JPH10288481A - 板型ヒートパイプとそれを用いた冷却構造 - Google Patents
板型ヒートパイプとそれを用いた冷却構造Info
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- JPH10288481A JPH10288481A JP9093823A JP9382397A JPH10288481A JP H10288481 A JPH10288481 A JP H10288481A JP 9093823 A JP9093823 A JP 9093823A JP 9382397 A JP9382397 A JP 9382397A JP H10288481 A JPH10288481 A JP H10288481A
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- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
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- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73253—Bump and layer connectors
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 実装された複数の半導体素子等の冷却を効率
的に実現させること。 【解決手段】 複数個の被冷却素子２０〜２２と板型ヒ
ートパイプ１０とが相対しており、その距離に従って所
定の凸部１３が設けられている。その凸部１３の部分に
波形フィン４０が備わっている。
的に実現させること。 【解決手段】 複数個の被冷却素子２０〜２２と板型ヒ
ートパイプ１０とが相対しており、その距離に従って所
定の凸部１３が設けられている。その凸部１３の部分に
波形フィン４０が備わっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は板型ヒートパイプと
それを用いた、半導体素子等の被冷却素子の冷却構造に
関する。
それを用いた、半導体素子等の被冷却素子の冷却構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】パソコン等の各種機器や電力設備等の電
気・電子機器に搭載されている半導体素子等の電子部品
は、その使用によってある程度の発熱が避けがたく、近
年はその冷却が重要な技術課題となりつつある。冷却を
要する電気・電子素子（以下被冷却素子と称する）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、
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で、その被冷却素子を特に冷却
する方法等が代表的に知られている。
気・電子機器に搭載されている半導体素子等の電子部品
は、その使用によってある程度の発熱が避けがたく、近
年はその冷却が重要な技術課題となりつつある。冷却を
要する電気・電子素子（以下被冷却素子と称する）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、
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で、その被冷却素子を特に冷却
する方法等が代表的に知られている。
【０００３】被冷却素子に取り付ける冷却体として、例
えば銅材やアルミニウム材などの伝熱性に優れる材料の
板材が適用されている。このような板材に放熱用のフィ
ンを取り付けたり、或いはこの板材とフィンとを一体成
形（鋳造や鍛造等による）したものを用いると一層効果
的である。尚、この種の冷却体はヒートシンク等と呼称
されることもある。
えば銅材やアルミニウム材などの伝熱性に優れる材料の
板材が適用されている。このような板材に放熱用のフィ
ンを取り付けたり、或いはこの板材とフィンとを一体成
形（鋳造や鍛造等による）したものを用いると一層効果
的である。尚、この種の冷却体はヒートシンク等と呼称
されることもある。
【０００４】近年は、被冷却素子に取り付ける冷却体と
して、単なる伝熱性の金属材ではなく、ヒートパイプ構
造の冷却体、或いは例えば銅材やアルミニウム材などの
伝熱性に優れる板材にヒートパイプを取り付けた形態の
ものが提案、実用化されている。
して、単なる伝熱性の金属材ではなく、ヒートパイプ構
造の冷却体、或いは例えば銅材やアルミニウム材などの
伝熱性に優れる板材にヒートパイプを取り付けた形態の
ものが提案、実用化されている。
【０００５】ヒートパイプは密封された空洞部を備えて
おり、その空洞部に収容された作動流体の相変態と移動
により熱の輸送が行われるものである。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
で運ばれる熱もあるが、ヒートパイプは主に作動流体に
よる熱移動作用を意図した熱移動装置である。
おり、その空洞部に収容された作動流体の相変態と移動
により熱の輸送が行われるものである。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
で運ばれる熱もあるが、ヒートパイプは主に作動流体に
よる熱移動作用を意図した熱移動装置である。
【０００６】ヒートパイプの作動について簡単に記すと
