JP4228680B2

JP4228680B2 - Cooling member

Info

Publication number: JP4228680B2
Application number: JP2002360447A
Authority: JP
Inventors: 哲史石川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2022-12-12
Also published as: JP2004193389A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を内部に実装した電子機器を間接冷却する冷却部材および、冷却部材を備えた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、複数の素子アンテナが配置されたアレイアンテナ装置の場合、各素子アンテナで受信された信号を増幅し所要の処理を行う各素子アンテナ対応のモジュールが高密度に複数実装される。モジュールは、小型高出力で高発熱の半導体素子やその性能が温度に依存する電子部品が高密度に実装されており、電子機器装置の性能を維持するためには、装置内に実装された全てのモジュールにおいて内装された電子部品を規定の温度範囲内に保持する必要がある。
【０００３】
従来、このようなモジュールを実装したアレイアンテナ装置において、省スペースにて高密度に実装されたモジュールを冷却する方式として、内部を冷媒が流れる薄型の平板状ヒートシンクをモジュールに接触させて冷却を行う間接冷却方式が適用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２６４９８１号公報（第２頁、図５、図６）
【０００５】
従来の電子機器装置の例としてアレイアンテナ装置の構造を図８に示す。図８（ａ）は従来の電子機器装置の斜視図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図において、１はモジュール、２はモジュール１内部に実装された冷却を必要とする高出力増幅器、低雑音増幅器等の電子部品、３０はモジュール１に接触するように配置され内部を冷媒が流れるヒートシンク、５が電子機器装置のシャーシである。
【０００６】
従来の電子機器装置の冷却構造は上記のように構成され、シャーシ５内においてモジュール１の内部に実装された電子部品２から発生した熱は、モジュール１のヒートシンク３０との接触面よりヒートシンク３０に伝導され、ヒートシンク３０内部を４１に示す方向で流れる冷媒に伝達される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように構成された電子機器装置の間接冷却構造では、以下のような問題点がある。図８のような冷却構造の場合、ヒートシンク３０内の流れの下流側において冷媒４はその上流にてモジュール１で発生した熱を吸収しているため、冷媒温度は上流側より高くなり上流側と下流側で温度差を生じる。例えばアレイアンテナ装置のようにモジュール１内部にその性能に温度依存性がある電子部品が実装され、装置内に実装されたモジュール１の温度差が機器の性能劣化を招く場合、装置内に実装される多数のモジュール１の温度を均一化することが要求される。
【０００８】
しかし、この冷媒４の温度差が上流側に配置されるモジュールと下流側に配置されるモジュールとの間に温度差を生じさせ、モジュール温度の均一化を妨げる要因となる。この解決策として、発熱量に対する冷媒流量を増大させ下流側における冷媒の温度上昇を極力抑える方策が考えられるが、冷媒流量を増大させるためには、装置への冷媒供給圧力を著しく上昇させる必要が有り、冷却装置の冷媒循環系への負荷の増大、装置内の冷媒配管系に対する耐冷媒圧力性要求値の上昇を伴うこととなった。
【０００９】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、内部に実装された電子部品の温度の均一化を可能とする電子機器装置の間接冷却構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る冷却部材は、異なる位置に配設された複数の発熱性電子部品の夫々と熱的に間接的に接続され、冷媒の流れる内部流路を形成する内壁面を有した冷却部材であって、上記冷却部材の内壁面の熱伝達率を、冷媒の流れ方向に変化させたものである。
【００１１】
また、この冷却部材は、少なくとも２つ以上の平板が対向配置されて内部流路の内壁面を構成するとともに、当該平板の流路と接する面に形成された複数の突起を有し、当該突起により流路の幅が縮小される複数の流路縮小部を構成し、当該流路縮小部の流路の幅を、冷媒の流れ方向に変化させても良い。
【００１２】
また、この冷却部材は、内部流路を構成する管状の内壁面を有し、当該内壁面に形成された複数の突起を有するとともに、当該突起により流路の径が縮小される複数の流路縮小部を構成し、当該流路縮小部の流路の径を、冷媒の流れ方向に変化させても良い。
【００１３】
また、この冷却部材は、内部流路を形成する内壁面に複数の突起を有し、上記冷媒の流れ方向で隣接する突起間のピッチを、冷媒の流れ方向に変化させても良い。
【００１４】
また、この冷却部材は、互いに連結された複数の冷却管、および冷却管の連結部をシールするとともに冷却管の内部流路に突出したＯリングを有し、Ｏリングのつぶし量を、冷媒の流れ方向に変化させても良い。
【００１５】
さらに、この冷却部材は、内部流路に複数のフィンが突出するワイヤフィンを配置し、隣接するフィンのピッチが冷媒の流れ方向に変化させても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１（ａ）は、この本発明の実施の形態１において、例えばアレイアンテナ装置のように発熱する電子部品を内蔵したモジュールが規則正しく配列された電子機器装置の冷却構造を示す図である。
【００１７】
図において、１は発熱する電子部品が内蔵されその性能を維持するために冷却が必要な電子ユニットとしてのモジュールであって、図では複数有るモジュール１の夫々を、モジュール１−１〜１−ｎとして図示している。３はモジュール１の冷却を行うために片面当たりｎ個のモジュール１に接触して配置され内部に冷媒の流路を備える冷却部材であるヒートシンク、４１は冷媒の流れ方向を示す。ヒートシンク３は、ヒートシンクを構成する壁面３ａ側の接触面Ｓa、およびヒートシンクを構成する壁面３ｂ側の接触面Ｓbを介在させて、モジュール１の夫々の外壁面と熱的に接触している。
【００１８】
すなわち、モジュール１内部に設けられた複数の電子部品（例えば、図８に示す電子部品２）は、ヒートシンク３の両側に夫々配置され、ヒーシンク３に接触することによって間接的に冷却される。ヒートシンク３は、モジュール１から伝達された熱を、冷媒４を通じて廃熱する。また、ここでのヒートシンク内面と冷媒４との間の熱伝達率は、冷媒の流れ方向の位置によって変化するように、内部流路が構成されている（内部流路の詳細構造については図２の説明で後述する）。ヒートシンク３は、図８のヒートシンク３０と同程度の大きさを有し、シャーシ５内で図８のヒートシンク３０の配置と同様にして配置される。
【００１９】
図１（ｂ）〜（ｅ）は、図１（ａ）の構成に関する本実施の形態による適用例の冷却特性を示す図であり、同図中には、比較のために従来技術の適用例の冷却特性を示している。従来技術の適用例としては、冷媒流路の断面が一定形状のものや、ヒートシンク内部に、一定形状のフィンを一定の間隔で規則的に配置したものを仮定している。なお、電子機器装置に実装される複数のモジュール１の発熱量は全て等しく、等間隔で配列された場合を仮定している。
【００２０】
図において、横軸には図１（ａ）において流れ方向に配列されたモジュール１−１〜１−ｎの位置をとり、図１（ｂ）では冷媒温度、図１（ｃ）ではヒートシンク３に設定されたヒートシンク内面と冷媒との間の熱伝達率、図１（ｄ）では流れ方向単位長さ当たりの冷媒の圧力損失、図１（ｅ）ではモジュール１の温度の変化を示している。
【００２１】
