专利名称：电子设备的冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子设备的冷却装置，特别是涉及一种适用于冷却装载在笔记本型个人电脑等的CPU等的放热部件的电子设备的冷却装置。
背景技术：
在近年的个人电脑等的电子设备中，伴随于运算处理量的增大和高速化，而装载消耗电能大的CPU等的放热部件，上述的放热部件产生的热量不断增加。在这些电子设备中所使用的各种的电子部件，从耐热可靠性和工作特性的温度依存性出发，因为通常对其使用温度范围进行限定，所以在这些电子设备中，在内部发生的热量高效率地排出到外部的技术的确立成为当务之急。
一般在个人电脑等的电子设备中，在CPU等安装作为吸热部件的金属散热片和所谓的热管等，通过热传导对电子设备全体的热量扩散，和安装于机箱的电磁式的冷却用的风扇，从电子设备内部向外部放出热量。
例如笔记本型个人电脑，在高密度地装配了电子部件的电子设备中，电子设备内部的散热空间很小，通过单独使用现有的冷却风扇，或冷却风扇和热管组合的现有的冷却装置，能够冷却30W左右的消耗功率的CPU。但是，在这以上的消耗功率的CPU中，充分地散发其内部的热量就变得困难。
并且，在有放热的情况下，必须设置送风能力大的冷却风扇，特别是在使用电磁式的冷却风扇时，因为其旋转叶轮的风的声音等的噪音，所以很大地破坏了静音性。此外，在服务器用的电脑中，随着普及率的增大，小型化和静音化的要求也变得强烈，因此对于热量的散发，也产生了与笔记本型个人电脑同样的问题。
因此，为了有效地将增大的放热散发到外部，而对使冷却剂循环的液冷方式的冷却装置进行了讨论。例如，在特開2003-67087号公报中记载的液冷方式的冷却装置如下在具备接受从个人电脑机身部的放热部件发生的热量的受热头的个人电脑机身部的底部，配置了具有如下的设备的壳体，其中包括通过受热头传递来自放热部件的热量的连接头；连接于连接头填充有冷却剂的管道；循环冷却剂的泵。
在上述公报记载的现有的技术中，因为使冷却剂在配置于个人电脑机身部的底部的管道内循环而构成，所以不能充分地确保散热面积，存在冷却效率低，并且无法冷却装置薄型化的问题。
发明内容
本发明鉴于上述的问题点，其目的在于提供一种电子设备的冷却装置，其通过充分地确保散热面积而能够使冷却效率能搞升，并且还可实现薄型化。
为了达成上述的目的，本发明提供一种电子设备的冷却装置，其特征在于，具有第1冷却板，其形成有循环冷却剂的第1通路；第2冷却板，其形成有循环冷却剂的第2通路，与所述第1面板相对配置；连接机构，其连接所述第1通路与所述第2通路；循环泵，其通过所述第1通路及第2通路，使冷却剂循环，使传递于所述第1冷却板以及第2冷却板的热量扩散。
此外，本发明提出一种电子设备，其特征在于，搭载有上述电子设备的冷却装置。
本发明的电子设备的冷却装置，使第1冷却板与第2冷却板互相相对而配置，通过由通用的循环泵使冷却剂在这些冷却板的通路内循环，从而能够得到具有充分的散热面积和高的冷却效率的冷却装置。
本发明的电子设备的冷却装置，优选具备连接机构，其轴支撑所述第1冷却板与第2冷却板，使其开关自由。能够得到紧凑形状的冷却装置。
并且，所述第1冷却板及第2冷却板的至少一方，在所述通路中，优选具有含有比所述通路的宽度小的多个的窄幅通路的微通道结构。此时，所述第1冷却板及第2冷却板的所述的至少一方，在表面优选具有气冷散热片所形成的区域，该区域，配置在所述微通道结构的下游侧。并且，所述区域的通路优为蛇行。而且，也优选对应于所述气冷散热片而设置冷却风扇。
所述循环泵，优选固定于所述第2冷却板的表面。并且，也优选在所述第2冷却板的表面，设置连通于所述第2通路的储液槽，或者，在所述第2冷却板的内部，设置连通于所述第2通路的储液槽。此外，也优选所述第1通路及第2通路的一方或双方，至少在一方形成有凹槽的下侧散热片及上侧散热片相互接合而形成。并且，所述第1冷却板的面积，优选比所述第2冷却板的面积小。所述第1通路的宽度，比所述第2通路的宽度窄，以及所述第1通路的深度，比所述第2通路的深度深，这也是本发明的优选构成。
图1(a)是本发明的电子设备的冷却装置的第1的实施方式的俯视图，(b)及(c)分别是其侧视图及正视图。
图2是表示图1所示的气冷散热片之下的通路的构成的俯视图。
图3(a)是构成图1所示的第1冷却板材料的第1冷却板的下侧散热片的俯视图，(b)是沿(a)X-X’线的剖面图。
图4是构成图1所示的第1冷却板材料的第1冷却板的上侧散热片的俯视图，(b)是其侧视图。
图5是表示图1所示的对微通道结构的导入部的构成的俯视图。
图6是图1所示的第2冷却板的俯视图，(b)及(c)分别是其侧视图及正视图。
图7(a)是构成图6所示的第2冷却构件的第2冷却板的下侧散热片的俯视图，(b)是由(a)表示的Y-Y’的剖面图。
图8是构成图6所示的第2冷却构件的第2冷却板的上侧散热片的俯视图。
图9是表示图6所示的通路的宽度和深度与冷却性能的关系的曲线图。
图10是表示图6所示的通路的宽度和板厚与耐压性能的关系的曲线图。
