JP2010002128A - Heat transport device and electronic equipment - Google Patents

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Tatsuhiko Shigemoto
竜彦 繁本
Hiroyuki Yoshitaka
弘幸 良尊
Takashi Yajima
孝 谷島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat transport device capable of enduring internal pressure at a high temperature without adopting a structure which deteriorates heat transport characteristics such as the thickening of an outer wall and the erection of a support column, etc. in the internal structure, and electronic equipment having the heat transport device. <P>SOLUTION: The outer wall 3 of the heat transport device 1 comprises nickel 6 having a linear expansion coefficient α<SB>1</SB>and copper 7 adhered to the inside of the nickel 6 and having a value of a linear expansion coefficient α<SB>2</SB>larger than the linear expansion coefficient α<SB>1</SB>. That is, the outer wall 3 comprises bimetal. In the high temperature state, the nickel 6 and the copper 7 adhered to the inside of the nickel 6 are expanded. At this time, since the copper 7 is expanded more largely compared to the nickel, stress 8 is generated in the nickel, that is, in the internal direction of a container 2. The stress 8 withstands stress (internal pressure stress) from the inside to the outside of the container 2 by the internal pressure P generated by heating the heat transport device 1. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、作動流体の相変化により熱を輸送する熱輸送デバイス及びこれを備えた電子機器に関する。   The present invention relates to a heat transport device that transports heat by a phase change of a working fluid, and an electronic apparatus including the heat transport device.

パーソナルコンピュータ等の電子機器を冷却するために、その電子機器の発熱部から発生する熱を凝縮部に輸送し放熱する、ヒートパイプ等の冷却デバイスが用いられている。   In order to cool an electronic device such as a personal computer, a cooling device such as a heat pipe is used that transports heat generated from a heat generating portion of the electronic device to a condensing unit to dissipate heat.

これらの冷却デバイスは、電子機器の高温の発熱部で発生する熱によって蒸発した作動流体蒸気が、低温の凝縮部へ移動し、その凝縮部で凝縮して熱を放出するものであり、これにより、冷却対象物が冷却される。   In these cooling devices, the working fluid vapor evaporated by the heat generated in the high temperature heat generating part of the electronic device moves to the low temperature condensing part, condenses in the condensing part, and releases heat. The object to be cooled is cooled.

近年においては、電子機器等の高性能化に伴い、その内部に含まれる、小型化されたIC等の発熱が大きな問題となっている。その解決手段として、小型、薄型、高効率の廉価な冷却デバイスが求められている。   In recent years, with the enhancement of the performance of electronic devices and the like, heat generation from miniaturized ICs and the like contained therein has become a major problem. As a solution, there is a demand for an inexpensive cooling device that is small, thin, and highly efficient.

ところで、冷却デバイスを電子機器の発熱部に組み付ける場合、発熱部との接触熱抵抗を小さくするために、例えば半田付け等のろう付けが行われる。このとき、ろう付け時の熱により、冷却デバイスの内部にある流体が蒸発、膨張し、その内圧により、冷却デバイスが損壊するという問題がおこる。   By the way, when the cooling device is assembled to the heat generating part of the electronic device, brazing such as soldering is performed in order to reduce the contact thermal resistance with the heat generating part. At this time, there is a problem that the fluid inside the cooling device evaporates and expands due to heat during brazing, and the cooling device is damaged by the internal pressure.

この問題を解決するために、冷却デバイスの外面を厚くする、または冷却デバイスが平板状のものならば、内部に支柱等が設けられることで、冷却デバイスの強度を上げるといった、内圧に耐えるための構造が開示されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。
特開平11−287578号公報(段落[0015]、図1) 特開2001−91172号公報(段落[0007]、図1)
In order to solve this problem, the outer surface of the cooling device is made thicker, or if the cooling device is a flat plate, a pillar or the like is provided inside to increase the strength of the cooling device to withstand internal pressure. The structure is disclosed (for example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2).
JP-A-11-287578 (paragraph [0015], FIG. 1) JP 2001-91172 A (paragraph [0007], FIG. 1)

しかしながら、冷却デバイスの外面を厚くすると熱伝導性能が下がってしまう。また冷却デバイスの内部に支柱等が設けられる場合、作動流体の移動領域が減り熱交換性能が落ちる。このような内圧に耐えるための構造により、熱輸送特性が悪くなってしまう。   However, when the outer surface of the cooling device is thickened, the heat conduction performance is lowered. Moreover, when a support | pillar etc. are provided in the inside of a cooling device, the movement area | region of a working fluid reduces and heat exchange performance falls. Due to the structure for withstanding such an internal pressure, the heat transport characteristics are deteriorated.

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、外壁を厚くする、または、内部構造に支柱等を立てるといった、熱輸送特性を悪化させるような構造を採用することなく、高温時の内部圧力に耐えることができる熱輸送デバイス及びこれを備えた電子機器を提供することにある。   In view of the circumstances as described above, the object of the present invention is to increase the internal pressure at high temperatures without adopting a structure that deteriorates heat transport characteristics, such as thickening the outer wall or setting up a support post or the like in the internal structure. It is an object to provide a heat transport device capable of withstanding heat resistance and an electronic apparatus equipped with the heat transport device.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る熱輸送デバイスは、第1の線膨張係数を有する第1の部材と、前記第1の部材の内側に貼り合わされた、前記第1の線膨張係数より大きい値の線膨張係数を有する第2の部材とで構成される外壁を含むコンテナと、前記コンテナ内で相変化することで熱を輸送する作動流体とを具備する。   In order to achieve the above object, a heat transport device according to an aspect of the present invention includes a first member having a first linear expansion coefficient and the first wire bonded to the inside of the first member. A container including an outer wall composed of a second member having a linear expansion coefficient larger than the expansion coefficient; and a working fluid that transports heat by changing phase in the container.

上記外壁が加熱されると、上記第1の部材とその内側に貼り合わされた上記第2の部材との線膨張係数の違いにより、第1の部材の内側、つまりコンテナの内部方向に応力が生じる。この応力が、コンテナが加熱されることにより生じる内部圧力に抗することにより、上記内部圧力によるコンテナの損壊を防ぐことができる。つまり、外壁を厚くする、または、内部構造に支柱等を立てるといった、熱輸送特性を悪化させるような構造を採用することなく、高温時の内部圧力に耐えることができる。   When the outer wall is heated, stress is generated on the inner side of the first member, that is, the inner direction of the container due to the difference in the linear expansion coefficient between the first member and the second member bonded to the inner side. . Since this stress resists the internal pressure generated by heating the container, the container can be prevented from being damaged by the internal pressure. That is, it is possible to withstand internal pressure at a high temperature without adopting a structure that deteriorates heat transport characteristics such as thickening the outer wall or setting up a column or the like in the internal structure.

前記コンテナは、次の式で表されるσ(Pa)が−σY<σ<σYの範囲を満たしてもよい。 In the container, σ (Pa) represented by the following formula may satisfy a range of −σ Y <σ <σ Y.

