JPH0334230B2 - - Google Patents
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- JPH0334230B2 JPH0334230B2 JP60208203A JP20820385A JPH0334230B2 JP H0334230 B2 JPH0334230 B2 JP H0334230B2 JP 60208203 A JP60208203 A JP 60208203A JP 20820385 A JP20820385 A JP 20820385A JP H0334230 B2 JPH0334230 B2 JP H0334230B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- bellows
- cooling
- electronic component
- heat transfer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/40—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids
- H10W40/47—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing liquids, e.g. forced water cooling
- H10W40/475—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing liquids, e.g. forced water cooling using jet impingement
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/70—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control
- H10W40/77—Auxiliary members characterised by their shape
- H10W40/772—Bellows
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
第１の冷媒が循環される冷却プレートの所定箇
所にはブロツクを介してベローズを設け、該ベロ
ーズに固着された伝熱部材が電子部品の表面に当
接されることで冷却される冷却構造において、該
ブロツクの内周には該冷媒を流通させ、液体状の
第２の冷媒が充填された該ベローズに外周を内設
することにより、ベローズの信頼性の向上を図る
と共に、該第１の冷媒が循環される際に生じる圧
力が電子部品の表面に影響することがないように
形成したものである。
所にはブロツクを介してベローズを設け、該ベロ
ーズに固着された伝熱部材が電子部品の表面に当
接されることで冷却される冷却構造において、該
ブロツクの内周には該冷媒を流通させ、液体状の
第２の冷媒が充填された該ベローズに外周を内設
することにより、ベローズの信頼性の向上を図る
と共に、該第１の冷媒が循環される際に生じる圧
力が電子部品の表面に影響することがないように
形成したものである。
本発明なプリント基板に実装された電子部品の
表面を第１の冷媒が循環される冷却プレートに係
止されたベローズにより冷却を行う冷却構造に係
り、特に、ベローズに液体状の第２の冷媒を充填
することにより信頼性の向上を図つた冷却構造に
関する。
表面を第１の冷媒が循環される冷却プレートに係
止されたベローズにより冷却を行う冷却構造に係
り、特に、ベローズに液体状の第２の冷媒を充填
することにより信頼性の向上を図つた冷却構造に
関する。
電子機器に広く用いられているLSI素子などの
電子部品は、近年、益々高密度実装、高速化が推
進され、安定した稼働を得るためには、これらの
電子部品を如何に効率良く冷却するかが大きな課
題である。
電子部品は、近年、益々高密度実装、高速化が推
進され、安定した稼働を得るためには、これらの
電子部品を如何に効率良く冷却するかが大きな課
題である。
このような電子部品がプリント基盤に実装され
たものを冷却する場合は、経済的で、しかも、高
い冷却効果が得られるものとして、一般的に冷水
などの冷媒が循環されることによつて電子部品の
発熱を吸収するように形成された冷却構造が知ら
れている。
たものを冷却する場合は、経済的で、しかも、高
い冷却効果が得られるものとして、一般的に冷水
などの冷媒が循環されることによつて電子部品の
発熱を吸収するように形成された冷却構造が知ら
れている。
このような冷却構造は第３図の冷却構造の概要
を示す斜視図に示すように構成されている。
を示す斜視図に示すように構成されている。
複数の電子部品２が実装されたプリント基板１
に対して、冷却プレート３が矢印Ｆに示すように
重ねられるように設けられ、冷却プレート３の所
定面に係止されたベローズ４の伝熱部材４が電子
部品２の表面を圧接させ、冷却プレート３の一方
