JP3250155B2 - The heat sink assembly with improved heat exchanger - Google Patents

The heat sink assembly with improved heat exchanger

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【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、熱交換器のような冷却装置に係り、より詳細には、改良された熱交換器を備えたヒートシンク組立体に係る。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention generally relates to a cooling device such as a heat exchanger, more particularly to a heat sink assembly with the heat exchanger is improved.

【0002】 [0002]

【従来の技術】コンピュータ業界のような種々の業界では、マイクロプロセッサや半導体のような部品を冷却するために低価格高性能の熱交換器が必要とされている。 In various industries, such as for a computer industry, low cost high performance heat exchanger is required to cool the components such as a microprocessor and a semiconductor.
多くの半導体は多量の熱を発生するために、熱が除去されないと、修復不能なダメージを被ることになる。 For many semiconductor that generates large amount of heat, the heat is not removed, it will suffer irreparable damage. 従って、半導体から熱を消散しそしてその熱を周囲環境へと発散するために、ヒートシンクを用いた熱交換器が使用されている。 Thus, heat dissipation from the semiconductor and to vent the heat to the surrounding environment, the heat exchanger is used with the heat sink.

【0003】半導体に使用されるヒートシンクの1つの形式は、半導体にネジ止め又はクランプされる簡単なアルミニウム押出成形部品である。 [0003] One type of heat sink to be used for semiconductors, a simple aluminum extrusion parts that are semiconductor screwed or clamped. この押出成形部品は、 The extrusion molded part,
通常、半導体に接触する平らな下部プレートと、このプレートから櫛形に延びる複数のフィン又は平行な突起とを有している。 Usually, it has a flat bottom plate in contact with the semiconductor, and a plurality of fins or parallel protrusions extending from the plate to the comb. このような押出成形部品には、フィンの高さがフィンの厚みによって制限されることを含む多数の制約がある。 Such extruded parts, there are a number of constraints including that the height of the fins is limited by the thickness of the fins. 1平方インチ当たりのフィンの数は、厚み及び高さによって制限される。 The number of fins per square inch, is limited by the thickness and height. フィンの密度に関するこのような制限は、熱除去効率を低下させる。 Such restriction on the density of the fins, reducing heat removal efficiency.

