JP2003083688A - フィン一体型平面型ヒートパイプおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ヒートパイプの板材とフィンとの間の熱抵抗を
小さくし、更に、所望の形状に自由に設計できる、冷却
効率に優れたフィン一体型平面型ヒートパイプおよびそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】平面型ヒートパイプの筐体の横断面に沿っ
て切断された形状の部材を形成する複数個の枠部材と、
枠部材に対応する枠部材とフィン部とが一体的に形成さ
れた複数個の一体型フィン部材とを接合して形成され
た、密閉された空洞部を有し、被冷却素子が熱的に接続
される底部を備えた、フィン一体型平面型ヒートパイ
プ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップ等の
発熱量の高い被冷却素子等を冷却するのに好適な、フィ
ン一体型平面型ヒートパイプおよびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】パソコンのＣＰＵ、レーザ発光ダイオー
ド、パワートランジスター等の電気・電子機器に搭載さ
れている半導体素子等の電子部品は、その使用によって
ある程度の発熱が避け難く、近年、発熱量が高くなり、
その冷却が重要な技術課題となりつつある。冷却を要す
る電気・電子素子（以下、「被冷却素子」と称する）を
冷却する方法としては、例えば機器にファンを取り付け
て、機器筐体内の空気の温度を下げる方法や、被冷却素
子に冷却体を取り付けることによって、その被冷却素子
を直接的に冷却する方法等が代表的に知られている。

【０００３】被冷却素子に取り付ける冷却体として、例
えば銅材やアルミニウム材などの伝熱性に優れた材料の
板材や、或いは平面型ヒートパイプ等が適用されること
が多い。平面型ヒートパイプは、板状のヒートパイプで
ある。

【０００４】ヒートパイプについて簡単に説明する。ヒ
ートパイプは空洞部を有するコンテナであり、その空洞
部に作動流体（作動流体）が封入されている。その空洞
部は真空引きされており、作動流体の蒸発が起きやすく
なっている。作動流体としては、コンテナの材質との適
合性を考慮して、水、アルコール、代替フロン等が用い
られる。

【０００５】ヒートパイプの作動について簡単に説明す
る。即ち、ヒートパイプの吸熱側において、ヒートパイ
プを構成する容器（コンテナ）の材質中を熱伝導して伝
わってきた熱により、作動流体が蒸発し、その蒸気がヒ
ートパイプの放熱側に移動する。放熱側では、作動流体
の蒸気は冷却されて、再び液相状態に戻る。そして液相
に戻った作動流体は、再び吸熱側に移動（還流）する。
このような作動流体の相変態や移動により、熱の移動が
なされる。

【０００６】作動流体の還流は、重力や毛細管現象によ
ってなされる。重力式のヒートパイプの場合は、吸熱部
を放熱部より下方に配置することによって、作動流体は
還流する。毛細管現象によって作動流体を還流させるヒ
ートパイプの場合は、空洞部の内壁に溝を設けたり、空
洞内部に金属メッシュ、多孔質体等のウイックを挿入
し、溝またはウイックによる毛細管現象によって、作動
流体が還流する。このように、ヒートパイプにおいて
は、ヒートパイプの密閉された空洞部内に封入された作
動流体の相変態と移動により大量の熱の輸送が行われ
る。もちろん、ヒートパイプを構成する容器（コンテ
ナ）を熱伝導することによって、運ばれる熱もあるが、
その量は相対的に少ない。

【０００７】上述した吸熱側には、被冷却部品を熱的に
接続させる。放熱側には、例えば、放熱用フインを取り
付ける。このような構成によって、被冷却部品の熱の大
部分が、ヒートパイプによって移動されて、放熱用フイ
ンから放散される。さて、平面型ヒートパイプの場合、
その形状の特徴によって、被冷却部品とヒートパイプを
接続させやすい利点がある。即ち、半導体素子等の被冷
却部品を、ヒートパイプの主面に接触させることによっ
て、ある程度広い面積で接触させることができるからで
ある。なお、被冷却部品とヒートパイプの接触は、両者
の間に伝熱グリスや伝熱ゴム等を挟む場合もあり、両者
をハンダ付け等によって接合させる場合もある。また平
面型ヒートパイプの被冷却部品を接触させた主面の反対
側の面には、放熱用のフインやヒートシンク、更に、フ
ァン等を取り付けると良い。このように配置することに
よって、スペース効率にも優れた冷却構造が実現しう
る。

