JP2001223309A - 密閉型平板熱移動体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄型化の要求に応えることができるととも
に、閉塞部分のない微細な作動液通路が確保され、かつ
優れた熱拡散性を有するヒートパイプ等の熱移動体を提
供する。 【解決手段】 所定のパターンに作動液通路１１を形成
した第１の金属板１０上に、ろう材粉末、フラックスお
よびろう材流れ制御材を混合したペースト状混合物３０
を塗布した第２の金属板２０を、該ペースト状混合物３
０の塗布面を作動液通路１１に対向させて被せ、これを
ろう付け温度に加熱して両金属板１０，２０を一体接合
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートパイプ、熱
サイフォン等の密閉型熱移動体に係り、特に、きわめて
微細な作動液通路を内包した超薄型で、かつ優れた熱拡
散性を備えた密閉型平板熱移動体に関する。本発明の熱
移動体は、例えば半導体素子の冷却デバイス等に好適に
用いられる。

【０００２】

【従来の技術】ヒートパイプに代表される密閉型熱移動
体の材料としては、銅、アルミニウムあるいはステンレ
ス鋼がよく使用される。従来のヒートパイプは文字通り
パイプ状であることが多いが、一部で平板状の構造が採
用されることもある。平板状のヒートパイプとしては、
押出扁平管、ロールボンド成形板、機械加工、放電加工
等の手段で作動液通路を形成した一方の金属板に他方の
金属板を被せて接合した構造、２枚の金属板の間に波形
成形した通路板を挟み込んでろう付けした構造、エンボ
ス加工を施した２枚の金属板をろう付けした構造等、種
々の構造が実用に供されている。以下、その具体的構造
を図示して例示する。

【０００３】図８は、アルミニウム押出扁平管からなる
ヒートパイプの一例を示している（特開平９−４９６９
２号公報）。同例は、隣り合う平行な作動液通路（貫通
細孔）の端末どうしが連通したヒートパイプの例である
が、すべての作動液通路が端部で連通したヒートパイプ
の例もある。

【０００４】図９は、ロールボンド成形板からなるヒー
トパイプの一例を示す（「ヒートパイプ技術」誌、Ｖｏ
ｌ．１８、Ｎｏ．２、１９９９年４月、ｐ４２）。ロー
ルボンド加工法は、表面を清浄にした１枚のアルミニウ
ム板上の作動液通路にあたる部分にスクリーン印刷によ
って圧着防止剤を印刷し、これにもう１枚の清浄なアル
ミニウム板を重ねて圧延圧着した後に、高圧空気で印刷
部分の回路を膨出させて中空回路を形成する。

【０００５】図１０は、機械加工あるいは放電加工によ
り作動液通路を形成した金属板からなるヒートパイプを
示している（「日経メカニカル」誌、１９９７．５．３
０）。また、図１１は、２枚の金属板の間に波形成形し
た通路板を挟み込んでろう付け接合した構造のヒートパ
イプを示している（特開平１０−３８４８４号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記各従来のヒートパ
イプの構造では、以下に述べる理由により、近時の電気
・電子機器の軽薄短小化に伴う冷却装置のコンパクト化
すなわち薄型化の要求に対して応えがたいのが実状であ
る。

【０００７】図８に示したアルミニウム押出扁平管の場
合、アルミニウムの押出性と押出金型の強度の制約か
ら、扁平管の厚さの下限が１．９ｍｍ前後である。ま
た、これ以下の厚さの扁平管では、作動液を充填するた
めのキャピラリーチューブの接続が難しくなるという問
題もある。

【０００８】図９に示したロールボンド成形板は、加工
上の制約から、作動液通路の幅を１ｍｍ以下とするよう
な微細加工を施すことが難しく、また成形・膨出後の板
厚さを２ｍｍ以下にすることも困難である。

【０００９】図１１に示した２枚の金属板の間に波形成
形した通路板を挟み込む構造では、通路板の波形成形は
プレス成形、レーザー加工等で可能であるが、微細加工
は困難であり、また部品数が多くなるという問題もあ
る。また、エンボス加工を施した２枚の金属板をろう付
けした構造では、板厚は２ｍｍ、作動液通路の幅は１ｍ
ｍ程度が限度である。

