JP4234621B2

JP4234621B2 - 液冷システムおよび電子装置

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Publication number: JP4234621B2
Application number: JP2004038180A
Authority: JP
Inventors: 林太郎南谷; 繁男大橋; 尚長縄; 伸二松下; 洋典及川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2024-02-16
Also published as: US7624789B2; JP2005229036A; KR100618482B1; EP1564626B1; KR20050081867A; EP1564626A1; US20050178533A1; TWI272892B; DE602004030756D1; TW200529735A; CN1658744A; CN1658744B

Description

本発明は、発熱体を冷却することを目的とした液冷システムに係わり、特に超小型・薄型構造に好適な液冷システムとこれを用いたパーソナルコンピュータ等の電子装置に関する。

従来技術として、特開２００１−２３７５８２号公報（特許文献１）において知られている。特許文献１には、液晶ディスプレイを備えた電子機器を対象に、高耐熱性で熱伝導性のよい可撓性シートからなる平面状の袋体を放熱体として使用することが記載されている。更に、この袋体からなる放熱体は、外周部と略平行な複数の仕切部を設けて形成された冷媒通路を有し、外周部に前記袋体の平面状表面と平行な方向へ突出する冷媒液入口出口を備えることも記載されている。

特開２００１−２３７５８２号公報

しかしながら、上記特許文献１は、放熱体及び／又はタンクの薄型化、低コスト化及び高信頼性の点で十分考慮されていないものである。

本発明の目的は、薄型化、低コスト化及び高信頼性を実現した放熱体及び／又はタンクを有する液冷システムおよび該液冷システムを備えた電子装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、受熱する受熱ジャケットと該受熱ジャケットで受熱した熱を放熱する放熱体と冷媒液を溜めるタンクとを流路によって接続し、該流路を含めて前記受熱ジャケット、前記放熱体及び前記タンクの内部に冷媒液を封入し、液移送手段によって前記封入された冷媒液の循環流を形成する液冷システムであって、前記冷媒液を溜める流路若しくは空間を、接合される熱伝導性及び耐熱性の良い（即ち、熱伝導性の良いとは、例えばＣｕ、ＡｌやＮｉなどの金属のように熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度以上のものである。耐熱性の良いとは、可撓性のフィルム又はシートの接合温度以上に耐え得るものである。）基板と熱伝導性及び耐熱性の良い（同上の定義）可撓性のフィルム又はシートとの間に設けて前記タンクを構成したことを特徴とする。

また、本発明は、前記液冷システムであって、入口部から流入された冷媒液を流す放熱流路を、接合される熱伝導性及び耐熱性の良い（同上の定義）基板と熱伝導性及び耐熱性の良い（同上の定義）可撓性のフィルム又はシートとの間に設けて前記放熱体を構成したことを特徴とする。

また、本発明は、前記液冷システムであって、熱伝導性及び耐熱性の良い基板と熱伝導性及び耐熱性の良い複数枚の可撓性のフィルム又はシートを積層することにより入口部から流入された冷媒液を流す放熱流路を形成した前記放熱体及び前記放熱流路に繋がって前記冷媒液を溜める流路若しくは空間を形成した前記タンクを備え、前記放熱流路又は前記タンクの所望の箇所に冷媒液を流出する出口部を接続して設けたことを特徴とする。

また、本発明は、前記基板の一方の側に放熱体を備え、前記基板の他方の側にタンクを備えたことを特徴とする。また、本発明は、前記基板の同じ側に放熱体とタンクとを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、前記可撓性のフィルムまたはシートは、積層構造とすると共に、少なくとも一層を難液体透過性の材料であることを特徴とする液冷システム。

また、本発明は、前記可撓性のフィルムまたはシートは、積層構造とすると共に、少なくとも一層を冷媒液に対する非化学反応性の材料であることを特徴とする。

また、本発明は、前記可撓性のフィルムまたはシートは、積層構造とすると共に、少なくとも最内側面となる一層を熱可塑性樹脂材料であることを特徴とする。

また、本発明は、受熱する受熱ジャケットと該受熱ジャケットで受熱した熱を放熱する放熱体とを流路によって接続し、該流路を含めて前記受熱ジャケット及び前記放熱体の内部に冷媒液を封入し、液移送手段によって前記封入された冷媒液の循環流を形成する液冷システムであって、基板の一方の側に可撓性のフィルム又はシートを接合して入口部から流入された冷媒液を流す第１の放熱流路を形成した第１の放熱体を備え、前記基板の他方の側に可撓性のフィルム又はシートを接合して前記第１の放熱流路に繋がって前記冷媒液を流す第２の放熱流路を形成した第２の放熱体を備え、前記第１の放熱流路又は前記第２の放熱流路の所望の箇所に冷媒液を流出する出口部を接続して設け、前記第１及び第２の放熱体により前記放熱体を構成したことを特徴とする。

