JP2010161177A - 電子デバイスの放熱構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンダ付け用スズを使用しない接合構造により、ベース、蓋体及びヒートパイプとの間を接合固定し、高い放熱効果を達成する。
【解決手段】放熱構造2は、ヒートパイプ２２に接する平面に下嵌合溝211を形成したベース21、その溝に下半を嵌合する複数のヒートパイプ22、ヒートパイプ上半部を嵌合する上嵌合溝231を形成した蓋体23からなり、これらのヒートパイプ及び嵌合溝間に熱伝導性物質を介在して固定すると共に、蓋体23上にはさらに複数の放熱フィン24を備え、ベース下半面に接する電子デバイスからの熱を効果的に伝導する。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子デバイスの放熱構造及びその製造方法に関し、特にハンダ付けにより接続する方式が形成する環境汚染を解決可能で、人体に危害を及ぼす恐れのない電子デバイスの放熱構造及びその製造方法に関するものである。

現行のヒートパイプは、使用時には、ヒートパイプの一端が高温位置にあり、反対端が低温位置にある時、伝熱作用によって熱は、高温側から先ず金属管壁を通過して毛細物体中に入り、毛細物体内の作用溶液は熱を受けて蒸発を開始する。
よってヒートパイプの高温側部位を蒸発部位として、蒸発後の気体は、蒸発箇所の中空管内に集められ、同時に、ヒートパイプの反対端へと流動する。
ヒートパイプの反対端は、低温側に接触するため、気体が温度の低い反対端に達すると凝縮を始め、この時、熱は気体により毛細物体を通過するため、ヒートパイプの低温側部位は凝縮部位となる。
凝縮部位内では、先ず蒸発部位で蒸発した気体を凝縮して液体とし、これら凝縮後の液体は、毛細現象作用により、凝縮部位から蒸発部位へと流れ戻る。
こうして、流体は循環を繰り返し、熱は、高温側から低温側へと伝えられる。
これがヒートパイプの伝熱原理である。

ヒートパイプは、その構造及び原理における独特の性能のため、使用において多くの利点を備える。
構造上は、ヒートパイプは中空管で、同体積の金属棒より軽く、ヒートパイプを機器に結合して使用する時には、装置構造上の多くの面倒を省くことができる。また、ヒートパイプは密封管であるため、使用中も作業溶液を追加する必要がなく、可動パーツがないため、摩損の心配も不要である。よって、ヒートパイプは耐久性が高く、騒音がない。
原理上は、ヒートパイプは、内部の蒸発及び凝縮現象により、高い効率と温度を均等化するという熱伝導性能を備える。
さらに、毛細現象を応用するため、ヒートパイプ内部の流体は、外力の作用によらず、宇宙空間の無重力状態でも循環を継続可能であるため、ヒートパイプは放熱器内部に広く応用されており、作動効率がますます高くなる電子製品の冷却問題を効果的に解決することができる。

図1、2に示すように、従来の放熱構造1は、ベース11、複数のヒートパイプ12及び放熱フィンユニット13からなる。
該ベース11は、上平面111と下平面を備え、該上平面111上にはスズペースト14を塗布し、該ヒートパイプ12の下部を、該スズペースト14上に密着させる。
該ヒートパイプ12上には、放熱フィンユニット13を設置し、かつ該放熱フィンユニット13と該ヒートパイプ12の上部との間には、スズペースト14を塗布する。
これにより、その組み立て完成時には、該スズペースト14を加熱し、該スズペースト14により、ベース11とヒートパイプ12との間、及びヒートパイプ12と放熱フィンユニット13との間では、ろう付け固定される。