次のようになる。即ち、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（コンテナ）の材質中
を熱伝導して伝わってきた熱により、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
側では、作動流体の蒸気は冷却され再び液相状態に戻
る。そして液相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
り、熱の移動がなされる。
次のようになる。即ち、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（コンテナ）の材質中
を熱伝導して伝わってきた熱により、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
側では、作動流体の蒸気は冷却され再び液相状態に戻
る。そして液相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
り、熱の移動がなされる。
【０００７】重力式のヒートパイプの場合は、相変態に
より液相状態になった作動流体は、重力または毛細管作
用等により、吸熱側に移動（還流）するようになってい
る。この場合、吸熱側を放熱側より下方に配置すればよ
い。
より液相状態になった作動流体は、重力または毛細管作
用等により、吸熱側に移動（還流）するようになってい
る。この場合、吸熱側を放熱側より下方に配置すればよ
い。
【０００８】ヒートパイプ内の作動流体としては通常、
水や水溶液、アルコール、その他有機溶剤等が使用され
る。特殊な用途としては水銀を作動流体に用いる場合も
ある。前述したようにヒートパイプは内部の作動流体の
相変態等の作用を利用するものであるから、密封された
内部への作動流体以外のガス等の混入をなるべく避ける
ように製造されることになる。このような混入物は通
常、製造途中に混入する大気（空気）や作動流体中に溶
存している炭酸ガス等である。
水や水溶液、アルコール、その他有機溶剤等が使用され
る。特殊な用途としては水銀を作動流体に用いる場合も
ある。前述したようにヒートパイプは内部の作動流体の
相変態等の作用を利用するものであるから、密封された
内部への作動流体以外のガス等の混入をなるべく避ける
ように製造されることになる。このような混入物は通
常、製造途中に混入する大気（空気）や作動流体中に溶
存している炭酸ガス等である。
【０００９】ヒートパイプの形状は、代表的な丸パイプ
形状のものの他、近年は平面型のヒートパイプのものも
注目されている。平面型のヒートパイプはその形状から
半導体素子等の被冷却素子と広い面積で接触させやすい
等の利点がある。
形状のものの他、近年は平面型のヒートパイプのものも
注目されている。平面型のヒートパイプはその形状から
半導体素子等の被冷却素子と広い面積で接触させやすい
等の利点がある。
【００１０】このような平面型ヒートパイプとして、２
枚の平板をその間に空洞部が形成されるように溶接等に
よって接合したものや、離型剤を一部塗布した２枚の平
板を接合後、膨らませて空洞部を形成したもの等が提案
されている。
枚の平板をその間に空洞部が形成されるように溶接等に
よって接合したものや、離型剤を一部塗布した２枚の平
板を接合後、膨らませて空洞部を形成したもの等が提案
されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ヒートパイプを用い
て、例えばプリント基板に実装された半導体素子等（被
冷却素子）を冷却する方法として、プリント基板の実装
面側の上方にヒートパイプを配置して、冷却すべき半導
体素子と接触させる方法がある。この場合、ヒートパイ
プと半導体素子とは伝熱グリス等を介在させて接触させ
ても良い。
て、例えばプリント基板に実装された半導体素子等（被
冷却素子）を冷却する方法として、プリント基板の実装
面側の上方にヒートパイプを配置して、冷却すべき半導
体素子と接触させる方法がある。この場合、ヒートパイ
プと半導体素子とは伝熱グリス等を介在させて接触させ
ても良い。
【００１２】しかしプリント基板に実装された半導体素
子は一つとは限らない。冷却が必要な素子も複数存在す
る場合があるが、これら複数の半導体素子は全て同じ形
状のものとは限らず、またその発熱量も一定ではない場
合が通常である。従って、単なる平板形態のヒートパイ
プでは、これら冷却が必要が半導体素子の全てを一つの
平板形態のヒートパイプに接触させることが難しい。
子は一つとは限らない。冷却が必要な素子も複数存在す
る場合があるが、これら複数の半導体素子は全て同じ形
状のものとは限らず、またその発熱量も一定ではない場
合が通常である。従って、単なる平板形態のヒートパイ
プでは、これら冷却が必要が半導体素子の全てを一つの
平板形態のヒートパイプに接触させることが難しい。
【００１３】そこで複数のヒートパイプを用意し、個々
の素子毎にヒートパイプを接触させる方法も考えられる
が、このような方法（形態）では、プリント基板周辺の
スペース上の問題や、また複数のヒートパイプを用いる
コスト面において問題が多い。
の素子毎にヒートパイプを接触させる方法も考えられる
が、このような方法（形態）では、プリント基板周辺の
スペース上の問題や、また複数のヒートパイプを用いる
コスト面において問題が多い。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述のような事
