[发明专利]电子器件的冷却装置无效
申请号: | 93108095.9 | 申请日: | 1993-07-02 |
公开(公告)号: | CN1029056C | 公开(公告)日: | 1995-06-21 |
发明(设计)人: | 桑原平吉;藤冈和正;高崎利夫;齐藤秀治;丰田瑛一 | 申请(专利权)人: | 株式会社日立制作所 |
主分类号: | H01L23/40 | 分类号: | H01L23/40;H01L23/427 |
代理公司: | 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 | 代理人: | 范本国 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 电子器件 冷却 装置 | ||
本发明涉及电子器件的冷却装置,特别是涉及适于对晶体管和可控硅那样的半导体器件进行冷却的冷却装置。
在日本未审专利公开公报No63-254754和1-192148中揭示了通过使晶体管和可控硅那样的电子器件产生的热发散而实现对其冷却的装置。在后一个专利文件中公开的冷却装置包括:电子器件,作为电子器件的散热部分的金属块,多根散热管,每根散热管的一端垂直插入金属块,它们的另一端上有若干水平的冷却片,放在电子器件和金属块之间的导热电绝缘体,与导热电绝缘体或其两面成为一整体的导电金属,包围冷却片的导管,以及向导管输送冷风的风扇。与导电金属构成一体的导热电绝缘体、电子器件和金属块在一定的压力下保持相互接触,或通过连接媒介连在一起。
电子器件产生的热通过导电金属、导热电绝缘体和其它导电金属传给金属块。传给金属块的热被传给密封在散热管中的制冷剂,使其蒸发。蒸发的制冷剂在散热管中向上运动,到达装有散热片的散热管的另一端。这里,热被风扇提供的冷风驱散,于是制冷剂液化,返回散热管的开始端。这样,电子器件产生的热便散失在空气中。
在上述的冷却装置中,由于导热电绝缘体(在其两面有构成一体的导电金属)、电子器件和金属块是通过连接媒介连在一起的,所以当需要改变电子器件的设计时,整个器件的冷却装置就必须改装,这使得冷却装置非常不经济,并且改变设计的灵活性也几乎不存在了。
假如导热电绝缘体(在其两面有构成一体的导电金属)、电子器件和金属块在一定的压力下保持相互接触,那么就有可能仅仅改变电子器件,然而随之带来的问题是,设计改变了的电子器件和金属块之间的定位实际上很不容易。此外,在一定的压力下保持接触的情况下,电子器件和导电金属的压力接触面之间以及导电金属和金属块的压力接触面之间产生接触热阻,它带来的问题是导热率下降。
此外,由于散热片是水平延伸的,所以由散热片使其变暖的空气受到散热片本身的阻碍而不能向上流动。因此,通过自然对流进行散热就不够了,就需要用风扇进行强迫冷却。
最后,由于散热管是垂直延伸的,所以随之而来的问题是冷却装置的高度增加了。此外,假如电子器件的发热量很大,就需要提高金属块和散热管的散热能力。然而在这种情况下,必须增加金属块的横向长度和散热管的数量,随之而来的问题是冷却装置的横向长度增加了。
本发明的目的是提供一种电子器件冷却装置,它能以极低的成 本在不降低导热率的情况下很容易地适应电子器件的设计上的变化,通过自然对流就获得良好的散热效果,并且在改变散热能力方面有很大的自由度。
本发明的电子器件的冷却装置包括:由基板、焊接在基板上的导热电绝缘层和焊接在导热绝缘层上的若干电子器件组成的电子器件单元;至少一个冷却单元,它在一定压力下与电子器件单元的基板保持接触并可拆卸,由冷却块、至少一根散热器和若干散热片组成,散热管的内部密封有制冷剂,它的一端垂直插入冷却块,至少在一根散热管的另一端是散热片,基本上与散热管的轴线垂直;以及使电子器件单元和冷却单元在一定的压力下保持相互接触并可拆卸的部件。
根据一个实施例,加热管的另一端与它的插入部分成一预定的角度。在这种情况下,预定的角度最好不大于90℃,具体说不大于83°。
为了获得良好的导热率,冷却块由陶瓷或金属制成。此外,密封在加热管中的制冷剂是水。
根据另一个实施例,若干个冷却单元垂直排列。
导热滑脂最好夹在电子器件单元的基板和冷却单元之间。在这种情况下,基板和冷却单元的压力接触面中的至少一面上有微小的槽。
冷却单元包括风扇导管和风扇,风扇导管与散热片平行,以便将 其包围在里面,风扇设在风扇导管中,以便产生正对散热片的气流。
由于冷却装置由电子器件单元、冷却单元以及使这两个单元在一定的压力下保持相互接触并可拆卸的部件所组成,因此当需要改变电子器件单元中的某些电子器件的设计时,就能拆卸电子器件单元,变换电子器件,以及通过压力接触部件使电子器件单元和冷却单元再次在一定的压力下相互接触。此外,通过压力接触部件可以使电子器件单元和冷却单元自动定位。这就是说,本发明的冷却装置具有良好的改变电子器件设计的灵活性,并且能以很低的成本实现这种改变。
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