均一相互接続及び冷却用システム
【課題】 電気的に相互接続し、冷却し、かつ自動組立てを可能とする複数の熱発生要素及び／または電気的構成要素を機械的に支持する手段を提供すること。
【解決手段】 一つまたはそれ以上の流体冷却ヒートシンクから成る構造体が説明され、それは、熱発生要素および、熱発生要素とヒートシンクとの間の熱的接触を機械的に強制する１つまたはそれ以上のＵ型スプリングクリップとほぼ接触する。更に、各ヒートシンクは共通壁によって分離された２つの流体充填キャビテイを含み、第１キャビテイ内の流体は１方向に流れ、第２キャビテイ内の流体はそれと逆方向に流れる。構成要素はその位置を補償するバスによって電力を供給され、電源と各構成要素間の電圧降下と等しい電圧降下をもたらす。そのバスは、選択された部分間の電圧降下を増加させるスロットを含むように刻印された平板である。
【解決手段】 一つまたはそれ以上の流体冷却ヒートシンクから成る構造体が説明され、それは、熱発生要素および、熱発生要素とヒートシンクとの間の熱的接触を機械的に強制する１つまたはそれ以上のＵ型スプリングクリップとほぼ接触する。更に、各ヒートシンクは共通壁によって分離された２つの流体充填キャビテイを含み、第１キャビテイ内の流体は１方向に流れ、第２キャビテイ内の流体はそれと逆方向に流れる。構成要素はその位置を補償するバスによって電力を供給され、電源と各構成要素間の電圧降下と等しい電圧降下をもたらす。そのバスは、選択された部分間の電圧降下を増加させるスロットを含むように刻印された平板である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気構成要素の相互接続及び／又は冷却のための装置に関し、さらに詳細には電気装置を電気的に接続かつ冷却するための電力バス及びヒートシンク、ならびにその関連方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
現在、絶縁ゲートバイポーラトランスジスタ（「ＩＧＢＴ」）などのパワースイッチングデバイスが「個別」(discrete)及び「モジュール」部品の両方として商業的にパッケージされている。インターナショナル レクチファイア社（ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ Ｉｎｃ．，）により販売されている一般的なＴＯ−２４７パッケージにより代表されるような個別部品には低パッケージコスト、小型寸法及び低終端インダクタンスの利点がある。代表的な製造コストはＴＯ−２４７パッケージ（ダイ及びリード線結合がより少ない）は約１２ドルである一方で、このパッケージの代表的な終端（導入）インダクタンスはほぼ６ｎＨである。個別パッケージ部品の限界には電気的絶縁及び限定された電流容量が含まれる。ＴＯ−２４７パッケージの最大導入電流容量はほぼ６０Ａである。
【０００３】
モジュールパッケージは個別部品が有する程度まで標準化された状態になっていない。一般的なモジュールパッケージの例はｐｏｗｅｒｅｘ ＣＭ−−ＤＹパッケージである。この形式のパッケージのひとつの利点は大きな総体的ダイ面積をパッケージして高電流定格（１０００Ａ以上）を実現できるほどの能力である。モジュールパッケージの他の利点には半導体と熱移動表面間の電気的絶縁及び多数の半導体ダイを組合せてかなりの機能を単一モジュール内で実現できるほどの能力である。
【０００４】
個別パッケージと比較して、モジュールパッケージにはパッケージコストが増大すること及び終端インダクタンスが増大することを含む多数の欠点が含まれている。モジュール装置の場合は、代表的なパッケージコストがベア シリコン ダイ コストにほぼ等しいのに対して、個別パッケージ装置の場合、パッケージコストはダイコストの５％未満である場合が多い。従って、モジュール装置に対してＶＡ当たりの製造コストは個別装置のほぼ二倍である。さらに、ダイコストがパッケージコストより急速に下降するにともなって、モジュール及び個別部品間のコスト比率が時間とともに増加することが予期される。
【０００５】
モジュールパッケージに関連した終端インダクタンスもダイ電流定格及びスイッチング速度両方が時間とともに増加するにつれて大きな問題になりつつある。最終結果はモジュール部品に対しては、電圧定格はダイ電圧定格以下に著しく−しばしば２０％以上減少されなければならないということである。逆に、個別パッケージ部品に対しては所要電圧の出力を定格より下げることは無視できる。そして次には、個別部品に対しては、これはコストの利点、特にある期間にわたる平均コストの利点を増大する。
【０００６】
個別パッケージ部品にはそれらモジュールの相手方よりも上述の固有の経済的利点がある一方で、この利点はこれらの部品の吸熱、取付けかつ終端に関連したコストによって現在以上に差し引かれてしまう。特に、多数の個別部品をならべなければならない場合、確実に動作を実行可能にするため適当な手段を使用して確実に電流平衡させかつダイ温度を均一にしなければならない。従って、半導体装置を同時に相互接続し、吸熱し、かつ機械的に支持するための、技術的かつ経済的に実行可能な手段が直ぐ使用できるように準備してあれば、完全な電力供給システムの製造コストが著しく低減される状況が存在する。
【０００７】
図１Ａから１Ｃは半導体モジュール５０の使用に基づく電力処理の従来技術設計を説明する図である。半導体モジュール５０は流体流入口５３及び流体流出口５２を有するヒートシンク５１に熱的に接触し、半導体モジュール５０は回路基板５７を介してコンデンサ５６に電気的に接続される、電気的入力終端がバス５４及び５５によって設けられ、かつ半導体モジュール５０は端子５７によって制御されるようになっている。この設計の利点にはコンデンサ５６と半導体モジュール５０間の低インピーダンス相互接続及び空間の効率的使用が含まれる。ただし，半導体モジュールそれ自体は同等に定格を決められた個別半導体部品のコストのほぼ二倍の費用が必要である。
【０００８】
図２Ａ及び２Ｂは個別半導体装置１０の使用に基づく電力処理の従来技術設計を説明する図である。個別半導体装置１０がヒートシンク５１に熱的に接触して水平方向に取付けられ、かつ個別半導体装置１０は回路基板１１を介してコンデンサ５６（及び図示しない他の構成部品）に電気的に接続される。この設計の利点には個別半導体装置１０に関連した低コスト、コンデンサ５６と個別半導体装置１０間の低インピーダンス相互接続、及び市販されているヒートシンクとの設計の互換性が含まれる。しかし、この設計は高組立コスト、回路基板箔抵抗により被る電流制限、高い修理コスト及び空間の非効率的使用を受けやすい。組立コストは構成部品が回路基板の両側に配置されることにより特に高く、回路基板の両側配置は自動化はんだ付けを困難または不可能にする。別個ハードウエアに対しては各半導体装置のヒートシンクへの固定がコストに含まれる。
【０００９】
図３Ａ及び３Ｂは個別半導体装置１０の使用に基づく電力処理の従来技術設計を説明する図である。個別半導体装置１０がヒートシンク５１に熱的に接触して垂直方向に取付けられ、かつそれらは回路基板１１を介してコンデンサ５６（及び図示しない他の構成部品）に電気的に接続される。この設計の利点には個別半導体装置１０に関連した低コスト、コンデンサ５６と個別半導体装置１０間の低インピーダンス相互接続、及び空間の適度な効率的使用が含まれる。この設計には高組立コスト、回路基板箔抵抗により被る電流制限、及び高い修理コストが含まれる。組立コストは構成部品が回路基板の両側に配置されることにより特に高く、回路基板の両側配置は自動化はんだ付けを困難または不可能にする。
【００１０】
従って、システムを付勢しかつ冷却するための、及び、個別半導体装置を同時に相互接続し吸熱しかつ機械的に支持する関連方法のための明確な必要性が存在している。本発明はこれら及び他の必要性を満足しかつ別の関連利点を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記説明から、本発明は付勢及び冷却システム、装置を付勢かつ冷却する関連方法、及びこのようなシステムを作製しかつ取付ける関連方法を提供する。それは効率的かつ経済的に取付けかつ均一な電力レベル及び均一な冷却で使用される電気的構成部品を都合よく提供する。
【００１２】
本発明によれば、個別半導体部品の電気的相互接続、冷却及び機械的支持のため設けられる構造が特定される。この構造の鍵となる要素には通常の回路基板、回路基板の構成部品側に取付けられ、流体で冷却されるヒートシンク、ヒートシンクの前方及び後方面両方に熱的に接触する回路基板に取付けられた半導体装置を強制的に押し込むスプリングクリップ、及び回路基板を様々な構成部品に接続する電気伝導性バスが含まれる。この構造の組立は自動化部品挿入装置及びウエーブはんだづけ装置などの通常の製作手段を使用して全自動化してもよい。
【００１３】
代表的には、ヒートシンクは長方形外側断面及び共通壁によって分離された２つの液体充填内部チャンバを有する押出成形されたアルミニウムチューブである。ヒートシンクの内面には、熱移動を向上させるため、液体の中に突出するフィンが含まれてもよい。ヒートシンクの一端には、２つのチャンバが形成され、このようにして、共通壁に対して流体の向流が起こる。流体に含まれた熱が外部放熱器及びエアーブローによって周囲空気に移動する間、内部流体が外部ポンプによって循環される。
【００１４】
向流流体を有する２つのヒートシンクチャンバを使用する利点（単一チャンバ配置と比較して）はより均一な熱環境がヒートシンクによって冷却される構成部品のため設けられることである。これは多数の半導体部品を並列に接続する場合、均一な温度が静的かつ動的な電流平衡のための要件であるため特に重要である。向流型配置の第２の利点は流体流入口及び流体流出口を単一ユニットに組合せてもよくパッケージ空間及びコストを節約できることである。
【００１５】
ヒートシンクについては、２つのほかの実施形態が識別される。第１のほかの実施形態では、アルミニウム押出品が特定長さに切断され、かつ流体流れをひとつのチャンバからこの領域の次のチャンバへ接続させる隣接領域が実現されるように、一端でフィン及び共通壁の双方が機械加工される。キャップでこの端部を封止し冷却流体を内部チャンバに閉じ込める。ほかの様々なキャップとして、プラグをヒートシンク内に入れてほぼ同一機能を達成することができる。第２のほかの実施形態では、２つの注入成形品部材が二枚貝殻のように結合または溶接されていて、かつ各部材の内面に流体流れの中に突出するピンが含まれている。この後者の構造は第１構造と比較してより優れた熱移動を実現できるが、それにはより高い製作コストがかかる。
【００１６】
いずれかのタイプの別個のヒートシンク部材を共通の２つのチャンバマニホールドと一体にして完成装置の幅に対する長さの望ましい比率を実現する一方で、多数の構成部品の冷却を達成してもよい。ほかの２つのチャンバマニホールドの設計は密に間隔をおいて配置される主流入口及び流出口がマニホールドのため設けられる向流設計などの、または対向端部に主流入口及び主流出口を有する全体にわたって直線設計などの様々な流れ経路を組み込むことができる。別個のヒートシンク部材はヒートシンク流入口及び流出口構成に適合する別々の流入口及び流出口マニホールドとも一体化できる。ほかの構成では、マニホールド及び複数のヒートシンクが単一品として注入成形できる。
【００１７】
高電流の終端は薄板のひとつのエッジから外側へ突出し、回路基板内の位置合わせされた穴を通過して、回路基板の電気的伝導性表面にはんだ付けされるフィンガーを有する特有の金属薄板バスによって実現される。適切なスロット及び切抜部またはそのいずれかの追加により、その所望電流定格が実現されるように個別のフィンガーへの電流分配が制御される。特に、このようなスロット及び切抜部を使用して回路基板へ接続される多数の並列の半導体装置への均一な電流を維持するよう支援する。バス構造を低コストの打抜手段によって製作してもよい。
【００１８】
プロトタイプ３相１００ｋＶＡ ＩＧＢＴスイッチモード増幅器はこの特許の方法を使用して構築されている。増幅器の外形寸法は１０(ｘ１０(ｘ３．５(（流体循環ポンプ、放熱器及び放熱器ファンは上記増幅器の外付けである）。装置接続部と冷却流体間の測定熱インピーダンスはワット当たり摂氏０．０１１度であり、接続部と周囲間の測定測定熱インピーダンスはワット当たり摂氏０．０１６度（放熱器断面は１２(ｘ１２(であり、空気流量は１８００フィート／分）である。
【００１９】
この方法を使用して、インバータ、増幅器、レギュレータなど全電力システムが全自動化手段によって組立てられる。
【００２０】
代表的な組立ステップには、１．コンデンサ、抵抗器、ダイオード、制御部品、及びコネクタなどの熱放散及び関連部品を含む回路基板への構成部品の挿入ステップ、２．ヒートシンクの取付けステップ（ヒートシンクのトングが回路基板スロットに位置合わせしかつ係合する状態で回路基板に適合する下方向の垂直方向動作で）、３．熱放散部品全体にわたる１個又は多数のスプリングクリップの取付けステップ（これは熱放散部品をヒートシンクへクランプさせる）、４．電力終端シートバスの挿入ステップ（回路基板に対して下方向の垂直方向動作で、かつバスフィンガーが回路基板の穴を通過することで）、５．回路基板の「箔側」をウエーブはんだづけするステップ、及び６．回路基板の脱フラックスクリーニングステップが含まれる。
【００２１】
