專利名稱：冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻裝置，其通過使用流經(jīng)基部的液體制冷劑冷卻連接至基部的發(fā)熱件。
背景技術(shù)：
日本專利申請公告No. 2006-287108公開了一種層疊冷卻裝置，該冷卻裝置中具有層疊的制冷劑通道，用以冷卻諸如電子零件的發(fā)熱件。在此上述公告中所公開的層疊冷卻裝置中，待冷卻的零件布置于任意兩個(gè)相鄰的制冷劑通道之間。為了提高這種層疊冷卻裝置的冷卻效率，液體制冷劑在沿交替方向轉(zhuǎn)向的制冷劑通道中流動。為了實(shí)現(xiàn)冷卻效率，可以在冷卻裝置中形成連通通道以提供任意兩個(gè)相鄰制 冷劑通道間的連通。然而，在具有這種連通通道的冷卻裝置中，存在對可能由于經(jīng)由連通通道流入第二通道而未到達(dá)第一通道的下游端的液體制冷劑的量增大而使層疊冷卻裝置的冷卻性能降低的擔(dān)心。本發(fā)明涉及提供一種冷卻裝置，其具有抑制其冷卻性能降低的層疊的制冷劑通道。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，冷卻裝置包括基部、第一發(fā)熱件和第二發(fā)熱件、第一通道和第二通道、以及分隔壁。第一發(fā)熱件和第二發(fā)熱件連接至基部。第一通道和第二通道形成在基部中，并且液體制冷劑流經(jīng)第一通道和第二通道以分別冷卻第一和第二發(fā)熱件。分隔壁布置在基部中，并且第一通道和第二通道在基部中通過分隔壁上下層疊。分隔壁包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域敞開以允許第一通道中的液體制冷劑流動至第二通道，第二區(qū)域位于第一區(qū)域側(cè)面以允許第一通道中的液體制冷劑朝向第一通道的下游端流動。第一區(qū)域形成為使得第一區(qū)域的開口面積大于第一通道的沿與第一通道中液體制冷劑流動方向垂直的方向的開口面積。通過連同僅以示例本發(fā)明原理的方式圖示的附圖進(jìn)行的下文描述，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。


通過參照優(yōu)選實(shí)施方式的下文描述及附圖，本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)可以得到最佳理解，附圖中圖I是具有根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式的冷卻裝置的半導(dǎo)體設(shè)備的縱向截面圖；圖2是沿圖I中Al-Al線截取的截面圖；圖3是沿圖I中A2-A2線截取的截面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方式的冷卻裝置的縱向截面圖5是根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施方式的冷卻裝置的截面圖；圖6是各根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的冷卻裝置的截面俯視圖；并且圖7是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的冷卻裝置的截面圖。
具體實(shí)施例方式下文將參照圖I至圖3描述本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式。首先參照圖I，附圖標(biāo)記10指出半導(dǎo)體設(shè)備10，其包括具有基部12的冷卻裝置11、半導(dǎo)體元件13、金屬電路板14和放熱器15。冷卻裝置11是具有層疊的制冷劑通道的層疊式冷卻裝置。半導(dǎo)體元件13用作第一發(fā)熱件(電子零件)，而放熱器15用作第二發(fā)熱件。