JP2004071969A - Thermoelectric cooling apparatus - Google Patents

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JP2004071969A
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thermoelectric cooling
cooling module
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thermoelectric
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JP2002231750A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Niekawa
贄川 潤
Original Assignee
Okano Electric Wire Co Ltd
岡野電線株式会社
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00Details of machines, plants, or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02Details of machines, plants, or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/025Removal of heat
    • F25B2321/0251Removal of heat by a gas
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermoelectric cooling apparatus in which a heating part of an electronic component of a high heat generating density to be cooled is efficiently cooled. <P>SOLUTION: Heat of a heating part 9 is diffused by a heat flux converter 8 having a heat propagation area larger than the heating part 9. The heat flux converter 8 and a thermoelectric cooling module 1 are located face to face, and an electric current is made to flow to a thermoelectric transducer 5 provided between first and second substrates 6 and 7 of the thermoelectric cooling module 1 to absorb heat diffused by the heat flux converter 8 with the second substrate 7 as a heat absorption side substrate. The heat is radiated from the first substrate 6 of the thermoelectric cooling module 1 and further, the heat is radiated by a heat sink 3. A maximum heat absorption of the thermoelectric cooling module 1 is made 2.5 times or more of a required heat absorption (required heat absorption / maximum heat absorption is 40% or less), and an exchange area of heat of the heat flux converter 8 on the side of the thermoelectric cooling module 1 is made approximately equal with a heat exchange area of the thermoelectric cooling module 1 on the side of the heat flux converter 8 (approximately from 80% to 120%). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、例えばパーソナルコンピュータや、サーバー、高性能電子計算機等の電子機器に取り付けて、電子機器の放熱を行うために用いられる熱電冷却装置に関するものである。 The present invention is, for example, a personal computer, a server, attached to an electronic apparatus such as a high-performance computer, to a thermoelectric cooling apparatus used to carry out the heat radiation of the electronic device.
【0002】 [0002]
【背景技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
各種LSI(Large Scale Integration circuit)、コンピュータに使われるCPU(Central Processing Unit)等の電子機器の主要部品は、小型高性能化が著しい。 Main components of electronic devices such as CPU (Central Processing Unit) which is used in various LSI (Large Scale Integration circuit), a computer is a small high performance is remarkable. また、LSIの配線間隔などが小さくなり、サブミクロン領域となると共に、ますます高集積化が進んでいる。 Further, such wiring interval of the LSI is reduced, it becomes submicron, is progressing increasingly high integration. このように、電気機器の主要部品の小型高性能化、配線の高集積化が進むと、電子機器内の発熱量が増え、さらに、単位面積当りの発熱量が増えて発熱密度が増大する、という新たな問題が大きな課題となってきている。 Thus, smaller high performance of the main parts of the electrical equipment, the high integration of the wiring proceeds, increasing the amount of heat generated in the electronic device, further, the amount of heat generated per unit area increases heat generation density increases, and new problems have become a major challenge.
【0003】 [0003]
図7は、電子機器の冷却構成の例として最も代表的、基本的な、CPUの空冷ヒートシンクの例を示したものである。 7, the most representative examples of the cooling structure of the electronic device, basic, illustrates an example of an air-cooled heat sink of the CPU. この例ではCPUの発熱部9の大きさは10mm角で、発熱部9の発熱量は最大30Wである。 In 10mm square size of the heating portion 9 of the CPU in this example, the heating value of the heating portion 9 is at a maximum 30 W. ヒートシンク3と発熱部9は熱伝導性グリース11を介して接触対向配置され、熱的に接続されている。 The heat sink 3 and the heat generating portion 9 is contacted oppositely arranged with a thermally conductive grease 11 and is thermally connected.
【0004】 [0004]
ヒートシンク3はアルミ(アルミニウム)製であり、ベース14とベース14から上側に張り出した複数のフィン13を有している。 The heat sink 3 is made of aluminum (aluminum), and has a plurality of fins 13 protruding upward from the base 14 and base 14. ベース14の大きさは70mm×70mm、ベース14の厚みは6.5mmである。 The size of the base 14 is 70 mm × 70 mm, thickness of the base 14 is 6.5 mm. フィン13は互いに間隔を介して配設されており、それぞれのフィン13の高さは30mm、フィン13の厚みは0.6mmである。 Fins 13 are arranged through a distance from each other, the height of each fin 13 30 mm, the thickness of the fin 13 is 0.6 mm.
【0005】 [0005]
この例は、冷却のため、単純に環境温度との温度差を利用して熱の移動放熱を行う(パッシブ冷却)方式である。 This example is for cooling is simply by utilizing a temperature difference between the environmental temperature to move radiating heat (passive cooling) method. ただし、電子機器の配設部には、一般に、複数の電子機器の冷却用としてシステムファン(図示せず)が設けられており、このファンの風の循環を利用して、ヒートシンク3のフィン13からの放熱は行われる。 However, the arrangement portion of the electronic apparatus, in general, and system fan (not shown) is provided for cooling a plurality of electronic devices, by utilizing the circulation of air in the fan, the heat sink 3 fins 13 heat radiation from the is carried out.
【0006】 [0006]
また、図7に示す構成において、フィン13の枚数は特に限定されるものではないが、例えばフィン13を24枚配列した例が提案されている。 Further, in the configuration shown in FIG. 7, the number of fins 13 is not particularly limited, examples of example the fins 13 are arranged 24 sheets have been proposed. なお、図7ではフィン13の枚数を簡略化して示している。 2 also shows a simplified number 7 in the fin 13.
【0007】 [0007]
上記例において、ヒートシンク3に対する前面風速を2.6m/sとすると、グリースの熱伝導率1W/mK、グリースの厚さ100μ、アルミの熱伝導率200W/mK、環境温度40℃としたとき、発熱部9の表面温度は約93℃となる。 In the above example, when a 2.6 m / s the face velocity for the heat sink 3, the thermal conductivity of 1W / mK grease, grease thickness 100 microns, thermal conductivity of 200 W / mK Aluminum, when the environmental temperature 40 ° C., the surface temperature of the heating portion 9 is about 93 ° C..
【0008】 [0008]
また、従来、電子機器の発熱量の増大に対して、発熱部9の熱をより効率的に冷却しようとする試みが数多く研究され、例えば熱電冷却モジュールを用いた冷却装置等の、様々な冷却装置が提案されている。 Conventionally, with respect to increase in the heating value of the electronic device, it is more efficiently be cooled to numerous attempts studying the heat of the heating portion 9, a cooling device or the like using, for example, a thermoelectric cooling module, various cooling devices have been proposed.
【0009】 [0009]
なお、例えば図11に示すように、ペルチェモジュール等の熱電冷却モジュール1は、互いに間隔を介して上下に対向配置された第1の基板6と第2の基板7の間に複数の熱電変換素子5を立設配設固定して形成されている。 Incidentally, for example, as shown in FIG. 11, the thermoelectric cooling module 1 such as a Peltier module, the first substrate 6 and a plurality of thermoelectric conversion elements between the second substrate 7 arranged opposite vertically through a distance from each other It is formed a 5 standing 設配 set fixedly. 第1、第2の基板6,7の対向表面には、それぞれ通電用の電極2が互いに間隔を介して複数配列形成されている。 First, on the facing surface of the second substrate 6, the electrode 2 of each current-carrying are arrayed form through a distance from each other.
【0010】 [0010]
前記熱電変換素子5は対応する電極2を介して直列に接続されており、熱電変換素子5の接続回路が形成されている。 The thermoelectric conversion element 5 is connected in series via a corresponding electrode 2, the connection circuit of the thermoelectric conversion element 5 is formed. なお、熱電変換素子5は、例えば図示されていない半田によって電極2に固定されている。 Incidentally, the thermoelectric conversion element 5 is fixed to the electrode 2 by the solder, for example not shown.
【0011】 [0011]
熱電冷却モジュールの熱電変換素子5(5a,5b)は、熱電変換素子として一般的に知られており、P型半導体により形成されたP型の熱電変換素子5aと、N型半導体により形成されたN型の熱電変換素子5bとを有する。 Thermoelectric conversion elements 5 of the thermoelectric cooling module (5a, 5b) as the thermoelectric conversion elements are generally known, and the thermoelectric conversion element 5a of the P type formed by P-type semiconductor, formed by N-type semiconductor and a N-type thermoelectric conversion element 5b. P型の熱電変換素子5aとN型の熱電変換素子5bは交互に配置され、電極2を介して直列に接続されてPN素子対が形成されている。 P-type thermoelectric conversion elements 5a and N-type thermoelectric conversion elements 5b are arranged alternately, PN element pairs are connected in series through the electrode 2 is formed.
【0012】 [0012]
第2の基板7に形成された、熱電変換素子5の接続回路の端部に位置する電極2(2a)にはリード線10が半田付けされて接続されている。 Formed on the second substrate 7, the electrode 2 (2a) located at the end of the connection circuit of the thermoelectric conversion element 5 is connected a lead wire 10 is soldered. この熱電冷却モジュール1において、通電手段(図示せず)によってリード線10から電極2aに電流を流すと、P型の熱電変換素子5aとN型の熱電変換素子5bに電流が流れる。 In this thermoelectric cooling module 1, when a current flows from the lead 10 to the electrode 2a by energizing means (not shown), current flows through the thermoelectric conversion element 5b of the thermoelectric conversion elements 5a and N-type P-type.
【0013】 [0013]
そして、熱電変換素子5(5a,5b)と電極2との接合部(界面)で冷却・加熱効果が生じる。 Then, the thermoelectric conversion element 5 (5a, 5b) are cooling and heating effect at the junction (interface) between the electrode 2 occurs. つまり、前記接合部を流れる電流の方向によって熱電変換素子5(5a,5b)の一方の端部が発熱せしめられると共に他方の端部が冷却せしめられるいわゆるペルチェ効果が生じる。 In other words, the thermoelectric conversion element 5 (5a, 5b) by the direction of current flowing through the junction-called Peltier effect in which the other end with one end of is made to an exotherm is allowed to cool occur.
【0014】 [0014]
このペルチェ効果によって熱電変換素子5(5a,5b)の一方の端部、例えば熱電変換素子5(5a,5b)の下端部が冷却せしめられると、第2の基板7側に第2の基板7と接触させて設けられた部材の冷却(吸熱)が行われる。 Thermoelectric conversion element 5 (5a, 5b) by the Peltier effect one end of, for example, the thermoelectric conversion element 5 (5a, 5b) when the lower end portion of is allowed to cool, the second substrate 7 in the second substrate 7 side cooling member provided in contact (endothermic) is performed with. このときペルチェ効果によって熱電変換素子5(5a,5b)の上端部が発熱せしめられ、第1の基板6側から放熱が行われる。 Thermoelectric conversion element 5 (5a, 5b) by the Peltier effect this time the upper end portion of is made to heat generation, heat dissipation is performed from the first substrate 6 side.
【0015】 [0015]
上記熱電冷却モジュール1を用いた電子機器の冷却装置の例を挙げると、以下に示すものがある。 Examples of the cooling device of an electronic apparatus using the thermoelectric cooling module 1, there is shown below. 例えば、特開平5−243438号公報には、発熱部9に熱的に接触させて熱電冷却モジュール1を配置し、発熱部9からの熱をいったん熱電冷却モジュール1で受けると共に、熱電冷却モジュール1の高温部で発生する熱を、高温側の基板6からヒートパイプに伝え、ヒートパイプより熱を移動させて放熱する構成としている。 For example, JP-A-5-243438, with in thermal contact with the heat generating portion 9 is arranged a thermoelectric cooling module 1, the heat from the heating unit 9 temporarily received by the thermoelectric cooling module 1, the thermoelectric cooling module 1 the heat generated by the high temperature section, transferred from the substrate 6 on the high temperature side to the heat pipe, and configured to dissipate heat by the movement from the heat pipe.
【0016】 [0016]
また、特開平7−106640号公報には、熱電冷却モジュール1の冷却効果を冷却用の冷風発生に用いた構成が提案されている。 JP-A-7-106640, a configuration using the cooling effect of thermoelectric cooling module 1 to the cold air generation for cooling has been proposed. 特開平10−132478号公報には、熱電冷却モジュール1を使用してCPUを冷却する構成が提案されている。 JP-A-10-132478, configured to cool the CPU using the thermoelectric cooling module 1 is proposed.
