WO2007026833A1 - ヒートパイプ及びその製造方法 - Google Patents

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WO2007026833A1
WO2007026833A1 PCT/JP2006/317249 JP2006317249W WO2007026833A1 WO 2007026833 A1 WO2007026833 A1 WO 2007026833A1 JP 2006317249 W JP2006317249 W JP 2006317249W WO 2007026833 A1 WO2007026833 A1 WO 2007026833A1
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heat pipe
intermediate plate
lower member
upper member
refrigerant
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PCT/JP2006/317249
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kenji Ohsawa
Katsuya Tsuruta
Original Assignee
Fuchigami Micro Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a heat pipe and a method for producing the same, and is particularly suitable for application to a heat pipe that is thin and flat.
  • the formation of the container has been performed by joining and forming the members constituting the container at the periphery of the container.
  • the refrigerant is sealed in the container space.
  • a hole is provided in the side surface, upper surface, or lower surface of the heat pipe, and the refrigerant is injected into the inside through the hole, and then the hole is closed by caulking or the like. Then, it is done in the way.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-039693
  • Patent Document 2 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-077120
  • the present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide a small and thin heat pipe that can further improve the heat conductivity by improving the liquid feedback characteristics. Let's say.
  • Another object of the present invention is to provide a small and thin heat pipe that can further improve heat conductivity by improving the heat dissipation effect.
  • the heat pipe can be made more inexpensive by increasing the productivity of the heat pipe, and heat that can prevent wrinkles that impair the flatness of the outer surface of the heat pipe by the sealing member.
  • the purpose is to provide a pipe.
  • the heat pipe of the present invention communicates with the concave portions of the upper member and the lower member between a flat plate-shaped upper member having a concave portion on the lower surface and a flat plate-shaped lower member having a concave portion on the upper surface.
  • the vapor diffusion channel and the recess are provided in a sealed space between the upper member and the lower member with one or more flat intermediate plates forming a plurality of planar vapor diffusion channels interposed therebetween.
  • a heat pipe in which a refrigerant is sealed in the sealed space, wherein the intermediate plate communicates with the recesses of the upper member and the lower member in a portion other than the portion where the vapor diffusion flow path is formed.
  • Capillary channels in the vertical direction or both vertical and planar directions are formed.
  • a plurality of protrusions to which the apparatus to be cooled is attached are integrally formed on at least one outer surface of the upper member and the lower member.
  • the planar shape of the upper member and the lower member is a rectangular shape
  • the central portion is a device to be cooled
  • planar shape of the upper member and the lower member is a rectangular shape
  • the central portion is a device to be cooled
  • each of the vapor diffusion flow paths is a device to be cooled in the central portion. It is preferred that it is formed radially from the arrangement part.
  • bonding protrusions are formed on the lower member, the intermediate plate, the peripheral portion of the upper member, and the peripheral portion of the cooled device arrangement portion or in the vicinity thereof, and the lower member, the intermediate plate, and the It is preferable that the upper member is directly bonded through the bonding protrusion by heat press.
  • a heat pipe manufacturing method is provided between a flat plate-shaped lower member having a recess on an upper surface, a flat plate-shaped upper member having a recess on a lower surface, and the upper member and the lower member.
  • One or a plurality of flat plate-like intermediate plates that form a plurality of planar vapor diffusion channels communicating with the recesses of the upper member and the lower member are stacked, and the lower member, the intermediate plate, and the upper member are mutually connected.
  • the lower member is heat-pressed to a peripheral portion to be directly bonded, or a bonding protrusion formed in or near the peripheral portion and the peripheral portion of the cooled device arrangement portion, and at the position where the bonding protrusion is formed.
  • the intermediate plate and the upper member are integrated by directly joining.
  • a plurality of vapor expansions communicating with the concave portions of the upper member and the lower member are provided between a flat upper member having a concave portion on the lower surface and a flat lower member having a concave portion on the upper surface.
  • One or a plurality of flat intermediate plates that form a diffusion channel are interposed, and the vapor diffusion channel and the recess are stacked in the sealing space of the upper member and the lower member,
  • One or a plurality of the sealing space and the outside communicate with one of the upper member and the lower member
  • the refrigerant injection hole is formed, the refrigerant is sealed in the sealing space, and the refrigerant injection hole is closed with a sealing plug made of a plastic metal.
  • each of the refrigerant injection holes the state in which the outside and the internal space are communicated is maintained until the refrigerant injection holes are completely closed by the sealing plugs. It is preferable to form one or a plurality of gas venting grooves which are closed by the sealing plug when it is completely closed.
  • each of the refrigerant injection holes has a larger diameter at the upper part than the lower part, and the surface of the sealing plug that closes each of the refrigerant injection holes has an external force of the member in which the refrigerant injection hole is formed. It ’s better not to stick out!
  • the inside of the sealed space is preferably under reduced pressure.
  • the heat pipe manufacturing method includes a flat plate-shaped lower member having a concave portion on the upper surface, a flat plate-shaped upper member having a concave portion on the lower surface, and a planar direction communicating with the concave portions of the upper member and the lower member.
  • One or a plurality of flat plate-like intermediate plates that form a plurality of vapor diffusion flow paths are laminated, and the lower member, the intermediate plate, and the upper member are to be directly joined to each other, or the peripheral portion and the object to be cooled
  • the lower member, the intermediate plate and the upper member are directly bonded at the position where the bonding protrusion is formed.
  • Process and injection of the refrigerant A step of disposing a plastic metal body serving as a sealing plug on each of the holes, and press-contacting the plastic metal body by pressurization to close each of the refrigerant injection holes.
  • the one or a plurality of intermediate plates form a planar vapor diffusion flow path communicating with the concave portions of the upper member and the lower member, and the concave portions of the upper member and the lower member.
  • Capillary flow paths in the vertical direction or both vertical and planar directions that are in communication with the flow path are formed, making it easier for the refrigerant to circulate due to vapor diffusion through the vapor diffusion flow path and refrigerant return through the capillary flow path, improving liquid circulation characteristics
  • the thermal conductivity can be improved further than before.
  • a small and thin heat pipe can be provided.
  • the cross-sectional area of each capillary channel in the planar direction is determined by passing through the intermediate plates.
  • the cross-sectional area in the plane direction of the through hole can be made narrower, and the liquid circulation action by the vapor diffusion action and the capillary phenomenon can be balanced, so that the heat conduction effect can be maximized.
  • a plurality of protrusions for mounting the apparatus to be cooled are integrally formed on the outer surface of at least one of the upper member and the lower member, and the object to be cooled is brought into direct contact with the protrusions, thereby
  • the cooling effect of the cooling device can be further increased. Therefore, by taking heat from the apparatus to be cooled directly into the heat pipe, it is possible to provide a small and thin heat pipe that can further improve the thermal conductivity as compared with the prior art. Therefore, it is possible to provide an optimum heat pipe with a high heat dissipation effect that can be reliably cooled, for example, even with a high-speed CPU (Central Processing Unit) of 5 GHz level that generates a large amount of heat.
  • CPU Central Processing Unit
  • a plurality of fine protrusions are provided in a portion where the apparatus to be cooled is to be disposed, and the apparatus to be cooled is provided via an adhesive provided in a gap between the plurality of protrusions.
  • the upper member and the lower member have a rectangular planar shape, a cooling device is provided at the center, and each vapor diffusion channel is formed in an oblique direction with respect to the side, or the center Part If each vapor diffusion channel is formed radially, it is possible to effectively release heat from the central portion to the corner portion, and the entire area including the corner portion of the heat pipe can contribute to heat dissipation. And the heat conduction effect can be further enhanced.
  • the peripheral portion of the lower member, the intermediate plate, and the upper member is provided.
  • the lower member, the intermediate plate, and the upper member should be directly joined to each other, or in the vicinity of the peripheral portion and the peripheral portion of the cooled device arrangement portion. Since the formed projections are heat-pressed, heat and pressure are concentrated at the position where the bonding projections are formed, so that direct bonding can be performed at the positions where these projections are formed. Welding agents, adhesives, etc. This makes it possible to perform joints that are indispensable for the integration of heat pipes without the need for heat.
  • a plastic metal is placed on the refrigerant injection hole of each heat pipe, and the plastic metal is simultaneously applied to the plurality of heat pipes.
  • the plastic metal is simultaneously applied to the plurality of heat pipes.
  • each of the refrigerant injection holes is made larger in diameter than the lower portion, the remaining portion of the plastic metal in which the lower portion of the small diameter is completely filled is accommodated in the upper portion of the large diameter, and the heat The outer surface force of the pipe can be prevented from protruding.
  • the boiling point of the refrigerant is lowered, so that the refrigerant that removes heat from the apparatus to be cooled is at a temperature slightly higher than room temperature, and the vapor diffusion flow path.
  • the refrigerant can be circulated by the vapor diffusion and the refrigerant return by the capillary channel, and by improving the heat dissipation effect, it is possible to provide a small and thin heat pipe that can further improve the heat conductivity compared to the conventional one.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of an upper outer surface and a lower outer surface of a heat pipe according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an external configuration of an upper member, an upper intermediate plate, a lower intermediate plate, and a lower member in the section AA ′.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a partial front cross-sectional configuration and a BB ′ cross-sectional configuration when the upper member, the upper intermediate plate, the lower intermediate plate, and the lower member are in the AA ′ cross section. It is.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an external configuration of a lower outer surface of a lower member in a cross-section taken along the line “ ⁇ - ⁇ ”.
  • [051 (A) is a schematic view showing the configuration of the lower inner surface of the upper member, the upper surface configuration of the upper intermediate plate and the lower intermediate plate, and the configuration of the upper inner surface of the lower member. It is the schematic which shows a mode when a side intermediate
  • FIG. 6 is a schematic view showing the arrangement of the through holes in the upper intermediate plate and the through holes in the lower intermediate plate.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a detailed configuration when an upper intermediate plate, a lower intermediate plate and a lower member are laminated.
  • An example of a heat pipe manufacturing method according to Example 1 is shown in the order of steps along (A) to (E).
  • (A), (B), (D), and (E) are cross-sectional views.
  • (C) shows the opening with a view of the upper force.
  • FIG. 9 is a plan sectional view showing the configuration of the refrigerant injection hole and the air discharge hole in the upper member.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view simply showing the principle of refrigerant circulation in the sealed space of a heat pipe.
  • FIG. 11 is a detailed cross-sectional side view showing the state of refrigerant circulation through the vapor diffusion channel and the capillary channel.
  • FIG. 12 An external view showing a state of a vapor diffusion channel in the heat pipe according to Example 2.
  • FIG. 13 is a schematic view showing a simulation result regarding heat diffusibility performed on a heat pipe and a simple copper plate.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing side cross-sectional configurations of an upper member, an upper intermediate plate, a lower intermediate plate, and a lower member of a heat pipe according to Example 3.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing an external configuration of a lower intermediate plate, a side cross-sectional configuration, and an external configuration of an intermediate plate central protrusion formed in a capillary center formation region.
  • FIG. 18 is a perspective view showing the external configuration of the upper and lower outer surfaces of the heat pipe according to Example 4.
  • FIG. 19 shows an example (1) of a heat pipe manufacturing method according to Example 4, in which (A) to (C) are cross-sectional views showing the manufacturing method in the order of steps.
  • FIG. 20 is a schematic view showing the overall configuration of the upper inner surface of the lower member.
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing the overall configuration of the lower inner surface of the upper member.
  • FIG. 22 shows an example (2) of a heat pipe manufacturing method according to Example 4, in which (A) to (C) are cross-sectional views showing the manufacturing method in the order of steps.
  • FIG. 23 shows a front configuration and a side sectional configuration of a refrigerant injection hole formed in the upper member.
  • A) is a plan view
  • (B) is a cross-sectional view.
  • FIG. 24 shows a front configuration, a side cross-sectional configuration and a sealing state (1) of a refrigerant injection hole or an air discharge hole according to another embodiment, (A) is a plan view, (B) and (C) are sectional views.
  • FIG. 25 shows a front configuration, a side cross-sectional configuration and a sealing state (2) of a refrigerant injection hole or an air discharge hole according to another embodiment, (A) is a plan view, (B) and (C) are sectional views.
  • the heat pipe of the present invention is configured such that a vapor diffusion channel and a vertical (or both vertical and planar) capillary channel are formed between an upper member having a recess and a lower member having a recess.
  • a vapor diffusion channel and a vertical (or both vertical and planar) capillary channel are formed between an upper member having a recess and a lower member having a recess.
  • One or a plurality of intermediate plates are interposed, and copper having high thermal conductivity is optimal as the material of the upper member, the lower member, and the intermediate plate.
  • Such a heat pipe to-be-cooled device for example, an IC (semiconductor integrated device), an LSI (large scale integrated circuit device), or a CPU or the like to be cooled has a misalignment between the upper member and the lower member. On the other hand, for example, it is provided in the center of the outer (lower) surface of the lower member.
  • a protrusion is integrally arranged on the cooled device placement section. It is good to install.
  • the protrusion is brought into direct contact with the apparatus to be cooled, so that the apparatus to be cooled is mounted and fixed at the desired position of the apparatus to be cooled. It is possible to quickly transfer the heat of the cooled device to the heat pipe without going through the adhesive.
  • the direction of the vapor diffusion flow path may be parallel to the long side or the short side of the heat pipe. It is better to make it diagonal. The reason is that if the long side or the short side is parallel, the center force of the heat pipe cannot be effectively dissipated to the outside. This is because effective heat dissipation can be achieved.
  • the heat pipe center force in which the device to be cooled is arranged also includes all four corners.
  • heat can be efficiently dissipated uniformly. Therefore, the heat conduction effect can be increased and it can be said that it is optimal as a heat pipe.
  • a flow path (hereinafter referred to as a vapor diffusion flow path) is formed.
  • the vapor diffusion channel hole itself becomes the vapor diffusion channel.
  • the shape of the vapor diffusion flow path may be a band shape, a trapezoidal shape, or a variety of other shapes, in which the width dimension gradually becomes wider or narrower toward the periphery of the central force. .
  • the overlapped vapor diffusion channel holes may be completely overlapped, or the vapor diffusion channel holes may be shifted in the width direction.
  • the intermediate plate is overlaid so that the vapor diffusion channel holes are not displaced in the width direction.
  • the plurality of intermediate plates are overlapped to form overlapping through holes, communicate with the recesses of the upper member and the lower member, and the refrigerant flows in the vertical direction.
  • a flow path (hereinafter referred to as a capillary flow path) that flows in both the vertical and plane directions is formed.
  • the through holes of each intermediate plate may be formed in different patterns, and the through holes of each intermediate plate may be formed in the same pattern. When there is only one intermediate plate, the through hole itself becomes a capillary channel.
  • each through hole of each intermediate plate are completely the same, and the corresponding ones of the through holes of each intermediate plate have the same position, the same shape, and the same capillary flow path.
  • the intermediate plate is provided between the upper member and the lower member so as to be configured.
  • the shape of the through hole and the capillary channel may be, for example, a rectangle (for example, a square or a rectangle), and corners R may be attached.
  • a force that is basically rectangular may be such that the surface of some or all of the sides (inner peripheral surface of the capillary channel) has a large surface area such as a wave shape or a bowl shape. This is because the cooling effect increases if the surface area of the inner peripheral surface of the capillary channel is large.
  • the shape of the capillary channel may be a hexagon, a circle, or an ellipse.
  • the size, shape, and arrangement pitch of the through holes of the two intermediate plates are the same, and the arrangement position is the arrangement pitch. If the position is shifted in a predetermined direction (for example, the lateral direction (XI direction in FIG. 1 (A) described later)), the substantial cross-sectional area of the capillary channel is changed to the cross-sectional area of the through hole of each intermediate plate. It can be reduced to about one-half of.
  • the typical cross-sectional area can be reduced to about one-fourth of the cross-sectional area of the through hole of each intermediate plate.
  • a capillary channel is formed in which the refrigerant flows not only in the vertical direction but also in both the vertical and planar directions.
  • the concave portions of the upper member and the lower member are partitioned by protruding columns and formed in a lattice shape in the following embodiments, but may be formed in other shape patterns such as a mesh.
  • the protruding column is formed in the shape of a column with a square, circular, elliptical, polygonal, or star shape in cross section.
  • the plate thickness of the upper member and the lower member is in the range of 500 to 2000 / ⁇ ⁇ , and the depth of the recess (that is, the height of the projection column) is in the range of 100 to 1000 / ⁇ ⁇ . Further, the thickness of the intermediate plate is in the range of 50 to 500 / ⁇ ⁇ .
  • direct bonding means pressurization in a state where the first and second surface portions to be bonded are in close contact with each other.
  • the atomic force is firmly bonded by the atomic force acting between the first and second surface portions, thereby allowing the first and second to be bonded without using an adhesive or the like.
  • the surface portion can be integrated.
  • the joining projection is formed in a frame shape around the upper member and the intermediate plate, for example.
  • the pressing pressure is in the range of 40 ⁇ 150k gZcm 2
  • the temperature is preferably in the range of 250 to 400 ° C.
  • the coolant injection amount is preferably equivalent to the total volume of the through holes.
  • bonding protrusions are formed in the periphery of the lower member, the intermediate plate, and the upper member, and in the periphery of the portion to be cooled or in the vicinity thereof, and the lower member, the intermediate plate, and the upper member are formed.
  • the member is directly joined through a joining projection by heat press. As a result, it is directly joined at the peripheral part of the cooled device arrangement part or in the vicinity thereof, so that the heat pipe is prevented from being deformed and damaged by the thermal expansion of the refrigerant, and the heat pipe has heat resistance and reliability. Can be increased. In addition, since it is difficult to deform and break, the life of the heat pipe can be extended.
  • the temperature of the refrigerant rises due to the heat generated from the device to be cooled, and a phenomenon in which the substantially central portion expands outward due to the thermal expansion of the refrigerant (hereinafter referred to as “pop”).
  • the occurrence of the Pukone phenomenon) can be prevented.
  • at least one or more bonding projections may be formed in the vicinity of the cooled device arrangement portion or in the vicinity thereof.
  • the shape of the projections may be a rectangular column (including a square column or a rectangular column), a cylinder, and an elliptical column. But you can.
  • the sealing can also be performed by the following mass-productive method.
  • vacuum degassing for example, atmospheric pressure 0.5 KPa
  • depressurization is performed, for example, for about 10 minutes through a vent groove at a low temperature (0 ° C to room temperature (for example, about 25 ° C)), and thereafter While still in the low temperature state, the sealing member is pressed (10-80 kgZcm 2 ) from above by pressing for several minutes and deformed under high pressure. In this way, the refrigerant injection hole is temporarily sealed by the low-temperature vacuum pressurization treatment. At this time, the coolant injection hole is closed with the plastic metal.
  • the vacuum degree is set to 0.5 KPa, for example, at a high temperature (normal temperature (for example, about 25 ° C) to 180 ° C) for about 10 minutes, and the plastic metal is further pressed.
  • the upper force of the plastic metal is also pressed (30 to 150 kgZcm 2 ).
  • the plastic metal is plastically flowed and deformed at high temperature and pressure, and the refrigerant injection hole is more tightly closed with the plastic metal.
  • the plastic metal is placed on the refrigerant injection hole of each heat pipe, and the plastic metal is pressurized and heated at once to the plurality of heat pipes.
  • all the plastic metals can be plastically flowed and encapsulated in the refrigerant all at once.
  • heat pipes can be sealed easily as much as possible on a flat surface. Can increase the sex. It is also possible to reduce the cost of heat pipes by increasing mass productivity.
