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JP2004037074A - Plate type heat pipe and cooling structure using it - Google Patents

Plate type heat pipe and cooling structure using it Download PDF

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JP2004037074A
JP2004037074A JP2003282042A JP2003282042A JP2004037074A JP 2004037074 A JP2004037074 A JP 2004037074A JP 2003282042 A JP2003282042 A JP 2003282042A JP 2003282042 A JP2003282042 A JP 2003282042A JP 2004037074 A JP2004037074 A JP 2004037074A
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heat pipe
shaped
container
box
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JP2003282042A
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Japanese (ja)
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Tatsuhiko Ueki
植木 達彦
Masaaki Yamamoto
山本 雅章
Masashi Ikeda
池田 匡視
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0233Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular

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Abstract

【課題】部材数が少なく製造コストに優れる板型ヒートパイプを実現すること。
【解決手段】板型でその厚さ部分の1面または対向する2面だけが接合組み立てされてなる箱型コンテナを備えた板型ヒートパイプにおいて、前記コンテナには、冷却対象である部品を直接または間接に接触させる凸部が形成されており、前記コンテナによって形成される空洞部内の前記凸部に相当する部分には伝熱性の内部ブロックが配置されている、板型ヒートパイプ。
【選択図】図1
An object of the present invention is to realize a plate-type heat pipe having a small number of members and excellent in manufacturing cost.
A plate-type heat pipe provided with a box-shaped container having a plate-shaped member and one or two opposing surfaces of a thickness portion thereof are joined and assembled, wherein a component to be cooled is directly attached to the container. Alternatively, a plate-shaped heat pipe in which a convex portion to be indirectly contacted is formed, and a heat conductive internal block is arranged in a portion corresponding to the convex portion in a hollow portion formed by the container.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

 本発明は、半導体素子等の冷却が必要な部品の冷却に好適な板型のヒートパイプと、それを用いた冷却構造に関する。 {Circle over (1)} The present invention relates to a plate-shaped heat pipe suitable for cooling components that require cooling, such as a semiconductor element, and a cooling structure using the same.

 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が近年注目されている。冷却を要する電気・電子部品(以下被冷却部品と称する)を冷却する方法としては、例えば機器にファンを取り付け、機器筐体内の空気の温度を下げる方法や、被冷却部品に伝熱性に優れる均熱板を取り付け、その均熱板を経由して被冷却部品の熱を逃がす方法等が知られている。 In recent years, a cooling technique for preventing overheating of a heat-generating component such as a semiconductor element mounted on various devices such as a personal computer or a device such as a power facility has attracted attention in recent years. Examples of a method for cooling an electric / electronic component requiring cooling (hereinafter referred to as a component to be cooled) include a method in which a fan is attached to the device to lower the temperature of the air in the device housing, and a method in which the component to be cooled has excellent heat conductivity. There is known a method in which a hot plate is attached and heat of a component to be cooled is released via the soaking plate.

 被冷却部品に取り付ける均熱板として、例えば銅材やアルミ材、或いはカーボン材やちっ化アルミ等のセラミック材が適用されるが、近年は板型のヒートパイプを適用することが有力視されている。板型ヒートパイプは、板型の形状を有するヒートパイプで、平面型ヒートパイプとか平板型ヒートパイプ等と呼ばれることもある。 As a soaking plate to be attached to a component to be cooled, for example, a ceramic material such as a copper material, an aluminum material, or a carbon material or an aluminum nitride is applied. I have. The plate heat pipe is a heat pipe having a plate shape, and may be called a flat heat pipe or a flat heat pipe.

 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(作動液ともいう)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。 Here is a brief description of the heat pipe. The heat pipe has a cavity sealed inside, and a working fluid (also referred to as a working fluid) is contained in the cavity. The inside of the cavity is evacuated, and the working fluid is apt to evaporate. As the working fluid, water, alcohol, CFC alternative, or the like is used.

 ヒートパイプの作動について、一般的なパイプ状の場合を例に説明する。そのパイプ状のヒートパイプの一方端側を吸熱部とすると、その吸熱部において、外部から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、内部の作動流体が蒸発し、その蒸気がヒートパイプの他方端側である放熱部に移動する。放熱部では、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 The operation of the heat pipe will be described by taking an example of a general pipe shape. Assuming that one end side of the pipe-shaped heat pipe is a heat-absorbing section, the heat-absorbing section uses heat transmitted from the outside through the material of the container (container) constituting the heat pipe, thereby causing the internal working fluid to flow therethrough. Evaporates, and the vapor moves to a heat radiating portion on the other end side of the heat pipe. In the heat radiating section, the vapor of the working fluid is cooled and returns to the liquid state again. Then, the working fluid that has returned to the liquid phase moves (recirculates) to the heat absorbing side again. Heat is transferred by such phase transformation and movement of the working fluid.

 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、吸熱部を放熱部より下方に配置すればよい。毛細管作用によって作動流体を還流させる場合は、空洞部の内壁に溝を設けたり、空洞部内に金属メッシュ等のウィックを挿入しておく。 還 流 The working fluid is recirculated by gravity or capillary action. In the case of a gravity type heat pipe, the heat absorbing portion may be arranged below the heat radiating portion. When the working fluid is refluxed by the capillary action, a groove is provided on the inner wall of the cavity, or a wick such as a metal mesh is inserted into the cavity.