图11(a)是图1所示的循环泵的第1的例子的展开立体图，(b)是其侧剖面图。
图12(a)及(b)是表示图11所示的循环泵的装配方法的侧剖面图。
图13(a)是图1所示的循环泵的第2的例子的展开立体图，(b)是其侧剖面图。
图14(a)～(d)是分别表示图13所示的循环泵的装配方法的侧剖面图。
图15(a)及(b)是分别表示图13所示的循环泵的装配方法的侧剖面图。
图16(a)是图1所示的循环泵的第3的例子的展开立体图，(b)是侧剖面图。
图17(a)～(c)是分别表示图16所示的循环泵的装配方法的侧剖面图。
图18是表示图1所示的储液槽的构成的立体图。
图19(a)及(b)分别是沿图18的Z-Z’线的剖面图。
图20(a)～(d)是分别用于说明图18所示的储液槽的空气滞留功能的说明图。
图21(a)是表示对本发明的电子设备的冷却装置的第1的实施方式的电子设备的第1的内置例的立体图，(b)是沿(a)的Z-Z’线的剖面图。
图22(a)是表示对本发明的电子设备的冷却装置的实施方式的电子设备的第2的内置例的立体图，(b)是沿(a)的Z-Z’线的剖面图。
图23(a)是表示对本发明的电子设备的冷却装置的实施方式的电子设备的第3的内置例的立体图，(b)是沿(a)的Z-Z’线的剖面图。
图24是表示根据图1所示的第2冷却板的下面的气流量的变化所致的冷却效果的实验例的俯视图。
图25是表示根据图1所示的第2冷却板的下面的气流量的变化所致的冷却效果的关系的曲线图。
图26是本发明的电子设备的冷却装置的第2的实施方式的第2冷却板的俯视图。
图27(a)～(c)是分别表示在第2的实施方式所用的纵置型储液槽的构造的俯视图。
具体实施例方式
以下，基于本发明的实施方式，参照附图，进一步详细说明本发明。还有，根据附图，对同样的构成要素标注同样的符号。
若参照图1，则第1的实施方式的电子设备的冷却装置，具有第1冷却板1；第2冷却板2；连接第1冷却板1与第2冷却板2，以第1冷却板1相对于第2冷却板2，沿以图1(c)的箭头所示的方向而做轴支撑的可自由开关的连结部61、62。
冷却装置具有如下功能通过使水和防冻液等的冷却剂，在形成于第1冷却板1和第2冷却板2内的通路循环，而冷却伴随发热的CPU和其他的发热体等的放热部件7。图1所示的符号84，是表示在电子设备装载冷却装置时所安置的电池，第2冷却板2，形成避开电池84的区域的形状。
图1所示的第1冷却板1以及第2冷却板2的形状，在装载于电子设备时，根据各种的限制而适当地决定。
第1冷却板1，采用例如铜(Cu)和铝(Al)材等的导热性良好的金属材料，如图1所示，在其内部形成有通路11和微通道12。并且，在第1冷却板1的上下两面，分别设有气冷散热片13，设有气冷散热片13的区域13A的通路11，如图2所示，为了提高散热效果而形成蛇行通路111。还有，图1(a)所示的符号5是冷却风扇，通过冷却风扇5，在设于第1冷却板1的气冷散热片13形成空气的流动，从而提高冷却效果。
第1冷却板1，是将由图3和图4分别表示的下侧散热片17与上侧散热片18，通过扩散接合、钎焊接合、激光焊接等的接合技术接合而成。形成于第1冷却板的下侧散热片17的凹槽部171以及微通道12的窄幅凹槽172，由第1冷却板的上侧散热片18覆盖，由此形成通路11和微通道结构12。还有，对第1冷却板的下侧散热片17的凹槽部171，以及微通道结构的窄幅凹槽172的形成，考虑可以通过如下方法形成通过冲压而形成这些凹槽的方法；以形成这些凹槽的状态而成型的方法；通过磨削而形成的方法等。
第1冷却板的下侧散热片17，如图3所示，形成有在通路11作为冷却剂流入的流入口的开口B，和作为从通路11流出冷却剂的流出口的开口C。在开口B、开口C，分别连接有金属管14、金属管15。金属管14、金属管15，采用柔韧的金属管，不构成第1冷却板1相对于第2冷却板2开关时的障碍。
第1冷却板的下侧散热片17的下面的微通道结构12所形成的区域，功率损耗很大，而且小面积局部地接触于伴随散热的CPU，和其他的散热体等的放热部件7的上面。在放热部件7产生的热量，通过第1冷却板的下侧散热片17的微通道结构12，被流动的冷却剂带走。微通道结构12，比形成于第1冷却板1的通路11的宽度小，由宽度1mm以下的小的多个的窄幅通路构成，第1冷却板的下侧散热片17，以上述的区域以上的面积，形成于与放热部件7接触的区域。还有，在第1的实施方式中，使形成于第1冷却板1的通路11的宽度为6mm、深度为1.5mm，在微通道结构12，形成38根宽0.5mm、深1.5mm的通路。
冷却剂流入微通道结构12的流入部，如图5所示，通路11的宽度向微通道12侧缓慢地扩展，在其末端变得与微通道结构12的宽度相同。在微通道结构流入部，形成导向板16，其用于使从通路11流进的冷却剂扩散至微通道结构12的宽度。导向板16，由从冷却剂的流动的上游侧依次配置的左右一对的第1导向板161、第2导向板162、第3导向板163构成。各导向板的长度具有如下关系位于上游的导向板的一方长；第1导向板161的长度比第2导向板162的长度长；第2导向板162的长度比第3导向板163的长度长。并且，由图5以箭头表示，各导向板的相对于冷却剂的流动方向的角度θ具有如下关系位于上游的导向板的角度的一方变大；第1导向板161的角度比第2导向板162的角度大；第2导向板的角度比第3导向板163的角度大。