【0017】 [0017]
なお、上記特開平5−243438号公報は、熱電冷却モジュール1と共にヒートパイプを用いているが、ヒートパイプを用いた冷却装置は、この他に、例えば、特開2000−165077公報に記載されているように、発熱部9からの熱を、ヒートパイプを用いて熱電冷却モジュールの低温側へ移動することで発熱源と放熱部を分離しようとした構成が提案されている。 The above JP-A 5-243438 discloses, although using a heat pipe with thermoelectric cooling module 1, a cooling device using a heat pipe, In addition, for example, described in JP 2000-165077 Laid as there, the heat from the heating portion 9, a configuration attempts to separate the heat source and the heat radiating portion by moving to the cold side of the thermoelectric cooling module using a heat pipe have been proposed.
【0018】 [0018]
また、特開平10−10388号公報にはヒートパイプを活用してCPUの雰囲気温度を下げる方策が提案されている。 Furthermore, measures to lower the ambient temperature of the CPU by utilizing the heat pipe has been proposed in JP-A-10-10388. なお、これらの提案におけるヒートパイプの使用は、熱を例えば一方側から他方側に移動するために用いられていた。 Incidentally, the use of heat pipes in these proposals, has been used to move heat from the example one side to the other side.
【0019】 [0019]
さらに、電子機器の冷却装置の別の例として、特願平8−281851では、図9に示すように、軸流ファン20とヒートシンク3を組み合わせ、ヒートシンク3のベース14に熱電冷却モジュール1の第1の基板6の面を接触させ、熱電冷却モジュール1の第2の基板7の面には熱良導性の金属板25を設けた構成が提案されている。 Further, as another example of a cooling device for electronic equipment, in Japanese Patent Application No. 8-281851, as shown in FIG. 9, a combination of axial flow fan 20 and the heat sink 3, a thermoelectric cooling module 1 to the base 14 of the heat sink 3 first contacting the surface of the first substrate 6, the surface of the second substrate 7 of the thermoelectric cooling module 1 is proposed structure provided with a satisfactorily thermally conductive metal plate 25.
【0020】 [0020]
この提案においては、ヒートシンク3のフィン13部に水分吸収体26を設けることが記述されている。 In this proposal, it is provided with a water absorber 26 is described in the fins 13 parts of the heat sink 3. なお、図9の図中、27はヒートシンク3の配置部であり、このヒートシンク3はファン20を一体配置して形成されている。 In FIG. 9, 27 is a layout of the heat sink 3, the heat sink 3 is formed by integrally arranging the fan 20.
【0021】 [0021]
さらに、特願平2000−233697では、図10に示すように、発熱部9と、熱媒手段としての低温熱媒ヒートパイプ24と、放熱手段としての熱電冷却モジュール1と、ヒートシンク3との組み合わせが提唱されている。 Further, in Japanese Patent Application No. 2000-233697, as shown in FIG. 10, the combination of the heating portion 9, and the low temperature heat medium heat pipe 24 as the heat transfer medium means, and thermoelectric cooling module 1 as a radiator means, the heat sink 3 There has been proposed. なお、この提案では、ヒートシンク3の代わりに、水冷ジャケットを設けた構成も提案されている。 In this proposal, instead of the heat sink 3 is also proposed structure in which a water cooling jacket.
【0022】 [0022]
特願平8−281851、特願平2000−233697は、いずれも熱電冷却モジュール1の吸熱機能を用い、さらに、低温熱媒ヒートパイプ24や水分吸収体26を組み合わせている。 Hei 8-281851, Hei 2000-233697 are both used an endothermic function of the thermoelectric cooling module 1, further combining the low temperature thermal medium heat pipe 24 and water absorber 26.
【0023】 [0023]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
ところで、上記提案のうち多くは熱電冷却モジュール1を用いている。 However, many of the above proposals by using thermoelectric cooling module 1. 一般に、ペルチェモジュール等の熱電冷却モジュール1の吸熱量をQc、放熱量をQh、熱電冷却モジュールに投入した電力をPとすると、Qh=P+Qcとなる。 Generally, Qc an endothermic amount of the thermoelectric cooling module 1 such as a Peltier module, Qh heat radiation amount, the electric power charged into the thermoelectric cooling module is P, the Qh = P + Qc. また、投入電力に対する吸熱量の比をΦとすると、Φ=Qc/Pとなり、Qh=Qc(1/Φ+1)で表される。 Further, when the amount of heat absorption ratio input power and Φ, Φ = Qc / P becomes, represented by Qh = Qc (1 / Φ + 1). なお、Φの値は高温側基板と低温側基板の温度差(ΔT)により変化する。 The value of Φ varies with the temperature difference between the high temperature side substrate and the low-temperature side substrate ([Delta] T).
【0024】 [0024]
上式からQh>Qcであり、熱電冷却モジュール1を冷却に用いると、必ず熱電冷却モジュール1の冷却に必要な熱量以上の熱を放熱しなければならないが、ペルチェモジュール等の熱電冷却モジュール1は電子機器が用いられる一般的環境において容易に部分的に比較的低い温度を作り出すことができる特徴がある。 A Qh> Qc from the above equation, the use of thermoelectric cooling module 1 to the cooling, it is necessary to dissipate sure heat or heat required to cool the thermoelectric cooling module 1, the thermoelectric cooling module 1 such as a Peltier module It has the characteristic that can produce easily partially relatively low temperature in the general environment in which the electronic device is used.
【0025】 [0025]
つまり、ペルチェモジュール等の熱電冷却モジュール1を用いて冷却装置を構成すると、発熱部9の温度と環境温度との間に急勾配の温度差を作り出すことができるという意味で所謂アクティブな冷却方式の冷却構成にできるので、熱電冷却モジュール1を用いない構成の冷却装置に比べて発熱部9のみに着目した部分的冷却としては効率的に行えるメリットがある。 That is, when constituting a cooling device using a thermoelectric cooling module 1 such as a Peltier module, the so-called active cooling system in the sense that it is possible to produce a temperature difference between the steep gradient between the temperature and the ambient temperature of the heating portion 9 since it to the cooling configuration, as the partial cooling focuses only on the heat generating portion 9 as compared with the cooling system configuration that does not use the thermoelectric cooling module 1 is a merit that enables efficient.
【0026】 [0026]
しかしながら、従来の一般的な熱電冷却モジュール1の使用方法としては、高温側基板と低温側基板の温度差(ΔT)を大きく設計し、活用するため、熱電冷却モジュール1の最大投入電力を発熱部の最大発熱量(熱電冷却モジュールの吸熱量)の1.0〜2.5倍(100%〜250%)程度として使用することが一般的であり、熱電冷却モジュール1への投入電力に対する吸熱量は少なかった。 However, as the conventional general method using a thermoelectric cooling module 1, the high temperature side substrate and the temperature difference between the cold side substrate ([Delta] T) of greater design to take advantage of, the heating portion of the maximum input power of the thermoelectric cooling module 1 maximum amount of heat generated to be used as 1.0 to 2.5 times (100% to 250%) of about (endothermic amount of the thermoelectric cooling module) is common, endothermic amount for electric power supplied to the thermoelectric cooling module 1 It was fewer.
【0027】 [0027]
つまり、従来は、熱電冷却モジュール1を使う場合の最大の欠点である消費電力の低減に対しては何ら考慮されてこなかった。 That is, conventionally, have not been considered at all for the reduction of the maximum power consumption is a disadvantage for using a thermoelectric cooling module 1. そのため、熱電冷却モジュール1を用いた上記各提案において、従来の熱電冷却モジュール1の設計を適用して冷却装置を構成しても、熱電冷却モジュール1の投入電力が大きくなり、冷却装置の消費電力が大きくならざるを得ないといった問題があった。 Therefore, in the above proposal using a thermoelectric cooling module 1, also constitute a cooling unit by applying the conventional thermoelectric cooling module 1 design, the input power of the thermoelectric cooling module 1 is increased, the power consumption of the cooling device there is a problem such as inevitably large.
【0028】 [0028]
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、コンピュータのCPUのような高発熱密度で冷却が必要な電子部品の発熱部を、ペルチェモジュール等の熱電冷却モジュールを用いて低消費電力で効率的に冷却する熱電冷却装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, the heat generating portion of high heat generation density in electronic components required cooling, such as a computer CPU, a thermoelectric cooling module such as a Peltier module and to provide a thermoelectric cooling device for efficiently cooling with low power consumption using.
【0029】 [0029]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。 To achieve the above object, the present invention is a means for solving the problems with the following configuration. すなわち、第1の発明は、発熱部に直接または熱伝導性部材を介して熱流束拡散表面が接触対向配置される熱流束変換器を有し、該熱流束変換器は前記発熱部より大きい伝熱面積を有して前記発熱部の熱を拡散する構成と成し、前記熱流束変換器と直接または熱伝導性部材を介して熱電冷却モジュールが前記熱流束変換器の熱流束拡散背面に接触対向配置され、該熱電冷却モジュールは互いに間隔を介して対向配置された第1の基板と第2の基板を有し、該第2の基板は前記熱流束変換器の熱流束拡散背面と実質的に接触しており、前記熱電冷却モジュールの前記第1の基板と第2の基板間には複数の熱電変換素子が立設配置され、これらの熱電変換素子に電流を流すことにより前記第2の基板が吸熱側の基板と成して前記第1の基板が放熱 That is, the first invention is, directly or via a heat conductive member to the heat generating portion has a heat flux transducer is heat flux diffusing surface is contacted opposed, heat flux transducer the heating portion is larger than Den a thermal area forms a structure for diffusing the heat of the heating unit, the contact thermoelectric cooling module via the heat flux transducer directly or thermally conductive member in heat flux diffusion back of the heat flux transducer is opposed, thermoelectric cooling module includes a first substrate and a second substrate that are oppositely arranged with an interval from each other, the substrate of said second substantially a heat flux diffusion back of the heat flux transducer is in contact with the, between the first and second substrates of the thermoelectric cooling module plurality of thermoelectric conversion elements are arranged erected, the second by passing a current through these thermoelectric conversion elements substrate form the first substrate is heat dissipation substrate of the heat absorption side の基板と成し、該第1の基板側には該第1の基板と直接または熱伝導性部材を介してヒートシンクが接触対向配置されており、熱電冷却モジュールの最大吸熱量を必要吸熱量の2.5倍以上とし、熱流束変換器の熱電冷却モジュール側の熱の授受面積を熱電冷却モジュールの熱流束変換器側の熱授受面積の約80%以上約120%以下とした構成をもって課題を解決する手段としている。 Form a substrate, the substrate side of the first are contacted opposed heat sink through the first substrate directly or thermally conductive member, the maximum endothermic quantity necessary heat absorption of the thermoelectric cooling module and 2.5 times or more, the problems with the construction in which the thermoelectric heat transfer area of ​​the cooling module side of the heat flux transducer than about 80% to about 120% of the heat transfer area of ​​the heat flux transducer side of the thermoelectric cooling module It is set to resolve means.
【0030】 [0030]
また、第2の発明は、上記第1の発明の構成に加え、前記熱流束変換器はヒートパイプと該ヒートパイプを組み込んだ平面型の熱拡散板とベーパーチャンバーの少なくとも1つの熱輸送部材を有しており、前記熱輸送部材は内部に作動液を有して該作動液の相変化を利用して熱輸送を行う構成をもって課題を解決する手段としている。 The second invention is the addition to the structure of the first invention, at least one heat transfer member of the heat flux transducer heat pipe and the heat diffusion plate and the vapor chamber of the planar incorporating the heat pipe It has the heat transport member has a means for solving the problems with the configuration for use to heat transport a phase change of the working fluid has a internal working fluid.
【0031】 [0031]
さらに、第3の発明は、上記第1または第2の発明の構成に加え、前記発熱部と熱流束変換器の少なくとも一箇所に温度検出部が設けられ、該温度検出部の検出温度が予め設定された設定温度未満となるように、熱電冷却モジュールの投入電力を連続的または断続的に制御する電力制御部を設けた構成をもって課題を解決する手段としている。 Furthermore, a third invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the temperature detecting section is provided in at least one position of the heat generating portion and the heat flux transducer, detected temperature of the temperature detecting unit in advance to be less than preset set temperature, and a means for solving the problems with the configuration in which the power control unit continuously or intermittently controls the input power of the thermoelectric cooling module.