 上述した吸熱部には被冷却部品を接続させる。そして放熱部には例えば放熱用のフィンを取り付けておくとよい。このような構成により、被冷却部品の熱の多くがヒートパイプを経由してフィンから放散されるようになる。 (4) Connect the component to be cooled to the above-mentioned heat absorbing part. Then, for example, radiating fins may be attached to the radiating portion. With such a configuration, much of the heat of the component to be cooled is dissipated from the fins via the heat pipe.

 さて、板型ヒートパイプの場合、その形状から、被冷却部品と接続させやすい利点がある。つまり半導体素子等の被冷却部品を、その主面に接触させることで、ある程度広い面積で接触させることができるからである。尚、その接触は間に伝熱グリスや伝熱ゴム等の介在物を挟む場合もある。或いは場合によっては半田付け等により接合させる場合もある。また板型ヒートパイプの被冷却部品を接触させた面の反対面には放熱用のフィンやヒートシンク、またファン等を取り付けると良い。こうすればスペース効率にも優れた冷却構造が実現し得る。 By the way, in the case of a plate-type heat pipe, there is an advantage that it can be easily connected to a component to be cooled due to its shape. That is, it is possible to bring a part to be cooled, such as a semiconductor element, into contact with the principal surface thereof over a certain area. Incidentally, the contact may sandwich an intervening substance such as heat transfer grease or heat transfer rubber. Alternatively, in some cases, the bonding may be performed by soldering or the like. Further, a fin, a heat sink, a fan, or the like for radiating heat may be attached to the surface of the plate-shaped heat pipe opposite to the surface where the component to be cooled contacts. In this way, a cooling structure excellent in space efficiency can be realized.

 板型形状のヒートパイプは、通常の丸パイプ状のヒートパイプと比べてその製造コストが大きくなりやすい。丸パイプ状のヒートパイプは、押出加工等によって製造したパイプの両端部を溶接封止してコンテナを形成する場合が一般的である。 The manufacturing cost of a plate-shaped heat pipe is likely to be higher than that of a normal round pipe-shaped heat pipe. Generally, a round pipe-shaped heat pipe is formed by welding and sealing both ends of a pipe manufactured by extrusion or the like to form a container.

 板型ヒートパイプのコンテナについては、例えば2枚の板材を合わせて、その2枚の板材の間に空洞部を形成するように組み立てる方法が知られている。この場合、空洞部は2枚の板材の一方または両方を湾曲させておき、その湾曲部分が空洞部となるように組み立
てるか、或いは組み立て後の板型のコンテナの板厚部分の部材を接合して組み立てる場合もある。
特開平 9−200975号公報 特開平 6−101980号公報 特開平 8−121982号公報 特開昭60−106633号公報 特表平 2−502479号公報 特開昭52− 90852号公報 特開平10− 38484号公報 特開平 9−210582号公報 特開昭 9−  3571号公報 特願昭63− 47888号公報(実開平 1−157491号公報)のマイクロフィルム 特開平 9−303979号公報
For a plate-type heat pipe container, for example, a method is known in which two plate members are combined and assembled so as to form a cavity between the two plate members. In this case, one or both of the two plate members are curved in the hollow portion, and the curved portion is assembled so as to form a hollow portion, or a member of the plate thick portion of the plate type container after assembly is joined. Sometimes assembled.
JP-A-9-200975 JP-A-6-101980 JP-A-8-121982 JP-A-60-106633 Japanese Patent Publication No. 2-502479 JP-A-52-90852 JP-A-10-38484 JP-A-9-210572 Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-3571 Microfilm disclosed in Japanese Patent Application No. 63-47888 (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 1-157491). JP-A-9-303979

 しかし、2枚の板材を合わせてコンテナを組み立てる方法では、そのコンテナ内に密閉された空洞部を形成する必要から、板材の外周部分を確実に接合することが不可欠になる。この作業は、溶接やろう接等の通常の金属接合方法を適用すればよいが、全周にわたり確実な封止状態を実現するような接合作業は容易ではなく、このため製造される板型ヒートパイプの製造コスト増大の大きな原因の一つになっていた。
 本発明は、部品数の低減と組み立てコストの低減を可能にした板型ヒートパイプを提供することを目的とする。またその板型ヒートパイプを用いた冷却構造を提案する。
However, in the method of assembling a container by combining two plate members, it is necessary to form a closed cavity in the container, so it is essential to securely join the outer peripheral portions of the plate members. For this work, a normal metal joining method such as welding or brazing may be applied, but the joining work for achieving a reliable sealing state over the entire circumference is not easy, and therefore, the plate-shaped heat This was one of the major causes of the increase in pipe manufacturing costs.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a plate-type heat pipe capable of reducing the number of parts and the cost of assembly. We also propose a cooling structure using the plate-type heat pipe.

