(57)【要約】  本発明は、デバイスをヒートパイプに結合する方法及び装置であって、熱輸送可能な材料が、前記ヒートパイプの前記デバイスが結合されるべき場所に位置されている、方法及び装置を提供する。当該デバイスは、この場所に対して位置決めされていると共に、前記熱輸送可能な材料と接触しており、次いで、熱が、前記ヒートパイプのこの結合の場所に対向している端部に加えられる。前記ヒートパイプに加えられた外部の熱は、前記ヒートパイプに沿って前記結合の場所の近傍まで輸送される。前記熱輸送可能な材料は、熱を加えたことによる変化を受け、前記デバイスを前記ヒートパイプに結合させる。外部の前記熱源を取り除くと、前記熱輸送可能な材料は、実質的に固体状態に変化し、これにより前記デバイスを前記ヒートパイプに結合する。
2010501064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスをヒートパイプに結合する方法であって、
ａ）熱輸送可能な材料を前記ヒートパイプの第１の領域上に位置させるステップと、
ｂ）前記デバイスを前記熱輸送可能な材料上に位置決めするステップと、
ｃ）前記ヒートパイプの第２の領域を熱源によって加熱するステップであって、前記ヒートパイプは、前記熱輸送可能な材料を変形可能な状態に変えるために、前記前記ヒートパイプの第２の領域から前記ヒートパイプの前記第１の領域に熱を輸送する、ステップと、
ｄ）前記熱源を取り除くステップと、
を有し、これにより前記熱輸送可能な材料が固体の形態に相転移し、これにより前記デバイスを前記ヒートパイプに結合することを可能にする方法。
【請求項２】
前記ヒートパイプの端部の前記第２の領域を冷却するステップを更に有する、請求項１に記載のデバイスをヒートパイプに結合する方法。
【請求項３】
相対的な圧力を前記デバイスと前記ヒートパイプとの間にかけるステップを更に有する、請求項１に記載のデバイスをヒートパイプに結合する方法。
【請求項４】
前記熱輸送可能な材料が、はんだ、熱可塑性エラストマ、熱活性接着剤、エポキシ、シリコーンメタクリル樹脂及びＰＭＭＡ材料を含む群から選択される、請求項１に記載のデバイスをヒートパイプに結合する方法。
【請求項５】
前記熱輸送可能な材料がインジウムスズはんだである、請求項１に記載のデバイスをヒートパイプに結合する方法。
【請求項６】
前記熱輸送可能な材料がビスマススズはんだである、請求項１に記載のデバイスをヒートパイプに結合する方法。
【請求項７】
前記熱輸送可能な材料が熱硬化接着剤又は熱硬化材料である、請求項１に記載のデバイスをヒートパイプに結合する方法。
【請求項８】
前記デバイスは、融点温度を持つ材料を使用して形成されている接続を含んでおり、前記熱輸送可能な材料は、前記融点温度よりも低い熱変形温度を有するように選択されている、請求項１に記載のデバイスをヒートパイプに結合する方法。
【請求項９】
前記熱源は、加熱された熱浴及び加熱された蒸気を含む群から選択されている、請求項１に記載のデバイスをヒートパイプに結合する方法。
【請求項１０】
前記加熱された液体は、水及び油を含む群から選択された液体である、請求項９に記載のデバイスをヒートパイプに結合する方法。
【請求項１１】
前記熱源が熱空気銃又は鉄である、請求項１に記載のデバイスをヒートパイプに結合する方法。
【請求項１２】
熱輸送可能な材料によってヒートパイプに結合されているデバイスを前記ヒートパイプから切り離す方法であって、
ａ）ヒートパイプの第２の領域を熱源によって加熱するステップであって、前記ヒートパイプは、前記熱輸送可能な材料を変形可能な状態に変えるために、前記ヒートパイプの第１の領域に熱を輸送する、ステップと、
ｂ）前記デバイスを前記ヒートパイプから切り離すステップと、
ｃ）前記熱源を取り除くステップと、
を有する方法。
【請求項１３】
デバイスをヒートパイプに結合する装置であって、
ａ）前記ヒートパイプを第１の位置に保持している維持装置であって、前記第１の位置は、前記ヒートパイプの第１の領域及び第２の端部領域へのアクセスを提供していると共に、前記デバイスが熱輸送可能な材料を使用して結合される位置である、維持装置と、
ｂ）前記デバイスを前記第１領域に対して位置合わせする位置合わせ装置と、
ｃ）前記維持装置と協働すると共に、前記ヒートパイプの前記第２の領域を加熱する熱源と、