の口１０より矢印Ａ方向に、他方の口１０から矢
印Ｂ方向に冷水を循環することにより冷却が行わ
れる。
に対して、冷却プレート３が矢印Ｆに示すように
重ねられるように設けられ、冷却プレート３の所
定面に係止されたベローズ４の伝熱部材４が電子
部品２の表面を圧接させ、冷却プレート３の一方
の口１０より矢印Ａ方向に、他方の口１０から矢
印Ｂ方向に冷水を循環することにより冷却が行わ
れる。
このようなプリント基板１からの電子部品２の
表面の突出高さは必ず所定の値とはならない、そ
こで、電子部品２の突出高さの「バラツキ」を吸
収するよう冷却プレート３と電子部品２の表面と
の間に可撓性のベローズ５か設けられ、それぞれ
の電子部品２に影響することない圧力で、しか
も、表面に確実に密着させるように形成されてい
る。
表面の突出高さは必ず所定の値とはならない、そ
こで、電子部品２の突出高さの「バラツキ」を吸
収するよう冷却プレート３と電子部品２の表面と
の間に可撓性のベローズ５か設けられ、それぞれ
の電子部品２に影響することない圧力で、しか
も、表面に確実に密着させるように形成されてい
る。
したがつて、ベローズ５は良熱伝導材の極めて
薄い材質によつて形成されているため、長期の稼
働によつて金属腐食などが生じるとベローズ５が
損傷される。
薄い材質によつて形成されているため、長期の稼
働によつて金属腐食などが生じるとベローズ５が
損傷される。
したがつて、このような冷却構造で、長期の安
定した冷却を得るにはベローズ５の長寿命化が望
まれている。
定した冷却を得るにはベローズ５の長寿命化が望
まれている。
従来は第４図の従来の断面図に示すように構成
されていた。
されていた。
一端にはフランジ１１が固着され、他端には伝
熱部材４が固着されたベローズ５を冷却プレート
３の所定箇所に０リング１３を用いてフランジ１
１を取り付けることで固着し、更に、伝熱部材４
には伝熱シート１２を装着するこで、伝熱シート
１２がプリント基板１に実装された電子部品２の
表面に圧接されるように構成されている。
熱部材４が固着されたベローズ５を冷却プレート
３の所定箇所に０リング１３を用いてフランジ１
１を取り付けることで固着し、更に、伝熱部材４
には伝熱シート１２を装着するこで、伝熱シート
１２がプリント基板１に実装された電子部品２の
表面に圧接されるように構成されている。
そこで、冷却プレート３の一方の循環路３Ａを
流通された矢印Ａ１方向の冷媒９はノズル３Ｂか
ら矢印Ａ２方向に噴出され、更に、他方の循環路
３Ａに矢印Ａ３方向に流出され、電子部品２の冷
却が伝熱部材４と伝熱シート１２とを介して行わ
れるに形成されている。
流通された矢印Ａ１方向の冷媒９はノズル３Ｂか
ら矢印Ａ２方向に噴出され、更に、他方の循環路
３Ａに矢印Ａ３方向に流出され、電子部品２の冷
却が伝熱部材４と伝熱シート１２とを介して行わ
れるに形成されている。
また、このようなベローズ５は電子部品２の表
面に対して均一な接触圧により、電子部品２と伝
熱部材４との伝熱効率が高くなるように、しか
も、電子部品２に悪影響を与えることのない接触
圧が得られるように配慮され、極力肉厚の薄い
銅、ステンレスなどの材質によつてジヤバラ状に
形成されバネ性を有するように形成されている。
面に対して均一な接触圧により、電子部品２と伝
熱部材４との伝熱効率が高くなるように、しか
も、電子部品２に悪影響を与えることのない接触
圧が得られるように配慮され、極力肉厚の薄い
銅、ステンレスなどの材質によつてジヤバラ状に
形成されバネ性を有するように形成されている。
しかし、このような構成では、冷媒９が長期間
にわたつて循環されると、ベローズ５が金属腐食
を発生し、循環される冷媒９がベローズ５から外
部に流出し、電子部品２を損傷させる問題を有し
ていた。
にわたつて循環されると、ベローズ５が金属腐食
を発生し、循環される冷媒９がベローズ５から外
部に流出し、電子部品２を損傷させる問題を有し
ていた。
また、冷却能力を上げるために、循環する冷媒
９を流量を増加すると、流量増加による水圧が電
子部品２の表面に加わり損傷させる問題を有して
いた。
９を流量を増加すると、流量増加による水圧が電
子部品２の表面に加わり損傷させる問題を有して
いた。
第１図は本発明の原理説明図である。
第１図に示すように、冷却プレート３に固着さ
れるフランジ部６Ａと、内周には第１の冷媒９を
流通する中空部６Ｂが形成され、外周がベローズ
５に内設される先端部６Ｃとがそれぞれ設けられ
たブロツク６を具備すると共に、該ベローズ５と
該先端部６Ｃとの空間には第２の冷媒７が充填さ
れて形成されるようにしたものである。
れるフランジ部６Ａと、内周には第１の冷媒９を
流通する中空部６Ｂが形成され、外周がベローズ
５に内設される先端部６Ｃとがそれぞれ設けられ
たブロツク６を具備すると共に、該ベローズ５と
該先端部６Ｃとの空間には第２の冷媒７が充填さ
れて形成されるようにしたものである。
このように構成することによつて前述の問題点
が解決される。
が解決される。
即ち、冷却プレートに係止されるベローズには
冷却に際して液体状の第２の冷媒を充填してブロ
