JPH11294978A - 板型ヒートパイプとその実装構造 - Google Patents
板型ヒートパイプとその実装構造Info
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- JPH11294978A JPH11294978A JP9978298A JP9978298A JPH11294978A JP H11294978 A JPH11294978 A JP H11294978A JP 9978298 A JP9978298 A JP 9978298A JP 9978298 A JP9978298 A JP 9978298A JP H11294978 A JPH11294978 A JP H11294978A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】組み立てコストに優れる板型ヒートパイプを得
ること。 【解決手段】金属板材１０にバーリング加工等により一
体にノズル部２０を形成し、他の金属板材１１に金属板
材１０を接合して形成した空洞部を有する板型ヒートパ
イプ。
ること。 【解決手段】金属板材１０にバーリング加工等により一
体にノズル部２０を形成し、他の金属板材１１に金属板
材１０を接合して形成した空洞部を有する板型ヒートパ
イプ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子等の発
熱部品（被冷却部品）の冷却に好適な板型ヒートパイプ
に係る。
熱部品（被冷却部品）の冷却に好適な板型ヒートパイプ
に係る。
【０００２】
【従来の技術】パソコン等の各種機器や電力設備等の機
器に搭載されている半導体素子等の発熱部品の過熱を防
ぐ冷却技術として、冷却を要する電気・電子部品（以下
被冷却部品と称する）に板型のヒートパイプを取り付
け、その板型ヒートパイプを経由して熱を放散する方法
が有力視されている。
器に搭載されている半導体素子等の発熱部品の過熱を防
ぐ冷却技術として、冷却を要する電気・電子部品（以下
被冷却部品と称する）に板型のヒートパイプを取り付
け、その板型ヒートパイプを経由して熱を放散する方法
が有力視されている。
【０００３】図９は板型ヒートパイプを用いた被冷却部
品の冷却構造について説明する図である。基板４２に実
装された被冷却部品４３０〜４３２は板型ヒートパイプ
４０の一方の主面側に接続され、その板型ヒートパイプ
４０の他方の主面側にはヒートシンク４１が取り付けら
れている。図中の符号４４はリードである。被冷却部品
４３０〜４３２やヒートシンク４１と板型ヒートパイプ
４０との接続は、これらを直接接触させる他、伝熱グリ
ス等を介在させて接触させたり、或いは場合によっては
これらを半田付け等により接合することによってなされ
る。被冷却部品４３０〜４３２で発した熱の多くは、板
型ヒートパイプ４０に伝わり、更にヒートシンク４１を
介して放熱されるようになる。こうして被冷却部品４３
０〜４３２の冷却がなされる。
品の冷却構造について説明する図である。基板４２に実
装された被冷却部品４３０〜４３２は板型ヒートパイプ
４０の一方の主面側に接続され、その板型ヒートパイプ
４０の他方の主面側にはヒートシンク４１が取り付けら
れている。図中の符号４４はリードである。被冷却部品
４３０〜４３２やヒートシンク４１と板型ヒートパイプ
４０との接続は、これらを直接接触させる他、伝熱グリ
ス等を介在させて接触させたり、或いは場合によっては
これらを半田付け等により接合することによってなされ
る。被冷却部品４３０〜４３２で発した熱の多くは、板
型ヒートパイプ４０に伝わり、更にヒートシンク４１を
介して放熱されるようになる。こうして被冷却部品４３
０〜４３２の冷却がなされる。
【０００４】ここでヒートパイプについて簡単に説明し
ておく。ヒートパイプは内部に密封された空洞部を備え
ており、その空洞部に作動流体が収容されている。その
空洞部内は真空引きされており、作動流体の蒸発が起き
やすくなっている。作動流体としては水やアルコール、
代替フロン等が用いられる。
ておく。ヒートパイプは内部に密封された空洞部を備え
ており、その空洞部に作動流体が収容されている。その