この実施の形態では、冷媒温度が流れの下流に行くに従い上昇する為、流れの最下流に位置するモジュールの温度を、許容温度Ｔａ以下に冷却することを前提として、ヒートシンク３と冷媒との熱伝達率が設定されるように、冷媒の流量（流速）を与える。従来技術では、この最下流に位置するモジュールの冷却を考慮して熱伝達率ｈａを設定し、この熱伝達率ｈａがヒートシンク３の全ての流れ方向の位置で均一に適用されるように構成されている。このため、上流に位置するモジュールは冷媒温度に準じて低くなり、上流に位置するモジュールと下流に位置するモジュールとの間で温度差を生じていた。
【００２２】
このような場合に、本発明では図１（ｃ）に示すように冷媒温度の低い上流では熱伝達率を低く、冷媒温度の高い下流では従来の技術と同等に熱伝達率を高く設定する。これにより、下流に位置するモジュールでは従来の技術と同様に許容温度Ｔａ以下で温度を保持しつつ、上流に位置するモジュールでは温度が上昇し、流れ方向での位置により発生していたモジュール温度差を冷媒の流量を増大させることなく低減できる。
【００２３】
一方、近年、実装される電子部品の高出力化、モジュール内における電子部品の高密度実装化に伴い、モジュール１の発熱量が増大する傾向にあり、これに対応して冷却性能を向上させるため、ヒートシンク３内部に例えば図９に示すような冷却構造を適用することが検討されている。図９の構成例では、ヒートシンク３の流路に所定の間隔で突起３１を用いた流路の急縮小部３２を設け、流れを乱流化させ、ヒートシンク３と冷媒４との間の熱伝達率を向上させる効果を発生させている。
【００２４】
しかし、電子機器装置の間接冷却を行うために、冷却部材をこのように構成すると、冷却性能が向上する反面、流れの乱流化により冷却板内の圧力損失の増大を招くことになる。特に、流れ方向での位置により発生していたモジュールの温度差を低減させるために、冷媒の流量を増加させた場合の圧力損失の増加が大きくなり、さらなる冷媒循環系の負荷の増大、冷却装置の大型化、エネルギー消費量増加を招くことにつながる。
【００２５】
このため、本実施の形態では、図１（ｃ）の特性を持つヒートシンクを備えることによって、冷媒の流量の増加を伴うことなく流れ方向での位置により発生していたモジュール温度差を低減することができる。また、一般的にヒートシンク３と冷媒４との熱伝達率を高めるためには圧力損失の上昇を伴う為、本実施の形態のように上流域に行くにしたがって熱伝達率が低くなるように設定する。これにより、図１（ｄ）に示すように単位長さ当たりの圧力損失が低減され（特に上流側で低減され）、図９の流れ方向に同一の熱伝達率を有するヒートシンクに比較して圧力損失を低減することができる。
【００２６】
図２は、実施の形態１によるヒートシンクの詳細構造を示す図で、図２（ａ）はヒートシンクの構成を示した斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図中の点線はヒートシンク３の外壁面に接触するように配置したモジュール１−１、１−ｎの想像線を示している。図２の矢視Ｘは、図１（ａ）の紙面下方向を示している。
【００２７】
図において、２つの壁面３ａ、３ｂは何れも平板で構成され、この２枚の平板は内部流路を構成するように、互いに対向して配置される。平板状の壁面３ａ、３ｂの内壁面には、複数の突起３１が設けられる。壁面３ａに設けられた突起３１と壁面３ｂに設けられた突起３１とが、内部流路の急縮小部３２を構成する。流路の急縮小部３２は、冷媒４とヒートシンク３内面との間の熱伝達率を向上させる。この実施の形態では、急縮小部３２の流路の幅を冷媒の流れ方向４１の位置により変えている。図では例として流れ方向にI、I I 、I I Iの３つの領域に分け、各領域における急縮小部３２の流路幅をｄ１＞ｄ２＞ｄ３の関係となるように段階的に変えた例を示している。
【００２８】
ヒートシンク３内の流路に突起３１による急縮小部３２を設けた場合、熱伝達率は急縮小部３２の幅が小さいほど、ヒートシンク３内面と冷媒４との間の熱伝達率は向上し、圧力損失も上昇する。図２の例ではヒートシンク３の加工を簡単にするため、流れ方向に３つの領域I、I I、I I Iに分け、急縮小部３２の流路幅を段階的に変化させており、熱伝達率、単位長さ当たりの圧力損失を領域により変化させている。
【００２９】
例えば、図１（ａ）の例と同様に発熱量の等しいモジュール１を等間隔で配置し、図２のヒートシンク３を構成する壁面３ａ、３ｂの外壁面をモジュール１の外壁面に接触させている。このとき、流路急縮小部３２の幅の小さい側が冷媒の下流側に位置するように設定して、ヒートシンク３とモジュール１を装着することにより、電子機器装置内に実装される電子部品（モジュール１）間の温度差、及びヒートシンク３全体の圧力損失を低減することができる。
【００３０】
以上の説明では、発熱部品の発熱量が等しく、冷媒の流れ方向に等間隔で配置された場合に関して適用例を示したが、例えば異なる発熱量の電子部品もしくはモジュールが１枚の基板上に不規則に配置された場合においても、冷却する電子部品の直下のヒートシンクの熱伝達率をその発熱量と直下の冷媒の温度を考慮して設定することにより、電子機器装置内に実装される電子部品間の温度差及びヒートシンク全体の圧力損失を低減することができる。
【００３１】
この実施の形態では、以上のように、冷媒の流れ方向に熱伝達率が変化するように構成されたヒートシンクを使用し、電子機器装置の間接冷却を行うことにより、従来のヒートシンクで使用していたスペースの範囲内で、流量増加を伴わずに電子機器装置内に実装される電子部品の温度差を低減することができると共に、ヒートシンク全体の圧力損失を低減することができる。
【００３２】
また、平板状ヒートシンク内部に設けられた突起による流路縮小部の幅を、各電子部品の直下において電子部品の発熱量、冷媒の温度を考慮して設定することにより、従来のヒートシンクで使用していたスペースの範囲内で、比較的簡単な構造のヒートシンクを用いて、流量増加を伴わずに電子機器装置内に実装される電子部品の温度差を低減することができると共に、ヒートシンク全体の圧力損失を低減することができる。
【００３３】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２を示す図で、この実施の形態による冷却部材であるヒートシンク３の内部構造を示した斜視図である。図３の矢視Ｘは、図１（ａ）の紙面下方向を示している。ヒートシンク３は、図８のヒートシンク３０と同程度の大きさを有し、シャーシ５内で図８のヒートシンク３０の配置と同様にして配置される。
【００３４】
この実施の形態では、管状ヒートシンク３内に設けた突起３１により流路の急縮小部を設けて冷媒とヒートシンク内面との間の熱伝達率を向上させている。この際、急縮小部の流路の径を冷媒の流れ方向４１の位置により変えている。図では例として流れ方向にI、I I、I I Iの３つの領域に分け、急縮小部の流路の径を段階的に変えた例を示している。
【００３５】
ヒートシンク３内の流路に突起３１による急縮小部を設けた場合、急縮小部の径が小さいほど、ヒートシンク３内面と冷媒との間の熱伝達率は向上し、圧力損失も上昇する。
【００３６】
また、この実施の形態では、実施の形態１と同様に管状ヒートシンク３内部に設けられた突起３１による流路縮小部の径を、各電子部品の直下において電子部品の発熱量、冷媒の温度を考慮して設定している。これによって、従来のヒートシンクで使用していたスペースの範囲内で、流量増加を伴わずに電子機器装置内に実装される電子部品の温度差を低減することができると共に、ヒートシンク全体の圧力損失を低減することができる。
【００３７】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態４を示す図で、図４（ａ）はこの実施の形態による冷却部材であるヒートシンク３の内部構造を示した斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。図４の矢視Ｘは、図１（ａ）の紙面下方向を示している。
【００３８】
この実施の形態では、図４に示すように平板状ヒートシンク３内に設けた突起３１により流路の急縮小部３２を設けて、冷媒４とヒートシンク３内面との間の熱伝達率を向上させている。急縮小部３２の配置ピッチは冷媒の流れ方向４１の位置により変えている。図では例として、流れ方向にI、I I、I I Iの３つの領域に分け、各領域における急縮小部３２のピッチを、ｐ１＞ｐ２＞ｐ３の関係となるように段階的に変えた例を示している。
【００３９】