を有する装置において、前記デバイスが、前記熱源によって供給される前記熱による前記熱輸送可能な材料の変形の際に、前記ヒートパイプに結合される、装置。
【請求項１４】
維持の構造が、２つ以上のヒートパイプを有しているヒートパイプアセンブリを前記第１の位置に維持している、請求項１３に記載のデバイスをヒートパイプに結合する装置。
【請求項１５】
維持の構造が熱輸送チャンバを含んでおり、前記熱輸送チャンバは、実質的に類似のレートで前記２つ以上のヒートパイプの各々に熱を輸送する、請求項１４に記載のデバイスをヒートパイプに結合する装置。
【請求項１６】
前記熱輸送チャンバが、前記ヒートパイプアセンブリに向かっての熱の半径方向の輸送を可能にしている、請求項１５に記載のデバイスをヒートパイプに結合する装置。
【請求項１７】
前記熱輸送チャンバが、前記ヒートパイプアセンブリからの熱の半径方向の抽出を可能にしている、請求項１５に記載のデバイスをヒートパイプに結合する装置。
【請求項１８】
前記維持構造は、第１のヒートパイプを前記第１の位置に維持しており、第２のヒートパイプを第２の位置に維持しており、更に、前記第１の位置と前記第２の位置との間における前記第１のヒートパイプ及び前記第２のヒートパイプの運動を可能にしている、請求項１３に記載のデバイスをヒートパイプに結合する装置。
【請求項１９】
前記運動は回転運動である、請求項１８に記載のデバイスをヒートパイプに結合する装置。
【請求項２０】
前記第１の位置は加熱位置であり、前記第２の位置は冷却位置である、請求項１８に記載のデバイスをヒートパイプに結合する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続の分野に関し、特に、デバイス（device）とヒートパイプとを結合する及び切り離す方法及び装置（appratus）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートパイプとは、熱を一点から他方へ速く輸送することができる簡単な装置である。典型的なヒートパイプは、封止されている中空管から形成され、典型的には、熱伝導性材料（例えば銅又はアルミニウム等）から製造される。ヒートパイプは、自身の内部における作動流体と、前記ヒートパイプの凝縮器端部から、前記ヒートパイプのエバポレータ端部に戻るべき液相の作動流体のための手段を提供する内部芯構造とを含んでいる。
【０００３】
知られているように、ヒートパイプは、前記内部芯構造による蒸着−凝縮サイクルによって重力に逆らって熱輸送をすることができる点において、熱サイホンとは異なるものである。
【０００４】
この芯構造は、毛管駆動力が、前記凝縮物、即ち前記液相作動流体を前記エバポレータ端部に戻すことを可能にする。前記芯構造の質及び種類は、通常、ヒートパイプの配向依存する性能を決定する。異なる種類の芯構造が、前記ヒートパイプが使用される用途に依存して使用され、これらの芯構造は、焼結されている、溝のある、又はメッシュの構造等を含むことができる。更に、作動流体は、極低温の用途のための液体ヘリウムから、高い温度条件のための水銀までに及ぶものであることができ、これらの間には、水、アンモニア又はアルコールのような様々な他の作動流体もある。
【０００５】
ヒートパイプを取り込んでいるシステムの作製の間とヒートパイプの動作中とにおいて重要な考慮すべき事項は、ヒートパイプが或る温度よりも高く加熱された場合（作製されている材料に依存する）、前記ヒートパイプ内の前記作動流体の全てが蒸発し、凝縮工程が生じるのが終わり、この条件下で、前記ヒートパイプは、著しく効果がないものとなることである。これらの条件下で、過度の圧力により、前記ヒートパイプの本体、即ち前記封止されている中空管の破断の潜在的な危険性も存在する。代替的には、前記ヒートパイプの前記凝縮器端部は、冷たくなり過ぎ、前記作動流体は凝固し得て、従って、前記ヒートパイプの動作を更に妨害し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述に基づけば、デバイスとヒートパイプとの間の接続は、前記ヒートパイプの熱輸送容量によって複雑化され得る。更に、この結合又は切り離しの工程の間の前記デバイスの熱条件に対する感度が、前記工程を更に複雑にし得る。
【０００７】
従って、容易で、繰り返し可能な態様において実施されることができるデバイスとヒートパイプとを結合する及び切り離す方法に対する必要性が存在している。
【０００８】
