JP2003037226A - エレクトロニクス冷却のための高性能ヒート・シンク - Google Patents
エレクトロニクス冷却のための高性能ヒート・シンクInfo
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- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28F13/003—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
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- H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
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- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 単位体積当たり対流熱伝達性の非常に高い表
面を達成するヒート・シンクを提供する。 【解決手段】 ヒート・シンクは、ある表面上の凹部領
域および別の表面上の平坦な領域を有する拡散プレート
３０と、少なくとも２つのフィン３２と、フィンの間で
幅および長さの少なくとも一部分を満たす介在する間隙
３６を有する多孔性網状発泡ブロック３４とを備える。
発泡ブロックは、フィンの長手方向に沿って２つの隣接
するフィンの間の空間内で連続する単一ブロックとする
こともでき、あるいは、フィンの長手方向に沿って、介
在する間隙を有する短いブロックのアレイとすることも
できる。
面を達成するヒート・シンクを提供する。 【解決手段】 ヒート・シンクは、ある表面上の凹部領
域および別の表面上の平坦な領域を有する拡散プレート
３０と、少なくとも２つのフィン３２と、フィンの間で
幅および長さの少なくとも一部分を満たす介在する間隙
３６を有する多孔性網状発泡ブロック３４とを備える。
発泡ブロックは、フィンの長手方向に沿って２つの隣接
するフィンの間の空間内で連続する単一ブロックとする
こともでき、あるいは、フィンの長手方向に沿って、介
在する間隙を有する短いブロックのアレイとすることも
できる。
Description
【０００１】（関連出願の相互参照）本願は、２００１
年３月１３日出願の米国特許０９／８０４７５６号の一
部継続出願である。
年３月１３日出願の米国特許０９／８０４７５６号の一
部継続出願である。
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に電気および／
または電子構成部品およびアセンブリによって生成され
る廃熱を放散するためのヒート・シンクを対象とする。
または電子構成部品およびアセンブリによって生成され
る廃熱を放散するためのヒート・シンクを対象とする。
【０００３】
【従来の技術】これらヒート・シンクは、熱拡散プレー
トと、結合された熱伝導フィンおよび網状発泡構造物の
アセンブリとを含む。発泡ブロックは、フィンの長手方
向に沿って２つの隣接するフィンの間の空間内で連続す
る単一ブロックとすることもでき、あるいは、フィンの
長手方向に沿って、介在する間隙を有する短いブロック
のアレイとすることもできる。電子構成部品は拡散プレ
ートのある表面に接続し、フィンおよび発泡物のアセン
ブリは、冷却流体と接触して拡散プレートの別の表面に
接続する。
トと、結合された熱伝導フィンおよび網状発泡構造物の
アセンブリとを含む。発泡ブロックは、フィンの長手方
向に沿って２つの隣接するフィンの間の空間内で連続す
る単一ブロックとすることもでき、あるいは、フィンの
長手方向に沿って、介在する間隙を有する短いブロック
のアレイとすることもできる。電子構成部品は拡散プレ
ートのある表面に接続し、フィンおよび発泡物のアセン
ブリは、冷却流体と接触して拡散プレートの別の表面に
接続する。
【０００４】ハイ・パワーの電気および電子構成部品
は、比較的閉じ込められた空間内で、より高いパワー散
逸の要求を増加させ続けている。そのようなより高いパ
ワー散逸要件を実現するために、通常、デバイス、サブ
アセンブリ、構成部品レベルで何段階かの熱管理が必要
とされる。
は、比較的閉じ込められた空間内で、より高いパワー散
逸の要求を増加させ続けている。そのようなより高いパ
ワー散逸要件を実現するために、通常、デバイス、サブ
アセンブリ、構成部品レベルで何段階かの熱管理が必要
とされる。
【０００５】構成部品レベルでは、自然もしくは強制対
流または他の冷却方法が適用される様々なタイプの熱交
換器およびヒート・シンクが使用されている。電気また
は電子構成部品のための典型的なヒート・シンクを図１
に示す。図では、ヒート・シンクが、金属フィン１２が
取り付けられる熱拡散プレート１０を含む。電子構成部
品は拡散プレート１０の面１４に取り付けられ、空気ま
たは水など冷却流体１６がフィン１２を渡って通り、電
子構成部品によって生成された熱を放散する。放散すべ
き所与のパワー・レベルについて、拡散プレートのサイ
ズ（面積）、および冷却流経路の長手方向に沿うフィン
の長さを、周知の方法を使用して計算することができ
る。フィン間隔およびフィンの高さは、通常、数値モデ
ル化など既知の方法によって決定される。
流または他の冷却方法が適用される様々なタイプの熱交
換器およびヒート・シンクが使用されている。電気また
は電子構成部品のための典型的なヒート・シンクを図１
に示す。図では、ヒート・シンクが、金属フィン１２が
取り付けられる熱拡散プレート１０を含む。電子構成部
品は拡散プレート１０の面１４に取り付けられ、空気ま
たは水など冷却流体１６がフィン１２を渡って通り、電
子構成部品によって生成された熱を放散する。放散すべ
き所与のパワー・レベルについて、拡散プレートのサイ
ズ（面積）、および冷却流経路の長手方向に沿うフィン
の長さを、周知の方法を使用して計算することができ
る。フィン間隔およびフィンの高さは、通常、数値モデ
ル化など既知の方法によって決定される。
【０００６】コンピュータ・チップなど低い電力密度の
マイクロエレクトロニクス用ヒート・シンクでは、チッ
プが界面を介してヒート・シンク上に直接結合される。
高電力密度コンピュータ・チップのためのより進んだヒ
ート・シンクは、界面を介してその上にチップが結合さ
れる別個の拡散プレートを使用する。次いで、拡散プレ
ート／チップ・アセンブリが、他の界面を介してヒート
・シンク上に結合される。２つの界面があることによ
り、チップから冷媒流への熱伝達に対する全体的な熱抵
抗が著しく高まる。
マイクロエレクトロニクス用ヒート・シンクでは、チッ
プが界面を介してヒート・シンク上に直接結合される。
高電力密度コンピュータ・チップのためのより進んだヒ
ート・シンクは、界面を介してその上にチップが結合さ
れる別個の拡散プレートを使用する。次いで、拡散プレ
ート／チップ・アセンブリが、他の界面を介してヒート
・シンク上に結合される。２つの界面があることによ
り、チップから冷媒流への熱伝達に対する全体的な熱抵
抗が著しく高まる。
【０００７】要求する応用分野では、熱交換の方法は通
常、冷却流体への強制対流である。そのようなシステム
では、冷却流体にさらされるフィン表面積を増大させる
ことによって熱交換を改善することができる。これは、
単位体積当たりフィン数を増やすことによって行う。し
かし、製造上の制約および冷却流体の流量要件に応じ
て、達成可能なフィン密度に制限がある。
常、冷却流体への強制対流である。そのようなシステム
では、冷却流体にさらされるフィン表面積を増大させる
ことによって熱交換を改善することができる。これは、
単位体積当たりフィン数を増やすことによって行う。し
かし、製造上の制約および冷却流体の流量要件に応じ
て、達成可能なフィン密度に制限がある。
【０００８】Ｗａｌｚの米国特許第３，６１６，８４１
号および第３，９４６，０３９号に開示されている金属
発泡物、ならびにＰａｒｋ等の米国特許第４，８０８，
５５８号に開示されているセラミック発泡物など網状発
泡物もまた、その熱を伝える能力で、当技術分野で周知
である。金属発泡物は、カリフォルニア州オークランド
のＥｎｅｒｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｇｅｎｅ
ｒａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．より入手できる商品名ＤＵＯＣ
ＥＬで販売されている。
号および第３，９４６，０３９号に開示されている金属
発泡物、ならびにＰａｒｋ等の米国特許第４，８０８，
５５８号に開示されているセラミック発泡物など網状発
泡物もまた、その熱を伝える能力で、当技術分野で周知
である。金属発泡物は、カリフォルニア州オークランド
のＥｎｅｒｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｇｅｎｅ
ｒａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．より入手できる商品名ＤＵＯＣ