  • the refrigerant injection holes are arranged so that one (for example, the refrigerant injection hole) is at one corner of the rectangular heat pipe and the other (for example, the air discharge hole) is at the opposite corner. If it is positioned, it is easy to smoothly supply the refrigerant to the entire inside of the heat pipe.
  • the sealed space after sealing can be reduced under a pressure lower than the atmospheric pressure, the boiling point of the refrigerant is lowered, so that the refrigerant that takes away the heat of the power to be cooled is vaporized at a temperature slightly higher than room temperature. Can be diffused into the vapor diffusion channel and heat uniformity can be achieved throughout the heat pipe.
  • the pressure in the sealed space is preferably in the range of 0.3 to 0.8 KPa.
  • the coolant injection hole may have a shape in which the upper part has a larger diameter than the lower part. Then, small diameter The remaining portion of the plastic metal in the state where the lower portion is completely filled can be accommodated in the upper portion of the large diameter, and the external force of the heat pipe can be prevented from protruding.
  • the upper member, the intermediate plate and the lower member constituting the main body of the heat pipe are preferably made of copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, iron, iron alloy, stainless steel or the like having good thermal conductivity.
  • the coolant is preferably water (pure water, distilled water, etc.), ethanol, methanol, acetone, etc.
  • This heat pipe 1 includes an upper member 2 and a lower member 3 made of a high thermal conductivity material such as copper having a high thermal conductivity, and a device to be cooled is provided at the center of the lower outer surface 3a of the lower member 3.
  • a device to be cooled is provided at the center of the lower outer surface 3a of the lower member 3.
  • an IC semiconductor integrated device
  • an LSI large scale integrated circuit device
  • a cooled device 13 such as a CPU
  • the upper member 2 and the lower member 3 are flat and have a flat surface with, for example, a rectangular shape (square shape), and the upper outer surface 2a has no unevenness, so that the degree of freedom of mounting in a portable device or a small device is increased. It is configured to improve. Further, the upper member 2 and the lower member 3 are respectively provided with positioning holes 5 at four corners, and based on these positioning holes 5, the upper member 2 and the lower member 3 are positioned. Overlapped and directly joined.
  • FIG. 2 shows an external configuration of the upper member 2, the upper intermediate plate 7, the lower intermediate plate 8, and the lower member 3 of the AA ′ cross section of FIG.
  • an upper intermediate plate 7 and a lower intermediate plate 8 are positioned based on the positioning holes 5 and sequentially stacked.
  • Fig. 3 (A) shows a partial front cross-sectional configuration when the upper member, upper intermediate plate, lower intermediate plate and lower member are integrated
  • Fig. 3 (B) shows Fig. 3 (A).
  • FIG. 3 shows a B-B ′ cross section, and as shown in FIGS. 3A and 3B, the lower intermediate plate 8 and the upper intermediate plate 7 form a vapor diffusion channel 10 and a capillary channel 11. Has been.
  • a coolant (not shown) made of water enters the sealed space 12 of the heat pipe 1 under reduced pressure. A fixed amount is enclosed, and this refrigerant can be circulated through the vapor diffusion channel 10 and the capillary channel 11 by the heat from the cooled device 13.
  • the refrigerant is warmed and evaporated by the heat from the cooled device 13, and the plane direction parallel to the direction between the diagonal corners (the upper member 2 having a flat plate shape) And the vapor passes through a plurality of vapor diffusion channels 10 extending in the direction XI in FIG. 1 parallel to the plane portion of the lower member 3 and the direction Y1 parallel to the plane portion and perpendicular to the XI direction.
  • the refrigerant that diffused and condensed in the peripheral side and radiated and condensed on the peripheral side is formed on the capillary channel 11 in the vertical direction (direction perpendicular to the XI direction and the Y1 direction) by the capillary phenomenon, and on the lower material 3
  • the lattice-shaped recesses (hereinafter referred to as lower member-side lattice-shaped recesses) 17 having a predetermined depth formed on the inner surface 3b, the refrigerant returns to the central portion side again. It can be repeated continuously.
  • the heat of the cooled device 13 is deprived by the latent heat when the refrigerant evaporates, and heat is dissipated by the entire upper member 2, the lower member 3 other than the cooled device placement portion 4, and the vapor diffusion flow path 10.
  • the apparatus to be cooled 13 can be efficiently cooled.
  • the cooled device arrangement portion 4 (Fig. 1 (B)) provided in the central portion of the lower outer surface 3a of the lower member 3 is adapted to the shape of the cooled device 13 (in this case, substantially square).
  • FIG. 4 which shows the configuration of the lower member 3 in the AA ′ cross-section portion of FIG. 1 (B), a plurality of projections 14 having a small area are formed in accordance with the outer shape of the apparatus 13 to be cooled.
  • the protrusions 14 are formed in a prismatic shape, and the tip surface of the quadrilateral has a 50 to 300 / zm square, and is equidistant (this If the pitch is 500-1000 ⁇ m, it is regularly arranged.
  • an adhesive resin 14a such as an epoxy-based resin or a silicon-based adhesive resin is provided in the space, not the projection 14, and the adhesive resin 14a
  • the cooled device 13 is adhered to the surface.
  • the cooled device 13 can be provided in direct contact with the tip surfaces of the plurality of protrusions 14 without interposing an adhesive or the like.
  • FIG. 5 (A) shows the top surface configuration of the upper member, the upper intermediate plate, the lower intermediate plate, and the lower member of the AA ′ cross-section portion of FIG. 1, and FIG. Intermediate plate, lower intermediate plate and lower member Some of them show the state when they are stacked.
  • the lower member 3 has a lower member-side lattice-shaped recess 17 except for the periphery of the positioning holes 5 formed in the corners and the peripheral portion 16 serving as the outer shell.
  • protruding pillars 18 each having a flat tip portion are provided.
  • the thickness of the lower member 3 is about 800 m, for example, and the lower member-side lattice-shaped recess 17 has a depth of about 200 ⁇ m on the upper inner surface 3b of the lower member 3. Is formed.
  • the upper member 2 has a lattice shape having a predetermined depth on the entire lower inner surface 2b except for the periphery of the positioning holes 5 formed in the corners and the peripheral portion 20 serving as the outer shell.
  • (Hereinafter referred to as upper member side lattice-like recesses) 21 are formed, and in each region separated by the upper member side lattice-like recesses 21, projection pillars 22 having a flat tip portion are respectively provided. It is provided.
  • the upper member 2 has the same shape and the same dimensions as the lower member 3, and the thickness is selected to be, for example, about 800 m.
  • An upper member-side lattice-shaped recess 21 having a depth of, for example, about 200 m is formed on the lower surface, and a rectangular columnar protruding column 22 having a flat tip end is regularly formed on the lower inner surface 2b.
  • the upper intermediate plate 7 and the lower intermediate plate 8 have a flat plate shape with a thickness of, for example, about 100 ⁇ m, and have a high heat conductive material force such as copper, and the outer shapes are the upper member 2 and the lower member 3.
  • the peripheral portions 23 and 24 are configured to coincide with the peripheral portions 16 and 20 of the upper member 2 and the lower member 3.
  • the upper intermediate plate 7 includes a first vapor diffusion channel hole 25a that forms a vapor diffusion channel 10 together with the lower intermediate plate 8, and a second vapor diffusion.
  • the channel hole 25b and the third vapor diffusion channel hole 25c are formed so as to penetrate the thickness, and the first vapor diffusion channel hole 25a and the second vapor diffusion flow are formed.
  • Capillary formation regions 26 are provided alternately with the passage holes 25b and the third vapor diffusion flow passage holes 25c, and form the capillary flow passage 11 together with the lower intermediate plate 8 as shown in FIG.
  • a plurality of through holes 27 are formed in the capillary forming region 26 in a first pattern (described later).
  • first vapor diffusion channel hole 25a, the second vapor diffusion channel hole 25b, and the third vapor diffusion channel hole 25c are formed in a band shape, and the first vapor Diffusion channel hole 25a is diagonal
  • the second vapor diffusion channel hole 25b and the second vapor diffusion channel hole 25b are formed to extend between a pair of upper corners, spaced apart from each other on both sides of the first vapor diffusion channel hole 25a, and in parallel.
  • a third vapor diffusion channel hole 25c is formed.
  • the capillary tube forming region 26 has a grid-like partition wall 30, and each region partitioned by the partition wall 30 is a through hole 27.
  • the through-holes 27 are formed in a quadrilateral shape, regularly arranged as a first pattern at a predetermined interval, and each of the four sides is parallel to the four sides of the peripheral portion of the upper intermediate plate 7.
  • the width of the through hole 27 is selected to be about 280 m, for example, and the width of the cutting wall 30 is selected to be about 70 ⁇ m, for example.
  • the lower intermediate plate 8 is formed in the same manner as the upper intermediate plate 7, but through holes 32 are formed in the capillary forming region 31 in a second pattern (described later)! Is different. That is, the lower intermediate plate 8 includes the first vapor diffusion channel hole 33a, the second vapor diffusion channel hole 33b, and the third vapor diffusion that form the vapor diffusion channel 10 together with the upper intermediate plate 7.
  • the passage hole 33c is formed so as to penetrate the thickness, and the first vapor diffusion passage hole 33a, the second vapor diffusion passage hole 33b, and the third vapor diffusion passage hole.
  • a plurality of through holes 32 that form the capillary channel 11 together with the upper intermediate plate 7 are drilled in a second pattern in each capillary forming region 31 that is alternately provided with 33c.
  • the first vapor diffusion channel hole 33a, the second vapor diffusion channel hole 33b, and the third vapor diffusion channel hole 33c are shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B).
  • the first intermediate plate 7 is formed in the same shape and at the same position as the first vapor diffusion channel hole 25a, the second vapor diffusion channel hole 25b, and the third vapor diffusion channel hole 25c.
  • the upper intermediate plate 7 overlaps the first vapor diffusion channel hole 25a, the second vapor diffusion channel hole 25b, and the third vapor diffusion channel hole 25c without deviation. .
  • the first intermediate layer 7 has a first vapor diffusion channel hole 25a, a second vapor diffusion channel hole 25b, a third vapor diffusion channel hole 25c, and the lower intermediate plate 8.
  • the upper member 2 upper member side lattice-shaped recess A vapor diffusion flow path 10 can be formed which is a wide area in which the portion 21 to the lower member-side lattice-like concave portion 17 of the lower member 3 communicates widely. As shown in FIG.
  • these vapor diffusion channels 10 are composed of a first vapor diffusion channel hole 33a, a second vapor diffusion channel hole 33b, and a third vapor diffusion channel.
  • the hole 33c has the same shape as the band, and can be arranged parallel to the direction between a pair of corners on a diagonal line.
  • a lattice-shaped partition wall 35 is formed in the capillary tube forming region 31, and each region partitioned by the partition wall 35 is a through hole 32 (FIG. 5A).
  • the through holes 32 are formed in a quadrilateral shape, and are regularly arranged at predetermined intervals as the second pattern in the same manner as the first pattern, and each of the four sides is a peripheral portion 24 that is an outline of the lower intermediate plate 8. Although arranged so as to be parallel to each of the four sides, they are arranged so as to be shifted from the through holes 27 of the upper intermediate plate 7 by a predetermined distance.
  • FIG. 6 shows the arrangement of the through holes 27 in the upper intermediate plate 7 and the through holes 32 in the lower intermediate plate 8.
  • the central portion 01 of the through hole 32 of the lower intermediate plate 8 is aligned with one side direction (X2 direction) of the through hole 27 in the upper intermediate plate 7.
  • the upper intermediate plate 7 is arranged so that it is displaced by one half and is displaced by one half of the side in the other side direction (Y2 direction) perpendicular to the X2 direction of the through hole 27 in the upper intermediate plate 7.
  • the intersecting portion 02 of the partition wall 35 corresponding to the central portion of the four through holes 32 adjacent to each other of the lower intermediate plate 8 is formed at the center of the through hole 27 of the upper intermediate plate 7.
  • 03 so that the four through holes 32 of the lower intermediate plate 8 overlap each other in the region of one through hole 27 in the upper intermediate plate 7 to form four capillary channels 11. Has been made to get.
  • FIG. 7 shows a detailed configuration when the upper intermediate plate 7, the lower intermediate plate 8, and the lower member 3 are laminated.
  • each of the through holes 27 of the upper intermediate plate 7 is a capillary that is about one-fourth of the area of the through hole 27.
  • the flow path 11 can be formed.
  • the upper intermediate plate 7 and the lower intermediate plate 8 are much smaller and finer than the through holes 27 of the upper intermediate plate 7 and have a large surface area so that more capillary channels 11 can be formed. It is made and speaks.
  • FIGS. 8A to 8C show an example of the manufacturing method of the heat pipe 1.
  • the lower member 3 the lower intermediate plate 8, the upper intermediate plate 7, and After preparing the upper member 2, the layers are stacked in order from the bottom.
  • FIG. 9 is a plan sectional view showing the configuration of the refrigerant injection hole 37 and the air discharge hole 38 in the upper member 2.
  • the upper member 2 includes a lower inner surface 2b.
  • a coolant injection hole 37 and an air discharge hole 38 are opened in a part of the peripheral portion 20 of the air.
  • the upper member 2 has a frame-like joining projection 40a protruding from the lower inner surface 2b, except for the coolant injection hole 37 and the air discharge hole 38, in the peripheral portion 20. As a result, the upper member 2 can be directly joined to the upper intermediate plate 7 via the joining projections 40a.
  • the upper intermediate plate 7 is formed with a frame-like joining projection 40b protruding from the lower surface along the peripheral portion 23, and the lower intermediate plate 8 can be joined directly via the joining projection 40b.
  • the lower intermediate plate 8 is formed with a frame-like joining projection 40c protruding from the lower surface along the peripheral portion 24, and the lower member 3 can be joined directly via the joining projection 40c.
  • the height of the joining protrusions 40a, 40b, 40c is selected to be about 35 ⁇ m, for example, and the width is selected to be about 50 m, for example.
  • the lower member 3 is also provided with a coolant injection hole 37 and an air discharge hole 38.
  • the lower member 3, the lower intermediate plate 8, the upper intermediate plate 7, and the upper member 2 are positioned based on the positioning holes 5, and thereby the outer peripheral parts 16, 20, 23, 24 are all matched. They can be stacked and stacked at various positions.
  • the first vapor diffusion channel hole 25a, the second vapor diffusion channel hole 25b, and the third vapor diffusion channel of the upper intermediate plate 7 are provided between the upper member 2 and the lower member 3.
  • the hole 25c for use with the first vapor diffusion channel hole 33a, the second vapor diffusion channel hole 33b and the third vapor diffusion channel hole 33c of the lower intermediate plate 8 A plurality of vapor diffusion channels 10 extending toward the peripheral portions 16 and 20 in parallel with the direction between the pair of corner portions can be formed (FIG. 3 (A)).
  • a plurality of fine capillary channels 11 can be formed in a portion other than the above-described portion.
  • the lower member 3, the lower intermediate plate 8, the upper intermediate plate 7, and the upper member 2 are overlapped and laminated at the optimum positions, and the lower member 3, the lower intermediate plate 8 are stacked.
  • further pressurization that is, heat press (temperature is, for example, 300 ° C., pressure is, for example, lOOkgZcm 2 )
  • heat press temperature is, for example, 300 ° C.
  • pressure is, for example, lOOkgZcm 2
  • the lower member 3, the lower intermediate plate 8, the upper intermediate plate 7, and the upper member 2 are connected to the peripheral portion 16, by the bonding protrusions 40a, 40b, and 40c, as shown in FIG. 8 (B).
  • 20, 23, and 24 are directly joined together so that the internal space 45 of the heat pipe 1 communicates with the outside only through the coolant injection hole 37 and the air discharge hole 38.
  • the mounting table is arranged so that the coolant injection hole 37 and the air discharge hole 38 are disposed above.
  • a predetermined amount of liquid refrigerant is injected into the internal space 45 of the heat pipe 1 from the refrigerant injection hole 37 under atmospheric pressure. At this time, the air in the internal space 45 of the heat pipe 1 is exhausted from the air discharge hole 38.
  • the amount of refrigerant enclosed is preferably equivalent to the total volume of the capillary channel in the case of water, for example.
  • the sealing member 39 is pressurized (10-80 kgZcm 2 ) by pressing (not shown) for several minutes in a low temperature state, and deformed at low temperature by pressure. .
  • the coolant injection hole 37 and the air discharge hole 38 are temporarily sealed by the low-temperature vacuum pressurization treatment.
  • the coolant injection hole 37 and the air discharge hole 38 are closed by the sealing member 39.
  • the coolant injection hole 37 and the air discharge hole 38 have a rectangular shape formed with a longitudinal direction of 600 m and a lateral direction of 400 m.
  • a gap can be formed between the mounting portion 39a having a circular cross section of the sealing member 39 and the vicinity of the corner portion.
  • the refrigerant injection hole 37 and the air discharge hole 38 can be degassed through the gap when being sealed by the sealing member 39.
  • the degree of vacuum is set to, for example, 0.5 KPa at a high temperature (normal temperature (for example, 25 ° C) to 180 ° C) for about 10 minutes, and the sealing member 39 is further pressed. Is pressurized from above (30 to 150 kgZcm 2 ). This causes the sealing member 39 to plastically flow and pressurize at a high temperature. As shown in FIG. 8 (E), the sealing member 39 becomes a sealing plug and the refrigerant injection hole 37 and the air discharge hole 38 are more tightly closed. As a result, the internal space 45 becomes the sealed space 12, and the heat pipe 1 in which the refrigerant is sealed can be manufactured.
  • FIG. 10 (A) shows a side cross-sectional configuration at the location of the vapor diffusion flow path 10 in the heat pipe 1, and is a schematic diagram showing the transfer of heat of 13 to-be-cooled devices.
  • Fig. 10 (B) shows a side cross-sectional configuration at the location of the vapor diffusion channel 10 in the heat pipe 1 as in Fig. 10 (A), and is a schematic diagram showing how the vapor diffuses. It is.
  • FIG. 10C shows a side cross-sectional configuration at the location of the capillary channel 11 in the heat pipe 1, and the refrigerant passes through the capillary channel 11 to form the lower member side lattice-shaped recess 17.
  • FIG. 10 (D) shows a side sectional configuration at the location of the capillary channel 11 in the heat pipe 1 as in FIG. 10 (C).
  • FIG. 5 is a schematic view showing a state in which the refrigerant is guided to the central portion through the lower member side lattice-shaped recess 17.
  • the vapor diffusion flow path 10 extending in the peripheral portions 16 and 20 is provided in the sealed space 12 in parallel to the direction between the pair of corner portions on the diagonal line. Therefore, as shown in FIG. 10 (A), for example, when the refrigerant absorbs heat from the device to be cooled 13 mounted on the printed wiring board 42, and the refrigerant is warmed and evaporated, there is no resistance. As shown in FIG. 10 (B), the steam is diffused to the peripheral parts 16 and 20 through the vapor diffusion flow path 10 to the peripheral parts 16 and 20 of the heat pipe 1 as shown in FIG. At 20, the heat dissipates and condenses.
  • the upper intermediate plate 7 and the lower intermediate plate 8 are simply drilled in the upper intermediate plate 7 simply by overlapping the peripheral portions of the upper intermediate plate 7 and the lower intermediate plate 8 so as to coincide with each other.
  • the through-hole 27 was shifted from the through-hole 32 drilled in the lower intermediate plate 8 by a predetermined distance so that only a part overlapped.
