【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度実装された電子部品（ＣＰＵ、半導体チップなど）や光部品（ＬＤなど）などの発熱体の冷却に好適な板型ヒートパイプおよびその実装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高密度実装された電子部品や光部品などの発熱体を冷却するヒートパイプには、スペースの点から、厚さの薄い板型ヒートパイプが多用されている。
前記板型ヒートパイプは、図１１に示すように、上板１と本体２とからなる板状コンテナ（以下適宜コンテナと略記する）３内に、ウィック４が配され、さらに作動液が減圧封入されたもので、このコンテナ３の表面（作動液蒸発側外面）１８に発熱体を接触させると、その部分の作動液が前記発熱体から蒸発潜熱を奪って蒸発し、発熱体が冷却される。前記作動液の蒸気はコンテナ３の作動液凝縮側（以下適宜凝縮側と略記する）内面７で冷却されて凝縮し、液相となって作動液蒸発側（以下適宜蒸発側と略記する）内面６に還流する。前記作動液の還流は、主に、前記板型ヒートパイプの内面に配されたウィック４の毛細管力により行われる。コンテナ３の凝縮側外面１９は、通常、ヒートシンク（フィンなど）を配して冷却（凝縮）を促進する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の板型ヒートパイプでは、コンテナ３に作動液を減圧封入する際に、コンテナ３の表面または裏面が外圧により凹むことがあり、この凹みがあると、コンテナ３と、発熱体またはヒートシンクとの間に隙間が開き、板型ヒートパイプの冷却効果が十分に得られなくなるという問題があった。
このため、前記コンテナ３の凹みを、図１２に示すように、前記コンテナ３内に伝熱ブロック２２を配置して防止する方法が提案された。
しかし、この板型ヒートパイプは、伝熱ブロック２２の配置により、重量が増加し、また作動液の蒸発が妨げられ、さらにウィック４がコンテナ３の内面に沿って設けられているため作動液の還流に時間が掛かり、十分な冷却効果が得られないという問題があった。
本発明の目的は、作動液減圧封入時にコンテナが凹まず、冷却効果に優れ、かつ軽量な板型ヒートパイプおよびその実装構造を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載発明は、板状コンテナ内に、ウィックが配され、さらに作動液が減圧封入された板型ヒートパイプにおいて、前記ウィックは板状コンテナ内の空間を横切って配されており、前記空間を横切るウィック部分により前記板状コンテナの作動液減圧封入時の凹みが防止されていることを特徴とする板型ヒートパイプである。
【０００５】
請求項２記載発明は、前記空間を横切るウィック部分が圧縮されて強化されていることを特徴とする請求項１記載の板型ヒートパイプである。
【０００６】
請求項３記載発明は、前記空間を横切るウィック部分は、前記ウィックが相互に密に折り重なって構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の板型ヒートパイプである。
【０００７】
請求項４記載発明は、板状コンテナ内に、ウィックが配され、さらに作動液が減圧封入された板型ヒートパイプにおいて、前記ウィックは板状コンテナ内の空間を横切って配されており、また前記板状コンテナ内の空間に断面積の小さい支柱が設けられており、前記空間を横切るウィック部分と前記支柱により前記板状コンテナの作動液減圧封入時の凹みが防止されていることを特徴とする板型ヒートパイプである。
【０００８】
請求項５記載発明は、前記支柱が、前記板状コンテナの一部を形成して設けられていることを特徴とする請求項４記載の板型ヒートパイプである。
【０００９】
請求項６記載発明は、前記ウィックが板状コンテナの作動液蒸発側内面および作動液凝縮側内面に金属接合または他の金属を介して接合されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の板型ヒートパイプである。
【００１０】
請求項７記載発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の板型ヒートパイプのウィックが配された部分の作動液蒸発側外面に発熱体が配されていることを特徴とする板型ヒートパイプの実装構造である。
【００１１】
請求項８記載発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の板型ヒートパイプの作動液凝縮側外面にヒートシンクが配されていることを特徴とする板型ヒートパイプの実装構造である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の板型ヒートパイプ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。
