JP3241537U - 放熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より大きな熱交換面積が得られ、流体を熱源に近づけ、放熱効率を向上させる放熱装置を提供する。【解決手段】基板と、複数の熱交換フィンとを備える放熱装置であり、基板は、第１の面および第２の面を有し、熱交換フィンは、基板の第１の面に設けられ、基板の第１の面から突出し、間隔をおいて配置され、隣接する２つの熱交換フィンのそれぞれの間に溝が形成され、溝は、基板の第１の面から第２の面の方向に凹んでいる。このように、熱交換面積が大きくなり、流体を熱源に近づけることができるため、より効率的な放熱が可能になる。【選択図】図３

Description

本考案は、放熱装置、特に電子発熱部品の放熱を補助するために使用する放熱装置に関する。

現在、技術産業は高度化し、集積回路やコンピューターなどのデバイスは小型化するだけでなく、発熱量が著しく大きいため、動作時の発熱は相当なものになる。電子発熱部品はすべて、許容温度内で正常に動作するよう放熱装置を備えている。

高出力の電子発熱部品には、放熱のために水冷ヘッドを使用するのが一般的である。水冷ヘッドは、基板と、基板上に熱交換面積を増やすために配置された多数の熱交換フィンで構成されている、熱交換フィンは、通常、基板上に凸型台を予め形成し、基板表面の外側に位置する凸型台に工具を用いて多数の溝を加工し、その間に熱交換フィンを形成することで製造される。また、工具を用いて基板に直接複数の溝を切り込み、複数の熱交換フィンを形成することも可能である。

また、水冷ヘッドは、熱交換フィンが蓋体のチャンバー内に位置するように基板上に配置される蓋体を含んで、流体が水入口からチャンバー内に供給され、水出口から出力され得るようにしてもよい。基板は電子発熱部品に接触しており、流体がチャンバー内を通過する際に、電子発熱部品で発生した熱を流体が素早く運び、電子発熱部品の放熱を補助する。

しかし、上記の既存の放熱装置では、熱交換面積を大きくすることができず、流体を熱源に近づけることができないため、放熱効率を向上させることが困難であった。

この創作が解決しようとする技術的課題は、従来技術の欠点を解消し、より大きな熱交換面積が得られ、流体を熱源に近づけ、その放熱効率を高めることができる放熱装置を提供することである。

上記技術的課題を解決するために、本考案で採用した技術的解決手段は、互いに反対する側に位置する第１の面及び第２の面を有する基板と、基板の第１の面から突出するように基板の第１の面に設けられた複数の熱交換フィンと、を備える放熱装置を提供することである。前記熱交換フィンは間隔をおいて配置され、隣接する２つの熱交換フィンの間にそれぞれ溝が形成され、前記溝は前記基板の第１の面から前記第２の面の方向に凹んでいるように第１の面に形成される。

好ましくは、基板は、溝の近くの一面に複数の溝底面を形成し、溝底面は、溝に隣接し、溝底面は、それぞれ、直線セグメントと２つの弧状セグメントとを有し、２つの弧状セグメントは、直線セグメントの両端部にそれぞれ接続されている。

本考案の有益な効果は、溝が基板の第１の面に凹んでおり、溝が基板の第１の面から第２の面に向かって凹んでいるので、溝が基板の第２の面及び熱源に近く、流体が溝を通過するとき、流体が熱源に近くなり、熱源の放熱効率がよくなることができることである。溝は基板の第１の面から第２の面に向かって凹んでいるため、フィンの熱交換面積を大幅に増やすことができ、熱交換率を高めて放熱効率を向上させることができる。

本考案の特徴や技術的な内容をより深くご理解いただくために、以下の詳細な説明や図面をご参照ください。ただし、図面はあくまでも参考および説明のためのものであり、本考案を制限するものではない。

本考案による放熱装置を示す立体図（Ｉ）である。 本考案による放熱装置を示す立体図（ＩＩ）である。 図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩに沿った断面図である。 図１におけＩＶ－ＩＶに沿った断面図である。 本考案による放熱装置の他の実施形態を示す立体分解図である。 本考案による放熱装置の他の実施形態を示す立体図である。 図６のＶＩＩ－ＶＩＩに沿った断面図である。