第2冷却板2，采用例如铜(Cu)和铝(Al)材等的良导性的金属材料，如图6所示，在内部形成通路21，在上面安装循环泵3和储液槽4。
第2冷却板2，是由图7和图8分别表示的下侧散热片23与上侧散热片24，通过扩散接合、钎焊接合、激光焊接等的接合技术接合而成。形成于第2冷却板的下侧散热片23的凹槽部231由上侧散热片24覆盖，由此形成通路21。还有，向第2冷却板的下侧散热片23的凹槽部231的形成，考虑由如下方法形成如通过冲压而形成凹槽231的方法；以形成凹槽231的状态成型的方法；通过磨削而形成凹槽231的方法等。并且，凹槽可以在上侧散热片24形成，或者，可以在上侧散热片23与下侧散热片24的双方形成。
在第2冷却板2的通路21的中央部分，即形成于第2冷却板的下侧散热板23的凹槽部231的中央部分，以规定间隔形成多个的支柱22。支柱22，用于确保在接合第2冷却板的下侧散热片23与上侧散热片24时的强度。在通路21的宽度和深度与冷却性能的关系中，如图9所示，如果通路宽度越宽，并且深度越浅，越能提高冷却性能，但是如图10所示，如果通路宽度越宽、板厚越薄，则耐压性能降低。因此，从冷却性能的观点出发，要求尽可能在扩大通路21的宽度的时同，而使深度变浅，但耐压性能会下降。因此，在第1的实施方式中，通过支柱22来实现耐压性能的提高。并且，在第1的实施方式中，使支柱22形成于通路21的中央部分，但在形成支柱22的位置，并不限定于中央部分，例如，也可以排列为网格状或锯齿状。还有，在第1的实施方式中，形成于第2冷却板2的通路21的宽度为20mm，深度为0.8mm，在通路21的中央部位，以20mm的间隔，形成宽0.5mm、长2mm的支柱。
如图8所示，在第2冷却板的上侧散热片24，形成有连通于储液槽4的开口(分歧孔)；从通路21向循环泵3流出冷却剂的冷却剂流出口26；从循环泵3向通路流入冷却剂的冷却剂流入口27；作为从通路21流出冷却剂的流出口的开口A；作为流入冷却剂至通路21的流入口的开口D。在开口A、开口D，分别连接金属管14、金属管15。还有，也可以在第2的冷却板2形成微通道结构。
接下来，对第1的实施方式的冷却剂的流动进行详细说明。
从设置于第2冷却板2的上面的循环泵3排出的冷却剂，通过冷却剂流入口27，流经形成于第2冷却板2内的通路21，通过开口A、金属管14和开口B，流入第1冷却板1。流入第1冷却板1的冷却剂，流经形成于第1冷却板1内的通路11，流入微通道结构12。
流入到微通道结构12的冷却剂，吸收由放热部件7产生的热量，流经形成于设置气冷散热片13的区域的蛇行通路111，通过开口C、金属管15和开口D，流入第2冷却板2。流入第2冷却板2的冷却剂，流经形成于第2冷却板2内的通路21，通过连通于储液槽4的开口25的下方，到达冷却剂流出口26，再度流入循环泵3。
通过如此由循环泵3使冷却剂循环，在放热部件7产生的热量，通过热传递而热扩散至第1冷却板1和第2冷却板2的全体，从而提高散热效果。
其次，基于图11和图12，详细地说明关于循环泵3的第1的构成例，其安装在第2冷却板2的上面侧的第2冷却板的上侧散热片24上。
图11是表示图1所示的循环泵的第1的构成例的图，(a)是展开立体图，(b)是侧剖面图。图12是表示图11所示的循环泵的装配方法的侧剖面图。
循环泵3的第1的构成例，若参照图11，则由如下构件构成泵壳体311；橡胶树脂制的○形环312；压电振动板313；压住压电振动板313的顶板314。在泵壳体311中，形成有分别与形成于第2冷却板的上侧散热片24的冷却剂流出口26以及冷却剂流入口27相对向吸入端口315和排出端口316，并且形成作为泵室319的空间。在吸入端口315，在排出端口316，分别设有防止从泵室319向通路21的逆流的流入止回阀317，以及防止从通路21向泵室319的逆流的流出止回阀318。流入止回阀317和流出止回阀318，由金属的薄板簧片阀构成，通过点焊或螺钉固定而连接于泵壳体311的底面。
压电振动板313，是作为循环泵3的驱动源的压电挠曲振动板，由压电部件与弹性板粘结而构成，并且施用水密型，不使压电部件直接接触冷却剂液。作为压电部件，能够使用压电陶瓷或压电单晶体等。作为弹性板，能够使用磷青铜等的铜合金、不锈钢合金等的金属薄板、碳纤维的薄板、所谓PET板的树脂薄板等。压电振动板的详细构造，可以是单形(unimorph)、盘形(piemorph)等，另外也可以是使压电部件的层叠的层叠型结构。
图11所示的循环泵3的装配方法，若参照图12(a)，则首先，通过金属的扩散接合、钎焊接合、激光焊接等的接合技术，在第2冷却板的上侧散热片24一体化地固定泵壳体311。在此时的泵壳体311，加工·接合吸入端口315、排出端口316、泵室319形成的空间，流入回止阀317和流出回止阀318。
