JP2012080071A - ハイパワー放熱モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】従来の放熱モジュールに比べて、ファンを使用しない情况下で、直接１００Ｗ以上の発熱素子に適用することができ、ハイパワーの発熱素子の放熱に好適な放熱モジュールを提供する。
【解決手段】熱素子に対して放熱を行うハイパワー放熱モジュールは、内部に密閉キャビティーを有すると共にそのキャビティー内に粉末焼結部および作動液を有し、外部には発熱素子を載置する平整部と固定部を有する熱交換部と、固定部に設けられた中心孔部および該中心孔部の周囲に放熱装置２が設けられ、発熱素子で生じる熱量を熱交換部を介して放熱装置へ伝導させ、放熱装置を介して迅速に発熱素子で生じる熱量を放熱する放熱モジュール装置とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は放熱モジュールに関し、特にＬＥＤ、ＣＰＵ、ＧＰＵ、チップセット、パワー半導体、基板或いはマルチチップパッケージなどの電子素子の放熱のためのハイパワー放熱モジュールに関する。

電子技術業界では、放熱モジュールを採用して電子素子に対して放熱を行っており、現在最も基本的な放熱モジュールとしては、熱伝導の原理に基づいて設計されたフィンタイプ構成のものであり、放熱モジュールが電子素子に接触し、電子素子が作動する時に発する熱量をフィン部を介して空気中に発散させる。フィンが空気と接触する面積および数量は放熱モジュールの放熱効率を左右するが、現有技術の問題に限られ、この最も基本的な放熱モジュール構成は、ただパワーが１００Ｗ以内の電子素子の放熱を実現できだけであり、より大きいパワーである電子素子に対しては、放熱モジュールはたとえばファン或いは他の補助構成を増設する必要があり、空気の流動速度を増加することによって、或いは他の熱伝導方型を採用して放熱の効果を向上させ、それによって大パワー電子素子の放熱を実現する。しかし、何らかの電子素子たとえばＬＥＤに対して、ファンの使用寿命は遥かにこれらの電子部品の使用寿命より短く、それによってファン型の放熱モジュールは、往々にして電子素子がまだ正常に作動する時に、既にファンが壊れてしまい、電子素子の作動寿命に合理的に適合させることができず、合格に達する使用效果を得ることができない。基本構成に基づくハイパワー放熱モジュールの合理的設計は、これまでずっと産業界が研究してきた重要かつ難しいテーマである。

ハイパワー電子素子に対して放熱効率の良い非ファン型放熱モジュールを提供すること。

本実施形態における発熱素子に対して放熱を行うハイパワー放熱モジュールは、
内部に密閉キャビティーを有すると共にそのキャビティー内に粉末焼結部および気液二相流の作動流体を有し、且つ外部には平整部とこの平整部の反対側の相対する位置に固定機構を有する熱交換部と、
中心孔部および該中心孔部の周囲に設けられた少なくとも１つの通気道を有し、前記中心孔部は前記熱交換部の固定機構を挟み込むように固定し、平整部を中心孔部の外側に残すように発熱素子を配置し、発熱素子で生じる熱量を前記熱交換部を介して非ファン型放熱モジュールへ伝導させ、煙突効果により前記通気道において気流を生じさせる非ファン型放熱部とを具備するものである。

熱交換素子の気液二相変化により、熱伝導モジュール内にある超導体に相当し、発熱モジュールの放熱装置のエッジでの温度差が大きい時に、直ちに熱源の熱を放熱装置上へ分散し、内から外に放熱構成を経由するように伝導できる。

さらに、中心孔部の外側に複数の外側に向かって広がる羽根が設けられ、互いに隣接する２つの羽根がお互いに外壁で接続され、且つ中心孔部の外周と空気の通路を形成し、羽根は熱伝導構成と空気を接触させるような構成を成し、複数の羽根は順次外壁を介して接続され、中心孔部の周囲に筒状の外周型放熱構成を形成する。

また、外壁は平面壁状であって、外周構成は複数の外壁が順次に接続してエッジとコーナーを有する多辺形筒を組成し、前記羽根は多辺形筒の内側のエッジとコーナー部に接続し、空気との接触面積を有効に利用できるようにする。

