專利名稱：電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及備有發(fā)熱元件的冷卻系統(tǒng)的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
對于原有的電子設(shè)備冷卻用液冷水套的構(gòu)造，例如，在日本特開平8-279578號公報(bào)(第5頁、第1-5圖)和日本特開平8-31994號公報(bào)(第6-7頁，第1-4圖)中已有介紹。
在上述專利文獻(xiàn)中，示出為了提高液體側(cè)的傳熱性能，在冷卻流路中設(shè)置平板狀的冷卻散熱片或設(shè)置噴流噴嘴的結(jié)構(gòu)。通常冷卻散熱片的形成多使用切削加工，加工需要的工時(shí)和制造成本增大。
另外，用擠壓加工那樣比較低成本的加工方法，對可以加工的散熱片高度和散熱片的間距有制約，難以確保良好的冷卻性能。
另外，在設(shè)置噴流噴嘴的構(gòu)造中，會增加液冷水套的厚度，在狹窄的空間中使用變得困難。
在日本特開平9-102568號公報(bào)(第4頁、第1圖)中，表示了向厚度方向?qū)訅簩訅喊宥鴺?gòu)成的散熱片?？墒?，該專利文獻(xiàn)，由于只著眼于防止產(chǎn)生不良品和提高流路內(nèi)的溫度均勻性，對于在流路內(nèi)自身傳熱面積的增大和提高熱傳導(dǎo)率來促進(jìn)傳熱沒有言及。
在日本特開2003-7944號公報(bào)(第2-3頁、第2圖)中，表示了使用沖壓成形的層壓板的散熱片的構(gòu)造。但是，在該專利文獻(xiàn)中也沒有言及流路內(nèi)自身的傳熱促進(jìn)。
在日本特開2002-170915號公報(bào)(第2-4頁、第1-5圖)中，表示了為了促進(jìn)流路內(nèi)自身的傳熱在內(nèi)部插入了內(nèi)散熱片的液冷散熱片的構(gòu)造?？墒窃谠搶＠墨I(xiàn)中，在散熱片材料和散熱片底座的接觸部分上，由于存在與散熱片材料相比熱傳導(dǎo)率大幅度降低的焊接材料，所以在該部分上阻礙了向垂直于基面的方向的熱移動(dòng)，不能得到與一體物的切削加工相當(dāng)?shù)牡偷膬?nèi)部熱阻抗。
如上所述，在厚度方向上層壓金屬制的薄板并使內(nèi)部成為液體流路的構(gòu)造的方法，在日本特開平9-106528號公報(bào)中可以說是公知的。
但是，在該專利文獻(xiàn)中，對于流路內(nèi)自身的傳熱促進(jìn)沒有言及。
即，該專利文獻(xiàn)的發(fā)明目的，像在“課題”欄中記述的那樣，在于防止產(chǎn)生層壓板型散熱片自身的不良品和提高搭載設(shè)備的可靠性及冷卻性能。
而且，在該專利文獻(xiàn)中，設(shè)置了從兩側(cè)夾持流路板和連通板的一對端板，配置在使溫度高的流路和溫度低的流路相對應(yīng)的位置上，是謀求溫度平均化的結(jié)構(gòu)。
這樣，該專利文獻(xiàn)雖然提到了提高冷卻性能，但不是促進(jìn)散熱片自身的傳熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供備有促進(jìn)流路內(nèi)自身的傳熱的冷卻用液冷水套及系統(tǒng)的電子設(shè)備。
為了達(dá)到上述目的，在備有與發(fā)熱零件熱連接的受熱構(gòu)件、向該受熱構(gòu)件輸送液體的泵、由該泵使接受來自前述發(fā)熱零件的熱的液體進(jìn)行放熱的散熱器的液冷系統(tǒng)中，前述受熱構(gòu)件通過對金屬薄板進(jìn)行沖壓加工成形的層壓板構(gòu)成，該層壓板備有液體流通的流路，在該流路內(nèi)部具有多個(gè)散熱片。