ウエーブはんだづけ及び脱フラックスクリーニングのステップに先だって挿入されるべきすべての構成部品の挿入を必要とすること以外に上記方法はこの順序に限定されない。
【００２２】
上記方法に対する代替は上記方法におけるヒートシンクの代わりに小容器(caddy)、即ち、ダミーヒートシンクの使用を伴う。小容器にはウエーブはんだづけ中好ましい位置に構成部品を保持するように構成部品に適合する溝が含まれることが好ましい。はんだづけが終了後、スプリングクリップ及び小容器を取外す。その後、ヒートシンクは所定位置に移動し、かつその後構成部品はスプリングクリップを使用してヒートシンクの方へクリップされる。上記方法のいずれかで複数のヒートシンクが使用される場合、組立を簡単化するため、回路基板への取り付けに先だってヒートシンクをマニホールドに取付けることが好ましい。
【００２３】
本発明の他の実施形態は整流、変換、周波数変換、調整、電力要因修正または増幅などのスイッチモード電力変換に影響を及ぼすように構成することができる。同様に、線形増幅または線形調整などの線形処理に効果的な構成にすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の原理を実施例を通して説明する添付図面とともに好ましい実施形態の次の詳細な説明から明らかになろう。
【００２５】
システムを相互接続しかつ冷却する方法、装置を冷却しかつ付勢する関連方法及びこのようなシステムを形成しかつ取付ける関連方法を以下に説明する。これらは均一な電力レベル及び均一な冷却により効率的かつ経済的に取付けかつ使用される電気構成部品などの装置のために有利に設けられる。
【００２６】
本発明による付勢かつ冷却される装置、及び装置を均一に冷却しかつ付勢するシステムの第１の好ましい実施形態の部分を図４Ａ−Ｄに示す。装置には回路基板１１に取付けられた個別半導体装置１０が含まれる。システムには流体冷却ヒートシンク１２、流体流入口１６，流体流出口１７，位置合わせトング１８、スプリングクリップ１３及び絶縁パッド１５が含まれる。内部フィン２０はヒートシンクからヒートシンク内を流れる冷却流体への熱移動を向上させる。
【００２７】
半導体装置１０はこれらの部品の冷却面が図４Ｄの断面図に示したようなヒートシンク１２の前方及び後方面両方に接触するように回路基板１１に取付けられる。ヒートシンク１２の前方及び後方面には熱的に伝導性の絶縁パッド１５が一列にならべられ半導体装置１０とヒートシンク１２との間の必要とされる電気的絶縁を実現する。ヒートシンクが電気的に非伝導性材料からから構成されている場合には絶縁パッドは必ずしも必要ではない。スプリングクリップ１３は各半導体装置１０を効果的にクランプしかつ押しつけてヒートシンク１２に熱的に接触させる。
【００２８】
図４Ｅ〜４Ｇに特に示したスプリングクリップ１３は細長ベース５１及び２つの細長壁５２を含む細長い部材であり、各壁はＵ字形状部分を形成する長手方向エッジ５３及び対向する長手方向エッジ５４を有する。細長ベースは細長壁の対向する長手方向エッジをＵ字形状スプリングに接続する。両方の細長壁にはＵ字形状部分エッジから対向する長手方向エッジへ延びる複数のスロット１４が含まれる。
【００２９】
スプリングクリップ１３の細長壁５２の長手方向エッジ５４はＵ字形状に曲折されて組立（及び修理のための分解）中外部ツールがクリップを確実につかみかつ拡げる。特に、全スプリングクリップ機構には２つのハンドル５６が含まれ、各々のハンドルには細長壁５２のＵ字形状長手方向エッジ５３のほぼ全長に取り出し可能に収容されるように構成された細長エッジ５７が含まれる。各ハンドルにはハンドグリップ部分５８も含まれる。ハンドルの細長エッジが細長壁のＵ字形状部分に挿入された状態で、図４Ｇに示すように支点として細長壁の対向エッジを使用してハンドグリップ部分が互いに強く力をかけ合ってＵ字形状部分を離して広げられるように、ハンドル及びスプリングクリップが構成されている。
【００３０】
流体流入口１６及び流体流出口１７の一体要素であることが好ましいタング１８を使用してヒートシンク１２を回路基板１１と効果的に位置合わせすることができる。流体流入口１６及び流体流出口１７の一体要素であることが好ましい取付け足部１９を使用して全組立体を外面に効果的に取付けることができる。
【００３１】
ヒートシンク１２は押出加工によりアルミニウムから製作されることが好ましく、かつ直線であることが好ましい。流体流入口１６及び流体流出口１７はアルミニウム注入成形品であってもよく、またはプラスチックから成形されてもよい。流体流入口１６及び流体流出口１７がアルミニウムに場合には、溶接によってヒートシンク１２と一体にしてもよい。
【００３２】
組立体では、半導体装置１０及び他の構成部品（図示せず）を標準自動化挿入装置を使用して回路基板１１に挿入してもよい。構成部品の挿入後、すべての接続部を標準ウエーブはんだづけ装置を使用してはんだ付けしてもよい。最終ステップで、ヒートシンク１２、流体流入口１６、流体流出口１７及び熱的伝導性絶縁パッド１５から成る組立サブユニットをスロットに係合する位置合わせタング１８で回路基板１１に取付けてもよい。
【００３３】
その後、スプリングクリップ１３をハンドル５６などの外部ツールによって開放された構成体に向かって曲げられ、半導体装置１０の上方に載置しかつ半導体装置１０をヒートシンク１２にクランプさせる。外部ツールはＵ字形状エッジを広げるように構成される様々な意匠のものである。スプリングクリップのスロット１４が各半導体装置へのクランプ力の間の遮断をもたらし、かつそれにより隣接する半導体装置がわずかに異なる厚さを有する場合でも各半導体装置に均一なクランプ力を加えることができる。それ故、このスロットは各半導体装置とヒートシンク間の均一な熱移動の支援をもたらす。
【００３４】
この実施形態の利点には、個別半導体装置を使用する低コスト、標準製作装置を使用した自動化組立による低コスト、半導体部品と冷却流体間の熱の効率的熱移動（即ち、低熱インピーダンス）、及び部品のすべてが回路基板の同一側から垂直方向に突出するため空間の効率的使用が含まれる。図４の実施形態の別の利点は、いくらかの従来技術構成が有するような内部半導体ダイの両側の点とは対照的に半導体装置が内部半導体ダイの直ぐ上の点に加られたクランプ圧を有していることである。これは熱的に伝導性の絶縁パッド１５がヒートシンクと半導体装置間に挟まれる場合、特に改良された熱移動をもたらす。スプリングクリップ配置のなお別の利点は単一高速取付けクリップが多数の半導体装置の精度の良いクランプ力をもたらすことであり、修理が必要な場合、このクリップを速く取外すことができる。
【００３５】
図５Ａ〜５Ｄにヒートシンク１２には、共通壁２３によって分離される２つのチャンバ２１及び２２が含まれる本発明の第２の好ましい実施形態を示す。図５Ｃ〜５Ｄに示すように、フィン２０が両方のキャビテイの内部壁から突出しかつ各チャンバの一端から他端に延びる。ヒートシンクの一端に、フィン２０及び共通壁２３が取外されて冷却流体がチャンバ２１及び２２間に流れるようにする連続領域２６が作成される。キャップ２４がヒートシンクの端部に結合され、流体の封じ込めを提供する。ヒートシンク１２の反対端部に、流入口−流出口端末２５が結合され、この末端装置は第１外部ホース（またはパイプ）からヒートシンクチャンバ２１に流体を送り出すように働き、かつチャンバ２２から第２外部ホース（またはパイプ）に流体を送り出すように働く。半導体装置１０、回路基板１１、スプリングクリップ１３、絶縁パッド１５及び位置合わせタング１８を含む図５の実施形態の他の見地は図４のそれらと同様である。
【００３６】
ヒートシンク１２は押出加工によりアルミニウムから製作される。流体流入口１６及び流体流出口１７は、アルミニウム注入成形品であってもよく、または、非伝導性材料として利点を有するプラスチックから成形されてもよい。流体流入口１６及び流体流出口１７がアルミニウムの場合には、溶接によってヒートシンク１２と一体にしてもよい。
【００３７】
第１の好ましい実施形態の利点に加えて、第２の好ましい実施形態には２つの鍵となる改良がある。第１には、ヒートシンク内流体による流体向流のため（即ち、２つのチャンバの反対方向の流体流れ）、より均一な熱環境が半導体装置１０のため設けられる。これは、それがヒートシンクを通過するにともなって流体が加熱する一方で、流体の平均温度がヒートシンクの長手方向に沿って比較的一定であるため生ずる。これは、それらの内部半導体装置ダイ、即ち、熱発生のそれらの熱中心が共通壁２３の面の共通部に隣接して集められヒートシンクの２つのチャンバから熱効果の平衡を受ける、即ち、各チャンバと半導体装置間のインピーダンスが好ましい等しいレベルにあるように位置決めされる半導体装置によってさらに促進される。
【００３８】
第２の好ましい実施形態の第２の付加的利益は、パッケージ効率がひとつの場所に一体化された流体流入口及び流体流出口機能を有することにより増大されることである。これは流体流入口ホース及び流出口ホースの双方を相互の近くに位置決めする別の利益を有する。
【００３９】
図６Ａ〜６Ｄは溶接継ぎ目３９によりともに溶接される２つの好ましくは同一の機械加工されたアルミニウムまたは注入成形品部品３７及び３８から構成されるピン状フィン ヒートシンクと呼ばれる別のヒートシンク部材を有する第３の好ましい実施形態を示す。内部ピン２７が図６Ｃ〜６Ｄに示すようにヒートシンク内部壁から突出する。共通壁２３は内部チャンバ２１及び２２を分離するように働く。このヒートシンク３６には図６Ｃから見られるように、キャップ２４は必要ない。図５Ａ〜５Ｄの実施形態と同様に、流入口−流出口端末は開放端部に溶接または結合される。共通壁２３を通してのチャンバ２１及び２２間の小さな流体リークが熱性能に関する無視できる効果しか有していないので、共通壁２３の２つの半分を結合することは必ずしも必要ではない。同様に、共通壁２３を流入口−流出口端末装置２５の内部仕切り部分に結合することも必ずしも必要ではないことに留意しなければならない。
【００４０】
図４Ａ〜４Ｄ及び５Ａ〜５Ｄに示す押出成形されたヒートシンク構造と比較して、ピン状フィン構造の主な利点は改良された熱移動である。ただし，ピン状フィン構造はより高い製作コストに見舞われる可能性がある。
【００４１】
図７Ａ〜７Ｄは２つの集電電力バス２９の追加した状態の本発明の第２の好ましい実施形態を示す。各電力バス２９には、ひとつのエッジから突出しかつ回路基板１１の位置合わせされた穴を通過して回路基板の箔素子へ電流分布を与えるフィンガー３１（即ち、別々の接続端末装置）が含まれる。個別フィンガー間に電流の望ましい比率を与えるため例えば、図示したおおよその場所にスロット３０を加える。
【００４２】
スロット３０の幅が増大するにつれてかつバスの底部エッジの近さが減少するにつれて近接フィンガーに関連した有効抵抗が増大し、これは当該フィンガーに関連した比例電流を低減する効果を有する。
【００４３】
多数の半導体装置１０が並べられた場合には、通常のスロットを入れないバスによる接続は不均一電流をもたらす欠点を有する。即ち、バスの端末装置部から最も離れた装置がバス内の電圧降下のため減少した電流を受け入れかつ対応する。逆に、図７Ｂに示すスロットを入れたバスは主要な端末装置部とそれぞれのフィンガー３１の各々との間の等しい電圧降下を実現する能力を有する。これは等しく分配されるべき電流のため設けられ、電圧スパイク、スイッチング応力及び捕捉エネルギー損失を最小にする。
【００４４】
解りやすくするためただひとつの電力バス２９を示す。実際の適用においては、２個又は多数の電力バスが使用されるはずである。これらが金属薄板から打抜きされ、回路基板に差し込まれかつ他の構成部品と共に基板にウエーブはんだづけされるため、これらの電力バスは安価である。図７の電力バスの他の利点はそれが垂直方向に向けられていることである。バスが関連構成部品全体にわたって覆わずまたは捕捉しないため、このようなパッケージが効率的である。さらに、バスは回路基板で非直線の一連の接続部を形成するため曲げられてもよい。
【００４５】
より一般的な観点からみて、電力バスは調整された電圧降下で特定の場所を相互接続する形状及び組成により構成される。図７Ｂに示した開放終端スロットではなくて、バスには所定場所間の電圧降下を増大する他の構成が含まれる。例えば、図７Ｅに示すように、楕円形切抜部６１が接続端子３１及び主要端子６３などの特定場所間に配置され、様々な長さ及び幅を有する多数の電流経路６２（即ち、フィンガー）を形成する。いずれの場合でも、ギャップを使用して選択端子間の所定電圧降下を生じさせて所望電圧プロファイルを実現する。さらに、バスバーの厚さ、組成、または他のプロパテイを変化させて電圧降下ならびに上記特性の組合せを制御する。
【００４６】
図８Ａ〜８Ｄは第２の好ましい実施形態との類似性を有しかつ好ましくは上記電力バスを内蔵する第４の好ましい実施の形態を示す。この実施形態には、３つの（または他の数の）ヒートシンクを相互接続する２つのチャンバに閉じこめられたマニホールド３２が含まれる。図８Ｄに示すように、２つのマニホールドチャンバは共通壁３６によって分離される。この構成により、パイプまたはホースからの流入口流体流れが第１マニホールドチャンバ３４へ向けて送り出されるように流体流入口１６がマニホールドと流体連通する。同様に、パイプまたはホースからの流出口流体流れが第２マニホールドチャンバ３５から流出口ホースまたはパイプへ向けて送り出されるように流体流出口１７がマニホールド３２と流体連通する。第１マニホールドチャンバ３４が各ヒートシンク１２の第１チャンバ２１に隣接するように、二重チャンバヒートシンク１２はマニホールド３２と一体にされる。半導体装置１０、回路基板１１、スプリングクリップ１３、及び電力バス２９などの本発明の他の要素は解りやすくするため図示しない。