請求項１記載の板型ヒートパイプは、図１（イ）に示すように、上板１と本体２とからなるコンテナ３内にウィック４が１個配され、前記ウィック４はコンテナ３内の空間を２度横切って、即ちコンテナ内空間を横切るウィック部分５、５を設けて、コンテナ３の蒸発側内面６と凝縮側内面７とに接合されたものである。図１（ロ）は上板を開けた状態の本体２内部の斜視図である。ウィック４は複数個配しても良い。コンテナ３内の空間を横切るウィック部分５はコンテナ本体２の床面に対し略垂直に配するのが強度的に望ましい。
図１（イ）、（ロ）で１７は本体縁部である。
なお、コンテナ３内には、作動液（図示せず）が減圧封入される。
【００１３】
この板型ヒートパイプでは、コンテナ内の空間を横切るウィック部分５が、作動液減圧封入時のコンテナ３の凹みを防止するので、伝熱ブロックが不要であり、このため板型ヒートパイプは軽量であり、作動液は良好に蒸発する。さらに凝縮した作動液は空間を横切るウィック部分５を通って蒸発側内面６に迅速に還流する。従ってこの板型ヒートパイプは、作動液減圧封入時にコンテナが凹まず、冷却効果に優れ、かつ軽量である。
【００１４】
請求項２記載の板型ヒートパイプは、図２に示すように、コンテナ３内の空間を横切るウィック部分５の強度を、ウィック部分５を厚さ方向に圧縮して高め、コンテナの凹みをより良好に防止したものである。前記圧縮はウイック４の長さ方向に行っても良い。圧縮部分は熱伝導性も高まる。
【００１５】
請求項３記載の板型ヒートパイプは、図３に示すように、コンテナ３内の空間をウィック４が密に折り重なって横切り、この折り重なったウィック部分５がコンテナ３の凹みを防止するものである。
【００１６】
請求項４記載の板型ヒートパイプは、図４（イ）に示すように、コンテナ３内に断面積の小さい支柱８を配したものであり、作動液を減圧封入する際のコンテナの凹みは、この支柱８とコンテナ３内空間を横切るウィック部分５により防止される。
【００１７】
図４（ロ）はコンテナ本体２の床部に設けられた支柱部分の斜視図である。
支柱８はコンテナ本体２の床部の中央部分に折り曲げによる所定高さの土手を形成し、この土手の所要箇所を支柱８として残したものである。前記土手の支柱８となる箇所以外は切断除去し、前記切断箇所の切れ目は半田付けなどにより密閉する。
支柱８はコンテナ３の床板を２枚重ねた厚さであり、幅を必要最小限の長さにすれば断面積を小さくすることができる。支柱８はコンテナ本体２をプレス成形する際に一緒に形成することもできる。この方法は生産性に優れる。
【００１８】
支柱８の頭部に上板１内面に接するフラット部９を形成しておくとコンテナ３の凹みがより良好に防止される。
支柱８はコンテナ３の中央部分に設けるのが凹み防止に有効であり、その本数はコンテナ３の大きさや材質などを考慮して適宜決められる。
【００１９】
図５に示す板型ヒートパイプは、作動液減圧封入時のコンテナ３の凹みを、支柱８とコンテナ３内の空間を密に折り重なって横切るウィック部分５とにより防止したものである。
【００２０】
図６に示す板型ヒートパイプは、コンテナ３内にコの字型支柱１０を開放部を上にして２個並べて配し、作動液減圧封入時のコンテナ３の凹みをコの字型支柱１０とコンテナ３内空間を横切るウィック部分５とにより防止したものである。この板型ヒートパイプでは、蒸発側ではウィック４をコの字型支柱１０の底部上に配するので、作動液の蒸発がコの字型支柱１０により阻害されることがない。コの字型支柱１０はコンテナ３と同じ板材で作製するのがコンテナ３の耐食性および生産性の上で望ましい。
【００２１】
本発明では、図７に示すように、コの字型支柱１０を、コンテナ上板１を２分し、各中央部側を内側に折り曲げて形成したもので、図６に示したものに較べて部品数が少なく生産性に優れる。またここでは上板１中央部の突き合わせ部分を一旦上方に突出させてからコの字型に形成しており、この上板突出部１３はヒートシンクの固定に利用できる。
【００２２】
本発明において、コンテナを構成する上板と本体とは、圧延、押出、鍛造、鋳造などによりアルミニウム合金板を製造し、これにプレス打ち抜き、プレス成形などを施して製造される。
【００２３】
本発明において、コンテナには、銅（Ｃ１０２０、Ｃ１１００、Ｃ１２００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。前記上板と本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。
【００２４】
ウィックには、金網、焼結金属、メタルウール、ガラス繊維、炭素繊維、セラミックス繊維などが使用できる。
【００２５】
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。
作動液の封入量は、その大半がウィック内に毛細管力で保持される程度が望ましく、この程度の量において、作動液は最も有効に作用する。
【００２６】