其次，如图12(b)所示，嵌入○形环312，在其上部铺盖压电振动板313，形成泵室319。接着，由顶板314牢固地压缩紧贴○形环312以确保水密性，并且使压电振动板313处于四周固定的状态。此时，顶板314，可以从上方以螺钉固定，也可以在顶板314的周围用螺钉紧固。
根据以上说明，在循环泵3的第1的构成例中，通过金属的接合技术使循环泵3与第2冷却板2完全地连结形成一体，由此防止压力损失和液体泄漏。并且，因为循环泵3与第2冷却板2成形一体，所以可以实现薄型化并且廉价。此外，通过使用本构造的循环泵3，能实现冷却装置的薄型化，其高度能够使循环泵3所配置的最大部分在7mm以下。
接下来，基于图13至图15，详细地说明循环泵3的第2的构成例，其安装于第2冷却板2的上面侧的第2冷却板的上侧散热片24上。
图13是表示图1所示的循环泵的第2的构成例的图，(a)是展开立体图，(b)是侧剖面图。图14和图15是表示图13所示的循环泵的装配方法的侧剖面图。
循环泵3的第2的构成例，若参照图13，则由如下构件构成泵壳体321；附带止回阀的圆盘322；橡胶树脂的○形环312；压电振动板313；按住压电振动板的顶板314。在附带止回阀的圆盘322中形成有吸入端口315和排出端口316，其分别与形成于第2冷却板的上侧散热片24的冷却剂流出口26以及冷却剂流入口27相对。分别在吸入端口315、排出端口316，设有防止从泵室319向通路21的逆流的流入止回阀317，和防止从通路21向泵室319的逆流的流出止回阀318。流入止回阀317以及流出止回阀318，由金属的薄板簧片阀构成，通过点焊或螺钉固定而连接于附带止回阀的圆盘322上。
图13所示的循环泵3的装配方法，若参照图14(a)～(c)，则首先，通过金属的扩散接合、钎焊接合、激光焊接等的接合技术，在第2冷却板的上侧散热片24上使泵壳体321形成一体。此时泵壳体部603，可以预先加工形成泵室319的部分等，也可以之后进行加工。
其次，如图14(d)所示，使由加工·接合吸入端口315、排出端口316、流入止回阀317和流出止回阀318而成的附带止回阀的圆盘322嵌入于泵壳体321的内部。
其次，如图15(a)所示，嵌入○形环312，在其上部，如图15(b)所示，铺盖压电振动板313，形成泵室319。接着，由顶板314牢固地压缩紧贴○形环312以确保水密性，并且让压电振动板313处于四周固定状态。此时，顶板314，可以从上方以螺钉固定，也可以在顶板314的周围用螺钉紧固。
如以上说明，在循环泵3的第2的构成例中，在附带止回阀的圆盘322上，加工·接合吸入端口315、排出端口316、流入止回阀317和流出止回阀318，而可以交换地构成附带止回阀的圆盘322。据此，在长期利用时，在由于吸入端口315和排出端口316的阻塞，和流入止回阀317及流出止回阀318的塑性变形等而导致泵性能降低的时候，可以通过只替换附带止回阀的圆盘322而使泵性能恢复，能够容易地进行维护。
接下来，基于图16和图17，详细地说明循环泵3的第3的构成，其安装于第2冷却板2的上面侧的第2冷却板的上侧散热片24上。图16是表示图1所示的循环泵的第3的构成例的图，(a)是展开立体图，(b)是侧剖面图。图17是表示图16所示的循环泵的装配方法的侧剖面图。
循环泵3的第3的构成例，若参照图16，则由如下构件构成泵壳体331；附带止回阀的圆盘322；橡胶树脂制的○形环312；压电振动板313；按住压电振动板的顶板314。在泵壳体331的底面部分形成有泵底面流入口333和泵底面流出口334，其分别与形成于第2冷却板的上侧散热片24的冷却剂流出口26和冷却剂流入口27相对。
泵底面流入口333以及泵底面流出口334，分别连接于附带止回阀的圆盘322的吸入端口315和排出端口316。在吸入端口315、排出端口316，分别设有防止从泵室319向通路21的逆流的流入止回阀317，和防止从通路21向泵室319的逆流的流出止回阀318。流入止回阀317以及流出止回阀318，由金属的薄板簧片阀构成，通过点焊或螺钉固定连接在附带止回阀的圆盘322上。
图16所示的循环泵3的装配方法，若参照图17(a)～(b)，则首先，通过金属的扩散接合、钎焊接合、激光焊接等的接合技术，使第2冷却板上侧散热片24与第2冷却板下侧散热片23形成一体。
其次，将吸入端口315、排出端口316、流入止回阀317和流出止回阀318加工·接合成的附带止回阀的圆盘322嵌入泵壳体331的内部。接着是○形环312，在其上部铺盖压电振动板313，接着从其上部由顶板314牢固地压缩紧贴○形环312以确保水密性，并且让压电振动板313处于四周固定状态，预先内置循环泵3。此时，顶板314，可以从上方以螺钉固定，也可以在顶板314的周围用螺钉紧固。
其次，如图17(c)所示，在设为使泵底面流入口333与泵底面流出口334在泵底面侧分离的2个的○形环凹槽335中，分别嵌入○形环332，通过螺钉固定紧固，而装配预先构成的泵3和第2冷却板2。
