JP2002318085A - ヒートパイプ及びその製造方法 - Google Patents

ヒートパイプ及びその製造方法

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heat pipe
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Makoto Hori
誠 堀
Takashi Suzumura
隆志 鈴村
Hirosato Takano
浩聡 高野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】発熱量の多い半導体素子の冷却材に用いられる
ヒートパイプの放熱性能を上げるとともに、製造コスト
を押さえ、かつ、量産性あるヒートパイプを得る。 【解決手段】半導体素子等の発熱体２１の冷却に使用す
る放熱材２０を有したヒートパイプ１において、フィン
４およびベース６０を有する多孔質の金属焼結体４２を
パイプ部材５２の内周面に配置した。焼結体４２は、良
伝熱性の金属粉末とバインダーとを混同して金型により
プレス成形した後、加熱して焼結する。焼結体４２は、
バインダーの消失、ボイドにより連続した孔を有するの
で、ヒートパイプ受熱部２は沸騰性および液吸い上げ性
が良く、一方、ヒートパイプ放熱部３は冷却液２２の液
吸い上げあるいは液戻り性がよく、熱輸送量が大きく、
かつ、コンパクトなヒートパイプを提供することができ
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，半導体等の発熱体
の冷却に利用するヒートパイプ及びその製造方法に関
し、特に沸騰熱伝導性及び液上がり性の良い焼結材を配
置したヒートパイプとこれを効率的に製造するための製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体の高容量化、高速化に伴い半導体
チップの発熱量が増大する傾向にある。このため、発熱
に起因する半導体素子の特性劣化、短寿命化を防止する
ためには、ヒートパイプ等の放熱側材（ヒートシンク）
を設け、半導体素子およびその近傍での温度上昇を抑制
する必要がある。現在、ノートパソコンなどに使用され
るヒートパイプの熱輸送量は５〜１０Ｗであり、容量が
大きくなるにつれヒートパイプは拡大化する傾向にあ
る。
【０００３】銅は、熱伝導率が３９３W／（ｍ・Ｋ）と
大きく、かつ加工性が良いため、また、アルミニウムは
熱伝導率において銅より劣るものの軽いため、ＬＳＩの
放熱側材（ヒートシンク）として一般に用いられてい
る。発熱量が特に大きい各種オン・オフ機能をもつ電力
やエネルギーの変換、制御用半導体素子の冷却材として
銅あるいはアルミニウムのヒートパイプが使われてい
る。
【０００４】従来のヒートパイプは、蒸発（沸騰）性能
を向上させるために、蒸発時の沸騰促進材（蒸発液の補
給など）にウイック（金網）あるいはグールブ（溝）が
内蔵されてきた。
【０００５】さらに、図２８、図２９および図３０に示
すように、熱伝導率が大きく、溝のない銅の焼結体３６
が内蔵される場合もある。その焼結体３６は、密度がほ
ぼ均一で、概略等しい気孔孔径を有している。図２８
は、従来のヒートパイプ５１の使用状態の説明図であっ
て、発熱体２１が上側で、発熱体２１が水平より下にあ
る場合の説明図、図２９は、従来のヒートパイプ５１の
使用状態の説明図であって、発熱体２１が上側で、発熱
体２１が水平より上にある場合の説明図、図３０は、図
２８の発熱体を含む横断面図である。ヒートパイプ５１
は、横断面では、ほぼ矩形断面であるパイプ部材５２の
上下の相対する内周面に亘り平板の焼結体３６が、接合
部４９、４９を介して取り付けられる。そして、焼結体
３６は、長さ方向にあっては、発熱体２１および放熱材
２０が搭載されたパイプ部材５２外周面に対応する内周
面に配置されている。
【０００６】図２８は、発熱体２１が受熱部２上側で、
発熱体２１が水平よりも下側にある、いわゆるボトムヒ
−トでの使用状態である。発熱体２１から発生する熱
は、パイプ部材５２の壁面を通して焼結体３６に伝わ
る。冷却液２２は、焼結体３６中に形成しているほぼ均
一な孔の中に毛細管現象により吸い上げられており、発
熱体２１に近い焼結体３６中の冷却液２２は沸騰して気
泡２３として焼結体３６の側面５０から放出される。放
出された蒸発気体４０は、焼結体側面５０を上昇し放熱
部３に到る。放熱部３で蒸発気体４０は、放熱材２０に
より冷却されて凝縮して冷却液２２に戻る。
【０００７】凝縮した冷却液２２は、放熱部３近傍のよ
く貫通していない孔を有するボイド(空孔)間に停留す
る。停留後、さらに放熱材２０から放熱することにより
焼結体３６が冷却され、凝縮された冷却液２２はパイプ
部材５２内壁に沿い落下し、ヒートパイプ受熱部２に滞
留する。その結果、ヒートパイプ上端部(放熱部)３は凝
縮された冷却液２２に蔽われる。一方、ヒートパイプ下
瑞部(受熱部)２は冷却液２２が滞留する。したがって、
ヒートパイプ下端部(受熱部)２の蒸発は主に焼結ボイド
間の吸い上げ液の蒸発となる。符号３７は、凝縮した冷
却液の進行方向を、３８は蒸発気体の進行方向を示す。
以上のサイクルは、繰り返し行われる。
【０００８】以上のように従来の溝のない焼結体３６を
利用したヒートパイプ５１は受熱部２での冷却液２２補
給力の不足あるいは放熱部３の凝縮された冷却液２２の
停留による凝縮性能の低下が生じ、熱輸送能力が大幅に
低下する。
【０００９】図２９は、発熱体２１が受熱部２上側で、
発熱体２１が水平よりも上側にある、いわゆるトップヒ
−トでの使用状態である。図１０と同じ符号は同じ部位
を示す。気孔孔径が概略等しいため、ヒートパイプ受熱
部２にある冷却液２２は主に受熱部２に近い焼結体３６
側面５０からランダムに沸騰し、気泡２３となり焼結体
３６の外に放出され、焼結体側面５０を下降し、ヒート
バイプ放熱部３に到る。放熱部３で放熱材２０により冷
却された蒸発気体４０は、凝縮して冷却液２２に戻る
が、孔はよく貫通していないので放熱部３近傍の焼結体
に停留する。停留後、さらに冷却されて凝縮された冷却
液２２は焼結体のあまりよく貫通していないボイド等に
沿い上昇し、ヒートパイプ受熱部２で蒸発する。しか
し、その際の蒸発は主に焼結体ボイドの吸い上げによる
液の蒸発である。その結果、ヒートパイプ上端部(受熱
部)２は冷却液２２不足となり、一方、ヒートパイプ下
端部(放熱部)３は冷却液２２が滞留する。
【００１０】以上のように従来の溝のない焼結体３６を
利用したヒートパイプ５１はトップヒートでもボトムヒ
ートと同様、受熱部２での冷却液２２の補給力の不足あ
るいは放熱部３の凝縮された冷却液２２の停留による凝
縮性能の低下が生じ、熱輸送能力が大幅に低下する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の平板型
