JP2004356555A - Heat-receiving element and cooling device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受熱体及びそれを用いた冷却装置に関し、特に、発熱体(電子機器の半導体素子等)の冷却を行うための冷却装置に用いられる受熱体及び、この受熱体を用いた冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子機器内のLSI、電力トランジスタ等の発熱体を冷却する液循環型冷却装置が知られている。この液循環型冷却装置は、発熱体の発熱部に接触させて配置される受熱体と、この受熱体より伝達された熱を放熱する放熱部材と、この放熱部材と受熱体との間に冷却用液体を循環させる駆動手段と、冷却用液体を貯留するタンクとを備えて構成されている。受熱体は、発熱体から効率良く熱を冷却用液体に伝える機能を有している。
【0003】
このように構成された液循環型冷却装置において、例えば、電子機器が動作すると、発熱体に通電が行われ、電子機器内の発熱体が発熱する。この発熱体の熱は受熱体へ熱伝導する。受熱体には、ポンプによって冷却用液体が供給されており、冷却用液体の循環により受熱体は冷却され、熱交換によって温度上昇した冷却用液体は放熱部材に流入する。放熱部材は、自然空冷、あるいは電動ファンにより強制空冷されているので、放熱部材に流入した冷却用液体の熱は、大気へ放熱される。
【0004】
図5及び図6は、従来の受熱体の第1の構成例を示す。この受熱体100は、ダイキャスト製の本体101を有しており、この本体101は、外部からの配管(図示せず)を接続するための一対の接続ポート101a,101bと、電子機器の筐体や発熱体にビス(図示せず)を介して固定するためのねじ穴部102a,102b,102c,102dとを備えている。本体101の内部には、冷却用液体を循環させる流路溝103(例えば、半円形、角形等の断面形状を有する)が形成されている。流路溝103は複数回蛇行させた構造を有し、両端は接続ポート101a,101bに接続されている。
【0005】
流路溝103の上面(紙面手前側)は開口されており、この開口部104の周囲にはOリング105が配設されている。このOリング105に接するようにして、図6に示すように開口部104には蓋106が装着される。蓋106は、複数のビス107によって本体101に固定される。蓋106を開口部104に固定すると流路溝103の上面に蓋106の下面が密着し、流路溝103は配管状になるので、流路溝103には、接続ポート101a,101bを介してポンプ(図示せず)により冷却用液体を流すことができる。
【0006】
図7は、従来の受熱体の第2の構成例を示す。この受熱体200は、CPU、LSI等の半導体素子用の冷却装置に用いられるものであり、所定の大きさ及び厚みを有する金属板201と、管体の一部が金属板201にロウ付け部203によりロウ付けされた金属配管202とを備えて構成されている。この構成では、金属板201と金属配管202の接触面積が大きいほど伝熱効率が高くなる。そして、構造が簡単であるため、液漏れに対する信頼性が高く、ローコスト化も可能になる。
【0007】
図7の構成において、例えば、CPUを冷却する場合、金属配管202が設けられていない面がCPUの放熱面に接触するようにして、金属板201を直接、あるいはコンパウンド等を介して装着する。次に、ポンプ(図示せず)を稼働させて金属配管202に冷却液を供給すると、CPUからの熱伝導によって温度上昇した金属板201は、配管202内を循環する冷却液によって冷却され、これによりCPUが冷却される。
【0008】
以上は、発熱体がCPU、LSI、電力トランジスタ等の比較的小さい場合であったが、ビデオプロジェクタの液冷型陰極線管等のように大型のデバイスを冷却する冷却装置も従来より知られている。このような冷却装置として、例えば、陰極線管の投影面と投射レンズとの間に密閉空間を形成し、この密閉空間に連通するように注入口及びベロフラム(圧力調整弁)を設けた構成が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】
特開平11−40070公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の受熱体及び冷却装置によると、図5、図6の構成の場合、Oリング105を介して蓋により封止する構造であるため、Oリング105からの水分透過(長期間の間に冷却液が極わずかづつ減少する現象)、組立作業のバラツキによる液漏れ、Oリング105の劣化による漏れ、Oリング部の隙間で発生する腐食等を生じることがあり、信頼性に問題がある。更に、蓋106を固定するためのビス107のネジ穴加工が必要になるため、その加工費、組立作業コストもかかり、コストアップになる。
【0010】
また、図7の構成の場合、伝熱面は金属配管202と金属板201のロウ付け部203に限定されることから、熱効率が低いという問題がある。
【0011】
従って、本発明の目的は、耐食性を有し、液漏れや液透過を生じることなく、安価で熱効率の高い受熱体を提供することにある。