半導(dǎo)體設(shè)備10借助于將放熱器15和安裝有半導(dǎo)體元件13的金屬電路板14連結(jié)至冷卻裝置11的基部12而形成。金屬電路板14用作布線層和連結(jié)層。金屬電路板14具有金屬板17、18和絕緣基板16。金屬電路板14借助于將金屬板17、18連結(jié)至絕緣基板16的相反兩面而形成。每個(gè)半導(dǎo)體元件 13均由IGBT(絕緣柵雙極晶體管)或者二極管制成。下文將詳細(xì)描述第一優(yōu)選實(shí)施方式的冷卻裝置11的結(jié)構(gòu)?；?2的內(nèi)部空間由分隔板20分為上下布置的兩個(gè)空間，即上空間SI和下空間S2。根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式，上空間SI在基部12中形成為液體制冷劑流經(jīng)的第一通道21，而下空間S2在基部12中形成為液體制冷劑流經(jīng)的第二通道22。第一通道21和第二通道22通過布置在基部12中的分隔板20在基部12中上下層疊。在第一優(yōu)選實(shí)施方式中，第一通道21層疊在第二通道22上方。入口 21A形成在冷卻裝置11的基部12中，液體制冷劑經(jīng)由該入口 2IA引入第一通道21。出口 22A形成在基部12中，第二通道22中的液體制冷劑經(jīng)由該出口 22A排出。第一管23在其一個(gè)端部連接至入口 21A，在其另一端部連接至液體制冷劑供給源(未示出)，第二管24在其一端連接至出口 22A，在其另一端連接至散熱器(未示出)。冷卻裝置11的基部12具有相互面對的端壁11A、11B。開口 25在與端壁IIB相鄰的位置穿過分隔壁20形成，以便在第一通道21和第二通道22之間連通。因此，冷卻裝置11具有用于經(jīng)由入口 21A將液體制冷劑引入第一通道21、使液體制冷劑經(jīng)由第一通道21、開口 25和第二通道22流動、使液體制冷劑經(jīng)由出口 22A排出冷卻裝置11的流動通道。參照圖2,本實(shí)施方式中的多個(gè)第一內(nèi)部散熱片26、或者三個(gè)第一內(nèi)部散熱片26布置在第一通道21中、沿第一通道21的寬度方向以預(yù)定間隔間隔開，每一個(gè)第一內(nèi)部散熱片26均沿垂直于第一通道21的寬度的液體制冷劑流動方向延伸。第一內(nèi)部散熱片26用于在允許液體制冷劑從入口 21A流動至開口 25的同時(shí)通過第一通道21中的熱交換來冷卻液體制冷劑。參照圖3，多個(gè)第二內(nèi)部散熱片27布置在第二通道22中、沿第二通道22的寬度方向以預(yù)定間隔間隔開，并且每一個(gè)第二內(nèi)部散熱片27均沿垂直于第二通道22的寬度的液體制冷劑流動方向延伸。第二內(nèi)部散熱片27用于在允許液體制冷劑從開口 25流動至出口 22A的同時(shí)通過第二通道22中的熱交換冷卻液體制冷劑。冷卻裝置11的基部12具有頂板IIC和底板11D，頂板IIC和底板IlD中每一個(gè)均具有安裝發(fā)熱件的表面。第一內(nèi)部散熱片26被連結(jié)至分隔板20并且被連結(jié)至頂板11C，使得第一通道21由第一內(nèi)部散熱片26、分隔板20和頂板IlC形成。第二內(nèi)部散熱片27被連結(jié)至分隔板20并且被連結(jié)至底板11D，使得第二通道22由第二內(nèi)部散熱片27、分隔板20和底板IlD形成。因此，第一內(nèi)部散熱片26和第二內(nèi)部散熱片27形成基部12的一部分。如圖2中示出的，當(dāng)從基部12的頂部看時(shí)，每個(gè)第一內(nèi)部散熱片26均形成為波紋形。如在圖3中示出的，當(dāng)從基部12的頂部看時(shí)，每個(gè)第二內(nèi)部散熱片27均形成為直線形。第一內(nèi)部散熱片26與第二內(nèi)部散熱片27之間的形狀差別導(dǎo)致第一通道21與第二通道22之間冷卻性能的差別。