JP2013153116A - Heating body cooling device - Google Patents

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Hideyuki Miyahara
英行 宮原
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Nakamura Manufacturing Co Ltd
Nakamura Seisakusho KK
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Nakamura Manufacturing Co Ltd
Nakamura Seisakusho KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating body cooling device capable of improving heat radiation efficiency by causing a refrigerant to be distributed to the entire groove formed between heat radiation fins.SOLUTION: A heating body cooling device 1 includes: a heat radiation plate 2 in which a plurality of plate-like heat radiation fins 2a formed to be raised by digging a metal plate itself are formed with a predetermined interval; a dish-like cover 3 in which a tip end of the heat radiation fin 2a is abutted on an internal bottom surface for capping and an end face of an opening is abutted on an outer peripheral side of the heat radiation plate 2 for sealing; a liquid reservoir 4 formed on both sides in a width direction of the plurality of heat radiation fins 2a; and a pair of through-holes 3a formed at the cover 3 positioned to correspond to the liquid reservoir 4. A refrigerant is distributed, through the through hole 3a, to a groove 2b formed between adjoining heat radiation fins 2a, formed in multiple numbers. The plate thickness of the bottom surface of the groove 2b is formed thinner than the plate thickness of the metal plate, and near both ends of the groove 2b, a slope or an arc-like surface is formed between one side of the metal plate and the bottom surface of the groove 2b.

Description

本発明は、例えば電子部品等の発熱体から生ずる熱を効率的に冷却するための発熱体冷却装置に関し、詳しくは、放熱板に一体に起立形成した多数条の放熱フィンの各々の隣接間に冷媒を通流させるように構成した発熱体冷却装置に関する。  The present invention relates to a heating element cooling device for efficiently cooling heat generated from a heating element such as an electronic component, and more specifically, between adjacent ones of a plurality of radiating fins that are integrally formed upright on a radiating plate. The present invention relates to a heating element cooling device configured to allow a refrigerant to flow therethrough.

例えば半導体集積回路等の電子部品からなる発熱体から生ずる熱を冷却するための発熱体冷却構造として、発熱体と熱的に接続された放熱面に複数の放熱フィンを並列配置し、この複数の放熱フィンの各々の隣接間に冷媒を通流させて発熱体を冷却する発熱体冷却装置は、例えば、特開2010−182980号公報(特許文献1)に開示されている。  For example, as a heating element cooling structure for cooling heat generated from a heating element made of an electronic component such as a semiconductor integrated circuit, a plurality of radiation fins are arranged in parallel on a radiation surface thermally connected to the heating element. A heating element cooling device that cools a heating element by allowing a refrigerant to flow between adjacent ones of the radiating fins is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-182980 (Patent Document 1).

特許文献1に示された発熱体冷却装置を図9に示す。発熱体冷却装置100は、放熱板102と、この放熱板102に被冠される金属製のカバー103との周縁どうしを互いに接合すると共に封止され、その内部が中空の密閉構造に形成されている。カバー103は略皿状に形成されている。また、略平板状の放熱板102の内面には、複数条の板状のフィン104が形成され、これらフィン104の各々の間に溝105が形成されている。そして、カバー103の開口側端面と放熱板102の周縁部とを接合すると共に、溶接やロー付或いは接着等の封止手段によって封止されている。  FIG. 9 shows a heating element cooling device disclosed in Patent Document 1. In FIG. In the heating element cooling device 100, the peripheral edges of the heat radiating plate 102 and the metal cover 103 to be crowned by the heat radiating plate 102 are joined together and sealed, and the inside thereof is formed into a hollow sealed structure. Yes. The cover 103 is formed in a substantially dish shape. A plurality of plate-like fins 104 are formed on the inner surface of the substantially flat heat sink 102, and a groove 105 is formed between each of the fins 104. The opening side end face of the cover 103 and the peripheral edge of the heat sink 102 are joined together and sealed by a sealing means such as welding, brazing or adhesion.

さらに、カバー103には、一対の中空の筒部106が突出形成され、この筒部106は中空内部と外部とを連通させている。そして、一方の筒部106から純水等の冷媒を中空内部に流入して複数条の溝105を流通させた後、他方の筒部106から冷媒を流出させている。  Further, the cover 103 is formed with a pair of hollow cylindrical portions 106 which project from the hollow interior to the exterior. Then, after a refrigerant such as pure water flows into the hollow interior from one cylindrical portion 106 and flows through the plurality of grooves 105, the refrigerant is allowed to flow out from the other cylindrical portion 106.