また、本発明は、受熱する受熱ジャケットと該受熱ジャケットで受熱した熱を放熱する放熱体とを流路によって接続し、該流路を含めて前記受熱ジャケット及び前記放熱体の内部に冷媒液を封入し、液移送手段によって前記封入された冷媒液の循環流を形成する液冷システムであって、基板の一方の側に可撓性のフィルム又はシートを接合して入口部から流入された冷媒液を流す第１の放熱流路を形成した第１の放熱体を備え、前記基板の一方と同じ側に可撓性のフィルム又はシートを接合して前記第１の放熱流路に繋がって前記冷媒液を流す第２の放熱流路を形成した第２の放熱体を備え、前記第１の放熱流路又は前記第２の放熱流路の所望の箇所に冷媒液を流出する出口部を接続して設け、前記第１及び第２の放熱体により前記放熱体を構成したことを特徴とする。

また、本発明は、前記第１の放熱体と前記第２の放熱体とを積層するように構成したことを特徴とする。

また、本発明は、前記第２の放熱体を前記冷却液を溜めるタンクとして構成したことを特徴とする。

また、本発明は、基板と可撓性のフィルムまたはシートとの接合が加熱融着であることを特徴とする。

また、本発明は、基板と可撓性のフィルムまたはシートとの接合がロールボンド工法による加圧接合である
また、本発明は、前記液冷システムを備え、前記受熱ジャケットが熱接続された半導体素子を有することを特徴とする電子装置である。

また、本発明は、前記電子装置が表示装置として液晶ディスプレイが設けられ、少なくとも前記放熱体が前記液晶ディスプレイに略平行して設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、受熱ジャケットと放熱体との間で封入された冷媒液を循環させる液冷システムにおいて、放熱体及び／又はタンクの薄型化、低コスト化及び高信頼性を実現することができる。

また、本発明によれば、放熱体及び／又はタンクの薄型化、低コスト化及び高信頼性を実現することによって、電子装置としても、薄型化、低コスト化及び高信頼性を実現することが可能となる。

本発明に係る液冷システム及び該液冷システムを備えた電子装置の実施の形態を図面を用いて説明する。

まず、本発明に係る液冷システムを備えた電子装置の一実施例について図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明に係る液冷システムを備えた電子装置の一実施例を示す斜視図、図２は図１の側面断面図である。電子装置としては、例えば本体ケース１と液晶ディスプレイ１０を備えた液晶ディスプレイケース２とからなり、本体ケース１に設置されるキーボード３、複数の半導体素子を搭載した配線基板４、ハードディスクドライブ５、補助記憶装置(たとえば、ディスクドライブ、ＣＤドライブ等)６等が設置される。なお、説明のため、キーボード３は取り外した状態を示している。配線基板４上には、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）７等の特に発熱量の大きい半導体素子（以下、ＣＰＵと記載）が搭載される。ＣＰＵ７には、受熱ジャケット８が取り付けられる。ＣＰＵ７と受熱ジャケット８とは、柔軟熱伝導部材（たとえばＳｉゴムに酸化アルミなどの熱伝導性のフィラーを混入したもの）を介して接続される。また、液晶ディスプレイケース２の背面（ケース内側）には、放熱パイプ９と放熱板１１からなる放熱体が設置される。なお、液晶ディスプレイケース２を熱伝導のよい金属製（たとえば、アルミ合金やマグネシウム合金等）にしてもよい。また、液移送手段であるポンプ１２が本体ケース１内に設置される。

