專利名稱：冷卻套的制作方法
技術領域：
本發明涉及將發熱傳遞到在其內部流動的液體致冷劑的冷卻套，特別是涉及在液冷系統中使用的冷卻套，該液冷系統在例如臺式個人電腦或服務器以及筆記本式個人電腦等的、在其內部裝載著作為發熱元件的半導體集成電路元件的各種電子儀器中，可進行該發熱元件的有效的冷卻。
背景技術：
以往，在臺式個人電腦或服務器以及筆記本式個人電腦等的電子儀器中，在其框體的內部具有作為發熱體的、以CPU(CentralProcessing Unit)為代表的半導體集成電路元件，因此，通常為了確保該發熱元件的正常的動作，需要進行冷卻。為了實現該冷卻，以往一般是通過所謂空冷式的冷卻系統進行，該空冷式的冷卻系統將一體形成有被稱為散熱器的散熱片的導熱體熱連接在該發熱元件上進行安裝，具有對其傳送冷卻風的風扇。
但是近年來，隨著作為上述發熱元件的半導體集成電路元件的小型化以及高集成化，進一步伴隨著其多功能化，發熱元件的發熱也增大，同時，也產生了發熱部位的局部化等，因此，替代以往的空冷式的冷卻系統，使用例如水等的致冷劑的、冷卻效率高的液冷式的冷卻系統被世人注目并被逐漸采用。
作為在上述的電子儀器中采用的、冷卻效率高的液冷式的冷卻系統，例如通過下述的專利文獻等所公知的那樣，一般是在作為發熱體的CPU的表面，直接裝載被稱為所謂受熱套或冷卻套的部件，另外，使液體致冷劑在形成于該受熱套的內部的流路內流通。即，將來自CPU的發熱傳遞到在上述套內流動的致冷劑，以此，高效率地冷卻發熱體。另外，在該液冷式的冷卻系統中，通常，將上述冷卻套作為受熱部形成熱循環，具體地說，具有用于使上述液體致冷劑在循環內循環的循環泵、作為用于將上述液體致冷劑的熱釋放到外部的散熱部的散熱器、以及根據需要設置在循環的一部分上的用于儲存液體致冷劑的致冷劑罐，并且，這些部件例如通過由金屬制的管或橡膠等的彈性體構成的管連接。
特開平6-266474號公報[專利文獻2]特開平7-142886號公報但是，在通過上述以往技術所公知的、使液體致冷劑在系統內積極地循環的液冷系統中，將來自發熱體的熱向液體致冷劑傳遞的冷卻套，一般是在銅或鋁等的金屬制的框體內形成液體致冷劑的流路，或者是將金屬管焊接在金屬板上的構造。但是，近年來特別是隨著顯著的發熱元件的發熱量的增大，強烈要求提高其冷卻能力，例如，雖然在散熱器中進一步安裝電動風扇，促進其強制散熱，但是，對于冷卻套的導熱的提高，并不一定是進行了充分的改進。
即，從上述可知，在以往的冷卻套中，通過散熱器被散熱并被冷卻的液體致冷劑流入在其金屬框體內形成的流路內。此時，在冷卻套的基礎部(與發熱元件的表面接觸的金屬板部分)，雖然來自作為發熱體的、例如LSI的熱擴散并向液體致冷劑導熱，但是，在以往的構造的冷卻套中，該基礎部僅僅是單純地在金屬平板上形成用于擴大與液體致冷劑的液體接觸面積的多個壁部，是熱向金屬平板的平面方向擴散、但是難以向垂直方向(即壁部內)擴散的構造。即，在以往的冷卻套中，在該基礎部，即使通過壁部擴大液體接觸面積，也不能有效地將熱從壁部向液體致冷劑傳遞，熱阻大。因此，被指出存在通過冷卻套不一定能得到足夠的冷卻能力的問題。
因此，本發明就是鑒于上述以往技術中的問題點而產生，具體地說，其目的在于，對來自發熱元件的熱的傳遞進行改良，降低其熱阻，以此提供冷卻能力優異的冷卻套。
發明內容
根據本發明，為了達到上述目的，首先提供一種冷卻套，所述冷卻套將在框體內具有發熱元件的電子儀器中的該發熱元件的發熱傳遞到在所述冷卻套內部流動的液體致冷劑來進行冷卻，上述冷卻套具有形成液體致冷劑的流路的基礎部和罩，上述基礎部具有與發熱元件的表面接觸的導熱面、相對于上述導熱面在垂直方向延長的突起部、相對于上述導熱面和上述突起部在垂直方向延長地形成的多個壁部，在上述多個壁部之間形成液體致冷劑的流路，上述罩被安裝在上述基礎部的周圍，形成將液體致冷劑導向該基礎部的通路。
