[其他]半導體汽化冷卻裝置

在審

• 申請號: 101986000002472
• 申請日: 1986-04-09
• 公開（公告）號: CN1003026B
• 公開（公告）日: 1989-01-04
• 發明（設計）人: 板鼻搏;簿井義典
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 楊國勝

半導體堆由層疊和緊固在一起的ＧＴＯ可控硅，冷卻件和接線導體構成。半導體堆配置在冷卻器內，并充以氟利昂液。冷凝器配置在冷卻器上面，通過連通管與冷卻器連接構成冷卻裝置。每個冷卻件在ＧＴＯ可控硅和接線導體之間配置并有許多小孔，氟利昂液在小孔內裱可控硅產生的熱所沸騰變成氟利昂蒸汽趨向接線導體。每個接線導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以提高致冷劑冷卻循環效率。

本發明涉及一種汽化冷卻的半導體的裝置，它適用于用以控制鐵路列車的主電動機的速度的斷續器或直流-交流變換器。

用以汽化冷卻半導體元件的技術的發展主要表現在斷續器或直流-交流變換器的應用上，這種斷續器或直流-交流變換器用于鐵路列車，而且要求有大容量的半導體元件。

已有的半導體汽化冷卻裝置包括一個裝有半導體堆的冷卻器和一種諸如氟利昂113的液態致冷劑以及一個設置在冷卻器上的冷凝器，其設置方式允許冷凝器與冷卻器連通。整個冷卻器和冷凝器與大氣隔絕密封，構成一個密封容器。這種裝置的典型范例揭示在日本專利公開號68662/1980的說明書中。

又例如，半導體堆又一個實例揭示在日本專利公開號41734/1980的說明書中。這種半導體堆包括一個半導體元件，冷卻件（熱輻射板）（在冷卻件之間配置半導體元件）和接線導體（在接線導體之間配置冷卻件和半導體元件）。（在上述日本專利公開號41734/1980中）進一步提出要把冷卻件的表面做成多孔或粗糙的，以便提高相對于液態致冷劑的散熱特性，以及插入許多管腳，以便在冷卻件和接線導體之間提供許多孔隙。

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

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

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

在本發明的一個最佳實施例中，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體和接線導體的方向上穿過冷卻件，而接線導體包括寬約1.5mm到4mm的縱向縫隙，該縫隙長度能使這些縫隙從接線導體接觸冷卻件的表面的接觸區的上端和下端伸出。

圖1是根據本發明提供的半導體汽化冷卻裝置的一個實施例的側剖視圖。

圖2是圖1所示裝置的半導體堆的局部放大圖。

圖3是圖1所示裝置的接線導體的透視圖。

圖4是圖1所示裝置的冷卻件的另一個實施例的透視圖。

圖5是圖4所示冷卻件的局部放大圖。

圖6是布線導體的另一個實施例的透視圖。

圖7是沿著圖6的Ⅶ-Ⅶ線取得的截面。

以下結合附圖來敘述本發明的實施例。

首先參閱圖1，冷卻器1包含有半導體堆2和液態致冷劑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通過連通管5向上流動，而冷凝的致冷劑34，35和36又返回下來。

半導體堆2包含有半導體元件21和22，冷卻件（熱輻射板）23到26，以及接線導體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。