JPH098190A - 電子部品用冷却装置 - Google Patents

電子部品用冷却装置

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JPH098190A
JPH098190A JP7156102A JP15610295A JPH098190A JP H098190 A JPH098190 A JP H098190A JP 7156102 A JP7156102 A JP 7156102A JP 15610295 A JP15610295 A JP 15610295A JP H098190 A JPH098190 A JP H098190A
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JP
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cold plate
loop
cooling device
electronic parts
electronic component
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JP7156102A
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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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    • H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
    • 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
    • F28D15/00—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
    • 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
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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と冷却能力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の他面に、冷媒が収容されるヘッダータンク
３５を形成するとともに、前記ヘッダータンク３５に、
前記冷媒が流通される複数のループ管路４３ｂを連結
し、前記ループ管路４３ｂを前記コールドプレート３１
に対して略平行に配置して構成する。また、前記ループ
管路４３ｂにおける前記コールドプレート３１から遠い
側の管路４３ｂの放熱面積を、近い側の管路４３ｂの放
熱面積より大きくして構成する。

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４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１
１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
トの他面に、冷媒が収容されるヘッダータンクを形成す
るとともに、前記ヘッダータンクに、前記冷媒が流通さ
れる複数のループ管路を連結し、前記ループ管路を前記
コールドプレートに対して略平行に配置してなることを
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、前記ループ管路における前記コールドプレ
ートから遠い側の管路の放熱面積を、近い側の管路の放
熱面積より大きくしてなることを特徴とする。
【０００８】請求項３の電子部品用冷却装置は、請求項
１または２において、前記複数のループ管路は、押し出
し成形により製造された多穴管コンテナにより形成され
ていることを特徴とする。
【０００９】
【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、コールドプレートを介して、コールドプレートの他
面に形成されるヘッダータンク内の冷媒に伝導される。
【００１０】この伝導された熱量により冷媒が蒸発し、
ループ管路に流入し、ループ管路を通る間に、外気と熱
交換し冷却され凝縮し、液化した状態でヘッダータンク
に導かれる。請求項２の電子部品用冷却装置では、ルー
プ管路におけるコールドプレートから遠い側の管路の放
熱面積を、近い側の管路の放熱面積より大きくしたの
で、遠い側の管路の冷却効率が大きくなる。
【００１１】この結果、遠い側の管路における蒸気の凝
縮が促進され、遠い側の管路の圧力が近い側の管路の圧
力より小さくなり、冷媒が遠い側の管路から流入し、近
い側の管路からヘッダータンク内に確実に循環されるよ
うになる。請求項３の電子部品用冷却装置では、複数の
ループ管路が、押し出し成形により製造された多穴管コ
ンテナにより形成されるため、複数のループ管路が容
易，確実に形成される。
【００１２】
【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。図１ないし図３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。
【００１３】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。コールドプレー
ト３１の他面には、冷媒が収容されるヘッダータンク３
５が直接形成されている。
【００１４】すなわち、コールドプレート３１には、図
３に示すように、逆Ｌ字状の突部３１ａが、所定間隔を
置いて一体形成されている。そして、この突部３１ａの
嵌合溝３１ｂに、例えば、アルミニウムからなる半円筒
状のタンク部材３７の両側に形成される嵌合部３７ａが
嵌挿されている。タンク部材３７の両側は、例えば、ア
ルミニウムからなるエンドパッチ３９により閉塞され、
エンドパッチ３９の上部に形成される突部３９ａが、タ
ンク部材３７の上部に形成される嵌合穴３７ｂに嵌合さ
れている。
【００１５】一方のエンドパッチ３９には、円形の嵌合
穴３９ｂが形成され、この嵌合穴３９ｂにアルミニウム
からなるフィルチューブ４１が嵌挿されている。タンク
部材３７の外周には、両側に２個ずつ長穴３７ｃが形成
され、一側および他側の長穴３７ｃに、それぞれ２つに
折り曲げられた多穴管コンテナ４３の端部が嵌挿されて
いる。
【００１６】そして、多穴管コンテナ４３は、その延在
方向が、コールドプレート３１に対して平行になるよう
に配置されている。多穴管コンテナ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。この多穴管コンテナ４３は、押し出し成形によ
り形成され、幅方向に所定間隔を置いて、複数のループ
管路４３ｂが形成されている。
【００１７】多穴管コンテナ４３は、所定間隔を置いて
２つに折曲され、これ等の間にメインフィン４５が配置
されている。また、多穴管コンテナ４３のコールドプレ
ート３１から遠い側の管路４３ｂの外側には、トップフ
ィン４７が配置され、このトップフィン４７の外側が、
トッププレート４９により覆われている。
【００１８】なお、メインフィン４５およびトップフィ
ン４９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。上述した電子部品用冷却