また、外壁は平面壁状であって、外周構成は複数の外壁が順次に接続して正多辺形筒を組成し、前記羽根は正多辺形筒の内側の回転角部に接続し、空気との接触面積を有効に利用できる。

また、外壁は弧面状であって、前記外周構成は外壁が順次に接続して円筒形を組成し、前記羽根は円筒形の内側に接続し、空気との接触面積を有効に増加させることができる。

別の実施形態として、熱交換素子は均熱板であって、中部に前記平整部を有し、およびプレス成形した後で中部の２つの端を対称にし、且つ中部に垂直な２つの挿入部を前記固定機構とし、相対応する放熱装置の中心孔部が前記２つの挿入部の挿入孔に対応する。

実施形態において、均熱板の各挿入部の横断面はそれぞれ外側に突起する円弧形状を呈し、２つの挿入部全体を組み合わせて対称な切り欠きを有するリング形状にさせ、相応な、前記放熱装置の挿入孔がそれぞれ２つの挿入部形状に嵌め合う２つの弧形孔であり、より良い熱伝導性を得ることができる。

前記均熱板の平整部はその２つの端の挿入部との間に中軸心に向かって収縮する過渡部を有し、前記放熱装置の端面には嵌入する収納チャンバーが設けられ、前記均熱板の過渡部を収納位置決めることに用いられ、挿入孔は収納チャンバー内部に設置される。

前記均熱板のキャビティー内には、支持外形を有する支持機構が設けられる。

前記放熱装置の挿入孔は収納チャンバーから中心部材の他端面まで貫通し、中心部材を経由して空気を流通させることができる。相対応に、均熱板の平整部が放熱装置の中心孔部の端面で略突起し、平整部の側面を中心部材との間に収納チャンバーおよび挿入孔を連通する隙間を形成する。

他の実施形態として、熱交換素子は熱柱であって、端面を有して前記平整部とし、更に円柱体部分を有して前記固定機構とし、放熱装置の中心孔部は前記熱柱の円柱体部分を挿し込むのに対応する挿入孔である。熱柱の良好な熱伝導性およびその形状特性を利用することにより、より良い固定および熱伝導能力を達成することができる。

前記熱柱のキャビティーは真空チャンバーであって、該キャビティーの内壁に前記粉末焼結部が付着され、且つキャビティー内の約半分は動作液で充填されている。

本発明の放熱装置は、一体成形構成或いは分割型構成である。

本発明の固定構成は、中心孔部に溶接固定される。

本発明の発熱素子は、ＬＥＤ、ＣＰＵ、ＧＰＵ、チップセット、パワー半導体或いは電子素子が集積される回路板である。

本実施形態によれば、熱交換素子を介して発熱素子を直接取り付け、熱交換素子の良好な熱伝導特性に基づいて、熱量をスピーディーに放熱装置に伝導できると共に、放熱装置はフィンタイプ構成或いは非フィンタイプの通路型構成を採用できる。フィンタイプ構成であれば、空気と接触および対流することにより熱交換を実現でき、良好な放熱效果を得ることができる。また、非フィンタイプ構成であれば、煙突効果により前記空気通路の中に気流を生じさせ、スピーディーに換熱を実現することができる。従来の放熱モジュールに比べて、ファンおよび他の冷却システムを使用せずに、直接１００Ｗ以上の発熱素子に対して適用できるため、特にハイパワーの発熱素子の放熱に効果を発揮することができ、例えば、ハイパワーのＬＥＤ、ＣＰＵ、ＧＰＵ、チップセット、パワー半導体或いは電子素子が集積される回路に対して好適である。

以下、図面および具体的な実施形態を組み合わせながら、本発明について更に詳細に説明する。
本発明の第１の実施形態に係る分割構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る放熱装置の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る放熱装置の側面構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係るに放熱装置の側面構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係るに放熱装置の側面構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る発熱素子に用いられる分割構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る発熱素子に用いられる組合構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る分割構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る放熱装置の構成を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る放熱装置の側面構成を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る放熱装置の側面構成を示す図である。 本発明の第７の実施形態に係る放熱装置の側面構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る発熱素子に用いられる分割構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る発熱素子に用いられる組合構成を示す図である。 本発明の均熱板構成に係る熱交換素子の分割構成を示す図である。 本発明の均熱板構成に係る熱交換素子の内部構成を示す図である。 本発明の第８の実施形態に係る分割構成を示す図である。 本発明の熱柱構成に係る熱交換素子の内部構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る発熱素子に用いられる分割構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る発熱素子に用いられる組合構成を示す図である。

