JP2011122789A - Flat plate type heat pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートパイプに関し、特に、熱拡散部材(ヒートスプレッダ)として好適な、外形が平板型のヒートパイプに関する。 The present invention relates to a heat pipe, and more particularly to a heat pipe having an outer shape that is suitable as a heat diffusion member (heat spreader).
一般的なヒートパイプは、銅管の内壁にウィックと称する毛細管現象を引き起こす微細構造(網目や焼結体による凹凸)を形成し、作動液を封入して端部をカシメなどによって封止したものである。その外形は、熱輸送を主目的とするために円柱形状をしている。これに対し、CPUなどの発熱密度の大きい発熱源を効率よく冷却する手段として、外形が平板状のヒートパイプを用い、熱を拡散させてから冷却する方法が用いられる。 A general heat pipe has a fine structure (unevenness due to a mesh or sintered body) that causes capillary action called a wick on the inner wall of a copper tube, encloses the working fluid, and seals the end with caulking etc. It is. Its outer shape is cylindrical in order to mainly use heat transport. On the other hand, as a means for efficiently cooling a heat source having a large heat generation density such as a CPU, a heat pipe having a flat outer shape is used, and a method of cooling after diffusing heat is used.
平板状のヒートパイプは、例えば特許文献1および2のように、スリットを有する薄板からなる仕切板等を複数重ね合わせて配置し、その重ね合わせたものの上下に外壁部材を重ねてコンテナを構成している。コンテナ内空間には作動液が封入されている。特許文献1の構成では、重ね合わせられた複数の仕切り板の間隙が毛細管流路を構成している。特許文献2の構成では、外壁部材の内側の側面には毛細管現象を引き起こすための微細形状が形成されている。
For example, as in
熱源は平板状ヒートパイプの上面または下面の中央部に配置される。作動液は、熱源からの熱によって内部空間の中央で蒸発し、蒸気は仕切り板のスリットを通って外周部に向かう。蒸気は外周部で冷却されて凝縮され、液体となって仕切り板の間の毛細管流路や、外壁部材の内側の微細管形状で構成された毛細管流路を通って中央に回帰する。このような平板状のヒートパイプは、全体が薄い板材で構成されているため、薄型の形状を提供できる。 A heat source is arrange | positioned in the center part of the upper surface or lower surface of a flat heat pipe. The hydraulic fluid evaporates at the center of the internal space due to heat from the heat source, and the vapor passes through the slit of the partition plate toward the outer peripheral portion. The vapor is cooled and condensed at the outer peripheral portion, and returns to the center through a capillary channel between the partition plates and a capillary channel configured in a fine tube shape inside the outer wall member. Since such a flat plate-like heat pipe is entirely made of a thin plate material, it can provide a thin shape.
また、グラファイト材を使って熱拡散を促進させる技術については、近年数多くの特許文献が公開されている。例えば特許文献3では、熱伝導性膜としてグラファイト製の部材を用いて、既存の放熱構造を覆った放熱構造が開示されている。
In addition, many patent documents have been published in recent years regarding techniques for promoting thermal diffusion using a graphite material. For example,
ヒートパイプの動作温度領域は作動液の蒸気圧によって決定される。一般的に、ヒートパイプは作動液を蒸発させやすくするため、減圧状態で封入される。しかしながら円柱型に比べて平板型は構造的に弱く、作動液の減圧度を低くせざるを得ない。減圧度が低いと作動液が蒸発しにくく、動作温度領域の下限が律則される(例えば、円柱型:20℃に比べて平型:60℃程度)。下限に満たない低温度領域では作動液の蒸発が著しく少なくなり、ヒートパイプ特有の高い等価熱伝導率(数千[W/mK])が得られず、外壁材料の熱伝導率(例えば銅:約380[W/mK])に支配され、ヒートスプレッダとしての熱拡散性能が低下してしまう。 The operating temperature range of the heat pipe is determined by the vapor pressure of the working fluid. Generally, the heat pipe is sealed in a reduced pressure state in order to facilitate the evaporation of the working fluid. However, the flat plate type is structurally weaker than the cylindrical type, and the pressure reduction of the hydraulic fluid has to be lowered. When the degree of decompression is low, the working fluid is difficult to evaporate, and the lower limit of the operating temperature range is regulated (for example, flat type: about 60 ° C compared to 20 ° C). In the low temperature range below the lower limit, the evaporation of the hydraulic fluid is remarkably reduced, the high equivalent thermal conductivity (several thousands [W / mK]) unique to heat pipes cannot be obtained, and the thermal conductivity of the outer wall material (for example, copper: Controlled by about 380 [W / mK]), the heat diffusion performance as a heat spreader is degraded.
