JP2004212040A - ヒートパイプ形式のヒートシンクおよび係るヒートシンクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヒ−トパイプを形成する中空体の内部空間を規定している2枚の第1の壁部あるいは壁の間に、空間的に離れて設けられた何本かの柱があり、柱がこれらの壁に直接結合されており、これらの壁部と同様に、例えば銅等の金属等、高熱伝導率の材料から作られているという点にある。少なくとも1つの毛管領域または多孔領域(流体領域)が、接合および/または焼結によって互いに複数の粒子および/または緩い塊を構成する複数の粒子によって形成され、粒子間に毛管流路が作られる。
【選択図】図1
Description
1.1 中空体
1.2 開口
2 内部空間
3、4 平板状ヒートパイプの上部壁および下部壁
5 周壁
6 柱
7 多孔層、あるいは毛管層
8 粒子
9 銅の支柱
10 表面
11、11.1 部品
12 構造化されたメタライゼーションを有する絶縁層
12.1、12.2 メタライゼーション
13 冷却器
14 気化領域
15 凝縮領域
16 流体通路
17、17.1 中間壁
18、18a 蒸気通路
19 板または箔
20 開口
21、22 ヒートシンク1cの領域
23、24 板
25 凹部
26 通路
27 板
28 通路
29 管部
30 支持媒体
31 管部
32 円環状空間
33、33.1 金属セラミック基板、例えば銅セラミック基板
34 セラミック層
35、36 金属層、例えば銅層
Claims (34)
- 平坦なヒートパイプであるように設計されたヒートシンクであって、ヒートシンクの本体内に外部に対して閉ざされた少なくとも1つの内部空間が形成され、該内部空間が、少なくとも1つの蒸気通路または気化領域(18、18.1)、該蒸気通路(18、18.1)に結合され多孔または毛管構造を有する少なくとも1つの流体領域または流体通路(16)、および内部空間を規定している2枚の対向する壁または壁部の間を内部空間を貫いて延びている離間して設けられた柱(6)を有し、柱(6)および対向する壁部(3、4)がすべて、例えば銅等の金属等、高熱伝導率の材料で作られており、各柱(6)が、該柱の両端において、対向する壁部(3、4)の1つと直接結合されていることを特徴とする、ヒートシンク。
- 毛管または多孔構造が粒子(8)からなり、該粒子が、粒子(8)間に毛管流路が形成されるよう、接合または焼結によって互いに結合され、および/または近接する表面(10)に結合されていることを特徴とする、請求項1に記載のヒートシンク。
- ヒートパイプであるように設計されたヒートシンクであって、ヒートシンクの本体内に外部に対して閉ざされた少なくとも1つの内部空間が形成され、該内部空間が、少なくとも1つの蒸気通路または気化領域(18、18.1)、および該蒸気通路(18、18.1)に結合され多孔または毛管構造を有する少なくとも1つの流体領域または流体通路(16)を有し、毛管または多孔構造がセラミックで作られた粒子(8)からなり、該粒子が、粒子(8)間に毛管流路が形成されるよう、互いにおよび/または近接する表面(10)に接合または焼結によって結合されていることを特徴とする、ヒートシンク。
- 内部空間を規定している2枚の対向する壁または壁部の間を内部空間を貫いて延びる数本の柱(6)が互いに離間して設けられ、柱(6)および対向する壁部(3、4)がすべて、例えば銅等の金属等、高熱伝導率の材料で作られており、各柱(6)が、該柱の両端において、対向する壁部(3、4)の1つと直接結合されていることを特徴とする、請求項3に記載のヒートシンク。
- 該粒子が、金属の支柱、例えば銅の支柱(9)、例えばDCB接合で作られた銅の支柱によって、互いに結合されていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 平坦なヒートパイプであるように設計されたヒートシンクであって、ヒートシンクの本体内に外部に対して閉ざされた少なくとも1つの内部空間が形成され、該内部空間が、少なくとも1つの蒸気通路または気化領域、および該蒸気通路に結合され多孔または毛管構造を有する少なくとも1つの流体領域または流体通路を有し、該毛管または多孔構造が、少なくとも部分的に、空間(32)内の粒子(8)の緩い塊からなり、中間壁(31)によって流体領域と分けられていることを特徴とする、ヒートシンク。
- 中間壁(31)が複数の開口を有することを特徴とする、請求項6に記載のヒートシンク。
- 粒子が、金属および/またはセラミックで作られた粒子であることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 毛管構造が少なくとも1重または1層(7)から形成され、少なくとも1つの内部空間(2)を規定している壁部の内表面(10)の少なくとも一部分に設けられており、さらに柱(6)を、該柱と壁部(3、4)との結合領域において覆っていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 毛管構造を形成している層が、柱(6)の表面の少なくとも一部分の領域に設けられていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 柱(6)の直径がすべての方向について、内部空間の該方向の寸法と比べてかなり小さいことを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 蒸気空間(18、18.1)と少なくとも1つの流体通路を形成している毛管構造との間に、中間壁(17、17.1、29)が設けられていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 中間壁(17、17.1、29)に複数の開口が設けられている、または孔あきの材料から作られていることを特徴とする、請求項12に記載のヒートシンク。