この背景の情報は、本願出願人によって、本発明に関連し得るものであると信じされている関連情報として提供されている。上述の情報の何かが本発明に対する従来技術を構成するものであるとのいかなる了解も必然的に意図されているものではなく、解釈されるべきでもない。
【０００９】
本発明の目的は、デバイス及びヒートパイプを結合する及び切り離す方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の見地によれば、デバイスをヒートパイプに結合する方法であって、前記ヒートパイプの第１の領域上に熱輸送可能な材料を位置させるステップと；前記熱輸送可能な材料上に前記デバイスを位置決めするステップと；前記ヒートパイプの第２の領域を熱源によって加熱するステップであって、前記ヒートパイプが、前記熱輸送可能な材料を変形可能な状態に転移させるために前記前記ヒートパイプの第２の領域から前記ヒートパイプの前記第１の領域に熱を輸送するステップと；前記熱源を取り除くステップであって、これにより前記熱輸送可能な材料が、実質的に固体の形態に相転移することを可能にし、これにより、前記デバイスを前記ヒートパイプに結合するステップと；を有する方法が、提供される。
【００１１】
本発明の他の見地によれば、ヒートパイプからデバイスを切り離す方法であって、前記デバイスは熱輸送可能な材料によって前記ヒートパイプに結合されており、当該方法は、前記ヒートパイプの第２の領域を熱源によって加熱するステップであって、前記ヒートパイプが、前記熱輸送可能な材料を変形可能な状態に転移させるために前記ヒートパイプの第１の領域に熱を輸送するステップと；前記デバイスを前記ヒートパイプから切り離すステップと；前記熱源を取り除くステップとを有する方法が、提供される。
【００１２】
本発明の他の見地によれば、デバイスをヒートパイプに結合する装置であって、前記ヒートパイプの第１の領域及び第２の領域へのアクセスを提供している第１の位置に前記ヒートパイプを保持する維持装置であって、前記第１の位置は、前記ヒートパイプの第１の領域及び第２の端部領域へのアクセスを提供していると共に、前記デバイスが熱輸送可能な材料を使用して結合される位置である、維持装置と；前記第１の領域に対して前記デバイスを位置合わせする位置合わせ装置と；前記維持装置と協働していると共に、前記前記ヒートパイプの第２の領域を加熱する熱源と；を有する装置であって、前記デバイスは、前記熱源によって供給される熱による前記熱輸送可能な材料の転移の際に前記ヒートパイプに結合される装置が、提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例によってヒートパイプに結合される前の、発光要素のパッケージを示している。
【図２】ヒートパイプアセンブリと発光要素アセンブリとの間の位置合わせ、及び結合又は切り離しを可能にする本発明の一実施例による結合／切り離し装置を示している。
【図３】ヒートパイプアセンブリと発光要素アセンブリとの間の位置合わせ、及び結合又は切り離しを可能にする本発明の一実施例による結合／切り離し装置を示している。
【図４】ヒートパイプアセンブリと発光要素アセンブリとの間の位置合わせ、及び結合又は切り離しを可能にする本発明の一実施例による結合／切り離し装置を示している。
【図５】図４の結合／切り離し装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
定義
「デバイス」なる語は、自身の動作中に熱量を生成し、ここからの熱の除去が望まれている種類の構成要素を規定するのに使用されている。デバイスとは、例えば、プロセッサ、発光要素又は当業者にとって知られている他の電気、電子又は電気光学の構成要素のような種類の電気的構成要素を規定し得る。更に、デバイスとは、プリント回路基板（ＰＣＢ）又はこれが動作可能に接続されている他の種類の基板を含み得る。
【００１５】
「発光要素（ＬＥＥ）」なる語は、例えば、自身に電位差が印加されることによって又は自身に電流が流されることによって活性化された場合に、例えば、前記可視領域、赤外線及び／又は紫外線領域のような、電磁スペクトルの領域又は領域の組み合わせにおいて放射を発するデバイスを規定するのに使用されている。発光要素は、単色の、準単色の、多色の又は幅広いスペクトル放出特性を有することができる。発光要素の例は、半導体、有機若しくは高分子の発光ダイオード、光学励起蛍光体コーティングされている発光ダイオード、光学励起ナノ結晶発光ダイオード又は当業者によって容易に理解され得る他の類似のデバイスを含む。更に、発光要素なる語は、例えば、ＬＥＤのダイのような、放射を発する特定のデバイスを規定するのに使用され、同様に、内部に（複数の）前記特定のデバイスが位置されているハウジング又はパッケージとの前記放射を発する前記特定のデバイスの組み合わせを規定するのにも同様に使用されることができる。