【0012】
また、本発明の他の目的は、耐食性を有し、液漏れや液透過を生じることなく、安価で熱効率の高い受熱体を用いて高効率及び高信頼性が得られる冷却装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、発熱体に装着され、前記発熱体から熱伝導する熱を受熱し、その冷却を外部から供給される冷却液を用いて行う受熱体において、前記冷却液を循環させる管路と、前記発熱体からの熱伝導に基づいて受熱する受熱面を有し、前記管路の外周に接するように焼結により形成された本体とを備えることを特徴とする受熱体を提供する。
【0014】
この構成によれば、本体を焼結により形成することにより、焼結の際に本体が収縮して管路と密着して本体と管路とが一体化され、熱伝導性が向上する。
【0015】
また、本発明は、上記目的を達成するため、冷却液が流通する管路と、発熱体からの熱伝導に基づいて受熱する受熱面を有して前記管路の外周に接するように焼結により形成された本体とを備えて構成され、前記発熱体から熱伝導する熱を前記管路に循環される冷却液に熱伝導させる受熱体と、前記受熱体から前記冷却液に熱伝導する熱を放熱する放熱部と、前記受熱体と前記放熱部との間に接続され、前記冷却液を循環させる一対の管路と、前記一対の管路の途中に設けられ、前記冷却液を循環させるポンプとを備えることを特徴とする冷却装置を提供する。
【0016】
この構成によれば、管路と本体とが一体化されていることにより、熱伝導性が向上するので、ポンプの稼働により受熱体と放熱部との間に冷却液を循環させると、発熱体の熱は受熱体に熱伝導した後、冷却液によって放熱部へ運ばれ、放熱部により熱交換が行われ、発熱体の冷却が効率良く行われる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る受熱体を示す。この受熱体10は、焼結により形成された本体1と、本体1を焼結により形成する際に本体1に一体化された金属管2とを備え、背面側に発熱体と面接触する受熱面1aを有している。
【0018】
本体1は、熱伝導性に優れる銅又は銅合金を主成分とする焼結金属粉からなり、この角部近傍に電子機器の筐体や発熱体にビス(図示せず)を介して固定するためのねじ穴部3a,3b,3c,3dが設けられている。なお、本体1は、熱伝導性に優れるアルミニウム、マグネシウム、鉄等の他の金属を主成分とした焼結金属粉を用いてもよい。
【0019】
金属管2は、不凍液等の冷却液に対して耐腐食性を有する銅、ステンレス等の金属材料を用いて作製され、流入部2aと流出部2bとが本体1の管取出し面1Aから所定長が突出している。金属管2は、本体1の内部において、充分な長さの管路長が収容されるように蛇行して形成されており、金属管2の管路長が長くなる配管敷設構造とすることで熱交換性が向上する。なお、金属管2は、ステンレス以外に耐腐食性に優れる他の金属や、熱伝導性の良好な銅合金等の金属によって形成されてもよい。
【0020】
また、上記した構成では金属管2の流入部2aと流出部2bとを同一の面の管取出し面1Aから本体1の外部に露出させる構成としたが、流入部2aおよび流出部2bを本体1の別々の場所(対向位置、直交位置、対称位置等)に配置するようにしてもよい。
【0021】
次に、受熱体10の製造方法の一例について図2および図3を参照して説明する。まず、図2に示すような蛇行した配管敷設構造を成すように金属管2を曲げる。次に、金属管2を下金型5の凹部5a上に載置する。このとき、金属管2の流入部2aおよび流出部2bが管収容溝5c内に収容されるように金属管2を載置する。次に、下金型5の凹部5aと金属管2の隙間に焼結金属粉4を充填する。次に、上金型6の凸部6aが下金型5の凹部5aに嵌入し、同じく上金型6の管押さえ6bが下金型5の管収容溝5cに嵌入するように金型6と下金型5を組み合わせる。
【0022】
次に、図3に示すように、下金型5と上金型6とを上下方向から所定の圧力で加圧して焼結金属粉4を圧粉成形する。このとき、ねじ穴部3a〜3dに対応する下金型5の軸部5bの上面が上金型6の凸部6aの下面に当接している。次に、圧粉成形された焼結金属粉4を所定の温度で加熱して焼結処理することにより、焼結金属粉4が収縮して金属管2を一体化した本体1が形成される。次に、下金型5および上金型6を開いて受熱体10を取り出す。受熱体10の本体1には、下金型5の軸部5bに対応するねじ穴部3a〜3dが形成される。
【0023】
このように製造された第1の実施の形態の受熱体10において、本体1が温度上昇した状態で金属管2の流入部2aから冷却液を流入すると、本体1の熱が冷却液に熱伝導することによって冷却液の温度を上昇させる。温度上昇した冷却液は金属管2の流出部2bから流出する。
【0024】
上述した第1の実施の形態の受熱体10によれば、以下の効果が得られる。
(イ)本体1を焼結して成形する際に本体1と金属管2とを一体化したので、従来構成で必要としたOリング及び蓋が不要になり、冷却液の漏れや腐食の発生を防止できる。また、金属管2と本体1の間に隙間が存在しないので、隙間に起因する腐食も発生しない。