ＥＬで販売されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】最近まで、金属および
セラミック網状発泡物は、電子構成部品からの廃熱を放
散するためにヒート・シンク内で使用するようにはなさ
れなかった。しかし、これらの構造物は、特に金属で構
成したとき、その伝導性とその極めて高い表面積対体積
比のため優れた熱交換器となる。初期の多孔性熱交換器
は、１平方インチ（６．５ｃｍ2）当たり１００個未満
のオープン・セルを有したが、網状発泡物は、１平方イ
ンチ（６．５ｃｍ2）当たり１５，６２５個未満のオー
プン・セル有する。網状発泡物は、他の構造を有する熱
交換器よりはるかに多孔性であり、単位体積当たり表面
積がはるかに大きい（１６００平方フィート／立方フィ
ート（１４４ｍ2／０．０２８ｍ3））。網状発泡物を流
通する流体の圧力低下もまた比較的低く、それにより、
発泡物を介する冷却流体の移動は実用的である。
セラミック網状発泡物は、電子構成部品からの廃熱を放
散するためにヒート・シンク内で使用するようにはなさ
れなかった。しかし、これらの構造物は、特に金属で構
成したとき、その伝導性とその極めて高い表面積対体積
比のため優れた熱交換器となる。初期の多孔性熱交換器
は、１平方インチ（６．５ｃｍ2）当たり１００個未満
のオープン・セルを有したが、網状発泡物は、１平方イ
ンチ（６．５ｃｍ2）当たり１５，６２５個未満のオー
プン・セル有する。網状発泡物は、他の構造を有する熱
交換器よりはるかに多孔性であり、単位体積当たり表面
積がはるかに大きい（１６００平方フィート／立方フィ
ート（１４４ｍ2／０．０２８ｍ3））。網状発泡物を流
通する流体の圧力低下もまた比較的低く、それにより、
発泡物を介する冷却流体の移動は実用的である。
【００１０】Ｂａｓｔａｗｒｏｓによる研究は、電子回
路を冷却するための強制対流熱除去における金属性発泡
物の効率について示している。Ｂａｓｔａｗｒｏｓ，
Ａ．−Ｆ．，１９９８年「ハイパワー電子冷却用のオー
プン・セル金属製発砲物の効用（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎ
ｅｓｓ ｏｆ Ｏｐｅｎ−Ｃｅｌｌ Ｍｅｔａｌｌｉｃ
Ｆｏａｍｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｏｌｉｎｇ）」ＡＳＭＥ Ｃｏｎ
ｆ．Ｐｒｏｃ．ＨＴＤ−３６１−３／ＰＩＤ−３，２１
１〜２１７、およびＢａｓｔａｗｒｏｓ，Ａ．−Ｆ．，
Ｅｖａｎｓ，Ａ．Ｇ．およびＳｔｏｎｅ，Ｈ．Ａ．，１
９９８年「セルラー金属熱伝達媒体の評価（Ｅｖａｌｕ
ａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｍｅｔａｌ Ｈ
ｅａｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｅｄｉａ）」ハーバード
大学レポート ＭＥＣＨ ３２５（マサチューセッツ州
ケンブリッジ）を参照されたい。Ｂａｓｔａｗｒｏｓ
は、金属性発泡物を使用することにより、圧力低下をあ
まり高めずに熱除去率が改善されたことを示した。Ｂａ
ｓｔａｗｒｏｓの結果は、様々な発泡物形態の効果を理
解するために、クロスフローのシリンダのバンクに基づ
くモデルと共に使用された熱および水力学的測定値（１
インチ（２．５４ｃｍ）当たり孔３０個の孔径を有する
連続気泡アルミニウム合金発泡物上にて）を基準とし
た。モデル予測を推定して、熱除去と圧力低下の間の兼
ね合いが調べられた。測定値は、高性能多孔性アルミニ
ウム・ヒート・シンク（すなわちアルミニウム発泡物）
が、あまり高くない圧力低下の緩やかな上昇を伴うだけ
で、ピン−フィン・アレイによって除去される通常の熱
流束の２〜３倍を除去したことを示した。
路を冷却するための強制対流熱除去における金属性発泡
物の効率について示している。Ｂａｓｔａｗｒｏｓ，
Ａ．−Ｆ．，１９９８年「ハイパワー電子冷却用のオー
プン・セル金属製発砲物の効用（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎ
ｅｓｓ ｏｆ Ｏｐｅｎ−Ｃｅｌｌ Ｍｅｔａｌｌｉｃ
Ｆｏａｍｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｏｌｉｎｇ）」ＡＳＭＥ Ｃｏｎ
ｆ．Ｐｒｏｃ．ＨＴＤ−３６１−３／ＰＩＤ−３，２１
１〜２１７、およびＢａｓｔａｗｒｏｓ，Ａ．−Ｆ．，
Ｅｖａｎｓ，Ａ．Ｇ．およびＳｔｏｎｅ，Ｈ．Ａ．，１
９９８年「セルラー金属熱伝達媒体の評価（Ｅｖａｌｕ
ａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｍｅｔａｌ Ｈ
ｅａｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｅｄｉａ）」ハーバード
大学レポート ＭＥＣＨ ３２５（マサチューセッツ州
ケンブリッジ）を参照されたい。Ｂａｓｔａｗｒｏｓ
は、金属性発泡物を使用することにより、圧力低下をあ
まり高めずに熱除去率が改善されたことを示した。Ｂａ
ｓｔａｗｒｏｓの結果は、様々な発泡物形態の効果を理
解するために、クロスフローのシリンダのバンクに基づ
くモデルと共に使用された熱および水力学的測定値（１
インチ（２．５４ｃｍ）当たり孔３０個の孔径を有する
連続気泡アルミニウム合金発泡物上にて）を基準とし
た。モデル予測を推定して、熱除去と圧力低下の間の兼
ね合いが調べられた。測定値は、高性能多孔性アルミニ
ウム・ヒート・シンク（すなわちアルミニウム発泡物）
が、あまり高くない圧力低下の緩やかな上昇を伴うだけ
で、ピン−フィン・アレイによって除去される通常の熱
流束の２〜３倍を除去したことを示した。
【００１１】
【課題を解決するための手段】低い熱抵抗と共に空間効
率のよい熱交換を与える電気および電子構成部品のため
の新しいヒート・シンクの一範囲を以下に提示する。こ
れらヒート・シンクは、今日のより高いパワーの電子シ
ステムによって生成される増大した廃熱流束を除去する
ことが可能である。
率のよい熱交換を与える電気および電子構成部品のため
の新しいヒート・シンクの一範囲を以下に提示する。こ
れらヒート・シンクは、今日のより高いパワーの電子シ
ステムによって生成される増大した廃熱流束を除去する
ことが可能である。
【００１２】一般に、本発明のヒート・シンクは、拡散
プレート、少なくとも２つのフィン、フィン間の空間を
満たす少なくとも１つの多孔性網状発泡ブロックを備え
る。発泡ブロックは、フィンの長手方向に沿って２つの
隣接するフィンの間の空間内で連続する単一ブロックと
することもでき、あるいは、フィンの長手方向に沿っ
て、ブロックの間に介在する間隙を有する短いブロック
のアレイとすることもできる。材料はすべて熱伝導性材
料から作る。フィンおよび発泡ブロックは、拡散プレー
トの１つの表面に接続されるアセンブリを形成する。冷
却すべき電子構成部品は、拡散プレートの反対の表面に
接続することが好ましいが、熱伝達に適した拡散プレー
トのどの表面に接続することもできる。
プレート、少なくとも２つのフィン、フィン間の空間を
満たす少なくとも１つの多孔性網状発泡ブロックを備え
る。発泡ブロックは、フィンの長手方向に沿って２つの
隣接するフィンの間の空間内で連続する単一ブロックと
することもでき、あるいは、フィンの長手方向に沿っ
て、ブロックの間に介在する間隙を有する短いブロック
のアレイとすることもできる。材料はすべて熱伝導性材
料から作る。フィンおよび発泡ブロックは、拡散プレー
トの１つの表面に接続されるアセンブリを形成する。冷
却すべき電子構成部品は、拡散プレートの反対の表面に
接続することが好ましいが、熱伝達に適した拡散プレー
トのどの表面に接続することもできる。
【００１３】本発明では、各フィンの長手方向に沿っ
て、連続する単一発泡ブロック（以下「連続ブロック」
と称する）か、それとも短い発泡ブロックのアレイ（以
下「断続ブロック」と称する）かに関わりなく、使用す
る発泡ブロックについて好ましい寸法上の長さを定義す
る。本発明はまた、そのようなアレイを選択するとき最
適な断続ブロック長を決定するための関係を定義する。
さらに本発明は、本明細書に記載されているヒート・シ
ンクに最適なフィン間隔およびフィン高さを確定するた
めの好ましい寸法関係を定義する。これら寸法関係を使
用して生産されるデバイスは、マイクロプロセッサなど
マイクロエレクトロニクス構成部品を冷却する際に特定
の用途を提供する。
て、連続する単一発泡ブロック（以下「連続ブロック」
と称する）か、それとも短い発泡ブロックのアレイ（以
下「断続ブロック」と称する）かに関わりなく、使用す
る発泡ブロックについて好ましい寸法上の長さを定義す
る。本発明はまた、そのようなアレイを選択するとき最
適な断続ブロック長を決定するための関係を定義する。
さらに本発明は、本明細書に記載されているヒート・シ
ンクに最適なフィン間隔およびフィン高さを確定するた
めの好ましい寸法関係を定義する。これら寸法関係を使
用して生産されるデバイスは、マイクロプロセッサなど
マイクロエレクトロニクス構成部品を冷却する際に特定
