(57)【要約】      （修正有）【課題】プレスパックデバイスを使用するパワーコンバータスタックの熱性能及び実装を改善するヒートシンクを提供する。【解決手段】ヒートシンクは、熱伝導性材料から形成された冷却部材１６を具備し、冷却部材は、冷却剤を受け取るように構成された入口マニホルド３０と、冷却剤を排出するように構成されたの出口マニホルド３２とを画成する。入口マニホルド及び出口マニホルドは交互に配置され、螺旋状配列で配設される。冷却部材は、放射状配列で配設された複数のミリチャネル３４をさらに画成し、ミリチャネルは、入口マニホルドから冷却剤を受け取り、出口マニホルドへ冷却剤を送り出すように構成される。ヒートシンク１０が一体型ヒートシンクを構成するように、ミリチャネル、入口マニホルド及び出口マニホルドは、電子デバイスパッケージの上面及び下面のうち少なくとも一方を冷却剤と直接接触させることによって直接冷却するように構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの熱伝導性材料から形成された冷却部材（１６）を具備し、上部接触面（２２）及び下部接触面（２４）を有する少なくとも１つの電子デバイスパッケージ（２０）を直接冷却するヒートシンク（１０）において、前記冷却部材（１６）は、
冷却剤を受け取るように構成された少なくとも１つの入口マニホルド（３０）と、
前記冷却剤を排出するように構成され、前記入口マニホルドと交互に配置され、前記入口マニホルドと共に螺旋状配列で配設された少なくとも１つの出口マニホルド（３２）と、
放射状配列で配設され、前記入口マニホルド（３０）から前記冷却剤を受け取り、前記冷却剤を前記出口マニホルド（３２）へ送り出すように構成された複数のミリチャネル（３４）とを画成し、前記ヒートシンク（１０）が一体型ヒートシンク（１０）を構成するように、前記ミリチャネル（３４）、前記入口マニホルド（３０）及び前記出口マニホルド（３２）は、前記電子デバイスパッケージ（２０）の前記上部接触面（２２）及び下部接触面（２４）のうち少なくとも一方を前記冷却剤と直接接触させることによって直接冷却するようにさらに構成されるヒートシンク（１０）。
【請求項２】
複数の電子デバイスパッケージ（２０）を直接冷却するために、前記冷却部材（１６）は第１の面（２）及び第２の面（４）を有し、前記ミリチャネル（３４）、前記入口マニホルド（３０）及び前記出口マニホルド（３２）のうち第１の組のミリチャネル、入口マニホルド及び出口マニホルドは前記冷却部材（１６）の前記第１の面（２）に形成され、前記ミリチャネル（３４）、前記入口マニホルド（３０）及び前記出口マニホルド（３２）のうち第２の組のミリチャネル、入口マニホルド及び出口マニホルドは前記冷却部材（１６）の前記第２の面（４）に形成され、前記第１の組のミリチャネル（３４）、入口マニホルド（３０）及び出口マニホルド（３２）は、前記電子デバイスパッケージ（２０）のうち１つの電子デバイスパッケージの上部接触面（２２）を前記冷却剤と直接接触させることによって直接冷却するように構成され、前記第２の組のミリチャネル（３４）、入口マニホルド（３０）及び出口マニホルド（３２）は、前記電子デバイスパッケージ（２０）のうち別の電子デバイスパッケージの下部接触面（２４）を前記冷却剤と直接接触させることによって直接冷却するように構成される、請求項１記載のヒートシンク（１０）。
【請求項３】
前記第１の組の前記螺旋状入口マニホルド（３０）の位置は前記第２の組の前記螺旋状入口マニホルド（３０）に対してずれており、前記第１の組の前記螺旋状出口マニホルド（３２）の位置は前記第２の組の前記螺旋状出口マニホルド（３２）に対してずれている、請求項２記載のヒートシンク（１０）。
【請求項４】
前記ミリチャネル（３４）の横断面並びに前記入口マニホルド（３０）及び前記出口マニホルド（３２）の横断面は、丸形、円形、台形、三角形及び矩形の横断面より成る群から選択される、請求項１記載のヒートシンク（１０）。
【請求項５】
