JP2502548Y2 - 熱伝達装置 - Google Patents
熱伝達装置Info
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- JP2502548Y2 JP2502548Y2 JP1991055495U JP5549591U JP2502548Y2 JP 2502548 Y2 JP2502548 Y2 JP 2502548Y2 JP 1991055495 U JP1991055495 U JP 1991055495U JP 5549591 U JP5549591 U JP 5549591U JP 2502548 Y2 JP2502548 Y2 JP 2502548Y2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
- F28F3/048—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of ribs integral with the element or local variations in thickness of the element, e.g. grooves, microchannels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
- H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は熱伝達装置に関し、特に
電子デバイスを冷却するときに有効な熱伝達装置に関す
る。
電子デバイスを冷却するときに有効な熱伝達装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】集積回路のような電子部品を含む電子デ
バイスの冷却は、ファンや受動的な冷却用放熱器又はそ
の両方を使用することにより達成される。ファンは強制
的な空気対流冷却が可能であるが、一方、容認し難いレ
ベルのノイズを発生する。冷却用放熱器は熱伝導により
各構成要素からの熱エネルギを放射することできるが、
一方、この冷却用放熱器は所定の体積が必要であり、こ
の体積を小型化され高密度の電子装置内に設けるのは非
常に難しい。
バイスの冷却は、ファンや受動的な冷却用放熱器又はそ
の両方を使用することにより達成される。ファンは強制
的な空気対流冷却が可能であるが、一方、容認し難いレ
ベルのノイズを発生する。冷却用放熱器は熱伝導により
各構成要素からの熱エネルギを放射することできるが、
一方、この冷却用放熱器は所定の体積が必要であり、こ
の体積を小型化され高密度の電子装置内に設けるのは非
常に難しい。
【0003】近年、小型化された電子装置内において熱
を効率的に伝達する一つの方法として熱伝達袋(バッ
グ)がある。例えば、本考案の出願人である米国3M社
から液体冷却用放熱バッグとして提案されている。この
バッグは可撓性シート材で作られ、その内部には密閉し
た仕切りがあり、この仕切りには熱伝達性があり化学的
に不活性で実質的にはフロロケミカ液体のガスで満たさ
れている。バッグは熱を発生している熱発生素子と冷却
用放熱器の熱放射表面の間に配置され、密閉されたバッ
グ内における流体とその対流を経て熱は熱発生要素から
冷却用放熱器に伝達される。
を効率的に伝達する一つの方法として熱伝達袋(バッ
グ)がある。例えば、本考案の出願人である米国3M社
から液体冷却用放熱バッグとして提案されている。この
バッグは可撓性シート材で作られ、その内部には密閉し
た仕切りがあり、この仕切りには熱伝達性があり化学的
に不活性で実質的にはフロロケミカ液体のガスで満たさ
れている。バッグは熱を発生している熱発生素子と冷却
用放熱器の熱放射表面の間に配置され、密閉されたバッ
グ内における流体とその対流を経て熱は熱発生要素から
冷却用放熱器に伝達される。
【0004】上述の熱伝達バッグは、熱伝達の経路を確
立する上で、その可撓性材料が熱発生要素と冷却用放熱
器の間の空洞の形状に追従するという点で有利であり、
かつ容易に熱発生要素及び熱放射表面との密接な接触が
可能である点で有利である。いくつかの提案がなされて
いるが、所定の物質で内部を満たしたバッグの有する固
有の衝撃吸収の性質は、物理的な衝撃による損傷から構
成要素を保護するためのパッキング又はクッションとて
機能する。熱伝達バッグは素子の修理等に際して容易に
移動し置き換えることができ、また特定の場所に熱伝達
バッグを保持するように接着剤で固定してもよい。
立する上で、その可撓性材料が熱発生要素と冷却用放熱
器の間の空洞の形状に追従するという点で有利であり、
かつ容易に熱発生要素及び熱放射表面との密接な接触が
可能である点で有利である。いくつかの提案がなされて
いるが、所定の物質で内部を満たしたバッグの有する固
有の衝撃吸収の性質は、物理的な衝撃による損傷から構
成要素を保護するためのパッキング又はクッションとて
機能する。熱伝達バッグは素子の修理等に際して容易に
移動し置き換えることができ、また特定の場所に熱伝達
バッグを保持するように接着剤で固定してもよい。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、ある電
子デバイス、例えば比較的熱量の大きな素子を有するデ
バイスについては、このような熱伝達バッグを有する冷
却用放熱器のために充分なスペースは得られないことが
あり、特に熱を発生する複数の素子が互いに接近して配
置されている場合には困難が多い。このような環境で
は、能動的な液体流通冷却システムが考慮されており、
この場合、流通する流体は冷却用放熱器に熱を伝達する
ために使用される。熱源から離れた冷却用放熱器には、
例えば冷却水源、冷却システム、液体─空気熱交換機の
ようなものをいう。
子デバイス、例えば比較的熱量の大きな素子を有するデ