発熱体冷却装置100は、放熱板102に半導体素子や集積回路等の発熱部品に接合され、この発熱部品が発熱すると、放熱板102を介して複数条の板状のフィン104に伝達する。発熱体冷却装置100の密閉構造に形成された中空内部には冷媒が流通しているので、板状のフィン104を冷却することにより発熱部品の温度上昇を抑制している。  The heating element cooling device 100 is joined to a heat-generating component such as a semiconductor element or an integrated circuit on the heat-dissipating plate 102, and when the heat-generating component generates heat, it is transmitted to the plurality of plate-like fins 104 via the heat-dissipating plate 102. Since the refrigerant flows in the hollow space formed in the sealed structure of the heating element cooling device 100, the plate-like fins 104 are cooled to suppress the temperature rise of the heat generating components.

特開2010−182980号公報JP 2010-182980 A

上述した発熱体冷却装置100において、放熱効率を高めるためには、フィン104の各々の間に形成された溝105の全体に冷媒を流通させることが望ましい。ところが、特許文献1に示す発熱体冷却装置100は、溝105の両端にほぼ直角な段差107が形成されていることから、各溝105の一方から流入させた冷媒が、カバー103側近傍を通過するために、溝105の底面は、段差107によって冷媒の淀みが生じることから、冷媒の流通が阻害される。この結果、冷媒がフィン104の一部を流通することになり、想定した放熱効率が得られない問題があった。  In the heating element cooling apparatus 100 described above, in order to increase the heat radiation efficiency, it is desirable to distribute the refrigerant through the entire groove 105 formed between the fins 104. However, in the heating element cooling device 100 shown in Patent Document 1, since the steps 107 are formed at substantially right angles at both ends of the groove 105, the refrigerant flowing from one of the grooves 105 passes near the cover 103 side. For this reason, the bottom surface of the groove 105 causes the stagnation of the refrigerant due to the step 107, so that the circulation of the refrigerant is hindered. As a result, the refrigerant flows through a part of the fins 104, and there is a problem that the assumed heat dissipation efficiency cannot be obtained.

そこで、本発明の課題は、放熱フィンの各々の間に形成された溝の全体に冷媒を流通させることにより、放熱効率を高めることができる発熱体冷却装置を提供することにある。  Then, the subject of this invention is providing the heat generating body cooling device which can improve heat dissipation efficiency by distribute | circulating a refrigerant | coolant to the whole groove | channel formed between each of a radiation fin.

上記の課題を解決するために、本発明にかかる発熱体冷却装置は、金属板の一方面に、上記金属板自体を掘り下げることによって起立させた板状の放熱フィンが所定の間隔で多数条形成された放熱板と、上記放熱フィンの先端を内部の底面に当接させて被冠するとともに開口の端面を上記放熱板の外周側に当接させて封止した皿状のカバーと、多数条の上記放熱フィン幅方向両側に形成される液溜まり部と、この液溜まり部に対応位置する上記カバーに形成された一対の透孔とを少なくとも備え、多数条の上記放熱フィンの各々の隣接間に形成された溝に上記透口を介して冷媒を通流させるように構成した発熱体冷却装置であって、上記溝の底面の板厚は、上記放熱板の板厚よりも薄く形成されるとともに、上記溝の両端付近には、上記放熱板の一方面と上記底面との間に斜面または円弧面を形成している。  In order to solve the above problems, a heating element cooling apparatus according to the present invention is formed with a plurality of plate-like heat radiation fins at predetermined intervals formed on one side of a metal plate by digging up the metal plate itself. A heat sink, a dish-shaped cover sealed by bringing the tip of the heat sink fin into contact with the inner bottom surface and sealing the end face of the opening in contact with the outer peripheral side of the heat sink, And at least a pair of through holes formed in the cover corresponding to the liquid pool portion, and adjacent to each of the multiple fins of the heat sink fins. The heating element cooling device is configured to allow the refrigerant to flow through the groove formed in the groove, and the thickness of the bottom surface of the groove is smaller than the thickness of the heat dissipation plate. In addition, near the both ends of the groove, the heat dissipation To form a slope or arcuate surface between the one surface and the bottom surface of the.

また、上記放熱板に形成した上記放熱フィンの先端は、上記カバーの内部の底面に当接させて上記放熱フィンの各々の隣接間に形成された溝を隔離している。  The tips of the heat radiating fins formed on the heat radiating plate are in contact with the bottom surface inside the cover to isolate the grooves formed between the adjacent radiating fins.

上記放熱板に形成した上記放熱フィンの先端を上記カバーの内部の底面に当接させるとともに、上記カバーの底面と上記放熱フィンの先端とをろう材等の封止材により封止することが望ましい。  Desirably, the tips of the heat radiating fins formed on the heat radiating plate are brought into contact with the bottom surface inside the cover, and the bottom surface of the cover and the tips of the heat radiating fins are sealed with a sealing material such as a brazing material. .

