JPH11223479A - Planar heat pipe and cooling structure employing it - Google Patents

Planar heat pipe and cooling structure employing it

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JPH11223479A
JPH11223479A JP2790698A JP2790698A JPH11223479A JP H11223479 A JPH11223479 A JP H11223479A JP 2790698 A JP2790698 A JP 2790698A JP 2790698 A JP2790698 A JP 2790698A JP H11223479 A JPH11223479 A JP H11223479A
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JP
Japan
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heat pipe
plate
component
cooled
type heat
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Application number
JP2790698A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuhiko Ueki
達彦 植木
Masaaki Yamamoto
雅章 山本
Masashi Ikeda
匡視 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0233Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure efficient cooling by providing a planar heat pipe with solid parts penetrating up to the opposite major surfaces thereof at a part corresponding to a component being cooled and bringing it into contact with the component with low thermal resistance. SOLUTION: A planar heat pipe 1 is provided with solid parts 120-122 penetrating up to the opposite major surfaces (upper and lower surfaces) thereof. The solid parts 120-122 are made of blocks of a pure material and a component to be cooled is brought into contact with the lower surface of the solid parts 120-122. The solid parts 120-122 are then jointed to upper and lower plates 10, 11 to form a hermetically sealed cavity 13. A metallic material or graphite excellent in thermal conductivity or a ceramic material, e.g. aluminum nitride, is employed as a material of the solid parts 120-122. Since the solid parts are provided at a part corresponding to a component being cooled while penetrating up to the opposite major surfaces, high dimensional accuracy can be ensured for the distance to an object to be cooled, i.e., a heating component thus realizing an excellent cooling performance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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部品の冷却構造に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plate-shaped heat pipe and a cooling structure for cooling a component to be cooled such as a semiconductor device using the same.

【0002】[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発熱する。この種の部品
が過熱するとその性能や寿命が低下することがあるた
め、その冷却は重要な技術課題となる。冷却を要する発
熱部品(被冷却部品)の冷却方法としては、例えば機器
内の空気をファンによって換気する方法や、被冷却部品
に均熱体(冷却体)を取り付けて冷却する方法等が知ら
れている。
2. Description of the Related Art Electronic components such as semiconductor elements mounted on various devices such as personal computers and electric / electronic devices such as power equipment generate heat to some extent by use thereof. Overheating of this type of component can reduce its performance and life, and its cooling is an important technical issue. As a method of cooling a heat-generating component (cooled component) requiring cooling, for example, a method of ventilating air in a device with a fan, a method of attaching a soaking body (cooling body) to the cooled component, and cooling the component are known. ing.

【0003】発熱部品に取り付ける均熱体としては、熱
伝導性の高い銅材、アルミニウム材の金属材の他、カー
ボン材やちっ化アルミ等のセラミックで熱伝導性に優れ
る材質のものを用いると良い。或いは、そのようなブロ
ックに替えて、板型のヒートパイプを用いる場合もあ
る。
[0003] As a heat equalizing member to be attached to the heat-generating component, a metal material such as a carbon material or an aluminum material having a high thermal conductivity, and a ceramic material such as a carbon material or aluminum nitride having a high thermal conductivity is used. good. Alternatively, a plate-shaped heat pipe may be used instead of such a block.

【0004】図7はそのような形態の冷却構造の例を模
式的に示すものである。板型ヒートパイプ5は、プリン
ト基板54に実装された発熱部品52に相対して配置さ
れている。発熱部品52は板型ヒートパイプ5に接触し
ている。板型ヒートパイプ5は発熱部品52から熱を受
けることで発熱部品52を冷却するようになっている。
この図の例では、板型ヒートパイプ5に更に放熱フィン
51を取り付け、板型ヒートパイプ5から外部への熱の
放出を一層促進している。尚、図中の符号53は発熱部
品52(半導体チップ等を想定している)のリードであ
る。また符号50、501は板型ヒートパイプ5を構成
するコンテナと空洞部をそれぞれ示す。駆動部501内
の作動流体等の図示は省略する。
FIG. 7 schematically shows an example of such a cooling structure. The plate-type heat pipe 5 is arranged to face the heat-generating component 52 mounted on the printed board 54. The heat-generating component 52 is in contact with the plate-type heat pipe 5. The plate heat pipe 5 receives the heat from the heat generating component 52 to cool the heat generating component 52.
In the example of this figure, a radiation fin 51 is further attached to the plate-type heat pipe 5 to further promote the release of heat from the plate-type heat pipe 5 to the outside. Reference numeral 53 in the drawing denotes a lead of the heat-generating component 52 (assuming a semiconductor chip or the like). Reference numerals 50 and 501 respectively denote a container and a cavity constituting the plate-type heat pipe 5. Illustration of the working fluid and the like in the driving unit 501 is omitted.