為了達(dá)到上述目的，前述層壓板由中央部具有孔的第1層壓板和一方具有開放的切口、另一方具有孔的第2層壓板構(gòu)成，交替地層壓該第1和第2層壓板并設(shè)置流體的流入側(cè)的層壓群和液體的流出側(cè)的層壓群。
為了達(dá)到上述目的，前述層壓板是在長度方向上具有多個(gè)孔的金屬薄板，相對于該金屬薄板的中心部，前述多個(gè)孔向長度方向的一側(cè)偏移，使該金屬薄板上下翻轉(zhuǎn)并順序進(jìn)行層壓。
為了達(dá)到上述目的，前述層壓板是具有一個(gè)S形孔的金屬薄板，相對于該金屬薄板的中心部，前述孔向一側(cè)偏移，使該金屬薄板上下翻轉(zhuǎn)并順序進(jìn)行層壓。
為了達(dá)到上述目的，前述受熱構(gòu)件由上下2塊金屬板構(gòu)成，該上下2塊金屬板的上側(cè)金屬板具有一條S形的槽和在該槽的內(nèi)部由擠壓成形形成的鼓出部，該上側(cè)金屬板和平板狀的下側(cè)金屬板中間夾著密封構(gòu)件地進(jìn)行固定。
為了達(dá)到上述目的，在備有與發(fā)熱零件進(jìn)行熱連接的受熱構(gòu)件、把液體輸送給該受熱構(gòu)件的泵、由該泵使接受來自前述發(fā)熱零件的熱的液體放熱的散熱器的液冷系統(tǒng)中，前述受熱構(gòu)件由通過對金屬薄板進(jìn)行沖壓加工成形的層壓板構(gòu)成，該層壓板備有液體流通的流路，在該流路的內(nèi)部具有多個(gè)散熱片，在該受熱構(gòu)件上用配管連接前述泵和前述散熱器。
為了達(dá)到上述目的，在前述散熱器上安裝風(fēng)扇。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供促進(jìn)流路內(nèi)自身的傳熱的冷卻用液冷水套及系統(tǒng)的電子設(shè)備。


圖1是說明第1實(shí)施例的電子設(shè)備冷卻用液冷水套的圖。
圖2是第1實(shí)施例使用的層壓板的正視圖。
圖3是表示第1實(shí)施例使用的層壓板的變型例的正視圖。
圖4是表示第2實(shí)施例的電子設(shè)備冷卻用液冷水套的圖。
圖5是表示第2實(shí)施例使用的層壓板的變型例的正視圖。
圖6是說明第3實(shí)施例的電子設(shè)備冷卻用液冷水套的圖。
圖7是說明第4實(shí)施例的電子設(shè)備冷卻用液冷水套的圖。
圖8是說明第5實(shí)施例的液冷系統(tǒng)的立體圖。
圖9是搭載第5實(shí)施例的冷液系統(tǒng)的電子設(shè)備的立體圖。
具體實(shí)施例方式
下面順序說明本發(fā)明的實(shí)施例。
用圖1～圖3說明本發(fā)明的第1實(shí)施例。
圖1是備有第1實(shí)施例的液冷水套的立體圖及各部分的剖面圖。
圖2是表示構(gòu)成圖1的液冷水套的層壓板的形狀的正視圖。
圖3是說明層壓板的變型例的與圖2的相當(dāng)圖。
在圖1中，本實(shí)施例的液冷水套100是把沖壓加工像銅那樣熱傳導(dǎo)性良好的金屬制的薄板而形成的層壓板1a、1b、1c(對于形狀用圖2詳細(xì)地說明)在厚度方向上一個(gè)個(gè)層壓結(jié)合而成的。在層壓板1a、1b、1c的沖孔的部分上形成冷卻液的流路8。在層壓板1a、1b、1c的左右兩端上安裝側(cè)端板15。另外，在層壓后的層壓板1a、1b、1c的長度方向的端部上安裝端板16。該端板16成為設(shè)置冷卻液流入部6和流出部7的部分。
