KR20080107348A - 히트 파이프 - Google Patents

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KR20080107348A
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heat
plate
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heat dissipation
refrigerant
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KR1020087007380A
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스스무 우에다
겐지 오사와
가츠야 츠루타
도시아키 고타니
Original Assignee
가부시키가이샤 후치가미 미크로
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Abstract

소형으로서, 피냉각 장치로부터의 열을 냉매에 한층 전달하기 쉽게 하면서, 피냉각 장치를 계속 확실하게 냉각하여, 당해 피냉각 장치의 동작 상태를 안정하게 유지할 수 있는 히트 파이프를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 종래보다도 한층 방열 효과를 향상할 수 있는 소형의 히트 파이프를 제공한다. 주변부로까지 신장되는 증기 확산 유로(42)와, 당해 증기 확산 유로(42) 사이 및 오목부 대향 영역(47)에 형성된 모세관 유로(41)를 구비한 냉각부 본체(25)에 두께가 얇은 오목부(6)를 설치하고, 당해 오목부(6)에 LED 칩(2)을 탑재하도록 하였다. 이에 의해 히트 파이프(5)에서는, 오목부(6)가 얇은 분만큼 LED 칩(2)으로부터의 열이 냉매에 전달되기 쉬워져, 당해 열로 냉매(W)의 연속적인 순환 현상이 확실하게 반복하여 행해짐으로써, 냉매(W)가 증발할 때의 잠열에 의해 LED 칩(2)으로부터 열을 확실하게 빼앗아, LED 칩(2)의 발광 상태를 안정하게 유지할 수 있다.

Description

히트 파이프{HEAT PIPE}
본 발명은 히트 파이프에 관한 것으로, 특히 발광부에서 발생하는 열을 효과적으로 확산시켜, 발광부에 있어서의 온도의 상승을 억제하는 히트 파이프에 관한 것이다.
최근, 히트 파이프를 필요로 하는 장치로서는, 예를 들면 LED(Light Emitting Diode)를 탑재한 발광 장치가 있다. 즉, 다양한 용도로 이용되도록 되어 있는 LED는, 조명용 등의 하이 파워 LED의 개발도 진행되어, 열의 발생이 현저해지고, 발열에 의해 발광 상태가 불안정해져, 발광 이상을 일으킬 우려가 있으므로, 발광 상태를 안정하게 유지하기 위해, LED 칩을 냉각하는 기능을 갖는 냉각 장치(히트 파이프)가 필요 불가결해진다(예를 들면, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2 및 특허 문헌 3 참조).
그런데, 게임기 그 밖의 전자기기에 있어서도 LED는 많이 이용되고 있지만, LED의 발광 상태를 적정하게 유지하기 위해서는, 발광부의 온도의 상승을 억제하기 위한 냉각 장치가 필요하다. 그러나, 이들 전자기기의 스페이스는 한정되어 있어, 전자기기의 소형화를 도모하기 위해서는, 냉각 장치에 대해서도 소형으로 형성하는 것이 필요해진다.
특허 문헌 1 : 일본국 특허공개 2005-79467호 공보
특허 문헌 2 : 일본국 특허공개 2006-54211호 공보
특허 문헌 3 : 일본국 특허공개 2005-64047호 공보
[발명이 해결하고자 하는 과제]
특허 문헌 1에 기재된 냉각 장치는, 투사형 표시 장치에 이용되는 것이고, 도 30에 나타낸 바와 같이, 광을 출사하는 고체 광원(251)과, 고체 광원(251)을 올려놓는 기판(252)을 구비한 광원 장치에 설치되어 있고, 기판(252)에는 오목부(253)가 형성되고, 오목부(253) 위에는, 고체 광원(251)이 덮도록 배치되며, 오목부(253)와 고체 광원(251)에 의해, 고체 광원(251)과 열교환하는 냉매가 유동하는 유로(254)가 형성된 것이다.
이 구성에 의하면, 고체 광원(251)을 냉매에 의해 직접적으로 냉각하는 것이기 때문에, 냉각 효과가 우수하지만, 도전성의 냉매를 이용하고 있기 때문에, 냉매의 유로벽에 절연막을 설치하는 것이 필요해진다. 또, 기판(252)을 알루미늄 등의 고 방열성의 금속으로 형성한 경우에, 전극(255)과의 경계에 절연층(256)을 형성하지 않으면 안 된다. 또한, 냉매를 순환시키기 위해 순환 펌프가 필요해져, 장치의 구조가 복잡해지기 쉽다.
특허 문헌 2에 기재된 냉각 장치는, LED 신호기나 백색 발광 LED 램프에 이용되는 발광 장치에 탑재되는 것으로서, 도 31에 나타낸 바와 같이, LED 소자(261)가 서브마운트(262)에 탑재되고, 이 서브마운트(262)가 리드 프레임의 리드부(263A, 263B)의 선단부에 실장되어 있으며, LED 소자(261)와 서브마운트(262)의 사이에 범프(264)를 통해 전극(265A, 265B)이 형성되고, 리드부(263A, 263B)의 선단부와 서브마운트(262)의 사이에 전극(266A, 266B)이 형성되고, 리드부(263A, 263B), LED 소자(261) 및 서브마운트(262)가, 유리재에 의한 밀봉 부재(267)에 의해서 밀봉된 것이다.
이 구성에 의하면, 유리재에 의한 밀봉 부재(267)를 이용하고 있기 때문에, 450℃ 정도의 열을 가하지 않으면 성형할 수 없어, 열스트레스를 받기 쉽다. 또, 방열을 위해 열 용량이 큰 서브마운트(262)를 설치하는 것이 필요해진다.
특허 문헌 3에 기재된 냉각 장치는, 퍼스널 컴퓨터, 프린터, PDA, 팩시밀리, 페이저, 휴대전화 등의 민생 기기에 사용되는 발광 장치에 설치되는 것이고, 도 32에 나타낸 바와 같이, 유리 에폭시 수지로 이루어지는 회로 기판(271)의 대략 중앙부에 형성된 관통구멍(272)에 Al, Cu재 등으로 이루어지는 고 방열 부재(273)를 고착하고, 그 상면에 LED 칩(274)을 실장하여, LED 칩(7274)을 덮도록 투광성 수지(275)로 밀봉한 것이다.
이 구성에 의하면, 고 방열 부재(273)의 두께가 제한을 받기 쉽고, 방열의 효과가 얻어지기 어렵다.
상술한 바와 같은 냉각 장치의 필요성은, LED의 경우에 한정되지 않고, 레이저 다이오드 등의 다른 발광 소자에 대해서도 말할 수 있는 것이고, 소형으로서 우수한 냉각 기능을 갖는 발광 장치가 요구되고 있다. 또, 냉각 기능을 충분히 발휘하기 위해서는, 냉각부를 구성하는 부재가 발열에 충분히 견딜 수 있는 구조인 것이 필요하다.
그리고, 이러한 발광 소자를 냉각하는 냉각 장치로서의 히트 파이프는, 발광 소자에 한정되지 않고, 항상 계속 고속으로 동작하여 열량이 큰 CPU(Central Processing Unit) 등의 각종 피냉각 장치를 효율적으로 냉각할 때에도 필요해지고, 박형을 유지하면서, 피냉각 장치로부터의 열을 냉매에 한층 전달하기 쉽게 하여 열전도성을 향상시키고, 열에 의해 피냉각 장치의 동작 상태가 불안정해지지 않도록 하는 것이 요망되고 있다.
본 발명은, 이상의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 소형으로서, 피냉각 장치로부터의 열을 냉매에 한층 전달하기 쉽게 하면서, 피냉각 장치를 계속 확실하게 냉각하여, 당해 피냉각 장치의 동작 상태를 안정하게 유지할 수 있는 히트 파이프를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 종래보다 한층 방열 효과를 향상할 수 있는 소형의 히트 파이프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
이상의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 히트 파이프는, 상판 및 하판 중 어느 한쪽에 피냉각 장치를 설치하기 위한 배치부를 갖고, 상기 상판과 상기 하판의 사이에 1 또는 복수의 중판을 설치한 냉각부 본체를 구비하고, 상기 냉각부 본체의 내부에는, 냉매가 증기가 되어 상기 피냉각 장치에서 발생하는 열을 상기 냉각부 본체의 주변부에 전달하는 증기 확산 유로와, 상기 중판에 설치되어, 상기 주변부에서 응축한 냉매가 상기 배치부측으로 되돌아오도록 구성된 모세관 유로가 설치되어 있고, 상기 배치부에는, 다른 영역보다 두께가 얇게 형성되어, 상기 피냉각 장치를 탑재시키기 위한 오목부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 히트 파이프는, 상판 및 하판 중 어느 한쪽에 피냉각 장치를 설치하기 위한 배치부를 갖고, 상기 상판과 상기 하판의 사이에 1 또는 복수의 중판을 설치한 냉각부 본체를 구비하고, 상기 냉각부 본체의 내부에는, 냉매가 증기가 되어 상기 피냉각 장치에서 발생하는 열을 상기 냉각부 본체의 주변부에 전달하는 증기 확산 유로와, 상기 중판에 설치되어, 상기 주변부에서 응축한 냉매가 상기 배치부측으로 되돌아오도록 구성된 모세관 유로가 설치되어 있고, 상기 냉각부 본체의 내부에는, 상기 배치부에 대향한 영역에 상기 모세관 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 히트 파이프는, 상판 및 하판 중 어느 한쪽에 피냉각 장치를 설치하기 위한 배치부를 갖고, 상기 상판과 상기 하판의 사이에 1 또는 복수의 중판을 설치한 냉각부 본체를 구비하고, 상기 냉각부 본체의 내부에는, 냉매가 증기가 되어 상기 피냉각 장치에서 발생하는 열을 상기 냉각부 본체의 주변부에 전달하는 증기 확산 유로와, 상기 중판에 설치되어, 상기 주변부에서 응축한 냉매가 상기 배치부측으로 되돌아오도록 구성된 모세관 유로가 설치되어 있고, 상기 상판, 상기 하판 및 상기 중판 중 어느 하나의 주변 외측부에 방열 핀이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 히트 파이프는, 상판 및 하판 중 어느 한쪽에 피냉각 장치를 설치하기 위한 배치부를 갖고, 상기 상판과 상기 하판의 사이에 1 또는 복수의 중판을 설치한 냉각부 본체를 구비하고, 상기 냉각부 본체의 내부에는, 냉매가 증기가 되어 상기 피냉각 장치에서 발생하는 열을 상기 냉각부 본체의 주변부에 전달하는 증기 확산 유로와, 상기 중판에 설치되어, 상기 주변부에서 응축한 냉매가 상기 배치부측으로 되돌아오도록 구성된 모세관 유로가 설치되어 있고, 상기 배치부에는, 다른 영역보다 두께가 얇게 형성되어, 상기 피냉각 장치를 탑재시키기 위한 오목부를 구비하고, 상기 냉각부 본체의 내부에는, 상기 배치부에 대향한 영역에 상기 모세관 유로가 형성되고, 상기 상판, 상기 하판 및 상기 중판 중 어느 하나의 주변 외측부에 방열 핀이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 히트 파이프는, 상기 방열 핀이, 상기 주변 외측부에 연속하여 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 히트 파이프는, 상기 방열 핀이, 상기 상판, 상기 하판 및 중판의 주변 외측부에 설치되어 있고, 상기 상판과 상기 하판과 상기 중판을 적층했을 때에, 상기 상판의 방열 핀과 상기 하판의 방열 핀과 상기 중판의 방열 핀이 서로 비접촉이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 히트 파이프는, 상기 방열 핀이, 상기 상판의 상면 또는 상기 하판의 하면에 대해 수평 또는 임의의 각도를 이루고 절곡하여 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 히트 파이프는, 상기 상판의 방열 핀, 상기 중판의 방열 핀 및 상기 하판의 방열 핀이, 서로 비접촉이 되도록 다른 형성 패턴으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 히트 파이프는, 상기 중판에 복수의 관통구멍이 형성되어 있고, 상기 관통구멍은, 서로 이웃하는 상기 중판마다 위치를 어긋나게 하여 설치되어, 상기 상판으로부터 상기 하판을 상하 방향에서 보았을 때에, 상기 모세관 유로가, 상기 상하 방향으로부터 비스듬한 방향으로 기울어 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 히트 파이프는, 상기 냉각부 본체와, 이 냉각부 본체 상에 실장되는 상기 피냉각 장치가 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 히트 파이프는, 상기 피냉각 장치가 발광 소자인 것을 특징으로 한다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면, 소형으로서, 피냉각 장치로부터의 열을 냉매에 한층 전달하기 쉽게 하면서, 피냉각 장치를 계속 확실하게 냉각하여, 당해 피냉각 장치의 동작 상태를 안정하게 유지할 수 있다.
또, 종래보다 한층 방열 효과를 향상할 수 있는 소형의 히트 파이프를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 발광 장치의 전체 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'와, B-B'에 있어서의 발광 장치의 단면 구성을 도시한 단면도이다.
도 3은 오목부의 상세 단면 구성을 도시한 단면도이다.
도 4는 실시예 1의 히트 파이프를 구성하는 상판과, 제1 패턴 중판과, 제2 패턴 중판과, 하판을 분해하여 도시한 사시도이다.
도 5는 히트 파이프의 외관 구성을 도시한 사시도이다.
도 6은 하판 상에 제1 패턴 중판과 제2 패턴 중판을 적층시켰을 때의 모양과, 관통구멍을 어긋나게 하여 모세관 유로를 형성했을 때의 모양을 도시한 개략도이다.
도 7은 모세관 유로 및 증기 확산 유로가 형성되는 모양(1)을 도시한 개략도이다.
도 8은 관통구멍이 어긋나 미세한 모세관 유로가 형성되는 모양을 도시한 개략도이다.
도 9는 모세관 유로 및 증기 확산 유로가 형성되는 모양(2)을 도시한 개략도이다.
도 10은 히트 파이프의 정면 구성 및 그 측면 구성을 도시한 개략도이다.
도 11은 히트 파이프에 대한 제조 방법의 일례(1)를 도시한 개략도이다.
도 12는 히트 파이프에 대한 제조 방법의 일례(2)를 도시한 개략도이다.
도 13은 밀봉 부재를 변형시켜 밀봉할 때의 프로세스를 도시한 개략도이다.
도 14는 냉매 주입용 구멍의 정면 구성을 도시한 개략도이다.
도 15는 냉매의 순환 현상의 모양을 도시한 상세 측단면도이다.
도 16은 증기 확산 흐름용 구멍이 방사형상으로 복수 형성된 중판에 있어서의 냉매의 순환 현상의 모양을 도시한 개략도이다.
도 17은 실시예 2의 히트 파이프를 구성하는 상판과, 제1 패턴 중판과, 제2 패턴 중판과, 하판을 분해하여 도시한 사시도이다.
도 18은 냉각부 본체의 표면에 대해 수직으로 절곡하여 방열 핀을 형성한 예를 도시한 사시도이다.
도 19는 수직으로 절곡하여 방열 핀을 형성한 냉각부 본체의 정면 구성 및 그 측면 구성을 도시한 개략도이다.
도 20은 실시예 4에 의한 발광 장치의 전체 구성의 사시도이다.
도 21은 실시예 4의 히트 파이프를 구성하는 상판과, 핀이 부착된 중판과, 핀이 없는 중판과, 하판을 분해하여 도시한 사시도이다.
도 22는 실시예 4에 있어서의 발광 장치의 단면 구성을 도시한 단면도이다.
도 23은 실시예 5에 있어서의 히트 파이프의 단면 구성을 도시한 단면도이다.
도 24는 실시예 5의 히트 파이프를 구성하는 상판과, 핀이 부착된 중판과, 하판을 분해하여 도시한 사시도이다.