Figure 2010002128
Figure 2010002128

α1(Pa):前記第1の線膨張係数
α2(Pa):前記第2の線膨張係数
t(m):前記コンテナの前記外壁の厚さ
n:前記第1の部材と前記第2の部材との板厚比
前記第1の部材の厚さh1(m)はh1=(n/n+1)tと、前記第2の部材の厚さh2(m)はh2=(1/n+1)tと表される。
1(Pa):前記第1の部材の縦膨張係数
2(Pa):前記第2の部材の縦膨張係数
1(℃):加熱される前の前記コンテナの温度
2(℃):加熱された後の前記コンテナの温度
P(Pa):前記コンテナが加熱されることにより生ずる前記コンテナの内部圧力
a(m):前記外壁の幅 a=0.01(m)
σY(Pa):前記第1の部材の耐力と前記第2の部材の耐力とを比べて小さい方の値
α 1 (Pa): the first linear expansion coefficient α 2 (Pa): the second linear expansion coefficient t (m): the thickness of the outer wall of the container n: the first member and the second of a thickness ratio of the first member with the member thickness h 1 (m) is h 1 = (n / n + 1) and t, the thickness h 2 (m) of the second member is h 2 = ( 1 / n + 1) t.
E 1 (Pa): longitudinal expansion coefficient of the first member E 2 (Pa): longitudinal expansion coefficient of the second member T 1 (° C.): temperature of the container before heating T 2 (° C.) : Temperature of the container after being heated P (Pa): internal pressure of the container generated by heating the container a (m): width of the outer wall a = 0.01 (m)
σ Y (Pa): The smaller value of the proof stress of the first member and the proof strength of the second member

上記の式で表されるσが、−σY<σ<σYの範囲の中に含まれるので、その範囲の中で上記コンテナの外壁の厚さt、または上記第1の部材と上記第2の部材との板厚比nを所望の値とさせることができる。例えばσが−σY<σ<σYの範囲を満たす中で外壁の厚さtを小さくして熱輸送デバイスを小型化させることができる。またはσが−σY<σ<σYの範囲を満たす中で、上記第1の部材の熱伝導性と上記第2の部材の熱伝導性とを比べ、より大きい熱伝導性を有する部材を厚くさせるように板厚比nを設定し、熱輸送デバイスの熱輸送特性を向上させることができる。 Since σ represented by the above formula is included in the range of −σ Y <σ <σ Y , the thickness t of the outer wall of the container in the range, or the first member and the first The plate thickness ratio n with the member of 2 can be set to a desired value. For example, the heat transport device can be reduced in size by reducing the thickness t of the outer wall while σ satisfies the range of −σ Y <σ <σ Y. Or, in the case where σ satisfies the range of −σ Y <σ <σ Y , a member having a larger thermal conductivity is compared between the thermal conductivity of the first member and the thermal conductivity of the second member. The plate thickness ratio n is set so as to increase the thickness, and the heat transport characteristics of the heat transport device can be improved.

前記第1の部材がニッケルからなっていてもよい。前記第2の部材が銅からなっていてもよい。前記作動流体は純水からなってもよい。   The first member may be made of nickel. The second member may be made of copper. The working fluid may be made of pure water.

前記ニッケルからなる第1の部材の厚さh1と前記銅からなる第2の部材の厚さh2とが、前記板厚比nとしてn=0.56より表されてもよい。 The thickness h 1 of the first member made of the nickel and the thickness h 2 of the second member made of the copper, may be represented than n = 0.56 as the plate thickness ratio n.

本発明の一形態に係る電子機器は、第1の線膨張係数を有する第1の部材と、前記第1の部材の内側に貼り合わされた、前記第1の線膨張係数より大きい値の線膨張係数を有する第2の部材とで構成される外壁を含むコンテナと、前記コンテナ内で相変化することで熱を輸送する作動流体とを有する熱輸送デバイスと、前記熱輸送デバイスに熱的に接続された熱源とを具備する。   An electronic device according to an embodiment of the present invention includes a first member having a first linear expansion coefficient and a linear expansion larger than the first linear expansion coefficient, which is bonded to the inside of the first member. A heat transport device having a container including an outer wall composed of a second member having a coefficient, a working fluid that transports heat by changing phase in the container, and thermally connected to the heat transport device Heat source.

以上のように、本発明によれば、外壁を厚くする、または、内部構造に支柱等を立てるといった、熱輸送特性を悪化させるような構造を採用することなく、高温時の内部圧力に耐えることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to withstand internal pressure at high temperatures without adopting a structure that deteriorates heat transport characteristics such as thickening the outer wall or setting up a support post or the like in the internal structure. Can do.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態に係る熱輸送デバイスを示す模式的な断面図である。熱輸送デバイス1は、外壁3より構成されるコンテナ2を含む。コンテナ2の内部構造部4には、相変化することで熱を輸送する図示しない作動流体が気密に封入されている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a heat transport device according to an embodiment of the present invention. The heat transport device 1 includes a container 2 composed of an outer wall 3. A working fluid (not shown) that transports heat by phase change is hermetically sealed in the internal structure portion 4 of the container 2.

図2は、外壁3の一部Aを示す拡大断面図である。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a part A of the outer wall 3.

図2で示すように、外壁3は第1の線膨張係数を有する第1の部材6と、前記第1の部材の内側に貼り合わされた、前記第1の線膨張係数より大きい値の線膨張係数を有する第2の部材7とで構成されている。すなわち、外壁3はバイメタルで構成されている。第1の部材6と第2の部材7とは例えばメッキ処理、または拡散結合等で貼り合わされている。   As shown in FIG. 2, the outer wall 3 has a first member 6 having a first linear expansion coefficient, and a linear expansion larger than the first linear expansion coefficient, which is bonded to the inside of the first member. It is comprised with the 2nd member 7 which has a coefficient. That is, the outer wall 3 is made of bimetal. The first member 6 and the second member 7 are bonded together by, for example, plating or diffusion bonding.

図3は、加熱時における、上記外壁3の動作を示す図である。ここでは、第1の部材6がニッケル6であるとして、また第2の部材7が銅7であるとして説明する。また上記作動流体は純水であるとして説明する。   FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the outer wall 3 during heating. Here, it is assumed that the first member 6 is nickel 6 and the second member 7 is copper 7. The description will be made assuming that the working fluid is pure water.

例えば、電子機器の内部に含まれる熱源となるIC等に上記熱輸送デバイス1が半田付けされる場合、熱輸送デバイス1は約270度の高温にさらされる。この高温状態の中で、上記コンテナ2の内部構造部4に含まれる純水が水蒸気となり、その膨張により内部圧力P(Pa)が生じる。水蒸気の場合、約270度の高温状態での内部圧力Pは約5400kPaである。上記内部圧力Pにより外壁3に、内部から外部へ応力(以下、内部圧力応力という。)が生じる。   For example, when the heat transport device 1 is soldered to an IC or the like that is a heat source included in the electronic apparatus, the heat transport device 1 is exposed to a high temperature of about 270 degrees. In this high temperature state, the pure water contained in the internal structure part 4 of the container 2 becomes water vapor, and an internal pressure P (Pa) is generated due to its expansion. In the case of water vapor, the internal pressure P at a high temperature of about 270 degrees is about 5400 kPa. Due to the internal pressure P, a stress (hereinafter referred to as internal pressure stress) is generated on the outer wall 3 from the inside to the outside.