装置は、例えば、コールドプレート３１の突部３１ａ
に、タンク部材３７の嵌合部３７ａを嵌合した後、タン
ク部材３７の両側の嵌合穴３７ｂにエンドパッチ３９の
突部３９ａを挿入してエンドパッチ３９を組み込み、さ
らに、一方のエンドパッチ３９にフィルチューブ４１を
組み込み、この後、メインフィン４５が組み付けられた
多穴管コンテナ４３の端部をタンク部材３７の長穴３７
ｃに嵌挿し、多穴管コンテナ４３の外側にトップフィン
４７を配置し、このトップフィン４７をトッププレート
４９により覆い、トッププレート４９の嵌合穴４９ａ
に、エンドパッチ３９の突部３９ａを嵌挿し、突部３９
ａを折曲することにより組み立てられる。
【００１９】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。そして、さらに、エンド
パッチ３９のフィルチューブ４１に形成される冷媒注入
口４１ａから、アセトン，フレオン等の冷媒がヘッダー
タンク３５内に所定量注入され、この後、冷媒注入口４
１ａからヘッダータンク３５および多穴管コンテナ４３
内が真空引きされ、さらに、フィルチューブ４１の冷媒
注入口４１ａを封止することにより製造される。
【００２０】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を介して、コール
ドプレート３１の他面に直接形成されるヘッダータンク
３５内の冷媒に伝導される。この伝導された熱量によ
り、ヘッダータンク３５内の冷媒が蒸発し、蒸発した冷
媒は、多穴管コンテナ４３のコールドプレート３１より
遠い側のループ管路４３ｂに流入し、ループ管路４３ｂ
を通る間に、メインフィン４５およびトップフィン４７
を介して外気と熱交換し冷却され凝縮し、液化した状態
で、多穴管コンテナ４３のコールドプレート３１に近い
側のループ管路４３ｂからヘッダータンク３５内に循環
される。
【００２１】以上のように構成された電子部品用冷却装
置では、電子部品３３から発熱した熱量が、コールドプ
レート３１を介して、コールドプレート３１の他面に形
成されるヘッダータンク３５内の冷媒に伝導され、この
伝導された熱量により冷媒が蒸発し、ループ管路４３ｂ
に流入し、ループ管路４３ｂを通る間に、外気と熱交換
し冷却され凝縮し、液化した状態でヘッダータンク３５
に導かれるため、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。
【００２２】すなわち、上述した電子部品用冷却装置で
は、冷媒の潜熱を利用して、電子部品３３から発熱した
熱量を多穴管コンテナ４３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多穴管コンテナ４
３に導くことが可能になり、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。従って、自然放
熱により電子部品３３を冷却する従来のヒートシンクに
比較して、大きな熱量を放熱することができる。
【００２３】また、上述した電子部品用冷却装置では、
多穴管コンテナ４３をコールドプレート３１に対して略
平行に配置したので、電子部品用冷却装置の高さを小さ
くすることができ、筺体等への配置が容易になる。さら
に、多穴管コンテナ４３により複数のループ管路４３ｂ
を形成したので、複数のループ管路４３ｂを容易，確実
に形成することが可能になり、また、気密信頼性の高い
ループ管路４３ｂを形成することができる。
【００２４】そして、上述した電子部品用冷却装置で
は、多穴管コンテナ４３のコールドプレート３１から遠
い側にトップフィン４７を配置し、コールドプレート３
１から遠い側の管路４３ｂの放熱面積を、近い側の管路
４３ｂの放熱面積より大きくしたので、ループ管路４３
ｂ内に冷媒を確実に循環させることができる。
【００２５】すなわち、この場合には、コールドプレー
ト３１から遠い側の管路４３ｂの冷却効率が大きくなる
結果、遠い側の管路４３ｂにおける蒸気の凝縮が促進さ
れ、遠い側の管路４３ｂの圧力が近い側の管路４３ｂの
圧力より小さくなり、冷媒が遠い側の管路４３ｂから流
入し、近い側の管路４３ｂからヘッダータンク３５内に
確実に循環されるようになる。
【００２６】また、ヘッダータンク３５により複数のル
ープ管路４３ｂが連通されるため、ヘッダータンク３５
のエンドパッチ３９に配置されるフィルチューブ４１を
使用して、冷媒の注入および真空引きを容易，確実に行
うことができる。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。
【００２７】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、電子部品から発熱した熱量が、コール
ドプレートを介して、コールドプレートの他面に形成さ
れるヘッダータンク内の冷媒に伝導され、この伝導され
た熱量により冷媒が蒸発し、ループ管路に流入し、ルー
プ管路を通る間に、外気と熱交換し冷却され凝縮し、液
化した状態でヘッダータンクに導かれるため、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】また、ループ管路をコールドプレートに対
して略平行に配置したので、電子部品用冷却装置の高さ
を小さくすることができ、筺体等への配置が容易にな
る。請求項２の電子部品用冷却装置では、ループ管路に
おけるコールドプレートから遠い側の管路の放熱面積
を、近い側の管路の放熱面積より大きくしたので、ルー
プ管路内に冷媒を確実に循環させることができる。請求
項３の電子部品用冷却装置では、複数のループ管路が、
多穴管プレートにより形成されるため、複数のループ管
路を容易，確実に形成することができる。
【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
正面図である。
【図２】図１の上面図である。
【図３】図１の分解斜視図である。
【図４】従来のヒートシンクを示す側面図である。
【符号の説明】
３１ コールドプレート ３３ 電子部品 ３５ ヘッダータンク ４３ 多穴管コンテナ ４３ｂ ループ管路

Claims (3)

    【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）の他面に、冷媒が収容されるヘ
    ッダータンク（３５）を形成するとともに、前記ヘッダ
    ータンク（３５）に、前記冷媒が流通される複数のルー
    プ管路（４３ｂ）を連結し、前記ループ管路（４３ｂ）
    を前記コールドプレート（３１）に対して略平行に配置
    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、 前記ループ管路（４３ｂ）における前記コールドプレー
    ト（３１）から遠い側の管路（４３ｂ）の放熱面積を、
    近い側の管路（４３ｂ）の放熱面積より大きくしてなる
    ことを特徴とする電子部品用冷却装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２記載の電子部品用冷却
    装置において、 前記複数のループ管路（４３ｂ）は、押し出し成形によ
    り製造された多穴管コンテナ（４３）により形成されて
    いることを特徴とする電子部品用冷却装置。
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