JP2004037001A

JP2004037001A - Flat plate heat pipe and electronic device cooling device

Info

Publication number: JP2004037001A
Application number: JP2002194959A
Authority: JP
Inventors: Masataka Mochizuki; 望月　正孝; Koichi Masuko; 益子　耕一
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】製造性が良く、配置が容易な平板型ヒートパイプを提供する。
【解決手段】平板状のコンテナ６の内部に、蒸発潜熱として熱を輸送する凝縮性の作動流体が封入されている平板型ヒートパイプ２において、互いに気密状態に接合されて前記コンテナ６を形成するコンテナ上部６Ａおよびコンテナ下部６Ｂを有し、そのコンテナ下部６Ｂに貫通孔６Ｅが形成されているとともに、前記コンテナ上部６Ａの輪郭形状として、前記貫通孔６Ｅの近傍で前記コンテナ６の外線から前記コンテナ６の内側に向けて後退して前記貫通孔６Ｅの外周部に沿う形状の逃げ溝１１を有し、前記コンテナ上部６Ａがその輪郭部６Ｃで前記コンテナ下部６Ｂに接合されている。
【選択図】　図１A flat heat pipe having good manufacturability and easy arrangement is provided.
A flat heat pipe in which a condensable working fluid for transporting heat as latent heat of vaporization is sealed inside a flat container, is joined to each other in an airtight manner to form the container. The container has a container upper part 6A and a container lower part 6B, and a through hole 6E is formed in the container lower part 6B. The container upper part 6A has a contour shape near the through hole 6E from the outer line of the container 6. 6 has an escape groove 11 which is receded toward the inside of the through hole 6E and extends along the outer peripheral portion of the through hole 6E, and the container upper portion 6A is joined to the container lower portion 6B at the contour portion 6C.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、作動流体の蒸発潜熱として熱を輸送する、コンテナが平板状をなす平板型ヒートパイプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータなどの電子装置に内蔵されている各種の電子部品は、不可避的な内部抵抗があるので、通電して動作させることにより発熱し、その結果、ある程度以上に温度が上昇すると、動作が不安定になり、ついには動作不良を起こしてしまう。そのため、電子部品の冷却のための種々の装置が開発されており、例えば電子部品にヒートシンクを直接取り付けて放熱面積を増大させる装置や、そのヒートシンクにマイクロファンを取り付けて強制空冷する装置などが開発されている。
【０００３】
これらの冷却装置は、電子部品の実質的な放熱面積をヒートシンクによって増大させることにより、電子部品からの放熱量を増大させて、電子部品の過熱を防止する構造である。したがって、冷却に使用される空気は、電子部品の周囲の空気に限られる。そのため、電子部品が収容されている筐体の内容積が小さい場合には、その内部温度が次第に上昇し、電子部品を充分に冷却できなくなる事態が生じる。
【０００４】
その典型的な例が、ノートパソコンなどのいわゆるモバイルといわれる小型のデータ処理装置であり、この種の装置では、携帯性や搬送性を重視して可及的に小容積の筐体を使用するから、電子部品の周囲の空間部分が極めて限られたものとなる。そのために、電子部品の周囲に放熱するのでは、筐体内の空気の熱容量が少ないことにより充分な冷却をおこなうことができない。言い換えれば、使用可能な電子部品が冷却器の冷却能力で制限されてしまう。
【０００５】
そこで従来では、電子部品などの発熱体から離れた箇所で、外気に放熱させることにより、電子部品の冷却をおこなう冷却器が開発されている。この種の冷却器は、冷却対象物である電子部品と放熱部とが離隔しているので、両者の間で効率よく熱を伝達する必要がある。そのために、アルミニウムなどの熱伝導性の高い伝熱板の上に発熱体を接触させるとともに、その伝熱板の他の部分にヒートシンクを取り付けた構成としている。また、その伝熱板による熱の伝導を補助するために、伝熱板にヒートパイプを沿わせて配置することもおこなわれている。
【０００６】