該液冷水套100經(jīng)熱傳導(dǎo)構(gòu)件4與半導(dǎo)體微型組件5進(jìn)行熱連接。
在順序?qū)訅毫藢訅喊?a、1b、1c之后，用側(cè)端板15夾持其兩側(cè)，再把成為冷卻液的流入流出部的端板16安裝在層壓板1a、1b、1c的一端上，釬焊成整體來形成液冷水套100。
在該液冷水套100中，由于冷卻液在層壓板1a、1b之間形成的流路8中流動(dòng)，所以層壓板1b具有一種冷卻散熱片的功能，在該構(gòu)造中，由于非常容易把層壓板1a、1b的壁厚做薄，所以可以確保大的傳熱面積。
另外，由于層壓板1a、1b延伸到與熱傳導(dǎo)構(gòu)件4接合的部分，所以可以排除熱傳導(dǎo)率低的焊料對向垂直于基面方向的熱移動(dòng)的影響，為此，由于可以得到制作成本的花費(fèi)與一體物的切削加工相當(dāng)?shù)牡偷膬?nèi)部熱阻抗，所以對于半導(dǎo)體微型組件5可以得到非常良好的冷卻性能。
液冷水套100基本上只用一種的沖壓層壓板1構(gòu)成，由于沒有切削加工那樣需要工時(shí)的工序，所以制作性能和加工需要的成本與原來相比具有可以大幅度地降低的優(yōu)點(diǎn)，另外，與其傳熱面積相比較，可以確保液冷水套100的厚度很薄。
在圖2中，層壓板1a被沖壓成口字形，用于成為層壓板1b的隔板而分別介于多個(gè)層壓板1b之間。該層壓板1b，與流入部6相對的部分被切掉，該切掉的部分成為液體的侵入部分。切掉部分的相反部分被沖壓成口字形。該沖壓掉的部分成為液體向左右方向移動(dòng)的通路。如上所述，該層壓板1b由于與冷卻液的接觸面積多，所以具有作為一種冷卻散熱片的功能，層壓板1c在中央分隔層壓板1a、1b群，分離成與流入部6相對的層壓板1a、1b群和與流出部7相對的層壓板1a、1b群。
由這樣的層壓板1a、1b、1c形成的液冷水套100的左右兩側(cè)用側(cè)端板15密封。由于使層壓板1b的切掉部分成為液體的流入部分和流出部分，所以安裝了流入部6和流出部7的端板16，以覆蓋該切掉部分。
在圖3中，層壓板1a′是把液體的流路分成上下的層壓板。層壓板1a″是把液體的流路分成上下多個(gè)同時(shí)把區(qū)分肋做成波浪型的層壓板。
由此，使流路8內(nèi)的流動(dòng)復(fù)雜化，可以提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和促進(jìn)傳熱。
實(shí)施例2圖4(a)是備有第2實(shí)施例的液冷水套的與圖1相當(dāng)?shù)膱D。
圖4(b)是層壓第2實(shí)施例的層壓板的場合的液冷水套的剖面圖。
在圖4(a)中，層壓板1e與第1實(shí)施例不同，層壓板1e向縱深方向?qū)訅?。并且，該層壓?e的由沖壓加工形成的多個(gè)孔整體地向一個(gè)方向偏移(在圖4(a)所示的實(shí)施例中，整體地向左側(cè)偏移)。在本實(shí)施例中，上下翻轉(zhuǎn)每一塊板地層壓該層壓板1e。
換言之，對于每一塊板，由于層壓板1e的孔的偏移方向不同，所以流路8成為S形的流路。
在圖4(b)中，由于層壓板1e的沖壓的多個(gè)孔相對于層壓板1e的中心軸有一定的偏移，所以當(dāng)上下翻轉(zhuǎn)該層壓板1e的下一個(gè)要層壓的層壓板時(shí)，就成為圖中1e′那樣。當(dāng)反復(fù)進(jìn)行這樣的翻轉(zhuǎn)層壓時(shí)就形成由多個(gè)凸出部14構(gòu)成的流路8。
