(57)【要約】【課題】本発明は、簡易な構成にて、狭小化した内部空間に設置された発熱体に対し、優れた熱輸送特性や均熱板としての機能を有することで、優れた冷却性能を発揮するヒートシンク構造を提供する。【解決手段】平面型ヒートパイプと、該平面型ヒートパイプと熱的に接続された管状ヒートパイプと、を備えたヒートシンク構造であって、平面視において、前記平面型ヒートパイプと前記管状ヒートパイプが重なり合う位置に、発熱体が熱的に接続されるヒートシンク構造。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面型ヒートパイプと、該平面型ヒートパイプと熱的に接続された管状ヒートパイプと、を備えたヒートシンク構造であって、
平面視において、前記平面型ヒートパイプと前記管状ヒートパイプが重なり合う位置に、発熱体が熱的に接続されるヒートシンク構造。
【請求項２】
前記管状ヒートパイプが、前記平面型ヒートパイプよりも前記発熱体の方向に配置される請求項１に記載のヒートシンク構造。
【請求項３】
前記平面型ヒートパイプが、前記管状ヒートパイプよりも前記発熱体の方向に配置される請求項１に記載のヒートシンク構造。
【請求項４】
前記管状ヒートパイプの放熱部に、熱交換手段が設けられている請求項１乃至３のいずれか１項に記載のヒートシンク構造。
【請求項５】
前記熱交換手段が、放熱フィンを有する請求項４に記載のヒートシンク構造。
【請求項６】
前記熱交換手段及び／または管状ヒートパイプの放熱部が、送風ファンの冷却風により冷却される請求項４または５に記載のヒートシンク構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、狭小な内部空間に設置された発熱体に対する冷却性能に優れたヒートシンク構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気・電子機器に搭載されている半導体素子等の電子部品は、高機能化に伴う高密度搭載等により、発熱量が増大し、近年、その冷却がより重要となっている。また、電気・電子機器の小型化、薄型化等により、電気・電子機器の筐体の内部空間が、ますます、狭小化している。狭小化した内部空間に設置された電子部品の冷却手段として、平面型ヒートパイプが使用されることがある。
【０００３】
狭小化した内部空間に設置された電子部品の冷却構造として、筐体内に設けられた第１の発熱体と、筐体内に設けられたヒートシンクと、第１の押圧部材と、第１の発熱体に対向した第１の部分と第１の発熱体から外れた第２の部分とを有し、第１の押圧部材の押圧で撓む平板状の第１のヒートパイプと、第１のヒートパイプの第２の部分と、ヒートシンクとに接続された管状のコンテナを有する第２のヒートパイプを備えた冷却構造が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
しかし、特許文献１では、押圧部材の押圧で平板状のヒートパイプを撓ませる、つまり、平面に対して鉛直方向に変形させるので、コンテナの厚さの薄い平板状のヒートパイプでは、その内部空間、特に、厚さ方向の空間が閉塞または狭小化して、平板状のヒートパイプとしての機能である熱輸送特性や平板全域に熱を拡散させる均熱板としての機能が損なわれることがある。従って、特許文献１では、平板状のヒートパイプから管状のコンテナを有する第２のヒートパイプへの熱伝達が十分ではないという問題があった。
【０００５】
また、特許文献１では、発熱体と管状のコンテナを有する第２のヒートパイプが離れて位置しているので、発熱体から管状のヒートパイプへの熱伝達が十分ではないという問題があった。
【０００６】
