JP2000049480A - Heatsink cooler - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロプロセッ
サー、パワートランジスタ等の発熱を伴う電子部品であ
る各種発熱体の冷却に用いられるヒートシンク冷却装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat sink cooling device used for cooling various heating elements such as microprocessors, power transistors, and other electronic components that generate heat.
【0002】[0002]
【従来の技術】マイクロプロセッサーやパワートランジ
スタ等の電子部品を構成するLSI(大規模集積回路)
は熱に対して極めて弱く、約130〜150℃で機能し
なくなる。また、それ以下の温度であっても、温度が上
昇すると共に性能の信頼性は著しく低下する。そのた
め、従来から許容温度以下でLSIを作動させるよう、
LSIチップを収納したパッケージ(以下、LSIパッ
ケージと呼ぶ)を直接冷却したり、あるいはこのLSI
パッケージにヒートシンクと呼ばれる放熱器を取り付け
てLSIを冷却していた。2. Description of the Related Art LSIs (Large Scale Integrated Circuits) constituting electronic components such as microprocessors and power transistors.
Are very weak to heat and fail at about 130-150 ° C. Further, even if the temperature is lower than that, the reliability of the performance is remarkably reduced as the temperature increases. Therefore, to operate the LSI below the allowable temperature conventionally,
A package containing an LSI chip (hereinafter referred to as an LSI package) can be directly cooled or
A radiator called a heat sink is attached to the package to cool the LSI.
【0003】LSIの発熱量が小さい場合は、自然空冷
により冷却可能であるが、LSIの発熱量が増大する
と、ファンやブロワによりヒートシンクに冷却空気を供
給する強制空冷が必要となる。When the heat value of the LSI is small, cooling can be performed by natural air cooling. However, when the heat value of the LSI increases, forced air cooling for supplying cooling air to the heat sink by a fan or a blower becomes necessary.
【0004】発熱量の大きいLSIパッケージにより構
成される電子部品の強制空冷を効率的に行うため、これ
まで種々の冷却装置や実装構造が提案されてきた。例え
ば特開昭57−11856公報に「LSIの実装構造」
が開示されている。Various types of cooling devices and mounting structures have been proposed so far in order to efficiently perform forced air cooling of electronic components constituted by an LSI package having a large heat generation. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-11856 discloses "LSI mounting structure".
Is disclosed.
【0005】図7は、同公報に開示されている冷却装置
を示し、図7(a)は斜視図、図7(b)は断面図を示
す。同図に示すように、この冷却装置は、内側にプレー
ト型の放熱フィンを有する四角管状のヒートシンク10
a〜10dの外面の四面に発熱体であるLSIパッケー
ジ3を取り付け、フィンに冷却風を送るためのファンを
搭載した実装構造である。この構造によりLSIパッケ
ージの三次元的な実装が可能となり高密度実装と高効率
冷却の両立が図られている。FIG. 7 shows a cooling device disclosed in the publication, FIG. 7 (a) is a perspective view, and FIG. 7 (b) is a sectional view. As shown in the figure, this cooling device is a rectangular tubular heat sink 10 having a plate-shaped heat radiation fin inside.
This is a mounting structure in which an LSI package 3 as a heating element is mounted on four outer surfaces of a to 10d, and a fan for sending cooling air to fins is mounted. This structure makes it possible to mount the LSI package three-dimensionally, and achieves both high-density mounting and high-efficiency cooling.
【0006】しかし、この実装構造ではその直方体の相
対する二面を通風のために開口しておく必要があり、L
SIパッケージを実装できるのはその直方体の四面に限
られる。さらに、一平面にのみにLSIパッケージを実
装する必要がある場合には、この構造では一パッケージ
につき一冷却装置が必要となり冷却装置の占めるペース
が大きくなり採用できない。However, in this mounting structure, it is necessary to open two opposing surfaces of the rectangular parallelepiped for ventilation.
The SI package can be mounted only on the four sides of the rectangular parallelepiped. Further, when it is necessary to mount the LSI package only on one plane, this structure requires one cooling device per package, and the cooling device occupies a large pace and cannot be adopted.
【0007】別の例として、日本機械学会熱工学講演会
講演論文集(1994年度、p.275〜277)に平
板フィンを有するヒートシンク冷却装置が示されてい
る。[0007] As another example, a heat sink cooling device having flat fins is shown in Proceedings of the Japan Society of Mechanical Engineers Thermal Engineering Conference (1994, pp. 275-277).
【0008】この冷却装置は、プレート型のフィンが直
立するヒートシンク基板の裏面に発熱体であるLSIパ
ッケージを取り付け、このフィンに対してフィン上部よ
り直接冷却空気を吹き付ける構造の装置である。LSI
パッケージが複数ある場合には個々のLSIパッケージ
にこの冷却装置を取り付け、流入する冷却空気と排出さ
れる空気とが混ざり合わない構造となっている。このよ
うな構造により、平面的に実装されたLSIパッケージ
の効率的な冷却が図られる。This cooling device has a structure in which an LSI package as a heating element is mounted on the back surface of a heat sink substrate on which plate-shaped fins stand upright, and cooling air is directly blown from above the fins to the fins. LSI
When there are a plurality of packages, this cooling device is attached to each LSI package so that the cooling air that flows in and the air that is discharged do not mix. With such a structure, efficient cooling of the LSI package mounted two-dimensionally is achieved.
【0009】しかし、この冷却装置はLSIパッケージ
が平面的に実装されている場合に限られ、LSIパッケ
ージを三次元的に実装することはできない。また、複数
のLSIパッケージを冷却する場合、各LSIパッケー
ジごとに流入側と排出側の配管が必要となり装置の構造
は複雑となる。さらに、ノズルより噴出された空気はプ
レートフィンのフィン間に流入すると減速されるため、
基板に対して衝突噴流特有の冷却効果が得られない。[0009] However, this cooling device is limited to a case where the LSI package is mounted two-dimensionally, and cannot be mounted three-dimensionally. Further, when cooling a plurality of LSI packages, piping on the inflow side and the discharge side is required for each LSI package, and the structure of the device becomes complicated. Furthermore, since the air ejected from the nozzle is decelerated when flowing between the fins of the plate fin,
The cooling effect peculiar to the impinging jet cannot be obtained for the substrate.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、LS
Iパッケージ等の発熱体の三次元的な高密度な実装が可
能で、かつ従来の冷却装置より高い強制空冷の性能を有
するヒートシンク冷却装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an LS
It is an object of the present invention to provide a heat sink cooling device capable of three-dimensional high-density mounting of a heating element such as an I package and having higher forced air cooling performance than a conventional cooling device.
【0011】他の課題は、平面上に複数実装された発熱
体の冷却においても、コンパクトな装置で高い強制空冷
の性能が得られるヒートシンク冷却装置を提供すること
にある。Another object of the present invention is to provide a heat sink cooling device that can obtain high forced air cooling performance with a compact device even in cooling a plurality of heating elements mounted on a plane.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】ヒートシンク冷却装置に
係わる本発明の要旨は以下の通りである。The gist of the present invention relating to the heat sink cooling device is as follows.
