JPH10144831A - ヒートパイプ式ヒートシンク - Google Patents

ヒートパイプ式ヒートシンク

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JPH10144831A
JPH10144831A JP8315415A JP31541596A JPH10144831A JP H10144831 A JPH10144831 A JP H10144831A JP 8315415 A JP8315415 A JP 8315415A JP 31541596 A JP31541596 A JP 31541596A JP H10144831 A JPH10144831 A JP H10144831A
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造の容易化や製品コストの低減を実現した
ヒートパイプ式ヒートシンクを提供する。 【解決手段】 ヒートシンク1は、スクリュー2により
発熱体3に装着されるベース5と、ベース5の上端に固
着されたアッパプレート7と、アッパプレート7の上面
に積層・固着された4枚の放熱フィン9と、放熱フィン
9の上部に固着されたヘッダ11とからなっている。放
熱フィン9は、比較的薄板のアルミ合金を素材とするブ
レージングシートのプレス成型品であり、アッパプレー
ト7の作動流体流通孔27に対応する位置に4つのヒー
トパイプ形成部31が突設されている。ヒートパイプ形
成部31は、基端から先端に向けて径が縮小するテーパ
管形状となっており、先端の内径は作動流体流通孔27
と略等しい径に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路パッケー
ジの冷却等に用いられるヒートパイプ式ヒートシンクに
係り、詳しくは、製造の容易化や構成の簡素化等を図る
技術に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータには、CPU(中央処理装
置)として、半導体集積回路素子を高密度に実装した集
積回路パッケージが用いられている。この種の集積回路
パッケージでは、発熱密度が著しく高くなるため、熱暴
走や回路破壊を避けるべく十分な放熱対策を採る必要が
ある。そこで、集積回路パッケージにヒートシンクを装
着し、放熱フィンや冷却ファンを介して、熱を空気中に
放出させる方法が採られている。また、特開平3−36
794号公報や特開平5−243441号公報等には、
ヒートシンクのベースにヒートパイプを固着させ、集積
回路パッケージの熱を放熱部に迅速に搬送するヒートパ
イプ式ヒートシンクが記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のヒートパイプ式
ヒートシンクでは、熱搬送効率を高めるべく複数本のヒ
ートパイプを用いた場合、以下に述べるような問題が生
じていた。
【0004】ヒートパイプ式ヒートシンクでは、一般
に、ヒートパイプと放熱フィンとをかしめ加工(拡管加
工等)により接合した後、ベースとヒートパイプとをロ
ウ付け接合する製造工程が採られる。そのため、組立前
のヒートパイプに作動流体を封入しておくことができ
ず、半完成品のヒートシンクを治具等に固定した後にヒ
ートパイプへの作動流体の封入(作動流体の注入、作動
流体注入孔の閉鎖)を行うことになるが、この作業は各
ヒートパイプに対して個別に行わねばならなかった。ま
た、複数の放熱フィンに複数のヒートパイプを挿通させ
る際には、放熱フィンの間隔を一定に保つ他、ヒートパ
イプとの接触による放熱フィンの変形を防ぐためにも、
治具等により放熱フィンとヒートパイプとをそれぞれ正
確に位置決めする必要もあった。
【0005】このように、従来のヒートパイプ式ヒート
シンクは、その製造工程が煩雑であり、部品点数が多い
ことも相俟って、大量生産が行い難くなると共に、製品
コストが増加することが避けられなかった。
【0006】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
製造の容易化や製品コストの低減を実現したヒートパイ
プ式ヒートシンクを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明では、発熱体に装着されるベース
と、このベースに立設されたヒートパイプとを有するヒ