【0004】ファン付の熱交換器に特に使用するために、著しく改良されたヒートシンクが設計されている。 [0004] For particular use in heat exchangers with fans, it is designed heat sink significantly improved.
このヒートシンクは、「折り曲げフィン」構成を使用するもので、折り曲げられたフィンが熱伝導性プレートにクランプされてヒートシンク組立体を形成する。 The heat sink is for use "folded fin" configuration, folded fin is clamped to a thermally conductive plate to form a heat sink assembly. 特に、 In particular,
折り曲げフィン型の熱交換器は、アルミニウム又は他の熱伝導性材料のシートを波状パターンに折り曲げて、山部と谷部を交互に形成することにより作られる。 The heat exchanger of the fin-bending is a sheet of aluminum or other thermally conductive material bent into a wave shape pattern is made by forming alternating peaks and valleys. 折り曲げられたフィンは、冷却されるべき基板又は個別の熱伝導性ベースプレートに直接配置されて、ヒートシンク組立体が形成される。 Folded fin is disposed directly on the substrate or individual thermally conductive base plate to be cooled, the heat sink assembly is formed. この折り曲げフィン設計は、高い熱伝導性、非常に大きな表面積及び低いコストを与えるものである。 The folding fin design is intended to provide high thermal conductivity, a very large surface area and low cost. 大きな表面積の利点を取り入れることにより、業界規格の熱仕様を満足するために必要とされる空気流量が少なくなる。 By taking advantage of the large surface area, the air flow required to satisfy the thermal specifications of the industry standard is less.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ファンのような従来型の空気源と共に使用するのに加えて、ファン以外の空気源からの線型空気流と共に使用することもできる改良された折り曲げフィン型の熱交換器に向けられる。 The present invention 0005] In addition to use with conventional air source such as a fan, folding it was improved may be used with linear air flow from the air source other than the fan It is directed to the fin type heat exchanger. この改良された折り曲げフィン型の熱交換器では、 In the heat exchanger of this that improved folding fin,
ファンのような空気源からの強制空気は必要とされないので、正圧力及び負圧力の両空気流環境において等しく良好に機能し、一方、従来の四角形のヒートシンクは、 Since the forced air from the air source such as a fan is not required, equally well function in both the air flow environment of the positive pressure and negative pressure, while the heat sink of the conventional square,
正圧力の空気流環境でしか良好に機能しない。 Not function well only in the positive pressure of the air flow environment. 又、この改良された折り曲げフィン型の熱交換器は、これが取り付けられるいかなる所定サイズの基板又は熱伝導性のベースプレートに対しても冷却表面積を著しく増大する。 Further, the heat exchanger of this that improved folding fin, this also greatly increases the cooling surface area to the substrate or the thermally conductive base plate of any predetermined size attached.
そこで、本発明の目的は、上記特徴の新規で且つ改良されたヒートシンク組立体を提供することである。 An object of the present invention is to provide an and improved heat sink assembly with the new above features. 本発明の別の目的は、このようなヒートシンク組立体に使用するための新規で且つ改良された熱交換器を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a heat exchanger and new and improved for use in such heat sink assemblies.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】本発明によるヒートシンク組立体は、熱伝導性のシートを山部と谷部に交互に折り曲げてほぼ平行なフィンを形成した熱交換器を備えている。 The heat sink assembly according to the present invention SUMMARY OF THE INVENTION comprises a heat exchanger to form a substantially parallel fin sheet of thermally conductive bent alternately crests and valleys. 従って、フィンの両端縁は、熱交換器の両側に空気導入端と空気放出端とを形成する。 Accordingly, both edges of the fins form an air introduction end and an air discharge end on either side of the heat exchanger. ヒートシンク組立体は、折り曲げられたシートの谷部が取り付けられる熱伝導性のベースプレートを備え、熱交換器の山部は、谷部より長い。 The heat sink assembly comprises a sheet thermally conductive baseplate valleys is attached a folded mountain portion of the heat exchanger is longer than the valleys. 熱交換器の空気導入端は、山部から熱伝導性のベースプレートに向かって内方にテーパ付けされる。 Air inlet end of the heat exchanger is tapered inwardly toward the thermal conductivity of the base plate from the crest. 別の実施形態では、熱交換器の空気導入端及び空気放出端の両方が、山部から熱伝導性のベースプレートに向かって内方にテーパ付けされる。 In another embodiment, both of the air inlet end and an air discharge end of the heat exchanger is tapered inwardly toward the thermal conductivity of the base plate from the crest.

【0007】 [0007]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, illustrating a preferred embodiment of the present invention in detail. 添付図面の図1 The figures of the accompanying drawings 1
には、本発明によるヒートシンク組立体(12)の熱交換器(10)が示されている。 The heat exchanger of the heat sink assembly (12) (10) according to the present invention. この熱交換器(10) The heat exchanger (10)
は、熱伝導性のベースプレート(14)に取り付けられ、このベースプレートは、ヒートシンク組立体(1 Is attached to a thermally conductive base plate (14), this base plate, heat sink assembly (1
2)を集積回路チップパッケージ(図示せず)に取り付けるのに使用される。 It used 2) for attachment to an integrated circuit chip package (not shown). しかしながら、熱交換器(10) However, the heat exchanger (10)
の新規な構造は、このような用途に限定されないことを理解されたい。 The novel structure of It is understood that the invention is not limited to such applications.

