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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wärmesenke
für ein Leistungsmodul.
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Stand der Technik
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Eine
herkömmliche Wärmesenke ist in Patentdokument
1 offenbart. Bei dieser Wärmesenke ist ein Leistungsbaustein,
wie z. B. ein Halbleiterchip usw., an wenigstens einer Fläche
montiert, und Wärme von dem Leistungsbaustein wird durch
ein Kühlmittel abgestrahlt, das in dem im Inneren angeordneten
Kältemittelströmungsweg zirkuliert.
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Diese
Wärmesenke weist zwei Oberflächenplatten und einen
Schichtkörper auf, bei dem mehrere Strömungswegplatten
geschichtet sind, und der Schichtkörper ist mit der Oberflächenplatte
zu einer Gesamtheit geschichtet.
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Die
mehreren Strömungswegplatten, die den Schichtkörper
bilden, sind in einer Plattenform ausgebildet, in der ein Durchgangsloch
in einer flachen Anfügefläche pressstanzeingearbeitet
ist. Jede von diesen Strömungswegplatten wird über
jede Anfügefläche so geschichtet, dass ein in
einer Schichtrichtung in Verbindung stehender Strömungsweg
in dem Schichtkörper ausgebildet wird, während
jedes Durchgangsloch mäandert ist und sich parallel zu
der Anfügefläche erstreckt, und mehrere Spalten
sind in der Anfügefläche ausgebildet.
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Ein
Satz oder mehrere Sätze von Einströmlöchern
und Ausströmlöchern, die mit dem Strömungsweg
des Schichtkörpers in der Schichtrichtung in Verbindung
stehen, sind an wenigstens einer Seite der Oberflächenplatte
ausgebildet. Eine Rohrleitung ist mit dem Einströmloch
und dem Ausströmloch verbunden. Ein Einströmweg
wird durch die Rohrleitung und das Einströmloch gebildet.
Ein Ausströmweg wird durch die Rohrleitung und das Ausströmloch
gebildet.
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Somit
wird der Kältemittelströmungsweg bei dieser Wärmesenke
durch den Einströmweg, den Strömungsweg und den
Ausströmweg gebildet.
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Bei
der herkömmlichen Wärmesenke mit einem derartigen
Aufbau ist der Leistungsbaustein an wenigstens einer Seite der Oberflächenplatte
montiert, und wird zu einem Leistungsmodul aufgebaut. Bei der Wärmesenke
für das Leistungsmodul wird das Kühlmittel von
der Rohrleitung durch das Einströmloch in den Strömungsweg
eingeströmt und durch das Ausströmloch aus der
Rohrleitung ausgeströmt. Währenddessen strahlt
das Kühlmittel Wärme von dem Leistungsbaustein
ab. Das ausgeströmte Kühlmittel wird durch einen
Kühlkörper usw. gekühlt, und wird anschließend
zirkuliert.
Patentdokument 1:
JP-A-2-306097 -
Offenbarung der Erfindung
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Zu lösende Probleme der Erfindung
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In
den letzten Jahren hat sich ein Fortbewegungskörper, wie
zum Beispiel ein Hybridfahrzeug usw., verbreitet, der einen Elektromotor
als ein Abschnitt einer Antriebsquelle aufweist. Bei einem derartigen
Fortbewegungskörper ist es notwendig, den Hochleistungsbaustein
an dem Leistungsmodul zu montieren, um elektrische Energie, die
dem Elektromotor, usw., zugeführt wird, in Übereinstimmung
mit einem Betriebszustand zu steuern. Eine weitere Verbesserung
eines Wärmeabstrahlverhaltens ist bei der Wärmesenke
zudem erforderlich, um Wärme von dem Leistungsbaustein
abzustrahlen. Ferner ist eine Verbesserung einer Montagebeschaffenheit
zudem bei der Wärmesenke erforderlich, um einen Fahrgastraum
des Fortbewegungskörpers zu vergrößern.
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In
dieser Hinsicht sind bei der vorhergehenden herkömmlichen
Wärmesenke das Einströmloch und das Ausströmloch
an wenigstens einer Seite der Oberflächenplatte ausgebildet,
die mit dem Schichtkörper zu einer Gesamtheit geschichtet
wird. Demnach ist die Strömungsrate des Kühlmittels
auf das Einströmloch und das Ausströmloch beschränkt.
Der Strömungsweg dieser Wärmesenke ist nämlich
derart ausgebildet, dass das Durchgangsloch mäandert ist
und sich parallel zu der Anfügefläche erstreckt, und
dass mehrere Spalten in der Anfügefläche ausgebildet
sind. Daher ist der Innendurchmesser des Strömungswegs
selbst durch den Bereich der Anfügefläche begrenzt.
Da das Einströmloch und das Ausströmloch mit dem
Strömungsweg des Schichtkörpers in der Schichtrichtung
in Verbindung stehen, ist zudem der Innendurchmesser durch die Breite
des Strömungswegs begrenzt. Daher ist es bei dieser Wärmesenke
schwierig, die Strömungsrate des Kühlmittels in
hohem Maße zu erhöhen. Als Ergebnis davon ist
es schwierig, das Wärmeabstrahlverhalten weiter zu verbessern.
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Ferner
muss bei der herkömmlichen Wärmesenke der Leistungsbaustein
an der Oberflächenplatte montiert werden, um das Einströmloch
und das Ausströmloch auszubilden, und eine Dicke wird durch
die Rohrleitung erhöht. Daher ist es bei dieser Wärmesenke
schwierig, die Wärmesenke in der Schichtrichtung dünn
festzusetzen. Als ein Ergebnis davon ist es zudem schwierig, eine
Montagebeschaffenheit zu verbessern. Die folgende Erfindung wurde in
Anbetracht der vorhergehend genannten herkömmlichen realen
Situation gemacht, und ein zu lösendes Problem ist es,
eine Wärmesenke für ein Leistungsmodul bereitzustellen,
das in der Lage ist, eine weitere Verbesserung des Wärmeabstrahlverhaltens
und eine weitere Verbesserung der Montagebeschaffenheit zu verwirklichen.