銅焼結材によると、形状が平板であるため、冷却液の沸
騰と凝縮が混在し易く、また、受熱部での冷却液の補給
力不足あるいは放熱部の凝縮された冷却液の停留による
凝縮性能の低下が生じ、熱輸送能力が大幅に低下すると
いう問題があった。したがって、発熱量の多い半導体素
子の冷却材にはヒートパイプの伝熱面積を大きくした
り、本数を多くしなければならないという問題がある。
【００１２】また、焼結材を利用したヒートパイプの放
熱性能を上げるため、放熱側に伝熱効率の良い溝を設け
る場合には、フライスや旋盤による加工では製造コスト
が高くなり、量産性の効果が出にくいという問題があ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決するために、下記の手段をとることとした。すな
わち、半導体素子等の発熱体の発熱を放熱するヒートパ
イプにおいて、外周面に前記発熱体を搭載したパイプ部
材と、前記パイプ部材内に配置されて前記発熱体の熱を
受けて放熱する多孔質の焼結体を備え、前記焼結体は、
前記パイプ部材の前記外周面に搭載された発熱体に対応
する内周面に接するベースと、前記ベース上に形成され
た複数のフィンを有することを特徴とするヒートパイプ
を提供する。
【００１４】半導体素子等の発熱体の発熱を放熱体によ
って前記発熱を冷却するヒートパイプにおいて、上方の
外周面に前記発熱体と前記放熱体を搭載し、内部に冷却
液を封入したパイプ部材と、前記パイプ部材内に配置さ
れて前記冷却液を介して前記発熱体と前記放熱体の間で
伝熱する多孔質の焼結体を備え、前記焼結体は、前記パ
イプ部材の前記外周面に対応する内周面に接するベース
と、前記ベース上に形成された前記冷却液に浸漬される
複数のフィンを有することを特徴とするヒートパイプを
提供する。
【００１５】前記フィンは、その先端部及びベースの発
熱体側の面が平坦で、前記外周面に搭載された発熱体に
対応する内周面にベース部が接するとともに、前記フィ
ン先端部は前記ベースが接する面と相対する面と接して
いることを特徴とする。
【００１６】また、フィンは、フィン頂角が０〜９０度
であり、フィン高さとベース厚の比が０．５〜３である
ことを特徴とし、フィン間のベースが凹円弧状に形成さ
れ、前記フィン先端部の周縁が面取りされていることを
特徴とする。
【００１７】さらに、前記焼結体に形成されたフィンの
ピッチを一定間隔で変えたり、フィン高さを異ならせて
配置したり、フィンの形状を交互に異ならせて配置した
ことを特徴とする。
【００１８】前記多孔質の焼結体は、良伝熱性の金属粉
末と濃度を０〜１０％の粉末バインダーとの混合物を成
形した後焼結されたものであり、連続した孔が生成され
た焼結体であることを特徴とし、良伝熱性金属が銅ある
いはアルミニウムであり、焼結体のボイドと連続した孔
の総気孔率が焼結体の１〜２０％であることを特徴とす
るとともに、焼結体のフィンの連続した孔がベースの連
続した孔より概略大きいことを特徴とする。
【００１９】上記のように構成することで、ヒートパイ
プの受熱側は沸騰性および液吸い上げ性が良く、一方、
ヒートパイプ放熱側は冷却液の液吸い上げ性あるいは液
戻り性の良い焼結材を得ることができるため、ヒートパ
イプの沸騰効率が高まり、熱輸送量が大きくなるので、
コンパクトなヒートパイプとすることができる。
【００２０】また、良伝導性の金属粉末と粉末バインダ
ーとを混合して金型によりプレス成形し、得られた成形
物を加熱して焼結体を構成し、その焼結体をヒ−トパイ
プ部材内に配置するヒートパイプの製造方法において、
粉末のバインダー濃度を０〜１０％としてプレス成形
し、予備加熱した後焼結して得られる、連続した孔が生
成した焼結体であることを特徴とするヒートパイプの製
造方法を提供する。
【００２１】前記焼結体を成形する際、混合粉末成形金
型に予め離型剤が塗布され、プレス成形された後に焼結
して得られた焼結体を配置したことを特徴とする。さら
に、成形圧を確保する下パンチ上にフィンを転写する溝
形状を有し、金型先端部および溝底部にアールがある混
合粉末成形用金型によりプレス成形された後に焼結して
得られた焼結体を配置したことを特徴とするヒートパイ
プの製造方法を提供する。
【００２２】また、前記焼結体がフィン毎に分割した金
型により、プレス成形された後に焼結して得られた焼結
体を配置し、混合粉末成形金型をホルダーや粉末成形用
金型支持金型にピンやネジ等で連結されたことを特徴と
するヒートパイプの製造方法ヒートパイプの製造方法を
提供する。
【００２３】このように構成することで、フィンおよび
溝部が原料粉末のプレス成形時に生成されるため、焼結
後のフィン成形のための機械加工を省略することが可能
となり、ヒートパイプの製造において大幅なコストの低
減ができる。さらに、ヒートパイプの受熱側は沸騰性お
よび液吸い上げ性が良く、一方、ヒートパイプ放熱側は
冷却液の液吸い上げ性あるいは液戻り性の良い焼結材を
得ることができるため、ヒートパイプの沸騰効率が高ま
り、熱輸送量が大きくなるので、コンパクトなヒートパ
イプとすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明のヒートパイプおよびその
製造方法の実施の形態について、図を参照しながら説明
する。図１は本発明のヒートパイプの使用状態を示す図
である。
【００２５】ヒートパイプ１は、矩形板状であって、密
封されており、その上面に半導体素子等の発熱体２１、
およびヒートパイプ１からの熱を放熱するための放熱フ
ィン２０ｂが形成された放熱材２０が搭載されている。
符号２０ａは放熱材の基部である。
【００２６】図２は図１におけるＩ−Ｉ線に沿う断面
図、図３は図１におけるII−II線に沿う断面図である。
図４は図１におけるＩ−Ｉ線に沿う拡大断面図であっ
て、冷却液を省略した図である。なお、発熱体２１およ
び放熱体２０は接着剤など適宜の手段でヒートパイプに
固定されるが、これらの図では省略してあり、パイプ部
材５２の厚さは誇張して描いてある。以下の図において
も同様である。
【００２７】本発明のヒートパイプ１は、以下に説明す
るように、パイプ部材５２の中に金属焼結体を配置した
ものである。焼結体４２は、焼結材料で形成される複数
のフィン４とベース６０とから形成される。フィン間の
空間は溝１１を形成することになる。焼結体４２のベー
ス６０は、パイプ部材５２の外周面に搭載された発熱体
２１および放熱体２０に対応するパイプ部材の内周面と
接している。またフィン４の先端部１３は、上記発熱体
２１に対応する内周面と相対する内周面と接している。
焼結体４２のベース６０のパイプ部材の内周面と接して
いる面およびフィン４の先端部１３は、平滑面である。
【００２８】フィン４間のベース６０の形状、すなわち
溝１１の上部１２は凹円弧状に形成されている。また、
