JP2019009433A - Cooling member - Google Patents
Cooling member Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019009433A JP2019009433A JP2018111910A JP2018111910A JP2019009433A JP 2019009433 A JP2019009433 A JP 2019009433A JP 2018111910 A JP2018111910 A JP 2018111910A JP 2018111910 A JP2018111910 A JP 2018111910A JP 2019009433 A JP2019009433 A JP 2019009433A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling member
- fiber sheet
- metal fiber
- cooling
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 558
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 476
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 476
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 367
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 186
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 75
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 24
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 12
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 42
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 46
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 41
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 description 38
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 30
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 30
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 22
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 15
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 15
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 11
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 10
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 10
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 9
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 8
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 5
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 4
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 4
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 description 3
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 3
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 3
- 229920002721 polycyanoacrylate Polymers 0.000 description 3
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 3
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 3
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000057 Mannan Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 239000003522 acrylic cement Substances 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 230000002463 transducing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、冷却部材に関する。 The present invention relates to a cooling member.
冷却部材は、電気機器、電子機器、及び半導体機器等において、発熱に弱い回路等の温度を管理するために幅広く利用されている。電気機器等が使用する電力が多くなると、発熱量が多くなり、電気機器等の温度が高温となりやすい。かかる発熱は、電気機器等の誤作動、及び故障等の原因となる。そのため、一般的な電気機器等は、発生する熱を冷却、及び放熱するための冷却機構として冷却部材を備えている(特許文献1〜3)。
Cooling members are widely used in electrical devices, electronic devices, semiconductor devices, and the like to manage the temperature of circuits that are vulnerable to heat generation. If the electric power used by the electrical equipment increases, the amount of heat generation increases, and the temperature of the electrical equipment tends to become high. Such heat generation may cause malfunction or failure of an electric device or the like. Therefore, a general electric device or the like includes a cooling member as a cooling mechanism for cooling and dissipating generated heat (
特許文献1は、ICチップ等の半導体デバイスを冷却する冷却装置を開示している。特許文献1に記載の冷却装置は、複数の突出放熱部を備えており、突出放熱部の内部に揮発性の液体を含んだ綿状体が充填されている。かかる冷却装置は、綿状体が充填された突出部を複数有することにより、揮発性の液体の気化熱による冷却効果を高めている。
特許文献2は、ICチップ等の電子部品が装着されるプリント配線板の発熱を放熱する放熱部材を開示している。特許文献2に記載の放熱部材は、熱伝導部と、放熱部とを備えている。特許文献2に記載の放熱部材は、発熱体の熱を熱伝導部に伝熱させ、三次元網目構造の放熱部から放熱している。かかる放熱部材は、三次元網目構造の表面積を広くとることにより、放熱効率を高めることができる。
特許文献3は、ICチップ等の発熱を排熱する金属製のヒートシンクを開示している。特許文献3に記載のヒートシンクは、バルク状の銅の上に線状のコイルが設けられている。かかるヒートシンクは、電子機器のICチップ等で発生する熱をバルク状の銅に伝熱させ、放熱部である線状のコイルから放熱している。
しかしながら、特許文献1〜3に記載の冷却機構は、放熱部の表面積を単に拡大することによって冷却効率を高めているため、充分な冷却効果を得ることができない。
特許文献1に記載の冷却装置は、突出部を備えているため、相当の厚みを必要とし、省スペース化に適さない。同様に、特許文献2に記載の放熱部材は、三次元網目構造を備えているため、省スペース化に適さない。また、特許文献3に記載のヒートシンクは、バルク状の銅を備えているため重く、軽量化に適さない。小型化、及び薄型化等の省スペース化が求められている電気機器等にあっては、相当の厚みを必要とする特許文献1〜3の冷却機構を採用しにくい。
以上より特許文献1〜3の冷却機構は、冷却効果が不充分であることに加え、小型化、及び薄型化に適していない。
However, the cooling mechanisms described in
Since the cooling device described in
From the above, the cooling mechanisms of
また、電気機器等に使用される基板等においては、半導体デバイス等の発熱体が設けられている部分が相対的に高温となり、その他の部分は相対的に低温となる。このような高温の部分を効率的に冷却するためには、基板全体を冷却するよりも、相対的に温度が高い部分を狙って局所的に冷却する方法が効果的である。そのため局所的な冷却を可能とする冷却部材が求められている。
ところが、特許文献1〜3に記載の冷却機構は、単に、ICチップ等の発熱体を全体的に覆うようにして取り付けられているので、発熱体を局所的に冷却できるとは言い難い。
Moreover, in the board | substrate etc. which are used for an electrical equipment etc., the part provided with heat generating bodies, such as a semiconductor device, becomes relatively high temperature, and another part becomes relatively low temperature. In order to efficiently cool such a high-temperature portion, a method of locally cooling the portion having a relatively high temperature is more effective than cooling the entire substrate. Therefore, a cooling member that enables local cooling is desired.
However, since the cooling mechanisms described in
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、冷却効果に優れ、小型化、及び薄型化しやすく、局所的な冷却を可能とする冷却部材を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the said background, and makes it a subject to provide the cooling member which is excellent in the cooling effect, is easy to reduce in size and thickness, and enables local cooling.
本発明は、以下の態様を有する。
[1] 金属繊維で構成されている金属繊維シートと、前記金属繊維シートを冷却する冷却機構と、を有する冷却部材。
[2] 前記冷却機構が、前記金属繊維シートを収容する収容体と、前記収容体内に冷媒を導入する冷媒導入手段と、を備える[1]に記載の冷却部材。
[3] 前記収容体が、銅板、アルミニウム板、銅箔、及びアルミニウム箔からなる群より選ばれる少なくとも一つで構成されている[2]に記載の冷却部材。
[4] 前記冷却機構が、前記金属繊維シートを支持する支持体を備え、前記支持体の内部に冷媒の流路となる中空部が設けられている[1]に記載の冷却部材。
[5] 前記中空部から前記金属繊維シートに向かって、前記冷媒が導出される貫通穴が、前記支持体に設けられている[4]に記載の冷却部材。
[6] 前記金属繊維シートを覆う蓋体を有する[4]又は[5]に記載の冷却部材。
[7] 前記金属繊維が銅繊維である[1]〜[6]のいずれか1項に記載の冷却部材。
The present invention has the following aspects.
[1] A cooling member having a metal fiber sheet made of metal fibers and a cooling mechanism for cooling the metal fiber sheet.
[2] The cooling member according to [1], wherein the cooling mechanism includes a container that stores the metal fiber sheet, and a refrigerant introduction unit that introduces a refrigerant into the container.
[3] The cooling member according to [2], wherein the container is configured by at least one selected from the group consisting of a copper plate, an aluminum plate, a copper foil, and an aluminum foil.
[4] The cooling member according to [1], wherein the cooling mechanism includes a support body that supports the metal fiber sheet, and a hollow portion that serves as a refrigerant flow path is provided inside the support body.
[5] The cooling member according to [4], wherein a through hole through which the coolant is led out is provided in the support body from the hollow portion toward the metal fiber sheet.
[6] The cooling member according to [4] or [5], including a lid that covers the metal fiber sheet.
[7] The cooling member according to any one of [1] to [6], wherein the metal fiber is a copper fiber.
本発明によれば、冷却効果に優れ、小型化、及び薄型化しやすく、局所的な冷却を可能とする冷却部材を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is excellent in the cooling effect, can be easily reduced in size and thickness, and can provide the cooling member which enables local cooling.
以下の用語の定義は、本明細書、及び特許請求の範囲にわたって適用される。
「金属繊維」とは、金属を主成分とする繊維を意味する。例えば「銅繊維」とは、銅を主成分とする繊維を意味する。銅を主成分とするとは、不可避的不純物を含め、本発明の効果を妨げない限り、その他の成分を一定量含んでいてもよい状態を意味する。
「熱伝導率(単位:W/(m・K))」は、レーザーフラッシュ法(アルバック理工株式会社製、レーザーフラッシュ熱定数測定装置「TC7000型」)により測定される値である。
「平均繊維径」とは、顕微鏡で撮像された金属繊維シートの任意の複数の箇所における垂直断面に基づいて、金属繊維の長手方向に垂直な断面積を公知の計算手法で算出し、当該断面積と同一面積を有する真円の直径を算出することにより導かれた面積径の相加平均値である。上記複数の箇所は、例えば、20箇所とすることができる。
「平均繊維長」とは、顕微鏡でランダムに選択した複数本の繊維について繊維の長手方向の長さを測定した値の相加平均値である。繊維が直線状でない場合には、繊維に沿った曲線の長さとする。上記複数本は、例えば、20本とすることができる。
「占積率」とは、繊維シートの体積に対して繊維が存在する部分の割合で、繊維シートの坪量、厚み、及び繊維の真密度から以下の式により算出される。繊維シートが複数の種類の繊維を含む場合には、各繊維の組成比率を反映した真密度値を採用することで占積率を算出することができる。
(占積率(%))=(繊維シートの坪量)/((繊維シートの厚み)×(真密度))×100。
「シートの厚み」とは、空気による端子落下方式の膜厚計(例えば、ミツトヨ社製「デジマチックインジケータID−C112X」等)で、例えば、金属繊維シートの任意の数測定点を測定した場合の相加平均値である。
「均質性」とは、繊維で構成されるシートの電気特性、物理特性、及び透気特性等のシートが有する特性のシート内におけるバラツキが少ないことを意味する。均質性の指標として、例えば、1cm2当たりのJIS Z8101に規定する坪量の変動係数(CV値)を採用することができる。
「空隙率」とは、繊維シートの体積に対して空隙が存在する部分の割合で、繊維シートの坪量、厚み、及び繊維の真密度から以下の式により算出される。繊維シートが複数の種類の繊維を含む場合には、各繊維の組成比率を反映した真密度値を採用することで占積率を算出することができる。
(空隙率(%))= (1−(繊維シートの坪量)/((繊維シートの厚み)×(真密度)))×100。
The following definitions of terms apply throughout this specification and the claims.
“Metal fiber” means a fiber mainly composed of metal. For example, “copper fiber” means a fiber mainly composed of copper. Copper as a main component means a state in which a certain amount of other components may be included as long as the effect of the present invention is not prevented, including inevitable impurities.
“Thermal conductivity (unit: W / (m · K))” is a value measured by a laser flash method (manufactured by ULVAC-RIKO, Inc., a laser flash thermal constant measuring device “TC7000 type”).
The “average fiber diameter” means that the cross-sectional area perpendicular to the longitudinal direction of the metal fiber is calculated by a known calculation method based on the vertical cross-sections at arbitrary locations on the metal fiber sheet imaged with a microscope. It is an arithmetic mean value of area diameters derived by calculating the diameter of a perfect circle having the same area as the area. The plurality of locations can be 20 locations, for example.
The “average fiber length” is an arithmetic average value of values obtained by measuring the lengths of the fibers in the longitudinal direction for a plurality of fibers randomly selected with a microscope. When the fiber is not linear, the length of the curve along the fiber is taken. For example, the number of the plurality may be 20.
The “space factor” is the ratio of the portion where the fiber is present to the volume of the fiber sheet, and is calculated from the basis weight, thickness, and true density of the fiber by the following formula. When the fiber sheet includes a plurality of types of fibers, the space factor can be calculated by adopting a true density value reflecting the composition ratio of each fiber.
(Space factor (%)) = (basis weight of fiber sheet) / ((thickness of fiber sheet) × (true density)) × 100.
“Sheet thickness” is a terminal drop-type film thickness meter by air (for example, “Digimatic Indicator ID-C112X” manufactured by Mitutoyo Corporation). It is an arithmetic mean value of.
“Homogeneity” means that there are few variations in the sheet characteristics such as electrical characteristics, physical characteristics, and air permeability characteristics of the sheet composed of fibers. As an index of homogeneity, for example, a basis weight variation coefficient (CV value) defined in JIS Z8101 per 1 cm 2 can be employed.
“Porosity” is the ratio of the portion where voids exist to the volume of the fiber sheet, and is calculated from the basis weight, thickness, and true density of the fiber by the following formula. When the fiber sheet includes a plurality of types of fibers, the space factor can be calculated by adopting a true density value reflecting the composition ratio of each fiber.
(Void ratio (%)) = (1- (basis weight of fiber sheet) / ((thickness of fiber sheet) × (true density))) × 100.
