(57)【要約】【課題】従来よりも容易に、冷却チューブと電子部品との間にかかる面圧を均一にできる冷却装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】冷却チューブと電子部品の積層方向での冷却ユニット３の線膨張率が、ケース２の線膨張率よりも大きいという関係を有する冷却ユニット３およびケース２を用意し、電子部品１０の使用環境温度よりも低い温度雰囲気下、例えば、−４０℃で、一対の冷却チューブ２１の間に電子部品１０を配置して冷却ユニット３を組付けた後、冷却ユニット３をケース２に収容する。これにより、組付け時の温度よりも高い温度、すなわち、電子部品１０の使用環境温度時および電子部品１０の発熱時では、冷却チューブと電子部品の積層方向において、冷却ユニットが膨張することによって、冷却ユニットがケースによって加圧される。【選択図】図３
2009021404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が流れる一対の冷却チューブ（２１）で、電子部品（１０）を挟み込んでなる電子部品の冷却ユニット（３）と、前記冷却ユニット（３）を狭持した状態で、前記冷却ユニット（３）を内部に収容するケース（２）とを備えており、前記電子部品（１０）を両面から冷却する電子部品の冷却装置の製造方法であって、
前記冷却チューブと電子部品の積層方向における前記冷却ユニット（３）の線膨張率と縦弾性係数との積が、前記積層方向での前記ケース（２）の線膨張率と縦弾性係数との積よりも大きいという関係を有するように、所定の線膨張率および縦弾性係数を有する材料で構成された前記冷却ユニット（３）および前記ケース（２）を用意し、
前記電子部品（１０）の使用環境温度よりも低い温度雰囲気下で、一対の前記冷却チューブ（２１）の間に前記電子部品（１０）を配置して前記冷却ユニット（３）を組付けた後、前記冷却ユニット（３）を前記ケース（２）に収容し、前記電子部品（１０）の使用環境温度で、前記冷却ユニット（３）が前記ケース（２）によって狭持された状態とすることを特徴とする電子部品の冷却装置の製造方法。
【請求項２】
前記電子部品（１０）の使用環境温度よりも低い温度雰囲気下とは、−３０℃よりも低く前記電子部品が耐えられる温度雰囲気下であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の冷却装置の製造方法。
【請求項３】
前記電子部品（１０）と前記冷却チューブ（２１）との間に、ゴム部材（３０）を介在させた前記冷却ユニット（３）を用意することを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品の冷却装置の製造方法。
【請求項４】
前記冷却ユニット（３）を前記ケース（２）に収納するときでは、前記積層方向での前記冷却ユニット（３）と前記ケース（２）との間に、温度の上昇と共に前記積層方向に膨張する部材（５１、５２）を配置した状態として、前記冷却ユニット（３）を前記ケース（２）に収納することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子部品の冷却装置の製造方法。
【請求項５】
前記冷却ユニット（３）を前記ケース（２）に収納するときでは、前記積層方向での前記冷却ユニット（３）と前記ケース（２）との間に、温度の上昇と共に前記積層方向で形状が変化する部材（５３）を配置した状態として、前記冷却ユニット（３）を前記ケース（２）に収納することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子部品の冷却装置の製造方法。
【請求項６】
前記冷却ユニット（３）を前記ケース（２）に収納した後、前記電子部品（１０）の使用環境温度よりも低い温度下で、前記ケースに設けた加圧手段（２ａ、６１）を用いて、前記ケース（２）から前記冷却ユニット（３）に対して圧縮力を作用させて、前記冷却ユニット（３）を前記積層方向に加圧することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電子部品の冷却装置の製造方法。  
【請求項７】
