JP2008531966A - 平板型ヒートパイプ - Google Patents

Abstract

本発明は、そこに形成された所定の貫通孔を有する平らなパイプ、および貫通孔の内側の表面から左右に延びる複数の溝の形の平板型ヒートパイプを提供し、ヒートパイプの内部が真空状態の間、作動流体の液体およびガスの状態の間のフェーズ変更のために、ヒートパイプ内の熱が外部に放出され、複数の溝から作られる毛管力により作動流体が流動し、これにより、簡単な工程で製造されている一方で、強い毛管力および優れた冷却効果を取得することができる。

Description

本発明は、平板型ヒートパイプに関し、より詳細には、そこに形成された所定の貫通孔を有する平らなパイプ、および貫通孔の内側の表面から左右に延びる複数の溝の形の平板型ヒートパイプの微細構造に関し、角(corner)において実現される毛管力により液状の作動流体が流動できるようにし、これによって、伝熱性能を向上することができ、簡単な工程を用いてヒートパイプを製造する事により産性を向上し、小型および薄型電子デバイスに採用できる。

一般に、電子デバイスにパッケージ化されたチップおよびシステムは、半導体製造技術が開発されるにしたがって、高集積化および小型化されてきている。この技術により、電子デバイスに含まれる部品の発熱密度が大きく増加するため、発熱密度を効果的に分散できる冷却システムを採用する必要がある。特に、電子デバイスがその小型化と共に薄型であるので、冷却システムもまた、小型化されるべきである。

ヒートシンク（Heat Sink）、ファン（Fan）、および直径３ｍｍ以上の円形断面の小型ヒートパイプなどの従来の冷却システムは、小型化された電子デバイスに適用できる。

ヒートシンクは、大きさおよび厚さに関らず自由に製造できるので、冷却手段の基本的な構造として広く使用されてきた。しかし、ヒートシンクが非常に小型な大きさを有することを要求される場合、放熱は、伝熱領域の減少のために、比較的減少する。

ファンは、小型の大きさで製作するのが難しく、したがって、ファンの信頼性が減少する。

直径３ｍｍ以上を有する円形断面の小型ヒートパイプは、薄膜構造に適合するように使用することができ、小型化されたヒートパイプは円形断面を有するように設計されているので、小型化され薄い電子デバイスに適合するようにプレスされとき、伝熱能力は、芯（wick）の構造変化のために大きく減少する。

したがって、直径３ｍｍ以下の微細ヒートパイプの開発は、小型および薄い電子デバイスに適合することを要求される。

本発明の一態様は、そこに形成された所定の貫通孔、および貫通孔の内側から縦方向に伸びる複数の溝を有する平らなヒートパイプで形成される、平板型ヒートパイプのファイル構造を提供することにあるので、ヒートパイプの内部が真空である一方で、ヒートパイプ内の熱は、作動流体の液体状態および気体状態の間の変化の状態のために、外部に放出され、作業流体は、複数の溝から実現される毛管力により流れる。

好ましくは、複数の溝のそれぞれは、毛管力が実現される少なくとも１つ角を有する。

上述からわかるように、本発明による平板型ヒートパイプは、そこに形成された所定の貫通孔、および貫通孔の内側に形成された少なくとも１つの角を有する複数の溝を有する平らなヒートパイプで形成され、液体の作業流体は、角から実現される毛管力により流され、したがって、液体の作業流体をヒートパイプ内に流すのに分離した芯をインストールすることなしに、ヒートパイプそれ自身の構造修正を通して、強い毛管力を取得し、熱効率を改善することが可能となり、単純な処理を使用してヒートパイプを製造することにより生産性を増加させ、小型で薄い電子デバイスに適応できるようになる。