(ロ)流入部2aおよび流出部2bを除く金属管2の周囲全体が本体1で包囲されるので、本体1に接触している金属管2の周面全体が受熱面になり、本体1が受熱した熱を効率良く冷却液に熱伝導させることができる。
(ハ)蓋による封止を必要としないので、ネジ穴加工や流路溝加工等の2次加工が不要になる他、蓋の組み付け加工が不要になる。
(ニ)本体1を焼結により形成する際に、本体1の原料である焼結金属粉4の容積が減少するので、金属管2と本体1との密着度が向上し、これにより、熱伝導性が向上する。
【0025】
なお、上記実施の形態では、受熱体10の本体1を焼結金属粉から形成したが、熱伝導率の高い材料なら樹脂等や樹脂等に金属を混入させたものを用いて形成してもよい。また、上記実施の形態では、金属管2として、円管状のものを用いたが、外形が長円形、楕円形、角形、箱状のものを用いてもよく、内形が長円形、楕円形、角形等のものを用いてもよい。さらに、上記実施の形態では、金属管を蛇行形としたが、渦巻き形や字形の形状としてもよい。
【0026】
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る受熱体10を用いた冷却装置の構成を示す。この冷却装置は、受熱体10をデスクトップ型パーソナルコンピュータ(以下、「パソコン」という。)20に適用したものである。このパソコン20は、筐体21(側面パネルを外した状態)と、この筐体21に内蔵される電源装置22と、CD(Compact Disc)−ROMドライブと、DVD(Digital Video Disc)ドライブ等の5インチ規格の周辺装置を装着するためのアングル23と、フレキシブルディスクドライブや3.5インチ規格の周辺装置を装着するためのアングル24と、電源装置22から電源供給を受けて動作するマザーボード(Motherboard )25と、このマザーボード25のAGP(Accelerated Graphics Port )スロットやPCI(Peripheral Component Interconnect )スロットに装着されたボード26(グラフィックボード、キャプチャーボード等)とを備えて構成されている。
【0027】
マザーボード25にはCPUが搭載されている。このCPUには、ネジ止め又は接着剤による接着等の手段を用いて受熱体10が装着される。受熱体10の金属管2の流入部2aおよび流出部2bには一対の配管チューブ27a,27bが接続され、配管チューブ27aの途中には液循環ポンプ28が挿入されている。配管チューブ27a,27bの端部には、放熱器29が取り付けられる。更に、必要に応じて配管チューブ27a,27bに冷却液を補充するためのタンク(図示せず)が、配管チューブ27a又は27bに接続される。
【0028】
放熱器29は、自動車のラジエータと同様の原理による放熱構造を有するものとし、これに軸流ファン(図示せず)を組み合わせて構成され、筐体21のパネル面に取り付けられている。配管チューブ27a,27bには冷却液が透水して漏れ出ない難透水性の素材が用いられ、例えば、可撓性が要求される用途ではブチルゴムチューブ、可撓性を要しない用途では銅管、銅合金による管、ステンレス管等の金属チューブが用いられる。
【0029】
図4において、液循環ポンプ28はパソコン20の電源オンと同時、あるいはCPUが所定温度に達したときに稼働する。液循環ポンプ28が稼働することにより、冷却液は、液循環ポンプ28,配管チューブ27a,受熱体10,放熱器29,配管チューブ27b,液循環ポンプ28の経路で循環する。CPUが発した熱は、受熱体10の本体1に伝熱され、更に、金属管2に伝熱される。金属管2の熱は内部を流れる冷却液に伝熱され、加熱された冷却液は受熱体10から排出され、更に配管チューブ27bを通して放熱器29に搬入される。放熱器29では大気に対する放熱が行われ、この放熱により冷却された冷却液は配管チューブ27a及び液循環ポンプ28を通して受熱体10に供給される。
【0030】
上述した第2の実施の形態によれば、冷却液が受熱体10と放熱器29の間を循環することにより、受熱体10の温度、すなわちCPUの温度は所定温度以下に維持され、CPUの過熱を防止することができる。受熱体10は、焼結により本体1と金属管2を一体化した構成であるため、熱効率が高くなり、CPU等の発熱体を効率的に冷却することができる。また、同じ熱効率であれば、従来構成の受熱体よりも受熱体10の容積を小さくできるため、受熱体がCPU上で占めるスペースを小さくでき、したがって筐体21のサイズが小さい場合でも、筐体内が窮屈になることはない。また、受熱体10が本体1と金属管2を一体化した構造であるため、液漏れ等を発生する恐れはなく、信頼性及び高寿命化が可能になる。
【0031】
なお、上記した第2の実施の形態においては、CPU等の発熱体に受熱体10を直接的に設けるものとしたが、半導体素子の放熱器の取り付けで一般に行われている熱伝導性の良い金属(例えば、シート状の金属板を発熱体との接触面に鋳込み、又は鍛造して設ける)や粘着シート等の樹脂、あるいはシリコングリース等のコンパウンドを介して受熱体10を取り付けることも可能である。これにより、発熱体から受熱体10への熱伝達性を高めることができる。
