JP2002181471A - ヒートパイプとフィン材等の接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】安易な工法でプレートの面粗度に影響され難
く、接合熱抵抗を極限まで減らすことの出来るヒートパ
イプとプレートの接合構造を提供する。 【構成】ヒートパイプと、このヒートパイプの一部ある
いは全部にフィン材等を接合する構造において、上記フ
ィン材等にヒートパイプを挿入する溝を有し、前記ヒー
トパイプあるいはフィン材等のヒートパイプとの接合面
の少なくとも何れか一方に半田の表面処理を施したこと
を特徴とするヒートパイプとフィン材等の接合構造とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、パソコンなどの
電子機器の冷却に用いられるヒートパイプと、集熱や放
熱のために当該ヒートパイプに取り付けられるフィン材
等の接合構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年は、電子機器のデジタル化の進展
で、その冷却対象の電子部品が増えることにより、その
消費電力が増加しており、冷却部材の接合の熱抵抗を減
少させる必要に迫られている。

【０００３】従来、フィン材等のヒートパイプの接合
は、図４に示されるように、プレスや溶融押し出しある
いはダイキャストによりフィン材１にＵ字溝５を形成
し、ヒートパイプ２を当該溝５挿入し設置している。

【０００４】ここで前記ヒートパイプ２の直径や各々の
工法によるＵ字溝５幅のバラツキを加味すると、上記Ｕ
字溝５の幅はヒートパイプ２の幅よりも幾分大きな寸法
に仕上げることとなり、ヒートパイプ２とフィン材１の
間に隙間６が生じることから、熱抵抗低減と十分な接合
機械的接合を得るために、隙間６に熱伝導の良い接着材
を塗布するか少なくともシリコーングリースなどを塗布
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
ような構成のヒートパイプの接合構造では、隙間６に熱
伝導の良い接着材を塗布するか少なくともシリコーング
リースなどを塗布することで熱抵抗の低減を図っている
が、このような手段においては、それでもなお熱抵抗の
低減において限界が有った。

【０００６】この発明は上記課題に鑑み、安易な工法で
プレートの面粗度に影響され難く、接合熱抵抗を極限ま
で減らすことの出来るヒートパイプとプレートの接合構
造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では次のような構成とする。すなわち、ヒー
トパイプと、このヒートパイプの一部あるいは全部にフ
ィン材等を接合する構造において、上記フィン材等にヒ
ートパイプを挿入する溝を有し、前記ヒートパイプある
いはフィン材等のヒートパイプとの接合面の少なくとも
何れか一方に半田の表面処理を施したことを特徴とする
ヒートパイプとフィン材等の接合構造とする。

【０００８】また別の手段として、ヒートパイプと、こ
のヒートパイプの一部あるいは全部にフィン材等を当該
ヒートパイプの軸方向に垂直に接合する構造において、
前記フィン材等にヒートパイプを挿入する溝を有し、前
記ヒートパイプあるいはフィン材等のヒートパイプとの
接合面の少なくとも何れか一方に半田の表面処理を施し
たことを特徴とするヒートパイプとフィン材等の接合構
造とする。

【０００９】上記構成において、半田の表面処理の厚さ
を、５０ミクロン以上としたり、また、上記ヒートパイ
プとフィン材等を密接合した後、加熱による半田溶融接
合してもよい。

【００１０】

【作用】上記構成の通り、ヒートパイプと、このヒート
パイプの一部あるいは全部にフィン材等を接合する構造
面に、上記フィン材等にヒートパイプの挿入溝を有し、
さらに上記ヒートパイプとフィン材等の接合面の少なく
とも一方に、半田の表面処理を施したヒートパイプとフ
ィン材等の接合構造とすることで、ヒートパイプの直径
とフィン材に構成した溝幅との公差を硬度の低い半田で
吸収すると同時に隙間に埋め込まれる。

【００１１】また、ヒートパイプと、このヒートパイプ
の一部あるいは全部にフィン材等を上記ヒートパイプの
軸方向に垂直に接合する構造において、上記フィン材等
にヒートパイプの挿入溝を有し、さらに上記ヒートパイ
プとフィン材等の接合面の少なくとも一方に、半田の表
面処理を施したヒートパイプとフィン材等の接合構造と
することで、安価な工法で有りながらフィン材との接合
が極めて安定する。

