却される。蒸発潜熱を含んだ気液二層流はF
ETパッケージ60間の低温部分で凝縮されるときに熱
がループヒートパイプ80から中継器搭載パネル30ま
で伝導されて放熱面から宇宙空間へ輻射によって放熱さ
れる。作動液が循環する際に熱源となる複数個のFET
パッケージ60を1本のループヒートパイプ80で接続
することによって、FETパッケージ60間の冷却部分
で液体へ相変化して圧力が弱まった流体を再沸騰させる
ことによってFETパッケージ60から吐出する流体の
圧力を増すことができるため、流体が加速されて循環速
度が向上する。奪われる熱量は流速に比例するため、流
速が向上すれば排熱量を大きくできる。
【0012】作動液の循環方向は熱源となるFETパッ
ケージ60の配置の非対称性により生じるループヒート
パイプ80内の圧力のアンバランスより決定される。液
体の粘性係数は気体の粘性係数より大きいために管との
摩擦力が大きくなり圧力損失も大きくなる。FETパッ
ケージ60から吐出した流体は気泡と液体が入り交じっ
た二相流体となっているが、FETパッケージ60間の
凝縮部は液体へ相変化する。したがって、FETパッケ
ージ60間の距離が十分に長い距離である場合には気液
二相流の状態で流れた方が液体で流れるよりも圧力損失
が小さくなる。このように液体は循環する際に圧力損失
が小さくなる方向へと流れる。
ケージ60の配置の非対称性により生じるループヒート
パイプ80内の圧力のアンバランスより決定される。液
体の粘性係数は気体の粘性係数より大きいために管との
摩擦力が大きくなり圧力損失も大きくなる。FETパッ
ケージ60から吐出した流体は気泡と液体が入り交じっ
た二相流体となっているが、FETパッケージ60間の
凝縮部は液体へ相変化する。したがって、FETパッケ
ージ60間の距離が十分に長い距離である場合には気液
二相流の状態で流れた方が液体で流れるよりも圧力損失
が小さくなる。このように液体は循環する際に圧力損失
が小さくなる方向へと流れる。
【0013】本実施例ではFETパッケージ60を内蔵
するFET増幅器11は、図3に示すように管内圧力を
高くするため、FETパッケージ60とループヒートパ
イプ80との結合箇所を少なくして、FETパッケージ
60の2箇所の部分でループヒートパイプ80と結合さ
れている。また、流れの方向は凝縮した液体が移動する
と粘性による圧力損失が大きくなるために冷却部に接近
した発熱部方向へ液体が循環することより例えば図1
(A)では反時計回りに液体が循環する。
するFET増幅器11は、図3に示すように管内圧力を
高くするため、FETパッケージ60とループヒートパ
イプ80との結合箇所を少なくして、FETパッケージ
60の2箇所の部分でループヒートパイプ80と結合さ
れている。また、流れの方向は凝縮した液体が移動する
と粘性による圧力損失が大きくなるために冷却部に接近
した発熱部方向へ液体が循環することより例えば図1
(A)では反時計回りに液体が循環する。
【0014】FET増幅器11をループヒートパイプ8
0で冷却する際に図5に示すようなループヒートパイプ
80の配置方法が考えられるが、シングルループの場合
には沸騰時の圧力を高く保つことが困難となり流体の循
環速度を向上させることが困難となるため、本実施例の
ようにFET増幅器11を複数個結合した場合と比較す
ると冷却効果が小さくなる。
0で冷却する際に図5に示すようなループヒートパイプ
80の配置方法が考えられるが、シングルループの場合
には沸騰時の圧力を高く保つことが困難となり流体の循
環速度を向上させることが困難となるため、本実施例の
ようにFET増幅器11を複数個結合した場合と比較す
ると冷却効果が小さくなる。
【0015】図6(A),(B)は本実施例の効果を説
明する図である。本実施例では、図6(A)からわかる
ように、FETチップ51で発生した熱をFETパッケ
ージ60から埋め込みヒートパイプ40の上まで直接輸
送でき、したがって、図6(B)に示した熱経路図中に
おける基板54から中継器筺体14までの経路を通らず
に熱抵抗Rf.h だけを経由すればよいことになるため、
FETチップ51から埋め込みヒートパイプ40までの
熱抵抗を激減することができ、FET増幅器11の高発
熱時においても温度制御が可能となる。
明する図である。本実施例では、図6(A)からわかる
ように、FETチップ51で発生した熱をFETパッケ
ージ60から埋め込みヒートパイプ40の上まで直接輸
送でき、したがって、図6(B)に示した熱経路図中に
おける基板54から中継器筺体14までの経路を通らず
に熱抵抗Rf.h だけを経由すればよいことになるため、
FETチップ51から埋め込みヒートパイプ40までの
熱抵抗を激減することができ、FET増幅器11の高発
熱時においても温度制御が可能となる。
