JP6636791B2 - 放熱モジュール - Google Patents

Description

本発明は放熱モジュールに関する。

スマートフォンに代表されるような携帯電子デバイスでは、限られたスペースに多数の電子部品が収容されている。各電子部品を正常に動作させるために、デバイス内において各電子部品が発生した熱を消散させる必要がある。
図７は、携帯電子デバイス１００の構造の一例を模式的に示す断面図である。Ｕ字形の筐体１１と、筐体１１に固定された表示デバイス１２との間の空間に、プリント基板（ＰＣＢ）と、プリント基板に実装されたＣＰＵ等の発熱体１４と、バッテリ１５と、が収容されている。
発熱体１４は、たとえば、高密度に集積されたＣＰＵのような発熱体である。図７の携帯電子デバイス１００において、発熱体である発熱体１４の周囲の空間は限られている。特に、発熱体１４の上面１４ｔと表示デバイス１２の裏面１２ｂとの距離ｈ１、及び、バッテリ１５の上面１５ｔと発熱体１４の上面１４ｔとの距離ｈ２は、共に非常に制限されている。

このように限られた空間においてＣＰＵ等の発熱体で発生した熱を消散させるために、金属プレートとグラファイトシートとを組み合わせた放熱モジュールがよく用いられている。その他、極薄のヒートパイプが用いられることもある。

特許文献１には、ＣＰＵなどの発熱体の上面に直接密着するヒートパイプのみからなる熱伝達手段、および、発熱体の側方に離れて配されたヒートパイプと、当該ヒートパイプおよび当該発熱体の上面に密着する受熱プレートとからなる熱伝達手段が開示されている。

特開２０１４−１６５５９６号公報

金属プレートとグラファイトシートとを組み合わせた放熱モジュールは、薄型かつ軽量であり、発熱体からバッテリの上面にまで配置することが可能であるが、充分な放熱性能が得られないことがある。
極薄のヒートパイプを用いた放熱モジュールは、発熱体からバッテリの上面にまで配置することが可能であり、グラファイトシートを用いたコンポーネントに比べて安価であるが、その厚さ（容量）のために充分な放熱性能が得られないことがある。ヒートパイプの放熱性能は、幅が同じであれば、その厚さが薄いほど低くなる。

発熱体の上面に直接密着するヒートパイプのみからなる熱伝達手段は、発熱体からバッテリの上面にまで配置することが可能であり、グラファイトシートを用いたコンポーネントに比べて安価であるが、ヒートパイプが受けた熱が拡散される受熱体がないため、充分な放熱性能が得られないことがある。
発熱体の側方に離れて配されたヒートパイプと、当該ヒートパイプおよび当該発熱体の上面に密着する受熱プレートとからなる熱伝達手段は、グラファイトシートを用いたコンポーネントに比べて安価であるが、ヒートパイプを発熱体の上面に直接的に熱接触するように配置することができないため、充分な放熱性能が得られないことがある。また、発熱体の側方にヒートパイプを配するスペースがない電子デバイスには適用できない。

特にスマートフォンのように、電子部品のさらなる高密度実装が進んでいる携帯電子デバイスにおいて、薄型であって且つ放熱性能の優れた放熱モジュールが求められている。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、薄型であって且つ放熱性能の優れた放熱モジュールの提供を目的とする。

（１）本発明の一態様に係る放熱モジュールは、第一面と、前記第一面とは反対側の第二面と、前記第一面から前記第二面まで貫通する貫通穴と、を有する金属板と、中空のコンテナと、前記コンテナ内に収容されたウィックと、を備えるヒートパイプと、を備え、前記コンテナは、前記金属板から脱落しないように前記貫通穴に係合しており、前記コンテナは、前記金属板の第二面から露出し、前記コンテナは、前記金属板の第二面から突出しており、前記貫通穴は、第一の穴と、第一の穴の幅よりも小さい幅を有して且つ前記第一の穴に連通する第二の穴と、を含み、前記金属板は、前記第一の穴と前記第二の穴との間に形成される中間面を有し、前記コンテナは、前記金属板の中間面に当接するリップ部を有し、前記コンテナの少なくとも一部は、前記第一の穴及び前記第二の穴に収容されている。