【0032】 [0032]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略又は簡略化する。 In the description of this embodiment, the same reference numerals are given to the conventional example having the same name portions, and redundant description will be omitted or simplified.
【0033】 [0033]
図1には、本発明に係る熱電冷却装置の第1実施形態例が示されている。 Figure 1 is a first embodiment of a thermoelectric cooling device according to the present invention is shown. 図1に示すように、本実施形態例の熱電冷却装置は、発熱部9に熱伝導性グリース11を介して接触対向配置される熱流束変換器8を有している。 As shown in FIG. 1, a thermoelectric cooling device of the embodiment has a heat flux transducer 8 which is in contact oppositely arranged with a thermal conductive grease 11 to the heating unit 9. 発熱部9はCPUである。 Heating portion 9 is a CPU.
【0034】 [0034]
熱流束変換器8は、熱流束拡散表面15と熱流束拡散背面16を有しており、熱流束拡散表面15が前記発熱部9に接触対向配置される。 Heat flux transducer 8 has a heat flux diffusion surface 15 and the heat flux diffusing back 16, the heat flux diffusing surface 15 is contacted opposed to the heating portion 9. 熱流束変換器8の熱流束拡散表面15および熱流束拡散背面16は、それぞれ前記発熱部9より大きい伝熱面積を有して発熱部9の熱を拡散する構成と成している。 Heat flux diffusion surface 15 and the heat flux diffusing back 16 of the heat flux transducer 8, forms a structure for diffusing the heat of the heating portion 9 respectively have the larger heat transfer area the heat generating unit 9.
【0035】 [0035]
また、本実施形態例の熱電冷却装置は、前記熱流束変換器8と熱伝導性グリース11を介して接触対向配置された熱電冷却モジュール1を有している。 Furthermore, the thermoelectric cooling device of the embodiment includes a thermoelectric cooling module 1 which is in contact oppositely arranged with the heat flux transducer 8 and the thermally conductive grease 11. 熱電冷却モジュール1は、互いに間隔を介して対向配置された第1の基板6と第2の基板7を有している。 Thermoelectric cooling module 1 includes a first substrate 6 and second substrate 7 are oppositely arranged with an interval from each other.
【0036】 [0036]
第1、第2の基板6,7は熱流束変換器8の熱流束拡散背面16の面積とほぼ同じ面積を有している。 First, second substrate 6 and 7 has substantially the same area as the area of ​​heat flux diffusion back 16 of heat flux transducer 8. 第2の基板7は熱流束変換器8の熱流束拡散背面16と実質的に接触している。 The second substrate 7 is substantially in contact with the heat flux diffusion back 16 of heat flux transducer 8.
【0037】 [0037]
本実施形態例に適用されている熱電冷却モジュール1は、従来の熱電冷却モジュール1と同様に、第1の基板6と第2の基板7の間に複数の熱電変換素子5を立設配置して形成されている。 Thermoelectric cooling module 1 is applied to the present embodiment, like the conventional thermoelectric cooling module 1, a plurality of thermoelectric conversion element 5 is erected disposed between the first substrate 6 and the second substrate 7 It is formed Te. また、これらの熱電変換素子5に電流を流すことにより前記第2の基板7が吸熱側(低温側)の基板と成して前記第1の基板6が放熱側(高温側)の基板と成す。 Further, said by supplying a current to these thermoelectric conversion element 5 second substrate 7 forms the substrate of the heat absorption side (low temperature side) first substrate 6 forms the substrate of the heat radiation side (hot side) .
【0038】 [0038]
さらに、本実施形態例の熱電冷却装置は、前記熱電冷却モジュール1と熱伝導性グリース11を介して接触対向配置されたヒートシンク3を有している。 Furthermore, the thermoelectric cooling device of the embodiment includes a heat sink 3 which is contacted opposed through the thermoelectric cooling module 1 and the thermally conductive grease 11. ヒートシンク3は、例えば複数の電子機器を冷却するために設けられたシステムファン20aの風の循環を利用して放熱を行う強制風冷型のヒートシンクであり、冷却用の風速は2.6m/sである。 The heat sink 3 is, for example, a system fan 20a forced air cooling type heat sink radiates heat by utilizing the circulation of wind provided for cooling a plurality of electronic devices, wind for cooling 2.6 m / s it is. なお、ヒートシンク3の構造は、図7に示したヒートシンク3と同様であるので、その説明は省略する。 The structure of the heat sink 3 is the same as the heat sink 3 shown in FIG. 7, a description thereof will be omitted.
【0039】 [0039]
前記熱流束変換器8は、ベーパーチャンバーといわれる、いわゆる平面型のヒートパイプにより形成されている。 The heat flux transducer 8 is said vapor chamber is formed by a so-called flat-type heat pipe. このベーパーチャンバーは、熱輸送部材の一つであり、厚さ5mmの銅製の容器と、容器内部に設けられる少量の作動液としての純水と作動液と、この作動液をヒートパイプ内部で円滑に移送するためのウィックを備える。 The vapor chamber is one of the heat transfer member, and copper vessel thickness 5 mm, and pure water as a minor hydraulic fluid provided within the container and hydraulic fluid, facilitate the working fluid within the heat pipe comprising a wick for transporting the.
【0040】 [0040]
このベーパーチャンバーは、その一部に熱が加わったとき、ベーパーチャンバー内部の作動液の蒸発、凝縮作用により、つまり、前記作動液としての純水の相変化を利用して熱輸送を行い、ベーパーチャンバー内全体にわたり、均一な温度になるよう熱を移動することができるものである。 The vapor chamber when heat is applied to a portion thereof, the evaporation of the working fluid inside the vapor chamber, the condensation action, i.e., subjected to heat transport by utilizing the phase change of the pure water as the working fluid, vapor throughout the chamber, in which it is possible to transfer heat so that a uniform temperature.
【0041】 [0041]
電子機器の発熱部9の最高許容温度は一般的に80℃〜100℃程度となっている。 Maximum allowable temperature of the heating portion 9 of the electronic device is generally a 80 ° C. to 100 ° C. approximately. そのため、その発熱部9に接する熱流束変換器8の作動温度も両者間の接触抵抗による温度降下を差し引いた50℃〜80℃となる場合が多い。 Therefore, in many cases the operating temperature of the heat flux transducer 8 in contact with the heating portion 9 also becomes 50 ° C. to 80 ° C. minus the temperature drop due to contact resistance therebetween. そこで、本実施形態例では、熱流束変換器8として最も効率の良い作動液である水を用いたベーパーチャンバーを適用した。 Therefore, in this embodiment, the application of the vapor chamber with water is the most efficient hydraulic fluid as a heat flux transducer 8.
【0042】 [0042]
熱流束変換器8の熱流束拡散背面16は、一辺が70mmの大きさをもち、その面積は4900mm である。 Heat flux diffusion back 16 of the heat flux transducer 8, one side has a size of 70 mm, the area is 4900 mm 2. CPUの発熱面9の面積が100mm であるから、熱流束変換器8は発熱面9の熱を拡散し、それにより、熱流束を1/49に減少させることができる。 Since the area of the heat generating surface 9 of the CPU is 100 mm 2, the heat flux transducer 8 diffuses the heat of the heating surfaces 9, whereby it is possible to reduce the heat flux to 1/49. 熱流束変換器8の熱流束拡散表面15は熱流束拡散背面16よりも狭く形成されている。 Heat flux diffusing surface 15 of the heat flux transducer 8 is formed to be narrower than the heat flux diffusing back 16.
【0043】 [0043]
前記熱電冷却モジュール1はP,Nの熱電半導体から成る熱電変換素子5を40対設けて形成されている。 The thermoelectric cooling module 1 is formed by providing P, and thermoelectric conversion elements 5 made of thermoelectric semiconductors N 40 pairs. 前記半導体素子のひとつの大きさは、それぞれ、断面が2mm角、高さが1mmである。 One size of the semiconductor element, respectively, cross-section 2mm square, is 1mm height.
【0044】 [0044]
熱電冷却モジュール1の第1、第2の基板6,7は70mm角の大きさであり、アルミナ製のセラミック基板である。 First thermoelectric cooling module 1, the second substrate 6 and 7 is the size of 70mm square, a ceramic substrate made of alumina. 低温側の基板となる第2の基板7の温度を42℃に設定している。 It is the temperature of the second substrate 7 which is a low temperature side of the substrate 42 ° C.. また、高温側基板と低温側基板の温度差が15℃となるように、つまり、第1の基板6の温度が57℃となるように、電極(図示せず)を介して通電する電流を調節する。 Further, as the temperature difference between the high temperature side substrate and the low-temperature side substrate is 15 ° C., i.e., so that the temperature of the first substrate 6 is 57 ° C., a current flowing through the electrode (not shown) modulate.
【0045】 [0045]
なお、本実施形態例に適用している熱電冷却モジュール1に、さらなる高性能化を求める場合には、第1、第2の基板6,7を、窒化アルミ(AlN)やボロンナイトライド(BN)、炭化珪素(SiC)等により形成することも可能である。 Incidentally, the thermoelectric cooling module 1 is applied to the present embodiment, when obtaining higher performance, the first, the second substrate 6 and 7, an aluminum nitride (AlN) or boron nitride (BN ), it can be formed by a silicon carbide (SiC) or the like.
【0046】 [0046]
本実施形態例は、以上のように、電子機器のCPU等の発熱部9からの熱を効率良く除去するため、発熱部9の熱を拡散する(熱流束を拡げる)熱流束変換器8を発熱部9と熱的に接触して設け、さらに、この熱を熱電冷却モジュール1による吸熱するために、熱電冷却モジュール1の吸熱側を熱流束変換器8と熱的に接触させて配置している。 This embodiment, as described above, to heat efficiently removed from the heating portion 9 such as a CPU of the electronic device, to spread the heat of the heating section 9 (enlarging the heat flux) heat flux transducer 8 provided heating unit 9 and the thermal contact, further, the heat to the heat absorption of the thermoelectric cooling module 1, and placed in contact with the heat absorbing side of the thermoelectric cooling module 1 and thermally heat flux transducer 8 there.
【0047】 [0047]
そして、本実施形態例は、以下に述べる構成により、熱電冷却モジュール1の消費電力を抑えつつ必要な冷却機能が得られるようにしたことを最も特徴的な構成としている。 Then, this embodiment is the arrangement described below, are the most characteristic structure in that the thermoelectric cooling required while suppressing the power consumption of the cooling module 1 is to be obtained.
【0048】 [0048]
つまり、本実施形態例において、用いる熱電冷却モジュールの最大吸熱量を必要吸熱量の2.5倍以上(必要吸熱量/最大吸熱量が40%以下)とし、熱流束変換器の熱電冷却モジュール側の熱の授受面積を熱電冷却モジュールの熱流束変換器側の熱授受面積の約80%以上約120%以下としたことにより、電子機器からの熱を効率よく熱電冷却モジュールへ入力するため熱流束変換器により熱密度を下げつつ面積を拡大することとしている。 That is, in this embodiment, the maximum heat absorption 2.5 times or more of the required endothermic quantity of thermoelectric cooling module (required endothermic quantity / maximum endothermic quantity is 40% or less) used and to the thermoelectric cooling module side of the heat flux transducer by exchanging area of ​​the heat was less than about 80% to about 120% of the heat transfer area of ​​the heat flux transducer side of the thermoelectric cooling module, heat flux for entering the heat from the electronic device to efficiently thermoelectric cooling module It has decided to increase the area while reducing the heat density by the transducer. 本実施形態例は、これらの構成により熱電冷却モジュール1の消費電力を小さくしながら発熱部9を十分に冷却できるようにしている。 This embodiment is to allow sufficiently cool the heat generating portion 9 while reducing the power consumption of the thermoelectric cooling module 1 by these configurations.