バイスについては、このような熱伝達バッグを有する冷
却用放熱器のために充分なスペースは得られないことが
あり、特に熱を発生する複数の素子が互いに接近して配
置されている場合には困難が多い。このような環境で
は、能動的な液体流通冷却システムが考慮されており、
この場合、流通する流体は冷却用放熱器に熱を伝達する
ために使用される。熱源から離れた冷却用放熱器には、
例えば冷却水源、冷却システム、液体─空気熱交換機の
ようなものをいう。
【0006】集積回路用の流体流通装置の一例がIBM
Technical Disclosure Bulletin,Vol. 28, No. 3 (Aug
ust 1985) に開示されている。この文献は可撓性の壁
を持った冷却液仕切りを開示しており、その壁に付着し
た金属板はマルチ・チップ・モヂュールに接触し、フィ
ン(ひれ)として作用するように壁を経て冷却液内に伸
長する複数のスタッドを含んでいる。この形式の装置は
受動的な熱伝達デバイスを越える利点を有しているの
で、電子デバイス用の能動的な熱伝達装置の熱伝達効率
を改善するための絶え間ないニーズがあるが、この装置
は繰り返しの取扱にも耐えるためにはまだ充分に洗練さ
れず、種々の電子デバイスにおける使用にまだ適応して
いない。
Technical Disclosure Bulletin,Vol. 28, No. 3 (Aug
ust 1985) に開示されている。この文献は可撓性の壁
を持った冷却液仕切りを開示しており、その壁に付着し
た金属板はマルチ・チップ・モヂュールに接触し、フィ
ン(ひれ)として作用するように壁を経て冷却液内に伸
長する複数のスタッドを含んでいる。この形式の装置は
受動的な熱伝達デバイスを越える利点を有しているの
で、電子デバイス用の能動的な熱伝達装置の熱伝達効率
を改善するための絶え間ないニーズがあるが、この装置
は繰り返しの取扱にも耐えるためにはまだ充分に洗練さ
れず、種々の電子デバイスにおける使用にまだ適応して
いない。
【0007】本考案の目的は小型で高度な冷却効果が得
られる熱伝達装置を提供することにある。
られる熱伝達装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本考案は、電子装置を冷
却するための熱伝達装置であって、入口と出口を備え冷
却対象物を冷却する熱伝達流体を流通させるためのチャ
ネル14を有するフレーム12と、該フレーム面上に配
置され可撓性材料で作られたシート24であって、該シ
ートには該チャネル毎に穴26を設けたものと、該穴を
経て外方向に延び第1及び第2の部分30,40を有す
る熱ビア28であって、該熱ビアは該シートの上下動と
ともに上下動作するように配置され、該第1の部分30
は冷却時には熱発生要素36との間で熱伝達を行うため
に該チャネルに対して外方向に延び、該第2の部分40
は該熱伝達流体と接するように該チャネル内に位置すよ
うになっているものと、該フレームと該シートを介して
配置されるカバー要素52であって、該チャネルに対応
する位置に凹み部分62を備え、該凹みにより該熱伝達
流体が該チャネルを経て流通するときに該シートの外方
向の膨らみを制限するようになっているものと、該熱ビ
アの該第2の部分上に配置され、該熱ビアの上下動作に
よる接触から該シートを防ぐために該シート方向に延び
る少なくとも一つのピン62とを具備することを特徴と
する。
却するための熱伝達装置であって、入口と出口を備え冷
却対象物を冷却する熱伝達流体を流通させるためのチャ
ネル14を有するフレーム12と、該フレーム面上に配
置され可撓性材料で作られたシート24であって、該シ
ートには該チャネル毎に穴26を設けたものと、該穴を
経て外方向に延び第1及び第2の部分30,40を有す
る熱ビア28であって、該熱ビアは該シートの上下動と
ともに上下動作するように配置され、該第1の部分30
は冷却時には熱発生要素36との間で熱伝達を行うため
に該チャネルに対して外方向に延び、該第2の部分40
は該熱伝達流体と接するように該チャネル内に位置すよ
うになっているものと、該フレームと該シートを介して
配置されるカバー要素52であって、該チャネルに対応
する位置に凹み部分62を備え、該凹みにより該熱伝達
流体が該チャネルを経て流通するときに該シートの外方
向の膨らみを制限するようになっているものと、該熱ビ
アの該第2の部分上に配置され、該熱ビアの上下動作に
よる接触から該シートを防ぐために該シート方向に延び
る少なくとも一つのピン62とを具備することを特徴と
する。
【0009】
【作用】実際の使用時において、チャネルを経て流れる
熱伝達液体の圧力により可撓性材料は撓み(膨らみ)、
この膨らみにより熱ビアは外方向に移行し、その結果、
熱を発生する要素に接触し、熱伝導率の高い熱ビアによ
り熱発生要素からの熱をチャネルを通流する熱伝達流
体、即ち、冷却液により効果的に冷却することができ
る。
熱伝達液体の圧力により可撓性材料は撓み(膨らみ)、
この膨らみにより熱ビアは外方向に移行し、その結果、
熱を発生する要素に接触し、熱伝導率の高い熱ビアによ
り熱発生要素からの熱をチャネルを通流する熱伝達流
体、即ち、冷却液により効果的に冷却することができ
る。
【0010】
【実施例】以下、図面に沿って本考案の実施例を詳細に
説明する。図1は本考案による流体流通熱伝達装置の平
面図である。図2は図1の装置のフレームの平面図であ
り、可撓性カバーシートの一部分に沿って、フレーム内
に形成された曲折した流通チャネルを示す。図3は図1
の装置の部分的に拡大した側面断面図であり、装置の熱
ビアは回路基板上に取付けられた集積回路部分との接触
のために外方向に移動した状態を示している。図4は図
1の装置の部分的に拡大した端部断面図であり、熱ビア
は図3の状態とは異なり外方向に移動していない状態を
