JP2003336976A - ヒートシンクおよびその実装構造 - Google Patents
ヒートシンクおよびその実装構造Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子機器内に高密度実装された電子部品（Ｃ
ＰＵなど）や光部品（ＬＤＭなど）などの発熱体を効率
良く冷却できるヒートシンクおよびその実装構造を提供
する。 【解決手段】 板型ヒートパイプ１の表面に筒状ヒート
パイプ２が、その基部７を熱的に接続して立設されてい
るヒートシンク。 【効果】 板型ヒートパイプ１の表面に筒状ヒートパイ
プ２を立設したものなので、板型ヒートパイプ表面にフ
ィンを立設させた従来のヒートシンクに較べて冷却効率
に優れる。
ＰＵなど）や光部品（ＬＤＭなど）などの発熱体を効率
良く冷却できるヒートシンクおよびその実装構造を提供
する。 【解決手段】 板型ヒートパイプ１の表面に筒状ヒート
パイプ２が、その基部７を熱的に接続して立設されてい
るヒートシンク。 【効果】 板型ヒートパイプ１の表面に筒状ヒートパイ
プ２を立設したものなので、板型ヒートパイプ表面にフ
ィンを立設させた従来のヒートシンクに較べて冷却効率
に優れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器内に高密
度実装された電子部品（ＣＰＵ、ダイオード、ペルチ
ェ、パワーモジュールなど）や光部品（ＬＤＭなど）な
どの発熱体を効率良く冷却できるヒートシンクおよびそ
の実装構造に関する。前記パワーモジュールは複数の発
熱体を含むモジュールである。
度実装された電子部品（ＣＰＵ、ダイオード、ペルチ
ェ、パワーモジュールなど）や光部品（ＬＤＭなど）な
どの発熱体を効率良く冷却できるヒートシンクおよびそ
の実装構造に関する。前記パワーモジュールは複数の発
熱体を含むモジュールである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器内に実装されたＣＰＵやＬＤＭ
などはヒートシンクにより冷却されており、前記ヒート
シンクは、図１０（イ）、（ロ）に示すような、板型ヒ
ートパイプの表面にフィン９を立設し、裏面にベース板
１１を面接合したものであり、前記ＣＰＵ２１やＬＤＭ
２２はベース板１１に熱的に接続して冷却される。
などはヒートシンクにより冷却されており、前記ヒート
シンクは、図１０（イ）、（ロ）に示すような、板型ヒ
ートパイプの表面にフィン９を立設し、裏面にベース板
１１を面接合したものであり、前記ＣＰＵ２１やＬＤＭ
２２はベース板１１に熱的に接続して冷却される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、電子機
器の小型化、発熱体の大容量化、実装密度の稠密化など
が進み、それに伴い、冷却効率に優れるヒートシンクの
開発が強く要求されるようになった。
器の小型化、発熱体の大容量化、実装密度の稠密化など
が進み、それに伴い、冷却効率に優れるヒートシンクの
開発が強く要求されるようになった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載発明は、板
型ヒートパイプの表面に他のヒートパイプが、その基部
を熱的に接続して立設されていることを特徴とするヒー
トシンクである。
型ヒートパイプの表面に他のヒートパイプが、その基部
を熱的に接続して立設されていることを特徴とするヒー
トシンクである。
【０００５】請求項２記載発明は、前記板型ヒートパイ
プと他のヒートパイプとが連通していることを特徴とす
る請求項１記載のヒートシンクである。
プと他のヒートパイプとが連通していることを特徴とす
る請求項１記載のヒートシンクである。
【０００６】請求項３記載発明は、前記板型ヒートパイ
プの表面に凹部が設けられ、前記凹部に他のヒートパイ
プの基部が嵌入されていることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載のヒートシンクである。
プの表面に凹部が設けられ、前記凹部に他のヒートパイ
プの基部が嵌入されていることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載のヒートシンクである。
【０００７】請求項４記載発明は、前記他のヒートパイ
プが筒状ヒートパイプであることを特徴とする請求項１
乃至３のいずれかに記載のヒートシンクである。
プが筒状ヒートパイプであることを特徴とする請求項１
乃至３のいずれかに記載のヒートシンクである。
【０００８】請求項５記載発明は、前記筒状ヒートパイ
プが、前記板型ヒートパイプ表面に対して傾斜して（非
垂直）立設されていることを特徴とする請求項１乃至４
のいずれかに記載のヒートシンクである。
プが、前記板型ヒートパイプ表面に対して傾斜して（非
垂直）立設されていることを特徴とする請求項１乃至４
のいずれかに記載のヒートシンクである。
【０００９】請求項６記載発明は、前記筒状ヒートパイ
プがＶ字状に折り曲げられ、前記板型ヒートパイプの表
面に逆Ｖ字状に立設されていることを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載のヒートシンクである。
プがＶ字状に折り曲げられ、前記板型ヒートパイプの表
面に逆Ｖ字状に立設されていることを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載のヒートシンクである。
【００１０】請求項７記載発明は、前記他のヒートパイ