また、上記第2の実施の形態では、冷却液を受熱体10と放熱器29の間を循環させる冷却装置について説明したが、本発明は、加熱媒体を受熱体を介して循環させる加熱装置にも適用可能である。
【0032】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の受熱体によれば、本体を焼結により形成して本体と冷却液が流通する金属管とを一体化したことにより、金属管の外周全体を受熱面にすることが可能になり、また、本体を焼結する際に本体が収縮するので金属管との密着度が増すので、熱効率向上が図れる。更に、冷却液の液漏れや透過を防止でき、耐腐食性の向上が図れるほか、2次加工の削減や組立加工費の低減が可能になる。
【0033】
また、本発明の受熱体を用いた冷却装置によれば、本体を焼結により形成して本体と金属管とを一体化した受熱体を用いることにより、液漏れや液透過の発生を防止でき、耐腐食性に優れ、2次加工や組立加工費の低減が可能になる。また、同じ熱効率であれば、従来構成の受熱体よりも受熱体の容積を小さくできるため、小型で冷却性に優れる冷却装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る受熱体の斜視図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る受熱体の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る受熱体の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る冷却装置の構成を示す斜視図である。
【図5】従来の受熱体の第1の構成例の示す平面図である。
【図6】図5の受熱体に蓋を装着した状態を示す平面図である。
【図7】従来の受熱体の第2の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 本体
1A 管取出し面
2 金属管
2a 流入部
2b 流出部
3a,3b,3c,3d ねじ穴部
4 焼結金属粉
5 下金型
5a 凹部
5b 軸部
5c 管収容溝
6 上金型
6a 凸部
6b 管押さえ
10 受熱体
20 パソコン
21 筐体
22 電源装置
23,24 アングル
25 マザーボード
26 ボード
27 配管チューブ
28 液循環ポンプ
29 放熱器
100 受熱体
101 本体
101a,101b 接続ポート
102a,102b,102c,102d ねじ穴部
103 流路溝
104 開口部
105 Oリング
106 蓋
107 ビス
201 金属板
202 金属配管
203 ロウ付け部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat receiving body and a cooling device using the same, and more particularly, to a heat receiving body used for a cooling device for cooling a heat generating body (such as a semiconductor element of an electronic device), and a cooling device using the heat receiving body About.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid circulation type cooling device that cools a heating element such as an LSI or a power transistor in an electronic device is known. The liquid circulation type cooling device includes a heat receiving member arranged in contact with a heat generating portion of the heat generating member, a heat radiating member for radiating heat transmitted from the heat receiving member, and cooling between the heat radiating member and the heat receiving member. It comprises a driving means for circulating the cooling liquid and a tank for storing the cooling liquid. The heat receiver has a function of efficiently transmitting heat from the heat generator to the cooling liquid.