【００１０】また、図１０に示した機械加工あるいは放
電加工によって金属板に作動液通路を形成したする構造
では、幅１．０ｍｍ以下の作動液通路の微細加工を容易
に施すことはできるものの、加工コストの面から工業的
には量産に不向きである。また、作動液通路を形成した
金属板の上にもう１枚の金属板を被せてろう付けする時
に、溶融したろう材によって作動液通路が閉塞しやすい
という問題もある。

【００１１】さらに、従来の平板状ヒートパイプ等で
は、内部における熱拡散性の点で、以下のような問題も
ある。 ウイックを有する平板状ヒートパイプ（例えば、「ヒ
ートパイプ」（学献社）Ｐ．Ｄ．Ｄｕｎｎ著（伊藤訳）
のＰ１７０、図１２に例示）においては、熱拡散は期待
できるものの、構造が複雑となりコスト高となる。 複数の作動液通路が平行である場合、作動液による熱
移動は指向性を有さざるを得ず、適用範囲に制限が生じ
る。

【００１２】平板状ヒートパイプにおいては、加熱源
（半導体素子など）に相当する中心部に同心状の複数の
環状作動液通路を設けることにより熱拡散を高めたもの
や、さらには、その環状通路から放射状に延びた複数の
直線通路を備えたものもある（特開平１０−１２２７７
４号、図１３に例示）。いずれの場合も、環状通路内で
の作動液の動き、すなわち熱移動は良好であるが、直線
通路による外周側への熱移動はあまり期待できない。何
故なら、環状通路から外周側への熱移動は主として金属
の熱伝導に依存され、例え放射状の直線通路を設けて
も、中心から離れるに従って、直線通路の面積と熱伝導
を担う金属部分の面積との比が径の２乗に反比例して小
さくなり、結局は金属による熱伝導が主となるからであ
る。

【００１３】以上のように、従来のヒートパイプ等の熱
移動体にあっては、薄型化や熱拡散性等の点で課題を有
しており、よって本発明は、薄型化の要求に応えるべく
微細な作動液通路の形成を可能にするとともに、その通
路の閉塞が起きないろう付け加工を可能にし、さらに熱
拡散性の向上が図られる密閉型平板熱移動体を提供する
ことを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものであって、まず、微細な作動液
通路でありながら、通路の閉塞の危険の少ないろう付け
法を採用することにより薄型化を可能にした手段を以下
に説明する。

【００１５】例えば、図８に示したような押出扁平管に
よる一体構造は、材料がアルミニウムであって、厚さ
１．３ｍｍ、作動液通路の断面の相当直径０．５ｍｍ程
度までの寸法が可能ではあるものの、押出金型の強度や
寿命等から、実質的には１．９ｍｍ厚、相当直径０．８
ｍｍ程度が最小限界である。また、材料が銅の場合に
は、多穴の押出扁平管の製造は金型強度から難しく、工
業材料として入手できない。したがって、平板厚さ１．
５ｍｍ以下の超薄型の平板熱移動体を構成するために
は、２枚の金属板をろう付け接合する構造を採用せざる
を得ない。この場合、作動液通路の断面の相当直径が
０．８ｍｍ以下であると、ろう付け時において溶融ろう
材が流れ込み作動液通路が閉塞する危険が増大する。

【００１６】ところで、アルミニウムのろう付けでは、
自動車用熱交換器等の製造に多用されている非腐食性フ
ラックスろう付け（いわゆる、ノコロックろう付け）
が、ろう付け性を高めるとともに非腐食性であることか
ら広く用いられている。通常、ろう材は母材より低融点
のＡｌ−Ｓｉ系合金を心材の上に合わせ圧延したブレ−
ジングシートの皮材として用いられる。これによると、
ろう付け加熱時に、まずフラックスが溶融し、溶融フラ
ックスが被ろう付け材の表面酸化膜を除去し、さらに昇
温されろう材が溶融し、接合面の間隙に流れ込み、その
後の冷却過程で凝固してろう付けが完了する。