 本発明の板型ヒートパイプは、構成部品数を減らし、生産性等に優れる実用的なものである。またそれを用いた冷却構造は被冷却部品の効率的な冷却を可能にするものである。 The plate-type heat pipe of the present invention is a practical one that reduces the number of components and is excellent in productivity and the like. A cooling structure using the same enables efficient cooling of a component to be cooled.

 本請求項1発明の板型ヒートパイプは、板型でその厚さ部分の1面または対向する2面だけが接合組み立てされてなる箱型コンテナを備えた板型ヒートパイプにおいて、前記コンテナには、冷却対象である部品を直接または間接に接触させる凸部が形成されており、前記コンテナによって形成される空洞部内の前記凸部に相当する部分には伝熱性の内部ブロックが配置されているものである。そのコンテナ内の密閉された空洞部には作動流体が収容される。前記凸部は、前記コンテナに液圧バルジ加工によって成形すると良い。 The plate-type heat pipe according to the first aspect of the present invention is a plate-type heat pipe provided with a box-shaped container having a plate shape and one surface or only two opposing surfaces of a thickness portion thereof being joined and assembled. A convex portion for directly or indirectly contacting a component to be cooled is formed, and a heat conductive inner block is arranged in a portion corresponding to the convex portion in a cavity formed by the container. It is. A working fluid is contained in a closed cavity in the container. The convex portion may be formed in the container by hydraulic bulging.

 本請求項3発明の板型ヒートパイプは、板型でその厚さ部分の1面または対向する2面だけが接合組み立てされてなる箱型コンテナを備えた板型ヒートパイプにおいて、前記コンテナの外面には、冷却対象である部品を直接または間接に接触させる伝熱性の外部ブロックが取り付けられており、前記コンテナによって形成される空洞部内の、前記外部ブロックが取り付けられた部分には伝熱性の内部ブロックが配置されているものである。
 内部ブロックと外部ブロックを配置する場合、それらを一体となった1つの部材で構成しても良い。
The plate-type heat pipe according to the third aspect of the present invention is a plate-type heat pipe provided with a box-type container having a plate-type shape and one surface or only two opposing surfaces of a thickness portion thereof being joined and assembled. Is provided with a heat-conductive external block for directly or indirectly contacting a component to be cooled, and a heat-conductive internal block is provided at a portion of the cavity formed by the container where the external block is mounted. This is where the blocks are located.
When arranging the inner block and the outer block, they may be constituted by one integrated member.

 本請求項5発明の板型ヒートパイプは、前記箱型コンテナが、深絞り加工または後方押出加工によって成形された板型でその厚さ部分の1面だけが開口部となった板型部材と、蓋部材とを接合組み立てられてなる、板型でその厚さ部分の1面だけが接合組み立てされてなる箱型コンテナを備えたものである。 The plate-type heat pipe according to the fifth aspect of the present invention is the plate-type heat pipe, wherein the box-shaped container is a plate-shaped member formed by deep drawing or backward extrusion, and only one surface of a thickness portion thereof has an opening. , And a box-shaped container formed by joining and assembling a lid member, and a plate-shaped container having only one surface of a thickness portion joined and assembled.

 本請求項6発明の板型ヒートパイプは、前記箱型コンテナが、筒状体の両端部が接合封止されることで形成された、板型でその厚さ部分の対向する2面だけが接合組み立てされてなる箱型コンテナを備えた請求項1〜4のいずれかに記載の板型ヒートパイプである。 In the plate-type heat pipe according to the sixth aspect of the present invention, the box-shaped container is formed by joining and sealing both ends of a cylindrical body. The plate-shaped heat pipe according to any one of claims 1 to 4, further comprising a box-shaped container that is joined and assembled.

 本請求項7発明の板型ヒートパイプは、請求項6発明において、箱型コンテナが、前記筒状体の両端部が潰されて塞がれたものである。 According to the plate-type heat pipe of the seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect of the present invention, the box-shaped container has both ends of the tubular body crushed and closed.

 請求項8発明の板型ヒートパイプは、前記箱型コンテナの空洞部内にウイック部材が備わっている、請求項1〜7のいずれかに記載の板型ヒートパイプである。 The plate type heat pipe according to claim 8 is the plate type heat pipe according to any one of claims 1 to 7, wherein a wick member is provided in a hollow portion of the box type container.

 請求項9発明は、請求項1〜8のいずれかに記載の板型ヒートパイプの一方の主面側には冷却対象である被冷却部品が熱的に接続され、他方面側にはフィンその他のヒートシンク部材が取り付けられている冷却構造である。 According to a ninth aspect of the present invention, a component to be cooled is thermally connected to one main surface of the plate-type heat pipe according to any one of the first to eighth aspects, and a fin or the like is provided on the other surface. Is a cooling structure to which the heat sink member is attached.

 請求項10発明は、請求項1〜8のいずれかに記載の板型ヒートパイプの一方の主面側には冷却対象である被冷却部品が熱的に接続され、他方面側にはフィンその他のヒートシンク部材とファンが取り付けられている冷却構造である。 According to a tenth aspect of the present invention, a cooled component to be cooled is thermally connected to one main surface side of the plate-type heat pipe according to any one of the first to eighth aspects, and a fin or the like is provided on the other surface side. Is a cooling structure to which the heat sink member and the fan are attached.