動作温度領域の下限を拡張するためには、減圧度を大きくすることが考えられるが、その減圧状態に耐えるためには構造を工夫して強度を高めることが必要である。強度を高める手段としては、外壁だけでなくコンテナ内部に支柱を多数設けて補強するといった方法が考えられるが、スリット構造の邪魔になるため作動液の回帰性が悪化し、結果として熱拡散性能の低下につながる。すなわち、強度と熱拡散性能の両立は困難である。 In order to extend the lower limit of the operating temperature range, it is conceivable to increase the degree of decompression, but in order to withstand the decompressed state, it is necessary to devise the structure and increase the strength. As a means to increase the strength, a method of reinforcing by providing a large number of support pillars inside the container as well as the outer wall is conceivable, but since it interferes with the slit structure, the returnability of the hydraulic fluid deteriorates, resulting in a decrease in heat diffusion performance. Leading to a decline. That is, it is difficult to achieve both strength and thermal diffusion performance.
また、平板状のヒートパイプの内壁の凹凸構造(ウィック)に、特許文献3のグラファイト材を膜状にしたものを貼り付けることも考えられるが、ウィックのピッチは1mm以下と緻密なため、凹凸形状に沿ってグラファイト材が折れ曲がることによりグラファイト中の炭素結合が乱れ、グラファイト材の高熱伝導率という特性を害する恐れがある。
It is also possible to apply the graphite material of
本発明の目的は、ヒートパイプの作動液循環動作が生じる温度領域の下限未満の温度であっても十分な熱拡散性能を得ることができる平板型ヒートパイプを提供することである。 An object of the present invention is to provide a flat plate heat pipe capable of obtaining sufficient heat diffusion performance even at a temperature below the lower limit of the temperature range in which the working fluid circulation operation of the heat pipe occurs.
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様によれば、以下のような平板型ヒートパイプが提供される。すなわち、内部空間を有する平板状の金属部材と、内部空間に封入された作動液とを有する平板型ヒートパイプであって、平板状の金属部材の主平面方向の内壁には、金属部材よりも主平面方向の熱伝導率の大きいシート状のグラファイトが固定されている。シート状グラファイトの表面には、作動液に毛細管現象を生じさせる凹凸形状が形成されている。これにより、作動液の循環動作が生じる温度未満においては、シート状グラファイトの熱伝導率で熱拡散を生じさせることができる。シート状グラファイトの表面の凹凸は、毛細管現象による作動液の移動を生じさせるため、作動液の循環動作に寄与する。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the following flat plate heat pipe is provided. That is, a flat plate-shaped heat pipe having a flat metal member having an internal space and a working fluid sealed in the internal space, the inner wall in the main plane direction of the flat metal member being more than the metal member Sheet-like graphite having a large thermal conductivity in the main plane direction is fixed. The surface of the sheet-like graphite has an uneven shape that causes capillary action in the hydraulic fluid. Accordingly, thermal diffusion can be caused by the thermal conductivity of the sheet-like graphite at a temperature lower than the temperature at which the hydraulic fluid circulates. Since the irregularities on the surface of the sheet-like graphite cause movement of the working fluid due to capillary action, it contributes to the circulating operation of the working fluid.