如以上说明，在循环泵3的第3的构成例中，作为循环泵3的性能劣化等的对策，能够容易地进行循环泵3的替换等的维护，并且，还有成本性变得低廉的优点。还有，循环泵3与第2冷却板2的接合，虽然没有如上述的循环泵3的第1和第2的构成例的金属接合，但是是以确保充分水密性的程度而连接。
接下来，基于图18至图20，详细地说明储液槽4的构成，其安装于第2冷却板2的上面侧的第2冷却板的上侧散热片24上。
图18是表示图1所示的储液槽的构成的立体图，图19是图18所示的Z-Z’剖面图，图20是用于说明图18所示的储液槽的空气蓄压器功能的说明图。
储液槽4，如图6所示，是中空的圆盘状的水平放置型储液槽，在循环泵3的近前侧(冷却剂流入循环泵3的近前侧)的通路21上，固定于上侧散热片24上。若参照图18和图19，其配置为设于储液槽4的底面的分岐孔43和形成于第2冷却板的上侧散热片24的开口25保持一致。连通储液槽4的分岐孔43构成为，比通路21的剖面面积小，声阻抗提高，如此，流入储液槽4的冷却剂的流量以极小，不妨碍在通路21中的冷却剂的流动。
储液槽4，因为将分岐孔43设在通路21的上方侧而连接，所以由温度变化等的理由，混杂出现于通路21内的气泡，通过形成于第2冷却板的上侧散热片24的开口25，而汇集于上方的储液槽4内。所汇集的空气45通过分歧孔43，进入储液槽。此时，若停止在分歧孔43的出口附近，则继续汇集的空气45便不再进入储液槽4内。因此，突起42形成于分歧孔43的出口上方的储液槽4的顶盖部，使分歧孔43的出口附近的空气不再停留，通过突起42，从分歧孔43的出口出来的空气45被分散至周围。还有，如图18和图19所示，如果是圆锥形状，则能有效地防止空气的停留。突起42为凸朝下，通过使凸部的面积形成比分歧孔的面积小的形状，而能够防止空气45的停留。
在储液槽汇集的空气45，通过随着温度变化的液体的膨胀收缩，而发挥实现通路21内的压力变动的缓和的作用，有助于提高冷却装置的耐久性。另一方面，所汇集的空气45混入液体通路21内，若空气45流入循环泵内，则循环泵3的排出压力降低，循环泵3的性能，即冷却剂的流量有可能会显著地下降。因此，在储液槽4的底面，如图18和图19所示，形成以分歧孔43的出口作为顶点的梯形圆锥状的锥形部41。由于锥形部41，即使在上下颠倒冷却装置时，也能使汇集于储液槽4内的空气45尽可能地继续滞留。还有，为了使汇集于储液槽4内的空气45不返回液体通路，分歧孔43的出口需要总是浸没于冷却剂44中。在第1的实施方式中，如图19所示，在分歧孔43的出口定位的A-A’边界面上，A-A’边界面的下侧的储液槽4的容积，比A-A’边界面的上侧储液槽4的容积大而构成，在储液槽4内如图19(b)所示，使冷却剂44充满至冷却剂44的液面超过A-A’边界面到达上方。
第1的实施方式的冷却装置的通常的利用状态，是储液槽4为图20(a)所示的状态，空气45，因为比冷却剂44的比重轻，所以滞留在上方。还有，此时在储液槽4中，充满冷却剂44，而使分歧孔43的出口(锥形部41的锥形顶点部)通常要没于液体中。并且，储液槽4的容积，考虑到冷却剂44的热膨胀量和冷却装置壳体的热膨胀、耐压等，设计为能充分承受的容积。
其次，在使冷却装置倾斜时，储液槽4，形成图20所示的状态，储液槽4内的空气45，偏向并滞留于某个方向。此时，分歧孔43的出口不会从液体中露出，储液槽4内的空气45也不会进入分歧孔43。
其次，在使冷却装置更加倾斜，上下颠倒时，储液槽4形成图20(c)所示的状态。在此状态，在储液槽4的底面，形成有锥形部41，图20所示的A-A’边界面下侧的储液槽4的容积的一方比上侧大，冷却剂44充满至A-A’边界面更上方。因此，分歧孔43的出口形成总是浸没于冷却剂44中的状态，空气45被滞留于储液槽4内而不进入分歧孔43中。
其次，在冷却装置更为倾斜的时，储液槽4，从如图20(c)所示的状态推移至图20(d)所示的状态，储液槽4内的空气45，涌上锥形部41的锥形面，到达分歧孔43的出口附近，滞留于反向侧的一方。因为此时分歧孔43的剖面面积非常小，所以空气45越过分歧孔43，而滞留在反向侧。
为了实际地验证第1的实施方式的储液槽4的有效性，制作的冷却装置，在通路21的一部分，设有φ2mm的分歧孔43；直径50mm、高7mm的储液槽4(锥形部41的高低差4mm)。在此冷却装置上连接市场出售的高压泵，通过假定以压力幅度从0至1MPa，频率10Hz的电子设备的急剧的温度变化，而进行压力疲劳试验。
其结果，在不设置储液槽时，确认到在200kPa(2个大气压)瞬间的下部壁以及液体通路板的分离，但在设置储液槽4时，以1MPa(100个大气压)，直至循环150000次，也未确认到液体泄漏，相对于压力的变动，能够确认第1的实施方式的储液槽4的耐久性能的提高。
根据以上说明，第1的实施方式的储液槽4，其特征在于，对于在2维平面内延长的通路21，对于其一部分或全部能够在2维平面地进行配置，可以薄型化。还有，这样的储液槽4，通过不止是单数的多个设置，可发挥大的效果。并且，若构成可装卸的储液槽4，则万一出现冷却装置内的冷却剂的量减少的情况，能做补充冷却剂，非常的有效。