  • the through hole 27 of the upper intermediate plate 7 is divided into a plurality of parts by the cutting wall 35 of the lower intermediate plate 8, and penetrates into the upper intermediate plate 7 and the lower intermediate plate 8.
  • As a processing technique for the holes 27 and 32 it is possible to easily form the capillary channel 11 that is finer than the limit of miniaturization.
  • the capillary force due to the capillary phenomenon can be increased by the amount that the capillary channel 11 is made fine, so that the refrigerant can flow to the lower member side lattice-shaped recess 17 by the capillary force. It can be guided more reliably, and the circulation of refrigerant can be repeated continuously more reliably. Further, in the heat pipe 1, by forming the capillary channel 11 in which the through hole 27 of the upper intermediate plate 7 and the through hole 32 of the lower intermediate plate 8 are finely divided, the surface area of the capillary channel 11 can be increased. As a result, the amount of vapor adhering to the capillary channel 11 increases, and the vapor can be easily dissipated.
  • FIG. 11 shows a detailed side sectional structure of the heat pipe 1 where the vapor diffusion channel 10 and the capillary channel 11 are sequentially formed.
  • the through hole 27 of the upper intermediate plate 7 is located on the peripheral portions 16 and 20 side (that is, farther from the cooled device placement portion 4) than the through hole 32 of the lower intermediate plate 8.
  • Capillary flow channel inclined to the peripheral parts 16, 20 side when moving from the upper member 2 to the lower material 3 only by the capillary flow channel 11 extending in the vertical direction. 11 can also be formed.
  • each capillary is simply guided to the steam diffusion channel 10 (in the direction of the arrow al in the figure).
  • the center side force rises diagonally upward toward the peripheral parts 16, 20 side, so that it spreads to the periphery in the process of rising the capillary flow path 11, and the peripheral parts 16, 20 side and above
  • the heat diffusion to the member 2 and the capillary channel 11 can be further promoted, and heat can be efficiently dissipated by heat.
  • the refrigerant which is condensed and liquefied by radiating and condensing in the peripheral portions 16, 20 and the upper member 2 and the capillary channel 11 passes through the capillary channel 11 by capillary force, and the lower member side lattice-shaped recess 17
  • the refrigerant can be lowered in the vertical direction (in the direction of arrow a2 in the drawing) toward the center, and the refrigerant can be efficiently returned to the central portion side via the lower member side lattice-like concave portion 17.
  • the refrigerant that is condensed and liquefied by the heat radiation in the peripheral portions 16, 20 and the upper member 2 and the capillary channel 11 is liquefied by the capillary force, and the peripheral portions 16, 20 side, the upper member 2, and the capillary flow.
  • the channel 11 through the capillary channel 11 in the direction inclined obliquely toward the center (in the direction of arrow a3 in the figure) toward the lower member-side lattice-shaped recess 17 on the center side Yes this makes it possible to efficiently return the refrigerant to the center side.
  • the refrigerant that has condensed and dissipated heat in the peripheral parts 16, 20, the upper member 2, and the capillary channel 11 is led mainly to the lower member side lattice-shaped recess 17 via the capillary channel 11.
  • a part of the vapor diffusion channel 10 may be guided to the lower member side lattice-shaped recess 17 via the vapor diffusion channel 10.
  • the refrigerant circulation phenomenon is continuously repeated, so that the heat to be cooled 13 can be radiated more effectively.
  • the vapor diffusion channel 10 and the capillary channel 11 are not in direct communication, and the lower member side lattice-shaped recess 17 and the upper member side lattice-shaped recess 21 are provided.
  • the capillary force in the capillary channel 11 does not impede the diffusion of the vapor in the vapor diffusion channel 10, and the vaporized refrigerant is reliably transferred to the peripheral parts 16, 20.
  • the capillary force in the capillary channel 11 is not weakened by the diffusion of the vapor in the vapor diffusion channel 10, the liquid refrigerant can be reliably transferred to the lower member by the capillary channel 11. It can be led to the side lattice-shaped recess 17.
  • the adhesive resin 14 a as an adhesive is interposed in the gap portion formed between the protrusions 14 of the cooled device disposition portion 4, while the protrusion is connected to the cooled device 13.
  • the device to be cooled 13 is attached and fixed at a desired position of the device to be cooled 4, and the heat from the device to be cooled 13 is transferred via the projection 14 that does not pass through the adhesive resin 14 a. It is possible to promptly convey to the heat pipe side.
  • the protrusion 14 has a tip surface of 50 to 300 m square, and is regularly arranged with a pitch of 500 to 1000 m in the 15000 ⁇ m square cooled device arrangement section 4.
  • the cooled device 13 is in close contact with the lower member 3 over a wide area, and this makes it difficult to form an air layer having a very high thermal resistance between the in close contact surfaces.
  • the heat of the cooling device 13 can continue to be transmitted to the lower member 3.
  • the thermal conductivity of copper forming the protrusion 14 is 390 WZm'K, whereas the thermal conductivity of the adhesive resin 14a is 4 to 6 WZm'K, and the thermal conductivity of air. The rate is close to OWZm '.
  • a plurality of vapor diffusion channels 10 are formed in parallel to the direction between a pair of corners on a diagonal line, and the vapor diffuses through these vapor diffusion channels 10. Therefore, the peripheral parts 16, 20 and the upper member 2, the capillary channel 11, and the vicinity of the pair of corners can contribute to heat dissipation evenly, and heat dissipation is performed efficiently and heat conduction. The effect can be increased.
  • FIG. 12 shows the heat pipe 60 of Example 2 according to the present invention, and the above-described implementation is performed except that all the vapor diffusion channels 61 are formed radially from the center point of the cooled device disposition unit 4. It is not different from Example 1.
  • the center of the copper plate 46 reached a high temperature of about 67 ° C.
  • the temperature around the ring was about 52 ° C, and the temperature around the ring was about 47 to 27 ° C.
  • the temperature at the outermost periphery was about 22 ° C.
  • the temperature was about 47 to 27 ° C. over the entire region.
  • the temperature distribution is substantially uniform, and there is no place where the temperature becomes as high as 67 ° C.
  • the heat pipe 60 has a much better heat dissipation effect than the simple copper plate 46. Further, when compared with the surface temperature, the heat pipe 60 according to the present invention provides a heat dissipation effect that is approximately 20 times that of the simple copper plate 46.
  • FIGS. 14 (a) and 14 (b) show a graph of the temperature distribution (temperature variation) of this experiment.
  • FIG. 14 (a) shows Comparative Example 1
  • FIG. 14 (b) shows a heat pipe 60 according to the present invention.
  • FIGS. 14 (a) and 14 (b) are temperature distributions in the lateral direction of the sample shown in FIG. 13 (A) (the XI direction which is one of the planar directions).
  • the horizontal axis of the graph shown in Figs. 14 (a) and 14 (b) indicates the position where the center of the cooled device 13 is provided at the center, and shows the length of the sample in the XI direction as a standard value of 1.
  • the heat pipe 60 as shown in FIG. 14 (b), it was confirmed that the temperature difference was small between the central portion and the peripheral portion. That is, the heat pipe 60 of the present invention causes the entire region including the corners to contribute uniformly to heat dissipation by circulating the refrigerant inside, and the heat diffusion effect is extremely high compared to Comparative Example 1. I understand that.
  • Fig. 15 showing the side cross-sectional configurations of the upper member, the upper intermediate plate, the lower intermediate plate, and the lower member, 70 indicates a heat pipe according to Example 3, and the lower member 71, the lower intermediate plate 72, the upper intermediate plate The plate 73 and the upper member 74 are laminated, and the peripheral parts 16, 20, 23, 24 are directly joined by heat press.
  • the second embodiment is different from the second embodiment described above in that the region portion of the cooled device disposing portion 4 can be directly joined.
  • the lower member 71 is formed with a receiving portion 75 at a position facing the vicinity of the corner of the cooled device disposing portion 4.
  • the receiving portion 75 receives a joining projection (hereinafter referred to as an intermediate plate central projection) 76 that slightly protrudes from the lower surface of the lower intermediate plate 72, and the intermediate plate central projection 76 is directly joined by heat press. It is made to gain and speaks.
  • the lower intermediate plate 72 is provided with a square capillary center forming region 77 in accordance with the region of the cooled device placement portion 4, and Fig. 16 (A ) In FIG. 16 (B) showing the cross-sectional configuration of the C—C ′ portion and FIG. 16 (C) which is a plan view of the main part of the lower intermediate plate 72.
  • An intermediate plate center protrusion 76 is provided at the portion.
  • the intermediate plate center protrusion 76 has a small prismatic force with a width W1 of about 50 m and a height HI of about 35 m. The direction is arranged toward the center.
  • the lower intermediate plate 72 has eight vapor diffusion channel holes 78 drilled so as to extend radially from the capillary center forming region 77, and for these vapor diffusion channels. Between the holes 78, a through hole 79 has a capillary forming region 80 formed with a second pattern. A through hole 32 is also formed in the capillary center forming region 77 in the second pattern.
  • the upper intermediate plate 73 integrally formed with the lower intermediate plate 72 is formed in the same manner as the lower intermediate plate 72, but the through hole 27 is formed in the capillary forming region 82 and the capillary central forming region 83. Is different in that it is formed by the first pattern.
  • the upper intermediate plate 73 is provided with an intermediate plate central protrusion 85 that slightly protrudes from the lower surface at a position facing the receiving portion 75, and the lower side via the intermediate plate central protrusion 85 by heat press. Join directly to the intermediate plate 72. As a result, the upper intermediate plate 73 and the lower intermediate plate 72 can be integrated together.
  • the upper member 74 is provided with a joining projection 86 (hereinafter referred to as an upper central projection) 86 at which the lower inner surface force slightly projects at a position facing the receiving portion 75 of the lower member 71. Then, it is directly joined to the upper intermediate plate 73 via the upper central projection 86 by a heat press.
  • an upper central projection a joining projection 86 at which the lower inner surface force slightly projects at a position facing the receiving portion 75 of the lower member 71. Then, it is directly joined to the upper intermediate plate 73 via the upper central projection 86 by a heat press.
  • the heat pipe 70 before the refrigerant filling can be manufactured, and in the same manner as in Example 2 described above.
  • the refrigerant can be sealed in the internal space.
  • the heat pipe 70 can obtain the same effects as those of the second embodiment described above, and the intermediate plate center protrusions 76 and 85 and the upper center protrusion at the position facing the device-to-be-cooled arrangement portion 4.
  • a popcorn phenomenon can be prevented from occurring by providing a post structure in the central portion facing the cooled device arrangement portion 4 to improve the mechanical strength.
  • the heat pipe 70 itself can be prevented from being destroyed by the popcorn phenomenon, so that the reliability of the heat pipe 70 can be improved and the life can be extended.
  • the lower member 71, the lower intermediate plate 72, the upper intermediate plate 73, and the upper member 74 are not only cooled at the peripheral portions 16, 20, 23, 24 but also to be cooled.
  • Intermediate plate center protrusions 76, 85 and upper center protrusion 86 are provided in the part corresponding to the peripheral part of device placement section 4, and the intermediate plate center protrusions 76, 85 and upper center protrusion 86 are directly formed by heat press. Since they are joined and integrated, expansion by the heat generated by the cooled device 13 can be prevented, and further, the heat pipe 70 itself can be prevented from being destroyed by the expansion, and the reliability of the heat pipe 70 can be prevented. It is possible to improve the performance and extend the life.
  • the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 17 showing the external configuration of the intermediate plate 88 according to another embodiment, it is formed at the four corners of the capillary central formation region 77 corresponding to the periphery of the cooled device placement portion 4.
  • the side protrusions 87 and 89 may be provided.
  • intermediate plate 88 there are provided intermediate projections 89 near the center of the capillary center forming region 77 that connect only at the four corners of the capillary center forming region 77, and the radially extending capillary tubes It is also possible to provide an intermediate plate central projection 87 in the capillary formation region 80 arbitrarily selected from the formation regions 80. If the damage due to the popcorn phenomenon can be prevented, the peripheral portion of the device to be cooled 4 or the vicinity thereof An intermediate plate central protrusion may be provided at any location.
  • reference numeral 90 denotes a heat pipe according to the present invention, and this heat pipe 90 is characterized by the method of enclosing the refrigerant.
  • a coolant injection hole 92 and an air discharge hole 93 are formed in the upper outer surface 91a of the upper member 91, and the sealing member 94 as a sealing plug made of plastic metal force such as solder is plasticized. It has a configuration in which the coolant injection hole 92 and the air discharge hole 93 are sealed.
  • the coolant injection hole 92 is provided in the vicinity of one corner portion of the pair of opposing corner portions, and the air discharge hole 93 is provided in the one corner portion. It is provided in the vicinity of the other corner opposite to the corner.
  • the lower member is formed by the refrigerant sealed in the sealed space through the refrigerant injection hole 92.
  • the cooling target device 13 provided on the lower outer surface 95a of the 95 can be efficiently cooled.
  • the heat pipe 90 includes a first intermediate plate 96 and a second intermediate plate between the upper member 91 and the lower member 95, as shown in Fig. 19 (A) showing the manufacturing method of the heat pipe 90 in order.
  • Plate 97, third intermediate plate 98, and fourth intermediate plate 99 are provided.
  • the upper member 91, first intermediate plate 96, second intermediate plate 97, third intermediate plate 98, fourth intermediate plate The intermediate plate 99 and the lower member 95 can be laminated and joined together directly by heat press.
  • each of the first intermediate plate 96, the second intermediate plate 97, the third intermediate plate 98, and the fourth intermediate plate 99 has a bonding protrusion 101 on the upper surface of the peripheral portion 100, and A plurality of intermediate plate center protrusions 102 slightly projecting from the upper surface force are provided at positions corresponding to the device to be cooled 4, The sheet can be directly joined via the joint projection 101 and the intermediate plate central projection 102 by sheet pressing.
  • FIG. 20 which shows the entire configuration of the upper inner surface of the lower member 95
  • the lower member side lattice-shaped recess 17 is formed, and the cooled device disposition portion 4 on the upper inner surface 95b is formed.
  • a lower abutting portion 105 having a square shape is formed in a region corresponding to 1 and a rectangular lower central protrusion 106 slightly projecting at each corner of the lower abutting portion 105 is provided.
  • the lower center projection 106 is joined to the fourth intermediate plate 99 by a heat press together with the joint projection 107 provided along the peripheral portion 16, and can be integrally joined. .
  • the lower contact portion 105 includes the upper member 91, the first intermediate plate 96, the second intermediate plate 97, the third intermediate plate 98, the fourth intermediate plate 99, and the lower member 95.
  • a support post structure can be formed at the central portion together with the intermediate plate central protrusion 102 and the upper contact portion 110.
  • the upper member side lattice-shaped recess 21 is formed and corresponds to the cooled device disposition portion 4 on the lower inner surface 91b.
  • An upper contact portion 110 is formed in the region.
  • the upper contact portion 110 is formed when the upper member 91, the first intermediate plate 96, the second intermediate plate 97, the third intermediate plate 98, the fourth intermediate plate 99, and the lower member 95 are integrated.
  • the column structure in the center portion can be formed by integrating with the fourth intermediate plate 99.
  • the lower member 95, the fourth intermediate plate 99, the third intermediate plate 98, the second intermediate plate 97, the first intermediate plate 96, and the upper member 91 are sequentially laminated with a lower force. Then, after positioning based on the positioning hole 5, it can be directly bonded and integrally formed as shown in FIG. 19B by heat pressing.
  • a predetermined amount of refrigerant M (for example, water) is injected into the internal space 111 of the heat pipe 90 using the refrigerant injection hole 92 force refrigerant dispenser 111 under atmospheric pressure.
  • the air discharge hole 93 serves as an air discharge port when the refrigerant is supplied, so that the refrigerant M can be smoothly injected into the internal space 111.
  • the amount of the refrigerant M enclosed is preferably equivalent to the total volume of the through holes in the case of water, for example.
  • a predetermined number of sealing members 94 made of, for example, a spherical body are prepared in advance, and another manufacturing method of the heat pipe 90 is shown in order, as shown in FIG. 92 and air
  • the sealing member 94 is placed on the discharge hole 93.
  • FIG. 23 (A) showing the front configuration of the refrigerant injection hole 92 and the refrigerant injection
  • FIG. 23 (B) which shows a side sectional configuration of the use hole 92, a cylindrical opening 113 having the largest opening at the center is provided, and a plurality of openings are formed on the inner peripheral surface of the opening 113.
  • a vent groove 114 is provided.
  • the gas venting grooves 114 have a semicircular shape with a diameter smaller than the diameter of the opening 113, and four are arranged at equal intervals on the inner peripheral surface of the opening 113. It has a configuration.
  • vacuum degassing for example, atmospheric pressure 0.5 KPa
  • depressurization is performed for about 10 minutes, for example, at a low temperature (0 ° C to room temperature (for example, 25 ° C)) through the gas vent groove 114.
  • the sealing member 94 is pressurized (10 to 80 kgZcm 2 ) with a press 116 for several minutes in a low temperature state, and deformed at a low temperature by pressing.
  • the coolant injection hole 92 and the air discharge hole 93 are temporarily sealed with the sealing member 94 by performing the low-temperature vacuum pressurization process.
  • the coolant injection hole 92 and the air discharge hole 93 are closed by the sealing member 94.
  • the gas vent groove 114 is formed even when the spherical sealing member 94 is placed on the coolant injection hole 92 and the air discharge hole 93.
  • the arrow in Fig. 22 (B) indicates the direction of deaeration (outgassing).
  • the degassing groove 114 is not only when the sealing member 94 is placed on the refrigerant injection hole 92 but when the sealing of the refrigerant injection hole 92 is advanced to some extent. Even so, the inner space 111 of the heat pipe 90 is kept in communication with the outside, and is formed so that it can be blocked by the sealing member 94 by pressurization and heating after the low-temperature vacuum heat treatment! .
  • the degree of vacuum is set to, for example, 0.5 KPa at a high temperature (room temperature (for example, 25 ° C) to 180 ° C) for about 10 minutes, and the sealing member is further pressed by a press 116. 94 Pressurize from above (30 to 150 kgZcm 2 ). As a result, the sealing member 94 is plastically flowed and deformed by high-temperature caloric pressure, and the coolant injection hole 92 and the air discharge hole 93 are more tightly blocked by the sealing member 94 as shown in FIG. It becomes a state.
  • a high temperature of about 120 ° C is preferable, and as the pressure for deforming the sealing member 94 at a high temperature, about lOOkgZcm 2 is preferable.
  • the sealing member 94 mainly plastically flows due to pressurization, and supplementarily (accordingly) plastically flows due to heating, and includes the vent hole 114 and the refrigerant injection hole 92 and the air discharge hole 93. Can be occluded.
  • the heating is stopped, the vacuuming is stopped, and the pressurization is released by the press 116, and the pressurization, heating, and vacuuming are performed.
  • the spherical sealing member 94 is formed into a coolant injection hole 92 and an air discharge hole 93 due to plastic flow, and substantially becomes a sealing plug.
  • the internal space 111 of the heat pipe 90 is sealed to form a sealed space 112.
  • the refrigerant injection hole 92 provided with the gas vent groove 114 and the air discharge hole 93 are provided in the upper outer surface 91a of the upper member 91, and the refrigerant injection hole 92 allows the refrigerant to pass through.