上記凹凸形状は、例えば、底面形状が六角形の凸部を、繰り返し並べた形状とすることができる。 The uneven shape can be, for example, a shape in which convex portions having a hexagonal bottom shape are repeatedly arranged.
シート状グラファイトは、主平面方向の熱伝導率が厚さ方向の熱伝導率よりも大きい異方性熱伝導性のものを用いることができる。この場合、金属部材の内部空間には、金属製の柱部材を配置し、柱部材がシート状グラファイトの中央に設けられた貫通孔を貫いて、両端が金属部材と接するように構成することが望ましい。これにより、異方性熱伝導性のシート状グラファイトを用いた場合であっても、発熱源の熱を内部空間に効率よく伝達することができる。 As the sheet-like graphite, those having anisotropic thermal conductivity whose thermal conductivity in the main plane direction is larger than the thermal conductivity in the thickness direction can be used. In this case, a metal column member may be disposed in the internal space of the metal member, and the column member may be configured to penetrate the through hole provided in the center of the sheet-like graphite so that both ends are in contact with the metal member. desirable. Thus, even when anisotropic heat conductive sheet-like graphite is used, the heat of the heat source can be efficiently transmitted to the internal space.
本発明によれば、発熱源からの熱を効率よく拡散し、使用温度領域に制約が少ない平板型のヒートパイプ(ヒートスプレッダ)を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat | fever from a heat-generation source can be spread | diffused efficiently, and the flat type heat pipe (heat spreader) with few restrictions in a use temperature area | region can be provided.
本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
図1および図2を用いて本実施形態の平板状ヒートパイプ(以下、ヒートスプレッダと称す)の構成について説明する。図1はヒートスプレッダの断面図であり、図2は、各部品の斜視図である。ヒートスプレッダは、対向面に凹部1aが形成された一対の外層金属板1を外縁部で接合した構造である。外層金属板1のそれぞれの凹部1aの底面はシート状グラファイト4で覆われている。接合された外層金属板1の内部空間には、複数枚の内層スリット板2が重ねて配置されている。また、外層金属板1の内部空間には、所定の圧力まで減圧され、所定の作動液が封入されている。
A configuration of a flat plate heat pipe (hereinafter referred to as a heat spreader) according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat spreader, and FIG. 2 is a perspective view of each component. The heat spreader has a structure in which a pair of outer
内層スリット板2は、微細な貫通孔が厚さ方向に多数設けられたメッシュ構造の板状部材を微小な高さ(振幅)で波打たせた構造である。主平面には、中央から外周部に向かって放射状に延びるスリット2aが設けられている。重ねられた複数の内層スリット板3の間隙および放射状のスリット2aは、作動液の蒸気が中央から外周部に向かって流れる流路となる。メッシュ構造は、外周部で凝縮されて液体状態に戻った作動液が、毛細管現象で中央へ回帰する毛細管流路となる。
The inner-
外層金属板1および内層スリット板2は、熱伝導性の良い金属、例えば銅で構成されている。シート状グラファイト4は、外層金属板1および内層スリット板2よりも主平面方向の熱伝導率が大きい。ここでは、主平面方向の熱伝導率が、厚み方向の熱伝導率よりも数倍大きい(主平面方向1200W/mK、厚み方向20W/mK)、異方性熱伝導性を有するグラファイトシートを用いる。
The outer