前記入口マニホルド（３０）、前記出口マニホルド（３２）及び前記ミリチャネル（３４）は、冷却されるべき前記電子デバイスパッケージ（２０）の前記上部接触面（２２）及び前記下部接触面（２４）の各々へ前記冷却剤を均一に送り出すように構成される、請求項１記載のヒートシンク（１０）。
【請求項６】
前記冷却部材（１６）は、ガスケット（３０４）を受け入れるための溝（３０２）をさらに画成する、請求項１記載のヒートシンク（１０）。
【請求項７】
前記冷却部材（１６）の周囲付近にある前記放射状ミリチャネル（３４）の数は、前記冷却部材（１６）の中心付近にある前記放射状ミリチャネル（３４）の数より多い、請求項１記載のヒートシンク（１０）。
【請求項８】
前記冷却部材（１６）は、
前記入口マニホルド（３０）に前記冷却剤を供給するように構成された入口分配チャンバ（３６）と、
前記出口マニホルド（３２）から前記冷却剤を受け取るように構成された出口チャンバ（３８）と、
前記入口分配チャンバ（３６）に前記冷却剤を供給するように構成された入口プレナム（４０）と、
前記出口チャンバ（３８）から前記冷却剤を受け取るように構成された出口プレナム（４２）とをさらに画成する、請求項１記載のヒートシンク（１０）。
【請求項９】
前記入口分配チャンバ（３６）及び前記入口プレナム（４０）は直線状に配列され、前記出口チャンバ（３８）及び前記出口プレナム（４２）は直線状に配列される、請求項８記載のヒートシンク（１０）。
【請求項１０】
前記入口分配チャンバ（３６）及び前記入口プレナム（４０）は互いに垂直に配置され、前記出口チャンバ（３８）及び前記出口プレナム（４２）は互いに垂直に配置される、請求項８記載のヒートシンク（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にパワーエレクトロニクスに関し、特に、パワーエレクトロニクスの冷却の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
中電圧工業用駆動装置、油及びガス用の周波数変換器、トラクションドライブ、フレキシブルＡＣトランスミッション（ＦＡＣＴ）装置などのハイパワーコンバータ、並びに整流器及びインバータなどの他のハイパワー変換機器は、液体冷却を伴うプレスパック電子デバイスを通常含む。電子デバイスの例は、集積ゲート整流サイリスタ（ＩＧＣＴ）、ダイオード、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、サイリスタ及びゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）であるが、それらに限定されない。プレスパックデバイスは高電力を必要とする用途で使用されると特に好都合であり、プレスパックの利点には、両面冷却並びに障害発生時にプラズマ爆発事象が起こらないことなどがある。
【０００３】
プレスパックデバイスを使用してハイパワーコンバータ回路を構成するために、通常、ヒートシンク及びプレスパックデバイスをサンドイッチ構造にすることによりスタックを形成する。従来のパワーコンバータスタックは、より大きな直径の冷却流路を含む従来の液体冷却ヒートシンクを通常使用する。ある特定の用途において、各プレスパックデバイスと従来の液体冷却ヒートシンクとの間に熱グリース層が配設される。他の用途において、少なくとも一部の層は、間に熱グリースを挟まずに圧力のみによって互いに接合保持される。この構成の場合、熱接触抵抗は著しく大きくなる。このようなパワーコンバータスタックは、他にも、半導体接合部から液体への熱インピーダンスが相対的に高く関連する部品の数が多いためにスタック構体構造及び組み立て処理が相対的に複雑になることなどの欠点を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、プレスパックデバイスを使用するパワーコンバータスタックの熱性能及び実装を改善することが望ましい。