JP3956778B2 - Thin heat pipe - Google Patents

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JP3956778B2
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  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体等の高発熱部品を効率良く冷却する、特に極めて薄い筐体内に搭載された半導体等を効率良く冷却するためのシート型ヒートパイプに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、エレクトロニクス機器は、マイクロプロセッサ等の高出力、高集積の部品を内蔵している。マイクロプロセッサは、集積度が極めて高くなり、高速で情報の演算、制御等の処理を行うので、多量の熱を放出する。高出力かつ高集積の部品であるチップ等を冷却するために、各種の冷却システムが提案されてきた。その代表的な冷却システムの1つとして、ヒートパイプがある。
ヒートパイプには、その形状において、丸パイプ形状のヒートパイプ、平面形状のヒートパイプがある。CPU等の電子機器の被冷却部品の冷却用としては、被冷却部品への取り付けが容易であること、広い接触面が得られることから、平面型ヒートパイプが好んで用いられる。
【0003】
更に、ヒートパイプは、被冷却部品の取り付け位置において、被冷却部品が上部に位置するトップヒートモードと被冷却部品が下部に位置するボトムヒートモードに区分される。ボトムヒートモードの場合、重力により液が還流するが、トップヒートモードの場合、重力に逆らって液を還流させなければならず、通常はウイックによる毛管現象を利用する。
ヒートパイプの内部には作動流体の流路となる空間が設けられ、その空間に収容された作動流体が、蒸発、凝縮等の相変化や移動をすることによって、熱の移動が行われる。
【0004】
密封された空洞部を備え、その空洞部に収容された作動流体の相変態と移動により熱の移動が行われるヒートパイプの詳細は次の通りである。
ヒートパイプの吸熱側において、ヒートパイプを構成する容器の材質中を熱伝導して伝わってきた被冷却部品が発する熱を潜熱として吸収して、作動流体が蒸発し、その蒸気がヒートパイプの放熱側に移動する。放熱側においては、作動流体の蒸気は凝縮して潜熱を放出するとともに、再び液相状態に戻る。このように液相状態に戻った作動流体は再び吸熱側に移動(還流)する。このような作動流体の相変態や移動によって熱の移動が行われる。
重力式のヒートパイプにおいては、相変態によって液相状態になった作動流体は、重力によって、吸熱側に移動(還流)する。
【0005】
近年、上述したチップ等を搭載する筐体が次第に薄型化し、それに対応してヒートパイプも次第に薄型化してきている。
平板状の薄型ヒートパイプでは、主に伝熱させたい方向、例えば長手方向に沿って直線的に蒸気の流路を確保することが望ましい。しかし、容易に変形するほど薄い金属箔を使用してコンテナを形成した場合、大気圧によって外から押しつぶされるような状態になる。図5は、従来のメッシュを示す図である。このメッシュは縦線106と横線107の径および張力が等しく、メッシュ面に対して法線方向からみた開孔率が一般的に大きい。容易に変形するほど薄い金属箔等から形成されたコンテナ内に、このように形成されたメッシュを単に挿入しただけでは、大気圧によって押しつぶされ、その結果、極僅かな間隙しか残らず、十分な蒸気流路が確保されない。更に、残された間隙も縦線と横線が交互にコンテナの内壁と接触するので、線に沿って真っ直ぐな間隙が確保されず、蒸気の流動抵抗が大きい。
【0006】
そのため薄い金属箔をコンテナとして用いる場合には、形状を保つための支持としてスペーサが必要になる。従来技術のスペーサとして、例えばスポット溶接やエンボス加工などが挙げられているが、これらの技術ではコンテナそのものの剛性が必要であるため、薄く柔らかい金属箔等で構成されるコンテナの場合には適さなかった。また、スペーサとしてある程度の剛性を有するものを別途コンテナ内に挿入した場合、コンテナを屈曲させる際に、スペーサが挫屈したり蒸気流路が閉塞する可能性があったため、薄型ヒートパイプに可撓性を求めることができなかった。
特開2001−165584号に、シート状ヒートパイプが開示されている(以下、「先行技術」という)。先行技術においては、コンテナに接合された複数個の柱状のスペーサが用いられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先行技術のシート状ヒートパイプには下記の問題点がある。
即ち、柱状スペーサの間隔が不均一で、性能にバラツキが生じる可能性があり、信頼性に欠ける。更に、柱状スペーサが接着剤等によってコンテナに接合されているので、コンテナ内部で非凝縮性ガスを発生させ、長期信頼性を損ねるおそれがある。更に、コンテナ本体を曲げると、接合した柱状スペーサがコンテナから剥がれ、性能が劣化するおそれがある。更に、製品ごとの個体差が大きくなる可能性がある。更に、部材数および工程数が多くなるという問題点がある。
【0008】
従って、この発明の目的は、極めて薄型の筐体内に搭載された、CPU等の発熱電子部品を効率的に冷却するために使用することができる、薄型ヒートパイプを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上述した従来の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、2枚の箔状のシートの周辺部を接合して形成された密閉されたコンテナの中に、所定方向の毛管力を高めるように異なる径の縦線と横線とによって形成されたメッシュを可動状態で収容することによって、屈曲が可能で、大気に押しつぶされることなく所定方向の蒸気流路を確保することができ、メッシュがスペーサとウイックの両方の機能を果すことができることが判明した。