【０００８】特に、近年では、CＰＵの高集積化、高速
化によって、発熱密度が高くなる傾向にあり、放熱用の
フィンと平面型ヒートパイプ間で発生する熱抵抗が問題
になり、その問題点を解決するために、平面型ヒートパ
イプの上板材と放熱用フィンとを一体的に形成すること
が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、平面型
ヒートパイプの上板材と放熱用フィンとを一体的に形成
する場合には、所定の形状の金型を準備し、その金型に
よって上板材と放熱用フィンとが一体的に形成されるの
で、金型の形状のみに限定され、設計の自由度がないと
いう問題点がある。従って、この発明の目的は、ヒート
パイプの板材とフィンとの間の熱抵抗を小さくし、更
に、所望の形状に自由に設計できる、冷却効率に優れた
フィン一体型平面型ヒートパイプおよびその製造方法を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】発明者は、上述した従来
の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた。その結
果、平面型ヒートパイプの筐体の横断面に沿って切断さ
れた形状の部材を形成する複数個の枠部材と、上述した
枠部材に対応する枠部材とフィン部とが一体的に形成さ
れた複数個の一体型フィン部材とを形成し、これらを所
定の形状に組合わせて接合すると、所望の形状のフィン
一体型平面型ヒートパイプを得ることができ、設計の自
由度が極めて高まる。特に、上述した一体型フィン部材
がフィン複合部材からなっており、フィン複合部材が、
その中に、平面型ヒートパイプの筐体によって形成され
る空洞部と連通する別の空洞部を更に備えていると、フ
ィンの長軸方向にも作動液が移動する空洞部を設けるこ
とができ、熱抵抗が小さく優れた冷却効果を有する平面
型ヒートパイプを得ることができることを知見した。

【００１１】この発明は、上述した知見に基づいてなさ
れたものであって、この発明のフィン一体型平面型ヒー
トパイプの第１の態様は、平面型ヒートパイプの筐体の
横断面に沿って切断された形状の部材を形成する複数個
の枠部材と、前記枠部材に対応する枠部材とフィン部と
が一体的に形成された複数個の一体型フィン部材とを接
合して形成された、密閉された空洞部を有し、被冷却素
子が熱的に接続される底部を備えた、フィン一体型平面
型ヒートパイプである。

【００１２】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プの第２の態様は、前記枠部材と前記一体型フィン部材
とが実質的に交互に接合されて形成されている、フィン
型平面型ヒートパイプである。

【００１３】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プの第３の態様は、前記一体型フィン部材がフィン複合
部材からなっており、前記フィン複合部材が、その中
に、前記平面型ヒートパイプの筐体によって形成される
空洞部と連通する別の空洞部を更に備えている、フィン
一体型平面型ヒートパイプである。

【００１４】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プの第４の態様は、前記フィン複合部材が、連通する前
記空洞部および前記別の空洞部を囲む別の枠部材を、前
記枠部材と前記別の空洞部に対応した形状の側面部を少
なくとも有するフィン部とが一体的に形成された別の一
体型フィン部材によって挟まれて接合されて形成されて
いる、フィン一体型平面型ヒートパイプである。

【００１５】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プのその他の態様は、前記枠部材に対応する枠部材とフ
ィン部とが一体的に形成された少なくとも１個の一体型
フィン部材が更に接合されている、フィン一体型平面型
ヒートパイプである。

【００１６】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プのその他の態様は、前記枠部材の側面を閉塞する平板
なフィン部材が更に接合されている、フィン一体型平面
型ヒートパイプである。

【００１７】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プのその他の態様は、前記空洞部および／または別の空
洞部にウイックが設けられている、フィン一体型平面型
ヒートパイプである。

【００１８】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プのその他の態様は、前記枠部材が耐圧部材を備えてい
る、フィン一体型平面型ヒートパイプである。

【００１９】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プの製造方法の第１の態様は、下記（Ａ）から（Ｄ）の
部材を調製する工程と、両端部に位置する平板なフィン
部材（Ａ）、平面型ヒートパイプの筐体の横断面に沿っ
て切断された形状の部材を形成する枠部材（Ｂ）、連通
する筐体の空洞部およびフィンの空洞部を囲む別の枠部
材を、前記枠部材と対応する枠部材と前記フィンの空洞
部に対応した形状の側面部を有するフィン部とが一体的
に形成された一体型フィン部材によって挟まれて接合さ
れて形成されているフィン複合部材（Ｃ）、前記枠部材
に対応する枠部材とフィン部とが一体的に形成された一
体型フィン部材（Ｄ）、前記（Ａ）から（Ｄ）の部材を
選択的に組合わせて接合して、密閉された空洞部を有
し、被冷却素子が熱的に接続される底部を備えた、フィ
ン一体型平面型ヒートパイプを製造する工程とを備え
た、フィン一体型平面型ヒートパイプの製造方法であ
る。