  • a spherical sealing member 94 is placed on the coolant injection hole 92 and the air discharge hole 93, and the sealing member 94 is heated and pressed by the press 116 while the internal space 111 is decompressed. I did it.
  • the sealing member 94 plastically flows and deforms in accordance with the shapes of the refrigerant injection hole 92 and the air discharge hole 93 to substantially become a sealing plug, and the internal space 111 is decompressed. It can seal reliably in the state made to do.
  • a plurality of heat pipes 90 are arranged under vacuum, and the heat pipe 90 is provided on the refrigerant injection hole 92 and the air discharge hole 93 of each heat pipe 90.
  • the sealing member 94 is placed, and the plurality of heat pipes 90 are degassed at once, the sealing member 94 is pressurized and heated, and all the sealing members 94 are plastically flowed to form a refrigerant. Can be sealed.
  • the mass production of the heat pipe 90 can be increased, and by increasing the mass productivity, the low cost of the heat pipe 90 Can also be planned.
  • a gas vent groove 114 in which the inner peripheral surface of the opening 113 is cut out is separately provided as the refrigerant injection hole 92 and the air discharge hole 93.
  • the heat pipe 90 when the refrigerant injection hole 92 and the air discharge hole 93 are sealed with the sealing member 94, vacuum deaeration is performed through the gas vent groove 114. Even if a harmful component that corrodes the inside of the heat pipe 90 exists in the internal space 111, the air in the internal space 111 is extracted through the gas vent groove 114. It is possible to reliably remove harmful components from the inside. Therefore, it is possible to provide the heat pipe 90 that can reduce the outgas concentration and prevent the life reduction due to internal corrosion.
  • the sealing member 94 made of a plastic metal is plastically flowed and deformed to form a sealing plug, so that the gas vent groove 114 can be reliably closed by the sealing member 94.
  • the refrigerant injection hole 92 and the air discharge hole 93 are completely blocked, and the refrigerant M is completely enclosed in the internal space 111 of the heat pipe 90 so that the refrigerant M does not leak. it can.
  • the sealed space 112 is in a depressurized state (when the refrigerant is water, for example, about 0.5 KPa), the boiling point of the refrigerant is lowered, and the temperature is, for example, 50 ° C or lower. Even at temperatures slightly higher than room temperature (for example, about 30 ° C to 35 ° C), the refrigerant easily becomes vapor.
  • the refrigerant M evaporates even with a slight heat from the apparatus to be cooled 13, and the vapor diffuses to the peripheral parts 16, 20 side through the vapor diffusion flow path 10, and the peripheral part
  • the circulation phenomenon of the refrigerant M is continuously and easily repeated so that the refrigerant M condensed and liquefied on the 16th and 20th side returns to the center side again through the capillary channel 11 by the capillary phenomenon. Can be repeated.
  • the refrigerant M becomes steam at a temperature slightly higher than room temperature, and the circulation phenomenon of the refrigerant M is continuously repeated to equalize the heat, so that the cooled device 1 3 Can be efficiently cooled.
  • the heat sink 90 of the present invention can achieve the same cooling effect as a conventional heat pipe without using a heat sink, and the number of parts of the heat pipe 90 itself is reduced by the fact that no heat sink is used. it can.
  • the refrigerant injection hole 92 is provided in the vicinity of one corner portion of the pair of opposing corner portions, and is used for air discharge.
  • the hole 93 in the vicinity of the other corner opposite to the one corner, the supply of the refrigerant M to the entire internal space 111 of the heat pipe 90 can be facilitated smoothly.
  • Example 4 the refrigerant injection hole 92 and the air discharge hole having four semicircular gas extraction grooves 114 provided on the inner peripheral surface of the cylindrical opening 113 are provided.
  • FIG. 24 (A) showing the front structure of the refrigerant injection hole 92 or the air discharge hole 93 and the side sectional structure are shown.
  • FIG. 24 (B) the refrigerant injection hole 120 and the air discharge hole are formed in an inverted trapezoidal cone shape that gradually decreases as the diameter of the upper end increases and goes down, and becomes the minimum at the lower end.
  • the spherical sealing member 94 plastically flows as shown in FIG. 24 (C), which shows the sealing state by the sealing member 94. It is deformed according to the shape of the injection hole 120 and the air discharge hole 1 21 to substantially become a sealing plug, and the internal space 111 is securely sealed. Monkey in.
  • FIG. 25 (A) showing the front configuration of another refrigerant injection hole 133 or air discharge hole 134, and the side
  • FIG. 25 (B) showing the cross-sectional structure
  • the upper portion 130 has a large short cylindrical force and a lower portion 131 also has a small short cylindrical force.
  • the coolant injection hole 133 and the air discharge hole 134 that are integrally formed through the step portion 132 may be applied.
  • FIG. 25 (C) showing the state of sealing by another sealing member 94.
  • the sealing member 94 plastically flows and completely fills the lower portion 131, the remaining portion of the sealing member 94 is accommodated in the upper portion 130 having a large diameter. It can be prevented from protruding from the upper outer surface 91a. Accordingly, the upper outer surface 91a of the heat pipe 90 can be formed flat even when sealed by the sealing member 94.
  • the refrigerant injection holes 37 and 92 and the air discharge holes 38 and 93 are applied as one or a plurality of refrigerant injection holes.
  • the coolant injection hole 92 in which the coolant injection hole 92 and the air discharge hole 93 are integrally formed has two coolant injection holes 92, one of which is used as a coolant injection hole and the other is air. It may be used as a discharge hole.

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Abstract

　従来よりも一段と熱伝導性を向上し得る小型薄型のヒートパイプを提供することを目的とする。 　下内面に上部材側格子状凹部21を有する上部材２と、上内面に下部材側格子状凹部17を有する下部材３との間に、上部材２及び下部材３の上部材側格子状凹部21及びに下部材側格子状凹部17と連通した平面方向の蒸気拡散流路10を複数形成する上側中間板７及び下側中間板８を介在させて、上部材２及び下部材３間の封止空間内に冷媒を封入したヒートパイプ１であって、上側中間板７及び下側中間板８の蒸気拡散流路10を形成する部分以外の部分に、上部材２及び下部材３の上部材側格子状凹部21及びに下部材側格子状凹部17に連通する垂直方向又は垂直・平面両方向の毛細管流路11を形成してなる。

Description

明 細 書
ヒートパイプ及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明はヒートパイプ及びその製造方法に関し、特に薄型で、かつ平板状でなるヒ ートパイプに適用して好適なものである。
背技術
[0002] ヒードノィプとして、特開 2002— 039693号公報ゃ特開 2004— 077120号公報等 により紹介されたものがある。
[0003] このようなヒートパイプにおいては、スリット（ウィック）を有する薄板からなる仕切板等 を複数重ね合わせ、その重ね合わせたものの上下に外壁部材を重ねてコンテナを構 成し、前記スリットからなるコンテナ内空間に冷媒を封入することとしたものである。特 に特開 2002— 039693号公報に記載された技術においては、前記複数の仕切板 の重ね合わせが各スリットの幅方向にずれるようにされて 、る。
[0004] そして、コンテナの形成は、そのコンテナを構成する各部材をコンテナ周辺部にて 接合一体ィ匕することにより行われていた。
[0005] また、一般にコンテナ内空間への冷媒の封入は、例えばヒートパイプの側面又は上 面若しくは下面に孔を設け、この孔を通じて冷媒を内部に注入した後、当該孔をカシ メ等により閉塞すると 、う方法で行われて 、る。
[0006] このようなヒートパイプは、薄 、板状の部材でヒートパイプを構成して 、るので、平坦 で薄型のフラット型ヒートパイプを提供できるという利点がある。また、このようなヒート パイプは、各スリットの互いに重ね合った部分が冷媒の通る流路になるとともに、スリ ットのずれた部分が毛細管現象で冷媒を移動させる移動路となり、熱伝導性を高くで きるという利点がある。
特許文献 1 :特開 2002— 039693号公報
特許文献 2：特開 2004 -077120号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0007] ところで、このようなヒートパイプでは、薄型で平板状でありながら熱伝導性を高くで きるという利点を有するものの、常に高速で動作し続けて熱量が大きい CPU (Central Processing Unit)等を効率良く冷却するためには薄型を維持しつつ、更に熱伝導性 を向上させることが好まし!/、。
[0008] 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、液帰還特性を向上させることで、従 来よりも一段と熱伝導性を向上し得る小型薄型のヒートパイプを提供することを目的と する。
[0009] また、放熱効果を向上させることで、従来よりも一段と熱伝導性を向上し得る小型薄 型のヒートパイプを提供することを目的とする。
[0010] 更には被冷却装置力もの熱を直接ヒートパイプに取り込むことで、従来よりも一段と 熱伝導性を向上し得る小型薄型のヒートパイプを提供することを目的とする。
[0011] 更にはアウトガス濃度を減少させ、内部腐食による寿命低下を防止し得るヒートパイ プを提供することを目的とする。
[0012] 更には冷媒の熱膨張によってヒートパイプが変形破損することを防止し、ヒートパイ プの耐熱性、信頼性を高めることができるヒートパイプを提供することを目的とする。
[0013] 更にはヒートパイプの生産性を高めてよりいつそうのヒートパイプの低価格化を図り、 また封止部材によりヒートパイプの外面の平坦性が損なわれる虡を防止することがで きるヒートパイプを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0014] 本発明のヒートパイプは、下面に凹部を有する平板状の上部材と、上面に凹部を有 する平板状の下部材との間に、前記上部材及び前記下部材の凹部と連通した平面 方向の蒸気拡散流路を複数形成する平板状の中間板を一又は複数介在させて、前 記上部材及び前記下部材間の封止空間内に前記蒸気拡散流路及び前記凹部を備 え、かつ前記封止空間内に冷媒を封入したヒートパイプであって、前記中間板には、 前記蒸気拡散流路を形成した部分以外の部分に、前記上部材及び前記下部材の 凹部に連通する垂直方向又は垂直，平面両方向の毛細管流路が形成されていること を特徴とする。
[0015] 上記構成のヒートパイプにおいて、前記中間板は複数介在し、前記中間板の各々 には貫通孔が穿設されており、前記中間板を重ね合わせることにより、前記貫通孔が 各々一部のみが重なって、前記貫通孔の前記平面方向の断面積よりも狭い毛細管 流路を形成するのが好まし 、。
[0016] また、前記上部材及び前記下部材のうち少なくとも一方の外面に、被冷却装置が 装着される複数の突起を一体に形成するのが好ましい。
[0017] これらの上記構成のヒートパイプにおいて、前記上部材及び前記下部材の平面形 状が矩形状であって、中央部が被冷却装置配置部とされ、前記蒸気拡散流路の各 々力 辺に対して斜めの向きにされて!/、るのが好まし!/、。
[0018] さらに、前記上部材及び前記下部材の平面形状が矩形状であって、中央部が被冷 却装置配置部とされ、前記蒸気拡散流路の各々が、前記中央部の被冷却装置配置 部から放射状に形成されて ヽるのが好ま 、。
[0019] さらに、前記下部材、前記中間板及び前記上部材の周辺部及び被冷却装置配置 部の周辺部乃至その近傍に接合用突起が形成されており、前記下部材、前記中間 板及び前記上部材が、ヒートプレスによって前記接合用突起を介して直接接合され ることが好ましい。
[0020] 本発明におけるヒートパイプの製造方法は、上面に凹部を有する平板状の下部材 と、下面に凹部を有する平板状の上部材と、前記上部材及び前記下部材間に設けら れ、前記上部材及び前記下部材の凹部と連通した平面方向の蒸気拡散流路を複数 形成する一又は複数の平板状の中間板とを積層し、前記下部材、前記中間板及び 前記上部材が互いに直接接合されるべき周辺部、又は該周辺部及び被冷却装置配 置部の周辺部乃至その近傍に形成された接合用突起に、ヒートプレスし、前記接合 用突起の形成位置にて前記下部材、前記中間板及び前記上部材を直接接合するこ とにより一体化することを特徴とする。
