JPH0567890A - 放熱装置 - Google Patents
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- JPH0567890A JPH0567890A JP4045780A JP4578092A JPH0567890A JP H0567890 A JPH0567890 A JP H0567890A JP 4045780 A JP4045780 A JP 4045780A JP 4578092 A JP4578092 A JP 4578092A JP H0567890 A JPH0567890 A JP H0567890A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた放熱特性を有する放熱装置を提供す
る。 【構成】 放熱装置１０は、直方体形状のブロック１１
を備える。ブロック１１は、空気の対流を引き起こす第
１グループの穴１２〜１９と第２グループの穴２０〜２
３とを有する。ブロック１１内には、ヒートパイプとし
て機能する蒸気および液体循環用の通路がＸ、Ｙおよび
Ｚ方向に延びるように形成されている。各通路の開口端
部はピン５１によって閉塞される。 【効果】 穴内で加熱された空気は第２グループの穴を
経由してブロックの上面から大気中に放散される。それ
に伴い、大気中の冷気は、第１グループの穴内に吸い込
まれ、さらに穴を規定する内壁面から発せられる熱を運
んでブロックの上面から大気中に放散される。通路内に
封入される作動流体は、頻繁に蒸発・凝縮を繰返す。放
熱部で凝縮した液体は、通路を規定する内壁面を通って
加熱部に戻る。
る。 【構成】 放熱装置１０は、直方体形状のブロック１１
を備える。ブロック１１は、空気の対流を引き起こす第
１グループの穴１２〜１９と第２グループの穴２０〜２
３とを有する。ブロック１１内には、ヒートパイプとし
て機能する蒸気および液体循環用の通路がＸ、Ｙおよび
Ｚ方向に延びるように形成されている。各通路の開口端
部はピン５１によって閉塞される。 【効果】 穴内で加熱された空気は第２グループの穴を
経由してブロックの上面から大気中に放散される。それ
に伴い、大気中の冷気は、第１グループの穴内に吸い込
まれ、さらに穴を規定する内壁面から発せられる熱を運
んでブロックの上面から大気中に放散される。通路内に
封入される作動流体は、頻繁に蒸発・凝縮を繰返す。放
熱部で凝縮した液体は、通路を規定する内壁面を通って
加熱部に戻る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路パッ
ケージなどの電子部品の熱を大気中に放散させるための
放熱装置に関するものである。
ケージなどの電子部品の熱を大気中に放散させるための
放熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ等の電子装置用集積回路で
は、近年ますます高速応答性および高集積化が要求され
ている。それに伴い、集積回路の消費電力密度が増大
し、電子部品の動作時の温度も高くなってきている。そ
のため、電子部品を冷却させるために、ヒートシンクな
どの放熱装置が使用されている。
は、近年ますます高速応答性および高集積化が要求され
ている。それに伴い、集積回路の消費電力密度が増大
し、電子部品の動作時の温度も高くなってきている。そ
のため、電子部品を冷却させるために、ヒートシンクな
どの放熱装置が使用されている。
【０００３】図１６は、半導体集積回路パッケージ１の
上に載せられた従来の放熱装置２を図示している。放熱
装置２は、半導体集積回路パッケージ１の上面に面接触
する薄い直方体形状のベースプレート３と、放熱装置の
表面積を増大させるためにベースプレート３の上面に立
てられた多数のピン４とを備える。放熱装置２の材質は
典型的にはアルミニウムである。半導体集積回路パッケ
ージ１の熱は放熱装置２に伝達され、放熱装置２の表面
から大気中に放散される。
上に載せられた従来の放熱装置２を図示している。放熱
装置２は、半導体集積回路パッケージ１の上面に面接触
する薄い直方体形状のベースプレート３と、放熱装置の
表面積を増大させるためにベースプレート３の上面に立
てられた多数のピン４とを備える。放熱装置２の材質は
典型的にはアルミニウムである。半導体集積回路パッケ
ージ１の熱は放熱装置２に伝達され、放熱装置２の表面
から大気中に放散される。
【０００４】図１７は、従来のフィンタイプの放熱装置
５を図示している。この放熱装置５は、半導体集積回路
パッケージの上面に面接触する円形のベースプレート６
と、放熱装置の表面積を増大させるためにベースプレー
ト６の上面に立てられた複数のフィン７とを備える。こ
のタイプの放熱装置５の材質も、典型的には、アルミニ
ウムである。
５を図示している。この放熱装置５は、半導体集積回路
パッケージの上面に面接触する円形のベースプレート６
と、放熱装置の表面積を増大させるためにベースプレー
ト６の上面に立てられた複数のフィン７とを備える。こ
のタイプの放熱装置５の材質も、典型的には、アルミニ
ウムである。
【０００５】図１６および図１７に示したような従来の
放熱装置では、その表面積を増加させることによって放
熱効果を高めるようにしているが、高速応答性および高
集積化が要求されている近年の電子部品に対しては、満
足すべき成果を上げていない。
放熱装置では、その表面積を増加させることによって放
熱効果を高めるようにしているが、高速応答性および高
集積化が要求されている近年の電子部品に対しては、満
足すべき成果を上げていない。
【０００６】電子部品を冷却する放熱装置の他の例とし
て、ヒートパイプが知られている。ヒートパイプは、パ