（２）上記（１）に記載の放熱モジュールであって、前記貫通穴は、幅が前記第一面から前記第二面に向かって漸次減少する第三の穴を含み、前記コンテナの少なくとも一部は、前記第三の穴に嵌合していてもよい。
（３）上記（１）に記載の放熱モジュールであって、前記ウィックは、前記コンテナの内壁面上に前記コンテナの長手方向に沿って配置されていてもよい。
（４）上記（１）に記載の放熱モジュールであって、前記ウィックは前記コンテナの内壁上面から離れていてもよい。

上記本発明の態様によれば、薄型であって且つ放熱性能の優れた放熱モジュールを提供できる。

一実施形態に係る放熱モジュールを適用した電子デバイスの断面を模式的に示す断面図である。 一実施形態に係る放熱モジュールと発熱体及びバッテリとの位置関係を示す平面図である。 電子デバイス内に配された一実施形態に係る放熱モジュールと発熱体との接触を模式的に示す断面図である。 一実施形態に係る放熱モジュールの金属板の断面を模式的に示す断面図である。 一実施形態に係る放熱モジュールのヒートパイプの断面を模式的に示す断面図である。 電子デバイス内に配された他の例に係る放熱モジュールと発熱体との接触を模式的に示す断面図である。 電子デバイスの構造の一例を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る放熱モジュールを、図面を参照しながら説明する。図面において、説明の便宜上、いくつかの部分が拡大され又は省略されているが、図面に表されている各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

図１は、電子デバイスの構造の一例、及びこの構造を有する電子デバイス１０に本実施形態に係る放熱モジュールを適用した例を示す断面図である。

電子デバイス１０は、開口を有するＵ字形の筐体１１と、筐体１１の開口を塞ぐように筐体１１に固定された表示デバイス１２と、筐体１１と表示デバイス１２との間の空間に収容された、プリント基板（ＰＣＢ）１３と、プリント基板１３に実装された発熱体１４と、バッテリ１５と、を含んでいる。
表示デバイス１２は、たとえば、液晶パネルモジュールや有機ＥＬパネルモジュールである。発熱体１４は、たとえば、ＣＰＵ（中央処理装置）である。

発熱体１４の上面１４ｔと表示デバイス１２の裏面１２ｂとの間の空間、及び、バッテリ１５の上面１５ｔと表示デバイス１２の裏面１２ｂとの間の空間に、本実施形態に係る放熱モジュール１が配されている。一例として、発熱体１４の上面１４ｔと表示デバイス１２の裏面１２ｂとの間の距離は０．４０ｍｍである。
なお、放熱モジュール１は、図１に例示されている電子デバイス１０に限らず、同様の空間的制限を有するいかなる電子デバイスにも適用可能である。

放熱モジュール１は、第一面２ａと第一面２ａとは反対側の第二面２ｂとを有する金属板２と、金属板２に係合するヒートパイプ３とを備えている。図１の例において、第一面２ａは、表示デバイス１２の裏面１２ｂに接し、第二面２ｂは発熱体１４及びバッテリ１５に対向している。ヒートパイプ３は、発熱体１４に直接的に熱接触している。「直接的に熱接触している」とは、金属板のような実質的に放熱を担う他の要素を間に挟むことなく熱的に接触していることをいう。
ヒートパイプ３と発熱体１４との接触を確保するために、ヒートパイプ３と発熱体１４との間に、これらの熱接触を実質的に阻害しないように、グリスや接着剤等を配してもよい。なお、このような接触のための補助的材料を介在させることは、「直接的な熱接触」からの逸脱を意味しない。

金属板２は、図４に例示するように、第一面２ａから第二面２ｂまで貫通する貫通穴２ｃを有している。金属板２の材料の一例として、銅、アルミ、ステンレス、マグネシウム等が挙げられるが、これらに限られない。金属板２に求められる剛性、熱伝導性、加工性等に応じて、適宜の金属板を用いることができる。一例として、厚さが０．２０ｍｍの銅板が挙げられる。あるいは、剛性、軽量、熱伝導性の観点から、ステンレス板とグラファイトシート（グラフェン）との組み合わせた板を金属板２として用いてもよい。