【0010】
更に、2枚の箔状のシートの周辺部を接合して形成された密閉されたコンテナの中に、複数本の素線によって形成された撚線からなる異なる径の縦線と横線とからなるメッシュを可動状態で収容することによって、屈曲が可能で、大気に押しつぶされることなく伝熱方向に沿った蒸気流路を容易に確保することができ、更に、縦線内部における毛管力を得ることができ、メッシュがスペーサとウイックの両方の機能を果すことができることが判明した。
【0011】
更に、2枚の箔状のシートの周辺部を接合して形成された密閉されたコンテナの中に、異なる径の縦線と横線からなり径の小さい線の密度が高いメッシュを可動状態で収容することによって、屈曲が可能で、大気に押しつぶされることなく伝熱方向に沿った蒸気流路を容易に確保することができ、更に、コンテナ壁面とメッシュの接触面積を増加させて毛管力を高めることができることが判明した。
【0012】
この発明は、上記研究結果に基づいてなされたものであって、この発明の薄型ヒートパイプの第1の態様は、重ね合わせた箔状のシートの周辺部を接合して形成された密閉されたコンテナと、前記コンテナ内に可動状態で収容されている異なる径の縦線と横線とによって形成されたメッシュと、前記コンテナ内に封入された作動流体とを備え、前記メッシュの径が大きい前記縦線又は横線に沿って、前記作動流体の毛管力を高めることを特徴とする、薄型ヒートパイプである。
【0013】
この発明の薄型ヒートパイプの第2の態様は、前記メッシュが、縦線の径が横線の径よりも大きい平織メッシュからなっている、薄型ヒートパイプである。
【0014】
この発明の薄型ヒートパイプの第3の態様は、重ね合わせた箔状のシートの周辺部を接合して形成された密閉されたコンテナと、前記コンテナ内に可動状態で収容されている、複数本の素線によって形成された撚線からなる異なる径の縦線と横線とからなるメッシュと、前記コンテナ内に封入された作動流体とを備えた薄型ヒートパイプである。
【0015】
この発明の薄型ヒートパイプの第4の態様は、前記メッシュが、縦線の径が横線の径よりも大きい筵織メッシュからなっており、縦線の素線数が横線の素線数よりも多い、薄型ヒートパイプである。
【0016】
この発明の薄型ヒートパイプの第5の態様は、重ね合わせた箔状のシートの周辺部を接合して形成された密閉されたコンテナと、前記コンテナ内に可動状態で収容されている、異なる径の縦線と横線からなり径の小さい線の密度が高いメッシュと、前記コンテナ内に封入された作動流体とを備えた薄型ヒートパイプである。
【0017】
この発明の薄型ヒートパイプの第6の態様は、前記メッシュが縦線の径が横線の径よりも大きく横線の密度が縦線の密度よりも高い畳織メッシュからなっている、薄型ヒートパイプである。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の薄型ヒートパイプの態様について図面を参照しながら詳細に説明する。
この発明の薄型ヒートパイプは、重ね合わせた箔状のシートの周辺部を接合して形成された密閉されたコンテナと、コンテナ内に可動状態で収容されている、所定方向の毛管力を高めるように異なる径の縦線と横線とによって形成されたメッシュと、コンテナ内に封入された作動流体とを備えた薄型ヒートパイプである。上述したメッシュが、縦線の径が横線の径よりも大きい平織メッシュからなっている。
【0019】
この発明の薄型ヒートパイプにおいて、2枚の箔状のシートを重ね合わせて、周辺部をシーム溶接、ロウ接等の方法によって接合して、コンテナを形成する。コンテナの中には、所定方向の毛管力を高めるように異なる径の縦線と横線とによって形成されたメッシュが可動状態で収容されている。
【0020】
図1は、この発明の薄型ヒートパイプに用いられるメッシュを説明する図である。図1に示すように、この発明のメッシュ5は、異なる径の縦線6と横線7とを使用した平織メッシュである。即ち、縦線の径は横線の径よりも大きい。なお、縦線および横線はそれぞれ1本のワイヤからなっている。平行に配置された所定の大きさの径を有する複数のワイヤからなる縦線の回りを、縦線の径よりもかなり小さい径の横線によって波状に巻き付けるように編み込んでメッシュを形成している。縦線6の径と横線7の径の差を大きくすることによって、縦線6は、折り曲げられることなく、もとの直線状の形態を維持し、径の小さい横線7が複数の平行な縦線の回りを波状に巻き付けている。その結果、図中に矢印で示すように、縦線の軸方向に沿った方向の蒸気流路を確保することができる。
【0021】
このように形成されたメッシュを、上述したコンテナの中に可動状態で収容すると、容易に変形するほど薄い金属箔のシートによって、コンテナを形成しても、
大気圧によって蒸気流路は閉塞されることなく、コンテナの長手方向に配置される径の大きな複数の平行に配置された縦線によって、蒸気流路が容易に確保される。更に、上述したメッシュは、可動状態でコンテナ内に収容されているので、コンテナを屈曲させても、挫屈が生じることはなく、ヒートパイプは可撓性を備えている。
【0022】
なお、平行に配置された縦線の間隔を適切に調節することによって、薄くて柔らかい箔状シートによって形成されたコンテナであっても、大気圧によって潰されずに縦線に沿って直線状に間隙を確保することができる。
上述したように、径の異なる2種類のワイヤを組合わせて形成されたメッシュを用いることによって、蒸気流路を確保し、極めて薄型のヒートパイプとして優れた熱輸送特性を得ることができる。
【0023】
上述したように、コンテナは、可撓性を得るため、屈曲可能なほど十分に薄い金属箔等によって形成されている。金属箔同士をシーム溶接またはロウ接等の方法で接合したコンテナは、長期信頼性が高い。一般的に樹脂は、透過性、ガス発生等の点に関して、信頼性が低いと信じられてきたが、ナノコンポジットレベルでの樹脂/クレー、または、樹脂/金属等の複合材料は、従来の樹脂と比べて特性が飛躍的に向上する例があり、これら複合材料を利用することもできる。