示している。そして図5は図4の5─5線に沿って部分
的に拡大した底面図である。
説明する。図1は本考案による流体流通熱伝達装置の平
面図である。図2は図1の装置のフレームの平面図であ
り、可撓性カバーシートの一部分に沿って、フレーム内
に形成された曲折した流通チャネルを示す。図3は図1
の装置の部分的に拡大した側面断面図であり、装置の熱
ビアは回路基板上に取付けられた集積回路部分との接触
のために外方向に移動した状態を示している。図4は図
1の装置の部分的に拡大した端部断面図であり、熱ビア
は図3の状態とは異なり外方向に移動していない状態を
示している。そして図5は図4の5─5線に沿って部分
的に拡大した底面図である。
【0011】図1〜5において、参照番号10は本考案
の流体流通熱伝達装置であり、熱伝達流体の流通のため
のチャネル14を形成する固定フレーム12を有する。
図2において、チャネル14は入口16と出口18を有
し、フレーム12に沿って曲折したフレーム12の一方
の側(入口側)から反対側(出口側)に通じている。チ
ャネル14は9個の円筒状のチャンバ20を有し、これ
らのチャンバ20は矩形の通路22を経て互いに直列に
つながっている。フレーム12は固体のブロック材で作
られ、チャネル14はこのブロック12の片方の面に形
成され、チャンバ20とその通路22は他の構成要素が
フレーム12に組立てられるまでの間は開放状態にあ
る。
の流体流通熱伝達装置であり、熱伝達流体の流通のため
のチャネル14を形成する固定フレーム12を有する。
図2において、チャネル14は入口16と出口18を有
し、フレーム12に沿って曲折したフレーム12の一方
の側(入口側)から反対側(出口側)に通じている。チ
ャネル14は9個の円筒状のチャンバ20を有し、これ
らのチャンバ20は矩形の通路22を経て互いに直列に
つながっている。フレーム12は固体のブロック材で作
られ、チャネル14はこのブロック12の片方の面に形
成され、チャンバ20とその通路22は他の構成要素が
フレーム12に組立てられるまでの間は開放状態にあ
る。
【0012】シート24はプラスチックフィルムのよう
な可撓性材料で作られ、チャンバ20と通路22の開放
側、即ち、フレーム12面上のチャンバ20と通路22
のある側、にてフレーム12面上に接して設けられてい
る。シート24は図1,2に示すようにフレーム12の
面と略同一サイズであり、その結果、シート24がフレ
ーム12面上に置かれると、入口16と出口18の範囲
を除いてチャネル14の全体を覆うことになる。入口1
6と出口18はいずれもフレーム12の淵に穴をあけて
形成される。
な可撓性材料で作られ、チャンバ20と通路22の開放
側、即ち、フレーム12面上のチャンバ20と通路22
のある側、にてフレーム12面上に接して設けられてい
る。シート24は図1,2に示すようにフレーム12の
面と略同一サイズであり、その結果、シート24がフレ
ーム12面上に置かれると、入口16と出口18の範囲
を除いてチャネル14の全体を覆うことになる。入口1
6と出口18はいずれもフレーム12の淵に穴をあけて
形成される。
【0013】シート24は図2に部分的に示すように9
個の円形穴26を有し、この穴26はチャンバ20と同
心円上に設けられている。熱ビア28は図3,4に示す
ように穴26を経て上方に延びており、9個のチャネル
14の全てに同様に設けられている。
個の円形穴26を有し、この穴26はチャンバ20と同
心円上に設けられている。熱ビア28は図3,4に示す
ように穴26を経て上方に延びており、9個のチャネル
14の全てに同様に設けられている。
【0014】各熱ビア28の詳細を図3〜5に示す。図
示のように熱ビア28は第1の円筒部30を有し、この
円筒部30はチャネル14とシート24を経て外方向に
穴26を経て上方に延びており、平坦な頂部32を有
し、この頂部32は熱発生要素36(即ち、冷却すべき
集積回路)の平坦外面34に接している。この場合、こ
の熱発生要素36は回路基板38上に取り付けられた冷
却すべき集積回路チップである。
示のように熱ビア28は第1の円筒部30を有し、この
円筒部30はチャネル14とシート24を経て外方向に
穴26を経て上方に延びており、平坦な頂部32を有
し、この頂部32は熱発生要素36(即ち、冷却すべき
集積回路)の平坦外面34に接している。この場合、こ
の熱発生要素36は回路基板38上に取り付けられた冷
却すべき集積回路チップである。
【0015】熱ビア28はさらに上記の第1の部分30
からは離れた位置に第2の部分40を有する。この第2
の部分40はその中を流通する熱伝達流体に接触するよ
うにチャネル14のチャンバ20に配置される。第2の
部分40の底部は複数の整列した小さなスタブ(切り
株)もしくはフィン(ひれ)42を有し、このような突
起により冷却液との間で広範囲で緊密な接触面が得ら
れ、チャネル14中を流れる熱伝達流体との間で効果的
な熱交換を行うことができる。
からは離れた位置に第2の部分40を有する。この第2
の部分40はその中を流通する熱伝達流体に接触するよ
うにチャネル14のチャンバ20に配置される。第2の
部分40の底部は複数の整列した小さなスタブ(切り
株)もしくはフィン(ひれ)42を有し、このような突
起により冷却液との間で広範囲で緊密な接触面が得ら
れ、チャネル14中を流れる熱伝達流体との間で効果的
な熱交換を行うことができる。
【0016】熱ビア28はさらに第1の部分30と第2
の部分40の間に中間部分44を有する。中間部分44
は第1及び第2の部分と同軸であり、第1の部分30よ
りは大きく第2の部分40よりは小さい径を有する。溝
46は中間部分44の頂部に形成されO−リング48を
収容する。
の部分40の間に中間部分44を有する。中間部分44