の用途を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明により、中実の非多孔性フ
ィンと多孔性の高い網状発泡物の組み合わせを使用する
ヒート・シンクは、どちらか一方を使用する周知の応用
例より改善された性能を実現することができることが発
見された。フィンと網状発泡物のどんな組み合わせで
も、冷却改善を達成するために、多種多様な異なる応用
例で使用することができることを十分に企図している。
ィンと多孔性の高い網状発泡物の組み合わせを使用する
ヒート・シンクは、どちらか一方を使用する周知の応用
例より改善された性能を実現することができることが発
見された。フィンと網状発泡物のどんな組み合わせで
も、冷却改善を達成するために、多種多様な異なる応用
例で使用することができることを十分に企図している。
【００１５】さらに、それを超えると追加発泡物の使用
が、所与の流量で熱パワーを放散するための全体的なヒ
ート・シンクの能力（すなわち性能）にほとんど影響を
与えないという、発泡物の体積および幾何形状に対する
制約があることが発見された。これは、網状発泡物が完
全に密な材料でないためである（たとえば、アルミニウ
ム発泡物は、密度が固体アルミニウムの約１０％であ
る）。したがって、高い対流熱伝達性の表面積は、熱伝
導性の減少を犠牲にして達成される。
が、所与の流量で熱パワーを放散するための全体的なヒ
ート・シンクの能力（すなわち性能）にほとんど影響を
与えないという、発泡物の体積および幾何形状に対する
制約があることが発見された。これは、網状発泡物が完
全に密な材料でないためである（たとえば、アルミニウ
ム発泡物は、密度が固体アルミニウムの約１０％であ
る）。したがって、高い対流熱伝達性の表面積は、熱伝
導性の減少を犠牲にして達成される。
【００１６】さらに、たとえばマイクロプロセッサ用な
どマイクロエレクトロニクス冷却応用分野では、パッケ
ージ・サイズ、空気流量、圧力低下、ノイズ制限に関連
する実際的な考慮すべき点が、可能な構成および寸法に
他の制約を課す可能性がある。しかし、本発明の方法を
使用すると、適切なヒート・シンクを生産することがで
きる。
どマイクロエレクトロニクス冷却応用分野では、パッケ
ージ・サイズ、空気流量、圧力低下、ノイズ制限に関連
する実際的な考慮すべき点が、可能な構成および寸法に
他の制約を課す可能性がある。しかし、本発明の方法を
使用すると、適切なヒート・シンクを生産することがで
きる。
【００１７】本発明のヒート・シンクは、単位体積当た
り対流熱伝達性の非常に高い表面を達成する。これらヒ
ート・シンクは、拡散プレート、少なくとも２つのフィ
ン、フィン間の空間を満たす少なくとも１つの多孔性網
状発泡ブロックを備える。発泡ブロックは、図２Ａおよ
び２Ｂのように、フィンの長手方向に沿って２つの隣接
するフィンの間の空間を満たす連続ブロックとすること
もでき、あるいは、図３Ａまたは３Ｂのように、フィン
の長手方向に沿って、連なるブロックの間に間隙を有す
る断続ブロックのアレイとすることもできる。この基本
構造は、拡散プレートの表面上に載置された少なくとも
２つのフィン間に発泡ブロックを含むどんな構成にも拡
張することができる。冷却流体への主な熱伝達は発泡物
からの対流によるものであり、フィンと拡散プレートを
使用して、接続された熱源（すなわち電子構成部品）か
ら発泡物に熱を伝導する。空気間熱交換（すなわち、空
気を冷却流体として使用）では、周囲空気を発泡物の開
いた垂直側壁を介して引き込み、発泡物の上面を介して
排気することも、その逆にすることもできる。
り対流熱伝達性の非常に高い表面を達成する。これらヒ
ート・シンクは、拡散プレート、少なくとも２つのフィ
ン、フィン間の空間を満たす少なくとも１つの多孔性網
状発泡ブロックを備える。発泡ブロックは、図２Ａおよ
び２Ｂのように、フィンの長手方向に沿って２つの隣接
するフィンの間の空間を満たす連続ブロックとすること
もでき、あるいは、図３Ａまたは３Ｂのように、フィン
の長手方向に沿って、連なるブロックの間に間隙を有す
る断続ブロックのアレイとすることもできる。この基本
構造は、拡散プレートの表面上に載置された少なくとも
２つのフィン間に発泡ブロックを含むどんな構成にも拡
張することができる。冷却流体への主な熱伝達は発泡物
からの対流によるものであり、フィンと拡散プレートを
使用して、接続された熱源（すなわち電子構成部品）か
ら発泡物に熱を伝導する。空気間熱交換（すなわち、空
気を冷却流体として使用）では、周囲空気を発泡物の開
いた垂直側壁を介して引き込み、発泡物の上面を介して
排気することも、その逆にすることもできる。
【００１８】本発明の好ましい実施形態を図２および図
３に示す。図では、デバイスが熱拡散プレート２０を備
え、フィン２２および網状発泡ブロック２４がフィンの
間の空間を満たしている。フィン２２および発泡ブロッ
ク２４は、拡散プレート２０の一方の表面上に載置さ
れ、反対の表面を、冷却すべき電子構成部品と接触させ
るために自由にしておくアセンブリを形成する。
３に示す。図では、デバイスが熱拡散プレート２０を備
え、フィン２２および網状発泡ブロック２４がフィンの
間の空間を満たしている。フィン２２および発泡ブロッ
ク２４は、拡散プレート２０の一方の表面上に載置さ
れ、反対の表面を、冷却すべき電子構成部品と接触させ
るために自由にしておくアセンブリを形成する。
【００１９】図２を参照すると、フィン２２は、実質的
に拡散プレート２０と直角をなすように載置されてい
る。発泡ブロック２４は、フィン２２の間に載置され、
隣接するフィン間で水平空間を画定する幅領域を満た
す。発泡ブロック２４はまた、フィン２２の高さまで、
隣接するフィン間で垂直空間を画定する高さ領域を満た
すことが好ましい。
に拡散プレート２０と直角をなすように載置されてい
る。発泡ブロック２４は、フィン２２の間に載置され、
隣接するフィン間で水平空間を画定する幅領域を満た
す。発泡ブロック２４はまた、フィン２２の高さまで、
隣接するフィン間で垂直空間を画定する高さ領域を満た
すことが好ましい。
【００２０】発泡ブロックは連続気泡材料であるが、網
状発泡物を介した熱伝達は、図６および７に示すよう
に、発泡物に結合された固体基板材料の熱伝達特性に従
うことが判明した。図６の上向きに傾斜する実線（下の
曲線）は、矢印によって示された流れ方向で、長さｃの
長い発泡ブロックを有する基板上で熱境界層厚δtが成
長することを示す。それに対して、図６の下向きに傾斜
する破線（上の曲線）は、同じ発泡ブロックにわたる熱
伝達係数ｈの変動を示す。２つの曲線の反対傾向は、熱
境界の厚さが増加するにつれて熱伝達係数が減少するこ
とを示す。言い換えれば、熱境界層厚は熱伝達に対する
抵抗の直接的な尺度であるため、熱境界の厚さが増加す
るにつれて熱伝達に対する抵抗が増加する。境界層厚が
小さいほど、熱伝達に対する抵抗が小さくなる。
状発泡物を介した熱伝達は、図６および７に示すよう
に、発泡物に結合された固体基板材料の熱伝達特性に従
うことが判明した。図６の上向きに傾斜する実線（下の
曲線）は、矢印によって示された流れ方向で、長さｃの
長い発泡ブロックを有する基板上で熱境界層厚δtが成
長することを示す。それに対して、図６の下向きに傾斜
する破線（上の曲線）は、同じ発泡ブロックにわたる熱
伝達係数ｈの変動を示す。２つの曲線の反対傾向は、熱
境界の厚さが増加するにつれて熱伝達係数が減少するこ
とを示す。言い換えれば、熱境界層厚は熱伝達に対する
抵抗の直接的な尺度であるため、熱境界の厚さが増加す
るにつれて熱伝達に対する抵抗が増加する。境界層厚が
小さいほど、熱伝達に対する抵抗が小さくなる。
【００２１】図７の上向きに傾斜する実線（下の曲線）
は、矢印によって示された流れ方向で、長さｘの短い発
泡ブロックのアレイを有する基板上で熱境界層が成長す
ることを示す。それに対して、図７の点線（上の曲線）
は、同じ発泡ブロックのアレイにわたる熱伝達係数ｈの
変動を示す。この熱伝達係数曲線は、のこぎり歯波形に
似ている。熱伝達係数曲線ののこぎり歯的性質は、熱境
界層が、後続の発泡ブロックの前縁で新たに発達し始め
るため、短い発泡ブロックそれぞれの後縁で流体流が繰
り返し中断されることによるものである。したがって、
全体的な熱境界層厚δtは、非常に厚くなるためのチャ
ンスを決して得ることがなく、その結果として、熱伝達
係数が固体基板の長手方向全体にわたってかなり高いま
まとなる。発泡ブロック長ｘを適切に選択することによ
り、基板からの熱伝達率を所望のレベルで維持すること
ができる。
は、矢印によって示された流れ方向で、長さｘの短い発
泡ブロックのアレイを有する基板上で熱境界層が成長す
ることを示す。それに対して、図７の点線（上の曲線）
は、同じ発泡ブロックのアレイにわたる熱伝達係数ｈの
変動を示す。この熱伝達係数曲線は、のこぎり歯波形に
似ている。熱伝達係数曲線ののこぎり歯的性質は、熱境
界層が、後続の発泡ブロックの前縁で新たに発達し始め
るため、短い発泡ブロックそれぞれの後縁で流体流が繰
り返し中断されることによるものである。したがって、
全体的な熱境界層厚δtは、非常に厚くなるためのチャ