イプの両端を閉じて作った密閉容器の内部を減圧し、作
動流体と呼ばれる水やアルコールなどの熱媒体を少量封
入することによって得られる。ヒートパイプの加熱部分
では液体が蒸気となり、この蒸気は加熱部分から離れた
ところに移動してそこで放熱して液体となる。この液体
は、毛細管現象により加熱部に戻る。この作用の繰返し
で熱を加熱部より放熱部に伝える。
て、ヒートパイプが知られている。ヒートパイプは、パ
イプの両端を閉じて作った密閉容器の内部を減圧し、作
動流体と呼ばれる水やアルコールなどの熱媒体を少量封
入することによって得られる。ヒートパイプの加熱部分
では液体が蒸気となり、この蒸気は加熱部分から離れた
ところに移動してそこで放熱して液体となる。この液体
は、毛細管現象により加熱部に戻る。この作用の繰返し
で熱を加熱部より放熱部に伝える。
【０００７】半導体集積回路パッケージなどの電子部品
を冷却するために、電子部品の上面にヒートパイプが載
せられる。ヒートパイプは、電子部品と線状に接触する
ため、電子部品からヒートパイプへの熱伝達効率の点で
劣る。
を冷却するために、電子部品の上面にヒートパイプが載
せられる。ヒートパイプは、電子部品と線状に接触する
ため、電子部品からヒートパイプへの熱伝達効率の点で
劣る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、従
来の放熱装置よりも優れた放熱特性を有する放熱装置を
提供することである。
来の放熱装置よりも優れた放熱特性を有する放熱装置を
提供することである。
【０００９】この発明の他の目的は、表面積を増加させ
るということに頼らなくても放熱効果を高め得る放熱装
置を提供することである。
るということに頼らなくても放熱効果を高め得る放熱装
置を提供することである。
【００１０】この発明のさらに他の目的は、電子部品か
らの受熱面積を大きくしたヒートパイプを備えた放熱装
置を提供することである。
らの受熱面積を大きくしたヒートパイプを備えた放熱装
置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段およびその作用効果】この
発明の第１の局面では、放熱装置は、受熱面となる底面
領域と、上面領域と、底面領域および上面領域を連結す
る側面領域とによって規定されるブロックの形態を備え
る。ブロックは、側面領域を貫通して延びる第１グルー
プの穴手段と、第１グループの穴手段に交差し上面領域
まで延びる第２グループの穴手段とを有する。
発明の第１の局面では、放熱装置は、受熱面となる底面
領域と、上面領域と、底面領域および上面領域を連結す
る側面領域とによって規定されるブロックの形態を備え
る。ブロックは、側面領域を貫通して延びる第１グルー
プの穴手段と、第１グループの穴手段に交差し上面領域
まで延びる第２グループの穴手段とを有する。
【００１２】放熱装置が電子部品の上に置かれると、電
子部品からの熱によってブロック全体が加熱される。第
２グループの穴手段を規定する内壁面も加熱されるた
め、第２グループの穴手段内の空気も加熱される。この
加熱された空気はブロックの上面領域から大気中に放散
される。加熱空気の大気中への放散によって第２グルー
プの穴手段内の圧力は減少し、第１グループの穴手段内
の空気を吸い込む。それに伴い、大気中の冷気は第１グ
ループの穴手段内に吸い込まれる。こうして、大気中の
冷気が第１グループの穴手段内に吸い込まれ、さらに第
２グループの穴手段を経由して大気中へ放出されるとい
う対流動作が繰返される。第１グループの穴手段および
第２グループの穴手段内を通過する空気はそれらの穴手
段を規定する壁面から発せられる熱を大気中に放散す
る。この発明の第１の局面によれば、空気の対流を利用
して放熱特性を高めた放熱装置が得られる。
子部品からの熱によってブロック全体が加熱される。第
２グループの穴手段を規定する内壁面も加熱されるた
め、第２グループの穴手段内の空気も加熱される。この
加熱された空気はブロックの上面領域から大気中に放散
される。加熱空気の大気中への放散によって第２グルー
プの穴手段内の圧力は減少し、第１グループの穴手段内
の空気を吸い込む。それに伴い、大気中の冷気は第１グ
ループの穴手段内に吸い込まれる。こうして、大気中の
冷気が第１グループの穴手段内に吸い込まれ、さらに第
２グループの穴手段を経由して大気中へ放出されるとい
う対流動作が繰返される。第１グループの穴手段および
第２グループの穴手段内を通過する空気はそれらの穴手
段を規定する壁面から発せられる熱を大気中に放散す
る。この発明の第１の局面によれば、空気の対流を利用
して放熱特性を高めた放熱装置が得られる。
【００１３】この発明の他の局面では、放熱装置は、底
部に受熱面を有するブロックの形態を備える。ブロック
は、その内部に、ヒートパイプとして機能する蒸気およ
び液体循環用の通路手段を有している。
部に受熱面を有するブロックの形態を備える。ブロック
は、その内部に、ヒートパイプとして機能する蒸気およ
び液体循環用の通路手段を有している。
【００１４】ブロックの底部は、電子部品の上面に面接
触する。したがって、電子部品からの熱は効率よくブロ
ックに伝達される。電子部品から伝達された熱によっ
て、ブロック全体が加熱される。ヒートパイプとして機
能する蒸気および液体循環用の通路手段はブロックの内
部に形成されているので、通路手段を規定する内壁面全
体が加熱される。通路手段内に封入される作動流体は、
頻繁に蒸発・凝縮を繰返す。放熱部で凝縮した液体は、
通路手段を規定する内壁面を通って加熱部に戻る。この
第２の局面によれば、受熱効率および放熱特性の優れた
ヒートパイプ構造を有する放熱装置が得られる。