【0024】
更に、この発明の薄型ヒートパイプは、重ね合わせた箔状のシートの周辺部を接合して形成された密閉されたコンテナと、前記コンテナ内に可動状態で収容されている、複数本の素線によって形成された撚線からなる異なる径の縦線と横線とからなるメッシュと、前記コンテナ内に封入された作動流体とを備えた薄型ヒートパイプである。
【0025】
この発明の薄型ヒートパイプにおいて、2枚の箔状のシートを重ね合わせて、周辺部をシーム溶接、ロウ接等の方法によって接合して、コンテナを形成する。コンテナの中には、複数本の素線によって形成された撚線からなる異なる径の縦線と横線とからなるメッシュが可動状態で収容されている。即ち、上述したメッシュが、縦線の径が横線の径よりも大きい筵織メッシュからなっており、縦線の素線数が横線の素線数よりも多い。
【0026】
図2は、この発明の薄型ヒートパイプに用いられる他の態様のメッシュを説明する図である。図2に示すように、この発明のメッシュ15は、複数本の素線によって形成された撚線からなる異なる径の縦線16と横線17とからなるメッシュである。即ち、縦線16の径は横線17の径よりも大きい。なお、縦線および横線は同一素線を使用し、素線数の多少によって径の大きさが異なる。複数本の素線によって形成された撚線が平行に配置された縦線の回りを、縦線の径よりもかなり小さい径の横線によって波状に巻き付けるように編み込んでメッシュを形成している。例えば、図2(b)に示すように、縦線16は4本の素線18によって形成された撚線からなっており、横線は2本の素線によって形成された撚線からなっている。縦線16の径と横線17の径の差を大きくすることによって、縦線16は、折り曲げられることなく、もとの直線状の形態を維持し、径の小さい横線17が複数の平行な縦線の回りを波状に巻き付けている。その結果、図中に矢印で示すように、縦線の軸方向に沿った方向の蒸気流路を確保することができる。
なお、この態様によると、図2(b)に示すように、複数の素線からなる撚線によって、縦線内部においても毛管力を得ることができる。
【0027】
このように形成されたメッシュを、上述したコンテナの中に可動状態で収容すると、容易に変形するほど薄い金属箔のシートによって、コンテナを形成しても、
大気圧によって蒸気流路は閉塞されることなく、コンテナの長手方向に配置される径の大きな複数の平行に配置された縦線(複数の素線からなる撚線)によって、蒸気流路が容易に確保される。更に、複数の素線からなる撚線によって、縦線内部においても毛管力を得ることができる。更に、上述したメッシュは、可動状態でコンテナ内に収容されているので、コンテナを屈曲させても、挫屈が生じることはなく、ヒートパイプは可撓性を備えている。
【0028】
なお、平行に配置された縦線の間隔を適切に調節することによって、薄くて柔らかい箔状シートによって形成されたコンテナであっても、大気圧によって潰されずに縦線(複数の素線からなる撚線)に沿って直線状に間隙を確保することができる。
上述したように、複数本の素線によって形成された撚線からなる異なる径の縦線16と横線17とからなるメッシュを用いることによって、蒸気流路を確保し、極めて薄型のヒートパイプとして優れた熱輸送特性を得ることができる。
【0029】
更に、この発明の薄型ヒートパイプは、重ね合わせた箔状のシートの周辺部を接合して形成された密閉されたコンテナと、コンテナ内に可動状態で収容されている、異なる径の縦線と横線からなり径の小さい線の密度が高いメッシュと、コンテナ内に封入された作動流体とを備えた薄型ヒートパイプである。上述したメッシュが畳織メッシュからなっている。
【0030】
図3は、この発明の薄型ヒートパイプに用いられる他の態様のメッシュを説明する図である。図3に示すように、この発明のメッシュ25は、異なる径の縦線26と横線27とを使用した畳織メッシュである。即ち、縦線および横線の径の差が小さく、縦線の径は横線の径よりも僅かに大きい。なお、縦線および横線はそれぞれ1本のワイヤからなっている。平行に配置された所定の大きさの径を有する複数のワイヤからなる縦線の回りを、縦線の径よりも僅かに小さい径の横線によって波状に巻き付けるように編み込んでメッシュを形成している。この態様においては、横線の密度が高くなっており、横方向の蒸気の流れも強くなっている。従って、縦線の方向および横線の方向に沿って、蒸気流路を確保することができる。
このように形成された畳織メッシュによると、コンテナの壁面とメッシュとの接触面積を増加させて毛管力を大きくすることができる。
【0031】
このように形成されたメッシュを、上述したコンテナの中に可動状態で収容すると、容易に変形するほど薄い金属箔のシートによって、コンテナを形成しても、
大気圧によって蒸気流路は閉塞されることなく、コンテナの長手方向に配置される縦線およびコンテナの幅方向に配置された横線に沿って、蒸気流路が容易に確保される。更に、上述したメッシュは、可動状態でコンテナ内に収容されているので、コンテナを屈曲させても、挫屈が生じることはなく、ヒートパイプは可撓性を備えている。
【0032】
上述したように、径の僅かに異なる縦線および横線を組合わせ、横線の密度を高くして形成されたメッシュを用いることによって、蒸気流路を確保し、極めて薄型のヒートパイプとして優れた熱輸送特性を得ることができる。
図4は、図1に示した態様のメッシュを、重ね合わせた箔状のシートの周辺部を接合して形成された密閉されたコンテナに収容した状態を説明する図である。図4に示すように、重ね合わせた2枚の箔状のシート2、3の周辺部4をシーム溶接や超音波溶接等によって接合して形成された密閉されたコンテナ内に、コンテナの長手方向の毛管力を高めるように、大きな径の縦線6と小さな径の横線7とによって形成されたメッシュ5が可動状態で収容されている。
【0033】