図１乃至図２０を参考にしながら、本実施形態に係るハイパワー放熱モジュールについて説明する。このハイパワー放熱モジュールは、発熱素子３に対して放熱を行うためのものであり、熱交換素子１および放熱装置２を備える。

該熱交換素子１は平整部１１を有し、その平整部１１は発熱素子３を載置することに用いられ、平整部１１の裏側には固定部１２が設けられて取り付け固定を行い、該熱交換素子１はさらに密閉キャビティー１０１を有し、該キャビティー１０１内には動作液が充填され、且つキャビティー１０１の壁上には粉末焼結部１０２が付着され、熱交換素子１の内部の動作液は気液２相変化の機能を有するため、熱伝導ユニット内の超導体に相当するものであり、載置される発熱素子が発熱した後で、動作液が気体として昇華して熱量を吸収し、他の部位に流れて凝固して熱量を散発して、スピーディーに熱伝導の機能を達成することができる。

該放熱装置２は中心孔部２１を有し、その中心孔部２１は前記固定部１２を挿入して取り付けることに用いられ、それにより熱交換素子１を固定し、且つ熱交換素子１を固定する平整部１１が中心孔部２１の外側に略突出し、それを放熱装置２全体の端面に位置させ、発熱素子３を取り付けて固定し、放熱装置２の中心孔部２１の周囲には放熱構成２２が設けられ、空気と接触することにより換熱を実現する。

本実施形態において、熱交換素子１および放熱装置２が実際に使用される時、いずれも異なる構成へ変更することができ、以下、それぞれの実施形態について説明する。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態において、熱交換素子１は均熱板である。図１６において、その内部構成は前述したように、粉末焼結部１０２および動作液を充填する密閉キャビティー１０１を有し、それ以外に更に支持構成１０３を追加することにより、全体の強さを向上させる。該均熱板の外部中間部が残されて平整部１１を成し、対称である該中間部の両側は、それぞれ加圧成形されることによって中間部に垂直な２つの挿入部を成し、該挿入部が即ち固定部１２である。相応に、放熱装置２の中心には挿入孔が設けられ、挿入部を挿し込んで固定することに用いられ、該挿入孔が即ち中心孔部２１であり、挿入孔型である中心孔部２が均熱板を挿入された状態で、内壁と挿入部とが貼り合わされることにより、平整部１１に載置される発熱素子３が作動している時の熱量がスピーディーかつ滞りなく挿入部を通して放熱装置２に伝導する。より好適な実施形態として、挿入部と挿入孔が組み合わさる過程においてパッチ溶接方型を採用し、即ち挿入部或いは挿入孔に半田ペーストを塗装し、さらに炉に戻して加熱し、熱交換素子１を放熱装置２と溶接固定させ、該実施形態を採用して、加熱する工程において、固定部１２が熱膨張と収縮で膨張作用を持ち、それによって放熱装置２の中心孔部２とが緊密に貼り合い、より良好な放熱效果を達成することができる。

最も良好な放熱效率を達成するため、図１５に示すように、最適な形態として、均熱板である熱交換素子１の２つの側の挿入部である固定部１２は、その断面がそれぞれ外側に突出するような円弧形を呈し、２つの挿入部全体を組み合わせてリング形状に似たような筒状にし、一般的な情況下では２つの挿入部は互いに接触することなく、円筒形状を二等分にし、２つの側に一対の対称となる切り欠きを有し、図２、図３、図４および図５に示すように、放熱装置２の挿入型中心孔部２１が２つの挿入部形状と嵌め合う２つの弧形孔を成し、且つ２つの弧形孔が相互に連通するようにし、さらに弧形面を介して過渡し、熱量を蓄積させることなく放熱装置２の中心部材２１に伝導させ、且つ具体的に接続する時には中空部分は発熱素子をスルーさせるために用いることができ、もちろん、固定される均熱板が回転或いは動揺しないことを保証するため、挿入孔間で部分連通を採用することができ、即ち挿入孔は限定的位置にて固定される挿入部孔型であり、それによって固定機能を保証する。