プが多穴型ヒートパイプであることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載のヒートシンクである。
プが多穴型ヒートパイプであることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載のヒートシンクである。
【００１１】請求項８記載発明は、前記多穴型ヒートパ
イプの作動液の流路となる長穴が、前記板型ヒートパイ
プ表面に対して傾斜して（非垂直）形成されていること
を特徴とする請求項７記載のヒートシンクである。
イプの作動液の流路となる長穴が、前記板型ヒートパイ
プ表面に対して傾斜して（非垂直）形成されていること
を特徴とする請求項７記載のヒートシンクである。
【００１２】請求項９記載発明は、前記多穴型ヒートパ
イプの作動液の流路となる長穴が、前記板型ヒートパイ
プ表面に対して逆Ｖ字状に形成されていることを特徴と
する請求項７記載のヒートシンクである。
イプの作動液の流路となる長穴が、前記板型ヒートパイ
プ表面に対して逆Ｖ字状に形成されていることを特徴と
する請求項７記載のヒートシンクである。
【００１３】請求項１０記載発明は、前記他のヒートパ
イプが板型ヒートパイプであることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載のヒートシンクである。
イプが板型ヒートパイプであることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載のヒートシンクである。
【００１４】請求項１１記載発明は、前記板型ヒートパ
イプの他のヒートパイプとの接続部がバーリング加工さ
れていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか
に記載のヒートシンクである。
イプの他のヒートパイプとの接続部がバーリング加工さ
れていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか
に記載のヒートシンクである。
【００１５】請求項１２記載発明は、前記他のヒートパ
イプにフィンが串刺状に配されていることを特徴とする
請求項１乃至１１のいずれかに記載のヒートシンクであ
る。
イプにフィンが串刺状に配されていることを特徴とする
請求項１乃至１１のいずれかに記載のヒートシンクであ
る。
【００１６】請求項１３記載発明は、前記フィンの串刺
部がバーリング加工されていることを特徴とする請求項
１２記載のヒートシンクである。
部がバーリング加工されていることを特徴とする請求項
１２記載のヒートシンクである。
【００１７】請求項１４記載発明は、前記板型ヒートパ
イプの裏面にベース板が面接合されていることを特徴と
する請求項１乃至１３のいずれかに記載のヒートシンク
である。
イプの裏面にベース板が面接合されていることを特徴と
する請求項１乃至１３のいずれかに記載のヒートシンク
である。
【００１８】請求項１５記載発明は、請求項１乃至１３
のいずれかに記載のヒートシンクの板型ヒートパイプの
裏面に発熱体が熱的に接続されていることを特徴とする
ヒートシンクの実装構造である。
のいずれかに記載のヒートシンクの板型ヒートパイプの
裏面に発熱体が熱的に接続されていることを特徴とする
ヒートシンクの実装構造である。
【００１９】請求項１６記載発明は、請求項１４記載の
ヒートシンクのベース板に発熱体が熱的に接続されてい
ることを特徴とするヒートシンクの実装構造である。
ヒートシンクのベース板に発熱体が熱的に接続されてい
ることを特徴とするヒートシンクの実装構造である。
【００２０】請求項１７記載発明は、請求項１５記載の
ヒートシンクの実装構造において、前記他のヒートパイ
プが熱的に接続された箇所の板型ヒートパイプ裏面部分
に高発熱密度の発熱体が熱的に接続されていることを特
徴とするヒートシンクの実装構造である。
ヒートシンクの実装構造において、前記他のヒートパイ
プが熱的に接続された箇所の板型ヒートパイプ裏面部分
に高発熱密度の発熱体が熱的に接続されていることを特
徴とするヒートシンクの実装構造である。
【００２１】請求項１８記載発明は、請求項１６記載の
ヒートシンクの実装構造において、前記他のヒートパイ
プが熱的に接続された箇所のベース板裏面部分に高発熱
密度の発熱体が熱的に接続されていることを特徴とする
ヒートシンクの実装構造である。
ヒートシンクの実装構造において、前記他のヒートパイ
プが熱的に接続された箇所のベース板裏面部分に高発熱
密度の発熱体が熱的に接続されていることを特徴とする
ヒートシンクの実装構造である。
【００２２】請求項１９記載発明は、他のヒートパイ
プ、または他のヒートパイプとフィンを冷却するための
ファンが設けられていることを特徴とする請求項１５乃
至１８のいずれかに記載のヒートシンクの実装構造であ
る。
プ、または他のヒートパイプとフィンを冷却するための
ファンが設けられていることを特徴とする請求項１５乃
至１８のいずれかに記載のヒートシンクの実装構造であ
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明のヒートシンクを
図を参照して具体的に説明する。なお、本発明を説明す
るための全図において、同一機能を有するものは同一符
号を付け、その繰り返しの説明は省略する。図１（イ）
に示すヒートシンクは、板型ヒートパイプ１の表面に、
筒状ヒートパイプ２が、その基部を熱的に接続して立設
されたものである。図１（イ）で３は、両ヒートパイプ
１、２を熱的に接続するためのろう材である。このヒー