本発明に係る液冷システムは、受熱ジャケット８、放熱パイプ９及びポンプ１２がフレキシブルチューブ１３で接続され、ポンプ１２によって内部に封入した冷媒液（たとえば、水、不凍液等）を循環するように構成される。ＣＰＵ７で発生する熱は、受熱ジャケット８内を流通する冷媒液に伝えられ、液晶ディスプレイ１０の背面に設置された放熱パイプ９を通過する間に、放熱パイプ９と熱的に接続された放熱板１１および液晶ディスプレイケース２の表面を介して外気に放熱される。これにより温度の下がった冷媒液は、ポンプ１２を介して再び受熱ジャケット８に送出される。放熱パイプ（放熱流路）９および放熱板１１からなる放熱体と液晶ディスプレイ１０の間にタンク１４が設置されており、タンク１４内には冷媒液が入っている（溜められている）。ところで、本発明に係る放熱体としては、放熱流路９と放熱板１１を含むものである。そして、可撓性のフィルム又はシート１６は、放熱流路９の一部であり、また放熱板１１の一部でもある。このように、表示装置として液晶ディスプレイ１０が設けられ、上記放熱体９、１６が前記液晶ディスプレイに略平行して設けられている。そして、タンク１４は、放熱板や液晶パネルと同程度の大きさまで実装可能である。従って、本液冷システムにおいて、タンク（冷媒液を溜めると共に第２の放熱体としての機能も有する。）１４、放熱パイプ（第１の放熱体）９、フレキシブルチューブ１３、受熱ジャケット８及びポンプ１２は閉じた冷媒液の循環回路となり、ポンプ１２を運転して、冷媒液を循環することになる。なお、本発明に係る液冷システムを備えた電子装置としては、上記構成に限られたものではなく、パーソナルコンピュータやサーバ等が考えられる。

次に、本発明に係る液冷システムに用いられるタンク（冷媒液を溜めると共に第２の放熱体としての機能も有する。）と放熱体とを一体構造にしたものの実施例について説明する。タンクと放熱体とを一体構造にしたもの（タンク・放熱体の一体構造）は、例えば上記電子装置において、液晶ディスプレイ１０の背面に設けられた放熱パイプ９、タンク１４及び放熱板１１の機能を一体的に構成したものとなる。図３はタンク・放熱体の一体構造の一実施例を示す正面図、図４は図３のＡ−Ａ矢視断面図、図５はその組立方法の説明図、図６はタンク・放熱体一体構造を形成するための可撓性のフィルムまたはシートを示す拡大断面図である。タンク・放熱体の一体構造は、部材として、両表面に凹構造を例えば押出しにより加工したＣｕやＡｌ等の金属材料からなる熱伝導性および耐熱性の良い（即ち、熱伝導性の良いとは、例えばＣｕ、ＡｌやＮｉなどの金属のように熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度以上のものである。耐熱性の良いとは、可撓性のフィルム又はシートの接合温度以上に耐え得るものである。）基板１５と、熱伝導性および耐熱性の良い（同上の定義）可撓性のフィルムまたはシート１６ａ、１６ｂとで構成される。図４中の基板１５の上側凹部１４ａと可撓性のフィルムまたはシート１６ｂとの間で形成された流路（空間）はタンク１４を形成し、基板１５の下側凹部９ａと可撓性のフィルムまたはシート１６ａとの間で形成された放熱流路は放熱パイプ９に相当するものを形成する。なお、隣り合う放熱流路９は、端部において蛇行するように交互に接続される。特に、基板１５のタンク用の上側凹部１４ａと放熱パイプ用の下側凹部９ａとを互い違いに形成することにより、さらに薄肉化が可能となる。

なお、パイプ状の冷媒液の入口部１７ａは、放熱パイプとしての放熱流路９の入口９ｂに接続される。さらに、放熱流路９の出口９ｃは、タンク１４に接続される。そして、タンク１４の中央部（中心部）には、パイプ状の冷媒液の出口部１７ｂが接続されることになる。このように冷媒液の出口部１７ｂをタンク１４の上下、左右の中央部に接続することによって、仮にタンク内に空気が入ったとしても、出口部１７ｂから空気が流出することを防止することが可能となる。以上説明したように、基板１５の上側凹部１４ａと可撓性のフィルムまたはシート１６ｂとの間でタンク１４を形成し、基板１５の下側凹部９ａと可撓性のフィルムまたはシート１６ａとの間で放熱パイプとしての流路９を形成し、流路９の出口９ｃをタンク１４と接続することにより、冷媒液の入口部１７ａと出口部１７ｂとの間に、タンク・放熱体一体構造が得られることになる。

ところで、上記水冷システムでは、タンクに空気層が存在する。そして、冷媒液である水温が上がると、空気の膨張、液の膨張及び液の蒸気圧等により、内圧が上昇してタンクが最も高くなる。そのため、タンクのフィルムまたはシートに可撓性を持たせれば、その分内圧が低下する。このように、フィルムまたはシート１６に可撓性を持たせたのは、タンクの内圧上昇を抑えるためである。