は第1及び第2の部分と同軸であり、第1の部分30よ
りは大きく第2の部分40よりは小さい径を有する。溝
46は中間部分44の頂部に形成されO−リング48を
収容する。
【0017】環状ロックリング50はO−リング48と
共に穴26の周辺でシート24と熱ビア28を密閉して
結合する手段である。環状ロックリング50は第1の部
分30の外径よりも僅かに小さい内径を有し、これによ
りロックリング50が第1の部分30上で押されたとき
に篏合する関係にありリング自身で支持することができ
る。組立て段階では、ロックリング50はシート24と
熱ビア28を接続するためにO−リング48に抗してシ
ート24を押す。図示していないが、ロックリング50
は、ロックリング50をプレス工具に結合するためのね
じ穴を有し、プレス工具で装置10の保守や修理が必要
なときにロックリング50をビア28から引き離すこと
ができる。
共に穴26の周辺でシート24と熱ビア28を密閉して
結合する手段である。環状ロックリング50は第1の部
分30の外径よりも僅かに小さい内径を有し、これによ
りロックリング50が第1の部分30上で押されたとき
に篏合する関係にありリング自身で支持することができ
る。組立て段階では、ロックリング50はシート24と
熱ビア28を接続するためにO−リング48に抗してシ
ート24を押す。図示していないが、ロックリング50
は、ロックリング50をプレス工具に結合するためのね
じ穴を有し、プレス工具で装置10の保守や修理が必要
なときにロックリング50をビア28から引き離すこと
ができる。
【0018】ビア28の第2の部分40は第1の部分3
0の露出した表面領域よりも大きな露出した表面面積を
有し、第2の部分40は熱ビア28を経て熱発生要素3
6の表面34から頂部32に伝わる熱エネルギを迅速に
散逸させるための熱放射体として機能する。一方、前述
のように中間部分44は第2の部分40よりも小さい径
を有し、シート24の下面と第2の部分40の間に空間
を設けるスペーサとして機能し、この空間により、第2
の部分40の頂部面51に熱伝達液体がフィン42の表
面と同様に接触できるようになる。
0の露出した表面領域よりも大きな露出した表面面積を
有し、第2の部分40は熱ビア28を経て熱発生要素3
6の表面34から頂部32に伝わる熱エネルギを迅速に
散逸させるための熱放射体として機能する。一方、前述
のように中間部分44は第2の部分40よりも小さい径
を有し、シート24の下面と第2の部分40の間に空間
を設けるスペーサとして機能し、この空間により、第2
の部分40の頂部面51に熱伝達液体がフィン42の表
面と同様に接触できるようになる。
【0019】平坦なカバー要素52はねじ54によりフ
レーム12に結合される。カバー要素52は9個の穴5
6を有し、各々はチャンバ20と熱ビア28と位置的に
整合している。図2及び図3に示すように、O−リング
58はフレーム12の周辺でねじ54の内側に設けられ
た溝に収容され、カバー要素52がフレーム12にねじ
54により結合されるときにシート24をフレーム12
に実質的にリークフリー関係で結合するシールを担う。
レーム12に結合される。カバー要素52は9個の穴5
6を有し、各々はチャンバ20と熱ビア28と位置的に
整合している。図2及び図3に示すように、O−リング
58はフレーム12の周辺でねじ54の内側に設けられ
た溝に収容され、カバー要素52がフレーム12にねじ
54により結合されるときにシート24をフレーム12
に実質的にリークフリー関係で結合するシールを担う。
【0020】図3に示すように、スタッド59はフレー
ム12にねじ込まれ、平坦なカバー要素52の内側領域
の保持を容易にしシート24との接触を確保する。スタ
ッド59はカバー要素52の穴を経て伸びナット61に
より固定される。なお、O−リング63はスタッド59
の周囲からの液体の漏れを防止する。
ム12にねじ込まれ、平坦なカバー要素52の内側領域
の保持を容易にしシート24との接触を確保する。スタ
ッド59はカバー要素52の穴を経て伸びナット61に
より固定される。なお、O−リング63はスタッド59
の周囲からの液体の漏れを防止する。
【0021】カバー要素52は熱ビア28の部分を除い
てフレーム12の全面を覆っている。図3及び図4に示
すように、カバー要素52は近似的にチャンバ20と同
じ径の面取りした凹み60を有し、この凹み60により
可撓性のシート24は流体の圧力がチャネル14にかか
ったときに、フレーム12から外方向に膨らむための空
間となる。流体の圧力は熱ビア28と凹み60に近接す
るシート24の一部に及ぼし、熱ビア28はシート24
の一部と共に図4に示す収縮位置から外方向に、頂部3
2が熱発生要素36の表面34に接するまで図3に示す
撓んだ又は膨らんだ位置に移動する。
てフレーム12の全面を覆っている。図3及び図4に示
すように、カバー要素52は近似的にチャンバ20と同
じ径の面取りした凹み60を有し、この凹み60により
可撓性のシート24は流体の圧力がチャネル14にかか
ったときに、フレーム12から外方向に膨らむための空
間となる。流体の圧力は熱ビア28と凹み60に近接す
るシート24の一部に及ぼし、熱ビア28はシート24
の一部と共に図4に示す収縮位置から外方向に、頂部3
2が熱発生要素36の表面34に接するまで図3に示す
撓んだ又は膨らんだ位置に移動する。
【0022】可撓性シート24は、各熱ビア28がその
対応する熱発生要素36の表面34と個々に当接できる
ように独立に移動する、ことができるように可撓性にな
っている。この場合、各表面34は正確に同一面に位置
する必要はない。しかし、カバー要素52は熱伝達流体
がチャネル14を経て流れるときのシート24の外方向
の動きを限定する。これは、熱ビア28を囲む周囲のシ
ート24の一部は凹み60上のカバー要素52の部分に