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Mittel zum Lösen
der Probleme
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Die
Wärmesenke für ein Leistungsmodul der vorliegenden
Erfindung ist eine Wärmesenke für ein Leistungsmodul,
bei dem ein Leistungsbaustein an wenigstens einer Fläche
montiert ist und Wärme von dem Leistungsbaustein durch
ein Kühlmittel abgestrahlt wird, das in einem im Inneren
angeordneten Kältemittelströmungsweg zirkuliert;
dadurch
gekennzeichnet, dass die Wärmesenke Folgendes aufweist:
einen
Schichtkörper, in dem mehrere in einer Plattenform ausgebildete
Strömungswegplatten angeordnet sind, wobei mehrere Nute
parallel zueinander an einer flachen Anfügefläche
konkav angeordnet sind, und in dem jede Nut durch Schichten jeder
Strömungswegplatte über jede Anfügefläche
als ein paralleler Strömungsweg, der parallel zu der einen
Fläche ist, festgesetzt ist, und in dem ein von jeder Nut verschiedener
Abschnitt einer jeden Anfügefläche einen Wärmeübertragungsweg
zu jedem parallelen Strömungsweg der Schichtrichtung ausbildet;
eine
erste Seitenplatte, die an einer Seitenfläche einer Endseite
des Schichtkörpers angefügt ist und mit einem
Ende eines jeden parallelen Strömungswegs in Verbindung
steht, und die einen Einströmweg zum Einströmen
des Kühlmittels in jeden parallelen Strömungsweg
ausbildet; und
eine zweite Seitenplatte, die an einer Seitenfläche der
anderen Endseite des Schichtkörpers angefügt ist
und mit dem anderen Ende eines jeden parallelen Strömungswegs
in Verbindung steht, und einen Ausströmweg zum Ausströmen
des Kühlmittels aus jedem parallelen Strömungsweg
ausbildet; und
wobei der Kältemittelströmungsweg
aus den Einströmweg, jedem parallelen Strömungsweg
und den Ausströmweg gebildet ist.
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Bei
der Wärmesenke für ein Leistungsmodul der vorliegenden
Erfindung ist der Leistungsbaustein an wenigstens einer Fläche
montiert und Wärme von dem Leistungsbaustein wird durch
das Kühlmittel abgestrahlt, das in dem im Inneren angeordneten
Kältemittelströmungsweg zirkuliert. Die Wärmesenke weist
den Schichtkörper, die erste Seitenplatte und die zweite
Seitenplatte auf.
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Bei
dem Schichtkörper sind mehrere plattenförmige
Strömungswegplatten geschichtet. Eine Fläche,
die bei einem Schichten jeder Strömungswegplatte an einer
weiteren Strömungswegplatte anliegt, ist als eine flache
Anfügefläche festgesetzt. Mehrere zueinander parallele
Nuten sind an wenigstens einer Anfügefläche einer
jeden Strömungswegplatte konkav angeordnet. Diese Nuten
können gerade sein, eine Kurvenform aufweisen, mäandert
sein, und dergleichen. Des Weiteren kann zudem ein dreidimensionaler
Vorsprung zum Fördern einer turbulenten Strömung
vorgesehen sein. Jede der mehreren Nuten, die in jeder Strömungswegplatte
zueinander konkav parallel angeordnet sind, wird durch die nutseitige
Anfügefläche einer weiteren Strömungswegplatte
bedeckt, und viele parallele Strömungswege werden durch
Schichten jeder dieser Strömungswegplatten in dem Schichtkörper
ausgebildet, wobei jede Anfügefläche anliegt.
Ein Ende eines jeden parallelen Strömungswegs ist an der
Seitenfläche einer Endseite des Schichtkörpers
ausgebildet, und das andere Ende eines jeden parallelen Strömungswegs ist
an der Seitenfläche der anderen Endseite des Schichtkörpers
ausgebildet. Diese vielen parallelen Strömungswege sind
so ausgebildet, dass sie sich in der Schichtrichtung überdecken,
und sind zudem parallel zu der vorhergehenden einen Fläche
zum Montieren des Leistungsbausteins.
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Ferner
bildet bei diesem Schichtkörper ein von jeder Nut verschiedener
Abschnitt einer jeden Anfügefläche einen Wärmeübertragungsweg
zu jedem parallelen Strömungsweg der Schichtrichtung aus.
Daher ist ein Wärmeübertragungsbereich des Wärmeübertragungswegs
im Vergleich zu einem Fall ausreichend sichergestellt, in dem eine
wellige Lamelle und dergleichen in dem Kältemittelströmungsweg
der Wärmesenke geschichtet sind, während die wellige
Lamelle und dergleichen durch einen Punkt oder eine Linie verbunden sind.
Mit Bezug auf den Wärmeübertragungsweg können
beispielsweise auch mehrere Wärmeübertragungswege,
die von einer Flächenseite zu der anderen Flächenseite
gerade angeordnet sind, ausgerichtet sein. Ferner können
zudem mehrere Wärmeübertragungswege in einer sternförmigen
Form von der Seite des Leistungsbausteins her, der an der Wärmesenke
an einer Flächenseite montiert ist, zu der anderen Flächenseite hin
angeordnet sein. Der Wärmeübertragungsweg kann
zudem einen abzweigenden Wärmeübertragungsweg
aufweisen, der sich von einem Zwischenabschnitt abzweigt.
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Der
Einströmweg ist in der ersten Seitenplatte ausgebildet.
Ein stromaufwärtiges Ende dieses Einströmwegs
kann an einer Fläche ausgebildet sein, die nicht mit dem
Schichtkörper verbunden ist. Ein stromabwärtiges
Ende des Einströmwegs kann an einer Fläche ausgebildet
sein, die mit der Seitenfläche einer Endseite des Schichtkörpers
verbunden ist. Daher steht das stromabwärtige Ende des
Einströmwegs mit einem Ende eines jeden parallelen Strömungswegs
in Verbindung, und das Kühlmittel kann in jeden parallelen
Strömungsweg geströmt werden, indem die erste
Seitenplatte mit der Seitenfläche einer Endseite des Schichtkörpers
verbunden ist.
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Der
Ausströmweg ist in der zweiten Seitenplatte ausgebildet.
Ein stromaufwärtiges Ende dieses Ausströmwegs
kann an einer Fläche ausgebildet sein, die mit der Seitenfläche
der anderen Seite des Schichtkörpers verbunden ist, und
ein stromabwärtiges Ende des Ausströmwegs kann
an einer Fläche ausgebildet sein, die nicht mit dem Schichtkörper
verbunden ist. Daher steht das stromaufwärtige Ende des
Ausströmwegs mit dem anderen Ende eines jeden parallelen
Strömungswegs in Verbindung, und das Kühlmittel
kann aus jedem parallelen Strömungsweg ausgeströmt
werden, indem die zweite Seitenplatte mit der Seitenfläche
der anderen Endseite des Schichtkörpers verbunden ist.
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Der
Kältemittelströmungsweg zum Zirkulieren des Kühlmittels,
um Wärme von dem Leistungsbaustein abzustrahlen, wird durch
den vorhergehenden Einströmweg, jeden parallelen Strömungsweg und
den Ausströmweg gebildet.
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Bei
der Wärmesenke für ein Leistungsmodul der vorliegenden
Erfindung mit einem derartigen Aufbau wird der Leistungsbaustein
an wenigstens einer Fläche des Schichtkörpers
montiert, und wird zu dem Leistungsmodul aufgebaut. Falls beispielsweise
dieses Leistungsmodul auf einen Fortbewegungskörper angewendet
wird, wie zum Beispiel ein Hybridfahrzeug, usw. mit einem Elektromotor
als einen Abschnitt einer Antriebsquelle, um eine elektrische Energie,
die zu dem Elektromotor, usw. zugeführt wird, in Übereinstimmung
mit einer Betriebssituation zu steuern, kann durch den Leistungsbaustein
erzeugte Wärme wie nachfolgend abgestrahlt werden.