ートパイプ式ヒートシンクであって、前記ヒートパイプ
が複数本設けられると共に、これらヒートパイプが互い
に連通されているものを提案する。
【0008】この発明によれば、作動流体注入孔から注
入された作動流体が連通路を介して各ヒートパイプに導
入されるため、作動流体封入作業が一度で済むことにな
る。
【0009】また、請求項2の発明によれば、発熱体に
装着されるベースと、このベースに立設されたヒートパ
イプとを有するヒートパイプ式ヒートシンクであって、
前記ベース上に積層された複数枚の放熱フィンを更に有
し、前記ヒートパイプの管壁がこれら放熱フィンの一部
から形成されているものを提案する。
【0010】この発明によれば、例えば、ベース上に放
熱フィンを積層した後、ロウ付けを行うだけで、ヒート
パイプ式ヒートシンクが組み立てられる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るヒートパイプ
式ヒートシンクの一実施形態を図面に基づき説明する。
【0012】図1は、本発明を適用したヒートパイプ式
ヒートシンク(以下、単にヒートシンクと記す)の縦断
面図であり、図2は同分解斜視図である。これらの図に
示したように、ヒートシンク1は、スクリュー2により
発熱体(本実施形態では、集積回路パッケージ)3に装
着されるベース5と、ベース5の上端に固着されたアッ
パプレート7と、アッパプレート7の上面に積層・固着
された複数枚(本実施形態では、4枚)の放熱フィン9
と、放熱フィン9の上部に固着されたヘッダ11とから
なっている。
【0013】ベース5は、アッパプレート7と一体とな
って中空の直方体をなし、図2に示したように、その内
底面21には、格子状の溝23が形成されると共に、4
本の補強用のボス25が立設されている。また、アッパ
プレート7には、ボス25の内側に位置するように、4
つの作動流体流通孔27が穿設されている。尚、ベース
5はアルミ合金を素材とするダイキャスト成型品であ
り、アッパプレート7は比較的厚板のアルミ合金を素材
とするブレージングシートの打抜き成型品である。
【0014】放熱フィン9は、比較的薄板のアルミ合金
を素材とするブレージングシートのプレス成型品であ
り、アッパプレート7の作動流体流通孔27に対応する
位置に4つのヒートパイプ形成部31が突設されると共
に、複数(図示例では、12個)の放熱孔33が穿設さ
れている。ヒートパイプ形成部31は、基端から先端に
向けて径が縮小するテーパ管形状となっており、先端の
内径は作動流体流通孔27と略等しい径に形成されてい
る。
【0015】ヘッダ11は、比較的薄板のアルミ合金を
素材とする中空の直方体であり、下面に放熱フィン9の
ヒートパイプ形成部31の先端が嵌合する作動流体流通
孔35が穿設され、上面に作動流体注入孔39が穿設さ
れている。
【0016】さて、本実施形態では、ヒートシンク1の
製造にあたり、先ず、ベース5の上部にアッパプレート
7を載せ、アッパプレート7の上面に4枚の放熱フィン
9とヘッダ11とを更に重ねて仮組みを行う。この際、
4枚の放熱フィン9については、図1に示したように、
上方のヒートパイプ形成部31の基端に下方のヒートパ
イプ形成部31の先端が嵌合するため、治具を用いるこ
となく互いに位置決めされる。また、ヘッダ11と放熱
フィン9とは、作動流体流通孔35にヒートパイプ形成
部31の先端が嵌合するため、こちらも治具を用いるこ
となく互いに位置決めされる。尚、放熱フィン9の間隔
は、ヒートパイプ形成部31の寸法および形状を勘案す
ることにより、任意かつ正確に設定できる。
【0017】仮組みしたヒートシンク1を真空加熱炉内
等で所定の温度に過熱すると、アッパプレート7と放熱
フィン9とがブレージングシートであるため、ロウ材が
溶出して各接合部が強固にロウ付けされる。そして、ベ
ース5とヘッダ11とが各放熱フィン9のヒートパイプ
形成部31によって4カ所で連通され、これにより、4
本のヒートパイプ41が形成されることになる。尚、こ
れらヒートパイプ41は、ベース5とアッパプレート7
との間に形成された中空部43と、ヘッダ11の中空部
45で互いに連通される。
【0018】次に、冷却したヒートシンク1を作動流体
注入装置にセットし、ヒートシンク1を加熱しながら、
作動流体注入孔39からフロン等の作動流体51を注入
する。ヘッダ11の中空部45から注入された作動流体
51は、ヒートパイプ41を経由してベース5側に流入
