JPH08264694A - 電子部品用冷却装置 - Google Patents

電子部品用冷却装置

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JPH08264694A
JPH08264694A JP7061309A JP6130995A JPH08264694A JP H08264694 A JPH08264694 A JP H08264694A JP 7061309 A JP7061309 A JP 7061309A JP 6130995 A JP6130995 A JP 6130995A JP H08264694 A JPH08264694 A JP H08264694A
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heat
cooling device
electronic component
cold plate
tank portion
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JP7061309A
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Inventor
Makoto Tajima
誠 田島
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Marelli Corp
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Calsonic Corp
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Publication date
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    • H10W40/70—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、整流ダイオード等のように発熱す
る電子部品を冷却するための電子部品用冷却装置に関
し、電子部品の冷却効率を従来より大幅に向上すること
を目的とする。 【構成】 一面に電子部品３３が装着されるコールドプ
レート３１の他面を蓋部材３５により覆い、冷媒が収容
されるタンク部３７を形成し、前記蓋部材３５に、前記
タンク部３７に連通するヒートパイプ３９を突設すると
ともに、前記ヒートパイプ３９に、ヒートパイプ３９内
に複数の軸長方向通路４５を形成するウイックポール４
７を嵌挿し、前記タンク部３７および軸長方向通路４５
内を真空にして構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、整流ダイオード，ＬＳ
Ｉチップ等のように発熱する電子部品を冷却するための
電子部品用冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、整流ダイオード，ＬＳＩチップ等
のように発熱する電子部品を冷却するためのヒートシン
クとして、例えば、実開昭５５−７５１９８号公報に開
示されるものが知られている。図７は、この公報に開示
されるヒートシンクを示すもので、このヒートシンクで
は、取付部材１１の一側に整流ダイオード等のように発
熱する電子部品１３がビス１５により固定され、取付部
材１１の他側に複数の放熱プレート１７が固定されてい
る。
【０００３】そして、放熱プレート１７の間に波形放熱
フィン１９が配置されている。このようなヒートシンク
では、電子部品１３で発生した熱量が、取付部材１１お
よび放熱プレート１７を介して波形放熱フィン１９に伝
達され、波形放熱フィン１９から大気中に放熱されるた
め、電子部品１３を効率的に冷却することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のヒートシンクでは、放熱プレート１７と波形
放熱フィン１９との自然放熱により電子部品１３を冷却
しているため、冷却効率が低いという問題があった。ま
た、電子部品１３が大型化し放熱量が増大した場合に、
放熱プレート１７を長くする程、熱を放熱フィン１９に
伝える放熱プレート１７の効率が、熱伝導率分だけ低下
するため、放熱フィン１９を増加して放熱面積を増大し
ても、冷却能力が増大せず、電子部品１３の放熱量を増
大することが困難になるという問題があった。
【０００５】本発明は、かかる従来の問題を解決するた
めになされたもので、電子部品の冷却効率を従来より大
幅に向上することができる電子部品用冷却装置を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の電子部品用冷
却装置は、一面に電子部品が装着されるコールドプレー
トの他面を蓋部材により覆い、冷媒が収容されるタンク
部を形成し、前記蓋部材に、前記タンク部に連通するコ
ンテナパイプを突設するとともに、前記コンテナパイプ
に、コンテナパイプ内に複数の軸長方向通路を形成する
ウイックポールを嵌挿し、前記タンク部および軸長方向
通路内を真空にし冷媒を封入してなることを特徴とす
る。
【０００７】請求項２の電子部品用冷却装置は、請求項
１において、前記コールドプレートの他面には、前記タ
ンク部を構成する凹部が形成され、凹部の底面に微細な
凹凸が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