以下、公開された実施例を具体的に説明することにより、当業者が本件著作物の利点と効果を理解することができるようにする。この考案は、他の具体的な実施形態によって実施または適用することができ、この詳細の説明は、この考案の思想を逸脱することなく、異なる見解や用途に応じて修正および変更することができる。また、本考案に添付されている図面は、あくまで簡易的なイラストであり、寸法的な描写を意図したものではない。以下の実施により、本考案の技術的側面についてさらに詳しく説明するが、この開示は、本考案の保護範囲を限定するものではない。

［第１の実施形態］
図１～図４を参照すると、本考案は、特に水冷式または空冷式の装置に適用可能な放熱装置であって、熱伝導率の良い金属材料（例えば、アルミニウムまたは銅など）からなり、放熱装置は、基板１と複数の熱交換フィン２とを含む放熱装置を提供している。

基板１は板状であり、その形状は限定されないが、本実施形態では、基板１は四角い板状である。基板１は、基板１における互いに反対する側に位置する第１の面１１および第２の面１２を有し、第１の面１１および第２の面１２は、特に限定されず、平坦であってもよいし、凹凸状であってもよい。本実施形態では、熱源の高温が基板１およびこれらの熱交換フィン２に伝わるように、第２の面１２には熱源（例えば電子発熱部品）と接触するための突起部１２１が設けられている。

熱交換フィン２は、基板１の第１の面１１に設けられ、熱交換フィン２は基板１の第１の面１１から突出しており、熱交換フィン２は、基板１の第１の面１１に凸型台３を予め形成し、ブレードを用いて凸型台３に複数の溝４を加工し、熱交換フィン２は溝４の間に形成し、溝４は基板１の第１の面１１から遠く離れた側に開口を形成するように構成される。隣接する２つの熱交換フィン２のそれぞれは、熱交換フィン２が間隔をあけて配置されるように、溝４によって互いに分離されており、溝４における両端部は、流体が熱交換フィン２に接触するために溝４の延長方向に流れ得るように開口している。

溝部４は、基板１の第１の面１１から第２の面１２に向かって凹んでおり（切り込まれており）、溝部４が基板１の第２の面１２と熱源（例えば電子発熱部材）に近づくように、基板１の第１の面１１から第２の面１２に向かって凹んでおり、流体（冷却水）が溝４を通過すると、熱源の放熱効率が良くなる。また、溝４は基板１の第１面１１から第２面１２に向かって凹んでいるため、熱交換フィン２の熱交換面積も大きくなる。

本実施形態では、基板１には、溝部４に近い一面に、溝部４にそれぞれ隣接する複数の溝底面１３が形成されており、溝底面１３はそれぞれ、直線部１３１と、直線部１３１における両端部にそれぞれ連なる２つの弧状セグメント１３２、１３３とを有している。２つの弧状セグメント１３２、１３３は、それぞれ溝４の底部に流体を進出させるように導くのに使用される。

本実施形態では、溝部４が同一方向に延び、すなわち溝部４が互いに平行であり、熱交換フィン２が同一方向に延び、すなわち熱交換フィン２も互いに平行である。しかし、これらの溝４が延びる方向は限定されず、例えば別の実施形態では、これらの溝４は互いに直交していてもよい。

［第２の実施形態］
図５から図７を参照すると、本考案の放熱装置は、カバープレート５１を含む蓋体５を備えてもよい。カバープレート５１は、内部にチャンバー５２が形成され、チャンバー５２に連通する水入口５３と水出口５４とに接続される。好ましくは、水入口５３と水出口５４は、カバープレート５１に関し反対側に配置される。また、基板１上に蓋体５を配置し、基板１と蓋体５との間にシール部材（図示省略）を設けて、基板１と蓋体５との間のシール性を良好に保ち、基板１と蓋体５との間を流れる流体が容易に漏れ出さないようにすることができる。熱交換フィン２における、基板１の第１の面１１から離れた片側にカバープレート５１が当接されることで、基板１の第の１面１１から離れた片側で溝４が閉塞されるようにされる。基板１および蓋体５は、水冷によって、熱源（例えば電子発熱部材）の放熱を補助することができる水冷式ヘッドを形成する。