도 25는 실시예 6에 있어서의 발광 장치의 단면 구성을 도시한 단면도이다.
도 26은 히트 파이프의 정면 구성 및 그 측면 구성을 도시한 개략도이다.
도 27은 제1 패턴 중판의 정면 구성을 도시한 개략도이다.
도 28은 냉각부 본체에 방열 핀이 연속하여 일체적으로 형성된 히트 파이프의 온도 분포를 나타낸 서모그래피에 의한 측정 결과와, 당해 온도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 29는 방열 핀이 별체의 구리제 히트 스프레더의 온도 분포를 나타낸 서모그래피에 의한 측정 결과와, 당해 온도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 30은 방열 핀을 설치하지 않은 히트 파이프의 온도 분포를 나타낸 서모그래피에 의한 측정 결과와, 당해 온도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 31은 특허 문헌 1에 기재된 발광 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 32는 특허 문헌 2에 기재된 발광 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 33은 특허 문헌 3에 기재된 발광 장치의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 히트 파이프는, 평판형상의 상판과, 평판형상의 하판 중 어느 한쪽에 피냉각 장치를 설치하기 위한 배치부를 갖고, 이들 상판 및 하판의 사이에 1 또는 복수의 평판형상의 중판이 끼워진 냉각부 본체를 구비하고 있다. 또, 예를 들면 상판의 위쪽 바깥면에 배치부를 설치한 경우, 이 배치부에는, 그 일부 영역에 다른 영역의 두께보다 얇게 형성한 오목부가 설치되고, 이 오목부 내에 피냉각 장치가 탑재된다.
여기에서 오목부는, 피냉각 장치를 수용할 수 있으면, 사변형상이나 원형상 등의 여러 가지의 형상이어도 되고, 바람직하게는 피냉각 장치와 동일 형상으로 하여, 당해 피냉각 장치만을 수납하는 크기로 선정되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 이 히트 파이프에서는, 오목부의 영역의 두께가, 배치부의 다른 영역보다 얇게 형성되어 있고, 이 오목부에 피냉각 장치를 탑재시킴으로써, 오목부의 두께를 얇게 한 분만큼, 피냉각 장치에서 발생하는 열이 냉각부 본체 내의 냉매에 전달되 기 쉬워진다.
냉각부 본체의 내부에는, 냉각부 본체의 주변부측으로 증기를 확산시키는 유로(이하, 이것을 증기 확산 유로라고 부른다)와, 상판 및 하판 사이를 상하 방향에서 보았을 때에, 모세관 현상에 의해 당해 상하 방향이나 비스듬한 방향으로 냉매가 흐르는 유로(이하, 이것을 모세관 유로라고 부른다)가, 1 또는 복수의 중판에 의해 형성되어 있다. 덧붙여 말하면, 상판의 아래쪽 내면에는 격자형상 등으로 이루어지는 오목한 홈부가 형성되어 있음과 더불어, 하판의 위쪽 내면에는 격자형상 등으로 이루어지는 오목한 홈부가 형성되어 있고, 이들 상판의 아래쪽 내면에 형성된 오목부(이하, 이것을 상판 내면 홈부라고 부른다)와, 하판의 위쪽 내면에 형성된 오목부(이하, 이것을 하판 내면 홈부라고 부른다)를 통해 증기 확산 유로 및 모세관 유로가 연통되어 있다.
또한, 상판 내면 홈부 및 하판 내면 홈부는, 하기의 실시에 중에서는 돌기기둥에 의해 구분되어 격자형상으로 형성되지만, 그 이외의 예를 들면 그물코 등의 형상 패턴으로 형성해도 된다. 이 경우, 돌기기둥은, 그것에 대응하여 그 횡단면이 정사각형, 원형, 타원형, 다각형, 별형의 기둥형상으로 형성된다.
그리고, 이 히트 파이프에서는, 이와 같이 냉각부 본체 내에 있어서 중판에 의해 형성된 모세관 유로에 의해 모세관 현상이 발생하도록 구성되어 있고, 이 모세관 현상에 의해 배치부에 형성한 오목부 근방까지 냉매가 인도된다.
이에 의해, 피냉각 장치의 동작에 의해 발생하는 열이 냉각부 본체 내의 냉매에 전달되면, 냉매가 증발할 때의 잠열에 의해 피냉각 장치를 냉각함과 더불어, 냉매의 증기가 증기 확산 유로를 통해 냉각부 본체의 주변부까지 확산되어, 당해 주변부에 있어서 응축한다. 이 응축하여 액화한 냉매는, 모세관 현상에 의해 상판 내면 홈부 및 하판 내면 홈부를 통해 모세관 유로로 들어가, 냉각부 본체의 오목부의 영역과 거의 동일 형상으로 이루어져, 당해 오목부에 대향한 영역(이하, 간단히 오목부 대향 영역이라고 부른다)에서 발생하는 증발에 의한 부압으로 인장되어 당해 오목부 대향 영역까지 다시 되돌아와, 증발 잠열에 의해 피냉각 장치에서 발생한 열을 흡열한다. 이러한 냉매의 순환이 연속적으로 반복하여 행해짐으로써, 종래보다 유효하게 열확산이 행해진다.
또, 본원 발명의 히트 파이프에서는, 오목부에 피냉각 장치를 탑재함으로써 피냉각 장치로부터의 열이 오목부의 바닥면뿐만 아니라, 당해 오목부의 둘레벽으로부터도 상판 전체에 전달되어, 당해 상판으로부터 냉각부 본체 내의 냉매에 한층 전달되기 쉬워진다. 이에 의해 히트 파이프에서는, 상판으로부터 전달된 열을 증기 확산 유로 및 모세관 유로에 의한 냉매의 연속적인 순환에 의해 효율 좋게 방열할 수 있으므로, 피냉각 장치로부터의 열이 오목부 내에서 가득 차지도 않고, 피냉각 장치의 동작 상태가 열에 의해 불안정해지는 일도 없다. 그 결과, 피냉각 장치는, 열에 의해 동작 이상을 일으키지 않고, 안정하게 계속 동작할 수 있다.
덧붙여 말하면, 여기에서 냉각부 본체를 구성하는 상판, 하판 및 중판의 재료로서는 열전도성의 높은 구리, 구리 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 철, 철 합금, 스테인리스, 금, 은 등이 적합하고, 냉각부 본체를 상기의 재료에 의해 형성함으로써, 당해 냉각부 본체의 하면 등을 정밀도 좋게 평탄면으로 마무리할 수 있다. 또 박형화를 도모하기 위해, 상판이나 하판의 판두께는 500∼2000μm의 범위 내로 하는 것이 적합하고, 상판 내면 홈부 및 하판 내면 홈부의 깊이(즉, 돌기기둥의 높이)는 100∼1000μm의 범위 내이다. 또한, 중판의 판두께는 50∼500μm의 범위 내로 하는 것이 적합하다. 또, 냉매는 물(순수, 증류수 등), 에탄올, 메탄올, 아세톤 등이 적합하다.
또, 오목부에 있어서는, 두께가 얇은 분만큼 피냉각 장치로부터 발생한 열을 히트 파이프 내의 냉매에 전달하기 쉬워지므로, 그 만큼 액순환 특성을 더욱 향상시켜 한층 신속하게 피냉각 장치를 냉각시킬 수 있다. 여기에서 오목부의 깊이는, 피냉각 장치를 탑재시켰을 때에 당해 피냉각 장치의 상부가 상판으로부터 돌출하지 않거나, 혹은 약간 돌출하는 정도로 선정함으로써, 박형화를 도모할 수 있다.
여기에서 배치부 자체를 오목부로 해도 되고, 배치부의 여러 가지의 개소에 오목부를 설치해도 된다. 또, 오목부는, 상판의 중앙부뿐만 아니라 중앙부에서 어긋나게 하여 주변측에 형성하거나, 1개 또는 복수 설치하도록 해도 된다. 오목부를 복수 설치한 경우에는, 직선형상으로 일렬로 나열하여 형성하거나, 혹은 원형상, 사변형상으로 나열하여 설치하도록 해도 된다. 히트 파이프는, 냉각부 본체 내에 있어서 오목부를 중심으로 하여 주변부를 향해 방사형상으로 증기 확산 유로를 형성하고, 또한 오목부 대향 영역에 모세관 유로를 형성함으로써, 모세관 유로의 모세관 현상에 의해 냉매를 오목부 근방으로까지 인도할 수 있어, 모든 피냉각 장치를 효율적으로 냉각시킬 수 있다.
또, 히트 파이프는, 증기 확산 유로를 예를 들면 4모서리의 모든 모서리 각 부(角部)를 포함시켜 주변부를 향해 방사형상으로 형성함으로써, 냉각부 본체 전체를 고르게 이용하여 피냉각 장치의 열을 효율적으로 방열할 수 있으므로, 열전도 효과를 높게 할 수 있어, 히트 파이프로서 최적이라고 말할 수 있다. 여기에서 증기 확산 유로의 형상은, 띠형상이나 사다리꼴형상, 혹은 중앙부로부터 주변부를 향해 폭 치수가 점차 넓어지거나 좁아져도 되고, 이 밖에 여러 가지의 형상이어도 된다.
중판이 복수인 경우에는, 서로 겹쳐진 증기 확산 유로용 구멍이 완전히 겹치도록 해도 되고, 증기 확산 유로용 구멍이 폭 방향으로 어긋나도록 해도 된다. 중판이 1장일 때는, 증기 확산 유로용 구멍 자체가 증기 확산 유로가 된다. 또한, 후술하는 실시예에 있어서는, 중판은 증기 확산 유로용 구멍이 폭 방향으로 어긋나지 않도록 겹쳐져 있다.
또, 중판이 복수인 경우에는, 이들 복수의 중판을 서로 겹치게 함으로써, 서로 겹쳐진 관통구멍에 의해, 증기 확산 유로에 연통한 모세관 유로가 형성된다. 또한, 각 중판의 관통구멍은, 각 중판마다 다른 패턴으로 형성되어 있는 경우나, 모든 중판에 있어서 동일 패턴으로 형성되어 있는 경우도 있다. 또, 중판이 1장일 때에는, 관통구멍 자체가 모세관 유로가 된다.
즉, 각 중판의 각 관통구멍의 위치, 형상, 크기가 완전히 일치하여, 각 중판의 관통구멍의 대응하는 것끼리로 그것과 동일 위치, 동일 형상, 동일 크기의 모세관 유로가 구성되도록 중판을 상판 및 하판 사이에 설치하도록 하는 양태가 있을 수 있다. 이 경우의 관통구멍 나아가서는 모세관 유로의 형상은, 예를 들면 사각 형(예를 들면 정사각형 혹은 직사각형)으로, 각에 아르(R)가 붙어 있어도 된다. 또, 기본적으로는 사각형이긴 하지만, 그 일부 내지 전부의 변의 면(모세관 유로의 내주면)이 물결형상, 주름형상 등, 표면적이 넓어지도록 해도 된다. 왜냐하면, 모세관 유로의 내주면의 표면적이 넓으면 냉각 효과가 강해지기 때문이다. 또, 모세관 유로의 형상은, 육각형이어도 되고, 원형이어도 되고, 타원이어도 된다.
그러나, 상판 및 하판 사이를 상하 방향에서 보았을 때에, 당해 상하 방향과 직교하는 평면 방향으로부터의 모세관 유로의 단면적을, 보다 작게 형성하기 위해서는, 복수의 중판을, 그 관통구멍끼리가 완전히 정합하는 위치로부터 적절히 어긋나게 하여, 일부만이 겹치도록 하면, 모세관 유로의 실질적인 단면적을, 중판의 각 관통구멍의 평면 방향의 단면적에 비해 작게 할 수 있다.
구체적으로는, 예를 들면 중판이 2장인 경우에 있어서는, 당해 2장의 중판의 관통구멍의 크기, 형상, 배치 피치를 동일하게 하면서, 그 배치 위치를 그 배치 피치의 2분의 1만큼 소정 방향(예를 들면, 가로방향(관통구멍이 사변형상일 때 한 변 방향))으로 어긋나게 하면, 모세관 유로의 실질적인 단면적을, 각 중판의 관통구멍의 단면적의 약 2분이 1로 작게 할 수 있다. 또한, 2장의 중판의 관통구멍의 배치 위치를 상기 한 방향과 교차하는 방향(예를 들면 세로방향(관통구멍의 한 변 방향과 직교한 다른 변 방향))으로도 어긋나게 하면, 모세관 유로의 실질적인 단면적을, 중판의 각 관통구멍의 단면적의 약 4분의 1로 작게 할 수 있다. 또한, 각 중판에 있어서 관통구멍을 어긋나게 하여 배치한 경우에는, 냉매가 상하 방향뿐만 아니라, 당해 상하 방향으로부터 비스듬한 방향으로 기울어 흐르는 모세관 유로가 형 성되게 된다.
특히, 이 히트 파이프에서는, 이러한 모세관 유로를 오목부 대향 영역 내에 형성함으로써, 당해 모세관 유로에 의한 모세관 현상에 의해 오목부 대향 영역 내에 냉매가 머물기 쉬운 구조로 되어 있으므로, 당해 피냉각 장치를 냉각부 본체의 위쪽에 배치시켜도, 중력에 관계없이 오목부의 아래쪽 근방으로까지 냉매를 확실하게 인도할 수 있고, 이렇게 해서 당해 오목부에 탑재되는 피냉각 장치를 히트 파이프의 설치 상태에 관계없이, 확실하게 냉각시킬 수 있다.
또한, 모세관 유로는, 오목부 대향 영역뿐만 아니라, 배치부에 대향하는 영역(이하, 이것을 배치부 대향 영역이라고 부른다) 전체에도 형성하도록 해도 된다. 이 경우에는, 오목부 대향 영역보다 한층 넓은 배치부 대향 영역에 한층 많은 냉매를 확실하게 인도할 수 있고, 이렇게 해서 피냉각 장치의 주변 부분으로부터 피냉각 장치를 확실하게 냉각시킬 수 있다.
또, 모세관 유로는, 중판의 관통구멍으로 형성하지 않아도, 예를 들면 소정의 크기로 이루어지는 관통구멍의 중공(中空) 영역에 섬유 부재를 채워 넣음으로써 섬유 영역을 형성하고, 당해 섬유 부재를 고밀도로 밀집시킴으로써, 모세관 현상을 발생시키도록 해도 된다.
그리고, 이 히트 파이프는, 냉각부 본체와, 이 냉각부 본체 상에 실장되는 피냉각 장치가 밀착되는 구조로 함으로써, 피냉각 장치로부터 냉각부 본체로의 열의 전달이 신속하게 행해져, 냉각 효과를 더욱 높일 수 있다. 또한, 히트 파이프의 크기는, 피냉각 장치의 발열량에 따라 적절히 정할 수 있고, 당해 피냉각 장치 의 발열량이 작은 경우에는, 히트 파이프의 크기를 작게 하여, 보다 소형화할 수 있다.
여기에서 피냉각 장치로서 발광 소자를 이용한 경우에는, 발광 소자로부터의 광을 오목부의 둘레벽이나 바닥면에서 반사시켜, 당해 발광 소자로부터의 광을 구면 반사시킬 수 있고, 이렇게 해서 원하는 방향으로 효율 좋게 광을 조사시킬 수 있다.
또 오목부의 둘레벽은, 90도 이하의 임의의 경사 각도를 형성함으로써, 당해 발광 소자로부터 발생하는 광을 원하는 방향으로 구면 반사시킬 수 있다. 또한 오목부의 둘레벽과 바닥면의 사이에 필요에 따라 테이퍼형상으로 형성함으로써, 발광 소자로부터 발생하는 광을 원하는 방향으로 반사시킬 수 있다. 덧붙여 말하면, 발광 소자로서는, LED나 레이저 다이오드 등과 같이 발광할 때에 열을 발생하는 여러 가지의 발광 소자가 적용될 수 있다.