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In
dieser Wärmesenke für ein Leistungsmodul wird
nämlich das Kühlmittel annähernd simultan in
jedes eine Ende von vielen parallelen Strömungswegen in
dem Schichtkörper durch den Einströmweg eingeströmt,
der in der ersten Seitenplatte ausgebildet ist. Das Kühlmittel
wird dann rasch in jedem parallelen Strömungsweg zirkuliert,
und erreicht das andere Ende eines jeden parallelen Strömungswegs und
wird aus dem Ausströmweg ausgeströmt, der in der
zweiten Seitenplatte ausgebildet ist. Währenddessen bildet
ein von jeder Nut verschiedener Abschnitt einer jeden Anfügefläche
einen Wärmeübertragungsweg zu jedem parallelen
Strömungsweg der Schichtrichtung. Demnach wird Wärme
von dem Leistungsbaustein durch diesen Wärmeübertragungsweg sequenziell
zu jedem parallelen Strömungsweg in der Schichtrichtung übertragen,
und das Kühlmittel wird erwärmt. Das ausströmende Kühlmittel
wird durch einen Kühlkörper, usw. gekühlt, und
wird anschließend zirkuliert. Somit wird die Wärme
von dem Leistungsbaustein durch das Kühlmittel abgestrahlt.
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Bei
der Wärmesenke für ein Leistungsmodul der vorliegenden
Erfindung, wie vorhergehend genannt, wird hier der Kältemittelströmungsweg
durch den mit einem Ende eines jeden parallelen Strömungswegs
in Verbindung stehenden Einströmweg, viele parallele Strömungswege
und den mit dem anderen Ende eines jeden parallelen Strömungswegs in
Verbindung stehenden Ausströmweg gebildet. Demnach kann
die Strömungsrate des in dem Kältemittelströmungsweg
zirkulierenden Kühlmittels in hohem Maße erhöht
werden. Daher wird die Strömungsrate des Kühlmittels
bei dieser Wärmesenke für ein Leistungsmodul nicht
einfach beschränkt, im Vergleich zu der herkömmlichen
Wärmesenke, bei der das Einströmloch und das Ausströmloch
an wenigstens einer Seite der Oberflächenplatte ausgebildet
sind, die zusammen mit dem Schichtkörper geschichtet ist.
Ferner weist diese Wärmesenke für ein Leistungsmodul
viele parallele Strömungswege auf. Demnach kann die Länge
Wärmeaufnahmewegs durch das in dem Kältemittelströmungsweg
zirkulierende Kühlmittel zudem im Vergleich zu der herkömmlichen
Wärmesenke stark verkürzt werden. Ferner bildet
bei dieser Wärmesenke für ein Leistungsmodul ein
von jeder Nut verschiedener Abschnitt einer jeden Anfügefläche
den Wärmeübertragungsweg zu jedem parallelen Strömungsweg
in der Schichtrichtung aus. Demnach ist ein Wärmeübertragungsbereich
des Wärmeübertragungswegs ausreichend sichergestellt,
und durch den Leistungsbaustein erzeugte Wärme kann effizient
zu jedem parallelen Strömungsweg übertragen werden.
Daher kann diese Wärmesenke für ein Leistungsmodul
ein Wärmeabstrahlverhalten weiter verbessern.
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Ferner
sind bei dieser Wärmesenke für ein Leistungsmodul
die erste Seitenplatte, in der der Einströmweg ausgebildet
ist, und die zweite Seitenplatte, in der der Ausströmweg
ausgebildet ist, mit der Seitenfläche des Schichtkörpers
verbunden. Demnach, im Vergleich mit der herkömmlichen
Wärmesenke, in der das Einströmloch und das Ausströmloch
in der Oberflächenplatte ausgebildet sind, wird die Wärmesenke
in der Schichtrichtung auf einfache Weise dünner gemacht
und keine Montierstelle des Leistungsbausteins wird einfach auf
den Einströmweg und den Ausströmweg beschränkt.
Daher kann diese Wärmesenke für ein Leistungsmodul
eine Montagebeschaffenheit weiter verbessern.
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Die
Wärmesenke für ein Leistungsmodul der vorliegenden
Erfindung kann also die weitere Verbesserung des Wärmeabstrahlverhaltens
und die weitere Verbesserung der Montagebeschaffenheit verwirklichen.
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Die
Strömungswegplatte kann aus einer Legierung aus Aluminium
und Kupfer ausgebildet werden. Des Weiteren kann die Strömungswegplatte durch
Keramik aus Aluminiumnitrid, Aluminium, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid
(SiC), usw., einem Verbundmaterial (AlSiC: Aluminiumsiliziumcarbid)
aus Siliziumcarbid und einem Aluminiumsystemmetall, einer Invarleguierung
(einer Legierung mit Nickel und Eisen als Hauptkomponenten), einem
Verbundmaterial aus einer Invarlegierung und einem Aluminiumsystemmetall,
einer Legierung aus Kupfer und Molybdän, einem Verbundmaterial
aus Kupferoxid und Kupfer, einem Metall-imprägnierten Karbon-Verbundmaterial
(MICC: Metall imprägnierte Karbon-Verbundwerkstoffe), usw.
gebildet werden. Das Material der Strömungswegplatte weist
im Hinblick auf das Wärmeabstrahlverhalten eine gute Wärmeleitfähigkeit
auf. Mit Bezug auf das Material der Strömungswegplatte
wird ferner ein isolierendes Schaltkreissubstrat aus einem Material
mit einem vergleichbar kleinen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten
im Hinblick auf die Haltbarkeit gebildet. Daher ist es vorzuziehen,
die Wärmeausdehnungsdifferenz zwischen der Strömungswegplatte
und dem isolierenden Schaltkreissubstrat klein festzusetzen. Demnach besteht
das Material der Strömungswegplatte vorzugsweise aus einem
Material mit einem vergleichbar kleinen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten.
Die erste Seitenplatte und die zweite Seitenplatte können, ähnlich
zu der Strömungswegplatte, ebenfalls aus dem vorhergehenden
Material, usw. gebildet werden.
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Als
eine Anfügemethode zum Anfügen und Festsetzten
jeder geschichteten Strömungswegplatte zu dem Schichtkörper
ist es vorzuziehen, ein Anfügeverfahren zu wählen,
das für ein die Strömungswegplatte bildendes Material
geeignet ist, doch Anhaften, Hartlöten, Weichlöten,
usw. kann gewählt werden.
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Bei
der Wärmesenke für ein Leistungsmodul der vorliegenden
Erfindung wird der vorhergehende Wärmeübertragungsweg
vorzugsweise so ausgebildet, dass sich der Wärmeübertragungsbereich
von der vorhergehenden einen Flächenseite weg allmählich
verringert.