ンスを決して得ることがなく、その結果として、熱伝達
係数が固体基板の長手方向全体にわたってかなり高いま
まとなる。発泡ブロック長ｘを適切に選択することによ
り、基板からの熱伝達率を所望のレベルで維持すること
ができる。
【００２２】したがって、本発明の代替実施形態によれ
ば、発泡物の短いブロックのアレイ、または「断続」ブ
ロックが、所望の熱伝達を選択するために使用される。
そのような断続ブロックの好ましい長さを確定するため
の式を本明細書に記載する。この式は、長さに好ましい
上下閾値を定義するが、より長い、またはより短い長さ
をも企図する。さらに、下閾値に近づく長さがより好ま
しい。
ば、発泡物の短いブロックのアレイ、または「断続」ブ
ロックが、所望の熱伝達を選択するために使用される。
そのような断続ブロックの好ましい長さを確定するため
の式を本明細書に記載する。この式は、長さに好ましい
上下閾値を定義するが、より長い、またはより短い長さ
をも企図する。さらに、下閾値に近づく長さがより好ま
しい。
【００２３】本発明の他の実施形態を図４および図５に
示す。図では、デバイスが、コンピュータ・チップなど
マイクロエレクトロニクス構成部品の配置および取付け
に適した凹部領域３１を含むことが好ましい熱拡散プレ
ート３０を備える。凹部領域３１は、高電力密度チップ
用に使用されるヒート・シンクと拡散プレートの間の典
型的な界面をなくし、それにより、チップから冷媒流へ
の熱伝達に対する全体的な熱抵抗を下げる。さらに図で
は、デバイスがフィン３２と、フィンの幅の間で、フィ
ンの流れ長の少なくとも一部分に沿って空間を満たす間
隙３６を間に有する断続ブロック３４のアレイとを備え
る。断続ブロックは、すべてほぼ等しい長さのものであ
ることが好ましいが、各端部のブロックは、選択された
拡散プレートの寸法決めに対処するために、他のブロッ
クより短くすることができることを企図する。フィン３
２および断続ブロック３４は、凹部領域３１を有する表
面とは反対側である拡散プレート３０の表面上に載置さ
れるアセンブリを形成する。
示す。図では、デバイスが、コンピュータ・チップなど
マイクロエレクトロニクス構成部品の配置および取付け
に適した凹部領域３１を含むことが好ましい熱拡散プレ
ート３０を備える。凹部領域３１は、高電力密度チップ
用に使用されるヒート・シンクと拡散プレートの間の典
型的な界面をなくし、それにより、チップから冷媒流へ
の熱伝達に対する全体的な熱抵抗を下げる。さらに図で
は、デバイスがフィン３２と、フィンの幅の間で、フィ
ンの流れ長の少なくとも一部分に沿って空間を満たす間
隙３６を間に有する断続ブロック３４のアレイとを備え
る。断続ブロックは、すべてほぼ等しい長さのものであ
ることが好ましいが、各端部のブロックは、選択された
拡散プレートの寸法決めに対処するために、他のブロッ
クより短くすることができることを企図する。フィン３
２および断続ブロック３４は、凹部領域３１を有する表
面とは反対側である拡散プレート３０の表面上に載置さ
れるアセンブリを形成する。
【００２４】図４を参照すると、フィン３２は、実質的
に拡散プレート３０と直角をなすように載置されてい
る。断続ブロック３４は、図５に示すように、フィン３
２の間に載置され、隣接するフィン間で水平空間を画定
する幅領域を満たし、フィンの流れ長に沿って連なる断
続ブロックの間に間隙３６を残す。連なる断続ブロック
間の間隙３６は重要でないが、間隙３６はできる限り小
さいことが好ましい。断続ブロック３４はまた、フィン
３２の高さまで、隣接するフィン間で垂直空間を画定す
る高さ領域を満たすことが好ましい。
に拡散プレート３０と直角をなすように載置されてい
る。断続ブロック３４は、図５に示すように、フィン３
２の間に載置され、隣接するフィン間で水平空間を画定
する幅領域を満たし、フィンの流れ長に沿って連なる断
続ブロックの間に間隙３６を残す。連なる断続ブロック
間の間隙３６は重要でないが、間隙３６はできる限り小
さいことが好ましい。断続ブロック３４はまた、フィン
３２の高さまで、隣接するフィン間で垂直空間を画定す
る高さ領域を満たすことが好ましい。
【００２５】図２および４は、高さ領域を満たす発泡ブ
ロック２４および断続ブロック３４を示すが、代替実施
形態では、ブロックが高さ領域を部分的に満たす、また
はあふれるほど満たすことができることを企図する。
ロック２４および断続ブロック３４を示すが、代替実施
形態では、ブロックが高さ領域を部分的に満たす、また
はあふれるほど満たすことができることを企図する。
【００２６】図２および５を参照すると、本発明のヒー
ト・シンクは、フィン２２および３２が実質的に互いに
平行であり、かつそれぞれ拡散プレート２０および３０
の長手方向に沿って位置合わせされるように構成され
る。
ト・シンクは、フィン２２および３２が実質的に互いに
平行であり、かつそれぞれ拡散プレート２０および３０
の長手方向に沿って位置合わせされるように構成され
る。
【００２７】拡散プレートのサイズおよび冷却流の長手
方向に沿ったフィンの長さの選択は、所与のパワー散逸
要件について、当技術分野で周知である技法に従う。拡
散プレートの全体的な寸法は、熱源（コンピュータ・チ
ップなど）の表面から放散すべき熱量に応じて概ね規定
される。拡散プレート表面積は、拡散プレートを渡って
流れる冷却流体の規定された流量について、熱源からの
熱が拡散プレートの端部に拡散することが可能なように
するべきである。パッケージング制約など追加の考慮す
べき点もまた、拡散プレート表面積を決定することがで
きる。
方向に沿ったフィンの長さの選択は、所与のパワー散逸
要件について、当技術分野で周知である技法に従う。拡
散プレートの全体的な寸法は、熱源（コンピュータ・チ
ップなど）の表面から放散すべき熱量に応じて概ね規定
される。拡散プレート表面積は、拡散プレートを渡って
流れる冷却流体の規定された流量について、熱源からの
熱が拡散プレートの端部に拡散することが可能なように
するべきである。パッケージング制約など追加の考慮す
べき点もまた、拡散プレート表面積を決定することがで
きる。
【００２８】しかし、一般に、拡散プレート表面積は、
熱源の表面積に面積拡大率を乗じることによって選択す
る。面積拡大率λ＝Ａs／Ａhは、熱源の表面積Ａhと拡
散プレートの表面積Ａsの比を表す。λの典型的な値は
８から１２の範囲にあり、一般に、熱源の所与の表面積
について拡散プレート表面積を計算する際に使用され
る。熱除去効率の見地から、λはできる限り低くするべ
きである。寸法の最適化された伝導性の高いフィンなど
効果の高い熱伝達表面、および／または網状発泡物など
熱伝達増加手段の使用によって、比較的低い値のλが得
られる。たとえば、本発明では、熱源の表面積が１．５
ｉｎ2（９．７５ｃｍ2）であり、選択された面積拡大率
をλ＝８（高効率伝達の場合）とする場合には、拡散プ
レートの表面積は８×１．５＝１２ｉｎ2（７８ｃｍ2）
となる。この面積の拡散プレートの場合、パッケージン
グの考慮すべき点により、流れ方向のプレートの長さを
４ｉｎ（１０．１６ｃｍ）にするように規定されよう。
次いで拡散プレートの幅は、３ｉｎ（７．６２ｃｍ）に
なる。
熱源の表面積に面積拡大率を乗じることによって選択す
る。面積拡大率λ＝Ａs／Ａhは、熱源の表面積Ａhと拡
散プレートの表面積Ａsの比を表す。λの典型的な値は
８から１２の範囲にあり、一般に、熱源の所与の表面積
について拡散プレート表面積を計算する際に使用され
る。熱除去効率の見地から、λはできる限り低くするべ
きである。寸法の最適化された伝導性の高いフィンなど
効果の高い熱伝達表面、および／または網状発泡物など
熱伝達増加手段の使用によって、比較的低い値のλが得
られる。たとえば、本発明では、熱源の表面積が１．５
ｉｎ2（９．７５ｃｍ2）であり、選択された面積拡大率
をλ＝８（高効率伝達の場合）とする場合には、拡散プ
レートの表面積は８×１．５＝１２ｉｎ2（７８ｃｍ2）
となる。この面積の拡散プレートの場合、パッケージン
グの考慮すべき点により、流れ方向のプレートの長さを
４ｉｎ（１０．１６ｃｍ）にするように規定されよう。
次いで拡散プレートの幅は、３ｉｎ（７．６２ｃｍ）に
なる。
【００２９】フィン数および流れ方向のフィンの長さ
は、フィン間隔ａの計算に従って決定することができ
る。たとえば、適用可能な熱伝達の考慮すべき点に基づ
いて、フィン間隔ａ＝０．５９３８ｉｎ（１．５０８ｃ
ｍ）およびフィンの厚さδf＝０．１２５ｉｎ（０．３
１７５ｃｍ）の場合には、フィンの最大数ｎを次のよう
に決定することができる。拡散プレートの幅は、ｎ個の
フィンｎδfによって占有される空間に、フィン間の間
隙（ｎ−１）ａによって塞がれる空間を加えたものに等
しい。３インチ（７．６２ｃｍ）の幅を有する拡散プレ
ートの場合、フィン数は、式ｎδf＋（ｎ−１）ａ＝３
ｉｎ（７．６２ｃｍ）から計算することができる。δｆ
＝０．１２５ｉｎ（０．３１７５ｃｍ）、ａ＝０．５９
３８ｉｎ（１．５０８ｃｍ）を使用し、ｎについて解く
と、フィン数は５に等しい。
は、フィン間隔ａの計算に従って決定することができ
る。たとえば、適用可能な熱伝達の考慮すべき点に基づ
