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公開番号2025064767
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023174775
出願日2023-10-06
発明の名称可動式ヒートシンク
出願人キーナスデザイン株式会社
代理人個人
主分類G01R 31/26 20200101AFI20250410BHJP(測定;試験)
要約【課題】簡便な手法で吸熱量を制御することができる可動式ヒートシンク装置を提供する。
【解決手段】係る可動式ヒートシンク装置は、基台となるロワーベースと、ロワーベースの上面から垂直方向に延びるように設けられた棒状の部材である少なくとも2本のピラーと、ピラーのロワーベースと接する端部とは他方の端部においてピラーによって支持されるアッパーベースと、一端がロワーベースの上面に支持され、他端が一端に対して垂直方向に移動可能に構成される昇降機構と、昇降機構の他端により支持され、他端の垂直方向への移動に伴って、ピラーによってガイドされつつ上下に移動するヒートシンクとを備える。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
基台となるロワーベースと、
前記ロワーベースの上面から垂直方向に延びるように設けられた棒状の部材である少なくとも２本のピラーと、
前記ピラーの前記ロワーベースと接する端部とは他方の端部において前記ピラーによって支持されるアッパーベースと、
一端が前記ロワーベースの上面に支持され、他端が前記一端に対して垂直方向に移動可能に構成される昇降機構と、
前記昇降機構の前記他端により支持され、前記他端の垂直方向への移動に伴って、前記ピラーによってガイドされつつ上下に移動するヒートシンクと
を備える可動式ヒートシンク装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記アッパーベースは、中央部が開口となった枠体として形成され、
温調対象物の放熱面に取り付けられ、前記アッパーベースの開口内に、断熱材により形成された断熱ブロックを介して支持されるアタッチメントプレートをさらに備え、
前記昇降機構は、少なくとも、前記ヒートシンクの吸熱面が前記アタッチメントプレートから離間する位置から、前記ヒートシンクの吸熱面を前記アタッチメントプレートに所定の圧力で押し付けることができる位置までの範囲を上下できるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の可動式ヒートシンク装置。
【請求項３】
前記アタッチメントプレートは、前記温調対象物の放熱面に合わせた形状に形成され、
前記アッパーベースと前記アタッチメントプレートとの間を橋渡しする固定ブロックが、前記断熱ブロックと前記アッパーベースとの間に設けられることを特徴とする請求項２に記載の可動式ヒートシンク装置。
【請求項４】
前記昇降機構の前記他端にフローティングジョイントを備え、
前記昇降機構は前記フローティングジョイントを介して前記ヒートシンクを支持し、
前記ヒートシンクと前記ピラーとの間には、前記ヒートシンクの揺動を可能とする隙間が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の可動式ヒートシンク装置。
【請求項５】
前記昇降機構がエアシリンダにより構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の可動式ヒートシンク装置。
【請求項６】
前記ヒートシンクの吸熱面と前記アタッチメントプレートとの間に熱伝導シートが設けられることを特徴とする請求項２に記載の可動式ヒートシンク装置。
【請求項７】
前記熱伝導シートはグラファイトシートであることを特徴とする請求項６に記載の可動式ヒートシンク装置。
【請求項８】
前記ヒートシンクの吸熱面に前記熱伝導シートを取り付ける取付部材をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の可動式ヒートシンク装置。
【請求項９】
前記ヒートシンクは、吸熱面に、
前記取付部材を着脱する際の摺動をガイドするとともに前記取付部材の取り付け位置を規定する略矩形の溝部と、
前記溝部内に設けられた凸部であって温調対象物に押し当てられる当接突部と、
前記溝部内に設けられた凸部であって前記取付部材を摺動させる際に前記取付部材を支持するとともに、前記取付部材が取り付け位置に至ると前記取付部材に設けられた凹部と嵌合するガイド凸部と、
を備え、
前記取付部材は、
