JPH04368481A - 熱伝達促進装置 - Google Patents
熱伝達促進装置Info
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- JPH04368481A JPH04368481A JP14476091A JP14476091A JPH04368481A JP H04368481 A JPH04368481 A JP H04368481A JP 14476091 A JP14476091 A JP 14476091A JP 14476091 A JP14476091 A JP 14476091A JP H04368481 A JPH04368481 A JP H04368481A
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Links
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Landscapes
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＯＡ機器の熱伝達面の
冷却促進機構として用いられる熱伝達促進装置に関する
。
冷却促進機構として用いられる熱伝達促進装置に関する
。
【０００２】
【従来の技術】ＯＡ機器においては、その耐久性、信頼
性の向上を図るために、機器内の熱の放出を効率良く行
わせ、電装の過熱化を防止することが不可欠である。そ
こで、従来においては、そのような機器内部の局所的な
温度上昇を防ぐために、その機器内部に換気用ファンを
組込むことによって、強制対流による熱放出を行ってい
る。図８はその一例を示すものであり、発熱体１の伝熱
面１ａ上に、図示しない換気ファンを用いて空気等の冷
却媒体の大きな流れＡ（矢印方向）を作り、これにより
冷却の促進を図っている。
性の向上を図るために、機器内の熱の放出を効率良く行
わせ、電装の過熱化を防止することが不可欠である。そ
こで、従来においては、そのような機器内部の局所的な
温度上昇を防ぐために、その機器内部に換気用ファンを
組込むことによって、強制対流による熱放出を行ってい
る。図８はその一例を示すものであり、発熱体１の伝熱
面１ａ上に、図示しない換気ファンを用いて空気等の冷
却媒体の大きな流れＡ（矢印方向）を作り、これにより
冷却の促進を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合、発
熱体１の表面からｍｍオーダーのところでは、基板があ
るために空気の流れＡの速度の小さい領域が生じ、さら
に発熱体１からの熱のため温度境界層Ｂ（破線の矢印）
となる。これにより、その発熱体１そのものが高温の空
気膜で覆われた状態となり、従って、換気用ファンを使
用していても冷却効果を十分促進させるまでには至って
いないのが現状である。
熱体１の表面からｍｍオーダーのところでは、基板があ
るために空気の流れＡの速度の小さい領域が生じ、さら
に発熱体１からの熱のため温度境界層Ｂ（破線の矢印）
となる。これにより、その発熱体１そのものが高温の空
気膜で覆われた状態となり、従って、換気用ファンを使
用していても冷却効果を十分促進させるまでには至って
いないのが現状である。
【０００４】また、従来のような換気用ファンを用いる
ことは、そのファンによる騒音が大きくなり、ＯＡ機器
の置かれたオフィスの静粛性を害することになり、また
、そのようなファンはスペースをとるため取付け場所に
制約を受け、機器の小型化を阻害する一因ともなる。
ことは、そのファンによる騒音が大きくなり、ＯＡ機器
の置かれたオフィスの静粛性を害することになり、また
、そのようなファンはスペースをとるため取付け場所に
制約を受け、機器の小型化を阻害する一因ともなる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明では
、基板に形成された固定電極部と、この固定電極部と所
定の間隔をおいて対向配置され梁により可動自在に支持
された可動電極部と、この可動電極部と前記固定電極部
との間に静電力を作用させる静電力発生手段とよりなる
静電力発生機構を設け、この静電力発生機構を伝熱面の
周囲の冷却媒体に近接した位置に配設した。
、基板に形成された固定電極部と、この固定電極部と所
定の間隔をおいて対向配置され梁により可動自在に支持
された可動電極部と、この可動電極部と前記固定電極部
との間に静電力を作用させる静電力発生手段とよりなる