し、図1に示したように、ベース5の中空部43に貯留
される。作動流体51の注入を終えた後、図示しないプ
ラグ等により作動流体注入孔39を閉鎖し、ヒートシン
ク1の製造が完了する。尚、ヒートシンク1内に存在し
ていた空気は、加熱により蒸気となった作動流体51の
一部と共に作動流体注入孔39から大気中に放出され、
これにより、冷却後にはヒートシンク1内が真空とな
る。
【0019】本実施形態のヒートシンク1では、発熱体
3の温度が所定値以上に上昇すると、ベース5の中空部
43内で作動流体51が蒸発する。この際、ベース5の
内底面21に格子状の溝23が形成されているため、ベ
ース5と作動流体51との接触面積が大きくなり、伝熱
効率の向上により作動流体51が蒸発しやすくなる。蒸
発した作動流体51は、各ヒートパイプ41を介してヘ
ッダ11に流入し、ヘッダ11の温度を上昇させる。そ
して、ヘッダ11の表面から大気中に熱が放出される
と、その中空部45では作動流体51が凝縮し、各ヒー
トパイプ41を介してベース5の中空部43に環流す
る。尚、高温の作動流体51が通過することによりヒー
トパイプ41の温度が上昇するが、ヒートパイプ41が
放熱フィン9の一部であるため、放熱フィン9の温度も
上昇しやすい。これにより、放熱孔33の存在も相俟っ
て放熱フィン9から大気中への熱の放出も効率よく行わ
れる。
【0020】このように、本実施形態では、複数のヒー
トパイプ41となるヒートパイプ形成部31を放熱フィ
ン9に形成すると共に、ベース5側とヘッダ11側で各
ヒートパイプ41を連通させるようにしたため、ヒート
シンク1の製造や作動流体51の封入作業が極めて容易
になる一方で、ヒートシンク1の性能向上をも図ること
ができた。
【0021】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、ヒートパイプの本数や、放熱フィンの枚数等
は、要求性能や製造上の都合等により適宜変更可能であ
るし、ヒートパイプ形成部も段付き管等、テーパ管形状
以外としてもよい。また、上記実施形態では、放熱フィ
ンやアッパプレートにブレージングシートを用い、ロウ
付けによる接合を行うようにしたが、各部材を高周波溶
接等により接合するようにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、発熱体に装着されるベ
ースと、このベースに立設されたヒートパイプとを有す
るヒートパイプ式ヒートシンクであって、ヒートパイプ
が複数本設けられると共に、これらヒートパイプが互い
に連通されているものとしたため、作動流体注入孔から
注入された作動流体が連通路を介して各ヒートパイプに
導入されるため、作動流体封入作業が一度で済む。
【0023】また、ベース上に積層された複数枚の放熱
フィンを更に有し、ヒートパイプの管壁がこれら放熱フ
ィンの一部から形成されているものでは、ベース上に放
熱フィンを積層した後、ロウ付けを行うだけで、ヒート
パイプ式ヒートシンクが組み立てられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るヒートシンクの一実施形態を示す
縦断面図。
【図2】図1に示したヒートシンクの分解斜視図。
【符号の説明】
1 ヒートシンク 5 ベース 7 アッパプレート 9 放熱フィン 11 ヘッダ 27 作動流体流通孔 31 ヒートパイプ形成部 35 作動流体流通孔 41 ヒートパイプ 51 作動流体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発熱体に装着されるベースと、このベー
    スに立設されたヒートパイプとを有するヒートパイプ式
    ヒートシンクであって、 前記ヒートパイプが複数本設けられると共に、これらヒ
    ートパイプが互いに連通されていることを特徴とするヒ
    ートパイプ式ヒートシンク。
  2. 【請求項2】 発熱体に装着されるベースと、このベー
    スに立設されたヒートパイプとを有するヒートパイプ式
    ヒートシンクであって、 前記ベース上に積層された複数枚の放熱フィンを更に有
    し、前記ヒートパイプがこれら放熱フィンの一部から形
    成されていることを特徴とするヒートパイプ式ヒートシ
    ンク。
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