【0013】(1)1面が開口されている立体容器状の
放熱基板多面体と、開口部から放熱基板多面体の内部に
挿入された、冷却用空気を噴射するためのノズルとを備
えており、放熱基板多面体の各面は、外面に発熱体を装
着するための平板状の放熱基板からなり、ノズルは、そ
の先端から噴射された冷却用空気がノズル先端と対面し
た放熱基板に衝突した後、ノズル外周面と放熱基板間を
通り外部に放出される流路を形成するように設けられて
いるヒートシンク冷却装置。(1) A heat dissipating substrate polyhedron in the shape of a three-dimensional container having one surface opened, and a nozzle for injecting cooling air inserted from the opening into the heat dissipating substrate polyhedron, Each surface of the radiating substrate polyhedron is composed of a flat radiating substrate for mounting a heating element on the outer surface, and after the cooling air injected from the tip of the nozzle collides with the radiating substrate facing the nozzle tip, A heat sink cooling device provided so as to form a flow path that is discharged between the outer peripheral surface of the nozzle and the heat radiating substrate to the outside.
【0014】(2)放熱基板多面体の内周面に放熱フィ
ンが設けられている上記(1)記載のヒートシンク冷却
装置。(2) The heat sink cooling device according to the above (1), wherein the heat radiation fins are provided on the inner peripheral surface of the heat radiation substrate polyhedron.
【0015】(3)上記(1)または(2)記載のヒー
トシンク冷却装置の放熱基板の外面にヒートパイプの放
熱部が接着固定されており、そのヒートパイプの受熱部
は発熱体の装着が可能になっているヒートシンク冷却装
置。(3) A heat radiating portion of a heat pipe is adhesively fixed to an outer surface of a heat radiating substrate of the heat sink cooling device according to the above (1) or (2), and a heat receiving portion of the heat pipe can be fitted with a heating element. Heat sink cooling device.
【0016】本発明者らは、電子部品の発熱体を高密度
に実装することができ、かつ高い空冷性能を有する冷却
装置を開発すべく種々実験、検討を行った結果、以下の
知見を得て本発明を完成するに至った。The present inventors have conducted various experiments and studies to develop a cooling device capable of mounting a heating element of an electronic component at a high density and having high air cooling performance. Thus, the present invention has been completed.
【0017】1)ヒートシンクを装着するための放熱基
板を立体容器状の多面体とし、放熱基板多面体の1面を
開口し、この開口部からノズルを挿入して、冷却用の空
気を噴射して、ノズル先端に対面した放熱基板に衝突さ
せ、その衝突した冷却空気がノズルと放熱基板の間を流
路として外部に放出されて放熱基板を冷却することによ
り、発熱体の高密度な実装が可能で、かつ、高い空冷性
能が得られる。1) A heat-dissipating substrate for mounting a heat sink is a three-dimensional container-shaped polyhedron, one surface of the heat-dissipating substrate polyhedron is opened, a nozzle is inserted from this opening, and cooling air is injected. High-density mounting of heating elements is possible by causing the cooling air that has collided with the heat radiation substrate facing the nozzle tip to be released outside through the nozzle and the heat radiation substrate as a flow path and cooling the heat radiation substrate. And high air cooling performance can be obtained.
【0018】2)放熱基板の外面にヒートパイプの放熱
部を接着固定し、このヒートパイプの受熱面に発熱体を
装着すれば、多数の発熱体をその位置的な制約を受ける
ことなく高効率に冷却することができる。2) If the heat radiating portion of the heat pipe is bonded and fixed to the outer surface of the heat radiating substrate, and a heat generating element is mounted on the heat receiving surface of the heat pipe, a large number of heat generating elements can be efficiently formed without being restricted by their positions. Can be cooled.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、発熱体としてLSIが封入
されたLSIパッケージ用のヒートシンク冷却装置の例
を用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an example of a heat sink cooling device for an LSI package in which an LSI is sealed as a heating element will be described.
【0020】図1は、LSIパッケージを装着した本発
明の冷却装置の一例を示す図で、図1(a)は斜視図、
図1(b)は図1(a)のA−A´における断面図、図
1(c)は平面図である。FIG. 1 is a view showing an example of a cooling device of the present invention in which an LSI package is mounted, and FIG.
FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1A, and FIG. 1C is a plan view.
【0021】図1に示すように、ヒートシンク冷却装置
は多面の立体容器状をしており、底板となる放熱基板1
2および側板となる放熱基板13a〜13dよりなる一
面が開口されている放熱基板多面体11と、開口部から
挿入された冷却空気噴射用のノズル15とを備えてい
る。As shown in FIG. 1, the heat sink cooling device is in the form of a multi-sided three-dimensional container.
A heat radiation substrate polyhedron 11 having an opening on one surface including heat radiation substrates 13 a to 13 d serving as side plates and a side plate, and a cooling air injection nozzle 15 inserted from the opening.
【0022】各放熱基板は、アルミ合金、銅合金等の熱
伝導率の大きい材料からなり、放熱基板間は溶接、ろう
付等により隙間の無いように接合されている。Each of the heat radiating substrates is made of a material having a high thermal conductivity, such as an aluminum alloy or a copper alloy, and the heat radiating substrates are joined to each other by welding, brazing, or the like so that there is no gap.
【0023】各放熱基板12、13a〜13dの外面に
は、発熱体であるLSIを封入したLSIパッケージ1
4a〜14eが、ネジ、接着剤等により密着固定されて
装着されている。On the outer surface of each of the heat radiating substrates 12, 13a to 13d, an LSI package 1 in which an LSI as a heating element is sealed is provided.
4a to 14e are attached in a state of being tightly fixed by screws, adhesives and the like.
【0024】各放熱基板とLSIパッケージの間にサー
マルコンパウンド等を介すると、これらの間の熱伝導は
より良好となる。LSIパッケージ14a〜14eから
発生した熱は、そのごく一部が自然対流、輻射等によっ
て大気中へ放散されるが、残りの大半は密着固定されて
いる各放熱基板へ伝熱され、放熱基板から後述する強制
対流熱伝達により大気中へ放散される。If a thermal compound or the like is interposed between each heat dissipation board and the LSI package, the heat conduction between them becomes better. A small part of the heat generated from the LSI packages 14a to 14e is dissipated into the atmosphere by natural convection, radiation, and the like, but most of the remaining heat is transferred to the closely adhered and fixed heat dissipation boards, and from the heat dissipation boards. Dissipated into the atmosphere by forced convection heat transfer described below.
【0025】ノズル15は、図示されていない送風機等
と配管により接続されており、放熱基板多面体内へ冷却
空気を供給する。冷却空気はノズル出口で噴流として噴
出され、放熱基板12の内面に衝突することにより放熱
基板12を冷却する。その際、放熱基板12では衝突噴
流に特有の高い熱伝達により高冷却性能が得られるた
め、ここに取り付けるLSIパッケージ14aは、取り
付けるLSIパッケージの中で最も発熱量、発熱密度の
大きいものにするのがよい。The nozzle 15 is connected to a blower or the like (not shown) by piping, and supplies cooling air to the heat dissipation substrate polyhedron. The cooling air is ejected as a jet at the nozzle outlet, and cools the heat dissipation substrate 12 by colliding with the inner surface of the heat dissipation substrate 12. At this time, since the heat dissipation substrate 12 can achieve high cooling performance due to the high heat transfer characteristic of the impinging jet, the LSI package 14a attached here should have the largest heat generation and heat density among the attached LSI packages. Is good.