さらに、基板１５の下側凹部９ａと可撓性のフィルムまたはシート１６ａで形成された放熱流路９の下面は平面を形成するため、放熱体１５、１６ａの熱を放熱体に接触している筐体又はケースに有効に伝えることが可能となる。

ところで、上記可撓性のフィルムまたはシート１６は、複数の特性をもつ可撓性を有するフィルムまたはシートがそれぞれ接着剤２２により積層構造に形成されているものであり、タンク・放熱体一体構造を形成するための可撓性のフィルムまたはシート１６を示す図６の拡大断面図を用いてそれぞれのフィルムまたはシートを説明する。

１８は可撓性を有するフィルムまたはシートの最内側面となる第１のフィルムまたはシートで、熱可塑性樹脂材料からなり可撓性を有するフィルムまたはシート１６を基板１５に接合するにあたり、基板１５の外周部または、流路に沿った仕切部のそれぞれの面を加熱融着することで確実な接合が可能となる。基板１５の外周部は図３及び図４に示すように概略平面であり、端部がないため、融着するフィルムまたはシートに三重点は生じないため、加熱融着に好適な構造といえる。

１９は第１のフィルムまたはシート１８の上面に積層される第２のフィルムまたはシートで、金属または無機酸化物の少なくとも一方からなる難液体透過性の材料を用いたものであり、長期間使用していく上で、冷媒の気成分が外部に放出されることを防ぎ、冷媒の減少、配合成分比率の変化を防ぎ、信頼性の高い放熱体とするものである
２０は第１のフィルムまたはシート１８の上面に堆積される第３のシートで、冷媒流路に冷媒を充填した際に、この冷媒に対して化学反応をしない材料であり、流路内部の冷媒接触面の化学変化、変質を防ぐと共に、冷媒の化学変化、変質を防ぐことで、信頼性の高いタンク、放熱体とするものである。

２１は第１のフィルムまたはシート１８の上面に積層さら、最外側面となる第４のフィルムまたはシートで、弾性を有する材料としたものであり、放熱体を製作したり、機器に取り付ける際に、放熱体表面に外部から力が加わった場合に、外力を緩和し傷や破損を緩和する。

以上のような複数の特性をもつ可撓性を有するフィルムまたはシートにより可撓性を有するフィルムまたはシート１６は形成されるものであるが、それぞれのフィルムまたはシートの積層の配列および有無についてはこれに限定されるものではない。

なお、可撓性のフィルムまたはシート１６は、金属製のフィルムまたはシート（薄い金属で柔らかくしたもの）で形成してもよい。この場合、基板１５と接合することも可能である。

次に、本発明に係るタンク・放熱体一体構造を組立する方法について図５を用いて説明する。まず、例えば押し出し成形によって上側にタンク１４を形成するための凹部１４ａを形成し、下側に放熱流路９を形成するための凹部９ａを形成し、外周部を概略平面にした熱伝導性が良く且つ耐熱性の良い基板１５を準備する。次に、例えばパイプである冷媒液の入口部１７ａ及び出口部１７ｂを、上記基板１５の側面または底面で放熱流路の入口９ｂ又はタンク１４の内部とロウ付けまたは溶接，接着などの接合により接続される。次に、基板１５と該基板の両側に配置された可撓性のフィルムまたはシート１６ａ、１６ｂとを、例えば可撓性のフィルムまたはシート１６ａ、１６ｂの熱可塑性を利用して、１６ａについては基板１５の底面の全面と、１６ｂについては少なくとも基板の外周部と加熱融着することで確実に接合して冷媒液が封入されるタンク（第２の放熱体）・放熱体（第１の放熱体）一体構造を完成することが可能となる。この際、基板１５の外周部は概略平面であり、端部がないため、融着するフィルムまたはシートに三重点が生じないため、融着欠陥が生ぜず、冷媒液が漏洩することを防止することが可能となる。従って、上記タンク・放熱体一体構造は、加熱融着に好適な構造といえる。

冷媒液の入口部１７ａ及び出口部１７ｂにおける例えばパイプのロウ付け構造としては、図７に示すように、基板１５と冷媒液の入口部１７ａ及び出口部１７ｂの接触部にロウ材１８で封止する。また、図８に示すように、基板１５の底面またはつば部と冷媒液の入口部１７ａ及び出口部１７ｂのパイプ側面を接触させてロウ材１８でロウ付けすることで、封止強度は向上する。ロウ付けのほかに、溶接、接着などにより接合可能である。