フィン先端部１３の周縁４３はアール形状に面取りがさ
れている。
【００２９】ヒートパイプ１には、冷却液２２が適宜手
段で封入される。冷却液は、発熱体の種類、大きさなど
により、適宜のものが使用される。なお、符号４０は冷
却液の蒸発気体を示す。
【００３０】符号２はヒートパイプ受熱部、３はヒート
パイプ放熱部を示す。ヒートパイプ受熱部２は、発熱体
２１が搭載されたパイプ部材５２の外周面に対応するパ
イプ部材５２の内周面に接する焼結体４２のベース６０
及びフィン４が対応し、冷却液の蒸発部でもある。ヒー
トパイプ放熱部３は、放熱体２０が搭載されたパイプ部
材５２の外周面に対応するパイプ部材５２の内周面に接
する焼結体４２のベース６０及びフィン４が対応し、冷
却液の蒸発部でもある。
【００３１】本発明の焼結体４２は、以下のようにして
得られる。ここで図５は良伝熱性の金属粉末と粉末バイ
ンダーとの混合物をプレス成形する場合の説明図、図６
は良伝熱性の金属粉末と粉末バインダーとの混合物のプ
レス成形品を成形機から取り出す場合の説明図である。
【００３２】まず、原料粉として、平均粒径１０μｍの
電解銅粉末と粉末バインダーを用いる。粉末バインダー
は、粒径６０μｍ以下で好ましくは２０μｍ以下がよ
い。電解銅粉末と電解銅粉末に対し０．５から１０重量
％の粉末バインダーを秤量し、混合する。スチールボー
ルを入れた乾式ボールミルで１時間以上攪拌混合する。
良伝熱性金属として銅およびアルミニウム以外に熱伝導
性の高い金、銀も使用可能である。また、粉バインダー
として焼結温度より溶融温度の低いステアリン酸アルミ
ニウム、ステアリン酸亜鉛等が使用可能である。
【００３３】成形機は、図７に示すように、プレスベー
ス３２に戴置された下パンチ１６の上方に溝付き中子金
型１４を載せる。溝付き中子金型１４の上面は、混合粉
末を成形後に図２から４に示すような形状となるよう
に、溝付き中子金型の先端部１４ａは凸円弧状に形成さ
れ、溝となる突出部１４ｂと金型の基部との境界部１４
ｃはアール形状となっている。溝付中子金型１４および
下パンチの上部１６ａはダイ２７の空洞中に入り込んで
いる。この金型１４の上方から混合粉末２９を充填し、
混合粉末の充填上面をスキーパですりきり、プレス成形
品生成用の粉末充填量を一定にする。このとき、プレス
成形品取り出しを容易にするため、離型剤３０を金型１
４に塗布しておいてもよい。
【００３４】次いで上パンチ２６をプレス押し棒２５で
符号２４方向に加圧し、所定の厚さまで圧粉し、プレス
成形品を得る。
【００３５】プレス成形品を取り出すには、以下のよう
に行う。まず、プレス押し棒２５を上昇し、ダイサポー
ト２８を取り外し、ダイ２７上面にガイド３５をセット
する。プレス押し棒２５を符号３３方向に下降し、ダイ
２７を溝付き中子金型１４の底部が見える位置まで符号
３４方向に押し下げる。次にプレス押し棒２５を上昇
し、ガイド３５を取り外す。上パンチ２６をプレス成形
品４１から取り上げ、プレス成形品４１を溝付き中子金
型１４から取り外す。
【００３６】その後、プレス成形品（圧粉体）４１を２
００〜３００度で予備加熱し、粉バインダーを除去す
る。粉末バインダーの溶解温度は、良伝熱性の金属粉末
の溶解温度よりも低いので、予備加熱することでプレス
成形品から消失し、空洞が生じる。粉バインダーの濃度
は０．５〜１０％で、フィン強度は増大し、スリムでポ
ーラスな焼結体を製作できる。しかし、粉バインダーの
濃度が高い程、焼結体のボイドは多くなり、使用時冷却
液が沸騰しやすくなるが、焼結体を構成する良伝熱性金
属の割合が小さくなり、焼結体の強度および伝熱性能は
低下するので粉バインダーの濃度は０〜１０％とした
（図８参照）。
【００３７】その後焼結温度を８５０〜１０００℃の間
で変化させ、焼結温度を３時間保持し、焼結体を得る。
焼結する際に、ボイド（空孔）が生じるため、焼結体４
２は、このボイドと、粉末バインダーが消失することに
より生じた空洞があいまって、連続する空洞（孔）を有
することとなる。ボイドおよび粉末バインダーが消失す
ることにより生じた空洞の総気孔率は、焼結体の１から
２０％である。また、ボイドおよび粉末バインダーが消
失することにより生じた空洞は、金属粉末と粉末バイン
ダーが均一に混合されているため、フィンとベースの空
洞（気孔）は、概略等しい。この空洞は、後述するよう
に、冷却液の移動等に関与する。
【００３８】焼結体を充分に冷却して、焼結体をパイプ
部材５２となる金属管に挿入する。プレスにより加圧
し、管を扁平上に加工した後、焼結体をパイプ部材５２
の内壁と接合する。次いで冷却液封入用のノズルを絞り
加工により設ける。パイプ部材内を洗浄後、パイプ部材
５２内を負圧にし、冷却液を封入する。加熱して、不凝
縮ガスを排出し、所定の封入量に調整した後、冷却液封
入用のノズル先端部をカシメながらろう付けし、封止す
る。
【００３９】以上のようにして作製したヒートパイプに
発熱体および放熱体を搭載した使用状態について、従来
例と比較して説明する。
【００４０】図９は、本発明に係るヒートパイプ１の使
用状態を説明した断面図である。本発明のヒートパイプ
１は、傾斜させて使用する。本発明のヒートパイプ１の
パイプ部材５２外周面上方に発熱体２１及び放熱材２０
をヒートパイプ受熱側２の上側及び放熱側３の上側に取
り付け、発熱体２１を水平より下にした場合(いわゆる
ボトムヒート)の例である。放熱材２０は、パイプ部材
５２の外周面と接する放熱体基部２０ａと放熱のための
放熱フィン２０ｂとから構成される。気孔孔径が前述の
ように、概略等しいため、ヒートパイプ受熱側２にある
冷却液２２は、先ず発熱体２１との温度差の大きい焼結
体４２のベース６０から沸騰し、気泡２３となり焼結体
の外に放出され、溝１１間を上昇し焼結体４２の放熱部
３に到る。符号３８は冷却液の蒸発気体の進行方向を示
している。焼結体４２からの熱がパイプ部材５２および
放熱体基部２０ａを介して放熱フィン２０ｂにより放熱
されることにより、焼結体の温度が下がり、焼結体の放
熱部３で、蒸発気体４０は冷えて凝縮して冷却液２２に
戻る。
【００４１】一方、焼結体のベース６０の中の連続する
孔を通って冷却液２２が受熱部で沸騰し、焼結体の外に
放出されるため、焼結体内部の連続した気孔内は負圧と
なり、ヒートパイプ放熱側３で凝縮した冷却液２２は焼
結体放熱部３の気孔から、主に吸入される。符号３７
は、冷却液の進行方向を示している。吸入された冷却液
２２は連続した焼結体内部の気孔を通過しながらヒート
パイプ受熱部２のベース６０に吸引され、ベース６０内
で加熱され、ベース表面から気泡２３として焼結体に外
に再び放出される。以上の冷却サイクルは繰り返し行わ
れる。
【００４２】他方、図１０に示したように発熱体２１を
ヒートパイプ受熱部２の下側にした場合、凝縮した冷却
液２２はフィン４の内外を経由した後、気孔が連続した