接下来，参照图21至图25，详细地说明对第1的实施方式的冷却装置的电子设备的内置例。
图21是表示对电子设备的第1的内置例的图，(a)是立体图，(b)是(a)所示的Z-Z’剖面图。图22是表示对本发明的电子设备的冷却装置的实施方式的电子设备的第2的内置例的图，(a)是立体图，(b)是(a)所示的Z-Z’剖面图。图23是表示对本发明的电子设备的冷却装置的实施方式的电子设备的第3的内置例的图，(a)是立体图，(b)是(a)所示的的Z-Z’剖面图。图24是表示根据图1所示的第2冷却板的下面的气流量的变化的冷却效果的实验例的图。图25是表示图1所示的第2冷却板的下面的气流量的变化和冷却效果的关系的图表。
第1的内置例，若参照图21，则在一般厚度约3～4cm的笔记本电脑的壳体80中，装载DVD-RAM81、FD-RAM82、HDD83、电池84、存储插件85等比较地大的厚度的不同的主要电子部件，和CPU等的放热部件7所装配的主板86。在主板86的下侧装载第2冷却板2。还有，在第1的内置例中构成为作为形成于第2冷却板2的微通道结构12，装配于主板86的上面的放热部件7和微通道结构12所形成的区域的第2冷却板2的顶面相接触。
第2的内置例，是比第1的内置例的冷却效果高的内置例。若参照图22，则在CPU等的放热部件7所装配的主板86的上侧，装载有第1冷却板1，并且在主板86的下侧装载有第2冷却板2。其构成为装配于主板86的上面的放热部件7和微通道结构12所形成的区域的第1冷却板1的下面接触。在第2的内置例中，如上述的说明，因为第1冷却板1可开关，所以通过打开第1冷却板1，可以比较容易地进行装配于主板86的上面的放热部件7的更换等的维护。
第3的内置例中，是比第2的内置例的冷却效果高的内置例。若参照图23，则在CPU等的放热部件7所装配的主板86的上侧，装载有第1冷却板1，并且在主板86的下侧装载有第2冷却板2。其构成为装配于主板86的上面的放热部件7和微通道结构12所形成的区域的第1冷却板1的下面接触，在第1冷却板1形成有气冷散热片13。并且，设有在形成于第1冷却板1的气冷散热片13，形成空气的流动的风扇5；在第2冷却板2的下面，形成空气的流动的风扇51。
在第3的内置例中，为了验证由第2冷却板2的下面供给的气流量与冷却效果的关系，如图24所示，在第2冷却板2的下面，配置了形成空气的流动的风扇51～55，变化风扇51～55的数量而测定热阻。还有，在形成于第1冷却板1的气冷散热片13，形成空气的流动的风扇5，以通常驱动的状态测定。其结果，如图25所示，驱动的风扇51～55的数量越多，热阻越变小，冷却效果提高得到验证。
并且，在第2冷却板2的下面形成气冷散热片的例子，也同样地以变化风扇51～55的数量而测定热阻。其结果，如图25所示，在第2冷却板2的下部形成气冷散热片时，和在没有气冷散热片时，冷却效果几乎没有差异。
如以上说明，在第1的实施方式中，构成为通过由上侧散热片24覆盖形成于下侧散热片23的凹槽部231，而将形成通路21的第2冷却板2装载于电子设备的底部。由此，通过确保充分的散热面积，而能够使冷却效率提高，并且能使冷却装置薄型化。尽管冷却装置薄型化也能够极力防止冷却剂泄漏。
此外，根据第1的实施方式，在装载于电子设备的底部的第2冷却板2的通路21中，形成对下侧散热片23与上侧散热片24的接合进行增强的支柱。由此，能够扩展第2冷却板2的通路21的宽度，并且因为能够减小下侧散热片24和上侧散热片24的板厚，所以通过充分地确保散热面积而能够提高冷却效果，并且能使冷却装置薄型化。
此外，根据第1的实施方式，通过设为在装载于电子设备的底部的第2冷却板2的上面固定循环泵3，而能够极力防止冷却剂泄漏。
此外，根据第1的实施方式，通过在装载于电子设备的底部的第2冷却板2的通路21的上方侧，设置分歧的分歧孔，并在该分歧孔上部设置储液槽4，从而能够将由电子设备的内部的温度变化或液体通路内的压力变化而产生的气泡汇集于储液槽4。因此，能防止由于气泡的混入而导致循环泵3的流出量下降。
此外，根据第1的实施方式，通过在装载于电子设备的底部的第2冷却板2的通路21的上方侧，设置进行分歧的分歧孔，并在该分歧孔上部设置储液槽4，从而能够通过储液槽4内的空气45，而使随着电子设备内的温度变化的通路内的压力变动得到缓和，从而能防止源于通路内的压力变动而在局部产生的应力所导致的破损。
此外，根据第1的实施方式，构成为由导热性的优良的金属构成冷却剂循环所构成的通路21的第2冷却板2的下侧散热片23和上侧散热片24，通过金属接合而使第2冷却板的上侧散热片24与循环泵3相接。由此，循环泵3与通路11形成一体，并且因为通路11的全部被金属材料覆盖，所以具有冷却剂不会蒸发和泄漏的效果。还有，在将循环泵3通过○形环332连接于第2冷却板的上侧散热片24的构造(第3构成例)中，因为循环泵3是单体，所以多少有残留由○形环332的连接而导致的冷却剂的蒸发和泄漏的可能性。但是，此情况能容易地进行维护。