一方で、上記高温状態になると、上記ニッケル6と上記銅7は膨張する。ニッケル6の線膨張係数α1(Pa)と銅7の線膨張係数α2(Pa)とを比べると、銅7の線膨張係数α2の方が大きい値である。つまり、ニッケル6と比べて銅7の方がより大きく膨張するので、ニッケル6の内側、つまりコンテナ2の内部方向に応力8が生じる。この応力8が、上記内部圧力応力に抗する。 On the other hand, when the high temperature state is reached, the nickel 6 and the copper 7 expand. Comparing the linear expansion coefficient alpha 2 of the linear expansion coefficient α 1 (Pa) and copper 7 nickel 6 (Pa), the value is larger linear expansion coefficient alpha 2 of copper 7. That is, since the copper 7 expands more greatly than the nickel 6, a stress 8 is generated inside the nickel 6, that is, in the container 2. This stress 8 resists the internal pressure stress.

図4は、上記ニッケル6とその内側に貼り合わされた上記銅7との線膨張係数の違いにより生じる応力8から、上記内部圧力応力を減算して得られる値σ(Pa)を示すグラフである。外壁3の厚さt(m)(図1参照)を複数とり、それに対応するσのグラフを複数示している。上記複数のtの値は、t=0.8×10-3(m)からt=1.9×10-3(m)の範囲で、0.1×10-3(m)ごとに増えている。それらに対応して、それぞれのtに対応するグラフがとる値も順次増えている。 FIG. 4 is a graph showing a value σ (Pa) obtained by subtracting the internal pressure stress from the stress 8 generated by the difference in linear expansion coefficient between the nickel 6 and the copper 7 bonded to the inside. . A plurality of thicknesses t (m) (see FIG. 1) of the outer wall 3 are taken, and a plurality of graphs of σ corresponding thereto are shown. The value of the plurality of t is in the range t = 0.8 × 10 -3 from the (m) of t = 1.9 × 10 -3 (m ), incremented every 0.1 × 10 -3 (m) ing. Correspondingly, the values taken by the graphs corresponding to the respective t are also increasing sequentially.

横軸は、ニッケル6と銅7との板厚比nである。このnと上記外壁3の厚さtより、ニッケル6の厚さh1(m)はh1=(n/n+1)tと、銅7の厚さh2(m)はh2=(1/n+1)tと表される。縦軸はσ(Pa)である。 The horizontal axis is the thickness ratio n of nickel 6 and copper 7. From this n and the thickness t of the outer wall 3, the thickness h 1 (m) of the nickel 6 is h 1 = (n / n + 1) t, and the thickness h 2 (m) of the copper 7 is h 2 = (1 / N + 1) t. The vertical axis is σ (Pa).

上記σが0より小さい範囲では、上記内部圧力応力が上記応力8よりも大きい。しかしながら、ニッケル6の耐力と銅7の耐力とを比べて小さい方の値をσY(Pa)として、上記σが−σY<σの範囲であれば上記外壁3は損壊することなく内部圧力Pに耐えることができる。上記σが0より大きい範囲では、上記応力8が上記内部圧力応力よりも大きいので、上記内部圧力Pによるコンテナ2への影響を大きく軽減できる。一方で、σが上記σY(Pa)より大きくなると、外壁3は損壊する場合がある。つまり図4が示すように、σが−σY<σ<σYの範囲を満たす中であれば上記熱輸送デバイス1は、コンテナ2が加熱されることにより生じる内部圧力Pに耐えつつ、適正に動作することができる。本例では上記σYは銅7の耐力である。 In the range where σ is smaller than 0, the internal pressure stress is larger than the stress 8. However, if the value of σ Y (Pa) is the smaller value of the proof stress of nickel 6 and the proof strength of copper 7, if the σ is in the range of −σ Y <σ, the outer wall 3 is not damaged and the internal pressure is not damaged. Can withstand P. In the range where σ is larger than 0, the stress 8 is larger than the internal pressure stress, so that the influence of the internal pressure P on the container 2 can be greatly reduced. On the other hand, when σ is larger than σ Y (Pa), the outer wall 3 may be damaged. That is, as shown in FIG. 4, if σ satisfies the range of −σ Y <σ <σ Y , the heat transport device 1 can withstand the internal pressure P generated by heating the container 2 and Can work. In this example, σ Y is the proof stress of copper 7.

σについて詳しく説明する。   σ will be described in detail.

図5(A)は、四辺を固定された銅7の断面図であり、図5(B)は、その平面図である。銅7の厚さはh2であり、幅a(m)=0.01、及び長さb(m)=1(単位長さ)である。銅7には上記内部圧力Pと同じ強さの力が働いている。 FIG. 5A is a cross-sectional view of copper 7 with four sides fixed, and FIG. 5B is a plan view thereof. The thickness of the copper 7 is h 2 , the width a (m) = 0.01, and the length b (m) = 1 (unit length). The copper 7 has the same strength as the internal pressure P.

ここで、上記銅7の最大たわみωmax(m)と最大曲げ応力σmax(Pa)とは、次のように表される。E2(Pa)は銅7の縦膨張係数である。γは銅7のたわみ係数でありγ=0.03である。またβは銅7の最大応力係数であり、β=0.5である。 Here, the maximum deflection ω max (m) and the maximum bending stress σ max (Pa) of the copper 7 are expressed as follows. E 2 (Pa) is a longitudinal expansion coefficient of copper 7. γ is a deflection coefficient of copper 7, and γ = 0.03. Β is the maximum stress coefficient of copper 7, and β = 0.5.

Figure 2010002128
Figure 2010002128

ここで、銅7の縦膨張係数E2の値E2=1.1×1011(PA)と、銅7の耐力σYの値σY=7.0×107(Pa)とを用いて、上記Pが5400kPaの場合、銅7がPに耐えることができる銅7の厚さh2を求めと、h2は次のように表される。 Here, the value E 2 = 1.1 × 10 11 (PA) of the longitudinal expansion coefficient E 2 of the copper 7 and the value σ Y = 7.0 × 10 7 (Pa) of the proof stress σ Y of the copper 7 are used. When the P is 5400 kPa, the thickness h 2 of the copper 7 that the copper 7 can withstand P is obtained, and h 2 is expressed as follows.

Figure 2010002128
Figure 2010002128

銅7の厚さh2が1.96(mm)より大きいと、銅7は上記水蒸気による内部圧力Pに耐えることができる。よって、上記コンテナ2を厚さが1.96(mm)より大きい銅7で構成すれば、上記内部圧力Pに耐えることができる。しかしこの場合においてはコンテナ2の小型化という目的は得られない。 When the thickness h 2 of the copper 7 is larger than 1.96 (mm), the copper 7 can withstand the internal pressure P due to the water vapor. Therefore, if the container 2 is made of copper 7 having a thickness greater than 1.96 (mm), it can withstand the internal pressure P. However, in this case, the purpose of downsizing the container 2 cannot be obtained.