ヒートシンク３内の流路に突起３１による急縮小部３２を設けた場合、熱伝達率は急縮小部３２の配置ピッチを変化させると、ヒートシンク３内面と冷媒４との間の熱伝達率と圧力損失も変化する。図４の例ではヒートシンク３の加工を簡単にするため、流れ方向４１に３つの領域に分け、急縮小部３２の配置ピッチを段階的に変化させており、熱伝達率、単位長さ当たりの圧力損失を領域により変化させている。
例えば、実施の形態１の例と同様に等間隔で配置された発熱量の等しいモジュールの冷却において図４に示すヒートシンク３を使用し、熱伝達率が高くなるように流路急縮小部３２の配置ピッチを設定した側を、冷媒の流れの下流側に設定して装着することにより、電子機器装置内に実装される電子部品間の温度差及びヒートシンク全体の圧力損失を低減することができる。
【００４０】
この実施の形態は以上のように構成され、電子機器装置の間接冷却を行うために、平板状ヒートシンク内部に突起を設け、この突起による流路縮小部の配置ピッチを、各電子部品の直下において電子部品の発熱量、冷媒の温度を考慮して設定する。これによって、従来のヒートシンクで使用していたスペースの範囲内で、流量増加を伴わずに、電子機器装置内に実装される電子部品の温度差を低減することができると共に、ヒートシンク全体の圧力損失を低減することができる。
【００４１】
参考例１．
図５は、この発明の参考例１を示す図で、この実施の形態による冷却部材であるヒートシンク３の内部構造を示した斜視図である。図５の矢視Ｘは、図１（ａ）の紙面下方向を示している。ヒートシンク３は、図８のヒートシンク３０と同程度の大きさを有し、シャーシ５内で図８のヒートシンク３０の配置と同様にして配置される。
【００４２】
この参考例では、管状ヒートシンク３内に設けた突起３１により流路の急縮小部を設けて冷媒とヒートシンク３内面との間の熱伝達率を向上させている。この際、急縮小部の配置ピッチを冷媒の流れ方向４１の位置により変えている。図では例として流れ方向にI、II、IIIの３つの領域に分け、急縮小部の配置ピッチを段階的に変えた例を示している。
【００４３】
ヒートシンク３内の流路に突起３１による急縮小部を設けた場合、急縮小部の配置ピッチを変化させると、ヒートシンク３内面と冷媒との間の熱伝達率と圧力損失も変化する。
例えば、図５のヒートシンクを実施の形態１の例と同様に等間隔で配置された発熱量の等しいモジュールの冷却において、熱伝達率が高くなるように流路急縮小部の配置ピッチを設定した側を冷媒の流れの下流側に設定して装着することにより、装置内に実装される電子部品間の温度差及びヒートシンク全体の圧力損失を低減することができる。
【００４４】
この参考例では、流路縮小部の配置ピッチを、各電子部品の直下において電子部品の発熱量、冷媒の温度を考慮して設定している。これにより、従来のヒートシンクで使用していたスペースの範囲内で、流量増加を伴わずに電子機器装置内に実装される電子部品の温度差を低減することができると共に、ヒートシンク全体の圧力損失を低減することができる。
【００４５】
実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５を示す図で、この実施の形態による冷却部材であるヒートシンク３の内部構造を示した断面図である。図６の矢視Ｘは、図１（ａ）の紙面下方向を示している。ヒートシンク３は、図８のヒートシンク３０と同程度の大きさを有し、シャーシ５内で図８のヒートシンク３０の配置と同様にして配置される。
【００４６】
この実施の形態では、複数の管３３を連結してヒートシンクを構成する。連結部に配置されたシール用のＯリング３４は、管内の内部流路に突出させることにより、流路の急縮小部３２を設けている。この流路の急縮小部３２は、冷媒とヒートシンク内面との間の熱伝達率を向上させる。この際、Ｏリング３４のつぶし量を、冷媒の流れ方向４１の位置により変えて、Ｏリング３４が管３３内へ突出する突出量を変化させている。
【００４７】
図では例として、流れ方向にI、I I、I I Iの３つの領域に分け、Ｏリング３４のつぶし量を管理するための、Ｏリング３４が嵌合する（Ｏリング３４を潰すための）隙間を、ａ１＞ａ２＞ａ３の関係とすることにより、急縮小部の流路径を段階的に変えた例を示している。
【００４８】
Ｏリングによりヒートシンク内の流路に急縮小部を設けた場合、Ｏリングのつぶし量を大きくして急縮小部の径を小さくするほど、ヒートシンク内面と冷媒との間の熱伝達率は向上し、圧力損失も上昇する。
【００４９】
この実施の形態では、Ｏリングのつぶし量を、各電子部品の直下において電子部品の発熱量、冷媒の温度を考慮して設定している。これにより、従来のヒートシンクで使用していたスペースの範囲内で、流量増加を伴わずに電子機器装置内に実装される電子部品の温度差を低減することができると共に、ヒートシンク全体の圧力損失を低減することができる。
【００５０】
参考例２．
図７は、この発明の参考例２を示す図で、この実施の形態による冷却部材であるヒートシンク３の内部構造を示した斜視図である。図７の矢視Ｘは、図１（ａ）の紙面下方向を示している。ヒートシンク３は、図８のヒートシンク３０と同程度の大きさを有し、シャーシ５内で図８のヒートシンク３０の配置と同様にして配置される。
【００５１】
この参考例では、図７に示すように平板状ヒートシンク３内面にアルミ等の熱伝導の良いワイヤ３５を、ワイヤボンディング装置等で内壁面３ａ、３ｂに固着してフィンを構成し、冷媒とヒートシンク３内面との間の熱伝達率を向上させたものである。ワイヤ３５を固着するピッチは、冷媒の流れ方向４１の位置により変えている。図では例として流れ方向にI、II、IIIの３つの領域に分け、ワイヤ３５を固着するピッチを段階的に変えた例を示している。
【００５２】
ヒートシンク３内の流路にワイヤ３５を固着してフィンを設けた場合、ワイヤ３５を固着するピッチが小さいほど、ヒートシンク３内面と冷媒との間の熱伝達率は向上し、圧力損失も上昇する。図７の例ではヒートシンク３の製造を簡単にするため、流れ方向にI 、I I、 I I Iの３つの領域に分け、ワイヤ３５を固着する流れ方向のピッチＡ及びは流れ方向に垂直なピッチＢの両方を段階的に変化させており、熱伝達率、単位長さ当たりの圧力損失を領域により変化させている。
【００５３】
例えば、図７のヒートシンク３を実施の形態１の例と同様に等間隔で配置された発熱量の等しいモジュールの冷却において、ワイヤ３５を固着するピッチの小さい側を冷媒の下流側に設定して装着することにより、ヒートシンク３全体の圧力損失及び装置内に実装される電子部品間の温度差を低減することができる。
【００５４】
また、ワイヤ３５によるフィンの製造方法は、従来よりフィンの製造に多く採用されている鋳造や鍛造等の型によりフィンを製造する方法とは異なり、ワイヤボンディング装置等へのプログラム指示によりフィンの配置ピッチを設定して、フィンを壁面３ａ、３ｂに固着し製造する方法である。
【００５５】
この参考例のように、冷却する電子部品に対応してフィンの配置ピッチを変化させる場合、従来のフィンの製造方法のように型の変更や種類の増加を伴わず、プログラムの変更により容易にフィンを製造することができる。
【００５６】
この参考例は以上のように構成され、電子機器装置の間接冷却を行うために、平板状ヒートシンク内部に設けられたワイヤによるフィンを固着するピッチを、各電子部品の直下において電子部品の発熱量、冷媒の温度を考慮して設定している。これにより、従来のヒートシンクで使用していたスペースの範囲内で、流量増加を伴わずに電子機器装置内に実装される電子部品の温度差を低減することができると共に、ヒートシンク全体の圧力損失を低減することができる。
【００５７】
また、フィンを固着するピッチはワイヤボンディング装置等のプログラムにより容易に設定できるため、冷却する電子部品の配置に対応したフィンを備えるヒートシンクの製造が容易である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電子機器の間接冷却構造において冷却部材の内面と冷媒との間の熱伝達率を、冷媒の流れ方向の位置により変化させることにより、冷媒流量の大きな増加を伴わずに電子機器内に実装される電子部品の温度差を低減することができると共に、ヒートシンク全体の圧力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるヒートシンクの斜視図及び断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２におけるヒートシンクの斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態３におけるヒートシンクの斜視図及び断面図である。