【0049】 [0049]
本実施形態例では、このように、熱電冷却モジュール1の最大吸熱量が発熱部9の発熱量すなわち必要吸熱量の2.5倍以上なる熱電冷却モジュールを設計選択し、かつ熱電冷却モジュールの両側温度差が必要以上大きくならないよう、すなわち、あまり低温側基板の温度設定が低くならないよう、あるいは高温側基板の熱を速やかに除去するように、第1、第2の基板6,7の温度を前記の如く(それぞれ57℃、42℃に)設定している。 In the present embodiment, thus, the thermoelectric maximum endothermic quantity of the cooling module 1 is designed select thermoelectric cooling module comprising more than 2.5 times the heating value ie required endothermic amount of the heating portion 9, and on both sides of the thermoelectric cooling module as the temperature difference does not increase more than necessary, i.e., it does not become too low temperature setting of the low-temperature side substrate, or heat to rapidly remove the high temperature side substrate, the temperature of the first, second substrate 6 wherein as (respectively 57 ° C., to 42 ° C.) is set.
【0050】 [0050]
また、本実施形態例において、前記発熱部9と熱流束変換器8の少なくとも一箇所(ここでは発熱部9)に温度検出部18が設けられている。 Further, in the present embodiment, the temperature detection unit 18 is provided above the at least one portion of the heating portion 9 and the heat flux transducer 8 (heat generating part 9 in this case). さらに、本実施形態例において、温度検出部18の検出温度が予め設定された設定温度未満となるように、熱電冷却モジュール1の投入電力を連続的または断続的に制御する電力制御部19が設けられている。 Further, in this embodiment, so that the detected temperature of the temperature detecting portion 18 becomes a preset temperature below, the power control unit 19 for continuously or intermittently controlling the input power of the thermoelectric cooling module 1 is provided It is.
【0051】 [0051]
電力制御部19は、温度検出部18の検出温度と予め定められた制御データとを比較し、例えば温度検出部18の検出温度が設定温度以上の時には熱電冷却モジュール1の投入電力を大きく制御し、温度検出部18の検出温度が設定温度以下の時には熱電冷却モジュール1の投入電力を小さくするといったような制御を行う。 The power control unit 19 compares the control data determined in advance and the detected temperature of the temperature detecting portion 18, for example, the input power of the thermoelectric cooling module 1 increases the control and when the temperature detected by the temperature detector 18 is equal to or greater than the set temperature , when the temperature detected by the temperature detector 18 is below the set temperature performs control such as to reduce the input power of the thermoelectric cooling module 1. また、電力制御部19の制御は、熱電冷却モジュール1の電源17のオン・オフにより行うこともできる。 The control of the power control unit 19 can also be performed by turning on and off the thermoelectric cooling module 1 of the power supply 17.
【0052】 [0052]
本実施形態例では、上記温度検出部18による温度検出と電力制御部19による制御によって、発熱部9の必要な冷却能力の確保と熱電冷却モジュール1の不必要な電力消費を抑えるという機能を果たし、熱電冷却モジュール1の消費電力を抑えつつ必要な冷却機能が得られるようにした。 In this example embodiment, the control of the temperature detection and power control unit 19 by the temperature detecting section 18, performs the function of suppressing unnecessary power consumption of the security and the thermoelectric cooling module 1 of the required cooling capacity of the heat generating portion 9 was as thermoelectric required cooling capability while suppressing the power consumption of the cooling module 1 is obtained.
【0053】 [0053]
ところで、熱電冷却モジュール1は、投入電力(電流)を増やしていくと、徐々にジュール熱による発熱分の影響が大きくなり、ついにある電流値で低温側吸熱量からジュール熱を差し引いた熱量がピークとなる。 Meanwhile, the thermoelectric cooling module 1, when we increase the input power (current), gradually increases the influence of heat generation caused by Joule heat, the peak amount of heat obtained by subtracting the Joule heat from the low temperature side endothermic amount finally certain current value to become. したがって、図2に示すように、熱電冷却モジュール1への投入電力に対して、前記Φ、つまり、Qc/Pがピークを有する関係となる。 Accordingly, as shown in FIG. 2, with respect to the input power to the thermoelectric cooling module 1, the [Phi, that is, the relation Qc / P has a peak.
【0054】 [0054]
したがって、熱電冷却モジュール1の投入電力が発熱部9(冷却対象である電子機器)の発熱量に比して大きすぎると消費電力増や無駄なコスト増となる。 Thus, the thermoelectric cooling module 1 of input power heating section 9 (cooling is the object electronic device) calorific value compared with too large power consumption increase and unnecessary increase in cost. なお、熱電冷却モジュール1の投入電力が発熱部9の発熱量に比して小さすぎると冷却が追いつかず、十分な冷却を行うことができない。 Incidentally, the input power of the thermoelectric cooling module 1 is not catch up cooling too small compared to the calorific value of the heat generating portion 9, it is impossible to perform sufficient cooling.
【0055】 [0055]
熱電冷却モジュール1の能力は、あくまで発熱部9の発熱量をもとに決められるべきで、本発明者が様々に検討した結果、用いる熱電冷却モジュール1の最大吸熱量を必要吸熱量の2.5倍以上(必要吸熱量/最大吸熱量が40%以下)とし、熱流束変換器8の熱電冷却モジュール1側の熱の授受面積を熱電冷却モジュール1の熱流束変換器8側の熱授受面積の約80%以上約120%以下とし、熱電冷却モジュール1を大きく形成したことにより電子機器の発熱部9からの熱を効率よく熱電冷却モジュールへ入力するため熱流束変換器により熱密度を下げつつ面積を拡大することが効果的であることを見出した。 The ability of the thermoelectric cooling module 1, only the amount of heat generation of the heating portion 9 should be determined based, the present inventors have studied variously, 2 of the maximum endothermic quantity necessary heat absorption of the thermoelectric cooling module 1 to be used. 5 times or more (required endothermic quantity / maximum endothermic quantity is 40% or less), and the heat exchange area of ​​the heat flux transducer 8 thermoelectric cooling module 1 side of the heat flux transducer 8 side of the thermoelectric cooling module 1 exchanges area of ​​heat about a 80% to about 120% or less, while reducing the heat density by the heat flux transducer for inputting by the larger thermoelectric cooling module 1 to heat from the heating portion 9 of the electronic device to efficiently thermoelectric cooling module it was found that it is effective to increase the area.
【0056】 [0056]
つまり、本発明者の検討の結果、熱電冷却モジュール1の最大吸熱量を必要吸熱量の2.5倍以上に設定することで、消費電力の過度の増大を抑えながら冷却が可能であることが分かった。 That is, the result of the investigation by the present inventors, by setting the maximum heat absorption of the thermoelectric cooling module 1 to 2.5 times or more of the required amount of heat absorbed, it cooled is possible while suppressing an excessive increase in power consumption I understood.
【0057】 [0057]
以下、この点について、さらに詳しく説明する。 This point will be described in more detail. 熱電冷却モジュール1の吸熱量は、その熱電冷却モジュール1を構成するP−N半導体の断面積や長さ、P−N接合の対数、素子の熱電性能などにより変化する。 Endotherm thermoelectric cooling module 1, P-N semiconductor cross-sectional area and length constituting the thermoelectric cooling module 1, P-N junction logarithmic changes due thermoelectric device performance. ただし、例えば図12に示すように、横軸に電流値(あるいは消費電力)、縦軸に低温側吸熱量をとると、一般に、ピークをもった曲線となる。 However, for example, as shown in FIG. 12, the current value on the horizontal axis (or power consumption), the vertical axis takes the low temperature side endothermic amount, generally, a curve having a peak.
【0058】 [0058]
なお、図12は、熱電冷却モジュール1を構成するP−N半導体の断面を1mm角とし、長さを0.7mmとし、P−N接合の対数を100とした結果であり、さらに、吸熱側基板と発熱側基板の温度差(ΔT)を15.0℃としてシミュレーションした結果である。 Incidentally, FIG. 12, P-N semiconductor section 1mm Shun Sumi of which constitute the thermoelectric cooling module 1, the length and 0.7 mm, the result was a 100 log P-N junction, further, the heat absorption side substrate and the temperature difference between the heating-side substrate ([Delta] T) is the result of a simulation as 15.0 ° C..
【0059】 [0059]
従来は、熱電変換の性能から、一般に、熱電冷却モジュール1の最大吸熱量の70〜80%程度が目的とする吸熱量となるような熱電冷却モジュールを選定していた。 Conventionally, the performance of the thermoelectric conversion, in general, about 70-80% of the maximum heat absorption of the thermoelectric cooling module 1 had selected the thermoelectric cooling module such that the heat absorption amount of interest. なぜなら、吸熱量に対し、最大吸熱量の大きい熱電変換を選定することは、多くの場合、不必要な大きさの熱電冷却モジュールを選定することになるからであり、さらにそれはコスト上も好ましくないと思われていたからである。 This is because, with respect to the heat absorption amount, to select a large thermoelectric conversion maximum endothermic quantity is often is because will select a thermoelectric cooling module unnecessary size, yet it is not preferable also cost This is because had been thought to.
【0060】 [0060]
図12において、吸熱量は最大58w程度であり、従来の熱電冷却モジュール1の設計を適用した場合、45w程度での吸熱に用いることになる。 12, endothermic amount is about maximum 58w, when applying the conventional thermoelectric cooling module 1 design, will be used to heat absorption at about 45 w. このときの熱電冷却モジュール1の大きさは25mm角で熱電冷却モジュール1に入力される熱の熱流束密度は約7w/cm となる。 Thermoelectric size of the cooling module 1 in this case is the heat flux density of heat input to the thermoelectric cooling module 1 is about 7w / cm 2 in 25mm square. このように熱電冷却モジュール1はそれ自体吸熱能力が高く、小型でも高い熱流束に対応できることが分かる。 Thus thermoelectric cooling module 1 is higher itself endothermic capacity, it can be seen that correspond to the high heat flux even with small.
【0061】 [0061]
しかしながら、この熱電冷却モジュール1の電流(消費電力)と成績係数(吸熱量/消費電力)との関係は、図13に示すようになり、45w程度の吸熱に対応する電流値5.5A付近では成績係数が1以下となることがわかる。 However, the relationship between the thermoelectric cooling module 1 of the current (power) and the coefficient of performance (endothermic value / power consumption) is as shown in FIG. 13, in the vicinity of a current value 5.5A corresponding to the endothermic about 45w it can be seen that the coefficient of performance is 1 or less.
【0062】 [0062]
本発明は、消費電力を低減しつつ、吸熱量を確保するために提案されたものである。 The present invention, while reducing power consumption, it was proposed in order to secure the amount of heat absorption. すなわち、本発明者は、例えば図13に示す成績係数が1以上となり、かつ放熱に必要な温度差を確保するため使用する熱電冷却モジュール1の大きさ、吸熱量を設計することにした。 That is, the present inventors have coefficient of performance shown in FIG. 13 for example was to design one or more and becomes, and the thermoelectric cooling module 1 in size to be used to ensure the temperature difference required heat dissipation, the heat absorption amount.
【0063】 [0063]
そのためには、同時に吸熱密度を下げる必要があり、これらを勘案すると、本発明者の検討の結果、熱電冷却モジュール1の設計を必要吸熱量/最大吸熱量が40%以下となるようにすることが適当であることがわかった。 It For this purpose, it is necessary to simultaneously decrease the heat absorption density, In consideration of these, results of studies made by the present inventors, the required endothermic quantity / maximum endothermic quantity design of thermoelectric cooling module 1 is set to be 40% or less it has been found that it is appropriate. この場合、熱電冷却モジュール1の大きさは従来の選定基準より大きくなるが、消費電力を減らしつつ必要な吸熱量と温度差を確保できる。 In this case, the size of the thermoelectric cooling module 1 is larger than the conventional selection criteria, can be secured endotherm temperature difference required while reducing power consumption.
【0064】 [0064]
例えば、上記に基づき、熱電冷却モジュール1の設計を必要吸熱量/最大吸熱量が40%以下となるように熱電冷却モジュール1を設計すると、45wの吸熱量に対し、最大吸熱量は、45÷0.4=112.5より大きくなるようにする必要がある。 For example, based on the above, the necessary heat absorption amount / maximum endothermic quantity design of thermoelectric cooling module 1 is designed thermoelectric cooling module 1 so that 40% or less, relative to the amount of heat absorbed 45 w, the maximum heat absorption amount, 45 ÷ it is necessary to be larger than 0.4 = 112.5. そのため、図13に示す成績係数を1以上とし、かつ、放熱に必要な温度差を確保するためには、例えば最大吸熱量が125Wとなる熱電冷却モジュール1を設計するとよいことが分かる。 Therefore, the coefficient of performance of 1 or more as shown in FIG. 13, and, in order to ensure the temperature differences required for heat dissipation, for example, the maximum heat absorption is understood that it is preferable to design a thermoelectric cooling module 1 to be 125W.