【0008】図2ないし4を参照すれば、熱交換器(1 [0008] Referring to FIG. 2 through 4, the heat exchanger (1
0)は、熱伝導性のシートを山部(16)と谷部(1 0), the thermally conductive sheet of ridges (16) and valleys (1
8)に交互に折り曲げてほぼ平行なフィン(20)を形成することにより作られる。 8) bent alternately produced by forming a substantially parallel fins (20). 最も外側の谷部は、熱交換器の両側で、外方に突出するフランジ(22)を形成するように切断され、これらフランジ(22)は、谷部(18)とほぼ平らである。 The outermost valleys on either side of the heat exchanger, is cut to form a flange (22) projecting outwardly, the flanges (22) is substantially planar and valleys (18). 山部(16)と谷部(1 Yamabe (16) and valleys (1
8)は、図示されたように平坦である。 8) is flat as illustrated. 谷部(18) Valley (18)
は、特に、熱伝導性のベースプレート(14)に係合する表面域を形成するために平坦にされねばならない。 It is particularly must be flattened to form a surface area that engages the thermal conductivity of the base plate (14).

【0009】図1及び2から明らかなように、折り曲げフィン型の熱交換器(10)の山部(16)は、谷部(18)より長い。 [0009] As is apparent from FIGS. 1 and 2, folding-fin heat exchanger crests (10) (16) is longer than the valley (18). これは、フィン(20)が四角形である場合よりも、即ち山部と谷部の長さが谷部の長さに等しい場合よりも、著しく大きな冷却面積をフィン(2 This fin (20) than when it is square, i.e. crest than the length of the valley is equal to the length of the valley, significantly larger cooling area fins (2
0)に与える。 Give to 0). 換言すれば、熱交換器(10)が取り付けられる所定の表面域(図2に矢印Aで示す)に対し、 In other words, with respect to the heat exchanger (10) is a predetermined surface area mounted (Figure 2 indicated by arrow A),
フィン(20)の上面域は、矢印Bで示すように、相当に長くされる。 Upper surface area of ​​the fins (20), as indicated by the arrow B, is considerably long. 矢印Aで示された「取り付け」面域は、 Indicated by arrow A "attached" Men'iki is
用途によってかなり制限されることを理解されたい。 It should be understood to be considerably limited by the application. フィン(20)を図2に示すようにある種の「テール」形状にすることにより、熱交換器に対して著しく大きな冷却表面積を与えることができる。 The fins (20) by a certain "tail" shape, as shown in FIG. 2, can provide significantly greater cooling surface area to heat exchanger.

【0010】熱交換器(10)の構成に伴う別の顕著な効果は、正圧力及び負圧力の両空気流環境において、典型的な四角形の熱交換器よりも、多量の空気を効果的に引き込むことである。 [0010] Another remarkable effect due to the configuration of the heat exchanger (10), in both the air flow environment of the positive pressure and negative pressure, than the typical rectangular heat exchangers, effectively a large amount of air it is that the draw. これは、図2から理解できよう。 This may be understood from FIG. 2.
空気流が、矢印Cで示すように熱交換器を経て押される(正圧力の空気流)か又は引っ張られる(負圧力の空気流)ときには、フィン(20)の両側縁が熱交換器の空気導入端(24)及び空気放出端(26)を形成する。 Air flow, arrow C pushed through the heat exchanger as shown by (positive pressure air flow) or pulled by (negative pressure air stream) sometimes, air side edges of the heat exchanger fins (20) forming introducing end (24) and an air discharge end (26).
谷部(18)は山部(16)に比して長さが短く、そして対応的にフィンの寸法は下部において短いので、空気は、矢印Eで示すように長い上部よりも、矢印Dで示すように下部の方が抵抗が少ない状態で、熱交換器を通過する。 Valley (18) is shorter in length than the ridges (16), and because the corresponding manner the dimensions of the fin is shorter in the lower, air is also longer top as indicated by the arrow E, by the arrow D while towards the lower the resistance is small, as shown, it passes through the heat exchanger. 熱交換器の下部付近の方が空気流に対する抵抗が小さいので、空気は、熱交換器の外部から矢印Fの方向に空気導入端(24)に向かって下方に容易に進行する。 Since towards the vicinity of the lower portion of the heat exchanger is less resistance to air flow, the air is readily proceeds downwardly from the outside of the heat exchanger to the air introduction end (24) in the direction of arrow F.