ツクを内設し、ブロツクの中空部に第１の冷媒を
流通させ、第２の冷媒の対流によつて電子部品の
発熱を第１の冷媒に熱伝達させるように形成した
ものである。
冷却に際して液体状の第２の冷媒を充填してブロ
ツクを内設し、ブロツクの中空部に第１の冷媒を
流通させ、第２の冷媒の対流によつて電子部品の
発熱を第１の冷媒に熱伝達させるように形成した
ものである。
したがつて、ベローズに充填される第２の冷媒
として金属腐食の生じない、しかも、良熱伝達の
材質で、かつ、ベローズの可撓性を損なうことの
ない液体を用いることにより、従来のような金属
腐食が防止され、長寿命化を図ることができ、ま
た電子部品に対する第１の冷媒の流通圧力による
影響がなくなるため、流量の増加が行え、冷却能
力アツプを図ることができる。
として金属腐食の生じない、しかも、良熱伝達の
材質で、かつ、ベローズの可撓性を損なうことの
ない液体を用いることにより、従来のような金属
腐食が防止され、長寿命化を図ることができ、ま
た電子部品に対する第１の冷媒の流通圧力による
影響がなくなるため、流量の増加が行え、冷却能
力アツプを図ることができる。
以下本発明を第２図を参考に詳細に説明する。
第２図は本発明による一実施例の断面図である。
第２図は本発明による一実施例の断面図である。
全図を通じ、同一符号は同一対象物を示す。
一端をフランジ部６Ａに固着し、他端を伝熱部
材４に固着すことでベローズ５が取り付けられた
ブロツク６はＯリング１３を介して冷却プレート
３に係止され、ベローズ５には第２の冷媒７が充
填されるように構成されたものである。
材４に固着すことでベローズ５が取り付けられた
ブロツク６はＯリング１３を介して冷却プレート
３に係止され、ベローズ５には第２の冷媒７が充
填されるように構成されたものである。
また、ブロツク６は銅、ステンレスなどの良熱
伝導材によつて形成されたもので、先端部６Ｃの
内周には第１の冷媒９が流通される中空部６Ｂが
設けられ、外周には第２の冷媒７が接触されるよ
うに形成されている。
伝導材によつて形成されたもので、先端部６Ｃの
内周には第１の冷媒９が流通される中空部６Ｂが
設けられ、外周には第２の冷媒７が接触されるよ
うに形成されている。
そこで、ベローズ５のバネ力によつて、伝熱部
材４が伝熱シート１２を介して電子部品２の表面
に密着され、電子部品２の発熱が第２の冷媒７に
伝達され、更に、第１の冷媒に効率良く伝達され
るようにするするため、第２の冷媒７は流体状で
あることが望ましい。
材４が伝熱シート１２を介して電子部品２の表面
に密着され、電子部品２の発熱が第２の冷媒７に
伝達され、更に、第１の冷媒に効率良く伝達され
るようにするするため、第２の冷媒７は流体状で
あることが望ましい。
この伝熱シート１２は電子部品２の表面とベロ
ーズ５に固着された伝熱部材４との平面度の差を
吸収させ、密着性を良くするために設けられるも
ので、通常、可撓性の良熱伝導材の材質が用いら
れる。
ーズ５に固着された伝熱部材４との平面度の差を
吸収させ、密着性を良くするために設けられるも
ので、通常、可撓性の良熱伝導材の材質が用いら
れる。
しかし、液体をベローズ５に充填させることは
製造上困難なため、冷却を行わない低温時は固体
となり、冷却時の高温時は液体となる。例えば、
ガリウム（Ga）、インジウム（In）、錫（Sn）な
どの合金によつて形成された40℃〜120℃の範囲
で溶融される低融点金属を用いと製造が容易とな
る。
製造上困難なため、冷却を行わない低温時は固体
となり、冷却時の高温時は液体となる。例えば、
ガリウム（Ga）、インジウム（In）、錫（Sn）な
どの合金によつて形成された40℃〜120℃の範囲
で溶融される低融点金属を用いと製造が容易とな
る。
また、このようなブロツク６の外周または内周
にフイン８を固着すると、第１と第２の冷媒９と
７とのそれぞれに対する接触面積を増加させるこ
とができ、熱伝達の効率を上げることができる。
にフイン８を固着すると、第１と第２の冷媒９と
７とのそれぞれに対する接触面積を増加させるこ
とができ、熱伝達の効率を上げることができる。
このように構成すること、電子部品２の温度が
上昇することで、先づ、電子部品２の発熱が伝熱
シート１２と伝熱部材４を介して第２の冷媒７に
伝達され、第２の冷媒７が溶融される。時に、溶
融された第２の冷媒７の対流によつてブロツク６
を介して第１の冷媒９に熱の移送が行われる。
上昇することで、先づ、電子部品２の発熱が伝熱
シート１２と伝熱部材４を介して第２の冷媒７に
伝達され、第２の冷媒７が溶融される。時に、溶
融された第２の冷媒７の対流によつてブロツク６
を介して第１の冷媒９に熱の移送が行われる。
したがつて、第１の冷媒９を冷却プレート３の
一方の循環路３Ａから矢印Ａ１１のようにノズル
３Ｂに流通させ、ノズル３Ｂより中空部６Ｂに矢
印Ａ１２のように噴出させ、更に、噴出された第
２の冷媒９を他方の循環路３Ａに矢印Ａ１３のよ
うに流出させ、第１の冷媒９の循環によつて冷却
が行われる。
一方の循環路３Ａから矢印Ａ１１のようにノズル