[0021] 上記方法では、下面に凹部を有する平板状の上部材と、上面に凹部を有する平板 状の下部材との間に、前記上部材及び前記下部材の凹部と連通した複数の蒸気拡 散流路を形成する一又は複数の平板状の中間板が介在し、前記上部材及び前記下 部材の封止空間に、前記蒸気拡散流路及び前記凹部が構成されるように積層し、前 記上部材又は前記下部材の一方に、前記封止空間と外部とが連通する一又は複数 の冷媒注入孔が形成され、前記封止空間内に冷媒が封入され、前記冷媒注入孔が 可塑性金属からなる封止栓で閉塞されてなることが好ましい。
[0022] また、前記冷媒注入孔の各々の内周面に、前記封止栓で前記冷媒注入孔の各々 を完全に閉塞する状態になるまでは外部と内部空間とを連通させる状態を保ち、そ の完全に閉塞する状態になるとその封止栓で閉塞される一又は複数のガス抜き溝を 形成するのが好ましい。
[0023] また、前記冷媒注入孔の各々は上部が下部より大径にされ、前記冷媒注入孔の各 々を閉塞する前記封止栓の表面がその冷媒注入孔が形成された部材の外面力 突 出しな 、ようにするのが好まし!/、。
[0024] また、前記封止空間内が減圧下にあることが好ましい。
[0025] 本発明におけるヒートパイプの製造方法は、上面に凹部を有する平板状の下部材 、下面に凹部を有する平板状の上部材、及び前記上部材及び前記下部材の凹部と 連通した平面方向の蒸気拡散流路を複数形成する一又は複数の平板状の中間板 を積層し、前記下部材、前記中間板及び前記上部材が互いに直接接合されるべき 周辺部、又は該周辺部及び被冷却装置配置部の周辺部乃至その近傍に形成され た接合用突起に、ヒートプレスし、前記接合用突起の形成位置にて前記下部材、前 記中間板及び前記上部材を直接接合することにより一体ィ匕する工程と、減圧下にお いて前記下部材及び前記上部材のうち少なくとも一方に形成された冷媒注入孔を通 じて前記上部材及び前記下部材の封止空間内に冷媒を注入する工程と、前記冷媒 注入孔上の各々に封止栓となる可塑性金属体を配置し、加圧により前記可塑性金 属体を圧接して前記冷媒注入孔の各々を閉塞する封止栓とせしめる工程とを有する ことを特徴とする。
発明の効果
[0026] 本発明のヒートパイプによれば、一又は複数の中間板によって、上部材及び下部 材の凹部と連通する平面方向の蒸気拡散流路が形成されると共に、上部材及び下 部材の凹部と連通する垂直方向又は垂直，平面両方向の毛細管流路が形成される ので、蒸気拡散流路による蒸気拡散と、毛細管流路による冷媒帰還とによって当該 冷媒が循環し易くなり、液循環特性が向上し、従来よりも一段と熱伝導性を向上し得 る小型薄型のヒートパイプを提供できる。
[0027] 特に、中間板の蒸気拡散流路が形成される部分以外の部分に、垂直'平面両方向 に冷媒を帰還させる微細な毛細管流路をより多く設けることにより、ヒートパイプの略 全面を熱伝導に寄与する面積とし、以て、顕著に熱伝導効果を高めることができる。
[0028] また上記構成のヒートパイプにおいて、複数の中間板の各貫通孔を各々一部重ね て毛細管流路を形成すれば、各毛細管流路の平面方向の断面積を、各中間板の貫 通孔の平面方向の断面積よりも狭くすることが可能となり、蒸気拡散作用と毛細管現 象とによる液循環作用のバランスが取れ、延いては熱伝導効果を最大最適にできる
[0029] これは、中間板の貫通孔の加工技術として微細化の限界よりもさらに微細な毛細管 流路でも形成することができることに他ならない。
[0030] さらに、上部材及び下部材のうち少なくとも一方の外面に、被冷却装置を装着させ る複数の突起を一体に形成し、その突起に被冷却装置を直接接触させることで、当 該被冷却装置の冷却効果をより強めることができる。従って、被冷却装置からの熱を 直接ヒートパイプに取り込むことで、従来よりも一段と熱伝導性を向上し得る小型薄型 のヒートパイプを提供できる。よって、例えば発熱量が大きい 5GHzレベルの高速 CP U (Central Processing Unit)であっても、確実に冷却できる放熱効果の高い最適なヒ ートパイプを提供することができる。
[0031] というのは、一般のヒートパイプのように平坦面に被冷却装置の底面を接着すると、 そこに、熱抵抗の極めて大きな接着剤が介在し、この場合熱伝導率を高くすることが 難しい。従って、 CPUのように発熱量が大きぐより放熱効果の強いことが要求される 被冷却装置に必要とされる放熱性を充分に得るこができない場合が多い。
[0032] それに対して、本発明のヒートパイプにおいては、被冷却装置を配置すべき部分に 微細な突起を複数設け、これら複数の突起間の隙間に設けた接着剤を介して被冷 却装置をヒートパイプに固定できるので、その各突起部分と被冷却装置が直接接触 し、接着剤を最小化させて被冷却装置力もの熱をヒートパイプに伝えることができる。
[0033] また、上部材及び下部材の平面形状が矩形状であって、中央部に被冷却装置を 設け、辺に対して斜めの向きに各蒸気拡散流路を形成したり、或いは当該中央部か ら放射状に各蒸気拡散流路を形成したりすれば、中央部から隅角部への有効な放 熱が可能となり、ヒートパイプの隅角部を含む面積の略全体を放熱に寄与させること ができ、熱伝導効果をより高めることができる。
[0034] 本発明におけるヒートパイプによれば、下部材、中間板及び上部材の周辺部にお
V、てのみならず、被冷却装置配置部の周辺部乃至その近傍にお!、てもヒートプレス によって接合用突起を介して直接接合するようにしたことにより、冷媒の熱膨張によつ てヒートパイプが変形破損することを防止し、ヒートパイプの耐熱性、信頼性を高める ことができる。また、変形破損し難いことからヒートパイプの長寿命化を図ることができ る。
[0035] 本発明におけるヒートパイプの製造方法によれば、下部材、中間板及び上部材が 互いに直接接合されるべき周辺部、又は該周辺部及び被冷却装置配置部周辺部乃 至その近傍に形成された接合用突起にヒートプレスするので、接合用突起の形成位 置に熱、圧力が集中してこれ等接合用突起の形成位置にて直接接合することができ 、溶接剤や接着剤等を必要とすることなぐヒートパイプの一体ィ匕に不可欠な接合が できる。
[0036] 従って、溶接剤や接着剤等により不純物がヒートパイプ内に混入することがないの で、内部腐食による寿命低下を防止し得るヒートパイプを提供できる。更に、ヒートパ イブをより簡単且つ迅速に製造することができ、また銀ロウ等の高価な接着部材を用
V、ることがな 、ので、ヒートパイプの低価格化を図ることができる。
[0037] 本発明のヒートパイプ及びヒートパイプの製造方法によれば、各ヒートパイプの冷媒 注入用孔上に、可塑性金属を載置し、これら複数のヒートパイプに対して一度に可塑 性金属の加圧及び加熱をし、全ての可塑性金属を塑性流動させて一斉に冷媒封入 することができる。力べして従来の冷媒注入孔毎に個別にカシメ作業を行なう封止方 法に比較してヒートパイプの量産性を高めることができ、また量産性を高めることでヒ ートパイプの低価格ィ匕を図ることもできる。
[0038] また、この場合、可塑性金属で冷媒注入孔を封止する際に、ガス抜き溝を介して真 空脱気を行なうようにしたことにより、仮にヒートパイプ内を腐食させる有害成分が当 該内部空間内に存在していても、内部空間内の空気がガス抜き溝を通じて抜かれる ことから、当該空気と共に内部空間内から有害成分を確実に除去させることができ、 力べしてアウトガス濃度を減少させ、内部腐食による寿命低下を防止し得るヒートパイ プを提供できる。
[0039] さらに、冷媒注入孔の各々について、その上部を下部より大径にすれば、小径の下 部を完全に埋めた状態の可塑性金属の残余の部分が大径の上部内に納まり、ヒート パイプ外面力も突出しな 、ようにすることができる。
[0040] 従って、封止によりヒートパイプの外面の平坦性を損なう突起ができることを防止す ることがでさる。
[0041] また、封止後の前記封止空間が減圧下にあれば、冷媒の沸点が下がることから、被 冷却装置からの熱を奪う冷媒が常温より少し高い温度で、蒸気拡散流路による蒸気 拡散と、毛細管流路による冷媒帰還とによって当該冷媒が循環可能となり、放熱効果 を向上させることで、従来よりも一段と熱伝導性を向上し得る小型薄型のヒートパイプ を提供できる。
図面の簡単な説明
[0042] [図 1]実施例 1によるヒートパイプの上外面及び下外面の外観構成を示す斜視図であ る。
[図 2]A— A'断面における上部材、上側中間板、下側中間板及び下部材の外観構 成を示す斜視図である。
[図 3]A— A'断面において上部材、上側中間板、下側中間板及び下部材がー体ィ匕 しているときの一部正面断面構成及び B— B'断面構成を示す概略図である。
[図 4]Α—Α'断面における下部材の下外面の外観構成を示す斜視図である。
[051 (A)は上部材の下内面と、上側中間板及び下側中間板の上面構成と、下部材 の上内面との構成を示す概略図であり、（Β)は上側中間板、下側中間板及び下部材 を積層させたときの様子を示す概略図である。
[図 6]上側中間板の貫通孔と、下側中間板の貫通孔との配置の様子を示す概略図で ある。
[図 7]上側中間板、下側中間板及び下部材を積層させたときの詳細構成を示す概略 図である。 圆 8]実施例 1によるヒートパイプの製造方法の一例を、工程順に (A)〜(E)に沿って 示しており、 (A) , (B) , (D) , (E)は断面図を、また (C)は開口部分を上力も見た図 で示している。
圆 9]上部材における冷媒注入用孔及び空気排出用孔の構成を示す平面断面図で ある。
[図 10]ヒートパイプの封止空間内における冷媒の循環現象の原理を簡単に示す断面 図である。
[図 11]蒸気拡散流路及び毛細管流路を通る冷媒の循環現象の様子を示す詳細側 断面図である。
圆 12]実施例 2によるヒートパイプ内の蒸気拡散流路の様子を示す外観図である。
[図 13]ヒートパイプと、単なる銅板とについて行なった熱拡散性に関するシミュレーシ ヨン結果を示す概略図である。
圆 14]厚さが異なる銅板と、本願発明のヒートパイプとの熱拡散性に関する実験結果 の温度分布を示すグラフである。
[図 15]実施例 3によるヒートパイプの上部材、上側中間板、下側中間板及び下部材 の側断面構成を示す断面図である。
[図 16]下側中間板の外観構成と、側断面構成と、毛細管中央形成領域に形成された 中間板中央突起の外観構成とを示す概略図である。
圆 17]実施例 3の他の実施の形態による中間板の外観構成を示す概略図である。 圆 18]実施例 4によるヒートパイプの上外面及び下外面の外観構成を示す斜視図で ある。
[図 19]実施例 4によるヒートパイプの製造方法の一例（1)を示すもので、 (A)〜（C) は製造方法を工程順に示す断面図である。
[図 20]下部材における上内面の全体構成を示す概略図である。
[図 21]上部材における下内面の全体構成を示す概略図である。
[図 22]実施例 4によるヒートパイプの製造方法の一例（2)を示すもので、 (A)〜（C) は製造方法を工程順に示す断面図である。
[図 23]上部材に形成した冷媒注入用孔の正面構成及び側断面構成を示すもので、 ( A)は平面図、（B)は断面図である。
[図 24]他の実施の形態による冷媒注入用孔又は空気排出用孔の正面構成、側断面 構成及び封止部材による封止の様子（1)を示すもので、（A)は平面図、（B)及び (C )は断面図である。
[図 25]他の実施の形態による冷媒注入用孔又は空気排出用孔の正面構成、側断面 構成及び封止部材による封止の様子（2)を示すもので、（A)は平面図、（B)及び (C )は断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0043] 本発明のヒートパイプは、構成として、凹部を有する上部材と、凹部を有する下部材 との間に、蒸気拡散流路及び垂直方向（或いは垂直，平面両方向）の毛細管流路を 形成する一又は複数の中間板を介在させたものであり、その上部材、下部材及び中 間板の材料としては熱伝導性の高い銅が最適である。
[0044] 斯カるヒートパイプの被冷却装置、例えば IC (半導体集積装置)、 LSI (大規模集積 回路装置)又は CPU等を配置する被冷却装置配置部は、上部材と下部材の 、ずれ か一方、例えば下部材の外側（下側）の面の中央に設けられるが、 CPU等のように 放熱量の多い被冷却装置の場合には、その被冷却装置配置部に突起を一体に配 設するようにすると良い。
[0045] すなわち、突起のない空隙部分に接着剤を介在させる一方で、突起を被冷却装置 に直接接触させることで、被冷却装置を被冷却装置配置部の所望位置に取付け固 定しつつ、接着剤を経由することなく被冷却装置力もの熱を速やかにヒートパイプ側 に伝えることが可能になる。
[0046] ヒートパイプの外郭をなす上部材と下部材の平面形状が矩形状である場合、蒸気 拡散流路の向きは、ヒートパイプの長辺或いは短辺と平行であっても良いが、それよ りも斜めにする方が良い。というのは、長辺或いは短辺と平行にした場合には、ヒート パイプの中央部力 外側への放熱が有効に為し得な 、のに対して、斜めにした場合 には、隅角部への有効な放熱が為し得るからである。
[0047] 特に、ヒートパイプ中央部の被冷却装置から放射状に蒸気拡散流路を形成した場 合には、被冷却装置が配置されるヒートパイプ中央部力も 4隅の全隅角部を含む周り において全体的に万遍なく効率的に放熱できる。従って、熱伝導効果を高くすること ができ、ヒートパイプとして最適であるといえる。
[0048]
ここで、中間板が複数の場合において、各中間板の蒸気拡散流路用孔が重なり合 つた領域で、上部材及び下部材の凹部と連通した広領域となり、蒸気となった冷媒が 平面方向に流れる流路（以下、これを蒸気拡散流路と呼ぶ）が形成される。なお、中 間板が 1枚のときには、蒸気拡散流路用孔自体が蒸気拡散流路となる。
[0049] 蒸気拡散流路の形状は、帯状や台形状、或いは中央部力 周辺部に向けて幅寸 法が次第に広くなつたり、狭くなつてもよぐこの他種々の形状であってもよい。
[0050] 中間板が複数の場合において、重なり合った蒸気拡散流路用孔が完全に重なるよ うにしても良いし、蒸気拡散流路用孔が幅方向にずれるようにしても良い。尚、以後 の実施例の項に記載された実施例においては、中間板は蒸気拡散流路用孔が幅方 向にずれな!/、ように重ねられて 、る。
[0051] また、中間板が複数の場合において、これら複数の中間板を重ね合わせることによ り、重なり合った貫通孔で形成され、上部材及び下部材の凹部と連通し、冷媒が垂 直方向又は垂直 ·平面両方向に流れる流路（以下、これを毛細管流路と呼ぶ）が形 成される。なお、各中間板の貫通孔が異なるパターンで形成されている場合もあり、 各中間板の貫通孔が同一パターンで形成されている場合もある。また、中間板が 1枚 のときには、貫通孔自体が毛細管流路となる。
[0052] すなわち、各中間板の各貫通孔の位置、形状、大きさが完全に一致し、各中間板 の貫通孔の対応するもの同士でそれと同位置、同形状、同大の毛細管流路が構成 するように中間板を上部材 ·下部材間に設けるようにする態様があり得る。
[0053] この場合の貫通孔延いては毛細管流路の形状は、例えば矩形 (例えば正方形或 いは長方形)で、角にアール Rがついていてもよい。また、基本的には矩形ではある 力 その一部乃至全部の辺の面 (毛細管流路の内周面）が波状、皺状等、表面積が 広くなるようにしてもよい。というのは、毛細管流路の内周面の表面積が広いと冷却効 果が強くなるからである。また、毛細管流路の形状は、六角形でもよいし、円形でもよ いし、楕円でもよい。 [0054] しかし、平板状でなる上部材及び下部材の平面部と平行となる方向（以下、これを 平面方向と呼ぶ)から見た毛細管流路の断面積を、より小さく形成するには、複数の 中間板を、その貫通孔同士が完全に整合する位置よりも適宜にずれ、一部のみが重 なるようにすると、毛細管流路の実質的な断面積を、各中間板の貫通孔の平面方向 の断面積に比して小さくすることができる。
[0055] 具体的には、例えば中間板が 2枚の場合にあっては、当該 2枚の中間板の貫通孔 の大きさ、形状、配置ピッチを同じにしつつ、その配置位置をその配置ピッチの 2分 の 1だけ所定方向（例えば、横方向（後述する図 1 (A)の XI方向）にずらすと、毛細 管流路の実質的な断面積を、各中間板の貫通孔の断面積の約 2分の 1に小さくする ことがでさることがでさる。
[0056] 更に、 2枚の中間板の貫通孔の配置位置を上記一方向と交差する方向（例えば縦 方向（後述する図 1 (A)の Y1方向）にもずらすと、毛細管流路の実質的な断面積を、 各中間板の貫通孔の断面積の約 4分の 1に小さくすることができる。
[0057] なお、各中間板において貫通孔をずらして配置した場合には、冷媒が垂直方向の みならず或 、は垂直 ·平面両方向にも流れるような毛細管流路が形成されることにな る。
[0058] また、前記上部材および下部材の凹部は、下記の実施例中では突起柱により区切 られて格子状に形成されるが、それ以外の例えば網目などの形状パターンに形成し てもよい。それに対応して突起柱は、その横断面が正方形、円形、楕円形、多角形、 星形の柱状に形成される。上部材ゃ下部材単体の板厚は、 500〜2000 /ζ πιの範囲 内であり、凹部の深さ（すなわち、突起柱の高さ）は、 100〜1000 /ζ πιの範囲内である 。更に、中間板の板厚は、 50〜500 /ζ πιの範囲内である。
[0059] また、ヒートパイプの製造は、下部材、中間板及び上部材として、互いに直接接合 すべき部材の接合すべき部分同士の一方に接合用突起を設けたものを、各々互い に別々に製造し、位置合わせした上で積層し、ヒートプレスで直接接合して一体ィ匕す ることによって、ヒートパイプの製造上の冷媒封入以外の総てを済ませることができる
[0060] ここで直接接合とは、接合しょうとする第 1及び第 2の面部を密着させた状態で加圧 しつつ、熱処理を加えることで、第 1及び第 2の面部間に働く原子間力により原子同 士を強固に接合させることであり、これにより接着剤等を用いることなく第 1及び第 2の 面部を一体ィ匕し得るものである。
[0061] この場合の接合用突起は、例えば上部材ゃ中間板の周囲に額縁状に形成される。
その後、減圧下 (例えば真空中）において、ヒートパイプの一部（例えば上部材或い は下部材）につくつた二つの冷媒注入孔 (一つが冷媒注入用の孔、他が空気排出用 の孔となる）を通じて冷媒を所定量注入する。そして、冷媒注入孔 (一方が冷媒注入 用の孔、他方が空気排出用の孔)を可塑性金属で封止することによりヒートパイプが できあがる。
[0062] なお、上記ヒートプレスによる直接接合の条件として、そのプレス圧力は、 40〜150k gZcm2の範囲内であり、温度は 250〜400°Cの範囲内であることが好ましい。冷媒の 注入量は、例えば水の場合、貫通孔の総体積と同等相当とするのが好ましい。
[0063] 上記ヒートパイプでは、下部材、中間板及び上部材の周辺部及び被冷却装置配置 部の周辺部乃至その近傍に接合用突起が形成されており、これら下部材、中間板及 び上部材が、ヒートプレスによって接合用突起を介して直接接合がされている。これ より被冷却装置配置部の周辺部乃至その近傍においても直接接合して一体ィヒが図 られ、冷媒の熱膨張によってヒートパイプが変形破損することを防止し、ヒートパイプ の耐熱性、信頼性を高めることができる。また、変形破損し難いことからヒートパイプ の長寿命化を図ることができる。
[0064] すなわち、上記ヒートパイプでは、被冷却装置から発生する熱で冷媒の温度が上昇 し、当該冷媒の熱膨張により略中央部が外方へ膨らもうとする現象 (以下、これをポッ プコーン現象と呼ぶ）の発生を防止できる。被冷却装置配置部の周辺部乃至その近 傍に形成される接合用突起は、例えば少なくとも一つ以上あればよぐまたその形状 は角柱 (正方柱または直方柱などを含む）、円柱、楕円柱でもよい。
[0065] ところで、封止は次のような量産性の高い方法でも行なうことができる。
[0066] この場合、下部材、中間板及び上部材をヒートプレスで直接接合して一体ィ匕したヒ ートパイプ (この段階では未完成の状態）には、下部材と上部材のいずれか一方に、 例えば 2つの冷媒注入孔 (一方が冷媒注入用の孔、他方が空気排出用の孔となる） が設けられており（冷媒注入孔は必ずしも複数である必要はなぐ 1個でもよい）、大 気圧下で内部封止空間（この段階では封止されていない）内へ所定量の冷媒が注入 される。そして、その後各冷媒注入孔上に半田等の可塑性金属 (封止栓)を置く。
[0067] この状態のまま、低温 (0°C〜常温 (例えば 25°C程度) )下でガス抜き溝を通じて減 圧による真空脱気 (例えば気圧 0.5KPa)を、例えば 10分程度行ない、その後低温状 態のまま、数分間プレスによって封止部材を上から加圧（10〜80kgZcm2)して低温 加圧変形させる。このようにして低温真空加圧処理することにより冷媒注入孔を仮封 止する。このとき冷媒注入孔が可塑性金属で閉塞される。
[0068] 次に、低温真空加熱処理が終わると、例えば 10分間程度、高温（常温 (例えば 25°C 程度）〜180°C)下で真空度を例えば 0.5KPaとし、さらにプレスによって可塑性金属と しての可塑性金属を上力も加圧（30〜150kgZcm2)する。これにより可塑性金属が 塑性流動して高温加圧変形し、冷媒注入孔が可塑性金属でさらに強固に閉塞した 状態になる。