いて、フィン間隔ａ＝０．５９３８ｉｎ（１．５０８ｃ
ｍ）およびフィンの厚さδf＝０．１２５ｉｎ（０．３
１７５ｃｍ）の場合には、フィンの最大数ｎを次のよう
に決定することができる。拡散プレートの幅は、ｎ個の
フィンｎδfによって占有される空間に、フィン間の間
隙（ｎ−１）ａによって塞がれる空間を加えたものに等
しい。３インチ（７．６２ｃｍ）の幅を有する拡散プレ
ートの場合、フィン数は、式ｎδf＋（ｎ−１）ａ＝３
ｉｎ（７．６２ｃｍ）から計算することができる。δｆ
＝０．１２５ｉｎ（０．３１７５ｃｍ）、ａ＝０．５９
３８ｉｎ（１．５０８ｃｍ）を使用し、ｎについて解く
と、フィン数は５に等しい。
【００３０】本発明の好ましいヒート・シンクでは、発
泡物幅に等しいフィン間隔ａ、および発泡物高さに等し
いフィン高さｂが、次の式に従って最適化される。熱伝
達の考慮すべき点に基づいて、最適なフィン高さ（図２
および４に示す）ｂは、
泡物幅に等しいフィン間隔ａ、および発泡物高さに等し
いフィン高さｂが、次の式に従って最適化される。熱伝
達の考慮すべき点に基づいて、最適なフィン高さ（図２
および４に示す）ｂは、
【００３１】
【数５】
【００３２】の関係を使用して決定され、ただし、ｋf
は、選択されたフィン材料の熱伝導率、Ｂｔｕ／ｆｔ・
ｓ・°Ｆ、δfは、フィンの厚さ、ｆｔ、ｈは、フィン
と拡散プレートによって境界を画された発泡物充填空間
の対流熱伝達係数、Ｂｔｕ／ｆｔ2・ｓ・°Ｆであり、
ｈは式、
は、選択されたフィン材料の熱伝導率、Ｂｔｕ／ｆｔ・
ｓ・°Ｆ、δfは、フィンの厚さ、ｆｔ、ｈは、フィン
と拡散プレートによって境界を画された発泡物充填空間
の対流熱伝達係数、Ｂｔｕ／ｆｔ2・ｓ・°Ｆであり、
ｈは式、
【００３３】
【数６】
【００３４】によって得られ、ただし、ｎは、発泡材の
線密度、１フィート当たり孔数、φは、小数で表された
発泡物多孔率、ρは、流れる流体の密度、ｌｂm／ｆ
ｔ3、ｋは、流れる流体の熱伝導率、Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ
・°Ｆ、ｃpは、流れる流体の等圧比熱、Ｂｔｕ／ｌｂm
・°Ｆ、μは、流れる流体の動的粘度、ｌｂm／ｆｔ・
ｓ、ｕmは、流れる流体の平均速度、ｆｔ／ｓである。
線密度、１フィート当たり孔数、φは、小数で表された
発泡物多孔率、ρは、流れる流体の密度、ｌｂm／ｆ
ｔ3、ｋは、流れる流体の熱伝導率、Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ
・°Ｆ、ｃpは、流れる流体の等圧比熱、Ｂｔｕ／ｌｂm
・°Ｆ、μは、流れる流体の動的粘度、ｌｂm／ｆｔ・
ｓ、ｕmは、流れる流体の平均速度、ｆｔ／ｓである。
【００３５】本発明によれば、最適なフィン間隔（図２
Ａおよび３Ａに示す）ａは、 ａ＝Φδ （３） の関係によって決定され、ただし、Φは、数値実験およ
び測定によって決まる値が約１から約６の間の範囲にわ
たる係数、δは、最小フィン間隔、ｆｔである。Φの好
ましい値は約２．５である。しかし、熱放散および圧力
低下の考慮すべき点に基づいて、より高い値のΦを使用
することができる。熱伝達の考慮すべき点に基づいて、
最小フィン間隔δは、
Ａおよび３Ａに示す）ａは、 ａ＝Φδ （３） の関係によって決定され、ただし、Φは、数値実験およ
び測定によって決まる値が約１から約６の間の範囲にわ
たる係数、δは、最小フィン間隔、ｆｔである。Φの好
ましい値は約２．５である。しかし、熱放散および圧力
低下の考慮すべき点に基づいて、より高い値のΦを使用
することができる。熱伝達の考慮すべき点に基づいて、
最小フィン間隔δは、
【００３６】
【数７】
【００３７】の関係によって決定され、ただし、ｃは、
流れ方向でのフィンの長さ、ｆｔ、ｋは、流れる流体の
熱伝導率、Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ・°Ｆ、ρは、流れる流体
の密度、ｌｂm／ｆｔ3、ｃpは、流れる流体の等圧比
熱、Ｂｔｕ／ｌｂm・°Ｆ、ｕmは、流れる流体の平均速
度、ｆｔ／ｓである。
流れ方向でのフィンの長さ、ｆｔ、ｋは、流れる流体の
熱伝導率、Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ・°Ｆ、ρは、流れる流体
の密度、ｌｂm／ｆｔ3、ｃpは、流れる流体の等圧比
熱、Ｂｔｕ／ｌｂm・°Ｆ、ｕmは、流れる流体の平均速
度、ｆｔ／ｓである。
【００３８】図４および６に示す代替実施形態では、断
続ブロックのアレイが、フィンの間で、フィンの長さの
少なくとも一部分に沿って幅を満たし、図２および３に
示すような単一連続発泡ブロックに置き換えられる。こ
の実施形態では、流れ方向で、高い熱伝達係数を維持す
るために必要とされる個々の短長ブロックの発泡物長ｘ
は、フィン間隔ａ（および発泡ブロック幅）とフィン高
さｂ（および発泡ブロックの高さ）に関係する。長さｘ
は、次の関係に従って決定される。まず、フィンの壁か
ら成長する熱境界層厚δtが次のように決定され、
続ブロックのアレイが、フィンの間で、フィンの長さの
少なくとも一部分に沿って幅を満たし、図２および３に
示すような単一連続発泡ブロックに置き換えられる。こ
の実施形態では、流れ方向で、高い熱伝達係数を維持す
るために必要とされる個々の短長ブロックの発泡物長ｘ
は、フィン間隔ａ（および発泡ブロック幅）とフィン高
さｂ（および発泡ブロックの高さ）に関係する。長さｘ
は、次の関係に従って決定される。まず、フィンの壁か
ら成長する熱境界層厚δtが次のように決定され、
【００３９】
【数８】
【００４０】ただし、ｘは、流れ方向での断続発泡ブロ
ックの長さ（図４に示す）ｋは、流れる流体の熱伝導
率、Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ・°Ｆ、ρは、流れる流体の密
度、ｌｂm／ｆｔ3、ｃpは、流れる流体の等圧比熱、Ｂ
ｔｕ／ｌｂm・°Ｆ、ｕmは、流れる流体の平均速度、ｆ
ｔ／ｓであり、これは、
ックの長さ（図４に示す）ｋは、流れる流体の熱伝導
率、Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ・°Ｆ、ρは、流れる流体の密
度、ｌｂm／ｆｔ3、ｃpは、流れる流体の等圧比熱、Ｂ
ｔｕ／ｌｂm・°Ｆ、ｕmは、流れる流体の平均速度、ｆ
ｔ／ｓであり、これは、
【００４１】
【数９】
【００４２】であり、マス流量、ｍ・（ｍの上に・が付
されている状態を示す）（ｌｂ／ｓ）に関係し、ただ
し、Ａcは、流れ方向と直角をなす発泡ブロックの断面
積、ｆｔ2、φは、小数で表された発泡物多孔率、ａ
は、発泡ブロックの幅、ｆｔ、ｂは、発泡ブロックの高
さ、ｆｔである。式（６）を式（５）に導入してｕmを
省くと、
されている状態を示す）（ｌｂ／ｓ）に関係し、ただ
し、Ａcは、流れ方向と直角をなす発泡ブロックの断面
積、ｆｔ2、φは、小数で表された発泡物多孔率、ａ
は、発泡ブロックの幅、ｆｔ、ｂは、発泡ブロックの高
さ、ｆｔである。式（６）を式（５）に導入してｕmを
省くと、
【００４３】
【数１０】
【００４４】本発明のデバイス内での熱伝達を最適化す
るために、フィンの壁から成長する熱境界層厚δtは、
０．５ａの値を超えるべきではないものと決定された。
また、熱境界層厚を最小化することにより、熱伝達が最
大化するものと決定された。さらに、δtの実際的な最
小値は、その最大値の約５％、または約０．０２５ａで
あるものと決定された。それに応じて、長さｘのための
範囲は、約０．０２５ａより大きいδｔについて選択す
ることが好ましく、長さｘを約０．０５ａ未満のδｔに
ついて選択することがより好ましく、長さｘを約０．０
２５ａに等しいδｔについて選択することが最も好まし
い。したがって、δｔのこれらの値それぞれを式（７）
に導入することにより、ｘにとって好ましい範囲は、次
式に従って決定される。
るために、フィンの壁から成長する熱境界層厚δtは、
０．５ａの値を超えるべきではないものと決定された。
また、熱境界層厚を最小化することにより、熱伝達が最
大化するものと決定された。さらに、δtの実際的な最
小値は、その最大値の約５％、または約０．０２５ａで
あるものと決定された。それに応じて、長さｘのための
範囲は、約０．０２５ａより大きいδｔについて選択す
ることが好ましく、長さｘを約０．０５ａ未満のδｔに
ついて選択することがより好ましく、長さｘを約０．０
２５ａに等しいδｔについて選択することが最も好まし
い。したがって、δｔのこれらの値それぞれを式（７）
に導入することにより、ｘにとって好ましい範囲は、次
式に従って決定される。
【００４５】
【数１１】
【００４６】熱源から拡散プレートを介してフィンおよ
び発泡物への熱伝導性を最大化するために、フィンと発
泡物を互いに、かつ拡散プレートに結合する。ろう付け
など熱結合が好ましいが、たとえば、伝導性エポキシを
使用して接着結合を形成することを含む適切な手段を使
用することができる。適切な熱伝導性エポキシは、たと
えば、Ａｂｌｅｓｔｉｃｋ，Ｉｎｃ．より入手可能なＴ
ｈｅｒｍａｘｘ ２６００Ｋである。本発明の好ましい