【0011】公知の折り曲げフィン型熱交換器のようにフィン(20)が四角形である場合には、熱交換器に流れる空気に対する抵抗力は、その上部から下部まで等しいものとなる。 [0011] When the fins as is known in the folding fin heat exchanger (20) is square, resistance to air flowing through the heat exchanger becomes equal from the top to the bottom. これは、空気の線型流又は層流を熱交換器に向かい且つそれを通してまっすぐに引っ張る傾向となる。 This tends to pull the linear flow or laminar flow of air straight through it and towards the heat exchanger. しかしながら、本発明の熱交換器(10)では、 However, in the heat exchanger (10) of the present invention,
正圧力の空気流環境が存在しようと、負圧力の空気流環境が存在しようと、上述したように、下向きの空気流パターンが生じ、これは、ある量の空気を空気導入端の上から矢印F及びGで示すように下方に進行させ、これにより、冷却されている電子パッケージから消散されるべき熱エネルギーが集中する熱交換器の谷部に流れる空気の量を増加させる。 When attempting to present a positive pressure air flow environment, it will be present a negative pressure of the air flow environment, as described above, caused a downward air flow pattern, which, arrow a certain amount of air from the top of the air inlet end proceeded downward as shown by F and G, thereby, the heat energy to be dissipated from the electronic package being cooled to increase the amount of air flowing into the valleys of the heat exchanger to concentrate.

【0012】 [0012]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明により、正圧力及び負圧力の両空気流環境において良好に機能する改良された折り曲げフィン型の熱交換器が提供され、又、この熱交換器が取り付けられる所定サイズの基板又は熱伝導性のベースプレートに対して冷却表面積が著しく増加された新規で且つ改良されたヒートシンク組立体が提供された。 As apparent from the above description, the present invention, an improved folded fin heat exchanger to function well in both air flow environment of the positive pressure and negative pressure are provided, also, this cooling surface area to the substrate or the thermally conductive base plate of a given heat exchanger is mounted size is significantly increased new and improved heatsink assembly is provided.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の熱交換器を組み込んだヒートシンク組立体を示す斜視図である。 1 is a perspective view showing a heat sink assembly incorporating a heat exchanger of the present invention.

【図2】ヒートシンク組立体の熱交換器の側面図である。 2 is a side view of a heat exchanger of the heat sink assembly.

【図3】熱交換器の上面図である。 3 is a top view of a heat exchanger.

【図4】熱交換器の端面図である。 4 is an end view of the heat exchanger.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 熱交換器 12 ヒートシンク組立体 14 ベースプレート 16 山部 18 谷部 20 フィン 22 フランジ 24 空気導入端 26 空気放出端 10 heat exchanger 12 heat sink assembly 14 the base plate 16 crest 18 valley 20 fins 22 flange 24 air introduction end 26 air discharge end

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭62−51754(JP,U) 実開 昭57−73944(JP,U) 実開 昭55−135455(JP,U) 実開 昭58−11253(JP,U) 特表 昭61−502855(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) H01L 23/34 - 23/473 H05K 7/20 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (56) references JitsuHiraku Akira 62-51754 (JP, U) JitsuHiraku Akira 57-73944 (JP, U) JitsuHiraku Akira 55-135455 (JP, U) JitsuHiraku Akira 58- 11253 (JP, U) PCT National Akira 61-502855 (JP, a) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) H01L 23/34 - 23/473 H05K 7/20