情を鑑みてなされたものである。本発明の板型ヒートパ
イプは、複数の被冷却素子が実装された基板に相対して
設けられる板型ヒートパイプであって、前記被冷却素子
と相対する側の前記板型ヒートパイプのコンテナ壁が相
対する前記被冷却素子との距離に従って凸部形状に成形
されており、前記凸部の内部には波形フィンが備わって
いるものである。また、複数の被冷却素子が実装された
基板に相対して設けられる板型ヒートパイプであって、
前記被冷却素子と相対する側の前記板型ヒートパイプの
コンテナ壁が相対する前記被冷却素子との距離に従って
凸部形状に成形されており、前記凸部の内部にはブロッ
クが備わり、前記被冷却素子側の前記凸部内壁と前記ブ
ロックとにより毛細管効果を奏するクリアランスが形成
されている板型ヒートパイプを提供する。
情を鑑みてなされたものである。本発明の板型ヒートパ
イプは、複数の被冷却素子が実装された基板に相対して
設けられる板型ヒートパイプであって、前記被冷却素子
と相対する側の前記板型ヒートパイプのコンテナ壁が相
対する前記被冷却素子との距離に従って凸部形状に成形
されており、前記凸部の内部には波形フィンが備わって
いるものである。また、複数の被冷却素子が実装された
基板に相対して設けられる板型ヒートパイプであって、
前記被冷却素子と相対する側の前記板型ヒートパイプの
コンテナ壁が相対する前記被冷却素子との距離に従って
凸部形状に成形されており、前記凸部の内部にはブロッ
クが備わり、前記被冷却素子側の前記凸部内壁と前記ブ
ロックとにより毛細管効果を奏するクリアランスが形成
されている板型ヒートパイプを提供する。
【００１５】上記本発明の板型ヒートパイプはその内部
にウィックを設けても良い。また前記凸部の内部にブロ
ックを備える場合は、被冷却素子側の凸部内壁とブロッ
クとを、前記クリアランス部分において接合すると良
い。
にウィックを設けても良い。また前記凸部の内部にブロ
ックを備える場合は、被冷却素子側の凸部内壁とブロッ
クとを、前記クリアランス部分において接合すると良
い。
【００１６】また、被冷却素子と相対する側またはその
対面側のコンテナ壁にエンボス部を設け、そのエンボス
部を対面するコンテナ壁に接合すると良い。
対面側のコンテナ壁にエンボス部を設け、そのエンボス
部を対面するコンテナ壁に接合すると良い。
【００１７】本発明では、上記の何れかに記載の板型ヒ
ートパイプを用い、その凸部と被冷却素子とを熱的に接
続した、板型ヒートパイプを用いた冷却構部を提案す
る。
ートパイプを用い、その凸部と被冷却素子とを熱的に接
続した、板型ヒートパイプを用いた冷却構部を提案す
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は本発明の板型ヒートパイプ
とそれを用いた冷却構造を説明するためのものであり、
図１（ア）はその一部断面図である。板型ヒートパイプ
１０の図面における下側には半導体素子等の冷却すべき
被冷却素子２０、２１、２２がプリント基板３０に実装
されている（図１（ア））。尚、この例では冷却すべき
素子の数が３個となっているが、この数は任意である。
図中の符号２３は被冷却素子２０、２１、２２のリード
である。
とそれを用いた冷却構造を説明するためのものであり、
図１（ア）はその一部断面図である。板型ヒートパイプ
１０の図面における下側には半導体素子等の冷却すべき
被冷却素子２０、２１、２２がプリント基板３０に実装
されている（図１（ア））。尚、この例では冷却すべき
素子の数が３個となっているが、この数は任意である。
図中の符号２３は被冷却素子２０、２１、２２のリード
である。
【００１９】これら被冷却素子２０、２１、２２のプリ
ント基板３０からの高さは各々異なっている。板型ヒー
トパイプ１０は、被冷却素子２０、２１、２２が実装さ
れた基板３０に相対して設けられている。そして板型ヒ
ートパイプ１０には、相対する被冷却素子２０、２１、
２２との距離に従って所定の凸部１３が備わっている
（簡略にするため図では３個ある凸部の内の１個にのみ
符号１３を付している）。従って被冷却素子２０、２
１、２２の高さが各々異なっていても、これらの被冷却
素子２０、２１、２２を一つの板型ヒートパイプ１０に
熱的な接触をさせることができる。
ント基板３０からの高さは各々異なっている。板型ヒー
トパイプ１０は、被冷却素子２０、２１、２２が実装さ
れた基板３０に相対して設けられている。そして板型ヒ
ートパイプ１０には、相対する被冷却素子２０、２１、
２２との距離に従って所定の凸部１３が備わっている
（簡略にするため図では３個ある凸部の内の１個にのみ
符号１３を付している）。従って被冷却素子２０、２
１、２２の高さが各々異なっていても、これらの被冷却
素子２０、２１、２２を一つの板型ヒートパイプ１０に
熱的な接触をさせることができる。
【００２０】尚、被冷却素子２０、２１、２２と板型ヒ
ートパイプ１０との接触は、直接接触させても良いし、
伝熱シートや伝熱グリス等を介在させて接触させても良
い。或いは半田等により接合する場合もある。被冷却素
子２０、２１、２２から板型ヒートパイプ１０に伝わっ
た熱は概ねフィン３１を経て放熱される。図１では被冷
却素子２０、２１、２２と板型ヒートパイプ１０との間
に存在する伝熱シートや伝熱グリス等は図示を省略して
ある。
ートパイプ１０との接触は、直接接触させても良いし、
伝熱シートや伝熱グリス等を介在させて接触させても良
い。或いは半田等により接合する場合もある。被冷却素