空洞部内は真空引きされており、作動流体の蒸発が起き
やすくなっている。作動流体としては水やアルコール、
代替フロン等が用いられる。
【０００５】ヒートパイプの作動について簡単に記すと
次のようになる。即ち、ヒートパイプの吸熱側におい
て、ヒートパイプを構成する容器（コンテナ）の材質中
を熱伝導して伝わってきた熱により、作動流体が蒸発
し、その蒸気がヒートパイプの放熱側に移動する。放熱
側では、作動流体の蒸気は冷却され再び液相状態に戻
る。そして液相に戻った作動流体は再び吸熱側に移動
（還流）する。このような作動流体の相変態や移動によ
り、熱の移動がなされる。作動流体の還流は、重力作用
や毛細管作用によってなされる。重力式のヒートパイプ
の場合は、吸熱側を放熱側より下方に配置すればよい。
次のようになる。即ち、ヒートパイプの吸熱側におい
て、ヒートパイプを構成する容器（コンテナ）の材質中
を熱伝導して伝わってきた熱により、作動流体が蒸発
し、その蒸気がヒートパイプの放熱側に移動する。放熱
側では、作動流体の蒸気は冷却され再び液相状態に戻
る。そして液相に戻った作動流体は再び吸熱側に移動
（還流）する。このような作動流体の相変態や移動によ
り、熱の移動がなされる。作動流体の還流は、重力作用
や毛細管作用によってなされる。重力式のヒートパイプ
の場合は、吸熱側を放熱側より下方に配置すればよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】板型ヒートパイプは、
空洞部を有する板型の容器を用意し、その空洞部内に作
動流体（水や代替フロン等）を注入し、更に脱気して密
封することで製造される。作動流体を注入後は、その注
入口を経由して容器内を脱気し、更にその注入口を溶接
等により封止する。このような作業をより容易にするた
めに、作動流体の注入口は通常小さくし、更に突出させ
た形状にすることが多い。そこで従来は空洞部を有する
容器３０を用意し、その空洞部に繋がる穴３０１に別途
用意したノズル部３１を取り付けて注入口としたのであ
る（図７）。穴３０１のままの状態では、作動流体の注
入作業と、その後の封止作業がやりにくいが、ノズル部
３１を取り付けておけば、これらの作業が容易かつ確実
に行えるようになる。
空洞部を有する板型の容器を用意し、その空洞部内に作
動流体（水や代替フロン等）を注入し、更に脱気して密
封することで製造される。作動流体を注入後は、その注
入口を経由して容器内を脱気し、更にその注入口を溶接
等により封止する。このような作業をより容易にするた
めに、作動流体の注入口は通常小さくし、更に突出させ
た形状にすることが多い。そこで従来は空洞部を有する
容器３０を用意し、その空洞部に繋がる穴３０１に別途
用意したノズル部３１を取り付けて注入口としたのであ
る（図７）。穴３０１のままの状態では、作動流体の注
入作業と、その後の封止作業がやりにくいが、ノズル部
３１を取り付けておけば、これらの作業が容易かつ確実
に行えるようになる。
【０００７】しかしながら、図７に示すような方法で
は、ノズル部３１を別途用意する必要があるため部品数
が増えてしまうという問題がある。また、容器３０にノ
ズル部３１を溶接等により別途接合する必要があるの
で、板型ヒートパイプの製造工程が煩雑になってしまう
という問題もあった。
は、ノズル部３１を別途用意する必要があるため部品数
が増えてしまうという問題がある。また、容器３０にノ
ズル部３１を溶接等により別途接合する必要があるの
で、板型ヒートパイプの製造工程が煩雑になってしまう
という問題もあった。
【０００８】また図８に示すような方法も知られてい
る。板型ヒートパイプの組み立て工程において、２枚の
板材（金属上板３２と金属下板３３）を接合して組み立
てるが、その金属上板３２と金属下板３３の縁の部分に
湾曲突起部３４０、３４１をそれぞれ形成しておき、接
合後、その部分をノズル部とする方法である。
る。板型ヒートパイプの組み立て工程において、２枚の
板材（金属上板３２と金属下板３３）を接合して組み立
てるが、その金属上板３２と金属下板３３の縁の部分に
湾曲突起部３４０、３４１をそれぞれ形成しておき、接
合後、その部分をノズル部とする方法である。
【０００９】しかし図８に示すような方法も、湾曲突起