静電力発生機構を設け、この静電力発生機構を伝熱面の
周囲の冷却媒体に近接した位置に配設した。
【０００６】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、静電力発生機構は、アモルファスＳｉ、
若しくは、ｐｏｌｙ−Ｓｉを用いてマイクロマシーニン
グ技術により作製した。
発明において、静電力発生機構は、アモルファスＳｉ、
若しくは、ｐｏｌｙ−Ｓｉを用いてマイクロマシーニン
グ技術により作製した。
【０００７】
【作用】請求項１記載の発明においては、静電力により
駆動制御させる静電力発生機構を伝熱面の周囲の冷却媒
体に近接した位置に配設したことにより、従来における
換気用ファンよりもさらに効率良く熱放出を実現するこ
とが可能となる。
駆動制御させる静電力発生機構を伝熱面の周囲の冷却媒
体に近接した位置に配設したことにより、従来における
換気用ファンよりもさらに効率良く熱放出を実現するこ
とが可能となる。
【０００８】請求項２記載の発明においては、静電力発
生機構をマイクロマシーニング技術により作製すること
により、超小型の装置を提供することが可能となる。
生機構をマイクロマシーニング技術により作製すること
により、超小型の装置を提供することが可能となる。
【０００９】
【実施例】本発明の一実施例を図１〜図４に基づいて説
明する。まず、図１に示すように、基板としてのＳｉ基
板３の表面には、絶縁膜としてＳｉ３Ｎ４４（ナイトラ
イド）が成膜されている。そのＳｉ３Ｎ４４の上面には
所定の間隔をもってＡｌ材からなる固定電極部５が形成
されている。また、前記固定電極５の上方の対向した位
置には可動電極部６が形成されている。この可動電極部
６は、図２及び図３に示すようにその両側を梁７により
支持されている。さらに、前記可動電極部６と前記固定
電極部５との間に静電力を作用させる、図示しない静電
力発生手段が設けられている。なお、前記可動電極部６
と前記梁７とは、ここではｐｏｌｙ−Ｓｉ材により作製
されている（作製プロセスについては後述する）。
明する。まず、図１に示すように、基板としてのＳｉ基
板３の表面には、絶縁膜としてＳｉ３Ｎ４４（ナイトラ
イド）が成膜されている。そのＳｉ３Ｎ４４の上面には
所定の間隔をもってＡｌ材からなる固定電極部５が形成
されている。また、前記固定電極５の上方の対向した位
置には可動電極部６が形成されている。この可動電極部
６は、図２及び図３に示すようにその両側を梁７により
支持されている。さらに、前記可動電極部６と前記固定
電極部５との間に静電力を作用させる、図示しない静電
力発生手段が設けられている。なお、前記可動電極部６
と前記梁７とは、ここではｐｏｌｙ−Ｓｉ材により作製
されている（作製プロセスについては後述する）。
【００１０】このような構成とされた静電力発生機構８
は、例えば図４に示すように、発熱体１の伝熱面１ａの
周囲の図示しない冷却媒体（空気等）に近接した位置に
配設されている。そして、このような状態で、可動電極
部６の側をグランドとし、固定電極部５に静電力発生手
段を用いて高電圧を印加すると、梁７に支持された可動
電極部６は静電力により下方向（図４中、矢印方向）に
ひずみ、一方、その電圧値がゼロになると、梁７がスプ
リングとして作用して元の状態に復帰する。このような
一連の動作（すなわち、可動電極部６の上下方向の運動
による対流の撹拌動作）を例えば梁の共振周波数に一致
させて行うことにより、従来例（図８参照）で述べたよ
うな空気の流れＡによる温度境界層Ｂが生じるようなこ
とをなくすことが可能なる。従って、これによりＯＡ機
器内の熱の放出を効率良く行わせ、電装系の過熱を防止
することが可能となるため、ＯＡ機器耐久性、信頼性を
一段と向上させることができる。
は、例えば図４に示すように、発熱体１の伝熱面１ａの
周囲の図示しない冷却媒体（空気等）に近接した位置に
配設されている。そして、このような状態で、可動電極
部６の側をグランドとし、固定電極部５に静電力発生手
段を用いて高電圧を印加すると、梁７に支持された可動
電極部６は静電力により下方向（図４中、矢印方向）に
ひずみ、一方、その電圧値がゼロになると、梁７がスプ
リングとして作用して元の状態に復帰する。このような
一連の動作（すなわち、可動電極部６の上下方向の運動
による対流の撹拌動作）を例えば梁の共振周波数に一致
させて行うことにより、従来例（図８参照）で述べたよ
うな空気の流れＡによる温度境界層Ｂが生じるようなこ