【0005】ここでヒートパイプについて簡単に説明し
ておく。通常、ヒートパイプは密封された空洞部を有す
るコンテナと作動流体とを備えており、その空洞部に収
容された作動流体の相変化と移動により熱の輸送が行わ
れる。作動流体の相変化が起きやすくなるように、空洞
部内は真空引きしておく。
Here, the heat pipe will be briefly described. Generally, a heat pipe includes a container having a sealed cavity and a working fluid, and heat is transferred by a phase change and movement of the working fluid contained in the cavity. The inside of the cavity is evacuated so that a phase change of the working fluid easily occurs.

【0006】さてヒートパイプを構成するコンテナの一
部に熱を加えると、その部分(吸熱側とか吸熱部とかと
呼ばれることが多い)において、空洞部内の作動流体に
熱が伝わり、その作動流体が蒸発する。その蒸気は空洞
部内を移動し、例えばヒートパイプにフィンを取り付け
ておけば、その部分(放熱側、放熱部と呼ばれることが
多い)で蒸気が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。
When heat is applied to a part of the container constituting the heat pipe, heat is transmitted to the working fluid in the cavity at that part (often called a heat absorbing side or a heat absorbing portion), and the working fluid is Evaporate. The vapor moves in the cavity, and if, for example, a fin is attached to a heat pipe, the vapor is cooled at that portion (often called a heat radiation side, a heat radiation portion) and returns to a liquid state again. Then, the working fluid that has returned to the liquid phase moves (recirculates) to the heat absorbing side again.
Heat is transferred by such phase transformation and movement of the working fluid.

【0007】作動流体の還流を継続的に確保するため
に、通常、吸熱側は放熱側より下方に配置することにな
る。こうすれば液相に戻った作動流体は重力によって還
流するからである。しかし、例えばノートパソコンのよ
うな電気・電子機器の場合、その機器が使用状況によっ
ては大きく傾いたり、或いは反転することもあり得る。
こうなると重力作用による作動流体の還流が期待しにく
くなる場合もある。
[0007] In order to continuously maintain the recirculation of the working fluid, the heat absorbing side is usually arranged below the heat radiating side. This is because the working fluid that has returned to the liquid phase is thus returned by gravity. However, in the case of an electric or electronic device such as a notebook personal computer, the device may be greatly inclined or inverted depending on the use condition.
This may make it difficult to expect the working fluid to recirculate due to gravity.

【0008】そこで、ヒートパイプ内部(空洞部)に毛
細管作用を奏するウィックを設置する場合もある。ウィ
ックとしては金属メッシュや金属ワイヤー、或いは空洞
部内壁に細かい溝(グルーブ)を形成する場合もある。
Therefore, there is a case where a wick having a capillary action is installed inside the heat pipe (hollow portion). The wick may be a metal mesh, a metal wire, or a fine groove formed on the inner wall of the cavity.

【0009】尚、ヒートパイプのコンテナの材質として
は、アルミニウム材や銅材、その他ステンレス材等が用
いられることが多い。コンテナ全体が同材質で形成され
る必要性はない。作動流体としては水の他、代替フロン
やアルコール等が用いられる。
As a material of the heat pipe container, an aluminum material, a copper material, and other stainless materials are often used. It is not necessary that the entire container be made of the same material. As the working fluid, other than water, alternative chlorofluorocarbon or alcohol is used.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】図7に示すような形態
の冷却構造は、効率的な冷却を実現させるためには、冷
却すべき対象たる発熱部品52(半導体素子等)と板型
ヒートパイプ5とを熱抵、少なく接触させることが重要
になる。
In order to realize efficient cooling, the cooling structure of the form shown in FIG. 7 requires a heat-generating component 52 (semiconductor element or the like) to be cooled and a plate-type heat pipe. It is important to make the contact between the substrate 5 and the substrate 5 less.

