JPS62287653A - 半導体冷却装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体素子を内蔵する電子機器に使用して好
適な半導体冷却装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば、ダイオード、サイリスクおよびトランジスタ等
の半導体素子においては、温度によってその特性が変化
し易いだけでなく、放熱環境が悪い場所にあっては局部
発熱によって破壊する危険性を有している。

そこで、従来より半導体素子を冷却するために種々の装
置が提案されており、この中には半導体素子に良熱伝導
体による放熱板を取り付けて空気中に熱を放散させ、さ
らに油浸したものがある。

・そして、近年では、密閉容器中にフレオン等の冷媒を
封入し、この冷媒の沸騰、凝縮による潜熱の移動を利用
して半導体素子を冷却する装置が実用化されてきた。こ
の種の装置は第２図（ａ）および（ｂ）に示すように構
成されており、これを同図に基づいて概略説明すると、
同図において、符号１で示すスタックには、半導体素子
２の許容上限温度以下の温度で沸騰する冷媒３を内臓す
る内部沸騰フィン４が組み込まれており、蒸気凝縮部５
を風冷することにより前記半導体素子２の発熱で発生し
た冷媒蒸気を凝縮している。なお、６は前記半導体素子
２に接続する電極端子７を有する冷媒沸騰部、８は放熱
フィンである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この種の半導体冷却装置においては、半導体
素子２を挟む２つの内部沸騰フィン４にかかる高電圧に
対する危険防止対策として間隔りを安全度の高い寸法に
設定する必要がある。このため、蒸気凝縮部５の表面積
がどうしても小さくなり、この結果凝縮熱抵抗が大幅に
高くなって放熱効果が低下するという問題があった。

そこで、第３図（ａ）および（ｂｌに示すように蒸気凝
縮部５と冷媒沸騰部６との間にセラミック等の絶縁リン
グ９を介装し、蒸気凝縮部５の表面積を大きくすること
が考えられるが、両蒸気凝縮部５間の間隔りを５Ｒ以下
に設定することが一般的であり、このため凝縮熱抵抗を
大幅に低減することはできなかった。

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、高電圧
に対する安全性を保持することができるだけでなく、放
熱効果を大幅に向上させることができる半導体冷却装置
を提供するものである。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明に係る半導体冷却装置は、半導体素子両側に一体
に結合され冷媒沸騰部および蒸気凝縮部からなる２つの
容器を備え、これら両容器の蒸気凝縮部と冷媒沸騰部と
の間に絶縁リングを介装すると共に、両蒸気凝縮部の外
側に多数の放熱フィンを設け、一方側の放熱フィンのう
ち互いに隣り合う２つの放熱フィン間に他方側の各放熱
フィンを臨ませたものである。

〔作　用〕

本発明においては、冷媒沸騰部と蒸気凝縮部を電気的に
絶縁することができると共に、放熱面積を大きくするこ
とができる。

〔実施例〕

第１図（ａ）および（ｂｌは本発明に係る半導体冷却装
置を示す破断正面図と局部破断側面図である。同図にお
いて、符号１１および１２で示すものは内部沸騰フィン
を構成する２つの容器で、スタンク１３内の半導体素子
１４両側に一体に結合されている。これら両容器１１．
１２は各々が互いに連通し容積が大小異なる冷媒沸騰部
１５と蒸気凝縮部１６とから構成されている。そして、
これら両容器１１．１２の冷媒沸騰部１５の外側には前
記半導体素子１４に接続する電極端子１７が限ろうある
いはエポキシ系接着剤によって接合されており、蒸気凝
縮部１６の外側には多数の放熱フィン１８．１９が設け
られている。そして、一方側の放熱フィン１８のうち互
いに隣り合う２つの放熱フィン１８間には他方側の前記
各放熱フィン１９力→ｎんでいる。なお、前記容器１１
．１２の冷媒沸騰部１５には前記半導体素子１４の許容
上限温度より低い温度で沸騰する冷媒２０が内蔵されて
いる。２１はセラミック等の絶縁リングで、前記冷媒沸
騰部１５と前記蒸気凝縮部１６との間に介装されている
。

このように構成された半導体冷却装置においては、冷媒
沸騰部１５と蒸気凝縮部１６を絶縁リング２１によって
電気的に絶縁することができ、しかも一方側の放熱フィ
ン１９を他方側の放熱フィン１８間に臨ませることによ
り放熱面積を大きくすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、半導体素子両側に
一体に結合された２つの容器を備え、これら両容器の蒸
気凝縮部と冷媒沸騰部との間に絶縁リングを介装すると
共に、両蒸気凝縮部の外側に多数の放熱フィンを設け、
一方側の放熱フィンのうち互いに隣り合う２つの放熱フ
ィン間に他方側の各放熱フィンを臨ませたので、冷媒沸
騰部と蒸気凝縮部を電気的に絶縁することができ、しか
も放熱面積を大きくすることができる。したがって、高
電圧に対する安全性を保持することができるだけでなく
、放熱効果を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌおよび（１１１は本発明に係る半導体冷却
装置を示す破断正面図と局部破断側面図、第２図（ａ）
３（ｂｌおよび第３図（ａｌ、　（ｂ）は従来の半導体
冷却装置を示す破断正面図と局部破断側面図である。 １１、．１２・・・・容器、１４・・・・半導体素子、
１５・・・・冷媒沸騰部、１６・・・・蒸気凝縮部、１
７・・・・電極端子、１８．１９・・・・放熱フィン、
２１・・・・絶縁リング。 代　　　理　　　人　　　大　岩　増　雄一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体素子の両側に一体に結合されこの半導体素子に接
   続する電極端子を有する冷媒沸騰部およびこの冷媒沸騰
   部に連通する蒸気凝縮部からなる２つの容器を備え、こ
   れら両容器の蒸気凝縮部と冷媒沸騰部との間に絶縁リン
   グを介装すると共に、両蒸気凝縮部の外側に多数の放熱
   フィンを設け、一方側の放熱フィンのうち互いに隣り合
   う２つの放熱フィン間に他方側の各放熱フィンを臨ませ
   たことを特徴とする半導体冷却装置。