【００４７】
この実施形態の利点は回路基板の全寸法比率が望みどおりに好ましい値を実現するようにコントロールできることである。この構成はマニホールド３２の右左両側に一体にされたヒートシンク１２を含むように変えられることになっている。マニホールドがヒートシンクの両端部に含まれる機構とは対照的に、ただひとつのマニホールドを使用する事実が、付加的な開放空間が高電流バスのため設けられるという利点である。ただし，ヒートシンクの第１の好ましい実施形態を使用きることになっているこのような構成は本発明の適用範囲内である。
【００４８】
本発明の実施形態のいくつかの適用において、様々なレベルで熱を発生する装置を補償することが好ましい。それ故、本発明の実施形態により装置の加熱速度に基づいてヒートシンクにより様々な流体束速度がもたらされる。このようなシステムは、（ポンプなどの）流体ソースが冷却流体を制御可能な速度でヒートシンクを通るようにポンプによって送るように構成されることがおそらく要求される。さらに、このようなシステムは熱が装置によって発生する速度の関数としてヒートシンクを通る流体の流れ速度を制御するように構成されたコントローラがおそらく要求される。熱発生速度に関する情報はセンサを基本とすることができ、または慣例に基づくこともでき、適用によって異なる。
【００４９】
上記説明から、本発明が付勢及び冷却システム、装置を付勢かつ冷却する関連方法、及びこのようなシステムを作製しかつ取付ける関連方法を提供することが正当に評価されよう。それらは効率的かつ経済的に取付けかつ均一な電力レベル及び均一な冷却で使用される電気的構成部品を都合よく提供する。
【００５０】
本発明の特定の形態を説明かつ図示してきたが、本発明の精神及び適用範囲から逸脱することなく各種変形実施例を形成しうることが明らかになろう。特に、本発明のヒートシンク、マニホールド、及び電力バスを相乗作用群として使用して単一付勢及び冷却システムを形成すること、及び製造するのに好ましい方法を採用しかつ本発明を使用することが好ましく、本発明の他の実施形態はそれだけには限定されない。実際、本発明のこのような要素が適用される広範囲の様々な適用分野が存在する。
【００５１】
それ故、好ましい実施の形態のみを参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明から逸脱することなく各種変形実施例を形成しうることは通常の当業者により正当に評価されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】半導体モジュールを使用する第１従来技術電力処理ユニットの平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの従来技術電力処理ユニットの正面図である。
【図１Ｃ】図１Ａの従来技術電力処理ユニットの左側面図である。
【図２Ａ】水平方向に取付けられる個別半導体部品を使用する第２従来技術電力処理ユニットの平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの従来技術電力処理ユニットの正面図である。
【図３Ａ】垂直方向に取付けられる個別半導体部品を使用する第３従来技術電力処理ユニットの平面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの従来技術電力処理ユニットの正面図である。
【図４Ａ】本発明のヒートシンク及びスプリングクリップ機構を含む電力処理ユニットの第１の好ましい実施形態の平面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す機構の正面図である。
【図４Ｃ】図４Ａに示す機構を、図４Ｂの線Ａ−Ａに沿って取った断面図である。
【図４Ｄ】図４Ａに示す機構を、図４Ｂの線Ｂ−Ｂに沿って取った断面図である。
【図４Ｅ】図４Ａのヒートシンク及びスプリングクリップ機構で使用されるように構成されたスプリングクリップの斜視図である。
【図４Ｆ】スプリングクリップ用の２つのハンドルを有する、図４Ｅのスプリングクリップの斜視図である。
【図４Ｇ】曲げられた位置にあるスプリングクリップを有する、図４Ｆのスプリングクリップ及びハンドルの側面図である。
【図５Ａ】本発明の第２の好ましい実施形態の平面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す実施形態の正面図である。
【図５Ｃ】図５Ａに示す実施形態の正面図の断面を示す図である。
【図５Ｄ】図５Ａに示す実施形態の側面図の断面を示す図である。
【図６Ａ】本発明のヒートシンクの第３の好ましい実施形態の平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示すヒートシンクの正面図である。
【図６Ｃ】図６Ａに示すヒートシンクの正面図の断面を示す図である。
【図６Ｄ】図６Ａに示すヒートシンクの側面図の断面を示す図である。
【図７Ａ】図４Ａに示す電力処理ユニットの第１の好ましい実施形態の、今度は２つの電力バスを含む平面図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示すような電力バスの正面図である。
【図７Ｃ】図７Ａに示す機構の正面図である。
【図７Ｄ】図７Ａに示す機構を、図７Ｃの線Ｂ−Ｂに沿って取った断面図である。
【図７Ｅ】図７Ａに示すような電力バスのほかの実施形態の正面図である。
【図８Ａ】３つのヒートシンク及びマニホールドを含む、本発明の第４の好ましい実施形態の平面図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示す実施形態の正面図である。
【図８Ｃ】図８Ａに示す実施形態の側面図である。
【図８Ｄ】図８Ａに示す実施形態を、図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取った断面図である。
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気構成要素の相互接続及び／又は冷却のための装置に関し、さらに詳細には電気装置を電気的に接続かつ冷却するための電力バス及びヒートシンク、ならびにその関連方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
現在、絶縁ゲートバイポーラトランスジスタ（「ＩＧＢＴ」）などのパワースイッチングデバイスが「個別」(discrete)及び「モジュール」部品の両方として商業的にパッケージされている。インターナショナル レクチファイア社（ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ Ｉｎｃ．，）により販売されている一般的なＴＯ−２４７パッケージにより代表されるような個別部品には低パッケージコスト、小型寸法及び低終端インダクタンスの利点がある。代表的な製造コストはＴＯ−２４７パッケージ（ダイ及びリード線結合がより少ない）は約１２ドルである一方で、このパッケージの代表的な終端（導入）インダクタンスはほぼ６ｎＨである。個別パッケージ部品の限界には電気的絶縁及び限定された電流容量が含まれる。ＴＯ−２４７パッケージの最大導入電流容量はほぼ６０Ａである。
【０００３】
モジュールパッケージは個別部品が有する程度まで標準化された状態になっていない。一般的なモジュールパッケージの例はｐｏｗｅｒｅｘ ＣＭ−−ＤＹパッケージである。この形式のパッケージのひとつの利点は大きな総体的ダイ面積をパッケージして高電流定格（１０００Ａ以上）を実現できるほどの能力である。モジュールパッケージの他の利点には半導体と熱移動表面間の電気的絶縁及び多数の半導体ダイを組合せてかなりの機能を単一モジュール内で実現できるほどの能力である。
【０００４】
個別パッケージと比較して、モジュールパッケージにはパッケージコストが増大すること及び終端インダクタンスが増大することを含む多数の欠点が含まれている。モジュール装置の場合は、代表的なパッケージコストがベア シリコン ダイ コストにほぼ等しいのに対して、個別パッケージ装置の場合、パッケージコストはダイコストの５％未満である場合が多い。従って、モジュール装置に対してＶＡ当たりの製造コストは個別装置のほぼ二倍である。さらに、ダイコストがパッケージコストより急速に下降するにともなって、モジュール及び個別部品間のコスト比率が時間とともに増加することが予期される。
【０００５】
モジュールパッケージに関連した終端インダクタンスもダイ電流定格及びスイッチング速度両方が時間とともに増加するにつれて大きな問題になりつつある。最終結果はモジュール部品に対しては、電圧定格はダイ電圧定格以下に著しく−しばしば２０％以上減少されなければならないということである。逆に、個別パッケージ部品に対しては所要電圧の出力を定格より下げることは無視できる。そして次には、個別部品に対しては、これはコストの利点、特にある期間にわたる平均コストの利点を増大する。
【０００６】
個別パッケージ部品にはそれらモジュールの相手方よりも上述の固有の経済的利点がある一方で、この利点はこれらの部品の吸熱、取付けかつ終端に関連したコストによって現在以上に差し引かれてしまう。特に、多数の個別部品をならべなければならない場合、確実に動作を実行可能にするため適当な手段を使用して確実に電流平衡させかつダイ温度を均一にしなければならない。従って、半導体装置を同時に相互接続し、吸熱し、かつ機械的に支持するための、技術的かつ経済的に実行可能な手段が直ぐ使用できるように準備してあれば、完全な電力供給システムの製造コストが著しく低減される状況が存在する。
【０００７】
図１Ａから１Ｃは半導体モジュール５０の使用に基づく電力処理の従来技術設計を説明する図である。半導体モジュール５０は流体流入口５３及び流体流出口５２を有するヒートシンク５１に熱的に接触し、半導体モジュール５０は回路基板５７を介してコンデンサ５６に電気的に接続される、電気的入力終端がバス５４及び５５によって設けられ、かつ半導体モジュール５０は端子５７によって制御されるようになっている。この設計の利点にはコンデンサ５６と半導体モジュール５０間の低インピーダンス相互接続及び空間の効率的使用が含まれる。ただし，半導体モジュールそれ自体は同等に定格を決められた個別半導体部品のコストのほぼ二倍の費用が必要である。
【０００８】
図２Ａ及び２Ｂは個別半導体装置１０の使用に基づく電力処理の従来技術設計を説明する図である。個別半導体装置１０がヒートシンク５１に熱的に接触して水平方向に取付けられ、かつ個別半導体装置１０は回路基板１１を介してコンデンサ５６（及び図示しない他の構成部品）に電気的に接続される。この設計の利点には個別半導体装置１０に関連した低コスト、コンデンサ５６と個別半導体装置１０間の低インピーダンス相互接続、及び市販されているヒートシンクとの設計の互換性が含まれる。しかし、この設計は高組立コスト、回路基板箔抵抗により被る電流制限、高い修理コスト及び空間の非効率的使用を受けやすい。組立コストは構成部品が回路基板の両側に配置されることにより特に高く、回路基板の両側配置は自動化はんだ付けを困難または不可能にする。別個ハードウエアに対しては各半導体装置のヒートシンクへの固定がコストに含まれる。
【０００９】
図３Ａ及び３Ｂは個別半導体装置１０の使用に基づく電力処理の従来技術設計を説明する図である。個別半導体装置１０がヒートシンク５１に熱的に接触して垂直方向に取付けられ、かつそれらは回路基板１１を介してコンデンサ５６（及び図示しない他の構成部品）に電気的に接続される。この設計の利点には個別半導体装置１０に関連した低コスト、コンデンサ５６と個別半導体装置１０間の低インピーダンス相互接続、及び空間の適度な効率的使用が含まれる。この設計には高組立コスト、回路基板箔抵抗により被る電流制限、及び高い修理コストが含まれる。組立コストは構成部品が回路基板の両側に配置されることにより特に高く、回路基板の両側配置は自動化はんだ付けを困難または不可能にする。
【００１０】
従って、システムを付勢しかつ冷却するための、及び、個別半導体装置を同時に相互接続し吸熱しかつ機械的に支持する関連方法のための明確な必要性が存在している。本発明はこれら及び他の必要性を満足しかつ別の関連利点を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記説明から、本発明は付勢及び冷却システム、装置を付勢かつ冷却する関連方法、及びこのようなシステムを作製しかつ取付ける関連方法を提供する。それは効率的かつ経済的に取付けかつ均一な電力レベル及び均一な冷却で使用される電気的構成部品を都合よく提供する。
【００１２】
本発明によれば、個別半導体部品の電気的相互接続、冷却及び機械的支持のため設けられる構造が特定される。この構造の鍵となる要素には通常の回路基板、回路基板の構成部品側に取付けられ、流体で冷却されるヒートシンク、ヒートシンクの前方及び後方面両方に熱的に接触する回路基板に取付けられた半導体装置を強制的に押し込むスプリングクリップ、及び回路基板を様々な構成部品に接続する電気伝導性バスが含まれる。この構造の組立は自動化部品挿入装置及びウエーブはんだづけ装置などの通常の製作手段を使用して全自動化してもよい。
