JP6997229B2

JP6997229B2 - Cold plate

Info

Publication number: JP6997229B2
Application number: JP2020002355A
Authority: JP
Inventors: 将宗松田; 真高橋; 耕一益子; 康洋堀内; 裕一朗田原
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2020-01-09
Filing date: 2020-01-09
Publication date: 2022-01-17
Anticipated expiration: 2040-01-09
Also published as: JP2021111684A

Description

本発明は、コールドプレートに関する。 The present invention relates to a cold plate.

特許文献１には、複数のフィンを有する第１プレート（ベースプレート）と、複数のフィンを覆い、第１プレートとの間に内部空間を形成する第２プレート（蓋）と、を備えたコールドプレートが開示されている。第１プレートと第２プレートとは、ロウ付けによって固定されている。コールドプレートは、フィン同士の間に冷媒を流動させることで、発熱体から受け取った熱をフィンから冷媒に受け渡し、発熱体を冷却するように構成されている。 Patent Document 1 includes a first plate (base plate) having a plurality of fins, and a second plate (cover) that covers the plurality of fins and forms an internal space between the first plates. Is disclosed. The first plate and the second plate are fixed by brazing. The cold plate is configured to flow the refrigerant between the fins to transfer the heat received from the heating element from the fins to the refrigerant to cool the heating element.

特開２０１０－１２３８８１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-123881

冷媒の圧力によって、第２プレートの頂壁が上方に向けて撓むように変形してしまう場合がある。そこで、第１プレートと第２プレートとをロウ付けする際、フィンの上面と第２プレートとをロウ付けにより固定し、カバーの強度を向上させるために、ロウ材を第２プレートとフィンとの間に設ける場合がある。このとき、溶融したロウ材が毛細管力等の影響でフィン同士の間に入り込むことで、フィンと冷媒との接触面積が低下したり、冷媒の流動が阻害されたりして、冷却性能が低下する場合があった。 Due to the pressure of the refrigerant, the top wall of the second plate may be deformed so as to bend upward. Therefore, when brazing the first plate and the second plate, the upper surface of the fin and the second plate are fixed by brazing, and in order to improve the strength of the cover, the brazing material is attached to the second plate and the fin. It may be provided in between. At this time, the molten brazing material enters between the fins due to the influence of capillary force or the like, so that the contact area between the fins and the refrigerant is reduced or the flow of the refrigerant is hindered, so that the cooling performance is deteriorated. There was a case.

本発明はこのような事情を考慮してなされ、ロウ材が冷媒の流路に入り込むことによる冷却性能の低下を抑制できるコールドプレートを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a cold plate capable of suppressing a decrease in cooling performance due to a brazing material entering a flow path of a refrigerant.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るコールドプレートは、並列された複数のフィンおよびピラーを有する第１プレートと、前記複数のフィンおよび前記ピラーを覆い、前記第１プレートとの間に内部空間を形成する第２プレートと、を備え、前記ピラーは前記第２プレートにロウ付けされ、前記複数のフィンには、前記ピラーに隣接し、前記第２プレートとの間にスペースが設けられた第１フィンと、前記第１フィンよりも前記第２プレートに近接した第２フィンと、が含まれている。 In order to solve the above problems, the cold plate according to one aspect of the present invention comprises a first plate having a plurality of parallel fins and pillars, and the first plate covering the plurality of fins and the pillars. A second plate forming an internal space between the pillars is provided, the pillars are brazed to the second plate, and the plurality of fins are adjacent to the pillars and have a space between the pillars and the second plate. A first fin provided and a second fin closer to the second plate than the first fin are included.

上記態様によれば、ピラーに隣接する第１フィンと第２プレートとの間にスペースが設けられていることで、ピラーと第２プレートとの間からはみ出したロウ材が、ピラーと第１フィンとの間や、その他のフィン同士の間に、毛細管力等の影響によって入り込むことを抑制できる。したがって、ロウ材が冷媒の流路に入り込むことによる冷却性能の低下を抑制することができる。 According to the above aspect, since the space is provided between the first fin and the second plate adjacent to the pillar, the brazing material protruding from between the pillar and the second plate is formed between the pillar and the first fin. It is possible to suppress entry between the fins and other fins due to the influence of capillary force or the like. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the cooling performance due to the brazing material entering the flow path of the refrigerant.

ここで、前記第１プレートと前記第２プレートとが対向する上下方向における前記スペースの寸法Ｌ１と、前記ピラーと前記第１フィンとの間の寸法Ｌ２とが、Ｌ１≧Ｌ２を満足してもよい。 Here, even if the dimension L1 of the space in the vertical direction in which the first plate and the second plate face each other and the dimension L2 between the pillar and the first fin satisfy L1 ≧ L2. good.

また、前記第１プレートと前記第２プレートとが対向する上下方向および前記複数のフィンが並列された並列方向の双方に沿う断面において、前記第２フィン同士の間の流路断面積Ａ１と、前記スペースの流路断面積Ａ２とが、Ａ１≧Ａ２を満足してもよい。 Further, in the cross section along both the vertical direction in which the first plate and the second plate face each other and the parallel direction in which the plurality of fins are arranged in parallel, the flow path cross-sectional area A1 between the second fins and the flow path cross-sectional area A1. The flow path cross-sectional area A2 of the space may satisfy A1 ≧ A2.