しかし、上記従来の放熱構造1は、実施上の問題が存在する。
すなわち、該ベース11と該ヒートパイプ12との間、及び該ヒートパイプ12と該放熱フィンユニット13との間は、スズペースト14によりろう付け固定を行うが、スズペースト14はろう付けを行う時に、環境汚染を引き起こし、人体に危害を及ぼす恐れがある。
しかも、スズペースト14のハンダ付け施工品質は、その放熱構造1の放熱効果にも影響を及ぼすため、放熱構造1のハンダ付け時には、施工品質に細心の注意を払わなければならない。
つまり、従来の技術による放熱構造には、以下の欠点が存する。
1.環境汚染を起こし易い。
2.人体に危害を及ぼす。
3.製造コストが高い。
本発明は、従来の放熱構造及びその製造方法の上記した欠点に鑑みてなされたものである。
特開平１０−２２３８１４号公報 特開２００２−９００７９号公報

本発明が解決しようとする課題は、ベース及び蓋体との間に設置する複数のヒートパイプは相互に緊密に結合され、ヒートパイプとベース及び蓋体との間には、導熱物質を塗布する放熱構造及びその製造方法を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は下記の放熱構造及びその製造方法を提供する。
放熱構造は、表面上に下嵌合溝を形成するベース、該下嵌合溝上に設置する複数のヒートパイプ、及び該ヒートパイプに嵌合する上嵌合溝を形成する蓋体からなり、
該下嵌合溝と該ヒートパイプとの間には導熱性ペースト、導熱性グリース或いは放熱性ペースト等の導熱物質を塗布し、該ヒートパイプには上蓋体を被せ、該蓋体には該ヒートパイプに嵌合する上嵌合溝を形成し、該上嵌合溝と該ヒートパイプとの間には導熱性ペースト、導熱性グリース或いは放熱性ペースト等の導熱物質を塗布して該蓋体と該ベースとの間を相互に緊密に結合し、
放熱構造の製造方法は、
先ず、該複数のヒートパイプをベースが形成する下嵌合溝上にそれぞれ置き、
該複数のヒートパイプ上に蓋体を置いて該蓋体が形成する上嵌合溝を該各ヒートパイプに接合し、
該ヒートパイプと該ベース及び該蓋体との間には、それぞれ導熱性ペースト、導熱性グリース或いは放熱性ペースト等の導熱物質を塗布し、
該ベースと該蓋体との間は緊密に結合させ、これにより該ベース、該蓋体と該複数のヒートパイプとの間は固定接合され、ハンダ付けにより接続する方式が形成する大気汚染、及び人体に危害が及ぶという問題を効果的に解決可能である。
さらに、その製造方法は、
該ベースが形成する下嵌合溝上に導熱性ペースト、導熱性グリース或いは放熱性ペースト等の導熱物質を塗布し、
該複数のヒートパイプを該ベースに形成した下嵌合溝上にそれぞれ置き、
該蓋体が形成する上嵌合溝上に導熱物質を塗布し、
該複数のヒートパイプ上に蓋体を置いて該蓋体が形成する上嵌合溝を該各ヒートパイプに接合し、
該ベースと該蓋体とを緊密に結合させ、これにより該ベース、該蓋体と該複数のヒートパイプとの間は、固定結合され、
ハンダ付けにより接続する方式が形成する大気汚染、及び人体に危害が及ぶという問題を効果的に解決可能である。

本発明は、ハンダ付けにより接続する方式が形成する環境汚染を解決して、人体に危害を及ぼす恐れをも払拭することができる。

以下に図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
本発明一実施形態による放熱構造2及びその製造方法は、図3から図7に示す。
本発明一実施形態による放熱構造2は、ベース21、複数のヒートパイプ22及び蓋体23からなる。

該ベース21は平面上に下嵌合溝211を形成し、反対平面は電子装置(図示なし)に密着し、これにより、該電子装置は、該放熱構造2を経由して放熱を行う。
また該下嵌合溝211には複数のヒートパイプ22の下部が嵌合され、該ヒートパイプ22と該下嵌合溝211との間には導熱物質3を塗布する。
該導熱物質3は導熱性ペースト、導熱性グリース或いは放熱性ペーストである。