【0065】 [0065]
125wの最大吸熱量を有する熱電冷却モジュール1を設計すると、例えば熱電冷却モジュール1の大きさは、この場合、約35mm角であり、P−N半導体の対数は、15x15=225対となる。 When designing a thermoelectric cooling module 1 having a maximum endotherm 125w, for example thermoelectric size of the cooling module 1 is in this case is about 35mm square, P-N semiconductor logarithmic becomes 15x15 = 225 pairs. 今、P−N熱電半導体の特性、およびP−N接合の形状、大きさなどを、図12のシミュレーションに用いた値と同じとすると、図14のような吸熱曲線が得られる。 Now, characteristics of the P-N thermoelectric semiconductor, and the shape P-N junction, and size, when the same value used in the simulation of FIG. 12, endothermic curve as shown in FIG. 14 is obtained.
【0066】 [0066]
この場合、熱電冷却モジュール1の最大吸熱量は125wにも達しながら、実際に使用するのは吸熱量45wとしているため、電流値は2.5Aである。 In this case, the maximum heat absorption of the thermoelectric cooling module 1 while reaching to 125w, because of the endothermic amount 45w is to actually use, the current value is 2.5A. 熱電冷却モジュール1に入力される熱の熱流束密度は約3.7w/cm となり、このときの成績係数は図13から分かるように約2となる。 Heat flux density of heat input to the thermoelectric cooling module 1 is about 3.7 W / cm 2, and the coefficient of performance in this case is approximately 2 As can be seen from Figure 13. つまり、この熱電冷却モジュール1は、投入電力の2倍の吸熱量を確保できることになる。 That is, the thermoelectric cooling module 1 will be secured twice the amount of heat absorption input power.
【0067】 [0067]
また、熱電冷却モジュール1が大きくなったことにより、電子機器等の発熱部9からの熱を効率よく熱電冷却モジュール1へ入力するため、熱流束変換器8は、発熱部9の熱密度を下げつつ、熱電冷却モジュール1への熱の授受面積を拡大することが必要となる。 Moreover, by the thermoelectric cooling module 1 is increased, in order to enter the heat from the heating portion 9, such as electronic devices efficiently to the thermoelectric cooling module 1, the heat flux transducer 8 lowers the heat density of the heat generating portion 9 while, it is necessary to enlarge the heat transfer area of ​​the thermoelectric cooling module 1.
【0068】 [0068]
上記例からわかるように、実際には、熱電冷却モジュール1の最大吸熱量の50〜60%程度が必要吸熱量である場合でも成績係数は1を越え、電力消費低減には結びつくものの、効果としては、必要吸熱量/最大吸熱量が小さい方がよく、必要吸熱量/最大吸熱量を40%以下とすることが望ましい。 As seen from the above example, in fact, the coefficient of performance even when 50 to 60% of the maximum heat absorption of the thermoelectric cooling module 1 is required endothermic quantity exceed 1, but leads to reduced power consumption, as an effect is required endothermic quantity / person maximum endothermic quantity is small is good, it is desirable to set the required endothermic quantity / maximum endothermic quantity 40% or less.
【0069】 [0069]
また、図3には、上記検討に基づいて、図1に示す本実施形態例の熱電冷却装置の基本構成を有する熱伝冷却装置を設計製作し、検証した例を示す。 3 also shows, based on the above consideration, and designing and manufacturing a heat transfer cooling system having the basic configuration of a thermoelectric cooling device of the embodiment shown in FIG. 1 shows an example of verification. この時用いた熱電冷却モジュール1は必要吸熱量(Qr)35wに対し、最大吸熱量(Qmax)が120w(Qr/Qmax=19%)となるものを選定した。 For this case the thermoelectric cooling module 1 is required endotherm using (Qr) 35w, was selected as the maximum endothermic quantity (Qmax) is 120w (Qr / Qmax = 19%). そして、最大発熱量が35Wの発熱部9の冷却を行う際の、熱電冷却モジュール1への投入電力を様々に代えて、この投入電力と発熱部9の熱抵抗との関係を求めた。 Then, when the maximum heat value is to cool the heat generating portion 9 of 35W, the power applied to the thermoelectric cooling module 1 variously place to determine the relationship between the thermal resistance of the heat generating portion 9 and the input power.
【0070】 [0070]
熱電冷却モジュール1への投入電力が大きいほど発熱部9の熱抵抗を小さくできるが、その熱抵抗の減少割合は、熱電冷却モジュール1への投入電力が大きくなると小さくなり、熱電冷却モジュール1への投入電力を発熱部9の最大発熱量(必要吸熱量)の100%より大きくしても熱抵抗はそれほど小さくならない。 Can reduce the thermoelectric heat resistance enough heating unit 9 input power is large to the cooling module 1, decrease rate of the thermal resistance becomes smaller when the input power to the thermoelectric cooling module 1 is increased, to a thermoelectric cooling module 1 not so small thermal resistance even if the input power is greater than 100% of the maximum amount of heat generated by the heat generating portion 9 (required endothermic amount).
【0071】 [0071]
図3から明らかなように、本実施形態例のような熱電冷却モジュール1と熱流束変換器8の形態とすることにより、熱電冷却モジュール1への投入電力の低減を図った効率的な冷却が可能となった。 As apparent from FIG. 3, by a thermoelectric embodiment of the cooling module 1 and heat flux transducer 8, such as in the present embodiment, efficient cooling which thereby reducing the power supplied to the thermoelectric cooling module 1 is It has become possible.
【0072】 [0072]
また、図6には本発明に係る熱電冷却装置について、例えば本実施形態例の基本構成を有する装置における熱抵抗値に対する熱電冷却モジュール1の消費電力Pと吸熱量Qの比を測定した結果が示されている。 Furthermore, the thermoelectric cooling device according to the present invention in FIG. 6, the result of measuring the ratio of the power consumption P and the heat absorption amount Q of the thermoelectric cooling module 1 to the thermal resistance in the device having for example a basic structure of the embodiment It is shown. なお、図6においては、本実施形態例と異なり、◆は発熱部9の発熱量を27Wとし、■は発熱部9の発熱量を18Wとしている。 In FIG. 6, unlike the present embodiment, ◆ the amount of heat generated by the heating portion 9 and 27W, ■ has a 18W heat generation amount of the heating unit 9. この図に示すようにP/Q<100(%)のところで、冷却装置の能力はほぼ安定したものが得られており、消費電力を抑えることに成功していることがわかる。 At the P / Q <100 (%) As shown in this figure, the ability of the cooling device is to obtain that substantially stable, it can be seen that succeeded in reducing power consumption.
【0073】 [0073]
本実施形態例は、以上のような検討に基づいて構成したものであり、本実施形態例において、発熱部9を形成するCPUの最大消費電力は30W、発熱部9の面積は10mm×10mm=100mm (=1cm )である。 This embodiment is, as described above are those constructed in accordance with the study, in the present embodiment, the maximum power consumption of the CPU forming the heating portion 9 is 30 W, the area of ​​the heat generating portion 9 is 10 mm × 10 mm = it is a 100mm 2 (= 1cm 2). したがって、発熱部9の発熱密度は30W/cm である。 Therefore, the heat generation density of the heating portion 9 is 30 W / cm 2.
【0074】 [0074]
また、発熱部9の発熱量が30Wのときは、熱電冷却モジュール1にその30Wの熱を吸熱させることになり、この場合の熱電冷却モジュール1に印加する電流は7A,所要電力は15Wである。 Further, when the heating value of the heating portion 9 is 30W, will be endothermic heat of 30W to the thermoelectric cooling module 1, current applied to the thermoelectric cooling module 1 in this case 7A, power requirements are 15W .
【0075】 [0075]
したがって、ヒートシンク3は発熱部9での発生熱量30Wに加えて熱電冷却モジュール1の消費電力分である15Wとの合計45Wを放熱する必要がある。 Accordingly, the heat sink 3 should be dissipated total 45W with a power consumption amount of the thermoelectric cooling module 1 in addition to the amount of heat generated 30W in heat generating portions 9 15W.
【0076】 [0076]
ここで、環境温度が40℃とすると、ヒートシンク3でのΔTは17℃となり、これが熱電冷却モジュール1の高温側基板である第1の基板6の温度となる。 Here, when the environmental temperature and 40 ° C., [Delta] T of the heat sink 3 becomes 17 ° C., which is the temperature of the first substrate 6 is a high temperature side substrate of the thermoelectric cooling module 1. 熱電冷却モジュール1に上記の電流を流した場合、熱電冷却モジュール1の両側の温度差は15℃が得られるので、熱電冷却モジュール1の低温側基板である第2の基板7の温度は42℃となる。 In passing the current to the thermoelectric cooling module 1, the temperature difference across the thermoelectric cooling module 1 15 ℃ is obtained, the temperature of the second substrate 7 is a cold side substrate of the thermoelectric cooling module 1 is 42 ° C. to become.
【0077】 [0077]
このときCPUの表面温度、つまり、発熱部9の温度はグリース部の接触抵抗により30℃上がり、結局、72℃となる。 Surface temperature at this time CPU, i.e., the temperature of the heating portion 9 is raised 30 ° C. by contact resistance of the grease unit, resulting in at 72 ° C.. したがって、本実施形態例では従来例のCPU表面の発熱部9の温度93℃と比較してわかるように大幅な温度低減が可能となった。 Therefore, it became possible to compare and significant temperature reduction as can be seen in the temperature 93 ° C. of the heating portion 9 of the surface of the CPU conventional example in this embodiment.
【0078】 [0078]
また、本発明者は、図8に示すように、発熱部9に熱流束変換器8を接触させて設け、この熱流束変換器8の熱をヒートシンク3で放熱する構成を形成し、発熱部9の温度を求めた。 The present inventors, as shown in FIG. 8, provided in contact with heat flux transducer 8 to the heat generating portion 9, to form a structure for radiating heat of the heat flux transducer 8 at the heat sink 3, the heat generating unit to determine the temperature of 9. その結果、その温度は84℃であり、この例と比べても、本実施形態例は発熱部9を非常に効率的に冷却できることが確認できた。 As a result, its temperature is 84 ° C., even compared to this example, the present embodiment was confirmed that the heating unit 9 can very efficiently cooled.
【0079】 [0079]
なお、例えば冷却対象である電子部品等の発熱部9の面積が熱電冷却モジュール1の面積と同程度であれば、発熱部9と熱電冷却モジュール1を直接または熱伝導グリース等を介して実質的に接触させ、熱流束の変換機能が無くても、原理的には、熱電冷却モジュール1によって発熱部9の熱を十分に吸熱できると考えられる。 Incidentally, for example, if a comparable area of ​​the heat generating portion 9 and the area of ​​the thermoelectric cooling module 1 such as an electronic component cooling target, substantially directly or via a heat conductive grease or the like heat generating portion 9 and the thermoelectric cooling module 1 contacting, even without converting function of heat flux, in principle, is considered sufficiently able absorbs the heat of the heating unit 9 by the thermoelectric cooling module 1.
【0080】 [0080]
しかし、近年は、電子部品の小型化、高集積化が進んでおり、発熱部9の面積が小さくなってきており、発熱部9と熱電変換モジール1との接触面積が発熱部9の吸熱のために必要な面積に満たないことが多くなり、そうなると、熱電冷却モジュール1が発熱部9の熱を十分に吸熱できない。 However, in recent years, miniaturization of electronic components, which is highly integrated progressed, the heat generating portion 9 area has become small, the contact area between the heating portion 9 and the thermoelectric conversion Mojiru 1 endothermic heat generating portion 9 would be more likely less than the area required for, Sonaruto, thermoelectric cooling module 1 can not be sufficiently absorbs the heat of the heating unit 9.