【００２０】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プの製造方法のその他の態様は、少なくとも片面にロウ
材が接合しているブレージングシートを所定形状に加工
して、前記（Ａ）から（Ｄ）の部材を調製し、前記部材
の組立てにおいて、ダボ等を利用して重ね合わせ、必要
に応じてフラックスを塗布する、フィン一体型平面型ヒ
ートパイプの製造方法である。

【００２１】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プの製造方法のその他の態様は、前記筐体の空洞部およ
び／または前記フィンの空洞部にウイックを設ける工程
を更に備えている、フィン一体型平面型ヒートパイプの
製造方法である。

【００２２】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プの製造方法のその他の態様は、前記（Ａ）から（Ｄ）
の部材を選択的に組合わる際に、所定の部分に、前記フ
ィン複合部材（Ｃ）の密度が高くなるように組合わせ
る、フィン一体型平面型ヒートパイプの製造方法であ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】この発明のフィン一体型平面型ヒ
ートパイプおよびその製造方法を図面を参照しながら詳
細に説明する。この発明のフィン一体型平面型ヒートパ
イプの１つの態様は、平面型ヒートパイプの筐体の横断
面に沿って切断された形状の部材を形成する複数個の枠
部材と、枠部材に対応する枠部材とフィン部とが一体的
に形成された複数個の一体型フィン部材とを接合して形
成された、密閉された空洞部を有し、被冷却素子が接続
される矩形の底部を備えた、フィン一体型平面型ヒート
パイプである。

【００２４】図１は、この発明のフィン一体型平面型ヒ
ートパイプの１つの態様を説明する図である。図１に示
すように、この発明のフィン一体型平面型ヒートパイプ
は、枠部材２（即ち、平面型ヒートパイプの筐体の横断
面に沿って切断された形状の部材を形成する枠部材）お
よび一体型フィン部材４（即ち、枠部材に対応する枠部
材６とフィン部５とが一体的に形成された一体型フィン
部材）を備えている。即ち、枠部材２と一体型フィン部
材４を交互に組合わせ、それらを接合し、更に、平な板
材７を、枠部材２と一体型フィン部材４を接合して形成
された部材の両端部に接合して、枠部材に囲まれた空間
３によって、その中に作動液が封入される密閉された空
洞部を形成する。

【００２５】枠部材および一体型フィン部の縦・横の大
きさ、および、厚さ、並びにこれらを組合わせる部材数
を、適宜選択することによって、空洞部の大きさ、フィ
ンの長さ等、所望の形状の各種のフィン一体型平面型ヒ
ートパイプを得ることができ、設計の自由度が非常に高
まる。即ち、枠部材２によって、ヒートパイプのコンテ
ナの上板部、下板部、側板部の厚さが決まり、枠部材２
によって囲まれた空間３によって、空洞部の断面積の大
きさが決まる。更に、一体型フィン部の高さによって、
フィン長さが決まる。

【００２６】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プにおいては、上述した一体型フィン部材がフィン複合
部材からなっており、フィン複合部材が、その中に、平
面型ヒートパイプの筐体によって形成される空洞部と連
通する別の空洞部を更に備えていてもよい。上述したフ
ィン複合部材は、例えば、連通する空洞部および別の空
洞部を囲む別の枠部材を、枠部材と別の空洞部に対応し
た形状の側面部を少なくとも有するフィン部とが一体的
に形成された別の一体型フィン部材によって挟まれて接
合されて形成されている。

【００２７】図２は、この発明のフィン一体型平面型ヒ
ートパイプの他の１つの態様を説明する図である。図２
に示すように、この発明のフィン一体型平面型ヒートパ
イプは、（１）枠部材２、（２）枠部材１２の上部の少
なくとも一部がフィンの長軸方向（即ち、垂直方向）に
延びて、それによって、水平部分の空間部３と、水平部
分に連接した垂直部分の空間部１３とが囲まれた略山
型、または、略櫛形の枠部材（以下、「山型枠部材」と
いう）９、（２）垂直部分の空間部１３を囲む枠部材１
５に対応した形状の側面部１６を少なくとも有するフィ
ン部１４と枠部材２２が一体的に形成された別の一体型
フィン部材８、（３）枠部材３２とフィン部１１が一体
的に形成された更に別の一体型フィン部材１０を備えて
いる。