平面型ヒートパイプのコンテナの材料として、銅(C1020、C1100、C1200)、アルミニウム(A1010 A1100 A5000系、A6000系、A7000系)などの熱伝導の良好な金属を利用する。クラッド材を用いるときには、異種金属、例えば、アルミニウム/銅、銅/セラミックス(アルミナ、ベリリア、窒化アルミニウム、銅タングステン)を用いることができる。平面型ヒートパイプの形状は、断面が円形、楕円形、長方形等のいろいろの形状が可能である。
密閉された空洞部内に封入される作動液としては、容器材質との適合性に応じて、水、代替フロン、フロリーナ、シクロペンタン等を用いる。
【0034】
上述したように、この発明の薄型ヒートパイプにおいては、所定方向の毛管力を高めるように異なる径の縦線と横線とによって形成された平織メッシュ、複数本の素線によって形成された撚線からなる異なる径の縦線と横線とからなる筵織メッシュ、縦線の径が横線の径よりも大きく横線の密度が縦線の密度よりも高い縦線と横線とによって形成された畳織メッシュをコンテナ内に挿入するだけで、他のスペーサを用いることなく伝熱方向に沿った蒸気流路を容易に確保することができる。更に、脱気後、コンテナは大気圧によってメッシュに押し付けられるので、メッシュはコンテナ内に固定され、メッシュとコンテナ内壁との密着性が良好であり、その結果、高い毛管力が得られる。
【0035】
【発明の効果】
上述したように、この発明によると、スペーサを用いることなく、大気圧による圧壊を防止し、良好な毛管力を備え、薄く、可撓性を有し、熱輸送量が大きく、高性能の薄型シート状ヒートパイプを提供することができる。
更に、極めて薄型の筐体内に搭載された、CPU等の発熱電子部品を効率的に冷却するために使用することができる、薄型ヒートパイプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明の薄型ヒートパイプに用いられるメッシュを説明する図である。
【図2】図2は、この発明の薄型ヒートパイプに用いられる他の態様のメッシュを説明する図である。
【図3】図3は、この発明の薄型ヒートパイプに用いられる他の態様のメッシュを説明する図である。
【図4】図4は、図1に示した態様のメッシュを、重ね合わせた箔状のシートの周辺部を接合して形成された密閉されたコンテナに収容した状態を説明する図である。
【図5】図5は、従来のメッシュを示す図である。
【符号の説明】
1.薄型ヒートパイプ
2.箔状のシート
3.箔状のシート
4.周辺部
5.メッシュ
6.平織の縦線
7.平織の横線
15.メッシュ
16.撚線からなる縦線
17.撚線からなる横線
18.素線
25.メッシュ
26.畳織の縦線
27.畳織の横線
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sheet-type heat pipe for efficiently cooling a highly heat-generating component such as a semiconductor, and particularly for efficiently cooling a semiconductor or the like mounted in a very thin casing.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electronic devices have built-in high-power, highly-integrated parts such as microprocessors. Microprocessors have a very high degree of integration and perform processing such as calculation and control of information at high speed, so that a large amount of heat is released. Various cooling systems have been proposed for cooling chips and the like, which are high output and highly integrated parts. One typical cooling system is a heat pipe.
The heat pipe includes a round pipe-shaped heat pipe and a planar heat pipe. For cooling a component to be cooled of an electronic device such as a CPU, a flat heat pipe is preferably used because it can be easily attached to the component to be cooled and a wide contact surface can be obtained.
[0003]
Furthermore, the heat pipe is divided into a top heat mode in which the part to be cooled is located at the upper part and a bottom heat mode in which the part to be cooled is located in the lower part at the attachment position of the part to be cooled. In the bottom heat mode, the liquid recirculates due to gravity, but in the top heat mode, the liquid must be recirculated against gravity, and normally a capillary phenomenon due to wicking is used.