冷媒が流れる一対の冷却チューブ（２１）で、電子部品（１０）を挟み込んでなる電子部品の冷却ユニット（３）と、前記冷却ユニット（３）を狭持した状態で、前記冷却ユニット（３）を内部に収容するケース（２）とを備えており、前記電子部品（１０）を両面から冷却する電子部品の冷却装置であって、
前記冷却ユニット（３）および前記ケース（２）は、前記冷却チューブと前記電子部品の積層方向での前記冷却ユニット（３）の線膨張率と縦弾性係数との積が、前記積層方向での前記ケース（２）の線膨張率と縦弾性係数との積よりも大きい関係を満たすように、所定の線膨張率および縦弾性係数を有する材料で構成されており、
前記電子部品（１０）の使用環境温度時および前記電子部品（１０）の発熱時では、前記電子部品（１０）と前記冷却チューブ（２１）とが、前記積層方向での前記冷却ユニット（３）の膨張を利用して、前記ケース（２）によって加圧される構成となっていることを特徴とする発熱体の冷却装置。
【請求項８】
前記冷却ユニット（３）は、前記電子部品（１０）と前記冷却チューブ（２１）との間に介在されたゴム部材（３０）を有することを特徴とする請求項７に記載の電子部品の冷却装置。
【請求項９】
前記積層方向における前記冷却ユニット（３）と前記ケース（２）との間に配置されており、温度の上昇と共に前記積層方向に膨張する部材（５１、５２）を有することを特徴とする請求項７または８に記載の電子部品の冷却装置の製造方法。
【請求項１０】
前記積層方向における前記冷却ユニット（３）と前記ケース（２）との間に配置されており、温度の上昇と共に前記積層方向で形状が変化する部材（５３）を有することを特徴とする請求項７または８に記載の電子部品の冷却装置。
【請求項１１】
前記ケース（２）から前記冷却ユニット（３）に対して圧縮力を作用させて、前記冷却ユニット（３）を前記積層方向に加圧する加圧手段（２ａ、６１）が、前記ケース（２）に設けられていることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の電子部品の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の冷却装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
両面から発熱する電子部品を、冷媒が流れる冷却チューブで挟み込むことで、電子部品を両面から冷却する冷却装置がある（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
このような冷却装置では、冷却チューブと電子部品との間の接触熱抵抗を低減することが求められる。そこで、従来では、特許文献２に記載されているように、冷却チューブおよび電子部品を一対のプレートで狭持し、この一対のプレートとボルトとを利用して冷却チューブと電子部品とを押さえつけたり、板バネを利用して冷却チューブと電子部品とを押さえつけたりして、両者を密着させる方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２６２１５号公報
【特許文献２】特開２００５−４５１８６号公報（第８−９、第５、第９図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した従来の方法のように、ボルトの締め付けトルクや、板バネの弾性力を利用して、冷却チューブと電子部品とを押さえつけて、両者を密着させる方法では、冷却チューブと電子部品との間の面圧を均一にするための作業や工夫が必要となり、冷却装置の製造に手間がかかる。
【０００５】
すなわち、一対のプレートとボルトとを利用して冷却チューブと電子部品とを押さえつける方法では、冷却チューブと電子部品との間の面圧が均一となるように、ボルトの締め付けを調整する作業が必要となる。
【０００６】
