CN111052360B - 散热片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高散热片的冷却能力的散热片。该散热片(10)是通过使制冷剂自流入口(14a)流向流出口(14b)而使所抵接的发热体(16)冷却的层叠构造的冷却器，其中，自表面侧起受热板(18)、流路板(20)、节流板(22)、集管板(24)、背面板(26)依次进行扩散接合。流路板(20)具有纵横配置的许多冷却窄通路(28)。节流板(22)具有向冷却窄通路(28)喷出制冷剂的喷出孔(30)和自冷却窄通路(28)排出制冷剂的排出孔(32)。集管板(24)具有将流入口(14a)和流出口(14b)分隔开的分隔板(36)。分隔板(36)具有多个平行板(38)以及将平行板(38)的一侧的开口和另一侧的开口交替地闭塞的第1端板(40)和第2端板(42)。利用分隔板(36)和周壁(34)形成有将制冷剂自流入口(14a)向喷出孔(30)引导的流入通路(44)和将制冷剂自排出孔(32)向流出口(14b)引导的流出通路(46)。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过使流体自流入口流向流出口而将所抵接的对象物冷却的层叠构造的散热片。
背景技术
CPU、半导体元件等电气部件(包含电子部件。)随着高性能化而发热量增大，其冷却对策受到重视。电气部件的冷却需要使用散热片，有空冷式的散热片、液冷式的散热片。使用了水等导热系数较高的制冷剂的液冷式的散热片能够高效地冷却电气部件，因此是优选的。
为了将电气部件的冷却面均匀地冷却，较佳的是构成为使制冷剂相对于冷却面从多个部位喷出，为了实现这样的结构，需要三维且适当地形成制冷剂的流路。为了形成三维的流路，较佳的是将设有相当于流路的槽的板材设为层叠构造(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－96527号公报
发明内容
发明要解决的问题
对于液冷式的散热片的结构提出了许多方案，起到了一定的效果。然而，近来的电气部件的发热量越发增大，期望散热片的冷却能力的进一步的提高。
本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于，提供一种冷却能力得到提高的散热片。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题并达到目的，本发明提供一种散热片，其是通过使流体自流入口流向流出口而使所抵接的对象物冷却的层叠构造的散热片，其特征在于，该散热片具备：受热层，其表面接触于所述对象物而受热；流路层，其设于所述受热层的背面侧，具有多个冷却窄通路，该多个冷却窄通路使所述流体沿与层叠方向正交的方向流动；节流层，其设于所述流路层的背面侧，具有将所述流体从背面侧向所述冷却窄通路喷出的喷出孔和使所述流体从所述冷却窄通路向背面侧排出的排出孔；集管层，其设于所述节流层的背面侧，具有周壁和设于由该周壁包围的区域且将所述流入口和所述流出口分隔开的分隔板；以及背面层，其设于所述集管层的背面侧，所述分隔板具有并列的多个平行板和将多个所述平行板的一侧的开口和另一侧的开口交替地闭塞的端板，利用所述节流层、所述背面层、所述分隔板以及所述周壁形成有将所述流体从所述流入口向所述喷出孔引导的流入通路和将所述流体从所述排出孔向所述流出口引导的流出通路。
采用这样的层叠构造，使流体自喷出孔喷出并在与层叠方向正交的方向上的冷却窄通路中流动，从而自受热层进行热回收，由此冷却能力提高。另外，当利用端板将并列的多个平行板的一侧的开口和另一侧的开口交替地闭塞时，形成较深的波型，能够将流入的流体适当地分配，且能够适当地排出热回收后的流体，从而冷却能力进一步提高。
也可以是，所述流入通路具有两侧被所述平行板夹着的多个流入分支通路和从所述流入口与多个所述流入分支通路的开口相连的导入通路，所述流出通路具有两侧被所述平行板夹着的流出分支通路和从所述流出口与多个所述流出分支通路的开口相连的导出通路，所述导入通路和所述导出通路设于彼此相对的位置。
