JPH11340391A - 冷却モジュール - Google Patents

冷却モジュール

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JPH11340391A
JPH11340391A JP16629798A JP16629798A JPH11340391A JP H11340391 A JPH11340391 A JP H11340391A JP 16629798 A JP16629798 A JP 16629798A JP 16629798 A JP16629798 A JP 16629798A JP H11340391 A JPH11340391 A JP H11340391A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
fin
cooling module
fan motor
heat pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP16629798A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Ishida
良夫 石田
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Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気の流れを妨げるような凹凸を出来るだけ
少なくすると同時に、均熱性の優れたヒートシンクを構
成することにより、高性能の薄型の冷却モジュールを提
供することである。 【構成】 受熱プレートと扁平状ヒートパイプと方向性
ファンモータおよびフィンを有し、上記プレート平面に
略等しくヒートパイプの少なくとも一部を埋め込み、上
記ヒートパイプが熱源とフィン接合部近傍に配置された
薄型冷却モジュールとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、パソコンなどの電子
機器に用いられる冷却モジュールに関し、特に近年普及
著しい高性能のMPUモジュールなどのMCMの薄型冷
却モジュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子情報機器の代表であるパソコ
ンには、MPUとその周辺ICがマザーボード上に個別
に取り付けられていたが、近年の大量の情報を高速処理
したいとの要求に対応した高速度対応のための高周波数
化に従い、ノイズ処理などが難度を増し、現在の主流は
MPUとその周辺ICをモジュール化したMPUモジュ
ールに移行しつつある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成においては、高速化とノイズ処理には有効な対策
であるが、発熱部品の集積となることにより、熱対策と
云う面では大きな課題と成っている。
【0004】すなわち、商品の主流は軽薄短小であるに
も関わらず、限られた収納筐体内部での発熱部品の固ま
りは、ホットスポットとなり、周辺の部品に悪影響を及
ぼし、筐体表面からの廃熱を困難にしている。
【0005】この発明の目的は、空気の流れを妨げるよ
うな凹凸を出来るだけ少なくすると同時に、均熱性の優
れたヒートシンクを構成することにより、高性能の薄型
の冷却モジュールを提供し、上記MPUモジュール化を
容易にすることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項1においては、受熱プレートと扁平
状ヒートパイプと方向性ファンモータおよびフィンを有
し、上記受熱プレート平面に略等しくヒートパイプの少
なくとも一部を埋め込み、上記ヒートパイプが熱源とフ
ィン接合部近傍に配置された冷却モジュールとする。前
記フィンをファンモータの排気口に並列に、受熱プレー
ト端部に接合してもよいし、前記受熱プレートを少なく
とも2枚で構成し、エヤー通路になる一部を切り起こし
てフィンとしてもよいし、フィンをヒートパイプの表面
に直接接合してもよい。
【0007】また、前記フィンをヒートパイプの幅相当
の爪付きスプリング台金具の上に構成し、取り外し自在
としたり、前記フィンをファンモータのベースに構成し
たり、前記フィンをファンモータカバーに構成した請求
項第1項記載の冷却モジュールとしてもい。
【0008】また、前記ファンモータカバーを少なくと
もフィンの一部まで延長してエヤーガイドとしたり、前
記ヒートパイプの放熱部をファンモータカバーに接合し
てもい。
【0009】
【実施例】図1はこの発明の第1の実施例の冷却モジュ
ール100を示し、図2は図1に示す冷却モジュール1
00をノートパソコンに応用した実施例を示す。
【0010】図1と図2において、冷却モジュール10
0は、受熱プレート1と、この受熱プレート1に埋め込
まれた扁平状のヒートパイプ2と、吸気口を上方に有
し、排気口を側面の一方向に有する薄型の方向性ファン
モータ(以下単に「ファンモータ」と呼ぶ)3および上
記ファンモータ3の排気口に並列に配置されたフィン4
から構成されている。
【0011】ファンモータ3は、受熱プレート1にネジ
で固定され、フィン4は受熱プレート1に溶接されてい
る。なおヒートパイプ2の受熱プレート1への埋め込み
は、後述する方法で熱的かつ機械的に確実に固定されて
いる。
【0012】当該冷却モジュール100のノートパソコ
