JPS60133290A - ヒ−トパイプ - Google Patents

ヒ−トパイプ

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JPS60133290A
JPS60133290A JP23972983A JP23972983A JPS60133290A JP S60133290 A JPS60133290 A JP S60133290A JP 23972983 A JP23972983 A JP 23972983A JP 23972983 A JP23972983 A JP 23972983A JP S60133290 A JPS60133290 A JP S60133290A
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liquid
heat
heat pipe
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evaporation surface
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Shigeki Hirasawa
茂樹 平沢
Noriyuki Ashiwake
芦分 範之
Tadakatsu Nakajima
忠克 中島
Hisashi Nakayama
中山 恒
Takahiro Oguro
崇弘 大黒
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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
    • F28D15/04Heat-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 with tubes having a capillary structure

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  • Sustainable Development (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は高温部の熱を低温部に輸送するヒートパイプに
係り、特に電子部品で発生した熱を大気に放熱する放熱
装置に好適なヒートノ(イブ構造しこ関する。
〔発明の背景〕
第1図はプリント基板に電子部品力1搭載されており、
その放熱装置として従来のヒートノ(イブを利用してい
る様子を示した平面図である。第2図は第1図のA−A
’断面図である。プリント基板1上には電子部品2(た
とえばIC,LSI、抵抗体等)が取り付けられている
。電子部品2は動作時に熱を発生するため、ヒートパイ
プ3により、その熱の除去を行っている。ヒートパイプ
の密閉容器3内には毛細管作用を行う多孔物質4が内張
すされていて、この多孔物質4内には蒸発性の流体が含
浸しである。電子部品2で発生した熱は密閉容器3内の
多孔物質4に伝わり、多孔物質内の液体を蒸発する。こ
の時発生した蒸気は蒸気通路5を通って凝縮部6に移動
する。凝縮部6において周囲に放熱フィン7をもち、空
気で冷却されているため、蒸気は凝縮して液体になる。
生じた液体は多孔物質4に吸収された後、毛細管作用に
よって再び電子部品2の付いている多孔物質4に戻され
、前と同じサイクルを繰り返す。ところが、電子部品で
の発熱量は一様でなく、特に大きい発熱量の電子部品が
あったり、1つの電子部品の中でも局所的な発熱量の分
布があるため、従来のヒートパイプを用いた放熱装置で
は、局所的に大きい発熱部に接している多孔物質4にお
いて、液体の戻り量が不足し、乾きが生じて、放熱効果
が低下するという欠点があった。
また、実公昭57−29318号公報に示されろように
、中間板と上下蓋板からなるシートを積層したヒートパ
イプが知られているが、これも電子部品の発熱量の分布
が異なる場合を考慮したものではない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は発熱が不均一な電子部品の放熱を行う場
合でも、電子部品の発熱量の分布に合わせて熱除去を効
果的に行なうことのできるヒートパイプを提供すること
にある。
〔発明の概要〕
この発明の特徴は、ヒートパイプを積層構造とし、しか
も凝縮面から蒸発面への液体の戻り流路を蒸気通路から
分離された複数の導通管で構成して蒸発面での発熱量の
分布に応じて戻り液量を分配できるようにしたことにあ
る。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第3図〜第9図に従って説明する。
第3図は本発明のヒートパイプ8をプリント基板1上の
電子部品2の放熱装置として利用している様子を示した
平面図である。ヒートパイプ8は第4図〜第8図に示す
ように多数の層9を重ねた積層構造になっている。hj
 9は種々の形状のスリットや穴が設けられており、積
層構造とした時にそのスリットや穴がヒートパイプ8の
内部に液流路のための多数の導通管10、蒸発面11、
蒸気通路12.5縮面13を形成する。第4図に示した
ように液流路のための導通管10の両端は蒸発面11と
凝縮面13に接している。また、液流路のための導通管
10はその両端を除いて蒸発面11や蒸気通路12から
離れて独立に設けられている。第9図に示した分解図に
おいて、最外面の層]、4.15は穴のおいていない層
である。層15の隣りのM2Cには液流路の導通管、蒸
発面、蒸気通路、凝縮面を形成するためのスリット10
’と穴12′があけである。JP’16の隣りの層17
には蒸気通路、蒸発面、凝縮面を形成するための穴12
′があけである。層16と層17は交互に積層されてい
る。なお、層16と層17は複数枚ずつ重ねたり、層1
7が複数枚ごとに層16を1枚重ねることを繰り返して
@層してもよい。
なお、ヒートパイプ内の液流路のための導通管10及び
蒸発面11には蒸発性の液体(たとえば水、フロン、ア
ルコール)が含浸しである。
本発明の積層構造のヒートパイプは次のように製作され
る。第9図に示した分解図のように、各層ごとにあらか
じめスリットや穴をあけた薄板製作し、それらを接着剤
、半田付、ロー付、拡散接合により張り合わせることに
より積N4IF)造とする。
また、別の製作方法は、薄膜の塗布、硬化、エツチング
による穴あけ加工の繰返しにより積層構造とする。
次に本発明のヒートパイプの代表的な寸法を述べる。長
さ300nwn、幅121II11、高さlonwnの
ヒートパイプを製作するのに、銅、アルミ合金、シリコ
ンカーバイト等の熱伝導率のよい材質の厚さ0.02〜
1 noの薄膜を10〜500枚積層する。
液流路のための導通管は合計10〜100本で各断面は
