JP2001024374A - Heat sink for electrical heating element generating heat in high density - Google Patents

Heat sink for electrical heating element generating heat in high density

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JP2001024374A
JP2001024374A JP11195940A JP19594099A JP2001024374A JP 2001024374 A JP2001024374 A JP 2001024374A JP 11195940 A JP11195940 A JP 11195940A JP 19594099 A JP19594099 A JP 19594099A JP 2001024374 A JP2001024374 A JP 2001024374A
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JP
Japan
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heat
generating component
heat sink
vapor chamber
strength
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JP11195940A
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Japanese (ja)
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Kenichi Nanba
研一 難波
Yuichi Kimura
裕一 木村
Jun Niekawa
潤 贄川
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently cool the semiconductor element of miniaturized electric equipment by integrally fixing a vapor chamber and a high-strength heat radiation member for improving the strength to an electrical heating element. SOLUTION: A plate-type heat pipe 1 for composing a vapor chamber is made of a container with a cavity that is sealed, for example, by upper and lower plate materials made of copper, a hole 8 for such fixing member as a screw is formed also at a container, and for example, water is sealed into the sealed cavity member of the container as working fluid. A plate-type heat pipe 1 and a heat sink are overlapped onto electrical heating part placement member 4 where electrical heating parts 5 are placed and are fixed integrally by such fixing member as a screw through the holes 7, 8 and 9, thus strongly pressing the plate-type heat pipe 1 to the electrical heating parts 5 without any deformation by a base with the sufficient bending strength of the heat sink and obtaining high heat performance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、サーバー等の電子
機器に使用される電子部品等の高発熱密度部品の放熱・
冷却用の高発熱密度発熱体用ヒートシンクに関し、特
に、発熱密度の高い発熱体に所定の力で押し付けて、発
熱体を冷却する高発熱密度発熱体用ヒートシンクに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the heat radiation of high heat density components such as electronic components used in electronic equipment such as servers.
The present invention relates to a heat sink for a high-heat-density heating element for cooling, and more particularly to a heat-sink for a high-heat-density heat generating element that presses a heat element having a high heat density with a predetermined force to cool the heat element.

【0002】[0002]

【従来の技術】年々増大する電子機器の半導体素子等
は、小型化されると共に、集積度が高まり、処理速度が
飛躍的に高まり、それに伴って発熱密度が極めて高くな
っている。半導体素子等からの発熱を効率よく放熱する
手段として、ベースとフィンからなるヒートシンク、密
閉された空洞部を有するヒートパイプがあり、ヒートパ
イプの中でも、半導体素子表面に対する受熱面の確保と
熱の拡散の点から板型ヒートパイプが使用されている。
2. Description of the Related Art Semiconductor devices and the like of electronic devices, which are increasing year by year, have been miniaturized, the degree of integration has been increased, the processing speed has been dramatically increased, and the heat generation density has been extremely increased accordingly. Means for efficiently dissipating heat generated by semiconductor elements include a heat sink composed of a base and fins, and a heat pipe having a closed cavity. Among heat pipes, a heat receiving surface is secured to the semiconductor element surface and heat is diffused. Therefore, a plate-type heat pipe is used.

【0003】ベースとフィンからなるヒートシンクにお
いては、発熱体の熱がベースに伝導され、フィンによっ
て大気中に放熱される。ヒートパイプは、内部が中空で
ある容器(コンテナ)からなっており、コンテナ内は減
圧され真空状態であり、コンテナ内には適量の液体が作
動流体として封入されている。容器外部の所定の箇所に
おいて受熱があるときには、受熱がある部分に存在する
容器内の液体が蒸発して、その部分において蒸発潜熱を
吸収する。
In a heat sink composed of a base and fins, the heat of the heating element is conducted to the base and is radiated to the atmosphere by the fins. The heat pipe is formed of a container (container) having a hollow inside, the inside of the container is decompressed and in a vacuum state, and an appropriate amount of liquid is sealed in the container as a working fluid. When heat is received at a predetermined location outside the container, the liquid in the container existing in the portion where the heat is received evaporates, and the latent heat of evaporation is absorbed in that portion.

【0004】蒸気は圧力差によって容器内に充満し、受
熱部以外の所定の箇所の容器の内面において凝縮し、そ
の箇所で蒸発潜熱を放出する。凝縮した液体は、容器内
部の管壁にあらかじめ具備されたメッシュ、ワイヤーな
どからなるウィックと呼ばれる液体還流機構によって蒸
発部に戻り、再び受熱部において蒸発する。上述した循
環を繰り返して、容器全体に熱が拡散する。
[0004] The vapor fills the vessel due to the pressure difference, condenses on the inner surface of the vessel at a predetermined location other than the heat receiving section, and releases latent heat of evaporation at that location. The condensed liquid returns to the evaporating section by a liquid recirculation mechanism called a wick made of mesh, wire, and the like provided in advance on the tube wall inside the container, and evaporates again in the heat receiving section. By repeating the above-described circulation, heat is diffused throughout the container.