【００１６】
本明細書において使用されているように、「約」なる語は、公称値から＋/−１０％の変化を称するものである。このような変化は、特に言及されているか否かにかかわらず、本明細書において提供されている如何なる所与の値にも常に含まれるものであることを理解されたい。
【００１７】
そうでない場合、規定されていない限り、本明細書において使用されている全ての技術及び科学用語は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有するものによって一般に理解されるのと同じ意味を有する。
【００１８】
本発明は、デバイスをヒートパイプに結合する方法及び装置であって、熱輸送可能な材料が、前記ヒートパイプ上の前記デバイスが結合される場所に位置されている、方法及び装置を提供する。前記デバイスは、この場所に対して前記熱輸送可能な材料と接触して位置決めされ、その後、熱が、前記ヒートパイプの前記結合の場所に対向する端部に加えられる。前記ヒートパイプに加えられるこの外部の熱は、前記ヒートパイプに沿って前記結合の場所の近傍に輸送される。前記輸送可能な材料は、前記熱を加えたことによる変化を受け、前記デバイスを前記ヒートパイプに結合する。前記外部の熱の源が取り除かれると、前記熱輸送可能な材料は、実質的に固体の形態に変化し、これにより前記デバイスを前記ヒートパイプに結合する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施例による方法を使用して前記ヒートパイプに結合される前の発光要素パッケージを示している。前記発光要素パッケージは、基板２０に結合されていると共にレンズ１５によって密閉されている発光要素１０を含んでいる。ヒートパイプ３０は、自身の一方の端部に熱輸送可能な材料３５を有している。熱４０を加えると、前記発光要素パッケージは、前記ヒートパイプに向かって移動されることができ、前記熱輸送可能な材料と、前記発光要素パッケージ及び前記ヒートパイプとの間の所望のレベルの接触を提供するために、所定量の圧力２５が加えられることができる。前記熱輸送可能な材料は、発光要素パッケージとの接触面に実質的に一致することができ、熱を取り除くと、前記熱輸送可能な材料は、実質的に固体に変化し、これにより前記発光要素パッケージと前記ヒートパイプとの間の結合を形成し、従って、前記発光要素パッケージと前記ヒートパイプとを一緒に結合する。形成されるこの結合は、発光要素１０によって生成される熱の、基板２０から前記ヒートパイプに、次いで、場合によっては、環境の熱放散の仕組みまでの輸送を提供することができる。
【００２０】
前記熱輸送可能な材料は、熱を加えると変化することができる種類の材料であって、当該材料の冷却の前又は後には、実質的に固体の形態に相を変化させる種類の材料であることができる。前記熱輸送可能な材料は、永久接合又は非永久接合の何れかを形成するのに使用されることもできる。例えば、t熱輸送可能な材料は、軟質又は硬質のはんだ、熱可塑性エラストマ、熱活性接着剤、エポキシ、熱エポキシ、シリコーン、メタクリル樹脂、ＰＭＭＡ材料、又は当業者に知られているであろう他の種類の熱伝導性結合材料であり得る。本発明の一実施例において、前記熱輸送可能な材料は、例えば、熱硬化性接着剤のような、熱硬化性材料、又は当業者にとって容易に理解されるであろう他の形態の熱硬化性材料であり得る。
【００２１】
この結合又は切り離し工程の間、前記ヒートパイプを加熱するのに使用される前記外部の熱源は、広範囲の熱源から選択されることができる。例えば、前記熱源は、空気、又は例えば水、油若しくは他の液体の熱浴のような熱液体浴（heated fluid bath）、熱蒸気、又はこのような容易に理解されるであろうものであり得る。更に、前記熱源は、例えば、トーチ、鉄、放射電気ヒータのような種類の加熱デバイス、又は容易に理解されるであろう他の種類の加熱デバイスであり得る。本発明の一実施例において、前記熱源は、例えば、熱源が鉄である場合、前記ヒートパイプと直接的に接触していることができる。熱源の種類の選択は、当該熱源の意図されている使用に基づいて決定されることができ、前記ヒートパイプへのアクセス又は前記ヒートパイプへの温度に敏感な構成要素又は材料の近接性に依存し得る。