そのヒートパイプは、密閉した容器（コンテナ）の内部に、水やアルコールなどの凝縮性の流体を作動流体として封入し、外部からの入熱によってその作動流体を蒸発させるとともに、その蒸気を低温・低圧部に流動させた後、放熱させて凝縮させ、さらにその液化した作動流体を蒸発の生じる箇所に、毛細管圧力などによって還流させるように構成した伝熱装置である。そのコンテナとしては必要に応じて各種のものを採用することができ、例えば平板型ヒートパイプは、中空平板構造のコンテナによって密閉された空間部を形成し、その空間部に空気などの非凝縮性ガスを脱気した状態で凝縮性の流体を作動流体として封入したものである。この種のヒートパイプは、表面が平坦になるので、熱交換対象物との接触面積が広くなり、その結果、熱伝達性能あるいは熱交換性能が向上し、また冷却のための手段として使用する場合には、広い放熱面積を確保することができるなどの利点がある。
【０００７】
平板型ヒートパイプは、ベーパーチャンバーと称されることがあり、モバイルに使用されるものは特に、モバイルベーパーチャンバーと称される。したがって、前記モバイルベーパーチャンバーによれば、作動流体の蒸発潜熱によって熱を輸送できるので、これを伝熱板に沿わせて配置することにより、電子部品からヒートシンクへの熱の輸送量が格段に増大して電子部品をより効率よく冷却することができる。
【０００８】
上記の平板型ヒートパイプがいわゆるモバイル等に使用される場合、一般的に、スタッドボルトおよびナットなどの連結手段によって、基板と平板型ヒートパイプとが対向するように連結され、基板に一体化されている電子素子などの発熱体と、前記平板型ヒートパイプの入熱部とを接触させて熱輸送を行う構造に形成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述の状態の平板型ヒートパイプが、前記モバイルの筐体内部に設置された場合、前記スタッドボルトおよびナットなどの連結手段を取り付けるための取り付け穴が、前記平板型ヒートパイプに必要である。前記筐体内部は、前記モバイルの可及的な小型化に伴って狭まっている。そのため、前記取り付け穴が、平板型ヒートパイプのコンテナ外周よりも内側部分に設けられた貫通孔あるいは中空のボス部として形成されている。
【００１０】
しかしながら、前記平板型ヒートパイプコンテナに貫通孔または中空のボス部が設けられると、コンテナ内部に封入されている作動流体が漏れ出さないように、前記コンテナ外周の他に、前記貫通孔または中空のボス部の周辺もシールして前記コンテナ内部を密閉しなくてはならない。そのため、前記シール部分が増加してしまうという不都合があった。そのため、前記平板型ヒートパイプの構造が複雑になってしまうという不都合があった。
【００１１】
また、前記貫通孔が、コンテナ外周から内側に形成されている。したがって、前記密閉ためのシール作業を行う際、作業し難くなっていた。その結果、前記平板型ヒートパイプの製造性が悪いものとなっていた。
【００１２】
また、モバイルコンピュータなどの電子機器の小型化により、電子部品等を取り付けるスペースも限られた狭い範囲となっている。そのため前記平板型ヒートパイプが、小型化だけではなく、熱輸送特性を損なわずに前記狭い範囲に適応して配置可能なことが強く望まれている。
【００１３】
この発明は、上記の事情を背景にしてなされたものであり、製造性が良く、配置が容易な平板型ヒートパイプを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、平板状の密閉容器の内部に、蒸発潜熱として熱を輸送する凝縮性の作動流体が封入されている平板型ヒートパイプにおいて、互いに気密状態に接合されて前記密閉容器を形成する上板部および下板部を有し、その下板部に貫通孔が形成されているとともに、前記上板部の輪郭形状として、前記貫通孔の近傍で前記密閉容器の外線から前記密閉容器の内側に向けて後退して前記貫通孔の外周部に沿う形状の窪み形状を有し、前記上板部がその輪郭部で前記下板部に接合されていることを特徴とする平板型ヒートパイプである。
【００１５】
したがって、請求項１の発明によれば、平板型ヒートパイプの作動流体が封入されている平板状の密閉容器が、上板部および下板部から形成されている。前記下板部には、前記平板型ヒートパイプの取り付けのための貫通孔が形成されている。一方、前記上板部には、前記密閉容器の内側に向けて後退している窪み形状が形成されている。この窪み形状が、前記下板部に形成されている前記貫通孔の外周部に沿う形状とされている。したがって、前記密閉容器の形成の際、前記上板部の輪郭部が前記下板部に接合されると、前記輪郭部に連続したシール部分が形成されるとともに、前記貫通孔の外周部に沿うように前記輪郭部が接合されてシールされ、前記密閉容器の内部が気密状態とされる。そのため、前記上板部の輪郭部のみにシール部分が形成される。
【００１６】
また、請求項２の発明は、平板状の密閉容器の内部に、蒸発潜熱として熱を輸送する凝縮性の作動流体が封入された平板型ヒートパイプが使用されている電子素子の冷却装置において、互いに気密状態に接合されて前記密閉容器を形成する上板部および下板部を有し、その下板部に貫通孔が形成されているとともに、前記上板部の輪郭形状として、前記貫通孔の近傍で前記密閉容器の外線から前記密閉容器の内側に向けて後退して前記貫通孔の外周部に沿う形状の窪み形状を有し、前記上板部がその輪郭部で前記下板部に接合されている平板型ヒートパイプと発熱体とが対向して配置されているとともに、ボルト部材および前記ボルト部材の両端部に設けられたナットによって固定され、前記窪み形状に前記ボルト部材の一部が嵌め込まれていることを特徴とする電子素子の冷却装置である。
【００１７】