【００１７】ところが、上記非腐食性フラックスろう付
けにあっては、ろう材の流れ性が良好であることが長所
の一つであるが、本発明では、その良好な流れ性が微細
な作動液通路の閉塞を招くことになるので適切なもので
はない。銅のろう付けでは銀ろうシートが多用される
が、シート厚さの下限は０．１ｍｍ程度であり、しかも
ろう材の流れ性がよすぎるのでやはり微細な作動液通路
が閉塞しやすく、本発明には適切ではない。なお、通常
のＣｕ−Ｃｕろう付けに多用される銀ろうシート（例え
ば、ＢＡＧ８シート）の代わりに、ＢＡＧ８組成の銀ろ
う粉ペーストを使用することも可能であるが、フラック
ス、ろう材流れ制御材の比重と銀ろう材の比重の差が大
きすぎ、銀ろう粉の分散の均一性を確保するのが難し
く、したがってペースト塗布の均一性を確保するのが困
難になるという問題もある。

【００１８】そこで本発明は、次の手段により上記問題
を解決するものである。すなわち、所定のパターンに作
動液通路を形成した第１の金属板上に、ろう材粉末、フ
ラックスおよびろう材流れ制御材を混合したペースト状
混合物を塗布した第２の金属板を、該ペースト状混合物
の塗布面を前記作動液通路に対向させて被せ、これをろ
う付け温度に加熱し、溶融ろう材が両金属板の接合面の
間隙を充満した後に冷却させてろう付けを完了させ、両
金属板を一体接合してなることを特徴とする。

【００１９】本発明のペースト状混合物においては、母
材である金属板の材質によって、特にろう材粉末の種類
が適宜に選択される。例えば、金属板がアルミニウムあ
るいはアルミニウム合金の場合には、ろう材はＡｌ−Ｓ
ｉ系合金粉末が好適に用いられる。また、金属板が銅あ
るいは銅合金の場合には、金属Ｓｉ粉末が好適に用いら
れる。また、フラックスとしては、例えばＡｌ−Ｋ−Ｆ
系の非腐食性フラックス等が好適に用いられる。また、
ろう材粉末としては、例えばグリコール類、ポリイソブ
チレン、メタクリル樹脂等の中から一種あるいは複数の
混合物が好適に用いられる。

【００２０】ペースト状混合物を構成するろう材粉末、
フラックスおよび流れ制御材の３成分の混合割合は、ろ
う材粉末：５〜３０重量部、フラックス：０．２〜４０
重量部、流れ制御材：０．１〜３重量部の範囲で適宜に
選択される。また、これら３成分を含むペースト状混合
物の第２の金属板への塗布量は、３〜３０ｍｇ／ｃ
ｍ ^２、好ましくは５〜２０ｍｇ／ｃｍ^２である。これら
の範囲を外れると、ろう付け不良あるいは反対に作動液
通路の閉塞が発生しやすくなる。なお、流れ制御材は、
低酸素分圧の不活性雰囲気ろう付け炉の中で加熱中に一
部解重合ないしは炭化した化合物が溶融ろう材の流れを
妨げる機能を果たすと想定され、ろう付け完了の時点で
は揮発している。

【００２１】ペースト状混合物の具体例としては、金属
板がアルミニウムの場合、Ａｌ−Ｓｉ系合金のろう材粉
末（Ｓｉ含有量：９．０〜１３．０％）：１０重量部、
Ａｌ−Ｋ−Ｆ系の非腐食性フラックス：０．５〜３．０
重量部、流れ制御材（グリコール類、ポリイソブチレ
ン、メタクリル樹脂のうちの一種あるいは複数種）：
０．２５〜１．０重量部をペースト状混合物に調製し、
このペースト状混合物を第２の金属板に５〜２０ｍｇ／
ｃｍ^２の割合で塗布する。

【００２２】また、金属板が銅あるいは銅合金の場合、
ろう材粉末として、加熱によって金属板と反応して合金
化する金属Ｓｉ粉末：１０重量部、上記と同様のフラッ
クス：１０〜３０重量部、上記と同様の流れ制御材：
０．２５〜１．０重量部をペースト状混合物に調製し、
このペースト状混合物を第２の金属板に３〜８ｍｇ／ｃ
ｍ^２の割合で塗布する。金属Ｓｉ粉末とフラックスとの
混合物による銅あるいは銅合金のろう付け技術について
は、Ｒ．Ｔ．Ｔｉｍｓｉｔらの論文に詳述されている
（Ｊ．ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，
Ｖｏｌ．８、Ｎｏ．１１、ｐｐ２７４９〜２７５２、１
９９３）。