シート状グラファイト4および内層スリット板2の中央には、円形の貫通孔が設けられており、同径の円柱3が貫通孔の側面と接触するように貫通している。円柱3の両端は、外層金属板1に固定されている。また、円柱3は、外層金属板1の一方と一体成形された構成とすることも可能である。
A circular through-hole is provided in the center of the sheet-
また、シート状グラファイト4の表面には、液体状態の作動液の毛細管流路となる凹凸構造が形成されている。図3(a)および(b)に、シート状グラファイト4の凹凸構造の上面図および側面図を示す。図3(a)、(b)から明らかなように、シート状グラファイト4の表面は六角錐が隙間なく繰り返し並べられた形状である。このように六角錐の凹凸構造を設けることにより、中央から外周に向かって6方向に放射状に延びる凹凸が形成されるため、外周部で凝縮された作動液を毛細管現象により効率よく中央へ回帰させることができる。
The surface of the sheet-
表面に六角錐が繰り返し並べられた形状の凹凸構造を備えるシート状グラファイト4を製造する方法を説明する。材料としてポリイミド等の高分子フィルムを用いる。あらかじめ蜂の巣状にパンチングで六角形の孔を空けた高分子フィルムを複数枚(孔位置は同じで孔形のみ異なるもの)用意する。これら複数間の高分子フィルムを、孔径が徐々に変化するように積層し、不活性雰囲気中で、2000〜3000℃で高温焼成する。さらに片側の表面を六角錐状の凹凸を形成したローラーで圧延する。これにより、表面に六角錐の凹凸が形成されたシート状グラファイトを生成できる。なお、外層金属板1に固定される逆側の面は、平坦なローラーで圧延し、平坦な面とする。
A method for producing a sheet-
なお、内層スリット板2の枚数は、図1では3枚の例を示しているが、1枚以上であればよく、所望の枚数にすることができる。
In addition, although the number of the inner
次に、本実施形態のヒートスプレッダの動作について説明する。 Next, the operation of the heat spreader of this embodiment will be described.
図4のように、ヒートスプレッダの上面中央に発熱源5を配置すると、発熱源5からの熱は、外層金属板1および円柱3を通って、シート状グラファイト4および内層スリット板2に熱伝導し、内部空間の中央付近の作動液を加熱する。これにより作動液は蒸発し、蒸気は内層スリット板2の間隙およびスリット2aを通って外周部に向かう。蒸気は外周部で冷却されて凝縮され、液体となってシート状グラファイト4の表面の凹凸構造および内層スリット板2のメッシュ構造を毛細管現象で移動し、中央に回帰する。これにより、中央の発熱源5の熱を外周部まで効率よく拡散することができる。
As shown in FIG. 4, when the
一方、発熱源5の温度が低く、作動液が蒸発しない温度領域である場合には、発熱源5の熱は、外層金属板1に伝導するとともに、円柱3を介してシート状グラファイト4および内層スリット板3に伝導し、これらによって主平面方向に伝導し、外周部まで拡散される。シート状グラファイト4は、主平面方向の熱伝導率が、金属と比較して数倍大きいため、発熱源5の熱を外周部に効率よく伝導することができる。
On the other hand, when the temperature of the
このように、本実施形態では、平型ヒートパイプ(ヒートスプレッダ)の外層金属板1の内側に、凹凸形状を有する高熱伝導率のグラファイトシートを使用することにより、ヒートパイプの作動液循環動作が生じる温度領域の下限未満でも十分な熱拡散性能を確保することができる。
As described above, in the present embodiment, the use of the graphite sheet with a high thermal conductivity having a concavo-convex shape on the inner side of the
また、シート状グラファイト4の表面の凹凸形状は、一般的にウィックと称されるヒートパイプの作動液の循環に不可欠な毛細管構造と同機能を果たすため、作動液の回帰に寄与する。
Further, the uneven shape on the surface of the sheet-
シート状グラファイト4の中央には貫通孔を設け、円柱3により、外層金属板1とシート状グラファイト4と内層スリット板2とが熱伝導率の高い円柱3によって直に接するため、厚み方向の熱伝導率が小さい異方性のシート状グラファイト4を用いた場合であっても、発熱源5の熱を内層スリット板2に効率よく伝導することができる。
A through-hole is provided in the center of the sheet-
また、本実施形態では、シート状のグラファイト4を直接凹凸形状に加工しているため、シート状のグラファイト中の炭素結合が乱れず、高熱伝導特性を維持したまま毛細管構造を実現できる。
Further, in the present embodiment, since the sheet-
