换热装置及功率变换装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种形成为大致长方形状的、对功率半导体元件进行冷却的换热装置以及配备换热装置的功率变换装置，具备沿短边方向流动冷却水的散热片形成区域和在层叠方向上将间隔壁夹在中间而与散热片形成区域相对地形成的缓冲区域，在长边方向的两端部中的至少一方分别形成有冷却水的入口及出口，在短边方向的两端部形成有连接散热片形成区域与缓冲区域的流路孔，缓冲区域具有划分从入口流入的冷却水与去往出口的冷却水的分隔部，散热片形成区域与入口及出口经由流路孔而各自连接。与入口及出口经由流路孔而各自连接。与入口及出口经由流路孔而各自连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】换热装置及功率变换装置


[0001]本专利技术涉及一种换热装置及功率变换装置。

技术介绍

[0002]近年来，为了对包含半导体元件的模塑体进行冷却，业界一直在研究功率变换装置所配备的换热装置的冷却水路的配置结构。现有技术为以下构成，即，水路出入口配置在长边方向的两端而与该长边方向平行地流动冷却水。
[0003]专利文献1记载的结构构成为冷却管3具有换热部37和相对于换热部37而分别配置在高度方向Z两侧的制冷剂供给路36及制冷剂排出路38作为制冷剂流路30，制冷剂w在换热部37中从制冷剂供给路36向制冷剂排出路38沿高度方向Z流动(图6)。如此，揭示了一种冷却水从配置散热片的相同平面上流到内部的结构。现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1：日本专利特开2018
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190901号公报