 図1は本発明の板型ヒートパイプを構成する部材(箱型部材(箱型コンテナ))を示す説明図である。その(ア)の箱型部材10は、金属シートを深絞り加工等によって成形した継ぎ目無しの部材である。この箱型部材10は、その板厚部分の1面だけが開口部100となっている。 FIG. 1 is an explanatory view showing members (box-shaped members (box-shaped containers)) constituting the plate-type heat pipe of the present invention. The (a) box-shaped member 10 is a seamless member formed by forming a metal sheet by deep drawing or the like. The box-shaped member 10 has an opening 100 only on one surface of the plate thickness portion.

 その開口部100に図1(イ)に示すように、蓋部材20を接合し、内部に空洞部を有する箱型コンテナが形成される。その空洞部内は適宜真空脱気等を施して、更に適量の作動流体(水や代替フロン、アルコール等)を収容し、その空洞部を密閉封止して板型ヒートパイプ40が製造される。 (1) As shown in FIG. 1 (A), the lid member 20 is joined to the opening 100 to form a box-shaped container having a cavity therein. The inside of the cavity is appropriately subjected to vacuum degassing or the like, and further contains an appropriate amount of a working fluid (water, alternative Freon, alcohol, or the like), and the cavity is hermetically sealed to manufacture the plate-type heat pipe 40.

 図1(イ)の注液脱気ノズル30は、上述した空洞部内の真空脱気と作動流体の封入作業を容易ならしめるために設けたもので必須の部材ではない。この例の場合、蓋部材20にパイプ状の注液脱気ノズル30を接合して形成している。或いは蓋部材20を一部成形して形成しても良い。 (1) The injection / deaeration nozzle 30 shown in FIG. 1 (a) is provided for facilitating the above-described vacuum deaeration in the cavity and the work of enclosing the working fluid, and is not an essential member. In the case of this example, a pipe-shaped liquid injection and deaeration nozzle 30 is joined to the lid member 20. Alternatively, the cover member 20 may be partially formed and formed.

 この注液脱気ノズル30は、作動流体を空洞部内に注入後、溶接等により封止するものであるが、このように小型でノズル状の注液脱気ノズル30を用いることにより、作動流体を注入後、外気の混入をできるだけ防ぎつつ封止する作業が非常に容易になる利点がある。尚、注液脱気ノズル30の形状は、図示する例では簡明を期する意味でパイプ状に突起した部材としたが、この形状は任意である。作動流体の注入作業や脱気作業、更にその後の封止作業等を考慮して決めれば良いことである。 The injection and deaeration nozzle 30 is for injecting the working fluid into the hollow portion and then sealing it by welding or the like. By using such a small and nozzle-shaped injection and deaeration nozzle 30, the working fluid is removed. Has the advantage that the sealing operation is very easy while preventing the outside air from being mixed as much as possible. Although the shape of the liquid injection deaeration nozzle 30 is a pipe-shaped member for the sake of simplicity in the illustrated example, the shape is arbitrary. The operation may be determined in consideration of a working fluid injection operation, a deaeration operation, and a subsequent sealing operation.

 図2は、図1(ア)の箱型部材10と同様の箱型部材11の開口部を潰して、更に溶接することで内部に密閉された空洞部を形成した場合の板型ヒートパイプ41を示す説明図である。図中の符号110は潰し部、符号111は溶接部である。この例の場合、図1(イ)に示した如くの蓋部材20を要しないので部品点数が減らせる利点がある。部品点数が少なくなれば、製造コストの低減に寄与する。尚、この例の場合、注液脱気ノズルは設けていない。箱型コンテナ11の開口部を直接封止している。 FIG. 2 shows a plate-shaped heat pipe 41 in a case where the opening of a box-shaped member 11 similar to the box-shaped member 10 in FIG. 1A is crushed and further welded to form a hermetically sealed cavity. FIG. Reference numeral 110 in the figure is a crushed portion, and reference numeral 111 is a welded portion. In the case of this example, there is an advantage that the number of parts can be reduced because the lid member 20 as shown in FIG. Reducing the number of parts contributes to a reduction in manufacturing costs. In this case, a liquid injection deaeration nozzle is not provided. The opening of the box-shaped container 11 is directly sealed.

 図3は図2の板型ヒートパイプ41と同様、箱型部材12の開口部を封止して空洞部を形成した例であるが(図中の符号120は溶接部を示す)、この例の場合、箱型部材12に注液脱気ノズル31を設けている。注液脱気ノズル31の取り付け位置は特に限定されない。通常、板型ヒートパイプ42の主面側には冷却対象である半導体素子等の被冷却部品を接触させたり、或いは放熱用のフィンやヒートシンクブロックを取り付けたりするため、邪魔になりにくい、板厚部分の面に注液脱気ノズル31を設けることが望ましい。 FIG. 3 shows an example in which a cavity is formed by sealing the opening of the box-shaped member 12 as in the case of the plate-type heat pipe 41 in FIG. 2 (the reference numeral 120 in the figure denotes a welded portion). In the case of (1), a liquid injection deaeration nozzle 31 is provided in the box-shaped member 12. The mounting position of the liquid injection deaeration nozzle 31 is not particularly limited. Normally, the main surface side of the plate-shaped heat pipe 42 is brought into contact with a component to be cooled such as a semiconductor element to be cooled, or a radiating fin or a heat sink block is attached. It is desirable to provide a liquid injection and deaeration nozzle 31 on the surface of the portion.