したがって、請求項２の発明によれば、電子素子の冷却装置に、作動流体が封入されている平板状の密閉容器が、上板部および下板部から形成されている平板型ヒートパイプが使用されている。前記平板型ヒートパイプの前記下板部には、貫通孔が形成されている。一方、前記上板部には、前記密閉容器の内側に向けて後退している窪み形状が形成されている。この窪み形状が、前記下板部に形成されている前記貫通孔の外周部に沿う形状とされている。したがって、前記密閉容器の形成の際、前記上板部の輪郭部が前記下板部に接合されると、前記輪郭部に連続したシール部分が形成されるとともに、前記貫通孔の外周部に沿うように前記輪郭部が接合されてシールされ、前記密閉容器の内部が気密状態とされる。この平板型ヒートパイプの前記貫通孔と、前記平板型ヒートパイプに対向するように配置された発熱体とに前記ボルト部材がナットで取り付けられ、連結されて前記冷却装置が形成されている。そのため、前記平板型ヒートパイプの前記窪み形状に前記ボルト部材の一部が嵌め込まれた状態とされて前記冷却装置が形成される。したがって、前記冷却装置全体がコンパクト化される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照して説明する。図１はこの発明に係る平板型ヒートパイプが使用された冷却装置を示した図である。この冷却装置１では、平板型ヒートパイプ２および基板３が対向するように配置されている。平板型ヒートパイプ２は、気密状態に密閉したコンテナ（中空密閉容器）６の内部に、空気などの非凝縮性ガスを脱気した状態で水などの凝縮性の流体を作動流体として封入し、さらに図示しないウイックを内部に設けて構成されている熱伝導装置である。この平板型ヒートパイプ２と基板３とが、この発明のボルト部材に相当するスタッドボルト４およびスタッドボルト４の両端部に取り付けられているナット５によって固定されている。このコンテナ６は、コンテナ上部６Ａとコンテナ下部６Ｂとの二つの部材から形成されている。コンテナ上部６Ａおよびコンテナ下部６Ｂには、シール部分６Ｄが設けられており、上下重なってコンテナ６を形成すると、内部が密閉されるようになっている。コンテナ上部６Ａは、コンテナ下部６Ｂよりも小さい形状とされている。そのため、シール部分６Ｄは、コンテナ上部６Ａの輪郭部６Ｃに沿うように形成されている。
【００１９】
また、このコンテナ下部６Ｂの底面には、スタッドボルト４の一方の端部を固定するための貫通孔６Ｅが複数箇所に設けられており、さらに図示しない筐体に固定するための貫通孔６Ｆが複数箇所に設けられている。なお、この発明の平板型ヒートパイプおよび冷却装置では、貫通孔６Ｆは適宜の個数および適宜の位置に設けることができる。
【００２０】
コンテナ６はＬ字形状に形成されている。その長手方向の一方の端部付近には、熱伝導率の高い銅などの材料で形成されている入熱部８が設けられており、基板３に一体化されている電子素子７が接触されている。したがって、電子素子７に生じた熱は、入熱部８から平板型ヒートパイプ２に熱伝達される。なお、この発明では、入熱部８の構成は適宜のものとされる。したがって、入熱部８が、銅以外の材料で形成されていてもよいし、入熱部８が省略されていて、電子素子７と平板型ヒートパイプ２の表面とが直接接触されていてもよい。
【００２１】
また、コンテナ６の他方の端部付近には、多数枚の薄板状に形成されているフィン９が設けられた放熱部１０が設けられている。このフィン９は、熱伝導率が大きくかつ加工性の良好なアルミニウム等の板材で形成されている。なお、このフィン９の材料および形状は、適宜のものとすることができる。放熱部１０に設置されているフィン９は、コンテナ６の外面にハンダ付けやロー付けなどの手段で直接固着されている。なお、この発明では、放熱部１０の構成は適宜のものとされる。したがって、この放熱部１０が平板型ヒートパイプ２の他の部分に配置されていてもよい。
【００２２】
コンテナ６の外周縁には、複数箇所に、この発明の窪み形状に相当する逃げ溝１１が設けられている。この逃げ溝１１は、コンテナ６の内側に向けて後退するように形成されている。各逃げ溝１１には、スタッドボルト４の一方の端部の周辺部分が嵌め込まれている。このスタッドボルト４の一方の端部は、各逃げ溝１１の下部に配置されている各貫通孔６Ｅを貫通しており、前記端部の先端部分にナット５が取り付けられている。
【００２３】
冷却装置１による冷却の様子を説明する。電子素子７が動作することにより生じた熱が、まずコンテナ６の入熱部８に伝達される。そして入熱部８の内部の水などの作動流体が、伝達された熱によって加熱されて蒸発し、その蒸気が放熱部１０の内側に流動する。流動で移動した熱は放熱部１０からフィン９に熱伝達され外部に放熱して凝縮する。すなわち電子素子７の熱が、作動流体の潜熱の形で放熱部１０に運ばれ、さらにフイン９から外部に放散させられ、こうして電子素子７が冷却される。
【００２４】
コンテナ２の内面には、図示しないウイックが配置されており、凝縮して液化した作動流体は前記ウイックに浸透する。その結果、前記ウイックに浸透した液相の作動流体は、入熱部８側で生じる毛細管圧力によって吸引される。
【００２５】
したがって、上記の冷却装置１では、平板型ヒートパイプ２の作動流体が封入されている平板状のコンテナ６が、コンテナ上部６Ａおよびコンテナ下部６Ｂから形成されている。コンテナ下部６Ｂには、平板型ヒートパイプ２の取り付けのための貫通孔が形成されている。一方、コンテナ上部６Ａには、コンテナ６の内側に向けて後退している逃げ溝１１が形成されている。この逃げ溝１１が、コンテナ下部６Ｂに形成されている貫通孔６Ｅの外周部に沿う形状とされている。したがって、コンテナ６の形成の際、コンテナ上部６Ａの輪郭部６Ｃがコンテナ下部６Ｂに接合されると、輪郭部６Ｃに連続したシール部分６Ｄが形成されるとともに、貫通孔６Ｅの外周部に沿うように輪郭部６Ｃが接合されてシールされ、コンテナ６の内部が気密状態とされる。そのため、コンテナ上部６Ａの輪郭部６Ｃのみにシール部分６Ｄが形成される。