如此，通过将导入通路和导出通路设于彼此相对的位置，从而相互的热干扰较少，冷却能力提高。另外，采用多个流入分支通路和流出分支通路，供给侧流体和排出侧流体相对于散热片的较大的面积被均等分配，能够发挥较高的冷却能力。
也可以是，在从层叠方向观察时在所述冷却窄通路与所述流入分支通路重叠的部分，沿着该流入分支通路的延伸方向相对于每1个所述流入分支通路设有两列所述喷出孔，在从层叠方向观察时在所述冷却窄通路与所述流出分支通路重叠的部分，沿着该流出分支通路的延伸方向相对于每1个所述流出分支通路设有两列所述排出孔，在从层叠方向观察时所述冷却窄通路横跨所述平行板地与所述流入分支通路和所述流出分支通路重叠，并将所述喷出孔和所述排出孔相连通。
根据这样的结构，冷却窄通路配置成纵横的矩阵状，能够均匀地冷却整个面。另外，流体从1个流入分支通路通过两列喷出孔向两侧的流出分支通路供给，流体自两侧的流入分支通路经由两列排出孔向1个流出分支通路排出，能够进行平衡良好的高效的冷却。
并且，每1个所述冷却窄通路将1个所述喷出孔和1个所述排出孔相连通，由此能够得到平衡良好的稳定的流动。
也可以是，在从层叠方向观察时所述冷却窄通路呈具有1个以上的弯曲部的非直线形状。
也可以是，所述冷却窄通路具有：冷却上游通路，其与所述喷出孔相连通；冷却下游通路，其与所述排出孔相连通；以及分支合流部，在该分支合流部，多个所述冷却上游通路分别分支为两个分流通路，且相邻的所述分流通路彼此合流而分别与所述冷却下游通路相连通。
也可以是，根据配置场所，所述冷却窄通路的形状和/或长度不同。如此，通过冷却窄通路，也能够进行调整而进一步均匀地冷却受热面，或者能够实现与对象物的热分布相对应的冷却。
也可以是，根据配置场所，所述冷却窄通路设有窄幅的节流部。
若所述平行板和所述端板中的至少一部分为在厚度方向上夹设有隔热部的多层构造，则流入通路与流出通路之间的热干扰进一步减少。
也可以是，所述受热层、所述流路层、所述节流层、所述集管层以及所述背面层是板构件扩散接合在一起。根据扩散接合，能够以高强度形成许多细微的微型通道。因而，能够提高流体的供给压力，且单位体积的流路壁面积增大，冷却能力提高。
也可以是，所述喷出孔和所述排出孔是在形成所述节流层的板构件设置的通孔。通过利用这样的通孔，从而容易形成散热片的流路。
也可以是，根据配置场所，所述喷出孔和/或所述排出孔的直径不同。由此，能够进行调整而进一步均匀地冷却受热面，或者能够进行与对象物的热分布相对应的冷却。
在该情况下，也可以是，所述节流层是多张板构件扩散接合在一起，所述喷出孔和/或所述排出孔的直径根据板构件而不同。由此，能够通过板构件的组合来调整喷出孔、排出孔的直径。
也可以是，所述流路层设有多层，在多个所述流路层的层间设有中间层，所述中间层具有在从层叠方向观察时设于与所述喷出孔重叠的位置的喷出中继孔和在从层叠方向观察时设于与所述排出孔重叠的位置的排出中继孔。在该情况下，也可以是，所述喷出中继孔和所述排出中继孔将表面层侧的所述冷却窄通路和背面层侧的所述冷却窄通路相连通。
由此，不仅能够在表层热回收从受热板受到的热，在更深的部位也能够进行热回收，并且由于与单一流路相比流路壁面积变大，因此冷却能力提高。此外，上述解决手段为冷却对象物，但通过适度地使较热的流体流动，也能够加热对象物。
发明的效果
在本发明的散热片中采用层叠构造，使流体自喷出孔喷出并在与层叠方向正交的方向上的冷却窄通路中流动，从受热层进行热回收，由此冷却能力提高。另外，当利用端板将并列的多个平行板的一侧的开口和另一侧的开口交替地闭塞时，形成较深的波型，能够将流入的流体适当地分配，且能够适当地排出热回收后的流体，从而冷却能力进一步提高。另外，由于热阻较小，因此通过适度地使较热的流体流动，还能够加热对象物。
附图说明
图1是表示本实施方式的散热片的立体图。
图2是表示散热片的分解立体图。
图3是流路板的立体图。
图4是节流板的立体图。
图5是集管板的立体图。
图6是集管板的局部放大剖视立体图。
图7是散热片的俯视透视图。
图8是散热片的剖面侧视图。
图9是变形例的节流板的俯视图。
图10是第1变形例的散热片的剖面侧视图。
图11是第1变形例的流路板的俯视图。
图12是第2变形例的流路板的俯视图。