【作用】請求項１の電子部品用冷却装置では、コールド
プレートの一面に装着される電子部品から発熱した熱量
が、コールドプレートの他面に伝導される。
【０００９】この伝導された熱量によりタンク部内の冷
媒が加熱されるが、タンク部および軸長方向通路内が真
空とされるため、冷媒は比較的低温で蒸発し、蒸気は圧
力波となり音速で軸長方向通路を先端に向けて移動す
る。そして、コンテナパイプ内の軸長方向通路を先端に
向けて流れる間に、熱交換し冷却され凝縮し、液化した
冷媒が、落下して、タンク部に導かれる。
【００１０】請求項２の電子部品用冷却装置では、コー
ルドプレートに、タンク部を構成する凹部を形成したの
で、電子部品から発熱した熱量により凹部に貯液された
冷媒が均一に加熱される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の詳細を図面に示す実施例につ
いて説明する。
【００１２】図１は、本発明の電子部品用冷却装置の一
実施例を示すもので、図において符号３１は、矩形状の
コールドプレートを示している。このコールドプレート
３１は、例えば、アルミニュウム等の熱伝導性の良好な
金属により形成されている。コールドプレート３１の一
面には、例えば、ＬＳＩチップあるいはＬＳＩを集積し
たマルチチップモジュール（ＭＣＭ）等の電子部品３３
が、熱伝導性の良好な接着剤により接着されている。
【００１３】なお、この電子部品３３は、プリント基板
３４上に配置されている。コールドプレート３１の他面
には、円形状の凹部３１ａが形成されている。この凹部
３１ａの底面には、微細な溝部３１Ａが形成されてい
る。凹部３１ａの外周に沿って嵌合凹部３１ｂが形成さ
れ、この外側にカシメ爪３１ｃが形成されている。
【００１４】嵌合凹部３１ｂには、円形状の蓋部材３５
の底部３５ａが嵌合され、カシメ爪３１ｃによりコール
ドプレート３１に固定されている。そして、蓋部材３５
と凹部３１ａによりタンク部３７が形成されている。蓋
部材３５は、例えば、アルミニュウム等の熱伝導性の良
好な金属により形成されている。
【００１５】蓋部材３５には、円形状の取付穴３５ｂが
形成され、この取付穴３５ｂに、コンテナパイプ３９が
嵌挿されている。コンテナパイプ３９は、例えば、アル
ミニュウム等の熱伝導性の良好な金属により形成されて
いる。コンテナパイプ３９の先端４１は、冷間圧造，溶
接等により封止されている。
【００１６】コンテナパイプ３９の熱交換部３９ａに
は、矩形形状または円盤状の放熱フィン４３が、コンテ
ナパイプ３９の軸長方向に所定間隔を置いて配置されて
いる。この放熱フィン４３は、例えば、アルミニュウム
等の熱伝導性の良好な金属により形成されている。コン
テナパイプ３９には、コンテナパイプ３９内に複数の軸
長方向通路４５を形成するウイックポール４７が嵌挿さ
れている。
【００１７】このウイックポール４７は、例えば、アル
ミニュウム等の熱伝導性の良好な金属により形成されて
いる。ウイックポール４７は、図２に示すように、中心
部４７ａから放射状に突出する複数の突起部４７ｂを有
しており、突起部４７ｂの表面には、軸長方向に沿って
微細な溝部４７ｃが形成されている。
【００１８】そして、ウイックポール４７の一端が、コ
ールドプレート３１に当接されている。上述した電子部
品用冷却装置は、以下述べるようにして製造される。す
なわち、先ず、図３に示すように、所定間隔を置いて積
層される放熱フィン４３にコンテナパイプ３９が嵌挿さ
れ、コンテナパイプ３９の端部に蓋部材３５の取付穴３
５ｂが嵌合される。
【００１９】この後、コンテナパイプ３９内に、コンテ
ナパイプ３９の内径より多少外径の大きいウイックポー
ル４７が圧入され、これにより、コンテナパイプ３９が
拡径され、コンテナパイプ３９に放熱フィン４３および
蓋部材３５が固定される。次に、コールドプレート３１
の嵌合凹部３１ｂが、蓋部材３５の底部３５ａに嵌合さ
れ、カシメ爪３１ｃを折曲することにより蓋部材３５に
コールドプレート３１が固定される。
【００２０】そして、この後、ろう付け炉内においてろ
う付けされ、一体接合される。この状態では、図４に示
すように、コンテナパイプ３９の先端には、冷媒注入口
３９ｂが開口されており、冷媒注入口３９ｂから水等の
冷媒がタンク部３７内に所定量注入され、この後、冷媒
注入口３９ｂからタンク部３７および軸長方向通路４５
内が真空引きされ、封止部材４１により冷媒注入口３９
ｂが封止される。
【００２１】上述した電子部品用冷却装置では、コール
ドプレート３１の一面に装着される電子部品３３から発
熱した熱量が、コールドプレート３１の凹部３１ａの底
面３１ｄに伝導される。この伝導された熱量によりタン
ク部３７内の冷媒が加熱沸騰されるが、タンク部３７お
よび軸長方向通路４５内が真空とされるため、冷媒は比
較的低温で蒸発し、蒸気は圧力波となり音速で軸長方向
通路４５を先端に向けて移動する。
【００２２】そして、コンテナパイプ３９内の軸長方向
通路４５を先端に向けて流れる間に、外気と熱交換し冷
却され凝縮し、液化した冷媒が、ウイックポール４７に
形成された微細な溝部４７ｃに集められ、溝部４７ｃを
伝わってコールドプレート３１に環流される。以上のよ
うに構成された電子部品用冷却装置では、タンク部３７
および軸長方向通路４５内が真空とされるため、タンク
部３７内の冷媒が比較的低温で蒸発し、蒸気は圧力波と
なり音速で軸長方向通路４５を先端に向けて移動し、外