子２０、２１、２２から板型ヒートパイプ１０に伝わっ
た熱は概ねフィン３１を経て放熱される。図１では被冷
却素子２０、２１、２２と板型ヒートパイプ１０との間
に存在する伝熱シートや伝熱グリス等は図示を省略して
ある。
【００２１】板型ヒートパイプ１０を構成する空洞部１
２は、上板１１０と下板１１１とを接合して形成された
ものである。コンテナ１１を構成する上板１１０や下板
１１１等の材質は特に限定されないが熱伝導性に優れる
銅材やアルミニウム材を用いると望ましい。図１（ア）
では省略してあるが、この空洞部１２内には適宜作動流
体が収容されている。作動流体はコンテン１１の材質と
の適合性その他を考慮して選定すれば良い。例えば水、
代替フロン、フロリナート等が適用できる。また、作動
流体の蒸発、凝縮の相変化がなされやすいように、空洞
部１２の内部は洗浄や、真空脱気等がなされている。
２は、上板１１０と下板１１１とを接合して形成された
ものである。コンテナ１１を構成する上板１１０や下板
１１１等の材質は特に限定されないが熱伝導性に優れる
銅材やアルミニウム材を用いると望ましい。図１（ア）
では省略してあるが、この空洞部１２内には適宜作動流
体が収容されている。作動流体はコンテン１１の材質と
の適合性その他を考慮して選定すれば良い。例えば水、
代替フロン、フロリナート等が適用できる。また、作動
流体の蒸発、凝縮の相変化がなされやすいように、空洞
部１２の内部は洗浄や、真空脱気等がなされている。
【００２２】この例では、板型ヒートパイプ１０には、
その空洞部１２の中にウィックとしてメッシュ１１２を
設けている。尚、メッシュとは通常は網状のシートを指
す。メッシュ１１２を設けることで、その毛細管作用に
よる作動流体の還流効果が期待でき、熱移動性能が一層
向上する。ここではメッシュ１１２を下板１１１に沿わ
せて設けているが、凸部１３の形態に合わせて、適宜メ
ッシュ１１２を構成する網状シートに絞り加工や切り込
み加工を施すと良い。
その空洞部１２の中にウィックとしてメッシュ１１２を
設けている。尚、メッシュとは通常は網状のシートを指
す。メッシュ１１２を設けることで、その毛細管作用に
よる作動流体の還流効果が期待でき、熱移動性能が一層
向上する。ここではメッシュ１１２を下板１１１に沿わ
せて設けているが、凸部１３の形態に合わせて、適宜メ
ッシュ１１２を構成する網状シートに絞り加工や切り込
み加工を施すと良い。
【００２３】この例における板型ヒートパイプ１０を構
成するコンテナ１１は上板１１０と、凸部１３（この図
の例では凸部は３ヵ所存在する）が設けられた下板１１
１とを接合して組み立てている。この例での板型ヒート
パイプ１０は、少なくとも一つの凸部に波形フィン４０
を配置している。図１（イ）は板型ヒートパイプ１０の
組み立て途中を示す説明図であり、図１（ウ）は波形フ
ィン４０の概略形状を説明するための斜視図である。
成するコンテナ１１は上板１１０と、凸部１３（この図
の例では凸部は３ヵ所存在する）が設けられた下板１１
１とを接合して組み立てている。この例での板型ヒート
パイプ１０は、少なくとも一つの凸部に波形フィン４０
を配置している。図１（イ）は板型ヒートパイプ１０の
組み立て途中を示す説明図であり、図１（ウ）は波形フ
ィン４０の概略形状を説明するための斜視図である。
【００２４】波形フィン４０は、図示しない作動流体が
被冷却部品２１の熱により蒸発する際、その蒸発部の面
積を増大させる効果がある。つまり被冷却部品２１の熱
を作動流体に伝える蒸発部の面積が増大するからであ
る。本発明では波形フィン４０の形状は波形であるの
で、作動流体との接触面積が大きくなり、蒸発部の面積
の大きな増大が見込める。尚、波形フィン４０の材質は
特に限定されないが、被冷却部品２１の熱がより多く伝
わるように、熱伝導性に優れた銅やアルミニウム材を適
用することが望ましい。また波形フィン４０の形状は特
に限定されないが、金属シートにコルゲート加工を施し
たフィン（コルゲートフィンなどと呼称されることもあ
る）を適用すれば実用的である。
被冷却部品２１の熱により蒸発する際、その蒸発部の面
積を増大させる効果がある。つまり被冷却部品２１の熱
を作動流体に伝える蒸発部の面積が増大するからであ
る。本発明では波形フィン４０の形状は波形であるの
で、作動流体との接触面積が大きくなり、蒸発部の面積
の大きな増大が見込める。尚、波形フィン４０の材質は
特に限定されないが、被冷却部品２１の熱がより多く伝
わるように、熱伝導性に優れた銅やアルミニウム材を適
用することが望ましい。また波形フィン４０の形状は特
に限定されないが、金属シートにコルゲート加工を施し
たフィン（コルゲートフィンなどと呼称されることもあ
る）を適用すれば実用的である。
【００２５】この波形フィン４０はコンテナ１１に接合
しておくことが望ましい。特に上板１１０と下板１１１
（の凸部内面の底）の双方に接合しておけば、板型ヒー
トパイプ１０の耐圧性向上にも寄与する。また下板１１
１とろう付け等の熱接続性に優れる接合をしておけば、
被冷却部品２１の熱が波形フィン４０により伝導しやす
くなり望ましい。このような波形フィン４０は、被冷却
素子２０、２１、２２に対応する凸部１３の全てに設け
てもよいが、一部に設ける場合は、被冷却素子２０、２
１、２２の内、最も熱流速の大きな素子（この例では例
えば被冷却素子２１を最も熱流速の大きな素子としてい
る）の部分に設けると特に望ましい。波形フィン４０を
設けることで、被冷却素子２１の熱により作動流体が蒸