触する。したがって、電子部品からの熱は効率よくブロ
ックに伝達される。電子部品から伝達された熱によっ
て、ブロック全体が加熱される。ヒートパイプとして機
能する蒸気および液体循環用の通路手段はブロックの内
部に形成されているので、通路手段を規定する内壁面全
体が加熱される。通路手段内に封入される作動流体は、
頻繁に蒸発・凝縮を繰返す。放熱部で凝縮した液体は、
通路手段を規定する内壁面を通って加熱部に戻る。この
第２の局面によれば、受熱効率および放熱特性の優れた
ヒートパイプ構造を有する放熱装置が得られる。
【００１５】この発明のさらに他の局面では、放熱装置
は、受熱面となる底面領域と、上面領域と、底面領域お
よび上面領域を連結する側面領域とによって規定される
ブロックの形態を備える。ブロックは、側面領域を貫通
して延びる第１グループの穴手段と、第１グループの穴
手段に交差し上面領域まで延びる第２グループの穴手段
と、ヒートパイプとして機能する蒸気および液体循環用
の通路手段とを有している。
は、受熱面となる底面領域と、上面領域と、底面領域お
よび上面領域を連結する側面領域とによって規定される
ブロックの形態を備える。ブロックは、側面領域を貫通
して延びる第１グループの穴手段と、第１グループの穴
手段に交差し上面領域まで延びる第２グループの穴手段
と、ヒートパイプとして機能する蒸気および液体循環用
の通路手段とを有している。
【００１６】第３の局面に従った放熱装置は、第１局面
および第２局面の放熱装置の利点を備える。
および第２局面の放熱装置の利点を備える。
【００１７】
【実施例】図１に示すこの発明の一実施例である放熱装
置１０は、アルミニウム製のブロック１１を備える。ブ
ロック１１は、前面１１ａ、後面１１ｂ、左側面１１
ｃ、右側面１１ｄ、上面１１ｅおよび底面１１ｆによっ
て規定される立方体形状を有する。ブロック１１の底面
１１ｆは、半導体集積回路パッケージなどの電子部品と
面接触する受熱面となる。電子部品からブロック１１へ
の熱伝達を効率よくするために、ブロック１１の底面１
１ｆは、良好な平面度を持つように研磨加工される。
置１０は、アルミニウム製のブロック１１を備える。ブ
ロック１１は、前面１１ａ、後面１１ｂ、左側面１１
ｃ、右側面１１ｄ、上面１１ｅおよび底面１１ｆによっ
て規定される立方体形状を有する。ブロック１１の底面
１１ｆは、半導体集積回路パッケージなどの電子部品と
面接触する受熱面となる。電子部品からブロック１１へ
の熱伝達を効率よくするために、ブロック１１の底面１
１ｆは、良好な平面度を持つように研磨加工される。
【００１８】説明の便宜上、ブロック１１の前面１１ａ
と後面１１ｂとを連結する方向を「Ｘ方向」とし、左側
面１１ｃと右側面１１ｄとを連結する方向を「Ｙ方向」
とし、底面１１ｆと上面１１ｅとを連結する方向を「Ｚ
方向」とする。
と後面１１ｂとを連結する方向を「Ｘ方向」とし、左側
面１１ｃと右側面１１ｄとを連結する方向を「Ｙ方向」
とし、底面１１ｆと上面１１ｅとを連結する方向を「Ｚ
方向」とする。
【００１９】ブロック１１は、ブロック１１の側面領域
を貫通して延びる第１グループの穴手段と、第１グルー
プの穴手段に交差し上面領域まで延びる第２グループの
穴手段とを有している。図示した実施例では、第１グル
ープの穴手段は、ブロック１１の前面１１ａと後面１１
ｂとを貫通するように形成された４個の貫通穴１２、１
３、１４、１５と、左側面１１ｃと右側面１１ｄとを貫
通するように形成された４個の貫通穴１６、１７、１
８、１９とからなる。第２グループの穴手段は、ブロッ
ク１１の上面１１ｅから下方に延びる４個の穴２０、２
１、２２、２３からなる。貫通穴１２、１３、１４、１
５はＸ方向に延び、貫通穴１６、１７、１８、１９はＹ
方向に延び、穴２０、２１、２２、２３はＺ方向に延び
ている。
を貫通して延びる第１グループの穴手段と、第１グルー
プの穴手段に交差し上面領域まで延びる第２グループの
穴手段とを有している。図示した実施例では、第１グル
ープの穴手段は、ブロック１１の前面１１ａと後面１１
ｂとを貫通するように形成された４個の貫通穴１２、１
３、１４、１５と、左側面１１ｃと右側面１１ｄとを貫
通するように形成された４個の貫通穴１６、１７、１
８、１９とからなる。第２グループの穴手段は、ブロッ
ク１１の上面１１ｅから下方に延びる４個の穴２０、２
１、２２、２３からなる。貫通穴１２、１３、１４、１
５はＸ方向に延び、貫通穴１６、１７、１８、１９はＹ
方向に延び、穴２０、２１、２２、２３はＺ方向に延び
ている。
【００２０】図２は、第１グループの穴手段および第２
グループの穴手段の形態を図解的に示している。図示す
るように、Ｘ方向に延びる貫通穴１２、１３は、Ｙ方向
に延びる貫通穴１６、１７に交差する。同様に、上方に
位置しＸ方向に延びる貫通穴１４、１５は、Ｙ方向に延
びる貫通穴１８、１９に交差している。Ｚ方向に延びる
穴２０、２１、２２、２３は、Ｘ方向に延びる貫通穴と
Ｙ方向に延びる貫通穴との交差点に交差するように形成
されている。Ｚ方向に延びる４個の穴２０、２１、２
２、２３はブロック１１の底面１１ｆを貫通していな
い。これは、底面１１ｆの受熱面積を減少させないため
である。穴１２、１３、１４、１５、１６、１７、１
８、１９、２０、２１、２２、２３を設けることによっ
て、ブロックの放熱面積は増加する。好ましくは、各穴
の直径は、５ｍｍ〜６ｍｍの範囲内となるようにされ
る。
グループの穴手段の形態を図解的に示している。図示す
るように、Ｘ方向に延びる貫通穴１２、１３は、Ｙ方向
に延びる貫通穴１６、１７に交差する。同様に、上方に
位置しＸ方向に延びる貫通穴１４、１５は、Ｙ方向に延
びる貫通穴１８、１９に交差している。Ｚ方向に延びる