[第1実施形態]
以下、本発明を適用した第1実施形態の冷却部材1について説明する。なお、以下の説明で用いる図面において、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
図1は第1実施形態の冷却部材1を示す斜視図である。図1に示すように、第1実施形態の冷却部材1は、金属繊維シート5と、第1実施形態の冷却機構6とを有している。冷却機構6は、金属繊維シート5を冷却する。第1実施形態の冷却部材1においては、冷却機構6の内部に導入される冷媒が、金属繊維シート5を冷却することができる。
冷媒としては、特に限定されず、電気機器、及び電子機器等の産業分野で使用されている公知の冷媒を挙げることができる。冷媒の一例として、空気、フッ素系不活性液体、及び絶縁性オイル等を挙げることができる。
[First Embodiment]
Hereinafter, the cooling
FIG. 1 is a perspective view showing a cooling
The refrigerant is not particularly limited, and examples thereof include known refrigerants used in industrial fields such as electrical equipment and electronic equipment. Examples of the refrigerant include air, a fluorine-based inert liquid, and insulating oil.
(金属繊維シート)
金属繊維シート5は、金属繊維単独で構成されていてもよく、金属繊維以外の繊維と併用して構成されていてもよい。
金属繊維を構成する金属成分としては、銅、ステンレス、鉄、アルミニウム、ニッケル、及びクロム等が挙げられるが特に制限されない。前記金属成分は、金、白金、銀、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、及びオスミウム等の貴金属であってもよい。これらの中でも金属繊維を構成する金属成分としては、銅、ステンレス、及びアルミニウムが好ましい。特に、銅繊維は、剛直性と塑性変形性とのバランスに優れるため好ましい。そのため金属繊維シート5は、銅繊維で構成されている銅繊維シートであることが好ましい。
金属以外の成分としては、ポリエチレンテレフタラート(PET)樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリエチレン、及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル樹脂、アラミド樹脂、ナイロン、及びアクリル樹脂、並びにこれらの繊維状物等の結着性、及び担持性を有する有機物等が挙げられる。これらの有機物は、例えば金属繊維シート5作製時の形態維持性、及び機能性を補助・向上させるため等に用いることができる。
(Metal fiber sheet)
The
Examples of the metal component constituting the metal fiber include, but are not limited to, copper, stainless steel, iron, aluminum, nickel, and chromium. The metal component may be a noble metal such as gold, platinum, silver, palladium, rhodium, iridium, ruthenium, and osmium. Among these, copper, stainless steel, and aluminum are preferable as the metal component constituting the metal fiber. In particular, a copper fiber is preferable because it has an excellent balance between rigidity and plastic deformability. Therefore, it is preferable that the
Components other than metal include polyolefins such as polyethylene terephthalate (PET) resin, polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene, and polypropylene, polyvinyl chloride resin, aramid resin, nylon, acrylic resin, and fibrous materials thereof. Organic materials having a binding property and a supporting property. These organic substances can be used, for example, for assisting / improving the form maintainability and functionality during the production of the
金属繊維シート5は、金属繊維が結着されていることが好ましい。金属繊維が結着されているとは、金属繊維同士が物理的に固定され、結着部を形成していることを意味する。金属繊維シート5は、金属繊維同士が結着部で直接的に固定されていてもよいし、金属繊維の一部同士が、金属成分以外の成分を介して間接的に固定されていてもよい。
金属繊維が結着されていることにより、金属繊維シート5を構成している金属繊維の間に空隙が形成され得る。かかる空隙は、例えば金属繊維が交絡することにより形成されてもよい。金属繊維シート5が当該空隙を備えることにより、後述する冷媒が金属繊維シート5の内部に導入され、例えば発熱体から金属繊維シート5に伝導した熱を効率的に奪い取りやすくなるため、金属繊維シート5の冷却効率を高めやすくなる。金属繊維シート5の空隙率は、5〜95%であることが好ましく、5〜60%であることがより好ましい。
The
A gap can be formed between the metal fibers constituting the
金属繊維シート5の熱伝導率は、5W/m・K以上であることが好ましい。金属繊維シート5の熱伝導率が5W/m・K以上であれば、第1実施形態の冷却部材1の冷却効率が優れやすくなる。
金属繊維シート5は、結着部で金属繊維が焼結されていることが好ましい。金属繊維が焼結されていることにより、金属繊維シート5の熱伝導性、及び均質性が安定しやすくなる。
The thermal conductivity of the
In the
金属繊維シート5の構造は、シート状であれば特に制限されず、任意のシート構造をとることができる。例えば、金属繊維シート5のシート構造は、金属繊維がランダムに交絡している不織布であってもよく、規則性を有する織布、又はメッシュ材であってもよい。また、金属繊維シート5の表面は、平らであってもよく、コルゲート加工等が施され、凹凸を有していてもよく、特に制限されない。
The structure of the
図2は、図1の冷却部材1のII−II断面図である。図2中に示す、金属繊維シート5の鉛直方向の厚みD1は、0.5mm〜5mmの範囲であることが好ましい。金属繊維シート5の厚みD1が0.5mm以上であれば、冷却部材1の冷却効果が優れやすい。金属繊維シート5の厚みD1が5mm以下であれば、冷却部材1を薄型化しやすくなる。金属繊維シート5の厚みD1は、後述するプレス工程で適宜調整することができる。
FIG. 2 is a II-II cross-sectional view of the cooling
金属繊維シート5の坪量は、10g/m2〜1000g/m2の範囲であることが好ましい。金属繊維シート5の坪量が10g/m2以上であれば、冷却部材1による冷却効果が優れやすい。金属繊維シート5の坪量が1000g/m2以下であれば、金属繊維シート5を軽量化しやすくなり、冷却部材1を軽量化しやすい。
The basis weight of the
金属繊維の平均繊維径は、本発明の効果を損なわない範囲で任意に設定することができる。金属繊維の平均繊維径は、1μm〜30μmであることが好ましく、2μm〜20μmであることが好ましい。金属繊維の平均繊維径が1μm未満であると、金属繊維の剛直性が低下して、金属繊維シート5を製造する際に所謂ダマが生じやすくなる。ダマが生じることにより、金属繊維シート5の熱伝導性、及び均質性が安定しにくくなる。金属繊維の平均繊維径が30μmを超えると、金属繊維の剛直性が繊維交絡の妨げになる恐れがある。
金属繊維の長手方向に垂直な断面の形状は、任意の形状とすることができる。かかる断面の形状は、例えば、円形、楕円形、略四角形、及び不定形等のいずれの形状であってもよい。
The average fiber diameter of the metal fibers can be arbitrarily set within a range not impairing the effects of the present invention. The average fiber diameter of the metal fibers is preferably 1 μm to 30 μm, and preferably 2 μm to 20 μm. When the average fiber diameter of the metal fibers is less than 1 μm, the rigidity of the metal fibers is lowered, and so-called lumps are likely to occur when the
The shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the metal fiber can be any shape. The cross-sectional shape may be any shape such as a circle, an ellipse, a substantially quadrangle, and an indefinite shape.
金属繊維の平均繊維長は、本発明の効果を損なわない範囲で任意に設定することができる。金属繊維の平均繊維長は、1mm〜10mmの範囲であることが好ましく、3mm〜5mmの範囲であることがさらに好ましい。金属繊維の平均繊維長が1mm〜10mmの範囲であれば、冷却部材1の熱伝導性、及び均質性が安定しやすい。
金属繊維のアスペクト比は、33〜10000であることが好ましい。アスペクト比が33未満である場合には、金属繊維の交絡が生じにくく、冷却部材1の強度が低下する恐れがある。アスペクト比が10000を超えると、金属繊維シート5の均質性が低下し、冷却部材1の熱伝導性が安定しにくくなる恐れがある。
The average fiber length of the metal fibers can be arbitrarily set as long as the effects of the present invention are not impaired. The average fiber length of the metal fibers is preferably in the range of 1 mm to 10 mm, more preferably in the range of 3 mm to 5 mm. When the average fiber length of the metal fibers is in the range of 1 mm to 10 mm, the thermal conductivity and homogeneity of the cooling
The aspect ratio of the metal fiber is preferably 33 to 10,000. When the aspect ratio is less than 33, the metal fibers are hardly entangled, and the strength of the cooling
金属繊維シート5の占積率の下限値は、2%以上が好ましく、4%以上がより好ましく、5%以上がさらに好ましい。金属繊維シート5の占積率の上限値は、65%以下が好ましく、60%以下がより好ましい。積率が2%未満であると冷媒導入時の圧力損失が抑えられる一方で、繊維量不足により冷却効果が低下する恐れがある。また、占積率が65%を越えると冷媒導入時の圧力損失が増大する恐れがある。
The lower limit value of the space factor of the
金属繊維シート5の1cm2当たりのJIS Z8101に規定する坪量の変動係数(CV値)は、10%以下であることが好ましい。坪量は、単位体積当たりの重量を示す指標であるから、坪量の変動係数が一定の値以下であることは、金属繊維シート5の熱伝導性、及び占積率についても安定した値であるといえる。すなわち、金属繊維シート5の坪量の変動係数が10%以下であれば、金属繊維シート5に極端なサイズのダマ、及び空隙が存在しにくく、金属繊維シート5の均質性が優れ、冷却部材1の熱伝導率の値が安定しやすい。
The basis weight variation coefficient (CV value) defined in JIS Z8101 per cm 2 of the
金属繊維シート5を製造する方法としては、圧縮成形する乾式法、及び湿式抄造法で抄紙する方法等が挙げられる。乾式法により、金属繊維シート5を得る場合には、カード法、及びエアレイド法等により得られた金属繊維を主体とするウェブを圧縮成形することができる。圧縮成形の際には、金属繊維間の結合を付与するために、バインダーを金属繊維に含浸させてもよい。かかるバインダーとしては、アクリル系接着剤等の公知の有機バインダー、及びコロイダルシリカ等の公知の無機質バインダーを用いることができる。
Examples of the method for producing the
湿式抄造法により金属繊維シート5を製造する場合には、金属繊維等が水性媒体に分散しているスラリーを用いて、抄紙機にて湿式抄造を行うことができる。上記のスラリーには、填料、分散剤、増粘剤、消泡剤、紙力増強剤、サイズ剤、凝集剤、着色剤、及び定着剤等の公知の添加剤を適宜添加することができる。
湿式抄造により得られる湿体シートには、金属繊維等を互いに交絡させる繊維交絡処理工程を実施してもよい。繊維交絡処理工程としては、湿体シート面に高圧ジェット水流を噴射する方法を採用することができ、この方法により、シート全体に亘って金属繊維又は金属繊維を主体とする繊維同士を交絡させることができる。この工程を経た後に、湿体シートは、ドライヤー工程を経て巻取り等される。
When the
The wet sheet obtained by wet papermaking may be subjected to a fiber entanglement treatment step in which metal fibers and the like are entangled with each other. As the fiber entanglement treatment step, a method of spraying a high-pressure jet water stream onto the wet sheet surface can be adopted, and by this method, the fibers mainly composed of metal fibers or metal fibers are entangled throughout the sheet. Can do. After this step, the wet sheet is wound up through a dryer step.