如上所述，在本发明的电子设备的冷却装置的第1的实施方式中，形成于第2冷却板的下侧散热片的凹槽部被第2冷却板的上侧散热片覆盖，由此而将形成于通路的第2冷却板装载于电子设备的底部。据此构成，通过确保充分的散热面积，而能够使冷却效率提高，并且能使冷却装置薄型化。尽管冷却装置薄型化也能够极力防止冷却剂泄漏。
此外，在本发明的电子设备的冷却装置的第1的实施方式中，在装载于电子设备的底部的第2冷却板的通路中，形成增强下侧散热片与上侧散热片的接合的支柱。据此构成，能够扩展第2冷却板2的通路的宽度，并且能够降低第2冷却板的下侧散热片和上侧散热片的板厚。因此，通过确保充分的散热面积，而能够使冷却效率提高，并且能使冷却装置薄型化。
此外，在本发明的电子设备的冷却装置的第1的实施方式中，通过在装载于电子设备的底部的第2冷却板的上面，设置固定循环泵，而能够极力地防止冷却剂泄漏。
此外，在本发明的电子设备的冷却装置的第1的实施方式中，在装载在电子设备的底部的第2冷却板的通路的上方侧，设有进行分歧的分歧孔，在该分歧孔上部设置储液槽。由此，因为能够将由于电子设备的内部的温度变化或液体通路内的压力变化而产生的气泡汇集于储液槽，所以能够防止由于气泡的混入导致的从自循环泵的流出量的降低。
此外，在本发明的电子设备的冷却装置的第1的实施方式中，在装载在电子设备的底部的第2冷却板的通路的上方侧，设有进行分歧的分歧孔，在该分歧孔上部设置储液槽。由此，能够通过储液槽内的空气，而缓和随着电子设备内的温度变化的通路内的压力变动，能够防止源于通路内的压力变动而在局部发生的应力所导致的破损。
此外，在本发明的电子设备的冷却装置的第1的实施方式中，由导热性的优良的金属构成冷却剂循环所构成的通路的第2冷却板的下侧散热片和上侧散热片，通过金属接合而使第2冷却板的上侧散热片与循环泵相接。由此，使循环泵与通路形成一体，并且因为通路的全部被金属材料覆盖，所以具有冷却剂不蒸发和泄漏的效果。还有，在将循环泵通过○形环连接于第2冷却板的上侧散热片的构造中，因为循环泵是单体，所以具有能够容易地进行维护的效果，但是也有可能存在因为○形环的连接所产生的冷却剂的蒸发和液体泄漏的问题。
接下来，对本发明的电子设备的冷却装置的第2的实施方式进行说明。首先参照图26，说明纵置型储液槽411的简单的构成。在同图的冷却装置中，冷却板(基体)20，具有一体构造，在内部形成有构成通路21的凹槽231。还有，在展开于二维平面内的通路21的中途，形成有平置型储液槽4及纵置型储液槽411，本冷却装置，例如，将图26的上侧作为垂直方向的上方，将图26的下侧作为垂直方向的下方，以直立的状态使用。纵置型储液槽411，对于随着冷却剂的温度变动的膨胀收缩，具有实现通路内的压力变动的缓和，和汇集通路11中的气泡的作用。
另一方面，在从正上方观看图26的形态的状态进行使用时，即本冷却装置在桌上以平置而使用时，平置型储液槽4，具有与此纵置型储液槽411相同的作用。从以上出发，通过具备这两个储液槽4、411，例如笔记本PC等的电子设备机身在桌上利用时，和在悬挂于墙壁而利用时，能够实现随着通路21内的冷却剂的温度变动的冷却剂的膨胀收缩而致的压力变动的缓和，并且通过汇集通路21中的气泡，能够有助于本冷却装置的耐久性提升。
接下来参照图27，具体地说明纵置型储液槽411的构成。图27(a)～(c)，是图1所示的纵置型储液槽411的放大图，表示例如笔记本PC等的电子设备机身以纵置的状态而利用的情况。换而言之，是表示利用者从正面观看时的图。
包含于由循环泵3在通路11循环的冷却剂415之中的由温度变动等而产生的气泡413，若靠近到纵置用储液槽411附近，因为气泡413本身比液体的比重轻，所以便沿着锥形412部的壁面被引导至纵置用储液槽411。接着，在滞留于储液槽的上方之后，最终成为汇集于空气层414的结构。
并且，作为为了使导入到纵置型储液槽411内的气泡413，不再返回通路11中的结构，作为使纵置型储液槽411的进入部分附有梯形的锥形412的构造，使纵置型储液槽411的内部向横向拓宽，或向纵深扩展，至少与平置型储液槽4的内容积相等，或比其大。
通过以上的构成，如果利用所述的气泡413自身比液体的比重轻这一点，则气泡413不会从纵置型储液槽411返回通路11的液体中。这一事实，通过发明者们的实验得到证实。并且，根据实施例，通过将纵置型储液槽411形成与平置型储液槽4同等的容积，或者形成比其大的容积，并且对纵置时的储液槽内的空气层414的量进行优化，从而能够确认到随着冷却剂温度变动的膨胀收缩导致的通路内的压力变动的缓得以实现。
其次，说明纵置型储液槽411的形状。图27(a)～(c)所示的储液槽411，分别具有气泡413的收集功能和压力缓和功能的作用。不过，在CPU等的放热部件、循环泵3、平置型容器4等的装载位置变化时，在通路11的最佳设计中，会受到各种各样的制约。根据实施例，对应于电子设备机内的例如主板上的CPU等的放热部件、HDD和DVD等的大型的电子部件的布局，而选择图27(a)～(c)所示的纵置型储液槽411的形状，从而对本冷却装置的冷却性能提升和薄型化等的实现为有效。