【0026】冷却空気は、放熱基板12に噴流として衝
突した後、側板の放熱基板13a〜13dとノズル15
に挟まれた流路17を流れて開口部から大気中に放出さ
れる。この冷却空気流により、LSIパッケージ14b
〜14eから伝熱により昇温した放熱基板13a〜13
dの内表面において強制空冷される。After the cooling air collides with the heat radiating substrate 12 as a jet, the cooling air and the nozzles 15a to 13d
Flows through the flow path 17 sandwiched between the openings, and is released into the atmosphere from the opening. This cooling air flow causes the LSI package 14b
Radiating substrates 13a-13 raised by heat transfer from -14e
Forced air cooling is performed on the inner surface of d.
【0027】ノズル15の外側を流れる空気は、LSI
パッケージからの熱により昇温しているため、ノズル内
側を流れる冷却空気と熱交換しないことが望ましい。こ
のため、ノズル15の材料は熱伝導率の小さなものであ
ることが望ましいが、強度を確保するため熱伝導率の大
きい材料(金属等)を用いる場合は、ノズル15の外側
にポリウレタンフォーム等の断熱材16を巻き付けても
充分な効果が得られる。The air flowing outside the nozzle 15 is an LSI
Since the temperature is raised by the heat from the package, it is desirable not to exchange heat with the cooling air flowing inside the nozzle. For this reason, the material of the nozzle 15 is desirably a material having a small thermal conductivity. However, when a material having a large thermal conductivity (metal or the like) is used to secure the strength, a material such as polyurethane foam is provided outside the nozzle 15. Even if the heat insulating material 16 is wound, a sufficient effect can be obtained.
【0028】上記構造の冷却装置とすることにより、複
数の発熱体を三次元的に高密度に実装でき、かつ高い空
冷性能が得られる。With the cooling device having the above structure, a plurality of heating elements can be mounted three-dimensionally at high density, and high air cooling performance can be obtained.
【0029】図2は、本発明の冷却装置の他の実施態様
を示す図で、図2(a)は斜視図、図2(b)は図2
(a)のA−A´における断面図、図2(c)は平面図
である。FIG. 2 is a view showing another embodiment of the cooling device of the present invention. FIG. 2 (a) is a perspective view, and FIG.
FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA ′, and FIG. 2C is a plan view.
【0030】この冷却装置は、放熱基板13a〜13d
各々の内側に平板フィン22を備えている以外は図1と
同じであり、図1で示した冷却装置の冷却能をさらに高
めた装置である。This cooling device comprises heat radiating substrates 13a to 13d
This is the same as FIG. 1 except that a flat fin 22 is provided inside each of them, and is a device in which the cooling capacity of the cooling device shown in FIG. 1 is further enhanced.
【0031】平板フィン22と放熱基板13a〜13d
はろう付け、溶接等によって接合された構造、あるい
は、押出し成形等により一体となった構造の何れであっ
ても差し支えない。ただし、接合されている場合、接合
面で熱的に接続されている必要がある。Flat fin 22 and heat radiating substrates 13a to 13d
May be a structure joined by brazing, welding or the like, or a structure integrated by extrusion or the like. However, when they are joined, they need to be thermally connected at the joining surface.
【0032】フィンの材料としては、熱伝導率の高いA
l合金(純Alも含む)、Cu合金(純Cuも含む)等
が望ましい。As a material of the fin, A having a high thermal conductivity is used.
1 alloy (including pure Al), Cu alloy (including pure Cu) and the like are desirable.
【0033】図1で示した冷却装置では、衝突噴流によ
り冷却される放熱基板12に比べ、放熱基板13a〜1
3dの冷却度はかなり劣る。そのため、図2に示すよう
に放熱基板13a〜13dの内面に平板フィン22を設
け、放熱面積を拡大することによって冷却能を高めるこ
とができる。In the cooling device shown in FIG. 1, the heat radiating substrates 13a to 13a to 1
The cooling of 3d is quite poor. For this reason, as shown in FIG. 2, the cooling ability can be increased by providing the flat plate fins 22 on the inner surfaces of the heat dissipation boards 13a to 13d and enlarging the heat dissipation area.
【0034】ここで、フィン形状は22の平板フィンに
限定されるものでなく、平板フィンの表面積をさらに大
きくするため空気主流方向に切り欠きを設けた平板フィ
ンを用いるとさらに冷却性能は向上する。また、平板フ
ィンに代えピンフィンやコルゲート状フィンであっても
良好な冷却性能が得られる。Here, the fin shape is not limited to 22 flat fins. If a flat fin having a cutout in the main air flow direction is used to further increase the surface area of the flat fin, the cooling performance is further improved. . Also, good cooling performance can be obtained by using pin fins or corrugated fins instead of flat fins.
【0035】図3は、本発明の冷却装置の他の例を示す
図で、図3(a)は斜視図、図4(b)は図3(a)の
A−A´における断面図、図3(c)は平面図である。FIG. 3 is a view showing another example of the cooling device of the present invention. FIG. 3 (a) is a perspective view, FIG. 4 (b) is a cross-sectional view taken along AA 'of FIG. 3 (a), FIG. 3C is a plan view.
【0036】この冷却装置は、放熱基板13a〜13d
各々の外側にヒートパイプ42a〜42dの放熱部が取
り付けられており、これらヒートパイプ各々の受熱部に
発熱体であるLSIパッケージ14a〜14dが取り付
けられている以外は図1と同じである。この冷却装置
は、同一平面上に多くの発熱体を配置する場合に好適な
装置である。This cooling device is composed of heat radiating substrates 13a to 13d.
Except that the heat radiating portions of the heat pipes 42a to 42d are attached to the outside of each, and the LSI packages 14a to 14d, which are the heat generating elements, are attached to the heat receiving portions of each of the heat pipes. This cooling device is a device suitable for arranging many heating elements on the same plane.
【0037】ヒートパイプは周知のように一端が受熱
部、他端が放熱部になっており、ヒートパイプ42a〜
42dの放熱部は側板13a〜13dにネジ、接着剤等
により密着固定されている。LSIパッケージ14b〜
14eはヒートパイプ42a〜42dの受熱部にネジ、
接着剤等により密着固定され装着されている。As is well known, one end of the heat pipe is a heat receiving section and the other end is a heat radiating section.
The heat radiating portion 42d is tightly fixed to the side plates 13a to 13d with screws, an adhesive or the like. LSI package 14b ~
14e is a screw in the heat receiving part of the heat pipes 42a to 42d,
It is attached and fixed in close contact with an adhesive or the like.
【0038】ヒートパイプの伝熱性能は極めて優れてい
るため、LSIパッケージがヒートパイプを介して放熱
基板に取り付けられても、LSIパッケージとヒートシ
ンク間の熱抵抗は非常に小さく保つことができる。Since the heat transfer performance of the heat pipe is extremely excellent, the thermal resistance between the LSI package and the heat sink can be kept very small even if the LSI package is mounted on the heat dissipation board via the heat pipe.