【００２６】
また、この平板型ヒートパイプ２の貫通孔６Ｅと、平板型ヒートパイプ２に対向するように配置された電子素子７とにスタッドボルト４がナット５で取り付けられ、連結されて冷却装置１が形成されている。そのため、平板型ヒートパイプ２のコンテナ６にスタッドボルト４の一部が嵌め込まれた状態とされて冷却装置１が形成される。したがって、冷却装置１全体がコンパクト化される。
【００２７】
上述の具体例によると、平板型ヒートパイプ２と電子素子７とが、スタッドボルト４によって対向するように配置されて冷却装置１が形成されている。この平板型ヒートパイプ２のコンテナ６にスタッドボルト４の逃げ溝１１が形成されている。この逃げ溝１１は、コンテナ６の外周縁の内側に向けて後退しているので、コンテナ６の内側にスタッドボルト４のための貫通孔６Ｅを形成することを省略することができる。そのため、平板型ヒートパイプ２の構造を簡略化することができる。その結果、冷却装置１の構造を簡略化することができる。
【００２８】
また、コンテナ６の内側の前記貫通孔６Ｅの構成が省略されることに伴って、前記貫通孔の周辺のシール部分６Ｄが省略されるので、前記コンテナ６を容易に密閉することができる。その結果、平板型ヒートパイプ２の製造性を向上することができる。
【００２９】
また、固定手段が、スタッドボルト４およびナット５による固定手段とされており、逃げ溝１１にスタッドボルト４の一部が嵌め込まれているので、冷却装置１全体をコンパクト化することができる。その結果、冷却装置１の筐体内部における配置の自由度を向上することができる。
【００３０】
また、コンテナ６の構造が簡略化することによって、コンテナ６の内部を容易に密閉することができる。その結果、コンテナ６の内部に封入されている作動流体が、コンテナ６の外部に漏れ出すことを容易に防止することができる。そのため、平板型ヒートパイプ２の熱輸送効率を向上することができる。
【００３１】
なお、上述の例では、スタッドボルト４がボルト部材の一例とされたが、この発明のボルト部材は、このスタッドボルトに限定されない。要は、柱状であり、両端部が固定されることで、平板型ヒートパイプと発熱体とが対向するように配置できればよい。したがって、この発明のボルト部材には、適宜の部材を使用することができる。また、ボルト部材の両端部の固定においても、適宜の部材あるいは方法を使用することができる。
【００３２】
また、上述の例では、平板型ヒートパイプ２がＬ字形状とされたが、この平板型ヒートパイプの形状は上記の形状に限定されず、適宜の形状とすることができる。
【００３３】
また、平板型ヒートパイプ２に設けられた逃げ溝１１の形状は、適宜の形状とすることができる。要は、コンテナ６の外周縁の内側に向けて後退していればよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、平板型ヒートパイプの作動流体が封入されている平板状の密閉容器が、前記密閉容器の内側に向けて後退している窪み形状が形成されている上板部と貫通孔が形成されている下板部とから形成されている。前記窪み形状が、前記貫通孔の外周部に沿う形状とされているので、前記密閉容器の形成の際、前記上板部の輪郭部が前記下板部に接合されると、前記輪郭部に連続したシール部分が形成されるとともに、前記貫通孔の外周部に沿うように前記輪郭部が接合されてシールされ、前記密閉容器の内部が気密状態とされる。そのため、前記上板部の輪郭部のみにシール部分を形成することができる。その結果、平板型ヒートパイプの構造を簡略化することができる。また、前記密閉容器の密閉を容易に行うことができる。その結果、平板型ヒートパイプの製造性を向上することができる。
【００３５】
また、請求項２の発明によれば、電子素子の冷却装置に、作動流体が封入されている平板状の密閉容器が上板部および下板部から形成されている平板型ヒートパイプが使用されている。前記平板型ヒートパイプの前記下板部には、貫通孔が形成され、前記上板部には、前記密閉容器の内側に向けて後退し、前記下板部に形成されている前記貫通孔の外周部に沿う形状とされている窪み形状が形成されている。この平板型ヒートパイプの前記貫通孔と、前記平板型ヒートパイプに対向するように配置された発熱体とに、前記ボルト部材がナットで取り付けられ、連結されて前記冷却装置が形成されている。この平板型ヒートパイプの窪み形状に前記ボルト部材の一部が嵌め込まれているので、前記冷却装置全体をコンパクト化することができる。その結果、筐体内部における前記冷却装置の配置の自由度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る平板型ヒートパイプが使用された冷却装置の一例を示す側面図である。
【図２】この発明に係る平板型ヒートパイプの一例を示す平面図である。
【図３】図２の平板型ヒートパイプコンテナの上板部を示す平面図である。
【図４】図２の平板型ヒートパイプコンテナの下板部を示す平面図である。
【符号の説明】
１…冷却装置、　２…平板型ヒートパイプ、　４…スタッドボルト、　５…ナット、　６…コンテナ、　６Ａ…コンテナ上部、　６Ｂ…コンテナ下部、　６Ｃ…輪郭部、　６Ｅ…貫通孔、　７…電子素子、　１１…逃げ溝。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat heat pipe having a flat container shape, which transports heat as latent heat of vaporization of a working fluid.