ンへの配置は、図2に示す如く、筐体200の内部に組
み込まれるマザーボード201の上のコネクタ202を
介して電気的かつ機械的に接合されたMPUモジュール
300のMPUパッケージ301の上面に受熱プレート
1の一部が、ネジ303によって熱的かつ機械的に接合
されている。ここではMPU自身が主発熱体であり、筐
体200内の主な熱源となっている。
【0013】ここでMPUモジュール300のには、M
PUパッケージ301の他、周辺IC群302が搭載さ
れておりその中でも放熱部品を取り付ける必要のあるも
のが有るが、上記MPUパッケージ301と熱的に接合
されている。
【0014】また、MPUパッケージ301の直ぐ上
に、冷却モジュール100のファンモータ3が配置され
るようにすれば冷却能力が向上することが期待できる
が、収納筐体の厚さの制約があると同時に、MPUパッ
ケージ301と受熱プレート1との接合の都合、そして
一般的なファンモータ3の駆動ICと軸受けの耐熱性が
60℃以下であるために、間接的に冷却する必要が生じ
ている。さらに言及すれば筐体200の排気部203の
近傍にファンモータ3の排気口を配置することが冷却効
率を向上するために必要であり、レイアウトの都合上で
実現できないことが多い。
【0015】ヒートパイプ2は上述の各々の都合を合致
させるために用いられている。すなわち上記実施例に使
用する受熱プレート1の材料と寸法は、アルミニュウム
からなる幅60mm、長さ100mm、厚さ1.5mmの板であ
り、これ自体の熱伝導率はMPUモジュール300から
の受熱する15W程度の熱を、ファンモータ3の冷却能力
を十分生かすだけ運び得ないが、受熱プレート1の受熱
部分からフィン4に跨って伸びる長さで厚さ1mmの幅7
mm以上の扁平状のヒートパイプ2を受熱プレート1に埋
め込む事により、MPUモジュール300からの受熱を
受熱プレート1のほぼ全面に拡散する事が出来るため
に、ファンモータ3をMPUモジュール300に直接取
り付けるより数段低下した温度での熱交換となるが、フ
ィン4を含む均等な温度での熱交換を行う事が出来るた
めに、薄型方向の寸法を重視した形状ではあっても、優
れた冷却能力を示すものとなる。
【0016】上述の受熱プレート1への扁平状のヒート
パイプ2の埋め込み形状は、図3と図4および図5で示
し、上記ヒートパイプ2の埋め込み方法は、図6の(a)
と(b)と図7(a)と(b)および図8(a)と(b)に示されてい
る。
【0017】図3は、MPUモジュール300とファン
モータ3を取り付ける孔5の開いた受熱プレート1のほ
ぼ長さ方向全長に渡り、直状のヒートパイプ2を埋め込
むもの、図4は受熱プレート1のフィン4を取り付ける
部分に、十分にMPUモジュール300からの熱が行き
渡るようにヒートパイプ2をL字状に変形して埋め込む
ものを、そして図5はヒートパイプ2を略鍋底断面状に
変形して、MPUモジュール300の出来るだけ近くに
ヒートパイプ2の端部が伸び、またフィン4の形状に汎
用性を持たせるために、フィン4を取り付ける寸法程度
をヒートパイプ2の端部を、受熱プレート1の端部に平
行に露出させたものである。
【0018】埋め込み方法を示した図6は、受熱プレー
ト1のヒートパイプ2の埋め込み溝10に添って、予め
バリ状の突起11を有し、上記溝10はヒートパイプ2
がしっくりと勘合する寸法で仕上げて有るために、ヒー
トパイプ2を挿入後に上方からプレスするだけで、突起
11がヒートパイプ2の幅方向の丸みを帯びた端部上方
に潰れることにより、ヒートパイプ2が埋め込まれる。
【0019】図6(a)の受熱プレート1の形状は、主と
してアルミニュウムの押し出し成型法で加工することが
出来るが、ダイキャスト成型法の時には、図7(a)の如
く形状が好ましい。すなわち、受熱プレート1のヒート
パイプ2の埋め込み溝10に添って突起を形成すること
は、図6同様であるが、突起12は溝10に覆い被さる
様に形成出来ないために、突起12のヒートパイプ2と
勘合する溝10と反対方向に、突起12の凸断面と同じ
程度の断面の小溝13を形成しており、ヒートパイプ2
を挿入後のプレスで、上記突起12はヒートパイプ2の
幅方向端部上方と、小溝13の双方向にほぼ均等に潰れ
て広がり、ヒートパイプ2が埋め込まれる。
【0020】図8(a)と(b)は共に、通常一枚の受熱プレ
ート1をプレート14と15の2枚に分離して構成し、
ヒートパイプ2の固定やフィン4をプレート14を切り
起こすなどの形状の自由度を考慮したものであり、ヒー
トパイプ2の埋め込みはヒートパイプ2の幅方向端部を
予め段付き部20などの加工を施しておくことにより、
プレート14と15は接着やカシメなどを行う事が出来
るが、勿論、カシメ時のプレス工程時に段付き部20を
形成することも出来る。
【0021】次に、フィン4の構成方法を示す図9から
図14に基づいて説明する。図9は、受熱プレート1の
端部にコルゲート・フィン40を溶接などにより接合し
たもので有り、図10は、図8で説明したプレート14
と15の端部を各々プレスなどによりスリット孔16を
多数形成し、L字状に折り曲げてフィン4としたもので
有る。
【0022】また、図11は、コルゲートフィン40を
ヒートパイプ2の上に直接溶接などにより接合したもの
で有り、図12は、ヒートパイプ2の幅相当の爪付きス
プリング台金具21の上に、コルゲートフィン40を溶