また、板バネを利用して冷却チューブと電子部品とを押さえつける方法では、特許文献２に記載されているように、平板状のプレートを介して、冷却チューブと電子部品とを押さえつけるようにしても、冷却チューブと電子部品との接触面のうち、板バネがプレートに接する部位を投射した領域での圧力が、他の領域よりも高くなるという面圧分布が生じてしまう。このため、面圧分布を均一とするための工夫が必要となる。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、従来よりも容易に、冷却チューブと電子部品との間にかかる面圧を均一にできる冷却装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、冷却チューブと電子部品の積層方向での冷却ユニット（３）の線膨張率と縦弾性係数との積が、ケース（２）の線膨張率と縦弾性係数との積よりも大きいという関係を有するように、所定の線膨張率および縦弾性係数を有する材料で構成された冷却ユニット（３）およびケース（２）を用意し、電子部品（１０）の使用環境温度よりも低い温度雰囲気下で、一対の冷却チューブ（２１）の間に電子部品を配置して冷却ユニット（３）を組付けた後、冷却ユニット（３）をケース（２）に収容し、電子部品（１０）の使用環境温度で、冷却ユニット（３）がケース（２）によって狭持された状態とすることを特徴としている。
【０００９】
このようにして製造された冷却装置は、組付け時の温度よりも高い温度、すなわち、電子部品（１０）の使用環境温度時および電子部品（１０）の発熱時では、冷却チューブと電子部品の積層方向において、冷却ユニットが膨張することによって、冷却ユニットがケースによって加圧されるので、電子部品と冷却チューブとを密着させることができる。
【００１０】
そして、本発明によれば、冷却ユニット自身の膨張による力で冷却ユニットを加圧することとなるので、冷却チューブと電子部品との間にかかる面圧を均一にできる。また、本発明によれば、電子部品の発熱量が多いほど、電子部品と冷却チューブとの間に大きな密着力が働くこととなるので、両者の密着性を高めることができ、高い冷却性能が得られる。
【００１１】
本発明において、電子部品（１０）の使用環境温度よりも低い温度とは、例えば、−３０℃よりも低く電子部品が耐えられる温度である。
【００１２】
また、本発明においては、例えば、電子部品と冷却チューブとの間に、ゴム部材（３０）を介在させることが好ましい。柔軟性のあるゴム部材を電子部品と冷却チューブとの間に介在させることで、冷却ユニットの膨張によるケースからの加圧力が過剰な場合に、この加圧力を緩和させることができるからである。
【００１３】
また、本発明においては、例えば、積層方向での冷却ユニット（３）とケース（２）との間に、温度の上昇と共に積層方向に膨張する部材（５１、５２）、もしくは、温度の上昇と共に積層方向で形状が変化する部材（５３）を配置してもよい。
【００１４】
これにより、冷却ユニットとケースとの間に配置した部材が、積層方向に膨張もしくは変形することで、冷却ユニットにかかるケースからの加圧力を大きくでき、発熱時における電子部品と冷却チューブとの密着性をより高められ、接触熱抵抗をより低減できる。
【００１５】
また、本発明においては、例えば、冷却ユニット（３）をケース（２）に収納した後、電子部品（１０）の使用環境温度よりも低い温度下で、ケースに設けた加圧手段（２ａ、６１）を用いて、ケース（２）から冷却ユニット（３）に対して圧縮力を作用させて、冷却ユニット（３）を積層方向に加圧しても良い。
【００１６】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１実施形態）
本実施形態は、電子部品としてのＨＥＶ（ハイブリッド車）用インバータを構成する半導体モジュールの冷却装置に、本発明を適用した例である。図１に、本発明の第１実施形態における電子部品の冷却装置の平面図を示す。また、図２に、図１中のＡ−Ａ線矢視方向断面図を示す。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態における電子部品の冷却装置１は、ケース２の内部に、電子部品の冷却ユニット３が収容された構成であり、この冷却ユニット３は、電子部品１０と、電子部品１０を冷却する冷却器２０とによって構成されている。
【００１９】
冷却器２０は、冷媒が流れる冷媒流路２を構成する複数の冷却チューブ２１と、各冷却チューブ２１に冷媒を分配供給する供給ヘッダ部２２と、各冷却チューブ２１から排出された冷媒が集合して流通する排出ヘッダ部２３とを有している。
