半导体模块用冷却器及其制造方法技术

提供减小冷却剂的压力损失，还能够降低制造成本的半导体模块用冷却器。本发明专利技术的冷却器具备：第一板1，设置有第一半导体模块6；夹套2，在凹陷2a的端部具有彼此分开的第一贯通孔2b和第二贯通孔2c；入口侧集管3，以从夹套2的下侧覆盖第一贯通孔2b的方式配置；出口侧集管4，以从夹套2的下侧覆盖第二贯通孔2c的方式配置，并与入口侧集管3平行地配置；多个冷却翅片，配置在凹陷2a处，并从入口侧集管3的分配部3a上方延伸到出口侧集管4的集水部4b上方为止。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体模块用冷却器及其制造方法
本专利技术涉及一种减小冷却剂的压力损失，还能够降低制造成本的半导体模块用冷却器。
技术介绍
作为涉及半导体模块用冷却器的文献，已知有如下专利文献1、2。专利文献1公开了如下装置：散热翅片与周壁部一体成型而构成带翅片底板，散热翅片的突出量为周壁部的突出量以下，周壁部的周壁端面在同一平面上，在功率半导体模块与冷却夹套(Jacket)之间形成冷却剂的流路，且供水口和排水口配置在流路的角部对角位置。专利文献2公开了一种壳体构成部件的制造方法，所述制造方法为连接有导管(pipe)的壳体构成部件的制造方法，包括：第一工序，制作具有连接部形成部和平坦部的第一半成品；第二工序，制作与第一半成品相比连接部形成部的弯曲深度更大、平坦部的宽度更小的第二半成品；第三工序，制作具有连接部形成部、倾斜平坦部和窄幅平坦部的第三半成品；第四工序，将第三半成品的倾斜平坦部向斜上方按压，并将材料集中到倾斜部平坦部与连接部形成部的侧壁之间的连结部从而制作第四半成品；第五工序，从上方和下方对第四半成品的连接部形成部的侧壁、倾斜平坦部和窄幅平坦部施加压力，从而制作在连接部形成部的两侧壁的开口端部形成有毛刺(burr)的第五半成品；第六工序，去除毛刺从而制作壳体构成部件。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-251932号公报专利文献2：日本特开2009-195912号公报
技术实现思路
技术问题专利文献1中，由于散热翅片与周壁部一体成型而构成带翅片底板，所以存在搭载并焊料连接有功率半导体的该带翅片底板的加工复杂，制造成本变高的问题。此外，由于冷却剂从装置的下表面进行供应，所以向散热翅片流入冷却剂的集管(header)部分的压力损失大，需要提高冷却剂泵的排出能力，因此存在冷却剂泵的制造成本和动作成本变高的问题。专利文献2中，由于分别单独制作导管和壳体构成部件并将它们接合，所以要求导管与壳体构成部件的接合部分的加工精度高，由此存在制造成本变高的问题。以往的冷却器具有对于在冷却部配置的集管部从冷却器的一个侧面与导管接合的构成，且对于导管来说，需要在侧面的高度范围内连接导管，因此为导管直径的截面积局部减小的构成。因此成为了压力损失大，泵负荷大的冷却器。此外，针对冷却器导入、排出冷却剂的导管的位置要考虑组装性和维护性进行配置，并要求设计的自由度。进一步地，谋求冷却器自身的小型化，重要的是，兼顾冷却性能和低压力损失化。此外，冷却器的导管接合部需要采用覆盖导管，或者插入软管进行连接的结构，以往存在流路截面积局部狭窄的区域。因此，冷却器的压力损失大，为了使冷却剂循环，需要动压强大的大型的泵。为了解决上述的课题，本专利技术的目的在于提供一种减小冷却剂的压力损失，还能够降低制造成本的半导体模块用冷却器。技术方案为了解决上述课题，对于本专利技术的半导体模块用冷却器的实施形态，其特征在于，具备：第一板，设置有第一半导体模块；夹套，配置在上述第一板的下侧，并在上述第一板侧具备凹陷，在上述凹陷的端部还具有彼此分开的第一贯通孔和第二贯通孔；入口侧集管，具有以从上述夹套的下侧覆盖上述第一贯通孔的方式配置的分配部和从上述分配部沿上述分配部的长度方向延伸的入口侧导管部；出口侧集管，具有以从上述夹套的下侧覆盖上述第二贯通孔的方式配置的集水部和从上述集水部沿上述集水部的长度方向延伸的出口侧导管部，并与上述入口侧集管平行地配置；多个冷却翅片，配置在上述第一板与上述夹套之间的上述凹陷处，并从上述入口侧集管的上述分配部上方延伸到上述出口侧集管的上述集水部上方为止。根据该构成，由于夹套具备容纳冷却翅片的凹陷，所以不需要为了形成凹陷而对第一板进行加工。夹套、入口侧集管与出口侧集管分别作为独立的部件来组装冷却器，因此，在根据冷却剂流量的增减而进行设计的情况下，可以不对第一板和上述夹套进行设计变更，而以变更入口侧集管和出口侧集管的方式来设计冷却器，所以能够实现部件的通用化。因此，能够降低制造成本。并且，上述入口侧集管与上述出口侧集管平行地配置，因此，能够使各冷却翅片之间的压力损失大致相同，并能够均匀地分配冷却剂。进一步地，入口侧集管的分配部的长度方向与入口侧导管部的冷却剂流动方向相同，且出口侧集管的集水部的长度方向与出口侧导管部的冷却剂流动方向相同，因此，与各导管部的冷却剂流动方向与分配部的长度方向或集水部的长度方向各不相同的情况相比，能够减小这些部分的压力损失。本专利技术的冷却器的所有部件可以为金属制。也可以至少第一板和多个冷却翅片为金属制，入口侧集管和出口侧集管为树脂制。