【００１２】また、上記半田の表面処理の厚さを、５０
ミクロン以上とすることで、通常用いられる接合構造の
隙間が容易に埋められ、さらには、上記ヒートパイプと
フィン材等を密接合した後、加熱による半田溶融接合す
ることによりより熱抵抗の少ない強固な接合を得ること
ができる。

【００１３】

【実施例】次に、図１から図３に示す実施例について記
述する。図１(a)と(b)は、本発明の第一の実施例とする
ヒートパイプを挿入する断面を示す図で、フィン材１に
半田３を厚地に表面処理した丸状のヒートパイプ２を、
フィン材１に圧入する構造の第一の実施例であり、図１
(a)は圧入前の状態を示し、図１(b)は圧入後の状態を示
す図である。

【００１４】先ず、銅のコンテナからなるヒートパイプ
２を半田漕の中に挿入することにより、その表面に半田
３による皮膜の表面処理を終了した後、熱伝導の優れた
材料の例えばアルミニュウムからなるフィン材１で形成
した溝５の中に圧入する。

【００１５】ここで、上記溝５の幅は、半田の表面処理
を施す前のヒートパイプ２を量産したときのバラツキ最
大外径にしっくりと勘合する程度に金型あわせをしてい
るために、ヒートパイプ２の半田３の表面処理をする前
に溝５に挿入すると、図４の従来の構造と同じとなる
が、この発明はヒートパイプ２に半田３の表面処理を行
うことで半田皮膜厚さにより隙間６を吸収して、さらに
溝５の幅方向４は半田皮膜が半田硬度が低いために圧入
により削られ、図１(b)で示されるように他の面より多
少薄くなる程度の半田３の表面処理の厚さと成るように
管理されている。

【００１６】図１(b)の状態になると隙間６が無く、フ
ィン材１の溝５がダイキャスト工法で構成されたものの
様な溝５の底面面粗度の比較的悪いものでも半田で空間
が埋めることができるために、特別に座繰りなどの研削
加工はしなくても良い。

【００１７】なお、半田３の表面処理は、上述の如くヒ
ートパイプ２の外径と溝５の寸法バラツキを吸収する程
度に仕上げられ、電子機器に用いられるヒートパイプ外
径は３〜５mmが一般的であることから、半田の皮膜厚さ
は５０ミクロン程度以上が好ましい。

【００１８】図２(a)と(b)は、扁平状にヒートパイプを
挿入する断面を示す図で、フィン材１に半田３を厚地に
表面処理した丸状のヒートパイプ２を、フィン材１の鍋
底状の溝５に変形圧入する構造の第二の実施例であり、
図２(a)は圧入前の状態を示し、図２(b)は圧入後の状態
を示す図である。

【００１９】本第二の実施例は、第一の実施例同様先
ず、銅のコンテナからなるヒートパイプ２を半田漕の中
に挿入することにより、その表面に半田３による皮膜の
表面処理を終了して後、熱伝導の優れた材料の例えばア
ルミニュウムからなるフィン材１で形成したヒートパイ
プ２の外径より浅い鍋底状の溝５の中に挿入した後、上
方よりプレスしてヒートパイプ２を扁平状に変形し、フ
ィン材１に圧接する。

【００２０】ここで、上記溝５の断面積は、半田の表面
処理を施す前のヒートパイプ２を量産したときのバラツ
キ最大断面外形にしっくりと勘合する程度に金型あわせ
をしているために、ヒートパイプ２の半田３の表面処理
をする前にプレス圧接すると、幅方向に隙間６が残る
が、この発明はヒートパイプ２に半田３の表面処理を行
うことで半田皮膜厚さにより隙間６を吸収して、さらに
溝５の幅方向４は半田皮膜が半田硬度が低いために圧入
により削られ、図１(b)で示されるように他の面より多
少薄くなる程度の半田３の表面処理の厚さと成るように
管理されている。

