JP3151098U - 放熱モジュール - Google Patents

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勝煌 林
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Abstract

【課題】電子デバイスの発生する熱を効果的に放熱する省スペース放熱モジュール。【解決手段】放熱フィンユニット41、第1のヒートパイプ42および第2のヒートパイプ43を具え、第1、第2の伝熱部411、412は、それぞれ発熱源からの熱を伝導する基座5に接する放熱フィンユニット41の中央部底辺に位置し、これに対する第1、第2の放熱部413、414は、放熱フィンユニット41の外縁近傍に位置し、両者間を連結する第1のヒートパイプ42および第2のヒートパイプ43は、それぞれ放熱フィンユニットの貫通孔に挿通された伝熱端部421、431および放熱端部422、432を介して、基部からの熱を効果的に放熱フィンに伝導する。【選択図】図5

Description

本考案は、放熱モジュールに関し、特に、熱源を誘導して迅速に放熱させ、空間を節約する放熱モジュールに関する。
半導体技術の進歩にともない、集積回路の体積は、徐々に縮小してきた。集積回路がさらに多くのデータを処理することができるよう、同一体積の集積回路には従来に比べて数倍のデバイスを収納できるようになった。集積回路内のデバイス数が増加すると、デバイス動作時に発生する熱エネルギも増加する。CPUを例にすると、フル稼働の動作量において、CPUの発生する熱は、CPU全体を焼損するほどであるため、集積回路の放熱装置が重要な課題となっていた。
一般の放熱器は、高伝熱係数の金属材料により構成されるが、放熱効果を向上させるため、ファンを装着して放熱を行う以外に、放熱フィンを設けて放熱の補助を行ったり、さらにヒートパイプを用いたりして迅速に放熱を行い、集積回路が焼損するのを防いでいる。
以下、従来技術を図面に基づいて説明する。図1および図2を参照する。図1は、従来技術による放熱モジュールを示す斜視図である。図2は、従来技術による放熱モジュールを示す正面図である。図1および図2に示すように、従来技術による放熱モジュール1は、放熱フィンユニット11、複数のヒートパイプ12および基座13からなる。放熱フィンユニット11は、伝熱部111および放熱部112を有する複数の放熱フィン11Aからなる。伝熱部111および放熱部112には、複数の貫通孔113が設けられている。ヒートパイプ12は、伝熱端部121および放熱端部122を有し、放熱フィンユニット11の伝熱部111および放熱部112の設けた貫通孔113をそれぞれ貫通し、放熱フィンユニット11と結合している。放熱フィンユニット11の伝熱部111が位置する一方の端部は、基座13と結合し、基座13と発熱ユニット2との結合により、発熱ユニット2の熱源を放熱フィンユニット11の伝熱部111およびヒートパイプ12の伝熱端部121に伝導し、ヒートパイプ12が熱源を放熱端部122から放熱フィンユニット11の放熱部112に伝導して放熱を行う。従来技術において、ヒートパイプ12の迅速な熱源の伝導のみに頼り、熱源を放熱フィンの外側の冷たい部分に効果的に伝導していなかった。そのため、放熱モジュール中央内部の熱源は、加熱され続け、効果的に放熱されなかった。
また、従来技術による放熱モジュール1は、ヒートパイプ12が放熱フィンユニット11に装着される際、曲率半径を有する湾曲部123が形成されなくてはならなかった。ヒートパイプ12の湾曲部123の曲率半径が小さすぎると、ヒートパイプ12内の伝熱構造(図示せず)が破壊され、ヒートパイプ12の機能が失われてしまう。そのため、放熱フィンユニット11のフィン面積を増加させ、ヒートパイプ12の装着に合わせる必要があった。しかし、放熱フィンユニット11の面積増加およびヒートパイプ12の湾曲部123の曲率半径の増加に伴い、放熱モジュール1の全体面積も増加した。電子機器(図示せず)に放熱モジュール1を配置すると、補助的な放熱を行う際、電子機器(図示せず)内の大きな空間を占めてしまう。そのため、いかにして面積の小さな放熱フィンユニットにヒートパイプを組み合わせて好適な放熱効果を得るかが重要な課題であった。
特開2002−280494号公報
本考案の第1の目的は、熱源を誘導して放熱効果を向上させる放熱モジュールを提供することにある。
本考案の第2の目的は、空間を大幅に節約する放熱モジュールを提供することにある。
本考案の第3の目的は、コストを削減する放熱モジュールを提供することにある。