【0039】図3に示すように、LSIパッケージ14
b〜14eがヒートパイプ42a〜42dを介して側板
13a〜13dに取り付けられることにより、LSIパ
ッケージ配置の自由度が格段に増す。例えば、放熱基板
12に取り付けられたLSIパッケージ14aとヒート
パイプ42a〜42dに取り付けられたLSIパッケー
ジ14b〜14eが同一平面上に配置されるよう位置調
整すれば、LSIパッケージ14a〜14eは全て一枚
のプリント配線板へ実装することができる。As shown in FIG. 3, the LSI package 14
Since b to 14e are attached to the side plates 13a to 13d via the heat pipes 42a to 42d, the degree of freedom in the layout of the LSI package is greatly increased. For example, if the position is adjusted so that the LSI package 14a attached to the heat dissipation board 12 and the LSI packages 14b to 14e attached to the heat pipes 42a to 42d are arranged on the same plane, all of the LSI packages 14a to 14e become one. Can be mounted on a printed wiring board.
【0040】このように、本発明の冷却装置は現在LS
Iパッケージ実装方式の主流である平面実装にも対応で
きる。As described above, the cooling device of the present invention
It can also support planar mounting, which is the mainstream of the I package mounting method.
【0041】さらに、複数のLSIパッケージの冷却を
1個のヒートシンク冷却装置で対応することができるた
め、冷却装置も含めた全体の実装スペースがコンパクト
となる。Further, since cooling of a plurality of LSI packages can be handled by one heat sink cooling device, the entire mounting space including the cooling device is compact.
【0042】図3で示した冷却装置の例で、ヒートパイ
プ42a〜42dの受熱部と放熱部の間が細くなってい
るのは、平面実装時、LSIパッケージ周囲に他の電子
部品が実装される場合が多く、そのためのスペースを確
保するためである。In the example of the cooling device shown in FIG. 3, the narrow portion between the heat receiving portion and the heat radiating portion of the heat pipes 42a to 42d is because other electronic components are mounted around the LSI package during planar mounting. In many cases, this is to secure a space for that.
【0043】ヒートパイプ42a〜42dの形状は、も
ちろん図示した形状に限らない。The shapes of the heat pipes 42a to 42d are not limited to the shapes shown in the drawing.
【0044】図4は、他の形状のヒートパイプを示す斜
視図で、図4(a)はL字形平板タイプ、図4(b)は
複数の棒状ヒートパイプの集合体である。ヒートパイプ
の形状は、冷却装置設置スペースにより適当な形状にし
て用いればよい。FIG. 4 is a perspective view showing a heat pipe of another shape. FIG. 4 (a) is an L-shaped flat plate type, and FIG. 4 (b) is an assembly of a plurality of rod-shaped heat pipes. The shape of the heat pipe may be an appropriate shape depending on the installation space of the cooling device.
【0045】図5は、本発明の冷却装置の他の実施態様
を示す図で、図5(a)は斜視図、図5(b)は図5
(a)のA−A´における断面図、図5(c)は平面図
である。FIG. 5 is a view showing another embodiment of the cooling device of the present invention. FIG. 5 (a) is a perspective view, and FIG.
FIG. 5A is a cross-sectional view taken along line AA ′, and FIG. 5C is a plan view.
【0046】この冷却装置は、放熱基板13a〜13d
の内面に平板フィン62を有する以外は図3と同じで、
図3で示した冷却装置をさらに冷却能を高めた装置であ
る。図3に示した冷却装置では、図1で説明したように
衝突噴流により冷却される放熱基板12に比べ、放熱基
板13a〜13dの冷却度はかなり劣る。そのため、図
5のように放熱基板13a〜13dの内面に平板フィン
62を設け、伝熱面積を拡大することによってその冷却
能を高めることができる。This cooling device is composed of heat radiating substrates 13a to 13d.
3 except that it has a flat plate fin 62 on its inner surface.
This is a device in which the cooling capacity is further improved from the cooling device shown in FIG. In the cooling device shown in FIG. 3, the cooling degree of the heat radiating substrates 13a to 13d is considerably inferior to that of the heat radiating substrate 12 cooled by the impinging jet as described in FIG. For this reason, as shown in FIG. 5, the cooling ability can be enhanced by providing the plate fins 62 on the inner surfaces of the heat dissipation boards 13a to 13d and enlarging the heat transfer area.
【0047】放熱基板に設けるフィンは前述したように
各種の形状のフィンを用いることができる。As described above, the fins provided on the heat radiating substrate may be of various shapes.
【0048】上記冷却装置では、LSIパッケージが放
熱基板1面に1個ずつ取り付けた場合について説明した
が、1面の放熱基板に複数個設置しても差し支えない。
ただし、その場合冷却空気流の下流側ほど、温度上昇す
ることを考慮する必要がある。In the above cooling device, a case has been described where the LSI packages are mounted one by one on the heat radiating substrate, but a plurality of LSI packages may be mounted on one heat radiating substrate.
However, in that case, it is necessary to consider that the temperature rises further downstream of the cooling air flow.
【0049】図6は、放熱基板多面体の一放熱基板に2
個のLSIパッケージを装着した例を示す図で、図7
(a)は斜視図、図7(b)は図7(a)のA−A´に
おける断面図、図7(c)は平面図である。FIG. 6 shows two radiating substrates of the radiating substrate polyhedron.
FIG. 7 is a diagram showing an example in which LSI packages are mounted.
7A is a perspective view, FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 7A, and FIG. 7C is a plan view.
【0050】この冷却装置は、放熱基板12、13aお
よび13cの各々にLSIパッケージを2個ずつ取り付
けられていること、放熱基板13b、放熱基板13dに
はLSIパッケージが取り付けられていないこと、およ
びノズル75が矩形断面であることを除けば図1と同じ
である。冷却性能や効果は、図1の冷却装置で説明した
通りである。In this cooling device, two LSI packages are mounted on each of the heat radiating substrates 12, 13a and 13c, no LSI package is mounted on the heat radiating substrates 13b and 13d, and It is the same as FIG. 1 except that 75 is a rectangular cross section. The cooling performance and effects are as described for the cooling device of FIG.
【0051】なお、放熱基板多面体は、5面体について
説明したが、6面体以上にしてもよい。Although the radiator polyhedron has been described as a pentahedron, it may be a hexahedron or more.
【0052】[0052]
【実施例】(実施例1)下記寸法の放熱基板およびノズ
ルを備えた図1に示す冷却装置を製作し、冷却性能を測
定した。EXAMPLES Example 1 A cooling device shown in FIG. 1 equipped with a heat radiating board and a nozzle having the following dimensions was manufactured, and the cooling performance was measured.