【００２１】図３(a)と(b)および(c)は、ダイキャスト
などで形成されたフィン群１０の凹み部５０に、ヒート
パイプ２を接合する構造を示したこの発明の第三の実施
例であり、図３(a)はフィン群１０とその凹み部５０の
概略図、図３(b)はフィン群１０に半田の表面処理３を
施したヒートパイプ２を圧入して取り付けた図を示し、
図３(c)は、フィン群１０の一枚とヒートパイプ２の取
付部の拡大図を示している。

【００２２】製造工程は図１の実施例とほぼ同上である
が、ダイキャストなどの溶融金属を金型に流し込む工法
を取るものは、フィン群１０を多数構成する場合には安
価に出来るなどの利点が有るが、フィンのエッジが丸く
なることから、通常はフィンの厚み方向に直接主熱伝導
体となるヒートパイプ２との接合することは、接合面状
態が極めて不安定に成るために避けるべき応用であっ
た。

【００２３】しかし、本発明で示すヒートパイプ２に半
田３の表面処理を施すことにより、図３(c)で示される
様に、半田がフィン１０のエッジ１１を包み込み安定し
た接合が得られることで、応用範囲が広がる。

【００２４】上記、第一から第三の何れの実施例も、半
田３の表面処理は、ヒートパイプ２にのみ実施した例を
示したが、この半田３の表面処理はフィン材１側に換え
て行うことが出来ると同時に、ヒートパイプ２とフィン
材１の両方に行うことで隙間の少ない接合ができる。

【００２５】また、図１(b)と図２(b)および図３(b)で
示されるフィン材１にヒートパイプ２を接合した状態
で、半田が溶融するまで加熱することにより、微細な隙
間を埋めることが出来るために、より熱抵抗が少ない接
合ができる。

【００２６】上記の実施例では、フィン材１にＵ字の溝
５にヒートパイプ２を挿入する構成したものだけを示し
たが、当該ヒートパイプ２の挿入した後の溝の上方か
ら、周知のカシメやフィン材１とほぼ同様の金具などに
よる機械的固定方法での押さえ固定や接着材での固定を
行っても同様の効果が得られる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明のよれ
ば、安価で入手できる加工精度の低い比較的面粗度の粗
いものやエッジ垂れのあるフィン材等を用いても、加工
公差やバラツキを吸収することができるために、極めて
熱抵抗の少ない密接合のヒートパイプとフィン材等の接
合構造を提供でき、電子機器の熱対策が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例とするヒートパイプを挿
入する断面図を示す

【図２】本発明の第二の実施例とするヒートパイプを挿
入する断面図を示す

【図３】本発明の第三の実施例とするヒートパイプを挿
入する断面図を示す

【図４】従来のヒートパイプとフィン材等の接続構造を
示す

【符号の説明】

図において同一符号は同一、または相当部分を示す。 １ フィン材 ２ ヒートパイプ ３ 半田 ４ 幅方向 ５ 溝 ６ 隙間 １０ フィン群 １１ エッジ ５０ 凹み部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヒートパイプと、このヒートパイプの一部
   あるいは全部にフィン材等を接合する構造において、上
   記フィン材等にヒートパイプを挿入する溝を有し、前記
   ヒートパイプあるいはフィン材等のヒートパイプとの接
   合面の少なくとも何れか一方に半田の表面処理を施した
   ことを特徴とするヒートパイプとフィン材等の接合構
   造。
2. 【請求項２】ヒートパイプと、このヒートパイプの一部
   あるいは全部にフィン材等を当該ヒートパイプの軸方向
   に垂直に接合する構造において、前記フィン材等にヒー
   トパイプを挿入する溝を有し、前記ヒートパイプあるい
   はフィン材等のヒートパイプとの接合面の少なくとも何
   れか一方に半田の表面処理を施したことを特徴とするヒ
   ートパイプとフィン材等の接合構造。
3. 【請求項３】半田の表面処理の厚さを、５０ミクロン以
   上としたことを特徴とする請求項１と２に記載のヒート
   パイプとフィン材等の接合構造。
4. 【請求項４】ヒートパイプとフィン材等とを密接合した
   後、加熱により半田を溶融接合していることを特徴とす
   る請求項１乃至３に記載のヒートパイプとフィン材等の
   接合構造。