よって異常な撓みから守られるからである。
対応する熱発生要素36の表面34と個々に当接できる
ように独立に移動する、ことができるように可撓性にな
っている。この場合、各表面34は正確に同一面に位置
する必要はない。しかし、カバー要素52は熱伝達流体
がチャネル14を経て流れるときのシート24の外方向
の動きを限定する。これは、熱ビア28を囲む周囲のシ
ート24の一部は凹み60上のカバー要素52の部分に
よって異常な撓みから守られるからである。
【0023】熱ビア28は比較的高い熱伝導率を有する
例えばアルミニュウムのような金属材料で作られてお
り、シート24の熱伝導率よりも著しく高い。シート2
4は弾力性のあるプラスチック・フィルムの何れかから
選択すればよく、このプラスチック・フィルムは適当な
難燃性と充分な可撓性と強度とを有しており、かつ液体
及び空気に対して不浸透性があればよい。そして、現時
点で適切なフィルムはポリエステルである。シート24
は熱ビア28の外方向の動作を可能にするような充分な
可撓性を有しているが、しかし外方向の動きに対して直
角な方向の動きでは、熱ビア28が異常な動きしないよ
うに充分な強度をもっている。
例えばアルミニュウムのような金属材料で作られてお
り、シート24の熱伝導率よりも著しく高い。シート2
4は弾力性のあるプラスチック・フィルムの何れかから
選択すればよく、このプラスチック・フィルムは適当な
難燃性と充分な可撓性と強度とを有しており、かつ液体
及び空気に対して不浸透性があればよい。そして、現時
点で適切なフィルムはポリエステルである。シート24
は熱ビア28の外方向の動作を可能にするような充分な
可撓性を有しているが、しかし外方向の動きに対して直
角な方向の動きでは、熱ビア28が異常な動きしないよ
うに充分な強度をもっている。
【0024】熱ビア28の第2の部分40には4本のピ
ン62が設けられており、第2の部分40の表面上に等
間隔で配置されている。ピン62は中間部分44の高さ
よりも低く、図4に示すようにチャネル14に流体圧が
存在しないときにシート24との間に僅かに空間があ
る。通常の動作では、ピン62は熱ビア28が外方向に
変位するときにシート24と接触する。図3に示すよう
に、熱ビア28は凹み60に近接するカバー要素52に
接するように少なくとも1つのピン62を充分に変位さ
せ、ピン62は第2の部分62から離れた位置でシート
24を保持する。これは、シート部分55と壁1の間の
空間に熱伝達流体を連続的に流通させるためであり、こ
れによりビア28から流体への熱エネルギの効率的な散
逸を可能にする。さらに、ピン62は平坦な頂部34が
構成素子36の表面34と平行な関係を維持するための
補助となる。
ン62が設けられており、第2の部分40の表面上に等
間隔で配置されている。ピン62は中間部分44の高さ
よりも低く、図4に示すようにチャネル14に流体圧が
存在しないときにシート24との間に僅かに空間があ
る。通常の動作では、ピン62は熱ビア28が外方向に
変位するときにシート24と接触する。図3に示すよう
に、熱ビア28は凹み60に近接するカバー要素52に
接するように少なくとも1つのピン62を充分に変位さ
せ、ピン62は第2の部分62から離れた位置でシート
24を保持する。これは、シート部分55と壁1の間の
空間に熱伝達流体を連続的に流通させるためであり、こ
れによりビア28から流体への熱エネルギの効率的な散
逸を可能にする。さらに、ピン62は平坦な頂部34が
構成素子36の表面34と平行な関係を維持するための
補助となる。
【0025】チャンバ20の構造はチャネル14内にお
いて熱ビア28の一部分、即ち、第2の部分40、相似
的構成であり、その結果、チャンバ20を流れる流体の
速度を効果的に高めることができ、第2の部分40の付
近において熱ビア28から流体への熱の伝達を高めるこ
とができる。
いて熱ビア28の一部分、即ち、第2の部分40、相似
的構成であり、その結果、チャンバ20を流れる流体の
速度を効果的に高めることができ、第2の部分40の付
近において熱ビア28から流体への熱の伝達を高めるこ
とができる。
【0026】熱ビア28と熱発生要素36の間の接触力
は図2に示すバルブ64により制御される。バルブ64
は図2のように下流側の出口18の付近に配置される。
入口側の上流に図示しないポンプがあり、チャネル14
内に圧力を供給し、必要に応じてバルブ64の開閉を制
御することにより圧力を調整することができ、ポンプ6
4の動作を停止すると熱ビア28は図4のように収縮動
作となる。
は図2に示すバルブ64により制御される。バルブ64
は図2のように下流側の出口18の付近に配置される。
入口側の上流に図示しないポンプがあり、チャネル14
内に圧力を供給し、必要に応じてバルブ64の開閉を制
御することにより圧力を調整することができ、ポンプ6
4の動作を停止すると熱ビア28は図4のように収縮動
作となる。
【0027】一度、熱伝達流体が入口16からチャンル
14を経て出口18に流れると、通常、流体は回路基板
38を含む電子装置から離れた外部の熱冷却器に向か
う。熱伝達流体は熱伝導性があり、化学的に不活性で、
熱的に安定しているフルオロケミカルが適切である。液
体は何らかの理由により装置10から液体が漏れて電子
回路が短絡するのを防止するために不導電性のもの使用
する。さらに、液体32の不活性な性質によって電子デ
バイスの損傷や装置のハウジング等の損傷を防止する。
14を経て出口18に流れると、通常、流体は回路基板
38を含む電子装置から離れた外部の熱冷却器に向か
う。熱伝達流体は熱伝導性があり、化学的に不活性で、
熱的に安定しているフルオロケミカルが適切である。液
体は何らかの理由により装置10から液体が漏れて電子
回路が短絡するのを防止するために不導電性のもの使用
