[其他]半導(dǎo)體汽化冷卻裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101986000002472
• 申請(qǐng)日: 1986-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1003026B
• 公開(kāi)（公告）日: 1989-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 板鼻搏;簿井義典
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 代理公司: 上海專利事務(wù)所
• 代理人: 楊國(guó)勝

半導(dǎo)體堆由層疊和緊固在一起的ＧＴＯ可控硅，冷卻件和接線導(dǎo)體構(gòu)成。半導(dǎo)體堆配置在冷卻器內(nèi)，并充以氟利昂液。冷凝器配置在冷卻器上面，通過(guò)連通管與冷卻器連接構(gòu)成冷卻裝置。每個(gè)冷卻件在ＧＴＯ可控硅和接線導(dǎo)體之間配置并有許多小孔，氟利昂液在小孔內(nèi)裱可控硅產(chǎn)生的熱所沸騰變成氟利昂蒸汽趨向接線導(dǎo)體。每個(gè)接線導(dǎo)體在它與冷卻器接觸的表面上有許多縱向縫隙。氟利昂蒸汽沿縫隙向上流動(dòng)以提高致冷劑冷卻循環(huán)效率。

本發(fā)明涉及一種汽化冷卻的半導(dǎo)體的裝置，它適用于用以控制鐵路列車(chē)的主電動(dòng)機(jī)的速度的斷續(xù)器或直流-交流變換器。

用以汽化冷卻半導(dǎo)體元件的技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在斷續(xù)器或直流-交流變換器的應(yīng)用上，這種斷續(xù)器或直流-交流變換器用于鐵路列車(chē)，而且要求有大容量的半導(dǎo)體元件。

已有的半導(dǎo)體汽化冷卻裝置包括一個(gè)裝有半導(dǎo)體堆的冷卻器和一種諸如氟利昂113的液態(tài)致冷劑以及一個(gè)設(shè)置在冷卻器上的冷凝器，其設(shè)置方式允許冷凝器與冷卻器連通。整個(gè)冷卻器和冷凝器與大氣隔絕密封，構(gòu)成一個(gè)密封容器。這種裝置的典型范例揭示在日本專利公開(kāi)號(hào)68662/1980的說(shuō)明書(shū)中。

又例如，半導(dǎo)體堆又一個(gè)實(shí)例揭示在日本專利公開(kāi)號(hào)41734/1980的說(shuō)明書(shū)中。這種半導(dǎo)體堆包括一個(gè)半導(dǎo)體元件，冷卻件（熱輻射板）（在冷卻件之間配置半導(dǎo)體元件）和接線導(dǎo)體（在接線導(dǎo)體之間配置冷卻件和半導(dǎo)體元件）。（在上述日本專利公開(kāi)號(hào)41734/1980中）進(jìn)一步提出要把冷卻件的表面做成多孔或粗糙的，以便提高相對(duì)于液態(tài)致冷劑的散熱特性，以及插入許多管腳，以便在冷卻件和接線導(dǎo)體之間提供許多孔隙。

近來(lái)由于使用半導(dǎo)體元件的容量變得越來(lái)越大，而且由于要求在較高頻率下對(duì)脈沖寬度加以控制，因此半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的熱量也隨之變得越來(lái)越大，為了克服半導(dǎo)體元件所產(chǎn)生的大量熱量，本發(fā)明的目的在于提供了一種汽化冷卻半導(dǎo)體用的改進(jìn)裝置，它能夠提高冷卻效率。

為此目的，本發(fā)明提供了一種汽化冷卻半導(dǎo)體用的裝置，它包括一個(gè)半導(dǎo)體元件，一個(gè)把半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的熱量散失到液態(tài)致冷劑中去的冷卻件，以及一個(gè)與冷卻件接觸的接線導(dǎo)體。其中本裝置的特征在于與冷卻件接觸的接線導(dǎo)體表面形成一種非連續(xù)的接觸面，接線導(dǎo)體通過(guò)此面在水平方向上非連續(xù)地接觸冷卻件。

在接線導(dǎo)體借助諸如線性平行縫隙或凹槽非連續(xù)地接觸冷卻件的水平方向的非連續(xù)接觸面中，最好是這些縫隙或凹槽和水平方向之間的角至少是45°

在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例中，冷卻件有一些直徑大約為0.2mm到0.5mm的小孔，這些小孔在連接半導(dǎo)體和接線導(dǎo)體的方向上穿過(guò)冷卻件，而接線導(dǎo)體包括寬約1.5mm到4mm的縱向縫隙，該縫隙長(zhǎng)度能使這些縫隙從接線導(dǎo)體接觸冷卻件的表面的接觸區(qū)的上端和下端伸出。

圖1是根據(jù)本發(fā)明提供的半導(dǎo)體汽化冷卻裝置的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)剖視圖。

圖2是圖1所示裝置的半導(dǎo)體堆的局部放大圖。

圖3是圖1所示裝置的接線導(dǎo)體的透視圖。

圖4是圖1所示裝置的冷卻件的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖。

圖5是圖4所示冷卻件的局部放大圖。

圖6是布線導(dǎo)體的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖。

圖7是沿著圖6的Ⅶ-Ⅶ線取得的截面。

以下結(jié)合附圖來(lái)敘述本發(fā)明的實(shí)施例。

首先參閱圖1，冷卻器1包含有半導(dǎo)體堆2和液態(tài)致冷劑3。冷凝器4裝配在冷卻器1上面，并裝成使冷凝器4與冷卻器1連通。冷凝器4包括頭部41和42，它們是借助許多冷凝管道43和44相連接的。冷凝管道43和44有一組冷卻散熱片45。冷卻器1和冷凝器4借助連通管5相連接，連通管5起著通路的作用，致冷劑蒸汽31，32和33通過(guò)連通管5向上流動(dòng)，而冷凝的致冷劑34，35和36又返回下來(lái)。

半導(dǎo)體堆2包含有半導(dǎo)體元件21和22，冷卻件（熱輻射板）23到26，以及接線導(dǎo)體27到29，它們按圖上箭頭所示的方向壓緊，以這樣的方式層疊在一起。