【００２３】この場合、加熱時に、まず５６２℃にてフ
ラックスが溶融し、フラックスは金属Ｓｉ粉末の表面酸
化皮膜ならびに金属板（銅板）表面の酸化皮膜を除去す
る。さらに、ワークが加熱され８０３℃に達するとＳｉ
とＣｕとが共晶反応を起こし、接合面の間隙がろう材と
される溶融状態のＳｉ−Ｃｕ合金で満たされる。金属板
が冷却されると、ろう材がその場で凝固してろう付けが
完了する。このＳｉ−Ｃｕろう材は銀ろうに較べると流
れ性が低く、微細な作動液通路の閉鎖を招かないという
メリットをもたらす。なお、Ｓｉ−Ｃｕろう材のＣｕ供
給源は、通常、母材である銅板から供給されるが、その
表面が数μｍ浸食されて板厚の減少を招く。銅板表面の
板厚減少を抑えたい場合には、Ｓｉ粉とＣｕ粉との混合
粉にフラックスを添加し、ペーストとしてもよい。な
お、流れ性が良すぎたりペースト中での分散性に劣った
りといった従来の銀ろう粉ペーストの問題点は、本発明
のペースト状混合物（この場合、金属Ｓｉ粉末＋フラッ
クス＋流れ制御材）に銀ろう材粉を適量添加することに
より、解消させることができる。

【００２４】本発明の密閉型平板熱移動体によれば、所
定のパターンで微細な作動液通路を形成した金属板とも
う一枚の金属板とをろう付け接合した超薄型構造を可能
にした。微細な作動液通路が溶融ろう材によって閉塞さ
れないために、ろう材粉末、フラックスおよび流れ制御
材の組成、混合比率、塗布量を、上記のように調整する
ことが必要である。これにより、作動液通路の部分閉塞
による性能不全等の不具合が回避され、製品の信頼性が
著しく改善される。なお、本発明では、第２の金属板と
して、第１の金属板と同様に作動液通路が形成されたも
のを用いることもできる。

【００２５】なお、本発明のろう付け接合では、通常の
アルミニウムにおけるブレージングシート、銅における
銀ろうシートに代わって、ろう材粉末を使用する。これ
は、粒度にもよるが粉末はシートに較べて表面積が２桁
も３桁も大きくなるため、単位重量当たりの酸化膜量が
大きくなり、シートの場合よりろう材の流れが抑制され
るという作用を有効に利用するものである。

【００２６】本発明では、第１の金属板の作動液通路
が、鍛造加工あるいはエッチング加工により形成されて
いることを好ましい形態としている。同形態は、従来の
平板状ヒートパイプ等の作動液通路パターンの形成に関
わる諸問題を解決するものである。すなわち、ロールボ
ンド方式、プレス方式（エンボス加工、絞り加工等）で
は、作動液通路の断面積あるいは製品厚さを小さくする
こと等の面で寸法限界があり、また機械加工、放電加
工、レーザー加工方式では微細加工は可能であるが、ヒ
ートパイプ等の工業的量産にはコストの点で実用上問題
がある。そこで、本発明では、鍛造加工あるいはエッチ
ング加工を適用することによりこれらの問題を解決し
た。

【００２７】鍛造加工は、特に、作動液通路を有するこ
とにより板厚が均等ではない（板厚分布を有する）金属
板の成形に好適である。なお、鍛造加工は、金型への材
料の焼き付きや型離れ不良等の不具合が懸念されるが、
このような不具合は、 ・金型表面に潤滑膜を形成する表面改質法（ＩＢＡＤ
法：Ｉｏｎ ＢｅａｍＡｓｓｉｓｔｅｄ Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ等） ・加工用潤滑剤に焼き付き防止効果の高い脂肪酸、脂肪
族アルコールあるいはエステル等の油性向上剤、さらに
は有機フォスファイト、有機フォスフェートあるいはリ
ン含有界面活性剤等の極圧添加剤を添加する方法 ・弱アルカリエッチングにて材料表面に潤滑剤保持のた
めのプールとなる微少凹部を付与する表面処理法 のうちの１つないしは２つ以上を組み合わせることによ
り、解決することができる。