前記熱伝導シートを支持する枠体を有し、
前記枠体における前記ヒートシンクと接する面に、前記取付部材が取り付け位置に配されたときに前記ガイド凸部と嵌合する凹部が形成され、
前記枠体を前記ヒートシンクにおける前記溝部に沿って摺動させることで前記ヒートシンクに着脱される
ことを特徴とする請求項８に記載の可動式ヒートシンク装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動式のヒートシンクに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ＭＯＳ－ＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ＩＰＭ、ＳＩＣ等のパワーモジュール製品及び、ディスクリート製半導体といったパワーデバイスの試験・評価方法において、出力電流のＯＮ／ＯＦＦを繰返すことによる電気的及び熱的ストレスの変化に対する耐性を評価するパワーサイクル試験と呼ばれる試験がある。パワーサイクル試験の詳細については、例えば、JEITA-ED-470／603、AEC-Q101に規定されているが、このパワーサイクル試験は、大きく分けて、ロングパワーサイクル試験とショートパワーサイクル試験の２種がある。
【０００３】
ショートパワーサイクル試験は、パワーデバイスのケース温度Ｔｃを一定（例えば５０℃）に保った状態で、長時間にわたりパワーデバイスのスイッチ動作を繰返すことによる電気的及び熱的ストレスの変化に対する耐性を評価するものである。
【０００４】
一方、ロングパワーサイクル試験は、断続通電試験とも呼ばれる。このロングパワーサイクル試験では、パワーデバイスの電気的なＯＮ／ＯＦＦを繰返すことにより、ケース温度Ｔｃを所定の温度範囲内で上下させ、長時間にわたる電気的及び熱的ストレス変化に対する耐性を評価する。ロングパワーサイクル試験では、パワーデバイスの通電時に昇温し、非通電時に降温することになる。
【０００５】
パワーサイクル試験を行う際、ＭＯＳ－ＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ＩＰＭ、ＳＩＣ等の被試験体（Device Under Test；以下、ＤＵＴと呼ぶ）は、適したソケットに密着され、両者は熱的に結合される。ソケットにマウントする代わりに、金属板に押し付ける場合もある。ソケット（あるいは金属板）は、ヒートシンクに押し付けられることにより、この両者も熱的に結合される。これらの構造によってＤＵＴからヒートシンクまでを熱的に結合し、ヒートシンク内にチラーより供給される冷却水を循環させることでＤＵＴを冷却するシステムが構築される（例えば特許文献1を参照）。また、ＤＵＴは、パワーサイクル試験機に電気的配線で接続され、負荷電流及び、そのＯＮ／ＯＦＦを制御するパルス信号が供給される。このような試験環境によって上記のパワーサイクル試験が実現される。
【０００６】
上記のような試験環境でパワーサイクル試験を実施するにあたり、ＤＵＴのケース温度Ｔｃを制御することにより、ロングパワーサイクル試験、ショートパワーサイクル試験など条件の異なる試験を実施することができる。ケース温度Ｔｃは、ヒートシンクの吸熱量を変更することにより制御することができる。例えば、ロングパワーサイクル試験においては、昇降温の１サイクルを短時間化するために、ＤＵＴに電流負荷をかけている間は、ヒートシンク吸熱量を下げることでケース温度Ｔｃを速やかに上昇させ、ＤＵＴが無負荷の間は、ヒートシンク吸熱量を上げることでケース温度Ｔｃを速やかに下降させることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２３－９９６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、ヒートシンク吸熱量を制御する方法には、例えば以下の方法があるが、いずれも問題点を有するものであった。
【０００９】
第１の方法は、チラーを温度制御して、冷却水温度を変え、もって吸熱量を制御する方法である。この方法は、簡便ながら、チラー水温を変えるために長い時間を要するという問題がある。
【００１０】
第２の方法は、冷却水管にバルブを設けこのバルブ開度を制御することで冷却水流量を増減させて、もって吸熱量を制御する方法である。この方法は、配管設備が大掛かりになってしまい、装置が大規模化してしまうという問題がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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