A space serving as a flow path for the working fluid is provided inside the heat pipe, and the working fluid accommodated in the space undergoes a phase change or movement such as evaporation or condensation, thereby transferring heat.
[0004]
The details of the heat pipe including a sealed cavity and in which heat is transferred by the phase transformation and movement of the working fluid contained in the cavity are as follows.
On the heat absorption side of the heat pipe, the heat generated by the part to be cooled that has been conducted through the material of the container that constitutes the heat pipe is absorbed as latent heat, the working fluid evaporates, and the vapor is dissipated from the heat pipe. Move to the side. On the heat radiating side, the working fluid vapor condenses to release latent heat and returns to the liquid phase. The working fluid that has returned to the liquid phase in this way moves (refluxs) again to the heat absorption side. Heat is transferred by such phase transformation and movement of the working fluid.
In a gravity heat pipe, the working fluid that has become a liquid phase by phase transformation moves (refluxs) to the heat absorption side by gravity.
[0005]
In recent years, housings on which the above-described chips and the like are mounted are becoming thinner and heat pipes are becoming thinner accordingly.
In a flat thin heat pipe, it is desirable to ensure a steam flow path linearly along the direction in which heat is to be transmitted, for example, along the longitudinal direction. However, when a container is formed using a metal foil that is thin enough to be easily deformed, the container is crushed from the outside by atmospheric pressure. FIG. 5 is a diagram showing a conventional mesh. In this mesh, the diameters and tensions of the vertical line 106 and the horizontal line 107 are equal, and the hole area ratio as viewed from the normal direction to the mesh surface is generally large. Simply inserting a mesh formed in this way into a container formed from a thin metal foil or the like that is easily deformed will cause crushing by atmospheric pressure, resulting in a very small gap, Steam flow path is not secured. Further, since the vertical gap and horizontal line are alternately in contact with the inner wall of the container in the remaining gap, a straight gap is not secured along the line, and the flow resistance of the steam is large.
[0006]
Therefore, when a thin metal foil is used as a container, a spacer is required as a support for maintaining the shape. Examples of conventional spacers include spot welding and embossing. However, these technologies require the rigidity of the container itself, and are not suitable for containers made of thin and soft metal foil. It was. In addition, if a spacer with a certain degree of rigidity is inserted into the container separately, the spacer may bend or the steam flow path may be blocked when the container is bent. Could not be requested.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-165854 discloses a sheet-like heat pipe (hereinafter referred to as “prior art”). In the prior art, a plurality of columnar spacers joined to a container are used.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the prior art sheet heat pipe has the following problems.
In other words, the intervals between the columnar spacers are not uniform, and there may be variations in performance, resulting in poor reliability. Furthermore, since the columnar spacers are joined to the container by an adhesive or the like, non-condensable gas is generated inside the container, which may impair long-term reliability. Further, if the container body is bent, the joined columnar spacers may be peeled off from the container, and the performance may be deteriorated. Furthermore, individual differences for each product may increase. Furthermore, there is a problem that the number of members and the number of processes increase.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a thin heat pipe that can be used for efficiently cooling a heat generating electronic component such as a CPU mounted in a very thin casing.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has intensively studied to solve the conventional problems described above. As a result, in a sealed container formed by joining the peripheral parts of two foil-like sheets, a mesh formed by vertical and horizontal lines of different diameters so as to increase the capillary force in a predetermined direction It has been found that by accommodating the slidable state in a movable state, it can be bent, a steam flow path in a predetermined direction can be secured without being crushed by the atmosphere, and the mesh can function as both a spacer and a wick. .
[0010]
Furthermore, in a sealed container formed by joining the peripheral portions of two foil-like sheets, it consists of vertical lines and horizontal lines having different diameters composed of stranded wires formed by a plurality of strands. By accommodating the mesh in a movable state, it is possible to bend, to easily secure a steam flow path along the heat transfer direction without being crushed by the atmosphere, and to obtain a capillary force inside the vertical line. It was found that the mesh can function as both a spacer and a wick.
[0011]
In addition, in a sealed container formed by joining the periphery of two foil-like sheets, a mesh with a high density of small diameter lines consisting of vertical and horizontal lines with different diameters is accommodated in a movable state. By doing so, it is possible to bend, and it is possible to easily secure a steam flow path along the heat transfer direction without being crushed by the atmosphere, and further increase the contact area between the container wall surface and the mesh to increase the capillary force It turns out that you can.
[0012]
The present invention has been made based on the above research results, and the first aspect of the thin heat pipe of the present invention is a hermetically sealed structure formed by joining the peripheral portions of the laminated foil-like sheets. container and is housed in a movable state within the container, vertical lines of different diameters and the mesh formed by the horizontal lines, and a working fluid sealed within the container, the diameter of the mesh is larger A thin heat pipe characterized by increasing the capillary force of the working fluid along a vertical line or a horizontal line .
[0013]
A second aspect of the thin heat pipe of the present invention is a thin heat pipe in which the mesh is made of a plain woven mesh having a vertical line diameter larger than a horizontal line diameter.