【0053】放熱基板12の寸法(材質:アルミ合金A
1100) 54mm×54mm×2.0mm 放熱基板13a〜13dの寸法(材質:アルミ合金A1
100) 52mm×50mm×2.0mm ノズル内径×肉厚×長さ(材質:SUS316) 12mm×1mm×50mm ノズル断熱材厚さ(材質:ポリウレタン樹脂) 3mm 上記各放熱基板を溶接し、一面が開放された内寸が50
mm×50mm×50mmの立方容器状の多面体基板を
製作した。これに上記ノズルを放熱基板12と垂直にな
り、ノズル口が放熱基板12の内面から25mmの位置
となるよう固定し、周囲に上記断熱材を巻き付けた。The dimensions of the heat radiation substrate 12 (material: aluminum alloy A)
1100) 54 mm × 54 mm × 2.0 mm Dimensions of the heat radiation substrates 13 a to 13 d (material: aluminum alloy A1
100) 52 mm x 50 mm x 2.0 mm Nozzle inner diameter x wall thickness x length (Material: SUS316) 12 mm x 1 mm x 50 mm Thickness of nozzle heat insulator (Material: polyurethane resin) 3 mm The inside size is 50
A cubic container-shaped polyhedral substrate of mm × 50 mm × 50 mm was manufactured. The nozzle was fixed vertically to the heat radiating substrate 12 so that the nozzle opening was at a position 25 mm from the inner surface of the heat radiating substrate 12, and the heat insulating material was wound around the nozzle.
【0054】これら各放熱基板の外面中心部に、パッケ
ージを模擬した40mm×40mmのシートヒータを1
個ずつ計5個貼付し、シートヒータのもう一面に厚さ1
0mmの断熱材ACランバを貼付してヒータから発生す
る熱が冷却面以外にリークするのを防止した。A 40 mm × 40 mm sheet heater simulating a package is provided at the center of the outer surface of each of the heat radiating substrates.
A total of 5 pieces are stuck on the other side of the sheet heater and a thickness of 1
A heat-insulating material AC lumbar of 0 mm was attached to prevent heat generated from the heater from leaking to a portion other than the cooling surface.
【0055】放熱基板12の外面に貼付したシートヒー
タは30W、放熱基板13a〜13dの外面に貼付した
シートヒータ4個は各々10W、熱流速一定の条件で発
熱させ、ノズルから体積流量 4.4×10-3m3/s
(ノズル出口での温度20℃)の冷却空気を噴出した。
ノズル出口温度と放熱基板12の外面に貼付したシート
ヒータ表面との温度差が平均8.5℃、ノズル出口温度
と放熱基板13a〜13dの外面に貼付したシートヒー
タ表面との温度差が平均21.2℃となり、上記温度差
と放熱基板12の面積基準での熱伝達率が 1210W
/(℃・m2)、上記温度差と放熱基板13a〜13d
の面積基準での熱伝達率が180W/(℃・m2)とな
った。The sheet heater affixed to the outer surface of the heat radiating substrate 12 is 30 W, the four sheet heaters affixed to the outer surface of the heat radiating substrates 13 a to 13 d are each 10 W, and heat is generated under the condition of a constant heat flow rate. × 10 -3 m 3 / s
Cooling air at a temperature of 20 ° C. at the nozzle outlet was ejected.
The average temperature difference between the nozzle outlet temperature and the surface of the sheet heater attached to the outer surface of the heat radiating substrate 12 is 8.5 ° C., and the average temperature difference between the nozzle outlet temperature and the surface of the sheet heater attached to the outer surface of the heat radiating substrates 13a to 13d is 21. 2 ° C., and the above-mentioned temperature difference and the heat transfer coefficient based on the area of the heat dissipation substrate 12 are 1210 W
/ (° C. · m 2 ), the above temperature difference and the heat dissipation boards 13a to 13d
Was 180 W / (° C. · m 2 ).
【0056】図7は比較例として用いた冷却装置を示す
図である。FIG. 7 is a diagram showing a cooling device used as a comparative example.
【0057】この冷却装置は、筒状に組み立てた放熱基
板10a〜10dの内面に平板フィンが設けられてお
り、開口部からファン4でフィンに冷却空気を送り、基
板外面に装着された発熱体3を冷却する構造になってい
る。放熱基板、フィン等の寸法は下記の通りとした。In this cooling device, flat fins are provided on the inner surfaces of the heat dissipation boards 10a to 10d assembled in a cylindrical shape, and cooling air is sent from the openings to the fins by the fan 4, and the heating element mounted on the outer surface of the board is provided. 3 is cooled. The dimensions of the radiator board, fins, etc. were as follows.
【0058】放熱基板寸法(材質:アルミ合金A110
0) 52mm×50mm×2.0mm 平板フィン寸法(材質:アルミ合金A1100) 50mm×(2〜24)mm×1.0mm フィンピッチおよびフィン数 2.0mm、 23枚 上記寸法の放熱基板上に平板フィンが直立した形状のヒ
ートシンクを切削加工で製作し、溶接により四角管状に
組立、これにファンを開口面に密着するように固定し
た。Heat radiation board dimensions (material: aluminum alloy A110)
0) 52 mm × 50 mm × 2.0 mm Flat plate fin dimensions (material: aluminum alloy A1100) 50 mm × (2 to 24) mm × 1.0 mm Fin pitch and number of fins 2.0 mm, 23 pcs. A heat sink with upright fins was manufactured by cutting, assembled into a rectangular tube by welding, and a fan was fixed to the opening so as to be in close contact with the opening surface.
【0059】この4個の放熱基板外面10a〜10dの
中心部に、パッケージを模擬した40mm×40mmの
シートヒータを1個貼付し、シートヒータの他の面に厚
さ10mmの断熱材ACランバを貼付した。One 40 mm × 40 mm sheet heater simulating a package is attached to the center of the four heat radiation board outer surfaces 10 a to 10 d, and a 10 mm thick heat insulating material AC lumbar is attached to the other surface of the sheet heater. Affixed.
【0060】放熱基板外面に貼付したシートヒータを1
0W、熱流速一定の条件で発熱させ、ファンから体積流
量 4.4×10-3m3/s(入口での温度20℃)の冷
却空気を供給した。入口温度と放熱基板外面に貼付した
シートヒータ表面との温度差が平均12.5℃となり、
上記温度差と放熱基板の面積基準での熱伝達率が各々3
08W/(℃・m2)となった。The sheet heater attached to the outer surface of the heat dissipation board is
Heat was generated at 0 W and a constant heat flow rate, and cooling air having a volume flow rate of 4.4 × 10 −3 m 3 / s (temperature at the inlet of 20 ° C.) was supplied from the fan. The average temperature difference between the inlet temperature and the surface of the sheet heater attached to the outer surface of the heat dissipation board is 12.5 ° C on average,
Each of the above-mentioned temperature difference and the heat transfer coefficient based on the area of the heat dissipation board is 3
08 W / (° C. · m 2 ).
【0061】これより本発明に係るヒートシンク冷却装
置は、平均の冷却性能が約25%向上しており、さら
に、実装密度を上げることができる上、十分に実用可能
な冷却性能を有することがわかる。From this, it can be seen that the heat sink cooling device according to the present invention has improved the average cooling performance by about 25%, can further increase the mounting density, and has a sufficiently practical cooling performance. .