接し、ヒートパイプ2は図8で説明したような段付き部
20を有し、確実な取付が出来ると同時に、取り外し自
在としたもので有る。
【0023】上述の図9から図12までの各々のフィン
4やコルゲートフィン40には、直接天板などを付けて
エヤー通路を形成するエヤーガイドとしても良いが、図
13で示すように、ファンモータ3のカバー30を折り
返し部31を付けさらにコルゲートフィン40までの延
長部32を設けて、本発明の第2の実施例である図15
で示すようにエヤー通路を形成するエヤーガイドとする
事が好ましい。
【0024】また、図14(a)と(b)は、共にファンモー
タ3のカバー30端部にコルゲートフィン40を溶接す
ることにより、フィン4を構成したものである。
【0025】この場合は、本発明の第3と第4の実施例
である図16と図17に示すように、受熱プレート1か
らの熱伝導が悪くなることによるフィン効率の悪化を防
ぐために、ヒートパイプ2の受熱部はプレート1に埋め
込むが、放熱部はファンモータカバー30のフィン取付
部に直接熱接合することが好ましい。
【0026】なお、図示しないが、フィン4はファンモ
ータ3と受熱プレート1の間、すなわちファンモータ3
のベースに構成することが出来ることは勿論である。
【0027】また上述までのフィン形状は、コルゲート
フィン40を主に説明したが、オフセットフィンや押し
出しフィンなど周知のフィンが適宜用いられる。
【0028】
【発明の効果】以上この発明によれば、益々高速化する
MPUモジュールなどMCMの冷却を、扁平状ヒートパ
イプを受熱プレートに埋め込むことにより、薄型短小の
冷却モジュールを実現し、エヤーの流れを妨げたり、他
の電子部品の配置に邪魔に成る突起がないために、限ら
れた収納筐体内部での発熱部品の固まりが有っても、周
辺の部品に悪影響を及ぼす事無く、筐体外部に有効に廃
熱出来る優れた冷却モジュールを提供できるもので有
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例とする冷却モジュールの
斜視図を示す
【図2】本発明をノートパソコンに応用した実施例の断
面図を示す
【図3】本発明のヒートパイプの埋め込み形状の一実施
例の斜視図を示す
【図4】本発明のヒートパイプの埋め込み形状の他の実
施例の斜視図を示す
【図5】本発明のヒートパイプの埋め込み形状の他の実
施例の斜視図を示す
【図6】本発明のヒートパイプの埋め込み方法の一実施
例断面図を示す
【図7】本発明のヒートパイプの埋め込み方法の他の実
施例断面図を示す
【図8】本発明のヒートパイプの埋め込み方法の他の実
施例断面図を示す
【図9】本発明のフィンの構成の一実施例の斜視図を示
【図10】本発明のフィンの構成の他の実施例の斜視図を
示す
【図11】本発明のフィンの構成の他の実施例の斜視図を
示す
【図12】本発明のフィンの構成の他の実施例の斜視図を
示す
【図13】本発明のフィンの構成の他の実施例の斜視図を
示す
【図14】本発明のフィンの構成の他の実施例の斜視図を
示す
【図15】本発明の第2の実施例の斜視図を示す
【図16】本発明の第3の実施例の斜視図を示す
【図17】本発明の第4の実施例の斜視図を示す
【符号の説明】
図において同一符号は同一、または相当部分を示す。 100 冷却モジュール 200 筐体 203 排気部 300 MPUモジュール 1 受熱プレート 2 ヒートパイプ 3 ファンモータ 4 フィン 5 孔 10 溝 11 突起 12 突起 13 小溝 14、15 プレート 16 スリット孔 20 段付き部 21 爪付きスプリング台金具 30 ファンモータカバー 31 折り返し部 32 カバー延長部 40 コルゲートフィン

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受熱プレートと扁平状ヒートパイプと方向
    性ファンモータおよびフィンを有し、上記受熱プレート
    平面に略等しくヒートパイプの少なくとも一部を埋め込
    み、上記ヒートパイプが熱源とフィン接合部近傍に配置
    された冷却モジュール。
  2. 【請求項2】フィンをファンモータの排気口に並列に、
    受熱プレート端部に接合した請求項第1項記載の冷却モ
    ジュール。
  3. 【請求項3】受熱プレートを少なくとも2枚で構成し、
    エヤー通路になる一部を切り起こしてフィンとした請求
    項第1項記載の冷却モジュール。
  4. 【請求項4】フィンをヒートパイプの表面に直接接合し
    た請求項第1項記載の冷却モジュール。
  5. 【請求項5】フィンをヒートパイプの幅相当の爪付きス
    プリング台金具の上に構成し、取り外し自在とした請求
    項第4項記載の冷却モジュール。
  6. 【請求項6】フィンをファンモータのベースに構成した
    請求項第1項記載の冷却モジュール。
  7. 【請求項7】フィンをファンモータカバーに構成した請
    求項第1項記載の冷却モジュール。
  8. 【請求項8】ファンモータカバーを少なくともフィンの
    一部まで延長してエヤーガイドとした請求項第1項から
    第5項記載の冷却モジュール。
  9. 【請求項9】ヒートパイプの放熱部をファンモータカバ
    ーに接合した請求項第7項記載の冷却モジュール。
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