JPH0646177U - ヒートパイプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発熱体との放熱に使用するヒートパイプにお
いて、この発熱体とヒートパイプをろう付けすることな
く極めて容易に密着し、かつ優れた放熱効果を維持す
る。 【構成】 円筒形のヒートパイプ20において、ヒートパ
イプ20の中心付近に受熱部23と、この両端に放熱部21が
あり、前記受熱部23と発熱体12との当接部分が平面状に
加工、密着され、前記ヒートパイプの放熱部21の少なく
とも一方に放熱用のフィン25が備えられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はヒートパイプ構造のヒートシンクに関し、特に発熱体との密着と放 熱部の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年の電子回路においては高速化、高密度化（高集積化）が常に求められてお り、これに従い大規模集積回路や半導体装置、特に演算処理装置ではより一層の 高速動作と高密度化が実現され、またこれら演算処理装置等を組み込む電子機器 製品では急速に小型化が進んでいる。

【０００３】 これに共い前記半導体装置に発生する熱を抑える、または効果的に放出するこ とが重要な課題となっている。この放熱手段（装置）では前記半導体装置等の発 熱部に熱伝導性の良い材料で形成されるヒートシンクを設けるか、或いは半導体 装置を強制空冷する小型のファン等が最もよく用いられている。

【０００４】 しかし上述の半導体装置はさらに高速化、高密度化が進んでおり、上記放熱装 置では充分な放熱効果が得られなくなってきている。また近年の電子機器の小型 化要求に伴い、放熱効果向上のためだけに余分なスペースを特定の場所に確保す ることは極めて困難である。

【０００５】 そこで、より効果的な放熱を行なう場合には上記放熱装置に代わり積極的な放 熱が行なえる後述のヒートパイプ構造のヒートシンク（以下単に「ヒートパイプ 」と呼ぶ）が普及しつつある。

【０００６】 周知の如く前記ヒートパイプとは、図３に示すように密閉した銅、アルミニウ ム等の熱伝導率の良い筒状または平面状容器22の内部長手方向（場合によっては 短手方向でも良い）に毛細管力の大きいウイック24を設け、前記容器22の内部に 作動流体と呼ばれる気体層と液体層に交互に変化し易い流体（例えば水、アルコ ール等）を作動液注入口26を通して適量注入させた後前記注入口26を密閉してい る。

【０００７】 この動作原理は、容器22の一端の蒸発部（受熱部）23に発熱があると、内部に 封入されている作動流体が蒸発し、発生した蒸気は前記蒸発部より低温の容器22 の他端の凝縮部（放熱部）21に移動し液体に変化し、この液体はウイック24の毛 細管力により受熱部に戻される。この蒸発潜熱により、大量の熱がわずかの温度 差しかない一端から他端に輸送される。

【０００８】 なお図３に示すヒートパイプでは、受熱部と放熱部は逆の位置に配置してもよ く、設置状態は放熱部を上にするほど熱伝導効率が良い。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

前述の図３に示すヒートパイプでは、図４に示すようにヒートパイプの受熱部 は半導体装置（発熱体）12に熱伝導性が極めて優れたろう付け材料4でろう付け できればこの断面が円形を保ち、蒸気の通路となる断面部を最大にでき、ヒート パイプの特性上最高の放熱効果が得られるが、前記手段では実用上において熱伝 導性に優れたろう付け材料4は非常に高価であり、ろう付け作業においてもこの 作業が確実に行なわなければ放熱効果は充分に発揮できず、製造工程において非 常に手間がかかる。

【００１０】 また前記ヒートパイプ20全体を平板状にすることも可能であるが、前述したよ うにヒートパイプ20は蒸気の通路となる断面部が大きい程、すなわち円形の方が よりよい放熱効果が得られる。従って平板状ヒートパイプ20では筒状のものに比 べ放熱効果が低下する。さらにヒートパイプの両端を平板状に加工することは加 工工数を多く要する等により非常に高価となる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】 上記課題を解決するため、本考案では半導体装置（発熱体）に銅、アルミニウ ム等熱伝導性の良い材質で形成される筒状のヒートパイプの受熱部を密着させる 。ここでこの受熱部がヒートパイプ長手方向の中心付近、若しくは短手方向の中 心付近に配置され、前記ヒートパイプの放熱部がこの両端に配置され、前記受熱 部は平面状で発熱体に密着している。