部３４０、３４１の近傍の接合が不十分になりやすいと
いう問題があった。接合が十分でないと、製造された板
型ヒートパイプとして必要な空洞部の気密性が不十分に
なってしまう。このため、湾曲突起部３４０、３４１の
近傍の接合作業を一層慎重に行う必要が生じ、その接合
作業が煩雑になっていた。このためそれが板型ヒートパ
イプの製造コストの上昇に繋がっていた。
部３４０、３４１の近傍の接合が不十分になりやすいと
いう問題があった。接合が十分でないと、製造された板
型ヒートパイプとして必要な空洞部の気密性が不十分に
なってしまう。このため、湾曲突起部３４０、３４１の
近傍の接合作業を一層慎重に行う必要が生じ、その接合
作業が煩雑になっていた。このためそれが板型ヒートパ
イプの製造コストの上昇に繋がっていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、製
造コストの面で優れる実用的な板型ヒートパイプを得る
べく努力した結果、以下の発明に至った。即ち、本発明
の板型ヒートパイプは、作動流体封入ノズル部が一体に
形成された金属板材と、他の金属箱体とが接合されるこ
とで形成された空洞部を有する、というものである。
造コストの面で優れる実用的な板型ヒートパイプを得る
べく努力した結果、以下の発明に至った。即ち、本発明
の板型ヒートパイプは、作動流体封入ノズル部が一体に
形成された金属板材と、他の金属箱体とが接合されるこ
とで形成された空洞部を有する、というものである。
【００１１】またその作動流体封入ノズル部は当該板材
ヒートパイプの主面側に備わっている場合を特に提案す
る。この場合、作動流体封入ノズル部の基部が前記主面
から凹んだ部分に備わっていると良い。またその作動流
体封入ノズル部の頂上部が前記主面より凹んだ位置にあ
ると特に良い。
ヒートパイプの主面側に備わっている場合を特に提案す
る。この場合、作動流体封入ノズル部の基部が前記主面
から凹んだ部分に備わっていると良い。またその作動流
体封入ノズル部の頂上部が前記主面より凹んだ位置にあ
ると特に良い。
【００１２】更に本発明の板型ヒートパイプとして、前
記作動流体封入ノズル部が備わる前記金属板材には、冷
却すべき被冷却部品と接続される吸熱部となる凸部が形
成されている場合もある。尚、前記作動流体封入ノズル
部の形成方法は特に限定されないが、例えば前記金属板
材に深絞り加工またはバーリング加工により設けること
ができる。
記作動流体封入ノズル部が備わる前記金属板材には、冷
却すべき被冷却部品と接続される吸熱部となる凸部が形
成されている場合もある。尚、前記作動流体封入ノズル
部の形成方法は特に限定されないが、例えば前記金属板
材に深絞り加工またはバーリング加工により設けること
ができる。
【００１３】更に本発明の板型ヒートパイプの実装構造
として、被冷却部品が実装された基板にその板型ヒート
パイプを相対して設け、基板と相対する板型ヒートパイ
プの主面と前記被冷却部品とを熱的に接続した実装構造
を提案する。
として、被冷却部品が実装された基板にその板型ヒート
パイプを相対して設け、基板と相対する板型ヒートパイ
プの主面と前記被冷却部品とを熱的に接続した実装構造
を提案する。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１を参照しながら本発明の板型
ヒートパイプについて説明する。図における上側の金属
板材１０と下側の金属板材１１とを接合することで内部
に空洞部を有するヒートパイプの容器を組み立てる。上
側の金属板材１０の外側の主面部には、バーリング加工
または深絞り加工を施して、ノズル部２０を一体に形成
しておく。ノズル部２０の部分の模式的な断面図を図２
に示しておく。
ヒートパイプについて説明する。図における上側の金属
板材１０と下側の金属板材１１とを接合することで内部
に空洞部を有するヒートパイプの容器を組み立てる。上
側の金属板材１０の外側の主面部には、バーリング加工
または深絞り加工を施して、ノズル部２０を一体に形成
しておく。ノズル部２０の部分の模式的な断面図を図２
に示しておく。
【００１５】さて金属板材１０と金属板材１１とを接合
して、ヒートパイプの容器を組み立てた後は、内部の空