さらに詳細には、信頼性の向上及び／又は高い電力密度を実現するために半導体接合部から液体への熱インピーダンスを減少することが望ましい。さらに、高い保全性を得るためにスタック構体構造を相対的に単純化することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの態様は、上部接触面及び下部接触面を有する少なくとも１つの電子デバイスパッケージを直接冷却するヒートシンクにある。ヒートシンクは、少なくとも１つの熱伝導性材料から形成された冷却部材を具備し、冷却部材は、冷却剤を受け取るように構成された少なくとも１つの入口マニホルドと、冷却剤を排出するように構成された少なくとも１つの出口マニホルドとを画成する。入口マニホルド及び出口マニホルドは交互に配置され、螺旋状配列で配設される。冷却部材は、放射状配列で配設された複数のミリチャネルをさらに画成し、ミリチャネルは、入口マニホルドから冷却剤を受け取り、出口マニホルドへ冷却剤を送り出すように構成される。ヒートシンクが一体型ヒートシンクを構成するように、ミリチャネル、入口マニホルド及び出口マニホルドは、電子デバイスパッケージの上部接触面及び下部接触面のうち一方を冷却剤と直接接触させることによって直接冷却するようにさらに構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより、本発明の上記の特徴、態様及び利点並びに他の特徴、態様及び利点はさらによく理解されるだろう。図中、同一の図中符号は一貫して同一の部分を示す。
【図１】図１は上部ヒートシンク及び下部ヒートシンクを備えた電子デバイスパッケージを示した図である。
【図２】図２は１つの冷却部材に組み込まれた放射状ミリチャネル及び螺旋状マニホルドを備えたヒートシンク本体を示した斜視図である。
【図３】図３は図２に示されるヒートシンクを示した平面図である。
【図４】図４は図２、図３又は図５のヒートシンクの放射状ミリチャネルの一実施例を示した横断面図である。
【図５】放射状ミリチャネルの数を増加したヒートシンク構造を示した図である。
【図６】図６は両面ヒートシンクを示した横断面図である。
【図７】図７は片面ヒートシンクを示した横断面図である。
【図８】円形のマニホルドと、入口プレナム及び出口プレナムに対してそれぞれ直線状に配置された入口分配チャンバ及び出口チャンバとを備えた両面ヒートシンクの反転モデルを示した図である。
【図９】図９は入口プレナム及び出口プレナムに対してそれぞれ垂直に配置された入口分配チャンバ及び出口チャンバを備えたヒートシンクの反転モデルを示した図である。
【図１０】隣接する電子デバイスパッケージに対してガスケットによって密封された両面ヒートシンクを概略的に示した図である。
【０００７】
以上説明した図は代替実施形態を示すが、本明細書において述べるような本発明の他の実施形態も考えられる。いずれの場合にも、本明細書の開示は、例示される本発明の実施形態を代表的な実施形態として提示し、本発明を限定しない。本発明の原理の範囲及び趣旨に含まれる多くの他の変形及び実施形態が当業者により考案されてもよい。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１〜図１０を参照して、少なくとも１つの電子デバイスパッケージ２０を直接冷却するヒートシンク１０を説明する。例えば図１に示されるように、例示的な電子デバイスパッケージは上部接触面２２及び下部接触面２４を有する。ヒートシンクは、少なくとも１つの熱伝導性材料から形成された冷却部材１６を具備する。例えば図２及び図３に示されるように、冷却部材１６は、冷却剤を受け取るように構成された少なくとも１つの入口マニホルド３０と、冷却剤を排出するように構成された少なくとも１つの出口マニホルド３２とを画成する。例えば図２及び図３に示されるように、入口マニホルド３０及び出口マニホルド３２は交互に配置され、螺旋状配列で配設される。