図6は、銅7が加熱され、銅7の温度がT1℃からT2℃になった場合の、銅7の伸びを示す図である。lは加熱される前の銅7の長さである。l’は加熱された後の銅7の長さである。λは加熱による銅7の伸びであり、λ=lα2(T2―T1)と表される。 FIG. 6 is a diagram illustrating the elongation of the copper 7 when the copper 7 is heated and the temperature of the copper 7 is changed from T 1 ° C to T 2 ° C. l is the length of the copper 7 before being heated. l ′ is the length of the copper 7 after being heated. lambda is the elongation of the copper 7 by heating, is expressed as λ = lα 2 (T 2 -T 1).

上記銅7の伸びλが生成されないように、銅7の長さを固定しておくと、銅7の内部に圧縮応力σCが生じる。この圧縮応力σCを求める。 As elongation λ of the copper 7 is not generated, idea to fix the length of the copper 7, compressive stress sigma C occurs within a copper 7. This compressive stress σ C is obtained.

まず銅7の単位歪eを求める。ここでは、1+α2(T2―T1)は1に限りなく近い。 First, the unit strain e of the copper 7 is obtained. Here, 1 + α 2 (T 2 −T 1 ) is as close as possible to 1.

Figure 2010002128
Figure 2010002128

上記単位歪eより、上記圧縮応力σCは次のように表される。 From the unit strain e, the compressive stress σ C is expressed as follows.

Figure 2010002128
Figure 2010002128

次に張り合わされた銅7とニッケル6とが加熱され、それらの温度がT1℃からT2℃になった場合の、ニッケル6の内部に生じる圧縮応力σNと銅7の内部に生じる圧縮応力σCとを求める。 Next, the bonded copper 7 and nickel 6 are heated, and when their temperature is changed from T 1 ° C to T 2 ° C, the compression stress σ N generated in the nickel 6 and the compression generated in the copper 7 Obtain the stress σ C.

ニッケル6の断面積をA1、銅7の断面積をA2とすると、上記σNと上記σCとは次のように表される。E1(Pa)はニッケル6の縦膨張係数である。 When the cross-sectional area of nickel 6 is A 1 and the cross-sectional area of copper 7 is A 2 , the σ N and the σ C are expressed as follows. E 1 (Pa) is the longitudinal expansion coefficient of nickel 6.

Figure 2010002128
Figure 2010002128

よって、ニッケル6に生じるモーメントM1(N・m)と銅7に生じるモーメントM2(N・m)と、及びその和は次のように表される。h1(m)はニッケル6の厚さであり、h2(m)は銅7の厚さである。ニッケル6と銅7との板厚比をnとすると、このnと、貼り合わされたニッケル6と銅7の全体の厚さtより、h1はh1=(n/n+1)tとh2はh2=(1/n+1)tと表される。 Therefore, the moment M 1 (N · m) generated in the nickel 6, the moment M 2 (N · m) generated in the copper 7, and the sum thereof are expressed as follows. h 1 (m) is the thickness of nickel 6, and h 2 (m) is the thickness of copper 7. When the thickness ratio of nickel 6 and copper 7 is n, h 1 is h 1 = (n / n + 1) t and h 2 from the total thickness t of the bonded nickel 6 and copper 7. Is represented as h 2 = (1 / n + 1) t.

Figure 2010002128
Figure 2010002128

上記モーメントM1と上記モーメントM2との和を表す式より、ニッケル6と銅7が貼り合わされた場合の全体の内部応力σN+Cは次の式で表される。Zは貼り合わされたニッケル6と銅7の全体の断面係数である。ZはZ=bt2/6と表される。上記のようにb=1(m)である。 From the equation representing the sum of the moment M 1 and the moment M 2 , the overall internal stress σ N + C when nickel 6 and copper 7 are bonded together is represented by the following equation. Z is the overall section modulus of the bonded nickel 6 and copper 7. Z is expressed by Z = bt 2/6. As described above, b = 1 (m).

Figure 2010002128
Figure 2010002128

上記貼り合わされたニッケル6と銅7は、銅7を内側として、コンテナ2に含まれる外壁3を構成する。貼り合わされたニッケル6と銅7が上記外壁3として拘束されるので、上記全体の内部応力σN+Cの2倍の応力が、ニッケル6の内側、つまりコンテナ2の内部方向に生じる。この生じた上記全体の内部応力σN+Cの2倍の応力が、上記応力8である。
上記応力8をσ8とすると、σ8は次の式で表される。
The bonded nickel 6 and copper 7 constitute the outer wall 3 included in the container 2 with the copper 7 being the inner side. Since the bonded nickel 6 and copper 7 it was is restrained as the outer walls 3, 2 times the stress of the internal stress sigma N + C of the whole above, the inner nickel 6, i.e. generated inside direction of the container 2. The stress that is twice the total internal stress σ N + C thus generated is the stress 8.
When the stress 8 is σ 8 , σ 8 is expressed by the following equation.

Figure 2010002128
Figure 2010002128

上記σ8を表す式を、上記σNを表す式、上記σCを表す式、上記h1及び上記h2で整理すると、上記σ8を表す式は次のように整理される。 When the formula representing σ 8 is arranged by the formula representing the σ N , the formula representing the σ C , the h 1 and the h 2 , the formula representing the σ 8 is arranged as follows.

Figure 2010002128
Figure 2010002128

上記内部圧力応力をσ9とするとσ9は次の式で表される。 When the internal pressure stress is σ 9 , σ 9 is expressed by the following equation.

Figure 2010002128
Figure 2010002128

上記σは、上記ニッケル6とその内側に貼り合わされた上記銅7との線膨張係数の違いにより生じる応力8から、上記内部圧力応力を減算して得られる値である。よって、上記σ8を表す式と上記σ9を表す式より、σは次式で表される。 The σ is a value obtained by subtracting the internal pressure stress from the stress 8 caused by the difference in linear expansion coefficient between the nickel 6 and the copper 7 bonded to the inside thereof. Therefore, σ is represented by the following equation from the equation representing σ 8 and the equation representing σ 9 .

Figure 2010002128
Figure 2010002128

上記σを表す式において、E1、E2、P及びaは固定値である。よって、上記半田付けによるコンテナ2の加熱される前の温度T1と加熱された後の温度T2とを想定し定めることにより、上記σを表す式は、コンテナ2の外壁3の厚さtと、ニッケル6と銅7との板厚比nとに依存することになる。このことにより、上記σが−σY<σ<σYの範囲を満たす中で上記外壁3の厚さt、または上記板厚比nを所望の値とさせることができる。本例の図4のグラフにおいては、T1は20℃とまたT2は270℃と想定している。 In the formula representing σ, E 1 , E 2 , P, and a are fixed values. Therefore, by determining assumes a temperature T 2 after heating to the temperature T 1 of the before the heating of the container 2 by the soldering, the expression for σ, the thickness of the outer wall 3 of the container 2 t And the plate thickness ratio n between nickel 6 and copper 7. Accordingly, the thickness t of the outer wall 3 or the plate thickness ratio n can be set to a desired value while the σ satisfies the range of −σ Y <σ <σ Y. In the graph of FIG. 4 of this example, it is assumed that T 1 is 20 ° C. and T 2 is 270 ° C.