【0062】(実施例2)下記寸法の放熱基板およびノ
ズルを備えた図2に示す冷却装置を製作し、冷却性能を
測定した。Example 2 A cooling device shown in FIG. 2 equipped with a radiating board and a nozzle having the following dimensions was manufactured, and the cooling performance was measured.
【0063】放熱基板12の寸法(材質:アルミ合金A
1100) 54mm×54mm×2.0mm 放熱基板13a〜13dの寸法(材質:アルミ合金A1
100) 52mm×50mm×2.0mm 平板フィン寸法(材質:アルミ合金A1100) 45mm×14mm×1.0mm フィンピッチおよびフィン数 2.0mm、17枚 ノズル内径×肉厚×長さ(材質:SUS316) 12mm×1mm×50mm ノズル断熱材厚さ(材質:ポリウレタン樹脂) 3mm 上記放熱基板に平板フィンを機械加工により一体形成
し、各放熱基板を溶接し、一面が開放された内寸が50
mm×50mm×50mmの立方体形状の放熱基板多面
体を製作した。これに上記ノズルを放熱基板と垂直にノ
ズル口が基板内面から25mmの位置となるよう固定
し、周囲に上記断熱材を巻き付け固定した。The dimensions of the heat radiation substrate 12 (material: aluminum alloy A)
1100) 54 mm × 54 mm × 2.0 mm Dimensions of the heat radiation substrates 13 a to 13 d (material: aluminum alloy A1
100) 52 mm x 50 mm x 2.0 mm Flat plate fin dimensions (material: aluminum alloy A1100) 45 mm x 14 mm x 1.0 mm Fin pitch and number of fins 2.0 mm, 17 nozzles Inner diameter x wall thickness x length (material: SUS316) 12mm x 1mm x 50mm Nozzle insulation material thickness (Material: Polyurethane resin) 3mm Flat fins are integrally formed on the heat radiating board by machining, each heat radiating board is welded, and the inner dimension with one open side is 50
A cubic heat dissipation substrate polyhedron of mm × 50 mm × 50 mm was manufactured. The nozzle was fixed to the nozzle so that the nozzle opening was at a position 25 mm from the inner surface of the substrate, and the heat insulating material was wound around the nozzle and fixed.
【0064】これら放熱基板の外面の中心部に、パッケ
ージを模擬した40mm×40mmのシートヒータを1
個ずつ計5個貼付し、これらシートヒータの他の面に厚
さ10mmの断熱材ACランバを貼付した。A 40 mm × 40 mm sheet heater simulating a package is provided at the center of the outer surface of each of the heat radiating substrates.
A total of five pieces each were attached, and a heat insulating material AC lumbar having a thickness of 10 mm was attached to the other surface of these sheet heaters.
【0065】放熱基板12の外面に貼付したシートヒー
タは30W、放熱基板13a〜13dの外面に貼付した
シートヒータ4個は各々10W、熱流速一定の条件で発
熱させ、ノズルから体積流量4.4×10-3m3/s
(ノズル出口での温度20℃)の冷却空気を噴出した。
ノズル出口温度と放熱基板12の外面に貼付したシート
ヒータ表面との温度差が平均8.7℃、ノズル出口温度
と放熱基板13a〜13dの外面に貼付したシートヒー
タ表面との温度差が平均17.4℃となり、上記温度差
と放熱基板12の面積基準での熱伝達率が 1180W
/(℃・m2)、上記温度差と放熱基板13a〜13d
の面積基準での熱伝達率が220W/(℃・m2)とな
った。The sheet heater attached to the outer surface of the heat radiating substrate 12 is 30 W, the four sheet heaters attached to the outer surfaces of the heat radiating substrates 13 a to 13 d are each 10 W, and heat is generated under the condition of a constant heat flow rate. × 10 -3 m 3 / s
Cooling air at a temperature of 20 ° C. at the nozzle outlet was ejected.
The average temperature difference between the nozzle outlet temperature and the surface of the sheet heater attached to the outer surface of the heat dissipation board 12 is 8.7 ° C., and the average temperature difference between the nozzle exit temperature and the surface of the sheet heater attached to the outer surface of the heat dissipation board 13a to 13d is 17 .4 ° C., and the above-mentioned temperature difference and the heat transfer coefficient based on the area of the heat dissipation substrate 12 are 1180 W
/ (° C. · m 2 ), the above temperature difference and the heat dissipation boards 13a to 13d
Was 220 W / (° C. · m 2 ).
【0066】この結果から放熱基板の内面に平板フィン
を取り付けることにより、放熱基板12の部分での冷却
性能はほぼ同等で、放熱基板13a〜13dの部分の冷
却性能を約20%向上できることがわかる。From this result, it can be seen that by attaching the flat plate fins to the inner surface of the heat radiating substrate, the cooling performance at the heat radiating substrate 12 is almost the same, and the cooling performance at the heat radiating substrates 13a to 13d can be improved by about 20%. .
【0067】(実施例3)下記寸法の放熱基板およびノ
ズルを備えた図3に示す冷却装置を製作し、冷却性能を
測定した。Example 3 A cooling device shown in FIG. 3 equipped with a heat-dissipating substrate and a nozzle having the following dimensions was manufactured, and the cooling performance was measured.
【0068】放熱基板12の寸法(材質:アルミ合金A
1100) 54mm×54mm×2.0mm 放熱基板13a〜13dの寸法(材質:アルミ合金A1
100) 52mm×50mm×2.0mm ヒートパイプ寸法(材質:Cu製、作動流体:蒸留水) 受熱部:50mm×50mm×3.0mm 放熱部:50mm×50mm×3.0mm 中継部42:15mm×50mm×3.0mm ノズル内径×肉厚×長さ(材質:SUS316) 12mm×1mm×50mm ノズル断熱材厚さ(材質:ポリウレタン樹脂) 3mm 実施例1と同様に放熱基板多面体を製作し、同じく実施
例1と同様に上記ノズルを固定した。さらに、放熱基板
12には実施例1と同様にシートヒータ1個を固定し
た。The dimensions of the heat radiation substrate 12 (material: aluminum alloy A)
1100) 54 mm × 54 mm × 2.0 mm Dimensions of the heat radiation substrates 13 a to 13 d (material: aluminum alloy A1
100) 52 mm × 50 mm × 2.0 mm Heat pipe dimensions (Material: Cu, working fluid: distilled water) Heat receiving part: 50 mm × 50 mm × 3.0 mm Heat radiating part: 50 mm × 50 mm × 3.0 mm Relay part 42: 15 mm × 50mm x 3.0mm Nozzle inner diameter x wall thickness x length (Material: SUS316) 12mm x 1mm x 50mm Nozzle insulation material thickness (Material: polyurethane resin) 3mm A heat dissipation substrate polyhedron was manufactured and implemented in the same manner as in Example 1. The nozzle was fixed as in Example 1. Further, one sheet heater was fixed to the heat radiating substrate 12 as in the first embodiment.