また、前記第１プレートには２つの前記ピラーが形成され、前記内部空間は、前記複数のフィンが並列された並列方向において、２つの前記ピラー同士の間に位置する中央領域と、２つの前記ピラーの外側にそれぞれ位置する２つの外側領域と、に区画され、前記第１フィンは少なくとも前記中央領域に位置してもよい。 Further, two pillars are formed on the first plate, and the internal space is a central region located between the two pillars in a parallel direction in which the plurality of fins are arranged in parallel, and two said pillars. It is partitioned into two outer regions, each located on the outside of the pillar, and the first fin may be located at least in the central region.

また、前記第１フィンは前記２つの外側領域に位置していなくてもよい。 Further, the first fin does not have to be located in the two outer regions.

本発明の上記態様によれば、ロウ材が冷媒の流路に入り込むことによる冷却性能の低下を抑制できる。 According to the above aspect of the present invention, it is possible to suppress a decrease in cooling performance due to the brazing material entering the flow path of the refrigerant.

本実施形態に係るコールドプレートの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the cold plate which concerns on this embodiment. 図１のコールドプレートを組み立てた状態におけるＩＩ－ＩＩ断面矢視図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in a state where the cold plate of FIG. 1 is assembled. 図２の拡大図である。It is an enlarged view of FIG. 本実施形態の変形例に係るコールドプレートの断面図である。It is sectional drawing of the cold plate which concerns on the modification of this embodiment.

以下、本実施形態のコールドプレートについて図面に基づいて説明する。
図１に示すように、コールドプレート１は、第１プレート１０と、第２プレート２０と、を備える。第１プレート１０は、複数（２つ）のピラー１３と、並列された複数のフィン１４と、を有する。なお、ピラー１３の数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。第２プレート２０は、フィン１４およびピラー１３を覆い、第１プレート１０との間に内部空間Ｓを形成する。この内部空間Ｓに、ピラー１３およびフィン１４が配置されている。 Hereinafter, the cold plate of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the cold plate 1 includes a first plate 10 and a second plate 20. The first plate 10 has a plurality of (two) pillars 13 and a plurality of parallel fins 14. The number of pillars 13 may be one or three or more. The second plate 20 covers the fins 14 and the pillars 13 and forms an internal space S with the first plate 10. Pillars 13 and fins 14 are arranged in this internal space S.

第２プレート２０には、１つの流入口２３および２つの流出口２４が形成されている。このコールドプレート１では、冷媒が流入口２３から流入し、内部空間Ｓを矢印Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３に示す方向に流動して、各流出口２４から流出する。第１プレート１０に、例えばＣＰＵ等の発熱体を接触させると、この発熱体の熱を第１プレート１０が奪い、フィン１４を介して冷媒に伝えることで、発熱体を冷却することができる。冷媒としては、例えば水やアルコールの他、公知の化合物などを適宜用いることができる。 The second plate 20 is formed with one inlet 23 and two outlets 24. In the cold plate 1, the refrigerant flows in from the inflow port 23, flows through the internal space S in the directions indicated by the arrows F1, F2, and F3, and flows out from each outflow port 24. When a heating element such as a CPU is brought into contact with the first plate 10, the first plate 10 takes the heat of the heating element and transfers it to the refrigerant through the fins 14, so that the heating element can be cooled. As the refrigerant, for example, in addition to water and alcohol, known compounds and the like can be appropriately used.

（方向定義）
本実施形態では、ＸＹＺ直交座標系を設定して各構成の位置関係を説明する。Ｙ方向は、複数のフィン１４が延びる方向である。Ｘ方向は、複数のフィン１４が並列されている方向である。Ｚ方向は、第１プレート１０および第２プレート２０が対向する方向である。以下、Ｚ方向を上下方向Ｚといい、Ｙ方向を長手方向Ｙといい、Ｘ方向を並列方向Ｘという。上下方向Ｚにおける第１プレート１０側（－Ｚ側）を下方といい、第２プレート２０側（＋Ｚ側）を上方という。長手方向Ｙにおける一方側（＋Ｙ側）を後方といい、他方側（－Ｙ側）を前方という。並列方向Ｘにおける一方側（＋Ｘ側）を右方といい、他方側（－Ｘ側）を左方という。 (Direction definition)
In this embodiment, the XYZ Cartesian coordinate system is set and the positional relationship of each configuration is described. The Y direction is the direction in which the plurality of fins 14 extend. The X direction is a direction in which a plurality of fins 14 are arranged in parallel. The Z direction is the direction in which the first plate 10 and the second plate 20 face each other. Hereinafter, the Z direction is referred to as a vertical direction Z, the Y direction is referred to as a longitudinal direction Y, and the X direction is referred to as a parallel direction X. The 10th side (-Z side) of the first plate in the vertical direction Z is referred to as the lower side, and the 20th side (+ Z side) of the second plate is referred to as the upper side. One side (+ Y side) in the longitudinal direction Y is called the rear, and the other side (-Y side) is called the front. One side (+ X side) in the parallel direction X is called the right side, and the other side (-X side) is called the left side.

第２プレート２０の材質としては、銅などの金属を用いることができる。第２プレート２０は下方に向けて開口する箱状に形成されており、頂壁２１および周壁２２を有している。頂壁２１はＸＹ平面内に延びる矩形の板状に形成されている。流入口２３および２つの流出口２４は、頂壁２１を上下方向Ｚに貫通している。流入口２３および２つの流出口２４は、頂壁２１の前端部に形成されている。２つの流出口２４は、並列方向Ｘにおいて、流入口２３を間に挟むように配置されている。周壁２２は、頂壁２１の外縁から下方に向けて延びている。 As the material of the second plate 20, a metal such as copper can be used. The second plate 20 is formed in a box shape that opens downward, and has a top wall 21 and a peripheral wall 22. The top wall 21 is formed in the shape of a rectangular plate extending in the XY plane. The inlet 23 and the two outlets 24 penetrate the top wall 21 in the vertical direction Z. The inlet 23 and the two outlets 24 are formed at the front end of the top wall 21. The two outlets 24 are arranged so as to sandwich the inlet 23 in the parallel direction X. The peripheral wall 22 extends downward from the outer edge of the top wall 21.