図１〜７に示した板型ヒートパイプは、例えば、所定形状に成形したウィック４の片面をコンテナ本体２の床面にろう付けし、次いでウィック４の他の片面と上板１およびコンテナ本体縁部１７と上板１とを同時にろう付けし、次いで作動液を常法により減圧封入して製造される。図４〜７に示した板型ヒートパイプでは、支柱頭部のフラット部９も上板１にろう付けする。
【００２７】
本発明において、コンテナ３内面とウィック４の接合、コンテナ本体縁部１７と上板１との接合などには、熱伝導性に優れる金属接合または他の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、ＦＳＷ （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。熱伝導性の良い接着剤を用いることもできる。コンテナ３とヒートシンク１４の接合にも前記接合法が適用できる。
【００２８】
本発明の板型ヒートパイプは、コンテナ３のウィック４が配された部分の蒸発側外面に発熱体を配し、また前記板型ヒートパイプの凝縮側外面にヒートシンクを設けることによりその冷却効果が十分に発現される。
【００２９】
次に本発明の板型ヒートパイプの実装構造を図を参照して具体的に説明する。図８は、図１に示した板型ヒートパイプのコンテナ３の蒸発側外面１８にＣＰＵ（発熱体）１１を近接させ、凝縮側外面１９にフィン１４を配した実装構造の縦断面説明図である。図８で１２は前記ＣＰＵ１１を搭載した回路基板である。ＣＰＵ１１とコンテナ３との間に伝熱性グリース、伝熱性シート、伝熱性樹脂などを介在させておくとＣＰＵ１１とコンテナ３間の熱抵抗が減少し望ましい。ＣＰＵ１１はウィック４を接合した部分の蒸発側外面１８に配するのが冷却効果に優れる。
【００３０】
図９は、図６に示した板型ヒートパイプの蒸発側外面１８にＣＰＵ１１を近接させ、凝縮側外面１９にフィン１４を配した実装構造の縦断面説明図である。ここではコンテナ端部にフィン１４、およびＣＰＵを搭載した回路基板１２がボルト１５とナット１６により締結されている。
【００３１】
本発明では、図１０に示すように、コンテナ３の外周に外枠２０を設けて、板型ヒートパイプの補強、電磁波シールド、位置決めなどを行うのが望ましい。外枠２０は筒体からなり、その上端に鍔２１が設けられ、この鍔２１は上板１や回路基板１２と共にボルト１５とナット１６により締結される。外枠２０にはプラスチックや金属材料が使用される。
【００３２】
本発明において、板型ヒートパイプに取り付けられたヒートシンクをファンにより冷却すると放熱特性が向上する。前記ファンは板型ヒートパイプに一体に取り付けると組み立てが簡便に行えて望ましい。ヒートシンクには、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。
【００３３】
【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）
厚さ１．０ｍｍのＣ１０２０アルミニウム合金板をプレス成形してコンテナ本体２と上板１を作製し、次いで所定形状に成形したウィック４をコンテナ本体２内面に接合し、次いでウィック４を本体縁部１７と上板１に同時に接合し、次いで作動液を減圧封入して、図１〜３に示した板型ヒートパイプ（厚さ８ｍｍ、幅６０ｍｍ、長さ１４０ｍｍ）を各１０個づつ製造した。
ウィック４にはＣ１０２０アルミニウム合金製メッシュ（８０μｍ♯１２０）を１０枚重ねたものを用いた。ウィック４とコンテナ３内面、本体縁部１７と上板１、コンテナ凝縮側外面１９とフィン１４の各接合は、ろう付け法（ろう材：ＢＡｇ−８）により行った。
【００３４】
前記板型ヒートパイプの蒸発側内面のウィックが接合された部分のコンテナ下面に、回路基板に搭載されたＣＰＵ（発熱量１００Ｗ）を伝熱性シートを介して接触させ、前記コンテナの上面にアルミニウム合金製フィンを接合し、この状態で前記回路基板の温度分布を測定した。前記１０個のＣＰＵ表面が最高温度５０℃以下の場合は冷却効果が良好（○）、５０℃を超えたものが１個でもあれば不良（×）と判定した。
【００３５】
（実施例２）
コンテナ内に折り曲げ式により支柱を設けた他は、実施例１と同じ方法により図４、５に示した構造の板型ヒートパイプを製造し、実施例１と同じ方法により板型ヒートパイプの冷却効果を判定した。
【００３６】
（実施例３）
コンテナ内にコの字型支柱を配した他は、実施例１と同じ方法により図６に示した構造の板型ヒートパイプを製造し、実施例１と同じ方法により板型ヒートパイプの冷却効果を判定した。
【００３７】
（比較例１）
図１１に示した従来の板型ヒートパイプについて、実施例１と同じ方法により板型ヒートパイプの冷却効果を判定した。
【００３８】
（比較例２）
図１２に示した、コンテナ３内にアルミニウム合金製多孔質体からなる伝熱ブロック２２を配した従来の板型ヒートパイプについて、実施例１と同じ方法により板型ヒートパイプの冷却効果を判定した。