덧붙여 말하면, 오목부는, 발광 소자를 탑재시켰을 때에 당해 발광 소자의 상부가 상판으로부터 돌출하지 않거나, 혹은 약간 돌출하는 정도로 그 깊이를 선정함으로써, 당해 발광 소자로부터 발생하는 보다 많은 광을 오목부에 의해 한층 반사시킬 수 있다.
또한, 이 히트 파이프에서는, 오목부의 표면에 반사율이 높은 재료인 니켈 도금이나 메탈 증착 등에 의해 광반사막을 성막하도록 해도 되고, 이러한 오목부 내에 발광 소자를 탑재함으로써, 발광 소자를 냉각하면서, 당해 발광 소자로부터 발생하는 광을 오목부의 둘레벽이나 바닥면에서 더욱 반사시켜, 당해 발광 소자가 발생하는 광의 산란을 방지하고, 또한 한층 원하는 방향으로 효율적으로 광을 구면 반사시킬 수 있다. 또한, 광반사막을 백색계로 함으로써, 더욱 발광 소자가 발생하는 광을 반사시킬 수 있다.
다음에, 냉각부 본체를 형성하는 상판과, 하판과, 이들 상판 및 하판의 사이에 끼워 넣어진 1 또는 복수의 중판 중 어느 하나의 주변 외측부에 방열 핀을 설치하도록 한 히트 파이프에 대해 설명한다.
이 히트 파이프에서는, 상술한 바와 같이 증기 확산 유로 및 모세관 유로에 의한 냉매의 연속적인 순환에 의해 피냉각 장치로부터의 열을 효율 좋게 방열함과 더불어, 증기 확산 유로를 흐르는 냉매에 의해 냉각부 본체의 주변부까지 확산시킨 열을, 당해 방열 핀에 전달할 수 있고, 당해 방열 핀을 통해 열 용량이 큰 외계의 공기에 열을 전달하여, 한층 방열 효과를 높일 수 있다.
또, 이러한 히트 파이프에서는, 접착층을 설치하지 않고 상판이나 하판, 1 또는 복수의 중판의 외측부에서 방열 핀을 연속하여 일체적으로 형성함으로써, 냉각부 본체 및 방열 핀 사이에 큰 열저항 없이, 증기 확산 유로를 흐르는 냉매를 통해 냉각부 본체의 주변부까지 확산시킨 열이 그대로 전달되기 쉬워지므로, 냉각부 본체와 방열 핀의 온도 변화가 작아져, 한층 방열 효과를 높일 수 있다.
여기에서 방열 핀은, 상판이나 하판, 1 또는 복수의 중판의 모두에 설치하도록 해도 되고, 또 상판과, 하판과, 1 또는 복수의 중판 중, 그 어느 하나에 설치하도록 해도 된다. 방열 핀의 형상은, 띠형상이나 사각형상, 직사각형상, 삼각형상 등 이 밖에 여러 가지의 형상이어도 된다. 요점은 방열 핀의 형상이나 수는, 히트 파이프를 설치하는 장소나, 당해 히트 파이프에 탑재되는 피냉각 장치의 열량에 따라 선정하면 된다.
이 경우, 상판 및 하판 사이에 1 또는 복수의 중판을 끼워 넣어 일체화시켰을 때에, 서로 이웃하는 상판 및 중판과, 하판 및 중판과, 중판끼리에 각각 형성된 방열 핀이, 위치를 어긋나게 하도록 배치됨으로써, 방열 핀끼리가 서로 비접촉이 되도록 형성되어 있다.
예를 들면, 하판 상에 중판을 4장 적층해 가서, 최상위의 중판에 상판을 적층하여 일체화하는 경우에는, 당해 상판, 하판 및 복수의 중판의 각 방열 핀의 형상 자체를 동일 형상으로 형성하고, 하판과, 아래로부터 2단째의 중판과, 아래로부터 4단째의 중판에 대해 동일한 위치에 동일한 수만큼 방열 핀을 설치한다. 그 한편으로 아래로부터 1단째의 중판과, 아래로부터 3단째의 중판과, 상판에는, 하판의 방열 핀과 어긋나게 하여 다른 위치에 방열 핀을 설치한다. 이렇게 해서 히트 파이프에는, 순차적으로 교대로 방열 핀이 동일한 위치에 동일한 수만큼 설치된 구성으로 함으로써, 인접하는 하판, 중판 및 상판의 각 열 핀이 서로 비접촉이 되도록 형성할 수 있다.
즉, 이 히트 파이프에서는, 방열 핀의 형성 패턴이 다른 제1 패턴 중판과 제2 패턴 중판을 순차적으로 교대로 적층시켜 감으로써, 히트 파이프를 얇게 형성해도, 각 방열 핀을 서로 비접촉으로 해서, 공기와 접촉하는 방열 핀의 표면적을 크게 할 수 있고, 이렇게 해서 방열 효과를 한층 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 방열 핀의 구성은 일례로서, 서로 이웃하는 각 방열 핀이 겹치 지 않는 구조이면, 예를 들면, 주변 외측부의 모두에 소정 형상의 방열 핀이 형성된 중판과, 방열 핀이 형성되어 있지 않은 중판을 1장 간격으로 순차적으로 교대로 적층시키도록 해도 되고, 이 경우에도, 히트 파이프의 박형화를 도모하면서, 서로 이웃하는 각 방열 핀이 겹치지 않는 구조로 할 수 있다.
또, 이들 각 방열 핀은, 냉각부 본체의 표면과 수평으로 설치되거나, 냉각부 본체의 표면에 대해 90도로 수직으로 절곡하여 설치하거나, 혹은 냉각부 본체의 표면과 수평인 면으로부터 수직인 면의 범위 내에서 임의의 각도를 이루고 절곡하여 설치하도록 해도 된다. 이러한 구성으로 한 경우에는, 각 방열 핀을 서로 비접촉으로 해서 필요해지는 냉각 성능을 유지할 수 있음과 더불어, 당해 방열 핀을 절곡함으로써 폭 방향으로의 스페이스를 작게 할 수 있고, 이렇게 해서 원하는 크기로 최대한의 냉각 성능을 갖는 히트 파이프를 실현할 수 있다.
또한, 상판, 하판 및 중판에 있어서 각 방열 핀을 절곡하는 위치에 있어서는, 하판으로부터 중판을 통해 상판을 향함에 따라, 각 본체부와 연속하여 일체적으로 형성된 밑바닥으로부터 순차적으로 선단을 향하는 측으로 어긋나게 해 감으로써, 각 방열 핀끼리를 비접촉으로 할 수 있다. 또, 방열 핀의 절곡형상은 직각형상이나, 완만하게 구부러진 만곡형상 등 이 밖에 여러 가지의 형상으로 형성하도록 해도 된다.
또한, 이러한 히트 파이프에 대해 상술한 오목부를 설치하여 발광 소자를 배치하거나, 혹은 오목부를 설치하지 않고 직접 발광 소자만을 상판에 배치하여, 발광 장치용의 히트 파이프로서 이용한 경우에는, 상판의 주변 외측부에 설치한 방열 핀을, 당해 상판의 위쪽 표면으로부터 돌출하도록 임의의 각도를 이루고 절곡함으로써, 당해 발광 소자로부터 발생하는 광을, 절곡한 방열 핀으로 반사시킬 수 있고, 당해 발광 소자가 발생하는 광의 산란을 방지하여, 원하는 방향으로 효율적으로 광을 조사시킬 수도 있다.
(1) 실시예
실시예 1
이하에, 실시 형태에 의거하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 실시예 1에 의한 발광 장치(1)의 외관 구성을 나타낸 것이고, 이 발광 장치(1)는, LED 칩(2) 및 LED 기판(3)으로 구성된 발광부(4)와, 본 발명의 히트 파이프(5)로 이루어지며, 발광부(4)가 히트 파이프(5)의 배치부(3a)에 설치되어 있다.
도 1의 A-A' 단면도인 도 2(A)에 나타낸 바와 같이, 히트 파이프(5)에는, 상면의 배치부(3a)의 일부 영역인 중앙부에 오목부(6)가 설치되어 있고, 이 오목부(6) 내에 다이본드(7)를 통해 LED 칩(2)이 탑재되며, 당해 배치부(3a)의 오목부(6) 이외의 영역에 LED 기판(3)이 설치되어 있다. LED 기판(3)은, 접착층(10)을 통해 절연층(11)이 히트 파이프(5)의 상면에 접착되고, 당해 절연층(11) 상에 배선 회로 기판(12)이 설치된 구성을 갖는다.
덧붙여 말하면, 발광부(4)는, 피냉각 장치로서의 LED 칩(2)과, 배선 회로 기판(12) 상에 설치된 전극(13)이 와이어(14)에 의해 전기적으로 접속되고, 이에 의해 LED 칩(2)에 전력이 공급될 수 있도록 이루어져 있다. 그리고, 발광부(4)는, 이들 LED 칩(2), 전극(13) 및 와이어(14)가 투명성 수지(15)에 의해 밀봉되어 있다. 이 실시예의 경우, 발광 소자로서의 LED 칩(2)은, 예를 들면 1mm각 정도의 사변형상으로 형성되어 있고, 고휘도로 발열량이 크며, 배선 회로 기판(12)과 함께 히트 파이프(5)에 일체적으로 형성되어 있다.
LED 칩(2)이 탑재되는 오목부(6)는, 그 외주가 LED 칩(2)의 외형에 맞추어 형성되고, 또한 당해 LED 칩(2)의 외형보다 약간 크게 형성됨으로써, 오목 공간 내에 당해 LED 칩(2)만을 수납할 수 있도록 형성되어 있다. 또한, 이 실시예의 경우, 오목부(6)의 외형은, 사변형상의 LED 칩(2)의 외형에 맞추어 사변형상으로 형성되어 있다.
오목부(6)의 확대 단면도인 도 3에 나타낸 바와 같이, 이 오목부(6)는, 오목 공간의 바닥면(6a)이 LED 칩(2)의 바닥면형상에 맞추어 평탄하게 형성되어 있고, 이 바닥면(6a)에 LED 칩(2)을 탑재함으로써, LED 칩(2)이 바닥면(6a)에 밀착될 수 있음과 더불어, 당해 LED 칩(2)의 상단면을 히트 파이프(5)의 하면과 평행하게 지지할 수 있도록 이루어져 있다. 따라서, 히트 파이프(5)의 하면의 설치 상태를 적절히 조절함으로써 LED 칩(2)의 상단면이 향하는 방향도 조절할 수 있다.
또, 오목부(6)의 깊이는, LED 칩(2)의 상단면이 히트 파이프(5) 상으로부터 돌출되지 않도록 선정되어 있고, 오목 공간의 둘레벽(6b)이 LED 칩(2)의 외주를 둘러싸도록 형성되어 있다. 이러한 구성에 더해, 이 오목부(6)는, 둘레벽(6b) 및 바닥면(6a)의 표면에, 니켈 등과 같은 반사율이 높은 재료로 이루어지는 광반사막(17)이 도금이나 메탈 증착 등의 성막 처리에 의해 성막되어 있고, LED 칩(2)으 로부터 오목부(6) 방향으로 출사된 광(L)을 효과적으로 반사시킬 수 있다.
이러한 구성에 더해, 이 오목부(6)는, 도 2(A)에 나타낸 바와 같이, 상판(20)에 있어서 두께가 다른 부분에 비해 얇아져 있으므로, 그 만큼 LED 칩(2)에 의해 발생한 열을 히트 파이프(5) 중의 냉매(W)에 신속하게 전달할 수 있도록 이루어져 있다.
여기서 LED 칩(2)을 냉각하기 위한 히트 파이프(5)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상판(20)과, 하판(21)과, 제1 패턴 중판(22a, 22b)과, 제2 패턴 중판(23a, 23b)으로 구성되어 있고, 하판(21) 위에 제2 패턴 중판(23a), 제1 패턴 중판(22a), 제2 패턴 중판(23b) 및 제1 패턴 중판(22b)이 순서대로 적층된 후, 당해 제1 패턴 중판(22b) 위에 상판(20)이 더 적층되어, 도시하지 않은 각 위치 결정 구멍에 의거해 위치 결정되어 직접 접합됨으로써, 도 5에 나타낸 바와 같이 일체화된 구성을 갖는다.
덧붙여 말하면 여기에서 직접 접합이란, 접합하고자 하는 제1 및 제2 면부를 밀착시킨 상태로 가압하면서, 열처리를 가함으로써, 제1 및 제2 면부 사이에 작용하는 원자간 힘에 의해 원자끼리를 강고하게 접합시키는 것이고, 이에 의해 접착제 등을 이용하지 않고 제1 및 제2 면부를 일체화할 수 있는 것이다. 또한, 이들 상판(20), 하판(21), 제1 패턴 중판(22a, 22b) 및 제2 패턴 중판(23a, 23b)은, 전체가 열전도성이 높은 구리 등의 고 열전도 재료로 성형되어 있다.
도 2(A)에 나타낸 바와 같이, 이러한 히트 파이프(5)는, 짧은 각기둥형상으로 이루어지는 냉각부 본체(25)와, 당해 냉각부 본체(25)의 주변 외측부(25a)에 설 치되어, 당해 냉각부 본체(25)의 상면에 대해 수평 방향으로 신장되는 방열 핀군(26)으로 구성되어 있다. 또한, 여기에서는, 1mm각(角) 정도의 LED 칩(2)에 대해 냉각부 본체(25)의 크기가 5mm각 정도로 선정되어 있음과 더불어, 냉각부 본체(25)의 주변 외측부(25a)에 설치된 방열 핀군(26)을 포함시킨 크기가 약 10mm각 정도가 되도록 선정되어 있다.
실제상, 냉각부 본체(25)는, 상판(20)의 본체부(30)와, 하판(21)의 본체부(31)와, 제1 패턴 중판(22a, 22b)의 본체부(32)와, 제2 패턴 중판(23a, 23b)의 본체부(33)로 구성되어 있다. 방열 핀군(26)은, 상판(20)의 본체부(30)의 주변 외측부(25a)에 연속하여 일체적으로 형성된 복수의 방열 핀(35)과, 하판(21)의 본체부(31)의 주변 외측부(25a)에 연속하여 일체적으로 형성된 복수의 방열 핀(36)과, 제1 패턴 중판(22a, 22b)의 본체부(32)의 주변 외측부(25a)에 연속하여 일체적으로 형성된 복수의 방열 핀(37)과, 제2 패턴 중판(23a, 23b)의 본체부(33)의 주변 외측부(25a)에 연속하여 일체적으로 형성된 복수의 방열 핀(38)에 의해 구성되어 있다.
여기에서 도 2(A)에 나타낸 바와 같이, 냉각부 본체(25)의 밀봉 공간(40)에는, 제1 패턴 중판(22a, 22b)의 본체부(32)와, 제2 패턴 중판(23a, 23b)의 본체부(33)가 순차적으로 교대로 적층됨으로써, 도 2(A)에 나타낸 바와 같은 미세한 모세관 유로(41)와, 도 1의 B-B' 단면도인 도 2(B)에 나타낸 바와 같은 중심으로부터 주변부로 방사형상으로 신장된 증기 확산 유로(42)가 형성될 수 있다. 또한, 도 2(A)는 냉각부 본체(25) 내가 모세관 유로(41)로 메워져 있는 영역 부분에서의 단면도이고, 도 2(B)는 냉각부 본체(25) 내가 모세관 유로(41)와 증기 확산 유로(42) 로 구분되어 있는 영역 부분에서의 단면도이다.