 ところで上述した箱型部材10〜12は、ほぼ直方体の形状を有する箱状の部材であるが、これらは金属シートに深絞り加工やしごき加工等を施して形成すれば良い。 The box-shaped members 10 to 12 described above are box-shaped members having a substantially rectangular parallelepiped shape, and may be formed by subjecting a metal sheet to deep drawing or ironing.

 尚、箱型部材10〜12は何れも直方体形状であるが、場合によっては横断面が台形、平行四辺形等の四角柱の形状を有する箱状の部材であってもよい。 The box-shaped members 10 to 12 each have a rectangular parallelepiped shape, but may be a box-shaped member having a rectangular cross section such as a trapezoid or a parallelogram in some cases.

 また箱型部材10〜12の開口部の塞ぐ方法は、図1に示したような蓋部材20を接合する方法の他、図2に示したような、箱型部材11自体を潰して接合する方法等がある。いずれの場合も接合方法は特に限定されないが、溶接法、ろう付け法等を適用すれば良い。 The method of closing the openings of the box-shaped members 10 to 12 is not only a method of joining the lid member 20 as shown in FIG. 1 but also a method of crushing and joining the box-shaped member 11 itself as shown in FIG. There are methods. In any case, the joining method is not particularly limited, but a welding method, a brazing method, or the like may be applied.

 溶接法は例えばTIG溶接、プラズマ溶接、レーザー溶接、電子ビーム溶接等の方法が挙げられる。ろう付け法の場合は、真空ろう付け、雰囲気炉中ろう付け、トーチろう付け等が挙げられる。また溶接法とろう付け法を組み合わせても良い。例えばレーザービーム溶接を併用すれば、細かい部分の接合がより確実になる等の効果が期待できる。いずれにしても、箱型部材10〜12の開口部を塞ぐ際の接合方法は、部材の材質や形状、サイズ等を考慮して適宜選定すれば良いことである。 The welding method includes, for example, methods such as TIG welding, plasma welding, laser welding, and electron beam welding. In the case of the brazing method, vacuum brazing, brazing in an atmosphere furnace, torch brazing and the like can be mentioned. Further, a welding method and a brazing method may be combined. For example, if laser beam welding is used in combination, it is possible to expect effects such as more reliable joining of fine portions. In any case, a joining method for closing the openings of the box-shaped members 10 to 12 may be appropriately selected in consideration of the material, shape, size, and the like of the members.

 本発明の板型ヒートパイプとして、その空洞部内にウィックや伝熱性の内部ブロックを配置する場合もある。図4は図1の箱型部材10と同様の箱型部材13の中に、ウィック部材50と内部ブロック51を収容した場合を示す説明図である。ウィック部材50は例えば金属等のメッシュや、そのメッシュを成形したもの(メッシュ成形体)、不織布、多孔質体、或いは微小な溝が形成されたブロック等を用いればよい。内部ブロック51としては、銅材等の伝熱性に優れる材質のブロックを用いればよい。図4の例では、箱型部材10内にウィック部材50と内部ブロック51の両方を収容しているが、これらの内の一方を収容する場合ももちろんある。尚、これらは箱型部材13を真空脱気して密封する以前に、その中に挿入することは当然である。 、 As the plate-type heat pipe of the present invention, a wick or a heat-conductive internal block may be arranged in the cavity. FIG. 4 is an explanatory view showing a case where the wick member 50 and the inner block 51 are accommodated in a box-shaped member 13 similar to the box-shaped member 10 of FIG. The wick member 50 may be made of, for example, a mesh of metal or the like, a mesh formed from the mesh (mesh molded body), a nonwoven fabric, a porous body, a block in which minute grooves are formed, or the like. As the inner block 51, a block made of a material having excellent heat conductivity such as a copper material may be used. In the example of FIG. 4, both the wick member 50 and the inner block 51 are accommodated in the box-shaped member 10, but one of them may be accommodated. It is natural that these are inserted into the box-shaped member 13 before the box-shaped member 13 is evacuated and sealed.

 メッシュ部材50は、この箱型部材13を封止して組み立てた板型ヒートパイプにおいて、その毛細管作用による作動流体の還流を促す機能を奏する。このため、この板型ヒートパイプがある逆作動状態(吸熱部が放熱部より上方にある状態)になってもある程度の
作動流体の還流が維持でき得る。
The mesh member 50 has a function of promoting the return of the working fluid by the capillary action in the plate-type heat pipe assembled by sealing the box-shaped member 13. For this reason, even if the plate-type heat pipe is in a reverse operation state (a state in which the heat absorbing portion is located above the heat radiating portion), a certain amount of reflux of the working fluid can be maintained.