【0069】放熱基板13a〜13dの外面の中心部
に、上記ヒートパイプの放熱部をサーマルコンパウンド
の薄層を介してネジにより密着固定し、さらにこのヒー
トパイプの受熱部に実施例1と同じシートヒータ1個を
貼付した。The heat radiating portion of the heat pipe is tightly fixed to the center of the outer surface of the heat radiating substrates 13a to 13d via a thin layer of a thermal compound with screws, and the heat receiving portion of the heat pipe is made of the same sheet as in the first embodiment. One heater was attached.
【0070】こうして放熱基板12およびヒートパイプ
受熱部各々に貼付された合計4個のシートヒータの放熱
基板およびシートヒータの他の面に厚さ10mmの断熱
材ACランバを貼付した。In this manner, a heat insulating material AC lumbar having a thickness of 10 mm was adhered to the heat radiating substrates of the four sheet heaters and the other surfaces of the sheet heaters, which were adhered to the heat radiating substrate 12 and the heat pipe heat receiving portion, respectively.
【0071】放熱基板12の外面に貼付したシートヒー
タは30W、ヒートパイプ受熱部に貼付したシートヒー
タ4個は各々10W、熱流速一定の条件で発熱させた。
ノズルから体積流量4.4×10-3m3/s(ノズル出
口での温度20℃)の冷却空気を噴出したところ、ノズ
ル出口温度と基板12の外面に貼付したシートヒータ表
面との温度差が平均8.5℃、ノズル出口温度とヒート
パイプ受熱部に貼付したシートヒータ表面との温度差が
平均22.0℃となり、上記温度差と放熱基板12の面
積基準での熱伝達率が 1210W/(℃・m2)、上記
温度差と放熱基板13a〜13dの面積基準での熱伝達
率が175W/(℃・m2)となった。The sheet heater attached to the outer surface of the heat radiating substrate 12 was 30 W, and the four sheet heaters attached to the heat pipe heat receiving portion each generated heat at 10 W at a constant heat flow rate.
When cooling air with a volume flow rate of 4.4 × 10 −3 m 3 / s (temperature at the nozzle outlet: 20 ° C.) was jetted from the nozzle, the temperature difference between the nozzle outlet temperature and the surface of the sheet heater attached to the outer surface of the substrate 12 Is 8.5 ° C. on average, the temperature difference between the nozzle outlet temperature and the surface of the sheet heater attached to the heat pipe heat receiving portion is 22.0 ° C. on average, and the above-mentioned temperature difference and the heat transfer coefficient based on the area of the heat dissipation substrate 12 are 1210 W. / (° C. · m 2 ), and the above-mentioned temperature difference and the heat transfer coefficient based on the area of the heat radiating substrates 13a to 13d were 175 W / (° C. · m 2 ).
【0072】この結果から放熱基板13a〜13dの外
面にヒートパイプを取り付けることにより、放熱基板1
2の部分での冷却性能は全く同等で、放熱基板13a〜
13d部分での冷却性能もほぼ同等となり、さらに配置
自由度が向上し多様な実装形態に対応可能となることが
わかる。From these results, it is found that the heat pipes are attached to the outer surfaces of the heat radiating substrates 13a to 13d,
The cooling performance in the part 2 is completely the same,
It can be seen that the cooling performance at the 13d portion is almost the same, and that the degree of freedom in arrangement is further improved, making it possible to cope with various mounting forms.
【0073】(実施例4)下記寸法の放熱基板およびノ
ズルを備えた図5に示す冷却装置を製作し、冷却性能を
測定した。Example 4 A cooling device shown in FIG. 5 equipped with a heat radiating substrate and a nozzle having the following dimensions was manufactured, and the cooling performance was measured.
【0074】放熱基板12の寸法(材質:アルミ合金A
1100) 54mm×54mm×2.0mm 放熱基板13a〜13dの寸法(材質:アルミ合金A1
100) 52mm×50mm×2.0mm 平板フィン寸法(材質:アルミ合金A1100) 45mm×14mm×1.0mm フィンピッチおよびフィン数 2.0mm、17枚 ヒートパイプ寸法(材質:Cu製、作動流体:蒸留水) 受熱部:50mm×50mm×3.0mm 放熱部:50mm×50mm×3.0mm 中継部42:15mm×50mm×3.0mm ノズル内径×肉厚×長さ(材質:SUS316) 12mm×1mm×50mm ノズル断熱材厚さ(材質:ポリウレタン樹脂) 3mm 平板フィンを機械加工により一体形成した上記放熱基板
を溶接し、一面が開放された内寸が50mm×50mm
×50mmの立方体形状の放熱基板多面体を製作した。
これに上記ノズルを実施例1と同様に固定し、さらに放
熱基板12には実施例1と同様にシートヒータ1個を固
定した。The dimensions of the heat radiation substrate 12 (material: aluminum alloy A)
1100) 54 mm × 54 mm × 2.0 mm Dimensions of the heat radiation substrates 13 a to 13 d (material: aluminum alloy A1
100) 52 mm x 50 mm x 2.0 mm Flat fin dimensions (material: aluminum alloy A1100) 45 mm x 14 mm x 1.0 mm Fin pitch and number of fins 2.0 mm, 17 heat pipe dimensions (Material: Cu, working fluid: distillation) Water) Heat receiving part: 50 mm x 50 mm x 3.0 mm Heat radiating part: 50 mm x 50 mm x 3.0 mm Relay part 42: 15 mm x 50 mm x 3.0 mm Nozzle inner diameter x wall thickness x length (material: SUS316) 12 mm x 1 mm x 50mm Nozzle heat insulating material thickness (Material: polyurethane resin) 3mm The above-mentioned heat dissipation board, which is formed integrally with a flat plate fin by machining, is welded, and the inner dimension with one side open is 50mm x 50mm
A cubic heat dissipation substrate polyhedron having a size of 50 mm was manufactured.
The above nozzle was fixed thereto in the same manner as in Example 1, and one sheet heater was further fixed to the heat dissipation substrate 12 as in Example 1.
【0075】放熱基板13a〜23dの外面の中心部
に、上記ヒートパイプの放熱部をサーマルコンパウンド
の薄層を介してネジにより密着固定し、さらにこのヒー
トパイプの受熱部に実施例1と同じシートヒータ1個を
貼付した。The heat radiating portion of the heat pipe is closely fixed to the center of the outer surface of the heat radiating substrates 13a to 23d with a screw through a thin layer of a thermal compound. One heater was attached.
【0076】こうして放熱基板12およびヒートパイプ
受熱部各々に貼付された合計4個のシートヒータの基板
およびシートヒートの他の面に厚さ10mmの断熱材A
Cランバを貼付した。In this way, a heat insulating material 10 mm thick is attached on the substrate of the four sheet heaters and the other surface of the sheet heat, which are stuck on the heat radiating substrate 12 and the heat pipe heat receiving portion, respectively.
C lumbar was attached.