이 냉각부 본체(25)의 밀봉 공간(40) 내에는 물로 이루어지는 냉매(W)가 감압화로 소정량 봉입되어 있고, 이에 의해 냉매(W)의 끓는점을 낮추어, LED 칩(2)으로부터의 약간의 열에 의해 냉매(W)가 증기가 되어 증기 확산 유로(42) 및 모세관 유로(41)를 순환할 수 있도록 이루어져 있다.
실제상, 이 히트 파이프(5)에서는, LED 칩(2)으로부터의 열이 오목부(6)에 전달되어 당해 오목부(6)로부터 냉매(W)가 따뜻해져 증발해, 오목부 대향 영역(47)으로부터 대각선상의 모서리 각부 사이의 방향으로 신장되는 복수(이 경우 4개)의 증기 확산 유로(42)와, 상판(20)의 소정 깊이로 이루어지는 격자형상의 상판 내면 홈부(56)와, 하판(21)의 소정 깊이로 이루어지는 격자형상의 하판 내면 홈부(45)를 통해 증기가 냉각부 본체(25)의 주변부측으로 확산된다. 히트 파이프(5)는, 주변부측에 있어서 방열 응축하여 냉매(W)가 액화하고, 이 액화한 냉매(W)가 모세관 유로(41)에서의 모세관 현상 등에 의해 LED 칩(2)측으로 다시 되돌아와, 이러한 냉매(W)의 순환 현상이 연속적으로 반복하여 행해지도록 이루어져 있다.
이에 의해 히트 파이프(5)에서는, 상판(20)에 있어서의 다른 부분의 두께에 비해 얇아져 있는 오목부(6)에 LED 칩(2)이 실장되고, 당해 LED 칩(2)으로부터 큰 열이 전달되지만, 모세관 유로(41)에 의한 모세관 현상에 의해 냉매(W)를 확실하게 LED 칩(2)측으로 다시 되돌릴 수 있으므로, 냉매(W)가 증발할 때의 잠열에 의해 LED 칩(2)으로부터 열을 빼앗아, 상판(20) 및 하판(21) 전면과, 방열 핀군(26)에 의해 방열함으로써 당해 LED 칩(2)을 확실하게 냉각할 수 있도록 이루어져 있다.
다음에, 히트 파이프(5)를 구성하는 상판(20)과, 하판(21)과, 제1 패턴 중판(22a, 22b)과, 제2 패턴 중판(23a, 23b)의 각 상세 구성에 대해 이하 설명한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 이 실시예의 경우, 하판(21)은, 거의 정사각형상으로 이루어지는 본체부(31)의 위쪽 내면에, 외곽이 되는 액자틀형상의 주변부를 제외하고 하판 내측 홈부(45)가 형성되고, 당해 하판 내측 홈부(45)에 의해 구분된 각 영역에, 선단부를 평면형상으로 한 돌기기둥(46)이 각각 설치되어 있다.
이에 더해 하판(21)의 본체부(31)의 주변 외측부(25a)에는, 소정의 폭 치수로 이루어지는 직사각형상의 방열 핀(36)이, 각 한 변마다 각각 소정 간격을 두고 2개씩(즉 합계 8개) 연속하여 일체적으로 형성된 패턴(이하, 이것을 간단히 제1 핀 형성 패턴이라고 부른다)으로 설치되어 있다.
제1 패턴 중판(22a, 22b)의 본체부(32)와, 제2 패턴 중판(23a, 23b)의 본체부(33)는, 하판(21)의 본체부(31)와 동일한 거의 정사각형상으로 형성되고, 증기 확산 유로용 구멍(48)과, 모세관 형성 영역(50)을 구비하고 있다. 모세관 형성 영역(50)은, 본체부(32, 33)에 상판(20)의 본체부(30)를 적층했을 때에 당해 상판(20)의 오목부(6)와 대향하는 사변형상의 오목부 대향 영역(47)과, 인접하는 증기 확산 유로용 구멍(48) 사이에 있어서 오목부 대향 영역(47) 이외의 영역(47a)으로 구성되어 있다. 증기 확산 유로용 구멍(48)(슬릿)은, 띠형상으로 형성되어 있고, 오목부 대향 영역(47)을 제외하고, 4모서리로 방사형상으로 신장되도록 천설(穿設)되어 있다.
여기에서, 제1 패턴 중판(22a, 22b)은 동일 치수 및 동일 형상이므로, 이하, 제1 패턴 중판(22a)에 대해서만 주목하여 설명한다. 제1 패턴 중판(22a)의 모세관 형성 영역(50)에는, 모세관 유로(41)를 형성하는 복수의 관통구멍(52)이 제1 패턴(후술한다)으로 천설되어 있다. 모세관 형성 영역(50)에서는, 격자형상의 칸막이벽을 갖고, 이 칸막이벽에 의해 구분된 각 영역이 관통구멍(52)으로 되어 있다.
이 관통구멍(52)은, 도 6(B)에 나타낸 바와 같이, 사변형상으로 이루어지고, 제1 패턴으로서, 소정 간격으로 규칙적으로 배치되어, 각 4변이 본체부(32)의 주변부(즉 외곽)의 4변과 각각 평행해지도록 배치되어 있다. 덧붙여 말하면, 이 실시예의 경우, 관통구멍(52)의 폭은 예를 들면 280μm 정도로 선정되어 있음과 더불어, 칸막이벽의 폭은 예를 들면 70μm 정도로 선정되어 있다.
또, 이들 제1 패턴 중판(22a)은, 도 6(A)에 나타낸 바와 같이, 본체부(32)에 있어서의 주변 외측부(25a)에 하판(21)의 방열 핀(36)과 동일한 소정의 폭 치수로 이루어지는 직사각형상의 방열 핀(37)이, 하판(21)과 동일한 제1 핀 형성 패턴에 의해 각 한 변마다 각각 2개씩(합계 8개) 연속하여 일체적으로 형성되어 있다.
한편, 제2 패턴 중판(23a, 23b)은, 동일 치수 및 동일 형상으로 형성되어 있다. 또한, 여기에서는, 이하, 제2 패턴 중판(23a)에 대해서만 주목하여 설명한다. 제2 패턴 중판(23a)의 모세관 형성 영역(50)에는, 모세관 유로(41)를 형성하는 복수의 관통구멍(53)이 제2 패턴(후술한다)으로 천설되어 있다. 모세관 형성 영역(50)에서는, 도 6(B)에 나타낸 바와 같이, 격자형상의 칸막이벽(54)이 형성되고, 이 칸막이벽(54)에 의해 구분된 각 영역이 관통구멍(53)으로 되어 있다. 이 관통구멍(53)은, 사변형상으로 이루어지고, 제2 패턴으로서, 제1 패턴과 동일하게 소정 간격으로 규칙적으로 배치되어, 각 4변이 본체부(33)의 주변부(즉 외곽)의 4변과 각각 평행해지도록 배치되어 있다. 또, 이것에 더해 관통구멍(53)은, 제1 패턴 중판(22a)의 각 관통구멍(52)과 소정 거리만큼 어긋나게 하여 배치되어 있다.
이 실시예에 있어서는, 예를 들면 제1 패턴 중판(22a)과 제2 패턴 중판(23a)을 위치 결정하여 적층시켰을 때(도 6(A)), 도 6(B)에 나타낸 바와 같이, 제1 패턴 중판(22a)의 관통구멍(52)은, 제2 패턴 중판(23a)에 있어서의 관통구멍(53)의 한쪽 변의 X방향으로, 변의 2분의 1만큼 어긋남과 더불어, 당해 한쪽의 X방향과 직교하는 다른 쪽 변의 Y방향으로, 변의 2분의 1만큼 어긋나도록 배치되어 있다. 이에 의해, 제1 패턴 중판(22a)의 1개 관통구멍(52)에는, 제2 패턴 중판(23a)의 서로 인접하는 4개의 관통구멍(53)이 서로 겹쳐짐으로써, 4개의 모세관 유로(41)가 형성될 수 있도록 이루어져 있다. 이에 의해, 관통구멍(52)에는, 각 관통구멍(52, 53)보다 훨씬 작고, 또한 세밀하게 구분되어 표면적이 큰 모세관 유로(41)를 보다 많이 형성할 수 있도록 이루어져 있다.
또, 이에 더해 제2 패턴 중판(23a)에는, 도 6(A)에 나타낸 바와 같이, 본체부(32)에 있어서의 주변 외측부(25a)에, 하판(21)의 방열 핀(36)과 동일한 소정의 폭 치수로 이루어지는 직사각형상의 방열 핀(38)이, 제1 핀 형성 패턴과는 달리 각 한 변마다 각각 소정 간격을 두고 3개씩(즉 합계 12개) 연속하여 일체적으로 형성된 제2 핀 형성 패턴으로 설치되어 있다.
여기에서 제2 핀 형성 패턴으로서는, 하판(21) 상에 제1 패턴 중판(22a, 22b)과, 제2 패턴 중판(23a, 23b)을 순차적으로 교대로 적층하고, 상판(20)을 더 적층하여 위치 결정했을 때에, 제2 패턴 중판(23a)의 방열 핀(38)이, 하판(21)의 방열 핀(36)과, 제1 패턴 중판(22a)의 방열 핀(37)에 겹쳐지지 않도록 형성된다.
여기에서, 상판(20)과, 하판(21)과, 제1 패턴 중판(22a, 22b)과, 제2 패턴 중판(23a, 23b)에 의해서 모세관 유로(41) 및 증기 확산 유로(42)가 형성되는 모양에 대해 도 7∼도 9를 이용하여 이하 설명한다. 도 7(A) 및 (B)에 나타낸 바와 같이, 위쪽 내면에 하판 내측 홈부(45)가 형성된 하판(21) 위에는 제2 패턴 중판(23a)이 적층됨과 더불어, 도 7(C)에 나타낸 바와 같이, 당해 제2 패턴 중판(23a) 위에는 제1 패턴 중판(22a)이 적층된다. 이에 의해 제1 패턴 중판(22a) 및 제2 패턴 중판(23a)의 각 증기 확산 유로용 구멍(48)은, 어긋나지 않고 일치하여 서로 겹쳐짐으로써, 증기 확산 유로(42)가 되는 띠형상으로 연통한 비교적 넓은 중공 영역이 형성될 수 있다.
또, 제1 패턴 중판(22a) 및 제2 패턴 중판(23a)의 모세관 형성 영역(50)에 있어서는, 관통구멍(53)이 관통구멍(52)에 대해 각 변마다 2분의 1씩 어긋나게 하여 배치됨으로써, 구멍의 표면적이 당해 각 관통구멍(52, 53)의 표면적의 4분의 1 정도로 선정되어 있다. 실제상, 이 관통구멍은, 도 8(A)에 나타낸 바와 같이, 한 변이 280μm로 이루어지는 정사각형상으로 형성되어 있음과 더불어, 인접하는 칸막이벽 사이가 350μm로 선정되고, 이에 의해 제2 패턴 중판(23a)의 칸막이벽 및 제1 패턴 중판(22a)의 칸막이벽 사이가 175μm 정도가 되어, 미소한 모세관 유로가 복수 형성될 수 있도록 이루어져 있다.
그리고, 도 9(A)에 나타낸 바와 같이, 제1 패턴 중판(22a) 위에는 제2 패턴 중판(23b)이 더 적층됨과 더불어, 도 9(B)에 나타낸 바와 같이, 당해 제2 패턴 중판(23b) 위에는 제1 패턴 중판(22b)이 적층된다. 이에 의해 제1 패턴 중판(22a, 22b)과, 제2 패턴 중판(23a, 23b)은, 각 증기 확산 유로용 구멍(48)의 모두가 어긋나지 않고 일치하여 서로 겹쳐짐으로써, 증기 확산 유로(42)가 되는 띠형상으로 연통한 비교적 넓은 중공 영역이 형성될 수 있다(도 9(A)).
또, 제2 패턴 중판(23b) 및 제1 패턴 중판(22b)은, 모세관 형성 영역(50)에 있어서, 상술한 것과 동일하게 관통구멍(53)이 관통구멍(52)에 대해 각 변마다 2분의 1개 어긋나게 하여 배치됨으로써, 제1 패턴 중판(22a) 및 제2 패턴 중판(23a)과 동일한 미소한 모세관 유로(41)가 복수 형성될 수 있도록 이루어져 있다. 도 9(C)에 나타낸 바와 같이, 제1 패턴 중판(22a) 위에는 상판(20)이 적층되고, 상판 내면 홈부(56) 사이의 돌기기둥(57)이 하판 내면 홈부 사이의 돌기기둥(46)과 일치하도록 배치되며, 상판 내면 홈부(56) 및 하판 내면 홈부(45)를 통해 각 증기 확산 유로(42)와 각 모세관 유로(41)가 연통할 수 있도록 이루어져 있다.
상판(20)은, 하판(21)의 본체부(31)와 동일한 거의 정사각형상으로 이루어지는 본체부(30)의 아래쪽 내면(30b)(도 2(A) 및 (B))에, 상판 내면 홈부(56)가 액자틀형상의 주변부를 제외하고 형성되어 있고, 당해 상판 내면 홈부(56)에 의해 격자형상으로 구분된 각 영역에, 선단부를 평면형상으로 한 돌기기둥(57)이 각각 설치되어 있다. 이에 더해 상판(20)의 주변 외측부(25a)에는, 제2 패턴 중판(23a, 23b)과 동일하게 제2 핀 형성 패턴으로 소정의 폭 치수로 이루어지는 직사각형상의 방열 핀(35)이, 각 한 변마다 각각 소정 간격을 두고 3개씩(합계 12개) 연속하여 일체적으로 형성되어 있다.
이와 같이 히트 파이프(5)는, 도 10(A) 및 (B)에 나타낸 바와 같이, 하판(21) 위에 제1 패턴 중판(22a, 22b)과, 제2 패턴 중판(23a, 23b)을 순차적으로 교대로 적층하고, 상판(20)을 더 적층하여 위치 결정했을 때에, 1장 간격으로 방열 핀이 동일한 위치에 동일한 수만큼 설치된 구조가 되어, 서로 이웃하는 상판(20), 제1 패턴 중판(22a, 22b), 제2 패턴 중판(23a, 23b) 및 하판(21)에 형성된 각각의 방열 핀(35, 36, 37, 38)이 모두 겹쳐지지 않고, 각각의 사이에 공극(G)을 형성할 수 있도록 이루어져 있다.
이에 의해 히트 파이프(5)에서는, 각 방열 핀(35, 36, 37, 38)이 공기와 접하는 표면적을 넓게 취해, 적층했을 때에 각 방열 핀(35, 36, 37, 38)의 표면을 기류가 보다 많이 흐르도록 하여, 방열 효과를 향상시킬 수 있도록 이루어져 있다.
다음에 히트 파이프(5)의 제조 방법에 대해 이하 설명한다. 도 11(A) 및 (B)와, 도 12(A)∼(C)와, 도 13(A) 및 (B)는, 히트 파이프(5)에 대한 제조 방법의 일례를 나타낸 것으로, 도 11(A)에 나타낸 바와 같이, 우선 하판(21) 상에, 제1 패턴 중판(22a), 제2 패턴 중판(23a), 제1 패턴 중판(22b), 제2 패턴 중판(23b) 및 상판(20)의 순서로 아래로부터 순서대로 적층해 간다.
여기에서 상판(20)에는, 본체부(30)의 아래쪽 내면으로부터 돌출한 접합용 돌기(60a)가 주변부를 따라 액자틀형상으로 형성되어 있다. 이에 의해 상판(20)은 접합용 돌기(60a)를 통해 제1 패턴 중판(22b)과 직접 접합할 수 있도록 이루어져 있다. 또한, 여기에서 상판(20)의 위쪽 바깥면에는, 오목부(6) 및 당해 오목부(6) 이외의 다른 영역에, 예를 들면 광택 니켈 도금 처리가 미리 실시됨으로써, 광반사막이 성막되어 있다.