 内部ブロック51はこの板型ヒートパイプにおいて、被冷却部品が接触される箇所に配置することが望ましい。そうすることで被冷却部品の熱を作動流体に伝える部分の面積が増大する等の効果がある。また内部ブロック51が、箱型部材51の上下の両内壁に接す
る場合は、その内部ブロック51による両内壁間の熱経路にもなっている。更に場合によっては、内部ブロック51によりメッシュ部材50を固定させることも可能である。
The internal block 51 is desirably arranged at a place where the component to be cooled comes into contact with the plate-type heat pipe. By doing so, there are effects such as an increase in the area of a portion for transferring the heat of the component to be cooled to the working fluid. When the inner block 51 contacts the upper and lower inner walls of the box-shaped member 51, the inner block 51 also serves as a heat path between the inner walls. Further, in some cases, the mesh member 50 can be fixed by the inner block 51.

 図5、6は箱型部材14、15に凸部140、150を設けた例である。この凸部140、150は、この箱型部材14、15を封止して組み立てた板型ヒートパイプにおいて、被冷却部品との接触部位になる。
 この凸部140、150は箱型部材14、15を成形加工して形成すればよい。
FIGS. 5 and 6 show examples in which convex portions 140 and 150 are provided on the box-shaped members 14 and 15. The convex portions 140 and 150 serve as contact portions with the parts to be cooled in the plate-type heat pipe assembled by sealing the box-shaped members 14 and 15.
The protrusions 140 and 150 may be formed by molding the box-shaped members 14 and 15.

 凸部140、150は板型でその厚さ部分の1面または対向する2面だけが開口部となった箱型部材(図1の箱型部材10のような部材)を用意し、その箱型部材に成形加工を施して形成してもよい。図5の場合は凸部140が箱型部材14の端部に位置している。
このため通常の金型による成形加工により比較的容易に凸部140を形成させることができる。或いは、金属シート等に絞り加工を施して、板型でその厚さ部分の1面または対向する2面だけが開口部となった箱型部材を作製する際に、最初から凸部140が形成された形状に加工することも可能である。
The protruding portions 140 and 150 are plate-shaped, and a box-shaped member (a member like the box-shaped member 10 in FIG. 1) in which only one of the thickness portions or two opposing surfaces thereof have openings is prepared. The mold member may be formed by molding. In the case of FIG. 5, the projection 140 is located at the end of the box-shaped member 14.
For this reason, the convex portion 140 can be formed relatively easily by molding using a normal mold. Alternatively, when a metal sheet or the like is subjected to drawing processing to produce a box-shaped member in which only one of the thickness portions or two opposing surfaces thereof have openings in a plate shape, the convex portions 140 are formed from the beginning. It is also possible to process it into a given shape.

 これに対して、図6の場合は凸部150が箱型部材15の中央部分に位置しているため、通常に金型による成形加工では凸部150を形成しにくい。そこで液圧バルジ成形により成形加工すると良い。 On the other hand, in the case of FIG. 6, since the convex portion 150 is located at the central portion of the box-shaped member 15, it is difficult to form the convex portion 150 by molding using a mold. Therefore, it is preferable to form by hydraulic bulging.

 図7は図5に示した凸部140が備わる箱型部材14の、その凸部140の内側に伝熱性の内部ブロック141を収容させる場合を説明した説明図である。
 この内部ブロック141は、図4における内部ブロック51と同様、被冷却部品の熱を作動流体に伝える部分の面積が増大する効果等を奏する。
FIG. 7 is an explanatory view illustrating a case where the heat conductive internal block 141 is accommodated inside the convex portion 140 of the box-shaped member 14 provided with the convex portion 140 shown in FIG.
This internal block 141 has an effect of increasing the area of a portion for transmitting the heat of the component to be cooled to the working fluid, similarly to the internal block 51 in FIG.

 図8は図1における箱型部材10と同様の箱型部材16に伝熱性の外部ブロック160を取り付ける状況を示した説明図である。
 この外部ブロック160を、箱型部材16を封止して組み立てた板型ヒートパイプの、被冷却部品との接触部位にするとよい。
FIG. 8 is an explanatory view showing a situation in which a heat-conductive outer block 160 is attached to a box-shaped member 16 similar to the box-shaped member 10 in FIG.
The outer block 160 may be a contact portion of the plate-type heat pipe assembled by sealing the box-shaped member 16 with the component to be cooled.