幅0.1〜1 mm、高さ0.1−1 mmとし、蒸気
通路は高さ1〜8mとする。
次の本実施例の動作について第4図を用い説明する。電
子部品2で発生した熱はヒートパイプ8内の蒸発面11
に伝わる。蒸発面11は液膜でぬれているため、液体は
蒸発する。この時発生した蒸気は蒸気通路12を通って
凝縮面13の方へ移動する。凝縮面13は放熱フィン7
により冷却されているため、蒸気は凝縮して液体となる
。液流路の導通管10の一端は凝縮面13に接している
ため、生じた液体は毛細管作用によって導通管10内に
吸い込まれ、導通管10を通って蒸発面11に移動する
。導通管10の他端は蒸発面11に接しているため、液
体は表面張力の作用によって蒸発面11上に薄い液膜を
形成し、前と同じサイクルをくり返す。本実施例によれ
ば、液流路のための多数の導通1fj110は蒸発面1
1、蒸気通路12から独立して形成されているため、蒸
発面での発熱量の分布に応じて、液体を蒸発面の随所に
戻すことができ、蒸発面の乾きの発生を防止できる。第
4図では液流路のための導通管10を各電子部品2に同
数ずつ分配しているが、実際には発熱量の大きい電子部
品はど多数の導通管10を分配するのが望ましい。さら
に、各電子部品においても、その中で局所的に最も大き
い発熱部分に液戻り量が多くなるように導通管を設ける
ことが望ましい。第10図は、液流路の導通管10と蒸
発面11との接触する位置及び液流路の導通管の数を電
子部品ごとに変化させた場合のヒートパイプをプリント
基板上の電子部品の放熱装置として利用してい石様子を
示した断面図(第3図のB−B’断面図)である。
また、蒸発面11、凝縮面13を第5図、第7図に示す
ように凹凸のある構造とすると高い伝熱性能が得られる
。この構造は層の端部をずらせて積層することにより形
成される。また、蒸発面11に、第11図(第3図E−
E’断面図)に示したように、開口18が狭く、内部が
広い空洞19を設けるとさらに高い伝熱性能が得られる
第12図は本発明の他の実施例を示す外観図であり、第
13図はそのヒートパイプをプリント基板」二の電子部
品の放熱装置として利用している様子を示した断面図(
第3図のE−E’断面と同じ方向の断面である。第14
図は分解図である。この場合、積層する面を蒸発面11
、凝縮面13と平行にしである。このような構造の場合
、蒸発面11と凝縮面13が1枚の層15に形成される
ため、任意の面構造をあらかじめ加工した後、積層して
もよい。
また、第14図において蒸発面11と凝縮面13を形成
する層15を熱伝導率の高い材料(たとえば、銅、アル
ミ合金、シリコンカーバイト)とし、液流路の導通管1
0を形成する層、すなわち層15以外の層、を熱伝導率
の低い材料(たとえば、プラスチック、ステンレス)と
することにより、伝熱性能が高くかつ液流路中での気泡
の発生のないすぐれたヒートパイプとすることができる
第15図に本発明の他の実施例の断面図(第3図B−B
’断面と同じ方向の断面)を示す。プリン1〜基板上の
電子部品ごとにヒートパイプを取り付けたものである。
〔発明の効果〕
本発明のヒートパイプを電子部品の放熱装置に用いれば
、電子部品の発熱量が分布を持っている場合でも、その
発熱量の分布に合わせた内部構造のヒートパイプを設計
製作することができ、電子部品からの熱を効果的に除去
することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の放熱装置の平面図、第2図は第1図のA
−A’断面図、第3図は本発明の一実施例となるヒート
パイプを用いた放熱装置の平面図、第4図は第3図のB
−B’断面図、第5図は第3図のc−c’断面図、第6
図は第3図のD−D’断面図、第7図は第3図のE−E
’断面図、第8図は第3図のヒートパイプの外観図、第
9図は第8図のヒートパイプの内部構造を示す分解図、
第10図は他の実施例の内部構造を示す断面図、第11
図は他の蒸発面構造を示す分解図、第12図は本発明の
他の実施例を示す外観斜視図、第13図は他の実施例の
断面図、第14図は他の実施例の内部構造を示す分解図
、第15図は本発明の他の実施例を示す断面図である。 1・・・プリント基板、2・・・電子部品、3・・・ヒ
ートパイプ、4・・・多孔物質、訃・・蒸気通路、6・
・・凝縮部、7・・・放熱フィン、8・・ヒートパイプ
、9・・・層、10・・・液流路の導通管、11・・・
蒸発面、12・・・蒸気通路、13・・・凝縮面、14
.15・・・最外面の層、16、]、7・・・層、18
・・・開口、19・・・空洞。 代理人 弁理士 高橋明夫 第1い f20 」 ;1−タ圀 r 才乙m オフ図 、1tro訊 第11色

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 】、内部に蒸発面、凝縮面及びこれらをつなぐ蒸気通路
    と液流路を備え、高温部の熱を低温部に輸送するヒート
    パイプにおいて、ヒートパイプ本体が積層構造となって
    おり、前記の液流路のために導通管の両端が蒸発面及び
    凝縮面に接しており、両端以外ではその導通管が蒸発面
    や蒸気通路から分離して設けられていることを特徴とす
    るヒートパイプ。 2、前記積層構造がスリットや穴をもつ多数の薄板を積
    層状に張り合わせることにより形成されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のピー1−パイプ。 3、前記積層構造が、薄膜の塗布、硬化、エツチングに
    よる穴あけ加工の繰り返しにより形成されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のピー1−パイプ
    。 4、前記蒸発面及び凝縮面を凹凸のある面としたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のヒートパイプ。 5、前記蒸発面に出口が狭く、内部カー広b)空洞を設
    けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のヒー
    トパイプ。 6、前記積層構造を材質の異なる薄板の積層としたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のヒートパイプ
JP23972983A 1983-12-21 1983-12-21 ヒ−トパイプ Granted JPS60133290A (ja)

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JPH0532676B2 JPH0532676B2 (ja) 1993-05-17

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