【0005】高発熱密度部品をヒートシンクまたはヒー
トパイプを使用して放熱・冷却する際に、ヒートシンク
またはヒートパイプの面と高発熱密度部品の面との接触
の度合いが放熱性に大きく影響を及ぼすことが知られて
いる。
When radiating and cooling a high heat generation component using a heat sink or a heat pipe, the degree of contact between the heat sink or heat pipe surface and the high heat generation component surface greatly affects heat radiation. It has been known.

【0006】図2は、従来の高発熱密度発熱体用ヒート
シンクを示す図である。従来行っているように、ベース
とフィンからなるヒートシンクを使用して発熱部品の熱
を放熱・冷却する場合には、図2に示すように、フィン
12およびベース11にネジ用の孔16を形成して、ベ
ース11と所定の部材13との間に発熱部品14を挟み
込み、ネジ15によって締め付けることによって、ベー
スと発熱部品との間の接触を熱的に高めている。図2
(a)にその断面図を示し、図2(b)に組み立て図を
示す。
FIG. 2 is a view showing a conventional heat sink for a high heat density heating element. In the case where heat of a heat-generating component is radiated and cooled using a heat sink including a base and a fin as conventionally performed, a screw hole 16 is formed in the fin 12 and the base 11 as shown in FIG. Then, the heat-generating component 14 is sandwiched between the base 11 and the predetermined member 13 and tightened by the screw 15, thereby thermally increasing the contact between the base and the heat-generating component. FIG.
FIG. 2A is a cross-sectional view, and FIG.

【0007】図2(b)に示すように、発熱部品14が
載置される部材13には、ネジによって締め付けるため
の孔17が形成されている。ヒートシンクは、ベース1
1とフィン12からなっており、ヒートシンクにも、上
述した孔17と対応する、ネジによって締め付けるため
の孔16が形成されている。上述したヒートシンクと発
熱部品14が載置される部材13は重ねられて、ネジ1
5によって、ヒートシンクのベース11が発熱部品14
に押し付けられる。
As shown in FIG. 2 (b), a hole 17 for fastening with a screw is formed in the member 13 on which the heat generating component 14 is placed. Heat sink is base 1
1 and the fins 12, and the heat sink also has holes 16 corresponding to the holes 17 described above for fastening with screws. The above-described heat sink and the member 13 on which the heat-generating component 14 is mounted are overlapped, and the screw 1
5, the base 11 of the heat sink is
Pressed to.

【0008】発熱部品特に半導体素子の大きさは、例え
ば約45mm×45mmであり、上述したようにネジに
よって締め付けて、ベースと発熱部品との間の接触を熱
的に高める場合には、通常30〜40kgのトータル荷
重が必要であった。
The size of the heat-generating component, especially the semiconductor element, is, for example, about 45 mm × 45 mm. When the contact between the base and the heat-generating component is thermally increased by tightening with a screw as described above, the size is usually 30 mm. A total load of 4040 kg was required.

【0009】しかしながら、半導体素子の大きさは、近
年半導体素子の小型化が進み例えば約20mm×20m
mとなり、小型化した半導体素子とベースとの間に上述
したと同一レベルの熱的接触を維持するためには、約6
0〜80kgのトータル荷重が必要になっている。
However, the size of the semiconductor device is, for example, approximately 20 mm × 20 m
m to maintain the same level of thermal contact between the miniaturized semiconductor device and the base as described above.
A total load of 0-80 kg is required.

【0010】従って、ベースとフィンからなるヒートシ
ンクが上述した荷重に耐え切れず、塑性変形して、熱効
率が低下するという問題がある。図3は、従来のその他
の高発熱密度発熱体用ヒートシンクを示す図である。
[0010] Therefore, there is a problem that the heat sink composed of the base and the fin cannot withstand the above-mentioned load and is plastically deformed, lowering the thermal efficiency. FIG. 3 is a view showing another conventional heat sink for a high heat generation density heating element.

【0011】図3(a)にその断面図を示し、図3
(b)に組み立て図を示す。図3(b)に示すように、
発熱部品24が載置される部材23には、ネジによって
締め付けるための孔19が形成されている。板型ヒート
パイプ20にも、上述した孔19と対応する、ネジによ
って締め付けるための孔18が形成されている。上述し
た板型ヒートパイプ20と発熱部品24が載置される部
材23は組み合わされ、重ねられて、ネジ25によっ
て、板型ヒートパイプ20が発熱部品24に押し付けら
れる。
FIG. 3A is a cross-sectional view of FIG.
(B) shows an assembly drawing. As shown in FIG.
A hole 19 for fastening with a screw is formed in the member 23 on which the heat generating component 24 is placed. The plate-shaped heat pipe 20 also has a hole 18 corresponding to the hole 19 described above for fastening with a screw. The above-described plate-type heat pipe 20 and the member 23 on which the heat-generating component 24 is placed are combined, overlapped, and the plate-type heat pipe 20 is pressed against the heat-generating component 24 by the screw 25.

