JPS63254754A - 電子素子体の冷却装置 - Google Patents
電子素子体の冷却装置Info
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- JPS63254754A JPS63254754A JP8909187A JP8909187A JPS63254754A JP S63254754 A JPS63254754 A JP S63254754A JP 8909187 A JP8909187 A JP 8909187A JP 8909187 A JP8909187 A JP 8909187A JP S63254754 A JPS63254754 A JP S63254754A
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- heat
- heat pipe
- metal block
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- electronic element
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Links
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 33
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は半導体素子等の電子素子体の冷却装置に関し
、特にその冷却構造に関するものである。
、特にその冷却構造に関するものである。
第5図および第6図は−例えば特開昭61−11326
5号公報に示されたこの穐装置の従来の構成を示すもの
で第5図は正面断面図、第6図は側面断面図である。こ
れら各図において、(1)は例えばサイリスタ、トラン
ジスタなどの半導体素子等の電子素子体(以下、半導体
素子と称す)、(IA)および(IB)は半導体素子(
1)の端子部、(2)はこれら端子部に密接して設けら
れた金属ブロックであり一半導体素子(1)の発熱を導
出するヒートシンクとなり、例えば銅等の熱伝導性の良
い金属で構成されている。(3)は金属ブロック(2)
に形成された底付穴であり、複数個形成されている。(
4)は半導体素子(1)の発熱を外部へ導くためのヒー
トパイプ装置であり、両端開口か密閉されたパイプ(4
A)の内部に例えばフロン、アンモニア、水等の作動液
体(5)が封入されている。尚、作動液体(5)は常時
はパイプ(4A)の一端側(4B)に位置するようにさ
れ、この一端側(4B)が金属ブロック(2)の底付穴
(3)に挿入されている。この場合、パイプ(4A)の
外径は上記底付穴(3)の内径に近い大きさとされてい
ることはいうまでもない。又、パイプ(4A)の他端側
(4C)には放熱用の冷却フィン(6)が設けられてい
る。(7)は各ヒートパイプ(4)の他端側(4C)を
覆うように設けられた風胴、(8)はこの風胴(7)に
冷風を供給するファンである。
5号公報に示されたこの穐装置の従来の構成を示すもの
で第5図は正面断面図、第6図は側面断面図である。こ
れら各図において、(1)は例えばサイリスタ、トラン
ジスタなどの半導体素子等の電子素子体(以下、半導体
素子と称す)、(IA)および(IB)は半導体素子(
1)の端子部、(2)はこれら端子部に密接して設けら
れた金属ブロックであり一半導体素子(1)の発熱を導
出するヒートシンクとなり、例えば銅等の熱伝導性の良
い金属で構成されている。(3)は金属ブロック(2)
に形成された底付穴であり、複数個形成されている。(
4)は半導体素子(1)の発熱を外部へ導くためのヒー
トパイプ装置であり、両端開口か密閉されたパイプ(4
A)の内部に例えばフロン、アンモニア、水等の作動液
体(5)が封入されている。尚、作動液体(5)は常時
はパイプ(4A)の一端側(4B)に位置するようにさ
れ、この一端側(4B)が金属ブロック(2)の底付穴
(3)に挿入されている。この場合、パイプ(4A)の
外径は上記底付穴(3)の内径に近い大きさとされてい
ることはいうまでもない。又、パイプ(4A)の他端側
(4C)には放熱用の冷却フィン(6)が設けられてい
る。(7)は各ヒートパイプ(4)の他端側(4C)を
覆うように設けられた風胴、(8)はこの風胴(7)に
冷風を供給するファンである。
次に動作について説明する。半導体素子(1)によって
発生された熱は金属ブロック(2)に伝達され、更に底
付穴(3)の壁面を経てヒートパイプ(4)の一端側(