また、特許文献１では、複数の発熱体を冷却する場合に、それぞれの発熱体に、相互に別体である平板状のヒートパイプが接続され、該平板状のヒートパイプを、それぞれ、管状のコンテナを有する、メインのヒートパイプである第２のヒートパイプに接続される必要がある。よって、発熱体の位置に応じて、平板状のヒートパイプの寸法を調整しなければならず、部品点数が増大すると共に、構造が複雑化するという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１では、複数の発熱体を冷却する場合に、相互に別体である平板状のヒートパイプが接続されているので、複数の発熱体の発熱量が異なると、特に、大きな発熱量を有する発熱体が十分に冷却されない場合がある、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１０６７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記事情に鑑み、本発明は、簡易な構成にて、狭小化した内部空間に設置された発熱体に対し、優れた熱輸送特性や均熱板としての機能を有することで、優れた冷却性能を発揮するヒートシンク構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の態様は、平面型ヒートパイプと、該平面型ヒートパイプと熱的に接続された管状ヒートパイプと、を備えたヒートシンク構造であって、平面視において、前記平面型ヒートパイプと前記管状ヒートパイプが重なり合う位置に、発熱体が熱的に接続されるヒートシンク構造である。
【００１１】
上記態様では、平面型ヒートパイプまたは管状ヒートパイプに、発熱体が接続される。なお、本明細書中、「平面視」とは、平面型ヒートパイプの平面部に対して鉛直方向から視認した態様を意味する。
【００１２】
本発明の態様は、前記管状ヒートパイプが、前記平面型ヒートパイプよりも前記発熱体の方向に配置されるヒートシンク構造である。上記態様では、管状ヒートパイプに、発熱体が接続される。
【００１３】
本発明の態様は、前記平面型ヒートパイプが、前記管状ヒートパイプよりも前記発熱体の方向に配置されるヒートシンク構造である。上記態様では、平面型ヒートパイプに、発熱体が接続される。
【００１４】
本発明の態様は、前記管状ヒートパイプの放熱部に、熱交換手段が設けられているヒートシンク構造である。
【００１５】
本発明の態様は、前記熱交換手段が、放熱フィンを有するヒートシンク構造である。
【００１６】
本発明の態様は、前記熱交換手段及び／または管状ヒートパイプの放熱部が、送風ファンの冷却風により冷却されるヒートシンク構造である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の態様によれば、平面型ヒートパイプと管状ヒートパイプとが熱的に接続されているので、平面型ヒートパイプにより、発熱体からの熱が面上に拡散し、放熱面積が増大した状態にて、管状ヒートパイプが稼働する。また、平面型ヒートパイプと管状ヒートパイプが重なり合う位置に発熱体が熱的に接続されるので、発熱体から管状ヒートパイプへ円滑に熱伝達される。従って、本発明のヒートシンク構造は、優れた熱輸送特性や均熱板としての機能を有することで、発熱体に対して優れた冷却性能を発揮できる。
【００１８】
また、本発明の態様によれば、複数の発熱体を冷却する場合であって、各発熱体の発熱量が相違する場合に、相対的に発熱量の少ない発熱体は、均熱板としての機能を有する平面型ヒートパイプにて冷却できるので、その分、管状ヒートパイプの熱輸送量を低減できる。
【００１９】
本発明の態様によれば、平面型ヒートパイプを用い、また、熱的に接続される発熱体の数量は、特に制限されないので、簡易な構成にて、狭小化した内部空間に設置された発熱体に対して優れた冷却性能を発揮できる。
【００２０】
本発明の態様によれば、管状ヒートパイプが平面型ヒートパイプよりも発熱体の方向に配置されることにより、発熱体の熱が管状ヒートパイプに円滑に伝達されつつ、管状ヒートパイプを介して平面型ヒートパイプに伝達された発熱体からの熱が、平面型ヒートパイプの均熱板としての機能により面上に拡散することで放熱面積が増大する。従って、上記態様では、管状ヒートパイプの熱輸送量を低減でき、ひいては、管状ヒートパイプを扁平化（薄型化）、細管化できる。このように、管状ヒートパイプを扁平化、細管化できるので、ヒートシンク構造をより小型化できる。