具體地，當(dāng)?shù)谝粌?nèi)部散熱片26和第二內(nèi)部散熱片27具有相同的距離、高度和厚度時(shí)，具有波紋形狀的第一內(nèi)部散熱片26的表面積大于具有直線形狀并因此比第一內(nèi)部散熱片26的表面積小的第二內(nèi)部散熱片27的表面積。因此，當(dāng)?shù)谝粌?nèi)部散熱片26和第二內(nèi)部散熱片27以相同的數(shù)量分別布置在第一通道21和第二通道22中時(shí)，待與流經(jīng)制冷劑通道的液體制冷劑接觸的第一內(nèi)部散熱片26的總表面積大于第二內(nèi)部散熱片27的總表面積。由于第一內(nèi)部散熱片26具有波紋形狀并且因此具有彎曲表面，故而進(jìn)入彎曲表面之間的空間的液體制冷劑被攪動。因此，根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施方式，與其中布置有第二內(nèi)部散熱片27的第二通道22相比，其中布置有第一內(nèi)部散熱片26的第一通道21具 有更高的冷卻性能。在具有冷卻性能不同的第一通道21、第二通道22的冷卻裝置11中，根據(jù)由零件產(chǎn)生的熱量，選擇用于第一通道21和第二通道22的待由第一通道21和第二通道22冷卻的零件，這有助于提供對冷卻裝置11中的零件的有效冷卻。換言之，當(dāng)把具有不同發(fā)熱的零件連結(jié)至冷卻裝置11時(shí)，可以借助于為第一通道21和第二通道22使用不同形狀的第一內(nèi)部散熱片26和第二內(nèi)部散熱片27來抑制冷卻裝置11的制造成本的增加。例如，使用用于冷卻產(chǎn)生的熱少于電子零件的放熱器15的簡化結(jié)構(gòu)的第二通道22，與所有制冷劑通道均具有與第一通道21相同的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的情況相比較，可以使冷卻裝置11的成本更低。在第一優(yōu)選實(shí)施方式的冷卻裝置11中，第一通道21用于冷卻產(chǎn)生相對大量熱的零件，例如半導(dǎo)體元件13，而第二通道22用于冷卻產(chǎn)生相對少量熱的零件，例如放熱器15。下面將詳細(xì)描述穿過分隔板20形成的開口 25。如圖2、圖3中示出的，在從基部12的頂部看的平面圖中，開口 25形成為梯形形狀。開口 25形成的梯形形狀為其大底相鄰于冷卻裝置11的基部12的端壁IlB定位。換言之，如圖2中示出的，開口 25形成為沿著第一通道21中液體制冷劑的流動方向朝向第一通道21的下游端變寬。在具有梯形形狀的開口 25的第一通道21中，開口 25的相對側(cè)設(shè)置有液體制冷劑流動區(qū)域28。開口 25用作提供第一通道21和第二通道22之間的連通的連通空間(第一區(qū)域)。液體制冷劑流動區(qū)域28用作不提供第一通道21和第二通道22之間的流體連通的非連通空間(第二區(qū)域)。開口 25朝向第一通道21的下游端變寬，同時(shí)液體制冷劑流動區(qū)域28朝向第一通道21的相同的下游端變窄。因此，開口 25的開口寬度形成為相對較窄，使流經(jīng)第一通道21到達(dá)開口 25的液體制冷劑容易流至第一通道21的下游端。開口 25的開口面積形成為沿與第一通道21中的液體制冷劑的流動方向垂直的方向大于第一通道21的開口面積或橫截面面積。因此，第一通道21中流動的液體制冷劑經(jīng)由開口 25順利地移動至第二通道22，而不會蓄積在第一通道21中。具有梯形形狀的開口 25起允許第一通道21中的液體制冷劑流至第二通道22中的第一區(qū)域的作用。液體制冷劑流動區(qū)域28起允許液體制冷劑朝向第一通道21的下游端流動的第二區(qū)域的作用。下文將描述圖I中示出的用于半導(dǎo)體設(shè)備10的第一優(yōu)選實(shí)施方式的冷卻裝置11的操作。當(dāng)驅(qū)動該半導(dǎo)體設(shè)備10時(shí)，發(fā)熱件產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)至冷卻裝置11。