4B)に伝達され、その内部に封入されている作動液体
(5)に伝達される。この結果1作動液体(5)は洲騰
あるいは蒸発して気化し、ヒートパイプ(4)の他端側
(4C)に移動する。他端側(4C)においては。
発生された熱は金属ブロック(2)に伝達され、更に底
付穴(3)の壁面を経てヒートパイプ(4)の一端側(
4B)に伝達され、その内部に封入されている作動液体
(5)に伝達される。この結果1作動液体(5)は洲騰
あるいは蒸発して気化し、ヒートパイプ(4)の他端側
(4C)に移動する。他端側(4C)においては。
ファン(8)からの冷却風によってその壁面が冷却され
ているため、一端側(4B)から移動してきた作動液体
(5)の蒸気が他端側(4C)の壁面で熱交換すること
により凝縮液化し−パイプ(4A)の壁面に沿って再び
一端側り4B)に還流する。このような作動液体(5)
の蒸発、液化作用の繰り返しにより半導体素子(1)の
発生熱を速やかに奪い外部に放熱し、半導体素子(1)
の冷却を行うようにしている。尚、ヒートパイプ(4)
の他端側(4C)の冷却はファン(8)によるタイプを
示したが、これは自然対流あるいは輻射による冷却であ
ってもよい。
ているため、一端側(4B)から移動してきた作動液体
(5)の蒸気が他端側(4C)の壁面で熱交換すること
により凝縮液化し−パイプ(4A)の壁面に沿って再び
一端側り4B)に還流する。このような作動液体(5)
の蒸発、液化作用の繰り返しにより半導体素子(1)の
発生熱を速やかに奪い外部に放熱し、半導体素子(1)
の冷却を行うようにしている。尚、ヒートパイプ(4)
の他端側(4C)の冷却はファン(8)によるタイプを
示したが、これは自然対流あるいは輻射による冷却であ
ってもよい。
しかしながら上述した従来装置では、金属ブロック(2
)の底付穴(3)の径をパイプ(4A)の外径と完全に
一致させることができず、底付穴(3)の径の方が大き
くされているため、両者間に空気層が生じる。
)の底付穴(3)の径をパイプ(4A)の外径と完全に
一致させることができず、底付穴(3)の径の方が大き
くされているため、両者間に空気層が生じる。
しかるにこの空気層は熱伝達率が悪いため半導体素子(
1)の冷却特性に著しく悪影響を与えていた。
1)の冷却特性に著しく悪影響を与えていた。
この空気層を除去して冷却特性を改善するために、底付
穴(3)の壁面とパイプ(4A)の一端側(4B)との
間に半田等の熱伝導率の良い部材を流し込むことか試み
られたか、パイプ(4A)の一端側(4B)の全面に半
田か付着したかどうかのチェックが難しく実用的ではな
かった。
穴(3)の壁面とパイプ(4A)の一端側(4B)との
間に半田等の熱伝導率の良い部材を流し込むことか試み
られたか、パイプ(4A)の一端側(4B)の全面に半
田か付着したかどうかのチェックが難しく実用的ではな
かった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであり、冷却特性の優れた電子素子体の冷却装置
を得ることを目的とする。
たものであり、冷却特性の優れた電子素子体の冷却装置
を得ることを目的とする。
この発明に係る電子素子体の冷却装置は、電子素子体が
装着され且つ電子素子体のヒートシンクになると共に底
付穴か形成された金属ブロック。
装着され且つ電子素子体のヒートシンクになると共に底
付穴か形成された金属ブロック。
この金属ブロックの底付穴に受熱部の開口端が底付穴の
底面に相対すると共に拡管により受熱部が底付穴の壁面
と一体密着されて挿着され、放熱部が受熱部から延在し
て金属ブロック近傍に配設され、内部に蒸発性を有する
作動液体を所定量封入されたヒートパイプ、このヒート
パイプの放熱部に装着された冷却フィンとを備えたもの
である。
底面に相対すると共に拡管により受熱部が底付穴の壁面
と一体密着されて挿着され、放熱部が受熱部から延在し
て金属ブロック近傍に配設され、内部に蒸発性を有する
作動液体を所定量封入されたヒートパイプ、このヒート
パイプの放熱部に装着された冷却フィンとを備えたもの
である。
この発明における冷却装置は、金属ブロックの底付穴の
壁面に拡管して一体密着させて挿着したヒートパイプの
受熱部で電子素子体で発生した熱を金属ブロックを介し
て吸収してヒートパイプの放熱部に輸送し外部に放熱す
る。
壁面に拡管して一体密着させて挿着したヒートパイプの
受熱部で電子素子体で発生した熱を金属ブロックを介し
て吸収してヒートパイプの放熱部に輸送し外部に放熱す
る。