[0003]
In the liquid circulation type cooling device configured as described above, for example, when the electronic device operates, the heating element is energized, and the heating element in the electronic device generates heat. The heat of the heating element is conducted to the heat receiving element. A cooling liquid is supplied to the heat receiving body by a pump, and the heat receiving body is cooled by circulation of the cooling liquid, and the cooling liquid whose temperature has been raised by heat exchange flows into the heat radiation member. Since the heat radiating member is cooled by natural air or forced air by an electric fan, the heat of the cooling liquid flowing into the heat radiating member is radiated to the atmosphere.
[0004]
FIGS. 5 and 6 show a first configuration example of a conventional heat receiving body. The heat receiving body 100 has a main body 101 made of die cast. The main body 101 has a pair of
[0005]
The upper surface (front side in the drawing) of the flow channel 103 is open, and an O-ring 105 is provided around the opening 104. A lid 106 is attached to the opening 104 so as to be in contact with the O-ring 105 as shown in FIG. The lid 106 is fixed to the main body 101 by a plurality of
[0006]
FIG. 7 shows a second configuration example of a conventional heat receiving body. The
[0007]
In the configuration of FIG. 7, for example, when cooling the CPU, the
[0008]
In the above description, the heating elements are relatively small, such as a CPU, an LSI, and a power transistor. However, a cooling device that cools a large device such as a liquid-cooled cathode ray tube of a video projector has been conventionally known. . As such a cooling device, for example, a configuration in which a sealed space is formed between a projection surface of a cathode ray tube and a projection lens, and an inlet and a bellofram (pressure regulating valve) are provided so as to communicate with the sealed space is proposed. (For example, see Patent Document 1).
[Patent Document 1]
JP-A-11-40070
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional heat receiver and cooling device, in the case of the configurations shown in FIGS. 5 and 6, since the structure is sealed with the lid via the O-ring 105, moisture permeation from the O-ring 105 (for a long period of time) (A phenomenon in which the cooling liquid decreases very little at a time), liquid leakage due to variations in assembly work, leakage due to deterioration of the O-ring 105, corrosion generated in the gap between the O-rings, and the like, which may cause a problem in reliability. . Further, since screw holes for fixing the cover 106 need to be formed, the processing cost and assembling work cost are increased, and the cost is increased.
[0010]
In the case of the configuration in FIG. 7, the heat transfer surface is limited to the
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to provide an inexpensive and highly heat-efficient heat receiving body that has corrosion resistance, does not cause liquid leakage or liquid permeation.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a cooling device that has corrosion resistance, does not cause liquid leakage or liquid permeation, and can achieve high efficiency and high reliability using a low-cost, high-thermal-efficiency heat receiver. It is in.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a heat receiving body which is attached to a heating element, receives heat conducted from the heating element, and performs cooling using a cooling liquid supplied from the outside. A heat receiving surface having a heat receiving surface for receiving heat based on heat conduction from the heating element, and a main body formed by sintering so as to be in contact with the outer periphery of the pipe. Provide body.
[0014]
According to this configuration, by forming the main body by sintering, the main body contracts at the time of sintering, comes into close contact with the pipe, and the main body and the pipe are integrated, and the thermal conductivity is improved.
[0015]
Further, in order to achieve the above object, the present invention has a pipe through which a coolant flows, and a heat receiving surface for receiving heat based on heat conduction from a heating element, and is sintered so as to be in contact with the outer periphery of the pipe. A heat receiving body for conducting heat from the heat generating body to the cooling liquid circulated through the pipe, and a heat conducting from the heat receiving body to the cooling liquid. And a pair of conduits connected between the heat receiving body and the radiation unit for circulating the coolant, and provided in the middle of the pair of conduits to circulate the coolant. A cooling device comprising: a pump;
[0016]
According to this configuration, since the pipe and the main body are integrated, the heat conductivity is improved. Therefore, when the coolant is circulated between the heat receiving body and the heat radiating section by operating the pump, the heat generating body is formed. After the heat is conducted to the heat receiving body, the heat is transferred to the heat radiating section by the cooling liquid, and the heat radiating section performs heat exchange, thereby efficiently cooling the heat generating body.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a heat receiver according to a first embodiment of the present invention. The heat receiving body 10 includes a main body 1 formed by sintering, and a metal tube 2 integrated with the main body 1 when the main body 1 is formed by sintering. It has a surface 1a.