[0014]
According to a third aspect of the thin heat pipe of the present invention, there are a sealed container formed by joining the peripheral portions of the overlapped foil-like sheets, and a plurality of containers accommodated in a movable state in the container. A thin heat pipe provided with a mesh composed of vertical lines and horizontal lines having different diameters formed of strands of wire and a working fluid sealed in the container.
[0015]
In a fourth aspect of the thin heat pipe of the present invention, the mesh is made of a woven mesh in which the diameter of the vertical line is larger than the diameter of the horizontal line, and the number of strands of the vertical line is larger than the number of strands of the horizontal line. Many thin heat pipes.
[0016]
The fifth aspect of the thin heat pipe of the present invention is a sealed container formed by joining the peripheral portions of the overlapped foil-like sheets, and different diameters accommodated in the container in a movable state. The thin heat pipe is provided with a mesh composed of vertical lines and horizontal lines and having a high density of small diameter lines, and a working fluid sealed in the container.
[0017]
A sixth aspect of the thin heat pipe of the present invention is a thin heat pipe, wherein the mesh is a tatami woven mesh in which the diameter of the vertical line is larger than the diameter of the horizontal line and the density of the horizontal line is higher than the density of the vertical line. is there.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The aspect of the thin heat pipe of this invention is demonstrated in detail, referring drawings.
The thin heat pipe according to the present invention enhances the capillary force in a predetermined direction, which is enclosed in a sealed container formed by joining the peripheral portions of the overlapped foil-like sheets and is movably accommodated in the container. A thin heat pipe including a mesh formed by vertical and horizontal lines having different diameters and a working fluid sealed in a container. The mesh mentioned above consists of a plain woven mesh in which the diameter of the vertical line is larger than the diameter of the horizontal line.
[0019]
In the thin heat pipe of the present invention, two foil-like sheets are overlapped, and the peripheral part is joined by a method such as seam welding or brazing to form a container. In the container, a mesh formed by vertical lines and horizontal lines having different diameters is accommodated in a movable state so as to increase the capillary force in a predetermined direction.
[0020]
FIG. 1 is a view for explaining a mesh used in the thin heat pipe of the present invention. As shown in FIG. 1, the mesh 5 of the present invention is a plain weave mesh using vertical lines 6 and horizontal lines 7 having different diameters. That is, the diameter of the vertical line is larger than the diameter of the horizontal line. The vertical line and the horizontal line are each composed of one wire. A mesh is formed by braiding a vertical line composed of a plurality of wires having a diameter of a predetermined size arranged in parallel so as to be wound in a wavy manner by a horizontal line having a diameter considerably smaller than the diameter of the vertical line. By increasing the difference between the diameter of the vertical line 6 and the diameter of the horizontal line 7, the vertical line 6 is not bent and maintains the original linear form, and the horizontal line 7 having a small diameter has a plurality of parallel vertical lines. A wire is wound around the line. As a result, as shown by the arrows in the drawing, it is possible to ensure a steam flow path in the direction along the axial direction of the vertical line.
[0021]
When the mesh formed in this way is accommodated in the above-described container in a movable state, even if the container is formed by a sheet of metal foil that is thin enough to be easily deformed,
The steam flow path is easily secured by a plurality of parallelly arranged vertical lines arranged in the longitudinal direction of the container without being blocked by the atmospheric pressure. Further, since the mesh described above is accommodated in the container in a movable state, even if the container is bent, no buckling occurs, and the heat pipe has flexibility.
[0022]
Even if the container is formed of a thin and soft foil-like sheet by appropriately adjusting the interval between the vertical lines arranged in parallel, the gap is linearly formed along the vertical line without being crushed by atmospheric pressure. Can be secured.
As described above, by using a mesh formed by combining two types of wires having different diameters, it is possible to secure a steam flow path and obtain excellent heat transport characteristics as an extremely thin heat pipe.
[0023]
As described above, the container is formed of a metal foil or the like that is thin enough to be bent in order to obtain flexibility. A container in which metal foils are joined by a method such as seam welding or brazing has high long-term reliability. In general, resins have been believed to have low reliability in terms of permeability, gas generation, and the like, but resin / clay at the nanocomposite level or composite materials such as resin / metal are conventional resins. There are examples in which the characteristics are drastically improved compared to the above, and these composite materials can also be used.
[0024]
Furthermore, the thin heat pipe of the present invention includes a hermetically sealed container formed by joining the peripheral portions of the overlapped foil-like sheets, and a plurality of strands that are housed in a movable state in the container. A thin heat pipe provided with a mesh composed of vertical lines and horizontal lines each having a different diameter formed of a stranded wire and a working fluid sealed in the container.
[0025]
In the thin heat pipe of the present invention, two foil-like sheets are overlapped, and the peripheral part is joined by a method such as seam welding or brazing to form a container. In the container, a mesh composed of vertical lines and horizontal lines having different diameters made of stranded wires formed by a plurality of strands is accommodated in a movable state. In other words, the mesh described above is a woven mesh in which the diameter of the vertical line is larger than the diameter of the horizontal line, and the number of strands of the vertical line is larger than the number of strands of the horizontal line.