する。さらに、液体32の不活性な性質によって電子デ
バイスの損傷や装置のハウジング等の損傷を防止する。
【0028】熱伝達バッグに使用される熱伝導性の液体
は以下の代表的な物質、即ち、弗素化された直鎖的、分
枝的、又は周期的なアルカリ、エーテル、第三アミン、
及びアミノ・エーテル、とこれらの混合物である。適切
には一部に弗素化化合物を使用した過弗素化化合物が使
用されている。過弗素化化合物は直線的な鎖、分枝した
鎖、又は周期的、又はこれらの組合せたもの、例えば、
アルキル脂環式化合物であり、エチレン、アセチル、及
び芳香不飽和物質である。骨組み鎖はカテナリ・オキシ
ゲン、又は安定なリンクをもたらす三価のニトロゲン複
素原子であり弗化炭素群に含まれ、化合物も不活性で安
定している。上記の冷却液体の例として、CFCL2CFCL2,
C8F18, C8F17Br, C5F11OC6F13, (C4F9)3N , がある。
は以下の代表的な物質、即ち、弗素化された直鎖的、分
枝的、又は周期的なアルカリ、エーテル、第三アミン、
及びアミノ・エーテル、とこれらの混合物である。適切
には一部に弗素化化合物を使用した過弗素化化合物が使
用されている。過弗素化化合物は直線的な鎖、分枝した
鎖、又は周期的、又はこれらの組合せたもの、例えば、
アルキル脂環式化合物であり、エチレン、アセチル、及
び芳香不飽和物質である。骨組み鎖はカテナリ・オキシ
ゲン、又は安定なリンクをもたらす三価のニトロゲン複
素原子であり弗化炭素群に含まれ、化合物も不活性で安
定している。上記の冷却液体の例として、CFCL2CFCL2,
C8F18, C8F17Br, C5F11OC6F13, (C4F9)3N , がある。
【0029】
【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば電
子デバイスの冷却に際して小型で高度な冷却効果が得ら
れる熱伝達装置を提供することができる。
子デバイスの冷却に際して小型で高度な冷却効果が得ら
れる熱伝達装置を提供することができる。
【図1】本考案による熱伝達装置の平面図である。
【図2】図1の装置のフレーム平面図である。
【図3】図1の装置の部分拡大側面断面図である。
【図4】図1の装置の部分拡大端部断面図である。
【図5】図4の5─5線に沿った部分拡大底面図であ
る。
る。
10…熱伝達装置 12…フレーム 14…チャネル 16…入口 18…出口 20…チャンバ 22…通路 24…シート 26…穴 28…熱ビア 30…第1の部分 34…接触面 36…熱発生要素 40…第2の部分 42…フィン 52…カバー要素
Claims (1)
- 【請求項1】 電子デバイスを冷却するための熱伝達装
置において、 入口と出口を備え冷却対象物を冷却する熱伝達流体を流
通させるためのチャネル(14)を有するフレーム(1
2)と、 該フレーム面上に配置され可撓性材料で作られたシート
(24)であって、該シートには該チャネル毎に穴(2
6)を設けたものと、 該穴を経て外方向に延び第1及び第2の部分(30,4
0)を有する熱ビア(28)であって、該熱ビアは該シ
ートの上下動とともに上下動作するように配置され、該
第1の部分(30)は冷却時には熱発生要素(36)と
の間で熱伝達を行うために該チャネルに対して外方向に
延び、該第2の部分(40)は該熱伝達流体と接するよ
うに該チャネル内に位置するようになっているものと、 該フレームと該シートを介して配置されるカバー要素
(52)であって、該チャネルに対応する位置に凹み部
分(60)を備え、該凹みにより該熱伝達流体が該チャ
ネルを経て流通するときに該シートの外方向の膨らみを
制限するようになっているものと、 該熱ビアの該第2の部分上に配置され、該熱ビアの上下
動作による接触から該シートを防ぐために該シート方向
に延びる少なくとも一つのピン(62)と、 を具備することを特徴とする熱伝達装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/556,021 US5046552A (en) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | Flow-through heat transfer apparatus with movable thermal via |
US556021 | 1990-07-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0650357U JPH0650357U (ja) | 1994-07-08 |
JP2502548Y2 true JP2502548Y2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=24219555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1991055495U Expired - Lifetime JP2502548Y2 (ja) | 1990-07-20 | 1991-07-17 | 熱伝達装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5046552A (ja) |
EP (1) | EP0467711B1 (ja) |
JP (1) | JP2502548Y2 (ja) |
DE (1) | DE69124020T2 (ja) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5198889A (en) * | 1990-06-30 | 1993-03-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cooling apparatus |