また、最適な実施形態として、均熱板を放熱装置２に組み合わせる場合、溶け込ますように装着するほうが良く、熱量の十分な伝導性を得ることができ、それによって最適な実施形態は、均熱板の平整部１１と挿入部固定部１２の２つの端部との間において中軸芯に向かって収縮する過渡部１３を有し、平整部１１の直径を固定部１２の直径より大きくさせ、加圧しやすくするために、次第に口径が小さくなるような設計にし、２つの過渡部１３が平整部１１に近づくにつれてだんだん広く、挿入部固定部１２に近づくにつれてだんだん狭くなるようになっているので、それによって放熱装置２を位置制限する構成とすることができ、相応に図に示すように、放熱装置２が中心孔部２１に近づき、その端面に収納チャンバー２１０が設けられ、該収納チャンバー２１０の大きさは２つの過渡部１３からなる広さに相当するものとし、同時に、中心孔部２１の挿入孔を収納チャンバー２１０の溝底部に設け、均熱板を組み合わせる場合、平整部１１および２つの過渡部１３はちょうど収納チャンバー２１０内に収めることができ、同時に挿入部固定部１２が収納チャンバー２１０を介して挿入孔に挿入して固定し、さらに収納チャンバー２１０は２つの過渡部１３に対する位置制限を保証する。

実際の構成における最適な実施形態として、挿入孔は貫通孔であって、非フィンタイプ放熱装置２の収納チャンバー２１０の溝底を経由して、もう一方側の端面まで貫通し、非フィンタイプ放熱装置２全体で中空貫通孔を有し、空気流が直接貫通可能であり、放熱に効果的であり、それに、平整部１１が中心部材２１端面で略突出する構成に嵌め合い可能で、平整部１１の側面に収納チャンバー２１０および挿入孔を連通する隙間を形成し、空気が障碍なしで通過し、さらに発熱素子の経路に用いられることができる。

本実施形態において、放熱装置２はフィンタイプ放熱装置であって、その放熱構成２２が即ち中心孔部２１まわり排列された複数の放熱フィン２２１である。その中に、複数の放熱フィン２２１は中心部材２１まわりに環状の排列を呈し、放熱装置２全体は円筒形放熱フィンタイプの放熱構成２２を呈して直接空気と接触することにより、空気に向かって熱量を輻射することで放熱效果を得ることができる。図３の実施形態に示すように、放熱フィン２２１は平面片状であって、中心孔部２１に対して垂直方向に分布させ、空気と接触する面積を更に大きくするので、放熱效果は理想的である。

或いは、図４の第２の実施形態に示すように、放熱フィン２２１端部は分岐状を呈し、それによって空気と接触する面積を増加させ、放熱效果を向上させ、且つ隣接する放熱フィン２２１との間に接続壁２２２を設け、接続壁２２２を隣接する２つの放熱フィン２２１と共に貫通孔２２３を形成するようにし、空気が貫通孔２２３に沿って垂直方向に向かって貫通して空気対流現象を引き起こし、煙突効果を形成することにより、より良い放熱效果を得ることができる。

また図５の第３の実施形態に示すように、放熱フィン２２１は同一円周方向に向かって曲がる弧形状を成し、放熱フィン２２１の隙間の間を経た空気をすべて１つの方向に流動させることにより、流動を増加させる。

上記複数の実施形態において、放熱装置２はいずれも金属材料の一体成形型の構成であったが、もちろん分割型でもよく、複数の分割型の構成を接合して成り、材料がアルミニウム或いは他の良好な熱伝導性を有する物質を採用できる。

本実施形態で適用する発熱素子３としては、ＬＥＤ、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）、チップセット、パワー半導体或いは電子素子が集積される回路板であり、いずれも平整部階１１上に直接貼ることができ、且つパッチ型を採用して固定し、図６に示すように、ＬＥＤチップを用いる実施形態では、放熱装置２の中心部材２１の発熱素子３まわりにカバー４１を取り付け、ネジを使って非フィンタイプ放熱装置２に固定させ、さらに上方にシールリング４２を嵌め合わせてレンズ付き上部カバー４３を取り付け、全体構成は図７に示すように密封防水構成である。