【００２２】
本発明の一実施例において、熱空気銃（熱空気銃）が、この種類の熱源の清浄度、相対的な安全性及び容易さにより、前記熱源として使用される。
【００２３】
方法のパラメータ
本発明の一実施例において、前記熱輸送可能な材料は、この変形温度、即ち前記熱輸送可能な材料の相変化が生じる温度が、結合されるべき前記デバイスと関連付けられている予め形成されている接続において使用されている材料の融点温度よりも低いように、選択される。例えば、前記予め形成される接続は、発光要素及び／又は他の電子構成要素をＰＣＢに接合するのに使用されるハンダ接合を含むことができ、前記ヒートパイプに結合されるべき前記デバイスを一緒に形成する。
【００２４】
本発明の一実施例において、前記デバイスと前記ヒートパイプとの結合に必要な期間は、使用される前記熱輸送可能な材料が、結合されるべき前記デバイスと関連付けられている予め形成されている接続に使用されている材料の融点温度以上である変形温度を有するように選択される。例えば、この実施例において、前記デバイスとヒートパイプとの間の接続の形成が、比較的速く行われ、次いで、実質的に急速に冷却されることができる場合、前記予め形成されている接続に輸送される前記熱は、実質的に最小化されることができ、予め形成された接続は、そのまま残ることができる。これらの考慮すべき事項
は、そうでない場合、前記結合の工程の間における予め形成された接続に対する潜在的な熱の影響により可能でなくなり得る熱輸送可能な材料の選択を可能にすることができる。
【００２５】
一実施例において、前記熱輸送可能な材料は、延長された期間にわたる上昇された温度を必要とし、従って、前記熱輸送可能な材料は、変形温度が、前記デバイスに関連付けられている予め形成された接続又はヒートパイプに使用された材料の融点温度よりも低いものであるように、選択される。
【００２６】
本発明の一実施例において、低温の熱輸送可能な材料又ははんだは、前記結合の工程の間の過度の加熱によるヒートパイプの破断を防止するのを助けるのに使用される。本発明の一実施例において、約１１８℃の融点を有するインジウムスズはんだが、使用される。他の実施例において、約１３８℃の融点を有するビスマススズ又は約１４０℃前後における硬化プロファイルを有するエポキシが、デバイスをヒートパイプに結合するのに使用されることができる。他の材料の形式も当業者によって容易に理解されるであろう。
【００２７】
本発明の一実施例において、前記熱輸送可能な材料は、前記結合の工程の間、前記デバイスに関連付けられている電子構成要素に供給される熱勾配又は過渡現象が継続期間及び勾配の両方において実質的に最小化されるように、選択される。このことは、低い活性化温度又は変形温度と、前記熱輸送可能な材料が、できるだけ短い期間に亘ってこの変形温度に保持されることを必要とする変形期間とを有する熱遷移可能な材料を選択することによって、可能にされることができる。
【００２８】
本発明の一実施例において、前記熱源を取り除くと、能動的な冷却が、前記ヒートパイプを冷却するのに使用される。前記熱輸送可能な材料がはんだ又ははんだペーストである前記実施例において、この種類の変形材料は、延長された期間に亘って溶融状態に保持されず、これにより、形成されるべき接合の所望の機能を妨げ得る前記はんだ接合における酸化又は望まれない合金（intermetallics）の形成を防止することが望まれ得る。
【００２９】
本発明の一実施例において、前記ヒートパイプの冷却は、前記熱輸送可能な材料の変形にほぼ直ぐ後続することができ、酸化物及び合金の形成の防止を手伝うことができる。
【００３０】
本発明の一実施例において、前記熱輸送可能な材料は、当該熱輸送可能な材料の変形温度が前記デバイスの通常の動作温度よりも高いように、選択される。
【００３１】