結果を表１に示す。表１にはコンテナの表面と裏面の凹みの深さ（ｔ：ｍｍ）および板型ヒートパイプの軽重を併記した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１から明らかなように、本発明例の実施例１〜３の板型ヒートパイプはいずれも冷却効果に優れた。また伝熱ブロックを用いないため軽量であった。
冷却効果に優れた理由は、コンテナの空間部分にウィックや支柱などが配されているためコンテナ表裏面に凹みが殆ど生じず、ＣＰＵやフィンとの間の熱伝導が良好であり、また前記支柱は小断面積のため作動液の蒸発が阻害されず、さらに作動液がコンテナ内空間を横断するウィック部分を通って蒸発側に迅速に還流したためである。
【００４１】
これに対し、比較例１は、コンテナ内に支柱などが配されていないためコンテナの表裏面に凹みが生じ、またウィックがコンテナ内面に沿って配されていて作動液の還流が迅速になされないため冷却効果が劣った。
比較例２はコンテナの凹み防止に伝熱ブロックを用いたため作動液の蒸発が阻害され、また比較例１と同じ理由で作動液が迅速に還流せず、これらの理由により冷却効果が劣った。また伝熱ブロックを配したため重くなった。
【００４２】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の板型ヒートパイプは、コンテナ内空間を横切って配されたウィック部分により作動液減圧封入時のコンテナの凹みが防止されて発熱体やヒートシンクとの間の熱伝導が良好になされる。また作動液が前記ウィック部分を通って迅速に還流する。コンテナ内に支柱を配することにより前記コンテナの凹みはさらに改善される。前記支柱は小断面積とするので作動液の蒸発が阻害されない。従って本発明の板型ヒートパイプは冷却効果に優れる。さらに伝熱ブロックを使用しないので軽量である。本発明の板型ヒートパイプは、ウィックが配された部分の蒸発側外面に発熱体を配し、また前記板型ヒートパイプの凝縮側外面にヒートシンクが設けることによりその冷却効果が十分に発現される。依って、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の板型ヒートパイプの第１の実施形態を示す（イ）縦断面説明図および（ロ）本体内部の斜視図である。
【図２】本発明の板型ヒートパイプの第２の実施形態を示す縦断面説明図である。
【図３】本発明の板型ヒートパイプの第３の実施形態を示す縦断面説明図である。
【図４】本発明の板型ヒートパイプの第４の実施形態を示す（イ）縦断面説明図および（ロ）本体内部の支柱部分の斜視図である。
【図５】本発明の板型ヒートパイプの第５の実施形態を示す縦断面説明図である。
【図６】本発明の板型ヒートパイプの第６の実施形態を示す縦断面説明図である。
【図７】本発明の板型ヒートパイプの第７の実施形態を示す縦断面説明図である。
【図８】本発明の実装構造の第１の実施形態を示す縦断面説明図である。
【図９】本発明の実装構造の第２の実施形態を示す縦断面説明図である。
【図１０】本発明の実装構造の第３の実施形態を示す縦断面説明図である。
【図１１】従来の板型ヒートパイプの縦断面説明図である。
【図１２】従来の板型ヒートパイプの縦断面説明図である。
【符号の説明】
１ コンテナを構成する上板
２ コンテナを構成する本体
３ コンテナ
４ ウィック
５ コンテナ内の空間を横切るウィック部分
６ コンテナの蒸発側内面
７ コンテナの凝縮側内面
８ 支柱
９ 支柱頭部のフラット部
１０ コの字型支柱
１１ ＣＰＵ（発熱体）
１２ ＣＰＵを搭載した回路基板
１３ 上板突出部
１４ フィン
１５ ボルト
１６ ナット
１７ コンテナ本体の縁部
１８ コンテナの蒸発側外面
１９ コンテナの凝縮側外面
２０ 外枠
２１ 外枠の鍔
２２ 伝熱ブロック[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a plate-type heat pipe suitable for cooling a heating element such as an electronic component (CPU, semiconductor chip, etc.) or an optical component (LD, etc.) mounted at high density, and a mounting structure thereof.
[0002]
[Prior art]
As a heat pipe for cooling a heating element such as an electronic component or an optical component mounted at high density, a plate-type heat pipe having a small thickness is frequently used in terms of space.