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 熱伝導性のシートを山部(16)と谷部(18)に交互に折り曲げてほぼ平行なフィン(20) 1. A thermally conductive sheet folded into alternating ridges (16) on the troughs (18) substantially parallel fins (20)
    を形成し、フィン(20)の両端縁が空気導入端(2 Forming a, both edges air introducing end of the fin (20) (2
    4)及び空気放出端(26)を両側に形成するようにした熱交換器(10)と、 折り曲げられたシートの谷部(18)が取り付けられる熱導電性のベースプレート(14)とを備え、 上記山部(16)は上記谷部(18)より長く、これにより、熱交換器(10)の上記空気導入端(24)及び空気放出端(26)の少なくとも一方の端部形状は、山部(16)から熱伝導性のベースプレート(14)に向かって内方にテーパ付けされた形状であることを特徴とするヒートシンク組立体。 4) and provided with a heat exchanger (10) which is adapted to form an air discharge end (26) on both sides, the valley portions of the folded sheet and (18) is attached thermal conductivity of the base plate (14), the ridges (16) is longer than the trough portion (18), thereby, at least one end portion shape of the air introducing end of the heat exchanger (10) (24) and an air discharge end (26), the mountain the heat sink assembly, characterized in that towards the part (16) to the thermally conductive base plate (14) is a tapered shape inwardly.
  2. 【請求項2】 上記テーパは、非直線的である請求項1 Wherein said taper is claim 1 which is non-linear
    に記載のヒートシンク組立体。 Heat sink assembly according to.
  3. 【請求項3】 上記熱交換器(10)の上記空気導入端(24)は、山部(16)から熱伝導性のベースプレート(14)に向かって内方にテーパ付けされる請求項2 Wherein said heat exchanger (10) the air introduction end (24) of claim 2 which is tapered inwardly towards the base plate from the crest (16) of thermally conductive (14)
    に記載のヒートシンク組立体。 Heat sink assembly according to.
  4. 【請求項4】 上記熱交換器(10)の上記空気放出端(26)は、山部(16)から熱伝導性のベースプレート(14)に向かって内方にテーパ付けされる請求項2 Wherein said heat exchanger (10) the air discharge end (26) of claim 2 which is tapered inwardly towards the base plate from the crest (16) of thermally conductive (14)
    に記載のヒートシンク組立体。 Heat sink assembly according to.
  5. 【請求項5】 上記熱交換器(10)の上記空気導入端(24)及び空気放出端(26)は、山部(16)から熱伝導性のベースプレート(14)に向かって内方にテーパ付けされる請求項2に記載のヒートシンク組立体。 Wherein said air inlet end of the heat exchanger (10) (24) and an air discharge end (26) is tapered inwardly towards the base plate (14) of thermally conductive from Yamabe (16) the heat sink assembly according to claim 2 is attached.
  6. 【請求項6】 熱伝導性のシートを山部(16)と谷部(18)に交互に折り曲げてほぼ平行なフィン(20) 6. almost by bending the thermally conductive sheet alternately ridges (16) on the troughs (18) parallel to the fins (20)
    を形成し、フィン(20)の両端縁が空気導入端(2 Forming a, both edges air introducing end of the fin (20) (2
    4)及び空気放出端(26)を両側に形成するようにし、そして上記山部(16)は上記谷部(18)より長く、これにより、上記空気導入端(24)及び空気放出端(26)の少なくとも一方の端部形状は、山部(1 4) and an air discharge end (26) so as to form on both sides, and the ridges (16) is longer than the trough portion (18), thereby, the air introducing end (24) and an air discharge end (26 at least one end portion shape of) the crest (1
    6)から谷部(18)に向かって内方にテーパ付けされた形状であることを特徴とする折り曲げフィン型の熱交換器。 The heat exchanger of the fin-bending, characterized in that the direction from 6) to valley (18) is a tapered shape inwardly.
  7. 【請求項7】 上記テーパは、非直線的である請求項6 7. The taper claim a nonlinear 6
    に記載の折り曲げフィン型の熱交換器。 Fin heat exchanger of folding described.
  8. 【請求項8】 上記熱交換器(10)の上記空気導入端(24)は、山部(16)から谷部(18)に向かって内方にテーパ付けされる請求項7に記載の折り曲げフィン型の熱交換器。 8. The air introduction end of the heat exchanger (10) (24) is bent according to claim 7 which is tapered inwardly toward the peak portions (16) to the valley (18) fin heat exchanger.