【００１３】
代表的には、ヒートシンクは長方形外側断面及び共通壁によって分離された２つの液体充填内部チャンバを有する押出成形されたアルミニウムチューブである。ヒートシンクの内面には、熱移動を向上させるため、液体の中に突出するフィンが含まれてもよい。ヒートシンクの一端には、２つのチャンバが形成され、このようにして、共通壁に対して流体の向流が起こる。流体に含まれた熱が外部放熱器及びエアーブローによって周囲空気に移動する間、内部流体が外部ポンプによって循環される。
【００１４】
向流流体を有する２つのヒートシンクチャンバを使用する利点（単一チャンバ配置と比較して）はより均一な熱環境がヒートシンクによって冷却される構成部品のため設けられることである。これは多数の半導体部品を並列に接続する場合、均一な温度が静的かつ動的な電流平衡のための要件であるため特に重要である。向流型配置の第２の利点は流体流入口及び流体流出口を単一ユニットに組合せてもよくパッケージ空間及びコストを節約できることである。
【００１５】
ヒートシンクについては、２つのほかの実施形態が識別される。第１のほかの実施形態では、アルミニウム押出品が特定長さに切断され、かつ流体流れをひとつのチャンバからこの領域の次のチャンバへ接続させる隣接領域が実現されるように、一端でフィン及び共通壁の双方が機械加工される。キャップでこの端部を封止し冷却流体を内部チャンバに閉じ込める。ほかの様々なキャップとして、プラグをヒートシンク内に入れてほぼ同一機能を達成することができる。第２のほかの実施形態では、２つの注入成形品部材が二枚貝殻のように結合または溶接されていて、かつ各部材の内面に流体流れの中に突出するピンが含まれている。この後者の構造は第１構造と比較してより優れた熱移動を実現できるが、それにはより高い製作コストがかかる。
【００１６】
いずれかのタイプの別個のヒートシンク部材を共通の２つのチャンバマニホールドと一体にして完成装置の幅に対する長さの望ましい比率を実現する一方で、多数の構成部品の冷却を達成してもよい。ほかの２つのチャンバマニホールドの設計は密に間隔をおいて配置される主流入口及び流出口がマニホールドのため設けられる向流設計などの、または対向端部に主流入口及び主流出口を有する全体にわたって直線設計などの様々な流れ経路を組み込むことができる。別個のヒートシンク部材はヒートシンク流入口及び流出口構成に適合する別々の流入口及び流出口マニホールドとも一体化できる。ほかの構成では、マニホールド及び複数のヒートシンクが単一品として注入成形できる。
【００１７】
高電流の終端は薄板のひとつのエッジから外側へ突出し、回路基板内の位置合わせされた穴を通過して、回路基板の電気的伝導性表面にはんだ付けされるフィンガーを有する特有の金属薄板バスによって実現される。適切なスロット及び切抜部またはそのいずれかの追加により、その所望電流定格が実現されるように個別のフィンガーへの電流分配が制御される。特に、このようなスロット及び切抜部を使用して回路基板へ接続される多数の並列の半導体装置への均一な電流を維持するよう支援する。バス構造を低コストの打抜手段によって製作してもよい。
【００１８】
プロトタイプ３相１００ｋＶＡ ＩＧＢＴスイッチモード増幅器はこの特許の方法を使用して構築されている。増幅器の外形寸法は１０(ｘ１０(ｘ３．５(（流体循環ポンプ、放熱器及び放熱器ファンは上記増幅器の外付けである）。装置接続部と冷却流体間の測定熱インピーダンスはワット当たり摂氏０．０１１度であり、接続部と周囲間の測定測定熱インピーダンスはワット当たり摂氏０．０１６度（放熱器断面は１２(ｘ１２(であり、空気流量は１８００フィート／分）である。
【００１９】
この方法を使用して、インバータ、増幅器、レギュレータなど全電力システムが全自動化手段によって組立てられる。
【００２０】
代表的な組立ステップには、１．コンデンサ、抵抗器、ダイオード、制御部品、及びコネクタなどの熱放散及び関連部品を含む回路基板への構成部品の挿入ステップ、２．ヒートシンクの取付けステップ（ヒートシンクのトングが回路基板スロットに位置合わせしかつ係合する状態で回路基板に適合する下方向の垂直方向動作で）、３．熱放散部品全体にわたる１個又は多数のスプリングクリップの取付けステップ（これは熱放散部品をヒートシンクへクランプさせる）、４．電力終端シートバスの挿入ステップ（回路基板に対して下方向の垂直方向動作で、かつバスフィンガーが回路基板の穴を通過することで）、５．回路基板の「箔側」をウエーブはんだづけするステップ、及び６．回路基板の脱フラックスクリーニングステップが含まれる。
【００２１】
ウエーブはんだづけ及び脱フラックスクリーニングのステップに先だって挿入されるべきすべての構成部品の挿入を必要とすること以外に上記方法はこの順序に限定されない。
【００２２】
上記方法に対する代替は上記方法におけるヒートシンクの代わりに小容器(caddy)、即ち、ダミーヒートシンクの使用を伴う。小容器にはウエーブはんだづけ中好ましい位置に構成部品を保持するように構成部品に適合する溝が含まれることが好ましい。はんだづけが終了後、スプリングクリップ及び小容器を取外す。その後、ヒートシンクは所定位置に移動し、かつその後構成部品はスプリングクリップを使用してヒートシンクの方へクリップされる。上記方法のいずれかで複数のヒートシンクが使用される場合、組立を簡単化するため、回路基板への取り付けに先だってヒートシンクをマニホールドに取付けることが好ましい。
【００２３】
本発明の他の実施形態は整流、変換、周波数変換、調整、電力要因修正または増幅などのスイッチモード電力変換に影響を及ぼすように構成することができる。同様に、線形増幅または線形調整などの線形処理に効果的な構成にすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の原理を実施例を通して説明する添付図面とともに好ましい実施形態の次の詳細な説明から明らかになろう。
【００２５】
システムを相互接続しかつ冷却する方法、装置を冷却しかつ付勢する関連方法及びこのようなシステムを形成しかつ取付ける関連方法を以下に説明する。これらは均一な電力レベル及び均一な冷却により効率的かつ経済的に取付けかつ使用される電気構成部品などの装置のために有利に設けられる。
【００２６】
本発明による付勢かつ冷却される装置、及び装置を均一に冷却しかつ付勢するシステムの第１の好ましい実施形態の部分を図４Ａ−Ｄに示す。装置には回路基板１１に取付けられた個別半導体装置１０が含まれる。システムには流体冷却ヒートシンク１２、流体流入口１６，流体流出口１７，位置合わせトング１８、スプリングクリップ１３及び絶縁パッド１５が含まれる。内部フィン２０はヒートシンクからヒートシンク内を流れる冷却流体への熱移動を向上させる。
【００２７】
半導体装置１０はこれらの部品の冷却面が図４Ｄの断面図に示したようなヒートシンク１２の前方及び後方面両方に接触するように回路基板１１に取付けられる。ヒートシンク１２の前方及び後方面には熱的に伝導性の絶縁パッド１５が一列にならべられ半導体装置１０とヒートシンク１２との間の必要とされる電気的絶縁を実現する。ヒートシンクが電気的に非伝導性材料からから構成されている場合には絶縁パッドは必ずしも必要ではない。スプリングクリップ１３は各半導体装置１０を効果的にクランプしかつ押しつけてヒートシンク１２に熱的に接触させる。
【００２８】
図４Ｅ〜４Ｇに特に示したスプリングクリップ１３は細長ベース５１及び２つの細長壁５２を含む細長い部材であり、各壁はＵ字形状部分を形成する長手方向エッジ５３及び対向する長手方向エッジ５４を有する。細長ベースは細長壁の対向する長手方向エッジをＵ字形状スプリングに接続する。両方の細長壁にはＵ字形状部分エッジから対向する長手方向エッジへ延びる複数のスロット１４が含まれる。
【００２９】
スプリングクリップ１３の細長壁５２の長手方向エッジ５４はＵ字形状に曲折されて組立（及び修理のための分解）中外部ツールがクリップを確実につかみかつ拡げる。特に、全スプリングクリップ機構には２つのハンドル５６が含まれ、各々のハンドルには細長壁５２のＵ字形状長手方向エッジ５３のほぼ全長に取り出し可能に収容されるように構成された細長エッジ５７が含まれる。各ハンドルにはハンドグリップ部分５８も含まれる。ハンドルの細長エッジが細長壁のＵ字形状部分に挿入された状態で、図４Ｇに示すように支点として細長壁の対向エッジを使用してハンドグリップ部分が互いに強く力をかけ合ってＵ字形状部分を離して広げられるように、ハンドル及びスプリングクリップが構成されている。
【００３０】
流体流入口１６及び流体流出口１７の一体要素であることが好ましいタング１８を使用してヒートシンク１２を回路基板１１と効果的に位置合わせすることができる。流体流入口１６及び流体流出口１７の一体要素であることが好ましい取付け足部１９を使用して全組立体を外面に効果的に取付けることができる。
【００３１】
ヒートシンク１２は押出加工によりアルミニウムから製作されることが好ましく、かつ直線であることが好ましい。流体流入口１６及び流体流出口１７はアルミニウム注入成形品であってもよく、またはプラスチックから成形されてもよい。流体流入口１６及び流体流出口１７がアルミニウムに場合には、溶接によってヒートシンク１２と一体にしてもよい。
【００３２】
組立体では、半導体装置１０及び他の構成部品（図示せず）を標準自動化挿入装置を使用して回路基板１１に挿入してもよい。構成部品の挿入後、すべての接続部を標準ウエーブはんだづけ装置を使用してはんだ付けしてもよい。最終ステップで、ヒートシンク１２、流体流入口１６、流体流出口１７及び熱的伝導性絶縁パッド１５から成る組立サブユニットをスロットに係合する位置合わせタング１８で回路基板１１に取付けてもよい。
【００３３】
その後、スプリングクリップ１３をハンドル５６などの外部ツールによって開放された構成体に向かって曲げられ、半導体装置１０の上方に載置しかつ半導体装置１０をヒートシンク１２にクランプさせる。外部ツールはＵ字形状エッジを広げるように構成される様々な意匠のものである。スプリングクリップのスロット１４が各半導体装置へのクランプ力の間の遮断をもたらし、かつそれにより隣接する半導体装置がわずかに異なる厚さを有する場合でも各半導体装置に均一なクランプ力を加えることができる。それ故、このスロットは各半導体装置とヒートシンク間の均一な熱移動の支援をもたらす。
【００３４】
この実施形態の利点には、個別半導体装置を使用する低コスト、標準製作装置を使用した自動化組立による低コスト、半導体部品と冷却流体間の熱の効率的熱移動（即ち、低熱インピーダンス）、及び部品のすべてが回路基板の同一側から垂直方向に突出するため空間の効率的使用が含まれる。図４の実施形態の別の利点は、いくらかの従来技術構成が有するような内部半導体ダイの両側の点とは対照的に半導体装置が内部半導体ダイの直ぐ上の点に加られたクランプ圧を有していることである。これは熱的に伝導性の絶縁パッド１５がヒートシンクと半導体装置間に挟まれる場合、特に改良された熱移動をもたらす。スプリングクリップ配置のなお別の利点は単一高速取付けクリップが多数の半導体装置の精度の良いクランプ力をもたらすことであり、修理が必要な場合、このクリップを速く取外すことができる。
【００３５】
図５Ａ〜５Ｄにヒートシンク１２には、共通壁２３によって分離される２つのチャンバ２１及び２２が含まれる本発明の第２の好ましい実施形態を示す。図５Ｃ〜５Ｄに示すように、フィン２０が両方のキャビテイの内部壁から突出しかつ各チャンバの一端から他端に延びる。ヒートシンクの一端に、フィン２０及び共通壁２３が取外されて冷却流体がチャンバ２１及び２２間に流れるようにする連続領域２６が作成される。キャップ２４がヒートシンクの端部に結合され、流体の封じ込めを提供する。ヒートシンク１２の反対端部に、流入口−流出口端末２５が結合され、この末端装置は第１外部ホース（またはパイプ）からヒートシンクチャンバ２１に流体を送り出すように働き、かつチャンバ２２から第２外部ホース（またはパイプ）に流体を送り出すように働く。半導体装置１０、回路基板１１、スプリングクリップ１３、絶縁パッド１５及び位置合わせタング１８を含む図５の実施形態の他の見地は図４のそれらと同様である。
【００３６】
ヒートシンク１２は押出加工によりアルミニウムから製作される。流体流入口１６及び流体流出口１７は、アルミニウム注入成形品であってもよく、または、非伝導性材料として利点を有するプラスチックから成形されてもよい。流体流入口１６及び流体流出口１７がアルミニウムの場合には、溶接によってヒートシンク１２と一体にしてもよい。
【００３７】
第１の好ましい実施形態の利点に加えて、第２の好ましい実施形態には２つの鍵となる改良がある。第１には、ヒートシンク内流体による流体向流のため（即ち、２つのチャンバの反対方向の流体流れ）、より均一な熱環境が半導体装置１０のため設けられる。これは、それがヒートシンクを通過するにともなって流体が加熱する一方で、流体の平均温度がヒートシンクの長手方向に沿って比較的一定であるため生ずる。これは、それらの内部半導体装置ダイ、即ち、熱発生のそれらの熱中心が共通壁２３の面の共通部に隣接して集められヒートシンクの２つのチャンバから熱効果の平衡を受ける、即ち、各チャンバと半導体装置間のインピーダンスが好ましい等しいレベルにあるように位置決めされる半導体装置によってさらに促進される。