発するための蒸発部の表面積が実質増大するからであ
る。
しておくことが望ましい。特に上板１１０と下板１１１
（の凸部内面の底）の双方に接合しておけば、板型ヒー
トパイプ１０の耐圧性向上にも寄与する。また下板１１
１とろう付け等の熱接続性に優れる接合をしておけば、
被冷却部品２１の熱が波形フィン４０により伝導しやす
くなり望ましい。このような波形フィン４０は、被冷却
素子２０、２１、２２に対応する凸部１３の全てに設け
てもよいが、一部に設ける場合は、被冷却素子２０、２
１、２２の内、最も熱流速の大きな素子（この例では例
えば被冷却素子２１を最も熱流速の大きな素子としてい
る）の部分に設けると特に望ましい。波形フィン４０を
設けることで、被冷却素子２１の熱により作動流体が蒸
発するための蒸発部の表面積が実質増大するからであ
る。
【００２６】図２は本発明の板型ヒートパイプの他の例
を示す説明図である。この例では、板型ヒートパイプ１
００の空洞部１０４内にメッシュ１０３を設け、更に波
形フィン１０２の他にコンテナ１０１を構成する下板１
０１１の一部にエンボス加工を施して形成したエンボス
部７０を設けている。この例ではメッシュ１０３は上板
１０１０に沿わせて設けている。
を示す説明図である。この例では、板型ヒートパイプ１
００の空洞部１０４内にメッシュ１０３を設け、更に波
形フィン１０２の他にコンテナ１０１を構成する下板１
０１１の一部にエンボス加工を施して形成したエンボス
部７０を設けている。この例ではメッシュ１０３は上板
１０１０に沿わせて設けている。
【００２７】ところで通常、図１や図２に示すような、
板型のヒートパイプはその運転に際し、内部の作動流体
の蒸発に伴う内圧の上昇により板型の厚さ方向に膨らみ
やすい。そこで、図２に示す例のように、内圧上昇によ
る板型ヒートパイプ１００の膨らみ変形を抑制する意味
で、下板１０１１または上板１０１０、或いはその両方
にエンボス加工によるエンボス部を設け、それを支柱と
して働かせると良い。この例では、下板１０１１にエン
ボス部７０とエンボス部７１を設け、エンボス部７０を
上板１０１０と接合することで、支柱としての機能を持
たせている。エンボス部７１はエンボス部７０より若干
高さが低いものであり、メッシュ１０３を上板１０１１
に密着させる機能も同時に機能させている。
板型のヒートパイプはその運転に際し、内部の作動流体
の蒸発に伴う内圧の上昇により板型の厚さ方向に膨らみ
やすい。そこで、図２に示す例のように、内圧上昇によ
る板型ヒートパイプ１００の膨らみ変形を抑制する意味
で、下板１０１１または上板１０１０、或いはその両方
にエンボス加工によるエンボス部を設け、それを支柱と
して働かせると良い。この例では、下板１０１１にエン
ボス部７０とエンボス部７１を設け、エンボス部７０を
上板１０１０と接合することで、支柱としての機能を持
たせている。エンボス部７１はエンボス部７０より若干
高さが低いものであり、メッシュ１０３を上板１０１１
に密着させる機能も同時に機能させている。
【００２８】図３（ア）は本発明の板型ヒートパイプの
他の例を示す説明図である。この例では、板型ヒートパ
イプ５０の空洞部５２内にメッシュ５４を設け、更に３
個ある凸部５５（図では簡略にするため凸部の内の一つ
に符号５５を付している）の内の一つにブロック５３を
設けている。メッシュ５４は空洞部５２内周を覆うよう
に配置されれいる。ブロック５３はメッシュ５４或いは
コンテナ５１の内壁に接合しても良い。
他の例を示す説明図である。この例では、板型ヒートパ
イプ５０の空洞部５２内にメッシュ５４を設け、更に３
個ある凸部５５（図では簡略にするため凸部の内の一つ
に符号５５を付している）の内の一つにブロック５３を
設けている。メッシュ５４は空洞部５２内周を覆うよう
に配置されれいる。ブロック５３はメッシュ５４或いは
コンテナ５１の内壁に接合しても良い。
【００２９】図３（イ）はブロック５３の固定状況を説
明する図である。この例では、ブロック５３の上面側を
メッシュ５４の一部を挟んで上板５１０にろう付けして
接合している。図中の符号５３０はろう付け部を示す。
ブロック５３の下面側は下板５１１の内壁には接合せ
ず、これらの間には若干のクリアランスを形成させてい
る。こうすることで、作動流体が毛細管作用によりブロ
ック５３の下面側と下板５１１の内壁とのクリアランス
部分に集まりやすくなるので、被冷却素子２１の放熱が
一層効率的になる。
明する図である。この例では、ブロック５３の上面側を
メッシュ５４の一部を挟んで上板５１０にろう付けして
接合している。図中の符号５３０はろう付け部を示す。
ブロック５３の下面側は下板５１１の内壁には接合せ
ず、これらの間には若干のクリアランスを形成させてい
る。こうすることで、作動流体が毛細管作用によりブロ
ック５３の下面側と下板５１１の内壁とのクリアランス
部分に集まりやすくなるので、被冷却素子２１の放熱が
一層効率的になる。
【００３０】図４は、ブロックの他の形態を示す説明図
である。ブロック５３１はその下面側に若干の突起が設
けられており、その突起の部分が下板５１３の内壁と接
合している。ブロック５３１の上面側は図３（イ）に示
す場合と同様、メッシュ５４の一部を挟んで上板５１２
にろう付けされている。図中の符号５３２と５４１はろ
う付け部を示す。
である。ブロック５３１はその下面側に若干の突起が設
けられており、その突起の部分が下板５１３の内壁と接
合している。ブロック５３１の上面側は図３（イ）に示
