JP5556691B2 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、流路管内部を流通する熱媒体と、流路管外部に配置された熱交換対象物との間で熱交換を行う熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger that exchanges heat between a heat medium that flows through a flow channel pipe and a heat exchange object disposed outside the flow pipe.
従来、この種の熱交換器において、熱交換性能を向上させるために、熱媒体が流通する流路管内に、熱媒体と流路管との伝熱面積を増大させて熱媒体と熱交換対象物との熱交換を促進するインナーフィンを設けたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in this type of heat exchanger, in order to improve the heat exchange performance, the heat transfer area between the heat medium and the flow path tube is increased in the flow path tube through which the heat medium flows, and the heat medium and the heat exchange target The thing provided with the inner fin which accelerates | stimulates heat exchange with a thing is proposed (for example, refer patent document 1).
ところで、本出願人は先に特願2010−98753号(以下、先願例という)にて、この種の熱交換器において、流路管内にインナーフィンを複数段積層配置したものを提案している。この先願例では、複数段積層された各インナーフィンの仕様(フィンピッチやフィン高さ等)は共通になっている。このため、熱交換性能のさらなる向上を図るための対策は採られておらず、改善の余地がある。 By the way, the present applicant previously proposed in Japanese Patent Application No. 2010-98753 (hereinafter referred to as the prior application example) a heat exchanger of this type in which inner fins are arranged in a plurality of layers in a flow path pipe. Yes. In this prior application example, the specifications (fin pitch, fin height, etc.) of the inner fins stacked in a plurality of stages are common. For this reason, no measures have been taken to further improve the heat exchange performance, and there is room for improvement.
本発明は上記点に鑑みて、熱媒体流路内にインナーフィンを複数段設けた熱交換器において、熱交換効率を向上させることを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to improve heat exchange efficiency in a heat exchanger in which a plurality of stages of inner fins are provided in a heat medium flow path.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、流路形成部材(3)内には、熱媒体流路(30)を複数の細流路(333)に分割するとともに、熱媒体と熱交換対象物(2)との熱交換を促進するインナーフィン(33)が設けられており、インナーフィン(33)は、流路形成部材(3)と熱交換対象物(2)との配置方向に複数段積層されており、
インナーフィン(33)は、熱媒体の流れ方向に延びるとともに細流路(333)を分割する板部(331)と、隣り合う板部(331)間を繋ぐ連結部(332)とを有し、熱媒体の流れ方向に直交する断面形状が波状となるとともに、前記配置方向から見た際に板部(331)が熱媒体の流れ方向に波形状に屈折するウェーブフィンであり、
インナーフィン(33)の、前記配置方向に直交し、かつ、細流路(333)における前記配置方向の中心部を通る断面における、板部(331)の波形状の振幅方向における寸法をウェーブ深さ(WD)としたとき、
複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のウェーブ深さ(WD)が、他のインナーフィン(33B)のウェーブ深さ(WD)よりも浅くなっていることで、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)における熱媒体の通過抵抗が、他のインナーフィン(33B)における熱媒体の通過抵抗よりも低いことを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in the flow path forming member (3), the heat medium flow path (30) is divided into a plurality of narrow flow paths (333), and the heat medium and Inner fins (33) that promote heat exchange with the heat exchange object (2) are provided, and the inner fins (33) are arranged between the flow path forming member (3) and the heat exchange object (2). Multiple layers are stacked in the direction,
The inner fin (33) has a plate portion (331) that extends in the flow direction of the heat medium and divides the narrow channel (333), and a connecting portion (332) that connects between adjacent plate portions (331), The cross-sectional shape orthogonal to the flow direction of the heat medium is a wave fin, and when viewed from the arrangement direction, the plate portion (331) is a wave fin that refracts into a wave shape in the flow direction of the heat medium,
The wave depth is the dimension in the amplitude direction of the wave shape of the plate portion (331) in the cross section orthogonal to the arrangement direction of the inner fin (33) and passing through the central portion of the arrangement direction in the narrow channel (333). (WD)
Of the plurality of inner fins (33), the wave depth (WD) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is the wave depth of the other inner fin (33B). By being shallower than (WD), the passage resistance of the heat medium in the inner fin (33A) located closest to the heat exchange object (2) among the plurality of stages of inner fins (33) is It is characterized by being lower than the passage resistance of the heat medium in the other inner fin (33B).
このように、インナーフィン(33)をウェーブフィンとするとともに、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のウェーブ深さ(WD)を、他のインナーフィン(33B)のウェーブ深さ(WD)よりも浅くすることで、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)における熱媒体の通過抵抗を、他のインナーフィン(33B)における熱媒体の通過抵抗よりも低くすることができる。このため、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)により分割された細流路(333A)の熱媒体の流量が、他のインナーフィン(33B)により分割された細流路(333B)の熱媒体の流量よりも多くなる。これにより、熱交換対象物(2)に近い側の細流路(333A)に流入する熱媒体の流速を増加させることができるので、熱交換効率を向上させることが可能となる。
また、請求項2に記載の発明では、流路形成部材(3)内には、熱媒体流路(30)を複数の細流路(333)に分割するとともに、熱媒体と熱交換対象物(2)との熱交換を促進するインナーフィン(33)が設けられており、インナーフィン(33)は、流路形成部材(3)と熱交換対象物(2)との配置方向に複数段積層されており、
インナーフィン(33)は、熱媒体の流れ方向に延びるとともに細流路(333)を分割する板部(331)と、隣り合う板部(331)間を繋ぐ連結部(332)とを有し、熱媒体の流れ方向に直交する断面形状が波状となるとともに、前記配置方向から見た際に板部(331)が熱媒体の流れ方向に波形状に屈折するウェーブフィンであり、
インナーフィン(33)の、前記配置方向に直交し、かつ、細流路(333)における前記配置方向の中心部を通る断面における、板部(331)の波形状のピッチをウェーブピッチ(WP)としたとき、
複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のウェーブピッチ(WP)が、他のインナーフィン(33B)のウェーブピッチ(WP)よりも粗くなっていることで、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)における熱媒体の通過抵抗が、他のインナーフィン(33B)における熱媒体の通過抵抗よりも低いことを特徴とする。
このように、インナーフィン(33)をウェーブフィンとするとともに、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のウェーブピッチ(WP)を、他のインナーフィン(33B)のウェーブピッチ(WP)よりも粗くすることで、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)における熱媒体の通過抵抗を、他のインナーフィン(33B)における熱媒体の通過抵抗よりも低くすることができる。このため、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)により分割された細流路(333A)の熱媒体の流量が、他のインナーフィン(33B)により分割された細流路(333B)の熱媒体の流量よりも多くなる。これにより、熱交換対象物(2)に近い側の細流路(333A)に流入する熱媒体の流速を増加させることができるので、熱交換効率を向上させることが可能となる。
Thus, while making the inner fin (33) a wave fin, the wave depth of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) among the plurality of stages of inner fins (33). By making (WD) shallower than the wave depth (WD) of the other inner fin (33B), the heat medium passes through the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2). Resistance can be made lower than the passage resistance of the heat medium in the other inner fin (33B) . For this reason, the flow rate of the heat medium in the narrow channel (333A) divided by the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is the trickle divided by the other inner fin (33B). More than the flow rate of the heat medium in the path (333B). Thereby, since the flow velocity of the heat medium flowing into the narrow channel (333A) on the side close to the heat exchange object (2) can be increased, the heat exchange efficiency can be improved.