【００３８】
第２の好ましい実施形態の第２の付加的利益は、パッケージ効率がひとつの場所に一体化された流体流入口及び流体流出口機能を有することにより増大されることである。これは流体流入口ホース及び流出口ホースの双方を相互の近くに位置決めする別の利益を有する。
【００３９】
図６Ａ〜６Ｄは溶接継ぎ目３９によりともに溶接される２つの好ましくは同一の機械加工されたアルミニウムまたは注入成形品部品３７及び３８から構成されるピン状フィン ヒートシンクと呼ばれる別のヒートシンク部材を有する第３の好ましい実施形態を示す。内部ピン２７が図６Ｃ〜６Ｄに示すようにヒートシンク内部壁から突出する。共通壁２３は内部チャンバ２１及び２２を分離するように働く。このヒートシンク３６には図６Ｃから見られるように、キャップ２４は必要ない。図５Ａ〜５Ｄの実施形態と同様に、流入口−流出口端末は開放端部に溶接または結合される。共通壁２３を通してのチャンバ２１及び２２間の小さな流体リークが熱性能に関する無視できる効果しか有していないので、共通壁２３の２つの半分を結合することは必ずしも必要ではない。同様に、共通壁２３を流入口−流出口端末装置２５の内部仕切り部分に結合することも必ずしも必要ではないことに留意しなければならない。
【００４０】
図４Ａ〜４Ｄ及び５Ａ〜５Ｄに示す押出成形されたヒートシンク構造と比較して、ピン状フィン構造の主な利点は改良された熱移動である。ただし，ピン状フィン構造はより高い製作コストに見舞われる可能性がある。
【００４１】
図７Ａ〜７Ｄは２つの集電電力バス２９の追加した状態の本発明の第２の好ましい実施形態を示す。各電力バス２９には、ひとつのエッジから突出しかつ回路基板１１の位置合わせされた穴を通過して回路基板の箔素子へ電流分布を与えるフィンガー３１（即ち、別々の接続端末装置）が含まれる。個別フィンガー間に電流の望ましい比率を与えるため例えば、図示したおおよその場所にスロット３０を加える。
【００４２】
スロット３０の幅が増大するにつれてかつバスの底部エッジの近さが減少するにつれて近接フィンガーに関連した有効抵抗が増大し、これは当該フィンガーに関連した比例電流を低減する効果を有する。
【００４３】
多数の半導体装置１０が並べられた場合には、通常のスロットを入れないバスによる接続は不均一電流をもたらす欠点を有する。即ち、バスの端末装置部から最も離れた装置がバス内の電圧降下のため減少した電流を受け入れかつ対応する。逆に、図７Ｂに示すスロットを入れたバスは主要な端末装置部とそれぞれのフィンガー３１の各々との間の等しい電圧降下を実現する能力を有する。これは等しく分配されるべき電流のため設けられ、電圧スパイク、スイッチング応力及び捕捉エネルギー損失を最小にする。
【００４４】
解りやすくするためただひとつの電力バス２９を示す。実際の適用においては、２個又は多数の電力バスが使用されるはずである。これらが金属薄板から打抜きされ、回路基板に差し込まれかつ他の構成部品と共に基板にウエーブはんだづけされるため、これらの電力バスは安価である。図７の電力バスの他の利点はそれが垂直方向に向けられていることである。バスが関連構成部品全体にわたって覆わずまたは捕捉しないため、このようなパッケージが効率的である。さらに、バスは回路基板で非直線の一連の接続部を形成するため曲げられてもよい。
【００４５】
より一般的な観点からみて、電力バスは調整された電圧降下で特定の場所を相互接続する形状及び組成により構成される。図７Ｂに示した開放終端スロットではなくて、バスには所定場所間の電圧降下を増大する他の構成が含まれる。例えば、図７Ｅに示すように、楕円形切抜部６１が接続端子３１及び主要端子６３などの特定場所間に配置され、様々な長さ及び幅を有する多数の電流経路６２（即ち、フィンガー）を形成する。いずれの場合でも、ギャップを使用して選択端子間の所定電圧降下を生じさせて所望電圧プロファイルを実現する。さらに、バスバーの厚さ、組成、または他のプロパテイを変化させて電圧降下ならびに上記特性の組合せを制御する。
【００４６】
図８Ａ〜８Ｄは第２の好ましい実施形態との類似性を有しかつ好ましくは上記電力バスを内蔵する第４の好ましい実施の形態を示す。この実施形態には、３つの（または他の数の）ヒートシンクを相互接続する２つのチャンバに閉じこめられたマニホールド３２が含まれる。図８Ｄに示すように、２つのマニホールドチャンバは共通壁３６によって分離される。この構成により、パイプまたはホースからの流入口流体流れが第１マニホールドチャンバ３４へ向けて送り出されるように流体流入口１６がマニホールドと流体連通する。同様に、パイプまたはホースからの流出口流体流れが第２マニホールドチャンバ３５から流出口ホースまたはパイプへ向けて送り出されるように流体流出口１７がマニホールド３２と流体連通する。第１マニホールドチャンバ３４が各ヒートシンク１２の第１チャンバ２１に隣接するように、二重チャンバヒートシンク１２はマニホールド３２と一体にされる。半導体装置１０、回路基板１１、スプリングクリップ１３、及び電力バス２９などの本発明の他の要素は解りやすくするため図示しない。
【００４７】
この実施形態の利点は回路基板の全寸法比率が望みどおりに好ましい値を実現するようにコントロールできることである。この構成はマニホールド３２の右左両側に一体にされたヒートシンク１２を含むように変えられることになっている。マニホールドがヒートシンクの両端部に含まれる機構とは対照的に、ただひとつのマニホールドを使用する事実が、付加的な開放空間が高電流バスのため設けられるという利点である。ただし，ヒートシンクの第１の好ましい実施形態を使用きることになっているこのような構成は本発明の適用範囲内である。
【００４８】
本発明の実施形態のいくつかの適用において、様々なレベルで熱を発生する装置を補償することが好ましい。それ故、本発明の実施形態により装置の加熱速度に基づいてヒートシンクにより様々な流体束速度がもたらされる。このようなシステムは、（ポンプなどの）流体ソースが冷却流体を制御可能な速度でヒートシンクを通るようにポンプによって送るように構成されることがおそらく要求される。さらに、このようなシステムは熱が装置によって発生する速度の関数としてヒートシンクを通る流体の流れ速度を制御するように構成されたコントローラがおそらく要求される。熱発生速度に関する情報はセンサを基本とすることができ、または慣例に基づくこともでき、適用によって異なる。
【００４９】
上記説明から、本発明が付勢及び冷却システム、装置を付勢かつ冷却する関連方法、及びこのようなシステムを作製しかつ取付ける関連方法を提供することが正当に評価されよう。それらは効率的かつ経済的に取付けかつ均一な電力レベル及び均一な冷却で使用される電気的構成部品を都合よく提供する。
【００５０】
本発明の特定の形態を説明かつ図示してきたが、本発明の精神及び適用範囲から逸脱することなく各種変形実施例を形成しうることが明らかになろう。特に、本発明のヒートシンク、マニホールド、及び電力バスを相乗作用群として使用して単一付勢及び冷却システムを形成すること、及び製造するのに好ましい方法を採用しかつ本発明を使用することが好ましく、本発明の他の実施形態はそれだけには限定されない。実際、本発明のこのような要素が適用される広範囲の様々な適用分野が存在する。
【００５１】
それ故、好ましい実施の形態のみを参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明から逸脱することなく各種変形実施例を形成しうることは通常の当業者により正当に評価されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】半導体モジュールを使用する第１従来技術電力処理ユニットの平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの従来技術電力処理ユニットの正面図である。
【図１Ｃ】図１Ａの従来技術電力処理ユニットの左側面図である。
【図２Ａ】水平方向に取付けられる個別半導体部品を使用する第２従来技術電力処理ユニットの平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの従来技術電力処理ユニットの正面図である。
【図３Ａ】垂直方向に取付けられる個別半導体部品を使用する第３従来技術電力処理ユニットの平面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの従来技術電力処理ユニットの正面図である。
【図４Ａ】本発明のヒートシンク及びスプリングクリップ機構を含む電力処理ユニットの第１の好ましい実施形態の平面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す機構の正面図である。
【図４Ｃ】図４Ａに示す機構を、図４Ｂの線Ａ−Ａに沿って取った断面図である。
【図４Ｄ】図４Ａに示す機構を、図４Ｂの線Ｂ−Ｂに沿って取った断面図である。
【図４Ｅ】図４Ａのヒートシンク及びスプリングクリップ機構で使用されるように構成されたスプリングクリップの斜視図である。
【図４Ｆ】スプリングクリップ用の２つのハンドルを有する、図４Ｅのスプリングクリップの斜視図である。
【図４Ｇ】曲げられた位置にあるスプリングクリップを有する、図４Ｆのスプリングクリップ及びハンドルの側面図である。
【図５Ａ】本発明の第２の好ましい実施形態の平面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す実施形態の正面図である。
【図５Ｃ】図５Ａに示す実施形態の正面図の断面を示す図である。
【図５Ｄ】図５Ａに示す実施形態の側面図の断面を示す図である。
【図６Ａ】本発明のヒートシンクの第３の好ましい実施形態の平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示すヒートシンクの正面図である。
【図６Ｃ】図６Ａに示すヒートシンクの正面図の断面を示す図である。
【図６Ｄ】図６Ａに示すヒートシンクの側面図の断面を示す図である。
【図７Ａ】図４Ａに示す電力処理ユニットの第１の好ましい実施形態の、今度は２つの電力バスを含む平面図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示すような電力バスの正面図である。
【図７Ｃ】図７Ａに示す機構の正面図である。
【図７Ｄ】図７Ａに示す機構を、図７Ｃの線Ｂ−Ｂに沿って取った断面図である。
【図７Ｅ】図７Ａに示すような電力バスのほかの実施形態の正面図である。
【図８Ａ】３つのヒートシンク及びマニホールドを含む、本発明の第４の好ましい実施形態の平面図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示す実施形態の正面図である。
【図８Ｃ】図８Ａに示す実施形態の側面図である。
【図８Ｄ】図８Ａに示す実施形態を、図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取った断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】冷却を必要とする複数の電気構成部品を電気的に相互接続し、熱的に冷却しかつ機械的に支持する装置であって、 回路基板が各構成部品と電気的に連通する複数の構成部品を取付ける回路基板と、 複数の構成部品と熱的連通状態にある流体冷却ヒートシンクとを有し、 冷却を必要とする複数の電気構成部品、及び回路基板の他のすべての構成部品が回路基板の同一側に存在しその結果、回路基板のウエーブはんだづけを可能にすることを特徴とする装置。