經(jīng)由入口 21A引入第一通道21的液體制冷劑在第一通道21中朝向開口 25流動至下游。與第一內(nèi)部散熱片26流動接觸的液體制冷劑通過熱交換冷卻，隨后經(jīng)由開口 25流動至第二通道22中。到達(dá)開口 25的液體制冷劑的一部分進(jìn)一步向下游流動超過位于開口 25相反兩側(cè)的液體制冷劑流動區(qū)域28，而不直接流動至第二通道22中。即，液體制冷劑到達(dá)第一通道21的下游端后經(jīng)由開口 25流動至第二通道22，以及經(jīng)由開口 25直接進(jìn)入第二通道22。在本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式的冷卻裝置11中，液體制冷劑在整個(gè)制冷劑通道(基部12的整體內(nèi)部)中流動，由此抑制制冷設(shè)備11的冷卻性能的降低。經(jīng)由開口 25流動至第二通道22中的液體制冷劑隨后沿與第一通道21中的液體制冷劑流動方向相反的方向經(jīng)由第二通道22流動。液體制冷劑與第二通道22中的第二內(nèi)部散熱片27流動接觸，由此通過熱交換冷卻并且經(jīng)由出口 22A排出冷卻裝置11。根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式，可以獲得如下有益效果。
(I)在開口 25相反兩側(cè)形成的液體制冷劑流動區(qū)域28使液體制冷劑超過開口 25朝向第一通道21的下游端流動。因此，液體制冷劑在整個(gè)第一通道21或者基部12的整個(gè)內(nèi)部中流動，由此有效地抑制冷卻裝置11的冷卻性能的降低。即使在零件密集地安裝在冷卻裝置11上或者安裝在與端壁IlB相鄰的位置處的情況下，在整個(gè)制冷劑通道中流動的液體制冷劑也有效地冷卻所述零件，而不降低冷卻裝置11的冷卻性能。(2)開口 25形成梯形形狀，則可以在開口 25的相反兩側(cè)設(shè)置大的液體制冷劑流動區(qū)域28。因此，液體制冷劑可以容易地朝向第一通道21的下游端流動，由此抑制制冷裝置11的冷卻性能的降低。朝向第一通道21的下游端變寬的開口 25有助于擴(kuò)大從第一通道21流動至第二通道22的液體制冷劑的流動寬度。在冷卻裝置11中流動的液體制冷劑的流動被不斷地分為冷卻裝置11中的支流。(3)與作為待由第一通道21冷卻的零件的諸如半導(dǎo)體零件13的電子零件相比，作為待由第二通道22冷卻的零件的放熱器15產(chǎn)生更少的熱。因此，第二通道22的冷卻性能可低于第一通道21的冷卻性能，以簡化第二通道22的結(jié)構(gòu)，由此抑制冷卻裝置11的成本提聞。(4)在制造過程中，可以僅借助于根據(jù)待冷卻的零件修改布置在制冷劑通道中的內(nèi)部散熱片的結(jié)構(gòu)而容易地改變制冷劑通道的冷卻性能。因此，容易根據(jù)待冷卻的零件改變第一通道21和第二通道22的冷卻性能?？梢詼p小液體制冷劑與冷卻裝置11的基部12的接觸面積以降低第一通道21和第二通道22的冷卻性能，并且可以增大液體制冷劑與冷卻裝置11的基部12的接觸面積以增強(qiáng)第一通道21和第二通道22的冷卻性能。如果零件的發(fā)熱相對較少，則冷卻裝置11可以具有冷卻結(jié)構(gòu)簡單的制冷劑通道，以降低冷卻裝置11的制造成本。與具有波紋形狀并且布置在第一通道21中的第一內(nèi)部散熱片26相比，具有直線形狀并且布置在第二通道22中的第二內(nèi)部散熱片27的形狀更簡單。第二通道22中流動的液體制冷劑受到的阻力小于第一通道21中流動的液體制冷劑所受到的阻力。因此，第二通道2中的壓力損失低于第一通道21中的壓力損失。換言之，無需具有高冷卻性能的制冷劑通道可以以簡單的結(jié)構(gòu)制造，從而可以減小制冷劑通道中的壓力損失。(6)第一通道21和第二通道22通過開口 25而不使用諸如管、軟管和連接器之類的額外零件相互連通，從而簡化冷卻裝置11的結(jié)構(gòu)，相應(yīng)地抑制了冷卻裝置11的制造成本的提聞。