す場合と同様、メッシュ５４の一部を挟んで上板５１２
にろう付けされている。図中の符号５３２と５４１はろ
う付け部を示す。
【００３１】この例においても、図３（イ）に示す例と
同様、ブロック５３１の下面側と下板５１３の内壁との
間のクリアランス部分が毛細管作用を奏し、作動流体の
引き込み効果を発現している。またブロック５３１が上
板５１２と下板５１３の双方に接合されているので、こ
のブロック５３１は上述した支柱の機能も発現してい
る。
同様、ブロック５３１の下面側と下板５１３の内壁との
間のクリアランス部分が毛細管作用を奏し、作動流体の
引き込み効果を発現している。またブロック５３１が上
板５１２と下板５１３の双方に接合されているので、こ
のブロック５３１は上述した支柱の機能も発現してい
る。
【００３２】図３（ア）に戻る。この例ではブロック５
３を１個の凸部５５の部分に設けているが、このような
ブロックは全ての凸部５５（この図では３個ある凸部５
５の部分）に設けても良い。図５は３個の凸部の全てに
ブロック６３０、６３１、６３２を設けたものである。
複数存在する凸部の内、ブロックを設ける数は任意であ
る。
３を１個の凸部５５の部分に設けているが、このような
ブロックは全ての凸部５５（この図では３個ある凸部５
５の部分）に設けても良い。図５は３個の凸部の全てに
ブロック６３０、６３１、６３２を設けたものである。
複数存在する凸部の内、ブロックを設ける数は任意であ
る。
【００３３】凸部に設けるブロックとして、その表面に
凹凸が形成されたものを用いると、その表面積の増大や
軽量化の観点で望ましい。図６（ア）、（イ）は、表面
に凹凸を形成したブロックの例を示すものである。この
図では、凹凸を形成することで、全体を形状を略Ｈ型に
したブロックを例示している。尚、図中の符号７４、７
５は各々ブロック７０、７１が備わるべき凸部を示すも
のである。
凹凸が形成されたものを用いると、その表面積の増大や
軽量化の観点で望ましい。図６（ア）、（イ）は、表面
に凹凸を形成したブロックの例を示すものである。この
図では、凹凸を形成することで、全体を形状を略Ｈ型に
したブロックを例示している。尚、図中の符号７４、７
５は各々ブロック７０、７１が備わるべき凸部を示すも
のである。
【００３４】以上説明した本発明の板型ヒートパイプ
は、実装高さが各々異なる複数の被冷却素子との熱的な
接続が容易であり、スペース効率等で有効な冷却構造を
実現するものである。波形フィンは一層の効率的な被冷
却素子の冷却を可能とする。また板型ヒートパイプに設
けた凸部にブロックを備え、そのブロックにより毛細管
効果を奏するクリアランスを形成することで、より一層
の効率的な被冷却素子の冷却が可能となる。これらブロ
ックや波形フィンは板型ヒートパイプの耐圧性向上のた
めの支柱の機能を奏させることも可能である。
は、実装高さが各々異なる複数の被冷却素子との熱的な
接続が容易であり、スペース効率等で有効な冷却構造を
実現するものである。波形フィンは一層の効率的な被冷
却素子の冷却を可能とする。また板型ヒートパイプに設
けた凸部にブロックを備え、そのブロックにより毛細管
効果を奏するクリアランスを形成することで、より一層
の効率的な被冷却素子の冷却が可能となる。これらブロ
ックや波形フィンは板型ヒートパイプの耐圧性向上のた
めの支柱の機能を奏させることも可能である。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明の板型ヒートパイプ
は、複数の被冷却素子の冷却に適したものであり、実装
された複数の被冷却素子の高さが各々異なっている場合
や、各々の被冷却素子の熱流速が異なる場合でも、これ
らの効率的な冷却構造が実現するものである。
は、複数の被冷却素子の冷却に適したものであり、実装
された複数の被冷却素子の高さが各々異なっている場合
や、各々の被冷却素子の熱流速が異なる場合でも、これ
らの効率的な冷却構造が実現するものである。
【図１】（ア）本発明に係わる板型ヒートパイプの一例
とそれを用いた冷却構造の一例を示す説明図である。
（イ）はその組み立て途中の状況を示す説明図、（ウ）
は波形フィンを説明する斜視図である。
とそれを用いた冷却構造の一例を示す説明図である。
（イ）はその組み立て途中の状況を示す説明図、（ウ）
は波形フィンを説明する斜視図である。
【図２】本発明に係わる板型ヒートパイプの他の一例と
それを用いた他の冷却構造を示す説明図である。
それを用いた他の冷却構造を示す説明図である。
【図３】（ア）は本発明に係わる板型ヒートパイプの他
の一例とそれを用いた他の冷却構造を示す説明図であ
る。（イ）はブロックの接合状況を示す説明図である。
の一例とそれを用いた他の冷却構造を示す説明図であ
る。（イ）はブロックの接合状況を示す説明図である。
【図４】ブロックの接合状況を示す説明図である。
【図５】本発明に係わる板型ヒートパイプの他の一例と
それを用いた他の冷却構造を示す説明図である。
それを用いた他の冷却構造を示す説明図である。
【図６】（ア）および（イ）は、本発明におけるブロッ
クの形状例を示す説明図である。
クの形状例を示す説明図である。