本発明にかかる発熱体冷却装置によれば、放熱板に形成した多数条の放熱フィンの各々の隣接間に形成された溝の両端付近に、斜面または円弧面を形成したことにより、溝の一方から流入した冷媒を、斜面または円弧面に沿って、円滑に溝の底面まで流通させることができる。このため、溝の全体に冷媒を流通させることから、放熱フィンの熱を冷媒によって速やかに放熱させることができるので、効率を高めることができる。  According to the heating element cooling device according to the present invention, by forming the inclined surface or the arc surface in the vicinity of both ends of the groove formed between adjacent ones of the multiple radiating fins formed on the heat radiating plate, one of the grooves It is possible to smoothly circulate the refrigerant flowing in from the bottom to the bottom of the groove along the inclined surface or the arc surface. For this reason, since a refrigerant | coolant is distribute | circulated through the whole groove | channel, since the heat | fever of a radiation fin can be rapidly radiated with a refrigerant | coolant, efficiency can be improved.

また、放熱板に形成した多数条の放熱フィンの先端をカバーの内部の底面に当接させることにより、各放熱フィンの間の溝が隔離されるので、冷媒が溝を確実に流通することから、放熱効率を安定的に維持させることが可能となる。  Moreover, since the groove | channel between each radiating fin is isolated by making the front-end | tip of the multiple radiating fin formed in the heat sink abut | in contact with the bottom face inside a cover, since a refrigerant | coolant distribute | circulates a groove | channel reliably. Therefore, it is possible to stably maintain the heat radiation efficiency.

さらにまた、各放熱フィンの先端とカバーの底面とを、ろう材等の封止材により封止することにより、溝が確実に隔離されるとともに、各放熱フィンの先端とカバーと一体化されるので、肉薄な放熱フィンであっても機械的な強度が高められることから、溝の変形等が防止され、安定して冷媒を流通させることが可能となる。  Furthermore, by sealing the tip of each radiating fin and the bottom surface of the cover with a sealing material such as a brazing material, the groove is reliably isolated and integrated with the tip of each radiating fin and the cover. Therefore, even a thin radiating fin can increase the mechanical strength, so that deformation of the groove and the like can be prevented, and the refrigerant can be circulated stably.

本発明にかかる発熱体冷却装置の一例を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows an example of the heat generating body cooling device concerning this invention. 放熱板にカバーを被冠する状態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the state which covers a heat sink with a cover. 図1における発熱体冷却装置の側断面図である。It is a sectional side view of the heat generating body cooling device in FIG. カバー内面と放熱フィン先端とを封止した状態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the state which sealed the cover inner surface and the radiation fin front-end | tip. 冷媒の流通状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the distribution | circulation state of a refrigerant | coolant. 放熱フィンの起立形成方法の概要を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline | summary of the standing formation method of a radiation fin. (A)(B)(C)は、放熱フィンの起立形成方法を示す工程図である。(A), (B), and (C) are process diagrams showing a method for forming the radiating fins upright. 本発明にかかる発熱体冷却装置の他の実施例を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the other Example of the heat generating body cooling device concerning this invention. 従来の発熱体冷却装置における冷媒の流通状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the distribution | circulation state of the refrigerant | coolant in the conventional heat generating body cooling device.

発熱体冷却装置は、金属板の一方面に、上記金属板自体を掘り下げることによって起立させた板状の放熱フィンが所定の間隔で多数条形成された放熱板と、上記放熱フィンの先端を内部の底面に当接させて被冠するとともに開口の端面を上記放熱板の外周側に当接させて封止した皿状のカバーと、多数条の上記放熱フィン幅方向両側に形成される液溜まり部と、この液溜まり部に対応位置する上記カバーに形成された一対の透孔とを少なくとも備え、多数条の上記放熱フィンの各々の隣接間に形成された溝に上記透口を介して冷媒を通流させるように構成している。上記溝の底面の板厚は、上記放熱板の板厚よりも薄く形成されるとともに、上記溝の両端付近には、上記放熱板の一方面と上記底面との間に斜面または円弧面を形成している。  The heat generating device cooling device includes a heat radiating plate in which a large number of plate-shaped radiating fins are formed on one side of a metal plate by digging the metal plate itself at a predetermined interval, and a tip of the radiating fin is provided inside. A plate-shaped cover that is crowned by being brought into contact with the bottom surface of the plate and sealed by bringing the end face of the opening into contact with the outer peripheral side of the heat radiating plate, and a liquid pool formed on both sides in the width direction of the heat radiating fins. And a pair of through-holes formed in the cover corresponding to the liquid reservoir, and a refrigerant formed in a groove formed between adjacent ones of the plurality of radiating fins via the through-holes. It is configured to flow through. The thickness of the bottom surface of the groove is formed thinner than the thickness of the heat sink, and an inclined surface or an arc surface is formed between one surface of the heat sink and the bottom surface near both ends of the groove. doing.