[0069] このようなヒートパイプの製造方法によれば、各ヒートパイプの冷媒注入孔上に可塑 性金属を載置し、これら複数のヒートパイプに対して一度に可塑性金属の加圧及び 加熱をし、全ての可塑性金属を塑性流動させて一斉に冷媒封入することができる。か くして従来の冷媒注入孔毎に個別にカシメ作業を行なう封止方法に比較して、一括 して、かつ平面上で行える分簡単にヒートパイプの封止を行なえるので、ヒートパイプ の量産性を高めることができる。また量産性を高めることでヒートパイプの低価格ィ匕を 図ることちでさる。
[0070] また、冷媒注入孔の配置は、一方 (例えば冷媒注入孔）が矩形状のヒートパイプの 一方の隅角部に、他方 (例えば空気排出用孔）がその隅角部の対角に位置するよう にすると、ヒートパイプ内部全体への冷媒の供給を円滑に行ないやすい。
[0071] また、封止後の封止空間が大気圧よりも低い減圧下にできるので、冷媒の沸点が 下がることから、被冷却装置力 の熱を奪う冷媒が常温よりも少し高い温度で蒸気化 して蒸気拡散流路に拡散し、ヒートパイプ全体で熱均一化を達成できる。この場合の 封止空間の圧力は、 0.3〜0.8KPaの範囲内であることが好ましい。
[0072] また、冷媒注入孔を、上部が下部より大径の形状にしてもよい。そうすると、小径の 下部を完全に埋めた状態の可塑性金属の残余の部分が大径の上部内に納まり、ヒ ートパイプ外面力も突出しな 、ようにすることができる。
[0073] 従って、封止によりヒートパイプの外面の平坦性を損なう突起ができることを防止す ることがでさる。
[0074] 尚、ヒートパイプの本体を成す上部材、中間板及び下部材は熱伝導性の良好な銅 、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレス等が好適であり、 また、冷媒は水（純水、蒸留水等）、エタノール、メタノール、アセトン等が好適である 実施例 1
[0075] 以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説明する。
[0076] 図 1 (A)及び (B)は実施例 1によるヒートパイプ 1の上外面及び下外面の外観構成 を示すものである。このヒートパイプ 1は、熱伝導性の高い銅等の高熱伝導材料で成 形された上部材 2及び下部材 3を備え、下部材 3の下外面 3aの中央部に設けられた 被冷却装置配置部 4に、例えば IC (半導体集積装置)や LSI (大規模集積回路装置 )、 CPU等の被冷却装置 13が装着され得る。
[0077] 上部材 2及び下部材 3は、平板状で平面部が例えば矩形状 (正方形状)からなり、 上外面 2aに凹凸がない分、携帯機器や小型機器内への実装の自由度を向上し得る ように構成されている。また、上部材 2及び下部材 3には、 4つの隅角部にそれぞれ 位置決め孔 5が穿設されており、これら位置決め孔 5に基づいて上部材 2及び下部 材 3が位置決めされ、この状態で重ね合わせられて直接接合されて ヽる。
[0078] ここで図 2は図 1の A— A'断面部分の上部材 2、上側中間板 7、下側中間板 8及び 下部材 3の外観構成を示すもので、このヒートパイプ 1の上部材 2及び下部材 3間に は、上側中間板 7及び下側中間板 8が位置決め孔 5に基づ 、て位置決めされて順に 積層されている。また、図 3 (A)は上部材、上側中間板、下側中間板及び下部材が 一体ィ匕しているときの一部正面断面構成を示し、図 3 (B)は図 3 (A)の B— B'断面を 示しており、図 3 (A)及び (B)に示すように、これら下側中間板 8及び上側中間板 7に よって蒸気拡散流路 10及び毛細管流路 11が形成されている。
[0079] ここでヒートパイプ 1の封止空間 12内には水でなる冷媒（図示せず）が減圧化で所 定量封入されており、この冷媒が被冷却装置 13からの熱により蒸気拡散流路 10及び 毛細管流路 11を循環し得るようになされて 、る。
[0080] 実際上、このヒートパイプ 1では、被冷却装置 13からの熱により冷媒が温められて蒸 発し、対角線上の隅角部間の方向と平行な平面方向（平板状でなる上部材 2及び下 部材 3の平面部と平行となる図 1中の XI方向と、当該平面部と平行で XI方向と直交 する Y1方向とからなる方向）に延びる複数の蒸気拡散流路 10を通じて蒸気が周辺 部側に拡散するとともに、周辺部側において放熱凝縮して液ィ匕した冷媒が毛細管現 象により垂直方向（XI方向及び Y1方向に直交する方向）の毛細管流路 11と、下部 材 3の上内面 3bに形成された所定の深さでなる格子状の凹部（以下、これを下部材 側格子状凹部と呼ぶ） 17とを通って中央部側に再び戻り、このような冷媒の循環現象 が連続的に繰り返し行なわれ得る。これによりヒートパイプ 1では、冷媒が蒸発する際 の潜熱によって被冷却装置 13力 熱を奪い、上部材 2全面と、被冷却装置配置部 4 以外の下部材 3と、蒸気拡散流路 10で放熱することで当該被冷却装置 13を効率良く 冷却し得るようになされて ヽる。
[0081] 因みに、下部材 3の下外面 3aの中央部に設けた被冷却装置配置部 4 (図 1 (B) )は 、被冷却装置 13の形状 (この場合、略正方形状）に合わせて形成され、図 1 (B)の A A'断面部分における下部材 3の構成を示す図 4に示すように、被冷却装置 13の外 郭に合わせて小面積でなる突起 14を複数有する。
[0082] この実施の形態の場合、突起 14は、角柱状からなり、四辺形でなる先端面が 50〜3 00 /z m角で、 15000 m角の被冷却装置配置部 4において等間隔（この場合、 500〜 1000 μ mピッチ）を空けて規則的に配置されて 、る。
[0083] 被冷却装置配置部 4には、突起 14のな 、空隙部分に、例えばエポキシ系榭脂ゃシ リコン系接着榭脂等の接着榭脂 14aが設けられており、当該接着榭脂 14aに被冷却装 置 13が接着されている。これにより、被冷却装置 13は、これら複数の突起 14の先端面 に対して、接着剤等を介在させることなく直接密着させて設けることができるようにな されている。
[0084] 図 5 (A)は、図 1の A— A'断面部分の上部材、上側中間板、下側中間板及び下部 材の上面構成を示すものであり、図 5 (B)は上側中間板、下側中間板及び下部材を 積層させたときの様子を示すものある。この図 5 (A)に示すように、下部材 3には、隅 角部に穿設された位置決め孔 5の周囲と、外郭となる周辺部 16とを除いて下部材側 格子状凹部 17が形成され、当該下部材側格子状凹部 17によって区切られた各領域 に、先端部を平面状とした突起柱 18がそれぞれ設けられている。なお、この実施の形 態においては、下部材 3の厚さが例えば 800 m程度力 なり、当該下部材 3の上内 面 3bに深さが例えば 200 μ m程度の下部材側格子状凹部 17が形成されて 、る。
[0085] また、上部材 2には、隅角部に穿設された位置決め孔 5の周囲と、外郭となる周辺 部 20とを除いて、下内面 2b全面に所定の深さでなる格子状の凹部（以下、これを上 部材側格子状凹部と呼ぶ) 21が形成され、当該上部材側格子状凹部 21によって区 切られた各領域に、先端部を平面状とした突起柱 22がそれぞれ設けられて 、る。
[0086] なお、この実施の形態の場合においては、上部材 2は下部材 3と同一形状及び同 一寸法からなり、厚さが例えば 800 m程度に選定されているとともに、当該上部材 2 の下面に深さが例えば 200 m程度の上部材側格子状凹部 21が形成され、当該下 内面 2bに先端部が平面状でなる四角柱状の突起柱 22が規則的に形成された構成を 有する。
[0087] 上側中間板 7及び下側中間板 8は、厚さが例えば 100 μ m程度の平板状であって、 銅等の高熱伝導材料力 なり、外郭の形状が上部材 2及び下部材 3と同一形状に形 成され、これにより周辺部 23, 24が上部材 2及び下部材 3の周辺部 16, 20と一致する ように構成されている。
[0088] 図 5 (A)に示すように、上側中間板 7には、下側中間板 8と共に蒸気拡散流路 10を 形成する第 1の蒸気拡散流路用孔 25a、第 2の蒸気拡散流路用孔 25b及び第 3の蒸 気拡散流路用孔 25cが厚みを貫通するように穿設されているとともに、これら第 1の蒸 気拡散流路用孔 25a、第 2の蒸気拡散流路用孔 25b及び第 3の蒸気拡散流路用孔 25 cと順次交互に毛細管形成領域 26が設けられ、図 5 (B)に示すように、下側中間板 8 と共に毛細管流路 11を形成する複数の貫通孔 27が当該毛細管形成領域 26に第 1の パターン (後述する)で穿設されて ヽる。
[0089] ここで第 1の蒸気拡散流路用孔 25a、第 2の蒸気拡散流路用孔 25b及び第 3の蒸気 拡散流路用孔 25cは、帯状に形成されており、第 1の蒸気拡散流路用孔 25aが対角線 上にある一対の隅角部間に延びるように形成され、この第 1の蒸気拡散流路用孔 25a の両側にそれぞれ所定間隔を空け、かつ平行に第 2の蒸気拡散流路用孔 25b及び 第 3の蒸気拡散流路用孔 25cが形成されている。
[0090] 毛細管形成領域 26では、格子状の仕切り壁 30を有し、この仕切り壁 30によって区切 られた各領域が貫通孔 27となっている。この貫通孔 27は、四辺状からなり、第 1のバタ ーンとして、所定間隔で規則的に配置されているとともに、各四辺が上側中間板 7の 外郭たる周辺部の四辺とそれぞれ平行となるように配置されている。因みに、この実 施の形態の場合、貫通孔 27の幅は例えば 280 m程度に選定されているとともに、仕 切り壁 30の幅は例えば 70 μ m程度に選定されている。
[0091] 一方、下側中間板 8は上側中間板 7と同様に形成されているが、毛細管形成領域 3 1に貫通孔 32が第 2のパターン (後述する）で形成されて!、る点で異なるものである。 すなわち、下側中間板 8には、上側中間板 7と共に蒸気拡散流路 10を形成する第 1 の蒸気拡散流路用孔 33a、第 2の蒸気拡散流路用孔 33b及び第 3の蒸気拡散流路用 孔 33cが厚みを貫通するように穿設されており、これら第 1の蒸気拡散流路用孔 33a、 第 2の蒸気拡散流路用孔 33b及び第 3の蒸気拡散流路用孔 33cと順次交互に設けた 各毛細管形成領域 31に、上側中間板 7と共に毛細管流路 11を形成する複数の貫通 孔 32が第 2のパターンで穿設されて 、る。
[0092] ここで第 1の蒸気拡散流路用孔 33a、第 2の蒸気拡散流路用孔 33b及び第 3の蒸気 拡散流路用孔 33cは、図 3 (A)及び (B)に示したように、上側中間板 7の第 1の蒸気 拡散流路用孔 25a、第 2の蒸気拡散流路用孔 25b及び第 3の蒸気拡散流路用孔 25cと 同一形状及び同一位置に形成され、当該上側中間板 7の第 1の蒸気拡散流路用孔 25a,第 2の蒸気拡散流路用孔 25b及び第 3の蒸気拡散流路用孔 25cとずれることなく 重なり合うようになされて 、る。
[0093] これにより上側中間板 7の第 1の蒸気拡散流路用孔 25a、第 2の蒸気拡散流路用孔 25b及び第 3の蒸気拡散流路用孔 25cと、下側中間板 8の第 1の蒸気拡散流路用孔 3 3a、第 2の蒸気拡散流路用孔 33b及び第 3の蒸気拡散流路用孔 33cとが重なり合った 領域では、上部材 2の上部材側格子状凹部 21から下部材 3の下部材側格子状凹部 1 7までが連通し広く連続した広領域となる蒸気拡散流路 10が形成され得る。 [0094] 図 5 (B)に示すように、これら蒸気拡散流路 10は、第 1の蒸気拡散流路用孔 33a、第 2の蒸気拡散流路用孔 33b及び第 3の蒸気拡散流路用孔 33cと同一形状の帯状から なり、対角線上にある一対の隅角部間の方向と平行に配置され得る。
[0095] 一方、毛細管形成領域 31には、格子状の仕切り壁 35が形成され、この仕切り壁 35 によって区切られた各領域が貫通孔 32 (図 5 (A) )となっている。この貫通孔 32は、四 辺状からなり、第 2のパターンとして、第 1のパターンと同様に所定間隔で規則的に配 置され、かつ各四辺が下側中間板 8の外郭たる周辺部 24の四辺とそれぞれ平行とな るように配置されているものの、上側中間板 7の貫通孔 27と所定距離だけずらして配 置されている。
[0096] 図 6は、上側中間板 7の貫通孔 27と、下側中間板 8の貫通孔 32との配置の様子を示 すものである。この実施の形態の場合、第 2のパターンとしては、下側中間板 8の貫 通孔 32の中心部 01が、上側中間板 7における貫通孔 27の一方の辺方向（X2方向） に辺の 2分の 1だけずれるとともに、上側中間板 7における貫通孔 27の X2方向と直交 する他方の辺方向（Y2方向）に辺の 2分の 1だけずれるように配置されている。
[0097] すなわち、下側中間板 8では、下側中間板 8の互いに隣接する 4つの貫通孔 32の 中央部分に当たる仕切り壁 35の交差部分 02を、上側中間板 7の貫通孔 27の中心部 03と一致するように配置し、これにより上側中間板 7における 1つの貫通孔 27の領域 内に、下側中間板 8の 4つの貫通孔 32を重なり合わせ、 4つの毛細管流路 11を形成 し得るようになされている。
[0098] ここで図 7は上側中間板 7、下側中間板 8及び下部材 3を積層させたときの詳細構 成を示すものである。この図 7に示すように、上側中間板 7及び下側中間板 8では、上 側中間板 7の各貫通孔 27毎にそれぞれ当該貫通孔 27の面積の略 4分の 1程度でな る毛細管流路 11を形成し得るようになされている。これにより、上側中間板 7及び下側 中間板 8では、上側中間板 7の貫通孔 27よりもはるかに小さぐかつ細かく区切られ表 面積の大き 、毛細管流路 11をより多く形成し得るようになされて ヽる。
[0099] 次にヒートパイプ 1の製造方法について以下説明する。図 8 (A)〜（C)はヒートパイ プ 1の製造方法の一例を示すもので、図 8 (A)に示したように、先ず下部材 3、下側 中間板 8、上側中間板 7及び上部材 2を用意した後、下から順に積層してゆく。 [0100] ここで図 9は上部材 2における冷媒注入用孔 37及び空気排出用孔 38の構成を示す 平面断面図であり、この図 9に示すように、上部材 2には、下内面 2bの周辺部 20の一 部に冷媒注入用孔 37及び空気排出用孔 38が開口されている。また、上部材 2には、 下内面 2bから突出した額縁状の接合用突起 40aが冷媒注入用孔 37及び空気排出用 孔 38を除 、て周辺部 20に形成されて 、る。これにより上部材 2は接合用突起 40aを介 して上側中間板 7と直接接合し得るようになされて ヽる。
[0101] また、上側中間板 7には、下面から突出した額縁状の接合用突起 40bが周辺部 23 に沿って形成され、接合用突起 40bを介して下側中間板 8が直接接合され得る。さら に、下側中間板 8には、下面力 突出した額縁状の接合用突起 40cが周辺部 24に沿 つて形成され、接合用突起 40cを介して下部材 3が直接接合され得る。
[0102] 因みに、この実施の形態の場合、接合用突起 40a, 40b, 40cは高さが例えば 35 μ m 程度に選定されているとともに、幅が例えば 50 m程度に選定されている。
[0103] また、下部材 3にも、上部材 2と同様に冷媒注入用孔 37及び空気排出用孔 38が開 口されている。そして下部材 3、下側中間板 8、上側中間板 7及び上部材 2は、位置 決め孔 5に基づいて位置決めされ、これにより外郭たる周辺部 16, 20, 23, 24を全て 一致させた最適な位置で重ね合わせられ積層され得る。
[0104] これにより、上部材 2及び下部材 3間では、上側中間板 7の第 1の蒸気拡散流路用 孔 25a、第 2の蒸気拡散流路用孔 25b及び第 3の蒸気拡散流路用孔 25cと、下側中間 板 8の第 1の蒸気拡散流路用孔 33a、第 2の蒸気拡散流路用孔 33b及び第 3の蒸気拡 散流路用孔 33cとが重なり合うことにより、一対の隅角部間の方向と平行にして周辺 部 16, 20に向けて延びる蒸気拡散流路 10が複数形成され得る（図 3 (A) )。
[0105] これと同時に上部材 2及び下部材 3間では、上側中間板 7の毛細管形成領域 26と、 下側中間板 8の毛細管形成領域 31とが重なり合うことにより、蒸気拡散流路 10を形成 した部分以外の部分に微細な毛細管流路 11が複数形成され得る。
[0106] 次 、で、下部材 3、下側中間板 8、上側中間板 7及び上部材 2を最適な位置で重ね 合わせられ積層させた状態のまま、これら下部材 3、下側中間板 8、上側中間板 7及 び上部材 2を、融点以下の温度で加熱しつつ、さらに加圧 (即ちヒートプレス (温度は 例えば 300°C、圧力は例えば lOOkgZcm2) )し、直接接合させる。 [0107] このようにして下部材 3、下側中間板 8、上側中間板 7及び上部材 2は、図 8 (B)に 示すように、接合用突起 40a, 40b, 40cによって周辺部 16, 20, 23, 24が直接接合され ることにより一体ィ匕し、冷媒注入用孔 37及び空気排出用孔 38を介してのみヒートパイ プ 1の内部空間 45と外部とが連通した状態になる。
[0108] 次いで、冷媒注入用孔 37及び空気排出用孔 38が上方に配置されるように、載置台
(図示せず)上にヒートパイプ 1を立てた後、大気圧下で当該冷媒注入用孔 37からヒ ートパイプ 1の内部空間 45内に液状の冷媒を所定量注入する。この際、ヒートパイプ 1の内部空間 45内の空気は、空気排出用孔 38から排気される。なお、冷媒の封入量 は、例えば水の場合、毛細管流路の総体積と同等相当とするのが好ましい。
[0109] その後、ヒートパイプ 1の内部空間 45内への冷媒の注入が済むと、図 8 (C)及び (D )に示すように、冷媒注入用孔 37及び空気排出用孔 38部分に球状体でなる封止部 材 39を載置する。この状態のまま、冷媒注入用孔 37及び空気排出用孔 38と、封止部 材 39との隙間を通じて、低温 (0°C〜常温 (例えば 25°C) )下で減圧による真空脱気 ( 例えば気圧 0.5KPa)を、例えば 10分程度行ない、その後低温状態のまま、数分間 プレス（図示せず）によって封止部材 39を上力も加圧（10〜80kgZcm2)して低温カロ 圧変形させる。このようにして低温真空加圧処理することにより冷媒注入用孔 37及び 空気排出用孔 38を仮封止する。このとき冷媒注入用孔 37及び空気排出用孔 38が封 止部材 39で閉塞される。
[0110] 因みに、真空脱気が行なわれる温度としては、 20°C程度の低温が好ましぐまた、 封止部材 39を低温加圧変形させる圧力としては、 60kgZcm2程度が好ま U、。
[0111] ここで、冷媒注入用孔 37及び空気排出用孔 38は、図 8 (C)に示したように、長手方 向が 600 m、短手方向が 400 mで形成された矩形状からなり、封止部材 39の断面 円形でなる載置部分 39aと角部付近との間に隙間が形成され得るようになされている 。これにより冷媒注入用孔 37及び空気排出用孔 38では、封止部材 39で封止される際 に隙間を介して内部空間 45のガス抜きを行なえ得るようになされて 、る。
[0112] 次に、低温真空加熱処理が終わると、例えば 10分間程度、高温（常温 (例えば 25°C )〜180°C)下で真空度を例えば 0.5KPaとし、さらにプレスによって封止部材 39を上 から加圧 (30〜150kgZcm2)する。これにより封止部材 39が塑性流動して高温加圧 変形し、図 8 (E)に示すように、封止部材 39が封止栓となって冷媒注入用孔 37及び 空気排出用孔 38をさらに強固に閉塞した状態になる。これにより内部空間 45が封止 空間 12となり冷媒が封入されたヒートパイプ 1が製造され得る。
[0113] 因みに、さらにプレスを行なう際の温度としては、 120°C程度の高温が好ましぐまた 、封止部材 39を高温加圧変形させる圧力としては、 lOOkgZcm2程度が好ましい。
[0114] ここで図 10 (A)は、ヒートパイプ 1における蒸気拡散流路 10の箇所での側断面構成 を示すものであって、被冷却装置 13力もの熱の伝わりを示した概略図であり、図 10 ( B)は、図 10 (A)と同様にヒートパイプ 1における蒸気拡散流路 10の箇所での側断面 構成を示すものであって、蒸気が拡散する様子を示した概略図である。
[0115] また、図 10 (C)は、ヒートパイプ 1における毛細管流路 11の箇所での側断面構成を 示すものであって、冷媒が毛細管流路 11を通って下部材側格子状凹部 17まで導か れる様子を示した概略図であり、図 10 (D)は、図 10 (C)と同様にヒートパイプ 1にお ける毛細管流路 11の箇所での側断面構成を示すものであって、冷媒が下部材側格 子状凹部 17を通って中央部まで導かれる様子を示した概略図である。