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In
diesem Fall, bei dieser Wärmesenke für ein Leistungsmodul,
wird der Querschnitt eines jeden parallelen Strömungswegs
so ausgebildet, dass sich dieser von einer Flächenseite
des Schichtkörpers, an der der Leistungsbaustein montiert
ist, zu der anderen Flächenseite hin allmählich
zunimmt. Daher kann bei dieser Wärmesenke für
ein Leistungsmodul durch den Leistungsbaustein erzeugte Wärme
effizient zu dem Kühlmittel durch jeden parallelen Strömungsweg
abgestrahlt werden, dessen Querschnitt allmählich zunimmt,
während diese Wärme effizient von einer Fläche
des Schichtkörpers zu der anderen Fläche durch
den Wärmeübertragungsweg übertragen wird,
dessen Wärmeübertragungsbereich allmählich abnimmt.
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Bei
der Wärmesenke für ein Leistungsmodul der vorliegenden
Erfindung können mehrere Durchgangslöcher in jeder
Strömungswegplatte ausgebildet sein, die durch die Bodenfläche
einer jeden Nut hindurch treten und jeden parallelen Strömungsweg in
der Schichtrichtung verbinden.
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In
diesem Fall, bei dieser Wärmesenke für ein Leistungsmodul,
kann das Kühlmittel in dem Kältemittelströmungsweg
zirkuliert werden, während das von dem Einströmweg
in jeden parallelen Strömungsweg strömende Kühlmittel
zu einem weiteren parallelen Strömungsweg bewegt wird.
Daher kann diese Wärmesenke für ein Leistungsmodul
ein Wärmeabstrahlverhalten weiter verbessern.
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Bei
der Wärmesenke für ein Leistungsmodul der vorliegenden
Erfindung ist jedes Durchgangsloch vorzugsweise in der Schichtrichtung
versetzt.
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In
diesem Fall, bei dieser Wärmesenke für ein Leistungsmodul,
kann die Bewegung des Kühlmittels zu einem weiteren parallelen
Strömungsweg effektiver erreicht werden, und ein Wärmeabstrahlverhalten
kann weiter verbessert werden.
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Bei
der Wärmesenke für ein Leistungsmodul der vorliegenden
Erfindung ist jedes Durchgangsloch vorzugsweise so ausgebildet,
dass es das Kühlmittel in der Schichtrichtung führt.
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In
diesem Fall, bei dieser Wärmesenke für ein Leistungsmodul,
kann das Kühlmittel von einer Flächenseite des
Schichtkörpers zu der anderen Flächenseite bewegt
werden, oder kann von der anderen Flächenseite zu der einen
Flächenseite bewegt werden. Demnach kann der Temperaturunterschied zwischen
einer Flächenseite und der anderen Flächenseite
des Schichtkörpers verringert werden. Als ein Ergebnis
davon kann ein Wärmeabstrahlverhalten weiter verbessert
werden.
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Als
ein konkretes Beispiel, in dem das Durchgangsloch so ausgebildet
ist, dass es das Kühlmittel in der Schichtrichtung führt,
gibt es einen Aufbau zum schrägen Ausbilden des Durchgangslochs
in einer Nut, einen Aufbau zum Festsetzen eines Abschnitts einer
Innenwandfläche als eine Schrägfläche,
einen Aufbau zum Vorstehen eines Abschnitts einer Innenwandfläche
in eine Nut, und dergleichen.
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Bei
der Wärmesenke für ein Leistungsmodul der vorliegenden
Erfindung kann jede Strömungswegplatte durch wenigstens
Pressformen, spanende Bearbeitung oder Extrusionsformen ausgebildet
werden.
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Bei
dieser Wärmesenke für ein Leistungsmodul können
Herstellkosten durch Anwenden dieser Verfahren verringert werden.
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Falls
ein die Strömungswegplatte bildendes Material beispielsweise
Aluminium ist, bedeutet das konkret, dass die Strömungswegplatte
kontinuierlich durch Strangpressen geformt werden kann. Des Weiteren,
falls das die Strömungswegplatte bildende Material beispielsweise
ein Keramiksystemmaterial ist, wird ein Strangpressen in der Grünkörperphase durchgeführt
und eine Nut wird konkav angeordnet, und ein Schichten und Brennen
kann anschließend ausgeführt werden.
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Bei
der Wärmesenke für ein Leistungsmodul der vorliegenden
Erfindung ist die sich in der Längsrichtung erstreckende
Lamelle in der Nut angeordnet. Des Weiteren kann ein dreidimensionaler
Vorsprung zum Fördern einer turbulenten Strömung
zudem in der Nut vorgesehen werden.
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In
diesem Fall, in dieser Wärmesenke für ein Leistungsmodul,
kann ein Bereich, der mit dem Kühlmittel in Kontakt tritt,
durch die in der Nut angeordnete Lamelle in hohem Maße
vergrößert werden. Demnach kann das Wärmeabstrahlverhalten
weiter verbessert werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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[1] 1 ist
eine schematische Vorderansicht (teilweise geschnittene Ansicht)
einer Wärmesenke für ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel
1.
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[2] 2 ist
eine schematische Draufsicht (teilweise geschnittene Ansicht) der
Wärmesenke für ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel 1.
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[3] 3 ist
eine schematische Seitenansicht, die sich auf die Wärmesenke
für ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel
1 bezieht, und einen Bereich A-A von 2 zeigt.
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[4] 4 ist
eine schematische perspektivische Ansicht, die sich auf die Wärmesenke
für ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel
1 bezieht, und einen Schichtkörper zeigt, der durch Schichten
einer Strömungswegplatte ausgebildet ist.
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[5] 5 ist
eine typische Querschnittsansicht des Schichtkörpers mit
Bezug auf die Wärmesenke für ein Leistungsmodul
nach Ausführungsbeispiel 1.
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[6] 6 ist
eine typische Querschnittsansicht des Schichtkörpers mit
Bezug auf eine Wärmesenke für ein Leistungsmodul
nach Ausführungsbeispiel 2.
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[7] 7 ist
eine typische Querschnittsansicht des Schichtkörpers mit
Bezug auf eine Wärmesenke für ein Leistungsmodul
nach Ausführungsbeispiel 3.
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[8] 8 ist
eine typische Querschnittsansicht des Schichtkörpers mit
Bezug auf eine Wärmesenke für ein Leistungsmodul
nach Ausführungsbeispiel 4.
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[9] 9 ist
eine schematische Vorderansicht (teilweise geschnittene Ansicht)
einer Wärmesenke für ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel
5.
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[10] 10 ist
eine schematische Draufsicht (teilweise geschnittene Ansicht) der
Wärmesenke für ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel
5.
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[11] 11 ist
eine schematische Seitenansicht mit Bezug auf die Wärmesenke
für ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel
5, und zeigt einen Bereich B-B von 10.