【0011】冷却すべき複数の発熱部品が実装されてい
る場合、それらの発熱部品の種類が異なる等により、そ
れらの高さも各々異なる場合が多い。このような場合、
図7に示すような、一つの板型ヒートパイプ5にそれら
を接触させる形態、は容易ではない。そこで本発明者ら
は過去に、図8に示すような、冷却すべき発熱部品6
2、620の高さに合わせて凸部を設けた板型ヒートパ
イプ6を発明し、その特許出願をしている。この図8で
は発熱部品62と発熱部品620のプリント基板64か
らの高さが異なっている。しかしこのような板型ヒート
パイプ6を用いれば、複数の発熱部品62の冷却に好適
に対応でき非常に効率的である。また、隣接する発熱部
品62同士の間には配線等のスペースが必要な場合も多
いが、図8に示すような板型ヒートパイプ6を用いれ
ば、そのスペースの確保の点でも有利である。図8の中
の符号60、601はコンテナ、空洞部を、符号61は
放熱フィンを、符号63、64はリード、プリント基板
をそれぞれ示す。
When a plurality of heat-generating components to be cooled are mounted, their heights are often different due to different types of heat-generating components. In such a case,
As shown in FIG. 7, the form in which they are brought into contact with one plate-type heat pipe 5 is not easy. Therefore, the present inventors have previously described a heating component 6 to be cooled as shown in FIG.
The inventors have invented a plate-type heat pipe 6 provided with a convex portion corresponding to the height of 2,620 and have applied for a patent. In FIG. 8, the height of the heat generating component 62 and the heat generating component 620 from the printed circuit board 64 are different. However, if such a plate-type heat pipe 6 is used, it is possible to suitably cope with the cooling of the plurality of heat generating components 62, which is very efficient. Further, a space such as a wiring is often required between the adjacent heat generating components 62. However, if a plate-type heat pipe 6 as shown in FIG. 8 is used, it is advantageous in terms of securing the space. 8, reference numerals 60 and 601 denote a container and a cavity, reference numeral 61 denotes a radiating fin, and reference numerals 63 and 64 denote a lead and a printed circuit board, respectively.

【0012】上述した図7や図8の何れの形態の冷却構
造でも、冷却すべき対象たる発熱部品と板型ヒートパイ
プとを熱抵抗少なく接触させるには、例えその接触面に
伝熱グリス等を介在させるにしても、これらの寸法精度
を高めることが必要になる。具体的には、発熱部品52
や発熱部品62の高さに対する、板型ヒートパイプ5、
6の寸法精度や、接触面の平坦度等を高くすることが望
まれる。例えば、図8の板型ヒートパイプ6のそれぞれ
の凸部の高さとして、0.01mm以下という高い寸法
精度が必要となる場合が少なくない。
In any of the cooling structures of FIGS. 7 and 8 described above, in order to bring the heat-generating component to be cooled into contact with the plate-shaped heat pipe with low thermal resistance, for example, heat transfer grease, etc. However, it is necessary to improve the dimensional accuracy of these elements. Specifically, the heating component 52
Plate-shaped heat pipe 5 with respect to the height of
It is desired to improve the dimensional accuracy of 6, and the flatness of the contact surface. For example, in many cases, a high dimensional accuracy of 0.01 mm or less is required as the height of each convex portion of the plate-type heat pipe 6 in FIG.

【0013】ところで、熱的特性の観点では板型ヒート
パイプ5、6を構成するコンテナ50、60の肉厚は薄
い方が望ましい。プリント基板54、64のサイズ(広
さ)は概ね数cm程度のものが多いから、板型ヒートパ
イプ5、6のサイズも概ね同様のサイズのものを用いる
ことが多い。そしてこの程度のサイズのヒートパイプ
5、6の場合、強度的にはコンテナ50、60の肉厚は
1mm以下で十分となる(銅材のコンテナを用いた場
合)。つまり、板型ヒートパイプ5、6を構成するコン
テナ50、60の肉厚は通常薄いものになる。
By the way, from the viewpoint of thermal characteristics, it is desirable that the thickness of the containers 50 and 60 constituting the plate-shaped heat pipes 5 and 6 be thin. Since the size (width) of the printed circuit boards 54 and 64 is generally about several cm, the plate-shaped heat pipes 5 and 6 are often of substantially the same size. In the case of the heat pipes 5 and 6 having such a size, the thickness of the containers 50 and 60 of 1 mm or less is sufficient in terms of strength (when a copper material container is used). That is, the thicknesses of the containers 50 and 60 constituting the plate-type heat pipes 5 and 6 are usually thin.