次に、本発明に係るタンク単体構造の一実施例について図９を用いて説明する。即ち、外周部につばを付け、中心部にタンクを形成するためのくぼみを形成した基板１５ａに、冷媒液の入口部１７ａ及び出口部１７ｂをロー付け等で接合し、上記基板１５ａの外周部のつばに可撓性のフィルムまたはシート１６ｂを加熱融着等によって接合することによってタンク単体構造を製造することが可能となる。可撓性のフィルムまたはシート１６ｂは、金属製のフィルムまたはシート（薄い金属で柔らかくしたもの）で形成してもよい。

次に、本発明に係る放熱体単体構造の一実施例について図１０を用いて説明する。即ち、まず、例えば押し出し成形によって下側に放熱流路９を形成するための凹部９ａを形成した基板１５ｂを準備する。なお、隣り合う放熱流路９は、端部において蛇行するように交互に接続される。そして、冷媒液の入口部１７ａ及び出口部１７ｂをロー付け等で接合する。次に、上記基板１５ｂの底面に可撓性のフィルムまたはシート１６ａを加熱融着等によって接合することによって放熱体単体構造を製造することが可能となる。可撓性のフィルムまたはシート１６ａは、金属製のフィルムまたはシート（薄い金属で柔らかくしたもの）で形成してもよい。

以上説明した単体のタンク構造（第２の放熱体構造の機能も有する。）、放熱体構造（第１の放熱体構造）は、内部に仕切板を設けるか否かの違いでのみであるため、以下タンク構造を代表させて以下他の実施例について説明する。

他の実施例として、凹部のない平らな基板１５ｃに可撓性のフィルムまたはシート１６ｃの中央部を膨らまして外周部を接合した場合のタンク単体構造の正面図を図１１、図１１のＡ−Ａ矢視断面図を図１２に示す。なお、このタンク単体構造にも下部から冷媒液を流入させる冷媒液の入口部１７ｃ及びタンクの中央部から冷媒液を流出される冷媒液の出口部１７ｄが設けられている。この場合、タンクに冷媒が補給された状態で、タンク形状が自重で下方に膨らむことが考えられるため、タンク内に形状保持枠１９を挿入してある。そして、タンク内の形状保持枠１９の内側と外側とは流路によって繋がっている。このように冷媒液の出口部１７ｄをタンク１４の上下、左右の中央部に接続することによって、仮にタンク内に空気が入ったとしても、出口部１７ｄから空気が流出することを防止することが可能となる。また、平らな基板１５ｃに対して冷媒液の入口部１７ｃ及び出口部１７ｄを設ける構造の実施例を、図１３、図１４に示す。図１３では、Ｓ字型に成形したパイプ１７ｅをロウ付けすることによって、入口部１７ｃ及び出口部１７ｄを平らな基板１５ｃに対して設けるように構成した。また、図１４では、パイプ１７ｆをエルボジョイント２２を介してタンク内と繋げることにより、小型化、ロウ付けが容易となっている。

更に他の実施例として、凹部のない平らなブロック基板１５ｅに対して袋状の可撓性のフィルムまたはシート１６ｄを接合して構成した封止性の高いタンク単体構造の正面図を図１５、図１５のＡ−Ａ矢視断面図を図１６に示す。この場合、可撓性のフィルムまたはシート１６ｄは袋状であり、加熱融着部は図中の上辺部のみとしている。上記図１３及び図１４に示す冷媒液の入口部１７ｃ及び出口部１７ｄのパイプのロウ付け構造に対して、パイプのロウ付け面積を大きく確保できるため、信頼性の点から好ましい構造といえる。