繊維交絡処理工程とドライヤー工程とを経て得られるシートには、金属繊維等を結着させる前にプレス工程を実施することができる。プレス工程を実施することで、金属繊維間に形成されている極端に大きな空隙を減らし、均質性を高めることができる。また、プレス工程の際に、プレス時の圧力を適宜調整することにより、金属繊維シート5の厚みD1を調整することができる。例えば、厚み170μm程度の金属繊維シート5を製造する場合、線圧300kg/cm未満で加圧することにより、金属繊維シート5の均質性を向上させることができる。
The sheet obtained through the fiber entanglement process and the dryer process can be subjected to a pressing process before binding the metal fibers or the like. By carrying out the pressing step, extremely large voids formed between the metal fibers can be reduced and the homogeneity can be enhanced. Also, during the pressing step, by appropriately adjusting the pressure during the press, it is possible to adjust the thickness D 1 of the
金属繊維等を結着させる方法としては、金属繊維シート5を焼結する焼結工程を実施することが好ましい。金属繊維シート5を焼結して結着することで、金属繊維等を確実に結着し、金属繊維間を固定することができ、金属繊維シート5の坪量の変動係数(CV値)が安定しやすくなる。焼結工程を実施することにより、金属繊維同士の接点が結着し、確実に結着部を設けることができ、金属繊維シート5の均質性、熱伝導性が安定しやすくなる。
焼結工程を経た金属繊維シート5は、さらにプレス工程を経ることが好ましい。焼結工程の後、さらにプレス工程を経ることで、金属繊維シート5の均質性がより向上しやすくなるとともに、金属繊維シート5を薄型化することができる。焼結後のプレス工程によって、厚み方向だけでなく、面方向にも金属繊維等のシフトが生じる。これにより焼結時には空隙であった箇所にも金属繊維等が配置され、均質性が向上し、かかる状態が金属繊維の有する塑性変形特性によって維持される。なお、焼結工程の後に実施されるプレス工程の圧力は、金属繊維シート5の厚みD1を考慮して適宜設定することができる。
As a method for binding metal fibers or the like, it is preferable to perform a sintering step of sintering the
The
(第1実施形態の冷却機構)
第1実施形態の冷却機構6は、金属繊維シート5を冷却する。冷却機構6は、収容体10と、収容体内に冷媒を導入する冷媒導入手段(図示略)とを備えている。収容体10は、金属繊維シート5を収容している。
(Cooling mechanism of the first embodiment)
The
収容体10の形状としては、特に制限されず、任意の構造、及び形状とすることができる。収容体10は、公知の金属材料、公知のセラミック材料、及び公知の樹脂材料等で構成することができる。金属材料としては、ステンレス、銅、アルミニウム、及びアルミナ等を挙げることができる。セラミック材料としては、ジルコニア、チタン酸バリウム、炭化珪素、窒化珪素、及び窒化アルミニウム等を挙げることができる。樹脂材料としては、ポリメタクリル酸、及びポリシアノアクリル酸(ポリシアノアクリレート)等のポリアクリル酸樹脂;ポリビニルピロリドン樹脂;ポリエチレンテレフタラート等のポリエステル樹脂;ポリプロピレン樹脂;ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂;ポリイミド樹脂;アラミドを含むポリアミド樹脂;ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、冷却効率の観点から、収容体10の材料としては、ステンレス、銅、及びアルミニウム等の熱伝導性が高い金属材料が好ましい。収容体10がこれらの金属材料で構成される場合、金属繊維シート5を収容した態様で焼結加工を施してもよい。このような手法で第1実施形態の冷却部材1を作製することで、収容体10と金属繊維シート5とが結着した冷却部材を得ることができる。収容体10と金属繊維シート5とが結着した冷却部材においては、発熱体からの熱が金属繊維シート5に伝播しやすくなり、冷却部材による冷却効果が優れやすい。例えば、収容体10は、銅板、アルミニウム板、銅箔、及びアルミニウム箔からなる群より選ばれる少なくとも一つで構成することができる。
また、収容体10が発熱体と接する少なくとも一つの面は、金属等の熱導電性物質で構成することが好ましい。
The shape of the
Moreover, it is preferable that at least one surface where the
第1実施形態の冷却部材1においては、冷却機構6が、収容体10内に冷媒を導入する冷媒導入手段(図示略)を備えている。これにより、収容体10内に冷媒が導入され得る。冷媒導入手段としては、特に限定されず、コンプレッサー、及び液体ポンプ等の公知の冷媒導入手段を挙げることができる。
冷媒が収容体10内に導入されることにより、収容体10が収容している金属繊維シート5を冷却することができる。金属繊維シート5は銅繊維、又はアルミニウム繊維で構成されているので、冷媒によって効率的に冷却される。
In the cooling
The
収容体10が金属である場合には、金属繊維シート5と収容体10とは、結着していることが好ましい。金属繊維シート5と収容体10を結着させる方法としては、例えば、図1のような態様で金属繊維シート5に収容体10を配置し、焼結させることができる。
When the
収容体10の構造は、冷媒が収容体10の内部に導入され得る構造である。第1実施形態の冷却部材1においては、収容体10は、両端が開口端とされている。すなわち、収容体10は、第1の開口端部11と、第2の開口端部12を備えて構成されている。
第1の開口端部11から収容体10内に導入された冷媒は、冷却部材1を内部から冷却し、第2の開口端部12から導出される。第1の開口端部11と、第2の開口端部12を備えることにより、冷媒を収容体10の第1の端部から収容体10の内部に導入し、第2の開口端部12から導出することができる。なお、第1実施形態の冷却部材1においては、収容体10の両端が開口端部とされているが、第1実施形態の冷却部材1はこれに限定されず、いずれか一方の端部のみが開口端部とされていてもよい。
The structure of the
The refrigerant introduced into the
なお、第1実施形態の冷却部材1においては、第1、及び第2の開口端部11,12の断面の形状、及び開口面の面積を任意に選択することができる。第1、及び第2の開口端部11,12の開口面の面積を適宜選択することにより、冷却部材1による冷却効果を調節することができる。例えば、冷却部材1による冷却効果をより高めたいときには、第1の開口端部11の開口面の面積を広くすることで、冷媒の導入効率を高めればよい。
In addition, in the cooling
第1の開口端部11の開口面の面積が小さく、冷媒の導入が困難であるとき、又は冷却効率を向上させたいときは、収容体10内に冷媒を導入する冷媒導入手段として、公知の加圧手段を使用することができる。かかる加圧手段としては、特に制限されず、コンプレッサー、及び加圧ポンプ等の公知の加圧手段が挙げられる。
When the area of the opening surface of the first opening
また、第1実施形態の冷却部材1では、金属繊維シート5の全領域が、収容体10に収容されているが、金属繊維シート5の一部の領域が収容体10に収容されていてもよい。この場合、収容体10に冷媒を導入することにより、収容体10に収容されている一部の領域の金属繊維シート5を局所的に冷却しやすくすることができる。
また、上述した実施形態の冷却部材1では、収容体10の両端が開口端とされているが、両端が閉塞端とされていてもよい。この場合、収容体10の内部に冷媒を導入するための冷媒導入口を収容体10の任意の箇所に設けなければならない。なお、かかる冷媒導入口を収容体10に設けた場合においては、収容体10の内部から冷媒が導出される冷媒導出口をさらに、収容体10の任意の箇所に設けてもよい。
Moreover, in the cooling
Moreover, in the cooling
(第1実施形態の作用効果)
第1実施形態の冷却部材1は、金属繊維シート5が収容体10の内部に収容されている。かかる冷却部材1の収容体10内に冷媒が導入されることにより、冷却部材1は、金属繊維シート5の内部で冷媒を継続的に保持することができる。そのため金属繊維シート5が効率的に冷却されやすい。金属繊維シート5が冷却されることにより、金属繊維シート5と接している部分の収容体10を効果的に冷却することができる。そのため、冷却された部分の収容体10と当接、又は近接した発熱体等を効果的に冷却できる。
(Operational effects of the first embodiment)
As for the cooling
[第2実施形態]
以下、本発明を適用した第2実施形態の冷却部材について図面を用いて詳細に説明するが、本発明の冷却部材は、下記の記載に限定されない。なお、図3,5に示す第2実施形態の冷却部材2において、第1実施形態の冷却部材1と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, although the cooling member of 2nd Embodiment to which this invention is applied is demonstrated in detail using drawing, the cooling member of this invention is not limited to the following description. In addition, in the cooling
図3は第2実施形態の冷却部材2を示す斜視図である。図3に示すように、第2実施形態の冷却部材2は、金属繊維シート5と、冷却機構7とを有している。第2実施形態の冷却機構7は、金属繊維シート5を冷却する。第2実施形態の冷却部材2においては、冷却機構7に導入される冷媒が、金属繊維シート5を冷却することができる。
FIG. 3 is a perspective view showing the cooling
図3中に示す冷却部材2においては、金属繊維シート5の鉛直方向の厚みD2は、100μm〜5mmの範囲であることが好ましい。金属繊維シート5の厚みD2が100μm以上であれば、冷媒が充分に導入されやすいため、冷却部材2の冷却効果が優れやすい。金属繊維シート5の厚みD2が5mm以下であれば、金属繊維シート5を薄型化しやすくなり、冷却部材2を薄型化しやすい。金属繊維シート5の厚みD2は、「[第1実施形態]」の項で述べたようにプレス工程で適宜調整することができる。
In the cooling
第2実施形態の冷却部材2は、使用の目的等に応じて任意の立体的形状とすることができる。かかる立体的形状は、例えば、円柱状、楕円柱状、及び多角柱状等のいずれの形状であってもよい。以下、多角柱状の冷却部材について、本発明の実施形態の一例として説明するが、本発明の冷却部材の形状は、多角柱状のものに限定されない。
The cooling
(第2実施形態の冷却機構)
図3に示すように、第2実施形態の冷却機構7は、支持体20を備えている。支持体20は、金属繊維シート5を支持している。
支持体20の内部には冷媒の流路となる中空部22が設けられている。中空部22に冷媒が流れることより、支持体20は冷却される。第2実施形態の冷却機構7は、冷却された支持体20と接触する部分から導出される冷媒によって、金属繊維シート5を冷却することができる。すなわち、発熱体由来の熱が金属繊維シート5に伝播し、金属繊維シートの温度が上昇しても、冷却機構7に導入される冷媒が、支持体20を介して、金属繊維シート5を冷却することができる。
(Cooling mechanism of the second embodiment)
As shown in FIG. 3, the
A
支持体20は、「[第1実施形態]」の項で述べた収容体10と同様の材料で構成することができる。冷却効率の観点から、支持体20の材料としては、熱伝導性が高い金属材料が好ましい。
The
図4は、図3の冷却機構7を示す上面図である。図4に示すように、支持体20の上面には、支持体20の上面から支持体20の内部の中空部22に貫通する貫通穴24が、複数設けられている。貫通穴24が支持体20の上面に設けられていることにより、中空部22を流れる冷媒が、貫通穴24から金属繊維シート5に向かって導出される。貫通穴24の穴径は特に制限されず、任意に設定することができる。貫通穴24の数は特に制限されず、任意に設定することができる。なお、図4に示す冷却機構7においては、貫通穴24同士の間隔は規則的であるが、貫通穴24は不規則的な間隔で支持体20の上面に設けられてもよい。
4 is a top view showing the
図4中の矢印は、支持体20が有する開口端部26から中空部22に導入される冷媒の向きの一例を示す。第2実施形態の冷却機構7においては、支持体20の開口端部26から中空部22に冷媒を導入することができる。
支持体20の形状、及び構造としては、支持体20の内部の中空部22に冷媒を導入することができれば、特に制限されない。開口端部26の開口面の面積が小さく、冷媒の導入が困難なとき、又は冷却効率を向上させたいときは、冷媒を中空部22に導入する冷媒導入手段を使用することができる。かかる冷媒導入手段としては、特に制限されず、加圧ポンプ等の公知の加圧手段が挙げられる。
The arrow in FIG. 4 shows an example of the direction of the refrigerant introduced into the
The shape and structure of the
図5は、図3の冷却部材2のV−V断面図である。図5中の矢印は、貫通穴24から導出される冷媒の向きの一例を示す。開口端部26から中空部22に冷媒が導入されると、冷媒は中空部22を流れる。中空部22を流れる冷媒は、貫通穴24から金属繊維シート5に向かって導出される。貫通穴24から導出された冷媒は、金属繊維シート5を冷却する。金属繊維シート5は金属繊維で構成されているので、冷媒が金属繊維間の空隙に入り込み、当該空隙を通過する過程で、金属繊維シート5が効率的に冷却される。
貫通穴24が支持体20に設けられていることにより、冷媒が中空部22から金属繊維シート5に直接到達することができる。そのため、第2実施形態の冷却機構7は、貫通穴24から冷媒が導出されることにより、金属繊維シート5を充分に冷却することができる。
なお、金属繊維シート5を冷却した冷媒は、金属繊維シート5から導出されるが、金属繊維シート5から冷媒が導出される部分は、特に限定されず、金属繊維シート5の上面、又は金属繊維シート5の側面から導出されてもよい。
5 is a VV cross-sectional view of the cooling
By providing the through
In addition, although the refrigerant | coolant which cooled the
図5に示すように、支持体20の内部には、仕切部23が設けられている。支持体20の内部に仕切部23を設けることにより、冷媒の流路となる複数の中空部22が支持体20の内部に形成される。
図4に示すように、貫通穴24は、仕切部23の向きに沿って支持体20の上面に設けられている。そのため、中空部22を流れる冷媒は、仕切部23によって流れる向きが誘導され、貫通穴24から効率的に導出される。よって、中空部22を流れる冷媒は金属繊維シート5を効果的に冷却することができる。このように、第2実施形態の冷却部材2の支持体20においては、冷媒が中空部22を流れることにより、冷媒の流動方向を制御することができる。
As shown in FIG. 5, a
As shown in FIG. 4, the through
第2実施形態の冷却部材2に係る冷却機構を製造する方法としては、特に制限されない。金属材料、樹脂材料等を切削加工等して製造してもよいし、金型等を利用してもよいし、注型物を利用した下記の方法で製造してもよい。
図6は、第2実施形態の冷却部材2に係る冷却機構の製造方法の一例をステップS1からステップS6の順に示す図である。図7は、図6に示す各冷却機構のVII−VII断面図である。
The method for manufacturing the cooling mechanism according to the cooling
Drawing 6 is a figure showing an example of a manufacturing method of a cooling mechanism concerning cooling
ステップS1では、第1の基板31上に粘着性を有する有機型枠層27を粘着させる。
第1の基板31の材料としては、後述する注型物によって溶解等の変化を生じなければ、特に制限されない。第1の基板31の材料の具体例として、ステンレス、銅、アルミニウム、及びアルミナ等の金属材料;ポリメタクリル酸、及びポリシアノアクリル酸(ポリシアノアクリレート)等のポリアクリル酸樹脂;ポリビニルピロリドン樹脂;ポリエチレンテレフタラート等のポリエステル樹脂;ポリプロピレン樹脂;ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂;ポリイミド樹脂;アラミドを含むポリアミド樹脂;ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂等を挙げることができる。
有機型枠層27は、有機層状物から形成される。有機層状物の材料としては、ポリビニルアルコール(PVA)樹脂;ポリメタクリル酸、及びポリシアノアクリル酸(ポリシアノアクリレート)等のポリアクリル酸樹脂;ポリビニルピロリドン樹脂;ポリエチレンテレフタラート等のポリエステル樹脂;ポリプロピレン樹脂;ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂;ポリイミド樹脂;アラミドを含むポリアミド樹脂;ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂;デンプン;マンナン;パルプ系材料;非パルプ系材料;セルロース等が挙げられる。
In step S <b> 1, the organic
The material of the
The
ステップS2では、第1の基板31上に注型材料を注入するための貫通パターン28を有機型枠層27に形成する。貫通パターン28は、有機型枠層27にレーザーを照射することにより形成することができる。レーザーの他にも、打ち抜き型、ナイフ、ハサミ、超音波カッター、カッター、及びウォータージェット等を用いることができる。なお、貫通パターン28の形状は任意に設定することができる。
In step S <b> 2, a
ステップS3では、ステップS2で形成した貫通パターン28に注型材料29を注入し、硬化させる。図6に示すように、貫通パターン28に注型材料29を注入することで、貫通パターン28の形状に合わせて、注型材料29を第1の基板31上で硬化させることができる。貫通パターン28に注入された注入材料29は、硬化することで、注型物231となる。
注型材料としては、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、及びABS樹脂等を挙げることができる。注型材料を型枠に充填する方法としては特に制限されず、例えばブレードによる充填方法が挙げられる。
In step S3, the casting
Examples of the casting material include silicon resin, fluorine resin, urethane resin, and ABS resin. The method for filling the casting material into the mold is not particularly limited, and examples thereof include a blade filling method.