１０ 板型ヒートパイプ １１ コンテナ １１０ 上板 １１１ 下板 １１２ メッシュ １２ 空洞部 １３ 凸部 ２０、２１、２２ 被冷却素子 ２３ リード ３０ プリント基板 ３１ フィン ４０ 波形フィン １００ 板型ヒートパイプ １０１ コンテナ １０１０ 上板 １０１１ 下板 １０２ 波形フィン １０３ メッシュ １０４ 空洞部 ７０ エンボス部 ７１ エンボス部 ５０ 板型ヒートパイプ ５１ コンテナ ５１０ 上板 ５１１ 下板 ５２ 空洞部 ５３ ブロック ５４ メッシュ ５５ 凸部 ５３０ ろう付け部 ５４０ ろう付け部 ５１２ 上板 ５１３ 下板 ５３２ ろう付け部 ５４１ ろう付け部 ６０ 板型ヒートパイプ ６１ コンテナ ６２ 空洞部 ６３０ ブロック ６３１ ブロック ６３２ ブロック ６４ メッシュ ７０ ブロック ７１ ブロック ７２ 下板 ７３ 下板 ７４ 凸部 ７５ 凸部
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 健 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の被冷却素子が実装された基板に相
対して設けられる板型ヒートパイプであって、前記被冷
却素子と相対する側の前記板型ヒートパイプのコンテナ
壁が相対する前記被冷却素子との距離に従って凸部形状
に成形されており、前記凸部の内部には波形フィンが備
わっている、板型ヒートパイプ。 - 【請求項２】 複数の被冷却素子が実装された基板に相
対して設けられる板型ヒートパイプであって、前記被冷
却素子と相対する側の前記板型ヒートパイプのコンテナ
壁が相対する前記被冷却素子との距離に従って凸部形状
に成形されており、前記凸部の内部にはブロックが備わ
り、前記被冷却素子側の前記凸部内壁と前記ブロックと
により毛細管効果を奏するクリアランスが形成されてい
る、板型ヒートパイプ。 - 【請求項３】 前記ブロックが表面に凹凸が形成された
ものである、請求項２記載の板型ヒートパイプ。 - 【請求項４】 前記板型ヒートパイプの内部にはウィッ
クが設けられている、請求項１〜３の何れかに記載の板
型ヒートパイプ。 - 【請求項５】 前記板型ヒートパイプの内部にはウィッ
クが設けられており、前記ブロックと前記ウィックとは
前記クリアランス部分において接合されている、請求項
３または４記載の板型ヒートパイプ。 - 【請求項６】 前記板型ヒートパイプの前記被冷却素子
と相対する側またはその対面側のコンテナ壁にエンボス
部が設けられており、当該エンボス部が対面するコンテ
ナ壁に接合されている、請求項１〜５の何れかに記載の
板型ヒートパイプ。 - 【請求項７】 請求項１〜６の何れかに記載の板型ヒー
トパイプの前記凸部と被冷却素子とを熱的に接続した、
板型ヒートパイプを用いた冷却構造。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09093823A JP3106429B2 (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 板型ヒートパイプとそれを用いた冷却構造 |
| DE19805930A DE19805930A1 (de) | 1997-02-13 | 1998-02-13 | Kühlvorrichtung |
| US09/023,372 US6082443A (en) | 1997-02-13 | 1998-02-13 | Cooling device with heat pipe |
| US09/544,313 US6269866B1 (en) | 1997-02-13 | 2000-04-06 | Cooling device with heat pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09093823A JP3106429B2 (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 板型ヒートパイプとそれを用いた冷却構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10288481A true JPH10288481A (ja) | 1998-10-27 |
| JP3106429B2 JP3106429B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=14093127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09093823A Expired - Fee Related JP3106429B2 (ja) | 1997-02-13 | 1997-04-11 | 板型ヒートパイプとそれを用いた冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3106429B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999053256A1 (en) * | 1998-04-15 | 1999-10-21 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Plate type heat pipe and its installation structure |
| WO1999053255A1 (en) * | 1998-04-13 | 1999-10-21 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Plate type heat pipe and cooling structure using it |