另外，根據本發明，最好是在上述冷卻套中，上述基礎部的上述突起部的寬度隨著離開上述導熱面的中心而減小，另外，最好設置在上述基礎部的壁部之間的液體致冷劑的流路被形成為扇狀。還有，最好在上述冷卻套中，上述基礎部的突起部相對于上述導熱面的中央部形成頂部，在該頂部的兩側形成上述扇狀的液體致冷劑的流路。
在此基礎上，在本發明中，還是為了達到上述目的，提供一種冷卻套，所述冷卻套將在框體內具有發熱元件的電子儀器中的該發熱元件的發熱傳遞到在所述冷卻套內部流動的液體致冷劑來進行冷卻，所述冷卻套具有基礎部和罩部，上述基礎部具有與上述發熱元件的表面接觸的導熱面、相對于上述導熱面在垂直方向延長地形成的多個壁部，在上述多個壁部之間形成液體致冷劑的流路；并且，上述罩部被安裝在上述基礎部的周圍，形成將液體致冷劑導向該基礎部的通路；上述基礎部具有相對于與上述導熱面接觸的上述發熱元件熱各向同性(熱的に等方的な)的形狀。
發明的效果根據以上所述的本發明，發揮下述的優異效果，即，通過改良對來自發熱元件的熱的傳遞，可以降低其熱阻，以此，提供冷卻能力優異的冷卻套。
圖1是表示本發明的一個實施方式的冷卻套的整體構成的展開立體圖。
圖2是用于說明上述冷卻套中的發熱體的熱擴散的圖。
圖3是表示本發明的其他實施方式的冷卻套的整體構成的展開立體圖。
具體實施例方式
下面，使用附圖，就本發明的實施方式進行詳細說明。
首先，附圖1通過展開立體圖表示本發明的一個實施方式的冷卻套的構成。另外，該冷卻套例如是在臺式個人電腦或服務器或者筆記本式個人電腦等、在框體的內部具有發熱的發熱元件(例如CPU等)的電子儀器中，與在這里未圖示出的散熱器、驅動泵、罐等共同構成所謂的液冷系統的一部分的部件。另外，這些構成部件通過金屬制的管等連接，在該循環內，封入例如水或乙二醇等的液體致冷劑。
從圖中也可以看出，本發明的冷卻套100是由基礎部110和罩部120構成的，該基礎部110例如由銅、鋁等熱傳導性優異的金屬所形成，該罩部120從該基礎部110的上方包圍其周圍地安裝。另外，該基礎部110其下面作為導熱面111，該導熱面111通過例如導熱性的油脂等與以上述CPU為代表的發熱元件的表面接觸。另外，該基礎部110由在其中央部具有頂部112的實心(內側)部構成，而且，相對于上述導熱面111為直角、并且在上述頂部112上也形成在直角方向延伸的多個壁部113、113。這樣，從圖中也可以看出，在這些多個壁部113之間，大致扇形狀的流體通路114在上述頂部112的方向層疊，并形成有多個。
另外，在上述的基礎部110上，從其上方包圍周圍地安裝著被形成為外形大致箱狀的罩部120。另外，在該罩部120的一部分上(在圖例中，下方的引導部121的前后)，安裝著用于使液體致冷劑流入到內部的流入管122以及用于將液體致冷劑向外部排出的排出管123。另外，該罩部120相對于上述基礎部110液體密封性地安裝。因此，從流入管122流入的液體致冷劑如圖中箭頭所示，從一方(圖的右側)的引導部121通過在壁部113、113之間形成的大致扇形的流路114，暫時匯集在上述罩部120的上部。其后，通過在另一方(圖的左側)的壁部113、113之間形成的大致扇形的通路114，到達引導部121，然后，從排出管123被排出到外部。
此時，如附圖2所示，作為發熱體的LSI芯片300，其間夾置著例如導熱性優異的油脂150等與上述基礎部110的導熱面111接觸，即被熱連接，因此，來自該發熱體300的熱，不僅僅單純地沿上述基礎部110的導熱面111向橫向擴散，還可以向基礎部110的頂部112的方向(垂直方向)擴散(參照圖中虛線箭頭)。即，根據上述基礎部110的構造，與該導熱面111相接觸地配置的發熱體300的熱可以各向同性地并且向多個方向擴散，可以通過壁部113更有效地向在壁間流動的液體致冷劑進行熱傳遞。因此，可以降低該基礎部110中的熱阻，據此，可以大幅提高冷卻套100的效率。