(7)在本實(shí)施方式的冷卻裝置中，液體制冷劑首先在用于冷卻產(chǎn)生相對較多熱的零件的第一通道21中流動。這種零件由尚未通過熱交換加熱的液體制冷劑冷卻，產(chǎn)生更少熱的零件由已經(jīng)通過熱交換加熱的液體制冷劑冷卻。因此，在冷卻裝置11中有效地進(jìn)行冷卻。下文將參照圖4描述本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方式。在第二優(yōu)選實(shí)施方式的下文描述中，相同的附圖標(biāo)記指代與第一優(yōu)選實(shí)施方式的相同或類似的元件或部件，并且省略其描述。根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方式，分隔板20具有穿過該分隔板20形成的三個(gè)開口 30A、30B和30C，所述三個(gè)開口 30A、30B和30C用于第一通道21和第二通道22之間的沿 第一通道21和第二通道22的層疊方向的連通。所述開口 30A至30C沿第一通道21中的液體制冷劑的流動方向以預(yù)定間隔間隔開地形成在分隔板20中。如從圖4可見，開口 30A至30C的開口面積彼此不同。在開口 30A至30C中，開口 30A具有最小的開口面積，而開口30C具有最大的開口面積。換言之，開口 30A至30C朝向第一通道21的下游端按開口面積的升序?qū)R。各開口 30A至30C的開口面積小于第一通道21的垂直于第一通道21中的液體制冷劑流動方向的開口面積或橫截面面積。開口 30A至30C的這種開口面積的總和等于或大于第一通道21的沿與第一通道21中液體制冷劑的流動方向垂直的方向的上述開口面積或橫截面面積。因此，第一通道21中流動的液體制冷劑一該液體制冷劑未蓄積在第一通道21中一經(jīng)由開口 30A至30C順利地移動至第二通道22中，而不蓄積在第一通道21中。位于開口 30A至30C相反兩側(cè)的液體制冷劑流動區(qū)域37對應(yīng)于允許液體制冷劑流動超過開口 30A至30C的制冷劑流動區(qū)域。開口 30A、30B和30C在關(guān)于第一通道21中液體制冷劑的流動方向向下游方向觀察時(shí)以此順序貫穿分隔板20形成。換言之，開口 30A位于最靠近第一通道21的上游端或入口 21A處，而開口 30C位于最靠近第一通道21的下游端處。所述多個(gè)開口 30A至30C起第一通道21中的液體制冷劑經(jīng)由其流動至第二通道22中的第一區(qū)域的作用。各開口 30A至30C的相反兩側(cè)形成的液體制冷劑流動區(qū)域37起液體制冷劑超過其朝向第一通道21的下游端流動的第二區(qū)域的作用。根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方式，引入第一通道21中的液體制冷劑向下游或朝向第一通道21的端壁IlA流動，而液體制冷劑的一部分以30A、30B和30C的順序依次通過開口 30A、30B和30C進(jìn)入第二通道22。由于開口 30A至30C中每一個(gè)的開口面積小于第一通道21的開口面積或橫截面面積，所以所有液體制冷劑不會都在不到達(dá)第一通達(dá)21的下游端的情況下直接流入第二通道22。開口 30A至30C用作與液體制冷劑流動區(qū)域37類似的第二區(qū)域，允許部分液體制冷劑流動至第一通道21的下游端。繞液體制冷劑流動區(qū)域37和開口 30A至30C流動的液體制冷劑流動至并到達(dá)第一通道21的下游端。除了第一優(yōu)選實(shí)施方式的效果(I)至(7)，第二優(yōu)選實(shí)施方式還提供如下效果。(8)設(shè)置多個(gè)開口 30A至30C使第一通道21中的液體制冷劑依次流入第二通道22。因此，冷卻裝置11中流動的液體制冷劑的流動被不斷地分為冷卻裝置11中的支流。