 図9は、内部ブロックと外部ブロックを一体とさせた形態を示す説明図である。この場合、内部ブロックとか外部ブロックとかの用語それ自体に意味がある訳ではないが、形態としては内部ブロックと外部ブロックが一体ブロックとなったものとなっている。
 図9において、箱型部材17には、その両方の主面を貫通するように穴部170、171を設けておき、その穴部170、171を貫通するように一体ブロック172を挿入配置する。もちろん、穴部170、171と一体ブロック172の境界部は接合する等により気密性を保たせることは言うまでもない。組み立て板型ヒートパイプにおいて、この一体ブロック172により、一体ブロック172と箱型部材17の両主面の温度差が減り均熱性が高まる等の効果がある。また一体ブロック172の露出した面は、被冷却部品との接触部位となるが、その接触部位の平坦度等の寸法精度が高いものにしやすい等の効果もある。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a form in which the inner block and the outer block are integrated. In this case, the terms “internal block” and “external block” are not meaningful per se, but the form is such that the internal block and the external block are integrated.
In FIG. 9, holes 170 and 171 are provided in the box-shaped member 17 so as to penetrate both main surfaces thereof, and an integrated block 172 is inserted and arranged so as to penetrate the holes 170 and 171. Of course, it is needless to say that the airtightness is maintained by joining the boundaries between the holes 170 and 171 and the integrated block 172. In the assembled plate-type heat pipe, the integrated block 172 has effects such as a reduction in the temperature difference between the two main surfaces of the integrated block 172 and the box-shaped member 17 and an increase in uniformity. The exposed surface of the integrated block 172 serves as a contact portion with the component to be cooled, and has an effect that the dimensional accuracy such as the flatness of the contact portion is easily increased.

 以上、本発明の板型ヒートパイプについて説明したが、それを用いた冷却構造についても説明しておく。図10に示すように、本発明の板型ヒートパイプ60を用いて、それの一方の主面側(この図においては下側面)に冷却対象である被冷却部品70を熱的に接続し、他方面側(この図の上側面)にはフィン61を取り付けるような形態にすると良い。板型ヒートパイプ60と被冷却部品70との熱的な接続とは、単なる接触の他、伝熱グリス等を介在させた接触、半田付け等の接合、その他、熱的な接続状態にさせることを意味する。フィン61は板型ヒートパイプ60の熱の放散を促すもので、必要なら更にファンを設置すると良い。図中の符号71、72はリード、基板を指す。このような本発明の冷却構造はコンパクトで効率的なものである。 Although the plate-type heat pipe of the present invention has been described above, a cooling structure using the same will also be described. As shown in FIG. 10, using a plate-type heat pipe 60 of the present invention, a component to be cooled 70 to be cooled is thermally connected to one main surface side (lower surface in this figure) of the heat pipe 60, The fins 61 may be attached to the other surface (the upper surface in this figure). The thermal connection between the plate-shaped heat pipe 60 and the component to be cooled 70 is not limited to a simple contact, but may be a contact with heat transfer grease or the like, a bonding such as soldering, or other thermal connection. Means The fins 61 promote heat dissipation of the plate-shaped heat pipe 60, and a fan may be further provided if necessary. Reference numerals 71 and 72 in the figure indicate leads and substrates. Such a cooling structure of the present invention is compact and efficient.

本発明に係わる板型ヒートパイプを構成する部材を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the member which comprises the plate type heat pipe concerning this invention. 本発明に係わる板型ヒートパイプを構成する部材を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the member which comprises the plate type heat pipe concerning this invention. 本発明に係わる板型ヒートパイプを構成する部材を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the member which comprises the plate type heat pipe concerning this invention. 本発明に係わる板型ヒートパイプを構成する部材を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the member which comprises the plate type heat pipe concerning this invention. 本発明に係わる板型ヒートパイプを構成する部材を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the member which comprises the plate type heat pipe concerning this invention. 本発明に係わる板型ヒートパイプを構成する部材を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the member which comprises the plate type heat pipe concerning this invention. 本発明に係わる板型ヒートパイプを構成する部材を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the member which comprises the plate type heat pipe concerning this invention. 本発明に係わる板型ヒートパイプを構成する部材を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the member which comprises the plate type heat pipe concerning this invention. 本発明に係わる板型ヒートパイプを構成する部材を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the member which comprises the plate type heat pipe concerning this invention. 本発明の板型ヒートパイプを用いた冷却構造の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the cooling structure using the plate type heat pipe of this invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

10  箱型部材
100 開口部
20  蓋部材
30  注液脱気ノズル
40  板型ヒートパイプ
11  箱型部材
110 潰し部
111 溶接部
41  板型ヒートパイプ
12  箱型部材
120 溶接部
31  注液脱気ノズル
42  板型ヒートパイプ
13  箱型部材
50  ウィック部材
51  内部ブロック
14  箱型部材
140 凸部
15  箱型部材
150 凸部
141 内部ブロック
16  箱型部材
160 外部ブロック
17  箱型部材
170 穴部
171 穴部
172 一体ブロック
60  板型ヒートパイプ
61  フィン
70  被冷却部品
71  リード
72  基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Box-shaped member 100 Opening part 20 Cover member 30 Injection deaeration nozzle 40 Plate-shaped heat pipe 11 Box-shaped member 110 Crushed part 111 Welded part 41 Plate-shaped heat pipe 12 Box-shaped member 120 Welded part 31 Injection deaeration nozzle 42 Plate heat pipe 13 Box-shaped member 50 Wick member 51 Inner block 14 Box-shaped member 140 Convex part 15 Box-shaped member 150 Convex part 141 Inner block 16 Box-shaped member 160 External block 17 Box-shaped member 170 Hole 171 Hole 172 Integrated Block 60 Plate heat pipe 61 Fin 70 Component to be cooled 71 Lead 72 Board