以下、この発明の一実施例を第1図に基づいて説明する
。第1図において、(2)は金属ブロック、(3)は底
付穴、(9)はヒートパイプであり、金属ブロック(2
)の底付穴(3)に受熱部(9a)の開口端が底付穴(
3)の底面に相対すると共に拡管により受熱部(9a)
が底付穴(3)の壁面と一体密着されて挿着され、放熱
部(9b)が受熱部(9b)から延在して金属ブロック
(2)近傍に配設され、放熱部(9b)の開口端を封止
片(9C)で封止すると共に内部に蒸発性を有する作動
液体αCを所定量封入されている。αDはヒートパイプ
(9)の放熱部(9b)に装置されたフィンである。
。第1図において、(2)は金属ブロック、(3)は底
付穴、(9)はヒートパイプであり、金属ブロック(2
)の底付穴(3)に受熱部(9a)の開口端が底付穴(
3)の底面に相対すると共に拡管により受熱部(9a)
が底付穴(3)の壁面と一体密着されて挿着され、放熱
部(9b)が受熱部(9b)から延在して金属ブロック
(2)近傍に配設され、放熱部(9b)の開口端を封止
片(9C)で封止すると共に内部に蒸発性を有する作動
液体αCを所定量封入されている。αDはヒートパイプ
(9)の放熱部(9b)に装置されたフィンである。
次に動作について説明する。ヒートパイプ(9)の受熱
部(9a)は拡管によりその外表面が押しつぶされて金
属ブロック(2)の底付穴(3)の壁面に強固に一体密
着して結合され、両者間の結合力が大きなものとなると
共に密着性も非常に良好なものとなり、両者間の熱抵抗
を著しく低減することができる。
部(9a)は拡管によりその外表面が押しつぶされて金
属ブロック(2)の底付穴(3)の壁面に強固に一体密
着して結合され、両者間の結合力が大きなものとなると
共に密着性も非常に良好なものとなり、両者間の熱抵抗
を著しく低減することができる。
なぜならば、底付穴(3)にヒートパイプを挿着するこ
とが一般的に考えられるが、ヒートパイプと底付穴との
固定及び密着性のために一両者間に接着剤を介在させて
いるが、この場合、固着力については必要条件を満たせ
るが、密着性については両者間を完全に一体構造物とす
ることができず、接着剤中に気泡部を有すると共に接着
剤を両者間に隙間なく完全に充填することは非常に困難
なものとなり、熱抵抗が大きなものとなり冷却能力に制
限を受ける不具合を生じる。しかし、この発明によれば
、両者間を完全に密着させることができるので、熱抵抗
を無くすことができるといって過言ではない。この状態
でヒートパイプ(9)の放熱部(9b)の開口端を封止
片(9C)にて封止すると共にその内部に蒸発性を有す
る例えばフロン、アンモニア、水等の作動液体IGを所
定量封入すると−ヒートパイプ(9)を構成することが
できる。このヒートパイプ(9)はその結合部での熱抵
抗が無いので、熱効率が向上することになり、冷却特性
の非常に優れたものとなる。その結果、金属ブロック(
2)の底付穴(3)の壁面とヒートパイプ(9)の受熱
部(9a)の外表面との間に空気層が生じることがなく
、金属ブロック(2)からヒートパイプ(9)の受熱部
(9a)への熱伝達率が著しく向上し、半導体素子fi
+の冷却特性を着しく向上させることができる。
とが一般的に考えられるが、ヒートパイプと底付穴との
固定及び密着性のために一両者間に接着剤を介在させて
いるが、この場合、固着力については必要条件を満たせ
るが、密着性については両者間を完全に一体構造物とす
ることができず、接着剤中に気泡部を有すると共に接着
剤を両者間に隙間なく完全に充填することは非常に困難
なものとなり、熱抵抗が大きなものとなり冷却能力に制
限を受ける不具合を生じる。しかし、この発明によれば
、両者間を完全に密着させることができるので、熱抵抗
を無くすことができるといって過言ではない。この状態
でヒートパイプ(9)の放熱部(9b)の開口端を封止
片(9C)にて封止すると共にその内部に蒸発性を有す
る例えばフロン、アンモニア、水等の作動液体IGを所
定量封入すると−ヒートパイプ(9)を構成することが
できる。このヒートパイプ(9)はその結合部での熱抵
抗が無いので、熱効率が向上することになり、冷却特性
の非常に優れたものとなる。その結果、金属ブロック(
2)の底付穴(3)の壁面とヒートパイプ(9)の受熱
部(9a)の外表面との間に空気層が生じることがなく
、金属ブロック(2)からヒートパイプ(9)の受熱部
(9a)への熱伝達率が著しく向上し、半導体素子fi
+の冷却特性を着しく向上させることができる。
また、第2図に示すようにヒートパイプ(9)の放熱部