【請求項２】ヒートシンクが共通壁によって分離される第１流体充填キャビテイ及び第２流体充填キャビテイを画成し、かつ、第２キャビテイの流体が、共通壁に沿って、第１キャビテイを流れる流体の方向とは反対の方向に流れるようにヒートシンクが構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】複数の場所で回路基板に延びる電力バスを含み、電力バスが冷却を必要とする複数の電気構成部品と回路基板の同一の側に存在する電力バスをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】電力バスが電気抵抗により特徴付けられた電気的伝導性材料から構成されたプレートを有し、 プレートが電源に取付けるように構成された主要端子を画成し、 プレートが複数の接続端子を画成し、各々の接続端子が主要端子から間隔をおいて配置されその結果、回路基板の複数の場所に接続され、 プレートが主要端子と規定関係を有する各接続端子との間に電気抵抗レベルをもたらすように構成されることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】プレートが主要端子と各接続端子との間に等しい電圧降下をもたらすように構成されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】ヒートシンクが共通壁によって分離される第１流体充填キャビテイ及び第２流体充填キャビテイを画成し、かつ、第２キャビテイの流体が、共通壁に沿って、第１キャビテイを流れる流体の方向とは反対の方向に流れるようにヒートシンクが構成されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】ヒートシンクの対向する第１及び第２側面に沿って延びるように構成された対向する第１及び第２側面をそれぞれ有するスプリングクリップを更に含み、 ヒートシンクがヒートシンクの第１側面に沿って複数の電気構成部品の第１群を収容するように構成され、かつ、 ヒートシンクがヒートシンクの第２側面に沿って複数の電気構成部品の第２群を収容するように構成され、 スプリングクリップが電気構成部品の第１及び第２群の電気構成部品の各々をクランプして、それを収容するヒートシンクの側面と熱的連通するようにさらに構成され、かつ スプリングクリップの第１及び第２側面の各々には電気構成部品の第１及び第２群の電気構成部品の各々をクランプするスプリングクリップのクランプ力の間を分離させるスロットが含まれることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項８】ヒートシンクの対向する第１及び第２側面に沿って延びるように構成された対向する第１及び第２側面をそれぞれ有するスプリングクリップを更に含み、 ヒートシンクがヒートシンクの第１側面に沿って複数の電気構成部品の第１群を収容するように構成され、かつ、 ヒートシンクがヒートシンクの第２側面に沿って複数の電気構成部品の第２群を収容するように構成され、 スプリングクリップが電気構成部品の第１及び第２群の電気構成部品の各々をクランプして、それを収容するヒートシンクの側面と熱的連通するようにさらに構成され、かつ スプリングクリップの第１及び第２側面の各々には電気構成部品の第１及び第２群の電気構成部品の各々をクランプするスプリングクリップのクランプ力の間を分離させるスロットが含まれることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】ヒートシンクが共通壁によって分離される第１流体充填キャビテイ及び第２流体充填キャビテイを画成し、かつ、第２キャビテイの流体が、共通壁に沿って、第１キャビテイを流れる流体の方向とは反対の方向に流れるようにヒートシンクが構成されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】複数の場所で回路基板に延びる電力バスを含み、 電力バスが、冷却を必要とする複数の電気構成部品と回路基板の同一の側に存在し、 電力バスが電気抵抗により特徴付けられた電気的伝導性材料から構成されるプレートを有し、 プレートが主要端子を画成し プレートが、複数の接続端子を画成し、各々の接続端子が主要端子から間隔をおいて配置されその結果、回路基板の複数の場所に接続され、 プレートが主要端子と規定関係を有する各接続端子との間に抵抗レベルを備えるように構成される電力バスであって、 並びに、対向する第１及び第２側面を有するスプリングクリップを含み、 ヒートシンクがヒートシンクの第１側面からヒートシンクの第２側面へ延びる共通壁によって分離される第１流体充填キャビテイ及び第２流体充填キャビテイを画成し、 第２キャビテイの流体が、共通壁に沿って、第１キャビテイを流れる流体の方向とは反対の方向に流れるようにヒートシンクが構成され、 ヒートシンクが、ヒートシンクの第１側面に沿って複数の電気構成部品の第１群を収容するように構成され、かつヒートシンクの第２側面に沿って複数の電気構成部品の第２群を収容するように構成され、 スプリングクリップがヒートシンクの第１及び第２側面に沿って延びるように構成され、スプリングクリップが電気構成部品の第１及び第２群の電気構成部品の各々をクランプして、それを収容するヒートシンクの側面と熱的連通するようにさらに構成され、かつ スプリングクリップの第１及び第２側面の各々には電気構成部品の第１及び第２群の電気構成部品の各々をクランプするスプリングクリップのクランプ力の間を分離させるスロットが含まれることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】半導体電力処理装置であって、 複数の電力半導体装置と、 回路基板が複数の装置の各々と電気的連通状態にある、複数の装置を取付ける回路基板と、 複数の装置の各々と熱的連通状態にある流体冷却ヒートシンクと、 ヒートシンクを通して流れる冷却流体とを有し、 冷却を必要とする複数の電気構成部品、及び回路基板の他のすべての構成部品が回路基板の同一側に存在しその結果、回路基板のウエーブはんだづけを可能にすることを特徴とする半導体電力処理装置。
【請求項１２】ヒートシンクと直接熱接触を有しない付加的構成部品をさらに回路基板上に有することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】回路基板が絶縁シート及び絶縁シートの面に結合される銅箔パターンの単一層から構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】回路基板が絶縁シート及び絶縁シートの反対面に結合される銅箔パターンの２つの層から構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】回路基板が銅箔パターンの少なくとも３つの層の間に合間を置かれた少なくとも２つの絶縁シートから構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】冷却流体が水を基本とする流体であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】冷却流体が油であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１８】流体充填ヒートシンクが部分的に減圧にされ、かつ、電力半導体装置が通常動作にある時、冷却流体が複数の電力半導体装置の温度より低い温度で沸騰することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１９】回路基板箔パターン及び複数の電力半導体装置がスイッチモード電力変換をもたらす(effect)ように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２０】回路基板箔パターン及び複数の電力半導体装置が線形プロセスをもたらすように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２１】ヒートシンクが共通壁によって分離される第１流体充填キャビテイ及び第２流体充填キャビテイを画成し、かつ、第２キャビテイの流体が、共通壁に沿って、第１キャビテイを流れる流体の方向とは反対の方向に流れるようにヒートシンクが構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２２】ヒートシンクにヒートシンクの一方の長手方向端部に流体流入口が含まれ、ヒートシンクに前記ヒートシンクの反対の長手方向端部に流体流出口が含まれ、かつヒートシンクが流入口を流出口と流体連通にするキャビテイを画成することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２３】複数の電気構成部品を均一に冷却するヒートシンクであって、 第１端部及び第２端部を有する細長本体を含み、本体が流体を搬送する複数のチャンバを画成し、チャンバが本体の第１端部及び第２端部間に延び、 各チャンバの流体が少なくともひとつの他のチャンバのそれに対して反対の方向に流れるように本体が構成され、かつ 各装置と少なくとも２つの向流チャンバとの間で所定の熱インピーダンスを有するように構成されることを特徴とするヒートシンク。
【請求項２４】複数のチャンバに第１チャンバ及び第２チャンバが含まれ、 第１チャンバが本体の第１端部の流体流入口へつながり、 第２チャンバが本体の第１端部の流体流出口へつながり、 流体流出口を通して本体を出るのに先だって流体流入口から第１チャンバへ入る流体の相当な部分が第１チャンバを通して第１方向にかつ第２チャンバを通して第２方向に流れるように本体が構成されることを特徴とする請求項２３に記載のヒートシンク。
【請求項２５】第１及び第２チャンバが共通壁を共用し、 第１及び第２チャンバが本体の第２端部で流体連通状態であり、 本体が第１及び第２チャンバ両方と各装置との間の等しい熱インピーダンスを有するように本体が構成されることを特徴とする請求項２４に記載のヒートシンク。
【請求項２６】本体が２つの長手方向部材として構成され、各々の部材が複数の装置を収容するように構成された側面を有し、各々部材に共通壁部分が含まれ、かつ各チャンバの共通壁部分がいくらかの流体を第１及び第２端部間の場所で第１チャンバから第２チャンバへ通過させるように構成されることを特徴とする請求項２５に記載のヒートシンク。
【請求項２７】ヒートシンクが共通壁に隣接して配置された各装置の熱中心を有するように構成されることを特徴とする請求項２５に記載のヒートシンク。
【請求項２８】本体が第１及び第２端部間のその長手方向に沿ったむらのない断面で、それが少なくともひとつの押出成形された部材から形成されるように構成されることを特徴とする請求項２３に記載のヒートシンク。
【請求項２９】各チャンバ内で、本体がチャンバの中に突出する複数のフィンをさらに画成することを特徴とする請求項２３に記載のヒートシンク。
【請求項３０】複数のフィンのいくつかが第１、第２端部間に延びることを特徴とする請求項２９に記載のヒートシンク。
【請求項３１】複数のフィンのいくつかがピン形状であることを特徴とする請求項２９に記載のヒートシンク。
【請求項３２】細長本体及び細長本体内のチャンバが直線であることを特徴とする請求項２３に記載のヒートシンク。
【請求項３３】各々が請求項２４に記載のヒートシンクである、複数のヒートシンクと、 第１キャビテイ及び第２キャビテイを画成するマニホールドとを有し、 マニホールドの第１キャビテイが各ヒートシンクの流体流入口に流体連通状態にあり、かつマニホールドの第２キャビテイが各ヒートシンクの流体流で口に流体連通状態にあることを特徴とする冷却システム。
【請求項３４】マニホールドが第１端部で流入口及び第２端部で流出口を有することを特徴とする請求項３３に記載の冷却システム。
【請求項３５】マニホールドが、マニホールドに沿った共通長手方向位置で流入口及び流出口を有することを特徴とする請求項３３に記載の冷却システム。
【請求項３６】マニホールドが電気的非伝導性材料から構成されることを特徴とする請求項３３に記載の冷却システム。
【請求項３７】マニホールド及び複数のヒートシンクが単一片として注入成形されることを特徴とする請求項３３に記載の冷却システム。
【請求項３８】装置の少なくともひとつ及びそのそれぞれのヒートシンク間に熱的に伝導性の電気的絶縁体をさらに有することを特徴とする請求項３３に記載の冷却システム。
【請求項３９】１個又は多数の装置を冷却する冷却システムであって、 請求項２３に記載のヒートシンクと、 ヒートシンクのチャンバを通過する冷却流体と、 ヒートシンクを通る冷却流体を制御可能な速度でポンプによって送るように構成されたポンプと、 ヒートシンクを通る流体の流量を装置によって熱が発生する比率の関数として制御するように構成されたコントローラとを有することを特徴とする冷却システム。
【請求項４０】複数の装置をヒートシンクに押しつけるスプリングクリップ機構であって、 第１、第２細長壁を含む細長壁部材と、 第１、第２ハンドルとを含み、 第１、第２細長壁の各々が第１長手方向エッジ及び第２長手方向エッジを有し、各細長壁の第１長手方向エッジがＵ字形状部分を形成し、第１及び第２細長壁がそれぞれ第１長手方向エッジから第２長手方向エッジに向かって延びる複数のスロットを含み、 第１及び第２長手方向壁の第２長手方向エッジ間に接続されて、第１及び第２細長壁間のクランプ力をもたらすように構成されたスプリングクランプを形成する細長ベースを含み、 各々のハンドルが細長壁のＵ字形状部分のほぼ全長に取り出し可能に収容されるように構成された細長エッジを含み、かつ各ハンドルがハンドグリップ部分を有し、 ハンドルの細長エッジが細長壁のＵ字形状部分に挿入された状態で、ハンドグリップ部分が互いに強く力をかけ合ってＵ字形状部分を離して広げられるように、ハンドル及び細長部材が構成されていることを特徴とするスプリングクリップ機構。
【請求項４１】細長部材が２つの曲折部を有するばね鋼の長方形シートとして構成され、各曲折部が細長ベースと２つの細長壁の一方との間の境界を形成することを特徴とする請求項４０に記載のスプリングクリップ機構。
【請求項４２】第１電流及び第２電流が互いに予め特定された関係を有する、第１電流を入力端子と第１出力端子間に搬送し第２電流を入力端子と第２出力端子間に搬送する一体型電力バスであって、 プレートが入力端子へつながるように構成された主要端子を画成し、 プレートが、複数の出力端子へつなげる複数の接続端子を画成し、接続端子は異なる距離だけ主要負荷端子から間隔をおいて配置され、かつ プレートが主要端子と各接続端子との間に電圧降下をもたらすように構成され、電圧降下が規定関係を有する、プレートを有することを特徴とする一体型電力バス。
【請求項４３】プレートが主要端子と各接続端子との間の電圧降下が等しくなるように構成されることを特徴とする請求項４２に記載の電力バス。
【請求項４４】プレートが規定された電圧降下関係レベルをもたらす周囲形状を有することを特徴とする請求項４２に記載の電力バス。