【００２８】エッチング加工も、板厚分布を有する金属
板の加工方法として好適である。エッチング加工は、印
刷板、ＩＣ素子パターン等の微細加工には適している
が、平板状ヒートパイプ等のパターンのように溝深さが
０．３ｍｍ以上のエッチングには、サイドエッチングの
発生によって作動液通路の寸法や形状が不安定となりや
すく、またエッチング時間が長くなる等のため適用不可
とされていた。本発明では、キャピラリーチューブが不
要な構造をとれば、作動液通路の寸法・形状の精度は必
要なく、また、作動液通路間に相当する未エッチング線
幅を、通常のエッチング（多くが０．１ｍｍ以下）より
比較にならない程大きくすることができるので（例えば
０．３ｍｍ以上）、エッチング液の組成や処理温度等の
条件を適正に選択することにより、０．５ｍｍ程度の深
さであればエッチング加工が適用可能であることを見出
した。

【００２９】作動液通路の形成に鍛造加工あるいはエッ
チング加工を適用することにより、工業的規模の量産時
において大幅なコストダウンが可能となる。そして、作
動液通路が閉塞しにくい前述したろう付け技術との組み
合わせにより、トータルな低価格、高信頼性を兼備した
超薄型の密閉型平板熱移動体を得ることができる。

【００３０】本発明では、作動液通路が、複数の同心円
パターン、蜘蛛の巣状パターン、渦巻きパターンあるい
は交叉パターンに形成されていることを好ましい形態と
している。同形態は、従来の平板状ヒートパイプの熱拡
散性の問題点を解決するものである。従来の作動液通路
は、互いに平行な直線部分を連結したパターンが多く、
このような作動液通路では、作動液の移動に伴う熱移動
が主として作動液通路に平行な方向となり、作動液通路
に直交する方向への熱移動は副次的なものとなる。この
ため、十分な熱拡散能力が得られないる場合があった。
ところが、作動液通路が、複数の同心円パターン、蜘蛛
の巣状パターン、渦巻きパターンあるいは交叉パターン
に形成されていることにより、作動液の移動に伴う熱移
動の方向が拡散的になり、熱拡散能力の大幅な向上が図
られる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。 （１）第１実施形態−図１ 図１（ａ）は、本発明の第１実施形態の熱移動体の平面
図、図１（ｂ）はその断面図を示している。この熱移動
体は、正方形状の第１の金属板１０に、同寸・同形状の
平板状の第２の金属板２０を重ね合わせてろう付けした
ものである。第１の金属板１０の片面には、互いに平行
な直線部がジグザク状に連なって密集されたパターンの
溝状の作動液通路１１が形成されている。この作動液通
路１１は、ループ状に閉じられている。第２の金属板２
０の所定箇所には、作動液通路１１に作動液を注入する
ための注入孔２１が形成され、その両側には、第２の金
属板２０を押し潰して作動液通路１１を閉塞した閉塞部
２２が設けられている。この熱移動体は、次のように製
造される。

【００３２】図１（ｃ）に示すように、第２の金属板２
０の片面に、前述したろう材粉末、フラックスおよび流
れ制御剤が適宜比率で混合されたペースト状混合物３０
を適量塗布する。次いで、その塗布面を作動液通路１１
に対向させて両金属板１０，２０を重ね合わせ、これを
ろう付け炉で加熱してろう付け処理を行う。次に、注入
孔２１から作動液通路１１に作動液を所定量注入し、こ
の後、第２の金属板２０を押し潰して作動液通路１１を
閉塞し、閉塞部２２を設ける。

【００３３】続いて、本発明の第２〜第７実施形態を説
明する。これら実施形態においては、第１の金属板１０
に形成される作動液通路１１の様々なパターンを示して
いる。