图13是第3变形例的流路板的俯视图。
图14是第4变形例的流路板的俯视图。
图15是第2变形例的散热片的剖面侧视图。
图16是第3变形例的散热片的剖面侧视图。
图17是第4变形例的散热片的剖面侧视图。
图18是第5变形例的散热片的剖面侧视图。
图19是第5变形例的散热片的局部分解立体图。
具体实施方式
下面，基于附图来详细说明本发明的散热片的实施例。此外，本发明并不受该实施例限定。
如图1和图2所示，本实施方式的散热片10在俯视时为大致正方形且具有比较薄的厚度形状，在对角顶点(日文：対頂点)附近的侧面部设有与一组对边平行且朝向相反方向的一对流入口14a、流出口14b。散热片10是通过使水等制冷剂(流体)从流入口14a流向流出口14b而使与表面抵接的发热体(对象物)16冷却的层叠构造的冷却器。制冷剂不限于液体，根据条件也可以是气体。发热体16例如是CPU、半导体元件等电气部件。散热片10和发热体16在利用时的朝向没有限定，但在以下的说明中，将图1中较大地露出的一侧称为表面，将其相反侧称为背面。另外，为了便于说明，将层叠方向称为Z方向，将流入口14a、流出口14b的开口方向称为X方向，将与X方向和Z方向正交的方向称为Y方向。散热片10的表面18a和背面成为X－Y平面。从俯视和层叠方向观察相当于从Z方向观察。
散热片10从表面18a朝向背面侧依次具有受热板(受热层)18、流路板(流路层)20、节流板(节流层)22、集管板(日文：ヘッダ板)(集管层)24、以及背面板(背面层)26，它们各自的外形在俯视时为相同形状。受热板18、流路板20、节流板22优选为导热性优异的材质。另外，对于集管板24和背面板26，为了抑制无用的热传导，优选导热性较低的材质。除了导热性以外，考虑耐腐蚀性、强度、加工性、扩散接合性、成本等来选择各板，各板进行扩散接合而形成层。
根据扩散接合，能够以高强度的耐压结构形成许多细微的微型通道，单位体积的流路壁面积增大，冷却能力提高。另外，能够提高制冷剂的供给压力，能够提高流速和热通过率。若在流路内产生水变为蒸气那样的液相－气相的相变化，则流量、压力变得不稳定，传热状态有时会变化，但在散热片10中通过提高流速来抑制气液的相变化，能够得到稳定的传热状态。另一方面，即使假设产生了蒸发、冷凝，也能够通过基于扩散接合实现的高强度的耐压构造而没有问题地使用散热片10。
另外，较薄的受热板18具有与发热体16相对应的适度的面积，表面18a与发热体16接触而受热。为了防止氧化、腐蚀，可以对表面18a实施适当的表面处理。
如图3所示，流路板20在中央部具有高密度且纵横排列的许多冷却窄通路28。冷却窄通路28是X方向较长、Y方向较窄的流路，纵横比为1：5左右，两端为圆弧状。对于冷却窄通路28的形状，较佳的是考虑流速、热交换量、制冷剂的分配来设定流路长度、流路宽度、流路高度。冷却窄通路28例如在X方向上排列5列以上、在Y方向上排列20列以上，各间隙充分地变窄。流路板20与受热板18为大致相同的厚度。冷却窄通路28和后述的冷却窄通路28a～28d是设置于流路板20的简单形状的通孔，该流路板20的制作容易。
如图4所示，节流板22在中央部具有纵横排列的作为通孔的喷出孔30和排出孔32。喷出孔30的直径比排出孔32的直径稍小。喷出孔30和排出孔32分别沿Y方向排列有47个。在X方向的两端各有1列排出孔32，在该排出孔32之间，喷出孔30和排出孔32两列交替地排列。喷出孔30和排出孔32根据冷却窄通路28的数量来设置。
喷出孔30和排出孔32以在X方向上彼此相邻的喷出孔30和排出孔32构成一对。即，N组喷出孔30和排出孔32对应于N个冷却窄通路28，在俯视透视时，在1个冷却窄通路28的一端附近配置有喷出孔30，在另一端附近配置有排出孔32。节流板22的厚度稍小于受热板18和流路板20的厚度。喷出孔30和排出孔32是设于节流板22的简单形状的通孔，该节流板22的制作容易。根据这样的结构，每1个冷却窄通路28的宽度变小，能够在Y方向上排列许多冷却窄通路28，并且每1个冷却窄通路28的长度变短，能够在X方向上排列许多冷却窄通路28，从而导热系数提高。