또, 제1 패턴 중판(22b)에는, 하면으로부터 돌출한 접합용 돌기(60b)가 주변부를 따라 액자틀형상으로 형성되고, 제2 패턴 중판(23b), 제1 패턴 중판(22) 및 제2 패턴 중판(23a)에도, 각각 하면으로부터 돌출한 접합용 돌기(60c, 60d, 60e)가 주변부를 따라 액자틀형상으로 형성되어 있다. 덧붙여 말하면, 이 실시예의 경우, 접합용 돌기(60a∼60d)는 높이가 예를 들면 35μm 정도이고, 그 폭이 예를 들면 50μm 정도이다.
다음에, 제1 패턴 중판(22a), 제2 패턴 중판(23a), 제1 패턴 중판(22b), 제2 패턴 중판(23b) 및 상판(20)을 최적인 위치에서 서로 겹치게 하여 적층시키고, 이 상태인 채로 이들 상판(20)과, 하판(21)과, 제1 패턴 중판(22a, 22b)과, 제2 패턴 중판(23a, 23b)을, 융점 이하의 온도로 가열하면서, 더욱 가압(즉 히트 프레스(온도는 예를 들면 300℃, 압력은 예를 들면 100kg/cm2))하여, 접합용 돌기(60a∼60d)를 통해 직접 접합시킨다.
이렇게 해서 상판(20)과, 하판(21)과, 제1 패턴 중판(22a, 22b)과, 제2 패턴 중판(23a, 23b)은, 도 11(B)에 나타낸 바와 같이, 접합용 돌기(60a∼60d)에 의해 주변부가 직접 접합됨으로써 일체화하여, 도 12(A)에 나타낸 바와 같이, 상판(20)의 본체부(30)에 형성된 냉매 주입용 구멍(62a) 및 공기 배출용 구멍(62b)을 통해서만 냉각부 본체(25)의 내부 공간(63)과 외부가 연통한 상태가 된다.
덧붙여 말하면 이들 상판(20), 제1 패턴 중판(22a, 22b), 제2 패턴 중 판(23a, 23b) 및 하판(21)에는, 오목부(6)와 대향한 4변 외곽 위치에도 각각 돌기(61)가 설치되어 있고, 주변부뿐만 아니라, 오목부(6)와 대향한 4변 외곽 위치에 있어서도 돌기(61)가 직접 접합하여 일체화가 도모되어, 오목부 대향 영역(47)의 소정 위치에 지지기둥 구조를 형성할 수 있도록 이루어져 있다. 이와 같이 냉각부 본체(25)에서는, 오목부 대향 영역(47)에도 지지기둥 구조를 설치하여 기계적 강도를 향상시켜, LED 칩(2)으로부터 발생하는 열로 냉매(W)가 열팽창하여 대략 중앙부가 바깥쪽으로 부풀어오르려고 하는 현상(이하, 이것을 팝콘 현상이라고 부른다)에 의해 냉각부 본체(25) 자신이 파괴되는 것을 방지하고 있다.
그리고, 냉각부 본체(25)의 내부 공간(63)에는, 제1 패턴 중판(22a, 22b) 및 제2 패턴 중판(23a, 23b)의 각 증기 확산 유로용 구멍(48)이 겹쳐짐으로써, 4모서리를 향해 방사형상으로 신장되는 4개의 증기 확산 유로(42)가 형성될 수 있다(도 2(B)). 이것과 동시에 냉각부 본체(25)의 내부 공간(63)에는, 제1 패턴 중판(22a, 22b) 및 제2 패턴 중판(23a, 23b)의 각 모세관 형성 영역(50)이 서로 겹쳐짐으로써, 증기 확산 유로(42) 사이 및 오목부 대향 영역에 각각 미세한 모세관 유로(41)가 복수 형성될 수 있다(도 2(A)).
그 후, 히트 파이프(5)의 제조 방법을 순서대로 나타낸 도 12(A)와 같이, 냉각부 본체(25)의 내부 공간(63)에는, 냉매 주입용 구멍(62a)으로부터 냉매 디스펜서(65)를 이용하여 냉매(W)(예를 들면 물)가 대기압 하에서 소정량 주입된다. 이 때, 공기 배출용 구멍(62b)은, 냉매 공급시에 있어서의 공기의 배출구가 되고, 내부 공간(63)으로의 냉매(W)의 주입을 매끄럽게 행하게 할 수 있도록 이루어져 있 다. 또한, 냉매(W)의 봉입량은, 예를 들면 물의 경우, 관통구멍(52, 53)의 총 체적과 동등한 상당으로 하는 것이 바람직하다.
다음에, 예를 들면 구상체로 이루어지는 밀봉 부재(67)를 미리 소정수 준비해 두고, 히트 파이프(5)의 제조 방법을 순서대로 나타낸 도 12(B)와 같이, 냉매 주입용 구멍(62a) 및 공기 배출용 구멍(62b) 상에 밀봉 부재(67)를 올려놓는다.
여기에서, 이들 냉매 주입용 구멍(62a) 및 공기 배출용 구멍(62b)은, 동일 형상으로 이루어지고, 냉매 주입용 구멍(62a)의 정면 구성을 표현한 도 14(A)에 나타낸 바와 같이, 중앙부가 가장 크게 개구된 원기둥형상의 개구부(69a)를 구비하며, 이 개구부(69a)의 내주면에 복수의 가스 빼냄 홈(69b)이 설치되어 있다. 덧붙여 말하면, 이 실시예의 경우, 가스 빼냄 홈(69b)은, 개구부(69a)의 직경보다 작은 직경으로 이루어지는 반원형상으로 이루어지고, 개구부(69a)의 내주면에 등간격으로 4개 배치된 구성을 갖는다.
그리고 이 상태인 채로, 저온(0℃∼상온(예를 들면 25℃)) 하에서 가스 빼냄 홈(69b)을 통해 감압에 의한 진공 탈기(예를 들면 기압 0.5KPa)를, 예를 들면 10분 정도 행하고, 그 후 저온 상태인 채로, 몇 분간 프레스(70)에 의해 밀봉 부재(67)를 위에서부터 가압(10∼80kg/cm2)하여 저온 가압 변형시킨다. 이렇게 해서 저온 진공 가압 처리함으로써 밀봉 부재(67)로 냉매 주입용 구멍(62a) 및 공기 배출용 구멍(62b)을 가밀봉한다. 이 때 냉매 주입용 구멍(62a) 및 공기 배출용 구멍(62b)이 밀봉 부재(67)로 폐색된다.
덧붙여 말하면, 진공 탈기가 행해지는 온도로서는, 20℃ 정도의 저온이 바람 직하고, 또, 밀봉 부재(67)를 저온 가압 변형시키는 압력으로서는, 60kg/cm2 정도가 바람직하다.
여기에서, 가스 빼냄 홈(69b)은, 도 12(C)에 나타낸 바와 같이, 냉매 주입용 구멍(62a) 및 공기 배출용 구멍(62b) 상에 구상체의 밀봉 부재(67)를 올려놓은 상태로도, 냉각부 본체(25)의 내부 공간(63)과 외부를 연통한 상태를 유지할 수 있고, 이에 의해 냉각부 본체(25)의 내부 공간(63) 내의 가스 빼냄을 행할 수 있도록 이루어져 있다. 또한, 도 12(C) 중의 화살표는 탈기(가스 빼냄)의 방향을 나타낸 것이다.
또, 이 가스 빼냄 홈(69b)은, 냉매 주입용 구멍(62a) 상에 밀봉 부재(67)가 놓여진 상태일 때뿐만 아니라, 당해 냉매 주입용 구멍(62a)의 밀봉이 어느 정도 진행된 상태일 때에도, 냉각부 본체(25)의 내부 공간(63)과 외부를 연통하는 상태를 유지하여, 저온 진공 가열 처리 후의 가압 및 가열에 의해, 밀봉 부재(67)에 의해 폐색될 수 있도록 형성되어 있다.
다음에, 저온 진공 가열 처리가 끝나면, 예를 들면 10분간 정도, 고온(상온(예를 들면 25℃)∼180℃) 하에서 진공도를 예를 들면 0.5KPa로 한 후, 도 13(A)에 나타낸 바와 같이, 프레스(70)에 의해 밀봉 부재(67)를 위에서부터 가압(30∼150kg/cm2)한다. 이에 의해 밀봉 부재(67)가 소성 유동하여 고온 가압 변형해, 냉매 주입용 구멍(62a) 및 공기 배출용 구멍(62b)이 밀봉 부재(67)로 더욱 강고하게 폐색한 상태가 된다.
덧붙여 말하면, 프레스(70)에 의해 더욱 가압을 행할 때의 온도로서는, 120 ℃ 정도의 고온이 바람직하고, 또, 밀봉 부재(67)를 고온 가압 변형시키는 압력으로서는, 100kg/cm2 정도가 바람직하다.
즉, 밀봉 부재(67)는, 주로 가압에 의해 소성 유동함과 더불어, 보조적으로(종속으로서) 가열에 의해 소성 유동하여, 가스 빼냄 홈(69b)을 포함시켜 냉매 주입용 구멍(62a) 및 공기 배출용 구멍(62b)을 폐색할 수 있다. 이렇게 해서 냉매 주입용 구멍(62a) 및 공기 배출용 구멍(62b)을 밀봉 부재(67)로 완전히 폐색하면, 가온 정지, 진공 흡인 정지 및 프레스(70)에 의한 가압 해제를 행하여, 당해 가압, 가열, 진공 흡인 처리를 끝내고, 도 13(B)에 나타낸 바와 같이, 구상체인 밀봉 부재(67)는 소성 유동에 의해 냉매 주입용 구멍(62a) 및 공기 배출용 구멍(62b)의 형태가 되어 실질적으로 밀봉마개가 되어, 냉각부 본체(25)의 내부 공간(63)을 밀봉하여 밀봉 공간(40)으로 한다.
이 히트 파이프(5)에서는, 밀봉 공간(40)을 감압 상태(냉매(W)가 물인 경우, 예를 들면 0.5KPa 정도)로 함으로써, 냉매(W)의 끓는점이 내려가, 예를 들면 50℃ 이하의 상온보다 조금 높은 온도(예를 들면 30℃∼35℃ 정도)로도 냉매(W)가 증기가 되기 쉬워진다.
이에 의해 이 히트 파이프(5)에서는, LED 칩(2)으로부터의 약간의 열로도 냉매(W)가 증발하고, 그 증기가 증기 확산 유로(42)를 통해 주변부측으로 확산됨과 더불어, 주변부측에 있어서 응축하여 액화한 냉매(W)가 모세관 현상에 의해 모세관 유로(41)를 통해 오목부(6) 근방으로 다시 되돌아오는 것과 같은, 냉매(W)의 순환 현상을 연속적으로, 또한 용이하게 반복할 수 있도록 형성되어 있다.
또, 이 히트 파이프(5)에서는, 냉매(W)가 상온보다 조금 높은 온도에서 증기가 되고, 냉매(W)의 순환 현상을 연속적으로 반복하여, 열의 균일화를 도모함으로써, LED 칩(2)을 효율 좋게 냉각할 수 있도록 구성되어 있다.
다음에, 이렇게 해서 제조한 히트 파이프(5)에는, 광반사막이 성막된 상판(20)의 본체부(30) 상에 접착 시트를 개재시켜 절연층(11)이 접착될 수 있다. 이 접착 시트 및 절연층(11)은, 오목부(6)에 대응한 개소에 개구부를 갖고, 오목부(6) 이외의 영역에 접착층(10) 및 절연층(11)을 형성할 수 있다. 다음에, 이 절연층(11) 상에는, 구리배선 패턴과, 마스킹이 실시된 전극(13)을 구비한 배선 회로 기판(12)이 설치되고, 당해 배선 회로 기판(12) 상에 광택 니켈 도금 처리를 실시함으로써 광반사막을 성막한다.
그 후, 오목부(6)의 바닥면에 다이본드(7)를 개재시켜 LED 칩(2)을 접착한 후, 전극(13) 상의 마스킹을 제거하여, LED 칩(2)과 전극(13)을 와이어(14)에 의해 전기적으로 접속한다. 마지막으로 이들 LED 칩(2), 전극(13) 및 와이어(114)를 투명성 수지(15)에 의해 밀봉함으로써 발광 장치(1)가 제조될 수 있다.
이상의 구성에 있어서, 이 히트 파이프(5)에서는, 종래의 히트 파이프와는 달리, 주변부로까지 신장되는 증기 확산 유로(42)와, 당해 증기 확산 유로(42) 사이 및 오목부 대향 영역에 형성된 모세관 유로(41)가 밀봉 공간(40)에 설치되고, 모세관 현상에 의해 오목부 대향 영역(47)의 각 모세관 유로(41) 내에 냉매(W)가 항상 존재하고 있으므로, 도 1의 증기 확산 유로(42) 및 모세관 유로(41)가 설치된 개소가 되는 B-B'에서의 측단면 구성을 나타낸 도 15(A)와 같이, 각 모세관 유 로(41) 내의 냉매(W)가 돌기기둥(57)으로부터 전달된 열을 신속하게, 또한 확실히 흡열하여 증발을 개시한다. 이에 의해 냉매(W)는, 상판 내면 홈부(56) 및 하판 내면 홈부(45)를 통해 증기 확산 유로(42)까지 확산된 후, 증기 확산 유로(42)를 통해 주변부로까지 더 확산된다.
그리고, 이 히트 파이프(5)에서는, 도 1의 모세관 유로(41)로 전부 메워진 개소가 되는 A-A'에서의 측단면 구성을 나타낸 도 15(B)와 같이, 상판 내면 홈부(56)나 하판 내면 홈부(45), 증기 확산 유로(42)에 있어서 방열 응축하여 액화한 냉매(W)가 상판 내면 홈부(56) 및 하판 내면 홈부(45)로부터 모세관 유로(41)로 들어가, 오목부 대향 영역(47)에서의 냉매(W)의 증발에 의한 부압에 의해 인장되어 모세관 유로(41)를 통해 다시 오목부 대향 영역(47)까지 되돌아올 수 있다.
그런데, 팝콘 현상을 확실하게 방지하기 위해서는, 예를 들면 상판의 두께를 두껍게 할 필요가 있지만, 당해 상판을 단지 두껍게 한 경우, 그 두껍게 한 분만큼 피냉각 장치의 열이 냉각부 본체 내의 냉매에 전달되기 어려워져, 냉매로의 열전도성이 떨어지게 된다.
이에 대해 본원 발명의 히트 파이프(5)에서는, LED 칩(2)을 탑재하는 영역만을 오목부(6)로 하여, 당해 오목부(6)에서의 두께를 얇게 하고, 또한 상판(20)의 오목부(6) 이외의 영역을 두껍게 하여 기계적 강도를 향상할 수 있도록 함으로써, 당해 오목부(6)를 얇게 한 분만큼 LED 칩(2)으로부터의 열이 냉각부 본체(25) 내의 냉매에 전달되기 쉬워지므로, 종래보다 상판(20)을 두껍게 하여 팝콘 현상을 확실하게 방지하도록 해도, 냉각부 본체(25) 내의 냉매로의 열전도성을 확실하게 유지 할 수 있다.
즉, 히트 파이프(5)에서는, LED 칩(2)이 발광하기 시작하면, 오목부(6)의 두께가 얇은 분만큼, LED 칩(2)의 발광에 의해 발생하는 열의 대부분을 오목부(6)의 바닥면(6b)으로부터 상판 내면 홈부(56) 사이에 있는 돌기기둥(57)까지 신속하게 전달할 수 있다. 또, 이 때 히트 파이프(5)에서는, LED 칩(2)을 오목부(6) 내에 탑재시킴으로써, 오목부(6)의 둘레벽(6b)에 의해 LED 칩(2)이 둘러싸이므로, 당해 둘레벽(6b)으로부터도 열을 돌기기둥(57)까지 전달할 수 있다. 이렇게 해서 LED 칩(2)으로부터의 열은, 오목부(6)의 바닥면(6b) 및 둘레벽(6b)으로부터 돌기기둥(57)을 통해 오목부 대향 영역(47)의 모세관 형성 영역(50)까지 신속하게 전달된다.