【００２１】
本発明の態様によれば、平面型ヒートパイプが管状ヒートパイプよりも発熱体の方向に配置されることにより、発熱体の熱が、まず、平面型ヒートパイプの均熱板としての機能により面上に拡散してから、管状ヒートパイプに伝達されるので、平面型ヒートパイプにホットスポットが生じるのを防止できる。このように、平面型ヒートパイプにホットスポットが生じるのを防止できるので、発熱体に対して優れた冷却性能を発揮できる。
【００２２】
本発明の態様によれば、管状ヒートパイプの放熱部に熱交換手段が設けられていることにより、管状ヒートパイプの放熱特性が向上し、狭小な内部空間に設置された発熱体でも確実に冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るヒートシンク構造の側面視の説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態例に係るヒートシンク構造の平面視の説明図である。
【図３】（a）図は、本発明の第２実施形態例に係るヒートシンク構造の側面視の説明図、（b）図は、本発明の第２実施形態例に係るヒートシンク構造の平面視の説明図である。
【図４】（a）図は、本発明の第３実施形態例に係るヒートシンク構造の側面視の説明図、（b）図は、本発明の第３実施形態例に係るヒートシンク構造の平面視の説明図である。
【図５】本発明の第４実施形態例に係るヒートシンク構造の平面視の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の第１実施形態例に係るヒートシンク構造について、図面を用いながら説明する。図１、２に示すように、第１実施形態例に係るヒートシンク構造１は、平面型ヒートパイプ１０と、平面型ヒートパイプ１０と熱的に接続された管状ヒートパイプ１２と、を備えている。ヒートシンク構造１では、平面型ヒートパイプ１０の平面型コンテナ１１と管状ヒートパイプ１２の管状コンテナ１３とが直接接することで、平面型ヒートパイプ１０と管状ヒートパイプ１２とが、熱的に接続されている。
【００２５】
ヒートシンク構造１では、管状ヒートパイプ１２が、平面型ヒートパイプ１０よりも発熱体の方向に配置されている。管状ヒートパイプ１２には、基板１０２に実装された第１の発熱体１００が熱的に接続され、平面型ヒートパイプ１０には、基板１０２に実装された第２の発熱体１０１が熱的に接続されている。従って、第１の発熱体１００は、管状ヒートパイプ１２を介して平面型ヒートパイプ１０と熱的に接続され、第２の発熱体１０１は、平面型ヒートパイプ１０を介して管状ヒートパイプ１２と熱的に接続されている。従って、平面型ヒートパイプ１０は、均熱板としての機能を有する。
【００２６】
なお、ヒートシンク構造１では、管状ヒートパイプ１２は第１の発熱体１００と直接接することで、第１の発熱体１００と熱的に接続され、平面型ヒートパイプ１０は第２の発熱体１０１と直接接することで、第２の発熱体１０１と熱的に接続されていてもよく、図示しない熱伝導グリースを、管状ヒートパイプ１２と第１の発熱体１００、平面型ヒートパイプ１０と第２の発熱体１０１との間に挿入して、熱的に接続してもよい。
【００２７】
図１、２に示すように、平面型ヒートパイプ１０に管状ヒートパイプ１２の一方の端部１４が熱的に接続され、管状ヒートパイプ１２の一方の端部１４に第１の発熱体１００が熱的に接続されている。つまり、図２に示すように、平面型ヒートパイプ１０と管状ヒートパイプ１２が平面視において重なり合う位置に、第１の発熱体１００が熱的に接続される。一方で、第２の発熱体１０１は、管状ヒートパイプ１２とは平面視において重なり合わない位置にて、平面型ヒートパイプ１０と熱的に接続される。ヒートシンク構造１では、１つの管状ヒートパイプ１２が、平面型ヒートパイプ１０に熱的に接続されている。
【００２８】