技术实现思路

专利技术要解决的问题
[0005]在专利文献1记载的方法中，在从流入口流入的冷却水呈直角流入散热片时，有装置的压力损失增大的担忧。因此，本专利技术的课题在于提供一种减少压损、提高了散热性能的换热装置及功率变换装置。解决问题的技术手段
[0006]一种形成为大致长方形状而对功率半导体元件进行冷却的换热装置以及配备换热装置的功率变换装置，具备沿所述换热装置的短边方向流动冷却水的散热片形成区域和在层叠方向上将间隔壁夹在中间而与所述散热片形成区域相对地形成的缓冲区域，在所述换热装置的长边方向的两端部中的至少一方分别形成有冷却水的入口及出口，在所述短边方向的两端部沿所述长边方向形成有连接所述散热片形成区域与所述缓冲区域的流路孔，所述缓冲区域具有划分从所述入口流入的所述冷却水与去往所述出口的冷却水的分隔部，所述散热片形成区域与所述入口及所述出口经由所述流路孔而各自连接。专利技术的效果
[0007]根据本专利技术，可以提供一种减少压损、提高了散热性能的换热装置以及配备换热装置的功率变换装置。
附图说明
[0008]图1为模塑体的电路图。图2为模塑体的外观图。图3为图2的A
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A截面图。
图4为本专利技术的第1实施方式的功率模块的外观图。图5为图4的分解图。图6为图5的第1水路的分解图。图7为图5的第2水路的分解图。图8为图4的B
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B截面图。图9为图4的C
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C截面图。图10为图8的D
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D截面图。图11为图8的E
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E截面图。图12为第2实施方式的功率模块的外观图。图13为图12的分解图。图14为图13的第1水路分解图。图15为图13的第2水路分解图。图16为第3实施方式的功率模块的外观图。
具体实施方式
[0009](第1实施方式)下面，参考附图，对本专利技术的实施方式进行说明。但本专利技术并不限定解释为下述实施方式，也可组合公知的其他构成要素来实现本专利技术的技术思想。再者，各图中对同一要素标注同一符号并省略重复的说明。
[0010]图1为模塑体的电路图。
[0011]模塑体300具备功率半导体元件321U、321L、322U、322L。功率半导体元件321U、321L分别为上臂和下臂的IGBT。此外，功率半导体元件322U、322L分别为上臂和下臂的二极管。另外，功率半导体元件321U、321L、322U、322L不仅可以运用IGBT，也可以运用FET(Field effect transistor(场效应晶体管))等。
[0012]模塑体300由上臂300U和下臂300L构成。上臂300U由IGBT 321U和二极管322U构成，具有直流正极端子311和信号端子314。下臂300L由IGBT 321L和二极管322L构成，具有直流负极端子312和信号端子315。上臂300U和下臂300L在中间连接点具有交流端子313。
[0013]直流正极端子311及直流负极端子312与电容器(未图示)等连接，由此从模塑体300外部将直流电供给至功率半导体元件321U、321L、322U、322L。信号端子314、315连接于控制基板，对功率半导体元件321U、321L、322U、322L的开关动作进行控制。交流端子313将上臂300U与下臂300L电连接，向模塑体300外部输出交流电。
[0014]图2为模塑体的外观图。另外，剖切线A
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A在图3中使用。
[0015]模塑体300被密封树脂330部分密封。连接于模塑体300的直流正极端子311、直流负极端子312、交流端子313、信号端子314、315从密封树脂330中露出。模塑体300具有从密封树脂330中露出的导热构件350。
[0016]图3为图2的模塑体的A
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A截面图。
[0017]图3中，功率半导体元件321U、321L、322U、322L的下侧的面经由第1接合材料345接合于第1散热板341，上侧的面经由第2接合材料346接合于第2散热板342。第1接合材料345、第2接合材料346为焊料或烧结材料。
[0018]第1散热板341、第2散热板342为铜或铝等金属或者具有铜线路的绝缘基板等。密封树脂330将功率半导体元件321U、321L、322U、322L、第1散热板341、第2散热板342、第1接合材料345、第2接合材料346密封。
[0019]第1散热板341具有第1散热面343。第1散热面343从密封树脂330中露出，在第1散热板341中位于与第1接合材料345接合那一面的相反面。
[0020]第2散热板342具有第2散热面344。第2散热面344从密封树脂330中露出，在第2散热板342中位于与第2接合材料346接合那一面的相反面。
[0021]导热构件350为具有绝缘性能的树脂或陶瓷，分别密接于第1散热面343和第2散热面344。在导热构件350为陶瓷的情况下，模塑体300与后文叙述的第1水路110及第2水路210经由油脂等而密接。另外，在模塑体300内部具有绝缘基板或树脂绝缘构件的情况下，导热构件350为油脂。
[0022]图4为本专利技术的第1实施方式的功率模块的外观图。另外，剖切线B
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B在图8中使用，剖切线C
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C在图9中使用。
[0023]功率模块100具有第1水路110、第2水路210以及模塑体300。再者，虽然在第1水路110与第2水路210之间夹有多个模塑体300，但相对于1组第1水路110和第2水路210，模塑体300也可为1个。
[0024]第1水路110和第2水路210作为形成为大致长方形状的换热装置对整个功率模块100进行冷却。即，作为发热体的模塑体300为了使该热跑到外部而经由前文所述的导热构件350向在第1水路110及第2水路210的内部流动的制冷剂散热，由此对模塑体300及整个功率模块100进行冷却。
[0025]图5为图4的分解图。
[0026]模塑体300配置成被第1水路110和第2水路210夹住本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种换热装置，其形成为大致长方形状，其特征在于，具备沿所述换热装置的短边方向流动冷却水的散热片形成区域和在层叠方向上将间隔壁夹在中间而与所述散热片形成区域相对地形成的缓冲区域，在所述换热装置的长边方向的两端部中的至少一方分别形成有冷却水的入口及出口，在所述短边方向的两端部沿所述长边方向形成有连接所述散热片形成区域与所述缓冲区域的流路孔，所述缓冲区域具有划分从所述入口流入的所述冷却水与去往所述出口的冷却水的分隔部，所述散热片形成区域与所述入口及所述出口经由所述流路孔而各自连接。2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述分隔部配置在所述换热装置的对角线上。3.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，功率半导体元件夹在2个所述换热装置之间，经由所述换热装置的盖与所述散热片形成区域接触。4.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述缓冲区域随着所述冷却水从所述入口去往所述流路孔而缩小流路宽度，随着所述冷却水从所述流路孔去往所述出口而扩大流路宽度。5.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，将所述功率半导体元件夹在中间而相对的2个所述散热片形成区域相互朝反方向流动冷却水。6.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述入口及所述出口仅形成于所述长边方向的两端部中的某一方。7.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，功率半导体元件由所述换热装置对单面进行冷却。8.一种功率变换装置，其特征在于，具备：功率半导体元件；以及换热装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高木佑辅，金子裕二朗，
申请(专利权)人：日立安斯泰莫株式会社，
类型：发明
国别省市：