ヒートパイプ３は、図５に例示するように、中空のコンテナ４と、コンテナ４内に収容されたウィック５と、を備えている。コンテナ４は密閉されており、コンテナ４の中に作動流体が入れられている。コンテナ４の材料は、作動流体の種類や使用温度等の条件によって、公知の金属材料から適宜に選択することができる。特に、銅やアルミなどの熱伝導率の高い金属材料を用いる場合、高い熱輸送性および高い熱拡散性が得られる。一例として、銅製のコンテナ４を用いた、厚さが０．４０ｍｍのヒートパイプ３が挙げられる。

ウィック５は、図５に例示されているように、コンテナ４の内壁面４ｆ上に、コンテナ４の長手方向に沿って配置されている。ウィックの材料の一例として、金属極細線ファイバー、金属メッシュ、及び金属粉末の焼結体が挙げられる。気相の作動流体はコンテナ４の中のウィック５が設けられていない空間を流通可能である。一方、液相の作動流体は、毛細管現象によりウィック５を伝って移動可能である。

図１の例において、ヒートパイプ３の一端（蒸発部）は、金属板２及び発熱体１４に直接的に熱接触している。発熱体１４で発生した熱は、ヒートパイプ３の蒸発部において、液相の作動流体が蒸発して気相の作動流体に転移することより回収される。気相の作動流体は、ヒートパイプ３の他端（凝縮部）に向かってコンテナ４の中の空間を流通し凝縮されて、液相の作動流体に戻る。液相の作動流体は、毛細管現象によりウィック５を伝って蒸発部に移動する。
このように、ヒートパイプ３は、作動流体の液相／気相間の相転移を繰り返し利用して、蒸発部で回収した熱を凝縮部に繰り返し輸送することができる。また、ヒートパイプ３は金属板２に係合して直接的に熱接触しているため、ヒートパイプ３が回収した熱をより効率的に消散させることができる。

図３は、表示デバイス１２及び発熱体１４を含む電子デバイス１０内に配された放熱モジュール１と、発熱体１４との接触を模式的に示す断面図である。なお、本図の例では、表示デバイス１２と放熱モジュール１とが直接接しているが、電子デバイスの設計によっては表示デバイス１２と放熱モジュール１とが直接接しない場合もある。

コンテナ４は、図３に例示するように、金属板２から脱落しないように貫通穴２ｃに係合している。特に、重力方向において第二面２ｂが第一面２ａよりも下になるように金属板２が配された際に、コンテナ４が金属板２から脱落しないように、金属板２とコンテナ４とが互いに係合している。
したがって、金属板２に対するヒートパイプ３の移動が規制される。その結果、電子デバイス１０において、金属板２とヒートパイプ３との直接的な熱接触、及びヒートパイプ３と発熱体１４との直接的な熱接触を確保することができる。

コンテナ４は、図３に例示するように、第一面４ａと、第一面４ａとは反対側の第二面４ｂと、を有する。第一面４ａは、金属板２の第一面２ａと面一になっていてもよい。
この場合、表示デバイス１２の裏面１２ｂに金属板２の第一面２ａが接する電子デバイスにおいて、表示デバイス１２の裏面１２ｂと発熱体１４の上面１４ｔとの間の距離に実質的に等しい厚さを有するヒートパイプ３を用いることができる。すなわち、電子デバイス１０内の、表示デバイス１２の裏面１２ｂと発熱体１４の上面１４ｔとの間の空間において、コンテナ４（ヒートパイプ３）の厚み（容量）を最大化することができる。
電子デバイスの設計により表示デバイス１２の裏面１２ｂと金属板２の第一面２ａとが直接接しない場合にも、ヒートパイプ３の容量を最大化することができる。
ヒートパイプの放熱性能は、幅が同じであれば、その厚さが厚いほど高くなる。したがって、より冷却性能の高い放熱モジュール１を提供できる。
さらに、金属板２の第一面２ａにおける平坦性が確保できるため、表示デバイス１２の裏面１２ｂに金属板２の第一面２ａが接する電子デバイスにおいて、タッチパネルとして機能する表示デバイス１２のスムーズな操作性を確保できる。
第一面４ａは、金属板２の第一面２ａから凹んだ位置にあってもよい。この場合でも、金属板２とヒートパイプ３との直接的な熱接触、及びヒートパイプ３と発熱体１４との直接的な熱接触を確保することができる。放熱モジュール１に要求される重量、熱回収効率、及び面内熱拡散性等の特性、並びに、発熱体１４の形状等に応じて、コンテナ４の第二面４ｂを適宜の位置に配することができる。