気と熱交換し冷却され凝縮し、液化した冷媒が、ウイッ
クポール４７に形成された微細な溝部４７ｃに集めら
れ、溝部４７ｃを伝わってコールドプレート３１に環流
されるため、電子部品３３の冷却効率を従来より大幅に
向上することができる。
【００２３】すなわち、上述した電子部品用冷却装置で
は、真空内で冷媒を蒸発して、電子部品３３から発熱し
た熱量を、コンテナパイプ３９の熱交換部３９ａに導く
ようにしたので、電子部品３３から発熱した熱量を効率
的に熱交換部３９ａに導くことが可能になり、従来の方
法である熱伝導だけで熱を移動し、放熱フィンで放熱す
る方法に比較して、電子部品３３の冷却効率を大幅に向
上することができる。
【００２４】従って、自然放熱により電子部品を冷却す
る従来のヒートシンクに比較して、小型化を図ることが
可能になり、また、大きな熱量を放出することができ
る。また、上述した電子部品用冷却装置では、コールド
プレート３１に、タンク部３７を構成する凹部３１ａを
形成したので、電子部品３３から発熱した熱量を、凹部
３１ａに効率的に伝導することができる。
【００２５】さらに、上述した電子部品用冷却装置で
は、コンテナパイプ３９の熱交換部３９ａに、放熱フィ
ン４３を配置したので、外気との熱交換効率を向上する
ことができる。また、上述した電子部品用冷却装置で
は、コールドプレート３１の全面に、均一に冷媒が流れ
るため、ヒートスポットがなくなり、電子部品３３を確
実に保護することができる。
【００２６】さらに、上述した電子部品用冷却装置で
は、コールドプレート３１の凹部３１ａの底面３１ｄ
に、ウイックポール４７を当接したので、タンク部３７
を真空にした時に、タンク部３７の強度を充分に確保す
ることができる。図５は、本発明の電子部品用冷却装置
の他の実施例を示すもので、この実施例では、コールド
プレート５１には、凹部が形成されておらず、蓋部材５
３のみによりタンク部５５が形成されている。
【００２７】蓋部材５３は、図６に示すように、矩形形
状とされ、外周に形成されるカシメ爪５３ａによりコー
ルドプレート５１に固定されている。この実施例におい
ても前述した実施例と同様な効果を得ることができる。
なお、以上述べた実施例では、ＭＣＭからなる電子部品
３３に本発明を適用した例について説明したが、本発明
はかかる実施例に限定されるものではなく、電気的な発
熱を伴う電子素子等に広く適用できる。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように、請求項１の電子部品
用冷却装置では、タンク部および軸長方向通路内が同一
容器として真空とされるため、タンク部内の冷媒が比較
的低温で蒸発し、蒸気は圧力波となり音速で軸長方向通
路を先端に向けて移動し、外気と熱交換し冷却され凝縮
し、液化した冷媒がタンク部に導かれるため、電子部品
の冷却効率を従来より大幅に向上することができる。
【００２９】請求項２の電子部品用冷却装置では、コー
ルドプレートに、タンク部を構成する凹部を形成したの
で、電子部品から発熱した熱量により凹部に貯液された
冷媒が均一に加熱され、これにより電子部品のヒートス
ポットがなくなり、冷却効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品用冷却装置の一実施例を示す
断面図である。
【図２】図１のコンテナパイプおよびウイックポールを
示す断面図である。
【図３】図１の分解斜視図である。
【図４】図１の電子部品用冷却装置の真空引きの前の状
態を示す断面図である。
【図５】本発明の電子部品用冷却装置の他の実施例を示
す断面図である。
【図６】図５の分解斜視図である。
【図７】従来のヒートシンクを示す側面図である。
【符号の説明】
３１，５１ コールドプレート ３１ａ 凹部 ３３ 電子部品 ３５，５３ 蓋部材 ３７，５５ タンク部 ３９ コンテナパイプ ４３ 放熱フィン ４５ 軸長方向通路 ４７ ウイックポール

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一面に電子部品（３３）が装着されるコ
    ールドプレート（３１，５１）の他面を蓋部材（３５，
    ５３）により覆い、冷媒が収容されるタンク部（３７，
    ５５）を形成し、前記蓋部材（３５，５３）に、前記タ
    ンク部（３７，５５）に連通するコンテナパイプ（３
    ９）を突設するとともに、前記コンテナパイプ（３９）
    に、コンテナパイプ（３９）内に複数の軸長方向通路
    （４５）を形成するウイックポール（４７）を嵌挿し、
    前記タンク部（３７，５５）および軸長方向通路（４
    ５）内を真空にし冷媒を封入してなることを特徴とする
    電子部品用冷却装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の電子部品用冷却装置にお
    いて、 前記コールドプレート（３１）の他面には、前記タンク
    部（３７）を構成する凹部（３１ａ）が形成され、凹部
    （３１ａ）の底面に微細な凹凸（３１Ａ）が形成されて
    いることを特徴とする電子部品用冷却装置。
JP7061309A 1995-03-20 1995-03-20 電子部品用冷却装置 Pending JPH08264694A (ja)

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