在與第一通道21的上游端相鄰處設(shè)置具有最小開口面積的開口 30A以及在與第一通道21的下游端相鄰處設(shè)置具有最大開口面積的開口 30C，使液體制冷劑不全部流經(jīng)開口 30A和30B進(jìn)入第二通道22，而部分液體制冷劑到達(dá)開口 30C。即，液體制冷劑從第一通道21經(jīng)由三個(gè)不同開口 30A至30C流入第二通道22。(9)開口 30A至30C形成為使得其各開口面積小于第一通道21的開口面積或橫截面面積，允許部分液體制冷劑流動至第一通道21的下游端，由此抑制冷卻裝置11的冷卻性能的降低。(10)在冷卻裝置中形成有多個(gè)開口 30A至30C的第二優(yōu)選實(shí)施方式中，恰在開口30A至30C下方流動的液體制冷劑的速度增大。因此，在對應(yīng)于待由第二通道22冷卻的零件或者恰在所述零件上方的位置處形成開口 30A至30C，可以改進(jìn)冷卻裝置11的冷卻性能。(11)如果開口 30A至30C形成為其開口面積的總和小于第一通道21的開口面積或橫截面面積，則在冷卻裝置11中設(shè)置多個(gè)開口 30A至30C可以抑制在第一通道21中蓄 積液體制冷劑。下文將參照圖5描述本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方式。根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方式，開口 31形成在分隔板20中，用于第一通道21和第二通道22之間的沿第一通道21和第二通道22的層疊方向的連通。在平面圖中，開口 31形成正方形形狀或者矩形形狀。開口 31設(shè)置為使得當(dāng)沿第一通道21中的液體制冷劑的流動方向觀察時(shí)，開口31的寬度的中心Y2從第一通道21的寬度的中心Yl或者第一通道21的軸線偏離。開口31位于相對于第一通道21的寬度的中心Yl的非對稱位置，或者僅在第一通道21中的中心Yl的一側(cè)。分隔板20上相對于開口 31在中心Y的相反兩側(cè)的區(qū)域用作液體制冷劑流動區(qū)域32，液體制冷劑流動區(qū)域32允許部分液體制冷劑流動至第一通道21中的下游端。開口 31是第一通道21和第二通道22之間的連通區(qū)域，而液體制冷劑流動區(qū)域32用作第一通道21和第二通道22之間的非連通區(qū)域。開口 31的開口面積大于第一通道21的沿與第一通道21中的液體制動液的流動方向垂直的方向截取的開口面積或橫截面面積。根據(jù)其中開口 31位于上述偏離位置處的本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施方式，液體制冷劑容易流動至第一通道21的下游端。開口 31起第一區(qū)域的作用，其允許在第一通道21中流動的液體制冷劑流動至第二通道22。液體制冷劑流動區(qū)域32起第二區(qū)域的作用，其允許液體制冷劑流動至第一通道21的下游端。開口 31恰位于作為待由在第一通道21中流動的制冷劑冷卻的零件的半導(dǎo)體元件13下方。根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施方式，引入第一通道21的液體制冷劑朝向第一通道21的下游端或者冷卻裝置11的端壁IlB流動。液體制冷劑的一部分經(jīng)由開口 31流入第二通道22，同時(shí)剩余液體制冷劑進(jìn)一步向下游流經(jīng)液體制冷劑流動區(qū)域32。即，一部分液體制冷劑經(jīng)由開口 31直接流動至第二通道，同時(shí)剩余液體制冷劑流動至第一通道21的下游端，隨后經(jīng)由開口 31進(jìn)入第二通道22。第三優(yōu)選實(shí)施方式提供如下效果以及第一優(yōu)選實(shí)施方式的效果(3)至(7)。(12)在開口 31的相反兩側(cè)形成的液體制冷劑流動區(qū)域28允許第一通道21中的部分液體制冷劑朝向第一通道21的下游端流動。因此，液體制冷劑在第一通道21的整個(gè)內(nèi)部空間中流動，由此抑制冷卻裝置11的冷卻性能降低。(13)恰在待冷卻的零件下方設(shè)置開口 31，液體制冷劑的流動速度增大，由此改進(jìn)冷卻裝置11的冷卻性能。