In the invention according to
The inner fin (33) has a plate portion (331) that extends in the flow direction of the heat medium and divides the narrow channel (333), and a connecting portion (332) that connects between adjacent plate portions (331), The cross-sectional shape orthogonal to the flow direction of the heat medium is a wave fin, and when viewed from the arrangement direction, the plate portion (331) is a wave fin that refracts into a wave shape in the flow direction of the heat medium,
The wave-shaped pitch of the plate part (331) in the cross section perpendicular to the arrangement direction of the inner fin (33) and passing through the central part of the arrangement direction in the narrow channel (333) is defined as a wave pitch (WP). When
Of the plurality of inner fins (33), the wave pitch (WP) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is the wave pitch (WP) of the other inner fin (33B). ), The passage resistance of the heat medium in the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) among the plurality of stages of inner fins (33) It is characterized by being lower than the passage resistance of the heat medium in the inner fin (33B).
In this way, the inner fin (33) is a wave fin, and the wave pitch (WP) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is set to another inner fin (33B). The passage resistance of the heat medium in the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is reduced by making it rougher than the wave pitch (WP) of the heat medium in the other inner fin (33B). It can be made lower than the passage resistance. For this reason, the flow rate of the heat medium in the narrow channel (333A) divided by the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is the trickle divided by the other inner fin (33B). More than the flow rate of the heat medium in the path (333B). Thereby, since the flow velocity of the heat medium flowing into the narrow channel (333A) on the side close to the heat exchange object (2) can be increased, the heat exchange efficiency can be improved.
また、請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の熱交換器において、インナーフィン(33)は、熱媒体の流れ方向に垂直な断面形状が、凸部を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状に形成されており、断面形状にて、一方側と他方側のうちの同一側で隣り合う凸部の中心同士の距離をフィンピッチ(FP)としたとき、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のフィンピッチ(FP)が、他のインナーフィン(33B)のフィンピッチ(FP)よりも粗いことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the heat exchanger according to the first or second aspect , the inner fin (33) has a cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium, with the convex portion on one side and the other. In the cross-sectional shape, the distance between the centers of adjacent convex portions on the same side of one side and the other side is defined as the fin pitch (FP). When the fin pitch (FP) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) among the plurality of inner fins (33) is the fin pitch of the other inner fin (33B) It is characterized by being coarser than (FP).
このように、インナーフィン(33)をウェーブフィンとする熱交換器において、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のフィンピッチ(FP)を、他のインナーフィン(33B)のフィンピッチ(FP)よりも粗くすることで、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)における熱媒体の通過抵抗を、他のインナーフィン(33B)における熱媒体の通過抵抗よりも一層低くすることができる。これにより、熱交換対象物(2)に近い側の細流路(333A)に流入する熱媒体の流量をより一層増加させることができるので、熱交換効率をより一層向上させることが可能となる。 Thus, in the heat exchanger using the inner fins (33) as wave fins, the inner fins (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) among the plurality of stages of inner fins (33). By making the fin pitch (FP) coarser than the fin pitch (FP) of the other inner fins (33B), the heat medium of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) the passage resistance can be even lower than the passing resistance of the heat medium in the other inner fins (33B). Thereby, since the flow volume of the heat medium which flows into the narrow flow path (333A) on the side close to the heat exchange object (2) can be further increased, the heat exchange efficiency can be further improved.
また、請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の熱交換器において、インナーフィン(33)は、熱媒体の流れ方向に垂直な断面形状が、凸部を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状に形成されており、インナーフィン(33)における配置方向の寸法をフィン高さ(FH)としたとき、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のフィン高さ(FH)が、他のインナーフィン(33B)のフィン高さ(FH)よりも高いことを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the heat exchanger according to any one of the first to third aspects, the inner fin (33) has a cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium having a convex portion. Is formed in a wave shape that bends alternately on one side and the other side, and when the dimension in the arrangement direction of the inner fin (33) is the fin height (FH), a plurality of inner fins (33 ), The fin height (FH) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is higher than the fin height (FH) of the other inner fin (33B). It is characterized by.