As shown in FIG. 11, the plate-type heat pipe is provided with a wick 4 in a plate-shaped container (hereinafter, abbreviated as a container) 3 composed of an upper plate 1 and a main body 2, and a working fluid is sealed under reduced pressure. When a heating element is brought into contact with the surface (the outer surface of the working fluid evaporation side) 18 of the container 3, the working fluid in that portion takes the latent heat of evaporation from the heating element and evaporates, and the heating element is cooled. . The vapor of the hydraulic fluid is cooled and condensed on an inner surface 7 of the hydraulic fluid condensing side (hereinafter abbreviated as “condensed side”) of the container 3, becomes a liquid phase, and becomes an inner surface of the hydraulic fluid evaporating side (hereinafter abbreviated as “vaporized side”) Reflux to 6. The reflux of the working fluid is mainly performed by the capillary force of the wick 4 disposed on the inner surface of the plate-type heat pipe. The condensing side outer surface 19 of the container 3 is usually provided with a heat sink (such as a fin) to promote cooling (condensing).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional plate-type heat pipe, when the working fluid is decompressed and sealed in the container 3, the front surface or the back surface of the container 3 may be dented due to external pressure. There is a problem that a gap is opened between the heat pipe and the heat sink, and the cooling effect of the plate heat pipe cannot be sufficiently obtained.
For this reason, there has been proposed a method of preventing the dent of the container 3 by arranging the heat transfer block 22 in the container 3 as shown in FIG.
However, due to the arrangement of the heat transfer block 22, the weight of the plate heat pipe is increased, the evaporation of the working fluid is prevented, and the wick 4 is provided along the inner surface of the container 3. There is a problem that it takes time to reflux and a sufficient cooling effect cannot be obtained.
An object of the present invention is to provide a light-weight plate-type heat pipe and a mounting structure thereof, in which the container is not depressed when the working fluid is decompressed and sealed, and has an excellent cooling effect.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, in the plate-type heat pipe in which a wick is disposed in a plate-shaped container and the working fluid is further sealed under reduced pressure, the wick is disposed across a space in the plate-shaped container; A plate-shaped heat pipe, wherein a wick portion crossing a space prevents the plate-shaped container from being depressed when the working fluid is sealed under reduced pressure.
[0005]
The invention according to claim 2 is the plate-type heat pipe according to claim 1, wherein a wick portion crossing the space is compressed and reinforced.
[0006]
A third aspect of the present invention is the plate-type heat pipe according to the first or second aspect, wherein the wick portion crossing the space is configured such that the wicks are folded tightly with each other.
[0007]
According to a fourth aspect of the present invention, in the plate-type heat pipe in which the wick is provided in the plate-shaped container and the working fluid is sealed under reduced pressure, the wick is provided across the space in the plate-shaped container; A column having a small cross-sectional area is provided in the space inside the plate-shaped container, and a wick portion that crosses the space and the column prevent the plate-shaped container from being recessed when the working fluid is decompressed and sealed. This is a plate-type heat pipe.
[0008]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the plate-type heat pipe according to the fourth aspect, wherein the support is provided so as to form a part of the plate-like container.
[0009]
The invention according to claim 6 is characterized in that the wick is joined to the inner surface of the plate-shaped container on the working fluid evaporation side and the inner surface of the working fluid condensing side via metal bonding or another metal. A plate-type heat pipe according to any one of the above.
[0010]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the plate type heat pipe according to any one of the first to sixth aspects, wherein a heating element is disposed on an outer surface of the hydraulic fluid evaporation side of a portion where the wick is disposed. It is a mounting structure of a heat pipe.
[0011]
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a mounting structure of a plate-type heat pipe, wherein a heat sink is disposed on an outer surface of the plate-type heat pipe according to any one of the first to sixth aspects on the hydraulic fluid condensing side.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the plate-type heat pipe of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
In all the drawings for describing the present invention, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.
In the plate-type heat pipe according to the first aspect, as shown in FIG. 1A, one wick 4 is arranged in a container 3 composed of an upper plate 1 and a main body 2, and the wick 4 is provided in the container 3. The container 3 is joined to the evaporating-side inner surface 6 and the condensing-side inner surface 7 of the container 3 by providing wick portions 5 and 5 which cross the space twice, that is, cross the space in the container. FIG. 1B is a perspective view of the inside of the main body 2 with the upper plate opened. A plurality of wicks 4 may be arranged. It is desirable in terms of strength that the wick portion 5 crossing the space in the container 3 be disposed substantially perpendicular to the floor surface of the container body 2.