とをなくすことが可能なる。従って、これによりＯＡ機
器内の熱の放出を効率良く行わせ、電装系の過熱を防止
することが可能となるため、ＯＡ機器耐久性、信頼性を
一段と向上させることができる。
【００１１】ここで、静電力発生機構８をマイクロマシ
ーニング技術を用いて作製するプロセスを簡略化して説
明する。まず、Ｓｉ基板３上にＳｉ３Ｎ４４を約０．２
５μｍだけ成膜し、その表面にＡｌをデポジションして
エッチングにより固定電極部５を形成し配線する。次に
、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）によるＡｌの腐食を防
ぐために、Ａｌの上部からＳｉ３Ｎ４を０．５μｍ堆積
後、ＰＳＧを２〜３μｍ堆積し、さらにその上部にｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ（多結晶Ｓｉ）を約１μｍだけ成膜し、これ
により可動電極部６と梁７とをフォトリソグラフィーを
用いて形成する。次に、ＢＨＦでＰＳＧを分解、除去す
ることにより、可動電極部６とこれと対向配置された固
定電極部５との間に空間部を形成する。このようにして
静電力発生機構８の作製を行うことができる。なお、ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉを用いる代わりに、アモルファスＳｉを用
いて作製することもできる。
ーニング技術を用いて作製するプロセスを簡略化して説
明する。まず、Ｓｉ基板３上にＳｉ３Ｎ４４を約０．２
５μｍだけ成膜し、その表面にＡｌをデポジションして
エッチングにより固定電極部５を形成し配線する。次に
、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）によるＡｌの腐食を防
ぐために、Ａｌの上部からＳｉ３Ｎ４を０．５μｍ堆積
後、ＰＳＧを２〜３μｍ堆積し、さらにその上部にｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ（多結晶Ｓｉ）を約１μｍだけ成膜し、これ
により可動電極部６と梁７とをフォトリソグラフィーを
用いて形成する。次に、ＢＨＦでＰＳＧを分解、除去す
ることにより、可動電極部６とこれと対向配置された固
定電極部５との間に空間部を形成する。このようにして
静電力発生機構８の作製を行うことができる。なお、ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉを用いる代わりに、アモルファスＳｉを用
いて作製することもできる。
【００１２】次に、上述したような静電力発生機構８を
用いた熱伝達促進装置の具体例について述べる。まず、
その第一の具体例を図５に基づいて説明する。パソコン
のＰＣＢ基板８ａ上にはＣＰＵ９等の電子部品が配設さ
れており、そのＰＣＢ基板８ａ上からはヒートパイプ１
０が上方に向かって引かれており、そのヒートパイプ１
０に取付けられたアルミ板１１の表面には前述したよう
な静電力発生機構８が設けられている。
用いた熱伝達促進装置の具体例について述べる。まず、
その第一の具体例を図５に基づいて説明する。パソコン
のＰＣＢ基板８ａ上にはＣＰＵ９等の電子部品が配設さ
れており、そのＰＣＢ基板８ａ上からはヒートパイプ１
０が上方に向かって引かれており、そのヒートパイプ１
０に取付けられたアルミ板１１の表面には前述したよう
な静電力発生機構８が設けられている。
【００１３】このような構成において、静電力発生機構
８のアクチュエータ部にパルス列の電圧を印加したとこ
ろ、パルス数に追随して可動電極部６は上下方向（図１
中）に振動した。通常の自然対流による熱伝達率は、２
０ｃｍ×１０ｃｍの平板では、温度差７０°Ｃの点で５
．７×１０￣４ｗ／ｃｍ２°Ｃ と見積もられるため、
この場合における熱伝達率は約２倍となり、従来に比べ
て熱伝達率を向上させることができた。また、この時、
可聴領域での騒音はほとんど認められなかった。なお、
この場合、静電力発生機構８に従来のような換気用ファ
ンを併用すると、熱伝達率を一段と向上させることが可
能となる。
８のアクチュエータ部にパルス列の電圧を印加したとこ
ろ、パルス数に追随して可動電極部６は上下方向（図１
中）に振動した。通常の自然対流による熱伝達率は、２
０ｃｍ×１０ｃｍの平板では、温度差７０°Ｃの点で５
．７×１０￣４ｗ／ｃｍ２°Ｃ と見積もられるため、
この場合における熱伝達率は約２倍となり、従来に比べ
て熱伝達率を向上させることができた。また、この時、
