JP3214402U - 総合的な性能に優れた放熱構造物及びその製造プロセス - Google Patents

Abstract

【課題】総合的な性能に優れた放熱構造物を提供する。【解決手段】内表面に複数の銅ピラー１１０が溶接されたＡ板１００と、Ａ板の銅ピラーと嵌合する凹溝２１０を有し、Ａ板に溶接された複数本の銅ピラーの他端が凹溝の内表面に溶接され、Ａ板とシールするように組み立てられてキャビティ４００を構成し、銅ピラーがキャビティ内に位置し、凹溝に接続されたクーラント注入通路が設置され、クーラント注入通路がクーラントを注入してキャビティ内を真空化した後に押し潰されてＡ板とシール接続されるＢ板２００と、Ａ板、Ｂ板の内表面に設置された毛管機能層３００と、Ａ板、Ｂ板で構成されて内部が真空状態であるキャビティ内に充填されたクーラントとを備える。放熱構造物は、Ａ板、Ｂ板及びその内部にある銅ピラーの硬度を維持して、ヒートシンク全体の硬度を良好にして、耐圧性と耐爆発性に優れる。製造プロセスがシンプルで、加工時間を大幅に減少させ、ヒートシンクの表面全体の平坦性が良好である。【選択図】図１

Description

本考案は電子製品放熱の技術分野に関し、特に総合的な性能に優れた放熱構造物及びその製造プロセスに関する。

良好な放熱性能が電子製品の有効な作動を確保するための重要な保証であり、電子製品ではアルミニウム又は銅等の材質の多層フィン式放熱器で放熱するのが一般的であり、体積が大きな製品の場合は、水又はほかのクーラントの液体を用いて冷却させて放熱する場合もある。しかしながら、電子製品の小型化に伴って、放熱装置に対し体積の小型化が要求されている。

従来技術では、体積が小さくて放熱性能に優れた放熱装置の構造の１つは、二枚の基板でキャビティを構成して、二枚の基板の内壁のそれぞれに粗い表面構造を有する金属粉末、一般的に銅粉からなる毛管機能層が設置されるとともに、二枚の基板間にクーラントが充填されてシールされているものである。毛管機能層により、常温での銅粉間の隙間にクーラントが吸収され、発熱部材が熱を発生させる時、キャビティ内の銅粉が毛管現象により外へ排出されてクーラントを移動させることによって、クーラントがキャビティ内で移動するための推進動力を発生させ、クーラントの流動を促進して熱をタイムリーに放熱させる。キャビティの作用を確保するために、二枚の基板は一般的にシートで凹溝構造を構成して支持されるようになる。

従来技術によるこのような構造では、放熱装置の硬度が不十分になりやすく、実用した結果、このような構造を有する放熱装置は耐爆発性、耐圧性が低く、平坦性、光沢度のいずれも悪いことを見出した。さらに、焼結、焼き戻し等の処理を必要とするので、時間、材料やエネルギーがかかり、且つ汚染が深刻である。

従って、従来技術の欠点に対し、従来技術の欠点を解決するために、総合的な性能に優れた放熱構造物及びその製造プロセスを提供することが期待される。

本考案の目的は、従来技術の欠点を解決するために、総合的な性能に優れた放熱構造物を提供することにあり、該放熱構造物は、製造しやすく、加工時間を大幅に短縮させ、焼結や焼き戻し等を必要とせず、ヒートシンクは全体の硬度が高く、耐圧性、耐爆発性、表面平坦性が良好で、光沢性に優れる。

解決するための手段

本考案の目的は以下の技術案により実現される。

総合的な性能に優れた放熱構造物は、
内表面に複数の銅ピラーが溶接されたＡ板と、
Ａ板の銅ピラーと嵌合する凹溝を有し、Ａ板に溶接された複数本の銅ピラーの他端がＢ板の凹溝の内表面に溶接され、Ａ板とシールするように組み立てられてキャビティを構成し、銅ピラーが前記キャビティ内に位置し、凹溝に接続されたクーラント注入通路が設置され、クーラント注入通路がクーラントを注入してキャビティ内を真空化した後に押し潰されてＡ板とシール接続されたＢ板と、
Ａ板、Ｂ板の内表面に設置された毛管機能層と、
Ａ板、Ｂ板で構成されて内部が真空状態であるキャビティ内に充填されたクーラントとが設置されている。