如图5所示，集管板24具有数倍于其他板构件的厚度，能够供给和排出足够量的制冷剂。集管板24具有流入口14a、流出口14b、包围四边的周壁34、以及在由该周壁34包围的区域形成较深的波型的分隔板36。流入口14a和流出口14b与由周壁34包围的内部空间连通，分隔板36将流入口14a和流出口14b分隔开。流入口14a和流出口14b例如可以设于背面板26的对角顶点位置，但通过设于集管板24的对顶角附近的侧面部，且相对于导入通路44a(参照图2)、导出通路46a呈直线状配置，从而流动变得顺畅。流入口14a和流出口14b不限于一处，也可以设于多处。在流入口14a和流出口14b经由接头连接有制冷剂用的管。从泵向流入口14a适当地供给低温的制冷剂，从流出口14b向排水管线、散热器排出制冷剂。也可以在泵与流入口14a之间设置过滤器。
分隔板36具有12张平行板38和以每一组平行板38的间隔将这些平行板38的一侧闭塞的第1端板40和以与第1端板40相反的间隔将这些平行板38的另一侧闭塞的第2端板42。即，利用第1端板40和第2端板42将并列的多个平行板38的一侧的开口和另一侧的开口交替地闭塞而形成较深的波型。平行板38分别沿Y方向延伸，在X方向上等间隔地排列。平行板38的X方向的厚度比平行板38彼此的X方向间隔稍小。
第1端板40和第2端板42以半圆弧形状将一对平行板38的端部平滑地连接起来的方式闭塞，制冷剂的流动顺畅。第1端板40设于靠近流入口14a的延长线上的一侧，第2端板42设于靠近流出口14b的延长线上的一侧。从第1端板40到第2端板42的Y方向长度为由周壁34包围的区域的Y方向上的宽度的80％左右。
利用这样的分隔板36和周壁34，形成有将制冷剂从流入口14a向喷出孔30引导的流入通路44和将制冷剂从排出孔32向流出口14b引导的流出通路46。流入通路44具有1个导入通路44a和例如6个流入分支通路44b，流出通路46具有1个导出通路46a和例如7个流出分支通路46b。
导入通路44a是在流入口14a的延长线上沿X方向延伸的流路，确保有足够量的制冷剂能够流入的宽度。流入分支通路44b是两侧被平行板38夹着的部分，且是沿Y方向延伸的流路，流入分支通路44b的一端在导入通路44a开口，流入分支通路44b的另一端由第2端板42闭塞。
导出通路46a是在流出口14b的延长线上沿X方向延伸的流路，确保有与导入通路44a相同的宽度。导入通路44a和导出通路46a的宽度分别为由周壁34包围的区域的Y方向上的宽度的10％左右。靠中间的5个流出分支通路46b是两侧被平行板38夹着的部分，外侧的两个流出分支通路46b是被平行板38和周壁34夹着的部分，这些流出分支通路46b是分别沿Y方向延伸的流路，一端在导出通路46a开口，另一端被第1端板40闭塞。其中，外侧的两个流出分支通路46b的结构和形状与靠内侧的5个流出分支通路46b的结构和形状不同，但为了方便起见，称为相同名称的流出分支通路46b。
流入分支通路44b和流出分支通路46b夹着平行板38交替地配置。其中，6个流入分支通路44b和靠内的5个流出分支通路46b为相同宽度，两外侧的两个流出分支通路46b的宽度为靠内的5个流出分支通路46b的宽度的1/2。因此，6个流入分支通路44b的流路面积与7个流出分支通路46b的流路面积相等，6个流入分支通路44b的体积与7个流出分支通路46b的体积相等。各流入分支通路44b中的单位流路体积的喷出孔30的数量和各流出分支通路46b中的单位流路体积的排出孔32的数量设定为相等。当然，根据设计条件，也可以改变上述的宽度、体积以及数量。
就Y方向而言，导入通路44a和导出通路46a配置在相反的相对位置、即对边侧，二者充分地分开距离，因此相互的热干扰较少。同样地，流入口14a和流出口14b设于对角顶点位置，上游侧和下游侧的相互的热干扰进一步减少。就Y方向而言，流入分支通路44b和流出分支通路46b以平行的直线状延伸，从而制冷剂容易流动。由周壁34包围的区域的形状、即流入通路44、流出通路46及隔板36在X方向上对称，从而制冷剂的流动的平衡良好。分隔板36形成较深的波型，能够将流入的制冷剂适当地分配，且能够适当地排出热回收后的制冷剂，从而冷却能力提高。由于平行板38适度地较厚，因此流入分支通路44b与流出分支通路46b的热干扰少，且平行板38为高强度。