【0077】放熱基板12の外面に貼付したシートヒー
タは30W、ヒートパイプ受熱部に貼付したシートヒー
タ4個は各々10W、熱流速一定の条件で発熱させた。
ノズルから体積流量 4.4×10-3m3/s(ノズル出
口での温度20℃)の冷却空気を噴出したところ、ノズ
ル出口温度と放熱基板12の外面に貼付したシートヒー
タ表面との温度差が平均8.8℃、ノズル出口温度と受
熱部に貼付したシートヒータ表面との温度差が平均1
8.2℃となり、上記温度差と放熱基板12の面積基準
での熱伝達率が 1170W/(℃・m2)、上記温度差
と放熱基板13a〜13dの面積基準での熱伝達率が2
10W/(℃・m2)となった。The sheet heater attached to the outer surface of the heat radiating substrate 12 was 30 W, and the four sheet heaters attached to the heat pipe heat receiving portion each generated heat at 10 W at a constant heat flow rate.
When cooling air with a volume flow rate of 4.4 × 10 −3 m 3 / s (temperature at the nozzle outlet: 20 ° C.) was jetted from the nozzle, the nozzle outlet temperature and the temperature of the surface of the sheet heater attached to the outer surface of the heat dissipation substrate 12 The difference is 8.8 ° C on average, and the difference between the nozzle outlet temperature and the surface of the sheet heater attached to the heat receiving part is 1 on average.
8.2 ° C., the above-mentioned temperature difference and the heat transfer coefficient based on the area of the radiating substrate 12 are 1170 W / (° C. · m 2 ), and the above-mentioned temperature difference and the heat transfer coefficient based on the area of the radiating substrate 13 a to 13 d are 2
10 W / (° C. · m 2 ).
【0078】この結果から放熱基板の外面にヒートパイ
プを取り付けた場合も、放熱基板内面に平板フィンを取
り付けることにより、放熱基板12部分での冷却性能は
ほぼ同等で、受熱部分での冷却性能を約20%向上する
こことができることがわかる。From this result, even when the heat pipe is attached to the outer surface of the heat radiating substrate, the cooling performance at the heat radiating substrate 12 is almost equal and the cooling performance at the heat receiving portion is reduced by attaching the flat plate fin to the inner surface of the heat radiating substrate. It can be seen that it can be improved by about 20%.
【0079】[0079]
【発明の効果】本発明によれば、電子部品の発熱体を三
次元実装により高密度な実装が可能で、かつ従来の冷却
装置で得られるより高い強制空冷ができる。また、同一
平面上に複数実装された発熱体の冷却においても、コン
パクトな装置で、より高い強制空冷ができ、エレクトロ
ニクス産業の発展に大きく寄与する。According to the present invention, it is possible to mount a heating element of an electronic component at a high density by three-dimensional mounting, and to perform forced air cooling higher than that obtained by a conventional cooling device. Further, even in the cooling of a plurality of heating elements mounted on the same plane, higher forced air cooling can be performed with a compact device, which greatly contributes to the development of the electronics industry.
【図1】本発明の冷却装置の例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a cooling device of the present invention.
【図2】本発明のフィンを備えた放熱基板を用いた冷却
装置の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a cooling device using a heat dissipation board provided with fins of the present invention.
【図3】本発明のヒートパイプを用いた冷却装置の例を
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a cooling device using the heat pipe of the present invention.
【図4】放熱基板に設けるヒートパイプ形状の例を示す
図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a shape of a heat pipe provided on a heat dissipation substrate.
【図5】本発明のヒートパイプとフィンを備えた放熱基
板を用いた冷却装置の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a cooling device using a heat dissipation board provided with a heat pipe and fins of the present invention.
【図6】本発明の1枚の放熱基板に2個の発熱体を装着
した冷却装置の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a cooling device according to the present invention in which two heat generating elements are mounted on one heat radiation board.
【図7】従来の冷却装置を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a conventional cooling device.
11 放熱基板多面体 16 断熱
材 12、13a〜13d 放熱基板 17 冷却
空気流路 14a〜14e 発熱体 22 フィ
ン 15 ノズル 42a〜4
2d ヒートパイプDESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Heat dissipation board polyhedron 16 Heat insulation material 12, 13a-13d Heat dissipation board 17 Cooling air flow path 14a-14e Heating body 22 Fin 15 Nozzle 42a-4
2d heat pipe
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E322 AA01 AA07 AA11 AB01 AB06 BA01 BA03 BB03 DB10 FA01 FA02 FA05 5F036 AA01 BA04 BA07 BA23 BB03 BB05 BB21 BB33 BB35 BB44 BB53 BB56 BB60 BC03 BC05 BD03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5E322 AA01 AA07 AA11 AB01 AB06 BA01 BA03 BB03 DB10 FA01 FA02 FA05 5F036 AA01 BA04 BA07 BA23 BB03 BB05 BB21 BB33 BB35 BB44 BB53 BB56 BB60 BC03 BC05 BD03
Claims (3)
板多面体と、開口部から放熱基板多面体の内部に挿入さ
れた、冷却用空気を噴射するためのノズルとを備えてお
り、放熱基板多面体の各面は、外面に発熱体を装着する
ための平板状の放熱基板からなり、ノズルは、その先端
から噴射された冷却用空気がノズル先端と対面した放熱
基板に衝突した後、ノズル外周面と放熱基板間を通り外
部に放出される流路を形成するように設けられているこ
とを特徴とするヒートシンク冷却装置。1. A heat dissipating substrate polyhedron in the shape of a three-dimensional container having an opening on one side, and a nozzle for ejecting cooling air inserted from the opening into the heat dissipating substrate polyhedron. Each surface of the substrate polyhedron is composed of a flat heat-radiating substrate for mounting a heating element on the outer surface, and after the cooling air injected from the tip collides with the heat-radiating substrate facing the nozzle tip, the nozzle A heat sink cooling device, which is provided so as to form a flow passage that is discharged to the outside through an outer peripheral surface and a heat radiation substrate.
けられていることを特徴とする請求項1記載のヒートシ
ンク冷却装置。2. The heat sink cooling device according to claim 1, wherein heat radiating fins are provided on an inner peripheral surface of the heat radiating substrate polyhedron.
装置の放熱基板の外面にヒートパイプの放熱部が接着固
定されており、そのヒートパイプの受熱部は発熱体の装
着が可能になっていることを特徴とするヒートシンク冷
却装置。3. A heat radiating portion of a heat pipe is adhered and fixed to an outer surface of a heat radiating substrate of the heat sink cooling device according to claim 1 or 2, and a heat receiving portion of the heat pipe can be fitted with a heating element. A heat sink cooling device, characterized in that:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10210817A JP2000049480A (en) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | Heatsink cooler |
Applications Claiming Priority (1)
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JP10210817A JP2000049480A (en) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | Heatsink cooler |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000049480A true JP2000049480A (en) | 2000-02-18 |
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ID=16595624
Family Applications (1)
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JP10210817A Pending JP2000049480A (en) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | Heatsink cooler |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2000049480A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011022808A (en) * | 2009-07-16 | 2011-02-03 | Nec Corp | Cooling device and method of cooling the same |
JP2014138442A (en) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Fanuc Ltd | Motor driving device having radiator |
JP2015087106A (en) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | 楊 泰和 | Single-side adhering type heat transmission temperature uniformization device |
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CN112566441A (en) * | 2019-09-25 | 2021-03-26 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | Heat pipe radiator and IGBT converter heat radiation device |
-
1998
- 1998-07-27 JP JP10210817A patent/JP2000049480A/en active Pending
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