【００２０】
冷却チューブ２１は、電子部品１０と冷媒との間の熱交換を提供するものである。冷却チューブ２１は、互いに平行に配置されており、隣り合う冷却チューブ２１同士の間に電子部品１０が配置されており、一対の冷却チューブ２１によって電子部品１０を挟み込むようになっている。すなわち、 電子部品１０の一方の主平面に接して冷却チューブ２１が配置されるとともに、電子部品１０の他の主平面にも接して冷却チューブ２１が配置されている。
【００２１】
本実施形態では、複数の電子部品１０を同時に冷却するため、図１中の上下方向に、複数の電子部品１０と、複数の冷却チューブ２１とが、交互に配置されており、隣り合う冷却チューブ２１同士の間にも、図１中の左右方向に、複数の電子部品が配置されている。複数の電子部品１０と複数の冷却チューブ２１とを積層配置した積層方向での冷却器２０の両端には、冷却チューブ２１が配置されている。
【００２２】
また、本実施形態では、冷却チューブ２１に、複数の冷却チューブ２１の積層方向（図１中の上下方向）の両側（冷却チューブ２１の図１中の上方側と下方側）に、この積層方向に開口すると共に突出した突出管部２４、２５を設けており、隣り合う冷却チューブ２１の突出管部２４、２５同士を嵌合させることによって、供給ヘッダ部２２および排出ヘッダ部２３を構成している。
【００２３】
また、冷却器２０の一端側（図１中の下端側）では、複数の冷却チューブ２１のうち積層方向の一端に配された冷却チューブ２１に、冷媒を供給ヘッダ部２２に導入するための冷媒導入口２６と、冷媒を排出ヘッダ部２３から排出するための冷媒排出口２７とが設けられており、冷媒導入口２６と冷媒排出口２７のそれぞれに、冷媒導入パイプ２８と冷媒排出パイプ２９とが嵌合されている。
【００２４】
本実施形態では、図１中の矢印のように、冷媒が、この冷媒導入パイプ２８から冷却器２０に流入して、冷却器２０内を流れた後、冷媒排出パイプ２９から流出する。そして、図示しないラジエータに冷媒が流入し、ラジエータで冷媒の熱が放出された後、再び、ラジエータから流出した冷媒が冷却器２０に流入する。
【００２５】
冷媒としては、例えば、エチレングリコール系の不凍液が混入した水、水やアンモニア等の自然冷媒、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒などを用いることができる。
【００２６】
次に、電子部品１０およびこの電子部品１０を挟む一対の冷却チューブ２１について詳細に説明する。
【００２７】
図２に示すように、電子部品１０と冷却チューブ２１との間を絶縁するため、電子部品１０と冷却チューブ２１との間には、セラミックスで構成された板状の絶縁部材３０が介在されている。  
【００２８】
１つの冷却チューブ２１は、図２に示すように、扁平形状であり、一対の外殻プレート３１、３２と、該一対の外殻プレート３１、３２の間に配された中間プレート３３と、該中間プレート３３と上記外殻プレート３１、３２との間に配された波形状のインナフィン３４とを有している。
【００２９】
これらの外殻プレート３１、３２、中間プレート３３およびインナフィン３４は、アルミニウム製であり、これらが、ろう付などの接合技術により接合されることにより、冷却チューブ２１が構成されている。
【００３０】
なお、冷却チューブ２１の外殻を構成する外殻プレート３１、３２は、電子部品１０と接して熱を奪うための扁平管を構成する部分と、供給ヘッダ部２２および排出ヘッダ部２３（図１参照）を構成する部分とを有している。また、中間プレート３３は、長方形の板状であり、その両端部に供給ヘッダ部２２および排出ヘッダ部２３（図１参照）に対応した円形の開口部を有している。
【００３１】
電子部品１０は、ＩＧＢＴ等の大電力を制御する半導体素子４１とダイオード４２とを内蔵した半導体モジュールである。半導体素子４１およびダイオード４２は板状であり、それらは板状の一対の放熱部材４３に挟まれており、放熱部材４３の外側表面を露出させた状態で、半導体素子４１、ダイオード４２および放熱部材４３がモールド樹脂４４によって封止されている。本実施形態では、銅製の放熱部材４３を用いている。