如图6所示，在分隔板36上遍及全长设有在层叠方向上连通的隔热狭缝(隔热部)47，该分隔板36在厚度方向上为双层构造。根据这样的隔热狭缝47，流入通路44与流出通路46之间的热干涉进一步减少，散热片10的冷却能力提高。在图6中，示出平行板38和第1端板40的隔热狭缝47，但对第2端板42也同样地进行设置。另外，在图2、图5及图6中，为了避免烦杂而省略了隔热狭缝47。
隔热狭缝47并非必须设于分隔板36的全长，若考虑制作的容易性、强度等而设于分隔板36的至少一部分，则能够得到相应的效果，例如也可以仅设于平行板38。隔热狭缝47并非一定在层叠方向上连通，例如也可以每隔预定距离设置有上方开口有底槽和下方开口有底槽。隔热狭缝47可以为空隙部，也可以向隔热狭缝47插入适当的隔热材料(例如能干燥固化的液剂)。分隔板36因夹设隔热狭缝47而成为双层构造，但也可以通过设置多个该隔热狭缝47而将分隔板36设为三层以上的构造。也可以在集管板24的侧面设置与狭缝47的端部相通的通气孔47a。通气孔47a也可以是，作为在集管板24的表面或背面露出的槽，被节流板22、背面板26闭塞而形成为孔形状。
背面板26(参照图2)与受热板18为相同形状，设于集管板24的背面侧，且从背面侧闭塞流入通路44和流出通路46。也可以在背面板26设有使隔热狭缝47的一部分或全部开口的狭缝孔。在隔热狭缝47设置隔热材料的情况下，也可以在将集管板24和背面板26扩散接合之后从背面板26的狭缝孔填充隔热材料。隔热材料可以从通气孔47a填充。
如图7所示，冷却窄通路28在俯视透视时横跨平行板38地与流入分支通路44b和流出分支通路46b重叠。在冷却窄通路28的与流入分支通路44b重叠的部分开设有喷出孔30，在冷却窄通路28的与流出分支通路46b重叠的部分开设有排出孔32，1个冷却窄通路28将1个喷出孔30和1个排出孔32相连通。由此，能够得到平衡良好的稳定的流动。
喷出孔30在俯视透视时在冷却窄通路28的与流入分支通路44b重叠的部分沿Y方向设成两列，基本不留余地地配置于流入分支通路44b的延伸部。排出孔32在冷却窄通路28的与流出分支通路46b重叠的部分沿Y方向设成两列，基本不留余地地配置于流出分支通路46b的延伸部。
根据这样的结构，冷却窄通路28配置成纵横的矩阵状，能够均匀地冷却整个面。另外，制冷剂从1个流入分支通路44b通过两列喷出孔30向两侧的流出分支通路46b供给，制冷剂自两侧的流入分支通路44b经由两列排出孔32向1个流出分支通路46b排出，能够进行平衡良好的高效的冷却。
如图8所示，从流入分支通路44b流入的制冷剂从细径的喷出孔30强劲地向冷却窄通路28流入，与受热板18的背面碰撞而冷却该受热板18。如此，喷出孔30具有作为节流孔的功能。并且，制冷剂一边在冷却窄通路28中流动一边从受热板18进行热回收，并从排出孔32向流出分支通路46b排出。冷却窄通路28涵盖受热板18的较大的范围，热回收的效率较高。另外，冷却窄通路28为细长的形状，制冷剂稳定地流动而成为层流，压力损失较少，因此能够提高供给压力而使流量增大。冷却窄通路28是细微的，且流路截面较小，是所谓的微型通道，每单位体积的面积较大，因此冷却效率较高。
如上所述，散热片10中采用层叠的三维构造，将制冷剂以期望的比例分配、供给至许多冷却窄通路28，使制冷剂从喷出孔30喷出而在与层叠方向正交的冷却窄通路28中流动，并从受热板18进行热回收，由此冷却能力提高。另外，从流入口14a流入的制冷剂通过足够宽度的导入通路44a而沿着X方向供给。此时，导入通路44a与导出通路46a分离，热干扰较少。进而，制冷剂通过6个流入分支通路44b而还沿Y方向均匀地供给。由于流入分支通路44b适度地较长，因此制冷剂被供给至Y方向的较深的位置。流入通路44和流出通路46是对称的形状，也高效地进行制冷剂的排出。
散热片10是利用扩散接合将板材接合起来而成的三维形状，但张数较少，各板材为简便形状，制作容易。另外，由于散热片10的冷却效率高，因此能够相应地小型化、薄型化，并且能够实现低流量、包含泵、配管在内的尺寸缩小、轻量化、简化。散热片10形成有适当的流路，压力损失较小，能够实现节能化。另外，由于冷却效率较高，因此即使是低流量也具有低热阻，具有适合于去除自高发热密度体的热量的除热用途。