27(a)所示的纵置型储液槽411是横宽类型，形成横向宽度大，纵向短小的形状，能够使例如与通路11在上下邻接的通路11的间隔成为最短，并且也能确保作为储液槽的功能。并且，27(b)所示的纵置型储液槽411是纵长类型，与(a)不同，使与左右邻接的通路11的间隔最短，使用上下的通路11之间的空间，通过尽量确保大的容积，能够进一步缓和压力的变动。
在27(c)所示的纵置型储液槽411中，纵置型储液槽411的一部分与通路11相连。由此，在通路11内流动的冷却剂的流量增加时，与图27(a)及(b)的储液槽相比较，能够确实地收集更多的气泡413。此时，不用由液体充满储液槽，能够确保通常的一定量的空气层414，和确实地汇集气泡413。
无论在第2的实施方式的纵置型储液槽的哪种的构造中，均能够有效地进行通路中发生气泡413的收集。因此，具有如此的空气滞留功能的纵置型储液槽411，对于本冷却装置的液体循环路，能够以二维平面状形成展开结构，因为在由导热性良好的铝、铜等的金属材料构成的第1冷却板的上侧散热片和下侧散热片内部，能够与通路共同地埋设，所以冷却板的全部的厚度能够形成为2mm以下的厚度。还有，如此的纵置型储液槽411及平置型储液槽4，不限于单个，通过进行多个相同型号或不同型号的设置，显然能发挥不可估量的效果。
还有，本发明不限定于上述各实施方式，在本发明的技术构思的范围内，各实施方式显然可以通过适宜的变更而得到。例如，上述结构构件的数量、位置、形状等不限定于上述实施方式，在实施本发明中可以形成适当的数量、位置、形状等。
权利要求
1.一种电子设备的冷却装置，其特征在于，具有第1冷却板(1)，其形成有冷却剂进行循环的第1通路(11)；第2冷却板(2)，其形成有冷却剂进行循环的第2通路(21)，与所述第1冷却板(1)相对而设置；接续机构(15)，其接续所述第1通路(11)与所述第2通路(21)；循环泵(3)，其通过所述第1通路(11)以及第2通路(21)，使冷却剂进行循环，从而使传递于所述第1冷却板(1)以及第2冷却板(2)的热量扩散。
2.根据权利要求1记载的电子设备的冷却装置，其特征在于，具有连接机构(61、62)，其轴支撑所述第1冷却板(1)与第2冷却板(2)，使其开关自由；所述接续机构(15)具有柔韧性。
3.根据权利要求1记载的电子设备的冷却装置，其特征在于，所述第1冷却板(1)以及第2冷却板(2)的至少一方，在所述通路(11、21)中，具有含有与所述通路(11、21)相比宽度小的多个的窄幅通路的微通道结构(12)。
4.根据权利要求1至3的任一项记载的电子设备的冷却装置，其特征在于，所述第1冷却板(1)以及第2冷却板(2)的所述至少一方，在表面具有气冷散热片(13)所形成的区域(13A)，该区域(13A)，配置于所述微通道结构(12)的下游侧。
5.根据权利要求4记载的电子设备的冷却装置，其特征在于，所述区域(13A)的通路形成蛇行。
6.根据权利要求4记载的电子设备的冷却装置，其特征在于，对应于所述气冷散热片(13)而设置有冷却风扇(5)。
7.根据权利要求1记载的电子设备的冷却装置，其特征在于，所述循环泵(3)，固定于所述第2冷却板(2)的表面。
8.根据权利要求1记载的电子设备的冷却装置，其特征在于，在所述第2冷却板(2)的表面，设置有连通于所述第2通路(21)的储液槽(4)。
9.根据权利要求1记载的电子设备的冷却装置，其特征在于，在所述第2冷却板(2)的内部，形成有连通于所述第2通路(21)的储液槽(411)。
10.根据权利要求1记载的电子设备的冷却装置，其特征在于，所述第1通路(11)及第2通路(21)的至少一方，在至少一方形成有凹槽(231)的下侧散热片(23)以及上侧散热片(24)相互接合而形成。
11.根据权利要求1记载的电子设备的冷却装置，其特征在于，所述第1冷却板(1)的面积，比所述第2冷却板(2)的面积小。
12.根据权利要求1记载的电子设备的冷却装置，其特征在于，所述第1通路(11)的宽度，比所述第2通路(21)的宽度窄。
13.根据权利要求1记载的电子设备的冷却装置，其特征在于，所述第1通路(11)的深度，比所述第2通路(21)的深度深。
14.一种电子设备，其特征在于，装载有权利要求1至12的任一项记载的电子设备的冷却装置。
全文摘要
本发明提供一种薄型的电子设备的冷却装置，具有大的散热面积，能够防止冷却剂的泄漏。该冷却装置，具有第1及第2冷却板(1、2)，其通过接合形成有凹槽部的下侧散热片与上侧散热片，而分别形成有通路(11、12)；循环泵(3)，其在通路(11、21)内使冷却剂循环。在第2的冷却板(2)的上侧散热片上，形成有从通路(21)向循环泵(3)流出冷却剂的流出口，和从循环泵(3)向通路(21)流入冷却剂的流入口。循环泵(3)，固定于冷却板(2)的上侧散热片，使吸入端口及排出端口，分别与流出口及流入口位置相合。
文档编号H05K7/20GK1813230SQ200480018168
公开日2006年8月2日 申请日期2004年6月25日 优先权日2003年6月27日
发明者三洼和幸, 北城荣, 越智笃, 山本满 申请人:日本电气株式会社