さらに、本発明によると、平板型ヒートパイプ内に複数の分離した層を形成することにより、１つの平板型ヒートパイプ内に複数の流れ道を形成することが可能となる。

さらに、本発明によると、内部の蒸気の流れる空間をより取得することは、強い有利点であり、同じ薄さを有する従来のヒートパイプと比較して、伝熱効率を改善する。

本発明は、そのある例示的な実施形態を参照して説明されてきたが、添付の特許請求の範囲およびその均等物により定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を行なえることを、当業者は理解されたい。

本発明をここで、本発明の好適な実施形態が示される添付の図面を参照して、より完全に説明する。しかし、本発明は、異なる形式で実装されるかもしれず、ここに説明される実施形態に限定されて構成されるべきでない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が完全および完璧であるように提供され、本発明の範囲を当業者に完全に伝える。図面において、層および領域（region）の薄さは、明快さのために大げさになっている。似たような参照の数字は、明細書を通して似たような要素を指定している。

図１は、本発明の第１の実施形態例よる平板型ヒートパイプの拡大された透視図である。

図１を参照して、本発明の第１実施形態例による平板型ヒートパイプは、平らな平板形を有する胴体部１００から形成される。

好ましくは、胴体部１００は、押出処理（extrusion process）を使用して製造された金属のパイプからできている。

さらに、胴体部１００は、外部から取り込まれた作動流体が通って流れる所定の貫通孔１０５を有する。

長方形断面を有し、縦方向に伸びる複数の溝１１０は、貫通孔１０５の内側の表面において形成される。

角１１５は、長方形の溝１１０の低い側に形成され、液体の作動流体が流れるような毛管力を実現する。

さらに、複数の分離層１２０は、複数の流れ道を形成するために、貫通孔１０５において形成されるかもしれない。

上記のように、本発明の第１の実施形態例よる平板型ヒートパイプは、液体の作動流体が、凝縮部（condenser section）から蒸発部（evaporator section）に流される（戻される）ことを可能にする通路として機能する従来の芯機能なしで、長方形の溝１１０の角１１５において実現される毛管力を使用して、液体の作動流体が流れることを可能にする。すなわち、長方形部分の溝１１０の角１１５は、従来の芯としての機能することができる。

さらに、発明の第１の実施形態よる平板型ヒートパイプは、ヒートパイプが真空状態にある状態におけるヒートパイプに注入された液状の作動流体の液体状態および気体状態の間の状態変化を使用して、内部の熱を外部に放出できる。

図２は、本発明の第２の実施形態例よる平板型ヒートパイプの拡大された透視図である。

図２を参照して、本発明の第２の実施形態例よる平板型ヒートパイプは、第１実施形態と似ている平らなパイプ型を有する胴体部２００から形成される。

胴体部２００は、外部から注入された作動流体が通って流れる所定の貫通孔２０５、およびＶ字型の断面を有し、貫通孔２０５の縦方向へ伸びる複数の溝２１０は、貫通孔２０５の内側の表面に形成される。