上述の目的を達成するため、本考案は、放熱モジュールを提供する。本考案の放熱モジュールは、放熱フィンユニット、少なくとも1つの第1のヒートパイプおよび少なくとも1つの第2のヒートパイプを具える。1の伝熱部は、放熱フィンユニットの中央部に位置し、第2の伝熱部は、第1の伝熱部に隣接し、放熱フィンユニットの中央部の外側に位置している。第1の放熱部は、放熱フィンユニットの外側の近くに位置し、第2の放熱部は、第1の放熱部に隣接し、放熱フィンユニットの内側に位置している。第1のヒートパイプおよび第2のヒートパイプは、少なくとも1つの伝熱端部および放熱端部をそれぞれ有する。第1のヒートパイプの伝熱端部および放熱端部は、第1の伝熱部および第1の放熱部にそれぞれ挿着される。第2のヒートパイプの伝熱端部およびは、第2の伝熱部よび第2の放熱部にそれぞれ挿着される。第1のヒートパイプ、第2のヒートパイプの伝熱端部および放熱端部と、第1の伝熱部、第2の伝熱部および第1の放熱部、第2の放熱部との結合組み合わせにより、放熱モジュールの単位面積中に放熱ルートを十分に配置し、熱エネルギを誘導して放熱モジュールの放熱効果を向上させることができる。これと同時に、放熱モジュールの体積を縮小させ、空間の節約とコスト削減をすることができる。
本考案の放熱モジュールは、第1のヒートパイプ、第2のヒートパイプの伝熱端部および放熱端部と、第1の伝熱部、第2の伝熱部および第1の放熱部、第2の放熱部との結合組み合わせにより、放熱モジュールの単位面積中に放熱ルートを十分に配置し、熱エネルギを誘導して放熱モジュールの放熱効果を向上させることができる。これと同時に、放熱モジュールの体積を縮小させ、空間の節約とコスト削減をすることができる。
従来技術による放熱モジュールを示す斜視図である。 従来技術による放熱モジュールを示す正面図である。 本考案の一実施形態による放熱フィンユニットを示す斜視図である。 本考案の一実施形態による放熱フィンユニットを示す正面図である。 本考案の一実施形態による放熱モジュールを示す分解斜視図である。 本考案の一実施形態による放熱モジュールを示す斜視図である。 本考案の一実施形態による放熱モジュールを示す正面図である。 本考案のもう一つの実施形態による放熱モジュールを示す斜視図である。
以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。図3〜6を参照する。図3は、本考案の実施形態による放熱フィンユニットを示す斜視図である。図4は、本考案の一実施形態による放熱フィンユニットを示す正面図である。図5は、本考案の一実施形態による放熱モジュールを示す分解斜視図である。図6は、本考案の一実施形態による放熱モジュールを示す斜視図である。図3〜6に示すように、本考案の放熱モジュール4は、放熱フィンユニット41、少なくとも1つの第1のヒートパイプ42および少なくとも1つの第2のヒートパイプ43を具える。
放熱フィンユニット41は、複数の放熱フィン41Aを有し、少なくとも1つの第1の伝熱部411、少なくとも1つの第2の伝熱部412、少なくとも1つの第1の放熱部413および少なくとも1つの第2の伝熱部412を画定している。第1の伝熱部411は、放熱フィンユニット41の中央部に位置し、第2の伝熱部412は、第1の伝熱部411に隣接し、放熱フィンユニット41の中央部の外側に位置している。第1の放熱部413は、放熱フィンユニット41の外側の近くに位置し、第2の放熱部414は、第1の放熱部413に隣接し、放熱フィンユニット41の内側に位置している。第1のヒートパイプ42および第2のヒートパイプ43は、少なくとも1つの伝熱端部421、431および放熱端部422、432をそれぞれ有する。第1のヒートパイプ42の伝熱端部421および放熱端部422は、第1の伝熱部411および第1の放熱部413にそれぞれ挿着される。第2のヒートパイプ43の伝熱端部431および423は、第2の伝熱部412および第2の放熱部414にそれぞれ挿着される。第1のヒートパイプ42、第2のヒートパイプ43の伝熱端部421、431および放熱端部422、432と、第1の伝熱部411、第2の伝熱部412および第1の放熱部413、第2の放熱部414との結合組み合わせにより、放熱モジュール4の単位面積中に放熱ルートを十分に配置し、熱エネルギを誘導して放熱モジュール4の放熱効果を向上させることができる。これと同時に、放熱モジュール4の体積を縮小させ、空間の節約とコスト削減をすることができる。
図5〜7を参照する。図7は、本考案の一実施形態による放熱モジュールを示す正面図である。図5〜7に示すように、本考案の放熱モジュール4は、放熱フィンユニット41、少なくとも1つの第1のヒートパイプ42および少なくとも1つの第2のヒートパイプ43を具える。放熱フィンユニット41は、第1の端部44及び反対側の第2の端部45を有し、第1のヒートパイプ42および第2のヒートパイプ43を挿着させる複数の貫通孔451を設けている。放熱フィンユニット41は、頂側46および底側47を画定している。第1、第2の伝熱部411、412は、放熱フィンユニットに発熱源からの熱を伝導する基座5に接する底側においてそれぞれ中央よりの2つの第1伝熱部に対してその外側に2つの第2の伝熱部が位置する。また、これに対して第1、第2の放熱部413、414は、他方の頂側に位置において2つの第1の放熱部413が放熱フィンユニット外側縁近傍に、2つの第2の放熱部414がそれぞれその内側に位置して設けられる。