好ましくは、上記Ａ板は平面構造であり、前記Ｂ板は前記Ａ板と嵌合する。

また、好ましくは、上記Ａ板は円弧面構造であり、前記Ｂ板は前記Ａ板と嵌合する。

好ましくは、上記複数本の銅ピラーは均等に又は非均等にＡ板の内表面の対応領域に分布している。

好ましくは、上記Ｂ板の外表面にさらに、凹溝がＢ板の外表面で突起してなる１回りのエッジラインである溶接ルートが設置される。

好ましくは、上記総合的な性能に優れた放熱構造物では、Ａ板、Ｂ板はいずれも銅板であり、毛管機能層は銅粉である。

好ましくは、上記総合的な性能に優れた放熱構造物では、クーラント注入通路は押し潰されてリベット止めするようにＡ板とシール接続される。

本考案で提供する総合的な性能に優れた放熱構造物は、内表面に複数の銅ピラーが溶接されたＡ板と、Ａ板の銅ピラーと嵌合する凹溝を有し、Ａ板に溶接された複数本の銅ピラーの他端がＢ板の凹溝の内表面に溶接され、Ａ板とシールするように組み立てられてキャビティを構成し、銅ピラーが前記キャビティ内に位置し、凹溝に接続されたクーラント注入通路が設置され、クーラント注入通路がクーラントを注入してキャビティ内を真空化した後に押し潰されてＡ板とシール接続されたＢ板と、Ａ板、Ｂ板の内表面に設置された毛管機能層と、Ａ板、Ｂ板で構成されて内部が真空状態であるキャビティ内に充填されたクーラントとが設置されている。該放熱構造物は、Ａ板、Ｂ板及びその内部にある銅ピラーの硬度を維持して、ヒートシンク全体の硬度を良好にし、耐圧性と耐爆発性に優れる。焼結、焼き戻し等の操作を必要としないため、製造プロセスがシンプルで、加工時間を大幅に減少させる。ヒートシンクは表面全体の平坦性が良好で、光沢性に優れる。

図面を用いて本考案をより説明するが、本考案は図面の内容により制限されない。
本考案の総合的な性能に優れた放熱構造物の断面構造模式図である。 本考案の総合的な性能に優れた放熱構造物のＡ板の内表面部分の構造模式図である。 本考案の総合的な性能に優れた放熱構造物のＢ板の内表面部分の構造模式図である。 本考案の総合的な性能に優れた放熱構造物のＢ板の外表面部分の構造模式図である。

図１−図４中、Ａ板１００、銅ピラー１１０、Ｂ板２００、凹溝２１０、クーラント注入通路２２０、溶接ルート２３０、毛管機能層３００、キャビティ４００を含む。

以下の実施例によって本考案をより説明する。

実施例１

本実施例は図１、図２に示すように、Ａ板１００、Ｂ板２００、毛管機能層３００及びクーラントが設置された総合的な性能に優れた放熱構造物を提供する。

Ａ板１００は、内表面に複数の銅ピラーが溶接されている。製造時、Ａ板１００の外表面で、Ａ板１００の内表面に位置し且つＡ板１００に当接された複数本の銅ピラー１１０を溶接方式によりＡ板１００の内表面に溶接することができる。

Ｂ板２００は、Ａ板の銅ピラー１１０と嵌合する凹溝２１０を有し、Ａ板に溶接された複数本の銅ピラー１１０の他端がＢ板２００の凹溝２１０の内表面に溶接され、Ａ板１００とシールするように組み立てられてキャビティ４００を構成し、銅ピラー１１０が該キャビティ４００内に位置する。Ｂ板は、凹溝に接続されたクーラント注入通路が設置され、クーラント注入通路がクーラントを注入してキャビティ内を真空化した後に押し潰されてＡ板とシール接続される。Ｂ板の外表面を介して、Ｂ板の内表面と当接された複数本の銅ピラー１１０を溶接することができる。Ａ板１００とＢ板２００は組み立てられており、銅ピラー１１０の両端はそれぞれＡ板１００、Ｂ板２００に接続され、Ａ板１００とＢ板２００の間にキャビティ４００が形成されている。