さらに、複数の分離層２２０は、複数の流れる道を形成するために、貫通孔２０５において形成されるかもしれない。

一方、本発明の第２の実施形態よる平板型ヒートパイプは、本発明の第１の実施形態と同様の機能および効果を有するので、第２の実施形態の詳細な説明は、繰り返さない。

図３は、本発明の第３の実施形態例よる平板型ヒートパイプの拡大された透視図である。

図３を参照して、本発明の第３の実施形態例よる平板型ヒートパイプは、本発明の第１実施形態と似ている平らなパイプ型を有する胴体部３００から形成される。

胴体部３００は、外部から注入された作動流体が通って流れる所定の貫通孔３０５を有し、上部が広く、底部が小さく、貫通孔３０５の縦方向へ伸びる台形またはＶ字型の断面（

)を有する複数の溝３１０は、貫通孔３０５の内側の表面に形成される。

角３１５は、長方形または台形の溝３１０の低い側に形成され、液体の作動流体が流れるような毛管力を実現する。

さらに、複数の分離層３２０は、複数の流れる道を形成するために、貫通孔３０５において形成されるかもしれない。

一方、本発明の第３の実施形態よる平板型ヒートパイプは、本発明の第１の実施形態と同様の機能および効果を有するので、第３の実施形態の詳細な説明は、繰り返さない。

図４は、本発明の第４の実施形態例よる平板型ヒートパイプの拡大された透視図である。

図４を参照して、本発明の第４の実施形態例よる平板型ヒートパイプは、本発明の第１実施形態と似ている平らなパイプ型を有する胴体部４００から形成される。

胴体部４００は、外部から注入された作動流体が通って流れる所定の貫通孔４０５を有し、「

」型の断面を有し、貫通孔４０５の縦方向に伸びる複数の溝４１０は、貫通孔４０５の内部の表面に形成される。

鋭い角４１５は、「

」型の溝４１０の低い側に形成され、液体の作動流体が流れるような毛管力を実現する。

さらに、複数の分離層４２０は、複数の流れる道を形成するために、貫通孔４０５において形成されるかもしれない。

一方、本発明の第４の実施形態よる平板型ヒートパイプは、本発明の第１の実施形態と同様の機能および効果を有するので、第４の実施形態の詳細な説明は、繰り返さない。

図５は、本発明の第５の実施形態例よる平板型ヒートパイプの拡大された透視図である。

図５を参照して、本発明の第５の実施形態例よる平板型ヒートパイプは、本発明の第１実施形態と似ている平らなパイプ型を有する胴体部５００から形成される。

胴体部５００は、外部から注入された作動流体が通って流れる所定の貫通孔５０５を有し、「

」型の断面を有し、貫通孔５０５の縦方向に伸びる複数の溝５１０は、貫通孔５０５の内部の表面に形成される。

鋭い角５１５は、「

」型の溝５１０の低い側に形成され、液体の作動流体が流れるような毛管力を実現する。

さらに、複数の分離層５２０は、複数の流れる道を形成するために、貫通孔５０５において形成されるかもしれない。

一方、本発明の第５の実施形態よる平板型ヒートパイプは、本発明の第１の実施形態と同様の機能および効果を有するので、第５の実施形態の詳細な説明は、繰り返さない。

上述したように、３ｍｍ以下の直径を有する本発明の第１乃至第５の実施形態による平板型ヒートパイプは、優れた熱放出および伝熱性能を有するので、小型で薄い電子機器のための冷却手段として効果的に使用することができる。

本発明の第１乃至第５の実施形態に適応される溝１１０乃至５１０は、長方形、Ｖ字型、台形（

)「

」、および「

」の断面を有するが、そこへ限定されない一方で、溝は少なくとも１つ以上の角を有するように多様に修正できる。

本発明の第１の実施形態例による、平板型ヒートパイプの拡大された透視図である。 本発明の第２の実施形態例による、平板型ヒートパイプの拡大された透視図である。 本発明の第３の実施形態例による、平板型ヒートパイプの拡大された透視図である。 本発明の第４の実施形態例による、平板型ヒートパイプの拡大された透視図である。 本発明の第５の実施形態例による、平板型ヒートパイプの拡大された透視図である。

Claims (3)

1. 平板型ヒートパイプは、そこに形成された所定の貫通孔を有する平らなパイプ、および前記貫通孔の内側の表面から左右に延びる複数の溝を含み、前記ヒートパイプの内部が真空状態の間、作動流体の液体およびガスの状態の間のフェーズ変更のために、前記ヒートパイプ内の熱が外部に放出され、複数の溝から実現される毛管力により前記作動流体が流動することを特徴とする平板型ヒートパイプ。
2. 前記貫通孔内に複数の流路を形成するための分離膜がさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の平板型ヒートパイプ。
3. 前記複数の溝のそれぞれは、前記毛細管力が実現される少なくとも１つの角を有すことを特徴とする請求項１に記載の平板型ヒートパイプ。

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