在本實(shí)施例中，在層壓了層壓板1e、1e′之后，通過釬焊整體形成液冷水套100的本體部，然后安裝冷卻液流入部6和流出部7。但是，也可以把本體部和冷卻液流入部6、流出部7釬焊成一體。
液冷水套100的下面，經(jīng)具有柔軟性的熱傳導(dǎo)構(gòu)件4與半導(dǎo)體微型組件5的上面進(jìn)行熱接觸。
在這樣的構(gòu)成中，冷卻液在由層壓板1e、1e′形成的流路8中流動(dòng)，這時(shí)，由于流路8中的多個(gè)凸出部14起到冷卻散熱片的作用，同時(shí)使冷卻液的流動(dòng)復(fù)雜化，促進(jìn)了混合，所以可以得到良好的冷卻性能。
在本實(shí)施例中，由于層壓板1到達(dá)與熱傳導(dǎo)構(gòu)件4接合的散熱片底座部分，所以可以排除與散熱材料相比熱傳導(dǎo)率低的焊料的對與基面垂直方向的熱移動(dòng)的影響，可以得到制作成本的花費(fèi)與一體物的切削加工相當(dāng)?shù)牡偷膬?nèi)部熱阻抗。
液冷水套100基本上只用一種沖壓的層壓板1構(gòu)成，由于沒有切削加工那樣需要工時(shí)的工序，所以制作性和加工需要的成本與原來相比，具有可以降低的優(yōu)點(diǎn)。另外，可以確保液冷水套100的厚度很薄。
圖5是變更了在第2實(shí)施例中使用的層壓板的孔的形狀的圖。
在圖5中，通過把設(shè)置在層壓板1f上的孔的形狀做成S形，與液冷水套100的厚度相比較，可以把傳熱面積做成很大。再有，在翻轉(zhuǎn)層壓板1進(jìn)行層壓時(shí)，由于流路8內(nèi)的流動(dòng)變得非常復(fù)雜，所以能得到非常高的熱傳導(dǎo)率。因此，可以得到非常良好的液冷水套100的冷卻性能。
另外，當(dāng)如圖4那樣把層壓板1的沖壓位置偏離中心軸一些并進(jìn)行翻轉(zhuǎn)層壓時(shí)，可以使流路8更復(fù)雜化并使流路8的表面的熱傳導(dǎo)率更高。
圖6(a)是備有第3實(shí)施例的液冷水套的剖面圖。
圖6(b)是層壓后的板的剖面圖。
在圖6(a)中，使由沖壓加工形成了S形的孔的層壓板1、1′一塊塊翻轉(zhuǎn)地進(jìn)行層壓。用虛線表示的是翻轉(zhuǎn)后的層壓板1′。由該S形的孔形成冷卻液的流路8。
當(dāng)層壓板1的沖壓位置向左右方向偏離板的中心軸一些，交替地翻轉(zhuǎn)層壓板1、1′并進(jìn)行層壓時(shí)，在流路8內(nèi)形成多個(gè)凸出部14。在層壓板1、1′的上下兩端上有上端板2和下端板3。在上端板2上設(shè)置冷卻液的流入部6和流出部7。
在本實(shí)施例中，在層壓了層壓板1、1′、上端板2、下端板3之后，通過釬焊整體形成液冷水套100的主體部，然后安裝冷卻液流入部6和流出部7。但是，也可以把主體部和冷卻液流入部6、流出部7釬焊成一體來形成。
液冷水套100的下面，經(jīng)具有柔軟性的熱傳導(dǎo)構(gòu)件4與半導(dǎo)體微型組件5的上面進(jìn)行熱接觸。
在這樣的構(gòu)成中，冷卻液在形成于上端板2和下端板3之間的流路8中流動(dòng)。這時(shí)，由于流路8中的多個(gè)凸出部14起到冷卻片的作用，可以使放熱面積與厚度的比例變大?？梢缘玫搅己玫睦鋮s性能。液冷水套100基本上只用一種的沖壓層壓板1構(gòu)成，由于沒有像切削加工那樣需要工時(shí)的工序，所以制作性和加工所需的成本與原有的相比，具有可以降低的優(yōu)點(diǎn)。另外，也可以確保液冷水套100的厚度很薄。
圖7(a)是備有第4實(shí)施例的液冷水套的俯視圖。
圖7(b)是備有第4實(shí)施例的液冷水套的剖面圖。