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Bester Weg zum Ausführen
der Erfindung
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Ausführungsbeispiele
1 bis 5 zum Ausführen der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In jeder Fig. ist eine
obere Seite als eine vordere Fläche festgesetzt, und eine
untere Seite als eine hintere Fläche festgesetzt. Des Weiteren
zeigen Pfeile 70a, 70b, 70c aus zwei-gepunkteten
Strichlinien in Bereichen von Schichtkörpern 20, 20b, 20c, 20d von 5 bis 8 jeweils
konzeptionell Wärmeübertragungswege zum Übertragen
von durch einen Leistungsbaustein 5 erzeugte Wärme
zu jedem parallelen Strömungsweg 50.
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(Ausführungsbeispiel 1)
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Wie
es in 1 bis 3 gezeigt ist, ist der Leistungsbaustein 5 bei
einer Wärmesenke 1 für ein Leistungsmodul
nach Ausführungsbeispiel 1 über ein isolierendes
Schallkreissubstrat 9 an einer Vorderflächenseite
montiert. Wärme von dem Leistungsbaustein 5 wird
durch ein Kühlmittel abgestrahlt, das in einem in dem Inneren
angeordneten Kältemittelströmungsweg zirkuliert.
Die Wärmesenke 1 für ein Leistungsmodul
weist einen Schichtkörper 20, eine erste Seitenplatte 30 und
eine zweite Seitenplatte 40 auf.
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Wie
es in 4 gezeigt ist, sind bei dem Schichtkörper 20 mehrere
plattenförmige Strömungswegplatten 21 geschichtet.
Jede Strömungswegplatte 21 wird aus einem Material
gebildet, das von Aluminiumnitrid, einer Aluminiumlegierung, usw. ausgewählt
ist. Eine Fläche, die beim Schichten einer jeden Strömungswegplatte 21 an
einer weiteren Strömungswegplatte 21 anliegt,
ist als eine flache Anfügefläche 22 festgesetzt.
Mehrere zueinander parallele gerade Nuten 23 sind konkav
an der Anfügefläche 22 der Vorderflächenseite
einer jeden Strömungswegplatte 21 angeordnet.
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Als
ein Verfahren zum konkaven Anordnen der Nut 23 wird Pressformen,
spanende Bearbeitung, Extrusionsformen oder Walzprofilieren angewendet, was
zu einer Verringerung von Herstellkosten beiträgt. Wenn
ein die Strömungswegplatte bildendes Material Aluminium
ist, wird konkret ein Verfahren zum Schneiden der Strömungswegplatte
auf eine vorbestimmte Länge angewendet, nachdem die Strömungswegplatte
durch Extrusionsformen, usw. kontinuierlich geformt worden ist.
Wenn das die Strömungswegplatte bildende Material ein Keramiksystemmaterial
ist, wird ferner ein Verfahren zum Ausführen des Schichtens
und Brennens nach dem Durchführen von Extrusionsformen
in einem schlammigen Zustand und Herstellen eines Grünkörpers oder
Ausbilden einer Nut durch Bearbeitung des Grünkörpers
einer flachen Platte, usw. angewendet.
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Mehrere
Durchgangslöcher 24 sind in jeder Nut 23 ausgebildet.
Wenn jede Strömungswegplatte 21 zu dem Schichtkörper 20 zusammengesetzt
worden ist, sind diese Durchgangslöcher 24 in
Positionen ausgebildet, die in einer Schichtrichtung versetzt sind.
Weiterhin ist ein Abschnitt einer Innenwandfläche des Durchgangslochs 24 als
eine Schrägfläche festgesetzt, und ist so ausgebildet,
dass das in dem Durchgangsloch 24 zirkulierende Kühlmittel
in der Schichtrichtung geführt wird. Ferner wird die Richtung
der Schrägfläche des Durchgangslochs 24 durch
Vektorzerlegung in eine Richtung parallel zu einem parallelen Strömungsweg 50 und
in die Schichtrichtung aufgeteilt.
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Jede
der mehreren Nuten 23, die in jeder Strömungswegplatte 21 konkav
zueinander parallel angeordnet sind, wird durch die Anfügefläche 22 einer
weiteren Strömungswegplatte 21 auf der Seite der
Nut 23 durch Schichten jeder dieser Strömungswegplatten 21 bedeckt,
während jede Anfügefläche 22 anliegt.
Viele parallele Strömungswege 50 sind dann in
dem Schichtkörper 20 ausgebildet. In diesem Fall
wird als ein Verfahren zum Verbinden jeder Strömungswegplatte 21 Hartlöten,
usw. angewendet, falls ein jede Strömungswegplatte 21 bildendes
Material Aluminiumnitrid und eine Aluminiumlegierung ist. Weiterhin
ist ein Ende eines jeden parallelen Strömungswegs 50 an
einer Seitenfläche 26a einer Endseite des Schichtkörpers 20 ausgebildet.
Das andere Ende eines jeden parallelen Strömungswegs 50 ist an
einer Seitenfläche 26b der anderen Endseite des Schichtkörpers 20 ausgebildet.
Diese vielen parallelen Strömungswege 50 sind
so ausgebildet, dass sie sich zudem in der Schichtrichtung überlappen,
und sind zudem parallel zu einer Oberfläche zum Montieren
des Leistungsbausteins.
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Wie
es in 5 typischerweise gezeigt ist, bildet bei dem Schichtkörper 20 ein
von jeder Nut 23 verschiedener Abschnitt einer jeden Anfügefläche 22 einen
Wärmeübertragungsweg 70a zu jedem parallelen
Strömungsweg in der Schichtrichtung aus. Konkret gesagt
ist jeder von jeder Nut 23 verschiedener Abschnitt einer
jeden Anfügefläche 22 so angeordnet,
dass er in einer geraden Linienform von der Vorderflächenseite
des Schichtkörpers 20 zu der Hinterflächenseite
ausgerichtet ist, und bildet den Wärmeübertragungsweg 70a mit
mehreren Spalten aus. Daher ist ein Wärmeübertragungsbereich
des Wärmeübertragungswegs 70a ausreichend
sichergestellt, im Vergleich mit einem Fall, in dem eine gewellte
Lamelle, usw. in den Kältemittelströmungsweg der
Wärmesenke geschichtet sind, wobei die gewellte Lamelle, usw.
durch einen Punkt oder eine Linie verbunden sind. Es ist ausreichend,
den Wärmeübertragungsweg 70a in einer
geraden Linienform von der Vorderflächenseite des Schichtkörpers 20 zu
der Hinterflächenseite auszurichten. Der Wärmeübertragungsweg 70a ist
vorzugsweise in einer senkrechten Richtung ausgerichtet, wie es
in 5 gezeigt ist, kann aber auch in einer schrägen
Richtung ausgerichtet sein.