ベース６０の内部で液戻りが行われるため、蒸発はさら
に促進される。なお、図９と同じ符号は同じ部位または
同じ意味を示している。
【００４３】ここで、図２８に示したように、溝のない
焼結体３６(焼結材の密度がほぼ均一で、焼結体の側面
が蒸気通路になつている)を利用した従来のヒートパイ
プ５１に発熱体２１及び放熱材２０を図９と同様に取り
付けた場合(いわゆるボトムヒート)は、上記のように、
ヒートパイプ上端部(放熱部)３は凝縮された冷却液２２
に蔽われ、ヒートパイプ下瑞部(受熱部)２は冷却液２２
が滞留する。その結果、ヒートパイプ下端部(受熱部)２
の蒸発は主に焼結ボイド間の吸い上げ液の蒸発となる。
【００４４】したがって、従来の溝のない焼結体３６を
利用したヒートパイプ５１は受熱部２での冷却液２２補
給力の不足あるいは放熱部３の凝縮された冷却液２２の
停留による凝縮性能の低下が生じ、熱輸送能力が本発明
ヒートパイプ１に比べ、大幅に低下するのに対し、本発
明に係るヒートパイプによれば、焼結体のベースに形成
された連続する孔が、冷却液の蒸発、凝縮、移動に大き
く関与するため、熱輸送能力が大幅に向上し、ヒートパ
イプのコンパクト化も可能となる。
【００４５】図１１は、本発明のヒートパイプ１に発熱
体２１および放熱材２０を受熱部２の上側及び放熱部３
の上側に取り付け、発熱体２１を水平より上にした場合
(いわゆるトップヒート)の例である。焼結体の気孔孔径
が概略等しいため、焼結体受熱部２にある冷却液２２
は、先ず発熱体２１との温度差の大きいベース６０から
沸騰し、気泡２３となり焼結体の外に放出され、溝１１
間を下降しヒートパイプ放熱部３に到る。放熱材２０か
ら放熱されることにより、放熱部３の焼結体の温度が下
がり、蒸発気体４０は冷えて凝縮して冷却液２２に戻
る。
【００４６】一方、焼結体受熱部２のベース６０で冷却
液が沸騰し、焼結体の外に冷却液が放出されるため、焼
結体のベース６０の気孔内は負圧となり、ヒートパイプ
放熱部３で凝縮した冷却液２２は放熱部３のベース６０
の気孔から、主に吸入される。吸入された冷却液２２は
連続した焼結体のベース６０気孔を通過しながらヒート
パイプ受熱部２のベース６０に吸引され、受熱部で加熱
され、ベース面から気泡２３として焼結体４２の外に再
び放出される。以上の冷却サイクルは繰り返し行われ
る。
【００４７】他方、図１２に示したように発熱体２１を
ヒートパイプ受熱部２の下側にした場合、放熱部３で凝
縮した冷却液２２はフィン４の内外を通り、液戻りす
る。液戻りした液は受熱部２で蒸発し、焼結体のベース
６０の気孔内は負圧となり、ヒートパイプ受熱部２のベ
ース６０で吸上げられ、蒸発した冷却液２２の補充が行
われるのでさらに蒸発は促進される。
【００４８】図２９に示したように、溝のない焼結体３
６(焼結材の密度がほぼ均一で、側面が蒸気通路になっ
ている)を利用した従来のヒートパイプ５１において、
発熱体２１を水平より上にした場合(いわゆるトップヒ
ート)は、上記のように、冷却されて凝縮された冷却液
２２は焼結体のあまりよく貫通していないボイド等に沿
い上昇し、ヒートパイプ受熱部２で蒸発するが、その際
の蒸発は主に焼結体ボイドの吸い上げによる液の蒸発で
ある。その結果、ヒートパイプ上端部(受熱部)２は冷却
液２２不足となる。一方、ヒートパイプ下端部(放熱部)
３は冷却液２２が滞留する。
【００４９】したがって、従来の溝のない焼結体３６を
利用したヒートパイプ５１はトップヒートでもボトムヒ
ートと同様、受熱部２での冷却液２２の補給力のあるい
は放熱部３の凝縮された冷却液２２の停留による凝縮性
能の低下が生じ、熱輸送能力が本発明の溝のある焼結体
４２を利用したヒートパイプ１に比べ、熱輸送能力が大
幅に低下するのに対し、本発明に係るヒートパイプによ
れば、焼結体のベースに形成された連続する孔が、冷却
液の蒸発、凝縮、移動に大きく関与するため、熱輸送能
力が大幅に向上し、ヒートパイプのコンパクト化も可能
となる。
【００５０】図１３から１６は焼結体の第２実施例を示
す図である。図１３は、フィンの気孔孔径をベースの気
孔孔径より大きくした焼結体を配置したヒートパイプの
例を示す。図１４は、ヒートパイプの部分拡大図であっ
て、発熱体を受熱部下側とした例である。フィン４ａは
良伝熱性金属が低密度とし、フィン４ａ間のベース６０
ａを良伝熱性金属が高密度となるようにプレス成形し、
焼結する。プレス方向の高さが異なるため、プレス方向
の加圧面圧が一定の場合、高さの高いフィンは高さの低
いベースよりプレス成形時の粉末の圧縮率が小さいた
め、フィンａは、良伝熱性金属が低密度となり、フィン
４ａ間のベース６０ａは良伝熱性金属が高密度となる。
【００５１】図１５に示したように本発明のヒートパイ
プ１に発熱体２１および放熱材２０をヒートパイプ受熱
部２および放熱部３上側に取り付け、発熱体２１を水平
より上にした場合(いわゆるトップヒート)、焼結体にあ
る冷却液２２は先ず、ヒートパイプ受熱部２の気孔孔径
が大きい焼結体フィン４ａから主に沸騰し、気泡２３と
なって焼結体の外に放出されて溝間を下降し焼結体の放
熱部３に到る。放熱材２０が放熱することにより、焼結
体４２ａの放熱部３で蒸発気体４０は冷却されて冷却液
２２に戻る。
【００５２】一方、焼結体のフィン４ａで冷却液２２が
沸騰し、放出されるため、焼結体内部に生成する連続し
た気孔内は負圧となり、ヒートパイプ放熱部３で凝縮し
た冷却液２２は焼結体放熱部３の気孔から、主に吸入さ
れる。吸入された冷却液２２は連続した焼結体内の気孔
を通過しながらヒートパイプ受熱部２のベースに吸上げ
られ、ベース内で加熱され、フィン面から気泡２３とし
て焼結体の外に放出される。以上の冷却サイクルは繰り
返し行われる。
【００５３】また、図１６に示したように本発明のヒー
トパイプ１に発熱体２１及び放熱材２０をヒートパイプ
受熱部２および放熱部３上側に取り付け、発熱体２１を
水平より下にした場合(いわゆるボトムヒート)、焼結体
にある冷却液２２は先ず、ヒートパイプ受熱部２の気孔
孔径が大きい焼結体フィン４ａから主に沸騰し、気泡２
３となり焼結体の外に放出され、溝１１間を上昇し焼結
体の放熱部３に到る。焼結体の放熱部３で蒸発気体４０
は冷えて凝縮して冷却液２２に戻る。
【００５４】一方、焼結体のフィン４ａで冷却液２２が
沸騰し、焼結体の外に放出されるため、焼結体内部の連
続した気孔内は負圧となり、ヒートパイプ放熱部３で凝
縮した冷却液２２は焼結体放熱部３の気孔から、主に吸
入される。吸入された冷却液２２は連続した焼結体内の
気孔を通過しながらヒートパイプ受熱部２のベース６０
ａに液戻りされ、ベース内で加熱され、フィン４ａ面か
ら気泡２３として焼結体の外に再び放出される。
【００５５】上記したようにヒートパイプの焼結体フィ
ンの気孔孔径をベースより概略大きくすると焼結体のベ
ースが主に冷却液の吸い上げおよび戻りの通路となり、