| WO2002046677A1 (en) * | 2000-12-04 | 2002-06-13 | Fujitsu Limited | Cooling system and heat absorbing device |
| JPWO2014112600A1 (ja) * | 2013-01-18 | 2017-01-19 | 大成プラス株式会社 | 熱交換器とその製造方法 |
| WO2017030706A3 (en) * | 2015-08-14 | 2017-04-20 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Heat dissipation in electronics |
| JP2018049870A (ja) * | 2016-09-20 | 2018-03-29 | 三菱電機株式会社 | 電気機器 |
| KR20220020571A (ko) * | 2020-08-12 | 2022-02-21 | 주식회사 에이치티씨 | 확대된 방열 표면적을 갖는 베이퍼챔버 및 그 제조방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102407157B1 (ko) * | 2020-08-12 | 2022-06-10 | 주식회사 에이치티씨 | 효율적 방열구조를 갖는 베이퍼챔버 |
-
1997
- 1997-04-11 JP JP09093823A patent/JP3106429B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999053255A1 (en) * | 1998-04-13 | 1999-10-21 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Plate type heat pipe and cooling structure using it |
| GB2341230A (en) * | 1998-04-13 | 2000-03-08 | Furukawa Electric Co Ltd | Plate type heat pipe and cooling structure using it |
| GB2341230B (en) * | 1998-04-13 | 2002-01-09 | Furukawa Electric Co Ltd | Plate type heat pipe and cooling device using same |
| WO1999053256A1 (en) * | 1998-04-15 | 1999-10-21 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Plate type heat pipe and its installation structure |
| GB2342152A (en) * | 1998-04-15 | 2000-04-05 | Furukawa Electric Co Ltd | Plate type heat pipe and its installation structure |
| GB2342152B (en) * | 1998-04-15 | 2002-01-09 | Furukawa Electric Co Ltd | Plate type heat pipe and cooling device using same |
| WO2002046677A1 (en) * | 2000-12-04 | 2002-06-13 | Fujitsu Limited | Cooling system and heat absorbing device |
| US7055341B2 (en) | 2000-12-04 | 2006-06-06 | Fujitsu Limited | High efficiency cooling system and heat absorbing unit |
| JPWO2014112600A1 (ja) * | 2013-01-18 | 2017-01-19 | 大成プラス株式会社 | 熱交換器とその製造方法 |
| WO2017030706A3 (en) * | 2015-08-14 | 2017-04-20 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Heat dissipation in electronics |
| US10098259B2 (en) | 2015-08-14 | 2018-10-09 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Heat dissipation in electronics |
| JP2018049870A (ja) * | 2016-09-20 | 2018-03-29 | 三菱電機株式会社 | 電気機器 |
| KR20220020571A (ko) * | 2020-08-12 | 2022-02-21 | 주식회사 에이치티씨 | 확대된 방열 표면적을 갖는 베이퍼챔버 및 그 제조방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3106429B2 (ja) | 2000-11-06 |
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