平面型ヒートパイプ１０と管状ヒートパイプ１２とを熱的に接続する方法は、特に限定されず、例えば、平面型ヒートパイプ１０の平面型コンテナ１１に、管状ヒートパイプ１２の管状コンテナ１３を、はんだ付け、かしめ等により固定することで、平面型ヒートパイプ１０と管状ヒートパイプ１２とを熱的に接続することができる。
【００２９】
平面型ヒートパイプ１０及び第１の発熱体１００と熱的に接続された管状ヒートパイプ１２の一方の端部１４が、管状ヒートパイプ１２の受熱部として機能する。一方で、管状ヒートパイプ１２のうち、一方の端部１４以外の部位、すなわち、中央部１５と他方の端部１６は、平面型ヒートパイプ１０と接していない。このうち、管状ヒートパイプ１２の他方の端部１６が、管状ヒートパイプ１２の放熱部として機能する。なお、管状ヒートパイプ１２は、図１、２に示すように、曲げ加工してもよく、直線状の形状にて使用してもよい。また、管状ヒートパイプ１２は、熱的接続性を向上させるために、一部または全体を扁平加工してもよい。
【００３０】
ヒートシンク構造１では、管状ヒートパイプ１２の他方の端部１６（すなわち、管状ヒートパイプ１２の放熱部）に、熱交換手段として、放熱フィン１７が取り付けられている。また、放熱フィン１７と平面型ヒートパイプ１０との間には、送風ファン１０３が配置されている。送風ファン１０３からの冷却風が放熱フィン１７へ供給される。
【００３１】
ヒートシンク構造１では、複数の放熱フィン１７が管状ヒートパイプ１２の他方の端部１６に取り付けられることで、管状ヒートパイプ１２の放熱部から外部環境へ、円滑に熱が放出される。また、送風ファン１０３の設置位置は特に限定されないが、放熱フィン１７と平面型ヒートパイプ１０との間に送風ファン１０３が配置されると、送風ファン１０３が稼働することで、放熱フィン１７へ冷却風が供給されるだけでなく、平面型ヒートパイプ１０から放熱フィン１７の方向へ気流が生じて、この気流が、平面型ヒートパイプ１０を冷却する冷却風としても機能する。
【００３２】
平面型ヒートパイプ１０は、平面型コンテナ１１と、平面型コンテナ１１の内部空間に封入された作動流体（図示せず）と、平面型コンテナ１１の内部空間に設けられたウィック構造体（図示せず）とを有している。また、管状ヒートパイプ１２は、管状コンテナ１３と、管状コンテナ１３の内部空間に封入された作動流体（図示せず）と、管状コンテナ１３の内部空間に設けられたウィック構造体（図示せず）とを有している。
【００３３】
平面型コンテナ１１及び管状コンテナ１３の材料としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス、チタン等を挙げることができる。また、作動流体としては、平面型コンテナ１１及び管状コンテナ１３の材料との適合性に応じて、適宜選択可能であり、例えば、水、代替フロン、フロリナート等のフルオロカーボン類、シクロペンタン等を挙げることができる。
【００３４】
ウィック構造体としては、銅粉等の金属粉の焼結体、金属メッシュ、ワイヤ、平面型コンテナ１１及び管状コンテナ１３の内面に形成されたグルーブ等を挙げることができる。
【００３５】
冷却対象である発熱体としては、特に限定されないが、基板１０２（例えば、電子機器に内蔵された回路基板）に実装された中央演算処理装置、グラフィックチップ（ＧＰＵ、ＶＧＡ）、メモリー、コンデンサ、電源等を挙げることができる。
【００３６】
次に、ヒートシンク構造１の冷却作用の仕組みについて説明する。管状ヒートパイプ１２の一方の端部１４（受熱部）が、第１の発熱体１００から受熱すると、第１の発熱体１００から管状ヒートパイプ１２の受熱部へ伝達された熱は、管状ヒートパイプ１２の他方の端部１６、すなわち、管状ヒートパイプ１２の放熱部へ輸送され、管状ヒートパイプ１２の放熱部から放熱フィン１７を介して外部環境へ放出される。
【００３７】