【００３４】（２）第２実施形態−図２ 図２に示す作動液通路１１は、複数の同心円をなすリン
グ状通路が等間隔をおいて形成され、これらのリング状
通路が、径方向に延びる１本の直線通路で連結されてい
る。 （３）第３実施形態−図３ 図３に示す作動液通路１１は、複数の同心円をなすリン
グ状通路が等間隔をおいて形成され、隣り合うリング状
通路が連結通路で連結されている。連結通路は、周方向
に分散している。 （４）第４実施形態−図４ 図４に示す作動液通路１１は、複数の同心円をなすリン
グ状通路が等間隔をおいて形成され、これらのリング状
通路が放射状に延びる複数本の直線通路で連結されてお
り、全体として蜘蛛の巣状に形成されている。

【００３５】上記第２〜第４実施形態の作動液通路１１
のパターンでは、冷却すべき熱源がパターン投影面の中
心あるいは中心近くにあって、小さく、しかも丸形ない
しは正方形に近い形状であれば、作動液は主に熱源と接
した円の内部で動いているだけであり、熱源と接してい
る円の径方向外側部分においては、金属固有の熱伝導に
よる熱移動だけしか期待できない。しかしながら、図２
の点線で示す熱源４０のように、作動液通路１１を横断
する長方形状である場合には、熱源４０の部分で蒸発し
た作動液は作動液通路１１に沿って熱源４０の外側に移
動して冷却液化した後、再び熱源４０にあたる部分に戻
り、そこで加熱蒸発した作動液は再び熱源４０の外側に
移動することにより、周回移動する。このような熱移動
の周回作用により、長方形状の熱源４０の長手方向に直
交する方向（図２で横方向）にも熱移動が行われること
になり、高い熱拡散能力を示す。その結果、熱源の冷却
が十分になされる。

【００３６】（５）第５実施形態−図５ 図５に示す作動液通路１１は、渦巻き状に形成されてい
る。このような作動液通路１１によると、熱源がパター
ン投影面の中心あるいは中心近くにあって、しかも小さ
い場合でも、その熱源の径方向外側や周方向への熱移動
が起き、高い熱拡散能力を示す。

【００３７】（６）第６実施形態−図６ 図６に示す作動液通路１１は、全体の外形が正方形状で
あり、十字状の境界を境とした４つの区画に、互いに平
行な直線部がジグザグ状に連なるパターンが形成され、
これらパターンの直線部が互いに交叉するように配置さ
れ、作動液通路１１は１本に密閉するよう連結されてい
る。 （７）第７実施形態−図７ 図７に示す作動液通路１１は、上記第６実施形態と同様
であり、第１の金属板１０が円盤状である点が第６実施
形態と異なっている。

【００３８】上記第６、第７実施形態では、図６の点線
で示す熱源５０が、パターン投影面の中心近くにあっ
て、しかも小さい場合でも、熱移動は四方向になされ、
高い熱拡散能力を示す。

【００３９】

【実施例】次に、本発明をより具体化した実施例を説明
する。 ［実施例１］純アルミニウムＡ１０５０：０．７ｍｍ厚
×５０ｍｍ幅×５０ｍｍ長を第１の金属板とし、この第
１の金属板に、放電加工によって図１と同様のパターン
の作動液通路を形成した。作動液通路の幅は１．０ｍ
ｍ、深さは０．４ｍｍであった。一方、純アルミニウム
Ａ１０５０：０．３ｍｍ厚×５０ｍｍ幅×５０ｍｍ長を
第２の金属板とし、この第２の金属板に、図１の注入孔
２１に相当する１．０ｍｍφの注入孔を空けた。

【００４０】アルミニウムろう材Ａ４０４７粉末：１０
重量部、Ａｌ−Ｋ−Ｆ系の非腐食性フラックス：２重量
部、グリコールエーテル〔ＣＨ_３Ｏ（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）ｎ
Ｈ、ｎ＝４〜６〕：０．５重量部を含むペースト状混合
物を、第２の金属板の片面に７．５ｍｇ／ｃｍ^２の塗布
量で塗布した。この塗布面を作動液通路側の面に接する
ようにして両金属板を重ね合わせ、この状態を保持し
て、ろう付け温度５９８℃に加熱された不活性雰囲気炉
に装入し、ろう付けを行った。