可聴領域での騒音はほとんど認められなかった。なお、
この場合、静電力発生機構８に従来のような換気用ファ
ンを併用すると、熱伝達率を一段と向上させることが可
能となる。
【００１４】次に、その第二の具体例を図６に基づいて
説明する。一般に、パソコン等で換気用ファンを用いた
場合に生じる温度境界層Ｂ（図８参照）はｍｍオーダー
と予想されるが、温度勾配の大きい部分はより伝熱面の
近傍に極在している。従って、実際には、そのような温
度勾配の大きい部分を撹拌できれば、上述したような第
一の具体例のような効果を挙げることが可能となる。し
かしながら当然、可動電極部６の変位が大きいほど、さ
らに、熱伝導率が大きくなることが予想される。そこで
、図６に示すように、可動電極部６の上部にフィン１２
を新たに形成することによって、その可動電極部６の変
位を一段と大きくしたマイクロアクチュエータを実現す
ることが可能となる。このようなフィン１２を付けるこ
とにより、熱伝達率を第一の具体例（図５参照）の場合
に比べて１．５倍程度向上させることができた。
説明する。一般に、パソコン等で換気用ファンを用いた
場合に生じる温度境界層Ｂ（図８参照）はｍｍオーダー
と予想されるが、温度勾配の大きい部分はより伝熱面の
近傍に極在している。従って、実際には、そのような温
度勾配の大きい部分を撹拌できれば、上述したような第
一の具体例のような効果を挙げることが可能となる。し
かしながら当然、可動電極部６の変位が大きいほど、さ
らに、熱伝導率が大きくなることが予想される。そこで
、図６に示すように、可動電極部６の上部にフィン１２
を新たに形成することによって、その可動電極部６の変
位を一段と大きくしたマイクロアクチュエータを実現す
ることが可能となる。このようなフィン１２を付けるこ
とにより、熱伝達率を第一の具体例（図５参照）の場合
に比べて１．５倍程度向上させることができた。
【００１５】また、可動電極部６の上部にフィン１２を
設ける代わりに、その第三の具体例として、図７に示す
ように可動電極部６の平面部分の長さを大きくし、その
下方に位置する固定電極部５をその可動電極部６の支持
部側（いわゆる、梁７の形成された側）に形成すること
によって、第二の具体例の場合と同様に熱伝達率を第一
の具体例よりも１．５倍程度向上させることが可能とな
る。
設ける代わりに、その第三の具体例として、図７に示す
ように可動電極部６の平面部分の長さを大きくし、その
下方に位置する固定電極部５をその可動電極部６の支持
部側（いわゆる、梁７の形成された側）に形成すること
によって、第二の具体例の場合と同様に熱伝達率を第一
の具体例よりも１．５倍程度向上させることが可能とな
る。
【００１６】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、基板に形成され
た固定電極部と、この固定電極部と所定の間隔をおいて
対向配置され梁により可動自在に支持された可動電極部
と、この可動電極部と前記固定電極部との間に静電力を
作用させる静電力発生手段とよりなる静電力発生機構を
設け、この静電力発生機構を伝熱面の周囲の冷却媒体に
近接した位置に配設したことにより、従来における換気
用ファンよりもさらに効率良く熱放出を実現することが
できるものである。
た固定電極部と、この固定電極部と所定の間隔をおいて
対向配置され梁により可動自在に支持された可動電極部
と、この可動電極部と前記固定電極部との間に静電力を
作用させる静電力発生手段とよりなる静電力発生機構を
設け、この静電力発生機構を伝熱面の周囲の冷却媒体に
近接した位置に配設したことにより、従来における換気
用ファンよりもさらに効率良く熱放出を実現することが
できるものである。
【００１７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、静電力発生機構は、アモルファスＳｉ、若
しくは、ｐｏｌｙ−Ｓｉを用いてマイクロマシーニング
技術により作製したので、超小型の装置を提供すること
が可能となり、これにより従来よりも配設場所にもある
程度の自由度を持たせ、一段とＯＡ機器の小型化に対応
させることが可能となるものである。
明において、静電力発生機構は、アモルファスＳｉ、若
しくは、ｐｏｌｙ−Ｓｉを用いてマイクロマシーニング
技術により作製したので、超小型の装置を提供すること
が可能となり、これにより従来よりも配設場所にもある
程度の自由度を持たせ、一段とＯＡ機器の小型化に対応