トシンクは、ヒートパイプ２が熱伝導性に優れるため、
従来のフィンを立設したヒートシンクに較べて冷却効率
に優れる。
図を参照して具体的に説明する。なお、本発明を説明す
るための全図において、同一機能を有するものは同一符
号を付け、その繰り返しの説明は省略する。図１（イ）
に示すヒートシンクは、板型ヒートパイプ１の表面に、
筒状ヒートパイプ２が、その基部を熱的に接続して立設
されたものである。図１（イ）で３は、両ヒートパイプ
１、２を熱的に接続するためのろう材である。このヒー
トシンクは、ヒートパイプ２が熱伝導性に優れるため、
従来のフィンを立設したヒートシンクに較べて冷却効率
に優れる。
【００２４】図１（ロ）に示すヒートシンクは、板型ヒ
ートパイプ１の表面に凹部４を設け、この凹部４に筒状
ヒートパイプ２の基部７を嵌入したものである。このヒ
ートシンクは、両ヒートパイプ１、２の接触面積が増大
し、両者間の接続強度および伝熱性が向上する。前記凹
部の形成にはプレス成形法が簡便であり推奨される。前
記凹部の深さなどは作動液の流路の妨げとならないよう
配慮する必要がある。
ートパイプ１の表面に凹部４を設け、この凹部４に筒状
ヒートパイプ２の基部７を嵌入したものである。このヒ
ートシンクは、両ヒートパイプ１、２の接触面積が増大
し、両者間の接続強度および伝熱性が向上する。前記凹
部の形成にはプレス成形法が簡便であり推奨される。前
記凹部の深さなどは作動液の流路の妨げとならないよう
配慮する必要がある。
【００２５】図１（ハ）に示すヒートシンクは、板型ヒ
ートパイプ１と筒状ヒートパイプ２とが連通している。
このため、このヒートシンクは、両ヒートパイプ１、２
間の熱移動が作動液の循環により直接なされるため、特
に冷却効率に優れる。図１（ハ）で、５は板型ヒートパ
イプのバーリング加工部であり、このバーリング加工部
により両ヒートパイプ１、２の接触面積が増大し、両者
間の接続強度および伝熱性が向上する。
ートパイプ１と筒状ヒートパイプ２とが連通している。
このため、このヒートシンクは、両ヒートパイプ１、２
間の熱移動が作動液の循環により直接なされるため、特
に冷却効率に優れる。図１（ハ）で、５は板型ヒートパ
イプのバーリング加工部であり、このバーリング加工部
により両ヒートパイプ１、２の接触面積が増大し、両者
間の接続強度および伝熱性が向上する。
【００２６】前記バーリング加工部５を、図１（ニ）に
示すように、上向きに、かつ筒状ヒートパイプ２の内側
に位置するように形成すると、筒状ヒートパイプ２を板
型ヒートパイプ1上に載せた状態で、両者を作業性良く
接続することができる。
示すように、上向きに、かつ筒状ヒートパイプ２の内側
に位置するように形成すると、筒状ヒートパイプ２を板
型ヒートパイプ1上に載せた状態で、両者を作業性良く
接続することができる。
【００２７】図２（イ）に示すヒートシンクは、板型ヒ
ートパイプ１の表面に、筒状ヒートパイプ２が、板型ヒ
ートパイプ１表面に対して傾斜して（非垂直）立設され
たものである。このヒートシンクは、縦にして用いると
き、筒状ヒートパイプ２の先端部６を基部７より上に位
置させることにより作動液が基部に戻り易くなり、作動
液が良好に循環してヒートシンクの冷却効率が向上す
る。
ートパイプ１の表面に、筒状ヒートパイプ２が、板型ヒ
ートパイプ１表面に対して傾斜して（非垂直）立設され
たものである。このヒートシンクは、縦にして用いると
き、筒状ヒートパイプ２の先端部６を基部７より上に位
置させることにより作動液が基部に戻り易くなり、作動
液が良好に循環してヒートシンクの冷却効率が向上す
る。
【００２８】図２（ロ）に示すヒートシンクは、板型ヒ
ートパイプ１の表面に、筒状ヒートパイプ２をＶ字状に
折り曲げ、これを逆Ｖ字状に立設したもので、このヒー
トシンクは板型ヒートパイプ１を縦にして用いるとき、
板型ヒートパイプ１の左右両端のどちらを上にしても、
作動液が良好に循環し、良好な冷却効率が得られる。
ートパイプ１の表面に、筒状ヒートパイプ２をＶ字状に
折り曲げ、これを逆Ｖ字状に立設したもので、このヒー
トシンクは板型ヒートパイプ１を縦にして用いるとき、
板型ヒートパイプ１の左右両端のどちらを上にしても、
作動液が良好に循環し、良好な冷却効率が得られる。
【００２９】図３（イ）に示すヒートシンクは、他のヒ
ートパイプに多穴型ヒートパイプ１２を用いたものであ
る。この多穴型ヒートパイプ１２は、板材（コンテナ）
に、作動液の流路となる長穴が、前記板材の１側面に開
口して複数形成されたものであり、筒状（１穴）ヒート
パイプに較べて立設するヒートパイプ数が少なく、組立
てが容易に行える。
ートパイプに多穴型ヒートパイプ１２を用いたものであ
る。この多穴型ヒートパイプ１２は、板材（コンテナ）
に、作動液の流路となる長穴が、前記板材の１側面に開
口して複数形成されたものであり、筒状（１穴）ヒート
パイプに較べて立設するヒートパイプ数が少なく、組立
てが容易に行える。
【００３０】図３（ロ）に示すヒートシンクは、多穴型
ヒートパイプ１２の作動液流路となる長穴１３が板型ヒ
ートパイプ１の表面に対して傾斜（非垂直）して形成さ
れたものであり、このヒートシンクは、板型ヒートパイ
プ１を縦にして用いるとき、長穴１３の先端部１６を基
部１７より上に位置させることにより、作動液が良好に
循環し、ヒートシンクの冷却効率が向上する。
ヒートパイプ１２の作動液流路となる長穴１３が板型ヒ
ートパイプ１の表面に対して傾斜（非垂直）して形成さ
れたものであり、このヒートシンクは、板型ヒートパイ
プ１を縦にして用いるとき、長穴１３の先端部１６を基