【0016】本実施例は、FET増幅器11で発生した
熱を効率良く中継器筺体14や中継器搭載パネル30ま
で輸送でき、FETチップ51から埋め込みヒートパイ
プ40までの熱抵抗を減らすことができるため、出力の
大きなFET増幅器11が中継器10に搭載可能とな
り、ループヒートパイプ80の配置を変えることにより
埋め込みヒートパイプ40の配置に柔軟性を持たせるこ
とができる。
熱を効率良く中継器筺体14や中継器搭載パネル30ま
で輸送でき、FETチップ51から埋め込みヒートパイ
プ40までの熱抵抗を減らすことができるため、出力の
大きなFET増幅器11が中継器10に搭載可能とな
り、ループヒートパイプ80の配置を変えることにより
埋め込みヒートパイプ40の配置に柔軟性を持たせるこ
とができる。
【0017】なお、埋め込みヒートパイプ40はなくて
も、FETチップ51で発生した熱を中継器筺体14や
中継器搭載パネル30まで効率良く輸送でき。
も、FETチップ51で発生した熱を中継器筺体14や
中継器搭載パネル30まで効率良く輸送でき。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、下記のよ
うな効果がある。 (1)請求項1の発明は、複数の半導体収納パッケージ
を内部に凝縮性の作動液が封入された1本の環状になっ
た細管状のループヒートパイプで結合し、作動液を半導
体収納パッケージ内の半導体素子に接触させることによ
り、半導体素子で発生した熱を基板を介さずに放熱部ま
で効率良く輸送し、除去できる。したがって、基板の切
削加工は不要で、構造的強度も大きくすることができ
る。 (2)請求項2の発明は、ループヒートパイプの一部分
を埋め込みヒートパイプに接触させることにより、半導
体素子からの熱をループヒートパイプを経由して埋め込
みヒートパイプへ効率良く輸送、排熱できるため、埋め
込みヒートパイプの配置に柔軟性を持たせることができ
る。
うな効果がある。 (1)請求項1の発明は、複数の半導体収納パッケージ
を内部に凝縮性の作動液が封入された1本の環状になっ
た細管状のループヒートパイプで結合し、作動液を半導
体収納パッケージ内の半導体素子に接触させることによ
り、半導体素子で発生した熱を基板を介さずに放熱部ま
で効率良く輸送し、除去できる。したがって、基板の切
削加工は不要で、構造的強度も大きくすることができ
る。 (2)請求項2の発明は、ループヒートパイプの一部分
を埋め込みヒートパイプに接触させることにより、半導
体素子からの熱をループヒートパイプを経由して埋め込
みヒートパイプへ効率良く輸送、排熱できるため、埋め
込みヒートパイプの配置に柔軟性を持たせることができ
る。
【図1】本発明の中継器への適用実施例で、4個のFE
T増幅器11にFET増幅器リード線70と並行になる
ようにループヒートパイプ80を取り付けたヒートパイ
プ連結FETを示す図である。
T増幅器11にFET増幅器リード線70と並行になる
ようにループヒートパイプ80を取り付けたヒートパイ
プ連結FETを示す図である。
【図2】本発明の中継器への適用実施例で、4個のFE
T増幅器11にFET増幅器リード線70と直交するよ
うにループヒートパイプ80を取り付けたヒートパイプ
連結FETを示す図である。
T増幅器11にFET増幅器リード線70と直交するよ
うにループヒートパイプ80を取り付けたヒートパイプ
連結FETを示す図である。
【図3】ヒートパイプ連結FETにおけるループヒート
パイプ80とFET増幅器11の結合例を示す斜視図で
ある。
パイプ80とFET増幅器11の結合例を示す斜視図で
ある。
【図4】図4(A)は図1(A)〜(D)のヒートパイ
プ連結FETにおけるFET増幅器11とループヒート
パイプ80の結合部の拡大、一部破断面図、図4(B)
は図2(A)〜(D)のヒートパイプ連結FETにおけ
るFET増幅器11とループヒートパイプ80の結合部
の拡大、一部破断面図である。
プ連結FETにおけるFET増幅器11とループヒート
パイプ80の結合部の拡大、一部破断面図、図4(B)
は図2(A)〜(D)のヒートパイプ連結FETにおけ
るFET増幅器11とループヒートパイプ80の結合部
の拡大、一部破断面図である。
【図5】FETパッケージ60を個別に熱制御する場合
の図であって、FET増幅器11を複数個連結した場合
と比較するための図である。
の図であって、FET増幅器11を複数個連結した場合
と比較するための図である。
【図6】図6(A)はFETチップ51で発生した熱が
外部へ放出されるまでの経路を示す図、図6(B)は接
触熱抵抗を示す図である。
外部へ放出されるまでの経路を示す図、図6(B)は接
触熱抵抗を示す図である。
【図7】衛星に搭載された中継器の従来の配置を説明す