另外，在上述的構成中，在考慮到來自導熱面的各向同性的熱的擴散以及盡可能地擴大壁部的表面積的情況下，如圖2所示，最好基礎部的實心部(斜線部)的截面形狀相對于導熱面111，在平行方向以及從導熱面的中央向垂直方向延長、并且其寬度隨著分別遠離導熱面的中心而逐漸減小。但是，也可以是更簡略化的形狀(例如，各自的寬度與距導熱面的距離相應地直線地減小(即，大致三角形的流路114)，或者不產生變化而是寬度相等(方形的流路114))，在該情況下，也能得到與上述大致相同的效果。
下面，附圖3表示本發明的其他實施方式的冷卻套的構成。另外，在其他的實施方式中，與上述圖1所示的構造不同，在上述罩部120的上方安裝流入管122，使液體致冷劑從基礎部110的頂部112向在其兩側形成的扇形的流路114流動。
另外，通過了在基礎部110的兩側形成的扇形的流路114的液體致冷劑，其后從被安裝在罩部120的兩側的排出管123、123向外部排出(參照圖中的箭頭)。另外，在該其他的實施方式的冷卻套中，也與上述實施方式相同，根據上述基礎部110的構造，發揮各向同性地擴散與該導熱面111相接觸地配置的發熱體300的熱的作用。因此，可以降低該基礎部110中的熱阻，據此，可以大幅提高冷卻套100的效率。另外，液體致冷劑可以向與上述相反的方向流動，即，可以從上述罩部120的兩側的下部向其上方流動，仍然能夠得到同樣的效果。
另外，最好基礎部的實心部(斜線部)的截面形狀與上述相同，相對于導熱面111，在平行方向以及從導熱面的中央向垂直方向延長、并且其寬度隨著分別遠離導熱面的中心而逐漸減小(即，扇形的流路)，但是，即使是更簡略化的形狀(例如，各自的寬度與距導熱面的距離相應地直線地減小，或者不產生變化而是寬度相等)，當然也能得到與上述同樣的效果。
權利要求
1.一種冷卻套，所述冷卻套將在框體內具有發熱元件的電子儀器的該發熱元件的發熱傳遞到在所述冷卻套內部流動的液體致冷劑來進行冷卻，其特征在于，所述冷卻套具有形成液體致冷劑的流路的基礎部和罩，所述基礎部具有與發熱元件的表面接觸的導熱面、相對于所述導熱面在垂直方向延長的突起部、相對于所述導熱面和所述突起部在垂直方向延長地形成的多個壁部，在所述多個壁部之間形成液體致冷劑的流路，所述罩被安裝在所述基礎部的周圍，形成將液體致冷劑導向該基礎部的通路。
2.如權利要求1所述的冷卻套，其特征在于，所述基礎部的所述突起部的寬度隨著離開所述導熱面的中心而減小。
3.如權利要求1所述的冷卻套，其特征在于，設置在所述基礎部的壁部之間的液體致冷劑的流路被形成為扇狀。
4.如權利要求3所述的冷卻套，其特征在于，所述基礎部的突起部相對于所述導熱面的中央部形成頂部，在該頂部的兩側形成所述扇狀的液體致冷劑的流路。
5.一種冷卻套，所述冷卻套將在框體內具有發熱元件的電子儀器的該發熱元件的發熱傳遞到在所述冷卻套內部流動的液體致冷劑來進行冷卻，其特征在于，所述冷卻套具有基礎部和罩部，所述基礎部具有與所述發熱元件的表面接觸的導熱面、相對于所述導熱面在垂直方向延長地形成的多個壁部，在所述多個壁部之間形成液體致冷劑的流路；所述罩部被安裝在所述基礎部的周圍，形成將液體致冷劑導向該基礎部的通路；所述基礎部具有相對于與所述導熱面接觸的所述發熱元件熱各向同性的形狀。
全文摘要
提供一種降低相對于來自發熱元件的熱的熱阻、冷卻能力優異的冷卻套。本發明的冷卻套將裝載在電子儀器中的發熱元件(300)的發熱傳遞到在內部流動的液體致冷劑進行冷卻，具有基礎部(110)和罩部(120)，該基礎部(110)具有與發熱元件的表面接觸的導熱面(111)和在與其垂直的方向上延長的多個壁部(113)，在壁部之間形成液體致冷劑的流路(114)；該罩部(120)被安裝在基礎部的周圍，形成導入液體致冷劑的通路；基礎部形成有被形成為扇狀的流路，在基礎部的中央部形成頂部，具有相對于接觸的發熱元件熱各向同性的形狀。
文檔編號H01L23/34GK1841265SQ20061007103
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月31日 優先權日2005年4月1日
發明者新隆之, 中西正人 申請人:株式會社日立制作所