【請求項４５】プレートが周辺部を有することを特徴とし、かつプレートが規定された電圧降下関係をもたらす周辺部内の切抜部分を有することを特徴とする請求項４２に記載の電力バス。
【請求項４６】プレートの厚さが変化しないことを特徴とする請求項４２に記載の電力バス。
【請求項４７】プレートが均一な電気抵抗を有する材料から構成されることを特徴とする請求項４２に記載の電力バス。
【請求項４８】プレートが銅から構成されることを特徴とする請求項４２に記載の電力バス。
【請求項４９】プレートがニッケルメッキアルミニウムから構成されることを特徴とする請求項４２に記載の電力バス。
【請求項５０】一体構造体を含み、一体構造体が電気抵抗により特徴付けられた電気的伝導性材料から構成され、 一体構造体が複数の端子を画成し、各端子が他の端子から間隔をおいて配置され、 一体構造体が所定の関係を有する選択された端子間の抵抗レベルをもたらすように構成されることを特徴とする一体型電力バス。
第１電流及び第２電流が互いに予め特定された関係を有する、第１電流を入力端子と第１出力端子間に搬送し第２電流を入力端子と第２出力端子間に搬送する一体型電力バスであって、 一体構造体が入力端子へつながるように構成された主要端子を画成し、 一体構造体が、異なる距離だけ主要負荷端子から間隔をおいて配置される接続端子であって、複数の出力端子へつなげる複数の接続端子を画成し、かつ一体構造体が主要端子と各接続端子間に電圧降下をもたらすように構成され、電圧降下が規定関係を有する、一体構造体を有することを特徴とする一体型電力バス。
【請求項５１】複数の装置を冷却する冷却システムであって、 対向する第１及び第２長手方向側面を有する長手方向ヒートシンクと、第１及び第２長手方向側面はヒートシンクの第１及び第２長手方向端部間に延びており、その両側面が等しい数の冷却用装置を収容するように構成されていて、 ヒートシンクの第１及び第２側面に沿ってそれぞれ延びるように構成された対向する第１及び第２側面を有するスプリングクリップであって、装置の各々をそれを収容するヒートシンクの側面との熱的接触状態にクランプするようにさらに構成されるスプリングクリップとを有し、 スプリングクリップの第１及び第２側面にはスロットが含まれており、このスロットはヒートシンクのそのそれぞれの側面との熱接触状態に押し込むスプリングクリップのクランプ力の間を分離させるものであることを特徴とする冷却システム。
【請求項５２】ヒートシンクにヒートシンクの第１端部に流体流入口が含まれ、 ヒートシンクにヒートシンクの第２端部に流体流出口が含まれ、かつ ヒートシンクが流入口を流出口と流体連通状態にするキャビテイを画成することを特徴とする請求項５１に記載の冷却システム。
【請求項５３】ヒートシンクにヒートシンクの第１端部に流体流入口が含まれ、 ヒートシンクにヒートシンクの第１端部に流体流出口が含まれ、かつ ヒートシンクが流入口を流出口と流体連通状態にする少なくとも２つの向流チャンバを画成することを特徴とする請求項５１に記載の冷却システム。
【請求項５４】ヒートシンクが流体を搬送する第１及び第２チャンバを画成し、チャンバが共通壁を共用しかつ本体の第１端部と第２端部との間に延び、 第２チャンバの流体が第１チャンバの流体の方向に対して逆方向に流れるようにヒートシンクが構成され、かつ ヒートシンクが共通壁に隣接して配置された各装置の熱中心を有するように構成されることを特徴とする請求項５１に記載の冷却システム。
【請求項５５】スプリングクリップがその熱中心に各装置をクランプするように構成されることを特徴とする請求項５４に記載の冷却システム。
【請求項５６】プレート形状の一体型電力バスをさらに含み、プレートが電気抵抗を有する電気的伝導性材料から構成され、 プレートに主要端子が含まれ、 プレートに各々が主要端子から間隔をおいて配置される複数の接続端子が含まれ、かつ プレートが主要端子と規定関係を有する各接続端子との間に電気抵抗レベルをもたらすように構成されることを特徴とする請求項５１に記載の冷却システム。
【請求項５７】装置の少なくともひとつとそのそれぞれのヒートシンクとの間に熱的に伝導性の電気的絶縁体をさらに有することを特徴とする請求項５６に記載の冷却システム。
【請求項５８】装置を電力バスへ接続する回路基板をさらに有することを特徴とする請求項５７に記載の冷却システム。
【請求項１】冷却を必要とする複数の電気構成部品を電気的に相互接続し、熱的に冷却しかつ機械的に支持する装置であって、 回路基板が各構成部品と電気的に連通する複数の構成部品を取付ける回路基板と、 複数の構成部品と熱的連通状態にある流体冷却ヒートシンクとを有し、 冷却を必要とする複数の電気構成部品、及び回路基板の他のすべての構成部品が回路基板の同一側に存在しその結果、回路基板のウエーブはんだづけを可能にすることを特徴とする装置。
【請求項２】ヒートシンクが共通壁によって分離される第１流体充填キャビテイ及び第２流体充填キャビテイを画成し、かつ、第２キャビテイの流体が、共通壁に沿って、第１キャビテイを流れる流体の方向とは反対の方向に流れるようにヒートシンクが構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】複数の場所で回路基板に延びる電力バスを含み、電力バスが冷却を必要とする複数の電気構成部品と回路基板の同一の側に存在する電力バスをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】電力バスが電気抵抗により特徴付けられた電気的伝導性材料から構成されたプレートを有し、 プレートが電源に取付けるように構成された主要端子を画成し、 プレートが複数の接続端子を画成し、各々の接続端子が主要端子から間隔をおいて配置されその結果、回路基板の複数の場所に接続され、 プレートが主要端子と規定関係を有する各接続端子との間に電気抵抗レベルをもたらすように構成されることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】プレートが主要端子と各接続端子との間に等しい電圧降下をもたらすように構成されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】ヒートシンクが共通壁によって分離される第１流体充填キャビテイ及び第２流体充填キャビテイを画成し、かつ、第２キャビテイの流体が、共通壁に沿って、第１キャビテイを流れる流体の方向とは反対の方向に流れるようにヒートシンクが構成されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】ヒートシンクの対向する第１及び第２側面に沿って延びるように構成された対向する第１及び第２側面をそれぞれ有するスプリングクリップを更に含み、 ヒートシンクがヒートシンクの第１側面に沿って複数の電気構成部品の第１群を収容するように構成され、かつ、 ヒートシンクがヒートシンクの第２側面に沿って複数の電気構成部品の第２群を収容するように構成され、 スプリングクリップが電気構成部品の第１及び第２群の電気構成部品の各々をクランプして、それを収容するヒートシンクの側面と熱的連通するようにさらに構成され、かつ スプリングクリップの第１及び第２側面の各々には電気構成部品の第１及び第２群の電気構成部品の各々をクランプするスプリングクリップのクランプ力の間を分離させるスロットが含まれることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項８】ヒートシンクの対向する第１及び第２側面に沿って延びるように構成された対向する第１及び第２側面をそれぞれ有するスプリングクリップを更に含み、 ヒートシンクがヒートシンクの第１側面に沿って複数の電気構成部品の第１群を収容するように構成され、かつ、 ヒートシンクがヒートシンクの第２側面に沿って複数の電気構成部品の第２群を収容するように構成され、 スプリングクリップが電気構成部品の第１及び第２群の電気構成部品の各々をクランプして、それを収容するヒートシンクの側面と熱的連通するようにさらに構成され、かつ スプリングクリップの第１及び第２側面の各々には電気構成部品の第１及び第２群の電気構成部品の各々をクランプするスプリングクリップのクランプ力の間を分離させるスロットが含まれることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】ヒートシンクが共通壁によって分離される第１流体充填キャビテイ及び第２流体充填キャビテイを画成し、かつ、第２キャビテイの流体が、共通壁に沿って、第１キャビテイを流れる流体の方向とは反対の方向に流れるようにヒートシンクが構成されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】複数の場所で回路基板に延びる電力バスを含み、 電力バスが、冷却を必要とする複数の電気構成部品と回路基板の同一の側に存在し、 電力バスが電気抵抗により特徴付けられた電気的伝導性材料から構成されるプレートを有し、 プレートが主要端子を画成し プレートが、複数の接続端子を画成し、各々の接続端子が主要端子から間隔をおいて配置されその結果、回路基板の複数の場所に接続され、 プレートが主要端子と規定関係を有する各接続端子との間に抵抗レベルを備えるように構成される電力バスであって、 並びに、対向する第１及び第２側面を有するスプリングクリップを含み、 ヒートシンクがヒートシンクの第１側面からヒートシンクの第２側面へ延びる共通壁によって分離される第１流体充填キャビテイ及び第２流体充填キャビテイを画成し、 第２キャビテイの流体が、共通壁に沿って、第１キャビテイを流れる流体の方向とは反対の方向に流れるようにヒートシンクが構成され、 ヒートシンクが、ヒートシンクの第１側面に沿って複数の電気構成部品の第１群を収容するように構成され、かつヒートシンクの第２側面に沿って複数の電気構成部品の第２群を収容するように構成され、 スプリングクリップがヒートシンクの第１及び第２側面に沿って延びるように構成され、スプリングクリップが電気構成部品の第１及び第２群の電気構成部品の各々をクランプして、それを収容するヒートシンクの側面と熱的連通するようにさらに構成され、かつ スプリングクリップの第１及び第２側面の各々には電気構成部品の第１及び第２群の電気構成部品の各々をクランプするスプリングクリップのクランプ力の間を分離させるスロットが含まれることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】半導体電力処理装置であって、 複数の電力半導体装置と、 回路基板が複数の装置の各々と電気的連通状態にある、複数の装置を取付ける回路基板と、 複数の装置の各々と熱的連通状態にある流体冷却ヒートシンクと、 ヒートシンクを通して流れる冷却流体とを有し、 冷却を必要とする複数の電気構成部品、及び回路基板の他のすべての構成部品が回路基板の同一側に存在しその結果、回路基板のウエーブはんだづけを可能にすることを特徴とする半導体電力処理装置。
【請求項１２】ヒートシンクと直接熱接触を有しない付加的構成部品をさらに回路基板上に有することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】回路基板が絶縁シート及び絶縁シートの面に結合される銅箔パターンの単一層から構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】回路基板が絶縁シート及び絶縁シートの反対面に結合される銅箔パターンの２つの層から構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】回路基板が銅箔パターンの少なくとも３つの層の間に合間を置かれた少なくとも２つの絶縁シートから構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】冷却流体が水を基本とする流体であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】冷却流体が油であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１８】流体充填ヒートシンクが部分的に減圧にされ、かつ、電力半導体装置が通常動作にある時、冷却流体が複数の電力半導体装置の温度より低い温度で沸騰することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１９】回路基板箔パターン及び複数の電力半導体装置がスイッチモード電力変換をもたらす(effect)ように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２０】回路基板箔パターン及び複数の電力半導体装置が線形プロセスをもたらすように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２１】ヒートシンクが共通壁によって分離される第１流体充填キャビテイ及び第２流体充填キャビテイを画成し、かつ、第２キャビテイの流体が、共通壁に沿って、第１キャビテイを流れる流体の方向とは反対の方向に流れるようにヒートシンクが構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２２】ヒートシンクにヒートシンクの一方の長手方向端部に流体流入口が含まれ、ヒートシンクに前記ヒートシンクの反対の長手方向端部に流体流出口が含まれ、かつヒートシンクが流入口を流出口と流体連通にするキャビテイを画成することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２３】複数の電気構成部品を均一に冷却するヒートシンクであって、 第１端部及び第２端部を有する細長本体を含み、本体が流体を搬送する複数のチャンバを画成し、チャンバが本体の第１端部及び第２端部間に延び、 各チャンバの流体が少なくともひとつの他のチャンバのそれに対して反対の方向に流れるように本体が構成され、かつ 各装置と少なくとも２つの向流チャンバとの間で所定の熱インピーダンスを有するように構成されることを特徴とするヒートシンク。