(9b)の径を受熱部(9a)の径より大きく構成する
ことにより、ヒートパイプ(9)内面の作動液体OCの
凝縮面積が増大し1作動液体0αの凝縮現象が活発とな
り熱輸送能力が増大する。即ち、半導体素子(1)の冷
却特性をさらに向上させることができる。
(9b)の径を受熱部(9a)の径より大きく構成する
ことにより、ヒートパイプ(9)内面の作動液体OCの
凝縮面積が増大し1作動液体0αの凝縮現象が活発とな
り熱輸送能力が増大する。即ち、半導体素子(1)の冷
却特性をさらに向上させることができる。
また、第3図、第4図にそれぞれ示すように、金属ブロ
ック(2)に形成する穴を貫通穴(9)とし、その貫通
端に位置するヒートパイプ(9)の受熱部(9為)の開
口端を封止片(9d)により封止することによってヒー
トパイプ(9)を構成するようにしてもよく、上記実施
例と同様の効果か期待できる。
ック(2)に形成する穴を貫通穴(9)とし、その貫通
端に位置するヒートパイプ(9)の受熱部(9為)の開
口端を封止片(9d)により封止することによってヒー
トパイプ(9)を構成するようにしてもよく、上記実施
例と同様の効果か期待できる。
この発明は以上説明した通り、電子素子体が装置され且
つ電子素子体のヒートシンクになると共に底付穴が形成
された金属ブロック、この金属ブロックの底付穴に受熱
部の開口端が底付穴の底面に相対すると共に拡管により
受熱部が底付穴の壁面と一体密着されて挿着され、放熱
部が受熱部から延在して金属ブロック近傍に配設され、
内部に蒸発性を存する作動液体を所定量封入されたヒー
トパイプ、このヒートパイプの放熱部に装置された冷却
フィンとを備えたことにより、ヒートパイプの受熱部と
金属ブロックとの密着性が非常に良好なものとなり1両
者間の熱抵抗を著しく低減でき一冷却特性の非常に優れ
たものとなり、電子素子体の熱を速やかに奪い効率よく
冷却できる爾信頼性の冷却装fItを得ることができる
。
つ電子素子体のヒートシンクになると共に底付穴が形成
された金属ブロック、この金属ブロックの底付穴に受熱
部の開口端が底付穴の底面に相対すると共に拡管により
受熱部が底付穴の壁面と一体密着されて挿着され、放熱
部が受熱部から延在して金属ブロック近傍に配設され、
内部に蒸発性を存する作動液体を所定量封入されたヒー
トパイプ、このヒートパイプの放熱部に装置された冷却
フィンとを備えたことにより、ヒートパイプの受熱部と
金属ブロックとの密着性が非常に良好なものとなり1両
者間の熱抵抗を著しく低減でき一冷却特性の非常に優れ
たものとなり、電子素子体の熱を速やかに奪い効率よく
冷却できる爾信頼性の冷却装fItを得ることができる
。
第1図はこの発明の一実施例による電子素子体の冷却装
置を示す要部正面断面図、第2図はこの発明の他の実施
例を示す要部正面断面図、第3図は別の発明の一実施例
を示す要部正面断面図、第4図は別の発明の他の実施例
を示す要部正面断面図である。第5図、第6図は従来の
電子素子体の冷却装置を示す正面断面図、側面断面図で
ある。 図において、(2)は金属ブロック、(3)は底付穴、
(9)はヒートパイプ、(9a)は受熱部、(9b)は
放熱部、cttbは作動液体、αDは冷却フィン、(9
)は貫通穴である。 尚1図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
置を示す要部正面断面図、第2図はこの発明の他の実施
例を示す要部正面断面図、第3図は別の発明の一実施例
を示す要部正面断面図、第4図は別の発明の他の実施例
を示す要部正面断面図である。第5図、第6図は従来の
電子素子体の冷却装置を示す正面断面図、側面断面図で
ある。 図において、(2)は金属ブロック、(3)は底付穴、
(9)はヒートパイプ、(9a)は受熱部、(9b)は
放熱部、cttbは作動液体、αDは冷却フィン、(9
)は貫通穴である。 尚1図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (4)
- (1)電子素子体が装着され且つ上記電子素子体のヒー
トシンクになると共に底材穴が形成された金属ブロック
、この金属ブロックの底付穴に受熱部の開口端が上記底
付穴の底面に相対すると共に拡管により上記受熱部が上
記底付穴の壁面と一体密着されて挿着され、放熱部が上
記受熱部から延在して上記金属ブロック近傍に配設され
、内部に蒸発性を有する作動液体を所定量封入されたヒ
ートパイプ、このヒートパイプの放熱部に装着された冷
却フィンとを備えたことを特徴とする電子素子体の冷却