穴２０、２１、２２、２３は、Ｘ方向に延びる貫通穴と
Ｙ方向に延びる貫通穴との交差点に交差するように形成
されている。Ｚ方向に延びる４個の穴２０、２１、２
２、２３はブロック１１の底面１１ｆを貫通していな
い。これは、底面１１ｆの受熱面積を減少させないため
である。穴１２、１３、１４、１５、１６、１７、１
８、１９、２０、２１、２２、２３を設けることによっ
て、ブロックの放熱面積は増加する。好ましくは、各穴
の直径は、５ｍｍ〜６ｍｍの範囲内となるようにされ
る。
【００２１】ブロック１１の内部には、ヒートパイプと
して機能する蒸気および液体循環用の通路がＸ、Ｙおよ
びＺ方向に延びるように形成されている。図１には、そ
れらの通路の開口端部を閉塞するピン５１が現われてい
る。
して機能する蒸気および液体循環用の通路がＸ、Ｙおよ
びＺ方向に延びるように形成されている。図１には、そ
れらの通路の開口端部を閉塞するピン５１が現われてい
る。
【００２２】図３は、Ｘ、ＹおよびＺ方向に延びる通路
を図解的に示す。この図３と共に、図４および図５を参
照して、通路がいかに形成されているかを説明する。ヒ
ートパイプとして機能する蒸気および液体循環用の通路
手段は、ブロック１１の前面１１ａと後面１１ｂとを貫
通するように形成された９個の水平通路２４、２５、２
６、２７、２８、２９、３０、３１、３２と、ブロック
１１の左側面１１ｃと右側面１１ｄとを貫通するように
形成された９個の水平通路３３、３４、３５、３６、３
７、３８、３９、４０、４１と、ブロック１１の上面１
１ｅから下方に延びる９個の垂直通路４２、４３、４
４、４５、４６、４７、４８、４９、５０とを備える。
９個の水平通路２４、２５、２６、２７、２８、２９、
３０、３１、３２はＸ方向に延び、９個の水平通路３
３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１
はＹ方向に延び、９個の垂直通路４２、４３、４４、４
５、４６、４７、４８、４９、５０はＺ方向に延びてい
る。各通路は、図２に示されている穴１２、１３、１
４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２
２、２３には交差していない。
を図解的に示す。この図３と共に、図４および図５を参
照して、通路がいかに形成されているかを説明する。ヒ
ートパイプとして機能する蒸気および液体循環用の通路
手段は、ブロック１１の前面１１ａと後面１１ｂとを貫
通するように形成された９個の水平通路２４、２５、２
６、２７、２８、２９、３０、３１、３２と、ブロック
１１の左側面１１ｃと右側面１１ｄとを貫通するように
形成された９個の水平通路３３、３４、３５、３６、３
７、３８、３９、４０、４１と、ブロック１１の上面１
１ｅから下方に延びる９個の垂直通路４２、４３、４
４、４５、４６、４７、４８、４９、５０とを備える。
９個の水平通路２４、２５、２６、２７、２８、２９、
３０、３１、３２はＸ方向に延び、９個の水平通路３
３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１
はＹ方向に延び、９個の垂直通路４２、４３、４４、４
５、４６、４７、４８、４９、５０はＺ方向に延びてい
る。各通路は、図２に示されている穴１２、１３、１
４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２
２、２３には交差していない。
【００２３】最も下に位置しＸ方向に延びる３個の水平
通路２４、２５、２６は、Ｙ方向に延びる水平通路３
３、３４、３５に交差する。中間に位置しＸ方向に延び
る３個の水平通路２７、２８、２９は、Ｙ方向に延びる
水平通路３６、３７、３８に交差する。最も上に位置し
Ｘ方向に延びる３個の水平通路３０、３１、３２は、Ｙ
方向に延びる水平通路３９、４０、４１に交差する。Ｚ
方向に延びる９個の垂直通路４２、４３、４４、４５、
４６、４７、４８、４９、５０は、Ｘ方向に延びる水平
通路とＹ方向に延びる水平通路との交差点に交差する。
ブロック１１の底面１１ｆの受熱面積を減少させないた
めに、Ｚ方向に延びる９個の垂直通路４２、４３、４
４、４５、４６、４７、４８、４９、５０は、ブロック
１１の底面１１ｆを貫通していない。好ましくは、各通
路の直径は、２ｍｍ〜３ｍｍの範囲内となるようにされ
る。
通路２４、２５、２６は、Ｙ方向に延びる水平通路３
３、３４、３５に交差する。中間に位置しＸ方向に延び
る３個の水平通路２７、２８、２９は、Ｙ方向に延びる
水平通路３６、３７、３８に交差する。最も上に位置し
Ｘ方向に延びる３個の水平通路３０、３１、３２は、Ｙ
方向に延びる水平通路３９、４０、４１に交差する。Ｚ
方向に延びる９個の垂直通路４２、４３、４４、４５、
４６、４７、４８、４９、５０は、Ｘ方向に延びる水平
通路とＹ方向に延びる水平通路との交差点に交差する。
ブロック１１の底面１１ｆの受熱面積を減少させないた
めに、Ｚ方向に延びる９個の垂直通路４２、４３、４
４、４５、４６、４７、４８、４９、５０は、ブロック
１１の底面１１ｆを貫通していない。好ましくは、各通
路の直径は、２ｍｍ〜３ｍｍの範囲内となるようにされ
る。
【００２４】各通路の開口端部は、アルミニウム製のピ
ン５１によって閉塞される。図７を参照して、ピン５１
は、フランジ部５１ｂと、フランジ部５１ｂから上方に
突き出た突出部５１ａと、フランジ部５１ｂから下方に
突き出たねじ部５１ｃと、ブロック１１内の通路を気密
封止するための金属パッキン５１ｄとを備える。ブロッ
ク１１内に形成されている各通路の開口端部にはピン５
１のねじ部５１ｃに螺合する雌ねじが形成されている。
ン５１によって閉塞される。図７を参照して、ピン５１
