JP3209501U - 放熱ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ベイパーチャンバーとヒートパイプの効果を有する放熱ユニットを提供する。【解決手段】放熱ユニットは、本体１は、大面積の吸熱・放熱部位を有する第一チャンバー１３３及び離隔した位置に放熱するヒートパイプとして機能する第二チャンバー１４３を備え、該第一、二チャンバーは熱伝導領域である連接端１３１を介して相互にて連接され、第一チャンバー及び第二チャンバーは、それぞれ独立に第一作動流体及び第二作動流体を充填して、それぞれ第一放熱部１３及び第二放熱部１４として放熱ユニットを構成する。【選択図】図１

Description

本考案は、半導体装置などの放熱ユニットに関するもので、特にコストを大幅に減らす他、同時に大面積の放熱及び遠隔熱伝導効果を備える放熱ユニットに係る。

半導体技術の進歩に伴い、集積回路の体積は益々小さくなっている。また、集積回路は更に多くのデータを処理できるように、同じ体積の集積回路はすでに以前の数倍以上のデバイスが収納できている。集積回路内のデバイスの数量が多くなればなるほど、実行効率は益々高くなり、そのため、計算部品の作動時の熱量は益々大きくなっていく。一般的に見られる中央処理装置を例に取ると、作動量が高容量の時、中央処理装置の発する熱は、中央処理装置全体を焼き切ることができるほどである。拠って、集積回路の放熱装置は重要な課題である。

電子設備の中央処理ユニット及びチップもしくはその他電子部品はすべて電子設備内の発熱源である。電子設備が運転する時、該発熱源は熱量を発し、故に現行では常に例えばヒートパイプ、ベイパーチャンバー、平板式ヒートパイプ等の良好な放熱及び熱伝導機能を備えた熱伝導部品を使用することによって、熱伝導による放熱もしくは温度均一化を行う。そのうちヒートパイプは、主に遠隔熱伝導として使用する。それは一端（吸熱端）から熱量を吸着して内部作動流体を液体から気体への蒸発で転換して熱量をヒートパイプ他端（放熱端）に伝導して熱伝導の目的を達成する。熱伝導面積が比較的大きい部位に対してはベイパーチャンバーを放熱部品として選択する。ベイパーチャンバーは、主に熱源と接触する一側平面から熱量を吸収し、次に熱量を相対面の他側に放熱凝縮熱として伝導する。

特開２００７−３１６４号公報 特開２００６−２４２４５５号公報

解決しようとする問題点は、公知のヒートパイプ及びベイパーチャンバー等放熱部品は、すべて単一の解決方案（単一の温度均一化、もしくは発熱箇所から離れた位置での熱伝導びよる放熱性を備えるに過ぎない）の放熱部品であり、言い換えると，公知の放熱部品は電子設備に設置し、ヒートパイプもしくはベイパーチャンバーが熱源に接触する位置に対して熱伝導もしくは温度均一等の放熱効果を発揮するにすぎず、温度均一及び発熱箇所から離れた位置での放熱を同時に行う効果を備えることができず、当然、熱交換効率も劣る点である。

本考案は、一体成型の本体から構成し，該本体は、第一チャンバー及び少なくとも一つの第二チャンバーとに分割して構成する。該第一、二チャンバーは熱伝導のため相接しても相互に連通しない。該第一チャンバー内は第一作動流体を充填して第一放熱部とし，該第二チャンバー内は第二作動流体を充填して第二放熱部とする。該第一放熱部は該第二放熱部に相対して連接して熱伝導することを最も主要な特徴とする。

本考案の放熱ユニットは、公知例と比較して大幅に生産コストを下げ、同時に大面積温度均一放熱及び遠隔熱伝導の効果を備えるという利点がある。

本考案の放熱ユニットの第一実施例の立体分解図である。 本考案の放熱ユニットの第一実施例の立体組立図である。 本考案の放熱ユニットの第一実施例の断面図である。 本考案の放熱ユニットの第二実施例の俯瞰図である。 本考案の放熱ユニットの第三実施例の立体分解図である。 本考案の放熱ユニットの第四実施例の俯瞰図である。 本考案の放熱ユニットの第五実施例の俯瞰図である。 本考案の放熱ユニットの第六実施例の断面図である。

上述の問題を解決するため、一体構造としてコストを大幅に減らす放熱ユニットを提供することを本考案の主な目的とする。

同時に大面積の放熱及び発熱部位から離れた位置での熱伝導効果を備える放熱ユニットを提供することを本考案の次の目的とする。

上述の目的を達成するため、本考案は放熱ユニットを提供し、一体成型の本体から構成する。該本体は第一チャンバー及び少なくとも一つの第二チャンバーを備える。該第一、二チャンバーは隣接しても相互に連通しない。該第一チャンバー内は第一作動流体を充填して第一放熱部とし，該第二チャンバー内は第二作動流体を充填して第二放熱部とする。該第一放熱部は該第二放熱部に相対して熱伝導部を介して連接し，該第一チャンバーの内壁は第一毛細構造を備え，該第二チャンバーの内壁は第二毛細構造を備え，該第一、二毛細構造は独立して相互に連接しない。