毛管機能層３００は、Ａ板、Ｂ板の内表面に設置される。

クーラントはＡ板、Ｂ板で構成されて内部が真空状態であるキャビティ４００内に充填される。キャビティ４００は内部が真空状態で且つクーラントが充填され、常温下で毛管機能層３００内の隙間位置にクーラントが吸収され、放熱構造物が加熱される場合、キャビティ４００内の金属粉末が毛管現象により外へ排出されて、クーラントを推進して移動させることによって、クーラントがキャビティで移動するための推進動力を発生させ、クーラントの流動を促進して熱をタイムリーに発熱させる。

本実施例では、Ａ板１００は平板であり、複数本の銅ピラー１１０はＡ板１００の内表面の対応領域に均等に分布し、それに対応して、Ａ板１００と組み立てられたＢ板２００も平面構造の凹溝２１０を有する。銅ピラー１１０を利用してＡ板１００、Ｂ板２００を支持して、キャビティ４００を効果的に構成する。優れた放熱性質を有するように、Ａ板１００、Ｂ板２００は好ましくは銅板である。

なお、Ａ板１００は円弧形平面等のほかの構造の平板であってもよく、複数本の銅ピラー１１０はＡ板１００の内表面に均等に分布しているのに制限されず、非均等に分布してもよい。

Ａ板１００の外表面で、Ａ板１００の内表面に位置してＡ板１００に当接された複数本の銅ピラー１１０を溶接方式によりＡ板１００の内表面に溶接し、Ｂ板の外表面によりＢ板の内表面を当接された複数本の銅ピラー１１０に溶接することによって、従来技術のように銅ピラー１１０とＡ板１００、Ｂ板２００を焼結方式により一体に焼結する必要がないため、従来技術における高温焼結、焼き戻し等の処理によるＡ板１００、Ｂ板２００の硬度への影響を解消できる。放熱構造物は、全体の硬度が高く、耐圧性と防爆性能に優れる。焼結、焼き戻し等の操作を必要としないため、製造プロセスがシンプルで、加工時間を大幅に減少させ、省エネルギーで環境に優しい。ヒートシンクは表面全体の平坦性が良好で、光沢性に優れる。

Ｂ板は、凹溝２１０に接続されたクーラント注入通路２２０が設置され、クーラント注入通路２２０はクーラントを注入してキャビティ４００内を真空化した後に、押し潰されてＡ板とシール接続される。該構造は、従来技術において独立に設置されたクーラント接続配管を省略し、クーラント、気体を真空化した後にクーラント接続配管を密閉させる。実用した結果、従来技術のように設置されたクーラント接続配管、気体接続配管が各種原因により漏れやすく、放熱装置の障害を引き起こすことを見出した。従って、本願に係る放熱構造物は、クーラント接続配管、気体接続配管を設置せず、クーラントを真空化した後にＢ板２００のクーラントを直接注入して、真空化して圧着し、Ａ板１００とリベット止めして、密封構造を構成し、このように、使用時に発生する漏れ現象を大幅に低下させて、該放熱構造物の耐用年数を確保する。

Ｂ板２００の外表面にさらに、凹溝２１０がＢ板２００の外表面で突起してなる１回りのエッジラインである溶接ルート２３０が設置されている。Ｂ板２００が銅ピラー１１０に溶接された後、Ａ板１００とＢ板２００のキャビティ４００の周辺をシールして、溶接ルートに沿って溶接することができ、そのため、操作しやすいという特徴を有する。

該構造を有する放熱構造物は、溶接方式により銅ピラー１１０をそれぞれＡ板１００、Ｂ板２００に溶接し、次にＡ板１００、Ｂ板２００を全体としてシールして溶接したものであり、この操作過程は約５−２０秒かけて完了し、従来技術において１時間、２時間かかる製造過程に比べて、生産効率を大幅に向上させる。

