KR20090045146A - 히트 파이프 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

고온하에서도 확실히 밀봉 효과를 계속해서 발휘하고, 종래보다 한층 더 장수명화를 도모할 수 있는 히트 파이프 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 생산성을 향상시켜서 한층 더 저가격화를 도모하고, 장수명화를 도모할 수 있는 히트 파이프를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 히트 파이프(1)에서는 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)의 주변 영역에 대향하는 증기 확산 유로(44) 내에 상판 보강부(50), 중판 보강부(52), 슬릿 부여 보강부(55) 및 하판 보강부(60)가 밀착되어 지주 구조를 형성하도록 했다. 이것에 의해, 히트 파이프(1)에서는 프레스(75)로부터의 외력을 상판 보강부(50), 중판 보강부(52), 슬릿 부여 보강부(55) 및 하판 보강부(60)로 이루어지는 지주 구조로 받아내므로 상기 외력에 의해 상판(2) 또는 하판(3)이 파손되어 내부 공간(10a)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

히트 파이프, 냉각부 본체, 냉매 주입 구멍, 밀봉 부재

Description

히트 파이프 및 그 제조 방법{HEAT PIPE AND METHOD OF MANUFACTURING IT}

본 발명은 히트 파이프 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 박형이고, 또한 평판 형상으로 이루어지는 히트 파이프에 적용하기에 적절한 것이다.

히트 파이프로서 일본 특허 공개 2002-039693호 공보 및 일본 특허 공개 2004-077120호 공보 등에 의해 소개된 것이 있다. 그러한 히트 파이프는 냉매 순환용 구멍을 갖는 박판으로 이루어지는 분할판 등을 복수개 서로 겹치게 하고, 그 서로 겹쳐진 상하에 외벽 부재를 겹치거나 하여 내부에 냉매 순환 공간을 갖는 냉각부 본체(컨테이너)를 구성하고, 그 냉각부 본체 내의 냉매 순환 공간에 예컨대 물 등의 냉매가 봉입되어 있다.

여기서, 냉각부 본체 내로의 냉매의 봉입은, 예컨대 히트 파이프의 측면 또는 상면 또는 하면에 구멍을 형성하고, 그 구멍을 통해서 냉매를 내부에 주입하고, 그 주입 후, 코킹 등에 의해 폐쇄한다는 방법으로 행해지고 있었다.

이러한 히트 파이프에서는 박판 형상의 부재로 히트 파이프를 구성하고 있으므로, 평탄하고 박형의 플랫형 히트 파이프를 제공할 수 있다는 이점이 있고, 더욱이, 각 냉매 순환용 구멍의 서로 겹쳐진 부분이 냉매가 지나는 유로가 되고, 모세관 현상에 의해 냉매가 냉매 순환용 구멍의 어긋난 부분을 이동하고, 열전도성이 양호하다는 등 몇 개의 이점이 있다.

이러한 히트 타입은 동일한 금속, 외형, 용적의 금속체와 비교해서 수배 내지 수십배의 열 스프레드(spread) 효과를 갖고, CPU(중앙 처리 장치)나 LED(발광 다이오드) 등 방열의 중요성이 높은 장치의 방열에 최적이라고 말할 수 있다.

특허문헌1: 일본 특허 공개 2002-039693호 공보

특허문헌2: 일본 특허 공개 2004-077120호 공보

그런데, 종래에 있어서는 냉매 주입 구멍으로부터 냉각부 본체 내로 예컨대 냉매로서 물을 주입한 후, 밀봉 부재에 의해 상기 냉매 주입 구멍을 폐쇄하고 있다. 그리고, 이러한 밀봉 부재의 재질로서는 땜납이 알려져 있지만, 이 경우 냉각부 본체의 재질(예컨대, 구리, 구리계 재료, 또는 알루미늄, 알루미늄계 재료)과 밀봉 부재의 재질이 다르게 된다. 그러면, 냉각부 본체의 내부 공간에 봉입된 냉매가 상기 냉각부 본체 및 밀봉 부재에 접하여 국부 전지 작용이 생길 가능성이 있다.

즉, 냉매는 예컨대 이온(대전된 불순물)을 함유하지 않는 순수한 물을 사용하도록 충분히 주의해도, 그저 약간이지만 이온이 함유되는 것은 피하기 어렵다. 이것에 의해 냉각부 본체 내에서는 필연적으로 국부 전지가 구성되어 국부 전지 작용이 생김으로써 부식이 생길 우려가 있다. 그래서, 이러한 히트 파이프에서는 종래에 있어서도 장수명화가 도모되어 있지만, 국부 전지 작용에 의한 부식을 방지해서 종래보다 한층 더 장수명화를 도모하는 것이 요망되고 있다.

또한, 밀봉 부재로서 땜납을 사용했을 경우에는 땜납의 융점이 낮으므로 예컨대 180~220℃ 정도의 고온에서 밀봉 효과가 저감 내지 삭감될 가능성이 있기 때문에 고온하에서도 확실히 밀봉 효과를 계속해서 발휘하는 것이 요망되고 있다.

그런데, 전술한 바와 같이, 일본 특허 공개 2002-039693호 공보 및 일본 특허 공개 2004-07712호 공보에 의해 소개된 히트 파이프 등에 있어서는 소형화 및 박형화를 도모함에 따라 그 만큼 기계적 강도가 약해지고, 냉매 주입 구멍을 밀봉 부재로 폐쇄하는 과정에서 냉각부 본체가 그 냉매 주입 구멍의 부분에서 파손될 우려가 있다.

즉, 냉각부 본체에서는 분할판의 냉매 순환용 구멍에 대응하는 위치에 냉매 주입 구멍이 배치되면, 밀봉 부재를 냉매 주입 구멍에 압입하여 폐쇄하는 과정에서 밀봉 부재에 가해지는 힘에 의해 냉매 주입 구멍의 주변이 찌부러지거나 하는 파손이 생길 우려가 있어 생산성을 향상시키기 어렵다는 문제가 있었다. 또한, 사용 과정에 있어서도 냉매 주입 구멍의 부분에서 파손될 우려가 생긴다.

본 발명은 이상의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 고온하에서도 확실히 밀봉 효과를 계속해서 발휘하고, 종래보다 한층 더 장수명화를 도모할 수 있는 히트 파이프 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 생산성을 향상시켜 한층 더 저가격화를 도모하고, 종래보다 한층 더 장수명화를 도모할 수 있는 히트 파이프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 히트 파이프는 내부 공간에 냉매의 순환 경로가 형성된 금속으로 이루어지는 냉각부 본체와, 상기 냉각부 본체에 형성되어 상기 내부 공간에 상기 냉매를 주입하기 위한 냉매 주입 구멍과, 상기 내부 공간에 상기 냉매를 봉입하기 위해서 상기 냉매 주입 구멍을 폐쇄하는 밀봉 부재를 구비하고, 상기 밀봉 부재가 상기 냉각부 본체와 동질 또는 유사한 가소성 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히트 파이프는 상판 및 하판 사이에 설치한 하나 또는 복수개의 중판에 의해 내부 공간에 냉매의 순환 경로가 형성된 냉각부 본체와, 상기 냉각부 본체에 형성되어 상기 냉각부 본체의 내부 공간에 상기 냉매가 주입되어 밀봉 부재에 의해 폐쇄되는 냉매 주입 구멍을 구비하고, 상기 중판에는 상기 냉매 주입 구멍의 주변 영역에 대응하는 부분에 형성되어 소정의 두께를 갖는 보강부와, 상기 냉매 주입 구멍에 대응하는 부분에 형성된 냉매용 구멍을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히트 파이프는 내부 공간에 냉매의 순환 경로가 형성된 냉각부 본체와, 상기 냉각부 본체에 형성되어 상기 냉각부 본체의 내부 공간에 상기 냉매가 주입되어 밀봉 부재에 의해 폐쇄되는 냉매 주입 구멍을 구비하고, 상기 냉매 주입 구멍으로부터 상기 내부 공간으로 상기 냉매가 미소 입자상으로 되어 주입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히트 파이프는 상판 및 하판 사이에 설치한 하나 또는 복수개의 중판에 의해 내부 공간에 냉매의 순환 경로가 형성된 금속으로 이루어지는 냉각부 본체와, 상기 냉각부 본체에 형성되어 상기 내부 공간에 상기 냉매를 주입하기 위한 냉매 주입 구멍과, 상기 내부 공간에 상기 냉매를 봉입하기 위해서 상기 냉매 주입 구멍을 폐쇄하는 밀봉 부재를 구비하고, 상기 밀봉 부재가 상기 냉각부 본체와 동질 또는 유사한 가소성 금속으로 이루어지고, 상기 중판은 상기 냉매 주입 구멍의 주변 영역에 대응하는 부분에 형성되어 소정의 두께를 갖는 보강부와, 상기 냉매 주입 구멍에 대응하는 부분에 형성된 냉매용 구멍을 갖고, 상기 냉매 주입 구멍으로부터 상기 내부 공간으로 상기 냉매가 미소 입자상으로 되어 주입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히트 파이프는 상기 냉매 주입 구멍을 폐쇄한 상기 밀봉 부재가 상기 냉각부 본체의 표면으로부터 돌출되어 있지 않은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히트 파이프는 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 완전히 폐쇄하는 상태가 될 때까지는 외부와 상기 내부 공간을 연통시키는 상태를 유지하고, 상기 냉매 주입 구멍이 완전히 폐쇄되는 상태가 되면 상기 밀봉 부재에 의해 폐쇄되는 가스 제거 홈이 상기 냉매 주입 구멍의 내주면에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히트 파이프는 상기 순환 경로에는 냉매가 증기가 되어 확산되는 증기 확산 유로를 구비하고, 상기 냉매 주입 구멍에 대응한 부분이 상기 증기 확산 유로에 배치되고, 상기 보강부에는 상기 증기 확산 유로 내에서 상기 냉매가 증기가 되어 확산되는 확산 방향을 따라 슬릿이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히트 파이프의 제조 방법은 금속으로 이루어지는 냉각부 본체에 형성된 냉매 주입 구멍으로부터 냉매의 순환 경로가 형성된 상기 냉각부 본체의 내부 공간에 상기 냉매를 주입하는 주입 공정과, 상기 냉각부 본체와 동질 또는 유사한 가소성 금속으로 이루어지는 밀봉 부재를 상기 냉매 주입 구멍에 적재하는 적재 공정과, 진공하에서 상기 밀봉 부재를 가압함으로써 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 폐쇄하는 밀봉 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히트 파이프의 제조 방법은 냉각부 본체에 형성된 냉매 주입 구멍으로부터 냉매의 순환 경로가 형성된 상기 냉각부 본체의 내부 공간에 상기 냉매를 주입하는 주입 공정과, 상기 냉매 주입 구멍에 밀봉 부재를 적재하는 적재 공정과, 진공하에서 상기 밀봉 부재를 가압함으로써 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 폐쇄하는 밀봉 공정을 구비하고, 상기 주입 공정에서는 상기 냉매를 미소 입자상으로 해서 상기 냉매 주입 구멍으로부터 상기 내부 공간으로 주입하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히트 파이프의 제조 방법은 상판 및 하판 사이에 설치한 하나 또는 복수개의 중판에 의해 내부 공간에 냉매의 순환 경로가 형성되어 있고, 상기 중판에는 상기 상판 또는 상기 하판에 형성된 냉매 주입 구멍의 주변 영역에 대응한 부분에 소정의 두께를 갖는 보강부가 형성되어 있음과 아울러, 상기 냉매 주입 구멍에 대응하는 부분에 냉매용 구멍이 형성되어 있는 냉각부 본체를 준비하는 준비 공정과, 상기 냉매 주입 구멍으로부터 상기 냉각부 본체의 내부 공간으로 상기 냉매를 주입하는 주입 공정과, 상기 냉매 주입 구멍에 상기 밀봉 부재를 적재하는 적재 공정과, 진공하에서 상기 밀봉 부재를 가압함으로써 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 폐쇄하는 밀봉 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히트 파이프의 제조 방법은 상판 및 하판 사이에 설치한 하나 또는 복수개의 중판에 의해 내부 공간에 냉매의 순환 경로가 형성되어 있고, 상기 중판에는 상기 상판 또는 상기 하판에 형성된 냉매 주입 구멍의 주변 영역에 대응한 부분에 소정의 두께를 갖는 보강부가 형성되어 있음과 아울러, 상기 냉매 주입 구멍에 대응하는 부분에 냉매용 구멍이 형성되어 있는 금속으로 이루어지는 냉각부 본체를 준비하는 준비 공정과, 상기 냉매 주입 구멍으로부터 상기 냉각부 본체의 내부 공간으로 상기 냉매를 주입하는 주입 공정과, 상기 냉각부 본체와 동질 또는 유사한 가소성 금속으로 이루어지는 밀봉 부재를 상기 냉매 주입 구멍에 적재하는 적재 공정과, 진공하에서 상기 밀봉 부재를 가압함으로써 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 폐쇄하는 밀봉 공정을 구비하고, 상기 주입 공정에서는 상기 냉매를 미소 입자상으로 해서 상기 냉매 주입 구멍으로부터 상기 내부 공간으로 주입하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히트 파이프의 제조 방법은, 상기 밀봉 공정은 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 완전히 폐쇄하는 상태가 될 때까지 상기 냉매 주입 구멍의 내주면에 형성된 가스 제거 홈을 통해서 외부와 상기 내부 공간이 연통한 상태가 유지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히트 파이프의 제조 방법은, 상기 밀봉 공정은 상기 진공하에서 상기 밀봉 부재를 가압함으로써 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 임시 밀봉한 후, 상기 밀봉 부재를 계속해서 가압하면서 가열함으로써 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 완전히 밀봉하는 것을 특징으로 한다.

<발명의 효과>

청구항 1의 히트 파이프 및 청구항 6의 히트 파이프의 제조 방법에 의하면, 고온하에서도 확실히 밀봉 효과를 계속해서 발휘하고, 종래보다 한층 더 장수명화를 도모할 수 있는 히트 파이프를 제공할 수 있다.

또한, 청구항 4의 히트 파이프에 의하면, 종래보다 생산성을 향상해서 한층 더 저가격화를 도모하고, 장수명화를 도모할 수 있는 히트 파이프를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 히트 파이프의 외관 구성을 나타내는 사시도이다.

도 2A는 도 1의 A-A'에 있어서의 히트 파이프의 단면 구성을 나타내는 단면도이다.

도 2B는 도 1의 B-B'에 있어서의 히트 파이프의 단면 구성을 나타내는 단면도이다.

도 3A는 상판의 상측 외면의 정면 구성을 나타내는 개략도이다.

도 3B는 상판의 하측 내면의 정면 구성을 나타내는 개략도이다.

도 4A는 하판의 하측 외면의 정면 구성을 나타내는 개략도이다.

도 4B는 하판의 상측 내면의 정면 구성을 나타내는 개략도이다.

도 5는 제 1 중판의 정면 구성을 나타내는 개략도이다.

도 6은 제 2 중판의 정면 구성을 나타내는 개략도이다.

도 7은 제 1 중판의 관통 구멍과 제 2 중판의 관통 구멍의 배치의 형태를 나타내는 개략도이다.

도 8은 제 1 중판 및 제 2 중판에 의해 형성된 증기 확산 유로 및 모세관 유로의 구성을 나타내는 개략도이다.

도 9A는 냉매의 순환 현상의 형태 1을 나타내는 상세 측단면도이다.

도 9B는 냉매의 순환 현상의 형태 2를 나타내는 상세 측단면도이다.

도 10은 냉매가 중심부분으로부터 주변부로 확산되는 형태를 나타내는 개략도이다.

도 11은 냉매가 주변부로부터 중심부분으로 리턴되는 형태를 나타내는 개략도이다.

도 12A는 상판의 하측 내면에 형성된 냉매 주입 구멍의 근방 영역의 일부 상세 구성을 나타내는 정면도와, 정면도에 있어서의 C-C' 부분에서의 단면도이다.

도 12B는 제 1 중판에 형성된 중판 보강부의 근방 영역의 일부 상세 구성 1을 나타내는 정면도이다.

도 12C는 제 2 중판에 형성된 슬릿 부여 보강부의 근방 영역의 일부 상세 구성 1을 나타내는 정면도이다.

도 12D는 제 1 중판에 형성된 중판 보강부의 근방 영역의 일부 상세 구성 2를 나타내는 정면도이다.

도 12E는 제 2 중판에 형성된 슬릿 부여 보강부의 근방 영역의 일부 상세 구성 2를 나타내는 정면도이다.

도 12F는 하판의 상측 내면에 형성된 하판 보강부의 근방 영역의 일부 상세 구성을 나타내는 정면도이다.

도 13은 상판 보강부, 중판 보강부, 슬릿 부여 보강부 및 하판 보강부의 상세 구성을 나타내는 단면도이다.

도 14A는 히트 파이프에 대한 제조 방법의 일례 1을 나타내는 단면도이다.

도 14B는 히트 파이프에 대한 제조 방법의 일례 2를 나타내는 단면도이다.

도 14C는 히트 파이프에 대한 제조 방법의 일례 3을 나타내는 단면도이다.

도 14D는 히트 파이프에 대한 제조 방법의 일례 4를 나타내는 단면도이다.

도 14E는 히트 파이프에 대한 제조 방법의 일례 5를 나타내는 단면도이다.

도 15A는 냉매 주입 구멍의 정면 구성을 나타내는 개략도이다.

도 15B는 냉매 주입 구멍 상에 밀봉 부재를 적재했을 때의 형태를 나타내는 개략도이다.

도 15C는 냉매 주입 구멍이 밀봉 부재로 폐쇄되었을 때의 형태를 나타내는 개략도이다.

도 16A는 히트 파이프에 대한 제조 방법의 일례 6을 나타내는 단면도이다.

도 16B는 히트 파이프에 대한 제조 방법의 일례 7을 나타내는 단면도이다.

도 17은 잉크젯 노즐을 이용하여 냉매를 냉각부 본체 내에 공급할 때의 형태를 나타내는 개략도이다.

도 18는 다른 실시예에 의한 슬릿 부여 보강부의 구성 1을 나타내는 개략도이다.

도 19는 다른 실시예에 의한 슬릿 부여 보강부의 구성 2를 나타내는 개략도이다.

도 20A는 다른 실시예에 의한 냉매 주입 구멍 및 공기 배출 구멍의 정면 구성 1을 나타내는 개략도이다.

도 20B는 다른 실시예에 의한 냉매 주입 구멍 및 공기 배출 구멍의 측단면 구성 1을 나타내는 단면도이다.

도 20C는 다른 실시예에 의한 냉매 주입 구멍 및 공기 배출 구멍이 밀봉 부재에 의해 폐쇄되었을 때의 형태 1을 나타내는 단면도이다.

도 21A는 다른 실시예에 의한 냉매 주입 구멍 및 공기 배출 구멍의 정면 구성 2를 나타내는 개략도이다.

도 21B는 다른 실시예에 의한 냉매 주입 구멍 및 공기 배출 구멍의 측단면 구성 2를 나타내는 단면도이다.

도 21C는 다른 실시예에 의한 냉매 주입 구멍 및 공기 배출 구멍이 밀봉 부재에 의해 폐쇄되었을 때의 형태 2를 나타내는 단면도이다.

본 발명은 냉매 주입 구멍을 갖는 냉각부 본체의 내부 공간에 냉매를 주입한 후, 냉각부 본체와 동질 또는 유사한 가소성 금속으로 이루어지는 밀봉 부재를 냉매 주입 구멍 상에 적재하고, 진공하에서의 가압에 의해 상기 밀봉 부재로 냉매 주입 구멍을 밀봉한다. 또한, 그 밀봉 부재에 의한 밀봉 효과를 확실히 얻기 위해서, 그 가압을 계속하면서 가열을 함으로써 밀봉 부재를 압착시키고, 이것에 의해 냉매 주입 구멍이 완전히 밀봉되어 히트 파이프가 제조될 수 있다.

이것에 의해 히트 파이프에서는 냉각부 본체가 금속으로 이루어지고, 또한 밀봉 부재가 냉각부 본체와 동질 또는 유사한 가소성 금속으로 이루어짐으로써 냉각부 본체 및 밀봉 부재가 냉매에 접촉되거나 또는 노출되어도 상기 냉각부 본체와 밀봉 부재에 의한 국부 전지 작용이 생기지 않고, 상기 국부 전지 작용에 의한 부식을 방지할 수 있고, 이리하여 종래보다 한층 더 장수명화를 도모할 수 있다.

또한, 냉각부 본체 및 밀봉 부재의 재질로서 예컨대 금, 은, 구리, 구리계 재료, 알루미늄 또는 알루미늄계의 금속을 이용한 경우에는 그 융점이 높으므로 땜납에 비해서 200~300℃ 정도의 고온에서도 밀봉 효과를 유지할 수 있고, 이리하여 고온하에서도 밀봉 효과를 확실히 계속해서 발휘할 수 있다.

또한, 후술하는 실시예에 있어서는 히트 파이프로서 평판 형상의 상판 및 하판 사이에 하나 또는 복수개의 평판 형상의 중판이 끼워넣어짐으로써 형성되는 냉각부 본체가 이용되고 있다. 이 냉각부 본체에는 상기 냉각부 본체의 주변부측으로 증기를 확산시키는 유로(이하, 이것을 증기 확산 유로라고 칭함)와, 상판 및 하판 간을 상하 방향으로 해서 보았을 때에 모세관 현상에 의해 상기 상하 방향이나 경사진 방향으로 냉매가 흐르는 유로(이하, 이것을 모세관 유로라고 칭함)로 이루어지는 순환 경로가 하나 또는 복수개의 중판에 의해 내부에 형성되어 있다. 아울러, 상판의 하측 내면에는 격자상 등으로 이루어지는 오목한 홈부가 형성되어 있음과 아울러, 하판의 상측 내면에는 격자상 등으로 이루어지는 오목한 홈부가 형성되어 있고, 이들 상판의 하측 내면에 형성된 오목부(이하, 이것을 상판 내면 홈부라고 칭함)와, 하판의 상측 내면에 형성된 오목부(이하, 이것을 하판 내면 홈부라고 칭함)를 통해서 증기 확산 유로 및 모세관 유로가 연통되어 있다.

또한, 상판 내면 홈부 및 하판 내면 홈부에 의해 구획된 각 영역에는 선단부를 평면 형상으로 한 돌기 기둥이 각각 형성되어 있다. 여기서 돌기 기둥의 선단은 평면 형상이므로 중판에 밀착할 수 있다. 여기서 이하의 실시예 중에서는 상판 내면 홈부 및 하판 내면 홈부가 격자상으로 형성되지만, 그 이외의 예컨대 망눈 등의 형상 패턴에 형성해도 된다. 이 경우, 돌기 기둥은 그것에 대응해서 그 횡단면이 정사각형, 원형, 타원형, 다각형, 별형의 기둥 형상으로 형성된다.

아울러, 이 히트 파이프는 증기 확산 유로를 예컨대 4코너의 전체 코너부를 포함해서 주변부를 향해 방사상으로 형성함으로써 냉각부 본체 전체를 전부 이용해서 피냉각 장치의 열을 효율적으로 확산ㆍ방열시킬 수 있으므로, 열 전도 효과를 높일 수 있고, 히트 파이프로서 최적이다라고 말할 수 있다. 여기서 증기 확산 유로의 형상은 띠형상이나 사다리꼴, 또는 중앙부로부터 주변부를 향해 폭치수가 점점 넓어지거나, 좁아져도 되고, 이 외에 여러가지의 형상이여도 좋다.

중판이 복수개인 경우에는 서로 겹쳐진 증기 확산 유로용 구멍이 완전히 겹치도록 해도 좋고, 증기 확산 유로용 구멍이 폭방향으로 어긋나도록 해도 좋다. 중판이 1장일 때는 증기 확산 유로용 구멍 자체가 증기 확산 유로가 된다.

또한, 중판이 복수개인 경우에는 이들 복수개의 중판을 서로 겹치게 함으로써 서로 겹쳐진 관통 구멍에 의해 증기 확산 유로에 연통한 모세관 유로가 형성된다. 한편, 각 중판의 관통 구멍은 각 중판마다 다른 패턴으로 형성되어 있는 경우나, 모든 중판에 있어서 동일 패턴으로 형성되어 있는 경우도 있다. 또한, 중판이 1장일 때에는 관통 구멍 자체가 모세관 유로가 된다.

즉, 각 중판의 각 관통 구멍의 위치, 형상, 크기가 완전히 일치하고, 각 중판의 관통 구멍이 대응하는 것끼리로 그것과 동일 위치, 동일 형상, 동일 크기의 모세관 유로가 구성되도록 중판을 상판 및 하판 사이에 설치하도록 하는 형태가 있을 수 있다. 이 경우의 관통 구멍 나아가서는 모세관 유로의 형상은 예컨대 직사각형(예컨대 정사각형 또는 직사각형)이고, 코너가 라운딩(R)되어 있어도 좋다. 또한, 기본적으로는 직사각형이지만, 그 일부 내지 전부의 변의 면(모세관 유로의 내주면)이 파형상, 주름 형상 등 표면적이 넓어지도록 해도 좋다. 이러한 것은 모세관 유로의 내주면의 표면적이 넓으면 냉각 효과가 강해지기 때문이다. 또한, 모세관 유로의 형상은 6각형이어도 좋고, 원형이어도 좋고, 타원이어도 좋다.

그러나, 상판 및 하판 사이를 상하 방향으로 하여 보았을 때에 상기 상하 방향과 직교하는 평면 방향으로부터의 모세관 유로의 단면적을 보다 작게 형성하기 위해서는 복수개의 중판을 그 관통 구멍끼리가 완전히 정합하는 위치보다 적절히 어긋나게 하고, 일부만이 겹치도록 하면, 모세관 유로의 실질적인 단면적을 중판의 각 관통 구멍의 평면 방향의 단면적에 비해서 작게 할 수 있다.

구체적으로는 예컨대 중판이 2장인 경우에 있어서는 상기 2장의 중판의 관통 구멍의 크기, 형상, 배치 피치를 동일하게 하면서 그 배치 위치를 그 배치 피치의 2분의 1만큼 소정 방향(예컨대, 가로 방향(관통 구멍이 사변 형상일 때 일변 방향))으로 어긋나게 하면, 모세관 유로의 실질적인 단면적을 각 중판의 관통 구멍의 단면적의 약 2분의 1로 작게 할 수 있다. 또한, 2장의 중판의 관통 구멍의 배치 위치를 상기 1방향과 교차하는 방향(예컨대 세로 방향(관통 구멍의 일변 방향과 직교 한 타변 방향))으로도 어긋나게 하면, 모세관 유로의 실질적인 단면적을 중판의 각 관통 구멍의 단면적의 약 4분의 1로 작게 할 수 있다. 또한, 각 중판에 있어서 관통 구멍을 어긋나게 하여 배치한 경우에는 냉매가 상하 방향뿐만 아니라, 상기 상하 방향으로부터 경사진 방향으로 기울어서 흐르는 모세관 유로가 형성되게 된다.

냉각부 본체나, 상기 냉각부 본체를 구성하는 상판, 하판 및 중판과, 냉매 주입 구멍을 폐쇄하는 밀봉 부재의 재질은 열전도성, 기계적 강도 등의 면으로부터 구리, 또는 구리 합금 등의 구리계 금속이 최적이지만, 반드시 그것에 한정되지 않고, 예컨대, 재료비가 싸거나 하는 이점을 가지는 알루미늄이나 알루미늄 합금 등 알루미늄을 함유하는 알루미늄계 금속을 이용해도 좋고, 철, 철합금, 스테인레스 등의 철계 금속, 금, 은을 이용해도 좋다.

또한, 냉각부 본체를 구리 또는 구리 합금 등의 구리계 금속에 의해 형성했을 경우, 냉각부 본체의 외표면은 구리 또는 구리계 금속에 의한 밀봉 부재의 표면을 포함해서 니켈 도금되는 것이 보통이다.

그리고, 냉매는 잠열이 큰 물(순수, 증류수 등)이 최적이다라고 말하지만, 반드시 물에 한정되지 않고, 예컨대 에탄올, 메탄올, 아세톤 등이 바람직하다.

냉매 주입 구멍은 적재한 밀봉 부재에 의해 폐쇄되는 개구부와, 그 내주면에 형성된 가스 제거 홈으로 구성하도록 하면, 밀봉 부재에 의한 폐쇄 작업을 행할 때에 그 가스 제거 홈을 통해서 냉각부 본체 내의 가스 제거를 행할 수 있다.

즉, 이 히트 파이프에서는 밀봉 부재로 냉매 주입 구멍을 밀봉할 때에 가스 제거 홈을 통해서 진공 탈기를 행할 수 있고, 만일 냉각부 본체를 부식시키는 유해 성분이 내부 공간에 존재해 있어도 내부 공간의 공기가 가스 제거 홈을 통해 빼내지므로, 상기 공기와 함께 내부 공간으로부터 유해 성분을 확실히 제거할 수 있다. 또한, 냉각부 본체의 내면에 부착된 불순물을 미리 제거해 둠으로써 밀봉 후의 상기 내면으로부터의 아웃 가스(out gas)를 억제하고, 내부 부식에 의한 수명 저하를 방지할 수 있는 히트 파이프를 제공할 수 있다.

그리고, 이 히트 파이프에서는 가소성 금속으로 이루어지는 밀봉 부재를 가열ㆍ가압함으로써 상기 밀봉 부재가 소성 변형되면서 압착되어 밀봉 마개가 된다. 따라서, 이 히트 파이프에서는 밀봉 부재에 의해 가스 제거 홈도 확실히 폐쇄시킬 수 있고, 이것에 의해 냉매 주입 구멍을 완전히 차단할 수 있으므로, 냉매가 냉각부 본체의 내부 공간에 봉입되어 냉매의 누설을 확실히 방지할 수 있다.

또한, 노즐에 의해 냉매를 내부 공간에 주입하는 냉매 주입 구멍과는 달리, 예컨대 동일한 정도의 크기의 공기 배출 구멍을 냉각부 본체에 형성해도 되고, 이 경우, 냉매 주입 구멍을 통해서 냉매를 주입할 때에 내부 공간의 공기가 공기 배출 구멍을 통해 빠져나가 보다 원활하게 냉매의 주입을 행할 수 있다.

냉매의 공급은 통상의 노즐을 사용해도 좋지만, 잉크젯 노즐 등을 이용하여 냉매를 미세한 냉매 입자로 하여 안개 형상으로 해서 냉각부 본체 내에 주입하도록 해도 좋다.

이것에 의해, 큰 물방울이 냉매 주입 구멍의 주변에 붙어서 냉매의 표면장력에 의해 냉매 주입 구멍이 물방울로 덮여지는 상태를 방지할 수 있고, 이리하여 상기 물방울의 발생을 방지하기 위해서 내부 공간을 감압하는 감압 작업을 생략할 수 있다. 그 때, 노즐을 냉각부 본체에 비접촉으로 유지하면서 공급을 행하도록 하면 좋다.

또한, 냉각부 본체에 공기 배출 구멍을 형성하지 않아도 냉매 주입 구멍으로부터의 냉매의 주입은 가능하지만, 공기 배출 구멍을 형성한 쪽이 한층 더 원활한 냉매 주입이 가능하게 되므로 보다 바람직하다고 할 수 있다. 한편, 냉매 주입 구멍 외에 공기 배출 구멍을 냉각부 본체에 형성한 경우, 상술한 밀봉 부재에 의한 폐쇄는 냉매 주입 구멍에 대해서만 아니라, 공기 배출 구멍에 대해서도 행할 수 있다.

아울러, 냉매를 안개 형상으로 해서 공급하는 노즐로서는 잉크젯 노즐이나, 냉매를 작은 미립자상으로 할 수 있는 마이크로 디스펜서, 냉매를 더욱 초미립자상으로 할 수 있는 나노 리터 레벨 디스펜서(nanoliter level dispenser)를 이용해도 좋다.

그런데, 히트 파이프는 피냉각 장치의 소형화, 박형화에 따라 냉각부 본체 자체의 소형화, 박형화의 요청이 강해지고 있지만, 그 요청에 따르려고 하면, 강도가 약해지므로, 냉각부 본체의 냉매 주입 구멍을 구리 등의 금속체로 폐쇄하는 과정이나, 사용 과정에서 파손되기 쉬워진다.

이것에 대해서 본원 발명의 히트 파이프에서는 냉각부 본체의 내부 공간에 설치한 중판에 있어서 냉매 주입 구멍의 주변 영역과 대응하는 부분에 소정의 두께를 갖는 보강부를 설치함으로써 상기 냉매 주입 구멍의 주변 영역에 있어서의 기계적 강도를 향상시키고, 생산 과정이나 사용 과정에서의 파손을 방지할 수 있고, 이 리하여 종래보다 생산성을 향상시켜 한층 더 저가격화를 도모하고, 장수명화를 도모할 수 있다.

중판을 복수개 설치한 경우에는 전부의 중판에 대해서 보강부를 설치함으로써 상기 보강부가 적층해서 밀착되고, 이들 보강부에 의해 지주 구조가 형성되며, 냉매 주입 구멍의 주변 영역에서의 기계적 강도를 한층 더 향상시킬 수 있다. 또한, 일부의 중판에 대해서만 보강부를 설치하도록 해도 좋다.

또한, 냉매 주입 구멍의 주변 영역과 대응하는 부분에 보강부를 설치한 경우에는 냉매 주입 구멍에 대응하는 부분에 상기 냉매 주입 구멍과 연통하는 냉매용 구멍을 보강부에 형성하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 내부 공간에 냉매 주입 구멍을 통해서 냉매를 주입했을 때에는 냉매용 구멍 및 슬릿에 의해 냉매를 중판이나 하판까지 남김 없이 골고루 미치게 할 수 있다.

또한, 냉매 주입 구멍에 대응한 부분이 중판이 형성하는 공중 구조의 증기 확산 유로 상에 배치되는 경우에는 냉매가 증기가 되어 증기 확산 유로를 통과할 때의 확산 방향을 따라 슬릿을 형성하도록 해도 좋다. 이것에 의해, 증기 확산 유로를 확산하는 증기가 된 냉매는 보강부에 의해 방해되는 일 없이 주변부까지 확산될 수 있고, 방열 효과를 유지할 수 있다. 한편, 슬릿은 중판의 모든 보강부에 형성하도록 해도 좋지만, 일부의 중판의 보강부에만 형성하도록 해도 좋다.

실시예

이하, 본 발명을 도시 실시예에 따라 상세하게 설명한다.

도 1은 실시예에 의한 히트 파이프(1)의 상측 외면의 외관 구성을 나타내는 것이다. 이 히트 파이프(1)는 구리 또는 구리 합금 등의 열전도성이 높은 고열 전도 재료인 구리계 금속으로 형성된 상판(2) 및 하판(3)을 구비하고, 상판(2)의 상측 외면(2a)에 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)이 형성되어 있다. 이 실시예의 경우, 냉매 주입 구멍(4)은 대향하는 1쌍의 코너부 중 한쪽의 코너부 근방에 형성되어 있음과 아울러, 공기 배출 구멍(5)은 상기 한쪽의 코너부와 대각선 상에 대향하는 다른 방면의 코너부 근방에 설치되어 있다.

이들 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)은 상기 공기 배출 구멍(5)에 의해 내부 공간(후술하는)과 외부를 연통시키게 한 채, 냉매 주입 구멍(4)으로부터 내부 공간으로 물 등으로 이루어지는 냉매가 주입된 후, 상판(2) 및 하판(3)과 동질의 구리계 금속으로 이루어지는 밀봉 부재(8)를 소성 변형시켜 밀봉되어 있다.

이 히트 파이프(1)는 도 1의 히트 파이프(1)의 A-A' 부분에 있어서의 단면 구성을 나타내는 도 2A와, 도 1의 히트 파이프(1)의 B-B' 부분에 있어서의 단면 구성을 나타내는 도 2B와 같이, 하판(3)의 하측 외면 중앙부에 예컨대 IC(반도체 집적 장치)이나 LSI(대규모 집적 회로 장치), CPU 등의 발열체인 피냉각 장치(HE)가 장착될 수 있다.

실제상, 이 히트 파이프(1)는 하판(3) 상에 제 2 중판(7a), 제 1 중판(6a), 제 2 중판(7b) 및 제 1 중판(6b)이 순서대로 적층된 후, 또한 상기 제 1 중판(6b) 상에 상판(2)이 적층되고, 도시하지 않은 각 위치 결정 구멍에 기초하여 위치 결정되어서 직접 접합됨으로써 일체화되고, 냉각부 본체(10)를 형성하도록 되어 있다.

아울러 여기서 직접 접합이란 접합하려고 하는 제 1 및 제 2 면부를 밀착시 킨 상태에서 가압하면서 열처리를 가함으로써 제 1 및 제 2 면부 사이에 작용하는 원자간력에 의해 원자끼리를 강고하게 접합시키는 것이고, 이것으로 의해 접착제 등을 이용하는 일 없이 제 1 및 제 2 면부를 일체화시킬 수 있는 것이다.

냉각부 본체(10)의 내부 공간(10a)에는 제 1 중판(6a,6b)과, 제 2 중판(7a,7b)이 순차 교대로 적층됨으로써, 도 2A에 나타내는 바와 같이, 피냉각 장치(HE)가 설치된 부분과 대향하는 영역 및 그 주변 영역(이하, 이들을 아울러서 피냉각 장치 주변 영역이라고 칭함)(33a)으로부터 주변부(12)로 방사상으로 연장된 증기 확산 유로(44)와, 도 2B에 나타내는 바와 같이 미세한 모세관 유로(42)가 형성된다. 한편, 도 2A는 냉각부 본체(10) 안이 모세관 유로(42)와 증기 확산 유로(44)로 구분되어 있는 영역 부분에서의 단면도이고, 도 2B는 냉각부 본체(10) 안이 모세관 유로(42)로 메워져 있는 영역 부분에서의 단면도이다.

이 냉각부 본체(10)의 내부 공간(10a) 내에는 물로 이루어지는 냉매(W)가 감압화에 의해 소정량 봉입되어 있고, 이것에 의해 냉매(W)의 비점을 내리고, 피냉각 장치(HE)로부터의 약간의 열에 의해 냉매(W)가 증기로 되어 증기 확산 유로(44) 및 모세관 유로(42)를 순환할 수 있도록 되어 있다.

다음에, 본 실시예에 있어서의 상판(2), 제 1 중판(6a,6b), 제 2 중판(7a,7b) 및 하판(3)의 각 상세 구성을 나타내고, 우선 처음에 증기 확산 유로(44) 및 모세관 유로(42)에 대해서 이하에 간단히 설명한다. 도 3A는 상판(2)의 상측 외면(2a)의 구성을 나타내고, 도 3B는 상판(2)의 하측 내면(2b)의 구성을 나타내는 것이다. 또한, 도 4A는 하판(3)의 하측 외면(3a)의 구성을 나타내고, 도 4B 는 하판(3)의 상측 내면(3b)의 구성을 나타내는 것이다. 도 5는 상판(2) 및 하판(3) 사이에 끼워넣어지는 제 1 중판(6a,6b)의 구성을 나타내고, 도 6은 제 1 중판(6a,6b)과 마찬가지로, 상판(2) 및 하판(3) 사이에 끼워넣어지는 제 2 중판(7a,7b)의 구성을 나타내는 것이다.

상판(2)은, 도 3B에 나타내는 바와 같이, 두께가 예컨대 500㎛ 정도로 거의 정사각형상으로 이루어지는 본체부(21)를 갖는다. 본체부(21)의 하측 내면(2b)에는 액자 형상의 주변부(12)를 제외하고 격자상으로 오목한 상판 내면 홈부(23)가 형성되어 있다. 상판(2)은 상판 내면 홈부(23)에 의해 격자상으로 구획된 각 영역에 선단부를 평면 형상으로 한 돌기 기둥(24)이 각각 설치되어 있다.

하판(3)은, 도 4B에 나타내는 바와 같이, 상판(2)과 마찬가지로 두께가 예컨대 500㎛ 정도이며 거의 정사각형상으로 이루어지는 판 형상의 본체부(11)를 갖는다. 본체부(11)의 상측 내면(3b)에는 액자 형상의 주변부(12)를 제외하고 격자상으로 오목한 하판 내면 홈부(14)가 형성되어 있다. 하판(3)은 하판 내면 홈부(14)에 의해 격자상으로 구획된 각 영역에 선단부를 평면 형상으로 한 돌기 기둥(15)이 각각 설치되어 있다.

또한, 도 5에 나타내는 바와 같은 제 1 중판(6a,6b)의 본체부(31)와, 도 6에 나타내는 제 2 중판(7a,7b)의 본체부(32)는 상판(2) 및 하판(3)과 동일한 구리계 금속으로 이루어지고, 두께가 예컨대 70~200㎛ 정도이며, 하판(3)의 본체부(11)와 동일한 거의 정사각형상으로 형성되어 있다.

여기서, 제 1 중판(6a,6b)에 대해서는 동일 치수 및 동일 형상이므로, 이하, 제 1 중판(6a,6b) 중 제 1 중판(6a)에 대해서만 착안하여 설명한다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 제 1 중판(6a)의 본체부(31)에는 증기 확산 유로용 구멍(34)과, 모세관 형성 영역(36)이 형성되어 있다. 모세관 형성 영역(36)은 피냉각 장치 주변 영역(33a)과, 인접하는 증기 확산 유로용 구멍(34) 사이의 영역으로서, 피냉각 장치 주변 영역(33a) 이외의 영역(33b)으로 구성되어 있다. 또한, 피냉각 장치 주변 영역(33a)은 본체부(31)를 하판(3)의 본체부(11)에 적층했을 때에 상기 하판(3)에 설치한 피냉각 장치(HE)와 대향하는 영역이다. 증기 확산 유로용 구멍(34)은 띠 형상으로 형성되어 있고, 피냉각 장치 주변 영역(33a)으로부터 네 코너를 포함시켜 방사상으로 연장되도록 형성되어 있다.

모세관 형성 영역(36)에는 모세관 유로(42)(도 2A 및 도 2B)를 형성하기 위한 복수개의 관통 구멍(37)이 제 1 패턴(후술하는)으로 형성되어 있다. 실제상, 이 모세관 형성 영역(36)에서는 격자상의 분할벽(38)을 갖고, 이 분할벽(38)에 의해 구획된 각 영역이 관통 구멍(37)으로 되어 있다.

관통 구멍(37)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 사변 형상으로 이루어지고, 제 1 패턴으로서, 소정 간격으로 규칙적으로 배치되어 있음과 아울러, 각 사변이 본체부(32)의 외곽인 주변부(12)의 사변과 각각 평행하게 되도록 배치되어 있다(도 5). 아울러, 이 실시예의 경우, 관통 구멍(37)의 폭은 예컨대 280㎛ 정도로 선정되어 있음과 아울러, 분할벽(38)의 폭은 예컨대 70㎛ 정도로 선정되어 있다.

한편, 도 6에 나타낸 제 2 중판(7a,7b)은 제 1 중판(6a,6b)과 동일 치수로 형성되어 있다. 또한, 여기서는, 이하, 제 2 중판(7a,7b) 중 제 2 중판(7a)에 대해 서만 착안해서 설명한다. 제 2 중판(7a)은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 모세관 형성 영역(36)과 증기 확산 유로용 구멍(34)이 제 1 중판(6a,6b)과 마찬가지로 형성되어 있지만, 모세관 형성 영역(36)에 형성한 복수개의 관통 구멍(40)이 상술한 제 1 패턴과 다른 제 2 패턴(후술하는)으로 형성되어 있다. 제 2 중판(7a)의 모세관 형성 영역(36)에서는 격자상의 분할벽(41)이 형성되고, 이 분할벽(41)에 의해 구획된 각 영역이 관통 구멍(40)으로 되어 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 이 관통 구멍(40)은 사변 형상으로 이루어지고, 제 2 패턴으로서, 제 1 패턴과 마찬가지로 소정 간격으로 규칙적으로 배치되고, 또한 각 사변이 본체부(32)의 주변부(12)의 사변과 각각 평행하게 되도록 배치되고, 또한 제 1 중판(6a)의 각 관통 구멍(37)과 소정 거리만큼 어긋나게 해서 배치되어 있다.

이 실시예에 있어서는 예컨대 제 1 중판(6a)과 제 2 중판(7a)을 위치 결정해서 적층시켰을 때에 제 1 중판(6a)의 관통 구멍(37)이 제 2 중판(7a)에 있어서의 관통 구멍(40)의 한쪽의 변의 X방향으로 변의 2분의 1 만큼 어긋남과 아울러, 상기 한쪽의 X방향과 직교하는 다른쪽의 변의 Y방향으로 변의 2분의 1 만큼 어긋나도록 배치되어 있다. 이것에 의해, 제 1 중판(6a)의 1개 관통 구멍(37)에는 제 2 중판(7a)의 서로 인접하는 4개의 관통 구멍(40)이 서로 겹침으로써 4개의 모세관 유로(42)가 형성될 수 있도록 되어 있다. 이것에 의해, 관통 구멍(37)에는 각 관통 구멍(37,40)보다 훨씬 작고, 또한 잘게 구획되어 표면적이 작은 모세관 유로(42)를 많이 형성할 수 있도록 되어 있다.

이리하여 히트 파이프(1)에는 제 2 중판(7a,7b)과 제 1 중판(6a,6b)이 순차 교대로 적층됨으로써, 도 8에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(37,40)이 어긋나서 모세관 유로(42)가 형성됨과 아울러, 증기 확산 유로용 구멍(34)이 서로 겹쳐져 증기 확산 유로(44)가 형성된다. 또한, 이들 증기 확산 유로(44) 및 모세관 유로(42)는 상판 내면 홈부(23) 및 하판 내면 홈부(14)를 통해서 연통되어 있다(도 2A 및 도 2B).

이것에 의해, 이 히트 파이프(1)에서는 증기 확산 유로(44) 및 모세관 유로(42)가 설치된 개소가 되는 도 1의 A-A'에서의 측단면 구성을 나타내는 도 9A와 같이, 피냉각 장치 주변 영역(33a)의 각 모세관 유로(42) 내에 냉매(W)가 항상 존재하고 있으므로, 각 모세관 유로(42) 내의 냉매(W)가 피냉각 장치 주변 영역(33a)의 돌기 부분으로부터 전달된 열을 신속히, 또한 확실히 흡열하여 증발을 개시하고, 주변부(12)에까지 연장되는 증기 확산 유로(44)와 상판 내면 홈부(23)와 하판 내면 홈부(14)에 의해 냉매(W)가 확산된다.

즉, 냉매(W)는 제 1 중판(6a)의 정면 구성을 나타낸 도 10에 나타내는 바와 같이, 하판(3)에 설치된 피냉각 장치(HE)를 중심으로 냉매(W)가 증기 확산 유로(44)와 상판 내면 홈부(23)와 하판 내면 홈부(14)를 따라 방사상으로 균등하게 확산해서 주변부(12)까지 확산된다.

그리고, 이 히트 파이프(1)에서는 모세관 유로(42)로 메워진 개소가 되는 도 1의 B-B'에서의 측단면 구성을 나타내는 도 9B와 같이, 상판 내면 홈부(23)나 하판 내면 홈부(14), 주변부(12) 등에 있어서 방열 응축해서 액화된 냉매(W)가 상판 내면 홈부(23) 및 하판 내면 홈부(14)로부터 모세관 유로(42)에 들어가고, 상기 모세 관 유로(42) 등을 통해서 다시 피냉각 장치 주변 영역(33a)까지 리턴될 수 있다. 이것에 의해, 냉매(W)는 제 1 중판(6a)의 정면 구성을 나타낸 도 11과 같이, 방사상으로 배치된 영역(33b)의 모세관 유로(42)를 통해서 피냉각 장치(HE)의 주변으로부터 상기 피냉각 장치(HE)를 균등하게 냉각할 수 있다.

다음에, 본원 발명의 냉각부 본체(10)에 있어서의 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)의 주변 영역의 구성에 대해서 이하에 설명한다. 한편, 냉매 주입 구멍(4)과 공기 배출 구멍(5)은 동일 구성으로 이루어지므로 설명의 편의상, 이하 냉매 주입 구멍(4)에 대해서 착안해서 설명한다.

도 12A는 상판(2)의 하측 내면(2b)에 형성된 냉매 주입 구멍(4)의 근방 영역의 일부 상세 구성을 나타내는 정면도와, 정면도에 있어서의 C-C' 부분에서의 단면도이다. 상판(2)의 하측 내면(2b)은 냉매 유입 구멍(4)을 둘러싸도록 해서 상기 냉매 주입 구멍(4)의 주변 영역에 원형상으로 형성된 상판 보강부(50)가 설치되어 있다. 이 상판 보강부(50)는 상판 내면 홈부(23)보다 두께를 갖고, 상판 내면 홈부(23) 사이에 설치한 돌기 기둥(24) 및 주변부(12)의 두께와 동일한 두께로 선정되어 있다.

이 실시예의 경우, 냉매 주입 구멍(4)은 중심에 있는 원기둥 형상의 개구부(4a)의 지름이 예컨대 500~1000㎛ 정도의 미세 구멍이고, 내주면에 가스 제거 홈(4b)이 형성되고, 또한 이들 개구부(4a) 및 가스 제거 홈(4b) 상에 구형상의 밀봉 부재(8)를 안정하게 배치할 수 있도록 오목부(4c)가 형성되어 있다.

이 실시예의 경우, 가스 제거 홈(4b)은 냉매 주입 구멍(4)의 정면 구성을 나 타내는 도 15A와 같이, 개구부(4a)의 지름보다 작은 지름으로 이루어지는 반원 형상으로 이루어지고, 개구부(4a)의 내주면에 등간격으로 4개 배치된 구성을 갖는다.

도 12B 및 도 12D는 제 1 중판(6a,6b)에 형성된 중판 보강부(52)의 근방 영역의 일부 상세 구성을 나타내는 정면도이다. 이 제 1 중판(6a)의 중판 보강부(52)는 원형상이며 상판 보강부(50)가 동일 형상으로 이루어지고, 상기 상판 보강부(50)와 대향하는 위치에 형성되어 있다. 이 실시예의 경우, 중판 보강부(52)는 증기 확산 유로용 구멍(34)에 형성되므로, 분할벽(38)에 일체로 형성되고, 상기 증기 확산 유로용 구멍(34)의 코너부를 구분하고 있다. 또한, 이 중판 보강부(52)는 분할벽(38) 및 주변부(12)의 두께와 동일한 두께로 선정되고, 상판(2)의 냉매 주입 구멍(4)의 개구부(4a)와 대향하는 위치에 냉매용 구멍(53)이 형성되어 있다.

도 12C 및 도 12E는 제 2 중판(7a,7b)에 형성된 슬릿 부여 보강부(55)의 근방 영역의 일부 상세 구성을 나타내는 정면도이다. 이 제 2 중판(7a,7b)의 슬릿 부여 보강부(55)는 분할벽(41)과 일체로 형성되어 있고, 제 1 중판(6a,6b)의 중판 보강부(52)는 증기 확산 유로용 구멍(34)과 연통한 슬릿(56)이 형성되어 있는 것 이외에는 동일한 구성을 갖는다. 냉매용 구멍(57)은 상판(2)의 냉매 주입 구멍(4)에 있어서의 개구부(4a)와 대향하는 위치에 형성되고, 슬릿(56)과 연통한 구성을 갖는다.

실제상, 슬릿 부여 보강부(55)는 증기 확산 유로용 구멍(34)에 있어서의 증기가 확산되는 확산 방향(이 경우, 제 2 중판(7a,7b)의 중심점으로부터 코너부를 향하는 방향)(D)을 따라 슬릿(56)이 형성되고, 증기 확산 유로용 구멍(34)과 연통 해서 증기가 코너부까지 확산될 수 있도록 되어 있다. 한편, 이 슬릿(56)은 예컨대 직선상으로 형성되어 있고, 그 폭이 0.3㎜ 정도로 선정되어 있다.

도 12F는 하판(3)의 상측 내면(3b)에 형성된 하판 보강부(60)의 근방 영역의 일부 상세 구성을 나타내는 정면도이다. 하판(3)의 상측 내면(3b)은 중판 보강부(52) 및 슬릿 부여 보강부(55)와 대향하는 영역에 원형상으로 형성된 하판 보강부(60)가 설치되어 있다. 이 하판 보강부(60)에는 하판 내면 홈부(14)보다 두께를 갖고, 하판 내면 홈부(14) 사이에 설치한 돌기 기둥(15) 및 주변부(12)의 두께와 동일한 두께로 선정되어 있다. 이 하판 보강부(60)에는 하판 내면 홈부(14)와 연통하는 슬릿 대향 홈(61) 및 중앙 오목부(62)가 형성되어 있다. 슬릿 대향 홈(61)은 예컨대 폭이 300㎛ 정도이고, 슬릿(56)과 대향하도록 하판 보강부(60)에 직선상으로 형성되어 있다. 중앙 오목부(62)는 상판(2)의 냉매 주입 구멍(4)의 개구부(4a)에 대향하는 부분에 원형상으로 형성되어 있다.

여기서 도 13은 하판(3) 상에 제 2 중판(7a), 제 1 중판(6a), 제 2 중판(7b) 및 제 1 중판(6b)을 순서대로 적층한 후, 또한 상기 제 1 중판(6b) 상에 상판(2)을 적층했을 때의 상판 보강부(50), 중판 보강부(52), 슬릿 부여 보강부(55) 및 하판 보강부(60)의 상세 구성을 나타내는 단면도이다.

상판(2)의 냉매 주입 구멍(4)의 주변 영역 아래쪽에서는 상판 보강부(50), 중판 보강부(52), 슬릿 부여 보강부(55) 및 하판 보강부(60)가 밀착함으로써 지주 구조를 형성해서 기계적 강도를 향상시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 노즐(70)로부터 냉매 주입 구멍(4)으로 한방울씩 고속(예컨대 1초당 1000방울)으로 연속적으로 적하된 냉매 입자(W1)는 상판(2)의 개구부(4a), 제 1 중판(6b)의 냉매용 구멍(53) 및 제 2 중판(7b)의 냉매용 구멍(57) 등을 통과하여 하판(3)의 슬릿 대향 홈(61) 및 중앙 오목부(62)에까지 도달함과 아울러, 각 슬릿(56)을 통해서 냉각부 본체(10)의 내부 공간(10a)(도 2A) 전역에 널리 퍼지도록 구성되어 있다.

다음에 히트 파이프(1)의 제조 방법에 대해서 이하 설명한다. 도 14A~도 14E와, 도 16A 및 도 16B는 히트 파이프(1)에 대한 제조 방법의 일례를 나타내는 것으로, 도 14A에 나타낸 바와 같이, 우선 하판(3) 상에 제 2 중판(7a), 제 1 중판(6a), 제 2 중판(7b), 제 1 중판(6b) 및 상판(2)의 순서대로 아래에서부터 순서대로 적층해 간다.

제 1 중판(6a,6b) 및 제 2 중판(7a,7b)에는 표면으로부터 돌출한 접합용 돌기(72)가 주변부(12)를 따라 액자 형상으로 형성되어 있다. 또한, 하판(3)에는 본체부(11)의 상측 내면(3b)으로부터 돌출한 접합용 돌기(73)가 주변부(12)를 따라 액자 형상으로 형성되어 있다.

이어서, 제 2 중판(7a), 제 1 중판(6a), 제 2 중판(7b), 제 1 중판(6b) 및 상판(2)을 최적의 위치에서 서로 겹치게 하여 하판(3)에 적층시킨 채 이들 상판(2)과, 하판(3)과, 제 1 중판(6a,6b)과, 제 2 중판(7a,7b)을 융점 이하의 온도로 가열하면서 더욱 가압하고, 접합용 돌기(72,73)를 통해서 직접 접합시킨다.

이와 같이 하여 상판(2)과, 하판(3)과, 제 1 중판(6a,6b)과, 제 2 중판(7a,7b)은, 도 14B에 나타내는 바와 같이, 직접 접합됨으로써 일체화된 냉각부 본체(10)를 형성할 수 있다. 이 때, 냉각부 본체(10)는 상판(2)에 형성된 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)을 통해서만 내부 공간(10a)과 외부가 연통한 상태로 된다.

아울러, 이들 제 1 중판(6a,6b), 제 2 중판(7a,7b) 및 하판(3)에는 피냉각 장치(HE)와 대향하는 중앙 부분의 네변 외곽 위치에도 각각 돌기(74)가 설치되고, 주변부(12)뿐만 아니라 피냉각 장치 주변 영역(33a)의 외곽 위치 등에 있어서도 돌기(74)가 직접 접합해서 일체화가 도모된다. 이와 같이 냉각부 본체(10)에서는 피냉각 장치 주변 영역(33a) 등에도 지주 구조를 설치해서 기계적 강도를 향상시켜서 피냉각 장치(HE)로부터 발생되는 열에 의해 냉매가 열팽창해서 거의 중앙부가 바깥쪽으로 팽창하려고 하는 현상(이하, 이것을 팝콘 현상이라고 칭함)에 의해 냉각부 본체(10) 자신이 파괴되는 것을 방지하고 있다.

그래서 냉각부 본체(10)의 내부 공간(10a)에는 제 1 중판(6a,6b) 및 제 2 중판(7a,7b)의 각 증기 확산 유로용 구멍(34)이 서로 겹침으로써 증기 확산 유로(44)가 형성되고, 또한 각 모세관 형성 영역(36)이 겹침으로써 모세관 유로(42)가 복수개 형성되고, 이것에 의해 증기 확산 유로(44) 및 모세관 유로(42)로 이루어지는 순환 경로가 구성될 수 있다(도 9A 및 도 9B).

이 때 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)의 주변 영역 아래쪽에는 상판 보강부(50), 중판 보강부(52), 슬릿 부여 보강부(55) 및 하판 보강부(60)가 밀착함으로써 지주 구조가 형성될 수 있다.

이어서, 히트 파이프(1)의 제조 방법을 순서대로 나타내는 도 14C와 같이, 냉각부 본체(10)의 내부 공간(10a)에는 냉매 주입 구멍(4)으로부터 노즐(70)을 이용하여 냉매(W1)(예컨대 물)가 대기압하에서 소정량 주입된다. 이 때, 공기 배출 구멍(5)은 냉매 공급시에 있어서의 공기의 배출구가 되고, 내부 공간(10a)으로의 냉매의 주입을 원활하게 행할 수 있도록 되어 있다. 또한, 냉매는 예컨대 물인 경우, 봉입량이 관통 구멍(37,40)의 총체적과 동등에 상당한 것으로 것이 바람직하고, 히트 파이프(1)의 고수명화를 위해서 특히 이온 오염이 없는 초순수가 바람직하다. 또한, 이 때, 공기 배출 구멍(5)으로 진공화를 하면, 보다 원활하게 냉매의 주입을 할 수 있다.

다음에, 예컨대 구형상체로 이루어지는 밀봉 부재(8)를 미리 소정수 준비해 두고, 히트 파이프(1)의 제조 방법을 순서대로 나타내는 도 14D와 같이, 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5) 상에 밀봉 부재(8)를 적재한다. 여기서 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)은, 도 15A에 나타내는 바와 같이, 개구부(4a)의 내주면에 복수개의 가스 제거 홈(4b)이 형성되어 있으므로, 구형상체의 밀봉 부재(8)가 적재되어도, 도 15B에 나타내는 바와 같이, 가스 제거 홈(4b)에 의해 냉각부 본체(10)의 내부 공간(10a)과 외부가 연통한 상태로 유지되고, 냉각부 본체(10)의 내부 공간(10a) 내의 가스 제거를 행할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 히트 파이프(1)의 제조 방법을 순서대로 나타내는 도 14E와 같이, 이 상태인 채로 상온하에서 가스 제거 홈(4b)을 통해서 감압에 의한 진공 탈기를 예컨대 10분 정도 행한다. 이 공정에서는 가스 제거 홈(4b)을 통해서 진공 탈기를 행함으로써 내부 공간(10a) 내의 공기가 가스 제거 홈(4b)을 통해서 빼내지고, 상 기 공기와 함께 내부 공간(10a) 내로부터 유해 성분을 제거하여 아웃 가스가 감소될 수 있다. 또한, 도 14E 중의 화살표는 탈기(가스 제거)의 방향을 나타내는 것이다.

그 후, 히트 파이프(1)의 제조 방법을 순서대로 나타내는 도 16A와 같이, 상온상태인 채로 몇 분간 프레스(75)에 의해 밀봉 부재(8)를 위로부터 가압해서 저온 가압 변형시킨다. 이와 같이 하여 저온 진공 가압 처리함으로써 밀봉 부재(8)로 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)을 임시 밀봉한다. 이 때 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)이 밀봉 부재(8)에 의해 폐쇄된다.

여기서 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)의 주변 영역에 대향하는 부분에는 상판 보강부(50), 중판 보강부(52), 슬릿 부여 보강부(55) 및 하판 보강부(60)가 밀착함으로써 지주 구조가 형성되어 있으므로, 프레스(75)에 의해 밀봉 부재(8)를 가압할 때, 상기 프레스(75)로부터의 외력을 지주 구조가 받아내서 내부 공간(10a)이 찌부러지는 일 없이 프레스(75)에 의해 밀봉 부재(8)를 필요한 외력으로 확실히 가압할 수 있다.

아울러, 상온보다 높은 온도로 해서 밀봉 부재(8)를 가압했을 경우에는 냉매의 증기, 예컨대 수증기가 외부에 누출되기 쉬우므로 바람직하지 못하다. 따라서 진공 탈기가 행해지는 온도로서는 25℃ 정도의 상온이 바람직하다.

다음에, 저온 진공 가압 처리가 종료되면, 예컨대 10분간 정도 고온하에서 진공도를 예컨대 0.5㎪로 한 후, 더욱 프레스(75)에 의해 밀봉 부재(8)를 위로부터 가압한다. 이것에 의해 밀봉 부재(8)가 고온 가압 변형되고, 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5) 내에 깊게 침입해서 밀봉 부재(8)에 의해 더욱 강고하게 압착되어 폐쇄된 상태로 된다.

즉, 밀봉 부재(8)는 주로 가압에 의해 소성 변형됨과 아울러, 보조적으로(세로로 하여) 가열에 의해 소성 변형하고, 가스 제거 홈(4b)을 포함해서 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)을 폐쇄할 수 있다. 이리하여, 도 15C 및 도 16B에 나타내는 바와 같이, 구형상체이었던 밀봉 부재(8)는 소성 변형에 의해 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)의 형태로 되어 상기 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)에 압착해서 실질적으로 밀봉 마개가 되고, 냉각부 본체(10)의 내부 공간(10a)을 밀봉한다. 이와 같이 하여 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)을 밀봉 부재(8)로 폐쇄하여 종료되면, 가온(加溫) 정지, 진공화 정지 및 프레스(75)에 의한 가압 해제를 행하고, 상기 가압, 가열, 진공화 처리를 종료한다.

또한, 그 때 밀봉 부재(8)의 외표면은 냉각부 본체(10)의 외표면과 거의 동일 평면 상에 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 것은, 히트 파이프(1)의 외표면의 평탄성을 유지하고, 이것에 의해 히트 파이프(1) 자신과 그것에 부착되는 예컨대 핀 등의 라디에이터의 밀착성을 좋게 하고, 그 사이의 열전도성을 지장 없이 높일 수 있기 때문이다.

그 후, 냉각부 본체(10)의 외표면은 방청 등을 위해서 니켈 도금된다. 여기서 만일 땜납으로 이루어지는 밀봉 부재를 이용해서 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)을 폐쇄한 경우에는 땜납에 대해서 양호한 니켈 도금을 하는 것은 곤란하므로, 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)을 폐쇄한 부분이 양호하게 니켈 도금되기 어렵다는 문제가 생긴다.

이것에 대해서 본원 발명에서는 냉각부 본체(10)와 동일한 구리계 금속으로 이루어지는 밀봉 부재(8)를 이용해서 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)을 폐쇄하므로, 그러한 문제는 생기지 않고, 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)을 폐쇄한 부분도 양호하게 니켈 도금될 수 있다.

아울러, 이러한 히트 파이프(1)의 제조 방법(냉매 봉입 방법)에 의하면, 진공하에 복수개의 히트 파이프(1)를 나열하고, 각 히트 파이프(1)의 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5) 상에 밀봉 부재(8)를 적재하고, 이들 복수개의 히트 파이프(1)에 대해서 한번에 가스 제거나, 밀봉 부재(8)의 가압 및 가열을 하고, 모든 밀봉 부재(8)를 소성 변형시켜서 일제히 냉매를 밀봉할 수 있다. 이리하여 냉매 주입 구멍(4)마다 개별로 행해지는 종래의 코킹 작업이나 용접, 접착 등의 번거로운 작업을 행하는 밀봉 방법과 비교해서 히트 파이프(1)의 양산성을 향상시킬 수 있고, 또 양산성을 높임으로써 히트 파이프(1)의 저가격화를 도모할 수도 있다.

또한, 이 히트 파이프(1)에서는 내부 공간(10a)을 감압 상태(냉매가 물인 경우, 예컨대 0.5㎪ 정도)로 한 것으로 냉매의 비점이 내려가고, 예컨대 50℃ 이하의 상온보다 조금 높은 온도(예컨대 30℃~35℃ 정도)에서도 냉매가 증기로 되기 쉬워진다. 이것에 의해 이 히트 파이프(1)에서는 피냉각 장치(HE)로부터의 약간의 열이라도 냉매의 순환 현상을 연속적으로, 또한 용이하게 반복할 수 있도록 형성되어 있다.

이상의 구성에 있어서 히트 파이프(1)에서는 구리계 금속으로 이루어지는 냉 각부 본체(10)와 동질의 가소성 금속으로 이루어지는 밀봉 부재(8)를 이용하여 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)을 폐쇄하도록 함으로써 냉각부 본체(10) 및 밀봉 부재(8)가 냉매에 접촉되거나, 또는 노출되어도, 상기 냉각부 본체(10)와 밀봉 부재(8)에 의한 국부 전지 작용이 생기지 않고, 그 결과, 상기 국부 전지 작용에 의한 부식을 방지할 수 있으므로, 그 만큼 종래보다 한층 더 장수명화를 도모할 수 있다.

또한, 냉각부 본체(10) 및 밀봉 부재(8)의 재질로서 가소성 금속을 이용한 경우에는 그 융점이 높으므로 200~300℃ 정도의 고온이어도 밀봉 효과를 확실히 계속해서 발휘할 수 있다.

아울러, 밀봉 부재(8)로서 땜납을 사용한 경우에는 땜납이 유해한 물질인 납을 함유하므로, 납에 따른 밀봉에 필요한 관리 등의 비용이 들지만, 본 발명에서는 밀봉 부재(8)의 재질로서 구리계 금속을 이용하였으므로, 상기 납에 필요한 관리 등이 불필요하게 되어 그 만큼 비용 저감을 도모할 수 있다.

또한, 구리계 금속은 열전도율이 높고, 열확산성을 높게 할 수 있으므로, 냉각부 본체(10)를 구리계 금속으로 형성하는 것이 바람직하다고 말할 수 있지만, 냉각부 본체(10)를 구리계 금속으로 형성했을 경우에는 방청 등을 위해서 그 냉각부 본체(10)의 외표면을 니켈로 도금하는 것이 보통으로 행해진다. 여기서 냉각부 본체(10)의 냉매 주입 구멍(4)을 땜납으로 폐쇄한 경우에는 니켈 도금을 위한 전처리로 땜납이 침식되어 그 땜납의 표면에 밀착력이 약한 도금막이 생기고, 그 후에 형성되는 니켈 도금막의 하지와의 밀착성이 약해진다는 문제가 생긴다.

이것에 대해서 본원 발명의 히트 파이프(1)에서는 냉각부 본체(10)를 구리계 금속으로 형성하고, 또 냉매 주입 구멍(4)을 폐쇄하는 밀봉 부재(8)도 구리계 금속으로 이루어지므로, 양호한 니켈 도금을 외곽 전체에 대해서 확실히 실시할 수 있다.

또한, 이 히트 파이프(1)에서는 구형상체의 밀봉 부재(8)가 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)의 형상에 맞추어 소성 변형되어 밀봉 마개가 되므로, 히트 파이프(1)의 상측 외면으로부터 밀봉 부재(8)가 돌출되기 어려워지고, 밀봉에 의해 히트 파이프(1) 외면의 평탄성을 손상시키는 것을 방지할 수 있고, 이리하여 휴대 기기나 소형 기기로의 실장의 자유도를 향상시킬 수 있다.

즉, 이 히트 파이프(1)에서는 예컨대 CPU나 LED(발광 다이오드) 등의 방열을 필요로 하는 전자부품 등을 한쪽측에 부착하고, 다른쪽측에 핀 그 외의 라디에이터(열 방산기)를 부착하는 경우, 밀봉 부재(8)의 외표면이 냉각부 본체(10)의 외표면으로부터 돌출되어 있지 않으므로, 전자부품이나 라디에이터 등과의 밀착성이 향상되고, 그 사이의 열전도성을 양호하게 할 수 있고, 나아가서는, 전자부품 등에서 발생된 열을 유효하게 방열시킬 수 있다.

또한, 이 히트 파이프(1)에서는 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)의 개구부(4a)의 내주면에 가스 제거 홈(4b)을 별도 형성하도록 했다. 이것에 의해 밀봉 마개가 되는 밀봉 부재(8)가 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5) 상에 적재되었을 때나, 밀봉 부재(8)가 용융되기 시작해서 밀봉이 약간 진행되었을 때에도 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5), 밀봉 부재(8)에 의해 폐쇄되지 않고, 히 트 파이프(1)의 내부 공간(10a) 내로부터 가스 제거를 확실히 행할 수 있다.

그리고, 이 히트 파이프(1)에서는 진공하에서 밀봉 부재(8)를 가압함으로써 냉매 주입 구멍(4)을 상기 밀봉 부재(8)로 임시 밀봉한 후, 밀봉 부재(8)를 더욱 계속해서 가압하면서 가열하도록 함으로써 가소성 금속으로 이루어지는 밀봉 부재(8)가 소성 변형되고, 가스 제거 홈(4b)의 형상에 맞추어 변형되므로, 밀봉 부재(8)에 의해 가스 제거 홈(4b)도 확실히 폐쇄시킬 수 있고, 이리하여 내부 공간(10a)에 봉입된 냉매(W)가 누출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 히트 파이프(1)에서는 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)의 주변 영역과 대응하는 부분에 있어서 상판 보강부(50), 중판 보강부(52), 슬릿 부여 보강부(55) 및 하판 보강부(60)가 밀착해서 지주 구조가 형성되도록 함으로써 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)의 주변 영역에서의 기계적 강도를 향상시키고, 상판(2)의 바깥쪽으로부터 밀봉 부재(8)로 가해지는 프레스(75)에 의한 외력에 의해 내부 공간(10a)이 찌부러지거나 하는 제조 과정에서의 파손을 방지하여 생산성을 향상시키고, 그 결과 생산 비용을 저감할 수 있다. 또한, 제조 후에 있어서의 사용 과정에 있어서는 상판(2)이나 하판(3)으로부터 가해지는 각종 외력에 의해 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)의 주변 영역에서 내부 공간(10a)이 찌부러지는 것을 방지해서 히트 파이프(1)의 장수명화를 도모할 수 있다.

특히 이 실시예의 경우에는 히트 파이프(1)의 소형화 및 박형화를 도모하면서 효율 좋게 방열 효과를 얻기 위해서, 내부 공간(10a)에 순환 경로로서 증기 확산 유로(44)와 모세관 유로(42)가 형성되어 있다. 그리고, 이 중 증기 확산 유 로(44)는 냉각부 본체(10)의 주변부(12)까지 열을 확산시켜 효율 좋게 방열하도록 중심부로부터 가장 떨어진 네변의 코너부로 연장되도록 배치되어 있다.

한편, 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)은 히트 파이프(1) 내부 전체로의 냉매의 공급을 원활하게 행하기 쉽게 하기 위해서, 히트 파이프(1)의 한쪽의 코너부에 냉매 주입 구멍(4)이 배치되고, 상기 한쪽의 코너부와 대각선 상에 대향하는 다른쪽의 코너부에 공기 배출 구멍(5)이 배치되어 있다. 이리하여, 중공 구조가 되는 증기 확산 유로(44) 상에는 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)이 배치된다. 이 때문에, 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)에 대향하는 영역을 중공 구조로 한 상태에서는 이들 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5) 상에 밀봉 부재(8)를 적재해서 프레스 처리를 행하면, 프레스(75)로부터의 외력을 상판(2)만으로 받아내게 되므로, 상기 상판(2)이 파손될 우려가 있다.

이것에 대해서 본원 발명의 히트 파이프(1)에서는 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)의 주변 영역에 대향하는 증기 확산 유로(44) 내에 상판 보강부(50), 중판 보강부(52), 슬릿 부여 보강부(55) 및 하판 보강부(60)가 밀착해서 지주 구조를 형성하고 있음으로써 상기 프레스(75)로부터의 외력을 지주 구조로 받아내서 상기 외력에 의해 상판(2) 또는 하판(3)이 파손되어 내부 공간(10a)이 찌부러지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상판 보강부(50), 중판 보강부(52), 슬릿 부여 보강부(55) 및 하판 보강부(60)에는 상판(2)의 냉매 주입 구멍(4)에 대응하는 부분에 상기 냉매 주입 구멍(4)과 연통하는 냉매용 구멍(53,57)이 각각 형성되어 있고, 내부 공간(10a)에 냉 매 주입 구멍(4)을 통해서 냉매(W)를 주입할 때에 이들 냉매용 구멍(53,57)으로부터 슬릿(56) 등을 통해서 냉매(W)를 냉각부 본체(10) 내의 모든 코너까지 남김 없이 골고루 미치게 할 수 있다.

또한, 이 경우, 슬릿 부여 보강부(55)는 증기 확산 유로(44) 내를 확산하는 냉매(W)의 확산 방향(D)을 따라 슬릿(56)이 형성되어 있음으로써 상기 슬릿(56)을 통해서 냉매(W)를 냉각부 본체(10)의 코너부까지 인도할 수 있고, 내부 공간(10a)의 모든 코너까지 확산시켜 효율 좋게 방열을 행할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 여러가지의 변형 실시가 가능하고, 냉각부 본체(10)와 유사한 가소성 금속으로 이루어지는 밀봉 부재를 적용하도록 해도 되고, 이 경우이여도 상술한 것과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 도 17에 나타내는 바와 같이, 예컨대 잉크젯 노즐(80)을 이용하여 냉매를 냉각부 본체(10) 내에 공급한 경우, 냉각부 본체(10)로서는 공기 배출 구멍을 갖지 않는 것을 이용할 수 있다. 이 실시예에서는 내부 공간(10a)의 순환 경로의 형상, 구조의 도시, 설명을 생략한다.

구체적으로는 잉크젯 노즐(80)에 의해 냉매(예컨대 순수)를 예컨대 지름 50㎛~300㎛의 매우 미세한 냉매 입자(물 입자)(W2)로 하고, 1초당 약 1000방울을 1방울씩 연속적으로 충전한다. 이와 같이 하면 미세한 입자상의 냉매 입자(W2)는 일직선 상에 규칙적으로 늘어서서 냉각부 본체(10)의 내부 공간(10a)에 공급된다. 이 경우, 한방울 한방울은 미량이여도 예컨대 1초당 약 1000방울을 연속적으로 고속으 로 충전하므로 냉매 공급 효율은 매우 높다.

이와 같이, 잉크젯 노즐(80)을 이용한 경우에는 냉매를 매우 미세한 냉매 입자(W2)로 하고, 한방울씩 고속으로 충전함으로써 공급할 수 있으므로, 상술한 공기 배출 구멍에서 행해지는 진공 제거 작업을 생략할 수 있고, 이리하여 상기 작업을 생략하는 분만큼 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 이 경우에는 예컨대 1~5㎎ 정도의 매우 소량의 냉매의 충전량의 제어에서도 잉크젯 노즐로의 토출수를 디지털 제어하는 기구로 함으로써 1방울 단위의 정확도로 간단히 더욱 고속으로 충전할 수 있다.

도 18 및 도 19는 다른 실시예에 의한 슬릿 부여 보강부(81,85)를 나타내는 평면도이고, 상술한 실시예의 슬릿 부여 보강부(55)와는 슬릿(56)의 형상이 다른 것이다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 슬릿 부여 보강부(81)는 원형상으로 이루어지는 냉매용 구멍(82)의 중심으로부터 슬릿 부여 보강부(81)의 외주를 향해 슬릿(83)의 폭치수가 점점 폭이 넓게 되도록 형성되어 있다. 또한, 도 19에 나타내는 바와 같이, 슬릿 부여 보강부(85)는 냉매용 구멍(86)의 중심으로부터 슬릿 부여 보강부(85)의 외주를 향해 슬릿(87)의 폭치수가 점점 폭이 좁게 되도록 형성되어 있다. 이들 슬릿 부여 보강부(81,85)에서도 상술한 실시예의 슬릿 부여 보강부(55)와 같은 효과를 얻을 수 있다. 한편, 슬릿(56,81,85)의 폭은 중판마다 불균일하게 되도록 해도 좋다.

또한, 상술한 실시예에 있어서는 원기둥 형상의 개구부(4a)의 내주면에 반원 형상의 가스 제거 홈(4b)을 4개 형성한 형상으로 이루어지는 냉매 주입 구멍(4) 및 공기 배출 구멍(5)을 적용한 경우에 대해서 서술했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 냉매 주입 구멍 또는 공기 배출 구멍의 정면 구성을 나타낸 도 20A와, 측단면 구성을 나타낸 도 20B에 나타내는 바와 같이, 상단의 지름이 크고, 아래로 갈수록 서서히 작아지고, 하단에 있어서 지름이 최소가 되는 역사다리꼴 원추 형상으로 이루어지는 냉매 주입 구멍(90a) 및 공기 배출 구멍(90b)을 적용해도 좋다. 밀봉 부재(8)에 의한 밀봉의 형태를 나타낸 도 20C에 나타내는 바와 같이, 이 경우이여도 구형상체의 밀봉 부재(8)가 냉매 주입 구멍(90a) 및 공기 배출 구멍(90b)의 형상에 맞추어 소성 변형되어 평탄 형상으로 되고, 또한 내부 공간을 확실히 밀봉할 수 있다.

또한, 다른 실시예에 의한 냉매 주입 구멍 및 공기 배출 구멍으로서는 냉매 주입 구멍 또는 공기 배출 구멍의 정면 구성을 나타낸 도 21A와, 측단면 구성을 나타낸 도 21B에 나타내는 바와 같이, 큰 지름의 짧은 원기둥 형상으로 이루어지는 상부(92)와, 작은 지름의 짧은 원기둥 형상으로 이루어지는 하부(93)를 갖고, 상부(92) 및 하부(93)가 단차부(94)를 통해서 일체로 형성된 냉매 주입 구멍(91a) 및 공기 배출 구멍(91b)을 적용하도록 해도 좋다.

이 경우에 있어서는, 밀봉 부재(8)에 의한 밀봉의 형태를 나타낸 도 21C에 나타내는 바와 같이, 밀봉 부재(8)가 소성 변형되어 하부(93)를 완전히 채웠을 때에 밀봉 부재(8)의 잔여 부분이 큰 지름의 상부(92) 내에 수납되고, 이것에 의해 밀봉 부재(8)가 히트 파이프(1)의 상측 외면으로부터 돌출하는 것을 방지하여 평탄 형상으로 할 수 있다. 한편, 도 20A 및 도 20B와, 도 21A 및 도 21B에 나타내는 어 느 예에 있어서도 상술한 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있다.

Claims (13)

1. 내부 공간에 냉매의 순환 경로가 형성된 금속으로 이루어지는 냉각부 본체;

   상기 냉각부 본체에 형성되어 상기 내부 공간에 상기 냉매를 주입하기 위한 냉매 주입 구멍; 및

   상기 내부 공간에 상기 냉매를 봉입하기 위해서 상기 냉매 주입 구멍을 폐쇄하는 밀봉 부재를 구비하고;

   상기 밀봉 부재는 상기 냉각부 본체와 동질 또는 유사한 가소성 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
2. 상판 및 하판 사이에 설치한 하나 또는 복수개의 중판에 의해 내부 공간에 냉매의 순환 경로가 형성된 냉각부 본체; 및

   상기 냉각부 본체에 형성되어 상기 냉각부 본체의 내부 공간에 상기 냉매가 주입되어 밀봉 부재에 의해 폐쇄되는 냉매 주입 구멍을 구비하고;

   상기 중판에는 상기 냉매 주입 구멍의 주변 영역에 대응하는 부분에 형성되어 소정의 두께를 갖는 보강부, 및 상기 냉매 주입 구멍에 대응하는 부분에 형성된 냉매용 구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
3. 내부 공간에 냉매의 순환 경로가 형성된 냉각부 본체; 및

   상기 냉각부 본체에 형성되어 상기 냉각부 본체의 내부 공간에 상기 냉매가 주입되어 밀봉 부재에 의해 폐쇄되는 냉매 주입 구멍을 구비하고;

   상기 냉매 주입 구멍으로부터 상기 내부 공간에 상기 냉매가 미소 입자상으로 되어 주입되는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
4. 상판 및 하판 사이에 설치한 하나 또는 복수개의 중판에 의해 내부 공간에 냉매의 순환 경로가 형성된 금속으로 이루어지는 냉각부 본체;

   상기 냉각부 본체에 형성되어 상기 내부 공간에 상기 냉매를 주입하기 위한 냉매 주입 구멍; 및

   상기 내부 공간에 상기 냉매를 봉입하기 위해서 상기 냉매 주입 구멍을 폐쇄하는 밀봉 부재를 구비하고;

   상기 밀봉 부재는 상기 냉각부 본체와 동질 또는 유사한 가소성 금속으로 이루어지고;

   상기 중판은 상기 냉매 주입 구멍의 주변 영역에 대응하는 부분에 형성되어 소정의 두께를 갖는 보강부, 및 상기 냉매 주입 구멍에 대응하는 부분에 형성된 냉매용 구멍을 갖고;

   상기 냉매 주입 구멍으로부터 상기 내부 공간에 상기 냉매가 미소 입자상으로 되어 주입되는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
5. 제 1 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 냉매 주입 구멍을 폐쇄한 상기 밀봉 부재가 상기 냉각부 본체의 표면으 로부터 돌출되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
6. 제 1 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 완전히 폐쇄하는 상태가 될 때까지는 외부와 상기 내부 공간을 연통시키는 상태를 유지하고; 상기 냉매 주입 구멍이 완전히 폐쇄되는 상태가 되면 상기 밀봉 부재에 의해 폐쇄되는 가스 제거 홈이 상기 냉매 주입 구멍의 내주면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
7. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 순환 경로에는 냉매가 증기가 되어 확산되는 증기 확산 유로를 구비하고, 상기 냉매 주입 구멍에 대응한 부분이 상기 증기 확산 유로에 배치되며;

   상기 보강부에는 상기 증기 확산 유로 내에서 상기 냉매가 증기가 되어 확산되는 확산 방향을 따라 슬릿이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
8. 금속으로 이루어지는 냉각부 본체에 형성된 냉매 주입 구멍으로부터 냉매의 순환 경로가 형성된 상기 냉각부 본체의 내부 공간에 상기 냉매를 주입하는 주입 공정;

   상기 냉각부 본체와 동질 또는 유사한 가소성 금속으로 이루어지는 밀봉 부재를 상기 냉매 주입 구멍에 적재하는 적재 공정; 및

   진공하에서 상기 밀봉 부재를 가압함으로써 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주 입 구멍을 폐쇄하는 밀봉 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프의 제조 방법.
9. 냉각부 본체에 형성된 냉매 주입 구멍으로부터 냉매의 순환 경로가 형성된 상기 냉각부 본체의 내부 공간에 상기 냉매를 주입하는 주입 공정;

   상기 냉매 주입 구멍에 밀봉 부재를 적재하는 적재 공정; 및

   진공하에서 상기 밀봉 부재를 가압함으로써 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 폐쇄하는 밀봉 공정을 구비하고;

   상기 주입 공정에서는 상기 냉매를 미소 입자상으로 해서 상기 냉매 주입 구멍으로부터 상기 내부 공간으로 주입하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프의 제조 방법.
10. 상판 및 하판 사이에 설치한 하나 또는 복수개의 중판에 의해 내부 공간에 냉매의 순환 경로가 형성되어 있고, 상기 중판에는 상기 상판 또는 상기 하판에 형성된 냉매 주입 구멍의 주변 영역에 대응한 부분에 소정의 두께를 갖는 보강부가 형성되어 있음과 아울러, 상기 냉매 주입 구멍에 대응하는 부분에 냉매용 구멍이 형성되어 있는 냉각부 본체를 준비하는 준비 공정;

    상기 냉매 주입 구멍으로부터 상기 냉각부 본체의 내부 공간으로 상기 냉매를 주입하는 주입 공정;

    상기 냉매 주입 구멍에 상기 밀봉 부재를 적재하는 적재 공정; 및

    진공하에서 상기 밀봉 부재를 가압함으로써 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 폐쇄하는 밀봉 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프의 제조 방법.
11. 상판 및 하판 사이에 설치한 하나 또는 복수개의 중판에 의해 내부 공간에 냉매의 순환 경로가 형성되어 있고, 상기 중판에는 상기 상판 또는 상기 하판에 형성된 냉매 주입 구멍의 주변 영역에 대응한 부분에 소정의 두께를 갖는 보강부가 형성되어 있음과 아울러, 상기 냉매 주입 구멍에 대응하는 부분에 냉매용 구멍이 형성되어 있는 금속으로 이루어지는 냉각부 본체를 준비하는 준비 공정;

    상기 냉매 주입 구멍으로부터 상기 냉각부 본체의 내부 공간으로 상기 냉매를 주입하는 주입 공정;

    상기 냉각부 본체와 동질 또는 유사한 가소성 금속으로 이루어지는 밀봉 부재를 상기 냉매 주입 구멍에 적재하는 적재 공정; 및

    진공하에서 상기 밀봉 부재를 가압함으로써 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 폐쇄하는 밀봉 공정을 구비하고;

    상기 주입 공정에서는 상기 냉매를 미소 입자상으로 해서 상기 냉매 주입 구멍으로부터 상기 내부 공간으로 주입하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프의 제조 방법.
12. 제 8 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 밀봉 공정은 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 완전히 폐쇄하는 상태가 될 때까지 상기 냉매 주입 구멍의 내주면에 형성된 가스 제거 홈을 통해서 외부와 상기 내부 공간이 연통된 상태가 유지되는 것을 특징으로 하는 히트 파이프의 제조 방법.
13. 제 8 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 밀봉 공정은 상기 진공하에서 상기 밀봉 부재를 가압함으로써 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 임시 밀봉한 후, 상기 밀봉 부재를 계속해서 가압하면서 가열함으로써 상기 밀봉 부재로 상기 냉매 주입 구멍을 완전히 밀봉하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프의 제조 방법.

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