次に、図面を参照して本発明にかかる発熱体冷却装置について詳細に説明する。  Next, the heating element cooling device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明による発熱体冷却装置の一実施例を示す正面断面図である。発熱体冷却装置1は、板状の肉薄な放熱フィン2aが所定の間隔で多数条形成された放熱板2と、内部に空間を形成する皿状のカバー3によって構成されている。放熱板2は、熱伝導率が良好な、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金、銅合金あるいはステンレス鋼等の金属板素材により形成されている。また、カバー3も同様に塑性加工が可能なアルミニウム、銅、あるいはステンレス鋼等の金属板素材をプレス加工することにより形成されている。  FIG. 1 is a front sectional view showing an embodiment of a heating element cooling device according to the present invention. The heating element cooling device 1 includes a heat radiating plate 2 in which a large number of thin plate-like heat radiating fins 2a are formed at predetermined intervals, and a plate-like cover 3 that forms a space inside. The heat radiating plate 2 is made of a metal plate material having good thermal conductivity, such as aluminum, aluminum alloy, copper alloy, or stainless steel. Similarly, the cover 3 is formed by pressing a metal plate material such as aluminum, copper, or stainless steel that can be plastically processed.

放熱板2の一方面に形成されている多数条の板状の肉薄な放熱フィン2aは、各々の隣接間に溝2bが形成されている。この溝2bの底面の板厚は、後述する形成方法により、金属板自体を掘り下げることによって形成することから、放熱板2の板厚よりも薄く形成されている。また、このような多数条の板状の肉薄な放熱フィン2aは、図2に示すように、幅方向の寸法が平坦な放熱板2の幅寸法よりも小さく形成され、両側には後述する液溜まり部4となる平坦部2cが形成されている。さらに、放熱板2の前後方向の寸法と、多数条の放熱フィン2aの前後方向の寸法は、図3に示すように、ほぼ同じ寸法に設定されている。  A plurality of plate-like thin radiating fins 2a formed on one surface of the radiating plate 2 have grooves 2b formed between adjacent ones. The plate thickness of the bottom surface of the groove 2b is formed by digging down the metal plate itself by a forming method to be described later. Further, as shown in FIG. 2, such a large number of plate-like thin radiating fins 2 a are formed so that the dimension in the width direction is smaller than the width dimension of the flat radiating plate 2. A flat portion 2c that becomes the pool portion 4 is formed. Furthermore, the dimension in the front-rear direction of the heat radiating plate 2 and the dimension in the front-rear direction of the multiple radiating fins 2a are set to substantially the same dimensions as shown in FIG.

そして、図1に示すように、溝2bの両端付近には、平坦部2cと溝2bの底面との間に斜面2dが形成されている。この斜面2dと溝2bの底面とがなす開角度は、110度乃至160度に設定されている。  As shown in FIG. 1, slopes 2d are formed between both ends of the groove 2b between the flat portion 2c and the bottom surface of the groove 2b. The opening angle formed by the slope 2d and the bottom surface of the groove 2b is set to 110 degrees to 160 degrees.

一方、カバー3は、アルミニウムやアルミニウム合金、銅合金あるいはステンレス鋼等から選択された金属板素材から、プレスによる周知の絞り加工により皿状に形成される。また、カバー3の開口側の寸法は、前述した放熱板2の外形寸法と同じに設定され、開口側の端面は平坦に形成されている。さらに、多数条の板状の放熱フィン2aの両側とカバー3の内側面との間は、図1に示すように、所定寸法離間させて液溜まり部4が形成されている。そして、このカバー3には、上面の両側に一対の透孔3aが穿設される。この透孔3aの位置は、液溜まり部4に対応している。また、透孔3aは、後述する冷媒を多数条の放熱フィン2aの各隣接間に形成された溝2bに通流させるために設けられている。各々の透孔3aには、図示しないポンプ等と連結させるためのチューブを接続するための円筒状の流通管5が各々配設されている。  On the other hand, the cover 3 is formed in a dish shape from a metal plate material selected from aluminum, an aluminum alloy, a copper alloy, stainless steel, or the like by a well-known drawing process using a press. Moreover, the dimension of the opening side of the cover 3 is set to be the same as the outer dimension of the heat radiating plate 2 described above, and the end face on the opening side is formed flat. Further, as shown in FIG. 1, a liquid reservoir 4 is formed between the both sides of the multiple plate-like heat radiation fins 2 a and the inner surface of the cover 3 with a predetermined distance therebetween. The cover 3 is provided with a pair of through holes 3a on both sides of the upper surface. The position of the through hole 3 a corresponds to the liquid reservoir 4. Moreover, the through-hole 3a is provided in order to let the refrigerant | coolant mentioned later flow in the groove | channel 2b formed between each adjacent of many strip | radiation fins 2a. Each through hole 3a is provided with a cylindrical flow pipe 5 for connecting a tube to be connected to a pump (not shown).