このように、インナーフィン(33)をウェーブフィンとする熱交換器において、複数段のインナーフィン(33)のうち、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)のフィン高さ(FH)を、他のインナーフィン(33B)のフィン高さ(FH)よりも高くすることで、熱交換対象物(2)に最も近い側に位置するインナーフィン(33A)における熱媒体の通過抵抗を、他のインナーフィン(33B)における熱媒体の通過抵抗よりも一層低くすることができる。これにより、熱交換対象物(2)に近い側の細流路(333A)に流入する熱媒体の流量をより一層増加させることができるので、熱交換効率をより一層向上させることが可能となる。 Thus, in the heat exchanger using the inner fins (33) as wave fins, the inner fins (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) among the plurality of stages of inner fins (33). By making the fin height (FH) higher than the fin height (FH) of the other inner fin (33B), the heat in the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) the passage resistance of the medium, can be even lower than the passing resistance of the heat medium in the other inner fins (33B). Thereby, since the flow volume of the heat medium which flows into the narrow flow path (333A) on the side close to the heat exchange object (2) can be further increased, the heat exchange efficiency can be further improved.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について図1および図2に基づいて説明する。図1は、本第1実施形態に係る積層型熱交換器1を示す正面図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a front view showing a stacked
図1に示すように、本実施形態の積層型熱交換器1は、熱交換対象物としての複数の電子部品2を両面から冷却するもので、熱媒体を流通させる熱媒体流路30(図2参照)を形成する流路形成部材としての複数の流路管3と、複数の流路管3を連通する連通部材4とを備えている。複数の流路管3は、扁平形状に形成されており、電子部品2を両面から挟持できるように複数個積層配置されている。
As shown in FIG. 1, the laminated
本実施形態では、電子部品2として、IGBT等の半導体素子とダイオードとを内蔵した半導体モジュールを用いている。当該半導体モジュールは、自動車用インバータ、産業機器のモータ駆動インバータ、ビル空調用のエアコンインバータ等に用いるものとすることができる。なお、電子部品2としては、上記半導体モジュール以外にも、例えば、パワートランジスタ、パワーFET、IGBT等を用いることもできる。
In the present embodiment, as the
また、熱媒体としては、空気、水、油などの流体を用いている。より具体的には、例えば、この積層型熱交換器1を自動車に搭載した場合、熱媒体としては自動車の冷却水やオイル等を用いることができる。なお、本実施形態では、熱媒体として、エチレングリコール系の不凍液を混入させた水を用いている。
In addition, fluid such as air, water, oil is used as the heat medium. More specifically, for example, when the
図2は図1のA−A断面図である。図2に示すように、本実施形態の流路管3は、いわゆるドロンカップ構造となっている。すなわち、流路管3は、一対の外殻プレート31を有して構成されており、一対の外殻プレート31の間に熱媒体流路30が形成されている。流路管3内には、熱媒体流路30を複数の細流路333に分割し、熱媒体と電子部品2との熱交換を促進するインナーフィン33が設けられている。このインナーフィン33の詳細については後述する。
2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. As shown in FIG. 2, the
図1に戻り、電子部品2は、流路管3の外部の一部に配置されている。具体的には、電子部品2は、流路管3の一対の外殻プレート31それぞれに対して2個ずつ設けられている。各外殻プレート31に設けられた2つの電子部品2は、それぞれ熱媒体の流れ方向に直列に配置されている。なお、本実施形態では、電子部品2は各外殻プレート31に2個設けられているが、電子部品2は1個であってもよいし、3個以上設けられていてもよい
また、流路管3の外殻プレート31における長手方向両端部には、外側、すなわち隣り合う他の流路管3側に突出する略円筒状のフランジ部300が形成されている。そして、隣り合う流路管3のフランジ部300同士をろう付けにより接合することにより、複数の流路管3を連通する連通部材4が形成されている。
Returning to FIG. 1, the
複数の流路管3のうち積層方向最外側に配置される流路管3を外側流路管3aとしたとき、2つの外側流路管3aのうち一方の外側流路管3aの長手方向両端部には、熱媒体を積層型熱交換器1に導入するための熱媒体導入口401と、熱媒体を積層型熱交換器1から排出するための熱媒体排出口402とがそれぞれ接続されている。熱媒体導入口401および熱媒体排出口402は、ろう付けにより一方の外側流路管3aに接合されている。なお、本実施形態の流路管3、連通部材4、熱媒体導入口401および熱媒体排出口402は、アルミニウム製である。
When the
熱媒体導入口401から導入された熱媒体は、連通部材4を通って長手方向における一方の端部から各流路管3に流入し、それぞれの熱媒体流路30内を他方の端部に向かって流れる。そして、熱媒体は、連通部材4を通って熱媒体排出口402から排出される。このように、熱媒体が熱媒体流路30を流通する間に、電子部品2との間で熱交換を行って、電子部品2を冷却するようになっている。
The heat medium introduced from the heat
図2に示すように、インナーフィン33は、熱媒体の流れ方向、すなわち流路管3の長手方向に垂直な断面形状が、凸部を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状に形成されている。具体的には、インナーフィン33は、流路管長手方向に延びるとともに細流路333を分割する板部331と、隣り合う板部331間を繋ぐ連結部332とを有し、流路管長手方向に直交する断面形状が台形波状に形成されたストレートフィンである。
As shown in FIG. 2, the
インナーフィン33は、1つの流路管3内に、流路管3と電子部品との配置方向、すなわち、流路管3の積層方向に3段積層されている。本実施形態では、各段のインナーフィン33は、別体として形成されている。
The
ここで、3段のインナーフィン33のうち、電子部品2に最も近い側に位置するとともに外殻プレート31に隣接する2つのインナーフィン33を外側インナーフィン33Aといい、2つの外側インナーフィン33Aの間に配置された1つのインナーフィン33を内側インナーフィン33Bという。このため、1つの流路管3内には、2つの外側インナーフィン33Aと、1つの内側インナーフィン33Bが設けられている。
Here, of the three-stage
また、インナーフィン33の流路管長手方向に直交する断面形状にて、一方側と他方側のうちの同一側で隣り合う凸部、すなわち連結部332の中心同士の距離をフィンピッチFPという。外側インナーフィン33AのフィンピッチFP1は、内側インナーフィン33BのフィンピッチFP2よりも粗くなっている。本実施形態では、外側インナーフィン33AのフィンピッチFP1は、内側インナーフィン33BのフィンピッチFP2の約2倍になっている。
Further, in the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the flow path pipe of the
以上説明したように、外側インナーフィン33AのフィンピッチFP1を、内側インナーフィン33BのフィンピッチFP2よりも粗くすることで、外側インナーフィン33Aにより分割された細流路333(以下、外側細流路333Aという)における熱媒体の通過抵抗が、内側インナーフィン33Bにより分割された細流路333(以下、内側細流路333B)における熱媒体の通過抵抗よりも低くなる。これにより、外側細流路333Aの熱媒体の流量が、内側細流路333Bの熱媒体の流量よりも多くなる。すなわち、電子部品2に近い側の細流路333Aに流入する熱媒体の流速を増加させることができるので、熱交換効率を向上させることが可能となる。