이에 의해 히트 파이프(5)에서는, LED 칩(2)으로부터의 열에 의해, 도 15(A) 및 (B)에 나타낸 바와 같은, 냉매(W)의 연속적인 순환 현상이 확실하게 반복하여 행해짐으로써, 냉매(W)가 증발할 때의 잠열에 의해 LED 칩(2)으로부터의 대부분의 열을 확실하게 빼앗을 수 있다.
이와 같이 이 히트 파이프(5)에서는, 종래의 히트 파이프와는 완전히 다른 구조로 이루어지는 냉각부 본체(25)에 두께가 얇은 오목부(6)를 설치하고, 당해 오목부(6) 내에 LED 칩(2)을 설치하도록 함으로써, LED 칩(2)으로부터의 열이 냉매에 신속하게 전달되기 쉬워져, 냉각부 본체(25)에 의해 LED 칩(2)으로부터의 대부분의 열을 확실하게 빼앗음으로써, 발열에 의한 발광 이상을 일으키지 않고 LED 칩(2)의 발광 상태를 안정하게 유지할 수 있다.
이 실시예의 경우에는, 오목부 대향 영역(47)에 있어서, 오목부(6)와 대향한 외곽 위치에 돌기(61)를 설치하고, 이들 돌기(61)가 직접 접합하여 일체화한 지지기둥 구조를 형성하도록 함으로써, 오목부(6)의 두께를 얇게 해도, 당해 오목부(6) 부분이 팝콘 현상에 의해 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
또, 이 히트 파이프(5)에서는, 냉각부 본체(25) 내에 형성된 모세관 유로(41)에 의한 모세관 현상과, 증기의 확산을 이용하여 냉매(W)를 순환시키고 있으므로, 냉매(W)를 순환시키기 위해 별도 펌프 등의 냉매 순환용의 전용 기기를 설치할 필요가 없으며, 당해 냉매 순환용 기기를 설치하지 않은 분만큼 간이한 구성으로 할 수 있고, 이렇게 해서 장치 전체적으로 소형을 도모하면서, LED 칩(2)을 종래보다 한층 효율 좋게 냉각할 수 있다.
덧붙여 말하면, 도 16(A) 및 (B)는, 상술한 실시예와 상이한 다른 변형예를 나타낸 것으로, 대각선상뿐만 아니라 증기 확산 유로(76)를 복수 설치하도록 한 중판(75)의 상면 구성을 나타낸 것이다. 또, 상술한 실시예에 있어서는, 배치부(3a) 중 오목부 대향 영역(47)에 모세관 유로(41)를 형성한 경우에 대해 서술하였지만, 이 도 16(A) 및 (B)에서는, 오목부 대향 영역(78a)뿐만 아니라, 배치부(3a)(도 1)에 대향하는 배치부 대향 영역(78b) 전체에 모세관 유로(77)를 형성하도록 해도 되고, 이하, 이 도 16(A) 및 (B)를 이용하여 냉매(W)가 순환되는 모양을 간단히 설명한다.
이 경우, 도 16(A)에 나타낸 바와 같이, 이 중판(75)에서는, LED 칩(2)이 설치되는 영역을 중심으로 냉매(W)가 증기 확산 유로(76)를 따라 방사형상으로 확산 되어 주변부까지 도달할 수 있다. 이 때 도 16(B)에 나타낸 바와 같이, 냉매(W)는, 증기 확산 유로(76)가 통과하는 과정에서 방열 응축하여 액화해, 간극을 통해 모세관 유로(77)로 들어가, 방사형상으로 배치된 모세관 형성 영역의 모세관 유로(77)를 통해 다시 배치부 대향 영역(78b)까지 되돌아올 수 있고, 이렇게 해서 LED 칩(2)의 주변으로부터 균등하게 냉각할 수 있다.
그리고, 상술한 실시예로 되돌아가 히트 파이프(5)에서는, 제1 패턴 중판(22a, 22b)과, 제2 패턴 중판(23a, 23b)을 순차적으로 교대로 적층시킴으로써 각 관통구멍(52, 53)을 어긋나게 하여, 이에 의해 모세관 유로(41)가 상하 방향으로 비스듬하게 기운 방향이나 당해 상하 방향과 직교하는 평면 방향으로도 형성됨으로써, 냉매(W)가 냉각부 본체(25) 내의 상하·평면 방향이나 비스듬한 방향으로 효율적으로 흐르게 되므로, 냉매(W)에 의한 냉각 효과를 한층 높일 수 있다.
또한, 이 히트 파이프(5)에서는, 오목부(6)에 실장되는 발광부(4)가 일체적으로 형성됨으로써, LED 칩(2)이 오목부(6)에 밀착되는 구조가 되기 때문에, LED 칩(2)으로부터 냉각부 본체(25)로의 열의 전달이 신속하게 행해져, 냉각 효과를 높일 수 있다.
이에 더해, 히트 파이프(5)에서는, 밀봉 공간(40)에 있어서 LED 칩(2)이 탑재되는 오목부(6)에 대향한 오목부 대향 영역(47)에도 모세관 유로(41)를 형성하도록 함으로써, LED 칩(2)의 발열 전에 당해 모세관 유로(41)에 의한 모세관 현상에 의해 오목부 대향 영역(47) 내에 냉매를 확실하게 머물게 할 수 있다.
이에 의해, 히트 파이프(5)에서는, 예를 들면 LED 칩(2)으로부터의 광을 임 의의 방향으로 조사시키기 위해, 가령 냉각부 본체(25) 자체를 수직 방향이나 상하면을 반전시키는 등 여러 가지의 방향으로 기울여도, 모세관 유로(41)에 의한 모세관 현상에 의해 오목부 대향 영역(47)에 냉매가 중력에 거슬러 머물게 할 수 있고, 이렇게 해서 LED 칩(2)으로부터의 열에 의해 오목부 대향 영역(47)의 냉매를 신속하게 증발시킬 수 있다. 또, 히트 파이프(5)에서는, 냉각부 본체(25) 자체를 여러 가지의 방향으로 기울여도, 모세관 현상에 의해 오목부 대향 영역(47)까지 냉매(W)를 확실하게 인도할 수 있으므로, 원하는 방향에 대해 광을 조사시키면서, LED 칩(2)으로부터 발생하는 열을 냉매(W)에 의해 확실하게 냉각할 수 있다.
히트 파이프(5)에서는, 냉각부 본체(25)를 형성하는 상판(20)의 위쪽 바깥면에, 당해 상판(20) 외의 영역의 두께보다 얇게 형성한 오목부(6)를 설치하고, 이 오목부(6) 내에 LED 칩(2)을 탑재하도록 하였다. 이에 의해 히트 파이프(5)에서는, LED 칩(2)으로부터의 광(L)이 오목부(6)의 둘레벽(6b)이나 바닥면(6a)에 닿음으로써, LED 칩(2)으로부터의 광을 구면 반사시킬 수 있고, 이렇게 해서 원하는 방향으로 효율 좋게 광을 조사시킬 수 있다(도 3).
그리고, 히트 파이프(5)에서는, 상판(20)과, 하판(21)과, 제1 패턴 중판 (22a, 22b)과, 제2 패턴 중판(23a, 23b)의 각 주변 외측부(25a)에 복수의 방열 핀(35, 36, 37, 38)이 각각 설치됨으로써, 냉매(W)에 의해 냉각부 본체(25)의 주변부로 확산된 열이, 이들 방열 핀(35, 36, 37, 38)에 전달됨으로써, 열 용량이 큰 외계의 공기에 전달되고, 상판(20)의 본체부(30)나, 하판(21)의 본체부(31)뿐만 아니라 방열 핀(35, 36, 37, 38)에 있어서도 방열할 수 있으므로, 한층 방열 효과를 높일 수 있다.
또, 이 히트 파이프(5)에서는, 상판(20)과, 하판(21)과, 제1 패턴 중판(22a, 22b)과, 제2 패턴 중판(23a, 23b)의 각 주변 외측부(25a)에, 각각 개별적으로 배치를 바꾸어 방열 핀(35, 36, 37, 38)을 미리 형성하도록 함으로써, 상판(20)과 하판(21)과 제1 패턴 중판(22a, 22b)과 제2 패턴 중판(23a, 23b)을 단지 적층하여 직접 접합하는 것만으로, 서로 이웃하는 판에 형성된 방열 핀(35, 36, 37, 38)의 위치를 어긋나게 한 냉각부 본체(25)를 용이하게 형성할 수 있다.
이에 의해 히트 파이프(5)에서는, 냉각부 본체와는 별체로 이루어지는 방열 핀을 접착층에 의해 별도 냉각부 본체에 부착하는 경우에 비해 가공 부담을 저감할 수 있고, 또, 접착층에 의한 열저항이 전혀 없기 때문에 냉각부 본체(25)과 방열 핀(35, 36, 37, 38)에 큰 온도차가 발생하는 일없이, 당해 방열 핀(35, 36, 37, 38)에 의해 효율 좋게 방열할 수 있다.
그리고, 히트 파이프(5)에서는, 이와 같이 서로 이웃하는 판에 형성된 방열 핀(35, 36, 37, 38)의 위치를 어긋나게 함으로써, 복수의 방열 핀(35, 36, 37, 38)을 설치해도 서로 밀착되지 않고, 열 용량이 큰 외계의 공기와 접하는 표면적을 최대한 넓게 하여, 당해 외계의 공기로의 열의 전달을 확실하게 행하여, 방열 효과를 높일 수 있다.
또한, 상술한 실시예 1에 있어서는, 오목부 대향 영역(47)의 전역에 걸쳐 모세관 유로(41)를 형성하도록 한 경우에 대해 서술하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 오목부 대향 영역(47)의 일부에만 모세관 유로(41)를 형성하도록 해도 된다.
실시예 2
도 4와의 대응 부분에 동일 부호를 붙여 나타낸 도 17에 있어서, 이 실시예 2의 히트 파이프는, 제1 패턴 중판(22a, 22b)의 본체부(32)와, 제2 패턴 중판(23a, 23b)의 본체부(33)에 있어서 오목부 대응 영역에 오목부 대향 관통구멍(80)이 형성되어 있는 점에서, 상술한 실시예 1의 구성과 다른 것이다. 이 경우에도, LED 칩(2)으로부터의 열의 대부분이 오목부(6)를 통해 냉매로 전달되어, 냉매의 연속적인 순환 현상이 확실하게 반복하여 행해짐으로써, 냉매가 증발할 때의 잠열에 의해 LED 칩(2)으로부터의 대부분의 열을 확실하게 빼앗아, 방열에 의해 LED 칩(2)을 종래보다 한층 효율 좋게 냉각할 수 있다.
또한, 이 실시예 2에 있어서는, 오목부 대향 관통구멍(80)을 단지 서로 겹치게 하여 중공 영역을 형성하도록 한 경우에 대해 서술하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 오목부 대향 관통구멍(80)을 서로 겹치게 하여, 이 중공 영역에 섬유 부재를 채워 넣음으로써 섬유 영역을 형성하도록 해도 된다.
이 경우, 중공 영역에 채워 넣은 섬유 부재에 의해 형성된 섬유 영역에서는, 섬유 부재를 고밀도로 밀집시킴으로써, 모세관 현상을 발생시킬 수 있다.
따라서, 이러한 히트 파이프에서는, 냉각부 본체를 여러 가지의 각도로 기울여도, 피냉각 장치의 발열 전, 모세관 현상에 의해 섬유 영역에 냉매를 머물게 할 수 있으므로, 피냉각 장치가 발열하기 시작하면, 신속하게 피냉각 장치의 열이 섬유 영역의 냉매에 전달되어, 피냉각 장치의 냉각을 개시할 수 있다.
또, 이 히트 파이프에서는, 냉각부 본체를 여러 가지의 방향으로 기울여도, 섬유 영역에 있어서의 모세관 현상에 의해 냉매가 중력에 거슬러 당해 피냉각 장치 부근으로까지 냉매를 확실하게 인도할 수 있고, 이렇게 해서 당해 피냉각 장치로부터 발생하는 열을 냉매에 의해 냉각할 수 있다.
실시예 3
도 5와의 대응 부분에 동일 부호를 붙여 나타낸 도 18과 같이, 85는 실시예 3의 히트 파이프를 나타내고, 이 히트 파이프(85)는, 방열 핀군(86)이 냉각부 본체(25)의 상판(20)측을 향해 수직 방향으로 절곡되어 있는 점에서 상술한 실시예 1과는 구성이 다른 것이다.
여기에서 도 19(A)는, 상판(20)측에 대해 방열 핀군(86)을 수직으로 절곡하여 형성한 히트 파이프(85)의 평면도이고, 도 19(B)는 그 측면도이다. 상판(20)의 방열 핀(87)과, 하판(21)의 방열 핀(88)과, 제1 패턴 중판(22b)의 방열 핀(89a)과, 제2 패턴 중판(23b)의 방열 핀(89b)과, 제1 패턴 중판(22a)의 방열 핀(89c)과, 제2 패턴 중판(23a)의 방열 핀(89d)은, 각각 냉각부 본체(25)의 상판(20)측에 수직으로 절곡되어 있다.
이 실시예의 경우, 히트 파이프(85)는, 예를 들면 냉각부 본체(25)가 5mm각의 크기로 형성되어 있고, 상판(20)과 하판(21)의 두께가 각각 0.5mm로 형성되며, 제1 패턴 중판(22a, 22b) 및 제2 패턴 중판(23a, 23b)의 두께가 각각 0.1mm로 형성되어 있다.
우선 처음에 상판(20)의 방열 핀(87)을, 그 내주면이 냉각부 본체(25)의 주 변 외측부(25a)의 외주면을 따르도록 직각으로 절곡한다. 다음에, 상판(20)의 하측에 인접하는 제1 패턴 중판(22b)의 방열 핀(89a)을, 그 내주측의 단부가 냉각부 본체(25)의 외주단과 상판(20)의 두께가 같은 0.5mm의 간격을 두도록 절곡한다.
다음에, 제2 패턴 중판(23b)의 방열 핀(89b)을, 그 내주측의 단부가 상판(20)의 방열 핀(87)의 외주측의 단부와 0.1mm의 간격을 두도록 절곡한다. 다음에, 제1 패턴 중판(22a)의 방열 핀(89c)을, 그 내주측의 단부가 제1 패턴 중판(22b)의 방열 핀(89a)의 외주측의 단부와 0.1mm의 간격을 두도록 절곡한다. 다음에, 제2 패턴 중판(23a)의 방열 핀(89d)을, 그 내주측의 단부가 제2 패턴 중판(23b)의 방열 핀(89b)의 외주측의 단부와 0.1mm의 간격을 두도록 절곡한다.
마지막으로, 하판(21)의 방열 핀(88)을, 그 내주측의 단부가 제1 패턴 중판(22a)의 방열 핀(89c)의 외주측의 단부와 0.1mm의 간격을 두도록 절곡한다. 이와 같이 하면, 서로 겹쳐진 각각의 방열 핀의 사이에, 0.1mm폭의 간격을 형성할 수 있다. 이렇게 해서 상판(20)의 방열 핀(87)과, 하판(21)의 방열 핀(88)과, 제1 패턴 중판(22b)의 방열 핀(89a)과, 제2 패턴 중판(23b)의 방열 핀(89b)과, 제1 패턴 중판(22a)의 방열 핀(89c)과, 제2 패턴 중판(23a)의 방열 핀(89d)의 절곡 위치를 밑바닥측으로부터 선단측으로 어긋나게 해 감으로써, 각각의 방열 핀(87, 88, 89a∼89d) 사이에, 0.1mm폭의 간격을 형성하도록 구성되어 있다.