このようなカバー3を放熱板2の多数条の放熱フィン2aの上方から被冠し、放熱板2の端面に軽圧入もしくは圧入的に嵌合すると、放熱フィン2aの先端がカバー3の内部の底面に当接され、各放熱フィン2aの間の溝2bが隔離される。このとき、放熱板2の前後方向の寸法と、多数条の放熱フィン2aの前後方向の寸法がほぼ同じ寸法に設定されているので、図3に示すように、前後端における放熱フィン2aの面と、カバー3の内壁との間にも変形した溝が形成される。この状態で、放熱板2の端面とカバー3とを封止材により封止する。この封止材としては、例えば銀ろう、リン銅ろう、黄銅ろう等から適宜に選択される。  When such a cover 3 is crowned from above the multiple radiating fins 2 a of the radiating plate 2 and is fitted into the end face of the radiating plate 2 by light press-fitting or press-fitting, the tips of the radiating fins 2 a are inside the cover 3. The groove 2b between the heat radiating fins 2a is isolated by contacting the bottom surface. At this time, since the dimension in the front-rear direction of the heat radiating plate 2 and the dimension in the front-rear direction of the multiple radiating fins 2a are set to be substantially the same, as shown in FIG. Also, a deformed groove is formed between the inner wall of the cover 3. In this state, the end face of the heat sink 2 and the cover 3 are sealed with a sealing material. The sealing material is appropriately selected from, for example, silver brazing, phosphor copper brazing, brass brazing and the like.

なお、各放熱フィン2aの間の溝2bを確実に隔離するためには、図4に示すように、放熱フィン2aの先端とカバー3の内部の底面とをろう材等の封止材6により封止しても良い。これにより、カバー3と放熱フィン2aが一体化される。この封止材6としては、例えば銀ろう、リン銅ろう、黄銅ろう等から適宜に選択される。なお、放熱板2の多数条の放熱フィン2aが肉薄なことから、熔融温度が放熱板2やカバー3よりも低いろう材であって、ぬれ性の良いろう材を選択することが望ましい。このような条件を満たすものであれば、ハンダであっても良い。  In order to reliably isolate the grooves 2b between the heat radiating fins 2a, as shown in FIG. 4, the tips of the heat radiating fins 2a and the bottom surface inside the cover 3 are sealed with a sealing material 6 such as a brazing material. It may be sealed. Thereby, the cover 3 and the radiation fin 2a are integrated. The sealing material 6 is appropriately selected from, for example, silver brazing, phosphor copper brazing, brass brazing and the like. It should be noted that since the multiple radiating fins 2a of the radiating plate 2 are thin, it is desirable to select a brazing material having a melting temperature lower than that of the radiating plate 2 and the cover 3 and having good wettability. As long as these conditions are satisfied, solder may be used.

このように、放熱フィン2aの先端とカバー3の底面とをろう材等の封止材により封止することにより、肉薄な放熱フィン2aがカバー3によって一体的に支持されるので、放熱フィン2aの変形が防止され、冷媒が溝2bを確実に流通することから、放熱効率を安定的に維持させることが可能となる。  Thus, by sealing the tip of the radiation fin 2a and the bottom surface of the cover 3 with a sealing material such as a brazing material, the thin radiation fin 2a is integrally supported by the cover 3, so that the radiation fin 2a Is prevented, and the refrigerant surely flows through the groove 2b, so that the heat radiation efficiency can be stably maintained.

以上のように構成した発熱体冷却装置1の放熱板2には、例えば電子機器等に配設される図示しない発熱体が面接合状態で取り付けられる。ポンプ等から送出された冷媒が、チューブおよび流通管5を介して一方の透孔3aに流入する。冷媒はカバー3と放熱板2との間の内部に形成される液溜まり部4を充満すると共に、多数条の放熱フィン2aの各々の隣接間の溝2bを通流し、やがて他方の透孔3aから流出し、流通管5およびチューブを介して冷媒冷却装置に戻される。冷媒が多数条の溝2bを通流するときに、上記発熱体から伝達された熱が放熱フィン2aによって冷却される。  For example, a heating element (not shown) disposed in an electronic device or the like is attached to the heat radiating plate 2 of the heating element cooling apparatus 1 configured as described above in a surface-bonded state. The refrigerant sent from the pump or the like flows into the one through hole 3a through the tube and the flow pipe 5. The refrigerant fills the liquid pool portion 4 formed between the cover 3 and the heat radiating plate 2 and flows through the grooves 2b between adjacent ones of the multiple heat radiating fins 2a, and eventually the other through hole 3a. And then returned to the refrigerant cooling device via the flow pipe 5 and the tube. When the refrigerant flows through the multiple grooves 2b, the heat transferred from the heating element is cooled by the radiation fins 2a.