ステップS4では、第1の基板31から有機型枠層27を除去する。図6に示すように、有機型枠層27を第1の基板31から除去すると、第1の基板31上に注型物231が形成される。有機型枠層27の除去方法としては特に制限されないが、有機型枠層27が水解性を有している場合には、水洗により除去することができる。
In step S <b> 4, the
ステップS5では、別途、上述のステップS1〜S4を繰り返し、注型物232が設けられている第2の基板32を準備する。ステップS5では、第2の基板32に貫通穴24を設ける。第2の基板32上に貫通穴24を設ける方法としては、特に制限されず、レーザー、打ち抜き型、ナイフ、ハサミ、及びカッター等が挙げられる。
In step S5, the above-described steps S1 to S4 are separately repeated to prepare the
ステップS6では、第1の基板31と、第2の基板32とを、注型物同士で貼り合わせる。貼り合わせる際には、密着性を向上させることを目的として、注型物の貼合面にプライマー処理、及びコロナ処理等の表面改質を施すことができる。
図7のステップS6で示すように、第1の基板31と、第2の基板32とを、注型物同士で貼りあわせることにより、内部に中空部が設けられている板状の支持体を製造することができる。このとき、注型物231と注型物232とが張り合わされることで、仕切部23が形成される。以上説明した注型物を利用する方法で製造することにより、金型等を使用せずとも小型化、薄型化、及び省スペース化に適した冷却機構を得ることができる。
In step S <b> 6, the
As shown in step S6 of FIG. 7, the
図7のステップS6で示す仕切部23の高さHは、0.5mm〜5.0mmとすることが好ましい。仕切部23の高さHが前記下限値以上であれば、冷媒を導入しやすくなる。仕切部23の高さHが前記上限値以下であれば、冷却部材2を薄型化しやすい。仕切部23の高さHは、有機型枠層27の厚み等を調節することにより、任意の高さに設定することができる。
It is preferable that the height H of the
第2実施形態の冷却部材2は、上述した金属繊維シート5、及び支持体20の他に、公知の冷却部材が有している公知の構成をその他の構成として有することができる。その他の構成の一例として、冷却部材2を発熱体等の冷却対象に装着するための装着部、及び冷媒を開口端部26から導入するための補助部材等を挙げることができる。
なお、図3,5に示す冷却部材2においては、金属繊維シート5の下面が支持体20に覆われており、金属繊維シート5の側面と上面は、開放面とされている。しかし、第2実施形態の冷却部材は、金属繊維シート5の側面、及び上面が開放面とされている形態に限定されず、金属繊維シート5の側面や上面が開放面とされていない形態であってもよい。金属繊維シート5の側面や上面が開放面とされていない形態においては、金属繊維シート5の閉塞面から冷媒が導出されないため、金属繊維シート5の開放面へ効率的に導出される。
The cooling
3 and 5, the lower surface of the
(第2実施形態の作用効果)
以上説明した第2実施形態の冷却部材2では、中空部22に冷媒が流れることにより支持体20、及び金属繊維シート5等が冷却される。また、冷却部材2は、仕切部23を有しているので、中空部22に導入された冷媒が仕切部23によって形成された流路に誘導されやすい。そのため、中空部22を流れる冷媒が貫通穴24から効率的に導出され、金属繊維シート5を効率的に冷却することができる。よって冷却部材2は、冷却効率に優れる金属繊維シート5で、冷却対象の発熱体等を冷却することができるので、冷却効果が優れやすい。
また、第2実施形態の冷却部材2は、金属繊維シート5の内部に形成される空隙の大きさを調節することにより、冷却効率を調整することができるので、冷却効率を損なうことなく、冷却部材2を薄型化しやすく、軽量化しやすい。
さらに、第2実施形態の冷却部材2は、貫通穴24の穴径を調節することにより、金属繊維シート5の面内で局所的に冷却効率を調整することができる。そのため、冷却部材2は、貫通穴24の穴径を調節することで、冷媒の流量を制御でき、任意の箇所の冷却効果を高めることができる。よって冷却部材2によれば、局所的に冷却された部分の金属繊維シート5で、発熱体等を局所的に冷却できる。
(Operational effect of the second embodiment)
In the cooling
Moreover, since the cooling
Furthermore, the cooling
[第3実施形態]
以下、本発明を適用した第3実施形態の冷却部材3について説明する。なお、図8,10に示す第3実施形態の冷却部材3において、第1実施形態の冷却部材1、及び第2実施形態の冷却部材2と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
図8は第3実施形態の冷却部材3を示す斜視図である。図8に示すように、第3実施形態の冷却部材3は、金属繊維シート5と、冷却機構8とを有している。第3実施形態の冷却機構8は、金属繊維シート5を冷却する。第3実施形態の冷却部材3においては、冷却機構8に導入される冷媒が、金属繊維シート5を冷却することができる。
[Third Embodiment]
Hereinafter, the cooling
FIG. 8 is a perspective view showing the cooling
(第3実施形態の冷却機構)
図8に示すように、第3実施形態の冷却機構8は、支持体20と蓋体25とを備えている。第3実施形態の冷却部材3においては、蓋体25は金属繊維シート5の上面を覆っている。
蓋体25の形状としては、図8に示すような板状に制限されず、任意の構造、及び形状とすることができる。蓋体25は、公知の金属等の熱伝導性材料で構成することができる。かかる熱伝導性材料としては、例えばステンレス、銅、及びアルミニウム等を挙げることができる。冷却効率の観点から、蓋体25の材料としては、熱伝導性が高い金属材料が好ましい。例えば、蓋体25は、銅板又は銅箔等で構成することができる。例えば、発熱体と蓋体25が当接された場合、発熱体から蓋体25、及び金属繊維シート5に熱が伝播する。このとき、金属繊維シート5の内部に保持されつつ通過する冷媒により、伝播した熱と冷媒との間で熱交換が行われる。このように蓋体25は、発熱体から熱を奪いやすい素材、すなわち、主として冷媒と熱交換を行う金属繊維シート5に熱を伝播しやすい素材が適している。
(Cooling mechanism of the third embodiment)
As shown in FIG. 8, the
The shape of the
図9は、図8の冷却部材3の支持体20を示す上面図である。図9に示すように、支持体20の上面には、貫通穴24a,24bがそれぞれ複数設けられている。貫通穴24aが支持体20の上面に設けられていることにより、中空部22aを流れる冷媒が貫通穴24aより導出される。貫通穴24a,24bの穴径は特に制限されず、任意に設定することができる。貫通穴24a,24bの数は特に制限されず、任意に設定することができる。なお、図9に示す支持体20においては、貫通穴24a,24b同士の間隔は規則的であるが、貫通穴24a,24bは、それぞれ不規則的な間隔で支持体20の上面に設けられてもよい。
FIG. 9 is a top view showing the
図9中の矢印は、支持体20が有する開口端部26から中空部22aに導入される冷媒の向きの一例と、中空部22bから導出される冷媒の向きの一例とを示す。第3実施形態の冷却機構8においては、開口端部26から中空部22aに冷媒が導入される。
開口端部26の開口面の面積が小さく、冷媒の導出が困難なとき、又は冷却効率を向上させたいときは、冷媒を中空部22bから導出する冷媒導出手段を使用することができる。かかる冷媒導出手段としては、特に制限されず、減圧ポンプ等の公知の減圧手段が挙げられる。
The arrows in FIG. 9 show an example of the direction of the refrigerant introduced into the
When the area of the opening surface of the opening
図10は、図8の冷却部材3のX−X断面図である。図10中の矢印は、冷却部材3の内部を流れる冷媒の向きの一例を示す。冷却部材3の中空部22aに冷媒が導入されると、冷媒は中空部22aを流れる。中空部22aを流れる冷媒は、貫通穴24aから導出される。貫通穴24aから導出された冷媒は、金属繊維シート5を冷却することができる。
FIG. 10 is a sectional view taken along line XX of the cooling
第3実施形態の冷却部材3においては、金属繊維シート5の上面を蓋体25が覆っているので、金属繊維シート5の空隙に入り込んだ冷媒は、金属繊維シート5の上面から冷却部材3の外部に導出されにくい。そのため、第3実施形態の冷却部材3は、第2実施形態の冷却部材2と比較して、冷媒の流動方向を制御しやすく、かつ蓋体25に発熱体が当接等された場合に、発熱体から熱を奪いやすい。すなわち、発熱体から奪った熱を効率的に、金属繊維シート5に伝播することができるため、冷却効果を高めることができる。
金属繊維シート5を冷却した冷媒は、貫通穴24bから中空部22bに導入され、中空部22bを流れ、開口端部26から導出される。
In the cooling
The refrigerant that has cooled the
第3実施形態の冷却部材3は、上述した金属繊維シート5、支持体20、及び蓋体25の他に、公知の冷却部材が有している公知の構成をその他の構成として有することができる。その他の構成の一例として、冷却部材3を冷却対象に装着するための装着部、及び冷媒を開口端部26から導入するための補助部材等を挙げることができる。
The cooling
なお、図8,10に示す冷却部材3においては、金属繊維シート5の側面は、開放面とされている。しかし、第3実施形態の冷却部材3は、金属繊維シート5の側面が開放面とされている形態に限定されず、金属繊維シート5の側面が開放面とされていない形態であってもよい。金属繊維シート5の側面が開放面とされていない形態においては、冷媒が中空部22bから効率的に導出される。
In addition, in the cooling
例えば、図8に示す冷却部材3においては、金属繊維シート5、蓋体25の代わりに、「[第1実施形態]」の項で述べた第1実施形態の冷却部材1が支持体20と積層されていてもよい。この場合においては、冷却部材1が有する収容体10の下側の面に貫通孔を設けることにより、中空部22aから導入される冷媒が、貫通穴24aと、収容体10の下側の面に設けた貫通孔とを経由して流れ、収容体10の内部に収容される金属繊維シートを冷却できるようにしてもよい。
For example, in the cooling
(第3実施形態の作用効果)
以上説明した第3実施形態の冷却部材3は、蓋体25を有しているので、冷媒の流動方向を制御しやすく、かつ蓋体25に発熱体が当接等された場合に、発熱体から熱を奪いやすい。すなわち、第3実施形態の冷却部材3は、発熱体から奪った熱を効率的に、金属繊維シート5に伝播することができるため、冷却効率が飛躍的に上昇し、冷却効果に優れている。
第3実施形態の冷却部材3は、貫通穴24a,24bの穴径を調節することにより、金属繊維シート5の面内で局所的に冷却効率を調整することができる。そのため、冷却部材3は、貫通穴24a,24bの穴径を調節することで、冷媒の流量を制御でき、任意の箇所の冷却効果を高めることができる。よって冷却部材3によれば、局所的に冷却された部分の金属繊維シート5で、発熱体等を局所的に冷却できる。
また、第3実施形態の冷却部材3は、金属繊維シート5の内部に形成される空隙の大きさを調節することにより、冷却効率を調整することができるので、冷却効率を損なうことなく、冷却部材3を薄型化しやすく、軽量化しやすい。
(Operational effect of the third embodiment)
Since the cooling
The cooling
Moreover, since the cooling
[第4実施形態]
以下、本発明を適用した第4実施形態の冷却部材4について説明する。なお、図11,13,15に示す第4実施形態の冷却部材4、又は冷却機構9において、第1実施形態の冷却部材1、第2実施形態の冷却部材2、又は第3実施形態の冷却部材3と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
図11は第4実施形態の冷却部材4を示す斜視図である。図11に示すように、第4実施形態の冷却部材4は、金属繊維シート5と、冷却機構9とを有している。第4実施形態の冷却機構9は、金属繊維シート5を冷却する。第4実施形態の冷却部材4においては、冷却機構9を経由して導入される冷媒が、金属繊維シート5を冷却することができる。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, the cooling
FIG. 11 is a perspective view showing the cooling
(第4実施形態の冷却機構)
図11に示すように、第4実施形態の冷却機構9は、支持体21と蓋体25とを備えている。支持体21の内部には冷媒の流路となる中空部が設けられている。支持体21の第1の端面40には、当該中空部に冷媒を導入するための冷媒導入口41が設けられている。また、支持体21の第2の端面42には、当該中空部から冷媒を導出するための冷媒導出口43が設けられている。
(Cooling mechanism of the fourth embodiment)
As shown in FIG. 11, the
図12は、図11の冷却部材4のXII−XII断面図である。図12中の矢印は、冷却部材4に導入される冷媒の向きの一例と、冷却部材4から導出される冷媒の向きの一例とを示す。図12に示すように、冷却部材4の支持体21の内部には、冷媒の流路となる中空部223と、中空部224とが設けられている。中空部223と、中空部224とは、仕切部233によってそれぞれ形成されている。かかる仕切部233は、図6,7に示す注型物を利用した製造方法によって製造することができる。具体的には、図6,7に示すステップS2において、貫通パターンを仕切部233の形状となるように形成し、貫通パターンに注型材料を注入する等して製造することができる。注型物を利用する方法の他にも、金属材料、及び樹脂材料等を切削加工等して製造してもよいし、金型等を利用してもよい。