【００３２】
また、電子部品１０は、外形が扁平な直方体形状（板状）であり、図示しないが、その一方の長辺側外周面から電力用電極が延び出し、その他方の長辺側外周面から制御用電極が延び出している。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態では、複数の電子部品１０と複数の冷却チューブ２１とが交互に積層配置された電子部品の冷却ユニット３が構成されている。
【００３４】
また、ケース２は、図１に示すように、冷却ユニット３を狭持した状態で、冷却ユニット３を内部に収容している。電子部品１０の使用環境温度下では、電子部品１０と冷却チューブ２１との積層方向（図１中の上下方向）におけるケース２の内部寸法Ｌ２は、同じ方向における冷却ユニット３の外形寸法Ｌ３と同等となっている。ケース２はＡＤＣ（アルミダイキャスト）製である。
【００３５】
次に、上記した構成の電子部品の冷却装置１の製造方法を説明する。  
【００３６】
本実施形態では、冷却装置１の組付けを、電子部品１０の使用環境温度よりも非常に低い温度雰囲気下で実施する。ここで、電子部品１０の使用環境温度のうち、最も低い温度は、−３０℃であることが一般的であるので、−３０℃よりも低い温度であって、電子部品１０が耐えられる温度、例えば、−４０℃の雰囲気下で冷却装置１の組付けを実施する。
【００３７】
具体的には、突出管部２４、２５を設けてなる扁平形状の冷却チューブ２１を複数作製する。そして、隣り合う一方の冷却チューブ２１のうち、他方の冷却チューブ２１側に位置する突出管部２４を、他方の冷却チューブ２１のうち、一方の冷却チューブ２１側に位置する突出管部２５に挿入して両者を嵌合させ、隣り合う冷却チューブ２１同士を接合する。このようにして、複数の冷却チューブ２１を積層することで、冷却器２０を形成する。
【００３８】
次いで、このようにして形成された冷却器２０と、電子部品１０とを用意し、例えば、―４０℃の温度雰囲気下で、これらを組付ける。すなわち、一対の冷却チューブ２１の間に電子部品１０を配置し、電子部品１０と冷却チューブ２１との間の隙間をなくすように、冷却チューブ２１と電子部品１０の積層方向で、冷却器２０を挟圧する。これにより、隣り合う冷却チューブ２１の間の間隔が狭められ、冷却チューブ２１と電子部品１０とが、絶縁部材３０を介して密着し、該電子部品１０が冷却チューブ２１によって挟持される状態となる。このとき、電子部品１０と冷却チューブ２１とは、絶縁部材３０を介して、熱的に接触した状態となっている。このようにして、冷却ユニット３を組付ける。
【００３９】
次いで、―４０℃の温度雰囲気下において、組付けられた冷却ユニット３をケース２の内部に収納する。その後、これを、―４０℃の温度雰囲気下から常温下に戻すことで、終了する。このようにして、電子部品の冷却装置１が製造される。
【００４０】
なお、冷却ユニット３をケース２の内部に収納したときでは、ケース２の内部に収容された冷却ユニット３とケース２との間に、冷却ユニット３をケース２の内部に収納するための隙間が存在しているが、ケース２を常温に戻したときでは、後述するように、冷却ユニット３が膨張することで、図１に示すように、冷却器１０の積層方向両端に位置する冷却チューブ２１とケース２とが密着して、冷却ユニット３がケース２によって狭持された状態となる。
【００４１】
上記の通り、本実施形態では、冷却装置１の組付けを、例えば、―４０℃の非常に低い温度で実施しているので、それよりも高温である、電子部品１０が使用される温度域では、冷却装置１の組付け時よりも、冷却ユニット３とケース２とが膨張する。
【００４２】
ここで、本実施形態では、電子部品１０中の放熱部材４３は銅製であり、冷却チューブ２１はアルミニウム製であり、ケース２はアルミダイキャスト製であるので、表１に、これらの材料の線膨張率α、縦弾性係数（ヤング率）Ｅおよび１℃あたりの熱応力を示す。熱応力とは、熱膨張により働く力のことであり、１℃あたりの熱応力とは、所定形状の材料の両端を拘束した状態で、温度が１℃上昇したときに、その材料内部に生じる応力のことであり、線膨張率αと、縦弾性係数（ヤング率）Ｅとの積に相当する。なお、表１の物性値は、一般的に知られているものである。