【0014】しかしながら、このような薄肉のコンテナ
50、60を採用した場合、上述のような板型ヒートパ
イプ5、6の高い寸法精度を実現することがコスト等の
観点で容易ではなくなる。何故なら、薄肉の材質である
と、そもそも変形しやすい上に、コンテナ50、60を
組み立てる際の特に溶接やろう付け等の作業で熱等によ
る変形を避けることが容易ではなくなるからである。ま
た、薄肉のコンテナでは製造後の板型ヒートパイプを使
用する際も、その内部の作動流体の蒸発に伴う内圧上昇
により変形しやすくなるからである。
However, when such thin containers 50, 60 are employed, it is not easy to realize high dimensional accuracy of the plate-type heat pipes 5, 6 as described above from the viewpoint of cost and the like. The reason for this is that if the material is thin, it is easy to deform in the first place, and it is not easy to avoid deformation due to heat or the like particularly in the work such as welding or brazing when assembling the containers 50 and 60. Also, when a thin-walled container uses a manufactured plate-type heat pipe, it tends to be deformed due to an increase in internal pressure due to evaporation of a working fluid inside the heat pipe.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、冷却すべ
き対象たる発熱部品と熱抵抗小さく接触させ、効率的な
冷却が実用的に実現する板型ヒートパイプとそれを用い
た冷却構造を発明した。即ち、被冷却部品が実装された
基板に相対して設けられる板型ヒートパイプであって、
前記被冷却部品に相当する部分には前記板型ヒートパイ
プの両主面にまで貫通した中実部が設けられている板型
ヒートパイプを提案する。従って中実部の一部外面は両
主面の一部をなすことになる。また、前記中実部は、前
記被冷却部品に相対する面側に突出している場合もあ
る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have developed a plate-shaped heat pipe and a cooling structure using the heat pipe, which are in practical contact with a heat-generating component to be cooled and have a small thermal resistance so that efficient cooling is practically realized. Was invented. That is, a plate-type heat pipe provided to face the substrate on which the component to be cooled is mounted,
A plate heat pipe is proposed in which a portion corresponding to the component to be cooled is provided with a solid portion penetrating to both main surfaces of the plate heat pipe. Therefore, a part of the outer surface of the solid part forms a part of both main surfaces. Further, the solid portion may protrude toward a surface facing the component to be cooled.

【0016】前記中実部は当該板型ヒートパイプの片方
の主面部と同一部材を構成している場合もある。また、
板型ヒートパイプの空洞部を、前記中実部とは別個に設
け、即ち、中実部が空洞部内壁の一部を構成しないよう
にする場合もある。
[0016] The solid portion may be the same member as one main surface portion of the plate-type heat pipe. Also,
In some cases, the hollow portion of the plate-type heat pipe is provided separately from the solid portion, that is, the solid portion does not form a part of the inner wall of the hollow portion.

【0017】冷却構造としては、前記板型ヒートパイプ
を被冷却部品として半導体素子が実装されたプリント基
板に相対して配置し、半導体素子は板型ヒートパイプと
接続し、板型ヒートパイプにはヒートシンクを接合した
形態のものを提案する。また、前記ヒートシンクに風を
送るファンを設置しても良い。
As the cooling structure, the plate-shaped heat pipe is disposed as a component to be cooled, facing the printed circuit board on which the semiconductor element is mounted, and the semiconductor element is connected to the plate-shaped heat pipe. A form in which a heat sink is joined is proposed. Further, a fan for sending air to the heat sink may be provided.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1は本発明の板型ヒートパイプ
の例として、その断面を示すものである。板型ヒートパ
イプ1には、その両主面(図において上下面)まで貫通
した中実部120〜122が設けられている。中実部1
20〜122はムクの材料の塊で構成する。図示しない
冷却対象たる発熱部品は中実部120〜122の図にお
ける下側の面に接触させる。その際、伝熱グリス等を介
在させることは任意である。
FIG. 1 shows a cross section of an example of a plate-type heat pipe according to the present invention. The plate-shaped heat pipe 1 is provided with solid portions 120 to 122 penetrating to both main surfaces (upper and lower surfaces in the figure). Solid part 1
Reference numerals 20 to 122 are composed of chunks of the Muku material. A heating component (not shown) to be cooled is brought into contact with the lower surface of the solid portions 120 to 122 in the drawing. At that time, it is optional to interpose heat transfer grease or the like.