コンテナ４は、図３に例示するように、金属板２の第二面２ｂから露出している。したがって、ヒートパイプ３は、発熱体１４に対して直接的に熱接触して、発熱体１４で発生した熱を直接的に回収できる。このため、発熱体１４で発生した熱を効率的に消散させることができる。

コンテナ４（第二面４ｂ）は、図３に例示するように、金属板２の第二面２ｂから突出していてもよい。この場合、相対的に金属板２の厚さを薄く、ヒートパイプ３の厚さを厚くできる（すなわち、ヒートパイプ３の容量を大きくできる）。

たとえば、表示デバイス１２の裏面１２ｂと発熱体１４の上面１４ｔとの間の距離と実質的に等しい厚さを有するヒートパイプ３と、電子デバイス１０への実装に耐えうる強度が確保できて且つ、金属板２とヒートパイプ３との係合が確保できる程度に薄い金属板２と、を備える放熱モジュール１を実現できる。
この場合、ヒートパイプ３と発熱体１４との直接的な熱接触を確保しつつ、金属板２を薄肉化することできる。その結果、放熱モジュール１の軽量化を実現できるとともに、より冷却性能の高い放熱モジュール１を提供できる。

なお、コンテナ４の第二面４ｂは、金属板２の第二面２ｂと面一であってもよい。第二面４ｂと発熱体１４の上面１４ｔとの間にグリス等の補助材を配置する場合には、その補助材の厚さ分だけ、第二面４ｂが金属板２の第二面２ｂから凹んだ位置にあってもよい。放熱モジュール１に要求される重量、熱回収効率、及び面内熱拡散性等の特性、並びに、発熱体１４の形状等に応じて、コンテナ４の第二面４ｂを適宜の位置に配することができる。
図３に例示されている放熱モジュール１は１本のヒートパイプ３を備えているが、放熱モジュール１が適用される電子デバイスの構成に応じて、複数のヒートパイプ３を備えていてもよい。

ウィック５は、図５に例示されているように、コンテナ４内において、第二面４ｂにより近い位置に配置されていてもよい。ウィック５は液相の作動流体を含んでいるため、電子デバイス１０内にて、発熱体１４に接する第二面４ｂにより近い位置にウィック５を配することにより、作動流体の蒸発による発熱体１４からの熱回収をより効率的に行うことができる。
ただし、放熱モジュール１が適用される電子デバイスに応じて、コンテナ４内におけるウィック５の位置は適宜に決定できる。たとえば、コンテナ４の長手方向に垂直な断面において、コンテナ４の内壁面全周にウィック５を配してもよい。

本実施形態に係る放熱モジュール１に比べて、ヒートパイプの厚さよりも厚い金属板を用いて、発熱体に対向する面のみが露出するようにヒートパイプが金属板に埋没している放熱モジュールでは、金属板の厚さのために、放熱モジュールの総重量が重くなって且つ、電子デバイスにおける占有スペースが大きくなる。さらに、ヒートパイプと表示デバイス１２との間における金属板の存在のために、ヒートパイプの厚さが制限されて、放熱モジュールの冷却性能が低下する。

一方、本実施形態に係る放熱モジュール１によれば、金属板２に係合するヒートパイプ３の両面（すなわち、第一面４ａ及び第二面４ｂ）が金属板２から露出しているため、金属板２へのヒートパイプ３の固定を確保しつつ、電子デバイス１０内の表示デバイス１２の裏面１２ｂと発熱体１４の上面１４ｔとの間の空間においてヒートパイプ３（コンテナ４）の厚みの最大化することができる。すなわち、ヒートパイプ３の容量を最大化することができる。したがって、より冷却性能の高い放熱モジュール１を提供できる。
さらに、電子デバイス１０への実装に耐えうる強度、及び、金属板２とヒートパイプ３との固定が確保できる限りにおいて、金属板２の厚さを薄くできるため、より、軽量であり、且つ、電子デバイスにおける占有スペースがより少ない放熱モジュール１を提供できる。
特に、放熱モジュールを配置できる隙間（すなわち、発熱体１４の主たる発熱面とその上方にある要素との間の隙間）がサブミリメートルである電子デバイスに対して、上述の放熱モジュール１は顕著な効果を奏する。