[0026]
FIG. 2 is a view for explaining another embodiment of the mesh used in the thin heat pipe of the present invention. As shown in FIG. 2, the mesh 15 of the present invention is a mesh composed of vertical lines 16 and horizontal lines 17 having different diameters made of stranded wires formed by a plurality of strands. That is, the diameter of the vertical line 16 is larger than the diameter of the horizontal line 17. Note that the same wire is used for the vertical line and the horizontal line, and the diameter varies depending on the number of the wires. A mesh is formed by braiding a twisted wire formed of a plurality of strands around a vertical line arranged in parallel so as to be wound in a wavy manner by a horizontal line having a diameter considerably smaller than the diameter of the vertical line. For example, as shown in FIG. 2B, the vertical line 16 is made of a stranded wire formed by four strands 18, and the horizontal line is made of a stranded wire formed by two strands. . By increasing the difference between the diameter of the vertical line 16 and the diameter of the horizontal line 17, the vertical line 16 is not bent and maintains the original linear form, and the horizontal line 17 having a small diameter has a plurality of parallel vertical lines. A wire is wound around the line. As a result, as shown by the arrows in the drawing, it is possible to ensure a steam flow path in the direction along the axial direction of the vertical line.
In addition, according to this aspect, as shown in FIG.2 (b), capillary force can be acquired also inside a vertical line with the twisted wire which consists of a some strand.
[0027]
When the mesh formed in this way is accommodated in the above-described container in a movable state, even if the container is formed by a sheet of metal foil that is thin enough to be easily deformed,
The steam channel is not blocked by the atmospheric pressure, and the steam channel is easily formed by a plurality of parallelly arranged vertical lines (twisted strands) arranged in the longitudinal direction of the container. Secured. Furthermore, a capillary force can be obtained even inside the vertical line by a stranded wire composed of a plurality of strands. Further, since the mesh described above is accommodated in the container in a movable state, even if the container is bent, no buckling occurs, and the heat pipe has flexibility.
[0028]
In addition, even if the container is formed of a thin and soft foil-like sheet by appropriately adjusting the interval between the vertical lines arranged in parallel, the vertical lines (consisting of a plurality of strands are not crushed by the atmospheric pressure. The gap can be ensured linearly along the stranded wire.
As described above, by using a mesh composed of vertical wires 16 and horizontal wires 17 having different diameters composed of stranded wires formed by a plurality of strands, a steam flow path is secured and excellent as an extremely thin heat pipe. Heat transport properties can be obtained.
[0029]
Furthermore, the thin heat pipe of the present invention includes a sealed container formed by joining the peripheral portions of the overlapped foil-like sheets, and vertical lines of different diameters that are movably accommodated in the container. It is a thin heat pipe provided with a mesh composed of horizontal lines and a high density of small diameter lines and a working fluid sealed in a container. The mesh described above is a tatami mesh.
[0030]
FIG. 3 is a diagram for explaining another embodiment of the mesh used in the thin heat pipe of the present invention. As shown in FIG. 3, the mesh 25 of the present invention is a tatami mesh using vertical lines 26 and horizontal lines 27 having different diameters. That is, the difference between the diameters of the vertical line and the horizontal line is small, and the diameter of the vertical line is slightly larger than the diameter of the horizontal line. The vertical line and the horizontal line are each composed of one wire. A mesh is formed by weaving around a vertical line composed of a plurality of wires having a diameter of a predetermined size arranged in parallel so as to be wound in a wave shape by a horizontal line having a diameter slightly smaller than the diameter of the vertical line. . In this embodiment, the density of horizontal lines is high and the flow of steam in the horizontal direction is also strong. Therefore, a steam flow path can be secured along the direction of the vertical line and the direction of the horizontal line.
According to the tatami mesh formed in this way, the capillary force can be increased by increasing the contact area between the wall surface of the container and the mesh.
[0031]
When the mesh formed in this way is accommodated in the above-described container in a movable state, even if the container is formed by a sheet of metal foil that is thin enough to be easily deformed,
The steam flow path is easily secured along the vertical line arranged in the longitudinal direction of the container and the horizontal line arranged in the width direction of the container without being blocked by the atmospheric pressure. Further, since the mesh described above is accommodated in the container in a movable state, even if the container is bent, no buckling occurs, and the heat pipe has flexibility.
[0032]
As mentioned above, by using a mesh formed by combining vertical and horizontal lines with slightly different diameters and increasing the density of the horizontal lines, a steam flow path is secured and excellent heat as an extremely thin heat pipe. Transport properties can be obtained.
FIG. 4 is a diagram for explaining a state in which the mesh of the aspect shown in FIG. 1 is accommodated in a sealed container formed by joining the peripheral portions of the overlapped foil-like sheets. As shown in FIG. 4, in the sealed container formed by joining the peripheral portions 4 of the two foil-like sheets 2 and 3 overlapped by seam welding or ultrasonic welding, the longitudinal direction of the container The mesh 5 formed by the large-diameter vertical line 6 and the small-diameter horizontal line 7 is accommodated in a movable state so as to increase the capillary force.
[0033]
As a material for the container of the planar heat pipe, a metal having good heat conduction such as copper (C1020, C1100, C1200), aluminum (A1010 A1100 A5000 series, A6000 series, A7000 series) is used. When the clad material is used, a dissimilar metal such as aluminum / copper or copper / ceramics (alumina, beryllia, aluminum nitride, copper tungsten) can be used. The shape of the planar heat pipe can be various shapes such as a circular cross section, an elliptical shape, and a rectangular shape.