As described above, by narrowing the fin pitch FP1 of the outer
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図3に基づいて説明する。本第2実施形態は、上記第1実施形態と比較して、インナーフィン33のフィン高さFHが異なるものである。図3は本第2実施形態における流路管3近傍を示す拡大断面図であり、第1実施形態の図2に対応する図面である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the fin height FH of the
ここで、インナーフィン33における流路管3と電子部品2との配置方向、すなわち流路管積層方向の寸法をフィン高さFHとする。すなわち、フィン高さFHは、インナーフィン33の流路管長手方向に垂直な断面形状における一方側の凸部から他方側の凸部までの距離をいう。
Here, the arrangement direction of the
図3に示すように、本実施形態では、外側インナーフィン33Aのフィン高さFH1が、内側インナーフィン33Bのフィン高さFH2よりも高くなっている。本実施形態では、外側インナーフィン33Aのフィン高さFH1は、内側インナーフィン33Bのフィン高さFH2の1.75倍になっている。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the fin height FH1 of the outer
以上説明したように、外側インナーフィン33Aのフィン高さFH1を、内側インナーフィン33Bのフィン高さFH2よりも高くすることで、外側インナーフィン33Aにより分割された外側細流路333Aにおける熱媒体の通過抵抗が、内側インナーフィン33Bにより分割された内側細流路333Bにおける熱媒体の通過抵抗よりも低くなる。これにより、外側細流路333Aの熱媒体の流量が、内側細流路333Bの熱媒体の流量よりも多くなるので、上記第1実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
As described above, by setting the fin height FH1 of the outer
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図4に基づいて説明する。本第3実施形態は、上記第1実施形態と比較して、インナーフィン33の積層段数が異なるものである。図4は本第3実施形態における流路管3近傍を示す拡大断面図であり、第1実施形態の図2に対応する図面である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is different from the first embodiment in the number of stacked layers of the
図4に示すように、本実施形態では、インナーフィン33は、1つの流路管3内に、流路管3と電子部品との配置方向、すなわち、流路管3の積層方向に4段積層されている。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the
より詳細には、1つの流路管3内における電子部品2に最も近い側には、外側インナーフィン33Aが設けられている。外側インナーフィン33Aは、外殻プレート31のそれぞれに隣接するように1つずつ配置されている。したがって、1つの流路管3内には、2つの外側インナーフィン33Aが配置されている。また、2つの外側インナーフィン33Aの間には、2つの内側インナーフィン33Bが配置されている。
More specifically, an outer
上記第1実施形態と同様に、外側インナーフィン33AのフィンピッチFP1は、内側インナーフィン33BのフィンピッチFP2よりも粗くなっている。本実施形態では、外側インナーフィン33AのフィンピッチFP1は、内側インナーフィン33BのフィンピッチFP2の約2倍になっている。
Similar to the first embodiment, the fin pitch FP1 of the outer
本実施形態によれば、外側インナーフィン33Aにより分割された外側細流路333Aにおける熱媒体の通過抵抗が、内側インナーフィン33Bにより分割された内側細流路333Bにおける熱媒体の通過抵抗よりも低くなる。これにより、外側細流路333Aの熱媒体の流量が、内側細流路333Bの熱媒体の流量よりも多くなるので、上記第1実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
According to the present embodiment, the passage resistance of the heat medium in the outer
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について図5に基づいて説明する。本第4実施形態は、上記第1実施形態と比較して、電子部品2の配置およびインナーフィン33の積層段数が異なるものである。図5は本第4実施形態における流路管3近傍を示す拡大断面図であり、第1実施形態の図2に対応する図面である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fourth embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the
図5に示すように、本実施形態では、電子部品2は、流路管3の一方の面にのみ接触するように配置されている。すなわち、1つの流路管3の一対の外殻プレート31のうち、一方の外殻プレート31にのみ電子部品2が接触している。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the
インナーフィン33は、1つの流路管3内に、流路管3と電子部品との配置方向、すなわち、流路管3の積層方向に2段積層されている。ここで、2段積層されたインナーフィン33のうち、電子部品2に近い側に位置するインナーフィン33を第1インナーフィン33Cといい、電子部品2から遠い側に位置するインナーフィン33を第2インナーフィン33Dという。このため、1つの流路管3内には、1つの第1インナーフィン33Cと、1つの第2インナーフィン33Dが設けられている。
The
また、第1インナーフィン33CのフィンピッチFP1は、第2インナーフィン33DのフィンピッチFP2よりも粗くなっている。本実施形態では、外側インナーフィン33AのフィンピッチFP1は、内側インナーフィン33BのフィンピッチFP2の約2倍になっている。
Further, the fin pitch FP1 of the first
本実施形態によれば、第1インナーフィン33Cにより分割された細流路333(以下、第1細流路333Cという)における熱媒体の通過抵抗が、第2インナーフィン33Dにより分割された細流路333(以下、第2細流路333D)における熱媒体の通過抵抗よりも低くなる。したがって、第1細流路333Cの熱媒体の流量が、第2細流路333Dの熱媒体の流量よりも多くなる。すなわち、電子部品2に近い側の第1細流路333Cに流入する熱媒体の流速が増加するため、熱交換効率を向上させることが可能となる。
According to this embodiment, the passage resistance of the heat medium in the narrow channel 333 (hereinafter referred to as the first
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について図6に基づいて説明する。本第5実施形態は、上記第1実施形態と比較して、インナーフィン33の形成方法が異なるものである。図6は本第5実施形態におけるインナーフィン33を示す拡大断面図である。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fifth embodiment is different from the first embodiment in the formation method of the
図6に示すように、本実施形態の3段のインナーフィン33は、1枚の金属板を、2箇所の折り返し部35を設けて折り返すことにより形成されている。具体的には、1枚の金属板を、2箇所の折り返し部35のうちの1箇所で流路管積層方向の一側に向かって折り返すとともに、2箇所の折り返し部35のうちの他の1箇所で流路管積層方向の他側に向かって折り返すことで、3段積層されたインナーフィン33が形成されている。
As shown in FIG. 6, the three-stage
本実施形態では、1枚の金属板を折り曲げることにより3段のインナーフィン33を形成しているので、上記第1実施形態と同様の効果を得つつ、部品点数を低減することが可能となる。
In the present embodiment, since the three-stage