  9. 【請求項9】 上記熱交換器(10)の上記空気放出端(26)は、山部(16)から谷部(18)に向かって内方にテーパ付けされる請求項7に記載の折り曲げフィン型の熱交換器。 9. The air discharge end of the heat exchanger (10) (26) is bent according to claim 7 which is tapered inwardly toward the peak portions (16) to the valley (18) fin heat exchanger.
  10. 【請求項10】 上記熱交換器(10)の上記空気導入端(24)及び空気放出端(26)は、山部(16)から谷部(18)に向かって内方にテーパ付けされる請求項7に記載の折り曲げフィン型の熱交換器。 10. The air inlet end of the heat exchanger (10) (24) and an air discharge end (26) is tapered inwardly toward the valley from the crest (16) (18) fin heat exchanger of folding according to claim 7.
  11. 【請求項11】 熱伝導性のシートを山部(16)と谷部(18)に交互に折り曲げてほぼ平行なフィン(2 11. The thermally conductive sheet ridges (16) and troughs (18) substantially parallel fins are bent alternately (2
    0)を形成し、フィン(20)の両端縁が空気導入端(24)及び空気放出端(26)を両側に形成するようにし、上記ほぼ平行なフィン(20)の少なくとも1つの端部形状は、空気導入端(24)において山部(1 0) is formed, at least one end portion shape of the fins (both edges air introducing end of 20) (24) and an air discharge end (so as to form a 26) on both sides, the substantially parallel fins (20) the mountain portion in the air introducing end (24) (1
    6)から谷部(18)へと内方にテーパ付けされ、このテーパが非直線的であることを特徴とする折り曲げフィン型の熱交換器。 Is inwardly tapered from 6) to valley (18), the heat exchanger of the fin-bending, characterized in that the taper is nonlinear.
  12. 【請求項12】 上記ほぼ平行なフィン(20)の少なくとも1つの端部形状は、空気放出端(26)において山部(16)から谷部(18)へと内方にテーパ付けされる請求項11に記載の折り曲げフィン型の熱交換器。 12. At least one end portion shape of the substantially parallel fins (20), wherein the inner is tapered to a peak portion at the air discharge end (26) from (16) to the valley (18) fin heat exchanger of folding according to claim 11.
  13. 【請求項13】 上記空気放出端(26)の上記テーパは、非直線的である請求項12に記載の折り曲げフィン型の熱交換器。 13. The taper of the air discharge end (26) is a fin type heat exchanger folding according to claim 12 which is non-linear.
  14. 【請求項14】 熱伝導性のシートを山部(16)と谷部(18)に交互に折り曲げてほぼ平行なフィン(2 14. The heat conductivity of the sheet ridge portions (16) and troughs (18) substantially parallel fins are bent alternately (2
    0)を形成し、フィン(20)の両端縁が空気導入端(24)及び空気放出端(26)を両側に形成するようにし、上記ほぼ平行なフィン(20)の少なくとも1つの端部形状は、空気放出端(26)において山部(1 0) is formed, at least one end portion shape of the fins (both edges air introducing end of 20) (24) and an air discharge end (so as to form a 26) on both sides, the substantially parallel fins (20) the mountain portion at the air discharge end (26) (1
    6)から谷部(18)へと内方にテーパ付けされ、このテーパが非直線的であると共に上記ほぼ平行なフィン(20)の少なくとも1つの端部形状は、空気導入端(24)において山部(16)から谷部(18)へと内方にテーパ付けされることを特徴とする折り曲げフィン型の熱交換器。 Is inwardly tapered from 6) to valley (18), at least one end portion shape of the substantially parallel fins with this taper is non-linear (20) is the air introducing end (24) Yamabe (16) from valley (18) to the heat exchanger of the fin-bending, characterized in that it is tapered inwardly.
  15. 【請求項15】 上記空気導入端(24)における山部(16)から谷部(18)へと内方にテーパ付けされているそのテーパは、非直線的である請求項14に記載の折り曲げフィン型の熱交換器。 15. As a taper which is tapered inwardly and ridges in the air introduction end (24) from (16) to the valley (18) is bent according to claim 14, which is a non-linear fin heat exchanger.
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