また、管状ヒートパイプ１２の受熱部へ伝達された熱の一部は、管状ヒートパイプ１２の放熱部へは輸送されずに、管状ヒートパイプ１２の一方の端部１４と熱的に接続された平面型ヒートパイプ１０へ伝達される。管状ヒートパイプ１２の受熱部から平面型ヒートパイプ１０へ伝達された熱は、平面型ヒートパイプ１０の平面に沿って拡散しつつ、平面型ヒートパイプ１０から放出される。一方で、平面型ヒートパイプ１０が第２の発熱体１０１から受熱すると、第２の発熱体１０１から平面型ヒートパイプ１０へ伝達された熱は、第１の発熱体１００から伝達された熱と同様、平面型ヒートパイプ１０の平面に沿って拡散しつつ、平面型ヒートパイプ１０から放出される。
【００３８】
また、第２の発熱体１０１の発熱量によっては、第２の発熱体１０１から平面型ヒートパイプ１０へ伝達された熱は、平面型ヒートパイプ１０の平面に沿って拡散しつつ、その一部は管状ヒートパイプ１２の一方の端部１４へ輸送され、管状ヒートパイプ１２の放熱部から放熱フィン１７を介して外部環境へ放出される。従って、平面型ヒートパイプ１０は、均熱板としての機能を有する。
【００３９】
つまり、ヒートシンク構造１が受熱した第１の発熱体１００と第２の発熱体１０１の熱は、管状ヒートパイプ１２によって放熱フィン１７の部位まで輸送されることで外部環境へ円滑に放出されつつ、平面型ヒートパイプ１０の平面に沿って拡散して、平面型ヒートパイプ１０からも放出される。
【００４０】
このように、ヒートシンク構造１では、平面型ヒートパイプ１０と管状ヒートパイプ１２とが熱的に接続されているので、平面型ヒートパイプ１０により、第１の発熱体１００からの熱と第２の発熱体１０１からの熱が、面上に拡散し、放熱面積が増大した状態にて、管状ヒートパイプ１２が熱輸送機能を発揮する。また、平面型ヒートパイプ１０と管状ヒートパイプ１２が重なり合う位置に、複数の発熱体（第１の発熱体１００と第２の発熱体１０１）のうちの少なくとも一部の発熱体（第１の発熱体１００）が熱的に接続されるので、第１の発熱体１００から管状ヒートパイプ１２へ円滑に熱伝達される。従って、ヒートシンク構造１は、優れた熱輸送特性と均熱板としての機能を有することで、発熱体に対して優れた冷却性能を発揮できる。
【００４１】
また、ヒートシンク構造１では、複数の発熱体（第１の発熱体１００と第２の発熱体１０１）を冷却する場合であって、各発熱体の発熱量が相違する場合に、相対的に発熱量の小さい発熱体（例えば、第２の発熱体１０１）は、均熱板としての機能を有する平面型ヒートパイプ１０にて冷却できるので、その分、管状ヒートパイプ１２の熱輸送量を低減できる。
【００４２】
さらに、ヒートシンク構造１では、平面型ヒートパイプ１０を用い、また、熱的に接続される発熱体の数量は、特に制限されないので、簡易な構成にて、狭小化した内部空間に設置された発熱体に対して優れた冷却性能を発揮できる。
【００４３】
ヒートシンク構造１では、管状ヒートパイプ１２が平面型ヒートパイプ１０よりも発熱体（第１の発熱体１００と第２の発熱体１０１）の方向（基板１０２の方向）に配置されることにより、発熱体（図１、２では、第１の発熱体１００）の熱が管状ヒートパイプ１２に円滑に伝達される。また、各発熱体（第１の発熱体１００と第２の発熱体１０１）から伝達された熱は、平面型ヒートパイプ１０の均熱板としての機能により、平面型ヒートパイプ１０の面上を拡散していくことで、放熱面積が増大する。従って、管状ヒートパイプ１２の熱輸送量を低減でき、ひいては、管状ヒートパイプ１２を扁平化、細管化できる。このように、管状ヒートパイプ１２を扁平化、細管化できるので、ヒートシンク構造１をより小型化できる。
【００４４】
次に、本発明の第２実施形態例に係るヒートシンク構造について、図面を用いながら説明する。本発明の第１実施形態例に係るヒートシンク構造と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。
【００４５】
第１実施形態例に係るヒートシンク構造１では、管状ヒートパイプ１２には、基板１０２に実装された第１の発熱体１００が接続され、平面型ヒートパイプ１０には、基板１０２に実装された第２の発熱体１０１が接続されていたが、これに代えて、第２実施形態例に係るヒートシンク構造２では、図３（a）、（b）に示すように、平面型ヒートパイプ１０には、発熱体が接続されていない。