【００１２】 またヒートパイプの両端に配置されている放熱部の少なくとも一方にヒートパ イプと一体または別部品として放熱用のフィンを設ける。

【００１３】

【作用】

上記のように筒状のヒートパイプの中心付近に配置される、半導体装置（発熱 体）に密着する受熱部を平板状にすれば、高価なろう付け材料を使用しなくても 、半導体装置と受熱部の密着度がよくなり、これらの間で効率の良い熱伝達が可 能になる。

【００１４】 ヒートパイプの蒸気の通路と両端に設けられている放熱部は筒状であるので最 大の断面積が得られるために蒸気の凝縮が速やかに行なわれ、ヒートパイプの特 性を失うことなく最高の放熱効果が得られる。

【００１５】 またヒートパイプの両端に配置されている放熱部の少なくとも一方にヒートパ イプと一体または別部品として放熱用のフィンを設けるため放熱面積が増大し、 より大きなヒートパイプを利用する場合と同等の放熱効果が得られる。

【００１６】

【実施例】

本考案の実施例を示すヒートパイプの側面図を図１に、このヒートパイプの上 面図を図２に示す。図１と２において、筒状のヒートパイプ20の両端に放熱部21 -21が、この両端のいずれか一方に作動液注入口26が設けられ、これを介してヒ ートパイプ20内に作動液が注入され、この後前記注入口26が封入されている。ま た半導体装置12等発熱体が密着する受熱部23がこのヒートパイプ20の中心付近に 配置され、前記受熱部23は筒状のヒートパイプ20をつぶすことにより形成される 平板状で、前記半導体装置12との当接部分はシリコーングリス等で密着されてい る。

【００１７】 また図１と２に示すように、前記放熱部21-21に放熱用のフィン25-25を設ける が、この場合前記フィン25-25は放熱部21-21の少なくとも一方に設けるだけでも よく、さらに前記フィン25-25はヒートパイプ20と一体に、または別部品として これに取り付けてもよい。

【００１８】

【考案の効果】

上記構成のように、筒状のヒートパイプ20の中心付近に配置される、半導体装 置12に密着する受熱部23を平板状にすれば、図４に示すような高価なろう付け材 料4を使用しなくても、半導体装置12と受熱部23の密着度がよくなり、これらの 間で効率の良い熱伝達が可能になる。

【００１９】 またヒートパイプ20の受熱部23を平板状にし半導体装置12との当接部分をシリ コーングリス等で密着するため、前記ろう付けの作業が不要になり、半導体装置 12への取り付けが極めて容易になる。

【００２０】 さらに通常上記放熱用のフィン25の加工は、平板状よりも筒状のパイプに取り 付ける手段の方が平易かつ安価であり、本考案では前述の通りフィン25を設ける 放熱部21は筒状であり、従ってこの加工が平易かつ安価に行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 半導体装置に密着している本考案の実施例を
示すヒートパイプである。

【図２】 図１のヒートパイプをＡ−Ａ断面で矢印方向
に見た断面図である。

【図３】 ヒートパイプの断面図である。

【図４】 半導体装置にろう付けされている筒状のヒー
トパイプである。

【符号の説明】

図において同一符号は同一、または相当部分を示す。 １２ 半導体装置 ２０ ヒートパイプ ２１ 放熱部 ２３ 受熱部 ２５ フィン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形のヒートパイプ構造を備えるヒー
   トシンクにおいて、ヒートパイプの中心付近に受熱部
   と、この両端に放熱部があり、前記受熱部と発熱体との
   当接部分が平面状に加工、密着され、前記ヒートパイプ
   の放熱部の少なくとも一方に放熱用のフィンを備えてい
   るヒートパイプ。