【００４３】
【表１】
2009021404.tif 000003
表１に示すように、１℃あたりの熱応力は、アルミダイキャストが１．５０ＭＰａであり、銅が１．８２ＭＰａであることから、アルミダイキャスト製のケース２よりも、銅製の放熱部材４３による熱応力が大きい。このため、同じ温度条件下で、温度が上昇したときでは、銅製の放熱部材４３に対して圧縮方向の圧力が働くことがわかる。
【００４４】
したがって、冷却装置１の組付け時よりも温度が高い電子部品１０の使用環境温度域では、図３に示すように、電子部品１０と冷却チューブ２１の積層方向で、冷却ユニット３が膨張しようとするが、ケース２が冷却ユニット３の膨張に追従できないので、ケース２によって冷却ユニット２の変形（膨張）が拘束される。それによって、ケース２から冷却ユニット３に対して、圧縮方向の力が働くこととなる。
【００４５】
このことから、本実施形態の製造方法により製造された冷却装置１は、組付け時の温度よりも高い電子部品１０の使用環境温度域では、冷却チューブ２１と電子部品１０の積層方向において、冷却ユニット３が膨張することによって、冷却ユニット３がケース２によって加圧されるので、電子部品１０と冷却チューブ２１とを密着させることができる。  そして、電子部品１０自身の膨張による力で冷却ユニット３を加圧しているので、冷却チューブ２１と電子部品１０との間にかかる面圧を均一にできる。すなわち、圧着されるべき部位が膨張するため、それぞれの密着力が一定となる。  
【００４６】
また、本実施形態では、電子部品１０の発熱時においては、冷却ユニット３の内部では、電子部品１０が最も高温であり、冷却装置１全体では、冷却ユニット３よりもケース２の方が高温となることからも、冷却ユニット３の方がケース２よりも膨張しやすい。そして、電子部品１０の発熱量が多いほど、冷却ユニット３の膨張が大きくなることから、電子部品１０と冷却チューブ２１との間に大きな密着力が働くこととなるので、両者の間の密着性を高めることができ、接触熱抵抗を低減できるので、高い冷却性能が得られる。
【００４７】
また、本実施形態によれば、上記背景技術の欄で説明したボルトや板バネを利用しなくても、冷却チューブ２１と電子部品１０とを押さえつけられるので、ボルトや板バネ等が不要となり、冷却装置１の部品点数を削減でき、生産性を向上させることができる。また、本実施形態の冷却装置１は、ボルトや板バネ等が不要となって、単純な構造となるため、組付け上のばらつきも小さく、品質の向上が期待できる。
【００４８】
（第２実施形態）
図４に、本発明の第２実施形態における電子部品の冷却装置の断面図を示す。なお、図４は、図２に対応しており、図４では、図２と同様の構成部には同一の符号を付している。
【００４９】
本実施形態の冷却装置１は、第１実施形態で説明した冷却装置１において、図４に示すように、電子部品１０と冷却チューブ２１との間に介在させていた絶縁部材３０を、変形しにくいセラミックス製から変形しやすいゴム製に変更したものである。
【００５０】
これにより、本実施形態によれば、冷却ユニット３の膨張によるケース２からの加圧力が過剰な場合に、ゴム製の絶縁部材３０が緩衝材として働くことで、この加圧力を緩和させることができる。
【００５１】
この結果、電子部品１０と冷却チューブ２１との間に働く圧縮力が過大になるのを防ぎ、冷却チューブ２１の座屈などを防止できる。
【００５２】
（第３実施形態）
図５に、本発明の第３実施形態における電子部品の冷却装置の平面図を示す。図５では、図１と同様の構成部に、図１と同一の符号を付している。
【００５３】
本実施形態では、図５に示すように、第１実施形態で説明した図１に示す冷却装置１に対して、温度上昇と共に膨張する材質の部材５１を、電子部品１０と冷却チューブ２１との積層方向において、冷却ユニット３とケース２との間に配置している。この部材５１は、電子部品１０の使用環境温度では、冷却ユニット３とケース２の両方に接した状態で、ケース２に収容されている。
【００５４】
本実施形態では、温度上昇と共に膨張する材質の部材５１として、例えば、銅製であって、１つの電子部品１０よりも、電子部品１０と冷却チューブ２１との積層方向（図５中上下方向）での幅が大きなものを採用している。
