冷却器及使用该冷却器的半导体模块制造技术

技术编号:14861035 阅读:55 留言:0更新日期:2017-03-19 14:08
本发明专利技术提供一种提高冷却性能的冷却器及使用该冷却器的半导体模块,该冷却器(100)具备:外壳(2),其以顶板(1)、底板(2a)及侧壁(2b)包围而成,侧壁(2b)的上部与顶板(1)的背面接合且在内部具备冷媒流通空间;冷媒流入配管(3)及冷媒流出配管(4),其分别与侧壁(2b)上具备的两个贯通孔连接;散热片单元(5),其以弯曲的多片散热片(5a)的主面分别间隔的状态配置,使散热片(5a)的第一端(5b)相对于从冷媒流入配管(3)流入的冷媒流呈锐角的方式定向配置,使散热片(5a)的第二端(5c)相对于向冷媒流出配管(4)流出的冷媒的流向呈锐角的方式定向配置,并且,位于第一端(5a)与第二端(5c)之间的第三端(5d)与顶板(1)热连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种提高冷却性能的冷却器及使用该冷却器的半导体模块
技术介绍
作为可提高冷却性能的冷却器的相关文献,已知以下专利文献1、2的结构。专利文献1中记载了一种冷却器,其特征在于,包含冷却电子部件的被冷却部的冷却流路、从入口向该冷却流路导入冷却介质的导入流路、以及从所述冷却流路向出口排出所述冷却介质的排出流路,并且所述导入流路及所述排出流路中至少任意一个的流路面积,相较于在规定位置处,在自所述入口或所述出口起比该规定位置更远的位置处的流路面积更大。专利文献2中记载了一种具备波纹形状散热片的冷却器。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利公开2012-174963号公报(图1)专利文献2:日本专利公开2013-165298号公报(图3)
技术实现思路
(一)要解决的技术问题在专利文献1中,由于导入流路及排出流路中至少任意一个的流路面积相较于在规定位置处,在自所述入口或所述出口起比该规定位置更远的位置处的流路面积更大,因此存在入口及出口附近的压力损失变大,使冷媒流通的泵的动力变大的问题。为了降低泵的动力,需要扩大入口及出口附近的流路面积,因此,存在冷却器变大的问题。在专利文献2中,由于散热片的冷媒出口侧的那一端向冷媒的排出方向弯曲,因此与后述的比较例的仿真结果同样地,存在散热片的冷媒出口侧的那一端处的冷媒的波动减少,而冷却器的传热性能降低r>的问题。为了解决上述技术问题,本专利技术的技术问题为,提供一种提高冷却性能的冷却器及使用该冷却器的半导体模块。(二)技术方案为了解决上述技术问题,本专利技术的冷却器的特征在于,具备:外壳,其具有作为冷却主面的顶板、与所述顶板相对配置的底板以及连接所述顶板的外周和所述底板外周的侧壁,并在以所述顶板、所述底板及所述侧壁包围的内部具备冷媒流通空间;冷媒流入配管及冷媒流出配管,其分别与设置在所述侧壁上的两个贯通孔连接;冷媒导入路,其形成所述冷媒流通空间的一部分,并与所述冷媒流入配管连通;冷媒导出路,其形成所述冷媒流通空间的一部分,并与所述冷媒流出配管连通;散热片单元,其由多片散热片构成,该散热片位于所述冷媒导入路及冷媒导出路之间,主面分别留有间隔配置,并与所述顶板热连接,在所述冷却器中,使所述散热片的第一端以相对于所述冷媒导入路中的冷媒流向呈锐角的方式定向配置,使所述散热片的第二端相对于所述冷媒导出路中的冷媒流向呈锐角的方式定向配置。根据这种结构,由于冷媒在散热片的第一端起从冷媒导入路的流向呈锐角地改变流向流入散热片单元,在散热片的第二端从散热片单元内的流向呈锐角地改变流向并向冷媒导出路的流向流出,因此,在第一及第二端附近冷媒发生波动,该波动进行传播,使冷媒在散热片单元中央部的散热片间也以波动的方式流动。于是,冷媒的传热阻力变小,散热片的传热性能提高。本专利技术的冷却器中,优选在所述冷媒导出路上配置挡板。根据这种结构,由于能够促进所述散热片单元与所述冷媒导出路之间冷媒流动的波动,因此能够提高冷却器的冷却性能。此外,本专利技术的冷却器中,优选所述挡板的高度低于所述冷媒导出路的高度。根据这种结构,由于挡板的高度与冷媒导出路的高度不同,因此使得冷媒在挡板与顶板的间隙,或挡板与底板的间隙通过。于是,能够降低从散热片单元向冷媒流出配管流动的冷媒路径的压力损失。本专利技术的冷却器中,优选所述挡板与所述底板相接配置。根据这种结构,通过挡板能够补强外壳底板的强度。外壳的材质可以为金属,也可以为树脂。在制造金属制外壳的情况下,优选压制成型金属薄板,并使底板、侧壁及从底板突出的挡板部分形成为一体。此外,在利用树脂成型模具的情况下,优选使底板与挡板成型为一体。或者,本专利技术的冷却器中,优选所述挡板与所述顶板相接配置。根据这种结构,由于使顶板的热向挡板传递,因此能够增加传热面积,能够进一步提高冷却器的冷却性能。