【００２８】上述したフィン複合部材は、上述した山型
枠部材９を、別の一体型フィン部材８によって、両側か
ら挟み込むようにして接合されて形成されている。即
ち、山型枠部材９の両側を別の一体型フィン部８が挟む
ことによって、水平部分の空間部３は、横方向（即ち、
水平方向）に接合されて延伸して空洞部を形成し、垂直
部分の空間部１３は、側面部１６によって、両面から閉
塞され接合されて、空洞部と連通した別の空洞部を形成
する。このようにして、その中に、平面型ヒートパイプ
の筐体によって形成される空洞部と連通する別の空洞部
を備えたフィン複合部材が形成される。

【００２９】図２に示すように、上述したフィン複合部
材に隣接して、枠部材２、枠部材３２とフィン部１１が
一体的に形成された更に別の一体型フィン部材１０を接
合される。フィン複合部材を形成する山型枠部材９は、
図２においては、枠部材１２の上部の２箇所の部分が、
フィンの長軸方向（即ち、垂直方向）に延びて、それに
よって、水平部分の空間部３と、水平部分に連通した２
つの垂直部分の空間部１３とが囲まれた山型枠部材を示
しているけれども、水平部分に連通した垂直部分の空間
部の数は、２つに限定されることなく、所望の形状に応
じて、適宜選択することができる。

【００３０】図３は、この発明のフィン一体型平面型ヒ
ートパイプの他の１つの態様を示す図である。図３に示
す態様においては、山型枠部材９を、別の一体型フィン
部材８によって、両側から挟み込むようにして接合され
て形成されているフィン複合部材Ｃと、両側の板材７、
枠材２、枠部材３２とフィン部１１が一体的に形成され
た更に別の一体型フィン部材１０を適宜組合わせて、密
閉された空洞部を有し、被冷却素子が接続される矩形の
底部を備えた、フィン一体型平面型ヒートパイプが形成
されている。

【００３１】即ち、図３に示すように、板材７、枠部材
２、フィン複合部材Ｃ（別の一体型フィン部８、山型枠
部材９、別の一体型フィン部８）、更に別の一体型フィ
ン部材１０、枠部材２、フィン複合部材Ｃ（別の一体型
フィン部８、山型枠部材９、別の一体型フィン部８）、
枠部材Ｃ、更に別の一体型フィン部材１０、枠部材２、
板材７の順に組合わせ、これらを接合して、フィン一体
型平面型ヒートパイプを形成している。フィン一体型平
面型ヒートパイプの下部には、両側の板材、および、枠
部材２、２２、３２を接合して形成される、密閉された
空洞部が位置し、フィン複合部材の中には、空洞部と連
通して、作動液がフィンの垂直方向に移動する別の空洞
部が形成されている。なお、枠部材２、２２、３２の底
面部が接合されて、被冷却素子が接続される矩形の底部
が形成される。

【００３２】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プにおいては、上述した各部材を、所望に応じて、任意
に組合わせて接合することができる。例えば、平面型ヒ
ートパイプの中央部に発熱量の高い素子が高い密度で配
置されているときには、上述したフィン複合部材Ｃを中
央部に高密度で配置するように組合わせる。更に、この
発明のフィン一体型平面型ヒートパイプにおいて、上述
した枠部材が耐圧部材を備えていてもよい。

【００３３】図４は、耐圧部材を備えた枠部材の１つの
態様を示す図である。図４に示すように、枠部材２、２
２、３２には、垂直方向に設けられた支柱からなる耐圧
部材２５が設けられている。耐圧部材は枠部材と一体的
に形成してもよく、また、枠部材と別に準備し、耐圧部
材の上下端を枠部材に接合してもよい。耐圧部材の数は
図に示す数に限定されることなく、ヒートパイプの形
状、期待する耐圧によって適宜選択することができる。
このように、枠部材に耐圧部材を設けることによって、
作動液の蒸発圧によってヒートパイプの内壁にかかる内
圧に耐えることができる。