は、フランジ部５１ｂと、フランジ部５１ｂから上方に
突き出た突出部５１ａと、フランジ部５１ｂから下方に
突き出たねじ部５１ｃと、ブロック１１内の通路を気密
封止するための金属パッキン５１ｄとを備える。ブロッ
ク１１内に形成されている各通路の開口端部にはピン５
１のねじ部５１ｃに螺合する雌ねじが形成されている。
【００２５】ブロック１１内に形成されている通路を閉
塞するピン５１が突出部５１ａを有することにより、放
熱装置の表面積が増加し放熱効果が高められる。好まし
くは、図７に示すように、ピン５１の突出部５１ａの先
端面５１ｅは、放熱のための表面積を増加させるため
に、ピンの軸線に対して斜めに交差するように形成され
る。
塞するピン５１が突出部５１ａを有することにより、放
熱装置の表面積が増加し放熱効果が高められる。好まし
くは、図７に示すように、ピン５１の突出部５１ａの先
端面５１ｅは、放熱のための表面積を増加させるため
に、ピンの軸線に対して斜めに交差するように形成され
る。
【００２６】ブロック１１内に形成されているすべての
通路の開口端部をピン５１によって閉塞すれば、通路は
密閉された空間となる。ピン５１によって完全に通路を
密閉するのに先立ち、通路内は減圧され、さらに、通路
内に熱媒体となる適量の作動流体が入れられる。作動流
体は、密閉空間の全容積に対して１５〜１８％の容積を
占める量だけ入れられる。
通路の開口端部をピン５１によって閉塞すれば、通路は
密閉された空間となる。ピン５１によって完全に通路を
密閉するのに先立ち、通路内は減圧され、さらに、通路
内に熱媒体となる適量の作動流体が入れられる。作動流
体は、密閉空間の全容積に対して１５〜１８％の容積を
占める量だけ入れられる。
【００２７】図６は、図４のＡ−Ａ線に沿って見た断面
図であり、放熱装置１０が半導体集積回路パッケージ１
の上面に置かれている状態を示している。ブロック１１
の底面１１ｆは半導体集積回路パッケージ１の上面に面
接触し、半導体集積回路パッケージ１からの熱を受けと
る。ブロック１１は、半導体集積回路パッケージ１から
の熱伝導によってその全体が加熱される。これに伴い、
ブロック１１に形成されている貫通穴１２、１３、１
４、１５、１６、１７、１８、１９および穴２０、２
１、２２、２３を取り囲む内壁面も加熱され、穴内の空
気は高温になる。この加熱された空気は、Ｚ方向に延び
る穴２０、２１、２２、２３内を移動しブロック１１の
上面１１ｅから大気中に放出される。加熱された空気の
大気中への放出のために穴内の圧力は減少する。その結
果、大気中の冷気がＸおよびＹ方向に延びる貫通穴１
２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９内に取
り込まれる。穴内に導入された冷気は内壁面から熱を奪
い取り、再びブロック１１の上面１１ｅから大気中に放
出される。このような空気の対流によって放熱装置１０
の放熱特性が高められる。
図であり、放熱装置１０が半導体集積回路パッケージ１
の上面に置かれている状態を示している。ブロック１１
の底面１１ｆは半導体集積回路パッケージ１の上面に面
接触し、半導体集積回路パッケージ１からの熱を受けと
る。ブロック１１は、半導体集積回路パッケージ１から
の熱伝導によってその全体が加熱される。これに伴い、
ブロック１１に形成されている貫通穴１２、１３、１
４、１５、１６、１７、１８、１９および穴２０、２
１、２２、２３を取り囲む内壁面も加熱され、穴内の空
気は高温になる。この加熱された空気は、Ｚ方向に延び
る穴２０、２１、２２、２３内を移動しブロック１１の
上面１１ｅから大気中に放出される。加熱された空気の
大気中への放出のために穴内の圧力は減少する。その結
果、大気中の冷気がＸおよびＹ方向に延びる貫通穴１
２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９内に取
り込まれる。穴内に導入された冷気は内壁面から熱を奪
い取り、再びブロック１１の上面１１ｅから大気中に放
出される。このような空気の対流によって放熱装置１０
の放熱特性が高められる。
【００２８】ピン５１によって気密封止された通路内に
は適量の作動流体が入れられている。ブロック１１が加
熱されていない状態では作動流体は液体であり、主にブ
ロック１１の底面１１ｆに近い水平通路２４、２５、２
６、３３、３４、３５内に位置している。放熱装置１０
が半導体集積回路パッケージ１の上面に置かれて加熱さ
れると、加熱部分にあった液体は蒸気となり、Ｘ、Ｙお
よびＺ方向に延びている各通路内に流れる。この蒸気の
移動によって、ブロック１１内の熱伝達速度が速められ
る。
は適量の作動流体が入れられている。ブロック１１が加
熱されていない状態では作動流体は液体であり、主にブ
ロック１１の底面１１ｆに近い水平通路２４、２５、２
６、３３、３４、３５内に位置している。放熱装置１０
が半導体集積回路パッケージ１の上面に置かれて加熱さ
れると、加熱部分にあった液体は蒸気となり、Ｘ、Ｙお
よびＺ方向に延びている各通路内に流れる。この蒸気の
移動によって、ブロック１１内の熱伝達速度が速められ
る。
【００２９】蒸気となった作動流体は放熱部で放熱して
液体となる。この液体は、通路を規定する内壁面に沿っ
て流れ加熱部にまで戻る。液体は、放熱部から加熱部へ
戻る間通路を取り囲む内壁面から熱を奪い、加熱部で再
度蒸発する。このような蒸発・凝縮の繰返しによって放
熱装置の放熱効果を高める。
液体となる。この液体は、通路を規定する内壁面に沿っ
て流れ加熱部にまで戻る。液体は、放熱部から加熱部へ
戻る間通路を取り囲む内壁面から熱を奪い、加熱部で再
度蒸発する。このような蒸発・凝縮の繰返しによって放
熱装置の放熱効果を高める。