【００４６】
つまり、図３に示すように、平面型ヒートパイプ１０と管状ヒートパイプ１２が平面視において重なり合う位置に、第１の発熱体１００が熱的に接続される。一方で、管状ヒートパイプ１２及び平面型ヒートパイプ１０とは平面視において重なり合わない位置には、発熱体は接続されていない。
【００４７】
ヒートシンク構造２でも、平面型ヒートパイプ１０と管状ヒートパイプ１２とが熱的に接続されているので、平面型ヒートパイプ１０により、第１の発熱体１００からの熱が、平面型ヒートパイプ１０の平面に沿って拡散していき、放熱面積が増大した状態にて、管状ヒートパイプ１２が熱輸送機能を発揮する。また、平面型ヒートパイプ１０と管状ヒートパイプ１２が重なり合う位置に、発熱体（第１の発熱体１００）が熱的に接続されるので、第１の発熱体１００から管状ヒートパイプ１２へ円滑に熱伝達される。従って、ヒートシンク構造２でも、ヒートシンク構造１と同様、優れた熱輸送特性と均熱板としての機能を有することで、発熱体に対して優れた冷却性能を発揮できる。
【００４８】
次に、本発明の第３実施形態例に係るヒートシンク構造について、図面を用いながら説明する。本発明の第１、第２実施形態例に係るヒートシンク構造と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。
【００４９】
第１実施形態例に係るヒートシンク構造１では、管状ヒートパイプ１２が、平面型ヒートパイプ１０よりも発熱体の方向に配置されていたが、これに代えて、第３実施形態例に係るヒートシンク構造３では、図４（a）、（b）に示すように、平面型ヒートパイプ１０が、管状ヒートパイプ１２よりも発熱体の方向に配置されている。
【００５０】
平面型ヒートパイプ１０には、基板１０２に実装された発熱体（図４では、複数の発熱体、すなわち、第１の発熱体１００と第２の発熱体１０１）が接続されている。一方で、管状ヒートパイプ１２には、発熱体が接続されていない。従って、いずれの発熱体も、すなわち、第１の発熱体１００も第２の発熱体１０１も、平面型ヒートパイプ１０を介して管状ヒートパイプ１２と熱的に接続されている。従って、平面型ヒートパイプ１０は、均熱板としての機能を有する。
【００５１】
図４（b）に示すように、平面型ヒートパイプ１０と管状ヒートパイプ１２が平面視において重なり合う位置に、複数の発熱体のうちの一部の発熱体（図４（b）では、第１の発熱体１００）が、平面型ヒートパイプ１０と熱的に接続される。一方で、他の一部の発熱体（図４（b）では、第２の発熱体１０１）は、管状ヒートパイプ１２とは平面視において重なり合わない位置にて、平面型ヒートパイプ１０と熱的に接続される。
【００５２】
なお、図４（a）に示すように、ヒートシンク構造３では、第１の発熱体１００は平面型ヒートパイプ１０と直接接する、または熱伝導グリース（図示せず）を介して接することで、平面型ヒートパイプ１０と熱的に接続されている。一方で、平面型ヒートパイプ１０と第２の発熱体１０１との間には、熱伝導シート等の熱伝導性部材１８が挿入されており、第２の発熱体１０１は、熱伝導性部材１８を介して、平面型ヒートパイプ１０と熱的に接続されている。
【００５３】
このように、高さ方向の寸法が異なる発熱体が、ヒートシンク構造３と熱的に接続される場合、高さ方向の寸法が小さい発熱体（図４（a）では、第２の発熱体１０１）と平面型ヒートパイプ１０との間に熱伝導性部材１８を挿入することで、熱抵抗の増大を防止しつつ、高さ方向の寸法が異なる発熱体間の高さ調整ができる。従って、平面型ヒートパイプ１０の撓み等の変形を防止できるので、平面型ヒートパイプ１０の内部空間を維持でき、結果、ヒートシンク構造３の冷却性能の低下を防止できる。
【００５４】