【００３４】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プにおいては、上述したように、フィンの垂直方向にも
空洞部が形成することができる。即ち、作動液の流れを
フィンの高さ方向に沿った方向に移動させることができ
る。フィンの高さ方向への作動液の流れを円滑にするた
めに、垂直方向の空洞部（即ち、別の空洞部）にウイッ
クを設けてもよい。図５は、山型枠部材にウイックが設
けられた状態を示す図である。図５に示すように、水平
方向の枠部材１２と垂直方向の枠部材１５が一体的に形
成された山型枠部材９の、水平方向の空洞部３、およ
び、垂直方向の空洞部１５の全域にわたってメッシュウ
イックが設けられている。ウイックは、空洞部を形成す
る部材の内壁に沿って設ける。ウイックは、メッシュ、
焼結体を設置するか、または、内壁にグルーブを形成し
てもよい。

【００３５】この発明のフィン一体型平面型ヒートパイ
プにおいて、枠部材、フィン一体型部材、山型枠部材等
の各部材の一部に、それぞれ対応する凹凸部を設けても
よい。図６は、部材に位置決め用凹凸部を設けた例を示
す部分拡大図である。図６に示すように、枠部材２等の
下部に位置決め用の凹凸部が設けられている。凹部２８
および凸部２７は、隣接する部材の対応する位置に設け
られている。このように凹凸部を設けることによって、
凹部および凸部を利用できるので、多数の部材を使用し
て、平面型ヒートパイプの組立てを容易に行うことがで
きる。

【００３６】フィン一体型平面型ヒートパイプのコンテ
ナの封止を容易にするために、コンテナ部を形成する部
材の一部に封止部を設けてもよい。図７は、コンテナを
形成する部材の一部に設けた封止部を説明する図であ
る。図７に示すように、枠部材、山型枠部材、一体型フ
ィン部材、板材等を組合わせ、接合して形成されたフィ
ン一体型平面型ヒートパイプの板材７の下部に、凸加工
を施して封止部２９が設けられている。この凸部は、板
を深絞り等によって形成し、ヒートパイプ加工後に、封
止する。

【００３７】更に、この発明のフィン一体型平面型ヒー
トパイプにおいて、各部材を組合わせて形成される水平
方向の空洞部に金属ブロックを更に備えてもよい。金属
ブロックも、小片の部材を組合わせ接合して形成しても
よい。図８は、空洞部内に設けられた金属ブロックを示
す図である。図８に示すように、基板３１上に搭載され
た発熱素子３２が熱的に接続される部分に対応する、空
洞部３内の位置に、金属ブロックを設ける。金属ブロッ
クは、図８に示すように、複数の部材を重ねることによ
って形成されている。金属ブロックによって、発熱素子
からの熱を拡散して、熱密度を均一化することができ、
高発熱密度に対応することができる。

【００３８】次に、この発明のフィン一体型平面型ヒー
トパイプの製造方法について説明する。この発明のフィ
ン一体型平面型ヒートパイプの製造方法は、下記（Ａ）
から（Ｄ）の部材を調製する工程と、両端部に位置する
平板なフィン部材（Ａ）、平面型ヒートパイプの筐体の
横断面に沿って切断された形状の部材を形成する枠部材
（Ｂ）、連通する筐体の空洞部およびフィンの空洞部を
囲む別の枠部材を、前記枠部材と対応する枠部材と前記
フィンの空洞部に対応した形状の側面部を有するフィン
部とが一体的に形成された一体型フィン部材によって挟
まれて接合されて形成されているフィン複合部材
（Ｃ）、前記枠部材に対応する枠部材とフィン部とが一
体的に形成された一体型フィン部材（Ｄ）、前記（Ａ）
から（Ｄ）の部材を選択的に組合わせて接合して、密閉
された空洞部を有し、被冷却素子が接続される矩形の底
部を備えた、フィン一体型平面型ヒートパイプを製造す
る工程とを備えた、フィン一体型平面型ヒートパイプの
製造方法である。

【００３９】更に、この発明のフィン一体型平面型ヒー
トパイプの製造方法において、少なくとも片面にロウ材
が接合しているブレージングシートを所定形状に加工し
て、前記（Ａ）から（Ｄ）の部材を調製し、前記部材の
組立てにおいて、ダボ等を利用して重ね合わせ、必要に
応じてフラックスを塗布する。