在圖7(a)中，本實(shí)施例的液冷水套100由2塊板構(gòu)成，基本上由通過沖壓加工形成的上層壓板9和平板狀的下層壓板10構(gòu)成。上層壓板9由沖壓加工擠壓形成S形的流路8，再在該擠壓成形部分成形多個(gè)凹部13。
在圖7(b)中，上層壓板9和下層壓板10中間隔有橡膠填密件12地用固定螺釘11固定。冷卻液流入部6和流出部7安裝在上層壓板9上，與上述流路8連通。
這樣一來，冷卻液在形成于上層壓板9和下層壓板10之間的流路8中流動(dòng)。這時(shí)冷卻液因設(shè)置在流路8中的多個(gè)凹部13而反復(fù)進(jìn)行S形流動(dòng)，促進(jìn)其混合。這樣，由于流路8是薄型扁平的，并且設(shè)置了多個(gè)凹部13，所以可得到良好的熱傳導(dǎo)性能。
液冷水套100，由于沒有像切削加工那樣需要工時(shí)的工序，也不需要釬焊等密封漏液用的加工，所以制作性和加工需要的成本與原來相比具有可以大幅度地降低的優(yōu)點(diǎn)。另外，可以確保液冷水套100的厚度很薄。
圖8是備有第5實(shí)施例的液冷系統(tǒng)的立體圖。
在圖8中，液冷系統(tǒng)120由泵500、散熱器200、液冷水套100及散熱器冷卻用風(fēng)扇300、配管400等構(gòu)成。在該液冷系統(tǒng)120上搭載有第1～第4實(shí)施例中說明的液冷水套。
圖9是搭載了圖8所示的液冷系統(tǒng)的電子設(shè)備的立體圖。
在圖9中，在電子設(shè)備殼體150內(nèi)，設(shè)置多個(gè)電子零件700和用于冷卻它們的風(fēng)扇600。在本實(shí)施例中，把散熱器200及散熱器冷卻用風(fēng)扇300設(shè)置在電子設(shè)備殼體150內(nèi)的最下游側(cè)。
可是，在這樣的電子設(shè)備的內(nèi)部，可以設(shè)置用于收納多個(gè)電子零件等的液冷系統(tǒng)120的空間有限。從而，在液冷系統(tǒng)120中，特別占空間的散熱器200的小型化成為大的課題。
但是，除非特殊的場合，通常冷卻系統(tǒng)自身都不花費(fèi)多大的成本。本課題不可能只通過使散熱器200高性能化來容易地實(shí)現(xiàn)。
即，從液冷系統(tǒng)120整體的熱平衡的觀點(diǎn)來看的話，用擠壓加工那樣原有的低成本的制造方法制作液冷水套100中的熱阻抗，通常比散熱器200中的熱阻抗大。
為此，在系統(tǒng)整體中，散熱器200高性能化不直接與散熱器200自身的放熱性能的增大相關(guān)，不能大幅度的小型化。
另外，由于本實(shí)施例的液冷水套100是低成本且低熱阻抗的，所以從液冷系統(tǒng)120的整體的熱平衡的觀點(diǎn)來看，散熱器200的高性能化的效果直接地影響散熱器200自身的放熱性能的增大。因此，散熱器200大幅度地小型化是可能的。
在圖9那樣的殼體150內(nèi)部的構(gòu)成中，從發(fā)熱量高的半導(dǎo)體微型組件5排出的排熱。由散熱器200放出到殼體150內(nèi)，但因?yàn)槊嫦虺隹诓浚圆粫Ａ粼跉んw150內(nèi)而是照原樣排出到大氣中，為此，殼體150內(nèi)的流動(dòng)變得非常順利，可以確保非常良好的冷卻性能。另外，由于散熱器冷卻用風(fēng)扇300起到了殼體150內(nèi)整體的排氣風(fēng)扇的作用，所以其他的電子零件700也被其冷卻。