【0012】図3に示すように、板型ヒートパイプを用
いた場合においても、熱効率を高めるためには、ヒート
シンクと同様に、ヒートパイプの面と高発熱密度部品の
面との熱的接触を高めることが重要である。従って、ヒ
ートパイプを使用する場合においても、上述したと同一
レベルの熱的接触を維持するためには、小型化した半導
体素子とヒートパイプとの間に、約60〜80kgのト
ータル荷重が必要になっている。
As shown in FIG. 3, even when a plate-type heat pipe is used, in order to increase the thermal efficiency, the heat contact between the surface of the heat pipe and the surface of the high heat-density component is made in the same manner as the heat sink. It is important to increase. Therefore, even when a heat pipe is used, a total load of about 60 to 80 kg is required between the miniaturized semiconductor element and the heat pipe in order to maintain the same level of thermal contact as described above. Has become.

【0013】従って、ヒートパイプが上述した荷重に耐
え切れず、塑性変形して、熱効率が低下するという問題
がある。
Therefore, there is a problem that the heat pipe cannot withstand the above-mentioned load and is plastically deformed to lower the thermal efficiency.

【0014】上述した問題点を解決するために、ベース
とフィンからなるヒートシンクにおいては、ベースを厚
くすることが考えられているが、部品のコストが高くな
り、更に重量が増して、小型化する電子機器に設置する
のに適さないという問題がある。更に、ヒートパイプに
おいては、ヒートパイプ本体の構造の強度を高める必要
が有る。強度を高めるための一つの方法として、例え
ば、コンテナ内に多くのブロックを設けて、ヒートパイ
プ本体の強度を高めている。しかしながら、コンテナ内
に必要以上に多数のブロックを設けると、蒸気流路の容
積が狭くなり、ヒートパイプの熱的性能を低下させると
いう問題がある。
In order to solve the above-mentioned problems, it is considered that a heat sink composed of a base and fins is made thicker. However, the cost of parts is increased, the weight is further increased, and the size is reduced. There is a problem that it is not suitable for installation in electronic devices. Further, in the heat pipe, it is necessary to increase the strength of the structure of the heat pipe body. As one method for increasing the strength, for example, many blocks are provided in a container to increase the strength of the heat pipe body. However, if a large number of blocks are provided in the container more than necessary, there is a problem that the volume of the steam flow path is reduced and the thermal performance of the heat pipe is reduced.

【0015】[0015]

【発明が解決しょうとする課題】従来の高発熱密度発熱
体用ヒートシンクには次の問題点がある。即ち、電子機
器の半導体素子等の冷却という技術分野においては、機
器全体をコンパクトにし、実装密度を上げる傾向があ
り、更に、半導体素子等の形状が小型化し、小型化され
た半導体素子等の発熱密度が極めて高くなってきてい
る。このような半導体素子等の放熱・冷却に際しては、
単にヒートシンクを接触させるだけでなく、所要の力で
発熱密度部品とヒートシンクとを機械的に密着させて、
熱的性能を高める必要がある。
The conventional heat sink for high heat density heating elements has the following problems. That is, in the technical field of cooling semiconductor devices and the like of electronic devices, there is a tendency to make the entire device compact and increase the packaging density. The density is becoming extremely high. When radiating and cooling such semiconductor elements,
In addition to simply bringing the heat sink into contact, the required density of heat-generating components and the heat sink are brought into close mechanical contact,
Thermal performance needs to be improved.

【0016】しかしながら、上述したように、ベースと
フィンからなるヒートシンクにおいては、ベースを厚く
することが考えられているが、部品のコストが高くな
り、更に重量が増して、小型化する電子機器に設置する
のに適さない。更に、ヒートパイプにおいては、ヒート
パイプ本体の構造の強度を高めるために、コンテナ内に
多くのブロックを設けて、ヒートパイプ本体の強度を高
めると、蒸気流路の容積が狭くなり、ヒートパイプの熱
的性能を低下させるという問題を生じる。
However, as described above, in the heat sink composed of the base and the fins, it is considered that the base is made thicker. However, the cost of parts increases, the weight increases, and the size of the electronic equipment becomes smaller. Not suitable for installation. Furthermore, in the heat pipe, in order to increase the strength of the structure of the heat pipe main body, when many blocks are provided in the container and the strength of the heat pipe main body is increased, the volume of the steam flow path is reduced, and the heat pipe This causes a problem of deteriorating thermal performance.

