2b相对的侧壁分离。
[0051]如图3所示，挡板8在冷媒导出路4a上与底板2a接触配置。
[0052]散热片单元5的各散热片5a中，散热片5a的端5b与端5c之间的主面为波纹状。这样，俯视观察冷却器，能够增加每单位面积的散热片的表面积，从而能够提高冷却器的冷却能力。
[0053]另外，散热片的间隔是通过考虑有可能混入冷媒的粒子的直径来确定的。而且，具备波纹状散热片的冷却器优选如下结构: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而成的线更靠第一波纹状散热片侧处。换言之，优选在第一波纹状散热片与第二波纹状散热片之间做成不产生直线状的冷媒路径的散热片间隔。若以数学公式表示，则满足下面的式I及式2的散热片间隔。
[0054]L<Pf<H……式 I
[0055]H=Pp/(2tan9)……式 2
[0056]在上述公式1、公式2中，L表示波纹状散热片间不发生堵塞的最小波纹状散热片间隔，Pf表示散热片间隔，Pp表示波纹状散热片邻接的顶点间的距离，H表示从连接波纹状散热片的凹部顶点所成的直线到同波纹状散热片凸部顶点间的距离，换句话说，波纹状散热片的振幅、Θ表示冷媒导出路4a上的流向7与波纹状散热片5a的第二端5 c所成的角度。
[0057]在本实施例中，在后述的仿真实验中，将该形成角Θ设为65度，将散热片的间隔设为0.9mm并进行仿真。
[0058](实施例2)
[0059]对本发明的第二实施例进行说明。图4为本发明第二实施例的冷却器101的剖面图。第二实施例的冷却器如图4所示，挡板8在冷媒导出路4a上与顶板I接触配置。第二实施例的冷却器的其他结构与第一实施例相同。
[0060](实施例3)
[0061 ]对本发明的第三实施例进行说明。图5为本发明第三实施例的冷却器102内部的俯视图。第三实施例的冷却器102与第一实施例相比，在散热片单元5有所不同，其他部分均相同。即，在第三实施例的冷却器102中，各散热片5a的第一端5b与第二端5c之间成为直线状。并且，与第一实施例同样地，各散热片5a的第一端5b以相对于冷媒导入路3a上的冷媒流向6形成为锐角的方式定向配置，散热片5a的第二端5c以相对于冷媒导出路4a的冷媒流向7形成为锐角的方式定向配置。挡板8在冷媒导出路4a上与底板2a接触配置，但也可以与第二实施例同样地，使挡板8与顶板I接触配置。
[0062](比较例)
[0063]对比较例进行说明。图6为比较例的冷却器内部的俯视图。比较例的冷却器103，除将上述实施例1的散热片单元5左右相反配置这一点以外，其他结构与实施例1相同。即，比较例的散热片单元5中，弯曲的波纹状散热片5e以其主面分别留有间隔的状态配置有多片，使散热片5e的第一端5f相对于冷媒导入路3a上的冷媒流向6形成为钝角，换言之，沿第一端5f的冷媒的流入方向以向前进方向倾斜的方式定向配置，使散热片5d的第二端5g相对于冷媒导出路4a上的冷媒流向7形成为钝角，换言之，沿第二端5g的冷媒的流出方向以向前进方向倾斜的方式定向配置。并且，位于散热片单元5的顶板I侧的第三端与顶板I热连接。
[0064]在实施例1的冷却器和比较例的冷却器中，实施基于仿真的流体解析，结果为，冷媒流出侧的半导体芯片的热阻，在实施例1的结构中为0.14 5 (°C / W )，在比较例的结构中为
0.147(°C/ff)o
[0065 ]如上所述，实施例1的结构相较于比较例的结构，冷却器的冷却性能能够提高1.4%。
[0066](实施例4)
[0067]参照图1对表示本发明的半导体模块一例的第四实施例进行说明。该半导体模块300由本发明的第一实施例的冷却器与多个半导体模块单元组合而成。半导体模块300在与配置有实施例1的冷却器顶板I的散热片单元5的面相反的一侧的面上，具备多个具有半导体元件的半导体模块单元200。半导体模块单元200至少具备一组将绝缘栅双极型晶体管(IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor)和续流二极管(FWD:Free Wheeling D1de)反向并联连接构成的电路。在一个半导体模块中组合有多个半导体模块单元200并构成三相的反相器回路。除此以外的冷却器结构与实施例1的冷却器结构相同，故省略详细的说明。
[0068]如上所述，根据本发明的实施例，能够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。
[0069]附图标记说明
[0070]I 顶板[0071 ] 2 外壳
[0072]2a 底板
[0073]2b 侧壁
[0074]2c冷媒流通空间
[0075]2d贯通孔
[0076]3 冷媒流入配管
[0077]3a冷媒导入路
[0078]4 冷媒流出配管
[0079]4a冷媒导出路
[0080]5 散热片单元
[0081]5a散热片
[0082]5b散热片的第一端
[0083]5c散热片的第二端
[0084]5d散热片的第三端
[0085]6 冷媒的流向
[0086]7 冷媒的流向
[0087]8 挡板
[0088]100冷却器
[0089]101冷却器
[0090]102冷却器
[0091]103冷却器
[0092]200半导体模块单元
[0093]300半导体模块
【主权项】
1.一种冷却器，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.根据权利要求3所述的冷却器，其特征在于，所述挡板与所述底板相接配置。5.根据权利要求3所述的冷却器，其特征在于，所述挡板与所述顶板相接配置。6.根据权利要求2至5中任一项所述的冷却器，其特征在于，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。7.根据权利要求2至6中任一项所述的冷却器，其特征在于，所述散热片的主面为波纹状。8.根据权利要求7所述的冷却器，其特征在于，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。9.根据权利要求1至8中任一项所述的冷却器，其特征在于，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。10.根据权利要求1至9中任一项所述的冷却器，其特征在于，所述冷媒为液体。11.一种半导体模块，其特征在于， 具备权利要求1至10中任一项所述的冷却器， 在所述半导体模块中，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。
【专利摘要】本发明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。
【IPC分类】H05K7/20, H01L23/473, H01L25/18, H01L25/07
【公开号】CN105637632
【申请号】CN201580002170
【发明人】新井伸英, 乡原广道
【申请人】富士电机株式会社
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年3月18日
【公告号】WO2015141714A1