【００３０】図１〜図６に示した実施例は、空気の対流
機能およびヒートパイプの機能によって放熱効果を高め
ている。考えられる変形例として、この２つの機能のう
ち一方の機能を有する放熱装置も可能である。また、図
示した実施例は立方体形状のブロックを有していたが、
必ずしもそのような形態のブロックでなくともよい。
機能およびヒートパイプの機能によって放熱効果を高め
ている。考えられる変形例として、この２つの機能のう
ち一方の機能を有する放熱装置も可能である。また、図
示した実施例は立方体形状のブロックを有していたが、
必ずしもそのような形態のブロックでなくともよい。
【００３１】図８は、ブロック１１内に形成された蒸気
および液体循環用の通路を閉塞するためのピンの他の例
を図示している。図示するピン５２は、その中心部に軸
線方向に延びる穴５３を有している。穴５３は、ピン５
２の先端部近くまで延び、かつブロック１１内の通路と
連通している。したがって、蒸気となった作動流体は穴
５３内にも流れ、ピン５２の先端部近くにまで迅速に熱
を伝える。これにより、放熱装置の放熱特性は一層向上
する。
および液体循環用の通路を閉塞するためのピンの他の例
を図示している。図示するピン５２は、その中心部に軸
線方向に延びる穴５３を有している。穴５３は、ピン５
２の先端部近くまで延び、かつブロック１１内の通路と
連通している。したがって、蒸気となった作動流体は穴
５３内にも流れ、ピン５２の先端部近くにまで迅速に熱
を伝える。これにより、放熱装置の放熱特性は一層向上
する。
【００３２】図９は、ヒートパイプとして機能する通路
４５を図解的に示している。各通路を規定する内壁面に
は、好ましくは、通路に沿って螺旋状に延びる溝５４が
形成される。放熱部で凝縮して液体となった作動流体
は、螺旋溝５４に沿って流れて加熱部にまで戻る。液体
は螺旋溝５４に沿って流れるので、通路４５を規定する
内壁面の周面全体から均一に熱を奪い取る。
４５を図解的に示している。各通路を規定する内壁面に
は、好ましくは、通路に沿って螺旋状に延びる溝５４が
形成される。放熱部で凝縮して液体となった作動流体
は、螺旋溝５４に沿って流れて加熱部にまで戻る。液体
は螺旋溝５４に沿って流れるので、通路４５を規定する
内壁面の周面全体から均一に熱を奪い取る。
【００３３】図１０は、この発明の他の実施例を図示し
ている。図示する放熱装置５５が、図１に示した放熱装
置１０と異なっている点は、ヒートパイプとして機能す
る通路を閉塞するためのピンの形態にある。図１１に示
すように、放熱装置５５のピン５６は、複数のフィン５
７を備えている。フィン５７を形成することによってピ
ン５６の放熱面積は増加し、放熱効果が高められる。
ている。図示する放熱装置５５が、図１に示した放熱装
置１０と異なっている点は、ヒートパイプとして機能す
る通路を閉塞するためのピンの形態にある。図１１に示
すように、放熱装置５５のピン５６は、複数のフィン５
７を備えている。フィン５７を形成することによってピ
ン５６の放熱面積は増加し、放熱効果が高められる。
【００３４】実験例 図１に示した構造の放熱装置１０の放熱効果と、図１７
に示した放熱装置５の放熱効果とを比較する実験を行な
った。この比較実験のために、図１２に示すペルチェ素
子５８を用意した。ペルチェ素子５８は、その上面５８
ａが１２５℃となり、底面５８ｂが６５℃となるように
制御された。ペルチェ素子５８の上面に、厚さ１ｍｍの
アルミニウムプレート５９を置いた。アルミニウムプレ
ート５９の平面形状は、２５ｍｍ×２５ｍｍの正方形で
あった。アルミニウムプレート５９内には熱電対６０が
挿入された。熱電対６０は、アルミニウムプレート５９
の中央部分の温度を測定した。
に示した放熱装置５の放熱効果とを比較する実験を行な
った。この比較実験のために、図１２に示すペルチェ素
子５８を用意した。ペルチェ素子５８は、その上面５８
ａが１２５℃となり、底面５８ｂが６５℃となるように
制御された。ペルチェ素子５８の上面に、厚さ１ｍｍの
アルミニウムプレート５９を置いた。アルミニウムプレ
ート５９の平面形状は、２５ｍｍ×２５ｍｍの正方形で
あった。アルミニウムプレート５９内には熱電対６０が
挿入された。熱電対６０は、アルミニウムプレート５９
の中央部分の温度を測定した。
【００３５】図１３は、図１に示した放熱装置１０がア
ルミニウムプレート５９上に置かれている状態を図示し
ている。ブロック１１は、一辺が２５ｍｍの立方体形状
を有していた。空気を通過させる穴１５の直径は５．５
ｍｍであり、ピン５１の直径は２ｍｍであった。ピン５
１の突出部分の長さは４ｍｍであった。また、ヒートパ
イプとして機能する通路の直径は２．５ｍｍであった。
ルミニウムプレート５９上に置かれている状態を図示し
ている。ブロック１１は、一辺が２５ｍｍの立方体形状
を有していた。空気を通過させる穴１５の直径は５．５
ｍｍであり、ピン５１の直径は２ｍｍであった。ピン５
１の突出部分の長さは４ｍｍであった。また、ヒートパ
イプとして機能する通路の直径は２．５ｍｍであった。
【００３６】図１４は、図１７に示した放熱装置５がア
ルミニウムプレート５９の上に置かれている状態を示し
ている。放熱装置５はアルミニウムから作られており、
円形のベースプレート６と８個のフィン７とを備えてい
た。ベースプレート６は、その直径が３８ｍｍであり、
その厚みが４ｍｍであった。フィン７の厚みは１ｍｍで
あり、高さは１２ｍｍであった。隣接するフィン７間の
距離は５ｍｍであった。
ルミニウムプレート５９の上に置かれている状態を示し
ている。放熱装置５はアルミニウムから作られており、
円形のベースプレート６と８個のフィン７とを備えてい
た。ベースプレート６は、その直径が３８ｍｍであり、