JP3067399B2 (ja) * | 1992-07-03 | 2000-07-17 | 株式会社日立製作所 | 半導体冷却装置 |
DE4326207A1 (de) * | 1992-10-06 | 1994-04-07 | Hewlett Packard Co | Mechanisch schwimmendes Mehr-Chip-Substrat |
US5323292A (en) * | 1992-10-06 | 1994-06-21 | Hewlett-Packard Company | Integrated multi-chip module having a conformal chip/heat exchanger interface |
US5349498A (en) * | 1992-12-23 | 1994-09-20 | Hughes Aircraft Company | Integral extended surface cooling of power modules |
US5458189A (en) * | 1993-09-10 | 1995-10-17 | Aavid Laboratories | Two-phase component cooler |
US5704416A (en) * | 1993-09-10 | 1998-01-06 | Aavid Laboratories, Inc. | Two phase component cooler |
US5411077A (en) * | 1994-04-11 | 1995-05-02 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Flexible thermal transfer apparatus for cooling electronic components |
US5560423A (en) * | 1994-07-28 | 1996-10-01 | Aavid Laboratories, Inc. | Flexible heat pipe for integrated circuit cooling apparatus |
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US5949137A (en) * | 1997-09-26 | 1999-09-07 | Lsi Logic Corporation | Stiffener ring and heat spreader for use with flip chip packaging assemblies |
US6141219A (en) * | 1998-12-23 | 2000-10-31 | Sundstrand Corporation | Modular power electronics die having integrated cooling apparatus |
DE60207230T2 (de) * | 2001-04-24 | 2006-07-13 | Top-Cool Holding B.V. | Elektronisches kühlgerät |
DE602005009689D1 (de) * | 2004-03-11 | 2008-10-23 | Danfoss Silicon Power Gmbh | Fluidkühlsystem |
DE102004057497B4 (de) * | 2004-11-29 | 2012-01-12 | Siemens Ag | Wärmeaustauschvorrichtung und Verfahren zum Herstellen der Wärmeaustauschvorrichtung sowie Anordnung eines Bauelements und der Wärmeaustauschvorrichtung und Verfahren zum Herstellen der Anordnung |
US20070034360A1 (en) * | 2005-06-08 | 2007-02-15 | Hall Jack P | High performance cooling assembly for electronics |
US7449775B1 (en) | 2006-05-22 | 2008-11-11 | Sun Microsystems, Inc. | Integrated thermal solution for electronic packages with materials having mismatched coefficient of thermal expansion |
US7397664B2 (en) * | 2006-05-22 | 2008-07-08 | Sun Microsystems, Inc. | Heatspreader for single-device and multi-device modules |
US8176972B2 (en) * | 2006-08-31 | 2012-05-15 | International Business Machines Corporation | Compliant vapor chamber chip packaging |
US8650886B2 (en) | 2008-09-12 | 2014-02-18 | Rockwell Collins, Inc. | Thermal spreader assembly with flexible liquid cooling loop having rigid tubing sections and flexible tubing sections |