【0017】従って、この発明の目的は、発熱密度が飛
躍的に増大し、更に、小型化する電子機器の半導体素子
等に、所定の力で押し付けて、効率的に冷却することが
できる高発熱密度発熱体用ヒートシンクを提供すること
にある。
Accordingly, an object of the present invention is to increase the heat generation density dramatically, and furthermore, a high heat generation that can be efficiently cooled by pressing against a semiconductor element or the like of an electronic device to be downsized with a predetermined force. An object of the present invention is to provide a heat sink for a density heating element.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上述した従来の問題点を
解決するために、発明者等は鋭意研究を重ねた。その結
果、次の知見を得た。即ち、ベース部とフィン部からな
る放熱部材(ヒートシンク)と、発熱密度の高い発熱体
との間に板型ヒートパイプを配置し、ベース部の曲げ強
度を所定の値以上にすることによって、板型ヒートパイ
プの構造設計を変更することなく、全体として強度を高
めることができることを知見した。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned conventional problems, the inventors have made intensive studies. As a result, the following findings were obtained. That is, by disposing a plate-type heat pipe between a heat radiating member (heat sink) composed of a base portion and a fin portion and a heating element having a high heat generation density, and making the bending strength of the base portion equal to or more than a predetermined value, It has been found that the strength can be increased as a whole without changing the structural design of the heat pipe.

【0019】即ち、所定の曲げ強度を有するベースは、
ベイパーチャンバーが所定の力で発熱部品に押し付けら
れるとき、ベイパーチャンバーの周辺部が発熱部品の側
に曲がり変形することを防止するに十分な曲げ強度を有
しているので、半導体素子等に、所定の力で押し付け
て、効率的に冷却することができる高発熱密度発熱体用
ヒートシンクを提供することができる。
That is, a base having a predetermined bending strength is
When the vapor chamber is pressed against the heat-generating component with a predetermined force, the peripheral portion of the vapor chamber has sufficient bending strength to prevent bending and deformation toward the heat-generating component. And a heat sink for a high heat generation density heating element that can be efficiently cooled by pressing with the force of the above.

【0020】この発明は上述した知見等に基づいてなさ
れたものであって、この発明の高発熱密度発熱体用ヒー
トシンクの第1の態様は、下記部材を備えた、高発熱密
度発熱体用ヒートシンクである。 (1)一方の面が発熱部品に所定の力で押し付けられ
て、前記発熱部品の熱を所定の位置に移動する、伝熱ブ
ロックが収容され密閉された空洞部を有するベイパーチ
ャンバーと、(2)前記ベイパーチャンバーの他方の面
上に配置される、所定の曲げ強さを有するベース部と前
記ベース部に配設されるフィン部とからなり、前記ベイ
パーチャンバーの強度を高める高強度放熱部材と、
(3)前記ベイパーチャンバーおよび前記高強度放熱部
材を、前記発熱部品に一体的に固定する固定部材。
The present invention has been made based on the above findings and the like. A first aspect of the heat sink for a high heat generation density heating element according to the present invention is a heat sink for a high heat generation density heating element comprising the following members. It is. (1) a vapor chamber having a closed cavity in which a heat transfer block is accommodated, wherein one surface is pressed against a heat generating component with a predetermined force to move heat of the heat generating component to a predetermined position; A) a high-strength heat dissipating member comprising a base portion having a predetermined bending strength and a fin portion disposed on the base portion, the high-strength heat dissipating member being arranged on the other surface of the vapor chamber; ,
(3) A fixing member for integrally fixing the vapor chamber and the high-strength heat radiation member to the heat generating component.

【0021】更に、この発明の高発熱密度発熱体用ヒー
トシンクの第2の態様は、前記ベイパーチャンバーが板
型ヒートパイプからなっていることを特徴とするもので
ある。
Further, a second aspect of the heat sink for a high heat generation density heating element of the present invention is characterized in that the vapor chamber is formed of a plate-type heat pipe.

【0022】更に、この発明の高発熱密度発熱体用ヒー
トシンクの第3の態様は、前記高強度放熱部材の前記ベ
ース部は、前記ベイパーチャンバーが前記所定の力で発
熱部品に押し付けられるとき、前記ベイパーチャンバー
の周辺部が前記発熱部品の側に曲がり変形することを防
止するに十分な曲げ強度を有していることを特徴とする
ものである。
Further, in a third aspect of the heat sink for a high heat generation density heating element of the present invention, the base portion of the high-strength heat radiating member is configured such that when the vapor chamber is pressed against a heat-generating component by the predetermined force. It is characterized in that the peripheral portion of the vapor chamber has sufficient bending strength to prevent bending and deformation toward the heat-generating component.