その厚みが４ｍｍであった。フィン７の厚みは１ｍｍで
あり、高さは１２ｍｍであった。隣接するフィン７間の
距離は５ｍｍであった。
【００３７】図１３および図１４に示すように、アルミ
ニウムプレート５９の上に放熱装置を置いたとき、アル
ミニウムプレート５９の温度が何度に維持されるのかを
調べた。実験室の室温は２０℃であった。
ニウムプレート５９の上に放熱装置を置いたとき、アル
ミニウムプレート５９の温度が何度に維持されるのかを
調べた。実験室の室温は２０℃であった。
【００３８】図１５は、アルミニウムプレート５９の温
度の変化を示している。図１５を参照して、放熱装置を
アルミニウムプレート５９の上に置く前の状態では、ア
ルミニウムプレート５９の温度は１２５℃であった。矢
印Ａで示す箇所で放熱装置をアルミニウムプレート５９
の上に載せた。放熱装置をアルミニウムプレート５９の
上に載せると、即座にアルミニウムプレート５９の温度
は急激に下降し、その後一定温度に維持された。矢印Ｂ
で示す線が図１に示した構造の放熱装置１０を載せた場
合を示し、矢印Ｃで示す破線は、図１７に示した構造の
放熱装置を載せた場合を示している。図１に示した放熱
装置１０を使用すると、アルミニウムプレート５９の温
度は約５８℃に維持された。それに対して、図１７に示
した構造の放熱装置５を載せた場合には、アルミニウム
プレート５９の温度は約８０℃に維持された。
度の変化を示している。図１５を参照して、放熱装置を
アルミニウムプレート５９の上に置く前の状態では、ア
ルミニウムプレート５９の温度は１２５℃であった。矢
印Ａで示す箇所で放熱装置をアルミニウムプレート５９
の上に載せた。放熱装置をアルミニウムプレート５９の
上に載せると、即座にアルミニウムプレート５９の温度
は急激に下降し、その後一定温度に維持された。矢印Ｂ
で示す線が図１に示した構造の放熱装置１０を載せた場
合を示し、矢印Ｃで示す破線は、図１７に示した構造の
放熱装置を載せた場合を示している。図１に示した放熱
装置１０を使用すると、アルミニウムプレート５９の温
度は約５８℃に維持された。それに対して、図１７に示
した構造の放熱装置５を載せた場合には、アルミニウム
プレート５９の温度は約８０℃に維持された。
【００３９】上記結果から、図１に示した放熱装置１０
は、図１７に示した放熱装置５よりも優れた放熱特性を
有していることが確認された。
は、図１７に示した放熱装置５よりも優れた放熱特性を
有していることが確認された。
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】第１および第２グループの穴の形成状態を示す
図解図である。
図解図である。
【図３】ヒートパイプとして機能する通路の形成状態を
示す図解図である。
示す図解図である。
【図４】図１に示した放熱装置１０の平面図である。
【図５】図４の線Ａ−Ａに沿って見た断面図である。
【図６】図４の線Ｂ−Ｂに沿って見た断面図である。
【図７】ヒートパイプとして機能する通路の開口端部を
閉塞するピンを示す斜視図である。
閉塞するピンを示す斜視図である。
【図８】通路を閉塞するためのピンの他の例を示す断面
図である。
図である。
【図９】螺旋溝が形成された通路を示す図解図である。
【図１０】本発明の他の実施例を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示されているピン５６の拡大図であ
る。
る。
【図１２】放熱装置の放熱効果を確認するための実験に
用いたペルチェ素子の斜視図である。
用いたペルチェ素子の斜視図である。
【図１３】図１に示した構造の放熱装置がペルチェ素子
に置かれている状態を示す図である。
に置かれている状態を示す図である。
【図１４】図１７に示した放熱装置がペルチェ素子の上
に置かれている状態を示す図である。
に置かれている状態を示す図である。
【図１５】ペルチェ素子の上に置かれたアルミニウムプ
レートの温度変化を示す図である。
レートの温度変化を示す図である。
【図１６】従来の放熱装置の一例を示す斜視図である。
【図１７】従来の放熱装置の他の例を示す斜視図であ
る。
る。
１０ 放熱装置 １１ ブロック １２〜１９ 第１グループの穴手段としての貫通穴 ２０〜２３ 第２グループの穴手段としての穴 ２４〜４１ 水平通路 ４２〜５０ 垂直通路 ５１ ピン ５４ 螺旋溝 ５５ 放熱装置 ５６ ピン ５７ フィン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｇ 8509−4Ｅ Ｒ 8509−4Ｅ
Claims (3)
- 【請求項１】 受熱面となる底面領域と、上面領域と、
底面領域および上面領域を連結する側面領域とによって
規定されるブロックの形態を備え、 前記ブロックは、前記側面領域を貫通して延びる第１グ
ループの穴手段と、前記第１グループの穴手段に交差し
前記上面領域まで延びる第２グループの穴手段とを有す
る、放熱装置。 - 【請求項２】 底部に受熱面を有するブロックの形態を
備え、 前記ブロックは、その内部に、ヒートパイプとして機能
する蒸気および液体循環用の通路手段を有している、放
熱装置。 - 【請求項３】 受熱面となる底面領域と、上面領域と、
底面領域および上面領域を連結する側面領域とによって
規定されるブロックの形態を備え、 前記ブロックは、前記側面領域を貫通して延びる第１グ
ループの穴手段と、前記第１グループの穴手段に交差し
前記上面領域まで延びる第２グループの穴手段と、ヒー
トパイプとして機能する蒸気および液体循環用の通路手
段とを有している、放熱装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4045780A JPH088421B2 (ja) | 1991-03-20 | 1992-03-03 | 放熱装置 |