【0019】これら中実部120〜122と上板10、
下板11とを接合し、内部に密封された空洞部13を形
成する。この空洞部13内には図示しない作動流体が収
容される。また図示しないがウィック等を空洞部13内
に配置することもある。中実部120〜122の材質は
特に限定されないが、熱伝導性に優れる金属材やグラフ
ァイト、ちっ化アルミ等のセラミック材、その他これら
の複合材等を適宜適用すれば良い。
The solid portions 120 to 122 and the upper plate 10,
The lower plate 11 is joined to form a cavity 13 sealed inside. A working fluid (not shown) is accommodated in the hollow portion 13. Although not shown, a wick or the like may be arranged in the cavity 13. The material of the solid portions 120 to 122 is not particularly limited, but a metal material having excellent thermal conductivity, a ceramic material such as graphite or aluminum nitride, or a composite material thereof may be appropriately used.

【0020】図2は本発明の板型ヒートパイプの他の例
として、その断面を示すものである。板型ヒートパイプ
2は、その両主面(図における上下面)まで貫通した中
実部220〜222を有する上板22に下板21を接合
することで形成されている。中実部材220〜222は
伝熱性に優れる材料のムクの塊である。こうすること
で、図1に示した例に比べ、別個に中実部材を用意する
必要がなく、部品点数の低減等、コスト面での利点が期
待できる。尚、中実部220〜222は上板22でな
く、下板21の方と一体部品を構成していても構わな
い。図中の符号23は空洞部であり、その内部に図示し
ない作動流体が収容される。この板型ヒートパイプ2
も、図示しない冷却対象たる発熱部品は中実部220〜
222の下側の面に接触させる。
FIG. 2 shows a cross section of another example of the plate type heat pipe of the present invention. The plate heat pipe 2 is formed by joining a lower plate 21 to an upper plate 22 having solid portions 220 to 222 penetrating to both main surfaces (upper and lower surfaces in the drawing). The solid members 220 to 222 are masses of a material having excellent heat conductivity. By doing so, there is no need to separately prepare a solid member as compared with the example shown in FIG. 1, and an advantage in terms of cost, such as a reduction in the number of parts, can be expected. The solid portions 220 to 222 may form an integral part with the lower plate 21 instead of the upper plate 22. Reference numeral 23 in the figure denotes a hollow portion, in which a working fluid (not shown) is stored. This plate type heat pipe 2
Also, the heat-generating components to be cooled, not shown, are solid portions 220 to
Contact the lower surface of 222.

【0021】図3は図1に示した例に似ているが、図示
する板型ヒートパイプ3の場合、中実部320〜322
は空洞部33に接していない。即ち、空洞部33を形成
する内壁の一部を中実部材320〜322は構成してい
ない。このように中実部材320〜322と空洞部33
を形成する部材とを独立した別部材とすることで、上板
30と下板31との接合作業やこれらと中実部材320
〜322との接合作業に際し、空洞部33の気密性を実
現しやすい等の、組み立て上の利点がある。また中実部
材320〜322と作動流体との接触がなく従ってその
影響がないため、中実部材320〜322の材質上の選
択幅が広がる、という利点もある。
FIG. 3 is similar to the example shown in FIG. 1, but in the case of the plate type heat pipe 3 shown, solid portions 320 to 322 are shown.
Is not in contact with the cavity 33. That is, the solid members 320 to 322 do not constitute a part of the inner wall forming the cavity 33. Thus, the solid members 320 to 322 and the cavity 33
Of the upper plate 30 and the lower plate 31 and the solid member 320
There is an advantage in assembling such that the airtightness of the cavity 33 can be easily realized in the joining operation with the 〜322. Further, since there is no contact between the solid members 320 to 322 and the working fluid and therefore there is no influence, there is an advantage that the material selection of the solid members 320 to 322 is widened.