例えば図２及び図３に示されるように、冷却部材１６は、放射状配列で配設された複数のミリチャネル３４をさらに画成し、ミリチャネル３４は、入口マニホルド３０から冷却剤を受け取り、出口マニホルド３２へ冷却剤を送り出すように構成される。ヒートシンク１０が一体型ヒートシンク１０を構成するように、ミリチャネル３４、入口マニホルド３０及び出口マニホルド３２は、電子デバイスパッケージ２０の上部接触面２２及び下部接触面２４のうち一方を冷却剤と直接接触させることによって直接冷却するようにさらに構成される。さらに詳細には、上部接触面２２及び下部接触面２４のうち冷却すべき一方の面を冷却剤と直接接触させることによって冷却するために、マニホルド３０、３２及びミリチャネル３４は、上部接触面２２及び下部接触面２４のうち一方の面に近接して配設される。さらに特定された実施形態によれば、入口マニホルド３０、出口マニホルド３２及びミリチャネル３４は、冷却されるべき電子デバイスパッケージ２０の上部接触面２２及び下部接触面２４のうち一方の面へ均一に冷却剤を送り出すように構成される。
【０００９】
従って、ヒートシンク１０は、冷却剤と直接接触させることによって電子デバイスパッケージ２０を冷却するという意味で電子デバイスパッケージ２０と一体である。言い換えれば、一体型ヒートシンク１０のミリチャネル３４、入口マニホルド３０及び出口マニホルド３２は電子デバイスパッケージ２０に面する側で開放されているので、ミリチャネル３４を通って流れる冷却剤は電子デバイスパッケージ２０と直接接触可能ということになる。従来の内蔵型ヒートシンクでは、冷却剤はヒートシンク内部に収容されるため、必然的にヒートシンクケースを介して間接的にデバイスを冷却しなければならないので、本発明の構成は従来の内蔵型ヒートシンクと比較して明らかに改善されている。従来のように別の熱伝達層を介することがないので、本発明の一体型ヒートシンク１０は電子デバイスの冷却効率を向上できる。
【００１０】
冷却部材１６は多様な熱伝導性材料から形成可能である。材料の例は銅、アルミニウム、ニッケル、モリブデン、チタン、銅合金、ニッケル合金、モリブデン合金、チタン合金、炭化ケイ素アルミニウム（ＡｌＳｉＣ）、アルミニウムグラファイト及び窒化ケイ素セラミックなどであるが、それらに限定されない。冷却部材１６は鋳造及び／又は機械加工可能である。例えば、冷却部材１６を鋳造し、その後に微細な特徴及び要求される表面形状を画成するために機械加工することが可能である。
【００１１】
冷却剤の例は脱イオン水及び他の非導電性液体であるが、それらに限定されない。
【００１２】
特定の実施形態の場合、マニホルド３０、３２の直径は放射状ミリチャネル３４の直径より大きい。限定的ではない一実施例において、ミリチャネルの幅は約０．５ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲であり、ミリチャネルの深さは約０．５ｍｍ〜約２ｍｍの範囲である。特に、ミリチャネルの太さは半導体における均一な圧力分布を保証するように判定されてもよい。半導体の圧力分布をさらに均一にすることにより、半導体の性能の劣化は起こりにくくなる。さらに、放射状ミリチャネル３４及びマニホルド３０、３２は、丸形、円形、台形、三角形及び正方形／長方形の横断面形状を含む種々の横断面形状を有することができるが、形状はそれらに限定されない。ミリチャネルの形状は用途及び製造上の制約に基づいて選択され、適用可能な製造方法並びに冷却剤の流れに影響を及ぼす。ヒートシンク１０に放射状ミリチャネル３４を組み込むことにより、半導体デバイス２０から冷却剤への熱伝導表面積が大幅に拡大されるという利点が得られる。
【００１３】
図示される構成において、入口マニホルド３０及び出口マニホルド３２は螺旋状配列で配設される。本明細書において使用される場合の用語「螺旋状配列」は、図示される実施例に示される完全な螺旋とは異なるマニホルドの配列も含むと理解されるべきである。例えばマニホルドはより大きな曲率を有してもよい。図２及び図３に示される実施例の螺旋状配列の場合、入口マニホルド３０及び出口マニホルド３２は同一の方向に巻いた螺旋であるが、１８０°ずれている。この螺旋状配列は、マニホルドを形成するために必要とされる製造工程の数を大幅に減らすという利点を有する（例えば図２及び図３の構成の場合に必要とされる製造工程は２つだけである）。