部１７より上に位置させることにより、作動液が良好に
循環し、ヒートシンクの冷却効率が向上する。
【００３１】図３（ハ）に示すヒートシンクは、多穴型
ヒートパイプ１２の作動液流路となる長穴１３が板型ヒ
ートパイプ１の表面上に逆Ｖ字状に形成されたもので、
このヒートシンクは、板型ヒートパイプ１を縦にして用
いるとき、板型ヒートパイプ１の左右両端のどちらを上
にしても、作動液が良好に循環するためヒートシンクの
冷却効率が向上する。
ヒートパイプ１２の作動液流路となる長穴１３が板型ヒ
ートパイプ１の表面上に逆Ｖ字状に形成されたもので、
このヒートシンクは、板型ヒートパイプ１を縦にして用
いるとき、板型ヒートパイプ１の左右両端のどちらを上
にしても、作動液が良好に循環するためヒートシンクの
冷却効率が向上する。
【００３２】本発明において、他のヒートパイプに板型
ヒートパイプを用いる場合、板型ヒートパイプは多穴型
ヒートパイプに較べて製造が容易という利点を有する。
ヒートパイプを用いる場合、板型ヒートパイプは多穴型
ヒートパイプに較べて製造が容易という利点を有する。
【００３３】図４（イ）〜（ハ）に示すヒートシンクは
それぞれ図１（ニ）、図２（イ）、図２（ロ）に示した
ヒートシンクの筒状ヒートパイプ２部分にフィン９を配
したものである。これらのヒートシンクは、各筒状ヒー
トパイプ２からの熱がフィン９により良好に放散され
る。また各筒状ヒートパイプ２はフィン９を介して相互
に固定されるので各筒状ヒートパイプ２が安定して立設
される。
それぞれ図１（ニ）、図２（イ）、図２（ロ）に示した
ヒートシンクの筒状ヒートパイプ２部分にフィン９を配
したものである。これらのヒートシンクは、各筒状ヒー
トパイプ２からの熱がフィン９により良好に放散され
る。また各筒状ヒートパイプ２はフィン９を介して相互
に固定されるので各筒状ヒートパイプ２が安定して立設
される。
【００３４】フィン９を筒状ヒートパイプ２に串刺状に
配すると組立てが簡便に行える。またフィン９の串刺部
をバーリング加工しておくと筒状ヒートパイプ２との間
の接続強度および伝熱性が向上する。図４（イ）〜
（ハ）ではフィン９のバーリング加工部１０は下方に位
置しているが、上方に位置させても同様の効果が得られ
る。フィン９にはコルゲートフィン、くし型フィン、か
しめ型フィンなどが用いられる。
配すると組立てが簡便に行える。またフィン９の串刺部
をバーリング加工しておくと筒状ヒートパイプ２との間
の接続強度および伝熱性が向上する。図４（イ）〜
（ハ）ではフィン９のバーリング加工部１０は下方に位
置しているが、上方に位置させても同様の効果が得られ
る。フィン９にはコルゲートフィン、くし型フィン、か
しめ型フィンなどが用いられる。
【００３５】図５に示すヒートシンクは、図４（イ）に
示したヒートシンクの板型ヒートパイプ１裏面にベース
板１１を面接合したものである。このヒートシンクで
は、発熱体はベース板１１に接続するので、板型ヒート
パイプに直接接続するのに較べて、発熱体を強固に接続
することができる。
示したヒートシンクの板型ヒートパイプ１裏面にベース
板１１を面接合したものである。このヒートシンクで
は、発熱体はベース板１１に接続するので、板型ヒート
パイプに直接接続するのに較べて、発熱体を強固に接続
することができる。
【００３６】次に、本発明のヒートシンクの実装構造を
図を参照して具体的に説明する。図６（イ）に示す実装
構造は、図１（ロ）に示したヒートシンクの板型ヒート
パイプ１の裏面にＣＰＵ２１を直接ろう付けしたもので
ある。
図を参照して具体的に説明する。図６（イ）に示す実装
構造は、図１（ロ）に示したヒートシンクの板型ヒート
パイプ１の裏面にＣＰＵ２１を直接ろう付けしたもので
ある。
【００３７】図６（ロ）に示した実装構造は、図５に示
したヒートシンクのベース板１１にＣＰＵ２１をろう付
けしたものである。
したヒートシンクのベース板１１にＣＰＵ２１をろう付
けしたものである。
【００３８】図７（イ）に示す実装構造は、図４（ロ）
に示したヒートシンクの板型ヒートパイプ１の裏面にベ
ース板１１を面接合し、そこへＣＰＵ２１をろう付けし
たものであり、ここでは板型ヒートパイプ１を縦にし、
筒状ヒートパイプ２の先端部６を基部７より上に位置さ
せて用いている。こうすることにより作動液が良好に循
環して冷却効率が向上する。
に示したヒートシンクの板型ヒートパイプ１の裏面にベ
ース板１１を面接合し、そこへＣＰＵ２１をろう付けし
たものであり、ここでは板型ヒートパイプ１を縦にし、
筒状ヒートパイプ２の先端部６を基部７より上に位置さ
せて用いている。こうすることにより作動液が良好に循
環して冷却効率が向上する。
【００３９】図７（ロ）に示す実装構造は、図３（ロ）
に示したヒートシンクの板型ヒートパイプ１の裏面にベ
ース板１１を面接合し、そこへＣＰＵ２１をろう付けし
たものであり、ここでは板型ヒートパイプ１を縦にし、
長穴１３の先端部１６を基部１７より上に位置させてい
る。こうすることにより作動液が良好に循環して冷却効
率が向上する。
に示したヒートシンクの板型ヒートパイプ１の裏面にベ
ース板１１を面接合し、そこへＣＰＵ２１をろう付けし
たものであり、ここでは板型ヒートパイプ１を縦にし、
長穴１３の先端部１６を基部１７より上に位置させてい
る。こうすることにより作動液が良好に循環して冷却効
率が向上する。
【００４０】図８（イ）に示す実装構造は、板型ヒート
パイプ１表面の右半分に筒状ヒートパイプ２を立設し、
左半分にフィン９を立設したものである。この実装構造
では、板型ヒートパイプ１の筒状ヒートパイプ２を立設