【0022】本発明の板型ヒートパイプにおいて、中実
部材は、被冷却部品に相当する部分にその両主面まで貫
通させて設けているので、冷却すべき対象である発熱部
品との距離等において高い寸法精度を実現させることが
容易になる。この中実部材は鍛造や精度の高い鋳造によ
って形成すれば、そのコストも低減できる。また非常に
高い寸法精度を実現させる場合は切削を施せば良い。
In the plate-type heat pipe of the present invention, since the solid member is provided in a portion corresponding to the component to be cooled so as to penetrate to both main surfaces thereof, the distance from the heat-generating component to be cooled, etc. , It is easy to achieve high dimensional accuracy. If this solid member is formed by forging or high-precision casting, the cost can be reduced. If very high dimensional accuracy is to be realized, cutting may be performed.

【0023】上述したような本発明の板型ヒートパイプ
を用いた冷却構造としては、プリント基板に実装された
半導体部品を冷却する場合であれば、そのプリント基板
に相対して当該板型ヒートパイプを配置し、その半導体
部品を板型ヒートパイプと熱的な接続状態とし、更に当
該板型ヒートパイプにヒートシンクを接合しておくと良
い。また、必要なら前記ヒートシンクに送風するファン
を取り付け、冷却性能を高めることも有効である。
The cooling structure using the plate-type heat pipe of the present invention as described above, when cooling a semiconductor component mounted on a printed circuit board, the plate-type heat pipe is opposed to the printed circuit board. It is preferable that the semiconductor component is thermally connected to the plate-shaped heat pipe, and a heat sink is further joined to the plate-shaped heat pipe. It is also effective to attach a fan for blowing air to the heat sink, if necessary, to enhance the cooling performance.

【0024】[0024]

【実施例】図4は本発明の実施例の板型ヒートパイプの
組み立て状況を説明する概略斜視図で、図5(ア)は図
4のA−A’、B−B’、C−C’の断面図、図5
(イ)はこれらを組み立てた後の板型ヒートパイプ4の
断面図である。符号40、41はそれぞれ上板、下板を
示し、符号420、421は中実部を示す。この例では
4個の中実部420と、1個の中実部421がある。こ
れら中実部の数、位置、各々の大きさは任意であり、冷
却すべき発熱部品を考慮して決めることになる。上板4
0や下板41には、中実部420、421が差し込まれ
るような貫通部を設けておく。
FIG. 4 is a schematic perspective view for explaining the assembling state of a plate type heat pipe according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 (A) is a sectional view taken along lines AA ', BB' and CC of FIG. 'Cross section, Fig. 5
(A) is a sectional view of the plate-type heat pipe 4 after assembling them. Reference numerals 40 and 41 denote an upper plate and a lower plate, respectively, and reference numerals 420 and 421 denote solid portions. In this example, there are four solid portions 420 and one solid portion 421. The number, position, and size of these solid portions are arbitrary, and are determined in consideration of the heat-generating components to be cooled. Upper plate 4
The 0 and the lower plate 41 are provided with through portions into which the solid portions 420 and 421 are inserted.

【0025】上板40、下板41、中実部420、42
1の材質は何れも無酸素銅である。中実部420、42
1は切削により形成したもので、上板40、下板41は
板材にプレス加工を施して作製したものである。上板4
0と下板41、更にこれらを中実部420、421と
を、銀ロウ(Bg−8)で真空ロウ付けして板型ヒート
パイプ4を組み立てた。図示しないが、その空洞部内に
はウィックとして金属メッシュを配置した。また板型ヒ
ートパイプ4の空洞部内は真空脱気し、その容積の概ね
30%程度の量の作動流体(純水)を収容して密封した
(ヒートパイプ加工した)。
Upper plate 40, lower plate 41, solid portions 420, 42
Each of the materials 1 is oxygen-free copper. Solid parts 420, 42
1 is formed by cutting, and the upper plate 40 and the lower plate 41 are formed by pressing a plate material. Upper plate 4
The plate-shaped heat pipe 4 was assembled by vacuum brazing the 0, the lower plate 41, and the solid portions 420 and 421 with a silver brazing (Bg-8). Although not shown, a metal mesh was arranged as a wick in the cavity. Further, the inside of the hollow portion of the plate-type heat pipe 4 was evacuated by vacuum, and a working fluid (pure water) of about 30% of its volume was stored and sealed (heat pipe processing).