第１プレート１０の材質としては、銅などの金属を用いることができる。第１プレート１０は、ＸＹ平面内に延びる矩形の板状の本体部１１と、ピラー１３と、フィン１４と、を有している。本体部１１には、上面から下方に向けて窪む矩形の溝１２が形成されている。ピラー１３およびフィン１４は、本体部１１から上方に向けて突出しており、上方から見て、矩形の溝１２の内側に配置されている。ピラー１３の並列方向Ｘにおける幅はフィン１４よりも大きい。このように、ピラー１３の幅を大きくすることで、ピラー１３を第２プレート２０にロウ付けする際の接合強度を高めることができる。 As the material of the first plate 10, a metal such as copper can be used. The first plate 10 has a rectangular plate-shaped main body portion 11 extending in an XY plane, a pillar 13, and fins 14. The main body 11 is formed with a rectangular groove 12 that is recessed downward from the upper surface. The pillar 13 and the fin 14 project upward from the main body portion 11 and are arranged inside the rectangular groove 12 when viewed from above. The width of the pillar 13 in the parallel direction X is larger than that of the fin 14. By increasing the width of the pillar 13 in this way, it is possible to increase the joint strength when the pillar 13 is brazed to the second plate 20.

２つのピラー１３は、長手方向Ｙに延びており、並列方向Ｘにおいて間隔を空けて配置されている。本実施形態では、ピラー１３同士の間の領域を中央領域Ｐ１といい、並列方向Ｘにおいて各ピラー１３の外側に位置する領域を外側領域Ｐ２という。つまり、第１プレート１０および第２プレート２０が形成する内部空間Ｓは、２つのピラー１３によって、中央領域Ｐ１と、２つの外側領域Ｐ２と、に区画されている。中央領域Ｐ１は、２つのピラー１３と、頂壁２１と、第１プレート１０の本体部１１と、によって囲まれている。各外側領域Ｐ２は、１つのピラー１３と、周壁２２と、頂壁２１と、本体部１１と、によって囲まれている。中央領域Ｐ１および２つの外側領域Ｐ２には、それぞれ、複数のフィン１４が配置されている。 The two pillars 13 extend in the longitudinal direction Y and are spaced apart in the parallel direction X. In the present embodiment, the region between the pillars 13 is referred to as a central region P1, and the region located outside each pillar 13 in the parallel direction X is referred to as an outer region P2. That is, the internal space S formed by the first plate 10 and the second plate 20 is divided into a central region P1 and two outer regions P2 by two pillars 13. The central region P1 is surrounded by two pillars 13, a top wall 21, and a main body 11 of the first plate 10. Each outer region P2 is surrounded by one pillar 13, a peripheral wall 22, a top wall 21, and a main body portion 11. A plurality of fins 14 are arranged in the central region P1 and the two outer regions P2, respectively.

各ピラー１３の前端部は溝１２まで延びている。一方、各ピラー１３の後端部は溝１２まで延びておらず、内部空間Ｓの後端部はピラー１３によって区切られていない。このため、流入口２３から流入し、矢印Ｆ１に沿って中央領域Ｐ１を後方に流動した冷媒は、矢印Ｆ２に示すように、内部空間Ｓの後端部において左方および右方に分岐して流動する。分岐した冷媒は、各外側領域Ｐ２内を前方に向けて流動し、矢印Ｆ３に示すように、各流出口２４から流出する。このように、中央領域Ｐ１は冷媒の往路となり、各外側領域Ｐ２は冷媒の復路となる。 The front end of each pillar 13 extends to the groove 12. On the other hand, the rear end portion of each pillar 13 does not extend to the groove 12, and the rear end portion of the internal space S is not separated by the pillar 13. Therefore, the refrigerant that has flowed in from the inflow port 23 and has flowed backward in the central region P1 along the arrow F1 branches to the left and right at the rear end of the internal space S as shown by the arrow F2. Flow. The branched refrigerant flows forward in each outer region P2 and flows out from each outlet 24 as shown by the arrow F3. In this way, the central region P1 serves as the outward path of the refrigerant, and each outer region P2 serves as the return path of the refrigerant.

各フィン１４の前端部および後端部は、溝１２まで延びていない。流入口２３および流出口２４は、長手方向Ｙにおける頂壁２１の前端部であって、フィン１４が配置されていない部分に形成されている。 The front and rear ends of each fin 14 do not extend to the groove 12. The inflow port 23 and the outflow port 24 are formed at the front end portion of the top wall 21 in the longitudinal direction Y, where the fins 14 are not arranged.