させることが可能となるものである。
【図１】本発明の一実施例である静電力発生機構の様子
を示す側面図である。
を示す側面図である。
【図２】可動電極部側の様子を示す斜視図である。
【図３】その可動電極部を上部から見た平面図である。
【図４】伝熱面とこれを却する冷却媒体との間に静電力
発生機構を配設した時の熱伝達機構の様子を示す側面図
である。
発生機構を配設した時の熱伝達機構の様子を示す側面図
である。
【図５】第一の具体例を示す斜視図である。
【図６】第二の具体例を示す斜視図である。
【図７】第三の具体例を示す側面図である。
【図８】従来例を示す側面図である。
３ 基板
５ 固定電極部
６ 可動電極部
７ 梁
８ 静電力発生機構
Claims (2)
- 【請求項１】 基板に形成された固定電極部と、この
固定電極部と所定の間隔をおいて対向配置され梁により
可動自在に支持された可動電極部と、この可動電極部と
前記固定電極部との間に静電力を作用させる静電力発生
手段とよりなる静電力発生機構を設け、この静電力発生
機構を伝熱面の周囲の冷却媒体に近接した位置に配設し
たことを特徴とする熱伝達促進装置。 - 【請求項２】 静電力発生機構は、アモルファスＳｉ
、若しくは、ｐｏｌｙ−Ｓｉを用いてマイクロマシーニ
ング技術により作製したことをことを特徴とする請求項
１記載の熱伝達促進装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14476091A JPH04368481A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 熱伝達促進装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14476091A JPH04368481A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 熱伝達促進装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04368481A true JPH04368481A (ja) | 1992-12-21 |
Family
ID=15369766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14476091A Pending JPH04368481A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 熱伝達促進装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04368481A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007051963A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Mitsuteru Kimura | 熱型気圧センサとこれを用いた気圧計測装置 |
| US20100139306A1 (en) * | 2008-12-06 | 2010-06-10 | Krenik Thomas R | Air cycle heat pump techniques and system |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP14476091A patent/JPH04368481A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007051963A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Mitsuteru Kimura | 熱型気圧センサとこれを用いた気圧計測装置 |
| US20100139306A1 (en) * | 2008-12-06 | 2010-06-10 | Krenik Thomas R | Air cycle heat pump techniques and system |
| US8591206B2 (en) * | 2008-12-06 | 2013-11-26 | Thomas R. Krenik | Air cycle heat pump techniques and system |
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