【0023】更に、この発明の高発熱密度発熱体用ヒー
トシンクの第4の態様は、前記ベースが鉄製部材からな
ることを特徴とするものである。
Further, a fourth aspect of the heat sink for a high heat generation density heating element of the present invention is characterized in that the base is made of an iron member.

【0024】更に、この発明の高発熱密度発熱体用ヒー
トシンクの第5の態様は、前記伝熱ブロックの横断面積
は、前記発熱部品の横断面積と同一または大きいことを
特徴とするものである。
Furthermore, a fifth aspect of the heat sink for a high heat generation density heating element of the present invention is characterized in that a cross-sectional area of the heat transfer block is equal to or larger than a cross-sectional area of the heat generating component.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】この発明の高発熱密度発熱体用ヒ
ートシンクについて説明する。この発明の高発熱密度発
熱体用ヒートシンクは、一方の面が発熱部品に所定の力
で押し付けられて、発熱部品の熱を所定の位置に移動す
る、伝熱ブロックが収容され密閉された空洞部を有する
ベイパーチャンバーと、ベイパーチャンバーの他方の面
上に配置される、所定の曲げ強さを有するベース部とベ
ース部に配設されるフィン部とからなり、ベイパーチャ
ンバーの強度を高める高強度放熱部材と、ベイパーチャ
ンバーおよび高強度放熱部材を、発熱部品固定部材を介
して、発熱部品に一体的に固定する固定部材とを備えて
いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A heat sink for a high heat generation density heating element according to the present invention will be described. The heat sink for a high heat density heating element according to the present invention has a closed cavity in which a heat transfer block is housed, wherein one surface is pressed against a heat generating component with a predetermined force to move heat of the heat generating component to a predetermined position. And a fin disposed on the other side of the vapor chamber, the base having a predetermined bending strength, and a fin disposed on the base, thereby increasing the strength of the vapor chamber. A member and a fixing member for integrally fixing the vapor chamber and the high-strength heat radiation member to the heat-generating component via the heat-generating component fixing member are provided.

【0026】この発明の高発熱密度発熱体用ヒートシン
クにおいては、上述したベイパーチャンバーが板型ヒー
トパイプからなっていてもよい。即ち、ベイパーチャン
バーは熱拡散機能を有する板状物からなっておればよ
く、熱拡散板にヒートパイプの原理を使用した板型ヒー
トパイプであってもよい。
In the heat sink for a high-heat-density heating element of the present invention, the above-described vapor chamber may be formed of a plate-type heat pipe. That is, the vapor chamber may be made of a plate-like material having a heat diffusion function, and may be a plate-type heat pipe using a heat pipe principle as a heat diffusion plate.

【0027】この発明においては、上述した板型ヒート
パイプの一方の面が所定の力、即ち、60〜80kgの
範囲内のトータル荷重で発熱部品に押し付けられること
が重要である。板型ヒートパイプは、密閉された空洞部
を有するコンテナからなっており、空洞部内には、所定
の伝熱ブロックを備えていてもよい。空洞部には作動流
体が封入され、そして、ウイックが備えられている。
In the present invention, it is important that one surface of the plate-type heat pipe is pressed against the heat-generating component with a predetermined force, that is, a total load in the range of 60 to 80 kg. The plate-type heat pipe is formed of a container having a closed cavity, and a predetermined heat transfer block may be provided in the cavity. A working fluid is sealed in the cavity, and a wick is provided.

【0028】この発明において使用される作動流体は、
ヒートパイプにおいて通常使用される作動液であればよ
い。この発明において使用されるウイックは、ヒートパ
イプにおいて通常使用される金属メッシュ等、ヒートパ
イプの形状、熱特性に応じて適宜選択できる。更に、板
型ヒートパイプの強度を高めるために、ヒートパイプ用
容器に所定のエンボス加工を施してもよい。
The working fluid used in the present invention is:
Any working fluid that is normally used in a heat pipe may be used. The wick used in the present invention can be appropriately selected according to the shape and heat characteristics of the heat pipe, such as a metal mesh usually used in the heat pipe. Further, in order to increase the strength of the plate-type heat pipe, a predetermined embossing process may be applied to the heat pipe container.

【0029】更に、この発明の高発熱密度発熱体用ヒー
トシンクにおいて、上述した高強度放熱部材のベース部
は、ベイパーチャンバーが所定の力で発熱部品に押し付
けられるとき、ベイパーチャンバーの周辺部が発熱部品
の側に曲がり変形することを防止するに十分な曲げ強度
を有していることが重要である。
Further, in the heat sink for a high heat generation density heating element according to the present invention, when the vapor chamber is pressed against the heat generating component by a predetermined force, the base portion of the high strength heat radiating member is formed so that the peripheral portion of the vapor chamber is the heat generating component. It is important to have a sufficient bending strength to prevent bending deformation to the side of.