洞部はノズル部２０のみが外部との連絡部となる。そこ
でその容器内を適宜洗浄等を施し、更に作動流体を所定
量注入してから、更に適宜脱気等を施した後、或いは脱
気しながらノズル部２０を封止する。ノズル部２０は突
起状になっているので、一旦潰してから溶接することで
容易に封止することができる。
して、ヒートパイプの容器を組み立てた後は、内部の空
洞部はノズル部２０のみが外部との連絡部となる。そこ
でその容器内を適宜洗浄等を施し、更に作動流体を所定
量注入してから、更に適宜脱気等を施した後、或いは脱
気しながらノズル部２０を封止する。ノズル部２０は突
起状になっているので、一旦潰してから溶接することで
容易に封止することができる。
【００１６】図３はノズル部が板型ヒートパイプの側面
に設けられた場合を示す説明図である。この場合でも、
ノズル部２１は金属板材１２にバーリング加工または深
絞り加工を施して形成する。尚、図１の例では金属板材
１０と金属板材１１はいずれも箱型形状であったが、こ
の図２の例では、上側の金属板材１２は箱型形状である
が、下側の金属板材１３は平らな形状である。この２枚
の金属板材１２、１３を接合することで内部に空洞部を
形成する。
に設けられた場合を示す説明図である。この場合でも、
ノズル部２１は金属板材１２にバーリング加工または深
絞り加工を施して形成する。尚、図１の例では金属板材
１０と金属板材１１はいずれも箱型形状であったが、こ
の図２の例では、上側の金属板材１２は箱型形状である
が、下側の金属板材１３は平らな形状である。この２枚
の金属板材１２、１３を接合することで内部に空洞部を
形成する。
【００１７】さて上述したように図１、２に示したノズ
ル部２０は、上側の金属板材１０の主面部に設けられて
いる。この例ではそのノズル部２０の基部は組み立てる
べき板型ヒートパイプの一方の主面と実質同等の高さに
位置することになる。この基部の高さは組み立てるべき
板型ヒートパイプの一方の主面に対し凹んだ位置にする
と良い。このことを図４、５を参照しながら説明する。
図４の例では、ノズル部２２の部分で金属板材１４を若
干凹ませて基部２２０とし、更にバーリング加工等によ
り突出させてノズル部２２としている。こうすること
で、図２に示すようなノズル部２０に比べ、組み立てた
板型ヒートパイプの主面に対するノズル部２２の頂上部
の高さを相対的に低くすることができる。図５の例で
は、ノズル部２３の頂上部の高さを金属板材１５と同等
にしている。そしてこの例の場合、ノズル部２３の周囲
を部分的に凹ませて基部２３０を形成し、更にノズル部
２３の頂上部に穴を開けることで容易にノズル部２３を
形成している。
ル部２０は、上側の金属板材１０の主面部に設けられて
いる。この例ではそのノズル部２０の基部は組み立てる
べき板型ヒートパイプの一方の主面と実質同等の高さに
位置することになる。この基部の高さは組み立てるべき
板型ヒートパイプの一方の主面に対し凹んだ位置にする
と良い。このことを図４、５を参照しながら説明する。
図４の例では、ノズル部２２の部分で金属板材１４を若
干凹ませて基部２２０とし、更にバーリング加工等によ
り突出させてノズル部２２としている。こうすること
で、図２に示すようなノズル部２０に比べ、組み立てた
板型ヒートパイプの主面に対するノズル部２２の頂上部
の高さを相対的に低くすることができる。図５の例で
は、ノズル部２３の頂上部の高さを金属板材１５と同等
にしている。そしてこの例の場合、ノズル部２３の周囲
を部分的に凹ませて基部２３０を形成し、更にノズル部
２３の頂上部に穴を開けることで容易にノズル部２３を
形成している。
【００１８】ところで板型ヒートパイプの形状は、例え
ば図９に示すように、一つの板型ヒートパイプ４０に複
数の被冷却部品４３０〜４３２を接続する場合もある
し、また、その複数の被冷却部品４３０〜４３２の基板
４２からの高さが一定でない場合もある。このような場
合、個々の被冷却部品４３０〜４３２の高さに対応した
凸部を板型ヒートパイプ４０に設けておくと便利であ
る。図６はそのような板型ヒートパイプを構成する容器
の一部を示す説明図である。図において金属板材１６の
上に図示しない他の金属板材を接合する工程その他を経
て板型ヒートパイプを組み立てるが、この金属板材１６