[0018]
The main body 1 is made of a sintered metal powder mainly composed of copper or a copper alloy having excellent thermal conductivity, and is fixed to a case or a heating element of an electronic device in the vicinity of the corner via a screw (not shown). Screw holes 3a, 3b, 3c, 3d are provided. In addition, the main body 1 may use sintered metal powder mainly composed of other metals such as aluminum, magnesium, and iron having excellent thermal conductivity.
[0019]
The metal tube 2 is made of a metal material such as copper or stainless steel which has corrosion resistance to a cooling liquid such as an antifreeze, and the inflow portion 2a and the outflow portion 2b are separated from the pipe outlet surface 1A of the main body 1 by a predetermined length. Is protruding. The metal pipe 2 is formed in a meandering manner inside the main body 1 so as to accommodate a sufficient length of the pipe, and has a pipe laying structure in which the pipe length of the metal pipe 2 is long. Heat exchange property is improved. The metal tube 2 may be formed of other metal having excellent corrosion resistance other than stainless steel, or a metal such as a copper alloy having good heat conductivity.
[0020]
Further, in the above-described configuration, the inflow portion 2a and the outflow portion 2b of the metal tube 2 are configured to be exposed to the outside of the main body 1 from the same pipe outlet surface 1A, but the inflow portion 2a and the outflow portion 2b are connected to the main body 1. May be arranged at different locations (opposing position, orthogonal position, symmetric position, etc.).
[0021]
Next, an example of a method of manufacturing the heat receiving body 10 will be described with reference to FIGS. First, the metal pipe 2 is bent so as to form a meandering pipe laying structure as shown in FIG. Next, the metal tube 2 is placed on the recess 5 a of the lower mold 5. At this time, the metal tube 2 is placed so that the inflow portion 2a and the outflow portion 2b of the metal tube 2 are housed in the tube housing groove 5c. Next, the sintered metal powder 4 is filled in the gap between the concave portion 5 a of the lower mold 5 and the metal tube 2. Next, the mold 6 is inserted such that the convex portion 6a of the upper mold 6 fits into the concave portion 5a of the lower mold 5, and the tube holder 6b of the upper mold 6 similarly fits into the tube accommodating groove 5c of the lower mold 5. And the lower mold 5 are combined.
[0022]
Next, as shown in FIG. 3, the lower metal mold 5 and the upper metal mold 6 are pressed from above and below at a predetermined pressure to compact the sintered metal powder 4. At this time, the upper surface of the shaft portion 5b of the lower die 5 corresponding to the screw holes 3a to 3d is in contact with the lower surface of the projection 6a of the upper die 6. Next, the compacted sintered metal powder 4 is heated at a predetermined temperature and subjected to a sintering process, whereby the sintered metal powder 4 shrinks to form the main body 1 in which the metal tube 2 is integrated. . Next, the lower mold 5 and the upper mold 6 are opened, and the heat receiver 10 is taken out. Screw holes 3 a to 3 d corresponding to the shaft 5 b of the lower mold 5 are formed in the main body 1 of the heat receiving body 10.
[0023]
In the heat receiving body 10 of the first embodiment manufactured as described above, when the coolant flows from the inflow portion 2a of the metal tube 2 in a state where the temperature of the body 1 is increased, the heat of the body 1 is transferred to the coolant. To increase the temperature of the coolant. The coolant whose temperature has risen flows out of the outflow portion 2b of the metal tube 2.
[0024]
According to the heat receiving body 10 of the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(A) Since the main body 1 and the metal tube 2 are integrated when the main body 1 is sintered and molded, the O-ring and the lid required in the conventional configuration are not required, and the leakage of the cooling liquid and the occurrence of corrosion occur. Can be prevented. In addition, since there is no gap between the metal tube 2 and the main body 1, corrosion caused by the gap does not occur.
(B) Since the entire periphery of the metal tube 2 except for the inflow portion 2a and the outflow portion 2b is surrounded by the main body 1, the entire peripheral surface of the metal tube 2 in contact with the main body 1 becomes a heat receiving surface, and the main body 1 The received heat can be efficiently conducted to the coolant.