【００５５】
なお、この温度上昇と共に膨張する材質の部材５１は、冷却ユニット３をケース２に収納するとき、冷却ユニット３と共にケース２に収納される。
【００５６】
このように、温度上昇と共に膨張する材質の部材５１を追加しても、上記した各実施形態と同様の効果が得られ、さらに、冷却ユニット３とケース２との間に配置した部材５１が、積層方向に膨張することで、冷却ユニット３にかかるケース２からの加圧力を、第１実施形態と比較して大きくでき、発熱時における電子部品１０と冷却チューブ２１との密着性をより高められ、接触熱抵抗をより低減できる。
【００５７】
（第４実施形態）
図６に、本発明の第４実施形態における電子部品の冷却装置の平面図を示す。図６では、図１と同様の構成部に、図１と同一の符号を付している。
【００５８】
本実施形態では、第３実施形態で説明した図５に示す冷却装置１よりも、電子部品１０と冷却チューブ２１との積層方向での幅が小さく、温度上昇と共に膨張する材質の部材５２を、冷却ユニット３とケース２との間に配置している。
【００５９】
ここで、図７に、温度上昇と共に膨張する材質の部材５２の正面図を示す。温度上昇と共に膨張する材質の部材５２として、図６に示すように、例えば、電子部品１０と同等の幅であって、図７に示すように、低温から高温に変化したとき、大きく膨張する材料を採用する。例えば、高温状態での幅ｔ２が、低温状態での幅ｔ１の２倍以上に変化する材料が好ましい。これにより、第３実施形態と比較して、冷却装置１を小型化することができる。
【００６０】
（第５実施形態）
図８に、本発明の第５実施形態における冷却装置１中の冷却ユニット３とケース２との間に配置される部材の正面図を示す。
【００６１】
第３、第４実施形態では、温度上昇と共に膨張する材質の部材５１、５２を、冷却ユニット３とケース２との間に配置していたが、膨張する材質の部材５１、５２の代わりに、本実施形態のように、温度の上昇と共に形状が変化する部材５３を配置しても良い。
【００６２】
図８に示すように、温度の上昇と共に形状が変化する部材５３としては、例えば、形状記憶合金で構成され、低温状態では、電子部品と冷却チューブとの積層方向での厚みがｔ１の板状であって、高温状態になると板バネのように、弓状に変形し、電子部品と冷却チューブとの積層方向での大きさがｔ３に拡大するものを採用する。
【００６３】
これにより、本実施形態においても、第３、第４実施形態と同様の効果が得られる。
【００６４】
さらに、上記背景技術の欄で説明した、板バネを利用して冷却チューブと電子部品とを押さえつける方法では、組付け時に冷却ユニットを一旦圧縮しておく必要があるが、本実施形態では、温度の上昇と共に形状が変化する部材５３は、組付け時には単なる板材であるため、組みつけが容易であり、生産性が増大する。
【００６５】
（６第実施形態）
図９に、本発明の第６実施形態における電子部品の冷却装置の平面図を示す。図９では、図１と同様の構成部に、図１と同一の符号を付している。
【００６６】
本実施形態は、第１実施形態の冷却装置１において、冷却ユニット３を挟圧する手段をケース２に設けたものである。
【００６７】
図９に示すように、ケース２は、冷却ユニット３を加圧する加圧部位２ａと、冷却ユニット３を収容する部位２ｂとを有し、両者がボルト６１で締結されている。ボルト６１を締め付けることで、ボルト６１の締め付けトルクに応じた応力が、電子部品１０と冷却チューブ２１の積層方向で、冷却ユニット３に対して作用している。
【００６８】
第１実施形態で説明したように、冷却装置１の製造において、例えば、―４０℃の温度雰囲気下で、冷却ユニット３をケース２の内部に収納したときでは、ケース２の内部に収容された冷却ユニット３とケース２との間に、冷却ユニット３をケース２の内部に収納するための隙間が存在する。
【００６９】
そこで、本実施形態では、冷却ユニット３をケース２の内部に収納したのち、―４０℃の温度雰囲気下で、ボルト６１を締め付けることで、冷却ユニット３を加圧し、冷却チューブ２１とケース２とが密着させ、冷却ユニット３がケース２によって狭持された状態する。その後、冷却装置１を常温に戻すことで製造が完了する。