周壁２２の下端部は、溝１２内に、ロウ付けなどによって固定されている。これにより、流入口２３および流出口２４が形成された部分を除き、内部空間Ｓは密閉されている。また、ピラー１３は頂壁２１にロウ付けされている。これにより、第２プレート２０の頂壁２１が上方に向けて撓むように変形してしまうことが抑制され、ピラー１３の上面と頂壁２１の下面との間の隙間を通して、冷媒が中央領域Ｐ１から外側領域Ｐ２へ、あるいは外側領域Ｐ２から中央領域Ｐ１へと流動してしまうことが抑制される。したがって、フィン１４同士の間を冷媒がより確実に流動するようになり、発熱体の冷却効率が高められる。 The lower end of the peripheral wall 22 is fixed in the groove 12 by brazing or the like. As a result, the internal space S is sealed except for the portion where the inflow port 23 and the outflow port 24 are formed. Further, the pillar 13 is brazed to the top wall 21. As a result, the top wall 21 of the second plate 20 is prevented from being deformed so as to bend upward, and the refrigerant flows from the central region P1 through the gap between the upper surface of the pillar 13 and the lower surface of the top wall 21. Flowing to the outer region P2 or from the outer region P2 to the central region P1 is suppressed. Therefore, the refrigerant flows more reliably between the fins 14, and the cooling efficiency of the heating element is improved.

次に、ピラー１３と頂壁２１とのロウ付け部の詳細について、図２、図３を用いて説明する。 Next, the details of the brazed portion between the pillar 13 and the top wall 21 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

本実施形態では、図２に示すように、複数のフィン１４のうち、ピラー１３に隣接した一部のフィン１４と、第２プレート２０の頂壁２１と、の間にスペースＧが設けられている。以下の説明では、ピラー１３に隣接し、かつ頂壁２１との間にスペースＧが設けられたフィン１４を、特に「第１フィン１４ａ」という。また、第１フィン１４ａ以外のフィン１４を、「第２フィン１４ｂ」という。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a space G is provided between a part of the fins 14 adjacent to the pillar 13 and the top wall 21 of the second plate 20 among the plurality of fins 14. There is. In the following description, the fin 14 adjacent to the pillar 13 and having the space G between the pillar 13 and the top wall 21 is particularly referred to as a “first fin 14a”. Further, fins 14 other than the first fin 14a are referred to as "second fin 14b".

本実施形態では、２つのピラー１３から見て並列方向Ｘにおける内側（すなわち中央領域Ｐ１）に、それぞれ３つずつ第１フィン１４ａが配置されている。また、各外側領域Ｐ２には第１フィン１４ａが設けられていない。なお、第１フィン１４ａの数は適宜変更可能である。 In the present embodiment, three first fins 14a are arranged on the inner side (that is, the central region P1) in the parallel direction X when viewed from the two pillars 13. Further, the first fin 14a is not provided in each outer region P2. The number of first fins 14a can be changed as appropriate.

第１フィン１４ａは、第２フィン１４ｂおよびピラー１３よりも上下方向Ｚにおける寸法が小さくなっている。すなわち、第１フィン１４ａの上端は、第２フィン１４ｂおよびピラー１３の各上端よりも下方に位置している。これにより、第１フィン１４ａと第２プレート２０との間にはスペースＧが設けられており、第２フィン１４ｂは第１フィン１４ａよりも第２プレート２０に近接している。図２では、第２フィン１４ｂが第２プレート２０に接しているが、必ずしも第２フィン１４ｂが第２プレート２０に接していなくてもよい。 The first fin 14a has a smaller dimension in the vertical direction Z than the second fin 14b and the pillar 13. That is, the upper end of the first fin 14a is located below the upper ends of the second fin 14b and the pillar 13. As a result, a space G is provided between the first fin 14a and the second plate 20, and the second fin 14b is closer to the second plate 20 than the first fin 14a. In FIG. 2, the second fin 14b is in contact with the second plate 20, but the second fin 14b does not necessarily have to be in contact with the second plate 20.

設計上は、図２に示す通り、ピラー１３の上面１３ａと、第２プレート２０の頂壁２１における下面２１ａと、が隙間なく当接する。しかしながら、実際には、頂壁２１の下面２１ａとピラー１３の上面１３ａとの間には、製造上の寸法誤差や表面粗さ等によって微細な隙間があり、この微細な隙間にロウ材３０が充填されている。これにより、ピラー１３と頂壁２１とがロウ付けされている。また、ロウ材３０は、ピラー１３から見て、並列方向Ｘにおける外側（すなわち外側領域Ｐ２。図１参照）に位置する第２フィン１４ｂとピラー１３との間および第２フィン１４ｂ同士の間にも位置している。さらに、ロウ材３０の一部はスペースＧ内においてフィレット３１を形成している。フィレット３１は、ピラー１３の上面１３ａの並列方向Ｘにおける内側の端部から、スペースＧ内にはみ出すように形成されている。 By design, as shown in FIG. 2, the upper surface 13a of the pillar 13 and the lower surface 21a of the top wall 21 of the second plate 20 are in contact with each other without a gap. However, in reality, there is a fine gap between the lower surface 21a of the top wall 21 and the upper surface 13a of the pillar 13 due to dimensional errors in manufacturing, surface roughness, etc., and the brazing material 30 is formed in this fine gap. It is filled. As a result, the pillar 13 and the top wall 21 are brazed. Further, the brazing material 30 is located between the second fin 14b and the pillar 13 located on the outer side (that is, the outer region P2; see FIG. 1) in the parallel direction X when viewed from the pillar 13, and between the second fins 14b. Is also located. Further, a part of the brazing material 30 forms a fillet 31 in the space G. The fillet 31 is formed so as to protrude into the space G from the inner end portion of the upper surface 13a of the pillar 13 in the parallel direction X.