【図５】この発明の参考例１におけるヒートシンクの斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態５におけるヒートシンクの断面図である。
【図７】この発明の参考例２におけるヒートシンクの斜視図である。
【図８】従来の電子機器装置の冷却構造を示す斜視図及び断面図である。
【図９】電子機器装置の冷却構造のヒートシンクの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１モジュール
２電子部品
３ヒートシンク
４冷媒
５シャーシ
３１突起
３２急縮小部
３３管
３４Ｏリング
３５ワイヤ
４１流れ方向 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling member for indirectly cooling an electronic device having an electronic component mounted therein, and an electronic device including the cooling member.
[0002]
[Prior art]
For example, in the case of an array antenna device in which a plurality of element antennas are arranged, a plurality of modules corresponding to each element antenna that amplifies signals received by the respective element antennas and performs necessary processing are mounted at high density. The module is mounted with high-density, high-power, high-heat generation semiconductor elements and electronic components whose performance depends on temperature. To maintain the performance of electronic equipment, all modules mounted in the equipment It is necessary to keep the electronic components housed in the module in the specified temperature range.
[0003]
Conventionally, in an array antenna apparatus in which such a module is mounted, as a method for cooling a module mounted in high density in a space-saving manner, cooling is performed by contacting a thin flat plate heat sink in which a coolant flows inside the module. An indirect cooling method is applied (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-264981 (second page, FIGS. 5 and 6)
[0005]
FIG. 8 shows the structure of an array antenna device as an example of a conventional electronic device. 8A is a perspective view of a conventional electronic device, FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 8A, and FIG. 8C is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. It is. In the figure, 1 is a module, 2 is an electronic component such as a high-power amplifier and a low-noise amplifier that are mounted inside the module 1 and requires cooling, and 30 is a heat sink in which the module 1 is arranged so as to contact the module 1 Reference numeral 5 denotes a chassis of the electronic device.
[0006]
The cooling structure of the conventional electronic device apparatus is configured as described above, and the heat generated from the electronic component 2 mounted inside the module 1 in the chassis 5 is transferred to the heat sink 30 from the contact surface with the heat sink 30 of the module 1. Conducted and transmitted to the refrigerant flowing in the direction indicated by 41 inside the heat sink 30.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The indirect cooling structure of the electronic device apparatus configured as described above has the following problems. In the case of the cooling structure as shown in FIG. 8, the refrigerant 4 absorbs heat generated in the module 1 at the upstream side of the flow in the heat sink 30, so the refrigerant temperature becomes higher than the upstream side and the upstream side. A temperature difference is produced downstream. For example, when an electronic component having a temperature dependency in its performance is mounted inside the module 1 such as an array antenna device, and the temperature difference of the module 1 mounted in the device causes deterioration of the performance of the device, it is mounted in the device. It is required to make the temperature of a large number of modules 1 uniform.