本発明の一実施例において、前記結合の工程の間、相対的な圧力が、前記デバイスと前記ヒートパイプとの間に得られる前記接続を強化するために、前記ヒートパイプと前記デバイスとの間に加えられる。例えば、前記結合工程を強化するために圧力を加える場合、この圧力は、前記ヒートパイプと前記デバイスとの間の良好な熱接触を保証するのに充分なものであると共に、前記熱輸送可能な材料内への前記デバイスの機械的収容を可能にするのに充分なものであるべきである。しかしながら、前記圧力は、前記結合工程の間、十分な熱輸送可能な材料が、前記デバイスと前記ヒートパイプとの間に所望のレベルの接続を提供するために、固体化の前に、前記デバイスと前記ヒートパイプとの間に設けられるように、選択されるべきである。
【００３２】
本発明の一実施例において、デバイスを複数のヒートパイプに同時に結合する場合、前記デバイスと前記複数のヒートパイプの各々との間の実質的に全ての接合面が、熱接触及び機械的収容の点において適切に接合するべきである。複数の接続点が設けられる本発明の一実施例において、結合及び切り離しのための当該装置は、前記複数の接続点の全てが、実質的に同じレートで加熱される及び冷却されるように構成されている。
【００３３】
本発明の一実施例において、当該結合／切り離しのための装置は、前記デバイスとヒートパイプとが、硬化又は前記結合の工程の冷却段階の間、互いに対して移動しないように、構成されている。この段階における相対的な移動が生じた場合、得られる前記接続が損なわれ得る、又は前記結合されるデバイスとヒートパイプとの間の接続における内部圧力の増大が生じ得る。
【００３４】
本発明の一実施例において、前記結合／切り離しのための装置は、所望の結合線の厚さが達成されるように、構成される。
【００３５】
本発明の一実施例において、前記結合／切り離しのための装置は、前記ヒートパイプ及び／又は前記デバイスの温度を監視する及び／又は制御するための手段を提供する。
【００３６】
本発明は、更に、ヒートパイプから、熱輸送可能な材料を使用してヒートパイプの第１の端部領域に結合されている前記デバイスを切り離す方法を提供する。本発明の一実施例によれば、ヒートパイプからのデバイスの切り離しは、前記ヒートパイプの第２の端部領域を熱源によって加熱するステップを含んでおり、前記ヒートパイプは、前記ヒートパイプの前記第１の端部領域に熱を輸送し、これにより前記熱輸送可能な材料の遷移を生じさせ、この結果、前記熱輸送可能な材料は、変形可能な又は液体の状態になる。前記デバイスは、次いで、前記ヒートパイプから切り離されることができ、前記熱源が取り除かれることができる。
【００３７】
本発明は、今、特定の例を参照して記載される。以下の例は、本発明の実施例を記載するためのものであり、如何なるようにも本発明を限定するためのものではないことを理解されたい。
【００３８】
例
例１:
図２は、本発明の一実施例による結合／切り離し装置であって、本発明による方法を実施するために使用されることができる装置を示している。
【００３９】
最初に、ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリ１２５が結合／切り離し装置１１５内に位置されており、結合／切り離し装置１１５は、加熱された又は冷却された空気１４０が、前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリの第２の端部に亘って流れるのを可能にし、排気管１４５が前記結合／切り離し装置の対向する側に存在している。
【００４０】
本発明の一実施例において、予めの結合処置が、実施される。この実施例において、所望の量のはんだペーストが、ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリ１２５内の前記ヒートパイプの各々の第１の端部上に位置されている。十分に熱い空気１４０が、前記はんだペーストを溶融させるように、ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリ１２５の前記第２の端部へと送られる。この工程の間、全ての前記ヒートパイプが正確に作動しているか否かを評価することが可能である。なぜならば、前記ヒートパイプの各々の前記第１の端部上の前記はんだペーストが、ほぼ同時に溶融するはずだからである。次いで、前記熱源がオフに切り換えられ、前記はんだが、固体化し、これによりはんだバンプを形成するのを可能にする。
【００４１】