沸騰サイクル経路短縮によるサイクルの効率化が達成で
き、沸騰の促進がさらに進む。その結果、冷却液が沸騰
する面および凝縮する面が拡大し、熱輸送量がさらに大
きくなり、ヒートパイプの一層のコンパクト化が可能に
なると考えられる。
【００５６】他の実施例を図１７、図１８、図１９、図
２０、図２１、図２２に示す。図１７は溝のピッチ８，
８ａを一定間隔で変えた場合であり、焼結体４２のフィ
ン４ｂの強度向上を図った例である。図１８はフィン高
さの異なるフィン４ｃおよびフィン４ｄを交互に軸方向
に対し並列に配列した焼結体４２であり、蒸発気体の圧
損を軽減しながら、冷却液の戻りを良くし、沸騰効率を
高め、ヒートパイプの放熱性能の向上を図る例を示す。
【００５７】図１９はフィン４ｅ先端部１３ａを針状に
し、フィン体積当たりの表面積を大きくして、気泡の放
出をより容易にし、沸騰性能のさらなる向上を図った焼
結体４２ｅの例である。図２０は形状の異なる焼結フィ
ン４ｆ、４ｇを交互に配し、ヒートパイプのスペーサ効
果と沸騰性能の向上を図る例であり、これらは用途に応
じて製作される。
【００５８】図２１、図２２は焼結体４２ｇの溝１１ｄ
方向をヒートパイプ長手方向から幅方向にした場合のヒ
ートパイプに使用される焼結体４２ｇの平面及び縦断面
を示す。なお、符号９は焼結体のワーク幅、１０は焼結
体のワーク長さを示す。４ｈはフィン、８ｂ、８ｃはフ
ィンのピッチを示す。
【００５９】ところで、前記のフィンあるいは溝は、フ
ライスや旋盤などによる機械加工はできるが、製造コス
トは大幅に増大する。製造コストを下げるためには、フ
ィンあるいは溝を金属粉末のプレス成形により製作する
のが望ましい。
【００６０】しかし、図２３に示した従来の溝付き下パ
ンチ１９では混合粉末をプレス成形する際、フィンの成
形はできるが成形品を溝付き下パンチ１９から取り出す
時、フィンのフィン頂角が０度に近いため、フィンが溝
付き下パンチ１９に拘束され、ほとんどのフィンはフィ
ン根元で分離してしまう。
【００６１】図２４に示した本発明金型(溝付き中子)１
４によれば、フィン頂角が大きいと成形品取り出し時の
金型１４による拘束力が比較的小さくなるため、フィン
高さ６が低く、フィン頂角５が大きい連続フィンが得ら
れる。なお、フィン頂角５はフィン両側面の傾向線の交
点での角度とし（図２０参照）、通常、台形フィンと考
えられる場合のフィン頂角５はほぼ０度近くになる。
【００６２】しかし、フィン高さが高くフィン頂角が小
さい連続フィンになると、フィンと金型との接触面積が
長くなり、フィンと金型１４との接着力は増大する。ま
た、フィンの強度はフィン幅当たりの接触面積が大きく
なるため、低下する。
【００６３】その結果、プレス成形品を溝付き中子金型
１４から取り出す時、フィンが溝付き中子金型１４に拘
束され、フィンがフィン根元で分離、あるいはフィンが
溝付き中子金型１４の溝面により損傷し、スリムな連続
フィンを取り出すのが困難になる。
【００６４】しかし、図５のように、粉充填前に離型材
３０を溝付き中子１４に塗布すると、溝付き中子１４と
プレス成形品４１との接着力は軽減する。プレス成形品
の金型への接着力は離型材３０が塗布されない場合に比
べ、約３０％に低減する（図２７参照）。
【００６５】あるいは良伝熱性金属粉に粉バインダーを
添加し、フィンの強度を向上することにより、フィン頂
角５が０〜９０度およびフィン高さ６と底肉厚７（図２
２参照）の比が０．５〜３であるスリムな高伝熱性能の
焼結体連続フィンを得ることができる。粉末バインダー
の濃度は０．５〜１０％で、フィン強度は増大し、スリ
ムでポーラスな焼結体を製作できる。しかし、粉末バイ
ンダーの濃度が高い程、焼結体のボイドは多くなり、沸
騰しやすくなるが、焼結体を構成する良伝熱性金属の割
合が小さくなり、焼結体の強度および伝熱性能は低下す
るので粉末バインダーの濃度は０〜１０％とした（図８
参照）。
【００６６】さらに図２５および図２６に示した本発明
金型(フィン成形用中子)１８、１８ａはフィンごとに金
型が分割されているため、プレス成形品取り出し時の金
型１８、１８ａによる拘束力がさらに小さくなるのでフ
ィン高さが高く、フィン頂角が小さい連続フィンも得ら
れる。図２５は下パンチがホルダー１６ａを形成し、分
割されれた金型を保持する。図２６の符号１７は、コネ
クタピン（ネジ）であって、フィン成型用金型１８ａと
下パンチ１６を連結し、金型セットの時間短縮あるいは
確実性の向上を図るために使用される。
【００６７】フィン高さが一定の場合、フィン高さと底
肉厚の比が大きくなると底肉厚が薄くなり、熱抵抗が小
さくなり凝縮性能は向上するが、フィン底肉部の強度保
持、冷却液の蒸発、冷却液の吸い上げ、戻り通路の確保
のため、フィン高さと底肉厚の比は０．５〜３とした。
【００６８】ベース６０の溝上部１２を凹円弧状に形成
したので冷却液および気泡がより円滑に流れ、冷却液お
よび気泡の澱みなどによるヒートパイプの管内側の熱抵
抗増加あるいは腐食などが回避できる。
【００６９】また、フィン先端部１３周縁４３にアール
が設けられているのでプレス成形時のフィン先端部１３
の強度確保やヒートパイプ１と焼結体４２との接合時の
コーナ欠けによるフィンの破裂防止ができる。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ヒートパイプに内装する焼結体を伝熱性の良い金属
（銅、アルミ）の焼結金属とし、ヒートパイプ受熱側の
沸騰性および液吸い上げ性が良く、一方、ヒートパイプ
放熱側の冷却液の液吸い上げ性が良い焼結体を得ること
ができるため、以下の効果をもたらすことができる。
【００７１】（１）発熱体がヒートパイプの上側（水平
より上、トップヒート）にある場合、ヒートパイプ受熱
側部の溝部で冷却液の沸騰、およびヒートパイプ放熱側
の焼結体で凝縮液の吸入あるいは吸い上げのサイクルが
形成されるため、沸騰効率が高まり、熱輸送量が大き
く、かつ、コンパクトなヒートパイプを提供することが
できる。
【００７２】（２）発熱体がヒートパイプの下側（水平
より下、ボトムヒート）にある場合、ヒートパイプ受熱
側の溝で冷却液の沸騰、およびヒートパイプ放熱側の焼
結体で凝縮液の吸入あるいは液戻りのサイクルが形成さ
れるため、ヒートパイプの沸騰効率がさらに高まり、大
幅な性能の改善ができ、ヒートパイプのコンパクト化
（焼結体の厚さを薄くし、ヒートパイプの厚さを薄くす
る等）が可能となる。
【００７３】（３）焼結体のフィンおよび溝部が粉末の
プレス成形時に生成されるため、焼結後のフィン成形の
ための機械加工を省略することが可能となり、ヒートパ
イプの大幅な製造コストの低減ができる。
【００７４】（４）焼結体のフィン先端部及びベースの
パイプ部材側の面が平坦なため、扁平フラツトヒートパ
イプ容器製作時のスペーサに利用できる。
【００７５】（５）焼結体のフィンおよび溝成形時、離