【００４０】即ち、アルミニウムのブレージングシート
を使用した場合の、この発明のフィン一体型平面型ヒー
トパイプの製造方法を、図２および３を参照しながら、
具体的に説明する。片面または両面にロウ材が接合して
いるブレージングシートを、プレス等によって、所定の
形状に加工して、例えば、両端部に位置する平板なフィ
ン部材７（即ちＡ）、平面型ヒートパイプの筐体の横断
面に沿って切断された形状の部材を形成する枠部材２
（即ちＢ）、連通する筐体の空洞部３およびフィンの空
洞部１３を囲む山型枠部材９を、枠部材２と対応する枠
部材２２とフィンの空洞部１３に対応した形状の側面部
１６を有するフィン部とが一体的に形成された一体型フ
ィン部材８によって挟まれて接合されて形成されている
フィン複合部材（Ｃ）、枠部材に対応する枠部材とフィ
ン部とが一体的に形成された一体型フィン部材１０（即
ちＤ）を形成する。

【００４１】上述した各部材を、加工したダボ等を利用
して、位置決めをしながら重ね合わせて組立てる。その
際、必要に応じて、各部材の表面にフラックスを塗布す
る。次いで、組合わせた部材のロウ付けを行う。ロウ付
け後、密閉体が形成できているか否かを、Ｈｅリーク等
によって検査する。次いで、密閉性を確認後、注液し
て、真空脱気または加熱脱気等によってヒートパイプ加
工を行う。更に、必要に応じて、プレスや切削等で平面
度等の寸法を確保する。更に、必要に応じて、外観を良
くするために、酸洗いやメッキ等を行う。所定の熱性能
を満足しているかどうかを熱検査によって行う。必要に
応じて、基板や発熱体を取り付けるときのために、プレ
スナットやケースを取り付ける。

【００４２】更に、この発明のフィン一体型平面型ヒー
トパイプの製造方法において、上述した筐体の空洞部お
よび／またはフィンの空洞部にウイックを設ける工程を
更に備えていてもよい。更に、上述した（Ａ）から
（Ｄ）の部材を選択的に組合わる際に、所定の部分に、
前記フィン複合部材（Ｃ）の密度が高くなるように組合
わせてもよい。ロウ付け方法として、真空炉、雰囲気
炉、トーチ、ハンダゴテ等の方法が可能である。これら
の方法は、ヒートパイプのコンテナの材質、形状、大き
さ、ヒートパイプに要求される熱性能、作動流体との相
互作用などによって適宜選択される。

【００４３】ヒートパイプのコンテナの材料として、銅
（Ｃ１０２０、Ｃ１１００、Ｃ１２００）、アルミニウ
ム（Ａ１０１０ Ａ１１００ Ａ５０００系、Ａ６００
０系、Ａ７０００系）がある。毛細管構造体のウイック
として、金網、焼結金属、メタルウール、グラス繊維、
炭素繊維、セラミックス繊維等がある。内壁に形成され
るグルーブとして、軸方向、周方向に沿ったグルーブ、
長方形、台形、三角形等のグルーブがある。

【００４４】密閉された空洞部内に封入される作動液と
しては、作動温度によって、ヘリウム、メタン、アンモ
ニウム、アセトン、水、ナフタレン、ナトリウム、銀等
があり、コンテナの材質との適合性を考慮して選択す
る。上述した接合方法として、ロウ付け（銀ロウ、銅ロ
ウ、錫ロウ、低温半田、各溶接（ＴＩＧ溶接、プラズマ
溶接、レーザー溶接）によって密閉体を形成する。

【００４５】次に、上述したように製造されたこの発明
のフィン一体型平面型ヒートパイプの実装方法について
説明する。図９は、この発明のフィン一体型平面型ヒー
トパイプの実装方法の一例を示す図である。図９に示す
ように、フィン一体型平面型ヒートパイプ１は、基板３
１に搭載された発熱素子３２の上面に熱的に接続されて
いる。発熱素子３２と接触するフィン一体型平面型ヒー
トパイプ１の下部には、枠部材と両側の板材とによって
形成される水平方向の密閉された空洞部が設けられてい
る。空洞部には作動液が封入され、発熱素子の熱によっ
て蒸発した作動液は発熱素子よりも広い底面を有するヒ
ートパイプの空洞部を移動する。フィン部はコンテナを
形成する部材と一体的に形成されているので、熱抵抗が
小さく、フィンを通って大気中に効率良く放熱される。