本発明においては、溝2bの両端付近における平坦部2cと溝2bの底面との間に斜面2dが形成されている。このような斜面2dを形成すると、冷媒が一方の液溜まり部4から溝2bに通流するとき、及び、溝2bから他方の液溜まり部4に流通するとき、図5において点線で示すように、冷媒が斜面2dに沿って溝2bの底面側に流入し、底面側に沿って流通した冷媒が、やがて他方の斜面2dに沿って他方の液溜まり部4に流出する。また、カバー3の内面に近い溝2bの上方に流入した冷媒は、円滑に溝2b内を流通し、他方の液溜まり部4に流出する。このように、冷媒が溝2bの全体を流通することになり、従来、放熱効率を阻害する要因であった、溝2b内における冷媒の淀みを解消することができるので、放熱効率を向上することができる。  In the present invention, the slope 2d is formed between the flat portion 2c near the both ends of the groove 2b and the bottom surface of the groove 2b. When such a slope 2d is formed, when the refrigerant flows from one liquid reservoir 4 to the groove 2b and when it flows from the groove 2b to the other liquid reservoir 4, it is as shown by a dotted line in FIG. Then, the refrigerant flows into the bottom surface side of the groove 2b along the inclined surface 2d, and the refrigerant flowing along the bottom surface side eventually flows out into the other liquid reservoir 4 along the other inclined surface 2d. The refrigerant that has flowed into the upper portion of the groove 2 b close to the inner surface of the cover 3 smoothly flows in the groove 2 b and flows out to the other liquid reservoir 4. In this way, the refrigerant flows through the entire groove 2b, and it is possible to eliminate the stagnation of the refrigerant in the groove 2b, which has been a factor that hinders the heat radiation efficiency in the past, so that the heat radiation efficiency is improved. Can do.

ここで、放熱フィン2aの形成方法を説明する。放熱板2は、まず所定の板厚と大きさを有する金属板の一方面に多数条の板状の放熱フィン2aを掘り下げ工具7によって起立することにより形成される。金属板は、熱伝導率が良好な、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金、銅合金あるいはステンレス鋼等から選択される。  Here, a method of forming the radiation fin 2a will be described. The heat radiating plate 2 is formed by first standing up a plurality of plate-shaped heat radiating fins 2 a on one surface of a metal plate having a predetermined plate thickness and size by a digging tool 7. The metal plate is selected from, for example, aluminum, an aluminum alloy, a copper alloy, stainless steel, or the like having a good thermal conductivity.

掘り下げ工具7は、図6に示すように、底面側の先端に移動方向と直角な刃部7aが形成されている。さらに、刃部7aの両側には、テーパ面7bが各々形成されている。そして、このように構成された掘り下げ工具7は、図6に示すように、放熱板2が形成される金属板に対して後端側が高くなるように所定の角度θで傾斜させて図示しない駆動装置に取り付けられる。掘り下げ工具7の傾斜角度θは、放熱フィン2の高さ、板厚、或いは、金属板の材質等によって適宜に設定されるが、概ね5度から20度に設定される。  As shown in FIG. 6, the digging tool 7 is formed with a blade portion 7 a perpendicular to the moving direction at the tip on the bottom surface side. Further, tapered surfaces 7b are formed on both sides of the blade portion 7a. Then, as shown in FIG. 6, the digging tool 7 configured in this way is tilted at a predetermined angle θ so that the rear end side is higher than the metal plate on which the heat radiating plate 2 is formed, and is driven not shown. Attached to the device. The inclination angle θ of the digging tool 7 is appropriately set depending on the height of the radiating fin 2, the plate thickness, the material of the metal plate, or the like, but is generally set to 5 degrees to 20 degrees.

そして、掘り下げ工具7の刃部7aを、図7(A)に示すように、金属板の一方面に当接させた後、図7(B)に示すように、掘り下げ工具7を駆動装置により所定の角度で金属板の多方面方向に向けて挿入させ、図7(C)に示すように、所定の深さに達するまで移動させることにより、所定の高さを有する放熱フィン2aが起立形成される。次いで、掘り下げ工具7を上流側の位置に移動すると共に、所定の深さに達するまで移動させる掘り下げ工程を順次繰り返すことによって、順次放熱フィン2aが同一高さ、同一角度、かつ、同一間隔に起立形成され、各放熱フィン2aの間には溝2bが形成される。このように、各放熱フィン2aの間に形成される溝2bの底面における板厚は、掘り下げ工具7により金属板を掘り下げて放熱フィン2aを形成することから、金属板、すなわち、放熱板2の板厚よりも薄く形成される。このような工程によって放熱板2が形成される。  Then, after the blade portion 7a of the digging tool 7 is brought into contact with one surface of the metal plate as shown in FIG. 7A, the digging tool 7 is moved by the driving device as shown in FIG. 7B. By inserting the metal plate in a multi-directional direction of the metal plate at a predetermined angle and moving the metal plate to a predetermined depth as shown in FIG. 7C, the radiating fins 2a having a predetermined height are formed upright. Is done. Next, the digging tool 7 is moved to the upstream position, and the digging process for moving the digging tool 7 until reaching a predetermined depth is sequentially repeated, so that the radiating fins 2a stand up at the same height, the same angle, and the same interval. The grooves 2b are formed between the heat radiating fins 2a. Thus, since the plate | board thickness in the bottom face of the groove | channel 2b formed between each radiating fin 2a digs a metal plate with the digging tool 7, and forms the radiating fin 2a, it is a metal plate, ie, the radiating plate 2 It is formed thinner than the plate thickness. The heat sink 2 is formed by such a process.