型剤およびバインダーの使用により、フィン頂角が０〜
９０度およびフィン高さと底肉厚の比が０．５〜３の焼
結体を内蔵したヒートパイプを生成できる。
【００７６】（６）焼結体のフィン間の溝上部を凹円弧
状に形成したので、冷却液及び気泡の澱みがなくなり、
ヒートパイプの管内側の熱抵抗増加あるいは腐食などが
回避できる。
【００７７】（７）焼結体のフィン先端部周縁にアール
を設けることにより、原料粉末のプレス成形時における
フィン先端部の強度確保やヒートパイプと焼結体の接合
時のコーナ欠けによるフィンの破裂防止ができる。
【００７８】（８）焼結体のフィン成形金型のフィン形
状を種々変化させることにより、種々の溝形状の焼結体
を内蔵したヒートパイプの生成ができる。
【００７９】（９）コネクタロッドを使用することによ
り、フィン成型用中子金型と下パンチが連結されるの
で、金型セットの時間短縮あるいは確実性の向上が図れ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るヒートパイプの使用状態の外観
図である。
【図２】 図１におけるＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図３】 図１におけるII−II線に沿う断面図である。
【図４】 図１におけるＩ−Ｉに沿う部分拡大断面図で
あって、冷却液を省略した図である。
【図５】 本発明に係るヒートパイプ用焼結体をプレス
成形する場合を説明した断面図である。
【図６】 本発明に係るヒートパイプ用焼結体をプレス
成形後に取り出す場合を説明した断面図である。
【図７】 本発明に係るヒートパイプ用焼結体用プレス
成形金型の断面図である。
【図８】 本発明のヒートパイプ用プレス成形品を製作
する際のバインダーの影響を説明した図である。
【図９】 本発明に係るヒートパイプの使用状態(発熱
体上側、水平より上)を説明した断面図である。
【図１０】 本発明に係るヒートパイプの使用状態(発
熱体下側、水平より下)を説明した断面図である。
【図１１】 本発明に係るヒートパイプの使用状態(発
熱体上側、水平より上)を説明した断面図である。
【図１２】 本発明に係るヒートパイプの使用状態(発
熱体下側、水平より上)を説明した断面図である。
【図１３】 本発明に係るヒートパイプの第２実施例の
横断面を説明した図である。
【図１４】 本発明に係るヒートバイプの第２実施例の
横断面図部分拡大図である。
【図１５】 本発明に係るヒートパイプの第２実施例の
使用状態(発熱体上側、水平より上)を説明した断面図で
ある。
【図１６】 本発明に係るヒートパイプの第２実施例の
使用状態(発熱体上側、水平より下)を説明した断面図で
ある。
【図１７】 本発明に係るヒートパイプの第３実施例に
使用する焼結体の横断面を説明した図である。
【図１８】 本発明に係るヒートパイプの第４実施例に
使用する焼結体の横断面を説明した図である。
【図１９】 本発明に係るヒートパイプの第５実施例に
使用する焼結体の横断面を説明した図である。
【図２０】 本発明に係るヒートパイプの第６実施例に
使用する焼結体の横断面を説明した図である。
【図２１】 本発明に係るヒートパイプの第７実施例に
使用する焼結体の平面図である。
【図２２】 本発明に係るヒートパイプの第７実施例に
使用する焼結体の縦断面図である。
【図２３】 従来のヒートパイプ用プレス成形金型の断
面図である。
【図２４】 本発明に係るヒートパイプ用プレス成形金
型の第２実施例の断面図である。
【図２５】 本発明に係るヒートパイプ用プレス成形金
型の第３実施例の断面図である。
【図２６】 本発明に係るヒートパイプ用プレス成形金
型の第４実施例の断面図である。
【図２７】 本発明に係るヒートパイプ用プレス成形品
を取り出す際の各種条件での引き抜き力を示した図であ
る。
【図２８】 従来のヒートパイプの使用状態(発熱体上
側、水平より上)を説明した断面図である。
【図２９】 従来のヒートパイプの使用状態(発熱体上
側、水平より下)を説明した断面図である。
【図３０】 従来のヒートパイプの受熱部横断面を説明
した図である。
【符号の説明】
１ ヒートパイプ ２ ヒートパイプ受熱部 ３ ヒートパイプ放熱部 ４ フィン ５ フィン頂角 ６ フィン高さ ７ 底肉厚 ８ フィンピッチ ９ ワーク幅 １０ ワーク長さ １１ 溝 １２ 溝上部 １３ フィン先端部 １４ 本発明金型（溝付き中子） １５ ホルダー １６ 下パンチ １７ コネクタピン（ネジ） １８ 本発明金型（フィン成形用中子） １９ 溝付き下パンチ ２０ 放熱材 ２１ 発熱体（絶縁板あるいは半導体） ２２ 冷却液 ２３ 気泡 ２４ プレス方向 ２５ プレス押し棒 ２６ 上パンチ ２７ ダイ ２８ ダイサポート ２９ 混合粉 ３０ 離型材 ３１ 粉バインダー ３２ プレスベース ３３ 押し出し方向 ３４ ダイ進行方向 ３５ ガイド ３６ 従来の焼結体 ３７ 冷却液の進行方向 ３８ 蒸発気体の進行方向 ３９ 熱の伝熱方向 ４０ 蒸発気体 ４１ プレス成形品 ４２ 焼結体 ４３ 焼結体フィン先端のアール ４９ 従来の焼結体の接合側 ５０ 従来の焼結体の側面 ５１ 従来のヒートパイプ ５２ パイプ部材 ６０ ベース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 浩聡 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 4K018 AA03 AA14 CA16 DA03 HA02 KA23 5F036 AA01 BA08 BB44 BB60

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体素子等の発熱体の発熱を放熱する
    ヒートパイプにおいて、 外周面に前記発熱体を搭載したパイプ部材と、 前記パイプ部材内に配置されて前記発熱体の熱を受けて
    放熱する多孔質の焼結体を備え、 前記焼結体は、前記パイプ部材の前記外周面に搭載され
    た発熱体に対応する内周面に接するベースと、前記ベー
    ス上に形成された複数のフィンを有することを特徴とす
    るヒートパイプ。
  2. 【請求項２】 半導体素子等の発熱体の発熱を放熱体に
    よって前記発熱体を冷却するヒートパイプにおいて、 上方の外周面に前記発熱体と前記放熱体を搭載し、内部
    に冷却液を封入したパイプ部材と、 前記パイプ部材内に配置されて前記冷却液を介して前記
    発熱体と前記放熱体の間で伝熱する多孔質の焼結体を備
    え、 前記焼結体は、前記パイプ部材の前記外周面に対応する
    内周面に接するベースと、前記ベース上に形成された前
    記冷却液に浸漬される複数のフィンを有することを特徴
    とするヒートパイプ。
  3. 【請求項３】 前記フィンは、その先端部及びベースの