[0002]
[Prior art]
Various electronic components built into electronic devices such as computers have unavoidable internal resistance, so they generate heat when energized and operate, resulting in unstable operation when the temperature rises to a certain degree or more. , And eventually cause malfunction. For this reason, various devices for cooling electronic components have been developed, for example, a device for directly attaching a heat sink to the electronic component to increase the heat radiation area, and a device for attaching a micro fan to the heat sink and forcibly cooling the device. Have been.
[0003]
These cooling devices have a structure in which the heat dissipation from the electronic component is increased by increasing the substantial heat dissipation area of the electronic component by the heat sink, thereby preventing overheating of the electronic component. Therefore, the air used for cooling is limited to the air around the electronic components. Therefore, when the internal volume of the housing in which the electronic component is housed is small, the internal temperature gradually increases, and a situation occurs in which the electronic component cannot be cooled sufficiently.
[0004]
A typical example is a small data processing device called a mobile device, such as a notebook personal computer. In this type of device, a small-capacity housing is used with emphasis on portability and transportability. Therefore, the space around the electronic component is extremely limited. Therefore, if heat is radiated around the electronic component, sufficient cooling cannot be performed due to the small heat capacity of the air in the housing. In other words, usable electronic components are limited by the cooling capacity of the cooler.
[0005]
Therefore, conventionally, a cooler that cools an electronic component by radiating heat to the outside air at a location away from a heating element such as an electronic component has been developed. In this type of cooler, since the electronic component to be cooled and the heat radiating portion are separated from each other, it is necessary to efficiently transfer heat between the two. For this purpose, a heating element is brought into contact with a heat transfer plate having high thermal conductivity such as aluminum, and a heat sink is attached to another portion of the heat transfer plate. Further, in order to assist the heat transfer by the heat transfer plate, a heat pipe is arranged along the heat transfer plate.
[0006]
The heat pipe encloses a condensable fluid such as water or alcohol as a working fluid in a closed container (container), evaporates the working fluid by heat input from the outside, and reduces the temperature of the steam to a low temperature. This is a heat transfer device configured to flow heat to a low-pressure section, radiate heat and condense the liquefied working fluid, and return the liquefied working fluid to a location where evaporation occurs by capillary pressure or the like. Various types of containers can be used as needed.For example, a flat heat pipe forms a space enclosed by a container having a hollow flat plate structure, and the space has a non-condensing property such as air. In this case, a condensable fluid is sealed as a working fluid in a state where the gas is degassed. This type of heat pipe has a flat surface, so the contact area with the heat exchange object is widened, resulting in improved heat transfer performance or heat exchange performance, and when used as a cooling means. Has such an advantage that a large heat radiation area can be secured.
[0007]
Flat heat pipes are sometimes referred to as vapor chambers, and those used for mobile are specifically referred to as mobile vapor chambers. Therefore, according to the mobile vapor chamber, heat can be transported by the latent heat of vaporization of the working fluid. By arranging this along the heat transfer plate, the amount of heat transported from the electronic component to the heat sink is significantly increased. As a result, the electronic component can be cooled more efficiently.
[0008]
When the above-mentioned flat heat pipe is used for a so-called mobile device or the like, generally, by a connecting means such as a stud bolt and a nut, the board and the flat heat pipe are connected so as to face each other, and are integrated with the board. A heat generating element such as an electronic element and a heat input section of the flat heat pipe are brought into contact with each other to perform heat transport.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
When the flat plate heat pipe in the above-described state is installed inside the housing of the mobile, a mounting hole for mounting the connecting means such as the stud bolt and the nut is required in the flat plate heat pipe. The inside of the housing narrows as the mobile device becomes as small as possible. Therefore, the mounting hole is formed as a through hole or a hollow boss provided in an inner part of the outer periphery of the container of the flat plate type heat pipe.