本考案の構造を通して、大面積の放熱及び発熱部位から離れた位置での放熱の效果を同時に備え、公知のベイパーチャンバー及びヒートパイプがそれぞれ別個の解決方法に過ぎなかった問題を改善する。

本考案の上述の目的及びその構造と機能上的特性を理解するため、図と共に実施例を挙げて説明する。

図１、２、３は本考案の放熱ユニットの第一実施例の立体分解図及び立体組立図及び断面図である。図に示すとおり、放熱ユニットは一体成型の本体１を有する。該本体１は第二板体１２に相対して合わさる第一板体１１を備え、該本体１は少なくとも第二放熱部１４に連接する第一放熱部１３を備える。当実施例において、該第一放熱部１３はベイパーチャンバー構造に相当するが、これに制限を受けない。具体的に実施する時、ベイパーチャンバーと同様のものでよい。また該第二放熱部１４は、ヒートパイプ構造に相当するが、これに制限を受けず、具体的に実施する時、ヒートパイプと同じその他の同様のものでよい。

該第一放熱部１３は第一連接端１３１及び第二連接端１３２を備え、更に該第一放熱部１３は第一チャンバー１３３を形成して、そこに第一作動流体１３４を充填し、該第一チャンバー１３３の内壁には第一毛細構造１３５を備える。

該第二放熱部１４は、吸熱端１４１及び放熱端１４２を備え、並びに該第二放熱部１４は第二チャンバー１４３を形成して、そこに第二作動流体１４４を充填し、該第二チャンバー１４３の内壁には第二毛細構造１４５を備える。該第一、二チャンバー１３３、１４３は該第一板体１１と第二板体１２の間（即ち同一平面上）に設置して仕切り、更に相互に連通しない。該第一、二作動流体１３４、１４４は純水、無機化合物、アルコール類、ケトン類、液体金属、冷媒もしくは有機化合物のうちのどれか一つとする。

前述の第一、二毛細構造１３５、１４５は、網目、繊維体、焼結粉末体、網目と焼結粉末体の組み合わせ、もしくは微溝槽のうちのどれか一種を選択するか、もしくは複数の組み合わせでもよく、且つ該第一、二毛細構造１３５、１４５は互いに連接しない。

本考案の構造により、該本体１は一体成型の構造である。該第二放熱部１４の吸熱端１４１は、該第一放熱部１３の第一連接端１３１に連接し、該第二放熱部１４の放熱端１４２は該吸熱端１４１反対方向に延長して形成するが、これに限らず、一実施例において、該第二放熱部１４の吸熱端１４１は該第一放熱部１３の第一、二連接端１３１、１３２の別両側辺と相対して連接しても良い（図未提示）。

該本体１の第二板体１２が熱源（例としてＣＰＵ、ＭＣＵ、グラフィック処理装置もしくはその他熱を発する電子部品もしくはコイル等々，図未提示）に接触すると，該熱源の熱量が該第一放熱部１３の大面積を温度均一に放熱する他、更に該第二放熱部１４の構造によって熱量を遠隔部位へ伝導することで、遠隔熱伝導及び放熱効果を備え、公知のベイパーチャンバー及びヒートパイプを単独で別途制作するのにかかる費用と時間を改善することで、生産コストを大幅に減らし、更に同時に大面積の放熱及び遠隔熱伝導及び放熱の效果を備える。

図４は、本考案の放熱ユニットの第二実施例の平面図である。該放熱ユニットの一部部品及び部品間の相対する関係は前述放熱ユニットと同じであるため、ここでは説明しない。但し本放熱ユニットと前述の最主要部分との違いは、該第一放熱部１３の第一、二連接端１３１、１３２がそれぞれ該二第二放熱部１４の吸熱端１４１に連接する。該二放熱端１４２は、それぞれ該吸熱端１４１の反対方向に伸びて形成する。言い換えると、当実施例において，該本体１は二個の第二放熱部１４を備え、それは該第一放熱部１３の第一連接端１３１及び第二連接端１３２にそれぞれ連接し、同様に前述の効果を達成する。

図５は、本考案の放熱ユニットの第三実施例の立体分解図である。該放熱ユニットの一部部品及び部品間に相対する関係は前述放熱ユニットと同じである。故にここで説明しない。但し、本放熱ユニットと前述の最も大きな違いとして、該第二放熱部１４の放熱端１４２は、該吸熱端１４１の両端から外向きに相対して延びて形成する。図に示すとおり、該第二放熱部１４はＵ字型で該第一放熱部１３の第一連接端１３１に連接し、同様に前述の効果を達成する。

図６は本考案の放熱ユニットの第四実施例の平面図である。該放熱ユニットの一部部品及び部品間に相対する関係は前述放熱ユニットと同じであるため、ここで再度説明しない。但し、本放熱ユニットと前述の最も大きな違いとして、該吸熱端１４１は該第一連接端１３１箇所から該第一チャンバー１３３内へ設置して形成し、該放熱端１４２は該吸熱端１４１反対方向へ延びて形成する。言い換えると、該第二チャンバー１４３の一部は該第一チャンバー１３３内に設置する。一実施例において図７に示すとおり、該本体１は二個の第二放熱部１４を備え、その二吸熱端１４１はそれぞれ該第一、二連接端１３１、１３２箇所から該第一チャンバー１３３内へ設置して成形し、該二放熱端１４２はそれぞれ該二吸熱端１４１反対方向へ延びて形成し、同様に前述の効果を達成する。