装置。 - (2)ヒートパイプの放熱部は受熱部の径より大きい径
に構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の電子素子体の冷却装置。 - (3)電子素子体が装着され且つ上記電子素子体のヒー
トシンクになると共に貫通穴が形成された金属ブロック
、この金属ブロックの貫通穴に受熱部が拡管により上記
受熱部が上記貫通穴の壁面と一体密着されて挿着され、
放熱部が上記受熱部から延在して上記金属ブロック近傍
に配設され、上記受熱部、放熱部の開口端を封止すると
共に内部に蒸発性を有する作動液体を所定量封入された
ヒートパイプ、このヒートパイプの放熱部に装着された
冷却フィンとを備えたことを特徴とする電子素子体の冷
却装置。 - (4)ヒートパイプの放熱部は受熱部の径より大きい径
に構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第3項記
載の電子素子体の冷却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8909187A JPS63254754A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 電子素子体の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8909187A JPS63254754A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 電子素子体の冷却装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63254754A true JPS63254754A (ja) | 1988-10-21 |
Family
ID=13961210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8909187A Pending JPS63254754A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 電子素子体の冷却装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63254754A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5925929A (en) * | 1992-07-03 | 1999-07-20 | Hitachi, Ltd. | Cooling apparatus for electronic elements |
US7156158B2 (en) | 1997-10-20 | 2007-01-02 | Fujitsu Limited | Heat pipe type cooler |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61207039A (ja) * | 1985-03-11 | 1986-09-13 | Akutoronikusu Kk | 電力半導体冷却装置及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP8909187A patent/JPS63254754A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61207039A (ja) * | 1985-03-11 | 1986-09-13 | Akutoronikusu Kk | 電力半導体冷却装置及びその製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5925929A (en) * | 1992-07-03 | 1999-07-20 | Hitachi, Ltd. | Cooling apparatus for electronic elements |
US7156158B2 (en) | 1997-10-20 | 2007-01-02 | Fujitsu Limited | Heat pipe type cooler |
US7721789B2 (en) | 1997-10-20 | 2010-05-25 | Fujitsu Limited | Heat pipe type cooler |
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