【００４１】注入孔から作動液通路を真空脱気し、次い
で作動液：フロンＲ−１３４ａを作動液通路に充填して
密閉封止を行い、作動液が充填された厚さ１．０５ｍｍ
の平板状ヒートパイプを得た。このヒートパイプを、９
５℃の温水中（３６．６ｋｇ／ｃｍ^２）に３０分間保持
したが、漏れや膨れ等の不具合は認められず、保持前後
で重量の変化はなかった。なお、作動液充填に先立ちヒ
ートパイプをＸ線透過したところ、作動液通路の閉塞は
全く認められなかった。このヒートパイプを半導体素子
の冷却に使用したが、通常のヒートパイプと同様の性能
を示した。

【００４２】［実施例２］純銅Ｃ１０２０：０．７ｍｍ
厚×５０ｍｍ幅×５０ｍｍ長を第１の金属板とし、この
第１の金属板にエッチングによって図１と同様のパター
ンの作動液通路を形成した。エッチング後の作動液通路
の幅はほぼ１．０ｍｍ、深さは０．４ｍｍであった。一
方、純銅Ｃ１０２０：０．３ｍｍ厚×５０ｍｍ幅×５０
ｍｍ長を第２の金属板とし、この第２の金属板に図１の
注入孔２１に相当する１．０ｍｍφの注入孔を空けた。

【００４３】金属Ｓｉ粉末：１０重量部、Ａｌ−Ｋ−Ｆ
系の非腐食性フラックス：１０重量部、ポリイソブチレ
ン：０．５重量部を含むペースト状混合物を、第２の金
属板の片面に５ｍｇ／ｃｍ^２の塗布量で塗布した。この
塗布面を作動液通路側の面に接するようにして両金属板
を重ね合わせ、この状態を保持して、ろう付け温度９０
０℃に加熱された低水素炉に装入し、金属Ｓｉと銅の共
晶反応を行わせ、Ｓｉ−Ｃｕろう材によるろう付けを行
った。

【００４４】実施例１と同様にして作動液通路に作動液
を注入して密封封止し、厚さ１．０５ｍｍの平板状ヒー
トパイプを得た。このヒートパイプを、２００℃の恒温
槽に３０分間保持したが保持後の重量に変化はなく、健
全であることが確かめられた。このヒートパイプを半導
体素子の冷却に使用したが、通常のヒートパイプと同様
の性能を示した。

【００４５】［実施例３］純アルミニウムＡ１０５０：
１．０ｍｍ厚×５０ｍｍ幅×２００ｍｍ長を第１の金属
板とし、この第１の金属板に冷間鍛造によって図１と同
様のパターンの作動液通路を形成した。作動液通路の幅
は１．０ｍｍ、深さは０．６ｍｍであった。一方、純ア
ルミニウムＡ１０５０：０．５ｍｍ厚×５０ｍｍ幅×２
００ｍｍ長を第２の金属板とし、この第２の金属板に図
１の注入孔２１に相当する１．０ｍｍφの注入孔を空け
た。

【００４６】第２の金属板の片面に実施例１と同一のペ
ースト状混合物を１０ｍｇ／ｃｍ^２の塗布量で塗布し
た。この塗布面を作動液通路側の面に接するようにして
両金属板を重ね合わせ、この状態を保持して、ろう付け
温度５９５℃に加熱された不活性雰囲気炉に装入し、ろ
う付けを行った。

【００４７】実施例１と同様に作動液フロンＲ−１３４
ａを作動液通路に充填して密封封止し、厚さ１．５５ｍ
ｍの平板状ヒートパイプを得た。このヒートパイプは漏
れもなく、冷却性能も通常のヒートパイプと同様であっ
た。