もちろん、本発明の放熱装置２は前記フィンタイプの構成以外に、非フィンタイプの構成を採用することもできる。以下、典型的な実施形態について説明する。

図８乃至図１２に示すように、非フィンタイプの放熱装置２も同様に中心孔部２１を有し、非フィンタイプ放熱装置２の中心孔部２１まわりの放熱構成２２は複数の空気通路２２４から成り、空気通路２２４は煙突効果を生じさせることができ、発熱素子３が発熱している時に、熱量は熱交換素子１に伝送され、発熱交換素子１は非フィンタイプ放熱装置２との温度差が大きい場合に、直ちに発熱素子３の熱を非フィンタイプ放熱装置２上に発散することができ、内から外に伝導させることにより、非フィンタイプ放熱装置２の周辺部分が空気と接触して熱量に対して熱放射作用を生じさせて余分な熱量を発散させると共に、その空気通路２２が熱量によって空気流が発生し、その空気流が空気通路２２４を通して、余分な熱量を放出することでき、空気対流現象を形成する。

本実施形態の非フィンタイプ放熱装置２は、空気通路２２のタイプの構成を採用し、その空気通路２２４は中心孔部２１の外側に設けられた羽根２２５から成り、各隣接する２つの羽根２２５の間は互いに外側で接続されて閉じられた構成を成し、且つ中心孔部２１の外周を結合させ１つの空気通路２２に成す。それによって中心孔部２１まわりに複数の羽根２２５により円筒に類似する形状を形成でき、空気通路２２４がいずれもその周方向に沿って分布し、且つ各の空気通路２２４の方向が中心孔部２１の軸方向と同じである。具体的には、中心孔部２１の外周まわりに筒状の外周構成を形成し、該筒状外周構成は羽根２２５の外側に接続する外壁２２６から成り、さらに羽根２２４を介して中心孔部２１と連接関係を形成する。

以下、いくつかの空気通路２２４の好適な実施形態について説明する。

図９および図１０に示すように、該実施形態において、外壁２２６は平面壁状であって、外周構成は外壁２２６により順次に接続された外郭を有する多辺形筒状からなり、各エッジ角で１つの羽根２２５を介して中心孔部２１までつながり、このように隣接する２つの羽根２２４と１つの外壁２２６により１つの空気通路２２４が形成される。この構成を使用する過程において、外壁２３６や羽根２２４はいずれも空気と接触し、空気中に熱量を発散することができ、且つ空気が空気通路２２４を流れる時に熱交換を実現することができる。

図１１に示すように、該実施形態において、外壁２２６は平面壁状であって、外周構成が複数の外壁２２６により順次に接続された正多辺形筒状から成り、前の実施例に比べて、突出している辺や角がない。ここで、外周構成の各回転角毎に、１つの羽根２２５を介して中心孔部２１までつながり、このように隣接する２つの羽根２２５と１つの外壁２２６により１つの空気通路」２２４が形成される。この外周構成の外壁２２６と羽根２２５はいずれも空気と接触し、空気が空気通路２２４を流れる時に熱交換を実現することができ、外周構成が大きな発散面積を有し、満足する熱量の輻射効果を得ることができる。

図１２に示すように、該実施形態において、外壁２２６は弧面状であって、外周構成が外壁２２６により順次に接続された円形筒状から成り、この構成の下で、羽根２２５は外周構成および中心孔部２１の間に至るまで平均的に分布させることができ、両者の接続を実現することができる。該構成の外壁２２６、羽根２２５はいずれも空気と接触し、空気が相応の空気通路２２４を流れる時に熱交換を実現することができ、且つ外周構成が大きな放熱面積を有し、満足する熱量の輻射効果を得ることができる。

上記複数の実施形態において、放熱装置２はいずれも金属材料の一体成形型の構成であったが、もちろん分割型でもよく、複数の分割型の構成を接合して成り、材料がアルミニウム或いは他の良好な熱伝導性を有する物質を採用できる。

上記複数の非フィンタイプ放熱装置２の実施形態において、熱交換素子１は均熱板とすることができる。均熱板の外部中間部が残され平整部１１を形成する。対称である該中間部の両側はそれぞれ加圧成形されることによって中間部に垂直な２つの挿入部となり、該挿入部が固定部１２である。