In FIGS. 1A and 1B, reference numeral 17 denotes an edge of the main body.
The working fluid (not shown) is sealed in the container 3 under reduced pressure.
[0013]
In this plate-type heat pipe, the wick portion 5 crossing the space in the container prevents the container 3 from being dented when the working fluid is depressurized, so that a heat transfer block is not required. Yes, the working fluid evaporates well. Further, the condensed working fluid quickly returns to the inner surface 6 on the evaporation side through the wick portion 5 crossing the space. Therefore, this plate-type heat pipe has an excellent cooling effect and a light weight, since the container is not dented when the working fluid is filled under reduced pressure.
[0014]
As shown in FIG. 2, the plate heat pipe according to claim 2 increases the strength of the wick portion 5 that crosses the space in the container 3 by compressing the wick portion 5 in the thickness direction, thereby increasing the dent of the container. This was well prevented. The compression may be performed in the length direction of the wick 4. The compressed part also has increased thermal conductivity.
[0015]
As shown in FIG. 3, in the plate-type heat pipe according to the third aspect, the wicks 4 fold tightly across the space inside the container 3, and the folded wick portions 5 prevent the container 3 from being dented. .
[0016]
As shown in FIG. 4 (a), the plate heat pipe according to the fourth aspect is provided with a column 8 having a small cross-sectional area in the container 3, and the concave portion of the container when the working fluid is sealed under reduced pressure. Is prevented by the wick portion 5 crossing the column 8 and the space inside the container 3.
[0017]
FIG. 4B is a perspective view of a column provided on the floor of the container body 2.
The pillar 8 is formed by forming a bank of a predetermined height by bending at the center of the floor of the container body 2, and leaving a required portion of the bank as the pillar 8. The portion other than the portion that becomes the pillar 8 is cut and removed, and the cut at the cut portion is sealed by soldering or the like.
The column 8 has a thickness in which two floor boards of the container 3 are stacked, and the cross-sectional area can be reduced by setting the width to the minimum necessary length. The columns 8 can be formed together when the container body 2 is pressed. This method is excellent in productivity.
[0018]
Forming a flat portion 9 in contact with the inner surface of the upper plate 1 at the head of the support column 8 prevents the dent of the container 3 better.
It is effective to provide the pillars 8 at the center of the container 3 to prevent dents, and the number of the pillars 8 is appropriately determined in consideration of the size and material of the container 3.
[0019]
In the plate-type heat pipe shown in FIG. 5, the depression of the container 3 when the working fluid is decompressed and sealed is prevented by the support column 8 and the wick portion 5 that folds the space inside the container 3 tightly.
[0020]
In the plate-type heat pipe shown in FIG. 6, two U-shaped posts 10 are arranged side by side in the container 3 with the open portion facing upward. And the wick portion 5 crossing the space inside the container 3. In this plate-type heat pipe, the wick 4 is disposed on the bottom of the U-shaped support 10 on the evaporation side, so that the evaporation of the hydraulic fluid is not hindered by the U-shaped support 10. The U-shaped support 10 is desirably made of the same plate as the container 3 in view of the corrosion resistance and productivity of the container 3.
[0021]
In the present invention, as shown in FIG. 7, a U-shaped support 10 is formed by dividing the container upper plate 1 into two and bending each center side inward, as compared with the one shown in FIG. The number of parts is small and the productivity is excellent. Further, here, the butted portion at the center of the upper plate 1 is formed to have a U-shape after projecting upward once, and the upper plate protruding portion 13 can be used for fixing the heat sink.
[0022]
In the present invention, the upper plate and the main body constituting the container are manufactured by manufacturing an aluminum alloy plate by rolling, extrusion, forging, casting, or the like, and subjecting the aluminum alloy plate to press punching, press molding, or the like.
[0023]
In the present invention, copper (C1020, C1100, C1200, etc.), aluminum (A1010, A1100, A5000 series, A6000 series, A7000 series, etc.) can be used for the container. It is desirable that the upper plate and the main body are made of the same material in terms of productivity, corrosion resistance, and the like.
[0024]
For the wick, a wire mesh, sintered metal, metal wool, glass fiber, carbon fiber, ceramic fiber, or the like can be used.
[0025]
As the working fluid, helium, methane, ammonia, acetone, water, naphthalene, sodium, mercury, chlorofluorocarbon alternatives, hydrocarbons and the like can be used.
It is desirable that the amount of the working fluid enclosed is such that most of the working fluid is held in the wick by capillary force, and at such an amount, the working fluid works most effectively.