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Mit
Bezug auf einen Schichtkörper 20 mit einem derartigen
Aufbau sind in Ausführungsbeispiel 1 zwei Schichtkörper
parallel angeordnet, und ein Abstandsblock 60 ist dazwischen
und an beiden Seiten angeordnet. Oberflächenplatten 80a, 80b überdecken
sich an der Vorderflächenseite und der Hinterflächenseite
der zwei Schichtkörper 20. Die erste Seitenplatte 30 und
die zweite Seitenplatte 40, die nachfolgend beschrieben
sind, liegen an der Seitenfläche 26a einer Endseite
des Schichtkörpers 20 und der Seitenfläche 26b der
anderen Endseite an. Danach werden diese alle durch ein Hartlöt-Verbindungsverfahren
usw. zusammengefügt, und sind als die Wärmesenke 1 für
ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel 1 aufgebaut.
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Ein
Einströmweg 30a ist in der ersten Seitenplatte 30 ausgebildet.
Ein stromaufwärtiges Ende dieses Einströmwegs 30a ist
an einer Fläche ausgebildet, die nicht mit dem Schichtkörper 20 verbunden ist,
und ein Einströmloch 30b ist angebracht. Das Einströmloch 30b ist
so angeordnet, dass es in einer Seitenflächenrichtung des
Schichtkörpers 20 und einer Richtung senkrecht
zu dem parallelen Strömungsweg 50 vorsteht. Demgegenüber
ist ein stromabwärtiges Ende des Einströmwegs 30a an
einer Fläche ausgebildet, die mit der Seitenfläche 26a einer Endseite
des Schichtkörpers 20 verbunden ist. Bei der Wärmesenke 1 für
ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel 1 ist das stromabwärtige
Ende des Einströmwegs 30a in zwei Abzweigungen
aufgegabelt, um die zwei Schichtkörper 20 vorzusehen.
Somit ist das stromabwärtige Ende des Einströmwegs 30a mit
einem Ende eines jeden parallelen Strömungswegs 50 in
Verbindung, und das Kühlmittel kann in jeden parallelen
Strömungsweg 50 eingeströmt werden, indem
die erste Seitenplatte 30 mit einem derartigen Aufbau mit
der Seitenfläche 26a einer Endseite des Schichtkörpers 20 verbunden
ist.
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Ein
Ausströmweg 40a ist in der zweiten Seitenplatte 40 ausgebildet.
Ein stromaufwärtiges Ende dieses Ausströmwegs 40a ist
an einer Fläche ausgebildet, die mit der Seitenfläche 26b der
anderen Endseite des Schichtkörpers 20 verbunden
ist. Ähnlich zu dem stromabwärtigen Ende des Einströmwegs 30a ist
das stromaufwärtige Ende des Ausströmwegs 40a in
zwei Abzweigungen aufgegabelt. Demgegenüber ist ein stromabwärtiges
Ende des Ausströmwegs 40a in einer Fläche
ausgebildet, die nicht mit dem Schichtkörper 20 verbunden
ist, und ein Ausströmloch 40b ist angebracht.
Dieses Ausströmloch 40b ist so angeordnet, dass
es in einer Seitenflächenrichtung des Schichtkörpers 20 und
einer Richtung senkrecht zu dem parallelen Strömungsweg 50 vorsteht. Daher
steht das stromaufwärtige Ende des Ausströmwegs 40a mit
dem anderen Ende eines jeden parallelen Strömungswegs 50 in
Verbindung, und das Kühlmittel kann aus jedem parallelen
Strömungsweg 50 ausgeströmt werden, in
dem die zweite Seitenplatte 40 mit der Seitenfläche 26b der
anderen Endseite des Schichtkörpers 20 verbunden
ist.
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Ein
Kältemittelströmungsweg zum Zirkulieren des Kühlmittels,
um Wärme von dem Leistungsbaustein 5 abzustrahlen,
wird durch vorhergehend genanntes Einströmloch 30b,
Einströmweg 30a, jeden parallelen Strömungsweg 50,
Ausströmweg 40a und Ausströmloch 40b gebildet.
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Bei
der Wärmesenke 1 für ein Leistungsmodul
nach Ausführungsbeispiel 1 mit einem derartigen Aufbau
ist der Leistungsbaustein 5 über das isolierende
Schaltkreissubstrat 9 an der Oberfläche des Schichtkörpers 20 montiert
und wird zu dem Leistungsmodul aufgebaut. In diesem Fall ist der
Leistungsbaustein 5 mit einer Leitungsführungsschicht 9a der
Oberfläche des isolierenden Schallkreissubstrats 9 durch
Drahtbonden, usw. verdrahtet. Falls beispielsweise dieses Leistungsmodul
auf einen Fortbewegungskörper, wie zum Beispiel ein Hybridfahrzeug,
usw., mit einem Elektromotor als ein Abschnitt einer Antriebsquelle
angewendet wird, kann durch den Leistungsbaustein 5 erzeugte
Wärme wie nachfolgend beschrieben abgestrahlt werden, um
elektrische Energie, die zu dem Elektromotor usw. zugeführt
wird, in Übereinstimmung mit einer Betriebssituation zu
steuern.
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Bei
der Wärmesenke 1 für ein Leistungsmodul
wird nämlich das Kühlmittel annähernd
simultan in jedes eine Ende von vielen parallelen Strömungswegen 50 in
dem Schichtkörper 20 durch den in der ersten Seitenplatte 30 ausgebildeten
Einströmweg 30a eingeströmt. Das Kühlmittel
wird dann rasch in jedem parallelen Strömungsweg 50 zirkuliert
und erreicht das andere Ende eines jeden parallelen Strömungswegs 50,
und wird aus dem in der zweiten Seitenplatte 40 ausgebildeten
Ausströmweg 40a ausgeströmt. Währenddessen
bildet ein Abschnitt einer jeden Anfügefläche 22,
der von jeder Nut 23 verschieden ist, den Wärmeübertragungsweg 70a zu
jedem parallelen Strömungsweg 50 in der Schichtrichtung. Demnach
wird Wärme von dem Leistungsbaustein 5 sequenziell
durch diesen Wärmeübertragungsweg 70a zu
jedem parallelen Strömungsweg 50 in der Schichtrichtung übertragen,
und das Kühlmittel wird erwärmt. Das ausgeströmte
Kühlmittel wird durch einen nicht dargestellten Kühlkörper,
usw. gekühlt und wird dann zirkuliert. Somit wird die Wärme
von dem Leistungsbaustein 5 durch das Kühlmittel
abgestrahlt.
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Bei
der Wärmesenke 1 für ein Leistungsmodul
nach Ausführungsbeispiel 1, setzt sich hier der Kältemittelströmungsweg
aus dem Einströmloch 30b, dem mit einem Ende eines
jeden parallelen Strömungswegs 50 in Verbindung
stehenden Einströmweg 30a, vielen parallelen Strömungswegen 50,
dem mit dem anderen Ende eines jeden parallelen Strömungswegs 50 in
Verbindung stehenden Ausströmweg 40a und dem vorhergehend
aufgebauten Ausströmloch 40b zusammen. Demnach
kann die Strömungsrate des Kühlmittels, das in
dem Kältemittelströmungsweg zirkuliert wird, in
hohem Maße gesteigert werden. Daher wird bei dieser Wärmesenke 1 für
ein Leistungsmodul eine Strömungsrate des Kühlmittels
nicht einfach beschränkt, im Vergleich mit der herkömmlichen
Wärmesenke, in der das Einströmloch und das Ausströmloch
an wenigstens einer Seite der Oberflächenplatte ausgebildet
sind, die zusammen mit dem Schichtkörper 20 geschichtet wird.