ロウ材３０としては、銀または銀ロウなどの金属を用いることができる。銀ロウとは、銀に銅、亜鉛などを添加した合金である。ロウ材３０としては、第１プレート１０および第２プレート２０の構成材料の融点よりも低い融点を有する金属が好適である。例えば、第１プレート１０および第２プレート２０の材質が銅（融点：約１０８５℃）であり、ロウ材３０の材質が銀ロウ（融点：６００～９００℃）であってもよい。 As the brazing material 30, a metal such as silver or silver brazing can be used. Silver wax is an alloy in which copper, zinc, etc. are added to silver. As the brazing material 30, a metal having a melting point lower than the melting points of the constituent materials of the first plate 10 and the second plate 20 is suitable. For example, the material of the first plate 10 and the second plate 20 may be copper (melting point: about 1085 ° C.), and the material of the brazing material 30 may be silver brazing (melting point: 600 to 900 ° C.).

ロウ付けの方法としては、例えばピラー１３と頂壁２１との間に、ロウ材３０によって形成されたシートを挟み、第２プレート２０を加熱してもよい。あるいは、ロウ材３０を含むペーストをピラー１３の上面１３ａに塗布したり、メッキによってロウ材３０の層を頂壁２１の下面２１ａに形成したりした後、第２プレート２０を加熱してもよい。第２プレート２０の加熱方法として、コールドプレート１の全体を炉に入れてもよい。この場合、ピラー１３と頂壁２１とをロウ付けしつつ、周壁２２と第１プレート１０とをロウ付けすることも可能である。 As a brazing method, for example, a sheet formed of the brazing material 30 may be sandwiched between the pillar 13 and the top wall 21 to heat the second plate 20. Alternatively, the paste containing the brazing material 30 may be applied to the upper surface 13a of the pillar 13, or a layer of the brazing material 30 may be formed on the lower surface 21a of the top wall 21 by plating, and then the second plate 20 may be heated. .. As a method for heating the second plate 20, the entire cold plate 1 may be placed in a furnace. In this case, it is also possible to braze the peripheral wall 22 and the first plate 10 while brazing the pillar 13 and the top wall 21.

ここで、ピラー１３と頂壁２１との間に挟まれたロウ材３０が加熱されて溶融すると、毛細管力や重力の影響によって、ピラー１３とフィン１４との間や、フィン１４同士の間に、ロウ材３０が入り込んでしまう場合がある。このように、本来は冷媒の流路となる部分にロウ材３０が入り込むと、当該部分における冷媒の流動が阻害されたり、冷媒とフィン１４との接触面積が低下したりすることで、コールドプレート１の冷却性能が低下することが考えられる。特に、本実施形態のコールドプレート１では、中央領域Ｐ１のほうが外側領域Ｐ２よりも狭いため、中央領域Ｐ１における冷媒の圧力や流速が外側領域Ｐ２よりも大きくなる。このため、中央領域Ｐ１における冷媒の流動の阻害や、中央領域Ｐ１における冷媒とフィン１４との接触面積の低下が、冷却性能に大きな影響を与えやすい。そこで本実施形態では、中央領域Ｐ１に第１フィン１４ａおよびスペースＧを設けて、中央領域Ｐ１における冷媒の流路にロウ材３０が入り込みにくい構造を採用している。 Here, when the brazing material 30 sandwiched between the pillar 13 and the top wall 21 is heated and melted, due to the influence of capillary force and gravity, between the pillar 13 and the fin 14 or between the fins 14 , The brazing material 30 may get in. In this way, when the brazing material 30 enters a portion that is originally a flow path of the refrigerant, the flow of the refrigerant in the portion is hindered and the contact area between the refrigerant and the fins 14 is reduced, so that the cold plate is used. It is conceivable that the cooling performance of 1 is deteriorated. In particular, in the cold plate 1 of the present embodiment, since the central region P1 is narrower than the outer region P2, the pressure and the flow velocity of the refrigerant in the central region P1 are larger than the outer region P2. Therefore, the inhibition of the flow of the refrigerant in the central region P1 and the decrease in the contact area between the refrigerant and the fins 14 in the central region P1 tend to have a great influence on the cooling performance. Therefore, in the present embodiment, the first fin 14a and the space G are provided in the central region P1, and a structure is adopted in which the brazing material 30 does not easily enter the flow path of the refrigerant in the central region P1.

なお、図２に示すように、コールドプレート１は、並列方向Ｘにおいて対称な形状となっている。以下、２つのピラー１３を代表させて、左方（－Ｘ側）のピラー１３の周辺の構造を、図２の拡大図である図３を用いて説明する。すなわち、以下の説明は、右方（＋Ｘ側）のピラー１３の周辺の構造にも該当する。 As shown in FIG. 2, the cold plate 1 has a symmetrical shape in the parallel direction X. Hereinafter, the structure around the pillar 13 on the left side (-X side) will be described with reference to FIG. 3, which is an enlarged view of FIG. 2, with the two pillars 13 as representatives. That is, the following description also applies to the structure around the pillar 13 on the right side (+ X side).

加熱によりロウ付けする際に、ピラー１３と第２プレート２０とによって挟まれたロウ材３０が、スペースＧに向けてはみ出すことで、スペースＧにはロウ材３０のフィレット３１が形成される。このフィレット３１が、第１フィン１４ａの上面に接触すると、第１フィン１４ａの表面を伝って、ピラー１３と第１フィン１４ａとの間や第１フィン１４ａ同士の間にロウ材３０が進入する場合がある。したがって、フィレット３１が第１フィン１４ａの上面に接触しにくいように、第１フィン１４ａと第２プレート２０の頂壁２１との間隔（スペースＧの上下方向Ｚにおける寸法）Ｌ１はなるべく大きくすることが好ましい。 When brazing by heating, the brazing material 30 sandwiched between the pillar 13 and the second plate 20 protrudes toward the space G, so that the fillet 31 of the brazing material 30 is formed in the space G. When the fillet 31 comes into contact with the upper surface of the first fin 14a, the brazing material 30 enters between the pillar 13 and the first fin 14a or between the first fins 14a along the surface of the first fin 14a. In some cases. Therefore, the distance (dimension in the vertical direction Z of the space G) L1 between the first fin 14a and the top wall 21 of the second plate 20 should be as large as possible so that the fillet 31 does not easily come into contact with the upper surface of the first fin 14a. Is preferable.