以下、図４及び図５を参照しながら、互いに係合可能な金属板２及びヒートパイプ３の構造の一例について詳細に説明する。なお、図において左右対称の構造を有する要素について、左右の構造の一方のみについて説明し、他方についての説明を省略することがある。ただし、それら要素は、同様の効果を奏する限りにおいて、必ずしも左右対称の構造を有する必要はない。

図４に例示されている金属板２は、第一面２ａと、第一面２ａとは反対側の第二面２ｂと、第一面２ａから第二面２ｂまで貫通する貫通穴２ｃと、を有する。貫通穴２ｃは、幅ｗ１を有する第一の穴２ｄと、幅ｗ１よりも小さい幅ｗ２を有して且つ第一の穴２ｄに連通する第二の穴２ｅと、を含む。図４に例示されている貫通穴２ｃは、当該断面においてハット形状である。

図２の例において、第一の穴２ｄ及び第二の穴２ｅを含む貫通穴２ｃは、ヒートパイプ３が配される領域に対応する領域に設けられている。
幅ｗ１及び幅ｗ２は、貫通穴２ｃとヒートパイプ３のコンテナ４とが係合するように、適宜決定すればよい。幅ｗ１と幅ｗ２とが異なるため、第一の穴２ｄと第二の穴２ｅとの間に段差（中間面２ｆ）が形成される。すなわち、金属板２は、第一の穴２ｄと第二の穴２ｅとの間に形成される中間面２ｆを有する。一例として、第一の穴２ｄの深さは０．１５ｍｍ、第二の穴２ｅの深さは０．０５ｍｍである。

第一の穴２ｄおよび第二の穴２ｅの形状に対応する形状のコンテナ４を有するヒートパイプ３は、金属板２に係合可能である。特に、重力方向において第二面２ｂが第一面２ａよりも下になるように金属板２が配された際に、第一の穴２ｄと第二の穴２ｅとの間に形成された中間面２ｆにコンテナ４（後述するリップ部４１）が引っ掛かるため、ヒートパイプ３が金属板２から脱落するのを防止できる。
上述のような、第一の穴２ｄ及び第二の穴２ｅを含むハット形状の貫通穴２ｃは、たとえば、金属板に対して２段階の切削加工を施すことにより得ることができる。

図５に例示されているヒートパイプ３は、中空のコンテナ４と、コンテナ４内に収容されたウィック５と、を備えている。コンテナ４は、図５に例示されているように、金属板２の中間面２ｆに当接可能に構成されたリップ部４１を有している。コンテナ４の少なくとも一部は、第一の穴２ｄ及び第二の穴２ｅに収容可能に構成されている。
より具体的に、コンテナ４は、幅ｗ３を有する第一面４ａと、第一面４ａとは反対側であって幅ｗ３よりも小さい幅ｗ４を有する第二面４ｂと、第一面４ａの端から第二面４ｂを含む平面に向かって延びる第一側面４ｃと、第二面４ｂの端から第二面４ｂを含む平面に向かって延びる第二側面４ｅと、第一側面４ｃと第二側面４ｅとを接続する中間面４ｄと、を有している。図５に例示されているコンテナ４は、当該断面においてハット形状である。
一例として、ｗ３が５ｍｍ、リップ部４１の長さ（片側）が０．４ｍｍ、リップ部４１の厚さが０．１５ｍｍ、総厚が０．４０ｍｍのコンテナが挙げられる。