[0008]
However, the temperature difference of the refrigerant 4 causes a temperature difference between the module arranged on the upstream side and the module arranged on the downstream side, which becomes a factor that hinders the uniformization of the module temperature. As a solution to this problem, a method of increasing the refrigerant flow rate relative to the heat generation amount to suppress the temperature rise of the refrigerant on the downstream side as much as possible can be considered, but in order to increase the refrigerant flow rate, it is necessary to significantly increase the refrigerant supply pressure to the apparatus. Yes, it was accompanied by an increase in the load on the refrigerant circulation system of the cooling device and an increase in the required refrigerant pressure resistance value for the refrigerant piping system in the device.
[0009]
The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an indirect cooling structure for an electronic device that enables the temperature of electronic components mounted therein to be uniform. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a cooling member according to the present invention is thermally indirectly connected to each of a plurality of heat-generating electronic components disposed at different positions, and forms an internal flow path through which a refrigerant flows. A cooling member having an inner wall surface, wherein the heat transfer coefficient of the inner wall surface of the cooling member is changed in the flow direction of the refrigerant.
[0011]
In addition, the cooling member includes at least two or more flat plates opposed to each other to form an inner wall surface of the internal flow path, and a plurality of protrusions formed on a surface in contact with the flow path of the flat plate. A plurality of flow path reduction portions that reduce the width of the flow path may be configured, and the width of the flow path of the flow path reduction portion may be changed in the refrigerant flow direction.
[0012]
In addition, the cooling member has a tubular inner wall surface that constitutes an internal flow path, has a plurality of protrusions formed on the inner wall surface, and a plurality of flow paths whose diameters are reduced by the protrusions. You may comprise a reduction part and change the diameter of the flow path of the said flow path reduction part to the flow direction of a refrigerant | coolant.
[0013]
The cooling member may have a plurality of protrusions on the inner wall surface forming the internal flow path, and the pitch between the protrusions adjacent in the coolant flow direction may be changed in the coolant flow direction.
[0014]
The cooling member also has a plurality of cooling pipes connected to each other, and an O-ring that seals the connecting part of the cooling pipes and protrudes into the internal flow path of the cooling pipe. It may be changed in the flow direction.
[0015]
Furthermore, this cooling member may arrange | position the wire fin from which a several fin protrudes to an internal flow path, and may change the pitch of an adjacent fin to the flow direction of a refrigerant | coolant.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1A is a diagram showing a cooling structure of an electronic device apparatus in which modules having built-in electronic components that generate heat, such as an array antenna apparatus, are regularly arranged in the first embodiment of the present invention.
[0017]
In the figure, reference numeral 1 denotes a module as an electronic unit in which an electronic component that generates heat is built in and needs to be cooled in order to maintain its performance. In the figure, a plurality of modules 1 are designated as modules 1-1 to 1-n. As shown. Reference numeral 3 denotes a heat sink which is a cooling member disposed in contact with n modules 1 per side to cool the module 1 and includes a refrigerant flow path therein, and 41 denotes a flow direction of the refrigerant. The heat sink 3 is in thermal contact with the respective outer wall surfaces of the module 1 through the contact surface Sa on the wall surface 3a side constituting the heat sink and the contact surface Sb on the wall surface 3b side constituting the heat sink.
[0018]
That is, a plurality of electronic components (for example, the electronic component 2 shown in FIG. 8) provided inside the module 1 are arranged on both sides of the heat sink 3 and indirectly cooled by contacting the heat sink 3. The heat sink 3 wastes heat transferred from the module 1 through the refrigerant 4. Further, the internal flow path is configured such that the heat transfer coefficient between the heat sink inner surface and the refrigerant 4 here varies depending on the position in the flow direction of the refrigerant (see FIG. 2 for the detailed structure of the internal flow path). Will be described later). The heat sink 3 has the same size as the heat sink 30 of FIG. 8 and is arranged in the chassis 5 in the same manner as the arrangement of the heat sink 30 of FIG.
[0019]
FIGS. 1B to 1E are diagrams showing cooling characteristics of an application example according to the present embodiment relating to the configuration of FIG. 1A. In the figure, an application example of the prior art is shown for comparison. The cooling characteristics are shown. As an application example of the prior art, it is assumed that the refrigerant flow path has a constant cross section, or that the fins having a constant shape are regularly arranged at a constant interval inside the heat sink. Note that it is assumed that the plurality of modules 1 mounted on the electronic device apparatus have the same calorific value and are arranged at equal intervals.
[0020]
In the figure, the horizontal axis indicates the positions of the modules 1-1 to 1-n arranged in the flow direction in FIG. 1 (a), the refrigerant temperature in FIG. 1 (b), and the heat sink 3 in FIG. 1 (c). The heat transfer coefficient between the set inner surface of the heat sink and the refrigerant, FIG. 1 (d) shows the pressure loss of the refrigerant per unit length in the flow direction, and FIG. 1 (e) shows the temperature change of the module 1.
[0021]
In this embodiment, since the refrigerant temperature rises as it goes downstream, the heat of the heat sink 3 and the refrigerant is assumed on the assumption that the temperature of the module located at the most downstream side of the flow is cooled below the allowable temperature Ta. The flow rate (flow velocity) of the refrigerant is given so that the transmission rate is set. In the prior art, the heat transfer coefficient ha is set in consideration of the cooling of the module located at the most downstream side, and the heat transfer coefficient ha is configured to be uniformly applied at all positions in the flow direction of the heat sink 3. ing. For this reason, the module located upstream becomes low according to the refrigerant temperature, and a temperature difference is generated between the module located upstream and the module located downstream.
[0022]
In such a case, in the present invention, as shown in FIG. 1C, the heat transfer coefficient is set low in the upstream where the refrigerant temperature is low, and the heat transfer coefficient is set high in the downstream where the refrigerant temperature is high as in the conventional technique. As a result, the module located downstream keeps the temperature below the allowable temperature Ta as in the prior art, while the temperature rises in the module located upstream, and the module temperature difference caused by the position in the flow direction. Can be reduced without increasing the flow rate of the refrigerant.