３Ｂに流通させ、ノズル３Ｂより中空部６Ｂに矢
印Ａ１２のように噴出させ、更に、噴出された第
２の冷媒９を他方の循環路３Ａに矢印Ａ１３のよ
うに流出させ、第１の冷媒９の循環によつて冷却
が行われる。
この場合の第１の冷媒９の噴出はブロツク６の
中空部６Ｂによつて受けられているため、循環す
る流量を増加しても流圧が直接ベローズ５に加わ
ることがないので電子部品２の表面を押圧するこ
とがない。
中空部６Ｂによつて受けられているため、循環す
る流量を増加しても流圧が直接ベローズ５に加わ
ることがないので電子部品２の表面を押圧するこ
とがない。
したがつて、流量の増加を容易に行うことがで
きる。
きる。
また、第１の冷媒９の循環によつて発生する金
属腐食は肉厚の薄いベローズ５には生じることが
ないため、金属腐食によつてベローズ５が損傷す
ることがなくなる。
属腐食は肉厚の薄いベローズ５には生じることが
ないため、金属腐食によつてベローズ５が損傷す
ることがなくなる。
以上説明したように、本発明によれば、ベロー
ズの金属腐食による損傷を防ぐことができるた
め、ベローズの長寿命化による信頼度の向上が図
れる。
ズの金属腐食による損傷を防ぐことができるた
め、ベローズの長寿命化による信頼度の向上が図
れる。
また、電子部品の表面における接触圧は第１の
冷媒の流量の変化による流圧に影響されることが
なくなるため、常に、所定の接触圧が保たれ、安
定した冷却が行えると共に、第１の冷媒の流量の
増加が可能となり、流量の増加による冷却能力の
増加が図れ、実用的効果は大である。
冷媒の流量の変化による流圧に影響されることが
なくなるため、常に、所定の接触圧が保たれ、安
定した冷却が行えると共に、第１の冷媒の流量の
増加が可能となり、流量の増加による冷却能力の
増加が図れ、実用的効果は大である。
第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明
による一実施例の断面図、第３図は冷却構造の概
要を示す斜視図、第４図は従来の断面図を示す。 図において、１はプリント基板、２は電子部
品、３は冷却プレート、４は伝熱部材、５はベロ
ーズ、６はブロツク、７は第２の冷媒、８はフイ
ン、９は第１の冷媒を示す。
による一実施例の断面図、第３図は冷却構造の概
要を示す斜視図、第４図は従来の断面図を示す。 図において、１はプリント基板、２は電子部
品、３は冷却プレート、４は伝熱部材、５はベロ
ーズ、６はブロツク、７は第２の冷媒、８はフイ
ン、９は第１の冷媒を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の冷媒９が循環される冷却プレート３
と、 該冷却プレート３の所定箇所に係止された可撓
性のベローズ５と、 プリント基板１に実装された電子部品２とを備
え、該ベローズ４に固着された伝熱部材４が該電
子部品２の表面に当接されることにより該電子部
品２の冷却を行う冷却構造であつて、 前記冷却プレート３に固着されるフランジ部６
Ａと、内周には前記第１の冷媒９を流通する中空
部６Ｂが形成され、外周が前記ベローズ５に内設
される先端部６Ｃとがそれぞれ設けられたブロツ
ク６を具備すると共に、 該ベローズ５と該先端部６Ｃとの空間には第２
の冷媒７が充填されて形成されたことを特徴とす
る冷却構造。 ２ 前記ブロツク６の内周と外周との少なくとも
いづれかにフイン８が設けられたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の冷却構造。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60208203A JPS6267844A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 冷却構造 |
| DE8686112568T DE3677884D1 (de) | 1985-09-20 | 1986-09-11 | Kuehlungsanordnung fuer elektronische bauelemente. |
| EP86112568A EP0219674B1 (en) | 1985-09-20 | 1986-09-11 | Cooling device for electronic parts |
| US06/909,229 US4688147A (en) | 1985-09-20 | 1986-09-19 | Cooling device attached to each surface of electronic parts on a printed-wiring board |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60208203A JPS6267844A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 冷却構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6267844A JPS6267844A (ja) | 1987-03-27 |