リップ部４１は、コンテナ４のうちの、第二側面４ｅから外側に延びている部分であり第一側面４ｃおよび中間面４ｄを含む。コンテナ４の中間面４ｄが金属板２の中間面２ｆに当接することにより、ヒートパイプ３と金属板２とが互いに係合する。
上述のようなハット形状のヒートパイプ３（コンテナ４）は、たとえば、略円筒形状の中空コンテナ内にウィック５を配し、コンテナの長手方向に垂直な断面においてハット形状を付与するためのメス金型を用いて当該コンテナに対しプレス加工を施すことにより得ることができる。

ヒートパイプ３の長さは、放熱モジュール１に要求される放熱性能に応じて適宜決定できる。
リップ部４１は、コンテナ４の長さ方向において、全長に渡って形成されていてもよく、部分的に形成されていてもよい。たとえば、図１を参照して、発熱体１４の上面１４ｔと表示デバイス１２の裏面１２ｂとの間に配置される部分にリップ部４１を形成し、その他の部分にリップ部４１を形成しなくてもよい。

図４及び図５に例示されているような、互いに係合する金属板２及びヒートパイプ３において、金属板２の第一の穴２ｄの幅ｗ１と、金属板２の第二の穴２ｅの幅ｗ２と、コンテナ４の第一面４ａの幅ｗ３と、コンテナ４の第二面４ｂ幅ｗ４とは、ｗ１≧ｗ３、ｗ３＞ｗ２、且つｗ２≧ｗ４の関係を満たす。

ｗ１＝ｗ３、且つｗ２＝ｗ４を満たす場合、すなわち、金属板２の第一の穴２ｄの側壁とコンテナ４の第一側面４ｃとが当接して且つ、金属板２の第二の穴２ｅの側壁とコンテナ４の第二側面４ｅとが当接する場合、金属板２とヒートパイプ３とが互いに最も安定に係合し、金属板２とヒートパイプ３との接触面積が最大となる。この場合、ヒートパイプ３の金属板２からの脱落をより確実に防止でき、さらに、ヒートパイプ３で回収した熱をより効率的に金属板２に拡散することができる。
なお、上述のようなハット形の係合を利用した放熱モジュールは、接触面積の大きさの点およびヒートパイプの金属板への固定性において、後述する変形例よりも有利である。

ｗ１＞ｗ３、又はｗ２＞ｗ４を満たすように、金属板２およびヒートパイプ３を設計してもよい。この場合、金属板２とヒートパイプ３とを係合する作業の効率を高めることができる。また、金属板２の貫通穴２ｃ及びヒートパイプ３のコンテナ４の加工精度が高くない場合にも、金属板２とヒートパイプ３とをより容易に係合できる。

なお、ヒートパイプ３と金属板２とが接触する部分（より具体的には、中間面２ｆと中間面４ｄとが接触する部分）に、これらの熱接触を実質的に阻害しないように、半田や接着剤を配してもよい。この場合、ヒートパイプ３の金属板２への固定をより確実に行うことができる。

＜変形例＞
互いに係合可能な金属板及びヒートパイプを含む放熱モジュールの変形例について、図６を参照しながら説明する。上述したのと同じ構造を有する要素については説明を省略する。
図６は、表示デバイス１２及び発熱体１４を含む電子デバイス１０内に配された放熱モジュール２１と、発熱体１４との接触を模式的に示す断面図である。なお、本図の例では、表示デバイス１２と放熱モジュール２１とが直接接しているが、電子デバイスの設計によっては表示デバイス１２と放熱モジュール２１とが直接接しない場合もある。
図６に例示されている放熱モジュール２１は、金属板２２とヒートパイプ２３とを備えている。ヒートパイプ２３は、発熱体１４に直接的に熱接触している。ヒートパイプ２３と発熱体１４との間に、これらの熱接触を実質的に阻害しないように、グリスや接着剤を配してもよい。

金属板２２は、貫通穴の断面形状を除き、図４に示される金属板２と同じ構造を有している。金属板２２の貫通穴２２ｃは、幅が第一面２２ａから第二面２２ｂに向かって漸次減少する第三の穴２２ｆを含んでいる。すなわち、金属板２２の第一面２ａと第二面２ｂとの間に、第一面２ａから第二面２ｂにかけて第三の穴２２ｆの開口面積が漸次減少するように、内壁が形成されている。図６に例示されている貫通穴２２ｃは、当該断面において台形形状である。
上述のような、第三の穴２２ｆを含む台形形状の貫通穴２２ｃは、たとえば、金属板２２の厚さ方向において開口面積が漸次減少するように、金属板に対して切削加工を施すことにより得ることができる。