[0023]
On the other hand, in recent years, with the increase in output of electronic components to be mounted and the high density mounting of electronic components in the module, the amount of heat generated by the module 1 tends to increase. In order to improve the cooling performance accordingly, For example, applying a cooling structure as shown in FIG. In the configuration example of FIG. 9, the flow path of the heat sink 3 is provided with a rapid contraction portion 32 of the flow path using the protrusions 31 at a predetermined interval to turbulent flow, and heat transfer between the heat sink 3 and the refrigerant 4. The effect of improving the rate is generated.
[0024]
However, when the cooling member is configured in this way to perform indirect cooling of the electronic device, the cooling performance is improved, but the pressure loss in the cooling plate is increased due to the turbulent flow. In particular, in order to reduce the temperature difference of the module generated due to the position in the flow direction, the increase in the pressure loss when the flow rate of the refrigerant is increased is increased, the load of the refrigerant circulation system is further increased, and the cooling device Leads to an increase in the size and energy consumption.
[0025]
For this reason, in this embodiment, by providing the heat sink having the characteristics shown in FIG. 1C, the module temperature difference caused by the position in the flow direction is reduced without increasing the flow rate of the refrigerant. Can do. In general, in order to increase the heat transfer coefficient between the heat sink 3 and the refrigerant 4, the pressure loss increases, so that the heat transfer coefficient is set lower as it goes upstream as in the present embodiment. To do. As a result, the pressure loss per unit length is reduced (particularly on the upstream side) as shown in FIG. 1 (d), and the pressure is reduced compared to the heat sink having the same heat transfer coefficient in the flow direction of FIG. Loss can be reduced.
[0026]
2 is a diagram showing a detailed structure of the heat sink according to the first embodiment. FIG. 2 (a) is a perspective view showing the configuration of the heat sink, and FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 2 (a). It is. The dotted lines in the figure indicate the imaginary lines of the modules 1-1 and 1-n arranged so as to contact the outer wall surface of the heat sink 3. An arrow X in FIG. 2 indicates a downward direction in the drawing of FIG.
[0027]
In the figure, both of the two wall surfaces 3a and 3b are constituted by flat plates, and these two flat plates are arranged to face each other so as to constitute an internal flow path. A plurality of protrusions 31 are provided on the inner wall surfaces of the flat wall surfaces 3a and 3b. The protrusion 31 provided on the wall surface 3a and the protrusion 31 provided on the wall surface 3b constitute an abrupt reduction portion 32 of the internal flow path. The rapid reduction portion 32 of the flow path improves the heat transfer coefficient between the refrigerant 4 and the inner surface of the heat sink 3. In this embodiment, the width of the flow path of the rapid reduction section 32 is changed depending on the position in the refrigerant flow direction 41. In the figure, as an example, the flow direction is divided into three regions I, II, and III, and the flow path width of the sudden reduction section 32 in each region is changed stepwise so as to satisfy the relationship of d1>d2> d3. ing.
[0028]
When the sudden reduction part 32 by the protrusion 31 is provided in the flow path in the heat sink 3, the heat transfer coefficient between the inner surface of the heat sink 3 and the refrigerant 4 is improved as the width of the sudden reduction part 32 is reduced. Pressure loss also increases. In the example of FIG. 2, in order to simplify the processing of the heat sink 3, the flow width of the rapid reduction portion 32 is changed stepwise by dividing into three regions I, II, and III in the flow direction, The pressure loss per unit length is changed depending on the region.
[0029]
For example, as in the example of FIG. 1A, modules 1 having the same calorific value are arranged at equal intervals, and the outer wall surfaces of the wall surfaces 3a and 3b constituting the heat sink 3 of FIG. Yes. At this time, the electronic component (module) mounted in the electronic device device is set by mounting the heat sink 3 and the module 1 by setting the narrow side of the flow path suddenly reducing portion 32 to be located on the downstream side of the refrigerant. The temperature difference between 1) and the pressure loss of the entire heat sink 3 can be reduced.
[0030]
In the above description, the application example is shown in the case where the heat generation amounts of the heat generating components are equal and are arranged at equal intervals in the refrigerant flow direction. However, for example, electronic components or modules having different heat generation amounts are not formed on one substrate. Even in the case of regular arrangement, the heat transfer coefficient of the heat sink directly under the electronic component to be cooled is set in consideration of the heat generation amount and the temperature of the refrigerant immediately below, so that the electronic component mounted in the electronic device device The temperature difference between them and the pressure loss across the heat sink can be reduced.
[0031]
In this embodiment, as described above, the heat sink configured to change the heat transfer coefficient in the flow direction of the refrigerant is used, and the electronic device apparatus is indirectly cooled to be used in the conventional heat sink. Within the space, the temperature difference between the electronic components mounted in the electronic device without increasing the flow rate can be reduced, and the pressure loss of the entire heat sink can be reduced.
[0032]
In addition, the width of the flow path reduction part due to the protrusion provided inside the flat heat sink is set in consideration of the heat generation amount of the electronic component and the temperature of the refrigerant immediately below each electronic component, so that it can be used with a conventional heat sink. Within a limited space, a heat sink with a relatively simple structure can be used to reduce the temperature difference of the electronic components mounted in the electronic device without increasing the flow rate, and the pressure of the entire heat sink Loss can be reduced.
[0033]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, and is a perspective view showing an internal structure of a heat sink 3 which is a cooling member according to this embodiment. An arrow X in FIG. 3 indicates a downward direction in the drawing of FIG. The heat sink 3 has the same size as the heat sink 30 of FIG. 8 and is arranged in the chassis 5 in the same manner as the arrangement of the heat sink 30 of FIG.
[0034]
In this embodiment, the rapid reduction portion of the flow path is provided by the protrusion 31 provided in the tubular heat sink 3 to improve the heat transfer coefficient between the refrigerant and the heat sink inner surface. At this time, the diameter of the flow path of the sudden reduction portion is changed depending on the position in the refrigerant flow direction 41. In the figure, as an example, the flow direction is divided into three regions I, II, and III, and the flow path diameter of the sudden reduction portion is changed stepwise.
[0035]
When the sudden reduction part by the protrusion 31 is provided in the flow path in the heat sink 3, the smaller the diameter of the sudden reduction part, the higher the heat transfer rate between the heat sink 3 inner surface and the refrigerant, and the higher the pressure loss.
[0036]
Further, in this embodiment, as in the first embodiment, the diameter of the flow path reduction portion by the protrusion 31 provided inside the tubular heat sink 3 is set so that the calorific value of the electronic component and the temperature of the refrigerant are directly below each electronic component. It is set with consideration. This reduces the temperature difference between the electronic components mounted in the electronic device without increasing the flow rate within the space used by the conventional heat sink, and reduces the pressure loss of the entire heat sink. Can be reduced.
[0037]
Embodiment 3 FIG.
