JP4494879B2 - カーボングラファイトを使用するヒートシンク - Google Patents
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Description
冷却を要する電気・電子素子を冷却する方法としては、例えば機器にファンを取り付けて、機器筐体内の空気の温度を下げる方法や、被冷却素子に冷却体を取り付けることによって、その被冷却素子を直接的に冷却する方法等が代表的に知られている。
このように、ヒートパイプにおいては、ヒートパイプの密閉された空洞部内に封入された作動流体の相変態と移動により大量の熱の輸送が行われる。もちろん、ヒートパイプを構成する容器(コンテナ)を熱伝導することによって、運ばれる熱もあるが、その量は相対的に少ない。
この発明のカーボングラファイトを使用するヒートシンクの第1の態様は、複数の発熱体の一部と熱的に接続される均熱性に優れたカーボングラファイト材と、前記カーボングラファイト材に熱的に接続される少なくとも1つの扁平状ヒートパイプと、前記複数の発熱体の他の一部に熱的に接続される少なくとも1つの別のカーボングラファイト材とを備えた、カーボングラファイトを使用するヒートシンクである。
図4に示すように、カーボングラファイト材2には、1つの扁平状ヒートパイプの形状に対応する溝部、または、凹部が設けられて、それぞれ扁平状ヒートパイプが装着される。扁平状ヒートパイプと熱的に接続するように、別のカーボングラファイト材4が設けられている。
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。
ヒートパイプとカーボングラファイトとの接合方法として、例えば、カシメ接合、接着剤接合、半田接合、カバー固定、ラミネートフィルムにて一体接合等がある。
実施例1
このようにカーボングラファイト材の上に扁平状ヒートパイプを装着し、発熱量の異なる3種類の発熱部品CPU、VGA、チップセットをヒートパイプおよびカーボングラファイト材に熱的に接続して、ヒートシンクの放熱状態を調べた。
図5に示すように、従来の銅板またはアルミニウム板材を使用すると、熱伝導性が低いので、ヒートパイプの周りにA−1、VGAの周りにA−2、チップセットの周りにA−3と相互に分離して、熱が移動していることがわかる。即ち、上述した3つの発熱部品の熱が充分に移動せず、狭い領域に制限され、放熱性能が抑制されている状態が明らかである。
実施例2
比較のために、カーボングラファイトの代わりに銅薄板材を使用した以外は、同一条件で作成された従来のヒートシンクについて、ヒートシンクの放熱状態を調べた。それらの結果を、図6に合わせて示す。
これに対して、本発明のカーボングラファイトを使用するヒートシンクにおいては、図6に示すBの領域に熱が移動していることがわかる。即ち、上述した従来のヒートシンクのように、発熱部品の周りに熱の移動が制限されること無く、カーボングラファイト材の概ね全域にわたって熱が充分に移動し、放熱性能が充分に発揮されている状態が明らかである。
なお、ヒートパイプの形状は扁平状のものに限らず、例えば板状、丸状のものであっても良い。
2.カーボングラファイト材
3.扁平状ヒートパイプ
4.別のカーボングラファイト材
5.溝部
6.凹部
7、8、9.発熱部品
10.回路基板
11.凹部
Claims (5)
- 複数の発熱体の一部と熱的に接続される均熱性に優れた薄板状カーボングラファイト材と、
前記薄板状カーボングラファイト材に熱的に接続される少なくとも1つの扁平状ヒートパイプと、
前記複数の発熱体の他の一部に熱的に接続される少なくとも1つの別のカーボングラファイト材とを備え、
前記薄板状カーボングラファイト材に凹部が形成され、前記ヒートパイプが前記凹部に収納されていることを特徴とする、カーボングラファイトを使用するヒートシンク。 - 前記少なくとも1つの別のカーボングラファイト材が少なくとも前記ヒートパイプに熱的に接続している、請求項1記載のカーボングラファイトを使用するヒートシンク。
- 前記複数の発熱体が異なる種類、異なる発熱量の発熱体からなっており、発熱量の高い発熱体が前記別のカーボングラファイト材に熱的に接続され、その他の発熱体が前記薄板状カーボングラファイト材に熱的に接続されている、請求項1または2に記載のカーボングラファイトを使用するヒートシンク。
- 前記少なくとも1つのヒートパイプが複数のヒートパイプからなっており、前記別のカーボングラファイト材が複数のカーボングラファイト材からなっており、対応する各ヒートパイプに熱的に接続されている、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のカーボングラファイトを使用するヒートシンク。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のカーボングラファイトを使用するヒートシンクによって、全ての発熱体を一括処理することを特徴とする薄型電気機器。
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