した箇所の裏面に高発熱密度のＣＰＵ２１がろう付けさ
れ、フィン９を立設した箇所の裏面には低発熱密度のＬ
ＤＭ２２がろう付けされている。こうすることにより冷
却が効率良くなされる。
パイプ１表面の右半分に筒状ヒートパイプ２を立設し、
左半分にフィン９を立設したものである。この実装構造
では、板型ヒートパイプ１の筒状ヒートパイプ２を立設
した箇所の裏面に高発熱密度のＣＰＵ２１がろう付けさ
れ、フィン９を立設した箇所の裏面には低発熱密度のＬ
ＤＭ２２がろう付けされている。こうすることにより冷
却が効率良くなされる。
【００４１】図８（ロ）に示す実装構造は、板型ヒート
パイプの裏面にベース板１１を面接合し、このベース板
１１に発熱体を熱的に接続した他は、図８（イ）に示し
た実装構造と同じである。
パイプの裏面にベース板１１を面接合し、このベース板
１１に発熱体を熱的に接続した他は、図８（イ）に示し
た実装構造と同じである。
【００４２】図９に示した実装構造は、図６（ロ）に示
した実装構造に、さらにファン１４を配して、フィン９
および筒状ヒートパイプ２を風冷して、冷却効率を高め
たものである。ファン１４は板型ヒートパイプ１に一体
に取付けのが組立てが簡単に行えて望ましい。
した実装構造に、さらにファン１４を配して、フィン９
および筒状ヒートパイプ２を風冷して、冷却効率を高め
たものである。ファン１４は板型ヒートパイプ１に一体
に取付けのが組立てが簡単に行えて望ましい。
【００４３】本発明で用いる板型ヒートパイプは、例え
ば、コンテナ本体と蓋体とからなるコンテナ内に作動液
を減圧封入して構成されるが、前記コンテナ本体と蓋体
とはアルミニウム合金板をプレス打抜き或いはプレス成
形して製造される。コンテナ本体と蓋体との接合には溶
接法、ろう付け法、接着剤法などが適用できる。
ば、コンテナ本体と蓋体とからなるコンテナ内に作動液
を減圧封入して構成されるが、前記コンテナ本体と蓋体
とはアルミニウム合金板をプレス打抜き或いはプレス成
形して製造される。コンテナ本体と蓋体との接合には溶
接法、ろう付け法、接着剤法などが適用できる。
【００４４】本発明において、板型ヒートパイプを２枚
の板で形成する場合は、少なくとも一方の板の内面は、
作動液の適度な流路面積を保つためと、蒸気圧に耐える
ために凹凸形状とするのが良い。凹凸形状は、円、楕
円、長方形など任意である。板型ヒートパイプを３枚以
上の板で形成する場合は、外装板は上下とも平板で良
い。この場合は内部にウィックやグルーブを設けてトッ
プヒートモードに対応できる。
の板で形成する場合は、少なくとも一方の板の内面は、
作動液の適度な流路面積を保つためと、蒸気圧に耐える
ために凹凸形状とするのが良い。凹凸形状は、円、楕
円、長方形など任意である。板型ヒートパイプを３枚以
上の板で形成する場合は、外装板は上下とも平板で良
い。この場合は内部にウィックやグルーブを設けてトッ
プヒートモードに対応できる。
【００４５】前記ウイックには金網、焼結金属（多孔質
材）、メタルウール、炭素繊維、セラミックス繊維、ガ
ラス繊維などのメッシュ材も使用できる。メッシュ材が
熱良導体の場合は熱抵抗も低減する。前記グルーブは、
ヒートパイプ内の軸方向或いは周方向に設けることがで
き、その形状は長方形、台形、三角形など任意である。
材）、メタルウール、炭素繊維、セラミックス繊維、ガ
ラス繊維などのメッシュ材も使用できる。メッシュ材が
熱良導体の場合は熱抵抗も低減する。前記グルーブは、
ヒートパイプ内の軸方向或いは周方向に設けることがで
き、その形状は長方形、台形、三角形など任意である。
【００４６】本発明において、板型ヒートパイプのコン
テナの材料には、銅（Ｃ１０２０、Ｃ１１００、Ｃ１２
００など）、アルミニウム（Ａ１０１０、Ａ１１００、
Ａ５０００系、Ａ６０００系、Ａ７０００系など）など
が使用できる。前記コンテナ本体と蓋体とは同種の材料
とするのが、生産性、耐食性などの点で望ましい。また
筒状ヒートパイプ、ベース板、フィンなどにも前記銅ま
たはアルミニウム材料が使用できる。
テナの材料には、銅（Ｃ１０２０、Ｃ１１００、Ｃ１２
００など）、アルミニウム（Ａ１０１０、Ａ１１００、
Ａ５０００系、Ａ６０００系、Ａ７０００系など）など
が使用できる。前記コンテナ本体と蓋体とは同種の材料
とするのが、生産性、耐食性などの点で望ましい。また
筒状ヒートパイプ、ベース板、フィンなどにも前記銅ま
たはアルミニウム材料が使用できる。
【００４７】作動液には、ヘリウム、メタン、アンモニ
ア、アセトン、水、ナフタレン、ナトリウム、水銀、代
替フロン、炭化水素、二酸化炭素などが使用でき、これ
らは使用温度などにより使い分ける。
ア、アセトン、水、ナフタレン、ナトリウム、水銀、代
替フロン、炭化水素、二酸化炭素などが使用でき、これ
らは使用温度などにより使い分ける。
【００４８】本発明において、熱的接続は、熱伝導性に
優れる金属接合または他金属を介しての接合が望まし
い。前者には超音波溶接法、抵抗加熱溶接法、アーク
（ＴＩＧ、ＭＩＧ、プラズマ、レーザー）溶接法、ＦＳ
Ｗ（Friction Stir Welding)などが適用でき、後者には
銀ろう付け、銅ろう付け、錫ろう付け、低温半田付けな
どが適用できる。良熱伝導性の接着剤を用いることもで
きる。
優れる金属接合または他金属を介しての接合が望まし
い。前者には超音波溶接法、抵抗加熱溶接法、アーク
（ＴＩＧ、ＭＩＧ、プラズマ、レーザー）溶接法、ＦＳ
Ｗ（Friction Stir Welding)などが適用でき、後者には
銀ろう付け、銅ろう付け、錫ろう付け、低温半田付けな
どが適用できる。良熱伝導性の接着剤を用いることもで