【0081】 [0081]
それに対し、本実施形態例は、熱電冷却モジュール1の吸熱側基板である第2の基板7と発熱部9との間に、熱流束変換器8を設け、発熱部9の熱を熱流束変換器8により拡散し、熱電冷却モジュール1への熱入力密度を小さくしてから熱電冷却モジュール1により冷却を行うことにより、発熱部を非常に効率的に冷却することができる。 In contrast, the present embodiment includes, between the second substrate 7, which is an endothermic side substrate of the thermoelectric cooling module 1 and the heat generating unit 9, a heat flux transducer 8 is provided, the heat of the heating portion 9 heat flux conversion diffused by vessel 8, by performing the cooling by the thermoelectric cooling module 1 from the reduced heat input density to the thermoelectric cooling module 1, it is possible to very efficiently cool the heat generating portion.
【0082】 [0082]
なお、例えば高性能サーバーなどに使われるCPU等、小型高集積化により発熱部9の熱密度が20W/cm を越えるものの場合、従来技術では空冷では冷却しきれず水冷、冷媒による冷却などに頼らざるを得なかったが、本実施形態例を適用すれば、水漏れ等の危険性を有する水冷等に頼ることなく、上記のように効率的に発熱部9の冷却を行うことができる。 Incidentally, for example, a CPU or the like to be used, such as high-performance server, if the heat density of the heat generating portion 9 by small high integration of those exceeding 20W / cm 2, water cooling can not be completely cooled in the air cooling in the prior art, resorting to such cooling by refrigerant did not help but, by applying the present embodiment, without depending on water cooling or the like having a risk of water leakage or the like, it is possible to perform efficient cooling of heat generating portions 9 as described above.
【0083】 [0083]
また、例えば従来例での発熱部9の温度(93℃)まで最高温度が許容できるとすれば、本実施形態例と同様の構成を有する熱電冷却装置を、発熱量が40WのCPUを適用することができる。 Further, for example, if the maximum temperature to a temperature (93 ° C.) of the heating portion 9 of the conventional example is acceptable, a thermoelectric cooling apparatus having the same configuration as the present embodiment, the heat generation amount is applied to the CPU of 40W be able to. つまり、本実施形態例の熱電冷却装置を用いて効率的に冷却することにより、発熱密度で40W/cm のCPUを電子機器に適用することができる。 That is, by effectively cooled using a thermoelectric cooling device of the embodiment can be applied to the CPU of 40W / cm 2 to the electronic apparatus in heat density.
【0084】 [0084]
図4には、本発明に係る熱電冷却装置の第2実施形態例の要部構成が示されている。 Figure 4 is a main part configuration of the second embodiment of the thermoelectric cooling device according to the present invention is shown. 第2実施形態例は上記第1実施形態例とほぼ同様に構成されており、第2実施形態例が上記第1実施形態例と異なる特徴的なことは、熱電冷却モジュール1を、15個のペルチェモジュール12を並設して形成したことである。 Second embodiment is constructed substantially similarly to the first embodiment, the second embodiment can of features different from the first example embodiment, a thermoelectric cooling module 1, 15 is that formed by juxtaposed Peltier module 12.
【0085】 [0085]
また、第2実施形態例では、熱流束変換器8の熱流束拡散表面15と熱流束拡散背面16の面積を互いに等しくしており、ヒートシンク3はファン20を有するファン一体型ヒートシンクである。 In the second embodiment, the area of ​​heat flux transducer 8 of heat flux diffusion surface 15 and the heat flux diffusing back 16 are equal to each other, the heat sink 3 is fan-integrated heat sink having a fan 20.
【0086】 [0086]
第2実施形態例の熱電冷却装置は、電力変換用のIGBTの発熱部9を冷却対象としている。 Thermoelectric cooling device of the second embodiment is in the heating portion 9 of the IGBT for power conversion and cooling target. 発熱部9の大きさは40mm×70mm、発熱量は500Wであり、発熱密度は18W/cm に達する。 The size of the heating portion 9 is 40 mm × 70 mm, heating value is 500 W, the heat generation density reaches 18W / cm 2.
【0087】 [0087]
この発熱部9の発熱密度は上記第1実施形態例において冷却対象とした発熱部9の発熱密度より小さいが、必要放熱量ははるかに大きい。 This heating density of the heating portion 9 is smaller than the heat density of the heat generating portion 9 and cooled target in the first embodiment, the required radiation amount is much larger. この必要放熱量(=必要吸熱量)に対し熱電冷却モジュール群全体としての最大吸熱量を求めると500×2.5=1240Wとなる。 The necessary heat radiation amount (= required endothermic amount) to obtain the maximum heat absorption amount of the entire thermoelectric cooling modules when a 500 × 2.5 = 1240W.
【0088】 [0088]
そこで、第2実施形態例では、この放熱量を効率よく吸熱し、上記最大吸熱量を確保するために、3×5個、合計15個のペルチェモジュール12を並列した熱電冷却モジュール1を適用した。 Therefore, in the second embodiment, the heat radiation amount effectively absorbs heat, in order to ensure the maximum heat absorption, five 3 ×, was applied thermoelectric cooling module 1 in parallel a total of 15 pieces of the Peltier modules 12 . 1つのペルチェモジュール12は40mm角、厚さ2.2mmで最大吸熱量約100W(I=16.5A)のものを選定した。 One peltier module 12 40mm square, were selected the largest endotherm about 100W (I = 16.5A) with a thickness of 2.2 mm.
【0089】 [0089]
また、第2実施形態例では、特に図示しないが、熱流束変換器8は長さ200mm外径が8mmφの直線状ヒートパイプを12本ほとんど隙間なく並列に等間隔で並べ、熱の出入りする両面は0.8mm厚さのアルミ板で構成し、ヒートパイプ間のわずかな隙間およびアルミ板ヒートパイプの間隙は熱伝導性の樹脂で充填している。 Further, both sides in the second embodiment, although not particularly shown, the heat flux transducer 8 length 200mm outer diameter arranged at regular intervals in parallel without 12 little clearance a linear heat pipe of 8 mm, the heat out of the is composed of aluminum plate 0.8mm thick, the gap small gap and aluminum plate heat pipe between the heat pipe is filled with a thermally conductive resin.
【0090】 [0090]
ヒートシンク3に設けられているファン20の容量は、前面風速で3.0m/s以上確保できるものである。 Capacity of the fan 20 provided in the heat sink 3 are those which can be secured in face velocity 3.0 m / s or more.
【0091】 [0091]
第2実施形態例は以上のように構成されており、第2実施形態例も上記第1実施形態例と同様の効果を奏することができる。 Second embodiment is constructed as described above, can be second embodiment also exhibits the same effect as the first embodiment. なお、第2実施形態例は、ヒートシンク3の大きさがやや大きくなるものの、熱流束変換器8と熱電冷却モジュール1の吸熱作用により発熱部9の温度、つまり、IGBTの表面温度を80℃レベルに保つことが出来た。 Note that the second embodiment, although the size of the heat sink 3 becomes slightly larger, the temperature of the heating unit 9 by the heat absorption effect of the heat flux transducer 8 and the thermoelectric cooling module 1, i.e., 80 ° C. level the surface temperature of the IGBT I was able to keep to.
【0092】 [0092]
次に、本発明に係る熱電冷却装置の第3実施形態例について説明する。 The following describes a third embodiment of a thermoelectric cooling device according to the present invention. 第3実施形態例は図5に示す構成を有し、上記第1実施形態例とほぼ同様に構成されている。 Third embodiment has a configuration shown in FIG. 5, is configured substantially the same as the first embodiment. 第3実施形態例が上記第1実施形態例と異なる特徴的なことは、ヒートシンク3を軸流ファン20付きのヒートシンクとしたことである。 Third embodiment is characteristic that differs from the first embodiment is that in which the heat sink 3 and the heat sink with the axial flow fan 20. なお、第3実施形態例において、熱流束変換器8の熱流束拡散表面15と熱流束拡散背面16の面積を互いに等しく形成している。 In the third embodiment, the area of ​​heat flux diffusion surface 15 and the heat flux diffusion back 16 of the heat flux transducer 8 are equal to each other form.
【0093】 [0093]
本発明者は、この第3実施形態例を用い、この第3実施形態例と従来例を比較して、冷却方式によるヒートシンク熱抵抗の違いを求めた。 The present inventors, using this third embodiment, as compared with the conventional example and this third embodiment, to determine the difference in the heat sink thermal resistance of the cooling system. その結果が表1に示されている。 The results are shown in Table 1.
【0094】 [0094]
【表1】 [Table 1]
【0095】 [0095]
表1において、従来例1は、図7に示したような、従来最も一般的に使われているファン付アルミ製のヒートシンク3を用いた冷却構成であり、ヒートシンク3の上に40×40×20mmの軸流ファンを載せたものである。 In Table 1, the conventional example 1, as shown in FIG. 7, a cooling structure using the conventional most commonly sink 3 aluminum with fans are used, 40 × 40 × on the heat sink 3 are those loaded with 20mm axial flow fan of.
【0096】 [0096]
従来例2は、図8に示したような、発熱部9とアルミ製のヒートシンク3の間に熱流束変換器8を設けた冷却構成であり、ヒートシンク3の上には40×40×20mmの軸流ファン20を載せている。 Conventional Example 2, as shown in FIG. 8, during the heating portion 9 and the aluminum heat sink 3 is a cooling structure in which a heat flux transducer 8, on top of the heat sink 3 40 × 40 × 20 mm of It has put the axial flow fan 20. また、従来例2において、熱流束変換器8はベーパーチャンバーにより形成している。 Further, in the conventional example 2, the heat flux transducer 8 is formed by a vapor chamber.
【0097】 [0097]
第3実施形態例は、上記従来例2に加えてベーパーチャンバーの熱流束変換器8とアルミ製のヒートシンク3の間に熱電冷却モジュール1の熱電冷却モジュール1を設けている。 Third embodiment is a thermoelectric cooling module 1 of the thermoelectric cooling module 1 between the heat flux transducer 8 and aluminum heat sink 3 of the vapor chamber is provided in addition to the above second conventional example.
【0098】 [0098]
表1に示す第3実施形態例、従来例1,2は、いずれもファンの回転数を同一条件で行なっている。 Third embodiment shown in Table 1, prior art examples 1 and 2 are both subjected to rotational speed of the fan at the same conditions. また、いずれも、発熱部9の大きさは10mm×10mm、ヒートシンク3はアルミ製でフィン13の高さは25mm、底部(ベース)14の大きさ100×50mm、熱流束変換器8の大きさもヒートシンク3の底部と同様な大きさである。 Moreover, both the size is 10 mm × 10 mm of the heat generating portion 9, the heat sink 3 is 25mm and the height of the fins 13 made of aluminum, the bottom (base) 14 of size 100 × 50 mm, also the magnitude of the heat flux transducer 8 is a bottom similar to the size of the heat sink 3.
【0099】 [0099]
表1から明らかなように従来例1では発熱部9の負荷が40ワットのとき、ヒートシンク3の熱抵抗が1.57℃/Wなので、ΔT=62.8degとなり、環境温度が40℃のとき、発熱部9の温度は100℃を越えてしまう。 When the load of a conventional Table 1 As is clear in Example 1 the heating portion 9 is 40 watts, since the thermal resistance is 1.57 ° C. / W of the heat sink 3, when ΔT = 62.8deg next, the environmental temperature is 40 ° C. , the temperature of the heating unit 9 exceeds the 100 ° C.. 一方、第3実施形態例では、発熱部9の負荷が40ワットのときでも、ヒートシンク3の熱抵抗が1.14℃/Wなので、ΔT=45.6degとなり、発熱部9の温度は86℃に抑えることができた。 On the other hand, in the third embodiment, even when the load of the heat generating portion 9 is 40 watts, since the thermal resistance is 1.14 ° C. / W of the heat sink 3, ΔT = 45.6deg next, the temperature of the heating portion 9 is 86 ° C. We were able to keep to.
【0100】 [0100]
次に、本発明に係る熱電冷却装置の第4実施形態例について説明する。 Next, a description will be given of a fourth embodiment of a thermoelectric cooling device according to the present invention. 第4実施形態例の熱電冷却装置は、超小型LSIとして、5mm角の大きさで5w発熱する発熱部9の冷却装置に本発明を適用した例であり、発熱部9の発熱密度は20w/cm となる。 Thermoelectric cooling device of the fourth embodiment, as the ultra-small LSI, an example of applying the present invention to the cooling device of the heating unit 9 which 5w heating a size of 5mm square, heating density of the heating unit 9 20 w / the cm 2. 第4実施形態例の基本構成は上記第1実施形態例と同様である。 The basic configuration of the fourth embodiment are the same as in the first embodiment.