ヒート・シンクでは、フィン、発泡ブロック、拡散プレ
ートを組み立て、次いで炉内ろう付けして発泡物をフィ
ンおよび拡散プレートに結合することが好ましい。
び発泡物への熱伝導性を最大化するために、フィンと発
泡物を互いに、かつ拡散プレートに結合する。ろう付け
など熱結合が好ましいが、たとえば、伝導性エポキシを
使用して接着結合を形成することを含む適切な手段を使
用することができる。適切な熱伝導性エポキシは、たと
えば、Ａｂｌｅｓｔｉｃｋ，Ｉｎｃ．より入手可能なＴ
ｈｅｒｍａｘｘ ２６００Ｋである。本発明の好ましい
ヒート・シンクでは、フィン、発泡ブロック、拡散プレ
ートを組み立て、次いで炉内ろう付けして発泡物をフィ
ンおよび拡散プレートに結合することが好ましい。
【００４７】拡散プレートおよびフィンは中実であり、
当技術分野で周知の熱伝導性材料から作る。網状発泡物
は連続気泡媒体であり、これもまた周知の熱伝導性材料
から作る。好ましい熱伝導性材料は、アルミニウム、
銅、グラファイト、窒化アルミニウム・セラミックを含
む。拡散プレート、フィン、網状発泡物は、同じ材料、
または異なる材料から選択することができる。好ましい
実施形態では、拡散プレート、フィン、網状発泡物用に
選択された熱伝導性材料がアルミニウムである。
当技術分野で周知の熱伝導性材料から作る。網状発泡物
は連続気泡媒体であり、これもまた周知の熱伝導性材料
から作る。好ましい熱伝導性材料は、アルミニウム、
銅、グラファイト、窒化アルミニウム・セラミックを含
む。拡散プレート、フィン、網状発泡物は、同じ材料、
または異なる材料から選択することができる。好ましい
実施形態では、拡散プレート、フィン、網状発泡物用に
選択された熱伝導性材料がアルミニウムである。
【００４８】網状発泡構造物は、市販元から入手でき、
あるいは、当技術分野で周知の方法によって作製するこ
とができる。金属発泡物を作製するために適した工程
は、Ｗａｌｚの米国特許第３，６１６，８４１号および
第３，９４６，０３９号に開示され、セラミック発泡物
を作製するための工程は、米国特許第４，８０８，５５
８号に開示され、これらの教示を参照により本明細書に
組み込む。網状発泡物金属は、多数の形状、密度、気泡
サイズを有するように製造者が形成することができる。
本明細書で使用されているような発泡ブロックは、その
ような製造者から入手することも、より大きな部片から
切り取ることもできる。本明細書で使用するのに適した
アルミニウム発泡物は、カリフォルニア州オークランド
のＥｎｅｒｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｇｅｎｅ
ｒａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．より商品名ＤＵＯＣＥＬで入手
可能である。
あるいは、当技術分野で周知の方法によって作製するこ
とができる。金属発泡物を作製するために適した工程
は、Ｗａｌｚの米国特許第３，６１６，８４１号および
第３，９４６，０３９号に開示され、セラミック発泡物
を作製するための工程は、米国特許第４，８０８，５５
８号に開示され、これらの教示を参照により本明細書に
組み込む。網状発泡物金属は、多数の形状、密度、気泡
サイズを有するように製造者が形成することができる。
本明細書で使用されているような発泡ブロックは、その
ような製造者から入手することも、より大きな部片から
切り取ることもできる。本明細書で使用するのに適した
アルミニウム発泡物は、カリフォルニア州オークランド
のＥｎｅｒｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｇｅｎｅ
ｒａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．より商品名ＤＵＯＣＥＬで入手
可能である。
【００４９】以下の実施例は、マイクロエレクトロニク
ス冷却応用分野のために設計された本発明のヒート・シ
ンクを示すものであり、上述の関係を使用し、最大約２
００ワットのパワー散逸要件に基づいている。
ス冷却応用分野のために設計された本発明のヒート・シ
ンクを示すものであり、上述の関係を使用し、最大約２
００ワットのパワー散逸要件に基づいている。
【００５０】実施例１
単一連続発泡ブロックを有する本発明のヒート・シンク
では、厚さδt＝０．１２５インチ（０．０１０４ｆ
ｔ）（０．３１７５ｃｍ）ならびに熱伝導率ｋf＝１３
３Ｂｔｕ／ｆｔ・ｈ・°Ｆ（０．０３６９Ｂｔｕ／ｆｔ
・ｓ・°Ｆ）（１９７．９ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）を有
するアルミニウム・フィンを選択する。パッケージング
および熱放散の考慮すべき点によって示される流れ方向
でのフィンの長さｃは４インチ（０．３３３３ｆｔ）
（１０．１６ｃｍ）である。１インチ（２．５４ｃｍ）
当たり孔数ｎ＝２０個（１フィート当たり孔２４０個）
の線密度、および多孔率φ＝０．９０を有する市販の連
続気泡アルミニウム発泡物をも選択する。冷却媒体は、
平均速度ｕm＝１０ｆｔ／ｓ（３．０４８ｍ／ｓ）で流
れる周囲空気である。周囲空気の移送特性は次のとおり
である。
では、厚さδt＝０．１２５インチ（０．０１０４ｆ
ｔ）（０．３１７５ｃｍ）ならびに熱伝導率ｋf＝１３
３Ｂｔｕ／ｆｔ・ｈ・°Ｆ（０．０３６９Ｂｔｕ／ｆｔ
・ｓ・°Ｆ）（１９７．９ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）を有
するアルミニウム・フィンを選択する。パッケージング
および熱放散の考慮すべき点によって示される流れ方向
でのフィンの長さｃは４インチ（０．３３３３ｆｔ）
（１０．１６ｃｍ）である。１インチ（２．５４ｃｍ）
当たり孔数ｎ＝２０個（１フィート当たり孔２４０個）
の線密度、および多孔率φ＝０．９０を有する市販の連
続気泡アルミニウム発泡物をも選択する。冷却媒体は、
平均速度ｕm＝１０ｆｔ／ｓ（３．０４８ｍ／ｓ）で流
れる周囲空気である。周囲空気の移送特性は次のとおり
である。
【００５１】密度ρ＝０．０７４９ｌｂm／ｆｔ3（１．
１９９７ｋｇ／ｍ3） 熱伝導率ｋ＝０．０００００４１Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ・°
Ｆ（０．０００００６１００８ｋｃａｌ／ｍ・ｓ・℃） 等圧比熱ｃp＝０．２４１０Ｂｔｕ／ｌｂm・°Ｆ（０．
２４１０ｋｃａｌ／ｋｇ・℃） 動的粘度μ＝０．００００１２３ｌｂm／ｆｔ・ｓ
（０．００００１８３ｋｇ／ｍ・ｓ）
１９９７ｋｇ／ｍ3） 熱伝導率ｋ＝０．０００００４１Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ・°
Ｆ（０．０００００６１００８ｋｃａｌ／ｍ・ｓ・℃） 等圧比熱ｃp＝０．２４１０Ｂｔｕ／ｌｂm・°Ｆ（０．
２４１０ｋｃａｌ／ｋｇ・℃） 動的粘度μ＝０．００００１２３ｌｂm／ｆｔ・ｓ
（０．００００１８３ｋｇ／ｍ・ｓ）
【００５２】最適なフィン高さｂを決定するために、ま
ず上記の式（２）を使用して対流熱伝達係数ｈを決定
し、ｈ＝０．０３１３Ｂｔｕ／ｆｔ2・ｓ・°Ｆ（０．
１５２８ｋｃａｌ／ｍ2・ｓ・℃）を得る。次に、この
ｈの値を上記の式（１）に導入して、発明者等は、最適
なフィン高さｂ＝０．０７２１ｆｔ（０．８６４６イン
チ）（２．１９８ｃｍ）を得る。
ず上記の式（２）を使用して対流熱伝達係数ｈを決定
し、ｈ＝０．０３１３Ｂｔｕ／ｆｔ2・ｓ・°Ｆ（０．
１５２８ｋｃａｌ／ｍ2・ｓ・℃）を得る。次に、この
ｈの値を上記の式（１）に導入して、発明者等は、最適
なフィン高さｂ＝０．０７２１ｆｔ（０．８６４６イン
チ）（２．１９８ｃｍ）を得る。
【００５３】最適なフィン間隔ａを決定するために、ま
ず式（４）を使用して最小フィン間隔δを決定し、δ＝
０．０２０１ｆｔ（０．２４１７インチ）（０．６１２
６ｃｍ）を得る。次いで、式（３）を使用し、係数Φ＝
２．５を選択することにより、最適なフィン間隔ａ＝
０．６０４３インチ（１．５３５ｃｍ）となる。
ず式（４）を使用して最小フィン間隔δを決定し、δ＝
０．０２０１ｆｔ（０．２４１７インチ）（０．６１２
６ｃｍ）を得る。次いで、式（３）を使用し、係数Φ＝
２．５を選択することにより、最適なフィン間隔ａ＝
０．６０４３インチ（１．５３５ｃｍ）となる。
【００５４】実施例２
この実施例は、フィン材料がアルミニウムから銅に変え
られたことを除き実施例１と同じである。銅製フィン
は、厚さδf＝０．１２５インチ（０．０１０４ｆｔ）
（０．３１７５ｃｍ）ならびに熱伝導率ｋf＝２２６Ｂ
ｔｕ／ｆｔ・ｈ・°Ｆ（０．０６２８Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ
・°Ｆ）（３３６．２８８ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）を有
する。パッケージングおよび熱放散の考慮すべき点によ
って示される流れ方向でのフィンの長さｃは４インチ
（０．３３３３ｆｔ）（１０．１６ｃｍ）である。網状
発泡物は、線密度１インチ（２．５４ｃｍ）当たり孔数