【００１４】
図２及び図３に示される実施例の構成の場合、冷却部材１６は、Ｏリングなどのガスケット３０４（図６を参照）を受け入れるための溝３０２をさらに画成する。図１０に示されるように、ガスケット３０４は、隣接する電子デバイスパッケージ２０に対してヒートシンク１０を密封するために使用される。図６及び図７に示される実施例の構成の場合、冷却部材１６は、入口マニホルド３０に冷却剤を供給するように構成された入口分配チャンバ３６と、出口マニホルド３２から冷却剤を受け取るように構成された出口チャンバ３８とをさらに画成する。冷却部材１６は、入口分配チャンバ３６に冷却剤を供給するように構成された入口プレナム４０と、出口チャンバ３８から冷却剤を受け取るように構成された出口プレナム４２とをさらに画成する。図８に示される実施例の構成の場合、入口分配チャンバ３６及び入口プレナム４０は直線状に配列され、出口チャンバ３８及び出口プレナム４２は直線状に配列される。本明細書において使用される場合の用語「直線状に」は、それぞれ対応するプレナム４０、４２に対するチャンバ３６、３８の向きが互いに＋／−１０°の範囲内にある場合を含むと理解されるべきである。図８は、それぞれ対応するプレナム４０、４２に対するチャンバ３６、３８の直線状配列を示す反転モデルである。しかし、図８には出口チャンバ３８の端部しか示さない。
【００１５】
同様に、図９に示される実施例の構成の場合、入口分配チャンバ３６と入口プレナム４０とは互いに垂直に配置され、出口チャンバ３８と出口プレナム４２とは互いに垂直に配置される。本明細書において使用される場合の用語「互いに垂直に」は、それぞれ対応するプレナム４０、４２に対するチャンバ３６、３８の向きが互いに９０°＋／−１０°の範囲内にある場合を含むと理解されるべきである。図９は、それぞれ対応するプレナム４０、４２に対するチャンバ３６、３８の垂直配置を示す反転モデルである。冷却剤の入口プレナム４０と出口プレナム４２とを同一の面に配置することにより、流体接続が簡単になるという利点が得られる。例えば、この構成では、流体の供給及び排出のために４つの穴をあけなければならないが、そのうち２つの穴は後にふさがれる。
【００１６】
動作中、冷却剤は入口プレナム４０を介してヒートシンク１０に供給される。その後、冷却剤は入口分配チャンバ３６に流入し、そこで図６、図７及び図９に示されるように入口マニホルド３０に分配される。ミリチャネル３４を通って（図６、図７及び図９を参照）出口チャンバ３８に到達した後、例えば図６及び図７に示されるように、冷却剤は出口マニホルド３２から出口プレナム４２へ排出される。
【００１７】
図４は、放射状ミリチャネル３４の横断面を示す。図５は、圧力降下を減少し、それに対応して冷却効率を改善するのを容易にするために放射状ミリチャネルの数を多くするための構造を示す。さらに詳細には、図５に示される実施例の構成の場合、冷却部材１６の周囲付近にある放射状ミリチャネルの数は冷却部材１６の中心付近にある放射状ミリチャネルの数より多い。この構成により、スペース及び機械加工に関わる所定の制約に対して、組み込める放射状ミリチャネルの数を増加することができる。
【００１８】
例えば図２及び図３に示されるようにミリチャネル及び入口／出口マニホルドを１つの冷却部材１６に組み込むことにより、組み立て処理が簡単になるという利点が得られる。特に、１つの冷却部材１６を使用することにより、２つの構成要素を接合する必要がなくなる。接合の代わりに、Ｏリング構体などのガスケット３０４（図１０を参照）を使用してヒートシンク１０を隣接する電子デバイスパッケージ２０に対して密封できるので、隣接する構成要素の間に頑丈で単純なシールが形成される。
【００１９】