- 少なくとも1つの中間壁(17、17.1)が、第1の壁部(3、4)と平行であることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 中間壁が管部(29)、好ましくは平坦にプレスされた管部、あるいは長円または楕円形状に成型された管部から形成されることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 流体通路(16)を形成する少なくとも2つの毛管構造、および/または少なくとも2つの蒸気通路(18、18.1)が設けられていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 第1および第2の壁部がそれぞれ平板状の壁(3、4)から形成され、周壁(5)とともにヒートシンクの内部空間を区切っていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 第1の壁部が、管部、好ましくは平坦にプレスされた管部の領域から形成され、ヒートシンクの内部空間を区切っていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 積層状に一方が他方の上に位置し、表面において互いに結合された複数の板(3、4、19)からなり、積層の内側にある板に開口(20)が設けられ、該開口がヒートシンクの内部空間を通る通路構造を形成し、該構造化された板(19)の開口(20)外の領域によって、一続きの柱(6)が構成され、通路構造の少なくとも一領域(21)に、毛管構造を形成するための材料が入れられていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 内部空間(26、28)が、ヒートシンクを形成する板(23、24)の1つに設けられた少なくとも1つのくぼみまたは凹部(25)によって形成されることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 毛管層または毛管構造(7)を形成する粒子(8)が、内部空間を区切っている壁の対応する表面(10)に単層で設けられていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 粒子(8)が、対応する表面(10)に直接、例えばDCB接合によって結合されていることを特徴とする、請求項21に記載のヒートシンク。
- ヒートシンクの本体が、両端で閉じられた管部(29)から形成されていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のヒートシンク。
- 閉じられた内部空間内に少なくとも1つの蒸気通路を有し、多孔または毛管構造を備えた少なくとも1つの流体通路を有しているヒートパイプ形式のヒートシンクを製造するための方法であって、多孔または毛管構造を、例えばセラミック粒子(8)等の耐熱材料から作られた粒子の塊を挿入し、引き続き1065〜1085℃の接合温度に加熱しDCB接合することにより製造することを特徴とする、方法。
- 多孔または毛管構造を、耐熱材料からなる粒子と粉砕した酸化銅または酸化した銅粉末とからなる混合物または塊を挿入し、引き続きDCB接合することにより製造することを特徴とする、請求項24に記載の方法。
- 塊または混合物が銅粉末をさらに含有することを特徴とする、請求項24乃至25に記載の方法。
- 接合および冷却後、塊または混合物の余分な部分が除去されることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
- 毛管または多孔構造または層を、ヒートシンクの内部空間を密閉する前に製造することを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
- 毛管構造を形成するための塊または混合物が、少なくとも1つの開口から内部空間内に挿入され、接合前に、例えば揺動、振動および/または回転によって分配されることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
- 多孔または毛管構造の製造時、蒸気空間を形成するヒートシンクの内部空間の少なくとも一部分が、多孔または毛管構造を形成する粒子を接合する前は、支持媒体(30、31)によって満たされている、または開放されていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
- 接合あるいは多孔または毛管構造の製造後、支持媒体(30)が除去されることを特徴とする、請求項30に記載の方法。
- 支持媒体(30)がヒートシンク内に残留することを特徴とする、請求項30乃至31に記載の方法。
- 支持媒体(30)が、例えば耐熱材料からなり接合材料を含まない粒子等、粒子状の材料であることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
- 支持媒体が壁(31)から形成され、例えば該壁を形成する管部から形成されることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
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