4 is a view showing Embodiment 4 of the present invention, FIG. 4 (a) is a perspective view showing an internal structure of a heat sink 3 which is a cooling member according to this embodiment, and FIG. 4 (b) is FIG. It is DD sectional drawing of (a). An arrow X in FIG. 4 indicates a downward direction in the drawing of FIG.
[0038]
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the rapid reduction portion 32 of the flow path is provided by the protrusion 31 provided in the flat plate heat sink 3 to improve the heat transfer coefficient between the refrigerant 4 and the inner surface of the heat sink 3. ing. The arrangement pitch of the sudden reduction portions 32 is changed depending on the position in the refrigerant flow direction 41. As an example, the figure shows an example in which the flow direction is divided into three regions I, II, and III, and the pitch of the sudden reduction portion 32 in each region is changed stepwise so that the relationship of p1>p2> p3 is satisfied. ing.
[0039]
When the abrupt reduction portion 32 by the protrusion 31 is provided in the flow path in the heat sink 3, the heat transfer rate and the pressure between the inner surface of the heat sink 3 and the refrigerant 4 are changed by changing the arrangement pitch of the abrupt reduction portion 32. Loss also changes. In the example of FIG. 4, in order to simplify the processing of the heat sink 3, the heat sink 3 is divided into three regions in the flow direction 41, and the arrangement pitch of the abrupt reduction portions 32 is changed step by step. The pressure loss is changed depending on the region.
For example, as in the first embodiment, the heat sink 3 shown in FIG. 4 is used for cooling the modules with the same calorific value arranged at equal intervals, and the flow path abrupt reduction portion 32 is set so that the heat transfer coefficient is increased. By setting and mounting the side on which the arrangement pitch is set on the downstream side of the refrigerant flow, the temperature difference between the electronic components mounted in the electronic device and the pressure loss of the entire heat sink can be reduced.
[0040]
This embodiment is configured as described above, and in order to perform indirect cooling of the electronic device, a protrusion is provided inside the flat heat sink, and the arrangement pitch of the flow path reduction portion by the protrusion is set directly below each electronic component. Set in consideration of the calorific value of the electronic parts and the temperature of the refrigerant. As a result, the temperature difference between the electronic components mounted in the electronic device can be reduced without increasing the flow rate within the space used by the conventional heat sink, and the pressure loss of the entire heat sink can be reduced. Can be reduced.
[0041]
Reference Example 1
FIG. 5 is a perspective view showing an internal structure of a heat sink 3 as a cooling member according to this embodiment, showing a reference example 1 of the present invention. An arrow X in FIG. 5 indicates a downward direction in the drawing of FIG. The heat sink 3 has the same size as the heat sink 30 of FIG. 8 and is arranged in the chassis 5 in the same manner as the arrangement of the heat sink 30 of FIG.
[0042]
In this reference example , the rapid reduction portion of the flow path is provided by the protrusion 31 provided in the tubular heat sink 3 to improve the heat transfer coefficient between the refrigerant and the inner surface of the heat sink 3. At this time, the arrangement pitch of the sudden reduction portions is changed depending on the position in the refrigerant flow direction 41. In the figure, as an example, the flow direction is divided into three regions I, II, and III, and the arrangement pitch of the sudden reduction portions is changed stepwise.
[0043]
When the sudden reduction part by the protrusion 31 is provided in the flow path in the heat sink 3, if the arrangement pitch of the sudden reduction part is changed, the heat transfer coefficient and the pressure loss between the heat sink 3 inner surface and the refrigerant also change.
For example, the arrangement pitch of the rapid contraction portions of the flow path is set so that the heat transfer coefficient is increased in cooling the module having the same heat generation amount in which the heat sink of FIG. 5 is arranged at equal intervals as in the example of the first embodiment. By setting and attaching the side to the downstream side of the refrigerant flow, the temperature difference between the electronic components mounted in the apparatus and the pressure loss of the entire heat sink can be reduced.
[0044]
In this reference example , the arrangement pitch of the flow path reduction portions is set in consideration of the calorific value of the electronic component and the temperature of the refrigerant immediately below each electronic component. As a result, the temperature difference of the electronic components mounted in the electronic device device can be reduced without increasing the flow rate within the space used by the conventional heat sink, and the pressure loss of the entire heat sink can be reduced. Can be reduced.
[0045]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 6 is a view showing Embodiment 5 of the present invention, and is a cross-sectional view showing an internal structure of a heat sink 3 which is a cooling member according to this embodiment. An arrow X in FIG. 6 indicates a downward direction in the drawing of FIG. The heat sink 3 has the same size as the heat sink 30 of FIG. 8 and is arranged in the chassis 5 in the same manner as the arrangement of the heat sink 30 of FIG.
[0046]
In this embodiment, a plurality of tubes 33 are connected to form a heat sink. The sealing O-ring 34 disposed in the connecting portion projects into the internal flow path in the pipe, thereby providing a rapid contraction section 32 for the flow path. The rapid contraction portion 32 of the flow path improves the heat transfer coefficient between the refrigerant and the heat sink inner surface. At this time, the crushing amount of the O-ring 34 is changed depending on the position in the refrigerant flow direction 41 to change the protruding amount by which the O-ring 34 protrudes into the pipe 33.
[0047]
In the figure, as an example, the flow direction is divided into three regions of I, II, and III, and a clearance for fitting the O-ring 34 (for crushing the O-ring 34) for managing the crushing amount of the O-ring 34 is shown. , A1>a2> a3 is shown as an example in which the flow path diameter of the sudden reduction portion is changed stepwise.
[0048]
When an abrupt reduction part is provided in the flow path in the heat sink by the O-ring, the heat transfer coefficient between the inner surface of the heat sink and the refrigerant increases as the collapse amount of the O-ring is increased to reduce the diameter of the abrupt reduction part. The pressure loss also increases.
[0049]
In this embodiment, the crushing amount of the O-ring is set in consideration of the heat generation amount of the electronic component and the temperature of the refrigerant immediately below each electronic component. As a result, the temperature difference of the electronic components mounted in the electronic device device can be reduced without increasing the flow rate within the space used by the conventional heat sink, and the pressure loss of the entire heat sink can be reduced. Can be reduced.
[0050]
Reference Example 2
FIG. 7 is a view showing a reference example 2 of the present invention, and is a perspective view showing an internal structure of a heat sink 3 which is a cooling member according to this embodiment. An arrow X in FIG. 7 indicates a downward direction in the drawing of FIG. The heat sink 3 has the same size as the heat sink 30 of FIG. 8 and is arranged in the chassis 5 in the same manner as the arrangement of the heat sink 30 of FIG.