【００７０】
本実施形態によれば、―４０℃の温度雰囲気下で組付け時から、ケース２が冷却ユニット３を挟圧しているので、電子部品１０の使用環境温度や、電子部品１０の発熱時において、より高い密着力が得られる。
【００７１】
（他の実施形態）
（１）上記した各実施形態では、冷却ユニット３の構成に関し、例えば、図２に示されるように、電子部品１０と冷却チューブ２１との間に、絶縁部材３０を介在させていたが、冷却チューブが絶縁材料で構成される等の理由により、電子部品と冷却チューブとの間の絶縁性を確保する必要がなければ絶縁部材を省略しても良い。
【００７２】
また、冷却ユニット３は、電子部品１０、冷却チューブ２１、絶縁部材３０以外の部品を有する構成であっても良い。例えば、電子部品１０と冷却チューブ２１との間に、熱伝導性グリスを介在させることもできる。
【００７３】
（２）上記した各実施形態では、電子部品１０の放熱部材４３の線膨張率αが、ケース２と異なり、冷却チューブ２１の線膨張率αが、ケース２と同等であることで、冷却ユニット３全体の線膨張率αが、ケース２よりも大きくなっている場合を説明したが、これに限らず、冷却チューブと電子部品の積層方向における冷却ユニット３全体の線膨張率が、ケース２の線膨張率よりも大きくなっていれば、電子部品１０の放熱部材４３、冷却チューブ２１およびケース２の材質を変更しても良い。例えば、電子部品１０の放熱部材４３と冷却チューブ２１の両方を、ケース２よりも線膨張率が大きな材料で構成しても良い。
【００７４】
（３）上記した各実施形態では、冷却器２は、隣り合う冷却チューブ２１の突出管部２４、２５同士を嵌合させることによって、供給ヘッダ部２２および排出ヘッダ部２３が形成された構成であったが、一対の冷却チューブ２１によって電子部品１０を挟み込む構成となっていれば、他の構成としても良い。
【００７５】
例えば、供給ヘッダ部、排出ヘッダ部を、冷却チューブとは別の部品で構成し、供給ヘッダ部および排出ヘッダ部に対して、複数の冷却チューブが嵌合された構成としても良い。
【００７６】
（４）上記した各実施形態においては、電子部品１０が、ＨＥＶ車用インバータを構成する半導体モジュールである場合を説明したが、例えば、産業機器のモータ駆動インバータや、ビル空調用のエアコンインバータなどの半導体モジュールの冷却に本発明を適用することもできる。また、半導体モジュールではなくサイリスタ、パワートランジスタ、パワーＦＥＴ、ＩＧＢＴなどの半導体部品や、その他の電子部品を冷却する冷却装置に本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態における電子部品の冷却装置の平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線矢視方向断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における電子部品の冷却装置の平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態における電子部品の冷却装置の断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態における電子部品の冷却装置の平面図である。
【図６】本発明の第４実施形態における電子部品の冷却装置の平面図である。
【図７】図６中の温度上昇と共に膨張する材質の部材５２の正面図である。
【図８】本発明の第５実施形態における冷却装置１中の冷却ユニット３とケース２との間に配置される部材の正面図である。
【図９】本発明の第６実施形態における電子部品の冷却装置の平面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１…電子部品の冷却装置、２…ケース、３…電子部品の冷却ユニット、
１０…電子部品、２０…冷却器、２１…冷却チューブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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