また、本実施形態では、シート状グラファイト4を外層金属板1の内壁に固定したことにより、外壁に固定した場合と比較して、発熱源5からの熱を外層金属板1の内部空間に容易に伝達できる。すなわち、内壁に固定したことにより、シート状のグラファイト4を円柱3で貫通した構造をとることができる。これにより、シート状のグラファイト4として主平面方向の熱伝導率が厚み方向の熱伝導率よりも大きい異方性熱伝導性のグラファイトを用いた場合であっても、円柱3により厚み方向の熱伝導性を容易に確保でき、発熱源5の熱を作動液や内層スリット板2に高熱伝導率で伝達することができる。また、グラファイトシートを内壁に配置したことにより、ヒートスプレッダの外壁は外層金属板1の滑らかな面であり、発熱源5を固定する際に制約が少なく、汎用性の高いヒートスプレッダを提供できる。
In the present embodiment, the sheet-
(実施例)
実施例として図1の構造の平板型ヒートパイプ(ヒートスプレッダ)を作製した。
(Example)
As an example, a flat plate heat pipe (heat spreader) having the structure of FIG. 1 was produced.
まず、外層金属板1として、外形が50mm角・厚さ1.5mmの外層銅板を用意し、片面に45mm角・深さ0.5mmの窪みを設けた。シート状グラファイト4として、厚さ0.1mm・面方向の熱伝導率1200[W/mK]・厚み方向の熱伝導率20[W/mK]のグラファイトシートを上述した製造方法により製造し、これを外層金属板1の凹部の底面に貼り合わせた。なお、グラファイトシート4の表面は、図3(a),(b)のように六角錐が隙間なく繰り返し並べられた形状の凹凸形状を備えている。六角錐の底面の径は0.5mm、高さは0.3〜0.5mm程度とした。
First, an outer layer copper plate having an outer shape of 50 mm square and a thickness of 1.5 mm was prepared as the outer
内層スリット板2としては、0.5mmピッチのメッシュ構造を有する厚さ0.1mmの薄銅板を用意し、高さ(振幅)0.1〜0.2mmで波打たせた形状に加工したものを3枚積層とした。円柱3は銅製であり、直径は5mmとした。
As the inner layer slit
2枚の外層銅板1を、グラファイトシート4を貼った面がそれぞれ内側になるように合わせ、外縁部を加圧加熱することで接合した。なお、図示していないが、外層金属板1には作動液を封入するための穴が設けられており、この孔から内部空間を減圧し、作動液として、所定量の純水を封入した。作動液の循環開始温度は60℃程度になるように、減圧度を設定した。
The two outer
(比較例)
比較例のヒートスプレッダを作製した。比較例のヒートスプレッダは、図5に断面図を、図6に各部材の斜視図を示すように、実施例のヒートスプレッダのシート状グラファイトを備えていない。外層金属板1の内壁面には、図7のように四角錐を隙間なく繰り返し並べた構造の凹凸構造が形成されている。また、円柱3は比較例では配置されていない。内層スリット板2を支持するために、外層金属板1の内側に1mm角の銅角柱が計16本接合されている(不図示)。この角柱による熱拡散性能への寄与は、無視できるレベルである。他の構造は、実施例と同様である。
(Comparative example)
A heat spreader of a comparative example was produced. The heat spreader of the comparative example does not include the sheet-like graphite of the heat spreader of the example, as shown in the sectional view in FIG. 5 and the perspective view of each member in FIG. On the inner wall surface of the
比較例のヒートスプレッダでは、図8のようにヒートスプレッダの上面中央に発熱源5を配置すると、発熱源5からの熱は、外層金属板1を伝導して、内部空間の中央付近の作動液を加熱する。これにより作動液は蒸発し、蒸気は内層スリット板2の間隙およびスリット2aを通って外周部に向かう。蒸気は外周部で冷却されて凝縮され、液体となって外層金属板1の表面の凹凸構造および内層スリット板2のメッシュ構造を毛細管現象で移動し、中央に回帰する。これにより、中央の発熱源5の熱を外周部まで拡散する。
In the heat spreader of the comparative example, when the
発熱源5の温度が、作動液が蒸発しない温度領域の場合には、発熱源5の熱は、外層金属板1の熱伝導によって主平面方向に拡散される。
When the temperature of the
(評価実験)
実施例と比較例のヒートスプレッダの性能を評価する実験を行った。図9に評価に用いた装置構成を示す。実施例または比較例のヒートスプレッダ11の片面中央に、発熱源5として5mm角のセラミックヒーター5を、熱伝導グリス(不図示)を介して接着した。さらにヒートスプレッダ11の表面温度分布を放射温度計で一括測定するため、放射率が既知のセラミックシートをヒーター部をくり貫いて貼り付けた。もう一方の面には放熱のために50mm角・高さ30mmのアルミ(JIS規格:A6063)製ヒートシンク14を、熱伝導グリスを介して接着した。