上文描述的實(shí)施方式可以以如下示例的各種方式修改。根據(jù)本發(fā)明的第一至第三實(shí)施方式，半導(dǎo)體元件13通過金屬電路板14安裝至冷卻裝置11的基部12。替代性地，半導(dǎo)體元件13可以直接安裝于冷卻裝置11的基部12。在本發(fā)明的第一至第三實(shí)施方式中，第一通道21和第二通道22可以以如下方式修改第一通道21的開口面積或橫截面面積小于第二通道22的開口面積或橫截面面積，使得第一通道21的冷卻性能高于第二通道22的冷卻性能。這種修改允許液體制冷劑以比液體制冷劑在第二通道22中流動的速度更高的速度在第一通道21中流動，因此第一通道21的冷卻性能變得高于第二通道22的冷卻性能。本發(fā)明的第一至第三優(yōu)選實(shí)施方式中的內(nèi)部散熱片可以以如下方式修改僅在第一通道21中設(shè)置散熱片，使得第一通道21的冷卻性能高于第二通道22的冷卻性能。在本發(fā)明的第一至第三優(yōu)選實(shí)施方式中，內(nèi)部散熱片可以修改為具有不同形狀， 例如針狀散熱片的形狀。如圖6中示出的，在第一優(yōu)選實(shí)施方式中，開口 33可以修改為具有平面圖中的矩形形狀。在這種情況下，開口 33的相反兩側(cè)的區(qū)域?qū)?yīng)于液體制冷劑流動區(qū)域38。如圖7中不出的,第一優(yōu)選實(shí)施方式的第一內(nèi)部散熱片26可以由直線形內(nèi)部散熱片35替換，而開口 34可以形成為矩形形狀。此外，內(nèi)部散熱片35可以形成為開口 34在相反兩側(cè)處與兩個(gè)外側(cè)內(nèi)部散熱片35相接，使得部分液體制冷劑到達(dá)第一通道21的下游端。在第一通道21中，流經(jīng)橫向側(cè)區(qū)域36的部分液體制冷劑沿著內(nèi)部散熱片35到達(dá)第一通道21的下游端。因此，第一通道21中的橫向側(cè)區(qū)域36用作本發(fā)明的液體制冷劑流動區(qū)域。第一優(yōu)選實(shí)施方式中的開口 25可以修改為使開口 25形成為朝向第一通道21的下游端變寬的三角形。替代性地，第一優(yōu)選實(shí)施方式中的開口 25可以修改為沿著第一通道21中的液體制冷劑流動方向設(shè)置的多個(gè)這種單獨(dú)的開口，每個(gè)開口均朝向第一通道21的下游端變寬。在這種情況下，液體制冷劑流動區(qū)域28也可以形成在任意兩個(gè)相鄰開口 25之間。第二優(yōu)選實(shí)施方式的開口 30A至30C可以布置為朝向第一通道21的下游端具有增大的間隔間距。在這種情況下，開口 30A至30C可以具有相同或不同的開口面積。此外，待形成的開口的數(shù)量可以是兩個(gè)或者多于三個(gè)。第二優(yōu)選實(shí)施方式的開口 30A至30C可以修改為具有與第一優(yōu)選實(shí)施方式相同的梯形形狀。第三優(yōu)選實(shí)施方式的開口 31可以修改為多個(gè)開口。替代性地，開口 31可以修改為矩形、梯形或者三角形形狀中的任一種。
權(quán)利要求
1.一種冷卻裝置(11)，包括 基部(12)； 第一發(fā)熱件(13)，所述第一發(fā)熱件(13)連接至所述基部(12)； 第二發(fā)熱件(15)，所述第二發(fā)熱件(15)連接至所述基部(12)； 第一通道(21)，所述第一通道(21)形成在所述基部(12)中，液體制冷劑經(jīng)由所述第一通道(21)流動以冷卻所述第一發(fā)熱件(13)； 第二通道(22)，所述第二通道(22)形成在所述基部(12)中，液體制冷劑經(jīng)由所述第二通道(22)流動以冷卻所述第二發(fā)熱件(15);和 分隔壁(20)，所述分隔壁(20)布置在所述基部(12)中，所述第一通道(21)和所述第 二通道(22)通過所述分隔壁(20)在所述基部(12)中上下層疊， 