12 is an XII-XII cross-sectional view of the cooling
図13は、図11の冷却部材4の上面図である。図11の冷却部材4においては、蓋体25が金属繊維シート5の上面を覆っている。図13に示すように、蓋体25の上面にはICチップ、及びLED等の半導体デバイス(素子)を装着する複数の装着部251〜256が設けられている。これらの装着部251〜256のうち、装着部251と、装着部253とにそれぞれ発熱体51と、発熱体53とが配置されている。
FIG. 13 is a top view of the cooling
図13中の点線は、支持体21の内部に設けられている中空部223、及び中空部224を示している。冷却部材4に冷媒が導入されると、中空部223は、冷媒導入口41から導入される冷媒の流路となり、中空部224は、冷媒導出口43から導出される冷媒の流路となる。
図13に示すように、中空部223は、装着部251〜256の位置に応じて、複数に分岐している。複数に分岐した中空部223の各端部は、装着部251〜256の各々の下部に位置している。そのため、冷却部材4に冷媒が導入されると、冷媒の流れは、各装着部251〜256の位置に応じて誘導されて、複数に分岐する。
冷媒の流路となる中空部223の流路面の面積は、特に制限されず、任意に設定することができる。例えば、冷媒による冷却効率を相対的に高めたいときは、流路面の面積を大きくすればよいし、冷却効率を相対的に低く設定したいときは、流路面の面積を小さくすればよい。
The dotted lines in FIG. 13 indicate the
As shown in FIG. 13, the
The area of the flow path surface of the
図14は、図11の冷却部材4の支持体21を示す上面図である。図14に示すように支持体21の上面には、支持体21の上面から中空部223に貫通する貫通穴241〜246が設けられている。これらの各貫通穴241〜246は、各装着部251〜256の位置に応じて支持体21の上面に設けられている。
また、図14に示すように、支持体21の上面には、支持体21の上面から中空部224に貫通する貫通穴247が複数設けられている。これらの複数の貫通穴247は、各貫通穴241〜246の周囲に位置する支持体21の上面に設けられている。
FIG. 14 is a top view showing the
As shown in FIG. 14, a plurality of through
図15は、図13のXV−XV断面図である。中空部223内で複数に分岐した冷媒の流れは、各貫通穴241〜246の位置に誘導され、各貫通穴241〜246から導出される。例えば図15に示すように、貫通穴243から導出された冷媒は、発熱体53から蓋体25を介して金属繊維シート5に伝播した熱を効率的に奪い取ることができる。貫通穴243は、装着部253の位置に応じて支持体21に設けられている。そのため、局所的に冷却効率が高められた金属繊維シート5の一部分と近接している装着部253も同様に、局所的に冷却され得る。よって、第4実施形態の冷却部材4は、貫通穴243から導出される冷媒により、装着部253を局所的に冷却し、装着部253に配置された発熱体53を局所的に冷却することができる。
このように、各貫通穴241〜246から導出された冷媒は、各貫通穴241〜246の周囲の金属繊維シート5を介して、各装着部251〜256を局所的に冷却し、各装着部251〜256に装着される発熱体を局所的に冷却することができる。
15 is a cross-sectional view taken along the line XV-XV in FIG. The flow of the refrigerant branched into a plurality in the
As described above, the refrigerant derived from the through
図15に示すように、第4実施形態の冷却部材4においては、第3実施形態の冷却部材3と同様に、金属繊維シート5の上面を蓋体25が覆っている。さらに、第4実施形態の冷却部材4においては、金属繊維シート5の側面を支持体21が覆っている。そのため、金属繊維シート5の空隙に入り込んだ冷媒は、金属繊維シート5の上面、及び側面のいずれからも冷却部材4の外部に導出されない。そのため、第4実施形態の冷却部材4は、第3実施形態の冷却部材3より確実に、冷媒の流れを制御することができ、金属繊維シート5の所望の箇所の冷却効果を飛躍的に高めることができる。
As shown in FIG. 15, in the cooling
図13に示したように、中空部224は、貫通穴247の位置に応じて複数に分岐している。これらの複数に分岐した各中空部は、冷媒導出口43の付近で合流している。発熱体53を冷却した冷媒は、貫通穴243の周囲に設けられている貫通穴247から中空部224に導入され、冷媒導出口43から導出される。
As shown in FIG. 13, the
貫通穴241〜246、及び貫通穴247の穴径は、特に制限されず、任意に設定することができる。例えば、より局所的な冷却を冷却部材4で実現するためには、冷媒の導出穴となる貫通穴241〜246の穴径を小さくすればよいし、より高い冷却効率を冷却部材4で実現するためには、貫通穴241〜246の穴径を大きくすればよい。
なお、第4実施形態の冷却部材4は、上述した金属繊維シート5、支持体21、蓋体25、及び装着部251〜256の他に、公知の冷却部材が有している公知の構成をその他の構成として有することができる。
The hole diameters of the through
In addition, the cooling
(第4実施形態の作用効果)
以上説明した第4実施形態の冷却部材4は、各装着部251〜256の位置に応じて複数に分岐した中空部223を有する。そのため、冷却部材4は、冷媒導入口41から導入される冷媒を、各装着部251〜256の位置に効率的に誘導することができる。また、上述したように各装着部251〜256の位置に誘導された冷媒は、各貫通穴241〜246の周囲の金属繊維シート5を局所的に冷却することができる。金属繊維シートが局所的に冷却されることによって、各装着部251〜256が設けられている部分の蓋体25も局所的に冷却されるので、各装着部251〜256に配置される発熱体を局所的に冷却することができる。
また、第4実施形態の冷却部材4は、中空部223の形状、及び貫通穴241〜246の穴径を適宜選択することで、冷却効率を調節し、各装着部251〜256に配置される発熱体を選択的に冷却することができる。従って、第4実施形態の冷却部材4は、各装着部に装着された発熱体の発熱状態に合わせて、冷却対象の発熱体を任意に選択し、局所的に冷却することができる。例えば、電気機器等に使用される基板等においては、同一基板上に実装された種類、及び材質等の異なる各素子は、許容される耐熱温度の上限が異なることがある。この場合、許容される温度がより低い素子を他の素子よりも優先的に冷やすことが求められる。このような場合、最も許容温度が低い素子に合わせて、基板全体を冷却するよりも、例えば素子ごとに局所冷却を実施した方が効率的である。
また、第4実施形態の冷却部材4は、第2実施形態の冷却部材2、及び第3実施形態の冷却部材3と同様に、薄型化、及び軽量化を図ることができる。
(Operational effect of the fourth embodiment)
The cooling
Moreover, the cooling
Moreover, the cooling
[第5実施形態]
以下、本発明を適用した第5実施形態の冷却部材50について説明する。なお、図16〜18に示す第5実施形態の冷却部材50において、第1実施形態の冷却部材1、第2実施形態の冷却部材2、第3実施形態の冷却部材3、及び第4実施形態の冷却部材4と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, the cooling
図16は、第5実施形態の冷却部材50の上面図である。図17は、第5実施形態の冷却部材50のXVII−XVII断面図である。図18は、第5実施形態の冷却部材50の側面図である。
図17,18に示すように、第5実施形態の冷却部材50は、金属繊維シート5と、冷却機構93とを有している。
冷却機構93は、第1の金属層91と第2の金属層52と図示略の冷媒導入手段とを有している。
図17に示すように、第1の金属層91は、金属繊維シート5の第1の面Aと接する層である。冷却部材50においては、第1の面Aは、金属繊維シート5の上面である。第2の金属層52は、金属繊維シート5の第2の面Bと接する層である。冷却部材50においては、第2の面Bは、金属繊維シート5の下面であり、第1の面Aと対向する平行な面である。このように、金属繊維シート5は第1の金属層91と第2の金属層52との間に挟まれている。
FIG. 16 is a top view of the cooling
As shown in FIGS. 17 and 18, the cooling
The
As shown in FIG. 17, the
第1の金属層91及び第2の金属層52は、金属板でも金属箔でもよい。金属板又は金属箔の材料の種類としては、特に限定されない。金属板又は金属箔の材料の詳細及び好ましい態様は、金属繊維シート5の材料について説明した内容と同様である。
第1の金属層91の材料と第2の金属層52の材料は、互いに異なってもよく、同一でもよい。
The
The material of the
第1の金属層91及び第2の金属層52の厚さは、特に限定されない。冷却部材50の柔軟性の点から、第1の金属層91の厚さは18〜500μmが好ましく、第2の金属層52の厚さは100〜5000μmが好ましい。
第1の金属層91及び第2の金属層52のそれぞれの厚みが前記各下限値以上であると、冷却部材50の耐久性が向上する。第1の金属層91及び第2の金属層52のそれぞれの厚みが前記各上限値以下であると、冷却部材50が柔軟性に優れる。
第1の金属層91の厚さと第2の金属層52の厚さは、互いに異なってもよく、同一でもよい。
The thicknesses of the
The durability of the cooling
The thickness of the
冷却部材50においては、第1の金属層91が金属箔であり、第2の金属層52が金属板である。この場合、金属箔(第1の金属層91)としては銅箔又はアルミニウム箔が好ましく、銅箔がより好ましい。そして金属板(第2の金属層52)としては、銅板又はアルミニウム板が好ましく、銅板がより好ましい。
冷却部材50においては、第1の金属層91(金属箔)の厚みは、第2の金属層52(金属板)の厚みより厚い。この場合、冷却部材50の耐久性、柔軟性及び加工のしやすさを考慮すると、第1の金属層91(金属箔)の厚みは、18〜500μmが好ましい。そして、第2の金属層52(金属板)の厚みは、100〜500μmが好ましい。
このように、第1の金属層91は金属箔であり、第2の金属層は金属板であると、冷却部材50は柔軟性にさらに優れ、冷却部材50の加工がさらに容易となる。
冷却部材50においては、第1の金属層91と第2の金属層52とは互いに平行であるが、本発明は第1の金属層91と第2の金属層52とが互いに平行である形態に限定されない。
In the cooling
In the cooling
As described above, when the
In the cooling
図示略の冷媒導入手段は、金属繊維シート5に直接冷媒を導入できる形態であれば特に限定されない。かかる冷媒導入手段の具体例としては、第1実施形態で説明した冷媒導入手段と同様のものが挙げられる。
このように、冷却機構93は第1の金属層91と第2の金属層52と図示略の冷媒導入手段とを有するため、金属繊維シート5の空隙に冷媒を導入することで金属繊維シート5を冷却できる。
The refrigerant introduction means (not shown) is not particularly limited as long as the refrigerant can be directly introduced into the
As described above, the
以上説明したように冷却部材50においては、金属繊維シート5が第1の金属層91と第2の金属層52との間に挟まれている。そのため、冷却部材50は、金属繊維シート5と第1の金属層91と第2の金属層52とを有する積層体であるともいえる。金属繊維シート5はシート状の柔軟な材料であるため、かかる積層体は加工性に優れる。よって、相対的にサイズが大きい冷却部材50(積層体)をあらかじめ準備することで、冷却部材50は、任意の形状の冷却部材及び任意のサイズの冷却部材の前駆体(母材料)として使用できる。すなわち、冷却部材50は、相対的にサイズが大きい場合には、ベース材料として使用できる。
かかるベース材料は、例えば、後述の第6実施形態で説明するように、加工により金属層の表面に複数の溝部を形成し、金属層の表面を任意に変形して使用してもよく、後述の第10実施形態のように、相対的に細分化された冷却部材の製造に使用してもよい。すなわち、かかるベース材料は、任意の形状及びサイズの冷却部材の製造用の積層体として使用可能である。
As described above, in the cooling
Such a base material may be used by forming a plurality of grooves on the surface of the metal layer by processing and arbitrarily deforming the surface of the metal layer, as will be described later in the sixth embodiment. As in the tenth embodiment, the cooling member may be used for manufacturing a relatively finely divided cooling member. That is, the base material can be used as a laminate for manufacturing a cooling member having an arbitrary shape and size.