ヒートパイプ２３は、コンテナの断面形状を除き、図５に示されるヒートパイプ３と同じ構造を有している。ヒートパイプ２３のコンテナ２４は、第一面２４ａと、第一面２４ａとは反対側の第二面２４ｂと、第一面２４ａの端と第二面２４ｂの端とを接続する側面２４ｇを有している。第一面２４ａの幅は第二面２４ｂの幅よりも大きく、したがって、側面２４ｇは、第一面２４ａ及び第二面２４ｂに対して傾斜している。図６に例示されているコンテナ２４は、当該断面において台形形状である。
ヒートパイプ２３は、第二面２４ｂにおいて、発熱体１４に直接的に熱接触している。
上述のような台形形状のヒートパイプ２３（コンテナ２４）は、たとえば、略円筒形状の中空コンテナ内にウィック５を配し、コンテナの長手方向に垂直な断面において台形形状を付与するためのメス金型を用いて当該コンテナに対しプレス加工を施すことにより得ることができる。
断面台形形状のヒートパイプ２３（コンテナ２４）は、コンテナの容量の大きさの観点において、上述した断面ハット形状のヒートパイプ３よりも有利である。

上述のような金属板２２及びヒートパイプ２３を備える放熱モジュール２１において、コンテナ２４の少なくとも一部は、金属板２２の第三の穴２２ｆに嵌合している。したがって、放熱モジュール２１によれば、図３に例示されている放熱モジュール１と同様に、ヒートパイプ２３が金属板２２から脱落するのを防止できる。さらに、放熱モジュール２１の金属板２２及びヒートパイプ２３の構造は、上述したハット形状の貫通穴を有する金属板２及びハット形状のコンテナ４を有するヒートパイプ３の構造よりも単純であるため、金属板及びヒートパイプの加工工程を簡略化できる。

図６に例示されているように、放熱モジュール２１において、金属板２２の第三の穴２２ｆの側壁の全面とコンテナ２４の側面２４ｇとが接していてもよい。
この場合、金属板２２とヒートパイプ２３とが互いにより安定的に係合するため、ヒートパイプ２３の金属板２２からの脱落をより確実に防止できる。

また、図６に例示されているように、コンテナ２４の第一面２４ａは、金属板２２の第一面２２ａと面一であって且つ、金属板２２の第一面２２ａにおける貫通穴２２ｃの幅とコンテナ２４の第一面２４ａの幅とが一致していてもよい。
この場合、表示デバイス１２の裏面１２ｂに金属板２２の第一面２２ａが接する電子デバイスにおいて、金属板２２の第一面２２ａが接する表示デバイス１２の裏面１２ｂと発熱体１４の上面１４ｔとの間の距離に実質的に等しい厚さを有するヒートパイプ２３を用いることができる。すなわち、電子デバイス１０内の、表示デバイス１２の裏面１２ｂと発熱体１４の上面１４ｔとの空間において、ヒートパイプ２３の厚みの最大化することができる。電子デバイスの設計により表示デバイス１２の裏面１２ｂと金属板２２の第一面２２ａとが直接接しない場合にも、ヒートパイプ２３の容量を最大化することができる。
したがって、より冷却性能の高い放熱モジュール２１を提供できる。
第一面２４ａは、金属板２２の第一面２２ａから凹んだ位置にあってもよい。この場合でも、金属板２２とヒートパイプ２３との直接的な熱接触、及びヒートパイプ２３と発熱体１４との直接的な熱接触を確保することができる。放熱モジュール２１に要求される重量、熱回収効率、及び面内熱拡散性等の特性、並びに、発熱体１４の形状等に応じて、コンテナ２４の第二面２４ｂを適宜の位置に配することができる。