第1のヒートパイプ42および第2のヒートパイプ43は、伝熱端部421、431及び放熱端部422、432をそれぞれ有する。第1のヒートパイプ42は第1の底端部44から放熱フィンユニット41に挿着され、第2のヒートパイプ43は反対側の第2の頂側端部45から放熱フィンユニット41に挿着される。
次にこれらとそれぞれセットを構成する第1のヒートパイプ42が第2の頂側端部45から放熱フィンユニット41に挿着されると、隣接する第2のヒートパイプ43が底側の第1の端部44から放熱フィンユニット41に挿着される。
第1のヒートパイプ42および第2のヒートパイプ43は、この配置により放熱フィンユニット41に対して交差する配置となる。
以上の組み合わせにより第1及び第2のヒートパイプ42、43の伝熱端部421、431は、放熱フィンユニット41底端側の第1の端部44の第1の伝熱部411及び第2の伝熱部412にそれぞれ挿着される。第1、及び第2のヒートパイプ42、43の放熱端部422、432は、それぞれ放熱フィンユニット41の頂端部45の第1及び第2放熱部413、414に挿着される。
放熱フィンユニット41の第1の伝熱部411および第2の伝熱部412は、基座5に装着され、第1の伝熱部411、第2の伝熱部412および第1のヒートパイプ42および第2のヒートパイプ43の伝熱端部421、431と、基座5との間には、伝熱媒体が塗布され、隙間により熱抵抗現象が発生するのを防ぐ。伝熱媒体は、錫ペーストまたは伝熱係数が好適なその他の材料でもよい。
放熱フィンユニット41の第1の伝熱部411は、放熱フィンユニット41の中央部側に位置し、第2の伝熱部412は、第1の伝熱部411に隣接して、放熱フィンユニット41の中央部から外側に位置している。第1の放熱部413は、放熱フィンユニット41の外側縁の近くに位置し、第2の放熱部414は、第1の放熱部413に隣接して、放熱フィンユニット41の内側に位置している。第1のヒートパイプ42は、伝熱端部421および放熱端部422がそれぞれ第1の伝熱部411および第1の放熱部413に結合している。第2のヒートパイプ43は、伝熱端部431および放熱端部432がそれぞれ第2の伝熱部412および第2の放熱部414に結合している。放熱フィンユニット41は、第1の伝熱部411および第2の伝熱部412は基座5に装着されている。基座5は、少なくとも1つの発熱ユニット(図示せず)に接触し、熱源を伝導する。基座5の中央部分に第1の伝熱部411が形成され、発生した熱源は、比較的高温であり、第2の伝熱部412が装着される位置はそれに次ぐ。本実施形態において、比較的高温である第1の伝熱部411(基座5の中央部分)の熱源は、第1のヒートパイプ42により放熱フィンユニット外側の第1の放熱部413に伝導される。第1の放熱部413が温度が比較的低い放熱フィンユニット41の外側に位置するため、熱源が拡散する速度が速い。熱源が高温部分から低温部分に移動するため、全体の放熱効果を向上させることができる。
放熱モジュール4の放熱効果は、放熱フィンユニット41、第1のヒートパイプ42および第2のヒートパイプ43の構造および装着方法により十分に発揮される。放熱モジュール4の構造は、熱源の伝道および放熱を効果的に行うことができるため、放熱モジュール4のフィン面積を縮小しても、従来の放熱モジュールより優れた放熱効果を有する。
図8を参照する。図8は、本考案のもう一つの実施形態による放熱モジュールを示す斜視図である。図8に示すように、本考案の放熱フィンユニット41の放熱フィン41Aの両側に少なくとも1つの第1の縁48および第2の縁49が配置されてもよい。
本考案では好適な実施形態を前述の通りに開示したが、これらは決して本考案を限定するものではなく、当該技術を熟知する者は誰でも、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の保護の範囲は、実用新案請求の範囲で指定した内容を基準とする。
4 放熱モジュール
5 基座
41 放熱フィンユニット
42 第1のヒートパイプ
43 第2のヒートパイプ
44 第1の端部
45 第2の端部
46 頂側
47 底側
48 第1のふち
49 第2のふち
411 第1の伝熱部
412 第2の伝熱部
413 第1の放熱部
414 第2の放熱部
421 伝熱端部
422 放熱端部
431 伝熱端部
432 放熱端部
451 貫通孔
41A 放熱フィン