另外，以上示出了利用散热片10来冷却发热体16的例子，但散热片10的特征是低热阻，不一定限于冷却用途，通过适度地使较热的流体流动，还能够使用于对所抵接的对象物进行加热的用途。
接下来，说明散热片10的变形例。
如图9所示，在节流板22，可以根据配置场所设置不同直径的喷出孔30a、30b、30c…，也可以设置不同直径的排出孔32a、32b、32c…。由此，能够进行调整而更均匀地冷却受热板18，或者能够进行与发热体16的热分布相对应的冷却分布。
如图10所示，也可以是，层叠两张(或3张以上)的节流板22a、22b，分别根据配置场所设置不同直径的喷出孔30和/或排出孔32，进行扩散接合。由此，能够利用节流板22a、22b…的组合来进行喷出孔30、排出孔32的直径和长度的调整，以期望的流量向各冷却窄通路28供给。这也可以是利用3D打印机进行的造型。另外，喷出孔30和排出孔32的形状可以是圆形，也可以是四边形，还可以是星形那样的奇异形状。
如图11所示，作为流路板20的第1变形例，也可以根据配置场所设置与冷却窄通路28不同形状的冷却窄通路28a。如此，通过不同形状的冷却窄通路28a，也能够进行调整而进一步均匀地冷却受热板18，或者能够实现与发热体16的热分布相对应的冷却分布。发热体16的热分布不一定具有明确的倾向。因而，较佳的是，冷却窄通路28、28a通过利用模拟、实验及经验法则等设置流路的前后位置、长度不同的节流部48来调整形状。例如，也可以是，如区域49a那样使节流部48的长度在X方向上连续地变化，或者如区域49b那样使节流部48的宽度在X方向上连续地变化，或者如区域49c那样使节流部48的位置在X方向上交替地变化。这样的变化也可以相对于Y方向进行设定。另外，也可以如区域49d那样存在没有变形的冷却窄通路28的组。
如图12所示，作为流路板20的第2变形例，也可以设置冷却窄通路28b。各冷却窄通路28b与冷却窄通路28a同样地将喷出孔30和排出孔32一对一地相连通，但冷却窄通路28为直线形状，而冷却窄通路28b为具有1个以上的弯曲部51a的非直线形状。在图12所示的例子中，冷却窄通路28b具有4个圆弧状的弯曲部51a，成为锯齿型。冷却窄通路28b的被两个弯曲部51a夹着的区间可以是直线状，也可以是整体呈正弦波形状。根据这样的冷却窄通路28b，通过流体在壁面碰撞而紊乱的效果，能够谋求导热系数的提高。另外，在由于限制制造上的尺寸下限、耐压规格的实现等而使平行板38变厚的情况下，较佳的是应用比冷却窄通路28长的冷却窄通路28b。
如图13所示，作为流路板20的第3变形例，也可以设置冷却窄通路28c。冷却窄通路28c是利用角状的弯曲部51b替换冷却窄通路28b的圆弧状的弯曲部51a而成的。根据这样的冷却窄通路28c，流体在壁面碰撞而紊乱的效果进一步变得明确。
如图14所示，作为流路板20的第4变形例，也可以设置冷却窄通路28d。冷却窄通路28d具有：冷却上游通路53a，其与喷出孔30相连通；冷却下游通路53b，其与排出孔32相连通；以及分支合流部53c，在该分支合流部53c，多个冷却上游通路53a分别分支为两个分流通路，且相邻的分流通路彼此合流而分别与冷却下游通路53b相连通。在该情况下，喷出孔30的列和排出孔32的列在X方向上错开半个间距。分支合流部53c的分支部和合流部呈锐角状。分支合流部53c的分流通路较短，分支部和合流部设置得很近。
根据这样的冷却窄通路28d，对于在冷却上游通路53a中流动的流体，越是接近两壁面的层，换热效率越高，温度越容易上升，越是在中央流动的层，换热效率越低，温度越难以上升。不过，在流体通过分支合流部53c后，在冷却上游通路53a中的两壁面附近流动的流体层会在冷却下游通路53b的中央部流动，在冷却上游通路53a中的中央部流动的流体层会在冷却下游通路53b的接近壁面的流体层中流动。因而，中央部和壁附近部的流体被交换，能够增大流体与壁部的温度差而提高换热效率。