非フィンタイプ放熱装置２の中心には挿入孔が設けられて中心孔部２１を成し、固定部１２を挿入して取り付けることに用いられる。図１５に示すように、均熱板である熱交換素子１は、その両側に挿入部固定部１２を有し、その断面がそれぞれ外側に突出するような円弧形を呈し、２つの挿入部全体を組み合わせてリング形状に似たような筒状にし、一般的な情況下では２つの挿入部は互いに接触することなく、円筒形状を二等分にし、２つの側に一対の対称となる切り欠きを有し、図８乃至図１２に示すように、放熱装置２の挿入型中心孔部２１が２つの挿入部形状と嵌め合う２つの弧形孔を成し、且つ２つの弧形孔が相互に連通するようにし、さらに弧形面を介して過渡し、熱量を蓄積させることなく放熱装置２の中心部材２１に伝導させ、且つ具体的に接続する時には中空部分は発熱素子をスルーさせるために用いることができ、もちろん、固定される均熱板が回転或いは動揺しないことを保証するため、挿入孔間で部分連通を採用することができ、即ち挿入孔は限定的位置にて固定される挿入部孔型であり、それによって固定機能を保証する。

均熱板を放熱装置２に組み合わせる場合、溶け込ますように装着するほうが良く、熱量の十分な伝導性を得ることができ、それによって最適な実施形態は、均熱板の平整部１１と挿入部固定部１２の２つの端部との間において中軸芯に向かって収縮する過渡部１３を有し、平整部１１の直径を固定部１２の直径より大きくさせ、加圧しやすくするために、次第に口径が小さくなるような設計にし、２つの過渡部１３が平整部１１に近づくにつれてだんだん広く、挿入部固定部１２に近づくにつれてだんだん狭くなるようになっているので、それによって放熱装置２を位置制限する構成とすることができ、相応に図９に示すように、放熱装置２が中心孔部２１に近づき、その端面に収納チャンバー２１０が設けられ、該収納チャンバー２１０の大きさは２つの過渡部１３からなる広さに相当するものとし、同時に、中心孔部２１の挿入孔を収納チャンバー２１０の溝底部に設け、均熱板を組み合わせる場合、平整部１１および２つの過渡部１３はちょうど収納チャンバー２１０内に収めることができ、同時に挿入部固定部１２が収納チャンバー２１０を介して挿入孔に挿入して固定し、さらに収納チャンバー２１０は２つの過渡部１３に対する位置制限を保証する。実際の構成における最適な実施形態として、挿入孔は貫通孔であって、非フィンタイプ放熱装置２の収納チャンバー２１０の溝底を経由して、もう一方側の端面まで貫通し、非フィンタイプ放熱装置２全体で中空貫通孔を有し、空気流が直接貫通可能であり、放熱に効果的であり、それに、平整部１１が中心部材２１端面で略突出する構成に嵌め合い可能で、平整部１１の側面に収納チャンバー２１０および挿入孔を連通する隙間を形成し、空気が障碍なしで通過し、さらに発熱素子の経路に用いられることができる。

非フィンタイプの放熱装置が均熱板に結合してなる構成を採用し、その発熱素子３の固定した最終的な様子は、図１３および図１４を参照できる。

熱交換素子１として、上記複数の実施形態において紹介した均熱板の他に、熱柱（Ｈｅａｔ Ｃｏｌｕｍｎ／ｖａｐｏｒ ｃｈａｍｂｅｒ）の構成を採用することができる。図１７の実施形態に示すように、熱柱型熱交換素子１が円柱形を呈し、円柱形の端面が平整部１１を成し、円柱体部分が前記固定部１２を成し、図１８に示すように、熱柱の内部は均熱板に類似したものであり、粉末焼結部１０２および動作液が充填された密閉のキャビティー１０１を備え、気液二相変化を実現して熱を伝導させ、それ自身の寸法によって、そのキャビティー１０１の内壁には粉末焼結部１０２が付着され、且つその約半分まで動作液が充填され、残りの半分が真空となっている。相応に、放熱装置２の中心孔部２１は、円柱体型固定部１２の挿入孔に対応して設計され、且つより良い固定效果を得るために、パッチ溶接方型を採用して円柱体或いは挿入孔に半田ペーストを塗装した後に炉に戻して加熱して、熱交換素子１を放熱装置２と溶接固定させる。この方法を採用し、加熱する工程において、固定部１２が熱膨張と収縮で膨張作用を持ち、それによって放熱装置２の中心孔部２とが緊密に貼り合い、より良好な放熱效果を達成することができる。