    発熱体側の面が平坦で、パイプ部材外周面に搭載された
    発熱体に対応するパイプ部材内周面にベースが接すると
    ともに、前記フィン先端部は前記ベースが接する面と相
    対する面と接していることを特徴とする請求項１または
    ２のいずれか１項に記載のヒートパイプ。
  4. 【請求項４】 前記フィンは、フィン頂角が０〜９０度
    であり、フィン高さとベース厚の比が０．５〜３である
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の
    ヒートパイプ。
  5. 【請求項５】 前記ベースは、前記フィン間で凹円弧状
    に形成され、前記フィンは、先端部の周縁が面取りされ
    ていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に
    記載のヒートパイプ。
  6. 【請求項６】 前記フィンは、ピッチを一定間隔で変え
    たことを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載
    のヒートパイプ。
  7. 【請求項７】 前記フィンは、フィン高さを異ならせて
    配置したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか1項
    に記載のヒートパイプ。
  8. 【請求項８】 前記フィンは、異なるフィンの形状を交
    互に配置したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか
    1項に記載のヒートパイプ。
  9. 【請求項９】 前記多孔質の焼結体は、良伝熱性金属の
    粉末と濃度を０〜１０％の粉末バインダーとの混合物を
    成形した後焼結されたものであり、連続した孔が生成さ
    れた焼結体であることを特徴とする請求項１〜８のいず
    れか1項に記載のヒートパイプ。
  10. 【請求項１０】 前記良伝熱性金属は、銅またはアルミ
    ニウムであり、焼結体のボイドと連続した孔の総気孔率
    は、焼結体の１〜２０％であることを特徴とする請求項
    ９に記載のヒートパイプ。
  11. 【請求項１１】 前記孔は、フィンに形成した孔がベー
    スに形成した孔より概略大きいことを特徴とする請求項
    １〜１０のいずれか1項に記載のヒートパイプ。
  12. 【請求項１２】 良伝熱性の金属粉末と粉末バインダー
    とを混合して金型によりプレス成形し、得られた成形物
    を加熱して焼結体を構成し、その焼結体をヒ−トパイプ
    部材内に配置するヒートパイプの製造方法において、焼
    結体は、粉末のバインダー濃度を０〜１０％としてプレ
    ス成形し、予備加熱した後に焼結して得られる、連続し
    た孔を生成した焼結体であることを特徴とするヒートパ
    イプの製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記焼結体は、プレス成形金型に予め
    離型剤が塗布され、プレス成形された後に焼結して得ら
    れた焼結体であることを特徴とする請求項１２に記載の
    ヒートパイプの製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記プレス成形金型は、その金型の先
    端部を凸円弧状に形成し、金型の突出部と金型の基部と
    の境界部をアール形状に面取りしたことを特徴とする請
    求項１２または１３のうちいずれか１項に記載のヒート
    パイプの製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記プレス成形金型は、フィン毎に分
    割した金型であることを特徴とする請求項１２〜１４の
    うちいずれか１項に記載のヒートパイプの製造方法。
  16. 【請求項１６】 前記プレス成形金型は、ホルダーやプ
    レス成形金型支持金型にピンやネジ等で連結されたこと
    を特徴とする請求項１２〜１５のうちいずれか１項にヒ
    ートパイプの製造方法。
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6899165B1 (en) * 2004-06-15 2005-05-31 Hua Yin Electric Co., Ltd. Structure of a heat-pipe cooler
CN1312766C (zh) * 2004-11-15 2007-04-25 新灯源科技有限公司 承载有源元件的热导管端面整平制造方法及其结构
JP2007520682A (ja) * 2004-01-12 2007-07-26 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード 熱交換器のためのフィンと複数のこのようなフィンを備えた熱交換器
WO2008146129A2 (de) * 2007-05-25 2008-12-04 Boston Cooltec Corporation Eine flache heatpipe (wärmeleitrohr) und kühlkörper, welche diese verwenden
JP2011071513A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Asml Netherlands Bv ヒートパイプ、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
JP2011069608A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Asml Netherlands Bv ヒートパイプ、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
JP2012247114A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Kiko Kagi Kofun Yugenkoshi ヒートパイプの製造方法
JP2013002640A (ja) * 2011-06-10 2013-01-07 Fujikura Ltd 扁平型ヒートパイプおよびその製造方法
CN103182509A (zh) * 2011-12-29 2013-07-03 北京有色金属研究总院 环路热管用多孔毛细芯的制备方法
CN103424021A (zh) * 2012-05-23 2013-12-04 富瑞精密组件（昆山）有限公司 热管
JP2017072280A (ja) * 2015-10-06 2017-04-13 古河電気工業株式会社 ヒートパイプ