きる。
【００４９】本発明において、接続部材間には、伝熱性
グリース、伝熱性シート、伝熱性樹脂などを介在させて
おくと接続部材間の熱抵抗が低下し望ましい。
グリース、伝熱性シート、伝熱性樹脂などを介在させて
おくと接続部材間の熱抵抗が低下し望ましい。
【００５０】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）Ａｌ合金板をプレス成形してコンテナ本体
と蓋体を作製し、次いで前記各部材をろう付けにより組
付け、コンテナ内部に作動液を常法にて減圧封入して板
型ヒートパイプ（厚さ８ｍｍ、幅６０ｍｍ、長さ１４０
ｍｍ）を作製し、この板型ヒートパイプに筒状ヒートパ
イプまたは多穴型ヒートパイプをろう付けし、また前記
筒状ヒートパイプに適宜フィンをろう付けし、さらに前
記板型ヒートパイプ裏面に適宜ベース板をろう付けして
ヒートシンクとなし、このヒートシンクの板型ヒートパ
イプまたはベース板にＣＰＵ（発熱量１００Ｗ）、或い
はＣＰＵとＬＤＭ（発熱量６０Ｗ）をろう付けして、図
６〜図８に示した実装構造を得た。なお、フィン９はバ
ーリング加工部を筒状ヒートパイプに串刺し、串刺部分
をろう付けして固定した。筒状ヒートパイプ、ベース
板、フィンにはＡｌ合金を用いた。前記ろう付けは、全
てＢＡｇ−８ろう材を用いて行った。
る。 （実施例１）Ａｌ合金板をプレス成形してコンテナ本体
と蓋体を作製し、次いで前記各部材をろう付けにより組
付け、コンテナ内部に作動液を常法にて減圧封入して板
型ヒートパイプ（厚さ８ｍｍ、幅６０ｍｍ、長さ１４０
ｍｍ）を作製し、この板型ヒートパイプに筒状ヒートパ
イプまたは多穴型ヒートパイプをろう付けし、また前記
筒状ヒートパイプに適宜フィンをろう付けし、さらに前
記板型ヒートパイプ裏面に適宜ベース板をろう付けして
ヒートシンクとなし、このヒートシンクの板型ヒートパ
イプまたはベース板にＣＰＵ（発熱量１００Ｗ）、或い
はＣＰＵとＬＤＭ（発熱量６０Ｗ）をろう付けして、図
６〜図８に示した実装構造を得た。なお、フィン９はバ
ーリング加工部を筒状ヒートパイプに串刺し、串刺部分
をろう付けして固定した。筒状ヒートパイプ、ベース
板、フィンにはＡｌ合金を用いた。前記ろう付けは、全
てＢＡｇ−８ろう材を用いて行った。
【００５１】次いで、前記実装構造のＣＰＵ、またはＣ
ＰＵとＬＤＭを稼働させ、定常状態におけるＣＰＵの温
度分布を測定して冷却効率を調べた。最高温度が５０℃
未満の場合は冷却効率が極めて優れる（◎）、５０℃以
上６０℃以下の場合は優れる（○）、６０℃を超えたら
劣る（×）と評価した。
ＰＵとＬＤＭを稼働させ、定常状態におけるＣＰＵの温
度分布を測定して冷却効率を調べた。最高温度が５０℃
未満の場合は冷却効率が極めて優れる（◎）、５０℃以
上６０℃以下の場合は優れる（○）、６０℃を超えたら
劣る（×）と評価した。
【００５２】（実施例２）図６（ロ）に示した実装構造
のフィンおよび筒状ヒートパイプをファンにより風冷し
た（図９）他は、実施例１と同じ方法により冷却効率を
調べ評価した。
のフィンおよび筒状ヒートパイプをファンにより風冷し
た（図９）他は、実施例１と同じ方法により冷却効率を
調べ評価した。
【００５３】（比較例１）図１０（イ）、（ロ）に示し
た従来のヒートシンクのベース板１１にＣＰＵ２１およ
びＬＤＭ２２をろう付けした他は、実施例１と同じ方法
により冷却効率を調べ評価した。結果を表１に示す。
た従来のヒートシンクのベース板１１にＣＰＵ２１およ
びＬＤＭ２２をろう付けした他は、実施例１と同じ方法
により冷却効率を調べ評価した。結果を表１に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】表１から明らかなように、本発明例のＮ
ｏ．１〜７はいずれも冷却効率に優れた。中でも、板型
ヒートパイプと筒状ヒートパイプとを連通させ、フィン
を配しかつＣＰＵを板型ヒートパイプに直接ろう付けし
たもの（Ｎｏ．５）およびファンにより冷却を行ったも
の（Ｎｏ．７）は冷却効率が極めて優れた。ＬＤＭの温
度はいずれも５０℃未満であった。これに対し、比較例
１は板型ヒートパイプにフィンを立設させただけのため
冷却効率が劣った。ＬＤＭの温度は６０℃に近かった。
ｏ．１〜７はいずれも冷却効率に優れた。中でも、板型
ヒートパイプと筒状ヒートパイプとを連通させ、フィン
を配しかつＣＰＵを板型ヒートパイプに直接ろう付けし
たもの（Ｎｏ．５）およびファンにより冷却を行ったも
の（Ｎｏ．７）は冷却効率が極めて優れた。ＬＤＭの温
度はいずれも５０℃未満であった。これに対し、比較例
１は板型ヒートパイプにフィンを立設させただけのため
冷却効率が劣った。ＬＤＭの温度は６０℃に近かった。
【００５６】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明のヒートシ
ンクは、板型ヒートパイプの表面に他のヒートパイプを
熱的に接続して立設させたものなので、板型ヒートパイ
プ表面にフィンを立設させた従来のヒートシンクに較べ
て冷却効率に優れる。前記板型ヒートパイプと他のヒー
トパイプとを連通させることにより冷却効率が一層向上
する。板型ヒートパイプの表面に凹部を設け、前記凹部
に他のヒートパイプの基部を嵌入することにより板型ヒ
ートパイプと他のヒートパイプ間の接続強度および伝熱
性が高まる。前記他のヒートパイプに多穴型ヒートパイ
プを用いることにより組立てが容易に行える。
ンクは、板型ヒートパイプの表面に他のヒートパイプを
熱的に接続して立設させたものなので、板型ヒートパイ