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態について図7および図8に基づいて説明する。本第6実施形態は、上記第1実施形態と比較して、インナーフィン33としてウェーブフィンを用いた点が異なるものである。図7は本第6実施形態における流路管3近傍を示す拡大断面図であり、第1実施形態の図2に対応する図面である。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The sixth embodiment is different from the first embodiment in that wave fins are used as the
図7に示すように、本実施形態のインナーフィン33は、流路管長手方向(熱媒体の流れ方向)に延びるとともに細流路333を分割する板部331と、隣り合う板部331間を繋ぐ連結部332とを有し、流路管長手方向に直交する断面形状が波状となるとともに、流路管積層方向(流路管3と電子部品2との配置方向)から見た際に板部331が熱媒体の流れ方向に波形状に屈折するウェーブフィンである。これにより、流路管3内に流路幅方向の熱媒体流れを形成することで熱媒体の混合を促進することができる。
As shown in FIG. 7, the
図8は、本第6実施形態におけるインナーフィン33の、流路管積層方向に直交し、かつ、細流路333における流路管積層方向の中心部を通る断面を示す拡大断面図である。また、図8(a)は外側インナーフィン33Aを示しており、図8(b)は内側インナーフィン33Bを示している。ここで、インナーフィン33の、流路管積層方向に直交し、かつ、細流路333における流路管積層方向の中心部を通る断面における、板部331の波形状のピッチをウェーブピッチWPとする。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a cross section of the
図8に示すように、外側インナーフィン33AのウェーブピッチWP1は、内側インナーフィン33BのウェーブピッチWP2より粗く形成されている。このため、外側インナーフィン33Aにより分割された外側細流路333Aを流通する熱媒体に生じる圧力損失が、内側インナーフィン33Bにより分割された内側細流路333Bを通過する熱媒体に生じる圧力損失より小さくなる。
As shown in FIG. 8, the wave pitch WP1 of the outer
したがって、外側細流路333Aの熱媒体の流量が、内側細流路333Bの熱媒体の流量よりも多くなる。すなわち、電子部品2に近い側の外側細流路333Aに流入する熱媒体の流速が増加するため、熱交換効率を向上させることが可能となる。
Therefore, the flow rate of the heat medium in the outer
(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態について図9に基づいて説明する。本第7実施形態は、上記第6実施形態と比較して、インナーフィン33のウェーブ深さWDが異なるものである。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The seventh embodiment is different from the sixth embodiment in the wave depth WD of the
図9は、本第7実施形態におけるインナーフィン33の、流路管積層方向に直交し、かつ、細流路333における流路管積層方向の中心部を通る断面を示す拡大断面図である。また、図9(a)は外側インナーフィン33Aを示しており、図9(b)は内側インナーフィン33Bを示している。ここで、インナーフィン33の、流路管積層方向に直交し、かつ、細流路333における流路管積層方向の中心部を通る断面における、板部331の波形状の振幅方向における寸法をウェーブ深さWDとする。
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a cross section of the
図9に示すように、外側インナーフィン33Aのウェーブ深さWD1は、内側インナーフィン33Bのウェーブ深さWD2より浅く形成されている。このため、外側細流路333Aを流通する熱媒体に生じる圧力損失が、内側細流路333Bを通過する熱媒体に生じる圧力損失より大きくなる。
As shown in FIG. 9, the wave depth WD1 of the outer
したがって、外側細流路333Aの熱媒体の流量が、内側細流路333Bの熱媒体の流量よりも多くなる。すなわち、電子部品2に近い側の外側細流路333Aに流入する熱媒体の流速が増加するため、熱交換効率を向上させることが可能となる。
Therefore, the flow rate of the heat medium in the outer
(第8実施形態)
次に、本発明の第8実施形態について図10および図11に基づいて説明する。本第8実施形態は、本発明の熱交換器を、熱交換対象物としての半導体素子に放熱用の金属体を接続したものを封止材により封止してなる半導体実装体を備え、当該金属体の放熱面を熱媒体で冷却するようにした熱交換器に適用したものである。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The eighth embodiment includes a semiconductor mounting body in which the heat exchanger of the present invention is formed by sealing a semiconductor element as a heat exchange object with a heat dissipation metal body connected by a sealing material, This is applied to a heat exchanger in which the heat radiating surface of the metal body is cooled by a heat medium.
図10は本第8実施形態に係る熱交換器を示す分解斜視図、図11は本第8実施形態に係る熱交換器を示す断面図である。図11に示すように、半導体実装体51は、半導体素子としての第1半導体チップ511および第2半導体チップ512と、金属体としての下側ヒートシンク520および上側ヒートシンク530と、これらの間に介在する導電性接合部材としての各はんだ541、542と、さらに、封止材としてのモールド樹脂550とを備えて構成されている。
FIG. 10 is an exploded perspective view showing the heat exchanger according to the eighth embodiment, and FIG. 11 is a cross-sectional view showing the heat exchanger according to the eighth embodiment. As shown in FIG. 11, the
本実施形態の半導体実装体51では、第1半導体チップ511と第2半導体チップ12とが互いに並列に平面方向に配置されている。なお、図11では、半導体チップは2個設けられているが、半導体チップは1個であってもよいし、3個以上設けられていてもよい。
In the
それぞれの半導体チップ511、512の裏面(図11中の右面)と下側ヒートシンク520の上面との間は、第1はんだ541によって接合されている。また、それぞれの半導体チップ511、512の表面(図11中の左面)と上側ヒートシンク530の下面との間は、第2はんだ542によって接合されている。本実施形態において、これら各はんだ541、542としては、一般的に用いられている各種のはんだ、例えば、Sn−Pb系はんだや、Sn−Ag系はんだなどの鉛フリーはんだを採用することができる。
A back surface of each of the
これにより、上記した構成においては、第1半導体チップ511および第2半導体チップ512の表面では、第2はんだ542および上側ヒートシンク530を介して放熱が行われ、第1半導体チップ511および第2半導体チップ512の裏面では、第1はんだ541から下側ヒートシンク520を介して放熱が行われる。
Thereby, in the above-described configuration, heat is radiated on the surfaces of the
このように、下側ヒートシンク520および上側ヒートシンク530は、第1半導体チップ511および第2半導体チップ512と熱的に接続されこれら各半導体チップ511、512からの熱を伝達する金属体として構成されている。そして、下側ヒートシンク520においては、図11中の右面が放熱面521として構成され、上側ヒートシンク530においては、図11中の左面が放熱面531として構成されている。そして、各放熱面521、531は、モールド樹脂550から露出している。
As described above, the
ここで、第1半導体チップ11としては、特に限定されるものではないが、例えばIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)やサイリスタ等のパワー半導体素子から構成することができる。また、同じく第2半導体チップ512は、たとえば、FWD(フリーホイールダイオード)等からなるものにできる。また、具体的には、上記第1半導体チップ511および第2半導体チップ512の形状は、たとえば矩形状の薄板状とすることができる。