一方、寸法Ｌ１が大きいほど、スペースＧの流路断面積Ａ２も大きくなる。スペースＧの流路断面積Ａ２が、第２フィン１４ｂ同士の間の流路断面積Ａ１よりも大きいと、冷媒がスペースＧ内を流動しやすくなる。その結果、冷媒のうち第２フィン１４ｂ同士の間を流動する割合が低下し、コールドプレート１の冷却効率が低下する。 On the other hand, the larger the dimension L1, the larger the flow path cross-sectional area A2 of the space G. When the flow path cross-sectional area A2 of the space G is larger than the flow path cross-sectional area A1 between the second fins 14b, the refrigerant tends to flow in the space G. As a result, the ratio of the refrigerant flowing between the second fins 14b decreases, and the cooling efficiency of the cold plate 1 decreases.

上記事情を考慮すると、上記寸法Ｌ１を、ピラー１３に隣接する流路（第１フィン１４ａとピラー１３との間の隙間）の幅Ｌ２以上とすることで、ピラー１３と第１フィン１４ａとの間や第１フィン１４ａ同士の間の毛細管力よりも、第２プレート２０の頂壁２１と第１フィン１４ａとの間の毛細管力が小さくなるため、フィレット３１が第１フィン１４ａに接触することを抑制できる。すなわち、Ｌ１≧Ｌ２であることが好ましい。
また、スペースＧの流路断面積Ａ２を第２フィン１４ｂ同士の間の流路断面積Ａ１以下とすることで、第２フィン１４ｂ同士の間にも冷媒をより確実に流動させることができる。すなわち、Ａ２≦Ａ１であることが好ましい。 Considering the above circumstances, the dimension L1 is set to the width L2 or more of the flow path (the gap between the first fin 14a and the pillar 13) adjacent to the pillar 13, so that the pillar 13 and the first fin 14a can be separated from each other. Since the capillary force between the top wall 21 of the second plate 20 and the first fin 14a is smaller than the capillary force between the spaces and between the first fins 14a, the fillet 31 comes into contact with the first fin 14a. Can be suppressed. That is, it is preferable that L1 ≧ L2.
Further, by setting the flow path cross-sectional area A2 of the space G to be equal to or less than the flow path cross-sectional area A1 between the second fins 14b, the refrigerant can be more reliably flowed between the second fins 14b. That is, it is preferable that A2 ≦ A1.

Ｌ１≧Ｌ２かつＡ２≦Ａ１を満足する好適な寸法例を以下に示す。
寸法Ｌ１：０．２ｍｍ
寸法Ｌ２：０．２ｍｍ
第２フィン１４ｂおよびピラー１３の上下方向Ｚにおける寸法：２．０ｍｍ
第２フィン１４ｂ同士の間の流路断面積Ａ１：０．４ｍｍ^２
フィン１４の並列方向Ｘにおける幅：０．２ｍｍ
スペースＧの流路断面積Ａ２：０．２８ｍｍ^２
なお、上記寸法例は一例に過ぎず、適宜変更可能である。 Suitable dimensional examples satisfying L1 ≧ L2 and A2 ≦ A1 are shown below.
Dimensions L1: 0.2mm
Dimensions L2: 0.2 mm
Dimensions of the second fin 14b and the pillar 13 in the vertical direction Z: 2.0 mm
Flow path cross-sectional area between the second fins 14b A1: 0.4 mm ²
Width of fins 14 in parallel direction X: 0.2 mm
Channel cross-sectional area of space G A2: 0.28 mm ²
The above dimensional example is only an example and can be changed as appropriate.

以上説明したように、本実施形態のコールドプレート１は、並列された複数のフィン１４およびピラー１３を有する第１プレートと、複数のフィン１４およびピラー１３を覆い、第１プレート１０との間に内部空間Ｓを形成する第２プレート２０と、を備え、ピラー１３は第２プレート２０にロウ付けされている。そして、複数のフィン１４には、ピラー１３に隣接し、第２プレート２０との間にスペースＧが設けられた第１フィン１４ａと、第１フィン１４ａよりも第２プレート２０に近接した第２フィン１４ｂと、が含まれている。 As described above, the cold plate 1 of the present embodiment covers the first plate having the plurality of fins 14 and the pillars 13 arranged in parallel, and the first plate 10 covering the plurality of fins 14 and the pillars 13. A second plate 20 forming the internal space S is provided, and the pillar 13 is brazed to the second plate 20. The plurality of fins 14 have a first fin 14a adjacent to the pillar 13 and provided with a space G between the second plate 20 and a second fin 14a, which is closer to the second plate 20 than the first fin 14a. Fins 14b and are included.

このように、ピラー１３に隣接する第１フィン１４ａと第２プレート２０との間にスペースＧが設けられていることで、ピラー１３と第２プレート２０との間からはみ出したロウ材３０が、ピラー１３と第１フィン１４ａとの間や、その他のフィン１４同士の間に、毛細管力等の影響によって入り込むことを抑制できる。したがって、ロウ材３０が冷媒の流路に入り込むことによる冷却性能の低下を抑制することができる。 As described above, since the space G is provided between the first fin 14a adjacent to the pillar 13 and the second plate 20, the brazing material 30 protruding from between the pillar 13 and the second plate 20 can be formed. It is possible to suppress entry between the pillar 13 and the first fin 14a and between the other fins 14 due to the influence of capillary force or the like. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the cooling performance due to the brazing material 30 entering the flow path of the refrigerant.