Claims (6)

  1. 放熱フィンユニット、少なくとも1つの第1のヒートパイプ及び少なくとも1つの第2のヒートパイプを備える放熱モジュールであって、
    前記放熱フィンユニットは、少なくとも1つの第1の伝熱部及び第2の伝熱部、少なくとも1つの第1の放熱部及び第2の伝熱部を有し、前記第1の伝熱部は前記放熱フィンユニットの発熱源に接する底側中央部に位置し、前記第2の伝熱部は前記第1の伝熱部に隣接して該放熱フィンユニットの外側に位置し、前記第1の放熱部は前記放熱フィンユニットの外側縁近傍であって、前記第2の放熱部は前記第1の放熱部に隣接してその内側に位置し、
    前記第1のヒートパイプは、両端部が前記第1の伝熱部および前記第1の放熱部にそれぞれ挿着され、
    前記第2のヒートパイプは、両端部が前記第2の伝熱部および前記第2の放熱部にそれぞれ挿着されていることを特徴とする放熱モジュール。
  2. 前記放熱フィンユニットは、前記第1の伝熱部および前記第2の伝熱部が基座に装着されていることを特徴とする請求項1に記載の放熱モジュール。
  3. 前記第1の伝熱部、前記第2の伝熱部および前記ヒートパイプと、前記基座との間には、伝熱媒体が塗布されていることを特徴とする請求項1に記載の放熱モジュール。
  4. 前記放熱フィンユニットは、第1の端部および第2の端部をさらに有し、前記第1のヒートパイプおよび前記第2のヒートパイプを挿着させる複数の貫通孔を設け、前記第1のヒートパイプが前記第1の端部から前記放熱フィンユニットに挿着され、前記第2のヒートパイプが前記第2の端部から前記放熱フィンユニットに挿着されることを特徴とする請求項1に記載の放熱モジュール。
  5. 前記第1のヒートパイプおよび前記第2のヒートパイプは、その両端がそれぞれ伝熱端部および放熱端部であることを特徴とする請求項1に記載の放熱モジュール。
  6. 前記放熱フィンユニットは、頂側及び底側を有し、発熱源側を底側とするとき、前記第1の伝熱部、前記第2の伝熱部は底側に位置し、前記第1の放熱部および前記第2の放熱部はもう一方の頂側に位置していることを特徴とする請求項1〜5に記載の放熱モジュール。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011138974A (ja) * 2009-12-29 2011-07-14 Fujitsu Ltd ヒートシンク
JP2012054446A (ja) * 2010-09-02 2012-03-15 Fujitsu Ltd 受熱器、液冷ユニット及び電子機器

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