該総合的な性能に優れた放熱構造物の製造プロセスは、
銅ピラー１１０を金型、Ａ板１００を銅ピラー１１０の上方にセットして、溶接装置を用いて、Ａ板１００の銅ピラー１１０から離れた一面から溶接を行い、銅ピラー１１０と当接された板との内表面を固定して接続するステップ（１）と、
毛管機能層３００をそれぞれＡ板１００、Ｂ板２００の対応位置に堆積するように、それぞれＡ板１００、Ｂ板２００に対し毛管機能層３００を形成するステップ（２）と、
Ｂ板２００の凹溝２１０の内表面とＡ板１００に溶接された銅ピラー１１０を当接させ、Ｂ板２００の外表面でＢ板２００と銅ピラー１１０を溶接するように、Ｂ板２００とＡ板１００を組み立てるステップ（３）と、
次に、Ｂ板２００とＡ板１００の周辺を、Ｂ板２００の外表面に設置された溶接ルート２３０に沿って１回り溶接するように、シール溶接して、キャビティ４００の構造を構成するステップ（４）と、
シール溶接されたＡ板１００とＢ板２００で形成されたキャビティ４００内にクーラントを注入して、キャビティ４００内を真空化し、次にクーラント管路を、クーラント注入通路２２０を押し潰してＡ板１００とリベット止めしてシール接続するように、シールさせるステップ（５）とを含む。

さらに、接触する部材へのスクラッチを防止するように、Ａ板１００、Ｂ板２００の外表面をそれぞれ研磨するステップ（６）を含む。

具体的には、上記製造プロセスに係る溶接方式は、レーザー溶接又はビーム溶接、好ましくはレーザー溶接である。

好ましくは、Ａ板１００、Ｂ板２００はいずれも銅板であり、毛管機能層３００は銅粉である。

該構造を有する放熱構造物は、銅ピラー１１０をそれぞれＡ板１００、Ｂ板２００に溶接方式により溶接し、次にＡ板１００、Ｂ板２００を全体としてシール溶接したものであり、この操作過程は約５−２０秒かけて完了し、従来技術において１時間、２時間かかる製造過程に比べて、生産効率を大幅に向上させる。

前記のように、本考案に係る放熱構造物は、硬度が高く、耐圧性と耐爆発性に優れ、製造プロセスがシンプルで、加工時間を大幅に減少させ、ヒートシンクの表面全体の平坦性が良好で、光沢性に優れ、全体の性能が良好である。

なお、以上の実施例は本考案の技術案を説明するものであり、本考案の保護範囲を制限するものではなく、好適な実施例を参照して本考案を詳細に説明したが、当業者であれば、本考案の技術案の本質及び範囲を脱逸することなく、本考案の技術案に対し修正又は等同置換を行えることが理解できる。

Claims (7)

1. 総合的な性能に優れた放熱構造物であって、
   内表面に複数の銅ピラーが溶接されたＡ板と、
   Ａ板の銅ピラーと嵌合する凹溝を有し、Ａ板に溶接された複数本の銅ピラーの他端が凹溝の内表面に溶接され、Ａ板とシールするように組み立てられてキャビティを構成し、銅ピラーが前記キャビティ内に位置し、凹溝に接続されたクーラント注入通路が設置され、クーラント注入通路がクーラントを注入してキャビティ内を真空化した後に押し潰されてＡ板とシール接続されたＢ板と、
   Ａ板、Ｂ板の内表面に設置された毛管機能層と、
   Ａ板、Ｂ板で構成されて内部が真空状態であるキャビティ内に充填されるクーラントとが設置されていることを特徴とする総合的な性能に優れた放熱構造物。
2. 前記Ａ板は平面構造であり、前記Ｂ板は前記Ａ板と嵌合することを特徴とする請求項１に記載の総合的な性能に優れた放熱構造物。
3. 前記Ａ板は円弧面構造であり、前記Ｂ板は前記Ａ板と嵌合することを特徴とする請求項２に記載の総合的な性能に優れた放熱構造物。
4. 複数本の銅ピラーは均等に又は非均等にＡ板の内表面の対応領域に分布していることを特徴とする請求項３に記載の総合的な性能に優れた放熱構造物。
5. 前記Ｂ板の的外表面にさらに、凹溝がＢ板の外表面で突起してなる１回りのエッジラインである溶接ルートが設置されることを特徴とする請求項４に記載の総合的な性能に優れた放熱構造物。
6. Ａ板、Ｂ板はいずれも銅板であり、毛管機能層は銅粉であることを特徴とする請求項５に記載の総合的な性能に優れた放熱構造物。
7. クーラント注入通路は押し潰されてリベット止めするようにＡ板とシール接続されることを特徴とする請求項６に記載の総合的な性能に優れた放熱構造物。