図１〜図１０を参照して説明した例示的な実施形態において、上部接触面２２及び下部接触面２４の横断面は円形であってもよく、冷却部材１６は円筒形（すなわち円板又はホッケーのパック形構造）であってもよい。しかし、正方形及び長方形の横断面を含む他の形状も使用可能であり、横断面の形状はそれらに限定されない。図１に示される実施例の構成の場合、電子デバイスパッケージ２０はプレスパッケージ２０である。本発明は特定のデバイス構造に限定されないが、便宜上、以下の説明においてはプレスパッケージ構成を例にとる。本実施例において、プレスパッケージ２０は、ウェハ２３上に形成された少なくとも１つの半導体デバイス２１と、上部熱膨張率（ＣＴＥ）整合プレート２５及び下部ＣＴＥ整合プレート２７と、上部電極２８及び下部電極２９とを具備する。例えば図１に示されるように、ウェハ２３はＣＴＥプレート２５、２７の間に配設され、上部電極２８は上部ＣＴＥプレート２５の上に配設され、下部ＣＴＥプレート２７は下部電極２９の上に配設される。プレスパッケージの実施形態の場合、ウェハ２３、ＣＴＥプレート２５、２７及び電極２８、２９は円形の横断面を有してもよい。半導体デバイスの例はＩＧＣＴ、ＧＴＯ及びＩＧＢＴなどであるが、それらに限定されない。本発明は、ケイ素（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）及びヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）などを含む種々の半導体から製造された半導体デバイスに適用可能であるが、半導体はそれらに限定されない。例えば図１に示されるように、通常、プレスパッケージは断熱（例えばセラミック）筐体２６を含む。図１ではヒートシンク１０は筐体２６の外側に延出するように示されているが、他の実施形態において、ヒートシンク１０の本体（冷却部材）１６は筐体２６の内部に配設される。さらに、電極２８、２９は、例えば電極２８（及び２９）の外周部と筐体２６との間にコンプライアントシールが配設された状態で筐体２６の境界を越えて垂直方向に延出してもよい。さらに、電気接続を可能にし、冷却の必要がある他のデバイスを配置するために、ヒートシンク１０は筐体の外側まで延出してもよい（図示せず）。従って、冷却部材１６は筐体２６より大きい直径を有してもよい。
【００２０】
尚、図１に示される特定の構成は単なる例であり、特定の用途に応じて、あらゆる数の電子デバイスパッケージ２０及びそれらの電子デバイスパッケージを冷却するための対応する数のヒートシンク１０が所定のスタックとして取り入れられてもよい。本発明の多くの利点のうち１つは、所望の数のデバイスパッケージを冷却できるという融通性及びモジュール性である。
【００２１】
さらに、ヒートシンク１０は片面又は両面のいずれであってもよい。例えば、図７に示される構成の場合、ヒートシンク１０は片面ヒートシンクとして示されるが、図６及び図１０に示されるヒートシンク１０は両面ヒートシンクである。両面ヒートシンクは、例えば図１０に示されるように複数の（特に２つの）電子デバイスパッケージ２０を直接冷却するように構成される。図６に示されるように、両面ヒートシンク３００の冷却部材１６は第１の面２及び第２の面４を有する。第１の組のミリチャネル３４、入口マニホルド３０及び出口マニホルド３２は冷却部材１６の第１の面２に形成され、第２の組のミリチャネル３４、入口マニホルド３０及び出口マニホルド３２は冷却部材１６の第２の面４に形成される。第１の組のミリチャネル３４、入口マニホルド３０及び出口マニホルド３２は、電子デバイスパッケージ２０のうち１つのデバイスパッケージの上部接触面２２を冷却剤と直接接触させることによって直接冷却するように構成される。同様に、第２の組のミリチャネル３４、入口マニホルド３０及び出口マニホルド３２は、別の電子デバイスパッケージ２０の下部接触面２４を冷却剤と直接接触させることによって直接冷却するように構成される。
【００２２】