WO2018198372A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 株式会社村田製作所 ベーパーチャンバー
WO2019022214A1 (ja) * 2017-07-28 2019-01-31 古河電気工業株式会社 ウィック構造体及びウィック構造体を収容したヒートパイプ
US10976112B2 (en) 2018-11-09 2021-04-13 Furukawa Electric Co., Ltd. Heat pipe
JP7233584B1 (ja) 2022-02-28 2023-03-06 古河電気工業株式会社 ベーパーチャンバ
WO2024185186A1 (ja) * 2023-03-03 2024-09-12 株式会社豊田中央研究所 冷却装置

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007520682A (ja) * 2004-01-12 2007-07-26 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード 熱交換器のためのフィンと複数のこのようなフィンを備えた熱交換器
US6899165B1 (en) * 2004-06-15 2005-05-31 Hua Yin Electric Co., Ltd. Structure of a heat-pipe cooler
CN1312766C (zh) * 2004-11-15 2007-04-25 新灯源科技有限公司 承载有源元件的热导管端面整平制造方法及其结构
WO2008146129A2 (de) * 2007-05-25 2008-12-04 Boston Cooltec Corporation Eine flache heatpipe (wärmeleitrohr) und kühlkörper, welche diese verwenden
WO2008146129A3 (de) * 2007-05-25 2009-01-29 Boston Cooltec Corp Eine flache heatpipe (wärmeleitrohr) und kühlkörper, welche diese verwenden
JP2011071513A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Asml Netherlands Bv ヒートパイプ、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
JP2011069608A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Asml Netherlands Bv ヒートパイプ、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
US8705009B2 (en) 2009-09-28 2014-04-22 Asml Netherlands B.V. Heat pipe, lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2012247114A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Kiko Kagi Kofun Yugenkoshi ヒートパイプの製造方法
JP2013002640A (ja) * 2011-06-10 2013-01-07 Fujikura Ltd 扁平型ヒートパイプおよびその製造方法
CN103182509A (zh) * 2011-12-29 2013-07-03 北京有色金属研究总院 环路热管用多孔毛细芯的制备方法
CN103424021A (zh) * 2012-05-23 2013-12-04 富瑞精密组件（昆山）有限公司 热管
JP2017072280A (ja) * 2015-10-06 2017-04-13 古河電気工業株式会社 ヒートパイプ
US11340022B2 (en) 2017-04-28 2022-05-24 Murata Manufacturing Co., Ltd. Vapor chamber having pillars with decreasing cross-sectional area
WO2018199216A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 株式会社村田製作所 ベーパーチャンバー
WO2018198372A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 株式会社村田製作所 ベーパーチャンバー
CN110573821A (zh) * 2017-04-28 2019-12-13 株式会社村田制作所 均热板
US11346617B2 (en) * 2017-07-28 2022-05-31 Furukawa Electric Co., Ltd. Wick structure and heat pipe accommodating wick structure
JPWO2019022214A1 (ja) * 2017-07-28 2020-06-11 古河電気工業株式会社 ウィック構造体及びウィック構造体を収容したヒートパイプ
CN110869689B (zh) * 2017-07-28 2021-12-14 古河电气工业株式会社 吸液芯结构体及收纳有吸液芯结构体的热管
CN110869689A (zh) * 2017-07-28 2020-03-06 古河电气工业株式会社 吸液芯结构体及收纳有吸液芯结构体的热管
WO2019022214A1 (ja) * 2017-07-28 2019-01-31 古河電気工業株式会社 ウィック構造体及びウィック構造体を収容したヒートパイプ
JP7097308B2 (ja) 2017-07-28 2022-07-07 古河電気工業株式会社 ウィック構造体及びウィック構造体を収容したヒートパイプ
US10976112B2 (en) 2018-11-09 2021-04-13 Furukawa Electric Co., Ltd. Heat pipe
JP7233584B1 (ja) 2022-02-28 2023-03-06 古河電気工業株式会社 ベーパーチャンバ
JP2023125766A (ja) * 2022-02-28 2023-09-07 古河電気工業株式会社 ベーパーチャンバ
WO2024185186A1 (ja) * 2023-03-03 2024-09-12 株式会社豊田中央研究所 冷却装置

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