이상의 구성에 있어서, 이 히트 파이프(25)에서는, 적층했을 때에, 서로 이웃하는 상판(20), 제1 패턴 중판(22a, 22b), 제2 패턴 중판(23a, 23b) 및 하판(21)에 각각 형성된 방열 핀(87, 88, 89a∼89d)이 겹치지 않고 공극(G)이 형성되어 있 기 때문에, 방열 핀(87, 88, 89a∼89d)이 공기와 접하는 표면적을 넓게 취할 수 있고, 이렇게 해서 적층했을 때에 각 방열 핀(87, 88, 89a∼89d)의 표면을 기류가 보다 많이 흐르게 되어, 방열 효과를 높일 수 있다.
또, 히트 파이프(85)에서는, 각 방열 핀(87, 88, 89a∼89d)을 냉각부 본체(25)의 표면에 대해 수직으로 절곡함으로써, 방열 핀(87, 88, 89a∼89d)에 의한 냉각 성능을 유지하면서, 히트 파이프(85) 전체가 폭 방향에 차지하는 면적을 작게 억제할 수 있어, 스페이스가 한정되어 있는 경우에도 대응할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 각 방열 핀(87, 88, 89a∼89d)을 냉각부 본체(25)의 표면에 대해 수직으로 절곡하도록 구성한 경우에 대해 서술하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 냉각부 본체(25)의 표면과 수평인 면으로부터 수직인 면의 범위 내에서 임의의 각도를 이루도록 방열 핀(87, 88, 89a∼89d)을 절곡하여 설치하도록 해도 되고, 이 경우, 필요해지는 냉각 성능을 유지하면서, 높이 방향 및 폭 방향으로의 스페이스상의 제한을 고려하여, 원하는 크기로 최대한의 냉각 성능을 확보할 수 있다. 또, 도 18에 있어서는, 방열 핀(87, 88, 89a∼89d)을 상판(20)측이 되는 위쪽으로 절곡한 것을 나타내고 있지만, 경우에 따라서는 하판(21)측이 되는 아래쪽으로 절곡해도 된다.
실시예 4
도 1과의 대응 부분에 동일 부호를 붙여 나타낸 도 20에 있어서, 90은 실시예 4의 발광 장치를 나타내고, 히트 파이프(91)의 구성이 상술한 실시예 1과는 다른 것이다. 실제상, 히트 파이프(91)는, 도 4와의 대응 부분에 동일 부호를 붙여 나타낸 도 21과 같이, 하판(92) 상에 핀이 없는 중판(93a), 2개의 핀이 부착된 중판(94a, 94b)을 적층한 후, 핀이 없는 중판(93b) 및 상판(95)을 순서대로 더 적층하여 일체화됨으로써 구성될 수 있다.
이 실시예의 경우, 하판(92)은, 정사각형상으로 형성된 판형상의 본체부(98)와, 이 본체부(98)의 4변에 각각 연속하여 일체적으로 형성된 직사각형상의 판형상으로 이루어지는 방열 핀(99)에 의해 형성되어 있다. 각 방열 핀(99)은, 장변부가 본체부(98)의 한 변과 동일 치수로 선정되어, 당해 한 변 전역에 걸쳐 설치되어 있다.
상판(95)은, 하판(92)과 동일하게 정사각형상으로 형성된 판형상의 본체부(100)와, 이 본체부(100)의 4변에 각각 연속하여 일체적으로 형성된 직사각형상의 판형상으로 이루어지는 방열 핀(101)에 의해 형성되어 있다. 각 방열 핀(101)은, 장변부가 본체부(100)의 한 변과 동일 치수로 선정되어, 당해 한 변 전역에 걸쳐 설치되어 있음과 더불어, 단변부가 하판(92)의 방열 핀(99)의 단변부와 동일 치수로 선정되어 있다.
핀이 없는 중판(93a, 93b)은, 하판(92)의 본체부(98)와 동일한 정사각형상으로 형성된 판형상의 본체부(33, 32)만으로 구성되어 있다. 또한, 본체부(32, 33)는, 관통구멍(52, 53) 등의 구성에 대해서는 실시예 1과 동일하기 때문에 그 설명은 생략한다. 한편, 핀이 부착된 중판(94a, 94b)은 동일 형상으로서, 하판(92)의 본체부(98)와 동일한 사변형상으로 형성된 본체부(32, 33)의 4변에 각각 연속하여 일체적으로 형성된 직사각형상의 판형상으로 이루어지는 방열 핀(104)에 의해 형성 되어 있다. 각 방열 핀(104)은, 장변부가 본체부(32, 33)의 한 변과 동일 치수로 선정되어, 당해 한 변 전역에 걸쳐 설치되어 있음과 더불어, 단변부가 하판(92)의 방열 핀(99)의 단변부 및 상판(95)의 방열 핀(101)의 단변부와 동일 치수로 선정되어 있다.
이에 의해 히트 파이프(91)는, 하판(92) 상에 핀이 없는 중판(93a), 2개의 핀이 부착된 중판(94a 및 94b), 핀이 없는 중판(93b) 및 상판(95)의 각 본체부(32, 33, 98, 100)를 위치 결정하여 순서대로 적층해 가서 직접 접합에 의해 일체적으로 성형함으로써, 도 20의 C-C'의 단면도로서, 도 2와의 대응 부분에 동일 부호를 붙여 나타낸 도 22와 같이, 하판(92)과 상판(95)의 중간 부분에서 핀이 부착된 중판(94a, 94b)의 방열 핀(104)끼리가 서로 겹쳐지도록 형성될 수 있다.
또, 히트 파이프(91)는, 하판(92)의 방열 핀(99) 및 핀이 부착된 중판(94a)의 방열 핀(104)의 사이에 핀이 없는 중판(93a)의 두께 분만큼 간극(G1)이 형성됨과 더불어, 상판(95)의 방열 핀(99) 및 핀이 부착된 중판(94b)의 방열 핀(104)의 사이에 핀이 없는 중판(93b)의 두께 분만큼 간극(G2)이 형성될 수 있다.
이상의 구성에 있어서, 이 히트 파이프(91)에서는, 상판(95), 하판(92) 및 핀이 부착된 중판(94a, 94b)의 4변에 각각 한 변 전역에 걸쳐 동일 형상의 방열 핀(104)을 연속하여 일체적으로 형성한 경우에도, 상판(95), 하판(92) 및 핀이 부착된 중판(94a, 94b)의 사이에, 방열 핀(104)을 갖지 않는 핀이 없는 중판(93a, 93b)을 적절히 개재시킴으로써, 상판(95)의 방열 핀(101) 및 핀이 부착된 중판(94a, 94b)의 방열 핀(104) 사이와, 하판(92)의 방열 핀(99) 및 핀이 부착된 중 판(94a, 94b)의 방열 핀(104) 사이에 간극을 형성하여, 방열 핀이 공기와 접하는 표면적을 크게 할 수 있고, 이렇게 해서 각 방열 핀의 표면을 기류가 한층 많이 흘러, 그 결과, 방열 효과를 높일 수 있다.
또, 이 경우, 핀이 부착된 중판(94a, 94b)에 대해서는, 사변형상의 방열 핀(104)을 각 변마다 1개 성형하도록 함으로써, 상술한 실시예 3에 비해 본체부(32, 33)의 각 변마다 띠형상의 방열 핀(104)을 복수 형성하는 복잡한 가공 성형이 불필요해져 가공 부담을 경감할 수 있다. 또 핀이 없는 중판(93a, 93b)에 대해서는, 본체부(32, 33)만을 형성하면 되기 때문에, 방열 핀을 가공 성형할 필요가 없어, 상술한 실시예 3에 비해 가공 부담을 저감할 수 있다.
실시예 5
도 22와의 대응 부분에 동일 부호를 붙여 나타낸 도 23에 있어서, 실시예 5의 히트 파이프(120)를 나타내고, 이 히트 파이프(120)는, 상술한 실시예 4와 달리, 핀이 없는 중판(93a, 93b)을 개재시키지 않으며, 복수의 핀이 부착된 중판(121a∼121d)만을 하판(92) 및 상판(95) 사이에 끼워 넣어 일체화하고, 또한 당해 핀이 부착된 중판(121a∼121d)의 방열 핀(122a∼122d) 및 상판(95)의 방열 핀(123)이 각각 다른 각도를 두고 절곡되어 있다.
실제상, 이 히트 파이프(120)는, 도 4와의 대응 부분에 동일 부호를 붙여 나타낸 도 24와 같이, 하판(92) 상에 4개의 핀이 부착된 중판(121a∼121d)과, 상판(95)을 순서대로 적층하여 일체화한 구성을 갖는다. 이러한 구성에 더해 상판(95)에는, 본체부(100)의 상면에 더해 방열 핀(123)의 상면에도 도금이나 메탈 증착 등의 성막 처리를 행함으로써 니켈 등의 광반사재가 성막되어 광반사막(125)을 갖고 있다.
그리고, 상판(95)에 설치된 4개의 방열 핀(123)은, 본체부(100)와 연속하여 일체적으로 형성된 부분이 당해 본체부(100)의 상면에 대해 각각 동일 방향으로 예각 이하로 절곡됨으로써, LED 칩(2)으로부터의 광을 당해 방열 핀에 의해 원하는 방향으로 반사시킬 수 있도록 이루어져 있다. 또한, 방열 핀(123)의 절곡 각도는, LED 칩(2)으로부터의 광을 조사하는 방향에 따라 임의의 각도로 선정되어 있다.
핀이 부착된 중판(121a∼121d)에 설치된 방열 핀(122a∼122d)은, 예각 이하로 절곡된 상판(95)의 방열 핀(123)과, 절곡되지 않고 수평 방향으로 신장된 하판(92)의 방열 핀(99)의 사이에 있어서, 임의의 각도로 절곡됨으로써, 각 방열 핀(122a∼122d)이 서로 접촉하지 않도록 형성되어 있다.
이 경우, 이들 핀이 부착된 중판(121a∼121d)은, 하판(92)으로부터 상판(95)을 향함에 따라 본체부(32, 33)에 가까워지도록 하여 각각 방열 핀(122a∼122d)을 절곡해 감으로써, 인접하는 방열 핀(122a∼122d)을 서로 비접촉으로 할 수 있다.
이상의 구성에 있어서, 이 히트 파이프(120)에서는, 적층했을 때에, 서로 이웃하는 상판(95), 핀이 부착된 중판(121a∼121d) 및 하판(92)에 형성된 각각의 방열 핀(122a∼122d)이 밀착되어 겹치지 않고 공극을 형성할 수 있으므로, 방열 핀(122a∼122d)이 공기와 접하는 표면적을 넓게 취할 수 있고, 이렇게 해서 적층했을 때에 각 방열 핀(122a∼122d)의 표면을 기류가 보다 많이 흐르게 되어, 방열 효과를 높일 수 있다.
또, 히트 파이프(120)에서는, 각 방열 핀(122a∼122d)을 냉각부 본체(25)의 표면에 대해 수직으로 절곡함으로써, 방열 핀(122a∼122d)에 의한 냉각 성능을 유지하면서, 히트 파이프(120) 전체가 차지하는 면적을 작게 억제할 수 있어, 스페이스가 한정되어 있는 경우에도 대응할 수 있다.
또한, 상판(95)에서는, 방열 핀(123)의 상면에 광반사막(125)를 성막함으로써, LED 칩(2)으로부터의 광을 당해 방열 핀(123)의 상면에 닿게 하여, LED 칩(2)으로부터의 광을 구면 반사시킬 수 있고, 이렇게 해서 원하는 방향으로 한층 효율 좋게 광을 조사시킬 수 있다.
실시예 6
도 2(A)와의 대응 부분에 동일 부호를 붙여 나타낸 도 25는, 실시예 6의 발광 장치(130)를 나타내고, 이 발광 장치(130)는, 히트 파이프(131)를 형성하는 상판(132)에 예를 들면 3개 오목부(6a1, 6b1, 6c1)가 설치되며, 이 오목부(6a1, 6b1, 6c1)에 각각 청색 LED 칩(2a), 적색 LED 칩(2b) 및 녹색 LED 칩(2c)이 탑재되어 있다. 이에 의해 발광 장치(130)에서는, 청색 LED 칩(2a), 적색 LED 칩(2b) 및 녹색 LED 칩(2c)으로 이루어지는 LED군의 각 발광을 제어함으로써, 필요한 광량을 확보하면서, 원하는 발광색을 발생하도록 이루어져 있다.
여기에서 도 26(A)는 실시예 6의 히트 파이프(131)의 상면 구성을 나타낸 정면도이고, 또 도 26(B)는 그 측면도이다. 실제상, 이 실시예 6에서는, 정사각형상으로 이루어지는 상판(132)의 상면(133)에, 청색 LED 칩(2a), 적색 LED 칩(2b) 및 녹색 LED 칩(2c)의 각각의 외형에 대응시킨 오목부(6a1, 6b1, 6c1)가 등간격으로 사이를 두고 일렬로 설치되어 있다. 또한, 오목부(6a1, 6b1, 6c1)의 배치 수나 배치 장소에 있어서는, 용도에 따라 필요해지는 청색 LED 칩(2a), 적색 LED 칩(2b) 및 녹색 LED 칩(2c)의 수에 따라 늘려도 되고, 당해 오목부(6a1, 6b1, 6c1)의 배치에 대해서도 원형상으로 배치시키거나 사변형상으로 배치하도록 해도 된다.
이렇게 해서 발광 장치(130)에서는, 예를 들면 청색 LED 칩(2a), 적색 LED 칩(2b) 및 녹색 LED 칩(2c)으로 이루어지는 LED군을 1개의 히트 파이프(131)에 배치할 수 있도록 이루어져 있다. 또한, 이 실시예의 경우, 상판(132), 제1 패턴 중판(135a, 135b), 제2 패턴 중판(136a, 136b) 및 하판(21)의 각 방열 핀(35, 37, 38, 36)의 구성에 대해서는, 상술한 실시예 1과 동일하기 때문에 그 설명은 생략하고, 냉각부 본체(139)에 대해 주목하여 이하 설명한다.
실제상, 제1 패턴 중판(135a, 135b)은, 도 27에 나타낸 바와 같이, 상판(132)의 일렬로 나열된 복수의 오목부(6a1, 6b1, 6c1)의 위치에 대응한 영역(이하, 이것을 오목부군 대응 영역이라고 부른다)(143)에 복수의 관통구멍(145)이 제1 패턴(상술한 실시예 1에서 설명)으로 천설되어 있다. 이 경우, 오목부군 대응 영역(143)은, 오목부(6a1, 6b1, 6c1)가 상판(132)의 중앙부에 직선형상으로 일렬로 나열되어 설치됨으로써, 제1 패턴 중판(135a, 135b)의 본체부(140)의 중앙부에 직선형상으로 배치되어 있다.
또, 제1 패턴 중판(135a, 135b)의 본체부(140)에는, 오목부군 대응 영역(143)으로부터 주변부를 향해 방사 상으로 신장된 띠형상의 증기 확산 유로용 구멍(141)이 복수 천설되고, 이들 인접하는 증기 확산 유로용 구멍(141) 사이에도 복 수의 관통구멍(145)이 제1 패턴으로 천설되어 있다. 또한, 여기에서는 설명은 생략하지만, 제2 패턴 중판(136a, 136b)에는, 제1 패턴 중판(135a, 135b)과 동일한 위치에 증기 확산 유로용 구멍(141)이 형성되어 있음과 더불어, 오목부군 대응 영역(143) 및 인접하는 증기 확산 유로용 구멍(141) 사이에 제2 패턴(상술한 실시예 1에서 설명)으로 복수의 관통구멍이 천설되어 있다.