(第5実施形態の作用効果)
第5実施形態の冷却部材50は金属繊維シート5と冷却機構93とを有するため、冷却効果に優れる。第5実施形態の冷却部材50は、任意の形状の冷却部材及び任意のサイズの冷却部材の前駆体として使用可能である。
(Operational effects of the fifth embodiment)
Since the cooling
[第6実施形態]
以下、本発明を適用した第6実施形態の冷却部材54について説明する。なお、図19〜21に示す第6実施形態の冷却部材54において、第1実施形態の冷却部材1、第2実施形態の冷却部材2、第3実施形態の冷却部材3、第4実施形態の冷却部材4、及び第5実施形態の冷却部材50と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
Hereinafter, the cooling
図19は、第6実施形態の冷却部材54の上面図である。図20は、第6実施形態の冷却部材54のXX−XX断面図である。図21は、第6実施形態の冷却部材54の側面図である。
図20に示すように、第6実施形態の冷却部材54は、金属繊維シート5と、冷却機構55とを有している。
冷却機構55は、第1の金属層56と第2の金属層52と図示略の冷媒導入手段とを有している。冷却部材54においては、第1の金属層56の表面には複数の溝部57が形成されている。溝部57の形状は特に限定されない。また、溝部の数は1つでもよく複数でもよい。そして、溝部57が形成される第1の金属層56の表面上の位置は、特に限定されず、例えば、所望する冷媒の流路の位置に合わせて形成できる。
FIG. 19 is a top view of the cooling
As shown in FIG. 20, the cooling
The
図20に示すように、冷却部材54においては、金属繊維シート5が複数の溝部57によって、領域C1,C2,C3に区切られている。複数に区切られている金属繊維シート5の領域C1,C2,C3は、それぞれ冷媒の流路として機能する。
冷却機構55は第1の金属層56と第2の金属層52と図示略の冷媒導入手段とを有するため、金属繊維シート5の各領域C1,C2,C3の空隙に冷媒を導入することで金属繊維シート5を効果的に冷却できる。なお、領域C1,C2,C3の各流路は、完全に遮断されていてもよいし、溝部57により流路が狭められている程度でもよい。
As shown in FIG. 20, in the cooling
Since the
冷却部材54は、例えば、図16の冷却部材50の上面の第1の金属層91の表面を加圧して任意の形状に溝部57を1以上形成することで製造できる。
溝部57を形成する際には、冷却部材50の上面の第1の金属層91の表面に外力を与えることで、第1の金属層56と金属繊維シート5と第2の金属層52とをこの順で固着して接合してもよい。第1の金属層91の表面に外力を与える方法としては、加圧でもよく、打ち込みでもよく、任意の成型方法を適用できる。
溝部57を形成する前に、冷却部材50を所望の大きさに切断し、サイズを調整した後に溝部57を形成してもよい。
The cooling
When forming the
Before forming the
(第6実施形態の作用効果)
領域C1,C2,C3間の金属繊維シート5は結着されているため、相対的に空隙の数が少なく、空隙の大きさも小さくなる。そのため、金属繊維シート5の各領域C1,C2,C3に導入される冷媒が、溝部57で固着されている部分の金属繊維シート5を通過しにくくなる。その結果、冷却部材54によれば、第5実施形態の冷却部材50と比較して、金属繊維シート5の各領域C1,C2,C3の冷却効果がさらに高くなる。さらに、金属繊維シート5の各領域C1,C2,C3の空隙に冷媒を導入することで、金属繊維シート5の各領域C1,C2,C3を局所的に冷却できる。そのため、各領域C1,C2,C3と接する部分の第1の金属層56又は第2の金属層52と当接又は近接する冷却対象物を選択的にかつ局所的に冷却できる。
(Operational effects of the sixth embodiment)
Since the
このように、冷却部材54によれば、金属繊維シート5の各領域C1,C2,C3と接する部分の第1の金属層56及び第2の金属層52を局所的に冷却できる。例えば、複数の領域C1,C2,C3のうち、すべての各領域に同時に冷媒を導入してもよく、複数の領域C1,C2,C3のうちいずれか少なくとも1つに選択的に冷媒を導入してもよい。
溝部57が形成される位置は適宜変更可能である。そして溝部57が形成される位置を変更することで、局所的に冷却される金属繊維シート5、第1の金属層56及び第2の金属層52の位置を変更できる。このように、冷却部材54は設計の自由度が高く、多様な形状の冷却対象物の表面への適用が容易である点も特徴の一つである。
Thus, according to the cooling
The position where the
[第7実施形態]
以下、本発明を適用した第7実施形態の冷却部材58について説明する。なお、図22〜24に示す第7実施形態の冷却部材58において、第1実施形態の冷却部材1、第2実施形態の冷却部材2、第3実施形態の冷却部材3、第4実施形態の冷却部材4、第5実施形態の冷却部材50、及び第6実施形態の冷却部材54と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
[Seventh Embodiment]
Hereinafter, a cooling
図22は、第7実施形態の冷却部材58の上面図である。図23は、第7実施形態の冷却部材58のXXIII−XXIII断面図である。図24は、第7実施形態の冷却部材58の側面図である。
図23に示すように、第7実施形態の冷却部材58は、金属繊維シート5と、冷却機構59とを有している。
FIG. 22 is a top view of the cooling
As shown in FIG. 23, the cooling
冷却機構59は、第1の金属層60と第2の金属層61と図示略の冷媒導入手段とを有している。図22,23に示すように、冷却部材58は、両端に固定部62を有している。固定部62では第1の金属層60と金属繊維シート5と第2の金属層61とが固定されている。
冷却部材58においては、第1の金属層60と金属繊維シート5と第2の金属層61とがこの順に巻かれて折りたたまれるようにして固定部62が形成されている。両端の固定部62によって区切られている部分の金属繊維シート5は、冷媒の流路として機能する。
冷却機構59は第1の金属層60と第2の金属層61と図示略の冷媒導入手段とを有するため、金属繊維シート5の両端の固定部62によって区切られている部分の空隙に冷媒を導入することで金属繊維シート5を効果的に冷却できる。
The
In the cooling
Since the
冷却部材58は、例えば、図16の冷却部材50の両端に固定部62を形成することで製造できる。固定部62を形成する際には、図16の冷却部材50の両端の第1の金属層56と金属繊維シート5と第2の金属層52とを一体的にまとめて端部から内側に巻き込み、折りたたむようにして端部を止めてもよい。このように、図16の冷却部材50の両端をかしめることで固定部62を形成できる。
固定部62を形成する前に、冷却部材50を所望の大きさに切断し、サイズを調整した後に固定部62を形成してもよい。
The cooling
Before forming the fixing
(第7実施形態の作用効果)
冷却部材58においては、金属繊維シート5の両端の固定部62によって、冷却部材58の側面が閉塞面とされているため、冷却部材58の側面から冷媒が導出されにくくなる。よって、第5実施形態の冷却部材50と比較して、金属繊維シート5の冷却効果がさらに高くなり、冷却部材58の冷却効果がさらに高くなる。
(Operational effects of the seventh embodiment)
In the cooling
[第8実施形態]
以下、本発明を適用した第8実施形態の冷却部材63について説明する。なお、図25〜27に示す第8実施形態の冷却部材63において、第1実施形態の冷却部材1、第2実施形態の冷却部材2、第3実施形態の冷却部材3、第4実施形態の冷却部材4、第5実施形態の冷却部材50、第6実施形態の冷却部材54、及び第7実施形態の冷却部材58と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
[Eighth Embodiment]
Hereinafter, the cooling
図25は、第8実施形態の冷却部材63の上面図である。図26は、第8実施形態の冷却部材63のXXVI−XXVI断面図である。図27は、第8実施形態の冷却部材63の側面図である。
図26に示すように、第8実施形態の冷却部材63は、金属繊維シート5と、冷却機構64とを有している。
FIG. 25 is a top view of the cooling
As shown in FIG. 26, the cooling
図26に示すように、冷却機構64は、第1の金属層65と第2の金属層66と図示略の冷媒導入手段とを有している。そして冷却部材63は、両端に圧着部67を有している。圧着部67では第1の金属層65と金属繊維シート5と第2の金属層66とが一体的に圧着されて固定されている。
冷却部材63においては、第1の金属層65と金属繊維シート5と第2の金属層66とがこの順に巻かれて折りたたまれ、さらに、これらが折りたたまれた状態で固定されるようにして圧着部67が形成されている。冷却部材63においては、両端の圧着部67によって区切られている部分の金属繊維シート5が、冷媒の流路として機能する。
冷却機構64は第1の金属層65と第2の金属層66と図示略の冷媒導入手段とを有するため、金属繊維シート5の両端の圧着部67によって区切られている部分の空隙に冷媒を導入することで金属繊維シート5を効果的に冷却できる。
As shown in FIG. 26, the
In the cooling
Since the
冷却部材63は、例えば、図16の冷却部材50の両端に圧着部67を形成することで製造できる。圧着部67を形成する際には、まず、図16の冷却部材50の両端の第1の金属層56と金属繊維シート5と第2の金属層52とを一体的にまとめて端部から内側に巻き込み折りたたむ。次いで、折りたたむことで重ね合わされた第1の金属層56と金属繊維シート5と第2の金属層52を一体的に押しつぶすようにして、圧着する。このように、図16の冷却部材50の両端をかしめた後に、圧着することで圧着部67を形成してもよい。
圧着部67を形成する前に、冷却部材50を所望の大きさに切断し、サイズを調整した後に圧着部67を形成してもよい。
The cooling
Before forming the crimping
(第8実施形態の作用効果)
冷却部材63においては、金属繊維シート5の両端の圧着部67によって、冷却部材63の側面が閉塞面とされているため、冷却部材63の側面から冷媒が導出されにくくなる。よって、第5実施形態の冷却部材50と比較して、金属繊維シート5の冷却効果がさらに高くなり、冷却部材63の冷却効果がさらに高くなる。
(Effect of 8th Embodiment)
In the cooling
[第9実施形態]
以下、本発明を適用した第9実施形態の冷却部材68について説明する。なお、図28,29に示す第9実施形態の冷却部材68において、第1実施形態の冷却部材1、第2実施形態の冷却部材2、第3実施形態の冷却部材3、第4実施形態の冷却部材4、第5実施形態の冷却部材50、第6実施形態の冷却部材54、第7実施形態の冷却部材58、及び第8実施形態の冷却部材63と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
[Ninth Embodiment]
Hereinafter, the cooling
図28は、第9実施形態の冷却部材68の上面図である。図29は、第9実施形態の冷却部材68のXXIX−XXIX断面図である。
図29に示すように、第9実施形態の冷却部材68は、金属繊維シート5と、冷却機構69とを有している。
FIG. 28 is a top view of the cooling
As shown in FIG. 29, the cooling
冷却機構69は、第1の金属層65と第2の金属層66と複数の区画部70と図示略の冷媒導入手段とを有している。図28,29に示すように、冷却部材68は、両端に圧着部67を有し、複数の区画部70によって、金属繊維シート5及び第1の金属層65が複数に分割されている。
具体例には、金属繊維シート5は複数の区画部70によって複数の領域C4,C5,C6,C7に分割されている。複数に分割されている金属繊維シート5の領域C4,C5,C6,C7は、それぞれ冷媒の流路として機能する。
冷却機構69は、第1の金属層65と第2の金属層66と複数の区画部70と図示略の冷媒導入手段とを有するため、金属繊維シート5の各領域C4,C5,C6,C7の空隙に冷媒を導入することで金属繊維シート5を効果的に冷却できる。
The
Specifically, the
Since the
複数に分割されている金属繊維シート5の領域C4,C5,C6,C7のそれぞれは、金属繊維の集合体である金属繊維体であるともいえる。金属繊維体を構成する金属繊維は、金属繊維シート5を構成する金属繊維と同様である。そして、金属繊維体の物性値等の物理的特性及び化学的特性は、金属繊維シート5の物理的特性及び化学的特性と同一である。このように、冷却部材68において、冷媒の流路として機能する構成は、必ずしもシート状の形態に限定されない。
It can be said that each of the regions C4, C5, C6, and C7 of the
複数の区画部70は、第2の金属層66に設けられている。区画部70は、金属繊維シート5を複数に分割できる形態であれば特に限定されない。区画部70は、例えば、樹脂材料で構成できる。樹脂材料の具体例としては、上述の注型材料の樹脂の具体例と同様のものが挙げられる。区画部70の形状及び数は、特に限定されない。
The plurality of
冷却部材68の製造方法の一例について説明する。図30は、冷却部材68を製造する方法の一例について説明するための図である。図31は、図30のXXXI−XXXI断面図である。冷却部材68は、例えば、下記の方法で製造できる。
まず、図25に示す冷却部材63の両端の圧着部67の間に挟まれている部分の第1の金属層65及び金属繊維シート5を切断し、貫通パターン71を第2の金属層66の上側に形成する(図30及び図31を参照。)。次いで、貫通パターン71に樹脂等を注入し、硬化させることで、区画部70を第2の金属層66に設ける。
An example of a method for manufacturing the cooling
First, the
(第9実施形態の作用効果)
冷却部材68においては、C4,C5,C6,C7間が複数の区画部70によって区切られ、それぞれの間に閉塞面が形成されている。そのため、各領域C4,C5,C6,C7の空隙に冷媒を導入した際に、各領域の側面から冷媒が導出されにくくなる。その結果、第5実施形態の冷却部材50と比較して、各領域C4,C5,C6,C7の金属繊維シート5の冷却効果がさらに高くなり、冷却部材68の冷却効果がさらに高くなる。
さらに、領域C4,C5,C6,C7間が複数の区画部70によって区切られている。そのため、冷却部材68においては、金属繊維シート5の各領域C4,C5,C6,C7の空隙に冷媒を導入することで、金属繊維シート5の各領域C4,C5,C6,C7を局所的に冷却できる。
(Effect of 9th Embodiment)
In the cooling
Further, the regions C4, C5, C6, and C7 are partitioned by a plurality of