As the working fluid sealed in the sealed cavity, water, alternative chlorofluorocarbon, florina, cyclopentane, or the like is used according to the compatibility with the container material.
[0034]
As described above, in the thin heat pipe of the present invention, from a plain woven mesh formed by vertical lines and horizontal lines having different diameters so as to increase the capillary force in a predetermined direction, from a stranded wire formed by a plurality of strands. A woven mesh composed of vertical and horizontal lines of different diameters, and a tatami mesh formed by vertical and horizontal lines where the vertical line diameter is larger than the horizontal line diameter and the horizontal line density is higher than the vertical line density. Only by inserting it into the container, a steam flow path along the heat transfer direction can be easily secured without using other spacers. Furthermore, after deaeration, the container is pressed against the mesh by atmospheric pressure, so that the mesh is fixed in the container and the adhesion between the mesh and the inner wall of the container is good, and as a result, a high capillary force is obtained.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, without using a spacer, it is prevented from being collapsed by atmospheric pressure, has a good capillary force, is thin, flexible, has a large amount of heat transport, and has a thin high performance. A sheet-like heat pipe can be provided.
Furthermore, it is possible to provide a thin heat pipe that can be used to efficiently cool a heat generating electronic component such as a CPU mounted in an extremely thin casing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a mesh used in a thin heat pipe of the present invention.
[Fig. 2] Fig. 2 is a diagram for explaining another embodiment of the mesh used in the thin heat pipe of the present invention.
[Fig. 3] Fig. 3 is a diagram for explaining a mesh of another aspect used in the thin heat pipe of the present invention.
4 is a view for explaining a state in which the mesh of the aspect shown in FIG. 1 is housed in a sealed container formed by joining the peripheral portions of the overlapped foil-like sheets. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a conventional mesh.
[Explanation of symbols]
1. 1. Thin heat pipe 2. Foil-like sheet 3. Foil-like sheet 4. Peripheral part Mesh 6. 6. Plain weave vertical line 15. Plain weave horizontal line Mesh 16. 18. Vertical line made of stranded wire Horizontal wire made of stranded wire 18. Wire 25. Mesh 26. Tatami vertical line 27. Tatami weave horizontal line

Claims (6)

重ね合わせた箔状のシートの周辺部を接合して形成された密閉されたコンテナと、前コ ンテナ内に可動状態で収容されている異なる径の縦線と横線とによって形成されたメ ッシュと、前記コンテナ内に封入された作動流体とを備え、前記メッシュの径が大きい 前記縦線又は横線に沿って、前記作動流体の毛管力を高めることを特徴とする、薄型 ヒートパイプ。And superimposed foil-like sheet sealed container formed by joining the peripheral portion of the are housed in a movable state in the front container, main formed by the horizontal and vertical lines of different diameters Mesh And a working fluid sealed in the container, and the capillary force of the working fluid is increased along the vertical line or horizontal line where the diameter of the mesh is large . 前記メッシュが、縦線の径が横線の径よりも大きい平織メッシュからなっている、請求項1に記載の薄型ヒートパイプ。The thin heat pipe according to claim 1, wherein the mesh is a plain woven mesh having a vertical line diameter larger than a horizontal line diameter. 重ね合わせた箔状のシートの周辺部を接合して形成された密閉されたコンテナと、前記コンテナ内に可動状態で収容されている、複数本の素線によって形成された撚線からなる異なる径の縦線と横線とからなるメッシュと、前記コンテナ内に封入された作動流体とを備えた薄型ヒートパイプ。Different diameters consisting of a sealed container formed by joining the peripheral portions of the overlapped foil-like sheets and a stranded wire formed by a plurality of strands housed in the container in a movable state A thin heat pipe provided with a mesh composed of vertical and horizontal lines and a working fluid sealed in the container. 前記メッシュが、縦線の径が横線の径よりも大きい筵織メッシュからなっており、縦線の素線数が横線の素線数よりも多い、請求項3に記載の薄型ヒートパイプ。The thin heat pipe according to claim 3, wherein the mesh is made of a woven mesh in which the diameter of the vertical line is larger than the diameter of the horizontal line, and the number of strands of the vertical line is larger than the number of strands of the horizontal line. 重ね合わせた箔状のシートの周辺部を接合して形成された密閉されたコンテナと、前記コンテナ内に可動状態で収容されている、異なる径の縦線と横線からなり径の小さい線の密度が高いメッシュと、前記コンテナ内に封入された作動流体とを備えた薄型ヒートパイプ。The density of a small diameter line consisting of a sealed container formed by joining the peripheral parts of the overlapped foil-like sheets, and vertical and horizontal lines of different diameters accommodated in a movable state in the container. A thin heat pipe comprising a high mesh and a working fluid sealed in the container. 前記メッシュが縦線の径が横線の径よりも大きく横線の密度が縦線の密度よりも高い畳織メッシュからなっている、請求項5に記載の薄型ヒートパイプ。The thin heat pipe according to claim 5, wherein the mesh is made of a tatami woven mesh having a vertical line diameter larger than a horizontal line diameter and a horizontal line density higher than the vertical line density.
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