[0026]
The plate-type heat pipe shown in FIGS. 1 to 7, for example, is formed by brazing one surface of a wick 4 formed into a predetermined shape to the floor surface of a container body 2, and then the other surface of the wick 4 and the upper plate 1 and the container body. It is manufactured by brazing the edge portion 17 and the upper plate 1 at the same time, and then sealing the working fluid under reduced pressure by a conventional method. In the plate type heat pipe shown in FIGS. 4 to 7, the flat portion 9 of the column head is also brazed to the upper plate 1.
[0027]
In the present invention, for joining the inner surface of the container 3 to the wick 4 and joining the container main body edge 17 to the upper plate 1, it is desirable to use a metal joint having excellent heat conductivity or a joint via another metal. Ultrasonic welding, resistance heating welding, arc (TIG, MIG, plasma, laser) welding, FSW (Friction Stir Welding), etc. can be applied to the former, and silver brazing, copper brazing, tin brazing, etc. can be applied. And low-temperature soldering can be applied. An adhesive having good heat conductivity can also be used. The above-described joining method can be applied to the joining between the container 3 and the heat sink 14.
[0028]
The plate-type heat pipe of the present invention has a cooling effect by disposing a heating element on the evaporation-side outer surface of the portion where the wick 4 of the container 3 is disposed, and by providing a heat sink on the condensation-side outer surface of the plate-type heat pipe. Fully expressed.
[0029]
Next, the mounting structure of the plate-type heat pipe of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 8 is a vertical sectional explanatory view of a mounting structure in which the CPU (heating element) 11 is brought close to the evaporation-side outer surface 18 of the container 3 of the plate-type heat pipe shown in FIG. is there. In FIG. 8, reference numeral 12 denotes a circuit board on which the CPU 11 is mounted. It is desirable that a heat conductive grease, a heat conductive sheet, a heat conductive resin, or the like be interposed between the CPU 11 and the container 3 because the thermal resistance between the CPU 11 and the container 3 is reduced. If the CPU 11 is disposed on the evaporation-side outer surface 18 at the portion where the wick 4 is joined, the cooling effect is excellent.
[0030]
FIG. 9 is a vertical sectional explanatory view of a mounting structure in which the CPU 11 is brought close to the evaporation-side outer surface 18 of the plate-type heat pipe shown in FIG. Here, a fin 14 and a circuit board 12 on which a CPU is mounted are fastened to a container end by bolts 15 and nuts 16.
[0031]
In the present invention, as shown in FIG. 10, it is desirable to provide an outer frame 20 on the outer periphery of the container 3 to reinforce the plate-type heat pipe, shield the electromagnetic wave, and perform positioning. The outer frame 20 is formed of a cylindrical body, and a flange 21 is provided at an upper end thereof. The flange 21 is fastened together with the upper plate 1 and the circuit board 12 by bolts 15 and nuts 16. A plastic or metal material is used for the outer frame 20.
[0032]
In the present invention, when the heat sink attached to the plate-type heat pipe is cooled by the fan, the heat radiation characteristics are improved. It is desirable that the fan be integrally attached to the plate-type heat pipe so that assembly can be performed easily. For the heat sink, a corrugated fin, a comb fin, a caulked fin, or the like is used.
[0033]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.
(Example 1)
A C1020 aluminum alloy plate having a thickness of 1.0 mm is press-formed to produce a container body 2 and an upper plate 1, and then a wick 4 formed into a predetermined shape is joined to the inner surface of the container body 2, and then the wick 4 is attached to the body edge 17 and the upper plate 1 at the same time, and then the working fluid was sealed under reduced pressure to manufacture ten plate heat pipes (8 mm thick, 60 mm wide, 140 mm long) shown in FIGS.
The wick 4 used was a stack of ten C1020 aluminum alloy meshes (80 μm @ 120). The wick 4 and the inner surface of the container 3, the main body edge 17 and the upper plate 1, and the outer surface 19 of the container condensing side and the fin 14 were joined by a brazing method (brazing material: BAg-8).
[0034]
A CPU (calorific value: 100 W) mounted on a circuit board is brought into contact with the lower surface of the container at a portion where the wick of the inner side of the plate type heat pipe is joined via a heat conductive sheet, and an aluminum alloy is formed on the upper surface of the container. The fins were joined, and the temperature distribution of the circuit board was measured in this state. When the surface of the ten CPUs had a maximum temperature of 50 ° C. or lower, the cooling effect was good (○), and when one of the CPU surfaces exceeded 50 ° C., even one was poor (×).
[0035]
(Example 2)
4 and 5 were manufactured by the same method as in Example 1 except that the columns were provided in the container in a folding manner, and cooling of the plate-type heat pipe was performed by the same method as in Example 1. The effect was determined.