如图15所示，也可以使用半蚀刻板50来代替受热板18和流路板20。在半蚀刻板50的背面，冷却窄通路28(或冷却窄通路28a～28d。以下相同。)不是通孔，而是由有底槽形成。通过使用这样的半蚀刻板50，从而板材个数减少，扩散接合的工序可减少1次。冷却窄通路28通过蚀刻加工、激光加工或机械加工而形成为有底槽。
如图16所示，也可以使用半蚀刻板52来代替流路板20和节流板22。在半蚀刻板52的表面，冷却窄通路28不是通孔，而是通过半蚀刻形成。另外，在各冷却窄通路28的一端设有贯通的喷出孔30，在各冷却窄通路28的另一端设有贯通的排出孔32。通过使用这样的半蚀刻板52，从而板材个数减少，扩散接合的工序可减少1次。
如图17所示，也可以使用半蚀刻板54来代替流路板20。在半蚀刻板54的表面，冷却窄通路28不是通孔，而是通过半蚀刻形成。另外，在各冷却窄通路28的两端设有直径稍大的通孔56。通孔56也可以考虑与所连通的同轴状的喷出孔30和排出孔32的位置上的关系并根据配置场所来调整直径。利用这样的半蚀刻板54，设计自由度提高。对于半蚀刻板50、52、54，也可以根据配置场所，在冷却窄通路28的中途位置调整Z方向的蚀刻深度，设置与图11同样的节流部48。
如图18和图19所示，也可以是，流路板20设有多个(以下，称作3张流路板20a、20b、20c。)，在3张流路板20a～20c之间、以及流路板20a～20c与节流板22之间设置中间板(中间层)58a、58b、58c。流路板20a～20c可以与上述流路板20相同，例如也可以分别为厚度不同的流路板。在中间板58a上，在俯视透视时包含喷出孔30的位置设有喷出中继孔60a，在俯视透视时包含排出孔32的位置设有排出中继孔62a。在中间板58b上，在俯视透视时包含喷出孔30的位置设有喷出中继孔60b，在俯视透视时包含排出孔32的位置设有排出中继孔62b。在中间板58c上，在俯视透视时包含喷出孔30的位置设有喷出中继孔60c，在俯视透视时包含排出孔32的位置设有排出中继孔62c。在俯视透视时，喷出中继孔60c包含喷出中继孔60b，该喷出中继孔60包含喷出中继孔60a。在俯视透视时，排出中继孔62c包含排出中继孔62b，该排出中继孔62b包含排出中继孔62a。
喷出中继孔60a和排出中继孔62a为圆形，喷出中继孔60b和排出中继孔62b为在X方向上稍扁的扁平形状，喷出中继孔60c和排出中继孔62c为在X方向上更扁的扁平形状。喷出中继孔60a与排出中继孔62a的间隔L1较长，喷出中继孔60b与排出中继孔62b的间隔L2比间隔L1短，喷出中继孔60c与排出中继孔62c的间隔L3比间隔L2更短。该情况下的俯视透视省略，但根据图19会明确看出来。
根据这样的多层结构，不仅能够在表层热回收从受热板18受到的热，考虑来自表层的传热，在更深的部位也能够进行热回收，而且由于与单层的通路相比有效的冷却面积增加，因此冷却能力提高。3层冷却窄通路28的流路长度从表面层侧起依次成为间隔L1、L2、L3，能够得到与距受热板18的深度相对应的不同的流路长度而进行适当的冷却，作为整体能够使传热量最优化。为了限制板材种类，中间板58a、58b、58c也可以为相同形状。另外，本申请中的直径是指作为面积的指标而言的广义的意思，其对象不限于圆形。
本发明并不限定于上述实施方式，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内自由地变更。
附图标记说明
10、散热片；14a、流入口；14b、流出口；16、发热体(对象物)；18、受热板；18a、表面；20、20a、20b、20c、流路板；22、22a、22b、节流板；24、集管板；26、背面板；28、28a、28b、28c、28d、冷却窄通路；30、30a、30b、30c、喷出孔；32、32a、32b、32c、排出孔；34、周壁；36、分隔板；38、平行板；40、第1端板；42、第2端板；44a、导入通路；44b、流入分支通路；44、流入通路；46a、导出通路；46b、流出分支通路；46、流出通路；47、隔热狭缝(隔热部)；48、节流部；50、52、54、半蚀刻板；51a、51b、弯曲部；53a、冷却上游通路；53b、冷却下游通路；53c、分支合流部；56、通孔；58a、58b、58c、中间板；60a、60b、60c、喷出中继孔；62a、62b、62c、排出中继孔。