図4のグラフが示すように、板厚比nがn=0.56で上記σの値は大きくなる。外壁3の厚さtがt=0.9の場合に対応するσのグラフの、上記n=0.56でのσの値は、−σY<σ<σYの範囲を満たしている。また、t≧0.9の場合に対応するグラフ(0.9≦t≦1.9の場合に対応するグラフ)は、上記σが−σY<σ<σYの範囲を満たすnの値が存在する。つまりコンテナ2の外壁3の厚さtは、t≧0.9の場合に(0.9≦t≦1.9の場合に)、板厚比nの値を所期の値にすることで、上記σが−σY<σ<σYの範囲を満たす。 As shown in the graph of FIG. 4, when the plate thickness ratio n is n = 0.56, the value of σ increases. In the graph of σ corresponding to the case where the thickness t of the outer wall 3 is t = 0.9, the value of σ at n = 0.56 satisfies the range of −σ Y <σ <σ Y. Further, a graph corresponding to the case of t ≧ 0.9 (a graph corresponding to the case of 0.9 ≦ t ≦ 1.9) is a value of n that satisfies the above-mentioned range of −σ Y <σ <σ Y. Exists. That is, the thickness t of the outer wall 3 of the container 2 is set so that the thickness ratio n is set to an intended value when t ≧ 0.9 (when 0.9 ≦ t ≦ 1.9). Σ satisfies the range of −σ Y <σ <σ Y.

t=1.9の場合に対応するグラフを参照する。このグラフでは、上記板厚比nの値がほぼ0で、σの値が−σY<σ<σYの範囲を満たしている。ニッケル6の厚さh1はh1=(n/n+1)tと、銅7の厚さh2はh2=(1/n+1)tと表されるので、nがほぼ0の場合、ニッケル6の厚さh1はほぼ0と、銅7の厚さh2はほぼtつまり1.9となる。よって、銅7の厚さh2がほぼ1.9であれば、貼り合わせるニッケルがほぼ0でも、上記8が上記内部圧力応力と抗する。このことは、上記した銅7の厚さh2が1.96(mm)より大きい場合と同様に、上記水蒸気による内部圧力Pに耐えることができることを意味するが、この場合もコンテナ2の小型化という目的は得られない。 Reference is made to the graph corresponding to the case of t = 1.9. In this graph, the value of the plate thickness ratio n is almost 0, and the value of σ satisfies the range of −σ Y <σ <σ Y. The thickness h 1 of the nickel 6 is expressed as h 1 = (n / n + 1) t, and the thickness h 2 of the copper 7 is expressed as h 2 = (1 / n + 1) t. The thickness h 1 of 6 is approximately 0, and the thickness h 2 of copper 7 is approximately t or 1.9. Therefore, if the thickness h 2 of the copper 7 is approximately 1.9, the above 8 resists the internal pressure stress even if the nickel to be bonded is approximately 0. This means that the internal pressure P due to the water vapor can be withstood as in the case where the thickness h 2 of the copper 7 is larger than 1.96 (mm). The purpose of conversion is not obtained.

例えば外壁3の厚さtを上記1.96(mm)より小さいt=1とすると、板厚比nを所期の値とすることで上記σが−σY<σ<σYの範囲を満たす。つまり、外壁を厚くするといった熱輸送特性を悪化させるような構造を採用することなく、上記熱輸送デバイス1は高温時の内部圧力Pに耐えることができる。このことにより、上記熱輸送デバイス1の、小型化、薄型化、及び軽量化が達成できる。 For example, when the thickness t of the outer wall 3 is t = 1, which is smaller than the above 1.96 (mm), the above-mentioned σ is in the range of −σ Y <σ <σ Y by setting the plate thickness ratio n to a desired value. Fulfill. That is, the heat transport device 1 can withstand the internal pressure P at a high temperature without adopting a structure that deteriorates the heat transport characteristics such as thickening the outer wall. As a result, the heat transport device 1 can be reduced in size, thickness, and weight.

t=1の場合、図4が示すグラフより、板厚比nが0.12<n<0.43及び0.69<n<2.33の範囲で、上記σが−σY<σ<σYの範囲を満たす。ニッケル6の熱伝導性と銅7の熱伝導性とを比べると、銅7の熱伝導性の方が大きい。よって、外壁3の厚さt=1で、ニッケル6の厚さh1が小さく、また銅7の厚さh2が大きくなるように板厚比nを設定する。ニッケル6の厚さh1はh1=(n/n+1)tと、銅7の厚さh2はh2=(1/n+1)tと表されるので、板厚比nを小さくとれば、ニッケル6の厚さh1は小さくなり、また銅7の厚さh2は大きくなる。つまり板厚比nを0.12<n<0.43を満たす範囲の中からとればよく、典型的にはn=0.2がよい。このことにより、より大きい熱伝導性を有する銅7を厚くさせるように板厚比nを設定することで、熱輸送デバイスの熱輸送特性を向上させることができる。 In the case of t = 1, from the graph shown in FIG. 4, the sheet thickness ratio n is in the range of 0.12 <n <0.43 and 0.69 <n <2.33, and the σ is −σ Y <σ <. It satisfies the range of σ Y. When the thermal conductivity of nickel 6 is compared with the thermal conductivity of copper 7, the thermal conductivity of copper 7 is greater. Therefore, a thickness of t = 1 of the outer wall 3, the thickness h 1 of nickel 6 is small, and sets the thickness ratio n such that the thickness h 2 of copper 7 increases. Since the thickness h 1 of the nickel 6 is expressed as h 1 = (n / n + 1) t and the thickness h 2 of the copper 7 is expressed as h 2 = (1 / n + 1) t, the thickness ratio n can be reduced. The thickness h 1 of the nickel 6 is reduced, and the thickness h 2 of the copper 7 is increased. That is, the plate thickness ratio n may be set within a range satisfying 0.12 <n <0.43, and typically n = 0.2. Thus, the heat transport property of the heat transport device can be improved by setting the plate thickness ratio n so as to increase the thickness of the copper 7 having higher thermal conductivity.

また、コンテナ2の内部構造部4に、支柱等を立てるといった熱輸送特性を悪化させるような構造を採用することなく、上記熱輸送デバイス1は高温時の内部圧力に耐えることができる。このことにより、例えば作動流体の移動領域を大きくとることができ、上記熱輸送デバイス1の熱輸送特性を向上させることができる。   Further, the heat transport device 1 can withstand the internal pressure at a high temperature without adopting a structure that deteriorates the heat transport characteristics such as setting up a column or the like in the internal structure portion 4 of the container 2. Thereby, for example, the moving region of the working fluid can be increased, and the heat transport characteristics of the heat transport device 1 can be improved.