[0051]
In this reference example , as shown in FIG. 7, a wire 35 having good heat conductivity such as aluminum is fixed to the inner surface of the flat heat sink 3 and fixed to the inner wall surfaces 3a and 3b by a wire bonding apparatus or the like to form fins. The heat transfer coefficient between the three inner surfaces is improved. The pitch at which the wires 35 are fixed varies depending on the position in the refrigerant flow direction 41. In the figure, as an example, the flow direction is divided into three regions I, II, and III, and an example in which the pitch for fixing the wire 35 is changed stepwise is shown.
[0052]
When the fin is provided by fixing the wire 35 to the flow path in the heat sink 3, the heat transfer coefficient between the inner surface of the heat sink 3 and the refrigerant is improved and the pressure loss is increased as the pitch for fixing the wire 35 is smaller. . In the example of FIG. 7, in order to simplify the manufacture of the heat sink 3, the flow direction is divided into three regions I, II, and III, and the pitch A in the flow direction for fixing the wire 35 and the pitch B perpendicular to the flow direction. Both are changed in stages, and the heat transfer coefficient and the pressure loss per unit length are changed depending on the region.
[0053]
For example, in the cooling of a module having the same heat generation amount in which the heat sink 3 in FIG. 7 is arranged at equal intervals in the same manner as in the first embodiment, the side with the small pitch for fixing the wire 35 is set to the downstream side of the refrigerant. By mounting, the pressure loss of the entire heat sink 3 and the temperature difference between electronic components mounted in the apparatus can be reduced.
[0054]
Also, the fin manufacturing method using the wire 35 is different from the method of manufacturing fins by using a die such as casting or forging which has been widely used in the manufacture of fins in the past, and the arrangement of fins by program instructions to a wire bonding apparatus or the like. In this method, the pitch is set and the fins are fixed to the wall surfaces 3a and 3b.
[0055]
As in this reference example , when changing the arrangement pitch of the fins corresponding to the electronic parts to be cooled, it is easy to change the program without changing the mold or increasing the type unlike the conventional fin manufacturing method. Fins can be manufactured.
[0056]
This reference example is configured as described above, and in order to perform indirect cooling of the electronic device, the pitch for fixing the fins by the wires provided in the flat heat sink is set directly below each electronic component, and the heat generation amount of the electronic component. The temperature is set in consideration of the refrigerant temperature. As a result, the temperature difference of the electronic components mounted in the electronic device device can be reduced without increasing the flow rate within the space used by the conventional heat sink, and the pressure loss of the entire heat sink can be reduced. Can be reduced.
[0057]
Further, since the pitch for fixing the fins can be easily set by a program such as a wire bonding apparatus, it is easy to manufacture a heat sink having fins corresponding to the arrangement of electronic components to be cooled.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the indirect cooling structure of an electronic device, the heat transfer rate between the inner surface of the cooling member and the refrigerant is changed depending on the position in the refrigerant flow direction, thereby increasing the refrigerant flow rate. It is possible to reduce the temperature difference between the electronic components mounted in the electronic device without increasing, and to reduce the pressure loss of the entire heat sink.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are a perspective view and a cross-sectional view of a heat sink according to Embodiment 1 of the present invention. FIGS.
FIG. 3 is a perspective view of a heat sink according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view and a cross-sectional view of a heat sink according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view of a heat sink in Reference Example 1 of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a heat sink according to Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of a heat sink in Reference Example 2 of the present invention.
8A and 8B are a perspective view and a cross-sectional view showing a cooling structure of a conventional electronic device apparatus.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an example of a heat sink having a cooling structure for an electronic device.
[Explanation of symbols]
1 module
2 Electronic parts
3 Heat sink
4 Refrigerant
5 Chassis
31 protrusion
32 Rapid reduction
33 tubes
34 O-ring
35 wires
41 Flow direction

Claims

A cooling member having an inner wall surface that is thermally indirectly connected to each of a plurality of exothermic electronic components disposed at different positions and forms an internal flow path through which a refrigerant flows,
The cooling member includes at least two or more flat plates spaced apart from each other, forming an inner wall surface of the internal flow path, and formed on a surface in contact with the internal flow path of the flat plate. Having a plurality of protrusions that are orthogonal to each other and turbulent flow of the refrigerant, and that have a plurality of flow path reduction portions in which the width of the flow path is reduced by the protrusions at opposing positions,
The shape or pitch of the said protrusion changes in the flow direction of a refrigerant | coolant, The cooling member characterized by the above-mentioned.

A cooling member having an inner wall surface that is thermally indirectly connected to each of a plurality of exothermic electronic components disposed at different positions and forms an internal flow path through which a refrigerant flows,
The cooling member includes at least two or more flat plates spaced apart from each other, forming an inner wall surface of the internal flow path, and formed on a surface in contact with the internal flow path of the flat plate. Having a plurality of protrusions that are orthogonal to each other and turbulent flow of the refrigerant, and that have a plurality of flow path reduction portions in which the width of the flow path is reduced by the protrusions at opposing positions,
A cooling member characterized in that the flow path width of the flow path reducing portion is configured such that the downstream width of the refrigerant is narrower than the upstream width.

A cooling member having an inner wall surface that is thermally indirectly connected to each of a plurality of exothermic electronic components disposed at different positions and forms an internal flow path through which a refrigerant flows,
The cooling member has a tubular inner wall surface that constitutes an internal flow path, and has a plurality of protrusions that are formed on the inner wall surface and that are orthogonal to the refrigerant flow and turbulent the refrigerant flow. Constitutes a plurality of flow path reduction portions in which the diameter of the flow path is reduced,
The diameter of the flow path of the said flow path reduction part changes in the flow direction of a refrigerant | coolant, The cooling member characterized by the above-mentioned.

A cooling member having an inner wall surface that is thermally indirectly connected to each of a plurality of exothermic electronic components disposed at different positions and forms an internal flow path through which a refrigerant flows,
The cooling member has a tubular inner wall surface that constitutes an internal flow path, and has a plurality of protrusions that are formed on the inner wall surface and that are orthogonal to the refrigerant flow and turbulent the refrigerant flow. Constitutes a plurality of flow path reduction portions in which the diameter of the flow path is reduced,
A cooling member characterized in that the diameter of the flow path of the flow path reducing portion is configured such that the downstream diameter of the refrigerant is narrower than the upstream diameter.

A cooling member having an inner wall surface that is thermally indirectly connected to each of a plurality of exothermic electronic components disposed at different positions and forms an internal flow path through which a refrigerant flows,
The cooling member has a plurality of cooling pipes connected to each other, and an O-ring that seals a connection portion of the cooling pipes and protrudes into an internal flow path of the cooling pipe,
The cooling member according to claim 1, wherein the amount of crushing of the O-ring changes in the flow direction of the refrigerant.