図８並びに図１は、本考案の放熱ユニットの第五実施例の断面図である。該放熱ユニットの一部部品及び部品間に相対する関係は前述放熱ユニットと同じであるため、ここでは再度説明しない。但し、本放熱ユニットと前述の最も大きな違いとして、該第一放熱部１３の第一チャンバー１３３内には更に少なくとも一つの支持構造１５を備える。該支持構造１５は銅柱及び焼結粉末柱体及び環状柱体のうちのどれか一つであり、該支持構造１５両端はそれぞれ該第一、二板体１１、１２を連接し、該支持構造１５によって、第二板体１２が熱を受けた時、液体の第一作動流体１３４は蒸発して気体の第一作動流体１３４に変化した後、該気体の作動流体は、第一板体１１に向けて流動して該第一板体１１内壁と接触後、液体の第一作動流体１３４に凝縮転換し、次に該支持構造１５を伝って液体の作動流体を第二板体１２箇所に引き戻す。

以上が本考案の詳細な説明であるが、以上は本考案の良好な一実施例に過ぎず、本考案の請求項の範囲を限定するものではない、拠って、本考案の同じ変化と修飾等はすべて本考案の請求項に含まれるものとする。

１ 本体
１１ 第一板体
１２ 第二板体
１３ 第一放熱部
１３１ 第一連接端
１３２ 第二連接端
１３３ 第一チャンバー
１３４ 第一作動流体
１３５ 第一毛細構造
１４ 第二放熱部
１４１ 吸熱端
１４２ 放熱端
１４３ 第二チャンバー
１４４ 第二作動流体
１４５ 第二毛細構造
１５ 支持構造

Claims (12)

1. 一体成型の本体から構成された放熱ユニットにおいて、
   第一チャンバー及び少なくとも一つの第二チャンバーを備え、
   該第一、二チャンバーは相互に連通せず、該第一チャンバー内は第一作動流体を充填して第一放熱部とし，該第二チャンバー内は第二作動流体を充填して第二放熱部とし、該第一放熱部は該第二放熱部に相対して熱伝導部位を介して連接することを特徴とする放熱ユニット。
2. 前記第一チャンバーの内壁は第一毛細構造を備え、第二チャンバーの内壁は第二毛細構造を備え，該第一、二毛細構造は相互に連接しないことを特徴とする請求項１記載の放熱ユニット。
3. 前記第一、二毛細構造は、網目、繊維体、焼結粉末体、網目及び焼結粉末体の組み合わせもしくは微溝槽のうちのどれか一つを選択してなることを特徴とする請求項２記載の放熱ユニット。
4. 前記本体は、更に第一板体及び第二板体を備え，該第一、二板体は相対して合わさって，該第一板体１１と第二板体１２の間に前記第一、二チャンバーを形成してなることを特徴とする請求項１記載の放熱ユニット。
5. 前記第一放熱部は、ベイパーチャンバーであり，該第二放熱部はヒートパイプであることを特徴とする請求項４記載の放熱ユニット。
6. 前記第一放熱部は、更に、第二放熱部に相対する第一連接端及び第二連接端を備え、該第二放熱部は更にこれに対して連接する吸熱端及びその他端に放熱端を有することを特徴とする請求項５記載の放熱ユニット。
7. 前記吸熱端は、前記第一連接端に連接し、前記放熱端は該吸熱端の反対方向に向けて延びて形成することを特徴とする請求項６記載の放熱ユニット。
8. 前記第一放熱部の第一、二連接端は、前記第二放熱部の吸熱端をそれぞれ連接し、該第二放熱端は該吸熱端の反対方向に向けてそれぞれ延びて形成することを特徴とする請求項６記載の放熱ユニット。
9. 前記吸熱端は、前記第一連接端箇所から前記第一チャンバー内に向けて突出して設置形成し、該放熱端は該吸熱端の反対方向に向けて延びて形成することを特徴とする請求項６記載の放熱ユニット。
10. 前記第二放熱部の吸熱端は、前記第一、二連接端箇所から該第一チャンバー内に向けてそれぞれ突出して設置形成し、該二放熱端は該二吸熱端反対方向へ向けてそれぞれ延長形成することを特徴とする請求項６載の放熱ユニット。
11. 前記第一チャンバー内には更に少なくとも一つの支持構造を備え、該支持構造は銅柱及び焼結粉末柱体及び環状柱体のうちのどれか一つとし、該支持構造の両端は該第一、二板体をそれぞれ連接することを特徴とする請求項６記載の放熱ユニット。
12. 前記放熱端はそれぞれ前記吸熱端の両端から外向きに相対して延長形成することを特徴とする請求項６記載の放熱ユニット。
    

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