該ヒートパイプ22上には蓋体23を被せ、該蓋体23はヒートパイプに相対する平面側に上嵌合溝231を形成し、該上嵌合溝231は該各ヒートパイプ22の上部を嵌合する。
さらに、該ヒートパイプ22と該上嵌合溝231との間には、導熱性ペースト、導熱性グリース或いは放熱性ペースト等の導熱物質3を塗布する。
該蓋体23上にはさらに複数の放熱フィン24を備え、該放熱フィン24は該蓋体23上に組み立て、或いは該放熱フィン24は該蓋体23と一体成型により形成する。

上記の放熱構造2の製造方法を、以下に記す。
A1：該複数のヒートパイプ22を該ベース21に形成した下嵌合溝211上に置く。
A2：該複数のヒートパイプ22上に該蓋体23を置き、該蓋体23が形成する上嵌合溝231 を該各ヒートパイプ22に接合する。
A3：該ヒートパイプ22と該ベース21及び該蓋体23との間に、それぞれ導熱物質3を塗 布する。
A4：該ベース21と該蓋体23とを緊密に結合させ、これにより該ベース21、該蓋体23と 該複数のヒートパイプ22との間を固定結合する。

該放熱構造2は、上記ステップを経て形成され、該ベース21と該蓋体23との間は、相互に緊密に結合され、しかも該ベース21と該蓋体23内に嵌合するヒートパイプ22は、同時に相互に緊密に接する。

これにより該ベース21の下平面が電子装置(図示なし)に密着する時、該放熱構造2は、該ベース21の熱エネルギー伝導を通して、該電子装置が発生する熱エネルギーをヒートパイプ22に送る。

さらに、該ベース21と該ヒートパイプ22との間には、導熱性ペースト、導熱性グリース或いは放熱性ペースト等の導熱物質3を塗布する。
よって、該ベース21と該ヒートパイプ22との間は、さらに結合が緊密となり、しかも伝熱効率がさらに向上する。

また、熱エネルギーは該ヒートパイプ22から該蓋体23へと送られ、該蓋体23上の放熱フィン24は、それが吸収した熱エネルギーを放出する。

しかも、該蓋体23と該ヒートパイプ22との間には、導熱性ペースト、導熱性グリース或いは放熱性ペースト等の導熱物質3を塗布する。
よって、該蓋体23と該ヒートパイプ22との間は、さらに結合が緊密となり、しかも伝熱効率がさらに向上する。

こうして電子装置は、該放熱構造2を経由し、効果的に放熱を行い、ハンダ付け用スズを使用しない接合を実現し、同時に、該ベース21、該蓋体23及び該ヒートパイプ22との間の緊密対応と高い放熱効果の目的を達成することができる。

上記の放熱構造2製造方法において、導熱物質3を塗布する方法は、必要に応じて、改変することができる。
その製造方法を以下に記す。
B1：該ベース21が形成する下嵌合溝211上に導熱物質3を塗布する。
B2：該複数のヒートパイプ22を該ベース21が形成する下嵌合溝211上にそれぞれ置く。
B3：該蓋体23が形成する上嵌合溝231上に、導熱物質3を塗布する。
B4：該複数のヒートパイプ22上に蓋体23を置き、該蓋体23が形成する上嵌合溝231を 該各ヒートパイプ22に接合する。
B5：該ベース21と該蓋体23とを緊密に結合させ、これにより該ベース21、該蓋体23と 該複数のヒートパイプ22との間を固定結合する。

該放熱構造2は、上記ステップでは、該ベース21と該蓋体23の下嵌合溝211及び該上嵌合溝231は、先ず導熱物質3を塗布され、該ベース21と該蓋体23との間は相互に緊密に結合され、しかも該ベース21と該蓋体23内に嵌合するヒートパイプ22は、相互に緊密に対応する。

しかも、該ベース21及び該蓋体23と該ヒートパイプ22との間には、導熱性ペースト、導熱性グリース或いは放熱性ペースト等の導熱物質3を塗布する。
よって、該ベース21と該ヒートパイプ22との間は、緊密に結合され、しかも高い伝熱効率を達成する。