再有，在本實(shí)施例中，如圖9所示，表示了在臺式計(jì)算機(jī)的本體上搭載了液冷系統(tǒng)120的例子，但由于是圖8所示的小型的液冷系統(tǒng)，所以搭載了發(fā)熱半導(dǎo)體元件的設(shè)備，例如等離子體電視、游戲機(jī)、液晶投影儀等，其使用范圍非常廣。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于非常容易使層壓板壁厚度變薄，所以可以確保大的傳熱面積。另外，相對于向基面垂直的方向的熱移動(dòng)的內(nèi)部熱阻抗非常低。由于這些效果，可以得到非常良好的冷卻性能。
權(quán)利要求
1.一種液冷系統(tǒng)，備有與發(fā)熱零件熱連接的受熱構(gòu)件、向該受熱構(gòu)件輸送液體的泵、由該泵使接受來自前述發(fā)熱零件的熱的液體進(jìn)行放熱的散熱器，其特征在于，前述受熱構(gòu)件由通過對金屬薄板進(jìn)行沖壓加工成形的層壓板構(gòu)成，該層壓板備有液體流通的流路，在該流路內(nèi)部具有多個(gè)散熱片。
2.如權(quán)利要求1所述的液冷系統(tǒng)，其特征在于，前述層壓板由中央部具有孔的第1層壓板和一方具有開放的切口、另一方具有孔的第2層壓板構(gòu)成，交替地層壓該第1和第2層壓板并設(shè)置液體的流入側(cè)的層壓群和液體的流出側(cè)的層壓群。
3.如權(quán)利要求1所述的液冷系統(tǒng)，其特征在于，前述層壓板是在長度方向上具有多個(gè)孔的金屬薄板，相對于該金屬薄板的中心部，前述多個(gè)孔向長度方向的一側(cè)偏移，使該金屬薄板上下翻轉(zhuǎn)并順序進(jìn)行層壓。
4.如權(quán)利要求1所述的液冷系統(tǒng)，其特征在于，前述層壓板是具有一個(gè)S形孔的金屬薄板，相對于該金屬薄板的中心部，前述孔向一側(cè)偏移，使該金屬薄板上下翻轉(zhuǎn)并順序進(jìn)行層壓。
5.如權(quán)利要求1所述的液冷系統(tǒng)，其特征在于，前述受熱構(gòu)件由上下2塊金屬板構(gòu)成，該上下2塊金屬板的上側(cè)金屬板具有一個(gè)S形的槽和在該槽的內(nèi)部由擠壓成形形成的鼓出部，該上側(cè)金屬板和平板狀的下側(cè)金屬板中間夾著密封構(gòu)件地進(jìn)行固定。
6.一種液冷系統(tǒng)，備有與發(fā)熱零件進(jìn)行熱連接的受熱構(gòu)件、把液體輸送給該受熱構(gòu)件的泵、由該泵使接受來自前述發(fā)熱零件的熱的液體放熱的散熱器，其特征在于，前述受熱構(gòu)件由通過對金屬薄板進(jìn)行沖壓加工成形的層壓板構(gòu)成，該層壓板備有液體流通的流路，在該流路的內(nèi)部具有多個(gè)散熱片，在該受熱構(gòu)件上用配管連接前述泵和前述散熱器。
7.如權(quán)利要求6所述的液冷系統(tǒng)，其特征在于，在前述散熱器上安裝風(fēng)扇。
全文摘要
提供一種冷卻性能良好同時(shí)加工所需工時(shí)和制造成本小，能用于狹窄空間的電子設(shè)備的冷卻用液冷水套及其系統(tǒng)。使由沖壓加工成形的層壓板的每一塊向?qū)挾确较驅(qū)訅翰⒔Y(jié)合。冷卻液在形成于層壓板之間的流路里流動(dòng)。層壓板自身起到冷卻散熱器的作用。
文檔編號F25D9/00GK1624407SQ20041000776
公開日2005年6月8日 申請日期2004年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月2日
發(fā)明者松島均, 松下伸二, 淺野一郎, 竹內(nèi)庸記, 鈴木敦 申請人:株式會社日立制作所