【0030】更に、この発明の高発熱密度発熱体用ヒー
トシンクにおいて、ベースがコンテナよりも強度が高い
部材からなっている。例えば、コンテナが銅の場合、ベ
ースは鉄製部材が低コスト、加工性の点で適している。
Further, in the heat sink for a high heat generation density heating element of the present invention, the base is made of a member having higher strength than the container. For example, when the container is made of copper, a base made of an iron member is suitable in terms of low cost and workability.

【0031】更に、この発明の高発熱密度発熱体用ヒー
トシンクにおいて、伝熱ブロックの横断面積は、発熱部
品の横断面積と同一またはそれよりも大きいことが好ま
しい。板型ヒートパイプおよび高強度放熱部材を、発熱
部品固定部材を介して、発熱部品に一体的に固定する固
定部材としては、ネジ等を使用することができる。
Further, in the heat sink for a high heat generation density heating element of the present invention, it is preferable that the cross-sectional area of the heat transfer block is equal to or larger than the cross-sectional area of the heat-generating component. A screw or the like can be used as a fixing member that integrally fixes the plate-type heat pipe and the high-strength heat radiation member to the heat generating component via the heat generating component fixing member.

【0032】以下に、図面を参照しながらこの発明の高
発熱密度発熱体用ヒートシンクを更に詳細に説明する。
図1は、この発明の高発熱密度発熱体用ヒートシンクを
示す図である。図1(a)に概略断面図を示す。図1
(b)に高発熱密度発熱体用ヒートシンクの概略組立図
を示す。図1(b)に示すように、発熱部品載置部材4
の上に発熱部品5が載置されている。発熱部品載置部材
4にはネジ等の固定部材用の孔9が形成されている。
Hereinafter, the heat sink for a high heat generation density heating element of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing a heat sink for a high-heat-density heating element of the present invention. FIG. 1A is a schematic sectional view. FIG.
(B) shows a schematic assembly diagram of the heat sink for the high heat density heating element. As shown in FIG. 1B, the heat-generating component mounting member 4
The heat-generating component 5 is mounted thereon. The heat generating component mounting member 4 has a hole 9 for a fixing member such as a screw.

【0033】板型ヒートパイプ1は、例えば銅製の上板
材および下板材によって密閉された空洞部を備えたコン
テナからなっており、コンテナにも、上述した孔に対応
するネジ等の固定部材用の孔8が形成されている。コン
テナの密閉された空洞部内には作動流体として例えば、
水が封入されている。なお、図示しないが空洞部内に伝
熱ブロックを配置することにより、均熱化してより効率
的に熱を移動することができる。
The plate-type heat pipe 1 is composed of a container having a cavity closed by, for example, a copper upper plate and a lower plate, and the container also has a fixing member such as a screw corresponding to the above-mentioned hole. A hole 8 is formed. For example, as a working fluid in the closed cavity of the container,
Water is enclosed. Although not shown, by arranging the heat transfer block in the hollow portion, heat can be uniformed and heat can be transferred more efficiently.

【0034】更に、ヒートシンクはベース2とベース上
に設置されたフィン3からなっており、ヒートシンクに
も、上述した孔に対応するネジ等の固定部材用の孔7が
形成されている。ベースは十分な曲げ強度を有してい
る、例えば、鉄製部材からなっており、板型ヒートパイ
プが所定の力で発熱部品に押し付けられるとき、板型ヒ
ートパイプの周辺部が発熱部品の側に曲がり変形するこ
とを防止する。
Further, the heat sink comprises a base 2 and fins 3 mounted on the base, and the heat sink also has holes 7 for fixing members such as screws corresponding to the above-mentioned holes. The base has sufficient bending strength, for example, is made of an iron member, and when the plate-type heat pipe is pressed against the heat-generating component with a predetermined force, the peripheral portion of the plate-type heat pipe is located on the side of the heat-generating component. Prevent bending deformation.

【0035】上述した発熱部品5が載置されている発熱
部品載置部材4の上に、板型ヒートパイプ1、ヒートシ
ンクが重ねられ、孔7、8、9を通ってネジ等の固定部
材によって一体的に固定される。その結果、図1(a)
に示すように、ヒートシンクの十分な曲げ強度を有する
ベースによって、板型ヒートパイプ1が変形することな
く、発熱部品5に強く押し付けられ、高い熱性能が得ら
れる。
The plate-shaped heat pipe 1 and the heat sink are superimposed on the heat-generating component mounting member 4 on which the above-described heat-generating component 5 is mounted, and are passed through the holes 7, 8, and 9 and are fixed by screws or other fixing members. It is fixed integrally. As a result, FIG.
As shown in (1), the plate-shaped heat pipe 1 is strongly pressed against the heat-generating component 5 without deformation by the base having sufficient bending strength of the heat sink, and high thermal performance is obtained.