これらの熱交換フィン２は、蓋体５のチャンバー５２内に配置され、流体（例えば冷却水）を水入口５３からチャンバー５２内に供給して、流体をこれらの熱交換フィン２に接触させて熱交換させ、水出口５４から熱交換された流体を出力させる。基板１の第２の面１２は、熱源（例えば、電子加熱素子）と接触し、流体がチャンバー５２を通過する際に、熱源によって発生した熱を流体と共に素早く運び、熱源の放熱を補助することができる。

また、本考案の放熱装置は、基板１と複数の熱交換フィン２とからなる空冷式の装置にも適用でき、溝４は、基板１の第１の面１１から第２の面１２に向かって凹んでいるので、溝４が基板１の第２の面１２と熱源（例えば電子発熱部品）に近く、溝４を通る流体（空気）が熱源からの放熱をより良好に行うことができる。この溝４を通る空気の流れ（空気）によって、熱源の放熱効率が良くなる。

［本考案による有益な効果］
本考案の有益な効果は、放熱装置が、基板と複数の熱交換フィンとを備え、熱交換フィンが基板の第１の面に設けられ、熱交換フィンが基板の第１の面から突出し、隣接する２つの熱交換フィンのそれぞれの間に溝が形成され、溝が基板の第１の面から第２の面方向に凹み、溝が基板の第２の面及び熱源に近づくように、溝が基板の第１の面より凹んでいることである。溝は、基板の第１の面から第２の面に向かって凹んでおり、溝が基板の第２の面と熱源に近いため、流体が溝を通過する際に、流体が熱源に近くなり、放熱効率が良くなる。

なお、上記はあくまで本考案の好ましい実施形態であり、本考案の範囲を限定するものではない。したがって、本考案の説明および図面を用いて行われた同等の技術的変更は、本考案の実用新案登録請求の範囲に含まれるものとする。

１…基板
１１…第１の面
１２…第２の面
１２１…突起部
１３…溝底面
１３１…直線セグメント
１３２…弧状セグメント
１３３…弧状セグメント
２…熱交換フィン
３…凸型台
４…溝
５…蓋体
５１…カバープレート
５２…チャンバー
５３…水入口
５４…水出口

Claims (2)

1. 互いに反対する側に位置する第１の面および第２の面を有する基板と、
   前記基板の前記第１の面から突出するように前記第１の面に設けられた、複数の熱交換フィンと、
   を備える、放熱装置であって、
   前記熱交換フィンは間隔を置いた配置を形成し、隣接する２つの前記熱交換フィンの間にそれぞれ溝が形成され、前記溝は前記基板における前記第１の面から前記第２の面の方向へ凹むように構成され、
   前記溝は同じ方向に延び、互いに平行となるように構成され、複数の溝底面が前記基板における前記溝寄りの側に形成され、前記溝底面は前記溝に隣接し、前記溝底面は直線セグメントと２つの弧状セグメントを有し、２つの弧状セグメントは直線セグメントの両端部にそれぞれ接続され、前記第２の面は熱源に接触するための突起部が設けられる、
   ことを特徴とする、放熱装置。
2. 内部にチャンバーが形成されたカバープレートを有する蓋体をさらに備え、
   前記カバープレートには、前記チャンバーに連通した水入口と水出口が接続され、前記蓋体は前記基板に配置され、前記熱交換フィンは前記蓋体の前記チャンバーに配置され、流体が前記水入口を通してチャンバーに入った後、前記熱交換フィンと接触することで熱交換を行い、熱交換された前記流体は、前記水出口を通して流出し、前記水入口と前記水出口は前記カバープレートにおける互いに反対する側にそれぞれ近接して配置され、前記熱交換フィンにおける前記基板の前記第１の面から離れた側が前記カバープレートに当接することで、前記溝における前記基板の前記第１の面から離れた側は閉じられる、
   請求項１に記載の放熱装置。

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