Here, the first semiconductor chip 11 is not particularly limited, but can be constituted by, for example, a power semiconductor element such as an IGBT (insulated gate bipolar transistor) or a thyristor. Similarly, the
また、本実施形態の各半導体チップ511、512の表面および裏面には、図示しない電極が形成されている。そして、この電極は、各はんだ541、542と電気的に接続されている。
Further, electrodes (not shown) are formed on the front and back surfaces of the
このように、本実施形態においては、第1半導体チップ511および第2半導体チップ512の裏面側の電極は、下側ヒートシンク520に対して、第1はんだ541を介して電気的に接続され、第1半導体チップ511および第2半導体チップ512の表面側の電極は、第2はんだ542を介して上側ヒートシンク530に対して、電気的に接続されている。
Thus, in the present embodiment, the electrodes on the back surfaces of the
ここで、下側ヒートシンク520および上側ヒートシンク530は、例えば、銅合金もしくはアルミ合金等の熱伝導性および電気伝導性の良い金属で構成されている。また、下側ヒートシンク520および上側ヒートシンク530は、例えば、全体としてほぼ長方形状の板材とすることができる。
Here, the
本実施形態の熱交換器は、上記構成の半導体実装体51におけるヒートシンク520、530の放熱面521、531が熱媒体により冷却されるようになっている。したがって、ヒートシンク520、530の放熱面521、531が、本発明の熱交換対象物に相当している。
In the heat exchanger of this embodiment, the heat radiation surfaces 521 and 531 of the
図11に示されるように、本実施形態の熱交換器は、半導体実装体51におけるモールド樹脂550の一部が、熱媒体冷媒が流れる熱媒体流路30として構成されたものとなっている。モールド樹脂550は、半導体チップ511、512およびヒートシンク520、530を封止する封止部551と、この封止部551の周囲に設けられ先端部がヒートシンク520、530の放熱面521、531よりも突出する壁部552とから構成されている。本実施形態は、壁部552は、放熱面521、531を取り囲むように環状に設けられたものである。
As shown in FIG. 11, in the heat exchanger of the present embodiment, a part of the
また、封止部551のうちヒートシンク520、530の放熱面521、531と壁部552との間の部位に、貫通穴553が設けられており、この貫通穴553が熱媒体流路30として構成されている。
Further, a through
図10に示すように、本実施形態の熱交換器は、半導体実装体51が複数個連結されたものとして構成されている。具体的には、半導体実装体51が複数個(図示例では3個)積層されて連結されているとともに、それぞれの貫通穴553は、互いに連通している。
As shown in FIG. 10, the heat exchanger of the present embodiment is configured as a plurality of
積層体における一端側の半導体実装体51には、熱媒体の入口61および出口62を有する第1蓋材60が連結されており、これら入口61および出口62と貫通穴553とが連通している。また、積層体における他端側の半導体実装体51には、第2蓋材70が連結されており、貫通穴553が、この第2蓋材70により閉塞されている。こうして、入口61、出口62および貫通穴553が接続され、入口61から流入した熱媒体が貫通穴553を通って出口62から流出するようになっている。
A
なお、壁部552の端面にて、個々の半導体実装体51の連結および半導体実装体51と蓋材60、70との連結が行われており、この壁部552における各々の連結は、図示しない接着剤を介した接着により行われている。また、蓋材60、70は、ともに、例えば、樹脂、金属、セラミックなどの材料から成形、プレス加工などにより作成することができる。
In addition, the connection of each
ここで、積層された複数個の半導体実装体51において、互いの放熱面521、531が対向するように配置されており、この対向する放熱面521、531の間も熱媒体流路30として熱媒体が流れるようになっている。また、半導体実装体51の放熱面521、531と蓋材60、70との間にも、熱媒体流路30が形成されている。したがって、対向する放熱面521、531、モールド樹脂550および蓋材60、70が、本発明の流路形成部材に相当している。
Here, in the plurality of stacked
ヒートシンク520、530の放熱面521、531の表面には、隣り合う半導体実装体51の間、および半導体実装体51と蓋材60、70との間に形成された熱媒体流路30を複数の細流路に分割するとともに、熱媒体とヒートシンク520、530の放熱面521、531との熱交換を促進するインナーフィン33が設けられている。本実施形態では、インナーフィン33としてストレートフィンを用いている。
A plurality of
より詳細には、隣り合う半導体実装体51同士の間には、インナーフィン33が、半導体実装体51の積層方向に3段積層されている。すなわち、隣り合う半導体実装体51の互いに対向する放熱面521、531間に、インナーフィン33が、半導体実装体51の積層方向に3段積層されている。
More specifically, the
ここで、3段のインナーフィン33のうち、放熱面521、523に最も近い側に位置するとともに放熱面521、531に隣接する2つのインナーフィン33を外側インナーフィン33Aといい、2つの外側インナーフィン33Aの間に配置された1つのインナーフィン33を内側インナーフィン33Bという。このため、隣り合う半導体実装体51同士の間には、2つの外側インナーフィン33Aと、1つの内側インナーフィン33Bが設けられている。また、外側インナーフィン33Aのフィンピッチは、内側インナーフィン33Bのフィンピッチよりも粗くなっている。
Here, of the three-stage
また、半導体実装体51と蓋材60、70との間には、インナーフィン33が、半導体実装体51の積層方向に2段積層されている。すなわち、半導体実装体51の積層方向両端部に配置された半導体実装体51の放熱面521、531と蓋材60、70との間に、インナーフィン33が、半導体実装体51の積層方向に2段積層されている。
In addition, the
ここで、2段積層されたインナーフィン33のうち、放熱面521、531に近い側に位置するインナーフィン33を第1インナーフィン33Cといい、放熱面521、531から遠い側に位置するインナーフィン33を第2インナーフィン33Dという。このため、半導体実装体51と蓋材60、70との間には、1つの第1インナーフィン33Cと、1つの第2インナーフィン33Dが設けられている。また、第1インナーフィン33Cのフィンピッチは、第2インナーフィン33Dのよりも粗くなっている。
Here, among the two-layered
以上説明したように、放熱面521、531に隣接する外側インナーフィン33Aのフィンピッチを、放熱面521、531から遠い側に配置された内側インナーフィン33Bのフィンピッチより粗くすることで、外側インナーフィン33Aにより分割された外側細流路(図示せず)における熱媒体の通過抵抗が、内側インナーフィン33Bにより分割された内側細流路(図示せず)における熱媒体の通過抵抗よりも低くなる。これにより、外側細流路の熱媒体の流量が、内側細流路の熱媒体の流量よりも多くなる。すなわち、放熱面521、531に近い側の細流路に流入する熱媒体の流速を増加させることができるので、熱交換効率を向上させることが可能となる。
As described above, the outer
さらに、本実施形態では、放熱面521、531に隣接する第1インナーフィン33Cのフィンピッチを、放熱面521、531から遠い側に配置された第2インナーフィン33Dのフィンピッチより粗くすることで、第1インナーフィン33Cにより分割された第1細流路(図示せず)における熱媒体の通過抵抗が、第2インナーフィン33Dにより分割された第2細流路(図示せず)における熱媒体の通過抵抗よりも低くなる。これにより、第1細流路の熱媒体の流量が、第2細流路の熱媒体の流量よりも多くなる。すなわち、放熱面521、531に近い側の細流路に流入する熱媒体の流速を増加させることができるので、熱交換効率をより向上させることが可能となる。
Furthermore, in the present embodiment, the fin pitch of the first