(Evaluation experiment)
An experiment was conducted to evaluate the performance of the heat spreader of the example and the comparative example. FIG. 9 shows the apparatus configuration used for the evaluation. A 5 mm square
実施例・比較例ともに作動液の循環開始温度は60℃程度に設定されている。 In both the examples and comparative examples, the working fluid circulation start temperature is set to about 60 ° C.
発熱源5のセラミックヒーターに15Wを印加し、放射温度計を用いてヒートスプレッダ11の中央部と外周部の温度上昇の様子を経時記録した。図10に発熱源5の温度変化を、図11にヒートスプレッダ11の端部(外周部)の温度変化を示す。
15 W was applied to the ceramic heater of the
図10より、発熱源5の温度は、実施例および比較例ともに作動液の循環が始まる60℃付近を境にして、温度上昇の傾きが低減していることがわかる。これは、実施例および比較例ともに、作動液の循環が開始される60℃付近で、ヒートスプレッダ11の等価熱伝導率が上昇し、熱拡散が促進され、発熱源5の熱を効果的に拡散でき、ヒートシンク14から放熱されるためである。
From FIG. 10, it can be seen that the temperature rise of the
図11より、ヒートスプレッダ11の端部の温度については、比較例では60℃付近を境にして、温度上昇の傾きが大きくなる。これは、作動液の循環が開始され、より多くの熱が運ばれてくるためである。実施例では、60℃付近での温度上昇の勾配に顕著な変化は見られない。 From FIG. 11, regarding the temperature of the end portion of the heat spreader 11, in the comparative example, the gradient of temperature rise increases around 60 ° C. This is because the circulation of the hydraulic fluid is started and more heat is carried. In the examples, there is no significant change in the gradient of temperature rise around 60 ° C.
一方、図10より、60℃未満の温度領域において、発熱源5の温度上昇の傾きは、実施例の方が比較例より小さく、発熱源5の温度は実施例の方が低かった。逆に、ヒートスプレッダ11の外周部の温度上昇の傾きは、図11のように、60℃未満の温度領域においては、実施例の方が比較例よりも大きく、外周部の温度は実施例の方が高かった。このことから、60℃未満の温度領域では、実施例の方が比較例よりも、等価熱伝導率が大きく、効果的に熱拡散が実現されていることが確認できた。
On the other hand, from FIG. 10, in the temperature region below 60 ° C., the slope of the temperature rise of the
このように60℃未満の温度領域で、実施例のヒートスプレッダが、比較例よりも等価熱伝導率が大きいのは、シート状グラファイト4を備えているためである。
The reason why the heat spreader of the example has a larger equivalent thermal conductivity than the comparative example in the temperature range below 60 ° C. is because it has the sheet-
60℃以上の温度領域においては、実施例・比較例ともに作動液の蒸発・凝縮による高い熱伝導率が支配的となり、温度上昇率はほぼ等しくなる(図10、図11の比較例、実施例のグラフを時間軸に対して平行移動するとほぼ重なる)。 In the temperature range of 60 ° C. or higher, the high thermal conductivity due to the evaporation / condensation of the hydraulic fluid is dominant in both the examples and the comparative examples, and the rate of temperature increase is almost equal (the comparative examples and examples in FIGS. 10 and 11). If you move the graph in parallel with respect to the time axis, they almost overlap).