【００４８】［実施例４］純アルミニウムＡ１０５０：
０．８ｍｍ厚×２００ｍｍ幅×２００ｍｍ長を第１の金
属板とし、この第１の金属板にエッチングによって図６
と同様のパターンの作動液通路を形成した。作動液通路
の幅はほぼ１．０ｍｍ、深さは０．４ｍｍであった。一
方、純アルミニウムＡ１０５０：０．３ｍｍ厚×２００
ｍｍ幅×２００ｍｍ長を第２の金属板とし、この第２の
金属板に、第１の金属板の作動液通路に通じ、かつ最も
外縁に近い位置に１．０ｍｍφの注入孔を空け、この
後、ペースト状混合物の塗布、ろう付け、作動液通路へ
の作動液の充填、密閉封止を実施例１と同様に行い、厚
さ１．１５ｍｍの平板状ヒートパイプを得た。このヒー
トパイプは、漏れや詰まり等が認められず健全であっ
た。このヒートパイプの中央に、一辺５０ｍｍの正方形
状の半導体素子を搭載したところ、側縁部にも熱移動が
認められ、優れた熱拡散性が確認された。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の密閉型平
板熱移動体によれば、薄型化の要求に十分応えることが
できるとともに、閉塞部分のない微細な作動液通路が確
保され、かつ優れた熱拡散性を有するといった効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態に係る熱移動体の、
（ａ）一部切欠き平面図、（ｂ）断面図、（ｃ）接合前
の状態を示す断面図である。

【図２】 本発明の第２実施形態に係る作動液通路のパ
ターンを示す平面図である。

【図３】 本発明の第３実施形態に係る作動液通路のパ
ターンを示す平面図である。

【図４】 本発明の第４実施形態に係る作動液通路のパ
ターンを示す平面図である。

【図５】 本発明の第５実施形態に係る作動液通路のパ
ターンを示す平面図である。

【図６】 本発明の第６実施形態に係る作動液通路のパ
ターンを示す平面図である。

【図７】 本発明の第７実施形態に係る作動液通路のパ
ターンを示す平面図である。

【図８】 従来の押出扁平管からなる平板状ヒートパイ
プの一例を示す（ａ）斜視図、（ｂ）作動液通路を示す
一部切欠き平面図である。

【図９】 従来のロールボンド成形板からなる平板状ヒ
ートパイプの一例を示す（ａ）斜視図、（ｂ）作動液通
路を示す断面図である。

【図１０】金属板に機械加工によって作動液通路を形成
した従来の平板状ヒートパイプの断面図である。

【図１１】２枚の金属板の間に波形成形した通路板を挟
み込んだ従来の平板状ヒートパイプを示す（ａ）断面
図、（ｂ）通路板の斜視図である。

【図１２】ウイックを有する従来の平板状ヒートパイプ
の斜視図である。

【図１３】環状の作動液通路を有する従来の平板状ヒー
トパイプの斜視図である。

【符号の説明】

１０…第１の金属板 １１…作動液通路 ２０…第２の金属板 ３０…ペースト状混合物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２３Ｋ 35/22 ３１０ Ｈ０１Ｌ 23/46 Ｂ (72)発明者 満丸 譲 静岡県沼津市松長字改正712番地 株式会 社富士根産業内 (72)発明者 長沢 喜昭 静岡県沼津市松長字改正712番地 株式会 社富士根産業内 Ｆターム(参考） 5E322 DB08 FA01 5F036 AA01 BB60

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のパターンに作動液通路を形成した
   第１の金属板上に、ろう材粉末、フラックスおよびろう
   材流れ制御材を混合したペースト状混合物を塗布した第
   ２の金属板を、該ペースト状混合物の塗布面を前記作動
   液通路に対向させて被せ、これをろう付け温度に加熱し
   て両金属板を一体接合してなることを特徴とする密閉型
   平板熱移動体。
2. 【請求項２】 前記ペースト状混合物を構成するろう材
   粉末、フラックスおよび流れ制御材の３成分の混合割合
   は、ろう材粉末：５〜３０重量部、フラックス：０．２
   〜４０重量部、流れ制御材：０．１〜３重量部であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の密閉型平板熱移動体。
3. 【請求項３】 前記作動液通路が、鍛造加工あるいはエ
   ッチング加工により形成されていることを特徴とする請
   求項１または２に記載の密閉型平板熱移動体。
4. 【請求項４】 前記作動液通路が、複数の同心円パター
   ン、蜘蛛の巣状パターン、渦巻きパターンあるいは交叉
   パターンに形成されていることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれかに記載の密閉型平板熱移動体。