이에 의해 히트 파이프(131)는, 하판(21) 및 상판(132) 사이에, 제1 패턴 중판(135a, 135b) 및 제2 패턴 중판(136a, 136b)을 순차적으로 교대로 끼워 넣어 일체화함으로써 냉각부 본체(139)를 형성하고, 당해 냉각부 본체(139) 내에 당해 제1 패턴 중판(135a, 135b) 및 제2 패턴 중판(136a, 136b)에 의해 증기 확산 유로(42) 및 모세관 유로(41)를 형성할 수 있도록 이루어져 있다.
이상의 구성에 있어서, 히트 파이프(131)에서는, 청색 LED 칩(2a), 적색 LED 칩(2b) 및 녹색 LED 칩(2c)으로 이루어지는 LED군의 발광에 의해 발생하는 발열을, 히트 파이프(131)의 밀봉 공간(40)에 형성된 증기 확산 유로(42)에 의해 냉매(W)를 주변부로 유효하게 확산하여, 당해 주변부에서 증기를 방열해 응축시킬 수 있다.
그리고, 이 히트 파이프(131)에서는, 증기 확산 유로(42) 사이 및 오목부군 대향 영역(143)에 미세한 모세관 유로(41)를 형성함으로써, 냉매(W)를 모세관 현상에 의해 모세관 유로(41)를 통해 확실하게 청색 LED 칩(2a), 적색 LED 칩(2b) 및 녹색 LED 칩(2c) 아래쪽으로 다시 되돌릴 수 있다.
히트 파이프(131)에서는, 이러한 냉매(W)의 연속적인 순환 현상이 확실하게 반복하여 행해짐으로써, 냉매(W)가 증발할 때의 잠열에 의해 청색 LED 칩(2a), 적 색 LED 칩(2b) 및 녹색 LED 칩(2c)으로부터 열을 확실하게 빼앗아, 방열에 의해 한번에 이들 복수의 LED군 모두를 종래보다 한층 효율 좋게 냉각할 수 있고, 이렇게 해서 오목부(6a1, 6b1, 6c1) 내에 각각 개별적으로 청색 LED 칩(2a), 적색 LED 칩(2b) 및 녹색 LED 칩(2c)을 설치한 경우에도, 각 오목부(6a1, 6b1, 6c1) 내에 열이 가득 차기 어려워져, 발열에 의해 LED군의 발광 상태가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 히트 파이프(5) 상에 발광부(4)를 설치하도록 한 경우에 대해 서술하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 히트 파이프(5)에 발광부(4)를 설치하지 않고, 당해 발광부(4) 대신에 피냉각 장치로서 예를 들면 IC(반도체 집적 장치), LSI(대규모 집적 회로 장치) 또는 CPU 등을 설치하도록 해도 된다.
(2) 검증 시험
방열 핀이 냉각부 본체에 연속하여 일체적으로 형성된 본원 발명의 히트 파이프(이하, 실시예 1로 한다)와, 구리판의 4변에 접착층을 통해 방열 핀을 별도 부착한 구리제 히트 스프레더(이하, 비교예로 한다)와, 방열 핀을 갖지 않는 냉각부 본체로 이루어지는 히트 파이프(이하, 실시예 2로 한다)에 대해 열확산성에 관한 검증 시험을 행하였다.
이 검증 실험에서는, 실시예 1로서, 도 28(A)에 나타낸 바와 같이, 내부에 증기 확산 유로와 모세관 유로를 구비한 40mm각의 냉각부 본체와, 당해 냉각부 본체에 연속하여 일체적으로 형성된 10mm×40mm의 방열 핀으로 이루어지는 히트 파이 프를 이용하였다.
한편, 비교예로서는, 도 29(A)에 나타낸 바와 같이, 40mm각으로 이루어져 두께가 2mm인 구리판과, 당해 구리판의 4변에 접착층을 통해 별도 부착한 10mm×40mm의 방열 핀으로 구성된 구리제 히트 스프레더를 이용하였다.
또, 실시예 2로서는, 도 30(A)에 나타낸 바와 같이, 사변형상으로 내부에 증기 확산 유로와 모세관 유로를 구비한 40mm각의 냉각부 본체로 이루어지는 히트 파이프를 이용하였다.
그리고 21℃의 실험실 환경 하, 이들 실시예 1, 비교예 및 실시예 2의 각 배치부인 아래쪽 바깥면 중앙 5mm 평방의 영역(도시 생략)을 발열체(히터)에 의해 30W로 가열하여, 각 상면을 송풍기에 의해 강제 공랭하였다.
그리고, 실측치로서 표 1일 때, 실시예 1, 비교예 및 실시예 2의 각 상면 온도 분포를 일본 아비오스닉스제의 적외선 서모그래피(TVS-200)로 측정하여, 열확산성에 대해 비교하는 검증 시험을 행하였다.
여기에서, 도 29(A)는 비교예의 구리제 히트 스프레더의 온도 분포를 나타낸 서모그래피에 의한 측정 결과이다. 도 29(B)는, 구리제 히트 스프레더의 구리판의 중심점을 통해 한쪽의 방열 핀으로부터 대향하는 다른 쪽의 방열 핀까지를 연결하는 가로축 방향의 온도 분포를 나타낸 것이다. 도 29(C)는, 가로축 방향과 직교하여, 구리제 히트 스프레더의 구리판의 중심점을 통해 한쪽의 방열 핀으로부터 대향하는 다른 쪽의 방열 핀까지를 연결하는 세로축 방향의 온도 분포를 나타낸 것이다. 또, 도 29(B) 및 (C)에서는, 중앙의 점선 부분이 구리판에서의 온도 분포를 나타내고, 양측부의 점선 부분이 구리판 및 방열 핀 사이에서의 온도 분포를 나타낸 것이다. 또한, 이하의 표 1은 서모그래피에 의한 촬영시에 있어서의 실측치를 나타낸 것이다. 여기에서 표 1 중의 q는 발열체의 발열 밀도를 나타내고, V는 발열체의 출력을 나타내며, W는 발열체로의 인가 전압을 나타낸 것이다.
[표 1]
Figure 112008022120841-PCT00001
이와 같이, 도 29(B) 및 (C)로부터 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 구리제 히트 스프레더에서는, 접착층의 열저항이 크기 때문에 구리판과 방열 핀의 접합 부분에서 큰 단차가 발생하고 있어, 방열 핀에서의 온도가 대폭으로 저하되고 있다. 이와 같이 구리제 히드 스프레더에서는, 구리판과 방열 핀의 사이에 매우 큰 온도차가 있기 때문에, 구리판에 비해 방열 핀으로부터의 방열량이 현격하게 낮은 것을 알 수 있었다.
한편, 도 28(A)는 실시예 1의 히트 파이프의 온도 분포를 나타낸 서모그래피에 의한 측정 결과이다. 도 28(B)는, 히트 파이프의 냉각부 본체의 중심점을 통해 한쪽의 방열 핀으로부터 대향하는 다른 쪽의 방열 핀까지를 연결하는 가로축 방향의 온도 분포를 나타낸 것이다. 도 28(C)는, 가로축 방향과 직교하여, 히트 파이프의 냉각부 본체의 중심점을 통해 한쪽의 방열 핀으로부터 대향하는 다른 쪽의 방열 핀까지를 연결하는 세로축 방향의 온도 분포를 나타낸 것이다. 또한, 도 28(B) 및 (C)에서는, 중앙의 점선 부분이 냉각부 본체에서의 온도 분포를 나타내고, 양측 부의 점선 부분이 냉각부 본체 및 방열 핀 사이에서의 온도 분포를 나타낸 것이다.
이와 같이, 도 28(B) 및 (C)로부터 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 본원 발명의 히트 파이프에서는, 냉각부 본체와 방열 핀을 연속하여 일체적으로 형성하고 있기 때문에, 냉각부 본체와 방열 핀의 경계에 있어서 온도차가 작고, 방열 핀으로부터의 방열량이 냉각부 본체와 동일하게 높은 것을 알 수 있었다. 즉, 이러한 온도 분포로부터, 실시예 1의 히트 파이프 쪽이 구리제 히트 스프레더의 경우보다 방열 핀의 방열 효과가 대단히 우수한 것을 알 수 있었다.
다음에, 방열 핀을 설치한 실시예 1의 히트 파이프와, 방열 핀을 설치하지 않은 냉각부 본체로 이루어지는 실시예 2의 히트 파이프의 온도 분포에 대해 비교하였다.
여기에서 도 30(A)는 방열 핀을 설치하지 않고, 냉각부 본체 내의 배치부 대향 영역에 모세관 유로가 형성된 실시예 2의 히트 파이프이고, 이 히트 파이프의 온도 분포를 나타낸 서모그래피에 의한 측정 결과이다. 또, 도 30(B)는, 히트 파이프의 중심점을 통해, 냉각부 본체의 한쪽의 변으로부터 대향하는 다른 쪽의 변까지를 연결하는 가로축 방향의 온도 분포를 나타낸 것이다.
도 30(C)는, 가로축 방향과 직교하여, 히트 파이프의 중심점을 통해 한쪽의 변으로부터 대향하는 다른 쪽의 변까지를 연결하는 세로축 방향의 온도 분포를 나타낸 것이다. 또한, 도 30(B) 및 (C)에서는, 중앙의 점선 부분이 구리판에서의 온도 분포를 나타낸 것이다.
이와 같이, 도 30(B) 및 (C)나, 이하의 표 2로부터도 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 실시예 2의 히트 파이프에서는, 중앙부와 그 주변부에서 온도차가 작은 것을 확인할 수 있었다. 이것으로부터 실시예 2의 히트 파이프에서는, 내부에서 냉매가 순환함으로써, 모서리 각부를 포함한 전 영역을 방열에 고르게 기여시켜, 열확산 효과가 대단히 높은 것을 알 수 있었다.
또한, 표 2는, 실시예 1, 비교예 및 실시예 2에 있어서의 상면의 각 위치에서의 온도를 정리한 것이다.
[표 2]
Figure 112008022120841-PCT00002
한편, 도 28(B) 및 (C)나 표 2로부터도 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 실시예의 히트 파이프에서는, 실시예 2와 동일하게 열확산성이 있고, 냉각부 본체 전체의 정상 온도가 실시예 2에 비해 약 10℃ 가까이나 더 낮아졌다. 이것으로부터 방열 핀을 설치한 히트 파이프는, 방열 핀을 설치하지 않은 히트 파이프에 비해 방열 효과가 우수한 것을 알 수 있었다. 또한, 이하의 표 3은, 이 검증 실험에 있어서의 열원 온도와 블로어의 실측치를 나타낸 것이다. 여기에서 Th1은, 발열체에 있어서의 히트 파이프 또는 구리제 히트 스프레더의 접촉면측의 온도를 나타내고, Th2는, 발열체에 있어서의 히트 파이프 또는 구리제 히트 스프레더의 비접촉면(즉, 접촉면과 대향한 외측면)측의 온도를 나타낸 것이다.
[표 3]
Figure 112008022120841-PCT00003

Claims (11)

  1. 상판 및 하판 중 어느 한쪽에 피냉각 장치를 설치하기 위한 배치부를 갖고, 상기 상판과 상기 하판의 사이에 1 또는 복수의 중판을 설치한 냉각부 본체를 구비하고,
    상기 냉각부 본체의 내부에는, 냉매가 증기가 되어 상기 피냉각 장치에서 발생하는 열을 상기 냉각부 본체의 주변부에 전달하는 증기 확산 유로와, 상기 중판에 설치되어, 상기 주변부에서 응축한 냉매가 상기 배치부측으로 되돌아오도록 구성된 모세관 유로가 설치되어 있고,
    상기 배치부에는, 다른 영역보다 두께가 얇게 형성되어, 상기 피냉각 장치를 탑재시키기 위한 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
  2. 상판 및 하판 중 어느 한쪽에 피냉각 장치를 설치하기 위한 배치부를 갖고, 상기 상판과 상기 하판의 사이에 1 또는 복수의 중판을 설치한 냉각부 본체를 구비하고,
    상기 냉각부 본체의 내부에는, 냉매가 증기가 되어 상기 피냉각 장치에서 발생하는 열을 상기 냉각부 본체의 주변부에 전달하는 증기 확산 유로와, 상기 중판에 설치되어, 상기 주변부에서 응축한 냉매가 상기 배치부측으로 되돌아오도록 구성된 모세관 유로가 설치되어 있고,
    상기 냉각부 본체의 내부에는, 상기 배치부에 대향한 영역에 상기 모세관 유 로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
  3. 상판 및 하판 중 어느 한쪽에 피냉각 장치를 설치하기 위한 배치부를 갖고, 상기 상판과 상기 하판의 사이에 1 또는 복수의 중판을 설치한 냉각부 본체를 구비하고,
    상기 냉각부 본체의 내부에는, 냉매가 증기가 되어 상기 피냉각 장치에서 발생하는 열을 상기 냉각부 본체의 주변부에 전달하는 증기 확산 유로와, 상기 중판에 설치되어, 상기 주변부에서 응축한 냉매가 상기 배치부측으로 되돌아오도록 구성된 모세관 유로가 설치되어 있고,
    상기 상판, 상기 하판 및 상기 중판 중 어느 하나의 주변 외측부에 방열 핀이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
  4. 상판 및 하판 중 어느 한쪽에 피냉각 장치를 설치하기 위한 배치부를 갖고, 상기 상판과 상기 하판의 사이에 1 또는 복수의 중판을 설치한 냉각부 본체를 구비하고,
    상기 냉각부 본체의 내부에는, 냉매가 증기가 되어 상기 피냉각 장치에서 발생하는 열을 상기 냉각부 본체의 주변부에 전달하는 증기 확산 유로와, 상기 중판에 설치되어, 상기 주변부에서 응축한 냉매가 상기 배치부측으로 되돌아오도록 구성된 모세관 유로가 설치되어 있고,
    상기 배치부에는, 다른 영역보다 두께가 얇게 형성되어, 상기 피냉각 장치를 탑재시키기 위한 오목부를 구비하고,
    상기 냉각부 본체의 내부에는, 상기 배치부에 대향한 영역에 상기 모세관 유로가 형성되고,
    상기 상판, 상기 하판 및 상기 중판 중 어느 하나의 주변 외측부에 방열 핀이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
  5. 청구항 3 또는 4에 있어서,
    상기 방열 핀은, 상기 상판, 상기 하판 및 중판의 주변 외측부에 연속하여 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
  6. 청구항 3 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열 핀은, 상기 상판, 상기 하판 및 중판의 주변 외측부에 설치되어 있고,
    상기 상판과 상기 하판과 상기 중판을 적층했을 때에, 상기 상판의 방열 핀과 상기 하판의 방열 핀과 상기 중판의 방열 핀이 서로 비접촉이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
  7. 청구항 3 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열 핀은, 상기 상판의 상면 또는 상기 하판의 하면에 대해 수평 또는 임의의 각도를 이루고 절곡하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
  8. 청구항 3 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상판의 방열 핀, 상기 중판의 방열 핀 및 상기 하판의 방열 핀은, 서로 비접촉이 되도록 다른 형성 패턴으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중판에는 복수의 관통구멍이 형성되어 있고,
    상기 관통구멍은, 서로 이웃하는 상기 중판마다 위치를 어긋나게 하여 설치되어, 상기 상판으로부터 상기 하판을 상하 방향에서 보았을 때에, 상기 모세관 유로가, 상기 상하 방향으로부터 비스듬한 방향으로 기울어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각부 본체와, 이 냉각부 본체 상에 실장되는 상기 피냉각 장치가 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피냉각 장치가 발광 소자인 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
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