このとき、掘り下げ工具7の刃部7aの両側には、テーパ面7bが各々形成されているので、刃部7aを金属板の一方面に当接させた後、図7(C)に示す所定の深さに達するまで移動させることにより、溝2bの両端付近には、テーパ面7bと同じ角度の斜面2dが形成される。この斜面2dは、平坦部2cと溝2bの底面との間に形成される。  At this time, since the taper surfaces 7b are formed on both sides of the blade portion 7a of the digging tool 7, after the blade portion 7a is brought into contact with one surface of the metal plate, a predetermined state shown in FIG. As a result, the inclined surface 2d having the same angle as the tapered surface 7b is formed in the vicinity of both ends of the groove 2b. The slope 2d is formed between the flat portion 2c and the bottom surface of the groove 2b.

このように、平坦部2cと溝2bの底面との間に形成される斜面2dを段差なく形成するためには、図7(C)に示すように、掘り下げ工具7のテーパ面7bの高さを、各放熱フィン2aの間に形成される溝2bの底面の深さよりも大きく形成することが望ましい。  Thus, in order to form the inclined surface 2d formed between the flat portion 2c and the bottom surface of the groove 2b without a step, as shown in FIG. 7C, the height of the tapered surface 7b of the digging tool 7 is obtained. Is preferably larger than the depth of the bottom surface of the groove 2b formed between the radiating fins 2a.

以上のような放熱フィン2aの形成方法を採用した場合、金属板の一方面に掘り下げ工具7の刃部7aを当接させて、所定の深さに達するまで移動させる掘り起こすとき、金属板との間に生ずる摩擦によって、放熱フィン2aは、放熱板2側の基部から先端に至るに従って徐々に肉薄に形成される。放熱フィン2aをこのような形状に形成することによって、発熱体から放熱板2を介して伝達した熱が、まず、比較的肉厚の熱容量が大きい放熱フィン2aの基部から放熱し、その後、肉薄な先端側に向かって熱が冷却されながら伝達するので、効率の良い冷却が可能となる。  When the method for forming the heat dissipating fins 2a as described above is adopted, when the blade portion 7a of the digging tool 7 is brought into contact with one surface of the metal plate and moved to reach a predetermined depth, Due to the friction generated therebetween, the heat radiating fins 2a are gradually formed thinner from the base on the heat radiating plate 2 side to the tip. By forming the radiating fin 2a in such a shape, the heat transferred from the heating element via the radiating plate 2 is first radiated from the base of the radiating fin 2a having a relatively large heat capacity, and then thinned. Since heat is transmitted toward the leading end side while being cooled, efficient cooling is possible.

図8は、本発明による発熱体冷却装置1の他の実施例を示している。図1に示した実施例と相違する点は、溝2bの両端付近の平坦部2cと溝2bの底面との間に円弧面2eを形成したことである。このような円弧面2eであっても、前述した実施例と同様に、液溜まり部4から冷媒が円弧面2eに沿って溝2bの底面側に流入した後、他方の液溜まり部4に流出させることができる。このため、冷媒が溝2b内に淀みなく全体を流通することから、放熱効率を向上することができる。  FIG. 8 shows another embodiment of the heating element cooling device 1 according to the present invention. The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that an arcuate surface 2e is formed between the flat portion 2c near both ends of the groove 2b and the bottom surface of the groove 2b. Even in such a circular arc surface 2e, the refrigerant flows from the liquid reservoir 4 along the circular arc surface 2e to the bottom surface side of the groove 2b and then flows out to the other liquid reservoir 4 as in the above-described embodiment. Can be made. For this reason, since a refrigerant | coolant distribute | circulates the whole without stagnation in the groove | channel 2b, heat dissipation efficiency can be improved.

なお、溝2bの両端付近の平坦部2cと溝2bの底面との間に円弧面2eを形成するには、前述した掘り下げ工具7の刃部7aの両側を円弧面7bに形成し、この掘り下げ工具7によって、放熱フィン2aを起立形成することにより、円弧面が形成される。  In order to form the arc surface 2e between the flat portion 2c near both ends of the groove 2b and the bottom surface of the groove 2b, both sides of the blade portion 7a of the digging tool 7 described above are formed on the arc surface 7b. A circular arc surface is formed by erecting the heat dissipating fins 2 a with the tool 7.