[0116] 以上の構成において、このヒートパイプ 1では、対角線上にある一対の隅角部間の 方向と平行にして周辺部 16, 20に延びる蒸気拡散流路 10を封止空間 12内に設けた ことにより、図 10 (A)に示すように、例えばプリント配線板 42に搭載された被冷却装 置 13からの熱を冷媒が吸熱し、これにより冷媒が温められて蒸発すると、抵抗のない 空間である蒸気拡散流路 10に蒸気が導かれ、図 10 (B)に示すように、蒸気が蒸気 拡散流路 10を通じて周辺部 16, 20側に拡散し、ヒートパイプ 1の周辺部 16, 20にて蒸 気が放熱して凝縮する。
[0117] また、このヒートパイプ 1では、蒸気拡散流路 10を形成した部分以外の部分に微細 な毛細管流路 11を複数形成したことにより、図 10 (C)に示すように、周辺部 16, 20側 や上部材 2、毛細管流路 11にお 、て放熱凝縮して液ィ匕した冷媒が毛細管現象により 毛細管流路 11を通って下部材側格子状凹部 17まで導かれ、図 10 (D)に示すように 、この下部材側格子状凹部 17を介して中央部側 (すなわち被冷却装置配置部 4側） に再び戻ることができる。このようにしてヒートパイプ 1では、図 10 (A)〜（D)に示す 冷媒の循環現象が連続的に繰り返し行なわれることによって、冷媒が蒸発する際の 潜熱により被冷却装置 13力 熱を奪い、放熱して被冷却装置 13を効率良く冷却でき る。
[0118] また、このヒートパイプ 1では、単に位置決め孔 5に基づいて上側中間板 7及び下側 中間板 8の周辺部を一致させるようにして重ね合わせるだけで、当該上側中間板 7に 穿設した貫通孔 27が、下側中間板 8に穿設した貫通孔 32と所定距離だけずれ一部 だけが重なり合うようにした。
[0119] これにより、このヒートパイプ 1では、上側中間板 7の貫通孔 27が下側中間板 8の仕 切り壁 35により複数に分割され、上側中間板 7や下側中間板 8への貫通孔 27, 32の 加工技術として微細化の限界よりもさらに微細な毛細管流路 11を容易に形成できる。
[0120] そして、このようなヒートパイプ 1では、毛細管流路 11を微細にできた分だけ、毛細 管現象による毛細管力を大きくできるので、当該毛細管力によって冷媒を下部材側 格子状凹部 17まで一段と確実に導くことができ、力べして一段と確実に冷媒の循環現 象を連続的に繰り返すことができる。また、ヒートパイプ 1では、上側中間板 7の貫通 孔 27及び下側中間板 8の貫通孔 32が細かく区切られた毛細管流路 11を形成すること により、当該毛細管流路 11の表面積も大きくでき、その結果毛細管流路 11に蒸気が 付着する量が増え、当該蒸気を放熱し易くできる。
[0121] ここで図 11はヒートパイプ 1における蒸気拡散流路 10及び毛細管流路 11が順次交 互に形成された箇所での側断面詳細構成を示すものである。この図 11に示すように 、このヒートパイプ 1では、上側中間板 7の貫通孔 27を下側中間板 8の貫通孔 32よりも 周辺部 16, 20側 (すなわち被冷却装置配置部 4から遠ざ力る方向）にずらすように配 置したことによって、垂直方向へ延びる毛細管流路 11だけでなぐ上部材 2から下部 材 3に向かう際に斜め周辺部 16, 20側へ傾いた毛細管流路 11をも形成できる。
[0122] これにより熱量が大きぐ蒸気が比較的多く発生する被冷却装置 13近傍付近では、 当該蒸気が蒸気拡散流路 10 (図中の矢印 alの方向）に導かれるだけでなぐ各毛細 管流路 11をも通じて中央部側力 周辺部 16, 20側へ向けて斜め上方に上昇するの で、毛細管流路 11を上昇する過程で周辺にも広がり、周辺部 16, 20側や上部材 2、 毛細管流路 11への熱拡散を一段と促進させることができ、力べして効率的に熱放熱を 行なわせることができる。 [0123] また、ヒートパイプ 1では、周辺部 16, 20や上部材 2、毛細管流路 11で放熱凝縮して 液化した冷媒が、毛細管力によって毛細管流路 11を通り下部材側格子状凹部 17へ 向けて垂直方向（図中の矢印 a2の方向）に下降し、さらに当該下部材側格子状凹部 17を介して効率良く冷媒を中央部側に戻すことができる。
[0124] さらに、ヒートパイプ 1では、周辺部 16, 20や上部材 2、毛細管流路 11で放熱凝縮し て液化した冷媒が、毛細管力によって周縁部 16, 20側や上部材 2、毛細管流路 11か ら中央部側へ向けて斜めに傾斜した方向（図中の矢印 a3の方向）の毛細管流路 11を 通り中央部側の下部材側格子状凹部 17へ向けて直接下降することもあり、これにより 冷媒を効率良く中央部側に戻すこともできる。
[0125] 因みに、周辺部 16, 20や上部材 2、毛細管流路 11で放熱凝縮して液ィヒした冷媒は 、主として毛細管流路 11を経由して下部材側格子状凹部 17へ導かれるが、蒸気拡散 流路 10においても一部が蒸気拡散流路 10を経由して下部材側格子状凹部 17へ導 力れこともある。力べしてヒートパイプ 1では、このような冷媒の循環現象が連続的に繰 り返し行われることにより、一段と有効に被冷却装置 13の放熱を行なうことができる。
[0126] これにカ卩えて、このヒートパイプ 1では、蒸気拡散流路 10と毛細管流路 11とが直接 連通しておらず、下部材側格子状凹部 17及び上部材側格子状凹部 21を介して間接 的に連通させるようにしたことにより、毛細管流路 11における毛細管力によって蒸気 拡散流路 10での蒸気の拡散が妨げられず、蒸気となった冷媒を周辺部 16, 20まで確 実に導くことができ、また蒸気拡散流路 10における蒸気の拡散によって毛細管流路 1 1での毛細管力が弱められることがないので、液体となった冷媒を毛細管流路 11によ り確実に下部材側格子状凹部 17に導くことができる。
[0127] これに加えてヒートパイプ 1では、被冷却装置配置部 4の突起 14間に形成された空 隙部分に接着剤としての接着榭脂 14aを介在させる一方で、突起を被冷却装置 13に 直接接触させることで、被冷却装置 13を被冷却装置配置部 4の所望位置に取付け固 定しつつ、接着榭脂 14aを経由することなぐ突起 14を介して被冷却装置 13からの熱 を速やかにヒートパイプ側に伝えることが可能になる。
[0128] また、広い面積を持った面同士を密着させると、その密着部分内部に微小とはいえ 空気が閉じこめられるという現象が生じ易い。従ってヒートパイプ 1の平面状でなる下 外面 3aに直接被冷却装置 13を装着すると、下外面 3aと被冷却装置 13との間に熱抵 抗の極めて大きな空気層が介在してしまう虞があり、この場合、熱効率が低下すると いう問題が生じる。
[0129] この実施の形態の場合、突起 14は、先端面が 50〜300m角で、 15000 μ m角の被冷 却装置配置部 4において 500〜1000 mピッチを空けて規則的に配置するようにした ことにより、広い面同士で被冷却装置 13を下部材 3に密着させることを回避し、これに より密着する面同士間に熱抵抗が極めて大きい空気層が形成し難くなり、確実に被 冷却装置 13の熱を下部材 3に伝え続けることができる。
[0130] なお、突起 14を形成する銅の熱伝導率は、 390WZm'Kであり、これに対して接着 榭脂 14aの熱伝導率は、 4〜6WZm'Kであり、また空気の熱伝導率は OWZm' に 近い。
[0131] また、このヒートパイプ 1では、対角線上にある一対の隅角部間の方向と平行に蒸 気拡散流路 10が複数形成され、これら蒸気拡散流路 10を通って蒸気が拡散すること から、当該周辺部 16, 20や上部材 2、毛細管流路 11、当該一対の隅角部付近も万遍 なく放熱に寄与させることができ、力べして効率的に放熱が行われ熱伝導効果を高く することができる。
[0132] さらに、このヒートパイプ 1では、接合用突起 40a, 40b, 40cによって下部材 3、下側 中間板 8、上側中間板 7及び上部材 2を直接接合して一体ィ匕するようにしたことにより 、下部材 3、下側中間板 8、上側中間板 7及び上部材 2を一体ィ匕する際に、溶接剤や 接着剤等を必要とすることないので、溶接剤や接着剤により不純物がヒートパイプ 1 内〖こ混入することとを回避できる。
実施例 2
[0133] 図 12は本発明に係る実施例 2のヒートパイプ 60を示し、被冷却装置配置部 4の中 心点から全ての蒸気拡散流路 61を放射状に形成した点以外は、上述した実施例 1と 異なることはない。
[0134] このようなヒートパイプ 60によれば、中央部から隅角部への有効な放熱が一段と可 能となり、ヒートパイプ 60の隅角部を含む面積の略全体を放熱に万遍なく効率的に放 熱に寄与させることができ、蒸気拡散流路によって蒸気拡散と、毛細管流路による冷 媒帰還とによって、中央部から隅角部へ当該冷媒の有効な循環が可能となり、力べし て熱伝導効果を一段と高めることができる。
[0135] ここで、このようなヒートパイプ 60と、銅製ヒートスプレッダとについて熱拡散性に関 するシミュレーションを行なったところ、以下の結果が得られた。具体的には、図 13 ( A)〖こ示すような、 40mm角の正方形でなり、かつ厚さが lmmの銅板 46と、図 13 (B) に示すような、当該銅板 46と同じ大きさ及び厚さでなる本願発明のヒートパイプ 60とを 用い、これら銅板 46及びヒートパイプ 60の下外面中央 15mm平方の領域（図示せず） を 444kWZm2で加熱したときの熱拡散性についてシミュレーションを行なった。
[0136] 図 13 (A)に示したように、銅板 46ではその中央部が 67°C程度の高い温度になった 。また、そのリング状の周りはそれより稍低い 52°C程度の温度になり、さらに、そのリン グ状の周りは 47〜27°C程度の温度になった。さらに、その最外周部は約 22°C程度の 温度になった。このように、銅板 46では、中央部と最外周部の温度差が非常に大きく なる。
[0137] これに対して、図 13 (B)に示すようなヒートパイプ 60では、全領域に渡って 47〜27 °C程度の温度になった。このように、このヒートパイプ 60では、温度分布が略均一であ り、 67°Cと!、うような高 、温度になる箇所が生じな 、。
[0138] すなわち、図 13 (A)及び (B)に示す温度分布から、ヒートパイプ 60の方が単なる銅 板 46の場合よりも放熱効果が極めて優れている。また、表面温度で比較した場合、本 発明に係るヒートパイプ 60の方が単なる銅板 46の場合よりも約 20倍の放熱効果が得 られる。
[0139] 次に、厚みが lmmの銅製ヒートスプレッダ (比較例 1)と、上部材 2の上面から下部 材 3の下面までの厚み力 l.2mmに形成したヒートパイプ 60との熱拡散性について実 験を行なった。なお、いずれのサンプルも、大きさが 40mm角のものを用い、被冷却 装置 13が設けられる中央部を 50°C、 45°C、 40°C及び 35°Cになるまでそれぞれ加熱し た。
[0140] すなわち、本実験では、中央部が同じ温度になるまで加熱したので、熱伝導性のよ い本願発明のヒートパイプ 60に与える熱量のほうが、比較例 1に比して大きいことにな る。 [0141] この実験の温度分布 (温度のばらつき）をグラフ化したものを図 14 (a)及び (b)に示 す。図 14 (a)が比較例 1を示し、図 14 (b)が本願発明によるヒートパイプ 60を示す。こ こで図 14 (a)及び (b)は、図 13 (A)に示すサンプルの横方向（平面方向のうち一つ の方向となる XI方向）についての温度分布である。また、図 14 (a)及び (b)に示すグ ラフの横軸は、中央が被冷却装置 13を設けた位置を示し、サンプルの XI方向の長さ を 1に規格ィ匕して示して 、る。
[0142] この場合、比較例 1のサンプルの中央部を 50°Cとしたときには、図 14 (a)に示すよう に、中央部力 離れた周辺部にまで熱が伝わり難ぐ当該中央部とその周辺部とで は大きな温度差があることが確認できた。
[0143] これに対してヒートパイプ 60では、図 14 (b)に示すように、中央部とその周辺部とで は温度差が小さいことが確認できた。すなわち、本願発明のヒートパイプ 60は、内部 で冷媒が循環することによって、隅角部を含んだ全領域を放熱に万遍なく寄与させ、 熱拡散効果が比較例 1に比して極めて高 、ことが分かる。
[0144] 次いで、比較例 1のサンプル及び本願発明のヒートパイプ 60の中央部をそれぞれ 4 5°C及び 40°Cとしたときにも、上述と同様に比較例 1では、当該中央部とその周辺部と では大きな温度差があることが確認でき、ヒートパイプ 60では、中央部とその周辺部と では温度差が小さ 、ことが確認できた。
[0145] さらに、比較例 1のサンプルの中央部を 35°Cとしたときは、図 14 (a)に示すように、 中央部から離れた周辺部にまで熱が伝わり難ぐ当該中央部とその周辺部とでは大 きな温度差があることが確認できた力 本願発明のヒートパイプ 60では、図 14 (b)に 示すように、中央部を 35°Cとしたときであっても、当該中央部とその周辺部とでは温度 差が比較例 1よりも小さいことが確認できた。すなわち、本願発明のヒートパイプ 60で は、中央部が 50°C以下でも熱拡散効果が極めて高いことが分かり、また中央部が常 温よりも少し高 、35°Cでも熱拡散効果が極めて高 、ことが分かる。
実施例 3
[0146] 上部材、上側中間板、下側中間板及び下部材の側断面構成を示す図 15において 、 70は実施例 3によるヒートパイプを示し、下部材 71、下側中間板 72、上側中間板 73 及び上部材 74が積層され、ヒートプレスによって周辺部 16, 20, 23, 24が直接接合さ れるとともに、被冷却装置配置部 4の領域部分でも直接接合され得る点で上述した 実施例 2と異なるものである。
[0147] 実際上、下部材 71には、被冷却装置配置部 4の角部付近と対向する位置に、受け 部 75が形成されている。この受け部 75は、下側中間板 72の下面から僅かに突出した 接合用の突起 (以下、これを中間板中央突起と呼ぶ) 76を受け、ヒートプレスによって 中間板中央突起 76が直接接合し得るようになされて ヽる。
[0148] 下側中間板 72には、図 16 (A)に示すように、被冷却装置配置部 4の領域に合わせ て正方形状の毛細管中央形成領域 77が設けられており、図 16 (A)の C— C'部分の 断面構成を示す図 16 (B)及び下側中間板 72の要部平面図である図 16 (C)のように 、この毛細管中央形成領域 77の 4隅の角部に中間板中央突起 76が設けられている。
[0149] この実施の形態の場合、中間板中央突起 76は、幅 W1が 50 m程度に選定されて いるとともに、高さ HIが 35 m程度に選定された微小な角柱状力 なり、その長手方 向が中央部に向けて配置されて 、る。
[0150] 因みに、この実施の形態の場合、下側中間板 72は、 8つの蒸気拡散流路用孔 78が 毛細管中央形成領域 77から放射状に延びるように穿設され、これら蒸気拡散流路用 孔 78間に貫通孔 79が第 2のパターンで穿設された毛細管形成領域 80を有する。なお 毛細管中央形成領域 77にも貫通孔 32が第 2のパターンで穿設されている。
[0151] また、下側中間板 72と一体ィ匕する上側中間板 73は、下側中間板 72と同様に形成さ れているが、毛細管形成領域 82及び毛細管中央形成領域 83に貫通孔 27が第 1のパ ターンで形成されている点で異なるものである。また、これに加えて上側中間板 73は 、受け部 75と対向する位置に下面力 僅かに突出した中間板中央突起 85を備えて おり、ヒートプレスにより当該中間板中央突起 85を介して下側中間板 72と直接接合す る。これにより上側中間板 73及び下側中間板 72は一体ィ匕し得るようになされて 、る。
[0152] さらに、上部材 74は、下部材 71の受け部 75と対向する位置に下内面力も僅かに突 出した接合用の突起 (以下、これを上側中央突起と呼ぶ) 86を備えており、ヒートプレ スにより当該上側中央突起 86を介して上側中間板 73と直接接合する。これにより上 部材 74及び上側中間板 73は一体ィ匕し得るようになされて ヽる。
[0153] このようにして冷媒封入前のヒートパイプ 70を製造し得、上述した実施例 2と同様に して内部空間に冷媒が封入され得る。
[0154] 以上の構成において、このヒートパイプ 70では、上述した実施例 2と同様の効果が 得られる他、被冷却装置配置部 4と対向する位置に中間板中央突起 76, 85及び上側 中央突起 86を設けたことにより、周辺部 16, 20, 23, 24のみならず、被冷却装置配置 部 4と対向する中央部分においても直接接合して一体化が図られ、被冷却装置配置 部 4と対向する中央部分に支柱構造を備えることで機械的強度を向上させることがで きる。
[0155] ところで、従来のヒートパイプ（図示せず)では、被冷却装置から発生する熱で冷媒 の温度が上昇すると、当該冷媒の熱膨張により略中央部が外方へ膨らもうとする現 象 (ポップコーン現象）が生じ、場合によっては上部材と下部材との接合が破壊され、 ヒートパイプが故障してしまう虞があると!/、う問題があった。
[0156] これに対して本願発明のヒートパイプ 70では、被冷却装置配置部 4に対向する中央 部分に支柱構造を設けて機械的強度を向上させたことにより、ポップコーン現象の発 生を防止できる。力べしてポップコーン現象によってヒートパイプ 70自身が破壊される ことを防止し、ヒートパイプ 70の信頼性を向上できるとともに、長寿命化を図ることがで きる。
[0157] 以上の構成によれば、下部材 71、下側中間板 72、上側中間板 73及び上部材 74が 互いに直接接合されるべき周辺部 16, 20, 23, 24のみならず、被冷却装置配置部 4 の周辺部に対応する部分に中間板中央突起 76, 85及び上側中央突起 86を設け、こ れら中間板中央突起 76, 85及び上側中央突起 86の形成位置でもヒートプレスによる 直接接合して一体化されているので、被冷却装置 13の発生する熱による膨張を防止 できるとともに、更には、その膨張によってヒートパイプ 70自身が破壊されることを防 止し、ヒートパイプ 70の信頼性の向上を図り、長寿命化を図ることができる。
[0158] なお、上述した実施の形態においては、被冷却装置配置部 4の周辺部にあたる毛 細管中央形成領域 77の 4隅角部に中間板中央突起 76を設けた場合について述べた 1S 本発明はこれに限らず、他の実施の形態による中間板 88の外観構成をあらわし た図 17に示すように、被冷却装置配置部 4の周辺部にあたる毛細管中央形成領域 7 7の 4隅角部に加えて、被冷却装置配置部 4の周辺部乃至その近傍に中間板中央近 傍突起 87, 89を設けても良い。
[0159] 具体的には、中間板 88において、毛細管中央形成領域 77の 4隅角部だけでなぐ 毛細管中央形成領域 77の中心部に中間板中央近傍突起 89を設けるとともに、放射 状に延びる毛細管形成領域 80のうち任意に選択した毛細管形成領域 80にも中間板 中央近傍突起 87を設けても良ぐ要はポップコーン現象による破損を防止できれば、 被冷却装置配置部 4の周辺部乃至その近傍箇所のうち任意の箇所に中間板中央突 起を設けても良い。
実施例 4
[0160] ヒートパイプの上外面の外観構成を示す図 18 (A)において、 90は本発明に係るヒ ートパイプを示し、このヒートパイプ 90は、冷媒の封入方法に特徴を有するものである 。ヒートパイプ 90は、上部材 91の上外面 91aに冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93 が穿接されており、例えば半田等の可塑性金属力 なる封止栓としての封止部材 94 を塑性流動させ当該冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93を封止した構成を有する
[0161] この実施の形態の場合、冷媒注入用孔 92は、対向する 1対の隅角部のうち一方の 隅角部近傍に設けられているとともに、空気排出用孔 93は、当該一方の隅角部と対 向する他方の隅角部近傍に設けられている。そしてこのヒートパイプ 90では、冷媒注 入用孔 92を介して封止空間に封入された冷媒により、ヒートパイプ 90の下外面の外 観構成を示す図 18 (B)に示すように、下部材 95の下外面 95aに設けた被冷却装置 13 を効率良く冷却し得るように構成されて ヽる。
[0162] このヒートパイプ 90は、当該ヒートパイプ 90の製造方法を順にあらわした図 19 (A)に 示すように、上部材 91及び下部材 95間に第 1の中間板 96、第 2の中間板 97、第 3の 中間板 98及び第 4の中間板 99が設けられおり、これら上部材 91、第 1の中間板 96、第 2の中間板 97、第 3の中間板 98、第 4の中間板 99及び下部材 95が積層され、ヒートプ レスによって互いに直接接合させて一体ィ匕され得る。
[0163] 実際上、第 1の中間板 96、第 2の中間板 97、第 3の中間板 98及び第 4の中間板 99は 、周辺部 100の上面にそれぞれ接合用突起 101を有するとともに、被冷却装置配置部 4に対応する位置に上面力 僅かに突出した複数の中間板中央突起 102を有し、ヒ ートプレスすることによってこれら接合用突起 101及び中間板中央突起 102を介して 直接接合して一体化し得る。