| JPH0334230B2 true JPH0334230B2 (ja) | 1991-05-21 |
Family
ID=16552369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60208203A Granted JPS6267844A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 冷却構造 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4688147A (ja) |
| EP (1) | EP0219674B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6267844A (ja) |
| DE (1) | DE3677884D1 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0217676B1 (en) * | 1985-10-04 | 1993-09-01 | Fujitsu Limited | Cooling system for electronic circuit device |
| US4758927A (en) * | 1987-01-21 | 1988-07-19 | Tektronix, Inc. | Method of mounting a substrate structure to a circuit board |
| JPH0530394Y2 (ja) * | 1987-08-26 | 1993-08-03 | ||
| DE68918156T2 (de) * | 1988-05-09 | 1995-01-12 | Nippon Electric Co | Flache Kühlungsstruktur für integrierte Schaltung. |
| JPH06342990A (ja) * | 1991-02-04 | 1994-12-13 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 統合冷却システム |
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| RU2256946C2 (ru) * | 2003-08-04 | 2005-07-20 | Дагестанский государственный технический университет (ДГТУ) | Термоэлектрическое устройство терморегулирования компьютерного процессора с применением плавящегося вещества |
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| US20050150535A1 (en) * | 2004-01-13 | 2005-07-14 | Nanocoolers, Inc. | Method for forming a thin-film thermoelectric device including a phonon-blocking thermal conductor |
| US20050150539A1 (en) * | 2004-01-13 | 2005-07-14 | Nanocoolers, Inc. | Monolithic thin-film thermoelectric device including complementary thermoelectric materials |
| US20050150537A1 (en) * | 2004-01-13 | 2005-07-14 | Nanocoolers Inc. | Thermoelectric devices |
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| US7701716B2 (en) * | 2008-06-18 | 2010-04-20 | Apple Inc. | Heat-transfer mechanism including a liquid-metal thermal coupling |
| WO2012048432A1 (en) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | John David Lugtu | Device for cooling high power broadcast transmitters |
| KR102116568B1 (ko) * | 2013-10-14 | 2020-06-01 | 엘지전자 주식회사 | 공기 조화기 |
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