US8616266B2 (en) * | 2008-09-12 | 2013-12-31 | Rockwell Collins, Inc. | Mechanically compliant thermal spreader with an embedded cooling loop for containing and circulating electrically-conductive liquid |
US20230397381A1 (en) * | 2022-06-03 | 2023-12-07 | Vitesco Technologies USA, LLC | Heat dissipation structure for inverter ground screws of a belt starter generator |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU197709A1 (ja) * | 1965-02-20 | 1967-08-18 | ||
CS179822B1 (en) * | 1975-09-08 | 1977-11-30 | Petr Novak | Cooling and pressuring equipment esp. for power semiconductive elements |
US4155402A (en) * | 1977-01-03 | 1979-05-22 | Sperry Rand Corporation | Compliant mat cooling |
US4138692A (en) * | 1977-09-12 | 1979-02-06 | International Business Machines Corporation | Gas encapsulated cooling module |
US4381032A (en) * | 1981-04-23 | 1983-04-26 | Cutchaw John M | Apparatus for cooling high-density integrated circuit packages |
JPS59130450A (ja) * | 1983-01-17 | 1984-07-27 | Nec Corp | Icパツケ−ジの冷却構造 |
US4551787A (en) * | 1983-02-07 | 1985-11-05 | Sperry Corporation | Apparatus for use in cooling integrated circuit chips |
JPS6039856A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-01 | Nec Corp | 集積回路パツケ−ジの冷却構造 |
JPS60160149A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-21 | Fujitsu Ltd | 集積回路装置の冷却方式 |
JPS6118159A (ja) * | 1984-07-04 | 1986-01-27 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
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US4879632A (en) * | 1985-10-04 | 1989-11-07 | Fujitsu Limited | Cooling system for an electronic circuit device |
US4920574A (en) * | 1985-10-04 | 1990-04-24 | Fujitsu Limited | Cooling system for an electronic circuit device |
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US4879629A (en) * | 1988-10-31 | 1989-11-07 | Unisys Corporation | Liquid cooled multi-chip integrated circuit module incorporating a seamless compliant member for leakproof operation |
-
1990
- 1990-07-20 US US07/556,021 patent/US5046552A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-07-17 JP JP1991055495U patent/JP2502548Y2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-19 EP EP91306614A patent/EP0467711B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-19 DE DE69124020T patent/DE69124020T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69124020D1 (de) | 1997-02-20 |
DE69124020T2 (de) | 1997-06-12 |
EP0467711B1 (en) | 1997-01-08 |
US5046552A (en) | 1991-09-10 |
JPH0650357U (ja) | 1994-07-08 |
EP0467711A1 (en) | 1992-01-22 |
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