本例では、上記コンテナ2は外壁3により構成されるが、例えばIC等に半田付けされる部分のみが上記外壁3である場合等、コンテナ2の外壁の所望の位置に外壁3を含ませるように適宜設計されてもよい。   In this example, the container 2 is constituted by the outer wall 3, but the outer wall 3 is included in a desired position of the outer wall of the container 2 when only the portion soldered to an IC or the like is the outer wall 3, for example. May be appropriately designed.

図7は、上記第1の部材6と上記第2の部材7との組み合わせとして用いられる材質の例を示す表である。本例で用いられたニッケル6と銅7の代わりとして図4の表が示す材質が用いられてもよいが、これらに限られるわけではない。   FIG. 7 is a table showing examples of materials used as a combination of the first member 6 and the second member 7. The materials shown in the table of FIG. 4 may be used in place of nickel 6 and copper 7 used in this example, but are not limited thereto.

コンテナ2の内部構造部4に含まれる作動流体としては、例えば純水、エタノール、メタノール、アセトン、イソプロピルアルコール。代替フロン、アンモニウム等が用いられる。しかし、これらに限られない。   Examples of the working fluid contained in the internal structure portion 4 of the container 2 include pure water, ethanol, methanol, acetone, and isopropyl alcohol. Alternative chlorofluorocarbon, ammonium, etc. are used. However, it is not limited to these.

図7に示す上記第1の部材6と上記第2の部材7との組み合わせ及び用いられる作動流体の特性と、上記σを表す式より、σが−σY<σ<σYの範囲を満たす中で上記外壁3の厚さt、または上記板厚比nを所望の値とさせればよい。 From the combination of the first member 6 and the second member 7 shown in FIG. 7 and the characteristics of the working fluid used and the formula representing σ, σ satisfies the range of −σ Y <σ <σ Y. Among them, the thickness t of the outer wall 3 or the plate thickness ratio n may be set to a desired value.

上記第1の部材6と上記第2の部材7は、ろう付け、すなわち溶着により張り合わされてもよいし、材質によっては接着剤を用いて張り合わされてもよい。あるいは、上記したメッキ処理や、拡散結合等により張り合わされてもよい。本例で示したニッケル6と銅7の場合、それらをメッキ処理により張り合わせることで、上記熱輸送デバイス1を低コストで製造できる。また、例えば上記コンテナ2を組み立てる過程において、上記第1の部材6と上記第2の部材7とを張り合わせることで、より低コストで上記の熱輸送デバイス1を製造できる。   The first member 6 and the second member 7 may be bonded together by brazing, that is, welding, or may be bonded using an adhesive depending on the material. Alternatively, they may be bonded by the above-described plating process, diffusion bonding, or the like. In the case of nickel 6 and copper 7 shown in this example, the heat transport device 1 can be manufactured at low cost by bonding them together by plating. For example, in the process of assembling the container 2, the heat transport device 1 can be manufactured at a lower cost by bonding the first member 6 and the second member 7 together.

本例では、電子機器の内部に含まれるIC等に、上記熱輸送デバイス1が半田付けされる場合を述べたが、上記熱輸送デバイス1が半田付けされた後に、例えば他のデバイスが同じ基盤内に半田付けされる場合にも、同様の効果が得られる。   In this example, the case where the heat transport device 1 is soldered to an IC or the like included in an electronic apparatus has been described. However, after the heat transport device 1 is soldered, for example, other devices are on the same substrate. The same effect can be obtained when soldered inside.

図8は、図1で示した熱輸送デバイス1の具体的な一実施の形態を示す斜視図である。図9はその熱輸送デバイス1に熱源が接続された状態の、当該熱輸送デバイス1と接続された熱源とを示す断面図であり、図8におけるA−A線断面図である。   FIG. 8 is a perspective view showing a specific embodiment of the heat transport device 1 shown in FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the heat source connected to the heat transport device 1 in a state where the heat source is connected to the heat transport device 1, and is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

図9に示すように、熱輸送デバイス1はベッセル状の下部基板500と、下部基板500と対向して設けられた上部基板200と、下部基板500と上部基板200との間で積層された、作動流体の流路を構成する複数の液相流路基板600とを備えている。下部基板500と上部基板200とが、例えば拡散結合、またはその他の方法により接合され、コンテナ2が構成される。   As shown in FIG. 9, the heat transport device 1 is formed by laminating a Bessel-like lower substrate 500, an upper substrate 200 provided to face the lower substrate 500, and the lower substrate 500 and the upper substrate 200. And a plurality of liquid phase flow path substrates 600 constituting the flow path of the working fluid. The lower substrate 500 and the upper substrate 200 are bonded by, for example, diffusion bonding or other methods to form the container 2.

上部基板200及び下部基板500のうち少なくとも一方が、上述したバイメタルにより構成されていればよい。液相流路基板600は、典型的には、無酸素銅、タフピッチ銅、あるいは銅合金で構成される。しかしこれに限られず、液相流路基板600は、銅以外の金属で構成されてもよく、その他熱伝導率の高い材料が用いられてもよい。   It is sufficient that at least one of the upper substrate 200 and the lower substrate 500 is made of the bimetal described above. The liquid phase flow path substrate 600 is typically made of oxygen-free copper, tough pitch copper, or a copper alloy. However, the present invention is not limited to this, and the liquid phase flow path substrate 600 may be made of a metal other than copper, or other materials having high thermal conductivity may be used.

図10は液相流路基板600を示す斜視図である。   FIG. 10 is a perspective view showing the liquid phase flow path substrate 600.

液相流路基板600は、毛細管力を発生させる複数の孔9が設けられている。複数の液相流路基板600が積層され、上記コンテナ2内に収容される。積層された複数の液相流路基板600に設けられた孔9により、液相の作動流体を毛細管力により流通させる液相流路610が形成される。(図9参照)。   The liquid phase flow path substrate 600 is provided with a plurality of holes 9 for generating a capillary force. A plurality of liquid phase flow path substrates 600 are stacked and accommodated in the container 2. A liquid-phase flow path 610 that allows a liquid-phase working fluid to circulate by capillary force is formed by the holes 9 provided in the plurality of laminated liquid-phase flow path substrates 600. (See FIG. 9).

複数の液相流路基板600は、コンテナ2内の上部基板200側で空間が確保されるように積層されている。その空間が気相の作動流体が流通する気相流路410となる。(図9参照)。   The plurality of liquid phase flow path substrates 600 are stacked so that a space is secured on the upper substrate 200 side in the container 2. The space becomes the gas phase flow path 410 through which the gas phase working fluid flows. (See FIG. 9).

複数の孔9は、図10に示したような基板に孔が空けられることで形成される形態に限られず、メッシュ構造による複数の孔であってもよい。   The plurality of holes 9 are not limited to the form formed by forming holes in the substrate as shown in FIG. 10, and may be a plurality of holes having a mesh structure.