其特征在于，所述分隔壁(20)包括第一區(qū)域(25、30A、30B、30C、31、33、34)和第二區(qū)域(28、32、36、37、38)，所述第一區(qū)域(25、30A、30B、30C、31、33、34)敞開以允許所述第一通道(21)中的液體制冷劑流動至所述第二通道(22)中，所述第二區(qū)域(28、32、36、37、38)位于所述第一區(qū)域(25)側(cè)面以允許所述第一通道(21)中的液體制冷劑朝向所述第一通道(21)的下游端流動，所述第一區(qū)域(25、30A、30B、30C、31、33、34)形成為使得所述第一區(qū)域(25、30A、30B、30C、31、33、34)的開口面積大于所述第一通道(21)的沿與所述第一通道(21)中液體制冷劑的流動方向垂直的方向的開口面積。
2.如權(quán)利要求I所述的冷卻裝置(11)，其特征在于，所述第一通道(21)和所述第二通道(22)具有不同的液體制冷劑與所述基部(12)之間的接觸面積。
3.如權(quán)利要求2所述的冷卻裝置(11)，其特征在于，所述第一通道(21)中布置有具有波紋形狀的第一內(nèi)部散熱片(26)，而所述第二通道(22)中布置有具有直線形狀的第二內(nèi)部散熱片(27)。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的冷卻裝置(11)，其特征在于，所述第一區(qū)域是具有梯形形狀的開口(25)，所述開口(25)沿著所述第一通道(21)中的液體制冷劑的流動方向朝向所述第一通道(21)的下游端變寬。
5.如權(quán)利要求I所述的冷卻裝置(11)，其特征在于，所述第一區(qū)域是朝向所述第一通道(21)的下游端以開口面積的升序?qū)R的多個(gè)開口(30A、30B、30C)。
6.如權(quán)利要求5所述的冷卻裝置(11)，其特征在于，各所述開口(30A、30B、30C)的開口面積小于所述第一通道(21)的開口面積。
7.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的冷卻裝置(11)，其特征在于，所述第一區(qū)域是開口(31)，所述開口(31)具有矩形形狀并且定位為使得當(dāng)沿所述第一通道(21)中的液體制冷劑的流動方向觀察時(shí)，所述開口(31)的寬度的中心偏離所述第一通道(21)的寬度的中心。
8.如權(quán)利要求I所述的冷卻裝置(11)，其特征在于，所述第一區(qū)域(25、30A、30B、30C、31、33、34)恰好位于所述第一發(fā)熱件(13)下方處和/或恰好位于所述第二發(fā)熱件(15)上方處。
9.如權(quán)利要求I所述的冷卻裝置(11)，其特征在于，所述第一通道(21)的開口面積小于所述第二通道(22)的開口面積。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷卻裝置，其包括基部、連接至基部的第一發(fā)熱件和第二發(fā)熱件、形成在基部中的第一通道和第二通道、以及布置在基部中的分隔壁。液體制冷劑流經(jīng)第一通道和第二通道以便分別冷卻第一發(fā)熱件和第二發(fā)熱件。第一通道和第二通道在基部中通過分隔壁上下層疊。分隔壁包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域敞開以允許第一通道中的液體制冷劑流動至第二通道，第二區(qū)域位于第一區(qū)域側(cè)面以允許第一通道中的液體制冷劑朝向第一通道的下游端流動。第一區(qū)域形成為使得第一區(qū)域的開口面積大于第一通道的開口面積。
文檔編號H01L23/473GK102751250SQ20121011487
公開日2012年10月24日 申請日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者森昌吾, 西槙介 申請人:株式會社豐田自動織機(jī)