図６は、両面ヒートシンクの入口マニホルド及び出口マニホルドの位置が互いにずれている構成を示す。図６に示されるように、第１の組の螺旋状入口マニホルド３０の位置は第２の組の螺旋状入口マニホルドに対してずれている。同様に、第１の組の螺旋状出口マニホルドの位置は第２の組の螺旋状出口マニホルドに対してずれている。さらに詳細には、第１の組の螺旋状入口マニホルドは第２の組の螺旋状出口マニホルドに対向するように位置決めされる。同様に、第１の組の螺旋状出口マニホルドは第２の組の螺旋状入口マニホルドに対向するように位置決めされる。この位置ずれ構成にはいくつかの利点がある。第１の冷却面で高温流体を搬送する螺旋状マニホルド（出口マニホルド）を他方の冷却面の低温流体を搬送する螺旋状マニホルド（入口マニホルド）に対向させて位置決めすることにより、入口マニホルドと出口マニホルドを整列させる場合と比較してマニホルドの「熱拡散」が改善される。さらに、位置ずれ構成は冷却剤の速度及び圧力分布を改善し、それらの利点はすべてヒートシンクの性能の向上に寄与する。
【００２３】
ヒートシンク１０は、従来の電子デバイスの冷却と比較して熱伝達が改善されるという利点を有する。従来のヒートシンクはプレスパッケージと一体ではなく内蔵型であったため、冷却剤は電子デバイスと接触せず、ヒートシンクの内部に収容されていた。従って、従来のヒートシンクは、通常は熱グリース層を介してプレスパッケージに結合されるケースを含むため、熱抵抗が増加していた。すなわち、従来のヒートシンクは別に熱伝達層（ケース）を含み、それらの層が熱伝達を阻害する。これに対し、本発明のヒートシンク１０はプレスパッケージと一体に配設され、冷却剤と直接接触させることによって電子デバイスを直接冷却するので、熱伝達効率は向上する。さらに、交互に配置された螺旋状の入口マニホルド及び出口マニホルドは、冷却すべきデバイスの表面に均一に冷却剤を供給し、一体型ヒートシンクのミリチャネルは電子デバイスから冷却剤への熱伝導の表面積を拡大する。図１〜図１０に示される実施形態の場合、ヒートシンク１０はプレスパッケージ２０などの既存の電子パッケージ２０と組み合わせての使用に適合する。従って、デバイスパッケージを変形する必要なく、従来のプレスパック電子デバイスを一体に冷却するためにヒートシンク１０を使用可能である。また、ミリチャネル及び入口／出口マニホルドを１つの冷却部材１６に組み込むことにより、組み立て処理が簡単になる。
【００２４】
本発明のある特定の特徴のみを図示し説明したが、当業者には多くの変形及び変更が明らかだろう。従って、添付の特許請求の範囲は本発明の趣旨の範囲内にあるそのようなすべての変形及び変更を含むことを意図すると理解すべきである。
【符号の説明】
【００２５】
２    冷却部材の第１の面
４    冷却部材の第２の面
１０    ヒートシンク
１６    冷却部材
２０    電子デバイスパッケージ
２１    半導体デバイス
２２    上部接触面
２３    ウェハ
２４    下部接触面
２５    上部ＣＴＥ整合プレート
２６    筐体
２７    下部ＣＴＥ整合プレート
２８    上部電極
２９    下部電極
３０    入口マニホルド
３２    出口マニホルド
３４    ミリチャネル
３６    入口分配チャンバ
３８    出口チャンバ
４０    入口プレナム
４２    出口プレナム
３０２    溝
３０４    ガスケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012044183.tif 000006
【図５】
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【図６】
2012044183.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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