また、上下方向ＺにおけるスペースＧの寸法Ｌ１と、ピラー１３と第１フィン１４ａとの間の寸法Ｌ２とが、Ｌ１≧Ｌ２を満足することで、溶融したロウ材３０のフィレット３１が第１フィン１４ａに接触することを抑制できる。したがって、ロウ材３０が第１フィン１４ａを伝って、ピラー１３と第１フィン１４ａとの間や第１フィン１４ａ同士の間に進入することを、より確実に抑制できる。 Further, the dimension L1 of the space G in the vertical direction Z and the dimension L2 between the pillar 13 and the first fin 14a satisfy L1 ≧ L2, so that the fillet 31 of the molten brazing material 30 becomes the first fin. Contact with 14a can be suppressed. Therefore, it is possible to more reliably prevent the brazing material 30 from traveling through the first fins 14a and entering between the pillars 13 and the first fins 14a or between the first fins 14a.

また、上下方向Ｚおよび並列方向Ｘの双方に沿う断面において、第２フィン１４ｂ同士の間の流路断面積Ａ１と、スペースＧの流路断面積Ａ２とが、Ａ１≧Ａ２を満足することで、冷媒のうちスペースＧを流動する割合を小さくすることができる。これにより、第２フィン１４ｂ同士の間を流動する冷媒の割合を確保し、コールドプレート１の冷却性能を維持することができる。 Further, in the cross section along both the vertical direction Z and the parallel direction X, the flow path cross-sectional area A1 between the second fins 14b and the flow path cross-sectional area A2 of the space G satisfy A1 ≧ A2. , The ratio of the space G flowing through the refrigerant can be reduced. As a result, the ratio of the refrigerant flowing between the second fins 14b can be secured, and the cooling performance of the cold plate 1 can be maintained.

また、本実施形態では、第１プレート１０には２つのピラー１３が形成されており、内部空間Ｓは、並列方向Ｘにおいて、２つのピラー１３同士の間に位置する中央領域Ｐ１と、２つのピラー１３の外側にそれぞれ位置する２つの外側領域Ｐ２と、に区画されている。この構成では、中央領域Ｐ１における冷媒の圧力および流速が、外側領域Ｐ２よりも大きくなり、流路（ピラー１３とフィン１４との間、およびフィン１４同士の間）にロウ材３０が進入したときにコールドプレート１の冷却性能に影響をおよぼしやすい。そこで、少なくとも中央領域Ｐ１に第１フィン１４ａおよびスペースＧを配置することで、中央領域Ｐ１の流路にロウ材３０が進入することを抑制し、冷却性能の低下をより確実に抑制できる。 Further, in the present embodiment, two pillars 13 are formed on the first plate 10, and the internal space S is a central region P1 located between the two pillars 13 in the parallel direction X and two pillars 13. It is partitioned into two outer regions P2, each located outside the pillar 13. In this configuration, when the pressure and flow velocity of the refrigerant in the central region P1 become larger than that in the outer region P2 and the brazing material 30 enters the flow path (between the pillar 13 and the fins 14 and between the fins 14). In addition, it tends to affect the cooling performance of the cold plate 1. Therefore, by arranging the first fin 14a and the space G at least in the central region P1, it is possible to suppress the brazing material 30 from entering the flow path of the central region P1 and more reliably suppress the deterioration of the cooling performance.

さらに、第１フィン１４ａを中央領域Ｐ１に配置し、外側領域Ｐ２に配置しないことで、ピラー１３と第２プレート２０との間からはみ出したロウ材３０を、外側領域Ｐ２側に敢えて誘導することができる。これにより、中央領域Ｐ１の流路にロウ材３０が進入することをより確実に抑制することが可能となる。 Further, by arranging the first fin 14a in the central region P1 and not in the outer region P2, the brazing material 30 protruding from between the pillar 13 and the second plate 20 is intentionally guided to the outer region P2 side. Can be done. This makes it possible to more reliably suppress the brazing material 30 from entering the flow path of the central region P1.

なお、図３に示す通り、本実施形態では設計上は第２フィン１４ｂが頂壁２１に接するが、実際には、第２フィン１４ｂの上面と頂壁２１の下面２１ａとの間にも微細な隙間が生じる。このため、当該微細な隙間を通って、外側領域Ｐ２（図３ではピラー１３の－Ｘ側）のピラー１３から離れた第２フィン１４ｂ同士の間にもロウ材３０が進入する場合がある。この結果、図３に示すように、外側領域Ｐ２における流路がロウ材３０で埋まることがある。しかしながら、先述の通り外側領域Ｐ２における冷媒の圧力および流速は小さいため、外側領域Ｐ２における流路がロウ材３０で埋まっても、中央領域Ｐ１における流路がロウ材３０で埋まることと比較して、冷却性能に与える影響は小さい。 As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the second fin 14b is in contact with the top wall 21 in design, but in reality, it is also fine between the upper surface of the second fin 14b and the lower surface 21a of the top wall 21. There will be a gap. Therefore, the brazing material 30 may enter between the second fins 14b separated from the pillar 13 in the outer region P2 (-X side of the pillar 13 in FIG. 3) through the minute gap. As a result, as shown in FIG. 3, the flow path in the outer region P2 may be filled with the brazing material 30. However, as described above, since the pressure and the flow velocity of the refrigerant in the outer region P2 are small, even if the flow path in the outer region P2 is filled with the brazing material 30, the flow path in the central region P1 is filled with the brazing material 30. , The effect on cooling performance is small.