【請求項２４】複数のチャンバに第１チャンバ及び第２チャンバが含まれ、 第１チャンバが本体の第１端部の流体流入口へつながり、 第２チャンバが本体の第１端部の流体流出口へつながり、 流体流出口を通して本体を出るのに先だって流体流入口から第１チャンバへ入る流体の相当な部分が第１チャンバを通して第１方向にかつ第２チャンバを通して第２方向に流れるように本体が構成されることを特徴とする請求項２３に記載のヒートシンク。
【請求項２５】第１及び第２チャンバが共通壁を共用し、 第１及び第２チャンバが本体の第２端部で流体連通状態であり、 本体が第１及び第２チャンバ両方と各装置との間の等しい熱インピーダンスを有するように本体が構成されることを特徴とする請求項２４に記載のヒートシンク。
【請求項２６】本体が２つの長手方向部材として構成され、各々の部材が複数の装置を収容するように構成された側面を有し、各々部材に共通壁部分が含まれ、かつ各チャンバの共通壁部分がいくらかの流体を第１及び第２端部間の場所で第１チャンバから第２チャンバへ通過させるように構成されることを特徴とする請求項２５に記載のヒートシンク。
【請求項２７】ヒートシンクが共通壁に隣接して配置された各装置の熱中心を有するように構成されることを特徴とする請求項２５に記載のヒートシンク。
【請求項２８】本体が第１及び第２端部間のその長手方向に沿ったむらのない断面で、それが少なくともひとつの押出成形された部材から形成されるように構成されることを特徴とする請求項２３に記載のヒートシンク。
【請求項２９】各チャンバ内で、本体がチャンバの中に突出する複数のフィンをさらに画成することを特徴とする請求項２３に記載のヒートシンク。
【請求項３０】複数のフィンのいくつかが第１、第２端部間に延びることを特徴とする請求項２９に記載のヒートシンク。
【請求項３１】複数のフィンのいくつかがピン形状であることを特徴とする請求項２９に記載のヒートシンク。
【請求項３２】細長本体及び細長本体内のチャンバが直線であることを特徴とする請求項２３に記載のヒートシンク。
【請求項３３】各々が請求項２４に記載のヒートシンクである、複数のヒートシンクと、 第１キャビテイ及び第２キャビテイを画成するマニホールドとを有し、 マニホールドの第１キャビテイが各ヒートシンクの流体流入口に流体連通状態にあり、かつマニホールドの第２キャビテイが各ヒートシンクの流体流で口に流体連通状態にあることを特徴とする冷却システム。
【請求項３４】マニホールドが第１端部で流入口及び第２端部で流出口を有することを特徴とする請求項３３に記載の冷却システム。
【請求項３５】マニホールドが、マニホールドに沿った共通長手方向位置で流入口及び流出口を有することを特徴とする請求項３３に記載の冷却システム。
【請求項３６】マニホールドが電気的非伝導性材料から構成されることを特徴とする請求項３３に記載の冷却システム。
【請求項３７】マニホールド及び複数のヒートシンクが単一片として注入成形されることを特徴とする請求項３３に記載の冷却システム。
【請求項３８】装置の少なくともひとつ及びそのそれぞれのヒートシンク間に熱的に伝導性の電気的絶縁体をさらに有することを特徴とする請求項３３に記載の冷却システム。
【請求項３９】１個又は多数の装置を冷却する冷却システムであって、 請求項２３に記載のヒートシンクと、 ヒートシンクのチャンバを通過する冷却流体と、 ヒートシンクを通る冷却流体を制御可能な速度でポンプによって送るように構成されたポンプと、 ヒートシンクを通る流体の流量を装置によって熱が発生する比率の関数として制御するように構成されたコントローラとを有することを特徴とする冷却システム。
【請求項４０】複数の装置をヒートシンクに押しつけるスプリングクリップ機構であって、 第１、第２細長壁を含む細長壁部材と、 第１、第２ハンドルとを含み、 第１、第２細長壁の各々が第１長手方向エッジ及び第２長手方向エッジを有し、各細長壁の第１長手方向エッジがＵ字形状部分を形成し、第１及び第２細長壁がそれぞれ第１長手方向エッジから第２長手方向エッジに向かって延びる複数のスロットを含み、 第１及び第２長手方向壁の第２長手方向エッジ間に接続されて、第１及び第２細長壁間のクランプ力をもたらすように構成されたスプリングクランプを形成する細長ベースを含み、 各々のハンドルが細長壁のＵ字形状部分のほぼ全長に取り出し可能に収容されるように構成された細長エッジを含み、かつ各ハンドルがハンドグリップ部分を有し、 ハンドルの細長エッジが細長壁のＵ字形状部分に挿入された状態で、ハンドグリップ部分が互いに強く力をかけ合ってＵ字形状部分を離して広げられるように、ハンドル及び細長部材が構成されていることを特徴とするスプリングクリップ機構。
【請求項４１】細長部材が２つの曲折部を有するばね鋼の長方形シートとして構成され、各曲折部が細長ベースと２つの細長壁の一方との間の境界を形成することを特徴とする請求項４０に記載のスプリングクリップ機構。
【請求項４２】第１電流及び第２電流が互いに予め特定された関係を有する、第１電流を入力端子と第１出力端子間に搬送し第２電流を入力端子と第２出力端子間に搬送する一体型電力バスであって、 プレートが入力端子へつながるように構成された主要端子を画成し、 プレートが、複数の出力端子へつなげる複数の接続端子を画成し、接続端子は異なる距離だけ主要負荷端子から間隔をおいて配置され、かつ プレートが主要端子と各接続端子との間に電圧降下をもたらすように構成され、電圧降下が規定関係を有する、プレートを有することを特徴とする一体型電力バス。
【請求項４３】プレートが主要端子と各接続端子との間の電圧降下が等しくなるように構成されることを特徴とする請求項４２に記載の電力バス。
【請求項４４】プレートが規定された電圧降下関係レベルをもたらす周囲形状を有することを特徴とする請求項４２に記載の電力バス。
【請求項４５】プレートが周辺部を有することを特徴とし、かつプレートが規定された電圧降下関係をもたらす周辺部内の切抜部分を有することを特徴とする請求項４２に記載の電力バス。
【請求項４６】プレートの厚さが変化しないことを特徴とする請求項４２に記載の電力バス。
【請求項４７】プレートが均一な電気抵抗を有する材料から構成されることを特徴とする請求項４２に記載の電力バス。
【請求項４８】プレートが銅から構成されることを特徴とする請求項４２に記載の電力バス。
【請求項４９】プレートがニッケルメッキアルミニウムから構成されることを特徴とする請求項４２に記載の電力バス。
【請求項５０】一体構造体を含み、一体構造体が電気抵抗により特徴付けられた電気的伝導性材料から構成され、 一体構造体が複数の端子を画成し、各端子が他の端子から間隔をおいて配置され、 一体構造体が所定の関係を有する選択された端子間の抵抗レベルをもたらすように構成されることを特徴とする一体型電力バス。
第１電流及び第２電流が互いに予め特定された関係を有する、第１電流を入力端子と第１出力端子間に搬送し第２電流を入力端子と第２出力端子間に搬送する一体型電力バスであって、 一体構造体が入力端子へつながるように構成された主要端子を画成し、 一体構造体が、異なる距離だけ主要負荷端子から間隔をおいて配置される接続端子であって、複数の出力端子へつなげる複数の接続端子を画成し、かつ一体構造体が主要端子と各接続端子間に電圧降下をもたらすように構成され、電圧降下が規定関係を有する、一体構造体を有することを特徴とする一体型電力バス。
【請求項５１】複数の装置を冷却する冷却システムであって、 対向する第１及び第２長手方向側面を有する長手方向ヒートシンクと、第１及び第２長手方向側面はヒートシンクの第１及び第２長手方向端部間に延びており、その両側面が等しい数の冷却用装置を収容するように構成されていて、 ヒートシンクの第１及び第２側面に沿ってそれぞれ延びるように構成された対向する第１及び第２側面を有するスプリングクリップであって、装置の各々をそれを収容するヒートシンクの側面との熱的接触状態にクランプするようにさらに構成されるスプリングクリップとを有し、 スプリングクリップの第１及び第２側面にはスロットが含まれており、このスロットはヒートシンクのそのそれぞれの側面との熱接触状態に押し込むスプリングクリップのクランプ力の間を分離させるものであることを特徴とする冷却システム。
【請求項５２】ヒートシンクにヒートシンクの第１端部に流体流入口が含まれ、 ヒートシンクにヒートシンクの第２端部に流体流出口が含まれ、かつ ヒートシンクが流入口を流出口と流体連通状態にするキャビテイを画成することを特徴とする請求項５１に記載の冷却システム。
【請求項５３】ヒートシンクにヒートシンクの第１端部に流体流入口が含まれ、 ヒートシンクにヒートシンクの第１端部に流体流出口が含まれ、かつ ヒートシンクが流入口を流出口と流体連通状態にする少なくとも２つの向流チャンバを画成することを特徴とする請求項５１に記載の冷却システム。
【請求項５４】ヒートシンクが流体を搬送する第１及び第２チャンバを画成し、チャンバが共通壁を共用しかつ本体の第１端部と第２端部との間に延び、 第２チャンバの流体が第１チャンバの流体の方向に対して逆方向に流れるようにヒートシンクが構成され、かつ ヒートシンクが共通壁に隣接して配置された各装置の熱中心を有するように構成されることを特徴とする請求項５１に記載の冷却システム。
【請求項５５】スプリングクリップがその熱中心に各装置をクランプするように構成されることを特徴とする請求項５４に記載の冷却システム。
【請求項５６】プレート形状の一体型電力バスをさらに含み、プレートが電気抵抗を有する電気的伝導性材料から構成され、 プレートに主要端子が含まれ、 プレートに各々が主要端子から間隔をおいて配置される複数の接続端子が含まれ、かつ プレートが主要端子と規定関係を有する各接続端子との間に電気抵抗レベルをもたらすように構成されることを特徴とする請求項５１に記載の冷却システム。
【請求項５７】装置の少なくともひとつとそのそれぞれのヒートシンクとの間に熱的に伝導性の電気的絶縁体をさらに有することを特徴とする請求項５６に記載の冷却システム。
【請求項５８】装置を電力バスへ接続する回路基板をさらに有することを特徴とする請求項５７に記載の冷却システム。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図４ｅ】
【図４ｆ】
【図４ｇ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図６ｃ】
【図６ｄ】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図７ｃ】
【図７ｄ】
【図７ｅ】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図８ｄ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図４ｅ】
【図４ｆ】
【図４ｇ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図６ｃ】
【図６ｄ】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図７ｃ】
【図７ｄ】
【図７ｅ】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図８ｄ】
【公表番号】特表２００２−５４３５９８（Ｐ２００２−５４３５９８Ａ）
【公表日】平成１４年１２月１７日（２００２．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−６１４７１１（Ｐ２０００−６１４７１１）
【出願日】平成１２年４月２６日（２０００．４．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ００／１１５３７
【国際公開番号】ＷＯ００／６５８９１
【国際公開日】平成１２年１１月２日（２０００．１１．２）
【出願人】
【氏名又は名称】アエロバイアランメント インク
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１４年１２月１７日（２００２．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年４月２６日（２０００．４．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ００／１１５３７
【国際公開番号】ＷＯ００／６５８９１
【国際公開日】平成１２年１１月２日（２０００．１１．２）
【出願人】
【氏名又は名称】アエロバイアランメント インク
【Ｆターム（参考）】
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