【００４６】なお、発熱素子３２の発熱量が高く、発熱
素子と接触する部分に高い密度で熱が集中する場合に
は、発熱素子と直接接触する部分に、山型枠部材を高密
度で配置することによって、フィン部の中に垂直方向に
空洞部が設けられ、フィンの高さ方向に、蒸発した作動
液が移動する。従って、発熱量が高くても、フィンを通
って大気中に効率的に放熱することがで、冷却効果が高
まる。

【００４７】図１０は、この発明のフィン一体型平面型
ヒートパイプの実装方法の他の例を示す図である。図１
０において、フィン一体型平面型ヒートパイプ１は、基
板３１に搭載された発熱素子３２の上面に熱的に接続さ
れている。フィン一体型平面型ヒートパイプ１の詳細
は、図９に示したヒートパイプと同様である。図１０に
示す態様においては、ＣＰＵ等の発熱素子を電磁波から
保護するために、基板に金属またはプラスチック等のシ
ール材が設けられている。更に、この発明のフィン一体
型平面型ヒートパイプは、異なる大きさの２以上のフィ
ン一体型平面型ヒートパイプからなっていてもよい。特
に、基板上に高さの異なる２以上の発熱素子が搭載され
ている場合に、高さの異なる２以上の発熱素子を同時に
冷却するときには、異なる大きさの、上述したこの発明
のフィン一体型平面型ヒートパイプを組合わせて使用し
てもよい。図１１は、異なる大きさの２つのフィン一体
型平面型ヒートパイプを組合わせたこの発明のフィン一
体型平面型ヒートパイプの実装方法の１例を示す図であ
る。図１１に示すように、基板３１には高さの異なる２
つの発熱素子３４および３５が搭載されている。発熱素
子３４の上には、フィン一体型平面型ヒートパイプ１−
ａが熱的に接続され、発熱素子３５の上には、フィン一
体型平面型ヒートパイプ１−ｂが熱的に接続されてい
る。基板からそれぞれのフィン一体型平面型ヒートパイ
プの上端部までは等距離になっている。発熱素子３４と
接触する一体型平面型ヒートパイプ１−ａの下部には、
上述した態様と同様に、枠部材と両側の板材とによって
形成される水平方向の密閉された空洞部が設けられてい
る。空洞部には作動液が封入され、発熱素子の熱によっ
て蒸発した作動液は発熱素子よりも広い底面を有するヒ
ートパイプの空洞部を移動する。フィン部はコンテナを
形成する部材と一体的に形成されているので、熱抵抗が
小さく、フィンを通って大気中に効率良く放熱される。

【００４８】なお、発熱素子３４の発熱量が高く、発熱
素子と接触する部分に高い密度で熱が集中する場合に
は、発熱素子と直接接触する部分に、山型枠部材を高密
度で配置することによって、フィン部の中に垂直方向に
空洞部が設けられ、フィンの高さ方向に、蒸発した作動
液が移動する。発熱素子３５の上には、フィン一体型平
面型ヒートパイプ１−ｂが熱的に接続されている。フィ
ン一体型平面型ヒートパイプ１−ｂの詳細は、上述した
一体型平面型ヒートパイプ１−ａと同様である。

【００４９】図１１から明らかなように、この発明によ
ると、基板に搭載された発熱素子の特性（配置、発熱
量、大きさ等）に柔軟に対応して、所定の形状・大きさ
の部材を組立て接合し、更に、複数個のフィン一体型平
面型ヒートパイプを組合わせ接合して、冷却効率に優れ
た設計自由度の高いフィン一体型平面型ヒートパイプを
得ることができる。なお、複数個のフィン一体型平面型
ヒートパイプを組合わせる場合には、複数個のフィン一
体型平面型ヒートパイプを機械的に固定しても良く、個
々のフィン一体型平面型ヒートパイプの端部の板材を接
合してもよい。

【００５０】図１２は、この発明のフィン一体型平面型
ヒートパイプの実装方法の他の例を示す図である。図１
２に示す態様は、図１１に示す態様に、ＣＰＵ等の発熱
素子を電磁波から保護するために、基板に金属またはプ
ラスチック等のシール材が更に設けられている。

【００５１】

【発明の効果】この発明によると、ヒートパイプの板材
とフィンとの間の熱抵抗を小さくし、更に、所望の形状
に自由に設計できる、冷却効率に優れたフィン一体型平
面型ヒートパイプおよびその製造方法を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明のフィン一体型平面型ヒート
パイプの１つの態様を説明する図である。