【0036】[0036]

【実施例】以下に、本発明を実施例によって更に説明す
る。本発明の1つに従って、図1(b)に示すように、
厚さ1.0mmの銅製の薄板によって平面状の底板を作製
し、凸型の蓋状にプレスで形成された厚さ1.0mmの
銅製の薄板によって上板を作製し、上板と底板との間に
網状ウイックを配置し、上板と底板とをロウ付けして板
型ヒートパイプ容器を製作し、真空引きして、作動流体
として水を使用し、網状ウイックがその中に収容された
筐体を製作した。このように製作された板型ヒートパイ
プは厚さ5mm×縦80mm×横80mmであった。
The present invention will be further described below with reference to examples. According to one of the present invention, as shown in FIG.
A flat bottom plate is made of a 1.0 mm thick copper thin plate, and a top plate is made of a 1.0 mm thick copper thin plate formed by pressing into a convex lid shape. A net-like wick was placed between them, and a top plate and a bottom plate were brazed to produce a plate-type heat pipe container, vacuum was drawn, water was used as a working fluid, and the net-like wick was housed therein. A housing was made. The plate-type heat pipe manufactured in this way had a thickness of 5 mm × 80 mm × 80 mm.

【0037】なお、上述した板型ヒートパイプ容器内の
中央部には、縦20mm×横20mm×高さ3mmの銅製
の伝熱ブロックを設け、更に、エンボス加工が施されて
いる。更に、このように作製された板型ヒートパイプの
四隅には、ネジ用の孔が形成されている。
A heat transfer block made of copper having a length of 20 mm, a width of 20 mm, and a height of 3 mm is provided in the center of the above-mentioned plate-type heat pipe container, and is further embossed. Further, screw holes are formed at the four corners of the plate-shaped heat pipe manufactured as described above.

【0038】次に、ベース用のニッケルめっきを施した
厚さ3mmの鉄製の板を調製し、フィンとして、アルミ
ニウム製のコルゲートフィンを調製し、このように調製
したベースとフィンとを半田で接合して、底面が板型ヒ
ートパイプと概ね同一の高強度放熱部材を作製した。な
お、高強度放熱部材の四隅にも、板型ヒートパイプの孔
と対応する孔を設けた。
Next, a nickel-plated iron plate having a thickness of 3 mm for a base was prepared, and aluminum corrugated fins were prepared as fins. The base and the fin thus prepared were joined by soldering. Then, a high-strength heat radiation member having a bottom surface substantially the same as the plate-type heat pipe was produced. In addition, holes corresponding to the holes of the plate-type heat pipe were also provided at the four corners of the high-strength heat radiation member.

【0039】次に、上述した板型ヒートパイプと高強度
放熱部材とを、組合せて、エポキシ系接着剤を使用し
て、接合した。次いで、図1(b)に示す形状の、テス
ト用の縦20mm×横20mmの発熱部品5が載置され
ている発熱部品載置部材4の上に、上述したように接合
された板型ヒートパイプと高強度放熱部材とを重ねて組
合せ、孔を通ってネジによって一体的に固定した。この
ときの、この発明の高発熱密度発熱体用ヒートシンクが
80kgのトータル荷重で発熱部材を押し付けた。その
結果、板型ヒートパイプに大きな変形が生じることな
く、効率的に発熱体を冷却することができた。
Next, the above-described plate-type heat pipe and the high-strength heat dissipating member were combined and joined using an epoxy adhesive. Next, the plate-shaped heat bonded as described above on the heat-generating component mounting member 4 on which the heat-generating component 5 having a shape of FIG. The pipe and the high-strength heat dissipating member were overlapped and combined, and were integrally fixed with screws through the holes. At this time, the heat sink for the high heat density heating element of the present invention pressed the heat generating member with a total load of 80 kg. As a result, the heating element could be efficiently cooled without any significant deformation of the plate heat pipe.

【0040】[0040]

【発明の効果】この発明によると、発熱密度が飛躍的に
増大し、更に、小型化する電子機器の半導体素子等に、
所定の力で押し付けて、効率的に冷却することができる
高発熱密度発熱体用ヒートシンクを提供することができ
る。更に、この発明によると、ベース部を過度に厚くす
ることなく、板型ヒートパイプの構造設計を変更するこ
となく、ヒートシンク全体の強度を高め、半導体素子等
に、所定の力で押し付けて、効率的に冷却することがで
きる高発熱密度発熱体用ヒートシンクを提供することが
できる。
According to the present invention, the heat generation density is dramatically increased, and furthermore, a semiconductor device of an electronic device which is downsized can be used.
A heat sink for a high-heat-density heating element that can be efficiently cooled by pressing with a predetermined force can be provided. Further, according to the present invention, the strength of the entire heat sink is increased without excessively thickening the base portion, without changing the structural design of the plate-type heat pipe, and the efficiency is improved by pressing the heat sink against a semiconductor element or the like with a predetermined force. It is possible to provide a heat sink for a high-heat-density heating element that can be cooled in an efficient manner.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、この発明の高発熱密度発熱体用ヒート
シンクを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a heat sink for a high heat generation density heating element of the present invention.