ｎ＝２０個（１フィート当たり孔２４０個）、および多
孔率φ＝０．９０を有する市販の連続気泡アルミニウム
発泡物である。冷却媒体は、平均速度ｕm＝１０ｆｔ／
ｓ（３．０４８ｍ／ｓ）で流れる周囲空気である。周囲
空気の移送特性は次のとおりである。
られたことを除き実施例１と同じである。銅製フィン
は、厚さδf＝０．１２５インチ（０．０１０４ｆｔ）
（０．３１７５ｃｍ）ならびに熱伝導率ｋf＝２２６Ｂ
ｔｕ／ｆｔ・ｈ・°Ｆ（０．０６２８Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ
・°Ｆ）（３３６．２８８ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）を有
する。パッケージングおよび熱放散の考慮すべき点によ
って示される流れ方向でのフィンの長さｃは４インチ
（０．３３３３ｆｔ）（１０．１６ｃｍ）である。網状
発泡物は、線密度１インチ（２．５４ｃｍ）当たり孔数
ｎ＝２０個（１フィート当たり孔２４０個）、および多
孔率φ＝０．９０を有する市販の連続気泡アルミニウム
発泡物である。冷却媒体は、平均速度ｕm＝１０ｆｔ／
ｓ（３．０４８ｍ／ｓ）で流れる周囲空気である。周囲
空気の移送特性は次のとおりである。
【００５５】密度ρ＝０．０７４９ｌｂm／ｆｔ3（１．
１９９７ｋｇ／ｍ3） 熱伝導率ｋ＝０．０００００４１Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ・°
Ｆ（０．０００００６１００８ｋｃａｌ／ｍ・ｓ・℃） 等圧比熱ｃp＝０．２４１０Ｂｔｕ／ｌｂm・°Ｆ（０．
２４１０ｋｃａｌ／ｋｇ・℃） 動的粘度μ＝０．００００１２３ｌｂm／ｆｔ・ｓ
（０．００００１８３ｋｇ／ｍ・ｓ）
１９９７ｋｇ／ｍ3） 熱伝導率ｋ＝０．０００００４１Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ・°
Ｆ（０．０００００６１００８ｋｃａｌ／ｍ・ｓ・℃） 等圧比熱ｃp＝０．２４１０Ｂｔｕ／ｌｂm・°Ｆ（０．
２４１０ｋｃａｌ／ｋｇ・℃） 動的粘度μ＝０．００００１２３ｌｂm／ｆｔ・ｓ
（０．００００１８３ｋｇ／ｍ・ｓ）
【００５６】実施例１と同様に、式（２）を使用して、
対流熱伝達係数ｈ＝０．０３１３Ｂｔｕ／ｆｔ2・ｓ・
°Ｆ（０．１５２８ｋｃａｌ／ｍ2・ｓ・℃）。次い
で、式（１）を使用して、発明者等は、最適なフィン高
さｂ＝０．０９３９ｆｔ（１．１２７１インチ）（２．
８６２ｃｍ）を得る。この最適な銅製フィンの高さは、
アルミニウム製フィンの場合より３０％高く、同じフィ
ンの厚さについて、銅製フィンは、アルミニウム製フィ
ンより高い熱放散の潜在能力を有することを示す。これ
は、銅の高い熱伝導性に起因している可能性がある。
対流熱伝達係数ｈ＝０．０３１３Ｂｔｕ／ｆｔ2・ｓ・
°Ｆ（０．１５２８ｋｃａｌ／ｍ2・ｓ・℃）。次い
で、式（１）を使用して、発明者等は、最適なフィン高
さｂ＝０．０９３９ｆｔ（１．１２７１インチ）（２．
８６２ｃｍ）を得る。この最適な銅製フィンの高さは、
アルミニウム製フィンの場合より３０％高く、同じフィ
ンの厚さについて、銅製フィンは、アルミニウム製フィ
ンより高い熱放散の潜在能力を有することを示す。これ
は、銅の高い熱伝導性に起因している可能性がある。
【００５７】最適なフィン間隔ａは、実施例１に従う。
まず式（４）を使用して最小フィン間隔δを決定し、δ
＝０．０２０１ｆｔ（０．２４１７インチ）（０．６１
２６ｃｍ）を得る。次いで、式（３）を使用し、係数Φ
＝２．５を選択することにより、最適なフィン間隔ａ＝
０．６０４３インチ（１．５３５ｃｍ）となる。
まず式（４）を使用して最小フィン間隔δを決定し、δ
＝０．０２０１ｆｔ（０．２４１７インチ）（０．６１
２６ｃｍ）を得る。次いで、式（３）を使用し、係数Φ
＝２．５を選択することにより、最適なフィン間隔ａ＝
０．６０４３インチ（１．５３５ｃｍ）となる。
【００５８】実施例３
ａ／ｂ＝１であり、発泡物が多孔率φ＝０．９を有する
断続発泡ブロックのアレイを有する本発明のヒート・シ
ンクでは、長さｘが式（８）を使用して決定される。冷
却流体として空気を使用し、等圧比熱ｃp＝０．２４１
０Ｂｔｕ／ｌｂm・°Ｆ（０．２４１０ｋｃａｌ／ｋｇ
・℃）、熱伝導率ｋ＝０．０００２４８Ｂｔｕ／ｍｉｎ
・ｆｔ・°Ｆ（０．０００３６９ｋｃａｌ／ｍ・ｍｉｎ
・℃）、発泡ブロックを介したマス・フロー率ｍ＝１ｌ
ｂm／ｍｉｎ（０．４５３６ｋｇ／ｍｉｎ）を有する
と、ｘにとって好ましい範囲は、約０．５８３７インチ
（１．４８３ｃｍ）から約２．３３４８インチ（５．９
３ｃｍ）である。
断続発泡ブロックのアレイを有する本発明のヒート・シ
ンクでは、長さｘが式（８）を使用して決定される。冷
却流体として空気を使用し、等圧比熱ｃp＝０．２４１
０Ｂｔｕ／ｌｂm・°Ｆ（０．２４１０ｋｃａｌ／ｋｇ
・℃）、熱伝導率ｋ＝０．０００２４８Ｂｔｕ／ｍｉｎ
・ｆｔ・°Ｆ（０．０００３６９ｋｃａｌ／ｍ・ｍｉｎ
・℃）、発泡ブロックを介したマス・フロー率ｍ＝１ｌ
ｂm／ｍｉｎ（０．４５３６ｋｇ／ｍｉｎ）を有する
と、ｘにとって好ましい範囲は、約０．５８３７インチ
（１．４８３ｃｍ）から約２．３３４８インチ（５．９
３ｃｍ）である。
【００５９】実施例４
実施例３と同じヒート・シンクについて、冷却流体とし
て空気を使用し、等圧比熱ｃp＝１Ｂｔｕ／ｌｂm・°Ｆ
（１ｋｃａｌ／ｋｇ・℃）、熱伝導率ｋ＝０．００５７
８Ｂｔｕ／ｍｉｎ・ｆｔ・°Ｆ（０．００８６ｋｃａｌ
／ｍ・ｍｉｎ・℃）、マス・フロー率ｍ＝０．２５ｌｂ
m／ｍｉｎ（０．１１３４ｋｇ／ｍｉｎ）を有すると、
ｘにとって好ましい範囲は、約０．０２６０インチ
（０．０６６ｃｍ）から約０．１０４０インチ（０．２
６４２ｃｍ）である。
て空気を使用し、等圧比熱ｃp＝１Ｂｔｕ／ｌｂm・°Ｆ
（１ｋｃａｌ／ｋｇ・℃）、熱伝導率ｋ＝０．００５７
８Ｂｔｕ／ｍｉｎ・ｆｔ・°Ｆ（０．００８６ｋｃａｌ
／ｍ・ｍｉｎ・℃）、マス・フロー率ｍ＝０．２５ｌｂ
m／ｍｉｎ（０．１１３４ｋｇ／ｍｉｎ）を有すると、
ｘにとって好ましい範囲は、約０．０２６０インチ
（０．０６６ｃｍ）から約０．１０４０インチ（０．２
６４２ｃｍ）である。
【００６０】開示したヒート・シンクを当業者が実施で
きるように以上本発明の好ましい実施形態について述べ
たが、以下の特許請求の範囲によって定義される本発明
の概念および意図から逸脱することなく、変形形態およ
び修正形態を使用できることを理解されたい。先の説明
および実施例は例示によるものとし、本発明の範囲を制
限するように読み取るべきではない。本発明の範囲は、
以下の特許請求の範囲を参照することによってのみ決定
されるべきである。
きるように以上本発明の好ましい実施形態について述べ
たが、以下の特許請求の範囲によって定義される本発明
の概念および意図から逸脱することなく、変形形態およ
び修正形態を使用できることを理解されたい。先の説明
および実施例は例示によるものとし、本発明の範囲を制
限するように読み取るべきではない。本発明の範囲は、
以下の特許請求の範囲を参照することによってのみ決定
されるべきである。
【図１】 従来技術の典型的なヒート・シンクの図であ
る。
る。
【図２】 連続（単一発泡物）ブロックを含む本発明の
改良型ヒート・シンクの平面図である。
改良型ヒート・シンクの平面図である。
【図３】 連続（単一発泡物）ブロックを含む本発明の
改良型ヒート・シンクの正面図である。
改良型ヒート・シンクの正面図である。
【図４】 断続（短長発泡物）ブロックを含む本発明の
改良型ヒート・シンクの平面図である。
改良型ヒート・シンクの平面図である。
【図５】 断続（短い発泡物）ブロックを含む本発明の
改良型ヒート・シンクの正面図である。
改良型ヒート・シンクの正面図である。
【図６】 連続ブロックおよび断続ブロックの熱伝達特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図７】 連続ブロックおよび断続ブロックの熱伝達特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 シュリカント・エム・ジョシ
アメリカ合衆国ニューヨーク州14221，ウ
ィリアムズヴィル，ラフェアル・コート
54
(72)発明者 ラッセルズ・エス・ジョンソン
アメリカ合衆国ニューヨーク州14150，ト
ナワンダ，パークハースト・ブールヴァー
ド 1031
Ｆターム(参考） 3L044 AA04 BA06 CA13 DA01 KA01
KA05
5E322 AA01 FA04
5F036 AA01 BB05
Claims (11)
- 【請求項１】 電子構成部品との接続に適した一方の表
面、および反対の表面上で平坦な領域を有する熱拡散プ
レート（３０）と、 実質的に互いに平行に位置決めされ、実質的に前記熱拡
散プレート（３０）の前記平坦な領域と直角をなして接
続される少なくとも２つの熱伝導フィン（３２）と、 前記少なくとも２つの熱伝導フィン（３２）間で位置付
けられ、かつそこに固定された多孔性熱伝導網状発泡ブ
ロック（３４）のアレイとを備え、前記発泡ブロック