Da diese Wärmesenke 1 für ein Leistungsmodul viele
parallele Strömungswege 50 aufweist, kann ferner
die Länge eines Wärmeaufnahmewegs durch das in
dem Kältemittelströmungsweg zirkulierende Kühlmittel
zudem im Vergleich zu der herkömmlichen Wärmesenke
stark verkürzt werden. Ferner bildet bei dieser Wärmesenke 1 für
ein Leistungsmodul ein von jeder Nut 23 verschiedener Abschnitt
einer jeden Anfügefläche 22 den Wärmeübertragungsweg 70a in der
Schichtrichtung zu jedem parallelen Strömungsweg 50 aus.
Demnach ist ein Wärmeübertragungsbereich des Wärmeübertragungswegs 70a ausreichend
sichergestellt, und durch den Leistungsbaustein 5 erzeugte
Wärme kann effektiv zu jedem parallelen Strömungsweg 50 übertragen
werden. Daher kann diese Wärmesenke 1 für
ein Leistungsmodul ein Wärmeabstrahlverhalten weiter verbessern.
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Des
Weiteren sind bei dieser Wärmesenke 1 für
ein Leistungsmodul die erste Seitenplatte 30, in der der
Einströmweg 30a ausgebildet ist, und die zweite
Seitenplatte 40, in der der Ausströmweg 40a ausgebildet
ist, mit den Seitenflächen 26a, 26b des Schichtkörpers 20 verbunden.
Das Einströmloch 30b und das Ausströmloch 40b sind
so angeordnet, dass sie in einer Seitenflächenrichtung
des Schichtkörpers 20 und einer Richtung senkrecht
zu dem parallelen Strömungsweg 50 vorstehen. Im
Vergleich zu der herkömmlichen Wärmesenke, in
der das Einströmloch und das Ausströmloch in der
Oberflächenplatte ausgebildet sind, wird demnach die Wärmesenke 1 in der
Schichtrichtung auf einfache Weise dünner gemacht, und
keine Montierstelle des Leistungsbausteins 5 wird einfach
beschränkt. Daher kann die Wärmesenke 1 für
ein Leistungsmodul eine Montagebeschaffenheit weiter verbessern.
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Demnach
kann die Wärmesenke 1 für ein Leistungsmodul
nach Ausführungsbeispiel 1 die weitere Verbesserung des
Wärmeabstrahlverhaltens und die weitere Verbesserung der
Montagebeschaffenheit verwirklichen.
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Ferner
sind bei dieser Wärmesenke 1 für ein Leistungsmodul
mehrere Durchgangslöcher 24, die durch eine Bodenfläche
einer jeden Nut 23 hindurch treten und jeden parallelen
Strömungsweg 50 in der Schichtrichtung verbinden,
in jedem parallelen Strömungsweg 50 ausgebildet.
Jedes dieser Durchgangslöcher 24 ist in der Schichtrichtung
versetzt und ist ausgebildet, um das Kühlmittel in der
Schichtrichtung zu führen. Daher kann bei dieser Wärmesenke 1 für
ein Leistungsmodul das von dem Einströmweg 30a in
jeden parallelen Strömungsweg 50 eingeströmte
Kühlmittel zirkuliert werden, während dieses Kühlmittel
zu einem separaten parallelen Strömungsweg 50 bewegt
wird. Falls der gesamte Schichtkörper 20 betrachtet
wird, heißt das, dass das Kühlmittel von der Vorderflächenseite
des Schichtkörpers 20 zu der Hinterflächenseite
bewegt werden kann, oder von der Hinterflächenseite zu
der Vorderflächenseite bewegt werden kann. Als ein Ergebnis
davon wird die Temperaturdifferenz zwischen der Vorderflächenseite
und der Hinterflächenseite des Schichtkörpers 20 verringert
und ein Wärmeabstrahlverhalten kann weiter verbessert werden.
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(Ausführungsbeispiel 2)
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Bei
einer Wärmesenke für ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel
2 wird anstelle des Schichtkörpers 20 der Wärmesenke 1 für
ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel 1 ein Schichtkörper 20b eingesetzt,
der in 6 gezeigt ist. Die anderen Aufbauten sind ähnlich
zu denen der Wärmesenke 1 für ein Leistungsmodul
nach Ausführungsbeispiel 1, und deren Erklärungen
werden daher unterlassen.
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Bei
dem Schichtkörper 20b ist ein Wärmeübertragungsweg 70b derart
ausgebildet, dass ein Wärmeübertragungsbereich
von der Vorderflächenseite her allmählich abnimmt.
Daher ist jeder parallele Strömungsweg 50 so festgelegt,
dass sich sein Querschnitt vergrößert, je näher
sich jeder parallele Strömungsweg 50 an der Hinterflächenseite
befindet.
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Bei
der Wärmesenke für ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel
2 mit einem derartigen Aufbau kann durch den Leistungsbaustein 5 erzeugte
Wärme durch jeden sich allmählich im Querschnitt vergrößernden
parallelen Strömungsweg 50 effizient zu dem Kühlmittel
abgestrahlt werden, während diese Wärme effizient
von der Vorderfläche des Schichtkörpers 20 zu
der Hinterfläche übertragen wird, indem der Wärmeübertragungsbereich
des Wärmeübertragungsweg 70b allmählich
abnimmt. Daher kann diese Wärmesenke für ein Leistungsmodul
ein Wärmeabstrahlverhalten weiter verbessern.
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(Ausführungsbeispiel 3)
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Bei
einer Wärmesenke für ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel
3 ist anstelle des Schichtkörpers 20 der Wärmesenke 1 für
ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel 1 ein Schichtkörper 20c eingesetzt,
der in 7 gezeigt ist. Die anderen Aufbauten sind ähnlich
zu denen der Wärmesenke 1 für ein Leistungsmodul
nach Ausführungsbeispiel 1, und deren Erklärungen
werden daher unterlassen.
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Bei
dem Schichtkörper 20c ist ein Wärmeübertragungsweg 70c in
mehreren Spalten in einer sternförmigen Form von der Seite
des an der Vorderflächenseite montierten Leistungsbausteins 5 zu
der Hinterflächenseite angeordnet.