Claims (13)
1.一种散热片，其是通过使流体自流入口流向流出口而使所抵接的对象物冷却的层叠构造的散热片，其特征在于，
该散热片具备：
受热层，其表面接触于所述对象物而受热；
流路层，其设于所述受热层的背面侧，具有多个冷却窄通路，该多个冷却窄通路使所述流体沿与层叠方向正交的方向流动；
节流层，其设于所述流路层的背面侧，具有将所述流体从背面侧向所述冷却窄通路喷出的喷出孔和使所述流体从所述冷却窄通路向背面侧排出的排出孔；
集管层，其设于所述节流层的背面侧，具有周壁和设于由该周壁包围的区域且将所述流入口和所述流出口分隔开的分隔板；以及
背面层，其设于所述集管层的背面侧，
所述分隔板具有并列的多个平行板和将多个所述平行板的一侧的开口和另一侧的开口交替地闭塞的端板，
利用所述节流层、所述背面层、所述分隔板以及所述周壁形成有将所述流体从所述流入口向所述喷出孔引导的流入通路和将所述流体从所述排出孔向所述流出口引导的流出通路，
所述流入通路具有两侧被所述平行板夹着的多个流入分支通路和从所述流入口与多个所述流入分支通路的开口相连的导入通路，
所述流出通路具有两侧被所述平行板夹着的多个流出分支通路和从所述流出口与多个所述流出分支通路的开口相连的导出通路，
所述导入通路和所述导出通路设于彼此相对的位置，
在从层叠方向观察时在所述冷却窄通路与所述流入分支通路重叠的部分，沿着该流入分支通路的延伸方向相对于每1个所述流入分支通路设有两列所述喷出孔，
在从层叠方向观察时在所述冷却窄通路与所述流出分支通路重叠的部分，沿着该流出分支通路的延伸方向相对于每1个所述流出分支通路设有两列所述排出孔，
在从层叠方向观察时所述冷却窄通路横跨所述平行板地与所述流入分支通路和所述流出分支通路重叠，并将所述喷出孔和所述排出孔相连通。
2.根据权利要求1所述的散热片，其特征在于，
每1个所述冷却窄通路将相邻的1个所述喷出孔和1个所述排出孔相连通。
3.根据权利要求1或2所述的散热片，其特征在于，
在从层叠方向观察时所述冷却窄通路呈具有1个以上的弯曲部的非直线形状。
4.根据权利要求1或2所述的散热片，其特征在于，
所述冷却窄通路具有：
冷却上游通路，其与所述喷出孔相连通；
冷却下游通路，其与所述排出孔相连通；以及
分支合流部，在该分支合流部，多个所述冷却上游通路分别分支为两个分流通路，且相邻的所述分流通路彼此合流而分别与所述冷却下游通路相连通。
5.根据权利要求1或2所述的散热片，其特征在于，
根据配置场所，所述冷却窄通路的形状和/或长度不同。
6.根据权利要求5所述的散热片，其特征在于，
根据配置场所，所述冷却窄通路设有窄幅的节流部。
7.根据权利要求1或2所述的散热片，其特征在于，
所述平行板和所述端板中的至少一部分为在厚度方向上夹设有隔热部的多层构造。
8.根据权利要求1或2所述的散热片，其特征在于，
所述受热层、所述流路层、所述节流层、所述集管层以及所述背面层是板构件扩散接合在一起。
9.根据权利要求8所述的散热片，其特征在于，
所述冷却窄通路是在形成所述流路层的板构件设置的通孔。
10.根据权利要求8所述的散热片，其特征在于，
所述喷出孔和所述排出孔是在形成所述节流层的板构件设置的通孔。
11.根据权利要求1所述的散热片，其特征在于，
根据配置场所，所述喷出孔和/或所述排出孔的直径不同，
所述节流层是多张板构件扩散接合在一起，所述喷出孔和/或所述排出孔的直径根据板构件而不同。
12.根据权利要求1所述的散热片，其特征在于，
所述流路层设有多层，在多个所述流路层的层间设有中间层，
所述中间层具有在从层叠方向观察时设于与所述喷出孔重叠的位置的喷出中继孔和在从层叠方向观察时设于与所述排出孔重叠的位置的排出中继孔。
13.根据权利要求12所述的散热片，其特征在于，
所述喷出中继孔和所述排出中继孔将表面层侧的所述冷却窄通路和背面层侧的所述冷却窄通路相连通。
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