このように冷却部材68によれば、金属繊維シート5の各領域C4,C5,C6,C7と接する部分の第1の金属層65及び第2の金属層66を局所的に冷却できる。例えば、複数の領域C4,C5,C6,C7のうち、すべての各領域に同時に冷媒を導入してもよく、複数の領域C4,C5,C6,C7のうちいずれか少なくとも1つ以上に選択的に冷媒を導入してもよい。これにより、複数の領域C4,C5,C6,C7から冷媒の流路を選択することで、第1の金属層65及び第2の金属層66及び金属繊維シート5が冷却される位置を変更できる。その結果、冷却部材68によれば、第1の金属層65及び第2の金属層66に当接又は近接する冷却対象物を選択的にかつ局所的に冷却できる。
第2の金属層66に区画部70が設けられる位置は、適宜変更可能である。区画部70が設けられる位置を変更することで、局所的に冷却される金属繊維シート5、第1の金属層65及び第2の金属層66の位置を変更できる。
Thus, according to the cooling
The position where the
[第10実施形態]
以下、本発明を適用した第10実施形態の冷却部材72について説明する。なお、図32〜34に示す第10実施形態の冷却部材72において、第1実施形態の冷却部材1、第2実施形態の冷却部材2、第3実施形態の冷却部材3、第4実施形態の冷却部材4、第5実施形態の冷却部材50、第6実施形態の冷却部材54、第7実施形態の冷却部材58、第8実施形態の冷却部材63、及び第9実施形態の冷却部材68と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
[Tenth embodiment]
Hereinafter, a cooling
図32は、第10実施形態の冷却部材72の上面図である。図33は、第10実施形態の冷却部材72のXXXIII−XXXIII断面図である。図34は、第10実施形態の冷却部材72の側面図である。
図33に示すように、第10実施形態の冷却部材72は、金属繊維シート5と、冷却機構73とを有している。
FIG. 32 is a top view of the cooling
As shown in FIG. 33, the cooling
冷却機構73は、第1の金属層74と第2の金属層75と図示略の冷媒導入手段とを有している。図32,33に示すように、冷却部材72は両端に接合部76を有している。
冷却部材72においては、第1の金属層74と第2の金属層75とが、両端の接合部76で接するように積層され、重ね合わされている。冷却部材72においては、両端の接合部76によって区切られている部分の金属繊維シート5が、冷媒の流路として機能する。
冷却機構73は第1の金属層74と第2の金属層75と図示略の冷媒導入手段とを有するため、金属繊維シート5の両端の接合部76によって区切られている部分の空隙に冷媒を導入することで金属繊維シート5を効果的に冷却できる。なお、冷却部材72においても、冷媒の流路として機能する構成は、必ずしもシート状の形態に限定されない。すなわち、冷却部材72において、冷媒の流路として機能する構成は、角柱状の金属繊維体の形態でもよい。
The
In the cooling
Since the
第1の金属層74の厚みは、18〜500μmが好ましく、30〜400μmがより好ましく、50〜200μmがさらに好ましい。第1の金属層74の厚みが前記下限値以上であると、冷却部材72の製造が容易である。第1の金属層74の厚みが前記上限値以下であると、冷却部材72の柔軟性がさらに優れる。
第2の金属層75の幅Wは、2〜20mmが好ましく、3〜12mmがより好ましく、5〜10mmがさらに好ましい。幅Wが前記下限値以上であると、冷却部材72を組み合わせて任意の形態の冷却体を形成しやすくなる。幅Wが前記上限値以下であると、電気機器及び電子機器の小型化及び薄型化がさらに容易となる。
第2の金属層75の厚みは特に限定されない。例えば、100〜5000μmとすることができる。
The thickness of the
The width W of the
The thickness of the
冷却部材72は、例えば、第1の金属層74及び第2の金属層75のそれぞれの母材料を所望の大きさに切断し、金属繊維シート5を所望の大きさに切断し、第1の金属層74及び第2の金属層75の間に金属繊維シート5を配置した状態で、第1の金属層74及び第2の金属層75を両端で接合することで製造できる。
冷却部材72においては、第9実施形態の冷却部材68と同様に、金属繊維シート5を複数の領域に区切る区画部を第2の金属層75に設けてもよい。
For example, the cooling
In the cooling
(第10実施形態の作用効果)
冷却部材72においては、第8実施形態の冷却部材63と比較して幅の長さが相対的に短いため、小型化及び薄型化が求められる電気機器及び電子機器に好適に適用できる。
特に、金属繊維シート5は柔軟な材料であるため、冷却部材72は柔軟性に優れる。よって、冷却部材72は、曲面、凹凸面等の平面以外の面にも適用しやすく、多様な形状の冷却対象物の表面への適用が容易である。冷却部材72を複数用いることにより、冷却したい部分を局所的に冷却することもできる。
(Operational effects of the tenth embodiment)
Since the cooling
In particular, since the
[第11実施形態]
以下、本発明を適用した第11実施形態の冷却部材77について説明する。なお、図35〜37に示す第11実施形態の冷却部材77において、第1実施形態の冷却部材1、第2実施形態の冷却部材2、第3実施形態の冷却部材3、第4実施形態の冷却部材4、第5実施形態の冷却部材50、第6実施形態の冷却部材54、第7実施形態の冷却部材58、第8実施形態の冷却部材63、第9実施形態の冷却部材68、及び第10実施形態の冷却部材72と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
[Eleventh embodiment]
Hereinafter, the cooling
図35は、第11実施形態の冷却部材77の上面図である。図36は、第11実施形態の冷却部材77のXXXVI−XXXVI断面図である。図37は、第11実施形態の冷却部材77の側面図である。
図36に示すように、第11実施形態の冷却部材77は、金属繊維シート5と、冷却機構78とを有している。
FIG. 35 is a top view of the cooling
As illustrated in FIG. 36, the cooling
冷却機構78は、樹脂層79と金属層80と図示略の冷媒導入手段とを有している。
樹脂層79は金属繊維シート5の上面を覆うように、金属繊維シート5と接して金属繊維シート5の上面に設けられている。金属層80は、金属繊維シート5の下面と接して金属繊維シート5の下面に設けられている。
樹脂層79の材料は、柔軟性が確保されるものであれば特に限定されない。樹脂層79の厚みは、柔軟性の点から、0.5〜5mmが好ましく、0.8〜4mmがより好ましく、1〜3mmがさらに好ましい。樹脂層79の厚みが前記下限値以上であると、冷却部材77の製造が容易である。樹脂層79の厚みが前記上限値以下であると、冷却部材77の柔軟性がさらに優れる。
樹脂層79の幅は、上述の第2の金属層75の幅Wと同様であり、その好ましい態様も同様である。
The
The
The material of the
The width of the
冷却部材77の両端においては、樹脂層79と金属層80とが接合されている。冷却部材77においては、樹脂層79と金属層80と間の部分の金属繊維シート5が、冷媒の流路として機能する。
冷却機構78は樹脂層79と金属層80と図示略の冷媒導入手段とを有するため、金属繊維シート5の空隙に冷媒を導入することで金属繊維シート5を効果的に冷却できる。なお、冷却部材77においても、冷媒の流路として機能する構成は、必ずしもシート状の形態に限定されない。すなわち、冷却部材77において、冷媒の流路として機能する構成は、角柱状の金属繊維体の形態でもよい。
At both ends of the cooling
Since the
冷却部材77は、例えば、樹脂層79及び金属層80のそれぞれの母材料を所望の大きさに切断し、金属繊維シート5を所望の大きさに切断し、金属層80上に金属繊維シート5を配置した状態で、金属繊維シート5の上面に樹脂層79をかぶせるように設けることで製造できる。
For example, the cooling
(第11実施形態の作用効果)
冷却部材77においては、第8実施形態の冷却部材63と比較して幅の長さが相対的に短いため、小型化及び薄型化が求められる電気機器及び電子機器に好適に適用できる。
そして、金属繊維シート5及び樹脂層79は柔軟な材料であるため、冷却部材77は冷却部材72と比較して柔軟性にさらに優れる。よって、冷却部材77は冷却部材72よりも曲面、凹凸面等の平面以外の面に適用しやすく、多様な形状の冷却対象物の表面への適用がさらに容易である。
(Effect of 11th Embodiment)
Since the cooling
And since the
[第12実施形態]
以下、本発明を適用した第12実施形態の冷却部材81について説明する。なお、図38〜40に示す第12実施形態の冷却部材81において、第1実施形態の冷却部材1、第2実施形態の冷却部材2、第3実施形態の冷却部材3、第4実施形態の冷却部材4、第5実施形態の冷却部材50、第6実施形態の冷却部材54、第7実施形態の冷却部材58、第8実施形態の冷却部材63、第9実施形態の冷却部材68、第10実施形態の冷却部材72、及び第11実施形態の冷却部材77と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
[Twelfth embodiment]
Hereinafter, the cooling
図38は、第12実施形態の冷却部材81の上面図である。図39は、第12実施形態の冷却部材81のXXXIX−XXXIX断面図である。図40は、第12実施形態の冷却部材81のXXXX−XXXX断面図である。
図39,40に示すように、第12実施形態の冷却部材81は、金属繊維シート5と、冷却機構82とを有している。
FIG. 38 is a top view of the cooling
As shown in FIGS. 39 and 40, the cooling
冷却機構82は、第1の金属層74と第2の金属層75とポート部83と図示略の冷媒導入手段とを有している。図38,40に示すように、冷却部材81は、両端に接合部76を有している。冷却部材81においては、第1の金属層74と第2の金属層75と間の部分の金属繊維シート5は、冷媒の流路として機能する。冷却部材81においても、冷媒の流路として機能する構成は、必ずしもシート状の形態に限定されない。すなわち、冷却部材81において、冷媒の流路として機能する構成は、角柱状の金属繊維体の形態でもよい。
The
図39に示すように、ポート部83は固定部84と導入管85とを有している。固定部84は、金属繊維シート5の一端面Eと導入管85の一端の開口面Fとが接するように固定するための部材である。導入管85は金属繊維シート5の空隙に冷媒を導入するための部材である。固定部84及び導入管85の材料は、特に限定されない。
冷却部材81においては、導入管85の開口面Gから冷媒を導入することで、金属繊維シート5の空隙に冷媒を導入できる。導入管の開口面G側にホース等を接続して、冷媒を導入してもよい。
As shown in FIG. 39, the
In the cooling
(第12実施形態の作用効果)
冷却部材81においては、冷却機構82がポート部83を有するため、金属繊維シート5の空隙に冷媒を容易にかつ効果的に導入できる。
複数の冷却部材81を使用する場合、複数の冷却部材81の導入管85同士をホース等で接続すれば、任意の形状の冷却部材を提供でき、設計の自由度が向上する。そのため、冷却部材81によれば、多様な形状の冷却対象物の表面への適用が容易となる。
(Operational effects of the twelfth embodiment)
In the cooling
When a plurality of cooling
以上、本発明の冷却部材のいくつかの実施形態を説明したが、これは例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述の実施形態の冷却部材は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の置換、及び変更等を行うことができる。 As mentioned above, although several embodiment of the cooling member of this invention was described, this is shown as an example and it does not intend limiting the range of invention. The cooling member of the above-described embodiment can be implemented in various other forms, and various replacements and changes can be made without departing from the scope of the invention.
本発明の冷却部材は、パワー半導体、電源、DC−DCコンバータ、インバータ回路、及び太陽電池等の基板用の冷却部材として、並びに発熱体を有する産業機械部品の冷却用部材として等、幅広い産業上の用途で利用可能である。 The cooling member of the present invention is used in a wide range of industries such as a cooling member for a substrate such as a power semiconductor, a power source, a DC-DC converter, an inverter circuit, and a solar cell, and a cooling member for industrial machine parts having a heating element. It can be used for various purposes.
1,2,3,4,50,54,58,63,68,72,77,81 冷却部材
5 金属繊維シート
6,7,8,9,93,55,59,64,69,73,78,82 冷却機構
10 収容体
11,12 開口端部
20,21 支持体
22,22a,22b,223,224 中空部
23,233 仕切部
231,232 注型物
24,24a,24b、241〜247 貫通穴
25 蓋体
251〜256 装着部
26 開口端部
27 有機型枠層
28 貫通パターン
29 注型材料
31,32 基板
40,42 端面
41 冷媒導入口
43 冷媒導出口
51,53 発熱体
D1,D2 金属繊維シートの厚み
H 仕切部の高さ
1, 2, 3, 4, 50, 54, 58, 63, 68, 72, 77, 81 Cooling
Claims (7)
前記金属繊維シートを冷却する冷却機構と、
を有する冷却部材。 A metal fiber sheet composed of metal fibers;
A cooling mechanism for cooling the metal fiber sheet;
A cooling member.
前記収容体内に冷媒を導入する冷媒導入手段と、
を備える請求項1に記載の冷却部材。 The cooling mechanism is a container that houses the metal fiber sheet;
Refrigerant introduction means for introducing a refrigerant into the container;