更に、図１９および図２０に示すように、適用される発熱素子３は、いずれも平整部階１１上に直接貼ることができ、且つパッチ型を採用して固定し、図に示すように、ＬＥＤチップを用いる実施形態では、放熱装置２の中心部材２１の発熱素子３まわりにカバー４１を取り付け、ネジを使って非フィンタイプ放熱装置２に固定させ、さらに上方にシールリング４２を嵌め合わせてレンズ付き上部カバー４３を取り付け、全体を密封防水構成に形成する。

本実施形態が提供する技術を採用して、同じパワーの発熱素子を稼動させた実証実験によれば、従来よりも稼動時の温度を１０度以上低下させることができ、良好な放熱效果を得ることができた。

もちろん、ある発熱素子に対して、本発明はファン或いは他の冷却装置を適用することもできる。例えば、ファン或いは放熱冷却装置を放熱装置２の一端（図には表示しない）に配置させて、放熱效率を大きく向上させることができる。

本発明は従来の放熱モジュール構成の改良であって、特定の形状を備える均熱板を備え、且つ均熱板を合理的に利用して発熱素子および熱伝導を固定し、従来の放熱モジュールに比べて、ファンを使用しない情况下では、本発明は直接１００Ｗ以上の発熱素子に適用することができ、それによって特にハイパワーの発熱素子の放熱に好適であり、更にファンを組み合わせて使用した場合は、更なる放熱效果を得ることができる。

なお、上記では、ただ本発明の好適な実施形態を述べたに過ぎず、これによって本発明の保護範囲が制限されることはなく、本発明を逸脱しない範囲で、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する技術者が成す変更や追加も本発明の権利範囲に含まれるものである。これにより、本発明は開示された実施形態に制限されることなく、特許請求の範囲の記載に基づくものであって、本発明の特許請求の範囲に対する均等物もまた、本発明の保護権利の範疇に含まれるものである。

Claims (5)

1. 発熱素子に対して放熱を行うハイパワー放熱モジュールにおいて、
   内部に密閉キャビティーを有すると共にそのキャビティー内に粉末焼結部および気液二相流の作動流体を有し、且つ外形には発熱素子を配置する平整部を有し、プレス成形して平整部の２つの端を対称にして平整部に垂直な２つの挿入部を形成し、それぞれの挿入部の横断面はそれぞれ外側に突出するような円弧形状を呈し、２つの挿入部全体を組み合わせて対称な切り欠きを有するリング形状であって、前記平整部と２つの挿入部との間に中軸心に向かって収縮する過渡部を有する均熱板と、
   中心孔部および該中心孔部の周囲に複数の放熱フィンを並べるように備え、前記中心孔部は前記均熱板の過渡部を収納位置決めのための収納チャンバーを有し、該収納チャンバー内に、２つの挿入部形状と嵌め合うような２つの挿入孔を有し、前記２つの挿入部を前記２つの円弧形挿入孔内に挿入して固定して２つの円弧形挿入孔の内壁と隙間が無いようにして前記均熱板と連結してなるフィンタイプ放熱装置とを具備することを特徴とするハイパワー放熱モジュール。
2. 前記複数の放熱フィンは中心部の周囲にリング状に配列され、フィンタイプ放熱装置全体が円筒形をなすことを特徴とする請求項１に記載のハイパワー放熱モジュール。
3. 前記フィンタイプ放熱装置の互いに隣接する放熱フィンの間は壁で連接されており、バーと２つの隣接する放熱フィンとが連接されてなす囲いが熱量により生じる煙突効果の通路をなすことを特徴とする請求項２に記載のハイパワー放熱モジュール。
4. 前記フィンタイプ放熱装置の挿入孔は、収納チャンバーを介して中心部の多端面まで通じることを特徴とする請求項１に記載のハイパワー放熱モジュール。
5. 前記均熱板の平整部は、フィンタイプ放熱装置中心部の短面で突出する形状であり、平整部側辺は、中心部との間に収納チャンバーおよび挿入孔を連通する隙間を形成することを特徴とする請求項１に記載のハイパワー放熱モジュール。