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Bei
der Wärmesenke für ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel
3 mit einem derartigen Aufbau kann durch den Leistungsbaustein 5 erzeugte
Wärme durch den Wärmeübertragungsweg 70c aus
mehreren in der sternförmigen Gestalt angeordneten Spalten
zu dem gesamten Schichtkörper 20 effektiv übertragen
werden. Daher kann diese Wärmesenke für ein Leistungsmodul
ein Wärmeabstrahlverhalten weiter verbessern. Bei dem Wärmeübertragungsweg 70c ist
es vorzuziehen, dass der Leistungsbaustein 5 auf einen
Basispunkt festgesetzt ist, und der Wärmeübertragungsweg 70c in
der sternförmigen Gestalt ausgebildet ist, so dass dieser
in einem Bereich von 0° bis 45° von dem Basispunkt
zur Senkrechten hin liegt.
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(Ausführungsbeispiel 4)
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Bei
einer Wärmesenke für ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel
4, wie es in 8 gezeigt ist, ist eine Lamelle 71,
die sich in einer Längsrichtung erstreckt, in jeder Nut 23 einer
jeden Strömungswegplatte 21 angeordnet, die den
Schichtkörper 20 der Wärmesenke 1 für
ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel 1 bildet. Diese
Lamelle 71 ist eine gewellte Lamelle, die gebogen ist,
so dass eine dünne Platte aus Aluminium, usw., gewellt
ausgebildet ist. Die anderen Aufbauten sind ähnlich zu denen
der Wärmesenke 1 für ein Leistungsmodul nach
Ausführungsbeispiel 1, und deren Erklärungen werden
daher unterlassen.
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Bei
der Wärmesenke für ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel
4 mit einem derartigen Aufbau kann ein Bereich, der mit dem Kühlmittel
in Kontakt kommt, in hohem Maße durch die Lamelle 71 vergrößert
werden, und ein Wärmeabstrahlverhalten kann weiter verbessert
werden.
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(Ausführungsbeispiel 5)
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Wie
es in 9 bis 11 gezeigt ist, ist bei einer
Wärmesenke 2 für ein Leistungsmodul von Ausführungsbeispiel
5 der Abstandsblock 60 der Wärmesenke 1 für
ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel 1 entfernt.
Die anderen Aufbauten sind ähnlich zu denen der Wärmesenke 1 für
ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel 1, und deren Erklärungen
werden daher unterlassen.
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Bei
der Wärmesenke 2 für ein Leistungsmodul
nach Ausführungsbeispiel 5, wie sie in 10 gezeigt
ist, sind zwei Schichtkörper 20 so angeordnet, dass
sie voneinander parallel beabstandet sind. Oberflächenplatten 80c, 80d überdecken
sich an der Vorderflächenseite und der Hinterflächenseite
der zwei Schichtkörper 20. Eine erste Seitenplatte 30 und eine
zweite Seitenplatte 40 liegen an einer Seitenfläche 26a einer
Endseite des Schichtkörpers 20 und an einer Seitenfläche 26b der
anderen Endseite an, und werden dann vollständig zusammengefügt,
und werden zu der Wärmesenke 2 für ein
Leistungsmodul aufgebaut.
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Bei
der Wärmesenke 2 für ein Leistungsmodul
nach Ausführungsbeispiel 5 mit einem derartigen Aufbau
ist der Leistungsbaustein 5 an der Oberfläche des
Schichtkörpers 20 über ein isolierendes
Schaltkreissubstrat 91 aus mehreren kleinen Bereichen montiert,
und wird zu dem Leistungsmodul aufgebaut. In diesem Fall ist der
Leistungsbaustein 5 mit einer Leitungsführungsschicht 91a der
Oberfläche des isolierenden Schaltkreissubstrats 91 durch Drahtbonden,
usw. verdrahtet. Beispielsweise wird dieses Leistungsmodul ebenfalls
auf ein Hybridfahrzeug, usw. angewendet, und es zeigt sich ein Wärmeabstrahlverhalten ähnlich
zu dem Fall von Ausführungsbeispiel 1.
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Hier
weist die Wärmesenke 2 für ein Leistungsmodul
nach Ausführungsbeispiel 5 ungefähr denselben
Aufbau wie die Wärmesenke 1 für ein Leistungsmodul
nach Ausführungsbeispiel 1 auf. Demnach kann eine weitere
Verbesserung eines Wärmeabstrahlverhaltens und eine weitere
Verbesserung einer Montagebeschaffenheit verwirklicht werden. Zudem
ist der Abstandsblock 60 in der Wärmesenke 2 für
ein Leistungsmodul nach Ausführungsbeispiel 5 entfernt.
Demnach wird zudem Wärme von dem Umfang des Schichtkörpers 20 zu
einer Umgebung übertragen, und ein Wärmeabstrahlverhalten
kann weiter verbessert werden. Ferner kann eine Montagebeschaffenheit
durch eine Leichtbaugestaltung und eine kompakte Gestaltung weiter
verbessert werden.
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In
der vorhergehenden Beschreibung wurde die vorliegende Erfindung
in Übereinstimmung mit Ausführungsbeispielen 1
bis 5 beschrieben, ist aber nicht auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele 1
bis 5 begrenzt. Die vorliegende Erfindung kann passend in dem Umfang
verändert und angewendet werden, der nicht von ihren Hauptinhalten
abweicht.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung kann bei der Wärmesenke für
ein Leistungsmodul verwendet werden.
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Ursprüngliche Zusammenfassung
-
Eine
Wärmesenke (1) für ein Leistungsmodul
mit einem verbesserten Wärmeabstrahlverhalten und einer
verbesserten Montagebeschaffenheit, mit einem Schichtkörper
(2), der parallele Strömungsdurchgänge
(50) aufweist, die durch Schichten plattenartiger Strömungsdurchgangsplatten
(21) mit einer Vielzahl von Nuten ausgebildet werden, die
parallel zueinander in deren flachen Anfügeflächen
ausgespart sind, und einer ersten und einer zweiten Seitenplatte
(30) und (40), die an den Seitenflächen (26a)
und (26b) des Schichtkörpers (20) angefügt sind
und einem Einströmdurchgang zum Einströmen eines
Kühlmittels in die parallelen Strömungsdurchgänge
(50) und einen Ausströmdurchgang zum Ausströmen
des Kühlmittels aus den parallelen Strömungsdurchgängen
(50) aufweisen.
-
- 1,
2
- Wärmesenke
für ein Leistungsmodul
- 5
- Leistungsbaustein
- 21
- Strömungswegplatte
- 22
- Anfügefläche
- 23
- Nut
- 24
- Durchgangsloch
- 20,
20b, 20c, 20d
- Schichtkörper
- 26a
- Seitenfläche
einer Endseite des Schichtkörpers
- 26b
- Seitenfläche
der anderen Endseite des Schichtkörpers
- 30
- erste
Seitenplatte
- 30a
- Einströmweg
- 40
- zweite
Seitenplatte
- 40a
- Ausströmweg
- 50
- paralleler
Strömungsweg
- 70a,
70b, 70c
- Wärmeübertragungsweg
- 71
- Lamelle
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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