[0010]
However, when a through hole or a hollow boss is provided in the flat heat pipe container, in addition to the outer periphery of the container, the through hole or the hollow hole is provided so that the working fluid sealed in the container does not leak out. The periphery of the boss must also be sealed to seal the inside of the container. Therefore, there is a disadvantage that the number of the seal portions increases. Therefore, there is an inconvenience that the structure of the flat heat pipe becomes complicated.
[0011]
Further, the through hole is formed inside from the outer periphery of the container. Therefore, it has been difficult to perform the sealing work for hermetic sealing. As a result, the productivity of the flat heat pipe is poor.
[0012]
In addition, due to miniaturization of electronic devices such as mobile computers, the space for mounting electronic components and the like has been limited to a narrow range. Therefore, it is strongly desired that the flat heat pipe can be arranged not only in a small size but also in a narrow range without deteriorating heat transport characteristics.
[0013]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a flat heat pipe having good manufacturability and easy arrangement.
[0014]
Means for Solving the Problems and Their Functions
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a flat plate heat pipe in which a condensable working fluid for transporting heat as latent heat of vaporization is sealed in a flat closed container. An upper plate portion and a lower plate portion which are joined to each other to form the closed container, and a through-hole is formed in the lower plate portion, and the upper plate portion has a contour shape near the through-hole. Has a recessed shape of a shape that retreats from the outer line of the closed container toward the inside of the closed container along the outer peripheral portion of the through hole, and the upper plate portion is joined to the lower plate portion at its contour. This is a flat plate heat pipe.
[0015]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the flat closed container in which the working fluid of the flat heat pipe is sealed is formed from the upper plate portion and the lower plate portion. The lower plate portion has a through hole for mounting the flat heat pipe. On the other hand, the upper plate portion is formed with a concave shape that recedes toward the inside of the closed container. The shape of the depression is along the outer peripheral portion of the through hole formed in the lower plate portion. Therefore, when the contour portion of the upper plate portion is joined to the lower plate portion during the formation of the closed container, a seal portion continuous with the contour portion is formed, and along the outer peripheral portion of the through hole. As described above, the contour portions are joined and sealed, and the inside of the sealed container is made airtight. Therefore, a seal portion is formed only at the contour of the upper plate portion.
[0016]
The invention according to claim 2 is a cooling device for an electronic element, wherein a flat heat pipe in which a condensable working fluid that transports heat as latent heat of evaporation is sealed inside a flat closed container is used. An upper plate portion and a lower plate portion that are joined to each other in an airtight state to form the closed container, and a through hole is formed in the lower plate portion, and the through hole is formed as a contour shape of the upper plate portion. In the vicinity of the closed container has an indented shape that retreats from the outer line of the closed container toward the inside of the closed container along the outer peripheral portion of the through-hole, and the upper plate portion has a contour portion on the lower plate portion. A flat plate heat pipe and a heating element that are joined are arranged to face each other, and are fixed by a bolt member and nuts provided at both ends of the bolt member, and a part of the bolt member is formed in the concave shape. Is fitted A cooling apparatus for an electronic element characterized Rukoto.
[0017]
Therefore, according to the second aspect of the present invention, in the cooling device for the electronic element, a flat closed vessel containing a working fluid and a flat heat pipe formed from an upper plate and a lower plate are used. Have been. A through hole is formed in the lower plate portion of the flat heat pipe. On the other hand, the upper plate portion is formed with a concave shape that recedes toward the inside of the closed container. The shape of the depression is along the outer peripheral portion of the through hole formed in the lower plate portion. Therefore, when the contour portion of the upper plate portion is joined to the lower plate portion during the formation of the closed container, a seal portion continuous with the contour portion is formed, and along the outer peripheral portion of the through hole. As described above, the contour portions are joined and sealed, and the inside of the sealed container is made airtight. The bolt member is attached with a nut to the through hole of the flat plate heat pipe and a heating element arranged so as to face the flat plate heat pipe, and connected to form the cooling device. Therefore, the cooling device is formed in a state where a part of the bolt member is fitted into the recessed shape of the flat plate heat pipe. Therefore, the entire cooling device is downsized.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, description will be made with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a cooling device using a flat heat pipe according to the present invention. In the cooling device 1, the flat heat pipe 2 and the substrate 3 are arranged to face each other. The flat heat pipe 2 encloses a condensable fluid such as water as a working fluid in a state where a non-condensable gas such as air is degassed inside a container (hollow airtight container) 6 which is hermetically sealed, Further, it is a heat conducting device having a wick (not shown) provided therein. The flat heat pipe 2 and the substrate 3 are fixed by stud bolts 4 corresponding to the bolt members of the present invention and nuts 5 attached to both ends of the stud bolts 4. The container 6 is formed of two members, a container upper part 6A and a container lower part 6B. Seal portions 6D are provided on the container upper portion 6A and the container lower portion 6B, and when the container 6 is formed to overlap vertically, the inside is sealed. The container upper part 6A is smaller in shape than the container lower part 6B. Therefore, the sealing portion 6D is formed along the contour 6C of the container upper portion 6A.