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, Unless it deviates from the range described in each claim, it is not limited to the wording of each claim, and those skilled in the art Improvements based on the knowledge that a person skilled in the art normally has can be added as appropriate to the extent that they can be easily replaced. For example, various modifications are possible as follows.
(1)上記第1〜第7実施形態では、熱交換対象物として電子部品2を採用した例について説明したが、熱交換対象物はこれに限定されない。例えば、流路管3の外表面に接合されるとともに、流路管3と流路管3外部を流れる外部流体(空気)との伝熱面積を増大させるアウターフィンを熱交換対象物として採用してもよい。
(1) In the first to seventh embodiments, the example in which the
(2)上記第1〜第7実施形態では、熱交換器として、流路管3をいわゆるドロンカップ構造とし、隣り合う流路管3のフランジ部300同士をろう付けにより接合することにより複数の流路管3を連通する連通部材4を形成した積層型熱交換器1を採用した例について説明したが、熱交換器はこれに限定されない。例えば、流路形成部材としての複数本のチューブ、この複数本のチューブの両端側に配置されてそれぞれのチューブを流通する熱媒体の集合あるいは分配を行う一対の集合分配用タンク等を有する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器を、熱交換器として採用してもよい。
(2) In the first to seventh embodiments, as the heat exchanger, the
(3)上記第1〜第7実施形態では、流路管3を複数設けた例について説明したが、これに限らず、流路管3は1つであってもよい。
(3) In the first to seventh embodiments, the example in which a plurality of
(4)上記第3実施形態では、インナーフィン33を4段積層して配置した例について説明したが、これに限らず、インナーフィン33を5段以上積層してしてもよい。
(4) In the third embodiment, the example in which the
(5)上記第8実施形態では、隣り合う半導体実装体51同士の間にインナーフィン33を3段積層して配置した例について説明したが、これに限らず、インナーフィン33を4段以上積層してしてもよい。また、上記第8実施形態では、半導体実装体51と蓋材60、70との間にインナーフィン33を2段積層した例にについて説明したが、これに限らず、インナーフィン33を3段以上積層してもよい。
(5) In the eighth embodiment, the example in which the three
(6)上述の各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせることができる。 (6) Each above-mentioned embodiment can be suitably combined in the possible range.
2 電子部品(熱交換対象物)
3 流路管(流路形成部材)
30 熱媒体流路
33 インナーフィン
33A 外側インナーフィン
33B 内側インナーフィン
331 板部
332 連結部
333 細流路
2 Electronic components (objects for heat exchange)
3 Channel pipe (channel forming member)
30 Heat
Claims (4)
前記熱媒体と、前記熱媒体流路(30)の外部または内部に配置された熱交換対象物(2)との間で熱交換を行う熱交換器であって、
前記流路形成部材(3)内には、前記熱媒体流路(30)を複数の細流路(333)に分割するとともに、前記熱媒体と前記熱交換対象物(2)との熱交換を促進するインナーフィン(33)が設けられており、
前記インナーフィン(33)は、前記流路形成部材(3)と前記熱交換対象物(2)との配置方向に複数段積層されており、
前記インナーフィン(33)は、前記熱媒体の流れ方向に延びるとともに前記細流路(333)を分割する板部(331)と、隣り合う前記板部(331)間を繋ぐ連結部(332)とを有し、前記熱媒体の流れ方向に直交する断面形状が波状となるとともに、前記配置方向から見た際に前記板部(331)が前記熱媒体の流れ方向に波形状に屈折するウェーブフィンであり、
前記インナーフィン(33)の、前記配置方向に直交し、かつ、前記細流路(333)における前記配置方向の中心部を通る断面における、前記板部(331)の前記波形状の振幅方向における寸法をウェーブ深さ(WD)としたとき、
前記複数段のインナーフィン(33)のうち、前記熱交換対象物(2)に最も近い側に位置する前記インナーフィン(33A)の前記ウェーブ深さ(WD)が、前記他のインナーフィン(33B)の前記ウェーブ深さ(WD)よりも浅くなっていることで、複数段の前記インナーフィン(33)のうち、前記熱交換対象物(2)に最も近い側に位置する前記インナーフィン(33A)における前記熱媒体の通過抵抗が、他の前記インナーフィン(33B)における前記熱媒体の通過抵抗よりも低いことを特徴とする熱交換器。 A flow path forming member (3) having a heat medium flow path (30) through which the heat medium flows;
A heat exchanger that performs heat exchange between the heat medium and a heat exchange object (2) disposed outside or inside the heat medium flow path (30),
In the flow path forming member (3), the heat medium flow path (30) is divided into a plurality of narrow flow paths (333), and heat exchange between the heat medium and the heat exchange object (2) is performed. Inner fins (33) to promote are provided,
The inner fin (33) is laminated in a plurality of stages in the arrangement direction of the flow path forming member (3) and the heat exchange object (2),
The inner fin (33) includes a plate portion (331) that extends in the flow direction of the heat medium and divides the narrow channel (333), and a connecting portion (332) that connects between the adjacent plate portions (331). And the cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium has a wave shape, and the plate portion (331) is refracted in a wave shape in the flow direction of the heat medium when viewed from the arrangement direction. And
The dimension in the amplitude direction of the wave shape of the plate part (331) in the cross section orthogonal to the arrangement direction of the inner fin (33) and passing through the central part of the arrangement direction in the narrow channel (333). Is the wave depth (WD),
Of the plurality of inner fins (33), the wave depth (WD) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is the other inner fin (33B). ) Of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) among the plurality of stages of inner fins (33). ) Is lower than the passage resistance of the heat medium in the other inner fin (33B).