The cooling member according to claim 1, comprising:
前記支持体の内部に冷媒の流路となる中空部が設けられている請求項1に記載の冷却部材。 The cooling mechanism includes a support that supports the metal fiber sheet,
The cooling member according to claim 1, wherein a hollow portion serving as a refrigerant flow path is provided inside the support.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017124135 | 2017-06-26 | ||
JP2017124135 | 2017-06-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019009433A true JP2019009433A (en) | 2019-01-17 |
JP6639567B2 JP6639567B2 (en) | 2020-02-05 |
Family
ID=65029724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018111910A Active JP6639567B2 (en) | 2017-06-26 | 2018-06-12 | Cooling member |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6639567B2 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020217800A1 (en) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | Ckd株式会社 | Heat exchange system |
WO2020235449A1 (en) | 2019-05-21 | 2020-11-26 | 株式会社巴川製紙所 | Temperature control unit |
WO2020246259A1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | 株式会社巴川製紙所 | Temperature adjustment unit |
WO2021070860A1 (en) * | 2019-10-08 | 2021-04-15 | 株式会社巴川製紙所 | Metal fiber sheet, method for producing metal fiber sheet and temperature control unit |
WO2021241642A1 (en) | 2020-05-29 | 2021-12-02 | 株式会社巴川製紙所 | Temperature adjustment unit and method for manufacturing temperature adjustment unit |
WO2021241643A1 (en) | 2020-05-29 | 2021-12-02 | 株式会社巴川製紙所 | Temperature adjustment unit |
WO2024004456A1 (en) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | ジヤトコ株式会社 | Unit |
WO2024004457A1 (en) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | ジヤトコ株式会社 | Unit |
WO2024004459A1 (en) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | ジヤトコ株式会社 | Unit |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000101004A (en) * | 1998-09-24 | 2000-04-07 | Tomoegawa Paper Co Ltd | Heat radiative sheet |
JP2003332505A (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Fujitsu Ltd | Cooling structure and heat transfer member |
JP2005232207A (en) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | Adhesive and electronic part using the same |
JP2006216878A (en) * | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Ricoh Co Ltd | Electronic apparatus |
JP2009049049A (en) * | 2007-08-13 | 2009-03-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Power module and power drive unit |
-
2018
- 2018-06-12 JP JP2018111910A patent/JP6639567B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000101004A (en) * | 1998-09-24 | 2000-04-07 | Tomoegawa Paper Co Ltd | Heat radiative sheet |
JP2003332505A (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Fujitsu Ltd | Cooling structure and heat transfer member |
JP2005232207A (en) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | Adhesive and electronic part using the same |
JP2006216878A (en) * | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Ricoh Co Ltd | Electronic apparatus |
JP2009049049A (en) * | 2007-08-13 | 2009-03-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Power module and power drive unit |
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210143834A (en) * | 2019-04-23 | 2021-11-29 | 씨케이디 가부시키 가이샤 | heat exchange system |
JP7404354B2 (en) | 2019-04-23 | 2023-12-25 | Ckd株式会社 | heat exchange system |
KR102547057B1 (en) | 2019-04-23 | 2023-06-26 | 씨케이디 가부시키 가이샤 | heat exchange system |
CN113811833A (en) * | 2019-04-23 | 2021-12-17 | Ckd株式会社 | Heat exchange system |
WO2020217800A1 (en) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | Ckd株式会社 | Heat exchange system |
EP3975243A4 (en) * | 2019-05-21 | 2023-05-24 | Tomoegawa Co., Ltd. | Temperature control unit |
CN113812219B (en) * | 2019-05-21 | 2024-06-07 | 巴川集团股份有限公司 | Temperature regulating unit |
KR20210151195A (en) | 2019-05-21 | 2021-12-13 | 가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼 | temperature unit |
CN113812219A (en) * | 2019-05-21 | 2021-12-17 | 株式会社巴川制纸所 | Temperature control unit |
US11985795B2 (en) | 2019-05-21 | 2024-05-14 | Tomoegawa Corporation | Temperature control unit |
WO2020235449A1 (en) | 2019-05-21 | 2020-11-26 | 株式会社巴川製紙所 | Temperature control unit |
JPWO2020246259A1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | ||
TWI831021B (en) * | 2019-06-03 | 2024-02-01 | 日商巴川製紙所股份有限公司 | Temperature control unit |
JP7288961B2 (en) | 2019-06-03 | 2023-06-08 | 株式会社巴川製紙所 | temperature control unit |
WO2020246259A1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | 株式会社巴川製紙所 | Temperature adjustment unit |
TWI807189B (en) * | 2019-06-03 | 2023-07-01 | 日商巴川製紙所股份有限公司 | Temperature control unit |
TWI823106B (en) * | 2019-06-03 | 2023-11-21 | 日商巴川製紙所股份有限公司 | Temperature control unit |
WO2021070860A1 (en) * | 2019-10-08 | 2021-04-15 | 株式会社巴川製紙所 | Metal fiber sheet, method for producing metal fiber sheet and temperature control unit |
WO2021241642A1 (en) | 2020-05-29 | 2021-12-02 | 株式会社巴川製紙所 | Temperature adjustment unit and method for manufacturing temperature adjustment unit |
TWI784548B (en) * | 2020-05-29 | 2022-11-21 | 日商巴川製紙所股份有限公司 | Temperature adjusting unit and method for manufacturing temperature adjusting unit |
WO2021241643A1 (en) | 2020-05-29 | 2021-12-02 | 株式会社巴川製紙所 | Temperature adjustment unit |
WO2024004457A1 (en) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | ジヤトコ株式会社 | Unit |
WO2024004456A1 (en) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | ジヤトコ株式会社 | Unit |
WO2024004459A1 (en) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | ジヤトコ株式会社 | Unit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6639567B2 (en) | 2020-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2019009433A (en) | Cooling member | |
KR101652515B1 (en) | Thermal management device and method for making the same | |
CN101536623A (en) | LED with integral thermal via | |
JP2005116839A (en) | Heat conductor, cooling device, electronic apparatus, and method for manufacturing heat conductor | |
CN113272615B (en) | Temperature control unit and temperature control device | |
JP6678701B2 (en) | Wiring member | |
WO2020235449A1 (en) | Temperature control unit | |
JP6745914B2 (en) | Resistance element | |
CN214852419U (en) | Electronic apparatus and vapor chamber | |
JP7288961B2 (en) | temperature control unit | |
WO2021070860A1 (en) | Metal fiber sheet, method for producing metal fiber sheet and temperature control unit | |
JP2009277856A (en) | Power module and method of manufacturing the same | |
CN117083710A (en) | Heat transfer body | |
JPH04316389A (en) | Laminated board for printed circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190722 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20190722 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20190805 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191023 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191205 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191217 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191224 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6639567 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |