TW202041825A - 散熱裝置 - Google Patents

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三浦達朗
青谷和明
中村敏明
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日商古河電氣工業股份有限公司
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Abstract

[課題]本發明係提供一種散熱裝置，該散熱裝置係在散熱裝置之設置空間，尤其散熱裝置之寬度方向的設置空間受到限制的環境，亦可在充分地得到受熱部、隔熱部以及散熱部之體積下，可提高散熱片之散熱效率，又，可使在受熱部之入熱成為均勻。 [解決手段]散熱裝置係包括：熱輸送構件，係具有與發熱體以熱性連接的受熱部；及散熱片群，係配置在該熱輸送構件之散熱部以熱性連接的複數片散熱片；該熱輸送構件具有是一體之內部空間，該內部空間係從該受熱部至與該散熱部連通，且被封入動作流體；該散熱部之對該熱輸送構件的熱輸送方向正交之方向之內部空間的截面積比該受熱部與該散熱部之間的隔熱部之該截面積更大。

Description

散熱裝置
本發明係有關於一種冷卻電元件、電子元件等之發熱體的散熱裝置。
伴隨電子機器之高功能化，在電子機器之內部，係高密度地搭載包含電子元件等之發熱體的多個元件。又，伴隨電子機器之高功能化，電子元件等之發熱體的發熱量增大。作為冷卻電子機器之內部的電子元件等之發熱體的手段，有時使用散熱裝置。作為散熱裝置，一般，係使用具有管狀的熱管之熱管式的散熱裝置。
作為以往之熱管式的散熱裝置，係例如有一種熱管式的散熱裝置(專利文獻1)，該散熱裝置係以在被設置複數支之管形狀的熱管的外周面突出的方式設置平板狀的多片散熱片。專利文獻1之熱管式的散熱裝置係一種散熱裝置，該散熱裝置係藉複數支之管形狀的熱管向散熱片輸送發熱體的熱，再從該散熱片散熱，藉此，冷卻發熱體。
另一方面，近年來，在電子機器之內部，係因為在窄的空間愈來愈高密度地搭載包含電子元件等之發熱體的多個元件，所以有時散熱裝置之設置空間受到限制。尤其，有時雖然在散熱裝置之高度方向係有設置空間，卻在散熱裝置之寬度方向或長度方向設置空間受到限制。又，如上述所示，因為電子元件等之發熱量愈來愈增大，所以有時要求更提高散熱裝置之冷卻性能。
在專利文獻1之散熱裝置等利用複數支熱管從受熱部向散熱片輸送發熱體之熱之形式的散熱裝置，為了提高冷卻性能，係為了使從受熱部向散熱片之熱輸送量增大，需要形成並列地配置多支熱管的熱管群。又，為了提高散熱裝置之冷卻性能，需要提高散熱片之散熱效率。可是，要形成由多支熱管所構成的熱管群，以提高散熱片之散熱效率，係需要在電子機器之內部確保用以設置散熱裝置之大的空間，尤其散熱裝置之寬度方向的設置空間。即，在熱管式的散熱裝置，係在散熱裝置之省空間化與冷卻性能的提高上有改善的餘地。
又，在各熱管的外周面係有R部，因為在R部外側所產生之空隙係無助於熱管群之熱輸送，所以無法充分地得到熱管群之受熱部、隔熱部以及散熱部的體積，還是有無法得到充分之冷卻性能的情況。
進而，將由多支熱管所構成之熱管群與發熱體以熱性連接時，因為熱管之受熱量根據與發熱體的距離而異，所以在被設置成遠離發熱體之熱管，係有受熱不是充分的情況。因此，無法使熱管群之在受熱部的入熱充分地成為均勻，因為熱管群之受熱部與發熱體之間的熱阻增大，所以具有有無法圖謀充分之冷卻性能的提高之情況的問題。 [先行專利文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2003－110072號公報
[發明所欲解決之課題]
鑑於上述的狀況，本發明係目的在於提供一種散熱裝置，該散熱裝置係在散熱裝置之設置空間，尤其散熱裝置之寬度方向的設置空間受到限制的環境，亦可在充分地得到受熱部、隔熱部以及散熱部之體積下，可提高散熱片之散熱效率，又，可使在受熱部之入熱成為均勻。 [解決課題之手段]
本發明之散熱裝置的主旨係如以下所示。 [1]一種散熱裝置，其係包括：熱輸送構件，係具有與發熱體以熱性連接的受熱部；及散熱片群，係配置在該熱輸送構件之散熱部以熱性連接的複數片散熱片； 前述熱輸送構件具有是一體之內部空間，該內部空間係從前述受熱部至前述散熱部連通，且被封入動作流體； 前述散熱部之對前述熱輸送構件的熱輸送方向正交之方向之內部空間的截面積比前述受熱部與前述散熱部之間的隔熱部之前述截面積更大。 [2]如[1]項所記載之散熱裝置，其中包括：熱輸送構件，係具有與前述發熱體以熱性連接的受熱部；管體，係在前述熱輸送構件之散熱部被連接；以及散熱片群，係配置與該管體以熱性連接的前述複數片散熱片； 前述熱輸送構件具有是一體之內部空間，該內部空間係從前述受熱部至與前述管體的連接部連通，且被封入前述動作流體，前述熱輸送構件之內部空間與前述管體之內部空間連通； 前述散熱部之前述截面積比前述隔熱部之前述截面積更大。 [3]如[1]或[2]項所記載之散熱裝置，其中前述受熱部之前述截面積是與前述隔熱部之前述截面積相同。 [4]如[1]或[2]項所記載之散熱裝置，其中前述受熱部之前述截面積比前述隔熱部之前述截面積更大。 [5]如[2]項所記載之散熱裝置，其中前述管體沿著前述散熱片的配置方向延伸。 [6]如[2]項所記載之散熱裝置，其中前述管體之延伸方向不是與前述熱輸送構件之熱輸送方向平行。 [7]如[1]~[6]項中任一項所記載之散熱裝置，其中前述熱輸送構件之至少一面是平面形狀。 [8]如[1]~[7]項中任一項所記載之散熱裝置，其中前述熱輸送構件具有對熱輸送方向正交之方向的段差部。
在上述之形態，係熱輸送構件中與是冷卻對象之發熱體以熱性連接的部位作用為受熱部，與散熱片或管體連接的部位作用為熱輸送構件之散熱部。在熱輸送構件之受熱部，係動作流體從發熱體受熱而從液相往氣相進行相變化，在熱輸送構件之散熱部，係氣相的動作流體釋出潛熱，而從氣相往液相進行相變化。又，在本發明之散熱裝置的形態，發熱體之熱係藉熱輸送構件從熱輸送構件之受熱部輸送至熱輸送構件的散熱部。進而，係從熱輸送構件的散熱部輸送至管體，藉由熱輸送構件從發熱體受熱而相變化成氣相的動作流體係從熱輸送構件向管體流通。藉由氣相的動作流體從熱輸送構件向管體流通，管體係從熱輸送構件接受熱，進而，向與管體連接之散熱片群傳達從熱輸送構件所接受之熱。在管體向散熱片群傳達從熱輸送構件所接受之熱時，從熱輸送構件向管體流通之氣相的動作流體係往液相進行相變化。從管體向散熱片群所傳達的熱係從散熱片群向散熱裝置的外部環境被釋出。又，在上述之形態，係因為散熱部之熱輸送構件之熱輸送方向，即，從受熱部往散熱部之方向正交的方向之內部空間的截面積比隔熱部的前述截面積更大，所以熱輸送構件之內部空間係在從隔熱部至散熱部之間的部位具有截面積變化的部位。
此外，在「對熱輸送構件之熱輸送方向正交的方向之內部空間的截面積」中之「內部空間的截面積」係在液相的動作流體或吸液芯構造體等之構件被收容於熱輸送構件之內部空間的情況，係意指包含該構件之該截面積的截面積。 [發明之效果]
在本發明之散熱裝置的形態，具有受熱部之熱輸送構件的內部空間係與並列地配置複數支熱管之熱管群的內部空間相異，整體連通而成為一體。因此，若依據內部空間是一體之熱輸送構件將發熱體之熱從受熱部輸送至與和散熱片以熱性連接之管體的連接部之本發明之散熱裝置的形態，在液相之動作流體的回流特性優異，又，來自發熱體之發熱量增大，亦可使在受熱部之入熱成為均勻，而可減少在受熱部之熱阻。又，若依據本發明之散熱裝置的形態，因為散熱部之對熱輸送構件的熱輸送方向正交之方向之內部空間的截面積比隔熱部之前述截面積更大，所以可使散熱片成為大型，又，可將多支管體與散熱片以熱性連接。因此，在散熱裝置之設置空間受到限制的環境，尤其在雖然在散熱裝置之高度方向有設置空間，卻散熱裝置之寬度方向的設置空間受到限制的環境，亦可在充分地得到受熱部、隔熱部及散熱部之體積下，可提高散熱片之散熱效率。因此，若依據本發明之散熱裝置的形態，在散熱裝置之寬度方向的設置空間受到限制的環境，亦對冷卻對象可發揮優異之冷卻性能。
依此方式，若依據本發明之散熱裝置的形態，藉由散熱部之截面積比隔熱部之截面積更大，尤其在雖然在散熱裝置之高度方向有設置空間，卻在散熱裝置之寬度方向設置空間受到限制的情況，亦因為可提高散熱片之散熱效率，所以對冷卻對象可發揮優異之冷卻性能。又，若依據本發明之散熱裝置的形態，因為熱輸送構件的內部空間係整體連通而成為一體，所以在發熱體發生發熱不均，亦可均勻地冷卻發熱體整體。
若依據本發明之散熱裝置的形態，藉由受熱部之截面積比隔熱部之截面積更大，尤其在雖然在散熱裝置之高度方向有設置空間，卻在散熱裝置之寬度方向設置空間受到限制的情況，亦在液相的動作流體從管體及熱輸送構件之散熱部向受熱部回流時，可防止因氣相之動作流體的壓力而阻礙往受熱部之回流。
若依據本發明之散熱裝置的形態，藉由與熱輸送構件之內部空間連通的管體沿著散熱片的配置方向延伸，氣相的動作流體在管體之內部沿著散熱片的配置方向流通。因此，散熱片群之散熱效率提高，而散熱裝置之冷卻性能確實地提高。
若依據本發明之散熱裝置的形態，藉由管體之延伸方向不是與熱輸送構件之熱輸送方向平行，從熱輸送構件向管體所輸送之熱係向與熱輸送構件之延伸方向(熱輸送方向)係相異的方向被輸送。因此，可防止在熱輸送構件的長邊方向(熱輸送方向)之散熱裝置之尺寸的增大，結果，可圖謀省空間化。
若依據本發明之散熱裝置的形態，藉由複數支管體從熱輸送構件在複數個方向延伸，從熱輸送構件所輸送之熱係向與熱輸送構件之長邊方向(熱輸送方向)係相異的複數個方向被輸送。因此，可更確實地防止在熱輸送構件的延伸方向(熱輸送方向)之散熱裝置之尺寸的增大。
若依據本發明之散熱裝置的形態，藉由熱輸送構件具有對熱輸送方向正交之方向的段差部，在熱輸送構件的設置區域設定障礙物等的禁止區域，亦可將散熱裝置設置於所要之位置。
在以下，一面使用圖面，一面說明本發明之實施形態例的散熱裝置。首先，說明本發明之第1實施形態例的散熱裝置。圖1係說明本發明之第1實施形態例的散熱裝置之概要的立體圖。圖2係說明本發明之第1實施形態例的散熱裝置之概要的平面圖。圖3係說明本發明之第1實施形態例的散熱裝置之概要的側視圖。圖4係本發明之第1實施形態例的散熱裝置之吸液芯構造體的概要之平面視的說明圖。
如圖1~圖3所示，本發明之第1實施形態例的散熱裝置1係包括：熱輸送構件10，係具有與發熱體100以熱性連接的受熱部41；散熱片群20，係與熱輸送構件10以熱性連接；以及管體31，係與散熱片群20以熱性連接。散熱片群20具有被安裝於管體31之數片散熱片21、21、…。管體31係在熱輸送構件10的散熱部42與熱輸送構件10連接。又，熱輸送構件10之內部空間與管體31之內部空間連通。即，在第1實施形態例之散熱裝置1，熱輸送構件10係具有從受熱部41至與管體31的連接部連通且封入動作流體(未圖示)之是一體的內部空間。
如圖1所示，熱輸送構件10係具有：容器19，係具有中空之空洞部13；及動作流體，係在空洞部13流通。在空洞部13內，係收容具有毛細管力的吸液芯構造體14。容器19係藉由將一方之板狀體11、與和一方之板狀體11相對向之另一方的板狀體12相重疊所形成。
一方之板狀體11係在平面部的緣部具有從平面部所立設之側壁的板狀。另一方的板狀體12亦是在平面部的緣部具有從平面部所立設之側壁的板狀。因此，一方之板狀體11與另一方的板狀體12係都成為凹狀。藉由使凹狀之一方的板狀體11與凹狀之另一方的板狀體12相重疊，形成具有空洞部13之容器19。因此，容器19的形狀是平面型。空洞部13係對外部環境被密閉之內部空間，並藉脫氣處理被降壓。
容器19的外面中將是冷卻對象之發熱體100以熱性連接的部位是受熱部41，藉由發熱體100與容器19以熱性連接，冷卻發熱體100。在熱輸送構件10，係因為在一端將發熱體100以熱性連接，所以在一端形成受熱部41。
熱輸送構件10係從發熱體100之位置向既定方向延伸，在與一端相對向之另一端，經由管體31將散熱片群20以熱性連接。經由管體31將散熱片群20以熱性連接之熱輸送構件10的另一端作用為熱輸送構件10的散熱部42。
熱輸送構件10係位於受熱部41與散熱部42之間的中間部作用為隔熱部43，該受熱部41係位於容器19的一端，該散熱部42係位於容器19的另一端。隔熱部43係與散熱片群20及發熱體100都未以熱性連接的部位。沿著隔熱部43之延伸方向，從受熱部41向散熱部42輸送從發熱體100向受熱部41所傳達的熱。因此，藉由將在隔熱部43之對熱輸送構件10的熱輸送方向正交之方向之內部空間(即，空洞部13)的截面積(以下，有時只稱為空洞部13之截面積)確保既定面積以上，可有助於對熱輸送構件10賦與所要之熱輸送量。此外，如上述所示，「空洞部13之截面積」係在熱輸送構件10之空洞部13收容液相之動作流體或吸液芯構造體14等之構件的情況，係意指包含上述構件之該截面積的截面積。
如圖1、圖2所示，在散熱裝置1，係空洞部13之截面積在從受熱部41至散熱部42之間變化。具體而言，在散熱裝置1，係空洞部13之截面積在隔熱部43與散熱部42之間變化。更具體而言，在散熱裝置1，係成為在散熱部42之空洞部13的截面積比在隔熱部43之空洞部13的截面積更大的形態。又，成為在散熱部43之空洞部13的截面積係與在受熱部41之空洞部13的截面積大致相同的形態。
在散熱裝置1，係容器19的厚度及一方之板狀體11與另一方的板狀體12的板厚係從容器19之一端至另一端成為大致相同。因此，容器19係在平面視，成為對熱輸送方向正交之方向(寬度方向)的尺寸相異的形狀，具體而言，在平面視，熱輸送構件10之寬度方向的尺寸在隔熱部43與散熱部42之間變化。更具體而言，係成為在散熱部42之熱輸送構件10之寬度方向的尺寸比在隔熱部43之熱輸送構件10之寬度方向的尺寸更大的形態。又，成為在隔熱部43之熱輸送構件10之寬度方向的尺寸係與在受熱部41之熱輸送構件10之寬度方向的尺寸大致相同的形態。此外，「平面視」係意指對熱輸送構件10之平面部從鉛垂方向視認的狀態。
若在散熱部42之空洞部13的截面積對在隔熱部43之空洞部13的截面積之比係超過1.0，無特別地限定，但是從在散熱裝置1之設置空間，尤其散熱裝置1之寬度方向的設置空間受到限制的情況，亦在藉由利用散熱片21將多支管體31以熱性連接而更提高散熱片21進而散熱片群20之散熱效率下，使氣相的動作流體圓滑地流通至散熱部42的觀點，超過1.0且4.0以下較佳，2.0以上且3.5以下尤其佳。
又，在熱輸送構件10，受熱部41、隔熱部43以及散熱部42係沿著同一平面上延伸。因此，可防止散熱裝置1之高度方向的尺寸，尤其受熱部41與隔熱部43之高度方向的尺寸增大。
如圖1、圖4所示，吸液芯構造體14係從容器19之受熱部41延伸至散熱部42。作為吸液芯構造體14，係無特別地限定，例如可列舉銅粉等之金屬粉的燒結體、由金屬線所構成之金屬網、槽(複數條細溝)、不織布、金屬纖維等。在熱輸送構件10，係作為吸液芯構造體14，使用金屬粉的燒結體。空洞部13中未設置吸液芯構造體14的部位作用為氣相之動作流體所流通的蒸氣流路15。蒸氣流路15係對應於吸液芯構造體14從容器19之受熱部41延伸至散熱部42，而從容器19之受熱部41延伸至散熱部42。熱輸送構件10係利用動作流體之動作的熱輸送特性，從受熱部41向散熱部42輸送在受熱部41所接受之發熱體100的熱。
又，如圖4所示，在散熱裝置1，吸液芯構造體14係具有：幹部14－1，係從熱輸送構件10之受熱部41延伸至散熱部42；及枝部14－2，係在散熱部42沿著熱輸送構件10之平面方向從幹部14－1分支複數支。吸液芯構造體14之枝部14－2係以幹部14－1為中心在左右兩方向延伸複數支。又，吸液芯構造體14之枝部14－2係在對幹部14－1之延伸方向(長邊方向)大致正交的方向延伸。為了充分地確保蒸氣流路15的空間，枝部14－2的厚度係比幹部14－1之厚度更薄的形態較佳。例如，幹部14－1係與空洞部13之上面和底面接觸，枝部14－2係與空洞部13之底面接觸，但是與上面係未接觸。藉由吸液芯構造體14在散熱部42分支成複數支枝部14－2，防止在散熱部42從氣相往液相進行相變化的動作流體滯留於散熱部42，而可從散熱部42向受熱部41更圓滑地回流。
如圖1~圖3所示，在熱輸送構件10之是散熱部42的另一端，係設置內部空間與容器19之空洞部13連通的管體31、31、…。因此，在熱輸送構件10之空洞部13流通的動作流體係被封入從空洞部13至管體31之內部的空間。管體31的形狀係無特別地限定，在散熱裝置1，長邊方向的形狀是直線狀，對長邊方向正交之方向的形狀係成為圓形。又，任一支管體31都形狀、尺寸係大致相同。
管體31係在對平面型之熱輸送構件10的平面方向大致正交的方向，且對平面型之熱輸送構件10的熱輸送方向大致正交的方向延伸。即，管體31係被立設於熱輸送構件10之散熱部42的平面部。在散熱裝置1，管體31係被立設於另一方之板狀體12的平面部。從上述，管體31係在熱輸送構件10之寬度方向未延伸。在散熱裝置1，係因為管體31之延伸方向(長邊方向)與熱輸送構件10之熱輸送方向不是平行，所以從熱輸送構件10所輸送之熱係藉管體31，向與熱輸送構件10之延伸方向(長邊方向)係相異的方向被輸送。因此，因為可防止在熱輸送構件10的熱輸送方向之散熱裝置1之尺寸的增大，所以可圖謀散熱裝置1之省空間化。又，因為管體31係在熱輸送構件10之寬度方向未延伸，所以可防止散熱裝置1之寬度方向之尺寸的增大。
在散熱裝置1，複數支管體31、31、…係從熱輸送構件10向大致相同之方向延伸。在散熱裝置1，被立設於散熱部42之管體31係在熱輸送構件10之長邊方向及寬度方向，以既定間隔被並列地配置。又，管體31係在平面視，被配置成從散熱部42之中央部至緣部。
管體31之空洞部13側端部(以下有時稱為「基部」)32係開口，與空洞部13係相反側的端部(以下有時稱為「頭端部」)33係封閉。又，容器19之空洞部13與管體31之內部空間係連通，管體31之內部空間係與空洞部13一樣，藉脫氣處理被降壓。因此，動作流體係在容器19之空洞部13與管體31之內部空間之間可流通。
在容器19的平面部，係形成用以將管體31安裝於容器19的貫穿孔(未圖示)。在散熱裝置1，係在另一方的板狀體12，形成用以將管體31安裝於容器19的貫穿孔。貫穿孔的形狀與尺寸係對應於管體31的形狀與尺寸，藉由管體31的基部32被嵌插入容器19的貫穿孔，將管體31與容器19連接。因此，管體31與容器19係由不同的構件所構成。作為固定被安裝於容器19之管體31的方法，係無特別地限定，例如可列舉熔接、焊接、軟焊等。
因為管體31與熱輸送構件10之容器19係由不同的構件所構成，所以可自如地選擇管體31之配置或形狀、尺寸等，關於散熱裝置1的形狀，設計之自由度提高。又，在散熱裝置1，係藉由將管體31嵌插入容器19的貫穿孔，因為可將管體31安裝於容器19，所以組裝是容易。
在管體31之內面，係設置產生毛細管力之別的吸液芯構造體(未圖示)，該別的吸液芯構造體係與容器19所收容之吸液芯構造體14相異。作為別的吸液芯構造體，係無特別地限定，例如可列舉銅粉等之金屬粉的燒結體、由金屬線所構成之金屬網、複數個細構(槽)、不織布、金屬纖維等。別的吸液芯構造體係沿著管體31之長邊方向延伸。
因應於需要，亦可在管體31所設置之別的吸液芯構造體係經由連接構件(未圖示)與在熱輸送構件10所設置之吸液芯構造體14連接。在管體31之內部釋出潛熱而從氣相往液相進行相變化的動作流體，係藉管體31的內面之別的吸液芯構造體的毛細管力，在別的吸液芯構造體內從管體31的頭端部33向基部32的方向回流。回流至管體31的基部32之液相的動作流體係從別的吸液芯構造體向連接構件的一端流通。從別的吸液芯構造體向連接構件的一端流通之液相的動作流體係可在連接構件從一端向另一端流通，再從連接構件的另一端向熱輸送構件10的吸液芯構造體14回流。
從上述，藉由在吸液芯構造體14與別的吸液芯構造體之間設置連接構件，在管體31之內部相變化成液相的動作流體可從管體31向熱輸送構件10之吸液芯構造體14更圓滑地回流。作為連接構件，例如可列舉具有毛細管力之吸液芯構件。具體而言，可列舉金屬網、金屬線之編織體、金屬纖維等。從上述，因為在管體31與熱輸送構件10之間之液相的動作流體之流通特性提高，所以散熱裝置1之冷卻性能更提高。
作為容器19及管體31的材料，例如可列舉銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、不銹鋼、鈦、鈦合金等。作為在容器19之空洞部13與管體31之內部空間所封入的動作流體，係因應於與容器19及管體31之材料的適合性，可適當地選擇，例如可列舉水、氟碳化合物類、氫氟醚(HFE)、環戊烷、乙二醇、這些之混合物等。
作為容器19的厚度，係可根據機械性強度、重量等適當地選擇，例如可列舉0.5~3mm。在隔熱部43之空洞部13的截面積係例如可列舉250~350mm2 。在散熱部42之空洞部13的截面積係例如可列舉350~1500mm2 。又，作為管體31之直徑，係可根據機械性強度、重量等適當地選擇，例如可列舉5~10mm。
如圖1、圖3所示，散熱片群20係以分別並列地配置複數片散熱片21、21、…的方式所形成。散熱片21是薄之平板狀的構件。散熱片21係安裝於管體31的位置並被固定，並與管體31以熱性連接。對應於管體31在平面視被配置成從散熱部42之中央部至緣部，複數支管體31、31、…被安裝成從散熱片21之主表面的中央部至緣部。又，因為在散熱部42之熱輸送構件10之寬度方向的尺寸比在隔熱部43之熱輸送構件10之寬度方向的尺寸更大，所以可使散熱片21之主表面之面積變成大型。
散熱片21係在對管體31之長邊方向大致平行方向以既定間隔並列地配置。因此，管體31係沿著散熱片21之配置方向延伸。此外，與管體31以熱性連接的散熱片21係都成為相同的形狀、尺寸。
散熱片21之主表面是主要發揮散熱片21之散熱功能的面。散熱片21之主表面係被配置成對管體31之延伸方向，即管體31之長邊方向大致正交的方向。冷卻風係從對熱輸送構件10之熱輸送方向大致平行的方向被供給。散熱片21之對管體31的熱性連接方法係無特別地限定，可使用任一種周知的方法，例如，列舉在散熱片21形成貫穿孔並將管體31嵌插入此貫穿孔的方法、或利用焊料之接合等。
散熱裝置1係例如藉送風風扇(未圖示)進行強迫氣冷。沿著散熱片21之主表面供給來自送風風扇之冷卻風，而冷卻散熱片21。
散熱片21之材質係無特別地限定，例如可列舉銅、銅合金、鋁、鋁合金等之金屬、石墨等之碳材料、使用碳材料之複合構件等。
其次，說明散熱裝置1之冷卻功能的結構。首先，將是被冷卻體之發熱體100與熱輸送構件10之容器19之外面的一端以熱性連接，而使一端作用為受熱部41。在散熱裝置1，係在容器19中一方之板狀體11的一端，安裝發熱體100。即，在與安裝管體31及散熱片群20的熱輸送構件10之平面部相對向的平面部，安裝發熱體100。容器19之一端從發熱體100受熱時，在容器19之一端，向空洞部13之液相的動作流體傳達熱，而在容器19之一端的空洞部13，液相的動作流體往氣相的動作流體進行相變化。氣相的動作流體係在蒸氣流路15從容器19之一端向是散熱部42之另一端流通。藉由氣相的動作流體從容器19之一端向另一端流通，熱輸送構件10從該一端向另一端輸送熱。
因為容器19之空洞部13與在容器19的平面部所連接之管體31的內部空間係連通，所以從容器19之一端向另一端流通之氣相的動作流體係從容器19之空洞部13向管體31之內部空間流入。向管體31之內部空間所流入之氣相的動作流體係一面沿著管體31之長邊方向流通一面在管體31之內部釋出潛熱，而往液相的動作流體進行相變化。在管體31之內部所釋出的潛熱，係向在管體31之位置所安裝的散熱片21(散熱片群20)傳達。向與管體31以熱性連接之散熱片21(散熱片群20)所傳達的熱係從散熱片21(散熱片群20)向散熱裝置1之外部環境釋出。在管體31之內部從氣相往液相進行相變化的動作流體係藉管體31之內面之別的吸液芯構造體的毛細管力，從管體31的中央部及頭端部33向管體31的基部32回流。向管體31的基部32所回流之液相的動作流體係從管體31的基部32向在熱輸送構件10所設置之吸液芯構造體14回流。向在熱輸送構件10所設置之吸液芯構造體14回流之液相的動作流體，係藉吸液芯構造體14之毛細管力，向容器19之一端回流。
在本發明之實施形態例的散熱裝置1，熱輸送構件10之空洞部13係與並列地配置複數支熱管之熱管群的空洞部相異，整體連通而成為一體。從上述，在散熱裝置1，係藉由空洞部13是一體之熱輸送構件10將發熱體100之熱從受熱部41輸送至與和散熱片群20以熱性連接之管體31的連接部，而在液相之動作流體的回流特性優異，又，來自發熱體100之發熱量增大，亦可使在受熱部41之入熱成為均勻，而可減少在受熱部41之熱阻。
又，在散熱裝置1，係藉由在散熱部42之空洞部13的截面積比在隔熱部43之空洞部13的截面積及在受熱部41之空洞部13的截面積更大，散熱片21之主表面成為大型，且在從各個散熱片21之主表面的中央部至緣部安裝複數支管體31、31、…。從上述，在散熱片21之主表面整體散熱效率提高。因此，在雖然在散熱裝置之高度方向有設置空間，卻在散熱裝置之寬度方向設置空間受到限制的情況，亦可提高散熱片群20之散熱性能。從上述，在散熱裝置1，係在雖然在散熱裝置之高度方向有設置空間，卻在散熱裝置之寬度方向設置空間受到限制的情況，亦散熱片群20之散熱性能提高，而對發熱體100可發揮優異的冷卻性能。又，因為熱輸送構件10之空洞部13係整體連通而成為一體，所以在發熱體100發生發熱不均，亦可均勻地冷卻發熱體100整體。
其次，一面使用圖面，一面說明本發明之第2實施形態例的散熱裝置。此外，第2實施形態例之散熱裝置係因為主要部與第1實施形態例之散熱裝置共同，所以對相同的構成元件係使用相同的符號來說明。此外，圖5係本發明之第2實施形態例的散熱裝置之吸液芯構造體的概要之平面視的說明圖。
在第1實施形態例之散熱裝置，吸液芯構造體係具有：幹部；及複數支枝部，係從幹部在對幹部之延伸方向大致正交的方向延伸；但是替代之，如圖5所示，在第2實施形態例的散熱裝置2，在散熱部42從吸液芯構造體14之幹部14－1所分支之複數支枝部14－2係在對吸液芯構造體14之幹部14－1之延伸方向大致平行的方向延伸。枝部14－2係沿著熱輸送構件10之平面方向以幹部14－1為中心在左右兩方向延伸。
在散熱裝置2，亦藉由吸液芯構造體14在散熱部42分支成複數支枝部14－2，在散熱部42從氣相往液相進行相變化的動作流體可向受熱部41更圓滑地回流。
其次，一面使用圖面，一面說明本發明之第3實施形態例的散熱裝置。此外，第3實施形態例之散熱裝置係因為主要部與第1、第2實施形態例之散熱裝置共同，所以對相同的構成元件係使用相同的符號來說明。此外，圖6係說明本發明之第3實施形態例的散熱裝置之概要的側視圖。
在第1實施形態例之散熱裝置，熱輸送構件之受熱部、隔熱部以及散熱部係沿著同一平面上延伸，但是替代之，如圖6所示，在第3實施形態例之散熱裝置3，係在熱輸送構件10，在對熱輸送構件10之熱輸送方向大致正交之方向，即在散熱裝置3的高度方向，設置段差部50。在散熱裝置3，係在隔熱部43與散熱部42之間設置段差部50。從上述，散熱裝置3之熱輸送構件10係對受熱部41與隔熱部43，散熱部42係未在同一平面上延伸。
藉由具有段差部50，在熱輸送構件10的受熱部41與散熱部42之間的區域設定障礙物等的禁止區域，亦可將散熱裝置3設置於所要之位置。
其次，一面使用圖面，一面說明本發明之第4實施形態例的散熱裝置。此外，第4實施形態例之散熱裝置係因為主要部與第1~第3實施形態例之散熱裝置共同，所以對相同的構成元件係使用相同的符號來說明。此外，圖7係說明本發明之第4實施形態例的散熱裝置之概要的立體圖。
如圖7所示，在第4實施形態例之散熱裝置4，係在平面視，在隔熱部43與受熱部41之間，具有熱輸送構件10之寬度方向的尺寸比隔熱部43及受熱部41更小的蜂腰部60。又，在散熱裝置4，係在受熱部41之熱輸送構件10之寬度方向的尺寸比在隔熱部43之熱輸送構件10之寬度方向的尺寸更小。
在散熱裝置4，係藉由在隔熱部43與受熱部41之間形成蜂腰部60，在隔熱部43與受熱部41之間的區域熱輸送構件10之寬度方向之設置空間受到限制的情況，亦可設置散熱片21之主表面成為大型，且從散熱片21之主表面的中央部至緣部安裝複數支管體31、31、…的散熱裝置4。又，在散熱裝置4，係藉由在受熱部41之熱輸送構件10之寬度方向的尺寸比在隔熱部43之熱輸送構件10之寬度方向的尺寸更小，在受熱部41之區域熱輸送構件10之寬度方向之設置空間受到限制的情況，亦可設置散熱片21之主表面成為大型，且從散熱片21之主表面的中央部至緣部安裝複數支管體31、31、…的散熱裝置4。
其次，一面使用圖面，一面說明本發明之第5實施形態例的散熱裝置。此外，第5實施形態例之散熱裝置係因為主要部與第1~第4實施形態例之散熱裝置共同，所以對相同的構成元件係使用相同的符號來說明。此外，圖8係說明本發明之第5實施形態例的散熱裝置之概要的側視圖。
在第1實施形態例之散熱裝置，管體係被立設於容器中另一方之板狀體的平面部，但是替代之，如圖8所示，在第5實施形態例之散熱裝置5，管體31係被立設於容器19中一方之板狀體11的平面部。在散熱裝置5，係因為在一方之板狀體11安裝發熱體100與管體31，所以管體31與散熱片群20係與發熱體100被設置於熱輸送構件10之相同的平面部。
在散熱裝置5，係在散熱裝置的高度方向中比發熱體100之設置位置更下方有設置空間的情況，對發熱體100可發揮優異之冷卻性能。
其次，一面使用圖面，一面說明本發明之第6實施形態例的散熱裝置。此外，第6實施形態例之散熱裝置係因為主要部與第1~第5實施形態例之散熱裝置共同，所以對相同的構成元件係使用相同的符號來說明。此外，圖9係說明本發明之第6實施形態例的散熱裝置之概要的立體圖。
在上述之第1~第5實施形態例之散熱裝置，在熱輸送構件係連接內部空間與容器之空洞部連通的管體，複數片散熱片與該管體以熱性連接，但是替代之，如圖9所示，在第6實施形態例之散熱裝置6，在熱輸送構件10係未連接內部空間與容器19之空洞部13連通的管體。在散熱裝置6，亦藉由發熱體100與容器19之一端以熱性連接，容器19之一端作用為受熱部41。另一方面，在散熱裝置6，係在與受熱部41相對向之容器19的另一端，安裝複數片散熱片21、21、…，而形成散熱片群20。安裝散熱片群20而被以熱性連接之容器19的另一端作用為熱輸送構件10的散熱部42。
散熱片群20係以並列地配置複數片散熱片21、21、…的方式所形成。散熱片21係被安裝成立設於容器19。又，散熱片21之主表面係被配置成對熱輸送構件10之熱輸送方向朝向大致平行方向。散熱片21之對熱輸送構件10的熱性連接方法係無特別地限定，可使用任一種周知的方法，例如，列舉在散熱片21之端部設置對散熱片21之主表面在鉛垂方向延伸的固定用片部(未圖示)，將該固定用片部與熱輸送構件10之平面部連接，而將散熱片21立設於熱輸送構件10的方法。
在散熱裝置6，係藉由氣相的動作流體從容器19之一端向另一端流通，熱輸送構件10從該一端向另一端輸送熱。向容器19之另一端流通之氣相的動作流體釋出潛熱而往液相的動作流體進行相變化，所釋出之潛熱係向散熱片群20傳達，該散熱片群20係藉由被立設於熱輸送構件10的容器19而以熱性連接。向散熱片群20所傳達的熱係從散熱片群20向散熱裝置6的散熱裝置的外部環境釋出。
在散熱裝置6，亦藉由在散熱部42之空洞部13的截面積比在隔熱部43之空洞部13的截面積及在受熱部41之空洞部13的截面積更大，可散熱片21之主表面成為大型，且可將多片散熱片21安裝於熱輸送構件10。因此，在雖然在散熱裝置之高度方向有設置空間，卻在散熱裝置之寬度方向設置空間受到限制的情況，亦可提高散熱片群20之散熱性能。
其次，一面使用圖面，一面說明本發明之第7實施形態例的散熱裝置。此外，第7實施形態例之散熱裝置係因為主要部與第1~第6實施形態例之散熱裝置共同，所以對相同的構成元件係使用相同的符號來說明。此外，圖10係說明本發明之第7實施形態例的散熱裝置之概要的立體圖。
在上述之第1~第5實施形態例之散熱裝置，管體係在對平面型之熱輸送構件的平面方向大致正交的方向，即，管體係從熱輸送構件之散熱部的平面部所立設，但是替代之，如圖10所示，在第7實施形態例之散熱裝置7，係不僅具有從熱輸送構件10之散熱部42的平面部所立設的管體31，而且具有從熱輸送構件10之散熱部42的側面部亦被立設的管體31A。管體31A係具有在對平面型之熱輸送構件10的平面方向大致平行之方向延伸的部位、與在對平面型之熱輸送構件10的平面方向大致正交之方向延伸的部位。管體31A的形狀係在長邊方向具有彎曲部的形狀，而成為大致L字形。管體31A之在對平面型之熱輸送構件10的平面方向大致平行之方向延伸的部位與熱輸送構件10之散熱部42的側面部連接。又，管體31A之在對平面型之熱輸送構件10的平面方向大致正交之方向延伸的部位與管體31大致平行地延伸。
在散熱裝置7，管體31A係位於比熱輸送構件10的散熱部42更靠近外周部。因此，管體31A之在對平面型之熱輸送構件10的平面方向大致正交之方向延伸的部位係位於比熱輸送構件10的散熱部42更靠近外周部。
各片散熱片21係被安裝於管體31及管體31A之位置並被固定，並與管體31及管體31A以熱性連接。各片散熱片21係被安裝於管體31A之在對平面型之熱輸送構件10的平面方向大致正交之方向延伸的部位。在散熱裝置7，係在從各片散熱片21之主表面的中央部至緣部安裝複數支管體31、31、…，並在各片散熱片21之主表面的緣部安裝複數支管體31A、31A、…。因此，在散熱裝置7之散熱片21，係可使散熱片21之主表面成為更大型，又，在散熱片21之主表面整體散熱效率提高。
從上述，在散熱裝置7，係在雖然在散熱裝置之高度方向有設置空間，卻在散熱裝置之寬度方向設置空間受到限制的情況，亦可提高散熱片群20之散熱性能。因此，在散熱裝置7，係在雖然在散熱裝置之高度方向有設置空間，卻在散熱裝置之寬度方向設置空間受到限制的情況，亦散熱片群20之散熱性能提高，而對發熱體100可發揮優異的冷卻性能。
其次，在以下說明本發明之散熱裝置之其他的實施形態例。在上述之各實施形態例的散熱裝置，在隔熱部之空洞部的截面積係與在受熱部之空洞部的截面積大致相同，但是替代之，亦可是在受熱部之空洞部的截面積比在隔熱部之空洞部的截面積更大的形態。藉由採用該形態，尤其，在雖然在散熱裝置之高度方向有設置空間，卻在散熱裝置之寬度方向設置空間受到限制的情況，亦在液相的動作流體從管體及熱輸送構件之散熱部向受熱部回流時，可防止因氣相之動作流體之壓力而阻礙對受熱部的回流。 [產業上之可利用性]
本發明之散熱裝置係在雖然在散熱裝置之高度方向有設置空間，卻在散熱裝置之寬度方向設置空間受到限制的環境，亦提高散熱片之散熱效率，而可發揮優異的冷卻性能。從上述，例如在冷卻在狹窄空間所設置之高發熱量之例如中央運算處理裝置等之電子元件的領域利用價值高。
1,2,3,4,5,6,7:散熱裝置 10:熱輸送構件 20:散熱片群 21:散熱片 31:管體 41:受熱部 42:散熱部 43:隔熱部
[圖1]係說明本發明之第1實施形態例的散熱裝置之概要的立體圖。 [圖2]係說明本發明之第1實施形態例的散熱裝置之概要的平面圖。 [圖3]係說明本發明之第1實施形態例的散熱裝置之概要的側視圖。 [圖4]係本發明之第1實施形態例的散熱裝置之吸液芯構造體的概要之平面視的說明圖。 [圖5]係本發明之第2實施形態例的散熱裝置之吸液芯構造體的概要之平面視的說明圖。 [圖6]係說明本發明之第3實施形態例的散熱裝置之概要的側視圖。 [圖7]係說明本發明之第4實施形態例的散熱裝置之概要的立體圖。 [圖8]係說明本發明之第5實施形態例的散熱裝置之概要的側視圖。 [圖9]係說明本發明之第6實施形態例的散熱裝置之概要的立體圖。 [圖10]係說明本發明之第7實施形態例的散熱裝置之概要的立體圖。
1:散熱裝置
10:熱輸送構件
11:一方之板狀體
12:另一方的板狀體
13:空洞部
14:吸液芯構造體
15:蒸氣流路
19:容器
20:散熱片群
21:散熱片
31:管體
33:頭端部
41:受熱部
42:散熱部
43:隔熱部
100:發熱體

Claims (10)

  1. 一種散熱裝置，包括： 熱輸送構件，係具有與發熱體以熱性連接的受熱部； 管體，係在該熱輸送構件之散熱部被連接；以及 散熱片群，係配置與該管體以熱性連接的複數片散熱片； 該熱輸送構件具有是一體之內部空間，該內部空間係從前述受熱部至與前述管體的連接部連通，且被封入動作流體，前述熱輸送構件之內部空間與前述管體之內部空間連通； 前述散熱部之對前述熱輸送構件的熱輸送方向正交之方向之內部空間的截面積比前述受熱部與前述散熱部之間的隔熱部之前述截面積更大； 在前述熱輸送構件設置吸液芯構造體，在前述管體設置其他的吸液芯構造體，前述吸液芯構造體與前述其他的吸液芯構造體係經由連接構件連接； 在前述熱輸送構件設置之前述吸液芯構造體，係具有從前述熱輸送構件之前述受熱部延伸至前述散熱部的幹部、以及在前述散熱部從前述幹部分支複數支的枝部。
  2. 如請求項1之散熱裝置，其中前述受熱部之前述截面積是與前述隔熱部之前述截面積相同。
  3. 如請求項1之散熱裝置，其中前述受熱部之前述截面積比前述隔熱部之前述截面積更大。
  4. 如請求項1至3項中任一項之散熱裝置，其中前述管體沿著前述散熱片的配置方向延伸。
  5. 如請求項1至3項中任一項之散熱裝置，其中前述管體之延伸方向不是與前述熱輸送構件之熱輸送方向平行。
  6. 如請求項1至5項中任一項之散熱裝置，其中前述熱輸送構件之至少一面是平面形狀。
  7. 如請求項1至6項中任一項之散熱裝置，其中前述熱輸送構件具有對熱輸送方向正交之方向的段差部。
  8. 如請求項1至7項中任一項之散熱裝置，其中前述連接構件係為具有毛細管力之吸液芯構件。
  9. 如請求項8項之散熱裝置，其中設置於前述熱輸送構件的前述吸液芯構造體的種類，與設置於前述管體的前述其他的吸液芯構造體的種類，以及前述吸液芯構件的種類係相異。
  10. 如請求項1至9項中任一項之散熱裝置，其中設置於前述管體之前述其他的吸液芯構造體，係為被形成於前述管體之內面的複數條細溝。
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