[0019]
A plurality of through holes 6E for fixing one end of the stud bolt 4 are provided on a bottom surface of the container lower portion 6B, and a through hole 6F for fixing the stud bolt 4 to a housing (not shown) is provided. It is provided at a plurality of locations. In the flat heat pipe and the cooling device of the present invention, the through holes 6F can be provided in an appropriate number and at an appropriate position.
[0020]
The container 6 is formed in an L-shape. Near one end in the longitudinal direction, a heat input section 8 made of a material such as copper having high thermal conductivity is provided, and an electronic element 7 integrated with the substrate 3 is brought into contact therewith. ing. Therefore, the heat generated in the electronic element 7 is transferred from the heat input section 8 to the flat heat pipe 2. In the present invention, the configuration of the heat input section 8 is appropriate. Therefore, the heat input section 8 may be formed of a material other than copper, or the heat input section 8 may be omitted and the electronic element 7 and the surface of the flat plate heat pipe 2 may be in direct contact. Good.
[0021]
In addition, near the other end of the container 6, a heat radiating portion 10 provided with a plurality of thin fins 9 is provided. The fins 9 are formed of a plate material such as aluminum having high thermal conductivity and good workability. Note that the material and shape of the fin 9 can be appropriately determined. The fins 9 installed in the heat radiating section 10 are directly fixed to the outer surface of the container 6 by means such as soldering or brazing. In the present invention, the configuration of the heat radiating unit 10 is appropriate. Therefore, the heat radiating portion 10 may be arranged in another portion of the flat heat pipe 2.
[0022]
In the outer peripheral edge of the container 6, relief grooves 11 corresponding to the concave shape of the present invention are provided at a plurality of locations. The escape groove 11 is formed so as to retreat toward the inside of the container 6. A peripheral portion of one end of the stud bolt 4 is fitted into each clearance groove 11. One end of the stud bolt 4 penetrates each through hole 6E disposed below each relief groove 11, and a nut 5 is attached to a tip portion of the end.
[0023]
The state of cooling by the cooling device 1 will be described. The heat generated by the operation of the electronic element 7 is first transmitted to the heat input section 8 of the container 6. Then, the working fluid such as water inside the heat input unit 8 is heated by the transmitted heat and evaporates, and the vapor flows inside the heat radiating unit 10. The heat moved by the flow is transferred from the heat radiating section 10 to the fins 9 and radiated to the outside to condense. That is, the heat of the electronic element 7 is transferred to the heat radiating section 10 in the form of latent heat of the working fluid, and further radiated to the outside from the fin 9, thereby cooling the electronic element 7.
[0024]
A wick (not shown) is arranged on the inner surface of the container 2, and the condensed and liquefied working fluid permeates into the wick. As a result, the liquid-phase working fluid that has permeated the wick is sucked by the capillary pressure generated on the heat input section 8 side.
[0025]
Therefore, in the cooling device 1 described above, the flat container 6 in which the working fluid of the flat heat pipe 2 is sealed is formed from the container upper portion 6A and the container lower portion 6B. A through hole for mounting the flat heat pipe 2 is formed in the container lower part 6B. On the other hand, in the upper part 6A of the container, an escape groove 11 which is receded toward the inside of the container 6 is formed. The relief groove 11 is shaped along the outer peripheral portion of the through hole 6E formed in the container lower part 6B. Therefore, when the contour 6C of the upper container 6A is joined to the lower container 6B when the container 6 is formed, a sealing portion 6D continuous with the contour 6C is formed and the outer periphery of the through hole 6E is formed. 6C is joined and sealed, and the inside of the container 6 is made airtight. Therefore, the seal portion 6D is formed only in the contour portion 6C of the container upper portion 6A.
[0026]
Further, the stud bolt 4 is attached to the through hole 6E of the flat plate heat pipe 2 and the electronic element 7 arranged so as to face the flat plate heat pipe 2 with a nut 5, and connected to form the cooling device 1. Have been. Therefore, the cooling device 1 is formed in a state where a part of the stud bolt 4 is fitted into the container 6 of the flat heat pipe 2. Therefore, the entire cooling device 1 is made compact.
[0027]
According to the above-described specific example, the cooling device 1 is formed by arranging the flat heat pipe 2 and the electronic element 7 so as to face each other with the stud bolt 4. A relief groove 11 for the stud bolt 4 is formed in the container 6 of the flat heat pipe 2. Since the escape groove 11 is receded toward the inside of the outer peripheral edge of the container 6, it is possible to omit forming the through hole 6E for the stud bolt 4 inside the container 6. Therefore, the structure of the flat plate heat pipe 2 can be simplified. As a result, the structure of the cooling device 1 can be simplified.