以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、前述した実施例では、溝の両端付近の平坦部と溝の底面との間に斜面もしくは円弧面を形成したが、斜面の場合は、溝の中央と両側の平坦部を結ぶ斜面として、溝の底面を略V字状に形成しても良い。また、円湖面の場合は、溝全体をU字状に形成しても良い。また、放熱フィンの特に先端側をカーリングさせても良い。この場合は、カーリング部分がカバーの内面に当接するので、各溝の隔離が容易になる。  Although the present invention has been specifically described above based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified without departing from the gist thereof. For example, in the embodiment described above, a slope or an arc surface is formed between the flat portion near both ends of the groove and the bottom surface of the groove, but in the case of the slope, as a slope connecting the center of the groove and the flat portions on both sides, The bottom surface of the groove may be formed in a substantially V shape. Moreover, in the case of a round lake surface, you may form the whole groove | channel in U shape. Moreover, you may curl especially the front end side of a radiation fin. In this case, since the curling portion contacts the inner surface of the cover, the grooves can be easily separated.

1 発熱体冷却装置
2 放熱板
2a 放熱フィン
2b 溝
2c 平坦部
2d 斜面
3 カバー
3a 透孔
4 液溜まり部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat generating body cooling device 2 Radiating plate 2a Radiating fin 2b Groove 2c Flat part 2d Slope 3 Cover 3a Through-hole 4 Liquid reservoir part

Claims (3)

金属板の一方面に、上記金属板自体を掘り下げることによって起立させた板状の放熱フィンが所定の間隔で多数条形成された放熱板と、上記放熱フィンの先端を内部の底面に当接させて被冠するとともに開口の端面を上記放熱板の外周側に当接させて封止した皿状のカバーと、多数条の上記放熱フィン幅方向両側に形成される液溜まり部と、この液溜まり部に対応位置する上記カバーに形成された一対の透孔とを少なくとも備え、多数条の上記放熱フィンの各々の隣接間に形成された溝に上記透口を介して冷媒を通流させるように構成した発熱体冷却装置であって、
上記溝の底面の板厚は、上記放熱板の板厚よりも薄く形成されるとともに、上記溝の両端付近には、上記放熱板の一方面と上記底面との間に斜面または円弧面を形成したことを特徴とする発熱体冷却装置。
A heat radiating plate in which a large number of plate-like heat radiating fins are formed at predetermined intervals on one side of the metal plate, and the tips of the radiating fins are brought into contact with the inner bottom surface. And a dish-shaped cover sealed with the end face of the opening being in contact with the outer peripheral side of the heat radiating plate, a liquid reservoir formed on both sides in the width direction of the radiating fin, and the liquid reservoir At least a pair of through holes formed in the cover corresponding to the portion, so that the coolant flows through grooves formed between adjacent ones of the plurality of radiating fins. A heating element cooling device configured;
The thickness of the bottom surface of the groove is formed thinner than the thickness of the heat sink, and an inclined surface or an arc surface is formed between one surface of the heat sink and the bottom surface near both ends of the groove. A heating element cooling device characterized by that.
上記放熱板に形成した上記放熱フィンの先端は、上記カバーの内部の底面に当接させて上記放熱フィンの各々の隣接間に形成された溝を隔離した請求項1に記載の発熱体冷却装置。  2. The heating element cooling device according to claim 1, wherein the tips of the heat radiating fins formed on the heat radiating plate are in contact with a bottom surface inside the cover to isolate a groove formed between adjacent ones of the heat radiating fins. . 上記放熱板に形成した上記放熱フィンの先端を上記カバーの内部の底面に当接させるとともに、上記カバーの底面と上記放熱フィンの先端とをろう材等の封止材により封止した請求項2に記載の発熱体冷却装置。  The front end of the heat radiating fin formed on the heat radiating plate is brought into contact with the bottom surface inside the cover, and the bottom surface of the cover and the front end of the heat radiating fin are sealed with a sealing material such as a brazing material. The heating element cooling device according to 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016015381A (en) * 2014-07-01 2016-01-28 株式会社フジクラ Cold plate
WO2016203885A1 (en) * 2015-06-17 2016-12-22 富士電機株式会社 Power semiconductor module and cooler
JPWO2015029511A1 (en) * 2013-08-28 2017-03-02 三菱電機株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2019102598A (en) * 2017-11-30 2019-06-24 富士通株式会社 Cooling jacket and electronic apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015029511A1 (en) * 2013-08-28 2017-03-02 三菱電機株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2016015381A (en) * 2014-07-01 2016-01-28 株式会社フジクラ Cold plate
WO2016203885A1 (en) * 2015-06-17 2016-12-22 富士電機株式会社 Power semiconductor module and cooler
JPWO2016203885A1 (en) * 2015-06-17 2017-09-21 富士電機株式会社 Power semiconductor module and cooler
US10304756B2 (en) 2015-06-17 2019-05-28 Fuji Electric Co., Ltd. Power semiconductor module and cooler
JP2019102598A (en) * 2017-11-30 2019-06-24 富士通株式会社 Cooling jacket and electronic apparatus

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