液相流路基板600は、典型的には4〜20枚程度積層されるが、これに限られない。複数の液相流路基板600の厚さは、典型的にはそれぞれ0.02mm〜0.05mmとされるが、これに限られない。   Typically, about 4 to 20 liquid phase flow path substrates 600 are stacked, but the present invention is not limited to this. The thickness of the plurality of liquid phase flow path substrates 600 is typically 0.02 mm to 0.05 mm, respectively, but is not limited thereto.

複数の液相流路基板600は、ろう付け、すなわち溶着により接合されてもよいし、材質によっては接着剤を用いて接合されてもよい。あるいは、メッキ処理や、拡散結合等により接合されてもよい。   The plurality of liquid phase flow path substrates 600 may be joined by brazing, that is, welding, or may be joined using an adhesive depending on the material. Alternatively, they may be joined by plating, diffusion bonding, or the like.

以上のように構成された熱輸送デバイス1の動作について、図9を参照しつつ説明する。   The operation of the heat transport device 1 configured as described above will be described with reference to FIG.

図9に示すように、下部基板500の一方の端部にIC等の熱源50が接しており、その場合においては、熱輸送デバイス1はその熱源50が接している端部を吸熱部Vと、他方の端部を放熱部Wとする。液相作動流体は吸熱部Vにおいて、熱源50からの熱を吸収し、蒸発する。   As shown in FIG. 9, a heat source 50 such as an IC is in contact with one end portion of the lower substrate 500. In this case, the heat transport device 1 defines the end where the heat source 50 is in contact with the heat absorbing portion V. The other end is defined as a heat radiating part W. The liquid phase working fluid absorbs heat from the heat source 50 and evaporates in the heat absorbing portion V.

液相作動流体から相変化した気相作動流体は、液相流路610から気相流路410へと移る。気相作動流体は気相流路410内を、吸熱部Vから放熱部Wへと向かうように流通し、放熱部Wにおいて熱を放出し、凝縮する。放熱部Wにおいて気相作動流体から相変化した液相作動流体は、複数の孔9の毛細管力により液相流路610を介して吸熱部Vに流通する。そこで再び熱源50から熱を吸収して、気相作動流体へ相変化する。このような動作が繰り返されることにより、熱源50の熱が熱輸送デバイス1により輸送される。   The gas phase working fluid that has undergone a phase change from the liquid phase working fluid moves from the liquid phase channel 610 to the gas phase channel 410. The gas-phase working fluid flows in the gas-phase flow path 410 so as to go from the heat-absorbing part V to the heat-dissipating part W, and releases heat in the heat-dissipating part W and condenses. The liquid phase working fluid that has undergone a phase change from the gas phase working fluid in the heat radiating portion W flows to the heat absorbing portion V via the liquid phase flow path 610 by the capillary force of the plurality of holes 9. Therefore, the heat is again absorbed from the heat source 50, and the phase is changed to the gas phase working fluid. By repeating such operations, the heat of the heat source 50 is transported by the heat transport device 1.

図9で矢印で示した各動作の領域は、ある程度の目安あるいは基準を示すものであり、熱源50の熱量によりそれらの各動作領域が多少シフトしたりするので、各動作が領域ごとに明確に分けられるわけではない。   Each operation region indicated by an arrow in FIG. 9 indicates a certain standard or reference, and each operation region is slightly shifted depending on the amount of heat of the heat source 50, so that each operation is clearly defined for each region. They are not divided.

なお放熱部Wに、図示しないヒートシンク等の放熱のための部材が熱的に接続される場合がある。この場合、熱輸送デバイス1により輸送された熱がヒートシンクに伝達され、ヒートシンクから放熱される。   A member for heat dissipation such as a heat sink (not shown) may be thermally connected to the heat radiating portion W. In this case, the heat transported by the heat transport device 1 is transmitted to the heat sink and radiated from the heat sink.

図9において、上部基板200の一端に一点鎖線で示す熱源50が接続されてもよい。また上部基板200の一端と、それと同じ側の下部基板500の一端との両方に熱源50が接続されてもよい。   In FIG. 9, a heat source 50 indicated by a one-dot chain line may be connected to one end of the upper substrate 200. Further, the heat source 50 may be connected to both one end of the upper substrate 200 and one end of the lower substrate 500 on the same side.

図11は上記熱輸送デバイス1を備えた電子機器として、ノート型のPC(Personal Computer)を示す斜視図である。PC10の筐体11内には、回路基板12が配置され、例えば回路基板12にはCPU(Central Processing Unit)13が搭載されている。このCPU13に熱輸送デバイス1が熱的に接続され、熱輸送デバイス1には図示しないヒートシンクが熱的に接続される。   FIG. 11 is a perspective view showing a notebook PC (Personal Computer) as an electronic apparatus including the heat transport device 1. A circuit board 12 is disposed in the housing 11 of the PC 10. For example, a CPU (Central Processing Unit) 13 is mounted on the circuit board 12. The heat transport device 1 is thermally connected to the CPU 13, and a heat sink (not shown) is thermally connected to the heat transport device 1.

本発明に係る実施の形態は、以上説明した実施の形態に限られず、他の種々の実施形態が考えられる。   Embodiments according to the present invention are not limited to the embodiments described above, and other various embodiments are conceivable.

熱輸送デバイス1の平面形状の平面形状は四角形とした。しかし、その平面形状は、円形、楕円、多角形あるいは、他の任意の形状であってよい。   The planar shape of the planar shape of the heat transport device 1 was a quadrangle. However, the planar shape may be a circle, an ellipse, a polygon, or any other shape.

図11の電子機器としてPCを例に挙げた。しかし、これに限られず、電子機器としては、PDA(Personal Digital Assistance)、電子辞書、カメラ、ディスプレイ装置、オーディオ/ビジュアル機器、プロジェクタ、携帯電話、ゲーム機器、カーナビゲーション機器、ロボット機器、レーザ発生装置、その他の電化製品等が挙げられる。   A PC is taken as an example of the electronic apparatus in FIG. However, the present invention is not limited to this, and the electronic devices include PDA (Personal Digital Assistance), electronic dictionary, camera, display device, audio / visual device, projector, mobile phone, game device, car navigation device, robot device, laser generator. And other electrical appliances.