次に、本発明に係るロールボンド工法によりタンクおよび放熱体を積層して形成したタンク・放熱体一体構造の各実施例について図１７乃至図２３を用いて説明する。図１７はロールボンド工法による第１の実施例を示す正面図、図１８は図１７のＡ−Ａ矢視断面図を示す。ロールボンド工法による第１の実施例は、熱伝導性、耐熱性の良い板状の基板１５ｃの一方の面に、熱伝導性、耐熱性の良いシート（例えばＣｕ、Ａｌの金属製薄膜シートなど）２３ａにより断面形状が例えば半円若しくは半楕円の放熱流路９ａを有する放熱体を形成し、さらに同一面の放熱体の上面に重ねて、熱伝導性、耐熱性の良いシート（例えばＣｕ、Ａｌの金属製薄膜シートなど）２３ｂによりタンク１４を形成するものである。なお、隣り合う放熱流路９ａは、端部において蛇行するように交互に接続される。ここで、タンク構造は、基板１５ｃの周辺部だけを接合しても、接合強度向上のために、基板１５ｃの任意の点または線または領域で接合してもよい。また、タンク、放熱体の薄肉化のためには、第１層の放熱体の流路９ａ上を接合すれば、第２層の流路（タンク）１４は、第１層の放熱流路９ａと重なることがないため、薄肉化、軽量化に有効な手段といえる。また、第１層と第２層の間のシート２３ａに貫通穴２４をあけた後に、ロールボンド工法により成形した場合、放熱体からタンクへの接続パイプが不要となり、コスト、耐圧信頼性上有利になる。

ロールボンド工法による第２の実施例としては、図１９乃至図２１に示すものが考えられる。図１９は第２の実施例の正面図、図２０は第２の実施例の裏面図、第２１は図１９のＡ−Ａ矢視断面図である。ロールボンド工法による第２の実施例は、熱伝導性、耐熱性の良い板状の基板１５ｃの一方の面に、熱伝導性、耐熱性の良いシート（例えばＣｕ、Ａｌの金属製薄膜シートなど）２３ｃにより断面形状が例えば半円若しくは半楕円の放熱流路９ａを有する放熱体を形成し、さらに上記基板１５ｃの反対の面に、熱伝導性、耐熱性の良いシート（例えばＣｕ、Ａｌの金属製薄膜シートなど）２３ｄによりタンク１４を形成するものである。なお、隣り合う放熱流路９ａは、端部において蛇行するように交互に接続される。また、シート２３ｄにおける図２１に示す実線で示される６個の長方形部分および外周の部分は、板状の基板１５ｃとロールボンド工法により圧接されて接合されてそれ以外の部分がタンク１４として形成されることになる。さらに一方の面側に形成された放熱流路９の終端と反対の面側に形成されたタンク１４との間で、配管（流路）２５によって接続されることになる。さらに、放熱流路９の始端には、冷媒液の入口部１７ａが接続され、タンク１４の上下、左右の中央部には、冷媒液の出口部１７ｂが接続される。

図２２に示す第３の実施例において、図１９〜図２１に示す第２の実施例と相違する点は、シート２３ｅには、タンク１４を形成すべく中央部を張り出させ、外周部で板状の基板１５ｃとロールボンド工法により圧接させた点である。

また、図２３に示す第４の実施例において、図２２に示す第３の実施例と相違する点は、放熱流路９をパイプ状にするために、シート２３ｃと同様に、基板１５ｄに対して塑性加工を施して断面形状が例えば半円若しくは半楕円を形成することにある。

以上説明したように、本実施の形態によれば、発熱素子と熱的に接続された受熱ジャケットと放熱体との間で冷媒液を循環させる液冷システムにおいて、放熱体及び／又はタンクの薄型化、低コスト化および高信頼性を実現することができる。

本発明に係る電子装置の一実施の形態を示す斜視図。本発明に係る電子装置の一実施の形態を示す模式図。本発明に係るタンク・放熱体の一体構造の一実施例を示す正面図。図３のＡ−Ａ矢視断面図。図３に示すタンク・放熱体一体構造の組立方法を示す図。図３に示すタンク・放熱体一体構造に用いられる可撓性フィルムまたはシートの断面構造図。図３に示すタンク・放熱体一体構造における冷媒液の入口部及び出口部の接合構造図。図３に示すタンク・放熱体一体構造における冷媒液の入口部及び出口部の別の接合構造図。本発明に係るタンク単体構造の一実施例を示す断面図。本発明に係る放熱体単体構造の一実施例を示す断面図。本発明に係るタンク単体構造及び放熱体単体構造の他の実施例を示す正面図。図１１のＡ−Ａ矢視断面図。図１１および図１２に示すタンク単体構造及び放熱体単体構造の他の実施例に用いられる冷媒液の入口部及び出口部の接合構造図。図１１および図１２に示すタンク単体構造及び放熱体単体構造の他の実施例に用いられる冷媒液の入口部及び出口部の別の接合構造図。本発明に係るタンク単体構造及び放熱体単体構造の更に他の実施例を示す正面図。図１５のＡ−Ａ矢視断面図。本発明に係るロールボンド工法を用いて接合したタンク・放熱体の一体構造の第１の実施例を示す正面図。図１７のＡ−Ａ矢視断面図。本発明に係るロールボンド工法を用いて接合したタンク・放熱体の一体構造の第２の実施例を示す正面図。図１９の裏面図。図１９のＡ−Ａ矢視断面図。本発明に係るロールボンド工法を用いて接合したタンク・放熱体の一体構造の第３の実施例を示す側面断面図。本発明に係るロールボンド工法を用いて接合したタンク・放熱体の一体構造の第４の実施例を示す側面断面図。