（３４）は、発泡ブロック（３４）の前記アレイの２つ
の隣接するブロックそれぞれが該ブロック間の間隙（３
６）を画定するように、前記熱伝導フィン（３２）と平
行に線形方向に互いに離間されている、電子構成部品の
ためのヒート・シンク。 - 【請求項２】 前記熱伝導フィン（３２）の高さは、 【数１】 の関係によって決定され、ただし、 ｋfは、選択されたフィン材料の熱伝導率、Ｂｔｕ／ｆ
ｔ・ｓ・°Ｆ、 δfは、フィン（３２）の厚さ、ｆｔ、 ｈは、前記フィンと前記熱拡散プレート（３０）によっ
て境界を画された前記熱伝導網状発泡物充填空間の対流
熱伝達係数、Ｂｔｕ／ｆｔ2・ｓ・°Ｆであり、ｈは
式、 【数２】 によって得られ、ただし、 ｎは、前記熱伝導網状発泡材の線密度、１フィート当た
り孔数、 φは、小数で表された発泡物多孔率、 ρは、前記発泡物を流れるための流体の密度、ｌｂm／
ｆｔ3、 ｋは、前記流れる流体の熱伝導率、Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ・
°Ｆ、 ｃpは、前記流れる流体の等圧比熱、Ｂｔｕ／ｌｂm・°
Ｆ、 μは、前記流れる流体の動的粘度、ｌｂm／ｆｔ・ｓ、 ｕmは、前記流れる流体の平均速度、ｆｔ／ｓである、
請求項１に記載のヒート・シンク。 - 【請求項３】 フィン（３２）の間隔ａは、 ａ＝Φδ の関係によって決定され、ただし、 Φは１から６の間であり、 δ（ｆｔ）は、 【数３】 の関係によって決定され、ただし、 ｃは、通過する流体の流れ方向に沿って延びる選択され
たフィン（３２）の長さ、ｆｔ、 ｋは、前記流体の熱伝導率、Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ・°Ｆ、 ρは、前記流体の密度、ｌｂm／ｆｔ3、 ｃpは、前記流体の等圧比熱、Ｂｔｕ／ｌｂm・°Ｆ、 ｕmは、前記流体の平均速度、ｆｔ／ｓである、請求項
１に記載のヒート・シンク。 - 【請求項４】 通過する流体の流れ方向に沿って延びる
前記熱伝導網状発泡ブロック（３４）の長さｘは、 【数４】 によって定義される範囲から選択され、ただし、 φは、小数で表された前記発泡ブロック（３４）の多孔
率、 ρは、前記流体の密度、ｌｂm／ｆｔ3、 ｋは、前記流体の熱伝導率、Ｂｔｕ／ｆｔ・ｓ・°Ｆ、 ｃpは、前記流体の等圧比熱、Ｂｔｕ／ｌｂm・°Ｆ、 ｍ・（ｍの上に・が付されている状態を示す）は、前記
流体のマス流量、ｌｂ／ｓ ａは、前記発泡ブロック（３４）の幅、ｆｔ、 ｂは、前記発泡ブロック（３４）の高さ、ｆｔである、
請求項４に記載のヒート・シンク。 - 【請求項５】 前記熱拡散プレート（３０）、前記フィ
ン（３２）、前記熱伝導網状発泡ブロック（３４）は、
アルミニウム、銅、グラファイト、窒化アルミニウム・
セラミックからなるグループの１つで作製される、請求
項１に記載のヒート・シンク。 - 【請求項６】 前記熱拡散プレート（３０）、前記フィ
ン（３２）、前記熱伝導網状発泡ブロック（３４）はア
ルミニウム製である、請求項１に記載のヒート・シン
ク。 - 【請求項７】 前記多孔性熱伝導網状発泡ブロック（３
４）の高さは、実質的に前記熱伝導フィンの高さに等し
い、請求項１に記載のヒート・シンク。 - 【請求項８】 前記多孔性熱伝導網状発泡ブロック（３
４）の長さは、実質的に前記熱伝導フィンと平行に測定
するように等しい、請求項１に記載のヒート・シンク。 - 【請求項９】 前記熱拡散プレート（３０）の前記平坦
な領域に接続された、互いに平行な複数の熱伝導フィン
（３２）をさらに備え、前記フィン（３２）の隣接する
フィンの各対はその間で空間を画定し、前記多孔性熱伝
導網状発泡ブロック（３４）の前記アレイは、各前記空
間内で位置付けられた少なくとも２つの前記熱伝導網状
発泡ブロック（３４）を備え、前記少なくとも２つの熱
伝導網状発泡ブロック（３４）は互いに離間され、それ
によってブロック間の間隙（３６）を画定する、請求項
１に記載のヒート・シンク。 - 【請求項１０】 前記複数の熱伝導フィン（３２）が実
質的に均等に離間された、請求項９に記載のヒート・シ
ンク。 - 【請求項１１】 前記多孔性熱伝導網状発泡ブロック
（３４）の高さは、実質的に前記熱伝導フィン（３２）
の高さに等しい、請求項１０に記載のヒート・シンク。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/872678 | 2001-06-01 | ||
| US09/872,678 US6761211B2 (en) | 2000-03-14 | 2001-06-01 | High-performance heat sink for electronics cooling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003037226A true JP2003037226A (ja) | 2003-02-07 |
Family
ID=25360088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002136548A Pending JP2003037226A (ja) | 2001-06-01 | 2002-05-13 | エレクトロニクス冷却のための高性能ヒート・シンク |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6761211B2 (ja) |
| EP (1) | EP1263040A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003037226A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006521025A (ja) * | 2003-03-04 | 2006-09-14 | ユナイテッド・ディフェンス・リミテッド・パートナーシップ | 多孔性金属ヒートシンクを有する電気バス及びその製造方法 |
| JP2014064035A (ja) * | 2008-06-30 | 2014-04-10 | Alcatel-Lucent Usa Inc | 構造的に複雑なモノリシック・ヒートシンク設計 |
| WO2019026952A1 (ja) * | 2017-08-02 | 2019-02-07 | 三菱マテリアル株式会社 | ヒートシンク |
| WO2020031856A1 (ja) * | 2018-08-09 | 2020-02-13 | 国立大学法人東京大学 | 伝熱装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US20020166654A1 (en) * | 2001-05-02 | 2002-11-14 | Smalc Martin D. | Finned Heat Sink Assemblies |
| US7836597B2 (en) | 2002-11-01 | 2010-11-23 | Cooligy Inc. | Method of fabricating high surface to volume ratio structures and their integration in microheat exchangers for liquid cooling system |
| US6988535B2 (en) | 2002-11-01 | 2006-01-24 | Cooligy, Inc. | Channeled flat plate fin heat exchange system, device and method |
| US7591302B1 (en) | 2003-07-23 | 2009-09-22 | Cooligy Inc. | Pump and fan control concepts in a cooling system |
| US7021369B2 (en) * | 2003-07-23 | 2006-04-04 | Cooligy, Inc. | Hermetic closed loop fluid system |
| US20050088823A1 (en) * | 2003-10-22 | 2005-04-28 | Kabadi Ashok N. | Variable density graphite foam heat sink |
| US6958912B2 (en) * | 2003-11-18 | 2005-10-25 | Intel Corporation | Enhanced heat exchanger |
| KR100584304B1 (ko) * | 2004-04-30 | 2006-05-26 | 엘지전자 주식회사 | 흡열/발열 물품의 열전달 능력 향상 장치 |
| US20050274489A1 (en) * | 2004-06-10 | 2005-12-15 | Brand Joseph H | Heat exchange device and method |
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