[0164] また、下部材 95には、その上内面の全体構成を示す図 20に示すように、下部材側 格子状凹部 17が形成されているとともに、上内面 95bにおける被冷却装置配置部 4に 対応した領域に正方形状でなる下側当接部 105が形成され、この下側当接部 105の 各角部に僅かに突出した長方形状の下側中央突起 106が設けられている。
[0165] 下側中央突起 106は、周辺部 16に沿って設けた接合用突起 107をとともに、ヒートプ レスによって第 4の中間板 99と直接接合して一体ィ匕し得るようになされて ヽる。
[0166] そして、下側当接部 105は、上部材 91、第 1の中間板 96、第 2の中間板 97、第 3の中 間板 98、第 4の中間板 99及び下部材 95を一体化させた際に、第 4の中間板 99と一体 ィ匕することにより、中間板中央突起 102及び上側当接部 110と共に中央部分で支柱構 造を形成し得るようになされて 、る。
[0167] 上部材 91には、その下内面の全体構成を示す図 21に示すように、上部材側格子 状凹部 21が形成されているとともに、下内面 91bにおける被冷却装置配置部 4に対応 した領域に上側当接部 110が形成されている。この上側当接部 110は、上部材 91、第 1の中間板 96、第 2の中間板 97、第 3の中間板 98、第 4の中間板 99及び下部材 95を 一体化させた際に、第 4の中間板 99と一体ィ匕することにより中央部分での支柱構造を 形成し得るようになされて ヽる。
[0168] 力べして、下部材 95、第 4の中間板 99、第 3の中間板 98、第 2の中間板 97、第 1の中 間板 96及び上部材 91は、下力 順次積層して位置決め孔 5を基に位置決めした後、 ヒートプレスされることにより、図 19 (B)に示すように、直接接合して一体ィ匕し得る。
[0169] その後、図 19 (C)に示すように、冷媒注入用孔 92力 冷媒デイスペンサ 111を用い てヒートパイプ 90内部空間 111に冷媒 M (例えば水）が大気圧下で所定量注入される 。この際、空気排出用孔 93は、冷媒供給時における空気の排出口となり、内部空間 1 11への冷媒 Mの注入をスムーズに行なわせ得るようになされている。なお、冷媒 Mの 封入量は、例えば水の場合、貫通孔の総体積と同等相当とするのが好ましい。
[0170] 次に、例えば球状体でなる封止部材 94を予め所定数用意しておき、ヒートパイプ 90 の別な製造方法を順にあらわした図 22 (A)に示すように、冷媒注入用孔 92及び空気 排出用孔 93上に封止部材 94を載置する。
[0171] ここで、冷媒注入孔としてのこれら冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93は、同一 形状からなり、冷媒注入用孔 92の正面構成をあらわした図 23 (A)と、冷媒注入用孔 9 2の側断面構成をあらわした図 23 (B)とに示すように、中央部が最も大きく開口され た円柱状の開口部 113を備え、この開口部 113の内周面に複数のガス抜き溝 114が設 けられている。
[0172] 因みに、この実施の形態の場合、ガス抜き溝 114は、開口部 113の直径よりも小さい 直径でなる半円状からなり、開口部 113の内周面に等間隔で 4つ配置された構成を 有する。
[0173] そしてこの状態のまま、低温 (0°C〜常温 (例えば 25°C) )下でガス抜き溝 114を通じ て減圧による真空脱気 (例えば気圧 0.5KPa)を、例えば 10分程度行ない、その後低 温状態のまま、数分間プレス 116によって封止部材 94を上力も加圧（10〜80kgZcm2 )して低温加圧変形させる。このようにして低温真空加圧処理することにより封止部材 94で冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93を仮封止する。このとき冷媒注入用孔 92 及び空気排出用孔 93が封止部材 94で閉塞される。
[0174] 因みに、真空脱気が行なわれる温度としては、 20°C程度の低温が好ましぐまた、 封止部材 94を低温加圧変形させる圧力としては、 60kgZcm2程度が好ま U、。
[0175] ここで、ガス抜き溝 114は、図 23 (B)に示したように、冷媒注入用孔 92及び空気排 出用孔 93上に球状体の封止部材 94を載置した状態でも、ヒートパイプ 90の内部空間 111と外部とを連通した状態を維持し得、これによりヒートパイプ 90の内部空間 111内 のガス抜きを行なえ得るようになされている。なお、図 22 (B)中の矢印は脱気 (ガス抜 き）の方向を示すものである。
[0176] また、このガス抜き溝 114は、冷媒注入用孔 92上に封止部材 94が置かれた状態のと きだけでなぐ当該冷媒注入用孔 92の封止がある程度進んだ状態のときであっても、 ヒートパイプ 90の内部空間 111と外部とを連通する状態を保ち、低温真空加熱処理後 の加圧及び加熱によって、封止部材 94により閉塞され得るように形成されて!ヽる。
[0177] 次に、低温真空加熱処理が終わると、例えば 10分間程度、高温（常温 (例えば 25°C )〜180°C)下で真空度を例えば 0.5KPaとし、さらにプレス 116によって封止部材 94を 上から加圧 (30〜150kgZcm2)する。これにより封止部材 94が塑性流動して高温カロ 圧変形し、図 22 (C)に示すように、冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93が封止部 材 94でさらに強固に閉塞した状態になる。
[0178] 因みに、さらにプレスを行なう際の温度としては、 120°C程度の高温が好ましぐまた 、封止部材 94を高温加圧変形させる圧力としては、 lOOkgZcm2程度が好ましい。
[0179] すなわち、封止部材 94は、主として加圧により塑性流動するとともに、補助的に (従 として)加熱により塑性流動し、ガス抜き溝 114を含め冷媒注入用孔 92及び空気排出 用孔 93を閉塞し得る。最後に冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93を封止部材 94で 閉塞し終えると、加温停止、真空引き停止及びプレス 116による加圧解除を行い、当 該加圧、加熱、真空引き処理を終え、図 22 (C)に示すように、球状体であった封止 部材 94は塑性流動により冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93の形となって実質的 に封止栓となり、ヒートパイプ 90の内部空間 111を封止して封止空間 112にする。
[0180] 以上の構成において、このヒートパイプ 90では、ガス抜き溝 114を備えた冷媒注入 用孔 92及び空気排出用孔 93を上部材 91の上外面 91aに設け、冷媒注入用孔 92から 冷媒 Mを注入した後、当該冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93上に球状体の封 止部材 94を載置し、内部空間 111を減圧させながらプレス 116によって封止部材 94を 加熱圧接させるようにした。これにより、このヒートパイプ 90では、封止部材 94が塑性 流動して冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93の形状に合わせて変形して実質的 に封止栓となり、内部空間 111を減圧させた状態で確実に封止することができる。
[0181] 本願発明のヒートパイプ 90の製造方法 (冷媒封入方法）によれば、真空下に複数の ヒートパイプ 90を並べ、各ヒートパイプ 90の冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93上 に封止部材 94を載置し、これら複数のヒートパイプ 90に対して一度にガス抜きや、封 止部材 94の加圧及び加熱をし、全ての封止部材 94を塑性流動させて一斉に冷媒封 入することができる。力べして従来の冷媒注入孔毎に個別にカシメ作業を行なう封止 方法に比較してヒートパイプ 90の量産性を高めることができ、また量産性を高めること でヒートパイプ 90の低価格ィ匕を図ることもできる。
[0182] また、このヒートパイプ 90では、球状体の封止部材 94が塑性流動して冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93の形状に合わせて変形して封止栓となることから、ヒートパイ プ 90の上外面 91aから封止部材 94が突出し難くなり、封止によりヒートパイプ 90の外面 の平坦性を損なうことを防止でき、力べして携帯機器や小型機器への実装の自由度 を向上させることができる。
[0183] さらに、このヒートパイプ 90では、冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93として開口 部 113の内周面を切り欠いたガス抜き溝 114を別途設けるようにした。これにより封止 栓となる封止部材 94が冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93上に載置された状態の ときや、封止部材 94が溶融し始めて封止を僅かに進行させた状態のときでも、ガス抜 き溝 114を通じてヒートパイプ 90の内部空間 111と外部とを連通させておくことができ、 力べして冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93が封止部材 94によって閉塞されず、ヒ ートパイプ 90の内部空間 111内からガス抜きを確実に行なうことができる。
[0184] また、ヒートパイプ 90では、封止部材 94で冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93を 封止する際に、ガス抜き溝 114を介して真空脱気を行なうようにしたことにより、仮にヒ 一トパイプ 90内を腐食させる有害成分が当該内部空間 111内に存在して 、ても、内 部空間 111内の空気がガス抜き溝 114を通じて抜かれることから、当該空気と共に内 部空間 111内から有害成分を確実に除去させることができる。従って、アウトガス濃度 を減少させ、内部腐食による寿命低下を防止し得るヒートパイプ 90を提供できる。
[0185] そして、このヒートパイプ 90では、可塑性金属からなる封止部材 94が塑性流動して 変形して封止栓となるので、封止部材 94によりガス抜き溝 114も確実に閉塞させること ができ、これにより冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93を完全に遮断した状態とし 、冷媒 Mが完全にヒートパイプ 90の内部空間 111に封入され、冷媒 Mの漏れがない 状態にすることができる。
[0186] このように、このヒートパイプ 90では、封止空間 112を減圧状態 (冷媒が水の場合、 例えば 0. 5KPa程度）としたことで、冷媒の沸点が下がり、例えば 50°C以下の常温よ りも少し高い温度 (例えば 30°C〜35°C程度)でも冷媒が蒸気になり易くなる。
[0187] これによりこのヒートパイプ 90では、被冷却装置 13からの僅かな熱でも冷媒 Mが蒸 発し、その蒸気が蒸気拡散流路 10を通じて周辺部 16, 20側に拡散するとともに、周 辺部 16, 20側において凝縮して液化した冷媒 Mが毛細管現象により毛細管流路 11 を通って中央部側に再び戻るような、冷媒 Mの循環現象を連続的に、かつ容易に繰 り返すことができる。
[0188] また、このヒートパイプ 90では、冷媒 Mが常温よりも少し高い温度で蒸気となり、冷 媒 Mの循環現象を連続的に繰り返し、熱の均一化を図ることによって、被冷却装置 1 3を効率良く冷却することができる。
[0189] さらに、本願発明のヒートシンク 90では、ヒートシンクを用いることなく従来のヒートパ イブと同様の冷却効果を得ることができ、力べしてヒートシンクを用いない分、ヒートパ イブ 90自体の部品点数を低減できる。
[0190] 因みに、このヒートパイプ 90では、上部材 91の上外面 91aにおいて、冷媒注入用孔 9 2を対向する 1対の隅角部のうち一方の隅角部近傍に設けるとともに、空気排出用孔 93を当該一方の隅角部と対向する他方の隅角部近傍に設けるようにしたことにより、 ヒートパイプ 90の内部空間 111全体への冷媒 Mの供給を円滑に行い易くできる。
[0191] なお、上述した実施例 4においては、円柱状の開口部 113の内周面に半円状のガ ス抜き溝 114を 4つ設けた形状でなる冷媒注入用孔 92及び空気排出用孔 93を適用し た場合について述べたが、本発明はこれに限らず、冷媒注入用孔 92又は空気排出 用孔 93の正面構成をあらわした図 24 (A)と、側断面構成をあらわした図 24 (B)とに 示すように、上端の径が大きぐ下に行くほど徐々に小さくなり、下端において径が最 小になる逆台形円錐状でなる冷媒注入用孔 120及び空気排出用孔 121を適用しても 良ぐこの場合であっても、封止部材 94による封止の様子をあらわした図 24 (C)に示 すように球状体の封止部材 94が塑性流動して冷媒注入用孔 120及び空気排出用孔 1 21の形状に合わせて変形して実質的に封止栓となり、内部空間 111を確実に封止す ることがでさる。
[0192] また、他の実施の形態による冷媒注入用孔及び空気排出用孔としては、別な冷媒 注入用孔 133又は空気排出用孔 134の正面構成をあらわした図 25 (A)と、側断面構 成をあらわした図 25 (B)とに示すように、大径の短円柱形状力 なる上部 130と、小 径の短円柱形状力もなる下部 131とを有し、上部 130及び下部 131が段部 132を介して 一体形成された冷媒注入用孔 133及び空気排出用孔 134を適用するようにしても良 い。
[0193] この場合においては、別な封止部材 94による封止の様子をあらわした図 25 (C)に 示すように、封止部材 94が塑性流動して下部 131を完全に埋めたとき、封止部材 94の 残余部分が大径の上部 130内に納まり、これにより封止部材 94力ヒートパイプ 90の上 外面 91aから突出することを防止できる。従って、封止部材 94により封止してもヒートパ ィプ 90の上外面 91aを平坦状に形成できる。
[0194] 尚、図 24 (A)及び（B)及び図 25 (A)及び（B)に示すいずれの例においても、図 2 3 (A)及び (B)に示す例におけると同様、ガス抜き溝 114を別途設けるても良ぐこの 場合、上述した効果と同様の効果を得ることができる。
[0195] また、上述した実施例 4にお 、ては、一又は複数の冷媒注入孔として、冷媒注入用 孔 37, 92及び空気排出用孔 38, 93を適用したが、本発明はこれに限らず、例えば冷 媒注入用孔 92と空気排出用孔 93とが一体成形された冷媒注入孔ゃ、冷媒注入用孔 92を 2つ設け、一方が冷媒注入用の孔として用い、他方を空気排出用の孔として用 いるようにしても良い。

Claims

請求の範囲
[1] 下面に凹部を有する平板状の上部材と、上面に凹部を有する平板状の下部材との 間に、前記上部材及び前記下部材の凹部と連通した平面方向の蒸気拡散流路を複 数形成する平板状の中間板を一又は複数介在させて、前記上部材及び前記下部材 間の封止空間内に前記蒸気拡散流路及び前記凹部を備え、かつ前記封止空間内 に冷媒を封入したヒートパイプであって、
前記中間板には、前記蒸気拡散流路を形成した部分以外の部分に、前記上部材 及び前記下部材の凹部に連通する垂直方向又は垂直，平面両方向の毛細管流路 が形成されている
ことを特徴とするヒートパイプ。
[2] 前記中間板は複数介在し、
前記中間板の各々には貫通孔が穿設されており、前記中間板を重ね合わせること により、前記貫通孔が各々一部のみが重なって、前記貫通孔の前記平面方向の断 面積よりも狭い毛細管流路を形成する
ことを特徴とする請求項 1記載のヒートパイプ。
[3] 前記上部材及び前記下部材のうち少なくとも一方の外面に、被冷却装置が装着さ れる複数の突起を一体に形成した
ことを特徴とする請求項 1記載のヒートパイプ。
[4] 前記上部材及び前記下部材のうち少なくとも一方の外面に、被冷却装置が装着さ れる複数の突起を一体に形成した
ことを特徴とする請求項 2記載のヒートパイプ。
[5] 前記上部材及び前記下部材の平面形状が矩形状であって、
中央部が被冷却装置配置部とされ、
前記蒸気拡散流路の各々が、辺に対して斜めの向きにされて 、る
ことを特徴とする請求項 1、 2、 3又は 4記載のヒートパイプ。
[6] 前記上部材及び前記下部材の平面形状が矩形状であって、
中央部が被冷却装置配置部とされ、
前記蒸気拡散流路の各々が、前記中央部の被冷却装置配置部から放射状に形成 されている
ことを特徴とする請求項 1、 2、 3又は 4記載のヒートパイプ。
[7] 前記下部材、前記中間板及び前記上部材の周辺部及び被冷却装置配置部の周 辺部乃至その近傍に接合用突起が形成されており、
前記下部材、前記中間板及び前記上部材が、ヒートプレスによって前記接合用突 起を介して直接接合される
ことを特徴とする請求項 3又は 4記載のヒートパイプ。
[8] 前記下部材、前記中間板及び前記上部材の周辺部及び被冷却装置配置部の周 辺部乃至その近傍に接合用突起が形成されており、
前記下部材、前記中間板及び前記上部材が、ヒートプレスによって前記接合用突 起を介して直接接合される
ことを特徴とする請求項 5記載のヒートパイプ。
[9] 前記下部材、前記中間板及び前記上部材の周辺部及び被冷却装置配置部の周 辺部乃至その近傍に接合用突起が形成されており、
前記下部材、前記中間板及び前記上部材が、ヒートプレスによって前記接合用突 起を介して直接接合される
ことを特徴とする請求項 6記載のヒートパイプ。
[10] 上面に凹部を有する平板状の下部材と、下面に凹部を有する平板状の上部材と、 前記上部材及び前記下部材間に設けられ、前記上部材及び前記下部材の凹部と連 通した平面方向の蒸気拡散流路を複数形成する一又は複数の平板状の中間板とを 積層し、
前記下部材、前記中間板及び前記上部材が互いに直接接合されるべき周辺部、 又は該周辺部及び被冷却装置配置部の周辺部乃至その近傍に形成された接合用 突起に、ヒートプレスし、
前記接合用突起の形成位置にて前記下部材、前記中間板及び前記上部材を直 接接合することにより一体化する
ことを特徴とするヒートパイプの製造方法。
[11] 下面に凹部を有する平板状の上部材と、上面に凹部を有する平板状の下部材との 間に、前記上部材及び前記下部材の凹部と連通した複数の蒸気拡散流路を形成す る一又は複数の平板状の中間板が介在し、前記上部材及び前記下部材の封止空 間に、前記蒸気拡散流路及び前記凹部が構成されるように積層し、
前記上部材又は前記下部材の一方に、前記封止空間と外部とが連通する一又は 複数の冷媒注入孔が形成され、
前記封止空間内に冷媒が封入され、
前記冷媒注入孔が可塑性金属からなる封止栓で閉塞されてなる
ことを特徴とするヒートパイプ。
[12] 前記冷媒注入孔の各々の内周面に、前記封止栓で前記冷媒注入孔の各々を完全 に閉塞する状態になるまでは外部と内部空間とを連通させる状態を保ち、その完全 に閉塞する状態になるとその封止栓で閉塞される一又は複数のガス抜き溝を形成し た
ことを特徴とする請求項 11記載のヒートパイプ。
[13] 前記冷媒注入孔の各々は上部が下部より大径にされ、
前記冷媒注入孔の各々を閉塞する前記封止栓の表面がその冷媒注入孔が形成さ れた部材の外面力 突出しな 、ようにした
ことを特徴とする請求項 11記載のヒートパイプ。
[14] 前記冷媒注入孔の各々は上部が下部より大径にされ、
前記冷媒注入孔の各々を閉塞する前記封止栓の表面がその冷媒注入孔が形成さ れた部材の外面力 突出しな 、ようにした
ことを特徴とする請求項 12記載のヒートパイプ
[15] 前記封止空間内が減圧下にあることを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4、 8、 9、 11、 12
、 13又は 14記載のヒートパイプ。
[16] 上面に凹部を有する平板状の下部材、下面に凹部を有する平板状の上部材、及 び前記上部材及び前記下部材の凹部と連通した平面方向の蒸気拡散流路を複数 形成する一又は複数の平板状の中間板を積層し、
前記下部材、前記中間板及び前記上部材が互いに直接接合されるべき周辺部、 又は該周辺部及び被冷却装置配置部の周辺部乃至その近傍に形成された接合用 突起に、ヒートプレスし、
前記接合用突起の形成位置にて前記下部材、前記中間板及び前記上部材直接 接合することにより一体化する工程と、
減圧下において前記下部材及び前記上部材のうち少なくとも一方に形成された冷 媒注入孔を通じて前記上部材及び前記下部材の封止空間内に冷媒を注入するェ 程と、
前記冷媒注入孔上の各々に封止栓となる可塑性金属体を配置し、加圧により前記 可塑性金属体を圧接して前記冷媒注入孔の各々を閉塞する封止栓とせしめる工程 と
を有することを特徴とするヒートパイプの製造方法。
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