【0026】比較例として、図6に示すようにして板型
ヒートパイプ45を組み立てた。この板型ヒートパイプ
45は中実部440、441は板型ヒートパイプ45の
両主面に貫通していないものである。図中の符号43、
44はそれぞれ上板、下板である。
As a comparative example, a plate-type heat pipe 45 was assembled as shown in FIG. In the plate-type heat pipe 45, the solid portions 440 and 441 do not penetrate both main surfaces of the plate-type heat pipe 45. Reference numeral 43 in the figure,
44 is an upper board and a lower board, respectively.

【0027】さて上述した組み立て工程において、ロウ
付け作業前、ロウ付け作業後そしてヒートパイプ加工後
における、発熱部品との接触面(図5、6のa、bで指
す面)の平坦度を比較した。尚、その平坦度は、定盤上
で接触面(a面、b面はそれぞれ5個あり、いずれも2
0mm四方の形状である)の25箇所の高さをハイトゲ
ージで測定し、その最大値と最小値との差(Δhと記
す)の平均値とした。表1はその結果である。
In the above-mentioned assembling process, the flatness of the contact surface with the heat-generating component (the surface indicated by a and b in FIGS. 5 and 6) is compared before the brazing operation, after the brazing operation, and after the heat pipe processing. did. The flatness of the contact surface on the surface plate (the surface a and the surface b are five each,
The height at 25 points (a 0 mm square shape) was measured with a height gauge, and the difference between the maximum value and the minimum value (referred to as Δh) was taken as the average value. Table 1 shows the results.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】表1の結果を見れば明らかなように、本発
明例の板型ヒートパイプ4の場合、ロウ付け工程の後は
もちろん、ヒートパイプ加工後、即ち板型ヒートパイプ
の完成後においても、冷却すべき発熱部品との接触面の
高い平坦度が容易に実現している。従って、この本発明
の板型ヒートパイプは低い熱抵抗で発熱部品と接続する
ことが容易であり、これを用いれば優れた冷却性能が実
用的に実現することが判る。尚、詳述しないが、発熱部
品との熱抵抗を別にすれば、本発明例の板型ヒートパイ
プ4と比較例の板型ヒートパイプ45の熱的性能は同様
であった。
As is clear from the results in Table 1, in the case of the plate type heat pipe 4 of the present invention, not only after the brazing step but also after the heat pipe processing, that is, after the completion of the plate type heat pipe. The high flatness of the contact surface with the heat-generating component to be cooled is easily realized. Therefore, it is understood that the plate-type heat pipe of the present invention can be easily connected to a heat-generating component with low thermal resistance, and excellent cooling performance can be practically realized by using this. Although not described in detail, the thermal performance of the plate-type heat pipe 4 of the example of the present invention and the plate-type heat pipe 45 of the comparative example were the same except for the thermal resistance with the heat-generating component.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の板型ヒー
トパイプは低い熱抵抗で発熱部品と接続することが容易
であり、これを用いれば優れた冷却性能が実用的に実現
するものである。
As described in detail above, the plate-type heat pipe of the present invention can be easily connected to a heat-generating component with a low thermal resistance, and if it is used, excellent cooling performance can be realized practically. It is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる板型ヒートパイプの一例を示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a plate-type heat pipe according to the present invention.

【図2】本発明に係わる板型ヒートパイプの他の例を示
す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing another example of the plate-type heat pipe according to the present invention.

【図3】本発明に係わる板型ヒートパイプの他の例を示
す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing another example of the plate-type heat pipe according to the present invention.

【図4】本発明例に係わる板型ヒートパイプの組み立て
状況を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an assembling state of the plate-type heat pipe according to the example of the present invention.

【図5】本発明例に係わる板型ヒートパイプの組み立て
状況を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an assembling state of the plate-type heat pipe according to the example of the present invention.

【図6】比較例に係わる板型ヒートパイプの組み立て状
況を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an assembling state of a plate-type heat pipe according to a comparative example.