符号の説明

１：本体ケース、２：液晶ディスプレイケース、３：キーボード、４：配線基板、７：ＣＰＵ、８：受熱ジャケット、９：放熱流路（放熱パイプ）、９ａ：基板の下側凹部、９ｂ：放熱流路の入口、９ｃ：放熱流路の出口、１０：液晶ディスプレイ、１１：放熱板、１２：ポンプ、１３：フレキシブルチューブ、１４：タンク、１４ａ：基板の上側凹部、１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ：熱伝導性、耐熱性の良い基板、１５ｅ…ブロック基板、１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ：熱伝導性、耐熱性の良い可撓性のフィルムまたはシート、１７ａ、１７ｃ：冷媒液の入口部、１７ｂ、１７ｄ：冷媒液の出口部、１７ｅ、１７ｆ：パイプ、２２：エルボジョイント、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ：熱伝導性、耐熱性の良いシート、２４：貫通穴、２５：配管（流路）。

Claims

受熱する受熱ジャケットと該受熱ジャケットで受熱した熱を放熱する放熱体と冷媒液を溜めるタンクとを流路によって接続し、該流路を含めて前記受熱ジャケット、前記放熱体及び前記タンクの内部に冷媒液を封入し、液移送手段によって前記封入された冷媒液の循環流を形成する液冷システムであって、
前記冷媒液を溜める流路若しくは空間を、接合される基板と可撓性のフィルム又はシートとの間に設けて前記タンクを構成したことを特徴とする液冷システム。
受熱する受熱ジャケットと該受熱ジャケットで受熱した熱を放熱する放熱体と冷媒液を溜めるタンクとを流路によって接続し、該流路を含めて前記受熱ジャケット、前記放熱体及び前記タンクの内部に冷媒液を封入し、液移送手段によって前記封入された冷媒液の循環流を形成する液冷システムであって、
入口部から流入された冷媒液を流す放熱流路を、接合される基板と可撓性のフィルム又はシートとの間に設けて前記放熱体を構成したことを特徴とする液冷システム。
受熱する受熱ジャケットと該受熱ジャケットで受熱した熱を放熱する放熱体と冷媒液を溜めるタンクとを流路によって接続し、該流路を含めて前記受熱ジャケット、前記放熱体及び前記タンクの内部に冷媒液を封入し、液移送手段によって前記封入された冷媒液の循環流を形成する液冷システムであって、
基板と複数枚の可撓性のフィルム又はシートを積層することにより入口部から流入された冷媒液を流す放熱流路を形成した前記放熱体を備え、前記放熱流路に繋がって前記冷媒液を溜める流路若しくは空間を形成した前記タンクを備え、前記放熱流路又は前記タンクの所望の箇所に冷媒液を流出する出口部を接続して設けたことを特徴とする液冷システム。
請求項３記載の液冷システムにおいて、前記基板の一方の側と該一方の側に接合される前記可撓性のフィルム又はシートとの間において前記放熱体としての前記放熱流路を形成し、前記基板の他方の側と該他方の側に接合される前記可撓性のフィルム又はシートとの間において前記タンクとしての冷媒液を溜める流路若しくは空間を形成することを特徴とする液冷システム。
請求項３記載の液冷システムにおいて、前記基板の一方の側と該一方の側に接合される前記可撓性のフィルム又はシートとの間において前記放熱体としての前記放熱流路を形成し、前記基板の一方と同じ側と該同じ側に接合される前記可撓性のフィルム又はシートとの間において前記タンクとしての冷媒液を溜める流路若しくは空間を形成することを特徴とする液冷システム。
受熱する受熱ジャケットと該受熱ジャケットで受熱した熱を放熱する放熱体と冷媒液を溜めるタンクとを流路によって接続し、該流路を含めて前記受熱ジャケット、前記放熱体及び前記タンクの内部に冷媒液を封入し、液移送手段によって前記封入された冷媒液の循環流を形成する液冷システムであって、