【0101】 [0101]
なお、熱流束変換器8は、厚さが3mm、一辺の大きさ15mmの銅板を有し、この銅板の一方の面全体にダイヤモンド層が厚さ30μmでコーティングされており、他方の面には薄い金メッキが施されている。 The heat flux transducer 8, 3 mm thick, having a copper plate of one side of the size 15 mm, is coated on one thickness 30μm diamond layer on the entire surface of the copper plate, on the other surface thin is plated with gold. 熱流束変換器8のダイヤモンド層形成側の面を発熱部9に接し、熱流束変換器8の金メッキ側の面は熱電冷却モジュール1に熱的に接するように配置している。 The surface of the diamond layer forming side of the heat flux transducer 8 in contact with the heating portion 9, the surface of the gold side of the heat flux transducer 8 is placed in contact with the thermally and thermoelectric cooling module 1.
【0102】 [0102]
熱電冷却モジュール1の大きさは銅板と同じ一辺が15mmの大きさであり、厚さは両側のセラミック基板を含み2.5mmである。 The size of the thermoelectric cooling module 1 is the magnitude of the same one side 15mm and copper and has a thickness of 2.5mm include both sides of the ceramic substrate. セラミック基板の材質には熱伝導性が約230w/mKと良好な窒化アルミが用いられている。 Thermal conductivity of about 230 W / mK and a good aluminum nitride is used as the material of the ceramic substrate. 熱電冷却モジュール1の最大吸熱量は必要吸熱量の3倍、すなわち15w以上が得られるようにした。 3 times the thermoelectric maximum endothermic quantity of the cooling module 1 is required endotherm, i.e. as above 15w is obtained. 具体的には、熱電冷却モジュール1の熱電素子は対数35、一つのPあるいはN型の熱電半導体断面積は1.44mm とした。 Specifically, thermoelectric device thermoelectric cooling module 1 is thermoelectric semiconductor sectional area of the log 35, one of the P or N-type was 1.44 mm 2.
【0103】 [0103]
このとき熱電冷却モジュール1は11アンペア付近で最大吸熱量23wを出せるが、今必要な吸熱量は5wのため、このときの熱電冷却モジュールへの投入電力はわずか2wである。 In this case the thermoelectric cooling module 1 is put out maximum endothermic quantity 23w around 11 amps, but now endotherm required for 5w, input power to the thermoelectric cooling module in this case is only 2w. このとき熱電冷却モジュール1の両側の温度差は約17℃つけることができる。 In this case the temperature difference across the thermoelectric cooling module 1 may be attached about 17 ° C..
【0104】 [0104]
この熱電冷却モジュール1の高温側にはヒートシンク3が設けられている。 The heat sink 3 is provided on the hot side of the thermoelectric cooling module 1. ヒートシンク3のベース14の大きさは15mm角、厚さは3mmであり、ベース14には、アルミ製の複数のフィン13が互いに間隔を介して設けられている。 The size of the base 14 of the heat sink 3 is 15mm x 15mm, a thickness of 3 mm, the base 14 has a plurality of fins 13 made of aluminum is provided over the distance from one another. ヒートシンク3の仕様は、フィン13のピッチが1.7mm、フィン13の肉厚が0.6mm、フィン13の高さが15mmである。 Specifications of the heat sink 3, the pitch of the fins 13 is 1.7 mm, the thickness of the fin 13 is 0.6 mm, the height of the fins 13 is 15 mm.
【0105】 [0105]
第4実施形態例において、システムファン20aにより、雰囲気温度が40度において、0.5〜0.8m/sの風を生じさせる場合、ヒートシンク3のベース部14の最高温度が57℃、熱電冷却モジュール1の吸熱側基板の温度が40℃となり、熱流束変換器8を経て発熱部9の温度は約75℃とすることが出来た。 In the fourth embodiment, the system fan 20a, the ambient temperature is 40 degrees, when causing wind 0.5~0.8m / s, maximum temperature 57 ° C. of the base portion 14 of the heat sink 3, thermoelectric cooling temperature next is 40 ° C. endothermic side substrate module 1, the temperature of the heating unit 9 via the heat flux transducer 8 could be about 75 ° C..
【0106】 [0106]
このように、第4実施形態例によれば、極めて発熱密度が局所的に高い電子部品の発熱部9に対しても、わずか2wの消費電力の増大で効果的な冷却を実現することが出来た。 Thus, according to the fourth embodiment, even highly exothermic density relative to the heating portion 9 of the locally high electronic component, it is possible to achieve effective cooling by increasing only 2w power consumption It was.
【0107】 [0107]
なお、本発明は上記各実施形態例に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。 The present invention is not limited to the foregoing embodiment, and may be set appropriately. 例えば、上記各実施形態例では、発熱部9と熱流束変換器8と熱電冷却モジュール1とヒートシンク3のそれぞれの接触面に熱伝導性グリース11を設けたが、熱伝導性グリース11の代わりに、熱伝導性グリース11以外の熱伝導部材を設けてもよいし、熱伝導性部材を介さずに上記接触面を直接接触させてもよい。 For example, in the above embodiment, although the heating portion 9 and the heat flux transducer 8 and the thermoelectric cooling module 1 and the thermally conductive grease 11 to the respective contact surface of the heat sink 3 is provided in place of the thermally conductive grease 11 may be provided a heat conduction member other than the thermally conductive grease 11, the contact surface may be directly the contacted without using the heat conductive member.
【0108】 [0108]
また、上記第1、第3実施形態例では、熱流束変換器8はベーパーチャンバー(平面型ヒートパイプ)とし、上記第2実施形態例では、熱流束変換器8は複数のヒートパイプを筏状に組んだものを用い、第4実施形態例では、熱流束変換器8は銅板を用いた。 Further, in the first and third embodiment, the heat flux transducer 8 is a vapor chamber (flat heat pipe), in the second embodiment, the heat flux transducer 8 raft shape a plurality of heat pipes using it what partnered, in the fourth embodiment, the heat flux transducer 8 with copper plate.
【0109】 [0109]
しかし、熱流束変換器8の構成は特に限定されるものではなく適宜設定されるものであり、熱流束拡散表面15の面方向の熱拡散機能を有する適宜の熱流束変換器8を適用することができる。 However, the configuration of the heat flux transducer 8 is intended to be set as appropriate is not particularly limited, applying an appropriate heat flux transducer 8 having a plane direction of the thermal diffusion function of heat flux diffusing surface 15 can. 熱流束変換器8は、例えばダイヤモンド、高熱伝導性カーボン、グラファイトおよびそれらの複合部材を用いた熱伝導板、またはヒートパイプを有する構成とすることができる。 Heat flux converter 8, for example diamond, high thermal conductivity carbon, graphite, and the heat conduction plate with their composite member, or may be configured to have a heat pipe.
【0110】 [0110]
なお、熱流束変換器8に平面型ヒートパイプ以外のヒートパイプを用いる場合、小面積の電子部品発熱体から熱を面状に拡げるため、複数本のヒートパイプを組み合わせて板状に形成することもできる。 In the case of using a heat pipe other than flat heat pipe to the heat flux transducer 8, to spread from the electronic component heating element of a small area heat to a planar, it is formed in a plate shape by combining a plurality of heat pipes It can also be. つまり、熱流束変換器8は、何本かのパイプ状ヒートパイプを銅板やアルミ板に貼り付け、あるいは埋め込み面方向に熱移動しやすくしたものが適用できる。 That is, the heat flux transducer 8, paste How many of pipe-shaped heat pipe copper or aluminum plate, or can be applied those likely to heat transfer to the implant plane direction.
【0111】 [0111]
いずれにしろ最大限の熱流束拡大効果を得るためには、熱流束変換器8は、水を作動液とし、ベーパーチャンバーまたはヒートパイプおよびそれらの複合部材を用いた熱伝導板、あるいは振動型ヒートパイプといわれる面状のもの等により形成できる。 To maximize heat flux larger effect anyway, the heat flux transducer 8, the water as a working fluid, a vapor chamber or heat pipe and the heat conduction plate with their composite member, or vibration type heat It can be formed by planar ones such that said pipe.
【0112】 [0112]
さらに、熱流束変換器8は、面方向熱伝導性カーボンフィラーをアルミ合金中に含浸した複合部材によっても形成できる。 Furthermore, the heat flux transducer 8, the surface direction thermal conductive carbon filler can be formed by a composite member impregnated in an aluminum alloy. この種の複合部材は、そのカーボンフィラーの高熱伝導特性により面方向の熱伝導率が約1000w/mKであるもの等もある。 This type of composite members, and some, such as the plane direction of the thermal conductivity of about 1000 w / mK by the high thermal conductive properties of the carbon filler.
【0113】 [0113]
なお、熱流束変換器8は、等価的熱伝導率で500W/mK以上のものが好ましい。 The heat flux transducer 8 is preferably one or more 500 W / mK in equivalent thermal conductivity. ここで、等価的熱伝導率とはヒートパイプ等の固体熱伝導でない場合、厚さ、長さ等を固体での熱伝導と同様に見立てた場合の熱伝導率を言う。 Here, when the equivalent thermal conductivity of not solid heat conduction, such as a heat pipe, refers to the thermal conductivity when regarded thickness, a length, etc. As with the thermal conductivity of a solid.
【0114】 [0114]
また、熱電冷却モジュール1を構成するペルチェモジュール12の個数や配列形態、熱電冷却モジュール1に設けられる熱電変換素子5の個数等は特に限定されるものでなく適宜設定されるものであり、熱電冷却モジュール1の少なくとも第2の基板7が熱流束変換器8の熱流束拡散背面16とほぼ同じ面積を有していて、吸熱側基板と成していればよい。 Also, the number and arrangement of the Peltier module 12 of the thermoelectric cooling module 1, the number, etc. of the thermoelectric conversion element 5 provided in the thermoelectric cooling module 1 is intended to be appropriately set not particularly limited, thermoelectric cooling at least a second substrate 7 of the module 1 have approximately the same area as the heat flux diffusion back 16 of the heat flux transducer 8, it is sufficient to form a heat-absorbing-side substrate.
【0115】 [0115]
さらに、ヒートシンク3の構成は特に限定されるものでなく適宜設定されるものであり、例えば銅製のヒートシンクとしてもよいし、フィン13を曲線形状としたヒートシンクとしてもよい。 Furthermore, the configuration of the heat sink 3 is intended to be set appropriately not particularly limited, for example, may be a copper heat sink, may be as a heat sink in which the fins 13 and curved shape. また、ファン20は一体型にする場合は軸流ファンが組み合わせ易いが、そのほかにもシロッコファンなど他の型式でもよいし、一体型ではなく電子機器の他のシステム冷却との併用でもよい。 Further, the fan 20 is an axial fan combination easily if you in one piece, it may be other types such as a sirocco fan in other, or in combination with other system cooling the electronic device rather than integrated.
【0116】 [0116]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明によれば、熱電冷却モジュールを用いた冷却方式でも特に消費電力を抑えつつ、最大限の冷却効果を得ることが出来る。 According to the present invention, while suppressing the particular power consumption by the cooling method using a thermoelectric cooling module, it is possible to obtain the maximum cooling effect.
【0117】 [0117]
また、本発明によれば、発熱部に接触対向配置した熱流束変換器によって発熱部の熱を拡散し、熱密度を小さくしてから熱電冷却モジュールにより冷却を行い、さらに、熱電冷却モジュールの放熱をヒートシンクにより放熱することにより、高発熱密度の発熱部を非常に効率的に冷却することができる。 Further, according to the present invention, to diffuse the heat generating portion of the heat by contact facing the heat flux transducer to the heating unit, cooling by the thermoelectric cooling module from the small thermal density, further, the heat dissipation of the thermoelectric cooling module the by radiated by the heat sink, it is possible to very efficiently cool the heat generating portion of high heat generation density.