本発明の一実施の形態に係る熱輸送デバイスを示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the heat transport device which concerns on one embodiment of this invention. 外壁の一部を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing a part of outer wall. 加熱時における、外壁の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the outer wall at the time of a heating. ニッケルとその内側に貼り合わされた銅との線膨張係数の違いにより生じる応力から、内部圧力応力を減算して得られる値σ(Pa)を示すグラフである。It is a graph which shows value (sigma) (Pa) obtained by subtracting internal pressure stress from the stress which arises by the difference in the linear expansion coefficient of nickel and copper bonded inside. 四辺を固定された銅の断面図(A)及び平面図(B)である。It is sectional drawing (A) and top view (B) of copper with which four sides were fixed. 銅が加熱され、銅の温度がT1℃からT2℃になった場合の、銅の伸びを示す図である。Copper is heated, when the temperature of the copper becomes T 2 ° C. from T 1 ° C., illustrates a stretch of copper. 第1の部材と第2の部材との組み合わせとして用いられる材質の例を示す表である。It is a table | surface which shows the example of the material used as a combination of a 1st member and a 2nd member. 図1で示した熱輸送デバイスの具体的な一実施の形態を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a specific embodiment of the heat transport device shown in FIG. 1. その熱輸送デバイスに熱源が接続された状態の、当該熱輸送デバイスと接続された熱源とを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the heat source connected with the said heat transport device in the state with which the heat source was connected to the heat transport device. 液相流路基板を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a liquid phase flow-path board | substrate. 熱輸送デバイスを備えた電子機器として、ノート型のPCを示す斜視図である。It is a perspective view which shows notebook type PC as an electronic device provided with the heat transport device.

符号の説明Explanation of symbols

1 熱輸送デバイス
2 コンテナ
3 外壁
4 内部構造部
6 第1の部材、ニッケル
7 第2の部材、銅
8 応力
9 孔
10 PC
11 筐体
12 回路基板
13 CPU
50 熱源
200 上部基板
410 気相流路
500 下部基板
600 液相流路基板
610 液相流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat transport device 2 Container 3 Outer wall 4 Internal structure part 6 1st member, nickel 7 2nd member, copper 8 Stress 9 hole 10 PC
11 Housing 12 Circuit board 13 CPU
50 Heat Source 200 Upper Substrate 410 Gas Phase Channel 500 Lower Substrate 600 Liquid Phase Channel Substrate 610 Liquid Phase Channel

Claims (5)

第1の線膨張係数を有する第1の部材と、前記第1の部材の内側に貼り合わされた、前記第1の線膨張係数より大きい値の線膨張係数を有する第2の部材とで構成される外壁を含むコンテナと、
前記コンテナ内で相変化することで熱を輸送する作動流体と
を具備する熱輸送デバイス。
A first member having a first linear expansion coefficient, and a second member bonded to the inside of the first member and having a linear expansion coefficient greater than the first linear expansion coefficient. A container including an outer wall,
A heat transport device comprising: a working fluid that transports heat by changing phase in the container.
請求項1に記載の熱輸送デバイスであって、
前記コンテナは、次の式で表されるσ(Pa)が−σY<σ<σYの範囲を満たす熱輸送デバイス。
Figure 2010002128
α1(Pa):前記第1の線膨張係数
α2(Pa):前記第2の線膨張係数
t(m):前記コンテナの前記外壁の厚さ
n:前記第1の部材と前記第2の部材との板厚比
前記第1の部材の厚さh1(m)はh1=(n/n+1)tと、前記第2の部材の厚さh2(m)はh2=(1/n+1)tと表される。
1(Pa):前記第1の部材の縦膨張係数
2(Pa):前記第2の部材の縦膨張係数
1(℃):加熱される前の前記コンテナの温度
2(℃):加熱された後の前記コンテナの温度
P(Pa):前記コンテナが加熱されることにより生ずる前記コンテナの内部圧力
a(m):前記外壁の幅 a=0.01(m)
σY(Pa):前記第1の部材の耐力と前記第2の部材の耐力とを比べて小さい方の値
The heat transport device according to claim 1,
The container is a heat transport device in which σ (Pa) represented by the following formula satisfies a range of −σ Y <σ <σ Y.
Figure 2010002128
α 1 (Pa): the first linear expansion coefficient α 2 (Pa): the second linear expansion coefficient t (m): the thickness of the outer wall of the container n: the first member and the second The thickness h 1 (m) of the first member is h 1 = (n / n + 1) t, and the thickness h 2 (m) of the second member is h 2 = ( 1 / n + 1) t.
E 1 (Pa): longitudinal expansion coefficient of the first member E 2 (Pa): longitudinal expansion coefficient of the second member T 1 (° C.): temperature of the container before heating T 2 (° C.) : Temperature of the container after being heated P (Pa): internal pressure of the container generated by heating the container a (m): width of the outer wall a = 0.01 (m)
σ Y (Pa): The smaller value of the proof stress of the first member and the proof strength of the second member
請求項2に記載の熱輸送デバイスであって、
前記第1の部材がニッケルからなり、
前記第2の部材が銅からなり、
前記作動流体は純水からなる熱輸送デバイス。
A heat transport device according to claim 2, comprising:
The first member is made of nickel;
The second member is made of copper;
The working fluid is a heat transport device made of pure water.
請求項3に記載の熱輸送デバイスであって、
前記ニッケルからなる第1の部材の厚さh1と前記銅からなる第2の部材の厚さh2とが、前記板厚比nとしてn=0.56より表される熱輸送デバイス。
A heat transport device according to claim 3,
Heat transport device and the thickness h 2 of the second member having a thickness of h 1 and the copper of the first member made of the nickel is expressed from n = 0.56 as the plate thickness ratio n.
第1の線膨張係数を有する第1の部材と、前記第1の部材の内側に貼り合わされた、前記第1の線膨張係数より大きい値の線膨張係数を有する第2の部材とで構成される外壁を含むコンテナと、前記コンテナ内で相変化することで熱を輸送する作動流体とを有する熱輸送デバイスと、
前記熱輸送デバイスに熱的に接続された熱源と
を具備する電子機器。
A first member having a first linear expansion coefficient, and a second member bonded to the inside of the first member and having a linear expansion coefficient greater than the first linear expansion coefficient. A heat transport device having a container including an outer wall and a working fluid that transports heat by changing phase in the container;
An electronic device comprising: a heat source thermally connected to the heat transport device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018115813A (en) * 2017-01-18 2018-07-26 大日本印刷株式会社 Vapor chamber, metal sheet assembly for vapor chamber, and manufacturing method of vapor chamber
JP2020003194A (en) * 2018-06-29 2020-01-09 大日本印刷株式会社 Vapor chamber, electronic apparatus, and method for manufacturing vapor chamber

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018115813A (en) * 2017-01-18 2018-07-26 大日本印刷株式会社 Vapor chamber, metal sheet assembly for vapor chamber, and manufacturing method of vapor chamber
JP2021143829A (en) * 2017-01-18 2021-09-24 大日本印刷株式会社 Vapor chamber, metal sheet assembly for vapor chamber, and manufacturing method of vapor chamber
JP2020003194A (en) * 2018-06-29 2020-01-09 大日本印刷株式会社 Vapor chamber, electronic apparatus, and method for manufacturing vapor chamber
JP7206649B2 (en) 2018-06-29 2023-01-18 大日本印刷株式会社 Vapor chamber, electronic device, and method for manufacturing vapor chamber
JP2023014077A (en) * 2018-06-29 2023-01-26 大日本印刷株式会社 Vapor chamber, electronic apparatus and method of manufacturing vapor chamber
JP7464097B2 (en) 2018-06-29 2024-04-09 大日本印刷株式会社 Vapor chamber, electronic device, and method for manufacturing vapor chamber

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