本評価実験における、実施例と比較例の発熱源5の温度の差は、作動液の循環が始まる直前の60℃付近において最も大きく、20℃程度も差があった。このことから、本実施例の構造を用いることにより、発熱源5の熱を効果的に放熱できることが確認された。なお、発熱源5の温度は、印加電力とヒートシンクの冷却能力によって左右される。一般的に、発熱源の印加電力が大きく、ヒートシンクの冷却能力が低い場合に、ヒートスプレッダの効果を大きく得ることができる。
In this evaluation experiment, the temperature difference between the
本実施例のヒートスプレッダは、約60℃以下の温度領域で効果的に熱拡散を行うことができるため、例えば人間が手で触る可能性がある装置のヒートスプレッダとして用いるのに好適である。例えば、製品例としては、LEDデスクライトが挙げられる。ハイパワーLEDを用いたデスクライトは、一般的に筐体面に熱を拡散する構成であるが、筐体面は点灯中に人間が手で触れる可能性があるため、60℃以下においても効果的に熱拡散を行い、放熱を促進することが望まれる。本実施例のヒートスプレッダは、約60℃以下の温度領域においても効果的に熱拡散を行うことができるため、好適である。 Since the heat spreader of the present embodiment can effectively perform heat diffusion in a temperature range of about 60 ° C. or lower, it is suitable for use as a heat spreader of a device that may be touched by a human hand, for example. For example, an LED desk light is an example of a product. Desk lights using high-power LEDs are generally configured to diffuse heat to the housing surface, but the housing surface can be touched by humans while it is lit, so it is effective even at temperatures below 60 ° C. It is desirable to perform heat diffusion and promote heat dissipation. The heat spreader of the present embodiment is preferable because it can effectively perform heat diffusion even in a temperature range of about 60 ° C. or less.
1…外層金属板、1a…凹部、2…内層スリット板、2a…スリット、3…円柱、4…シート状グラファイト、5…発熱源、11…ヒートスプレッダ、12…セラミックシート、14…ヒートシンク
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記平板状の金属部材の主平面方向の内壁には、前記金属部材よりも主平面方向の熱伝導率の大きいシート状のグラファイトが固定され、
前記シート状グラファイトの表面には、前記作動液に毛細管現象を生じさせる凹凸形状が形成されていることを特徴とする平板型ヒートパイプ。 A flat metal member having an internal space, and a working fluid sealed in the internal space,
On the inner wall in the main plane direction of the flat metal member, sheet-like graphite having a larger thermal conductivity in the main plane direction than the metal member is fixed,
A flat plate-type heat pipe, wherein the surface of the sheet-like graphite has an uneven shape that causes capillary action in the hydraulic fluid.
前記金属部材の内部空間には、金属製の柱部材が配置され、該柱部材は、前記シート状グラファイトの中央設けられた貫通孔を貫いて、両端が金属部材と接していることを特徴とする平板型ヒートパイプ。 The flat plate-type heat pipe according to claim 1 or 2, wherein the sheet-like graphite has anisotropic thermal conductivity in which the thermal conductivity in the main plane direction is larger than the thermal conductivity in the thickness direction,
A metal column member is disposed in the internal space of the metal member, and the column member penetrates a through hole provided in the center of the sheet-like graphite, and both ends thereof are in contact with the metal member. Flat plate heat pipe.
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