【0118】 [0118]
さらに、本発明によれば、電子部品の機能として重要な長期信頼性についても熱電冷却モジュールの両側の温度差を大きく設定する必要がないため熱電モジュールにかかる熱歪を小さく抑えられ、これにより熱電モジュールの寿命も伸ばすことが出来る。 Furthermore, according to the present invention, significant long-term reliability small suppressed the thermal strain according to the thermoelectric module it is not necessary to set a large temperature difference between both sides of the thermoelectric cooling module also as a function of the electronic component, thereby thermoelectric module of life can be extended.
【0119】 [0119]
また、本発明において、ヒートパイプと該ヒートパイプを組み込んだ平面型の熱拡散板とベーパーチャンバーの少なくとも1つの熱輸送部材を有しており、前記熱輸送部材は内部に作動液を有して該作動液の相変化を利用して熱輸送を行う構成によれば、熱流束変換器によって発熱部の熱を効率的に拡散することができ、上記効果をより一層効率的に発揮できる。 Further, in the present invention has at least one heat transfer member of the thermal diffusion plate and the vapor chamber of the planar incorporating a heat pipe and the heat pipe, the heat transport member has an inside working fluid According to the configuration by utilizing the phase change of the working fluid for heat transport, it is possible to diffuse the heat generating portion of the heat efficiently by the heat flux transducer, can be more efficiently exhibited the effect.
【0120】 [0120]
さらに、本発明において、発熱部と熱流束変換器の少なくとも一箇所に温度検出部が設けられ、該温度検出部の検出温度が予め設定された設定温度未満となるように、熱電冷却モジュールの投入電力を連続的または断続的に制御する電力制御部を設けた構成によれば、電力制御部の制御によって、熱電冷却モジュールの投入電力を適切に制御でき、上記効果を発揮することができる。 Further, in the present invention, the heating unit and the temperature detecting portion at at least one position of the heat flux transducer is provided, so that the detection temperature of the temperature detection unit is lower than a set temperature set in advance, introduction of a thermoelectric cooling module According to the structure in which the power control unit continuously or intermittently controls the power, the control of the power control unit can appropriately control the input power of the thermoelectric cooling module, it is possible to exhibit the above effect.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明に係る熱電冷却装置の第1実施形態例を示す要部構成図である。 It is a main configuration diagram illustrating a first embodiment of a thermoelectric cooling device according to the invention; FIG.
【図2】熱電冷却モジュールへの投入電力と投入電力に対する吸熱量の比との関係を示すグラフである。 2 is a graph showing the relationship between the amount of heat absorption ratio input power and the input power to the thermoelectric cooling module.
【図3】上記第1実施形態例において、発熱部の最大発熱量を35Wとしたときの熱電冷却モジュールへの投入電力と熱抵抗との関係を示すグラフである。 [3] In the first embodiment, it is a graph showing the relationship between the input power and the thermal resistance of the thermoelectric cooling module when the maximum amount of heat generated by the heat generating portion was 35W.
【図4】本発明に係る熱電冷却装置の第2実施形態例を示す要部構成図である。 It is a main configuration diagram illustrating a second embodiment of a thermoelectric cooling device according to the present invention; FIG.
【図5】本発明に係る熱電冷却装置の第3実施形態例を示す要部構成図である。 It is a main configuration diagram illustrating a third embodiment of a thermoelectric cooling device according to the present invention; FIG.
【図6】本発明に係る熱電冷却装置での冷却性能と消費電力の関係例を示す図である。 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between cooling performance and power consumption in the thermoelectric cooling device according to the present invention.
【図7】従来提案された電子部品の発熱部の冷却構成例を示す説明図である。 7 is an explanatory diagram showing an example cooling structure of the heat generating portion of the conventional proposed electronic components.
【図8】電子部品の発熱部の冷却構成の別の例を示す説明図である。 8 is an explanatory diagram showing another example of the cooling structure of the heat generating portion of the electronic component.
【図9】電子部品の発熱部の冷却構成の別の例を示す説明図である。 9 is an explanatory diagram showing another example of the cooling structure of the heat generating portion of the electronic component.
【図10】電子部品の発熱部の冷却構成のさらに別の例を示す説明図である。 10 is an explanatory view showing still another example of the cooling structure of the heat generating portion of the electronic component.
【図11】熱電冷却モジュールの構成例を示す説明図である。 11 is an explanatory diagram showing a configuration example of a thermoelectric cooling module.
【図12】熱電冷却モジュールの消費電流(消費電力)と低温側吸熱量の関係例を示すグラフである。 12 is a graph showing an example of a relationship between the current consumption (power consumption) and the low temperature side endothermic amount of the thermoelectric cooling module.
【図13】熱電冷却モジュールの電流と成績係数の関係例を示すグラフである。 13 is a graph showing an example of a relationship between the current and the coefficient of performance of the thermoelectric cooling module.
【図14】熱電冷却モジュールの消費電力と低温側吸熱量の関係の別の例を示すグラフである。 14 is a graph showing another example of the relationship between power consumption and the low temperature side endothermic amount of the thermoelectric cooling module.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1 熱電冷却モジュール2 電極3 ヒートシンク5,5a,5b 熱電変換素子6 第1の基板7 第2の基板8 熱流束変換器9 発熱部11 熱伝導性グリース15 熱流束拡散表面16 熱流束拡散背面 Thermoelectric cooling module 2 electrode 3 heat sink 5, 5a, 5b thermoelectric conversion element 6 first substrate 7 second substrate 8 heat flux transducer 9 heating unit 11 thermally conductive grease 15 heat flux diffusing surface 16 heat flux diffusing back

Claims (3)

  1. 発熱部に直接または熱伝導性部材を介して熱流束拡散表面が接触対向配置される熱流束変換器を有し、該熱流束変換器は前記発熱部より大きい伝熱面積を有して前記発熱部の熱を拡散する構成と成し、前記熱流束変換器と直接または熱伝導性部材を介して熱電冷却モジュールが前記熱流束変換器の熱流束拡散背面に接触対向配置され、該熱電冷却モジュールは互いに間隔を介して対向配置された第1の基板と第2の基板を有し、該第2の基板は前記熱流束変換器の熱流束拡散背面と実質的に接触しており、前記熱電冷却モジュールの前記第1の基板と第2の基板間には複数の熱電変換素子が立設配置され、これらの熱電変換素子に電流を流すことにより前記第2の基板が吸熱側の基板と成して前記第1の基板が放熱側の基板と成し、該第1の Heat flux diffusing surface directly or via a heat conductive member to the heat generating portion has a heat flux transducer is contacted opposed, the heating heat flux transducer has a larger heat transfer area the heat generating unit It forms a structure for diffusing the Department of heat, a thermoelectric cooling module via the heat flux transducer directly or thermally conductive member is in contact opposed to the heat flux diffusion back of the heat flux transducer, thermoelectric cooling module has a first substrate and a second substrate that are oppositely arranged with an interval from each other, the substrate of the second is contact with the heat flux diffusing back substantially of the heat flux transducer, the thermoelectric the first substrate of the cooling module and is between the second substrate a plurality of thermoelectric conversion elements are arranged erected, forming a substrate said second substrate is a heat absorption side by supplying a current to these thermoelectric conversion elements and wherein the first substrate is form the substrate of the heat radiation side, the first 板側には該第1の基板と直接または熱伝導性部材を介してヒートシンクが接触対向配置されており、熱電冷却モジュールの最大吸熱量を必要吸熱量の2.5倍以上とし、熱流束変換器の熱電冷却モジュール側の熱の授受面積を熱電冷却モジュールの熱流束変換器側の熱授受面積の約80%以上約120%以下としたことを特徴とする熱電冷却装置。 The plate side to the heat sink through the first substrate directly or thermally conductive member is contacted opposed, the required endothermic quantity maximum endothermic quantity of the thermoelectric cooling module 2.5 times or more, the heat flux conversion thermoelectric cooling device for exchanging area of ​​vessels of thermoelectric cooling module side of the heat, characterized in that not more than about 80% to about 120% of the heat transfer area of ​​the heat flux transducer side of the thermoelectric cooling module.
  2. 熱流束変換器はヒートパイプと該ヒートパイプを組み込んだ平面型の熱拡散板とベーパーチャンバーの少なくとも1つの熱輸送部材を有しており、前記熱輸送部材は内部に作動液を有して該作動液の相変化を利用して熱輸送を行うことを特徴とする請求項1記載の熱電冷却装置。 Heat flux transducer has at least one heat transfer member of the thermal diffusion plate and the vapor chamber of the planar incorporating a heat pipe and the heat pipe, the heat transport member has an inside working fluid said thermoelectric cooling device according to claim 1, wherein the performing heat transport by utilizing the phase change of the working fluid.
  3. 発熱部と熱流束変換器の少なくとも一箇所に温度検出部が設けられ、該温度検出部の検出温度が予め設定された設定温度未満となるように、熱電冷却モジュールの投入電力を連続的または断続的に制御する電力制御部を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の熱電冷却装置。 Temperature detection unit in at least one position of the heat generating portion and the heat flux transducer is provided, so that the detected temperature of the temperature detection unit is lower than a set temperature set in advance, continuously or intermittently applied power thermoelectric cooling module thermoelectric cooling device according to claim 1 or claim 2, wherein in that a power control unit for controlling.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006242455A (en) * 2005-03-02 2006-09-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Cooling method and device
JP2007043075A (en) * 2005-07-04 2007-02-15 Denso Corp Thermoelectric conversion device
JP2008218513A (en) * 2007-02-28 2008-09-18 Fujikura Ltd Cooling device
CN100520238C (en) 2004-03-22 2009-07-29 盛光润 Electronic ice bag
JP2010283327A (en) * 2009-06-02 2010-12-16 Hon Hai Precision Industry Co Ltd Thermal interface material, electronic device, and manufacturing method for the electronic device
EP2312661A1 (en) * 2009-10-16 2011-04-20 Alcatel Lucent Thermoelectric assembly
US7931969B2 (en) 2006-01-13 2011-04-26 Northern Illinois University Molecular fan
KR101082580B1 (en) 2010-01-07 2011-11-10 충북대학교 산학협력단 Thermoelectric cooling device for a printed circuit board mounting the flip chip
CN102510990A (en) * 2009-07-17 2012-06-20 史泰克公司 Heat pipes and thermoelectric cooling devices
JP2015094552A (en) * 2013-11-13 2015-05-18 株式会社デンソー Cooler
CN105231835A (en) * 2015-10-09 2016-01-13 苏州融睿纳米复材科技有限公司 Electronic cooling and heating device
US9435571B2 (en) 2008-03-05 2016-09-06 Sheetak Inc. Method and apparatus for switched thermoelectric cooling of fluids

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100520238C (en) 2004-03-22 2009-07-29 盛光润 Electronic ice bag
JP4639850B2 (en) * 2005-03-02 2011-02-23 株式会社Ihi Cooling method and apparatus
JP2006242455A (en) * 2005-03-02 2006-09-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Cooling method and device
JP2007043075A (en) * 2005-07-04 2007-02-15 Denso Corp Thermoelectric conversion device
US8545933B2 (en) 2006-01-13 2013-10-01 Northern Illinois University Molecular fan
US7931969B2 (en) 2006-01-13 2011-04-26 Northern Illinois University Molecular fan
JP2008218513A (en) * 2007-02-28 2008-09-18 Fujikura Ltd Cooling device
US9435571B2 (en) 2008-03-05 2016-09-06 Sheetak Inc. Method and apparatus for switched thermoelectric cooling of fluids
JP2010283327A (en) * 2009-06-02 2010-12-16 Hon Hai Precision Industry Co Ltd Thermal interface material, electronic device, and manufacturing method for the electronic device
CN102510990A (en) * 2009-07-17 2012-06-20 史泰克公司 Heat pipes and thermoelectric cooling devices
US8904808B2 (en) 2009-07-17 2014-12-09 Sheetak, Inc. Heat pipes and thermoelectric cooling devices
EP2312661A1 (en) * 2009-10-16 2011-04-20 Alcatel Lucent Thermoelectric assembly
KR101082580B1 (en) 2010-01-07 2011-11-10 충북대학교 산학협력단 Thermoelectric cooling device for a printed circuit board mounting the flip chip
JP2015094552A (en) * 2013-11-13 2015-05-18 株式会社デンソー Cooler
CN105231835A (en) * 2015-10-09 2016-01-13 苏州融睿纳米复材科技有限公司 Electronic cooling and heating device

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