る図である。
る図である。
【図8】中継器10内部において電気信号が入力されて
から出力されるまでの説明を行うための図である。
から出力されるまでの説明を行うための図である。
【図9】FETパッケージ60の内部構造を説明する図
である。
である。
【図10】発熱箇所のFETチップ51の構造を説明す
る図である。
る図である。
【図11】図11(A)はFETチップ51で発生した
熱が外部へ放出されるまでの経路を示す図、図11
(B)は接触熱抵抗を示す図である。
熱が外部へ放出されるまでの経路を示す図、図11
(B)は接触熱抵抗を示す図である。
10 中継器 11 FET増幅器 12 整合回路 13 ハイブリッド回路 14 中継器筺体 15 リード線 21 入力信号 22 出力信号 30 中継器搭載パネル 40 埋め込みヒートパイプ 50 FET回路 51 FETチップ 52 ボンディング 53 電気回路 54 基板 55 FETパッケージ底 60 FETパッケージ 70 FET増幅器リード線 80 ループヒートパイプ 90 作動液 Rf,s FETチップ51と基板54間の熱抵抗 Rs,p 基板54とFETパッケージ底55間の熱抵
抗 Rp,c FETパッケージ底55と中継器筺体14間
の熱抵抗 Rc,h 中継器筺体14と埋め込みヒートパイプ40
間の熱抵抗 Rf,h FETチップ51と埋め込みヒートパイプ4
0間の熱抵抗
抗 Rp,c FETパッケージ底55と中継器筺体14間
の熱抵抗 Rc,h 中継器筺体14と埋め込みヒートパイプ40
間の熱抵抗 Rf,h FETチップ51と埋め込みヒートパイプ4
0間の熱抵抗
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体を収納した複数の半導体収納パッ
ケージが1本の環状になった細管状のループヒートパイ
プによって連続的に結合され、該ループヒートパイプ内
には凝縮性の作動液が封入されて、該作動液が前記半導
体パッケージ内に収納されている半導体素子に接触し、
前記複数の半導体収納パッケージの配置が前記ループヒ
ートパイプに関して非対称であるヒートパイプ連結半導
体素子。 - 【請求項2】 前記ループヒートパイプが、前記半導体
収納パッケージを搭載しているパネルに埋め込まれてい
る埋め込みヒートパイプと接触している請求項1記載の
ヒートパイプ連結半導体素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4212695A JPH0661389A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | ヒートパイプ連結半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4212695A JPH0661389A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | ヒートパイプ連結半導体素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0661389A true JPH0661389A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16626903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4212695A Pending JPH0661389A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | ヒートパイプ連結半導体素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0661389A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011027321A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Fujitsu Ltd | ループ型ヒートパイプ、電子装置 |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP4212695A patent/JPH0661389A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011027321A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Fujitsu Ltd | ループ型ヒートパイプ、電子装置 |
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