【図7】従来の板型ヒートパイプとその適用例を示す断
面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional plate-type heat pipe and an application example thereof.

【図8】従来の板型ヒートパイプとその適用例を示す断
面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a conventional plate-type heat pipe and an application example thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 板型ヒートパイプ 10 上板 11 下板 120 中実部 121 中実部 122 中実部 13 空洞部 2 板型ヒートパイプ 21 下板 22 上板 220 中実部 221 中実部 222 中実部 23 空洞部 3 板型ヒートパイプ 30 上板 31 下板 320 中実部 321 中実部 322 中実部 33 空洞部 40 上板 41 下板 420 中実部 421 中実部 43 上板 440 中実部 441 中実部 44 下板 45 板型ヒートパイプ 5 板型ヒートパイプ 50 コンテナ 501 空洞部 51 放熱フィン 52 発熱部品 53 リード 54 プリント基板 6 板型ヒートパイプ60 コンテナ 601 空洞部 61 放熱フィン 62 発熱部品 620 発熱部品 63 リード 64 プリント基板 REFERENCE SIGNS LIST 1 plate heat pipe 10 upper plate 11 lower plate 120 solid portion 121 solid portion 122 solid portion 13 hollow portion 2 plate type heat pipe 21 lower plate 22 upper plate 220 solid portion 221 solid portion 222 solid portion 23 Cavity part 3 Plate type heat pipe 30 Upper plate 31 Lower plate 320 Solid part 321 Solid part 322 Solid part 33 Cavity part 40 Upper plate 41 Lower plate 420 Solid part 421 Solid part 43 Upper plate 440 Solid part 441 Solid portion 44 Lower plate 45 Plate heat pipe 5 Plate heat pipe 50 Container 501 Hollow portion 51 Heat radiating fin 52 Heat generating component 53 Lead 54 Printed circuit board 6 Plate heat pipe 60 Container 601 Hollow portion 61 Heat radiating fin 62 Heat generating component 620 Heat generation Components 63 Lead 64 Printed circuit board

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被冷却部品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、前記被冷却部品
相当する部分には前記板型ヒートパイプの両主面にまで
貫通した中実部が設けられている、板型ヒートパイプ。
1. A plate heat pipe provided to face a substrate on which a component to be cooled is mounted, wherein a portion corresponding to the component to be cooled penetrates to both main surfaces of the plate heat pipe. A plate-type heat pipe provided with a real part.
【請求項2】 前記中実部は、前記被冷却部品に相対す
る面側に突出している、請求項1記載の板型ヒートパイ
プ。
2. The plate-type heat pipe according to claim 1, wherein the solid portion protrudes toward a surface facing the component to be cooled.
【請求項3】 前記中実部は当該板型ヒートパイプの片
方の主面部と同一部材で構成している、請求項1または
2記載の板型ヒートパイプ。
3. The plate heat pipe according to claim 1, wherein the solid portion is formed of the same member as one main surface of the plate heat pipe.
【請求項4】 前記中実部は、作動流体が収容される空
洞部内壁の一部を構成しない請求項1〜3のいずれかに
記載の板型ヒートパイプ。
4. The plate-type heat pipe according to claim 1, wherein the solid portion does not form a part of an inner wall of the cavity in which the working fluid is stored.
【請求項5】 被冷却部品として半導体部品が実装され
たプリント基板に相対して前記板型ヒートパイプが配置
され、前記半導体部品は前記板型ヒートパイプと接続さ
れ、前記板型ヒートパイプにはヒートシンクが接合され
ている、板型ヒートパイプを用いた冷却構造。
5. The plate-shaped heat pipe is disposed opposite to a printed circuit board on which a semiconductor component is mounted as a component to be cooled, and the semiconductor component is connected to the plate-shaped heat pipe. A cooling structure using a plate-type heat pipe to which a heat sink is joined.
【請求項6】 前記ヒートシンクに送風するファンが備
わる請求項5記載の板型ヒートパイプを用いた冷却構
造。
6. The cooling structure according to claim 5, further comprising a fan for sending air to the heat sink.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008202813A (en) * 2007-02-16 2008-09-04 Mitsubishi Electric Corp Refrigerating cycle device and its manufacturing method

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