次に、ヒートシンク構造３の冷却作用の仕組みについて説明する。平面型ヒートパイプ１０が、第１の発熱体１００と第２の発熱体１０１から受熱すると、第１の発熱体１００からの熱と第２の発熱体１０１からの熱は、ともに、平面型ヒートパイプ１０の平面に沿って平面型ヒートパイプ１０上を拡散しながら、平面型ヒートパイプ１０から放出される。また、管状ヒートパイプ１２は、第１の発熱体１００と平面視において重なり合う位置に設けられ、管状ヒートパイプ１２の一方の端部１４（受熱部）が、平面型ヒートパイプ１０と直接接している。従って、平面型ヒートパイプ１０から放出されなかった熱は、管状ヒートパイプ１２の受熱部へ伝達される。管状ヒートパイプ１２の受熱部へ伝達された熱は、管状ヒートパイプ１２の受熱部から管状ヒートパイプ１２の他方の端部１６（放熱部）へ輸送され、放熱部に設けられた放熱フィン１７から外部環境へ放出される。従って、管状ヒートパイプ１２は、平面型ヒートパイプ１０から放出されなかった熱を放熱フィンの部位へ輸送する機能を有する。
【００５５】
平面型ヒートパイプ１０が管状ヒートパイプ１２よりも発熱体（第１の発熱体１００、第２の発熱体１０１）の方向に配置されることにより、発熱体の熱が、平面型ヒートパイプ１０の均熱板としての機能により、まず、平面型ヒートパイプ１０の平面に沿って拡散してから、管状ヒートパイプ１２に伝達される。従って、平面型ヒートパイプ１０にホットスポットが生じるのを防止できる。このように、ヒートシンク構造３は、平面型ヒートパイプ１０にホットスポットが生じるのを防止できるので、発熱体に対して優れた冷却性能を発揮できる。また、平面型ヒートパイプ１０は、平面視において、平面型ヒートパイプ１０と接続されている発熱体（第１の発熱体１００、第２の発熱体１０１）の全体を覆うことができるので、発熱体からヒートシンク構造３への熱伝達性が向上する。
【００５６】
次に、本発明の他の実施形態例について説明する。上記各実施形態例では、管状ヒートパイプの設置数は１本であったが、その数は特に限定されず、ヒートシンク構造の使用状況に応じて、複数設置してもよい。
【００５７】
例えば、第１実施形態例に係るヒートシンク構造１では、基板１０２に実装された第１の発熱体１００に、１本の管状ヒートパイプ１２が熱的に接続されていたが、これに代えて、図５に示すように、第４実施形態例に係るヒートシンク構造４では、基板１０２に実装された第１の発熱体１００に、複数（図５では、２本）の管状ヒートパイプ１２、１２’が熱的に接続されてもよい。
【００５８】
ヒートシンク構造４では、平面視において、第１の発熱体１００と重なり合う位置に、２本の管状ヒートパイプ１２、１２’が熱的に接続されている。なお、ヒートシンク構造４では、２本の管状ヒートパイプ１２、１２’のうち、平面視において第１の発熱体１００と重なり合う部位では、並列に配置され、平面視において平面型ヒートパイプ１０と重なり合わない部位では、一方の管状ヒートパイプ１２と他方の管状ヒートパイプ１２’が、平面型ヒートパイプ１０の中心線を境に略対称となるように配置されている。
【００５９】
第１の発熱体１００に、複数の管状ヒートパイプ１２、１２’が熱的に接続されることで、第１の発熱体１００の発熱量が大きくても、第１の発熱体１００を確実に冷却できる。
【００６０】
また、平面型ヒートパイプと管状ヒートパイプが平面視において重なり合う位置に、熱的に接続される発熱体の数は、特に限定されず、上記各実施形態例では、該位置に、１つの発熱体が熱的に接続されていたが、複数の発熱体を熱的に接続してもよい。
【００６１】
上記各実施形態例では、管状ヒートパイプの放熱部に熱交換手段として放熱フィンが設けられていたが、使用状況に応じて、熱交換手段を設けなくてもよい。また、上記各実施形態例では、放熱フィン近傍に送風ファンが設置されていたが、使用状況に応じて、送風ファンを設置しなくてもよい。また、必要に応じて、発熱体と平面型ヒートパイプまたは管状ヒートパイプとの間に、熱的接続性を向上させるために、熱伝導グリースを塗布してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明のヒートシンク構造は、簡易な構成にて、狭小化した内部空間に設置された発熱体に対し、優れた熱輸送特性や均熱板としての機能を有することで、優れた冷却性能を発揮するので、例えば、基板に実装された発熱体を冷却する分野で、利用価値が高い。