また、金属板２２の第一面２２ａにおける平坦性が確保できるため、タッチパネルとして機能する表示デバイス１２のスムーズな操作性を確保できる。
さらに、金属板２２とヒートパイプ２３との接触面積がより大きくなるため、ヒートパイプ２３で回収した熱をより効率的に金属板２２に拡散することができる。特に、放熱モジュールを配置できる隙間（すなわち、発熱体１４の主たる発熱面とその上方にある要素との間の隙間）がサブミリメートルである電子デバイスに対して、上述の放熱モジュール２１は顕著な効果を奏する。

コンテナ２４（第二面２４ｂ）は、図６に例示するように、金属板２２の第二面２２ｂから突出していてもよい。この場合、相対的に金属板２２の厚さを薄く、ヒートパイプ２３の厚さを厚くできる（すなわち、ヒートパイプ２３の容量を大きくできる）。
このため、放熱モジュール２１の軽量化を実現できるとともに、より冷却性能の高い放熱モジュール２１を提供できる。

たとえば、表示デバイス１２の裏面１２ｂと発熱体１４の上面１４ｔとの間の距離と実質的に等しい厚さを有するヒートパイプ２３と、電子デバイス１０への実装に耐えうる強度が確保できて且つ、金属板２２とヒートパイプ２３との係合が確保できる程度の薄い金属板２２と、を備える放熱モジュール２１を実現できる。
この場合、ヒートパイプ２３と発熱体１４との直接的な熱接触を確保しつつ、金属板２２を薄肉化することできる。その結果、放熱モジュール２１の軽量化を実現できるとともに、より冷却性能の高い放熱モジュール２１を提供できる。

コンテナ２４の第二面２４ｂは、金属板２２の第二面２２ｂと面一であってもよい。第二面２４ｂと発熱体１４の上面１４ｔとの間にグリス等の補助材を配置する場合には、その補助材の厚さ分だけ、第二面２４ｂが金属板２２の第二面２２ｂから凹んだ位置にあってもよい。放熱モジュール２１に要求される重量、熱回収効率、及び面内熱拡散性等の特性、並びに、発熱体１４の形状等に応じて、コンテナ２４の第二面２４ｂを適宜の位置に配することができる。

なお、ヒートパイプ２３と金属板２２とが接触する部分（より具体的には、第三の穴２２ｆと側面２４ｇとが接触する部分）に、これらの熱接触を実質的に阻害しないように、半田や接着剤を配してもよい。この場合、ヒートパイプ２３の金属板２２への固定をより確実に行うことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

１，２１…放熱モジュール、２，２２…金属板、２ａ，２２ａ…第一面、２ｂ，２２ｂ…第二面、２ｃ，２２ｃ…貫通穴、２ｄ…第一の穴、２ｅ…第二の穴、２ｆ…中間面、３，２３…ヒートパイプ、４，２４…コンテナ、５…ウィック、２２ｆ…第三の穴、４１…リップ部

Claims (4)

1. 第一面と、前記第一面とは反対側の第二面と、前記第一面から前記第二面まで貫通する貫通穴と、を有する金属板と、
   中空のコンテナと、前記コンテナ内に収容されたウィックと、を備えるヒートパイプと、
   を備える放熱モジュールであって、
   前記コンテナは、前記金属板から脱落しないように前記貫通穴に係合しており、
   前記コンテナは、前記金属板の第二面から露出し、
   前記コンテナは、前記金属板の第二面から突出しており、
   前記貫通穴は、第一の穴と、第一の穴の幅よりも小さい幅を有して且つ前記第一の穴に連通する第二の穴と、を含み、
   前記金属板は、前記第一の穴と前記第二の穴との間に形成される中間面を有し、
   前記コンテナは、前記金属板の中間面に当接するリップ部を有し、
   前記コンテナの少なくとも一部は、前記第一の穴及び前記第二の穴に収容されている、放熱モジュール。
2. 前記貫通穴は、幅が前記第一面から前記第二面に向かって漸次減少する第三の穴を含み、
   前記コンテナの少なくとも一部は、前記第三の穴に嵌合している、請求項１に記載の放熱モジュール。
3. 前記ウィックは、前記コンテナの内壁面上に前記コンテナの長手方向に沿って配置されている、請求項１に記載の放熱モジュール。
4. 前記ウィックは前記コンテナの内壁上面から離れている、請求項１に記載の放熱モジュール。

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