此外，可选地，在上述的半导体模块用冷却器中，上述夹套的凹陷的高度比上述入口侧导管部的内径和上述出口侧导管部的内径小。根据该构成，入口侧导管部和出口侧导管部被配置在夹套的凹陷的底面，因此，与将入口侧导管部和出口侧导管部配置在夹套的凹陷的侧面的情况相比，能够不受入口侧导管部的内径和出口侧导管部的内径的大小所影响，而缩小夹套的凹陷的高度，并能够缩小半导体模块用冷却器整体的高度。此外，可选地，在上述的半导体模块用冷却器中，上述分配部具备从入口侧导管部延长的半圆形状的底面，上述集水部具备从出口侧导管部延长的半圆形状的底面。根据该构成，从入口侧导管部下部到入口侧集管下部为止，在冷却剂流路上没有高度差，且从出口侧集管下部到出口侧导管部下部为止，在冷却剂流路上没有高度差，因此，能够减小压力损失。此外，可选地，在上述的任意一个半导体模块用冷却器中，上述多个冷却翅片在上述入口侧集管的上方的入口侧端部具备入口侧切口区，在上述出口侧集管的上方的出口侧端部具备出口侧切口区，入口侧切口区和出口侧切口区的高度比冷却翅片的中央部低。根据该构成，能够将入口侧集管的长度方向的冷却剂流路的截面积扩大到冷却翅片的入口侧端部的入口侧切口区为止，并能够减小在流入冷却翅片的入口侧端部之前的入口侧集管部分的压力损失。推测是由于在冷却剂进入冷却翅片之前的部分的冷却剂流路截面积大，所以使流入各冷却翅片的冷却剂量均匀化。此外，能够将出口侧集管的长度方向的冷却剂流路的截面积扩大到冷却翅片的出口侧端部的出口侧切口区为止，并能够减小在从冷却翅片的出口侧端部流出之后的出口侧集管部分的压力损失。推测是由于在冷却剂从冷却翅片流出之后的部分的冷却剂流路截面积大，所以使从各冷却翅片向出口侧集管部分的流路的压力损失均匀化。应予说明，这里所说的各截面积是指位于分配部和集水部的各截面积。此外，可选地，在上述的任意一个半导体模块用冷却器中，由上述入口侧集管的内壁、夹套与上述多个冷却翅片的入口侧切口区包围的冷却剂流路的截面积比上述入口侧导管部的内侧的截面积大，由上述出口侧集管的内壁、夹套与上述多个冷却翅片的出口侧切口区包围的冷却剂流路的截面积比上述出口侧导管部的内侧的截面积大。根据该构成，能够减小入口侧集管与出口侧集管的冷却剂流路的压力损失。此外，在上述的任意一个半导体模块用冷却器中，上述夹套在上述入口侧集管与上述出口侧集管之间具备第二半导体模块。根据该构成，能够有效利用入口侧集管与出口侧集管之间的空间，能够增加第二半导体模块的设置数量。此外，可选地，在上述的任意一个半导体模块用冷却器中，具备：第二板，设置有电容器(Capacitor)，上述夹套在上述入口侧集管与上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体模块用冷却器，其特征在于，具备：第一板，设置有第一半导体模块；夹套，配置在所述第一板的下侧，并在所述第一板侧具备凹陷，在所述凹陷的端部还具有彼此分开的第一贯通孔和第二贯通孔；入口侧集管，具有以从所述夹套的下侧覆盖所述第一贯通孔的方式配置的分配部和从所述分配部沿所述分配部的长度方向延伸的入口侧导管部；出口侧集管，具有以从所述夹套的下侧覆盖所述第二贯通孔的方式配置的集水部和从所述集水部沿所述集水部的长度方向延伸的出口侧导管部，并与所述入口侧集管平行地配置；多个冷却翅片，配置在所述第一板与所述夹套之间的所述凹陷处，并从所述入口侧集管的所述分配部上方延伸到所述出口侧集管的所述集水部上方为止。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.20 JP 2014-1041181.一种半导体模块用冷却器，其特征在于，具备：第一板，设置有第一半导体模块；夹套，配置在所述第一板的下侧，并在所述第一板侧具备凹陷，在所述凹陷的端部还具有彼此分开的第一贯通孔和第二贯通孔；入口侧集管，具有以从所述夹套的下侧覆盖所述第一贯通孔的方式配置的分配部和从所述分配部沿所述分配部的长度方向延伸的入口侧导管部；出口侧集管，具有以从所述夹套的下侧覆盖所述第二贯通孔的方式配置的集水部和从所述集水部沿所述集水部的长度方向延伸的出口侧导管部，并与所述入口侧集管平行地配置；多个冷却翅片，配置在所述第一板与所述夹套之间的所述凹陷处，并从所述入口侧集管的所述分配部上方延伸到所述出口侧集管的所述集水部上方为止，所述多个冷却翅片在所述入口侧集管的上方的入口侧端部具备入口侧切口区，在所述出口侧集管的上方的出口侧端部具备出口侧切口区，所述入口侧切口区和所述出口侧切口区的高度比所述多个冷却翅片的中央部低。2.根据权利要求1所述的半导体模块用冷却器，其特征在于，所述夹套的凹陷的高度比所述入口侧导管部的内径和所述出口侧导管部的内径小。3.根据权利要求2所述的半导体模块用冷却器，其特征在于，所述分配部具备从入口侧导管部延长的半圆形状的底面，所述集水部具备从出口侧导管部延长的半圆形状的底面。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：乡原广道，新井伸英，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP