CN100394352C

CN100394352C - 冷却套

Info

Publication number: CN100394352C
Application number: CNB2006100710345A
Authority: CN
Inventors: 新隆之; 中西正人
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-04-01
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: KR100817267B1; CN1841265A; TW200638183A; US20060219387A1; US7721788B2; KR20060105637A; JP4551261B2; EP1708263B1; DE602006017136D1; EP1708263A1; JP2006287017A

Abstract

提供一种降低相对于来自发热元件的热的热阻、冷却能力优异的冷却套。本发明的冷却套将装载在电子仪器中的发热元件(300)的发热传递到在内部流动的液体致冷剂进行冷却，具有基础部(110)和罩部(120)，该基础部(110)具有与发热元件的表面接触的导热面(111)和在与其垂直的方向上延长的多个壁部(113)，在壁部之间形成液体致冷剂的流路(114)；该罩部(120)被安装在基础部的周围，形成导入液体致冷剂的通路；基础部形成有被形成为扇状的流路，在基础部的中央部形成顶部，具有相对于接触的发热元件热各向同性的形状。

Description

冷却套

技术领域

本发明涉及将发热传递到在其内部流动的液体致冷剂的冷却套，特别是涉及在液冷系统中使用的冷却套，该液冷系统在例如台式个人电脑或服务器以及笔记本式个人电脑等的、在其内部装载着作为发热元件的半导体集成电路元件的各种电子仪器中，可进行该发热元件的有效的冷却。

背景技术

以往，在台式个人电脑或服务器以及笔记本式个人电脑等的电子仪器中，在其框体的内部具有作为发热体的、以CPU(CentralProcessing Unit)为代表的半导体集成电路元件，因此，通常为了确保该发热元件的正常的动作，需要进行冷却。为了实现该冷却，以往一般是通过所谓空冷式的冷却系统进行，该空冷式的冷却系统将一体形成有被称为散热器的散热片的导热体热连接在该发热元件上进行安装，具有对其传送冷却风的风扇。

但是近年来，随着作为上述发热元件的半导体集成电路元件的小型化以及高集成化，进一步伴随着其多功能化，发热元件的发热也增大，同时，也产生了发热部位的局部化等，因此，替代以往的空冷式的冷却系统，使用例如水等的致冷剂的、冷却效率高的液冷式的冷却系统被世人注目并被逐渐采用。

作为在上述的电子仪器中采用的、冷却效率高的液冷式的冷却系统，例如通过下述的专利文献等所公知的那样，一般是在作为发热体的CPU的表面，直接装载被称为所谓受热套或冷却套的部件，另外，使液体致冷剂在形成于该受热套的内部的流路内流通。即，将来自CPU的发热传递到在上述套内流动的致冷剂，以此，高效率地冷却发热体。另外，在该液冷式的冷却系统中，通常，将上述冷却套作为受热部形成热循环，具体地说，具有用于使上述液体致冷剂在循环内循环的循环泵、作为用于将上述液体致冷剂的热释放到外部的散热部的散热器、以及根据需要设置在循环的一部分上的用于储存液体致冷剂的致冷剂罐，并且，这些部件例如通过由金属制的管或橡胶等的弹性体构成的管连接。

[专利文献1]特开平6-266474号公报

[专利文献2]特开平7-142886号公报

但是，在通过上述以往技术所公知的、使液体致冷剂在系统内积极地循环的液冷系统中，将来自发热体的热向液体致冷剂传递的冷却套，一般是在铜或铝等的金属制的框体内形成液体致冷剂的流路，或者是将金属管焊接在金属板上的构造。但是，近年来特别是随着显著的发热元件的发热量的增大，强烈要求提高其冷却能力，例如，虽然在散热器中进一步安装电动风扇，促进其强制散热，但是，对于冷却套的导热的提高，并不一定是进行了充分的改进。

即，从上述可知，在以往的冷却套中，通过散热器被散热并被冷却的液体致冷剂流入在其金属框体内形成的流路内。此时，在冷却套的基础部(与发热元件的表面接触的金属板部分)，虽然来自作为发热体的、例如LSI的热扩散并向液体致冷剂导热，但是，在以往的构造的冷却套中，该基础部仅仅是单纯地在金属平板上形成用于扩大与液体致冷剂的液体接触面积的多个壁部，是热向金属平板的平面方向扩散、但是难以向垂直方向(即壁部内)扩散的构造。即，在以往的冷却套中，在该基础部，即使通过壁部扩大液体接触面积，也不能有效地将热从壁部向液体致冷剂传递，热阻大。因此，被指出存在通过冷却套不一定能得到足够的冷却能力的问题。

因此，本发明就是鉴于上述以往技术中的问题点而产生，具体地说，其目的在于，对来自发热元件的热的传递进行改良，降低其热阻，以此提供冷却能力优异的冷却套。

发明内容

根据本发明，为了达到上述目的，首先提供一种冷却套，所述冷却套将在框体内具有发热元件的电子仪器中的该发热元件的发热传递到在所述冷却套内部流动的液体致冷剂来进行冷却，上述冷却套具有形成液体致冷剂的流路的基础部和罩，上述基础部具有与发热元件的表面接触的导热面、相对于上述导热面在垂直方向延长的突起部、相对于上述导热面和上述突起部在垂直方向延长地形成的多个壁部，在上述多个壁部之间形成液体致冷剂的流路，上述罩被安装在上述基础部的周围，形成将液体致冷剂导向该基础部的通路。

另外，根据本发明，最好是在上述冷却套中，上述基础部的上述突起部的宽度随着离开上述导热面的中心而减小，另外，最好设置在上述基础部的壁部之间的液体致冷剂的流路被形成为扇状。还有，最好在上述冷却套中，上述基础部的突起部相对于上述导热面的中央部形成顶部，在该顶部的两侧形成上述扇状的液体致冷剂的流路。

在此基础上，在本发明中，还是为了达到上述目的，提供一种冷却套，所述冷却套将在框体内具有发热元件的电子仪器中的该发热元件的发热传递到在所述冷却套内部流动的液体致冷剂来进行冷却，所述冷却套具有基础部和罩部，上述基础部具有与上述发热元件的表面接触的导热面、相对于上述导热面在垂直方向延长地形成的多个壁部，在上述多个壁部之间形成液体致冷剂的流路；并且，上述罩部被安装在上述基础部的周围，形成将液体致冷剂导向该基础部的通路；上述基础部从所述导热面起在垂直方向上的距离越大，其截面面积越小，并且具有相对于与上述导热面接触的上述发热元件热各向同性(熟的に等方的な)的形状。

发明的效果

根据以上所述的本发明，发挥下述的优异效果，即，通过改良对来自发热元件的热的传递，可以降低其热阻，以此，提供冷却能力优异的冷却套。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的冷却套的整体构成的展开立体图。

图2是用于说明上述冷却套中的发热体的热扩散的图。

图3是表示本发明的其他实施方式的冷却套的整体构成的展开立体图。

具体实施方式

下面，使用附图，就本发明的实施方式进行详细说明。

首先，附图1通过展开立体图表示本发明的一个实施方式的冷却套的构成。另外，该冷却套例如是在台式个人电脑或服务器或者笔记本式个人电脑等、在框体的内部具有发热的发热元件(例如CPU等)的电子仪器中，与在这里未图示出的散热器、驱动泵、罐等共同构成所谓的液冷系统的一部分的部件。另外，这些构成部件通过金属制的管等连接，在该循环内，封入例如水或乙二醇等的液体致冷剂。

从图中也可以看出，本发明的冷却套100是由基础部110和罩部120构成的，该基础部110例如由铜、铝等热传导性优异的金属所形成，该罩部120从该基础部110的上方包围其周围地安装。另外，该基础部110其下面作为导热面111，该导热面111通过例如导热性的油脂等与以上述CPU为代表的发热元件的表面接触。另外，该基础部110由在其中央部具有顶部112的实心(内侧)部构成，而且，相对于上述导热面111为直角、并且在上述顶部112上也形成在直角方向延伸的多个壁部113、113。这样，从图中也可以看出，在这些多个壁部113之间，大致扇形状的流体通路114在上述顶部112的方向层叠，并形成有多个。

另外，在上述的基础部110上，从其上方包围周围地安装着被形成为外形大致箱状的罩部120。另外，在该罩部120的一部分上(在图例中，下方的引导部121的前后)，安装着用于使液体致冷剂流入到内部的流入管122以及用于将液体致冷剂向外部排出的排出管123。另外，该罩部120相对于上述基础部110液体密封性地安装。因此，从流入管122流入的液体致冷剂如图中箭头所示，从一方(图的右侧)的引导部121通过在壁部113、113之间形成的大致扇形的流路114，暂时汇集在上述罩部120的上部。其后，通过在另一方(图的左侧)的壁部113、113之间形成的大致扇形的通路114，到达引导部121，然后，从排出管123被排出到外部。