| US07/853,417 US5213153A (en) | 1991-03-20 | 1992-03-17 | Heat radiating device |
| CA002063334A CA2063334A1 (en) | 1991-03-20 | 1992-03-18 | Radiating device |
| EP92104713A EP0504856A1 (en) | 1991-03-20 | 1992-03-18 | Radiating device |
| KR1019920004408A KR920018911A (ko) | 1991-03-20 | 1992-03-18 | 방열장치 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-130845 | 1991-03-20 | ||
| JP13084591 | 1991-03-20 | ||
| JP4045780A JPH088421B2 (ja) | 1991-03-20 | 1992-03-03 | 放熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0567890A true JPH0567890A (ja) | 1993-03-19 |
| JPH088421B2 JPH088421B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=26385844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4045780A Expired - Lifetime JPH088421B2 (ja) | 1991-03-20 | 1992-03-03 | 放熱装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5213153A (ja) |
| EP (1) | EP0504856A1 (ja) |
| JP (1) | JPH088421B2 (ja) |
| KR (1) | KR920018911A (ja) |
| CA (1) | CA2063334A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040013392A (ko) * | 2002-08-06 | 2004-02-14 | 주식회사메탈폼코리아 | 히트싱크 |
| WO2010005501A3 (en) * | 2008-06-30 | 2010-04-08 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Monolithic structurally complex heat sink designs |
| JP2023518108A (ja) * | 2020-04-30 | 2023-04-27 | ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト | 熱交換器及び熱交換器を備える電気装置 |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5444909A (en) * | 1993-12-29 | 1995-08-29 | Intel Corporation | Method of making a drop-in heat sink |
| US5552960A (en) * | 1994-04-14 | 1996-09-03 | Intel Corporation | Collapsible cooling apparatus for portable computer |
| TW265430B (en) * | 1994-06-30 | 1995-12-11 | Intel Corp | Ducted opposing bonded fin heat sink blower multi-microprocessor cooling system |
| JP3233808B2 (ja) * | 1995-03-17 | 2001-12-04 | 富士通株式会社 | 電子パッケージの冷却システム |
| US5737923A (en) * | 1995-10-17 | 1998-04-14 | Marlow Industries, Inc. | Thermoelectric device with evaporating/condensing heat exchanger |
| US5699853A (en) * | 1996-08-30 | 1997-12-23 | International Business Machines Corporation | Combined heat sink and sink plate |
| FI106066B (fi) * | 1997-03-04 | 2000-11-15 | Nokia Networks Oy | Työaineeseen olomuodon muutoksessa sitoutuvaan lämpöenergiaan perustuva jäähdytin |
| US6152213A (en) | 1997-03-27 | 2000-11-28 | Fujitsu Limited | Cooling system for electronic packages |
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