【図2】図2は、従来の高発熱密度発熱体用ヒートシン
クを示す図である。
FIG. 2 is a view showing a conventional heat sink for a high heat generation density heating element.

【図3】図3は、従来のその他の高発熱密度発熱体用ヒ
ートシンクを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing another conventional heat sink for a high-heat-density heating element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1板型ヒートパイプ 2ベース 3フィン 4発熱部品載置部材 5発熱部品 6固定部材 7孔 8孔 9孔 11ベース 12フィン 13発熱部品載置部材 14発熱部品 15固定部材 16孔 17孔 18孔 19孔 20板型ヒートパイプ 23発熱部品載置部材 24発熱部品 25固定部材 1 plate type heat pipe 2 base 3 fins 4 heat generating component mounting member 5 heat generating component 6 fixing member 7 hole 8 hole 9 hole 11 base 12 fin 13 heat generating component mounting member 14 heat generating component 15 fixing member 16 hole 17 hole 18 hole 19 Hole 20 Plate heat pipe 23 Heating component mounting member 24 Heating component 25 Fixing member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 贄川 潤 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 Fターム(参考) 5E322 AA01 AA11 AB01 AB07 AB11 DB10 FA01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Jun Sakaigawa 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. F-term (reference) 5E322 AA01 AA11 AB01 AB07 AB11 DB10 FA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記部材を備えた、高発熱密度発熱体用ヒ
ートシンク (1)一方の面が発熱部品に所定の力で押し付けられ
て、前記発熱部品の熱を所定の位置に移動する、伝熱ブ
ロックが収容され密閉された空洞部を有するベイパーチ
ャンバーと、(2)前記ベイパーチャンバーの他方の面
上に、前記ベイパーチャンバーと一体的に配置される、
所定の曲げ強さを有するベース部と前記ベース部に配設
されるフィン部とからなり、前記ベイパーチャンバーの
強度を高める高強度放熱部材と、(3)前記ベイパーチ
ャンバーおよび前記高強度放熱部材を、前記発熱部品に
一体的に固定する固定部材。
1. A heat sink for a high-heat-density heating element comprising the following members: (1) one surface is pressed against a heat-generating component by a predetermined force to move heat of the heat-generating component to a predetermined position; A vapor chamber having a closed cavity in which a heat block is accommodated; and (2) disposed integrally with the vapor chamber on the other surface of the vapor chamber.
A high-strength heat dissipating member comprising a base portion having a predetermined bending strength and a fin portion disposed on the base portion for increasing the strength of the vapor chamber; and (3) the vapor chamber and the high-strength heat dissipating member. A fixing member integrally fixed to the heat generating component.
【請求項2】前記ベイパーチャンバーが板型ヒートパイ
プからなっていることを特徴とする、請求項1に記載の
高発熱密度発熱体用ヒートシンク。
2. The heat sink according to claim 1, wherein the vapor chamber comprises a plate-type heat pipe.
【請求項3】前記高強度放熱部材の前記ベース部は、前
記ベイパーチャンバーが前記所定の力で発熱部品に押し
付けられるとき、前記ベイパーチャンバーの周辺部が前
記発熱部品の側に曲がり変形することを防止するに十分
な曲げ強度を有していることを特徴とする、請求項1ま
たは2に記載の高発熱密度発熱体用ヒートシンク。
3. The base part of the high-strength heat dissipating member is configured such that when the vapor chamber is pressed against the heat-generating component by the predetermined force, a peripheral portion of the vapor chamber bends toward the heat-generating component. 3. The heat sink for a high heat generation density heating element according to claim 1, wherein the heat sink has a sufficient bending strength to prevent the heat generation.
【請求項4】前記ベース部が鉄製部材からなることを特
徴とする、請求項1から3の何れか1項に記載の高発熱
密度発熱体用ヒートシンク。
4. The heat sink for a high-heat-density heating element according to claim 1, wherein said base portion is made of an iron member.
【請求項5】前記伝熱ブロックの横断面積は、前記発熱
部品の横断面積と同一または大きいことを特徴とする、
請求項1に記載の高発熱密度発熱体用ヒートシンク。
5. A cross sectional area of the heat transfer block is equal to or larger than a cross sectional area of the heat generating component.
The heat sink for a high-heat-density heating element according to claim 1.
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