該熱エネルギーは該ヒートパイプ22から該蓋体23へと送られ、該蓋体23上の放熱フィン24は、それが吸収した熱エネルギーを放出する。
こうして密着する電子装置(図示なし)は、該放熱構造2を経由し、効果的に放熱を行い、ハンダ付け用スズを使用しない接合を実現し、同時に、該ベース21、該蓋体23及び該ヒートパイプ22との間の緊密対応と高い放熱効果の目的を達成することができる。

上記のように、本発明一実施形態による放熱構造及びその製造方法は、以下の利点を備える。
1.ハンダ付け用スズによる大気汚染を解決することができる。
2.人体に危害を及ぼす可能性を低下させることができる。
3.製造コストを引き下げることができる。

上記の本発明名称と内容は、本発明技術内容の説明に用いたのみで、本発明を限定するものではない。本発明の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて、本発明の保護範囲に含むものとする。

従来の放熱構造の立体指示図である。 従来の放熱構造の断面指示図である。 本発明一実施形態による放熱構造の立体指示図である。 本発明一実施形態による放熱構造の断面指示図である。 本発明一実施形態による放熱構造の実施指示図である。 本発明一実施形態による放熱構造のフローチャート一である。 本発明一実施形態による放熱構造のフローチャート二である。

1 放熱構造
11 ベース
111 上平面
12 ヒートパイプ
13 放熱フィンユニット
14 スズペースト
2 放熱構造
21 ベース
211 下嵌合溝
22 ヒートパイプ
23 蓋体
231 上嵌合溝
24 放熱フィン
3 導熱物質

Claims (7)

1. 電子デバイスの放熱構造であって、
   発熱体である電子デバイスに接するベース、複数のヒートパイプ、及び蓋体からなり、
   該ベースに上記ヒートパイプ下半部を嵌合する下嵌合溝を形成すると共に上記蓋体該ヒートパイプ上半部を嵌合する下嵌合溝を形成して、これらベースと蓋体の嵌合溝とヒートパイプに導熱性物質を塗布して緊密に結合したことを特徴とする、電子デバイスの放熱構造。
2. 前記蓋体上には、さらに複数の放熱フィンを備えたことを特徴とする、請求項１記載の放熱構造。
3. 前記放熱物質は、導熱性ペースト、導熱性グリース或いは放熱性ペーストであることを特徴とする、請求項１記載の放熱構造。
4. 電子デバイスの放熱構造の製造方法であって、
   複数のヒートパイプをベースに形成した下嵌合溝にそれぞれ置き、
   該複数のヒートパイプ上に蓋体に形成した上嵌合溝を合わせて置き、
   該ヒートパイプと該ベース及び該蓋体とをそれぞれに塗布した導熱物質を介して該ベースと該蓋体とを緊密に結合させ、これにより該ベース、該蓋体と該複数のヒートパイプとの間を固定結合するたことを特徴とする、電子デバイスの放熱構造の製造方法。
5. 前記放熱物質は、導熱性ペースト、導熱性グリース或いは放熱性ペーストであることを特徴とする、請求項４記載の放熱構造の製造方法。
6. 電子デバイスの放熱構造の製造方法であって、
   ベースに形成した複数の下嵌合溝に導熱物質を塗布し、
   複数のヒートパイプをベースに形成した下嵌合溝にそれぞれ置き、
   蓋体に形成した上嵌合溝に導熱物質を塗布し、
   該複数のヒートパイプ上に該蓋体に形成した嵌合溝に合わせて該蓋体を置き、
   該ベースと該蓋体とを緊密に結合させ、これにより該ベース、該蓋体と該複数のヒートパイプとの間を固定結合することを特徴とする、電子デバイスの放熱構造の製造方法。
7. 前記放熱物質は、導熱性ペースト、導熱性グリース或いは放熱性ペーストであることを特徴とする、請求項６記載の放熱構造の製造方法。

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