前記熱媒体と、前記熱媒体流路(30)の外部または内部に配置された熱交換対象物(2)との間で熱交換を行う熱交換器であって、
前記流路形成部材(3)内には、前記熱媒体流路(30)を複数の細流路(333)に分割するとともに、前記熱媒体と前記熱交換対象物(2)との熱交換を促進するインナーフィン(33)が設けられており、
前記インナーフィン(33)は、前記流路形成部材(3)と前記熱交換対象物(2)との配置方向に複数段積層されており、
前記インナーフィン(33)は、前記熱媒体の流れ方向に延びるとともに前記細流路(333)を分割する板部(331)と、隣り合う前記板部(331)間を繋ぐ連結部(332)とを有し、前記熱媒体の流れ方向に直交する断面形状が波状となるとともに、前記配置方向から見た際に前記板部(331)が前記熱媒体の流れ方向に波形状に屈折するウェーブフィンであり、
前記インナーフィン(33)の、前記配置方向に直交し、かつ、前記細流路(333)における前記配置方向の中心部を通る断面における、前記板部(331)の前記波形状のピッチをウェーブピッチ(WP)としたとき、
前記複数段のインナーフィン(33)のうち、前記熱交換対象物(2)に最も近い側に位置する前記インナーフィン(33A)の前記ウェーブピッチ(WP)が、前記他のインナーフィン(33B)の前記ウェーブピッチ(WP)よりも粗くなっていることで、複数段の前記インナーフィン(33)のうち、前記熱交換対象物(2)に最も近い側に位置する前記インナーフィン(33A)における前記熱媒体の通過抵抗が、他の前記インナーフィン(33B)における前記熱媒体の通過抵抗よりも低いことを特徴とする熱交換器。 A flow path forming member (3) having a heat medium flow path (30) through which the heat medium flows;
A heat exchanger that performs heat exchange between the heat medium and a heat exchange object (2) disposed outside or inside the heat medium flow path (30),
In the flow path forming member (3), the heat medium flow path (30) is divided into a plurality of narrow flow paths (333), and heat exchange between the heat medium and the heat exchange object (2) is performed. Inner fins (33) to promote are provided,
The inner fin (33) is laminated in a plurality of stages in the arrangement direction of the flow path forming member (3) and the heat exchange object (2),
The inner fin (33) includes a plate portion (331) that extends in the flow direction of the heat medium and divides the narrow channel (333), and a connecting portion (332) that connects between the adjacent plate portions (331). And the cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium has a wave shape, and the plate portion (331) is refracted in a wave shape in the flow direction of the heat medium when viewed from the arrangement direction. And
The pitch of the wave shape of the plate portion (331) in a cross section orthogonal to the arrangement direction of the inner fin (33) and passing through the central portion of the arrangement direction in the narrow channel (333) is a wave pitch. (WP)
Of the plurality of inner fins (33), the wave pitch (WP) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is the other inner fin (33B). In the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) among the plurality of stages of the inner fin (33 ) by being coarser than the wave pitch (WP ) of The heat exchanger, wherein the passage resistance of the heat medium is lower than the passage resistance of the heat medium in the other inner fin (33B).
前記断面形状にて、前記一方側と前記他方側のうちの同一側で隣り合う前記凸部の中心同士の距離をフィンピッチ(FP)としたとき、
前記複数段のインナーフィン(33)のうち、前記熱交換対象物(2)に最も近い側に位置する前記インナーフィン(33A)の前記フィンピッチ(FP)が、前記他のインナーフィン(33B)の前記フィンピッチ(FP)よりも粗いことを特徴とする請求項1または2に記載の熱交換器。 The inner fin (33) has a cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium, and is formed into a wave shape that bends with convex portions positioned alternately on one side and the other side,
In the cross-sectional shape, when the distance between the centers of the convex portions adjacent on the same side of the one side and the other side is a fin pitch (FP),
Of the plurality of inner fins (33), the fin pitch (FP) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is the other inner fin (33B). the heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that said coarser than the fin pitch (FP) of.
前記インナーフィン(33)における前記配置方向の寸法をフィン高さ(FH)としたとき、
前記複数段のインナーフィン(33)のうち、前記熱交換対象物(2)に最も近い側に位置する前記インナーフィン(33A)の前記フィン高さ(FH)が、前記他のインナーフィン(33B)の前記フィン高さ(FH)よりも高いことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の熱交換器。 The inner fin (33) has a cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the heat medium, and is formed into a wave shape that bends with convex portions positioned alternately on one side and the other side,
When the dimension in the arrangement direction of the inner fin (33) is the fin height (FH),
Of the plurality of inner fins (33), the fin height (FH) of the inner fin (33A) located on the side closest to the heat exchange object (2) is the other inner fin (33B). the heat exchanger according to any one of claims 1 to 3 characterized in that said greater than the fin height (FH) of).
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