Claims (10)

 板型でその厚さ部分の1面または対向する2面だけが接合組み立てされてなる箱型コンテナを備えた板型ヒートパイプにおいて、前記コンテナには、冷却対象である部品を直接または間接に接触させる凸部が形成されており、前記コンテナによって形成される空洞部内の前記凸部に相当する部分には伝熱性の内部ブロックが配置されている、板型ヒートパイプ。 In a plate-type heat pipe provided with a box-shaped container in which only one surface or two opposing surfaces of a thickness portion thereof are joined and assembled, a component to be cooled is directly or indirectly contacted with the container. A plate-shaped heat pipe, wherein a convex portion to be formed is formed, and a heat-conductive inner block is arranged in a portion corresponding to the convex portion in a hollow portion formed by the container.  前記凸部は、前記コンテナに液圧バルジ加工によって成形されたものである、請求項1に記載の板型ヒートパイプ。 The plate-shaped heat pipe according to claim 1, wherein the convex portion is formed by hydraulic bulging on the container.  板型でその厚さ部分の1面または対向する2面だけが接合組み立てされてなる箱型コンテナを備えた板型ヒートパイプにおいて、前記コンテナの外面には、冷却対象である部品を直接または間接に接触させる伝熱性の外部ブロックが取り付けられており、前記コンテナによって形成される空洞部内の、前記外部ブロックが取り付けられた部分には伝熱性の内部ブロックが配置されている、板型ヒートパイプ。 In a plate-type heat pipe provided with a box-shaped container in which one surface or only two opposing surfaces of a thickness portion are joined and assembled, a component to be cooled is directly or indirectly attached to an outer surface of the container. A plate-type heat pipe, wherein a heat-conductive outer block is attached to the container, and a heat-conductive inner block is arranged in a portion of the cavity formed by the container where the outer block is mounted.  前記外部ブロックと前記内部ブロックは一体となった1部材で構成されている、請求項3に記載の板型ヒートパイプ。 The plate-type heat pipe according to claim 3, wherein the outer block and the inner block are formed as one integrated member.  前記箱型コンテナが、深絞り加工または後方押出加工によって成形された板型でその厚さ部分の1面だけが開口部となった板型部材と、蓋部材とを接合組み立てられてなる、板型でその厚さ部分の1面だけが接合組み立てされてなる箱型コンテナである、請求項1〜4のいずれかに記載の板型ヒートパイプ。 The box-shaped container is a plate formed by deep drawing or backward extrusion, and a plate-shaped member having only one surface of its thickness portion as an opening, and a lid member joined and assembled. The plate type heat pipe according to any one of claims 1 to 4, wherein the plate type heat pipe is a box-shaped container in which only one surface of a thickness portion of the die is joined and assembled.  前記箱型コンテナが、筒状体の両端部が接合封止されることで形成された、板型でその厚さ部分の対向する2面だけが接合組み立てされてなる箱型コンテナである、請求項1〜4のいずれかに記載の板型ヒートパイプ。 The said box-shaped container is a box-shaped container formed by joining and sealing both ends of a cylindrical body, and formed by joining and assembling only two opposing surfaces of a thickness portion in a plate shape. Item 5. A plate-shaped heat pipe according to any one of Items 1 to 4.  前記コンテナは、前記筒状体の両端部が潰されて塞がれたものである、請求項6に記載の板型ヒートパイプ。 The flat heat pipe according to claim 6, wherein the container has both ends of the tubular body crushed and closed.  前記コンテナの空洞部内にウイック部材が備わっている、請求項1〜7のいずれかに記載の板型ヒートパイプ。 The plate-shaped heat pipe according to any one of claims 1 to 7, wherein a wick member is provided in the hollow portion of the container.  当該板型ヒートパイプの一方の主面側には冷却対象である被冷却部品が熱的に接続され、他方面側にはフィンその他のヒートシンク部材が取り付けられている、請求項1〜8のいずれかに記載の板型ヒートパイプを用いた冷却構造。 The component to be cooled, which is a cooling object, is thermally connected to one main surface side of the plate-shaped heat pipe, and fins or other heat sink members are attached to the other surface side. A cooling structure using the plate-type heat pipe described in Crab.  当該板型ヒートパイプの一方の主面側には冷却対象である被冷却部品が熱的に接続され、他方面側にはフィンその他のヒートシンク部材とファンが取り付けられている、請求項1〜8のいずれかに記載の板型ヒートパイプを用いた冷却構造。 9. A cooled component to be cooled is thermally connected to one main surface of the plate-shaped heat pipe, and fins and other heat sink members and a fan are mounted to the other surface. A cooling structure using the plate-type heat pipe described in any one of the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015102269A (en) * 2013-11-22 2015-06-04 富士通株式会社 Heat pipe, heat pipe production method and electronic apparatus
CN111551059A (en) * 2020-06-10 2020-08-18 杭州本松新材料技术股份有限公司 Plastic flat plate vapor chamber and manufacturing method thereof

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