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、前記実施形態では、第１フィン１４ａの上下方向Ｚにおける寸法を第２フィン１４ｂより小さくすることで、スペースＧを形成した。しかしながら、例えば図４に示すように、第２プレート２０に溝２１ｂを形成することでスペースＧを形成してもよい。図４では、溝２１ｂは、第２プレート２０の頂壁２１における下面２１ａから、上方に向けて窪んでいる。そして、溝２１ｂは並列方向Ｘにおいてピラー１３と隣接する位置に形成されている。第１フィン１４ａおよび第２フィン１４ｂの上下方向Ｚにおける長さは同等である。この場合、フィン１４のうち、溝２１ｂと並列方向Ｘにおける位置が一致した第１フィン１４ａと、第２プレート２０と、の間にスペースＧが設けられる。すなわち、溝２１ｂによりスペースＧが形成されるため、スペースＧの流路断面積Ａ２は溝２１ｂの流路断面積であり、スペースＧの上下方向Ｚにおける寸法Ｌ１は溝２１ｂの深さである。このような構成でも、前記実施形態と同様の作用効果が得られる。また、第２プレート２０に溝２１ｂを形成する場合も、前記実施形態と同様に、第１フィン１４ａは、第２フィン１４ｂおよびピラー１３よりも上下方向Ｚにおける寸法が小さくなっているほうが好ましい。すなわち、第１フィン１４ａの上端は、第２フィン１４ｂおよびピラー１３の各上端よりも下方に位置しているほうが好ましい。 For example, in the above embodiment, the space G is formed by making the dimension of the first fin 14a in the vertical direction Z smaller than that of the second fin 14b. However, as shown in FIG. 4, for example, the space G may be formed by forming the groove 21b in the second plate 20. In FIG. 4, the groove 21b is recessed upward from the lower surface 21a of the top wall 21 of the second plate 20. The groove 21b is formed at a position adjacent to the pillar 13 in the parallel direction X. The lengths of the first fin 14a and the second fin 14b in the vertical direction Z are the same. In this case, of the fins 14, a space G is provided between the first fin 14a whose position coincides with the groove 21b in the parallel direction X and the second plate 20. That is, since the space G is formed by the groove 21b, the flow path cross-sectional area A2 of the space G is the flow path cross-sectional area of the groove 21b, and the dimension L1 in the vertical direction Z of the space G is the depth of the groove 21b. Even with such a configuration, the same effect as that of the embodiment can be obtained. Further, when the groove 21b is formed in the second plate 20, it is preferable that the first fin 14a has a smaller dimension in the vertical direction Z than the second fin 14b and the pillar 13. as in the above embodiment. That is, it is preferable that the upper end of the first fin 14a is located below the upper ends of the second fin 14b and the pillar 13.

また、前記実施形態では、第１フィン１４ａおよびスペースＧを中央領域Ｐ１に設け、外側領域Ｐ２に設けなかった。しかしながら、例えば流路がロウ材で埋まることによる冷却性能の低下の度合いが、中央領域Ｐ１と外側領域Ｐ２とで同等である場合に、外側領域Ｐ２に第１フィン１４ａおよびスペースＧを設けることも可能である。 Further, in the above embodiment, the first fin 14a and the space G are provided in the central region P1 and not in the outer region P2. However, for example, when the degree of deterioration of the cooling performance due to the flow path being filled with the brazing material is the same in the central region P1 and the outer region P2, the first fin 14a and the space G may be provided in the outer region P2. It is possible.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiment with well-known components without departing from the spirit of the present invention, and the above-described embodiments and modifications may be appropriately combined.

１…コールドプレート１０…第１プレート１３…ピラー１４…フィン１４ａ…第１フィン１４ｂ…第２フィンＧ…スペースＰ１…中央領域Ｐ２…外側領域Ｘ…並列方向Ｙ…長手方向Ｚ…上下方向 1 ... Cold plate 10 ... 1st plate 13 ... Pillar 14 ... Fin 14a ... 1st fin 14b ... 2nd fin G ... Space P1 ... Central area P2 ... Outer area X ... Parallel direction Y ... Longitudinal direction Z ... Vertical direction

Claims

A first plate with multiple fins and pillars in parallel,
A second plate that covers the plurality of fins and the pillars and forms an internal space between the fins and the first plate is provided.
The pillars are brazed to the second plate and
The plurality of fins include a first fin that is adjacent to the pillar and has a space between the fins and the second plate, and a second fin that is closer to the second plate than the first fin. Included, cold plate.

The first aspect of the present invention, wherein the dimension L1 of the space in the vertical direction in which the first plate and the second plate face each other and the dimension L2 between the pillar and the first fin satisfy L1 ≧ L2. The cold plate described.

In the cross section along both the vertical direction in which the first plate and the second plate face each other and the parallel direction in which the plurality of fins are arranged in parallel, the flow path cross-sectional area A1 between the second fins and the space thereof. The cold plate according to claim 1 or 2, wherein the flow path cross-sectional area A2 of the above satisfies A1 ≧ A2.

Two of the pillars are formed on the first plate.
The internal space is divided into a central region located between the two pillars and two outer regions located outside the two pillars in a parallel direction in which the plurality of fins are arranged in parallel. ,
The cold plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the first fin is located at least in the central region.

The cold plate of claim 4, wherein the first fin is not located in the two outer regions.