プ表面にフィンを立設させた従来のヒートシンクに較べ
て冷却効率に優れる。前記板型ヒートパイプと他のヒー
トパイプとを連通させることにより冷却効率が一層向上
する。板型ヒートパイプの表面に凹部を設け、前記凹部
に他のヒートパイプの基部を嵌入することにより板型ヒ
ートパイプと他のヒートパイプ間の接続強度および伝熱
性が高まる。前記他のヒートパイプに多穴型ヒートパイ
プを用いることにより組立てが容易に行える。
【００５７】本発明では、他のヒートパイプにフィンを
配することにより、前記フィンをファンにより風冷する
ことにより、板型ヒートパイプの裏面に発熱体をベース
板を介さずに直接接続することにより、高い冷却効率が
得られる。
配することにより、前記フィンをファンにより風冷する
ことにより、板型ヒートパイプの裏面に発熱体をベース
板を介さずに直接接続することにより、高い冷却効率が
得られる。
【００５８】本発明では、前記板型ヒートパイプの筒状
ヒートパイプとの接続部をバーリング加工することによ
り板型ヒートパイプと筒状ヒートパイプ間の接続強度お
よび伝熱性が高まり冷却効率が向上する。また前記フィ
ンをバーリング加工して筒状ヒートパイプに串刺しする
ことによりフィンと筒状ヒートパイプ間の接続強度およ
び伝熱性が高まり冷却効率が向上する。
ヒートパイプとの接続部をバーリング加工することによ
り板型ヒートパイプと筒状ヒートパイプ間の接続強度お
よび伝熱性が高まり冷却効率が向上する。また前記フィ
ンをバーリング加工して筒状ヒートパイプに串刺しする
ことによりフィンと筒状ヒートパイプ間の接続強度およ
び伝熱性が高まり冷却効率が向上する。
【００５９】本発明では、板型ヒートパイプを縦にして
使用するとき、他のヒートパイプの先端部が基部より上
に位置するように、他のヒートパイプを板型ヒートパイ
プの表面に対し傾斜させておくと、或いはＶ字状に折り
曲げて逆Ｖ字状に立設させておくと作動液が良好に循環
して冷却効率が向上する。多穴型ヒートパイプの場合は
長穴の先端部が基部より上に位置させるか、長穴を逆Ｖ
字状に形成しておくことにより作動液が良好に循環して
冷却効率が向上する。依って、工業上顕著な効果を奏す
る。
使用するとき、他のヒートパイプの先端部が基部より上
に位置するように、他のヒートパイプを板型ヒートパイ
プの表面に対し傾斜させておくと、或いはＶ字状に折り
曲げて逆Ｖ字状に立設させておくと作動液が良好に循環
して冷却効率が向上する。多穴型ヒートパイプの場合は
長穴の先端部が基部より上に位置させるか、長穴を逆Ｖ
字状に形成しておくことにより作動液が良好に循環して
冷却効率が向上する。依って、工業上顕著な効果を奏す
る。
【図１】（イ）〜（ニ）は本発明のヒートシンクのそれ
ぞれ第１〜３の実施形態を示す側面説明図である。
ぞれ第１〜３の実施形態を示す側面説明図である。
【図２】（イ）、（ロ）は本発明のヒートシンクのそれ
ぞれ第４、５の実施形態を示す側面説明図である。
ぞれ第４、５の実施形態を示す側面説明図である。
【図３】（イ）〜（ハ）は本発明のヒートシンクのそれ
ぞれ第６〜８の実施形態を示す平面説明図および側面説
明図である。
ぞれ第６〜８の実施形態を示す平面説明図および側面説
明図である。
【図４】（イ）〜（ハ）は本発明のヒートシンクのそれ
ぞれ第９〜１１の実施形態を示す側面説明図である。
ぞれ第９〜１１の実施形態を示す側面説明図である。
【図５】本発明のヒートシンクの第１２の実施形態を示
す側面説明図である。
す側面説明図である。
【図６】（イ）、（ロ）は本発明の実装構造の第１、２
の実施形態を示すそれぞれ側面説明図である。
の実施形態を示すそれぞれ側面説明図である。
【図７】（イ）、（ロ）は本発明の実装構造の第３、４
の実施形態を示すそれぞれ側面説明図である。
の実施形態を示すそれぞれ側面説明図である。
【図８】（イ）、（ロ）は本発明の実装構造の第５、６
の実施形態を示すそれぞれ側面説明図である。
の実施形態を示すそれぞれ側面説明図である。
【図９】本発明の実装構造の第７の実施形態を示す側面
説明図である。
説明図である。
【図１０】（イ）、（ロ）は従来のヒートシンクの実装
構造を示すそれぞれ側面説明図および背面説明図であ
る。
構造を示すそれぞれ側面説明図および背面説明図であ
る。
１ 板型ヒートパイプ
２ 筒状ヒートパイプ
３ ろう材
４ 板型ヒートパイプの表面に設けられた凹部
５ 板型ヒートパイプのバーリング加工部
６ 筒状ヒートパイプの先端部
７ 筒状ヒートパイプの基部
９ フィン
１０ フィンのバーリング加工部
１１ ベース板
１２ 多穴型ヒートパイプ
１３ 多穴型ヒートパイプの長穴
１４ ファン
１６ 多穴型ヒートパイプの長穴の先端部
１７ 多穴型ヒートパイプの長穴の基部
２１ ＣＰＵ（中央演算素子）
２２ ＬＤＭ（光部品）
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｈ０１Ｌ 23/427 Ｈ０１Ｌ 23/46 Ｂ
Claims (19)
- 【請求項１】 板型ヒートパイプの表面に他のヒートパ
イプが、その基部を熱的に接続して立設されていること
を特徴とするヒートシンク。 - 【請求項２】 前記板型ヒートパイプと他のヒートパイ
プとが連通していることを特徴とする請求項１記載のヒ
ートシンク。 - 【請求項３】 前記板型ヒートパイプの表面に凹部が設
けられ、前記凹部に他のヒートパイプの基部が嵌入され
ていることを特徴とする請求項１または２に記載のヒー
トシンク。 - 【請求項４】 前記他のヒートパイプが筒状ヒートパイ
プであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