【図２】図２は、この発明のフィン一体型平面型ヒート
パイプの他の１つの態様を説明する図である。

【図３】図３は、この発明のフィン一体型平面型ヒート
パイプの他の１つの態様を示す図である。

【図４】図４は、耐圧部材を備えた枠部材の１つの態様
を示す図である。

【図５】図５は、山型枠部材にウイックが設けられた状
態を示す図である。

【図６】図６は、部材に位置決め用凹凸部を設けた例を
示す部分拡大図である。

【図７】図７は、コンテナを形成する部材の一部に設け
た封止部を説明する図である。

【図８】図８は、空洞部内に設けられた金属ブロックを
示す図である。

【図９】図９は、この発明のフィン一体型平面型ヒート
パイプの実装方法の一例を示す図である。

【図１０】図１０は、この発明のフィン一体型平面型ヒ
ートパイプの実装方法の他の例を示す図である。

【図１１】図１１は、異なる大きさの２つのフィン一体
型平面型ヒートパイプを組合わせたこの発明のフィン一
体型平面型ヒートパイプの実装方法の１例を示す図であ
る。

【図１２】図１２は、この発明のフィン一体型平面型ヒ
ートパイプの実装方法の他の例を示す図である。

【符号の説明】

１．この発明のフィン一体型平面型ヒートパイプ ２．枠部材 ３．空洞部 ４．一体型フィン部材 ５．フィン部 ６．枠部材 ７．板材 ８．別の一体型フィン部 ９．山型枠部材 １０．更に別の一体型フィン部 １１．フィン部 １２．枠部材 １３．垂直部分の空間部 １４．フィン部 １５．垂直部分の空間部を囲む枠部材 １６．側面部 ２５．耐圧部材 ２６．ウイック ２７．凸部 ２８．凹部 ２９．封止部 ３０．金属ブロック ３１．基板 ３２．発熱素子 ３３．シール材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平面型ヒートパイプの筐体の横断面に沿っ
   て切断された形状の部材を形成する複数個の枠部材と、
   前記枠部材に対応する枠部材とフィン部とが一体的に形
   成された複数個の一体型フィン部材とを接合して形成さ
   れた、密閉された空洞部を有し、被冷却素子が熱的に接
   続される底部を備えた、フィン一体型平面型ヒートパイ
   プ。
2. 【請求項２】前記枠部材と前記一体型フィン部材とが実
   質的に交互に接合されて形成されている、請求項１に記
   載のフィン型平面型ヒートパイプ。
3. 【請求項３】前記一体型フィン部材がフィン複合部材か
   らなっており、前記フィン複合部材が、その中に、前記
   平面型ヒートパイプの筐体によって形成される空洞部と
   連通する別の空洞部を更に備えている、請求項１に記載
   のフィン一体型平面型ヒートパイプ。
4. 【請求項４】前記フィン複合部材が、連通する前記空洞
   部および前記別の空洞部を囲む別の枠部材を、前記枠部
   材と前記別の空洞部に対応した形状の側面部を少なくと
   も有するフィン部とが一体的に形成された別の一体型フ
   ィン部材によって挟まれて接合されて形成されている、
   請求項３に記載のフィン一体型平面型ヒートパイプ。
5. 【請求項５】下記（Ａ）から（Ｄ）の部材を調製する工
   程と、 両端部に位置する平板なフィン部材（Ａ）、 平面型ヒートパイプの筐体の横断面に沿って切断された
   形状の部材を形成する枠部材（Ｂ）、 連通する筐体の空洞部およびフィンの空洞部を囲む別の
   枠部材を、前記枠部材と対応する枠部材と前記フィンの
   空洞部に対応した形状の側面部を有するフィン部とが一
   体的に形成された一体型フィン部材によって挟まれて接
   合されて形成されているフィン複合部材（Ｃ）、 前記枠部材に対応する枠部材とフィン部とが一体的に形
   成された一体型フィン部材（Ｄ）、 前記（Ａ）から（Ｄ）の部材を選択的に組合わせて接合
   して、密閉された空洞部を有し、被冷却素子が熱的に接
   続される底部を備えた、フィン一体型平面型ヒートパイ
   プを製造する工程とを備えた、フィン一体型平面型ヒー
   トパイプの製造方法。