[0036]
(Example 3)
A plate heat pipe having the structure shown in FIG. 6 was manufactured by the same method as in Example 1 except that a U-shaped support was disposed in the container, and the cooling effect of the plate heat pipe was obtained by the same method as in Example 1. Was determined.
[0037]
(Comparative Example 1)
With respect to the conventional plate-type heat pipe shown in FIG. 11, the cooling effect of the plate-type heat pipe was determined by the same method as in Example 1.
[0038]
(Comparative Example 2)
With respect to the conventional plate-type heat pipe in which the heat transfer block 22 made of an aluminum alloy porous body was disposed in the container 3 shown in FIG. 12, the cooling effect of the plate-type heat pipe was determined by the same method as in Example 1. .
Table 1 shows the results. Table 1 also shows the depths (t: mm) of the recesses on the front and back surfaces of the container and the weight of the plate-type heat pipe.
[0039]
[Table 1]
[0040]
As is clear from Table 1, the plate-type heat pipes of Examples 1 to 3 of the present invention all had excellent cooling effects. In addition, it was lightweight because no heat transfer block was used.
The reason why the cooling effect is excellent is that the wick and the support are arranged in the space portion of the container, so that almost no depression occurs on the front and back surfaces of the container, the heat conduction between the CPU and the fins is good, and the support is effective. This is because the small cross-sectional area does not hinder the evaporation of the working fluid, and the working fluid quickly returned to the evaporation side through the wick portion crossing the space inside the container.
[0041]
On the other hand, in Comparative Example 1, since no support or the like is arranged in the container, dents are formed on the front and back surfaces of the container, and the wick is arranged along the inner surface of the container, and the hydraulic fluid is not quickly refluxed. Therefore, the cooling effect was inferior.
In Comparative Example 2, the use of the heat transfer block to prevent the dent of the container prevented the evaporation of the hydraulic fluid, and the hydraulic fluid did not quickly reflux for the same reason as in Comparative Example 1, resulting in a poor cooling effect. It also became heavier due to the arrangement of the heat transfer block.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, the plate-type heat pipe of the present invention has a wick portion disposed across the space in the container to prevent the dent of the container at the time of filling the working fluid under reduced pressure, so that the heat between the heating element and the heat sink can be prevented. Good conduction is achieved. Also, the working fluid quickly returns through the wick. By arranging the struts in the container, the depression of said container is further improved. Since the column has a small cross-sectional area, evaporation of the working fluid is not hindered. Therefore, the plate-type heat pipe of the present invention has an excellent cooling effect. Furthermore, the weight is light because no heat transfer block is used. In the plate-type heat pipe of the present invention, a heating element is disposed on the evaporation-side outer surface of the portion where the wick is disposed, and a heat sink is provided on the condensation-side outer surface of the plate-type heat pipe, so that its cooling effect is sufficiently exhibited. You. Therefore, a remarkable industrial effect is achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a (a) longitudinal sectional view and (b) a perspective view of the inside of a main body showing a first embodiment of a plate-type heat pipe of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory longitudinal sectional view showing a second embodiment of the plate-type heat pipe of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory longitudinal sectional view showing a third embodiment of the plate-type heat pipe of the present invention.
FIGS. 4A and 4B are a vertical sectional view and a perspective view of a column inside a main body, respectively, showing a plate-type heat pipe according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory longitudinal sectional view showing a fifth embodiment of the plate type heat pipe of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory longitudinal sectional view showing a sixth embodiment of the plate-type heat pipe of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory longitudinal sectional view showing a plate-type heat pipe according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory longitudinal sectional view showing a first embodiment of the mounting structure of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory longitudinal sectional view showing a second embodiment of the mounting structure of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory longitudinal sectional view showing a third embodiment of the mounting structure of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory longitudinal sectional view of a conventional plate-type heat pipe.
FIG. 12 is an explanatory longitudinal sectional view of a conventional plate-type heat pipe.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper plate which comprises a container 2 Body which comprises a container 3 Container 4 Wick 5 Wick part which traverses the space inside a container 6 Inner surface of container evaporating side 7 Inner surface of condensing side of container 8 Column 9 Flat part of column head 10 -Shaped support 11 CPU (heating element)
12 Circuit board 13 on which CPU is mounted 13 Upper plate protrusion 14 Fin 15 Bolt 16 Nut 17 Edge of container body 18 Evaporation side outer surface of container 19 Condensation side outer surface 20 of container Outer frame 21 Outer frame flange 22 Heat transfer block