此时，如附图2所示，作为发热体的LSI芯片300，其间夹置着例如导热性优异的油脂150等与上述基础部110的导热面111接触，即被热连接，因此，来自该发热体300的热，不仅仅单纯地沿上述基础部110的导热面111向横向扩散，还可以向基础部110的顶部112的方向(垂直方向)扩散(参照图中虚线箭头)。即，根据上述基础部110的构造，与该导热面111相接触地配置的发热体300的热可以各向同性地并且向多个方向扩散，可以通过壁部113更有效地向在壁间流动的液体致冷剂进行热传递。因此，可以降低该基础部110中的热阻，据此，可以大幅提高冷却套100的效率。

另外，在上述的构成中，在考虑到来自导热面的各向同性的热的扩散以及尽可能地扩大壁部的表面积的情况下，如图2所示，最好基础部的实心部(斜线部)的截面形状相对于导热面111，在平行方向以及从导热面的中央向垂直方向延长、并且其宽度随着分别远离导热面的中心而逐渐减小。但是，也可以是更简略化的形状(例如，各自的宽度与距导热面的距离相应地直线地减小(即，大致三角形的流路114)，或者不产生变化而是宽度相等(方形的流路114))，在该情况下，也能得到与上述大致相同的效果。

下面，附图3表示本发明的其他实施方式的冷却套的构成。另外，在其他的实施方式中，与上述图1所示的构造不同，在上述罩部120的上方安装流入管122，使液体致冷剂从基础部110的顶部112向在其两侧形成的扇形的流路114流动。

另外，通过了在基础部110的两侧形成的扇形的流路114的液体致冷剂，其后从被安装在罩部120的两侧的排出管123、123向外部排出(参照图中的箭头)。另外，在该其他的实施方式的冷却套中，也与上述实施方式相同，根据上述基础部110的构造，发挥各向同性地扩散与该导热面111相接触地配置的发热体300的热的作用。因此，可以降低该基础部110中的热阻，据此，可以大幅提高冷却套100的效率。另外，液体致冷剂可以向与上述相反的方向流动，即，可以从上述罩部120的两侧的下部向其上方流动，仍然能够得到同样的效果。

另外，最好基础部的实心部(斜线部)的截面形状与上述相同，相对于导热面111，在平行方向以及从导热面的中央向垂直方向延长、并且其宽度随着分别远离导热面的中心而逐渐减小(即，扇形的流路)，但是，即使是更简略化的形状(例如，各自的宽度与距导热面的距离相应地直线地减小，或者不产生变化而是宽度相等)，当然也能得到与上述同样的效果。

Claims

1.一种冷却套，所述冷却套将在框体内具有发热元件的电子仪器的该发热元件的发热传递到在所述冷却套内部流动的液体致冷剂来进行冷却，其特征在于，

所述冷却套具有形成液体致冷剂的流路的基础部和罩，所述基础部具有与发热元件的表面接触的导热面、相对于所述导热面在垂直方向延长的突起部、相对于所述导热面和所述突起部在垂直方向延长地形成的多个壁部，在所述多个壁部之间形成液体致冷剂的流路，

所述罩被安装在所述基础部的周围，形成将液体致冷剂导向该基础部的通路。

2.如权利要求1所述的冷却套，其特征在于，所述基础部的所述突起部的宽度随着离开所述导热面的中心而减小。

3.如权利要求1所述的冷却套，其特征在于，设置在所述基础部的壁部之间的液体致冷剂的流路被形成为扇状。

4.如权利要求3所述的冷却套，其特征在于，所述基础部的突起部相对于所述导热面的中央部形成顶部，在该顶部的两侧形成所述扇状的液体致冷剂的流路。

5.一种冷却套，所述冷却套将在框体内具有发热元件的电子仪器的该发热元件的发热传递到在所述冷却套内部流动的液体致冷剂来进行冷却，其特征在于，

所述冷却套具有基础部和罩部，所述基础部具有与所述发热元件的表面接触的导热面、相对于所述导热面在垂直方向延长地形成的多个壁部，在所述多个壁部之间形成液体致冷剂的流路；

所述罩部被安装在所述基础部的周围，形成将液体致冷剂导向该基础部的通路；

所述基础部从所述导热面起在垂直方向上的距离越大，其截面面积被形成得越小，并且具有相对于与所述导热面接触的所述发热元件热各向同性的形状。