には予め凸部１６０〜１６２を形成しておき、その凸部
１６０〜１６２を被冷却部品と接続させる吸熱部とした
ものである。この凸部１６０〜１６２の高さやその大き
さは、当接させる被冷却部品の高さや広さに応じて適宜
決定する。尚、図６に示す例ではノズル部２４の高さを
もっとも低い高さの凸部である凸部１６０より若干低く
している。
ば図９に示すように、一つの板型ヒートパイプ４０に複
数の被冷却部品４３０〜４３２を接続する場合もある
し、また、その複数の被冷却部品４３０〜４３２の基板
４２からの高さが一定でない場合もある。このような場
合、個々の被冷却部品４３０〜４３２の高さに対応した
凸部を板型ヒートパイプ４０に設けておくと便利であ
る。図６はそのような板型ヒートパイプを構成する容器
の一部を示す説明図である。図において金属板材１６の
上に図示しない他の金属板材を接合する工程その他を経
て板型ヒートパイプを組み立てるが、この金属板材１６
には予め凸部１６０〜１６２を形成しておき、その凸部
１６０〜１６２を被冷却部品と接続させる吸熱部とした
ものである。この凸部１６０〜１６２の高さやその大き
さは、当接させる被冷却部品の高さや広さに応じて適宜
決定する。尚、図６に示す例ではノズル部２４の高さを
もっとも低い高さの凸部である凸部１６０より若干低く
している。
【００１９】以上、詳述した本発明の板型ヒートパイプ
は、その組み立て作業性や部品数の低減等において優れ
たものであって、従ってコスト面で優れる実用的な板型
ヒートパイプである。
は、その組み立て作業性や部品数の低減等において優れ
たものであって、従ってコスト面で優れる実用的な板型
ヒートパイプである。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明の板型ヒートパイプ
は、組み立てが容易で寸法精度にも優れたものである。
は、組み立てが容易で寸法精度にも優れたものである。
【図１】本発明に係わる板型ヒートパイプの組み立て状
況を説明する図である。
況を説明する図である。
【図２】本発明に係わる板型ヒートパイプの要部を説明
する図である。
する図である。
【図３】本発明に係わる板型ヒートパイプを構成する容
器を説明する図である。
器を説明する図である。
【図４】本発明に係わる板型ヒートパイプの要部を説明
する図である。
する図である。
【図５】本発明に係わる板型ヒートパイプの要部を説明
する図である。
する図である。
【図６】本発明に係わる板型ヒートパイプの要部を説明
する図である。
する図である。
【図７】従来の板型ヒートパイプの組み立て状況を説明
する図である。
する図である。
【図８】従来の板型ヒートパイプの組み立て状況を説明
する図である。
する図である。
【図９】板型ヒートパイプを用いた冷却構造を説明する
図である。
図である。
１０ 金属板材 １１ 金属板材 ２０ ノズル部 １２ 金属板材 １３ 金属板材 ２１ ノズル部 １４ 金属板材 ２２ ノズル部 ２２０ 基部 １５ 金属板材 ２３ ノズル部 ２３０ 基部 １６ 金属板材 ２４ ノズル部 １６０ 凸部 １６１ 凸部 １６２ 凸部 ３０ 容器 ３０１ 穴 ３１ ノズル部 ３２ 金属板材 ３３ 金属板材 ３４０ 湾曲突起部 ３４１ 湾曲突起部 ４０ 板型ヒートパイプ ４１ ヒートシンク ４２ 基板 ４３０ 被冷却部品 ４３１ 被冷却部品 ４３２ 被冷却部品 ４４ リード
Claims (7)
- 【請求項１】 作動流体封入ノズル部が一体に形成され
た金属板材と、他の金属板材とが接合されることで形成
された空洞部を有する板型ヒートパイプ。 - 【請求項２】 前記作動流体封入ノズル部は当該板材ヒ
ートパイプの主面側に備わっている、請求項１記載の板
型ヒートパイプ。 - 【請求項３】 前記作動流体封入ノズル部の基部が前記
主面から凹んだ部分に備わっている、請求項２記載の板
型ヒートパイプ。 - 【請求項４】 前記作動流体封入ノズル部の頂上部が前
記主面より凹んだ位置にある、請求項３記載の板型ヒー
トパイプ。 - 【請求項５】 前記作動流体封入ノズル部が備わる前記
金属板材には、吸熱部となる凸部が形成されている、請
求項１〜４のいずれかに記載の板型ヒートパイプ。 - 【請求項６】 前記作動流体封入ノズル部は前記金属板