(C) Since sealing with a lid is not required, secondary processing such as screw hole processing and channel groove processing is not required, and assembling processing of the lid is not required.
(D) When the main body 1 is formed by sintering, the volume of the sintered metal powder 4 which is a raw material of the main body 1 is reduced, so that the degree of adhesion between the metal tube 2 and the main body 1 is improved, and as a result, Conductivity is improved.
[0025]
In the above embodiment, the main body 1 of the heat receiving body 10 is formed from sintered metal powder. However, if the material has a high thermal conductivity, the main body 1 may be formed by using a resin or the like in which a metal is mixed into a resin or the like. Good. Further, in the above-described embodiment, a circular tube is used as the metal tube 2. However, an oval, elliptical, square, or box-shaped outer tube may be used, and the inner shape is an oval or oval. , Square or the like may be used. Further, in the above-described embodiment, the metal tube has a meandering shape, but may have a spiral shape or a character shape.
[0026]
FIG. 4 shows a configuration of a cooling device using the heat receiver 10 according to the second embodiment of the present invention. In this cooling device, the heat receiver 10 is applied to a desktop personal computer (hereinafter, referred to as a “PC”) 20. The personal computer 20 includes a housing 21 (with a side panel removed), a power supply device 22 built in the housing 21, a CD (Compact Disc) -ROM drive, a DVD (Digital Video Disc) drive, and the like. An angle 23 for mounting a 5-inch standard peripheral device, an angle 24 for mounting a flexible disk drive or a 3.5-inch standard peripheral device, and a motherboard (Motherboard) that operates by receiving power supply from a power supply device 22 ) 25 and a board 26 (graphic board, capture board) attached to an AGP (Accelerated Graphics Port) slot or a PCI (Peripheral Component Interconnect) slot of the motherboard 25. Etc.).
[0027]
The motherboard 25 has a CPU mounted thereon. The heat receiving body 10 is attached to the CPU using a means such as screwing or bonding with an adhesive. A pair of piping tubes 27a and 27b are connected to the inflow portion 2a and the outflow portion 2b of the metal tube 2 of the heat receiver 10, and a liquid circulation pump 28 is inserted in the middle of the piping tube 27a. A radiator 29 is attached to the ends of the pipe tubes 27a and 27b. Further, a tank (not shown) for replenishing the coolant to the piping tubes 27a and 27b as necessary is connected to the piping tubes 27a or 27b.
[0028]
The radiator 29 has a heat radiation structure based on the same principle as that of a radiator of an automobile. The radiator 29 is configured by combining an axial fan (not shown) with the radiator 29 and attached to a panel surface of the housing 21. The pipe tubes 27a and 27b are made of a water-impermeable material that does not leak when the cooling liquid permeates. For example, a butyl rubber tube is used for applications requiring flexibility, a copper tube is used for applications requiring no flexibility, Metal tubes such as copper alloy tubes and stainless steel tubes are used.
[0029]
In FIG. 4, the liquid circulation pump 28 operates simultaneously with turning on the power of the personal computer 20 or when the CPU reaches a predetermined temperature. When the liquid circulation pump 28 operates, the coolant circulates in the path of the liquid circulation pump 28, the piping tube 27a, the heat receiving body 10, the radiator 29, the piping tube 27b, and the liquid circulation pump 28. The heat generated by the CPU is transmitted to the main body 1 of the heat receiving body 10 and further transmitted to the metal tube 2. The heat of the metal tube 2 is transferred to the coolant flowing inside, and the heated coolant is discharged from the heat receiver 10 and further carried into the radiator 29 through the pipe tube 27b. The radiator 29 radiates heat to the atmosphere, and the cooling liquid cooled by the heat radiation is supplied to the heat receiver 10 through the piping tube 27a and the liquid circulation pump 28.
[0030]
According to the above-described second embodiment, the coolant circulates between the heat receiver 10 and the radiator 29, whereby the temperature of the heat receiver 10, that is, the temperature of the CPU is maintained at a predetermined temperature or lower, and Overheating can be prevented. Since the heat receiving body 10 has a configuration in which the main body 1 and the metal tube 2 are integrated by sintering, thermal efficiency is increased, and a heat generating body such as a CPU can be efficiently cooled. Further, with the same thermal efficiency, the volume of the heat receiver 10 can be made smaller than that of the heat receiver of the conventional configuration, so that the space occupied by the heat receiver on the CPU can be reduced. Is not cramped. Further, since the heat receiving body 10 has a structure in which the main body 1 and the metal tube 2 are integrated, there is no possibility of liquid leakage or the like, and reliability and long life can be achieved.