本专利技术的冷却器中,优选使所述挡板与连接有所述冷媒流出配管的侧壁的相对侧的侧壁分离配置。根据这种结构,即使在挡板设置较高的情况下,也能缓和压力损失的增加。另外,在挡板与冷媒流通空间的高度相同的情况下,使得冷媒沿挡板移动后流入冷媒流出配管。本专利技术的冷却器中,优选所述散热片的主面为波纹状。根据这种结构,能够增加每单位面积的散热片表面积,提高从散热片向冷媒的传热。进而,在将波纹状散热片与顶板连接的情况下,能够提高顶板的刚性,与使用直线状散热片的情况相比,能够使顶板的厚度变薄。由于顶板厚度变薄,从而热阻变小,能够提高冷却器的冷却性能。关于所述波纹状散热片,优选地,本专利技术的冷却器具备第一波纹状散热片、以及与所述第一波纹状散热片相邻的第二波纹状散热片,所述第二波纹状散热片的凸部,位于比呈直线状连接所述第一波纹状散热片的相邻凹部的线更靠第一波纹状散热片侧的位置。根据这种结构,能够使第一波纹状散热片与第二波纹状散热片之间不产生直线状的冷媒路径,从而能够提高冷媒与波纹状散热片的传热效率。在本专利技术的冷却器中,优选所述冷媒导入路的流向与所述冷媒导出路的流向相反且平行。根据这种结构,能够使冷却器紧凑化。本专利技术的冷却器中,优选所述冷媒为液体。根据这种结构,由于相较于气体冷媒比热较大,因此能够提高冷却器的冷却性能。本专利技术的半导体模块的特征在于,在所述顶板的与连接有所述散热片单元的面相反的一侧的面上,具备配置有半导体元件的半导体模块单元。根据这种结构,能够向冷却器高效地传递半导体模块单元的热,能够增大半导体模块的额定输出。(三)有益效果根据本专利技术,由于从冷媒导入路向散热片单元流入的冷媒流、以及从散热片单元向冷媒导出路流出的冷媒流,可以呈锐角改变流向,因此在散热片的第一端及第二端附近冷媒发生波动,使冷媒在散热片单元中央部的散热片间也以波动的方式移动。于是,冷媒的传热阻力变小,散热片的传热性能提高。附图说明图1是将本专利技术第一实施例的冷却器与多个半导体模块单元组合的半导体模块的鸟瞰图。图2是本专利技术第一实施例的冷却器内部的俯视图。图3为本专利技术第一实施例的冷却器的剖面图。图4为本专利技术第二实施例的冷却器的剖面图。图5为本专利技术第三实施例的冷却器内部的俯视图。图6为比较例的冷却器内部的俯视图。具体实施方式下面,参照附图对本专利技术的半导体模块的实施方式进行说明。对相同的结构标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却器,其特征在于,具备:外壳,其具有作为冷却主面的顶板、与所述顶板相对配置的底板以及连接所述顶板的外周和所述底板外周的侧壁,并在以所述顶板、所述底板及所述侧壁包围的内部具备冷媒流通空间;冷媒流入配管及冷媒流出配管,其分别与设置在所述侧壁上的两个贯通孔连接;冷媒导入路,其形成所述冷媒流通空间的一部分,并与所述冷媒流入配管连通;冷媒导出路,其形成所述冷媒流通空间的一部分,并与所述冷媒流出配管连通;散热片单元,其由多片散热片构成,该散热片位于所述冷媒导入路及冷媒导出路之间,主面分别间隔配置,并与所述顶板热连接;在所述冷却器中,使所述散热片的第一端以相对于所述冷媒导入路中的冷媒流向呈锐角的方式定向配置,使所述散热片的第二端相对于所述冷媒导出路中的冷媒流向呈锐角的方式定向配置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.20 JP 2014-0578021.一种冷却器,其特征在于,具备:
外壳,其具有作为冷却主面的顶板、与所述顶板相对配置的底板
以及连接所述顶板的外周和所述底板外周的侧壁,并在以所述顶板、
所述底板及所述侧壁包围的内部具备冷媒流通空间;
冷媒流入配管及冷媒流出配管,其分别与设置在所述侧壁上的两
个贯通孔连接;
冷媒导入路,其形成所述冷媒流通空间的一部分,并与所述冷媒
流入配管连通;
冷媒导出路,其形成所述冷媒流通空间的一部分,并与所述冷媒
流出配管连通;
散热片单元,其由多片散热片构成,该散热片位于所述冷媒导入
路及冷媒导出路之间,主面分别间隔配置,并与所述顶板热连接;
在所述冷却器中,使所述散热片的第一端以相对于所述冷媒导入
路中的冷媒流向呈锐角的方式定向配置,使所述散热片的第二端相对
于所述冷媒导出路中的冷媒流向呈锐角的方式定向配置。
2.根据权利要求1所述的冷却器,其特征在于,在所述冷媒导
出路上配置挡板。
3.根据权利要求2所述的冷却器,其特征在于,所述挡板的高
度低于所述冷媒导出路的高度。
4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:新井伸英乡原广道
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

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