材に深絞り加工またはバーリング加工により設けられた
ものである、請求項１〜５のいずれかに記載の板型ヒー
トパイプ。 - 【請求項７】 被冷却部品が実装された基板に請求項１
〜６のいずれかに記載の板型ヒートパイプが相対して設
けられ、当該基板と相対する前記板型ヒートパイプの主
面と前記被冷却部品とが熱的に接続されている、板型ヒ
ートパイプの実装構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9978298A JPH11294978A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 板型ヒートパイプとその実装構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9978298A JPH11294978A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 板型ヒートパイプとその実装構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11294978A true JPH11294978A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14256521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9978298A Pending JPH11294978A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 板型ヒートパイプとその実装構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11294978A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007093020A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-12 | Nakamura Mfg Co Ltd | 液冷熱交換器、および、その作動流体封止方法 |
| KR101880079B1 (ko) * | 2017-07-03 | 2018-08-17 | 한국기계연구원 | 티지피(tgp) 일체형 피씨비(pcb) 기판 및 이의 제조방법 |
| US20190186850A1 (en) * | 2017-12-14 | 2019-06-20 | Asia Vital Components Co., Ltd. | Protection structure for vapor chamber |
| JP2025026717A (ja) * | 2021-02-26 | 2025-02-21 | 京セラ株式会社 | 熱デバイス |
-
1998
- 1998-04-13 JP JP9978298A patent/JPH11294978A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007093020A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-12 | Nakamura Mfg Co Ltd | 液冷熱交換器、および、その作動流体封止方法 |
| KR101880079B1 (ko) * | 2017-07-03 | 2018-08-17 | 한국기계연구원 | 티지피(tgp) 일체형 피씨비(pcb) 기판 및 이의 제조방법 |
| US20190186850A1 (en) * | 2017-12-14 | 2019-06-20 | Asia Vital Components Co., Ltd. | Protection structure for vapor chamber |
| JP2025026717A (ja) * | 2021-02-26 | 2025-02-21 | 京セラ株式会社 | 熱デバイス |
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