[0031]
In the above-described second embodiment, the heat receiver 10 is provided directly on the heat generator such as the CPU. However, the heat receiver 10 having good heat conductivity generally used for mounting a radiator of a semiconductor element is used. It is also possible to attach the heat receiving body 10 via a metal (for example, a sheet-shaped metal plate is cast or forged on the contact surface with the heating element), a resin such as an adhesive sheet, or a compound such as silicon grease. is there. Thereby, the heat transfer from the heating element to the heat receiving element 10 can be enhanced.
In the second embodiment, the cooling device that circulates the cooling liquid between the heat receiver 10 and the radiator 29 has been described. However, the present invention relates to a heating device that circulates a heating medium through the heat receiver. Is also applicable.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the heat receiving body of the present invention, by forming the main body by sintering and integrating the main body and the metal pipe through which the coolant flows, the entire outer periphery of the metal pipe can be used as a heat receiving surface. In addition, since the main body shrinks when the main body is sintered, the degree of adhesion to the metal pipe increases, so that the thermal efficiency can be improved. Furthermore, leakage and permeation of the coolant can be prevented, corrosion resistance can be improved, and secondary processing can be reduced and assembly processing costs can be reduced.
[0033]
Further, according to the cooling device using the heat receiving body of the present invention, the use of the heat receiving body in which the main body is formed by sintering and the main body and the metal tube are integrated can prevent the occurrence of liquid leakage and liquid permeation. It is excellent in corrosion resistance and can reduce the cost of secondary processing and assembly processing. Further, if the heat efficiency is the same, the volume of the heat receiving body can be made smaller than that of the heat receiving body of the conventional configuration, so that a cooling device having a small size and excellent cooling performance can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a heat receiver according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view for explaining an example of a method for manufacturing a heat receiver according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view for explaining an example of a method for manufacturing a heat receiver according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view illustrating a configuration of a cooling device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing a first configuration example of a conventional heat receiving body.
FIG. 6 is a plan view showing a state where a lid is attached to the heat receiving body of FIG. 5;
FIG. 7 is a perspective view showing a second configuration example of a conventional heat receiving body.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body 1A Pipe extraction surface 2 Metal pipe 2a Inflow part 2b Outflow part 3a, 3b, 3c, 3d Screw hole part 4 Sintered metal powder 5 Lower mold 5a Concave part 5b Shaft part 5c Pipe accommodation groove 6 Upper mold 6a Convex part 6b Pipe holder 10 Heat receiving body 20 Personal computer 21 Housing 22 Power supply device 23, 24 Angle 25 Motherboard 26 Board 27 Piping tube 28 Liquid circulation pump 29 Radiator 100 Heat receiving body 101
Claims (6)
前記冷却液を循環させる管路と、
前記発熱体からの熱伝導に基づいて受熱する受熱面を有し、前記管路の外周に接するように焼結により形成された本体とを備えることを特徴とする受熱体。A heat receiver attached to a heating element, receiving heat conducted from the heating element and performing cooling using a cooling liquid supplied from the outside,
A pipe for circulating the coolant,
A heat receiving body comprising: a heat receiving surface that receives heat based on heat conduction from the heat generating body; and a main body formed by sintering so as to be in contact with an outer periphery of the pipeline.
前記受熱体から前記冷却液に熱伝導する熱を放熱する放熱部と、
前記受熱体と前記放熱部との間に接続され、前記冷却液を循環させる一対の管路と、
前記一対の管路の途中に設けられ、前記冷却液を循環させるポンプとを備えることを特徴とする冷却装置。A pipe through which a coolant flows, and a main body formed by sintering so as to have a heat receiving surface for receiving heat based on heat conduction from the heating element and to be in contact with an outer periphery of the pipe; A heat receiving body that conducts heat conducted from the heating body to the coolant circulated through the pipeline,
A radiator that radiates heat that conducts heat from the heat receiver to the coolant;
A pair of conduits connected between the heat receiving body and the heat radiating unit and circulating the coolant,
A cooling device that is provided in the middle of the pair of pipes and that circulates the cooling liquid.
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