【符号の説明】
【００６３】
１、２、３、４                        ヒートシンク構造
１０                                  平面型ヒートパイプ
１２                                  管状ヒートパイプ
１７                                  放熱フィン
【図１】
2018004165.tif 000003
【図２】
2018004165.tif 000004
【図３】
2018004165.tif 000005
【図４】
2018004165.tif 000006
【図５】
2018004165.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月15日(2017.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面型ヒートパイプと、該平面型ヒートパイプと熱的に接続された管状ヒートパイプと、を備えたヒートシンク構造であって、
平面視において、前記平面型ヒートパイプと前記管状ヒートパイプが重なり合う位置に、発熱体が熱的に接続され、前記管状ヒートパイプの受熱部が、扁平加工されており、平面視において平面型ヒートパイプに沿って延在しているヒートシンク構造。
【請求項２】
前記管状ヒートパイプが、前記平面型ヒートパイプよりも前記発熱体の方向に配置される請求項１に記載のヒートシンク構造。
【請求項３】
前記平面型ヒートパイプが、前記管状ヒートパイプよりも前記発熱体の方向に配置される請求項１に記載のヒートシンク構造。
【請求項４】
前記管状ヒートパイプの放熱部に、熱交換手段が設けられている請求項１乃至３のいずれか１項に記載のヒートシンク構造。
【請求項５】
前記熱交換手段が、放熱フィンを有する請求項４に記載のヒートシンク構造。
【請求項６】
前記熱交換手段及び／または管状ヒートパイプの放熱部が、送風ファンの冷却風により冷却される請求項４または５に記載のヒートシンク構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の態様は、平面型ヒートパイプと、該平面型ヒートパイプと熱的に接続された管状ヒートパイプと、を備えたヒートシンク構造であって、平面視において、前記平面型ヒートパイプと前記管状ヒートパイプが重なり合う位置に、発熱体が熱的に接続され、前記管状ヒートパイプの受熱部が、扁平加工されており、平面視において平面型ヒートパイプに沿って延在しているヒートシンク構造である。
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月28日(2017.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面型ヒートパイプと、該平面型ヒートパイプと熱的に接続された管状ヒートパイプと、を備えたヒートシンク構造であって、
平面視において、前記平面型ヒートパイプと前記管状ヒートパイプが重なり合う位置に、発熱体が熱的に接続され、前記管状ヒートパイプの受熱部が、扁平加工されており、平面視において平面型ヒートパイプに沿って延在し、前記管状ヒートパイプが、前記平面型ヒートパイプよりも前記発熱体の方向に配置されるヒートシンク構造。
【請求項２】
前記管状ヒートパイプの放熱部に、熱交換手段が設けられている請求項１に記載のヒートシンク構造。
【請求項３】
前記熱交換手段が、放熱フィンを有する請求項２に記載のヒートシンク構造。
【請求項４】
前記熱交換手段及び／または管状ヒートパイプの放熱部が、送風ファンの冷却風により冷却される請求項２または３に記載のヒートシンク構造。