[0028]
In addition, since the configuration of the through hole 6E inside the container 6 is omitted, the sealing portion 6D around the through hole is omitted, so that the container 6 can be easily sealed. As a result, the productivity of the flat heat pipe 2 can be improved.
[0029]
Further, the fixing means is a fixing means using the stud bolt 4 and the nut 5, and a part of the stud bolt 4 is fitted in the clearance groove 11, so that the entire cooling device 1 can be made compact. As a result, the degree of freedom of arrangement of the cooling device 1 inside the housing can be improved.
[0030]
In addition, since the structure of the container 6 is simplified, the inside of the container 6 can be easily sealed. As a result, it is possible to easily prevent the working fluid sealed in the container 6 from leaking out of the container 6. Therefore, the heat transport efficiency of the flat heat pipe 2 can be improved.
[0031]
In the above example, the stud bolt 4 is an example of the bolt member, but the bolt member of the present invention is not limited to this stud bolt. In short, it is only necessary that the flat heat pipe and the heating element can be arranged so as to be opposed to each other by fixing the both ends thereof in a columnar shape. Therefore, an appropriate member can be used as the bolt member of the present invention. In fixing both ends of the bolt member, an appropriate member or method can be used.
[0032]
Further, in the above-described example, the flat heat pipe 2 has an L-shape, but the shape of the flat heat pipe is not limited to the above shape, and may be an appropriate shape.
[0033]
In addition, the shape of the escape groove 11 provided in the flat heat pipe 2 can be an appropriate shape. In short, what is necessary is just to retreat toward the inside of the outer periphery of the container 6.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the flat closed vessel in which the working fluid of the flat heat pipe is sealed has a recessed shape that recedes toward the inside of the closed vessel. And a lower plate portion having a through hole. Since the recessed shape is formed along the outer peripheral portion of the through-hole, the contour of the upper plate is joined to the lower plate when the closed container is formed. A continuous sealing portion is formed, and the contour portion is joined and sealed along the outer peripheral portion of the through hole, so that the inside of the sealed container is airtight. Therefore, a seal portion can be formed only in the contour portion of the upper plate portion. As a result, the structure of the flat heat pipe can be simplified. Further, the closed container can be easily sealed. As a result, the productivity of the flat heat pipe can be improved.
[0035]
According to the second aspect of the present invention, a flat plate type heat pipe in which a flat closed container in which a working fluid is sealed is formed from an upper plate portion and a lower plate portion is used in a cooling device for an electronic element. ing. In the lower plate portion of the flat heat pipe, a through hole is formed, and in the upper plate portion, retreating toward the inside of the closed container, the through hole of the lower plate portion is formed. A concave shape is formed along the outer peripheral portion. The bolt member is attached with a nut to the through hole of the flat plate heat pipe and a heating element arranged so as to face the flat plate heat pipe, and connected to form the cooling device. Since a part of the bolt member is fitted into the recessed shape of the flat heat pipe, the entire cooling device can be made compact. As a result, the degree of freedom in arranging the cooling device inside the housing can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an example of a cooling device using a flat heat pipe according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an example of a flat heat pipe according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing an upper plate portion of the flat heat pipe container of FIG. 2;
FIG. 4 is a plan view showing a lower plate portion of the flat plate type heat pipe container of FIG. 2;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cooling apparatus, 2 ... Flat heat pipe, 4 ... Stud bolt, 5 ... Nut, 6 ... Container, 6A ... Container upper part, 6B ... Container lower part, 6C ... Contour part, 6E ... Through-hole, 7 ... Electronic element, 11 ... escape groove.

Claims

In a flat heat pipe in which a condensable working fluid that transports heat as latent heat of evaporation is sealed inside a flat closed container,
An upper plate portion and a lower plate portion that are joined to each other in an airtight state to form the closed container, and a through hole is formed in the lower plate portion, and the through hole is formed as a contour shape of the upper plate portion. In the vicinity of the closed container has an indented shape that retreats from the outer line of the closed container toward the inside of the closed container along the outer peripheral portion of the through-hole, and the upper plate portion has a contour portion on the lower plate portion. A flat plate heat pipe that is joined.

In a cooling device for an electronic element in which a flat heat pipe in which a condensable working fluid that transports heat as latent heat of evaporation is sealed inside a flat closed container is used.
An upper plate portion and a lower plate portion that are joined to each other in an airtight state to form the closed container, and a through hole is formed in the lower plate portion, and the through hole is formed as a contour shape of the upper plate portion. In the vicinity of the closed container has an indented shape that retreats from the outer line of the closed container toward the inside of the closed container along the outer peripheral portion of the through-hole, and the upper plate portion has a contour portion on the lower plate portion. A flat plate heat pipe and a heating element that are joined are arranged to face each other, and are fixed by a bolt member and nuts provided at both ends of the bolt member, and a part of the bolt member is formed in the concave shape. A cooling device for an electronic element, wherein the cooling device is fitted therein.