基板の一方の側に可撓性のフィルム又はシートを接合して入口部から流入された冷媒液を流す放熱流路を形成した前記放熱体を備え、前記基板の他方の側に可撓性のフィルム又はシートを接合して前記放熱流路に繋がって前記冷媒液を溜める流路若しくは空間を形成した前記タンクを備え、前記放熱流路又は前記タンクの所望の箇所に冷媒液を流出する出口部を接続して設けたことを特徴とする液冷システム。
受熱する受熱ジャケットと該受熱ジャケットで受熱した熱を放熱する放熱体と冷媒液を溜めるタンクとを流路によって接続し、該流路を含めて前記受熱ジャケット、前記放熱体及び前記タンクの内部に冷媒液を封入し、液移送手段によって前記封入された冷媒液の循環流を形成する液冷システムであって、
基板の一方の側に可撓性のフィルム又はシートを接合して入口部から流入された冷媒液を流す放熱流路を形成した前記放熱体を備え、前記基板の一方と同じ側に可撓性のフィルム又はシートを接合して前記放熱流路に繋がって前記冷媒液を溜める流路若しくは空間を形成した前記タンクを備え、前記放熱流路又は前記タンクの所望の箇所に冷媒液を流出する出口部を接続して設けたことを特徴とする液冷システム。
請求項１乃至７の何れか一つに記載の液冷システムにおいて、
前記可撓性のフィルムまたはシートは、積層構造とすると共に、少なくとも一層を金属または無機酸化物の少なくとも一方からなる難液体透過性の材料であることを特徴とする液冷システム。
請求項１乃至７の何れか一つに記載の液冷システムにおいて、
前記可撓性のフィルムまたはシートは、積層構造とすると共に、少なくとも一層を冷媒液に対する非化学反応性の材料であることを特徴とする液冷システム。
請求項１乃至７の何れか一つに記載の液冷システムにおいて、
前記可撓性のフィルムまたはシートは、積層構造とすると共に、少なくとも最内側面となる一層を熱可塑性樹脂材料であることを特徴とする液冷システム。
受熱する受熱ジャケットと該受熱ジャケットで受熱した熱を放熱する放熱体とを流路によって接続し、該流路を含めて前記受熱ジャケット及び前記放熱体の内部に冷媒液を封入し、液移送手段によって前記封入された冷媒液の循環流を形成する液冷システムであって、
基板の一方の側に可撓性のフィルム又はシートを接合して入口部から流入された冷媒液を流す第１の放熱流路を形成した第１の放熱体を備え、前記基板の他方の側に可撓性のフィルム又はシートを接合して前記第１の放熱流路に繋がって前記冷媒液を流す第２の放熱流路を形成した第２の放熱体を備え、前記第１の放熱流路又は前記第２の放熱流路の所望の箇所に冷媒液を流出する出口部を接続して設け、前記第１及び第２の放熱体により前記放熱体を構成したことを特徴とする液冷システム。
受熱する受熱ジャケットと該受熱ジャケットで受熱した熱を放熱する放熱体とを流路によって接続し、該流路を含めて前記受熱ジャケット及び前記放熱体の内部に冷媒液を封入し、液移送手段によって前記封入された冷媒液の循環流を形成する液冷システムであって、
基板の一方の側に可撓性のフィルム又はシートを接合して入口部から流入された冷媒液を流す第１の放熱流路を形成した第１の放熱体を備え、前記基板の一方と同じ側に可撓性のフィルム又はシートを接合して前記第１の放熱流路に繋がって前記冷媒液を流す第２の放熱流路を形成した第２の放熱体を備え、前記第１の放熱流路又は前記第２の放熱流路の所望の箇所に冷媒液を流出する出口部を接続して設け、前記第１及び第２の放熱体により前記放熱体を構成したことを特徴とする液冷システム。
請求項１１又は１２記載の液冷システムにおいて、前記第１の放熱体と前記第２の放熱体とを積層するように構成したことを特徴とする液冷システム。
請求項１１又は１２記載の液冷システムにおいて、前記第２の放熱体を前記冷却液を溜めるタンクとして構成したことを特徴とする液冷システム。
請求項１乃至１４の何れか一つに記載の液冷システムを備え、前記受熱ジャケットが熱接続された半導体素子を有することを特徴とする電子装置。
請求項１５記載の電子装置が表示装置として液晶ディスプレイが設けられ、前記放熱体が前記液晶ディスプレイに平行して設けられたことを特徴とする電子装置。