記載のヒートシンク。 - 【請求項５】 前記筒状ヒートパイプが、前記板型ヒー
トパイプ表面に対して傾斜して（非垂直）立設されてい
ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
ヒートシンク。 - 【請求項６】 前記筒状ヒートパイプがＶ字状に折り曲
げられ、前記板型ヒートパイプの表面に逆Ｖ字状に立設
されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
に記載のヒートシンク。 - 【請求項７】 前記他のヒートパイプが多穴型ヒートパ
イプであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載のヒートシンク。 - 【請求項８】 前記多穴型ヒートパイプの作動液の流路
となる長穴が、前記板型ヒートパイプ表面に対して傾斜
して（非垂直）形成されていることを特徴とする請求項
７記載のヒートシンク。 - 【請求項９】 前記多穴型ヒートパイプの作動液の流路
となる長穴が、前記板型ヒートパイプ表面に対して逆Ｖ
字状に形成されていることを特徴とする請求項７記載の
ヒートシンク。 - 【請求項１０】 前記他のヒートパイプが板型ヒートパ
イプであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載のヒートシンク。 - 【請求項１１】 前記板型ヒートパイプの他のヒートパ
イプとの接続部がバーリング加工されていることを特徴
とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のヒートシン
ク。 - 【請求項１２】 前記他のヒートパイプにフィンが串刺
状に配されていることを特徴とする請求項１乃至１１の
いずれかに記載のヒートシンク。 - 【請求項１３】 前記フィンの串刺部がバーリング加工
されていることを特徴とする請求項１２記載のヒートシ
ンク。 - 【請求項１４】 前記板型ヒートパイプの裏面にベース
板が面接合されていることを特徴とする請求項１乃至１
３のいずれかに記載のヒートシンク。 - 【請求項１５】 請求項１乃至１３のいずれかに記載の
ヒートシンクの板型ヒートパイプの裏面に発熱体が熱的
に接続されていることを特徴とするヒートシンクの実装
構造。 - 【請求項１６】 請求項１４記載のヒートシンクのベー
ス板に発熱体が熱的に接続されていることを特徴とする
ヒートシンクの実装構造。 - 【請求項１７】 請求項１５記載のヒートシンクの実装
構造において、前記他のヒートパイプが熱的に接続され
た箇所の板型ヒートパイプ裏面部分に高発熱密度の発熱
体が熱的に接続されていることを特徴とするヒートシン
クの実装構造。 - 【請求項１８】 請求項１６記載のヒートシンクの実装
構造において、前記他のヒートパイプが熱的に接続され
た箇所のベース板裏面部分に高発熱密度の発熱体が熱的
に接続されていることを特徴とするヒートシンクの実装
構造。 - 【請求項１９】 他のヒートパイプ、または他のヒート
パイプとフィンを冷却するためのファンが設けられてい
ることを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれかに記
載のヒートシンクの実装構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002143653A JP2003336976A (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | ヒートシンクおよびその実装構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002143653A JP2003336976A (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | ヒートシンクおよびその実装構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003336976A true JP2003336976A (ja) | 2003-11-28 |
Family
ID=29703591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002143653A Pending JP2003336976A (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | ヒートシンクおよびその実装構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003336976A (ja) |
Cited By (22)
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| KR100769497B1 (ko) | 2006-05-25 | 2007-10-24 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 히트 싱크 |
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2002
- 2002-05-17 JP JP2002143653A patent/JP2003336976A/ja active Pending
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