この実施例において、次の順序のステップは、プリント回路基板（ＰＣＢ）１１０と、前記ヒートパイプ内の複数のヒートパイプ／冷却フィンアセンブリ１２５との間の接続の形成を可能にする。ＰＣＢ１１０は、前記ヒートパイプ上に位置されている前記はんだペーストの融点以上の融点を有するはんだを使用して、発光要素と発光要素に結合されている他の構成要素と共に予め組み立てられており、ＰＣＢ１１０と前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリとの間の所望の位置合わせが実現されると共に、接触が前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリ内の前記ヒートパイプの各々の第１の端部上に予め形成されていた前記はんだバンプによって作られるように、前記結合／切り離し装置内に位置される。その後、押圧プレート１００が、前記結合／切り離し装置に接続される。押圧プレート１００は、前記結合／切り離し装置の位置合わせペグ１３０を通す孔１５５を有しており、更に、ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリ１２５上の取り付け柱１３５を通す小さい直径の孔１５０を有する。孔１５５及び１５０は、取り付け柱１３５上に固定されるべきナットのための十分なクリアランスを可能にし、これにより前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリ１２５へのＰＣＢ１１０の締め付けを可能にするために、十分な直径のものである。本発明の一実施例において、前記押圧プレートは、前記押圧プレートと前記ＰＣＢ上に取り付けられている発光要素及び他の構成要素との間のクリアランスを設けるために、自身の中央下部領域に開口ボイド１６０を更に有している。
【００４２】
前記ＰＣＢは、所定の力１０５によって適所に位置されており、前記熱源は、前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリ内の前記ヒートパイプの第２の端部に再利用される。この所定の力は、前記結合／切り離し装置上の前記位置合わせ柱が通る重み付けされた押圧プレートによって、加えられることができる。前記はんだバンプが溶解する場合、前記所定の力は、前記取り付け柱にナットを締め付けることによって所定のトルクまで増大され、これにより、所望のはんだ接合が達成されるのを保証する。その後、前記熱源は、オフに切り換えられる。
【００４３】
次いで、前記はんだ接合の冷却工程を加速するために、冷たい空気が、前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリ内の前記ヒートパイプの前記第２の端部へと送られる。この冷却工程の間、前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリの前記ヒートパイプは過剰の熱を、前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリ内の前記ヒートパイプの前記第１の端部から前記ヒートパイプの前記第２の端部に輸送する態様において動作し始める。
【００４４】
図３は、本発明の一実施例による結合／切り離し装置を示している。図３の前記結合／切り離し装置は、図２に示されているものと類似のものであるが、この装置の構成は、実質的に対称に前記結合／切り離し装置に対して熱が加えられる及び取り除かれることができるような変形を有している。この実施例において、熱い空気１８０が、実質的に対称な配置で、下方からヒートパイプ／冷却フィンアセンブリ１２５に送られる。従って、前記熱が、前記ヒートパイプ／冷却フィン装置内の前記複数のヒートパイプに実質的に均等に加えられ、これにより、当該加熱工程の間、前記ヒートパイプ間の温度差を著しく最小にすることができる。前記ヒートパイプは、全て、効果的に同じレートで加熱されるので、これにより前記結合工程の期間が、著しく最小の期間に減少されることができる。更に、熱的に敏感な構成要素を担持しているかもしれないＰＣＢ１１０に輸送されることができる熱は、実質的に最小化されることができる。熱い空気が、前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリの周りに放射状に規定されている対称な配置の孔１７０を介して、結合／切り離し装置１１５を出て１７５、ＰＣＢ１１０上の前記構成要素の望まれない加熱も防止することができる。容易に理解されるであろうが、ヒートパイプ／冷却フィンアンブリの結合場所の全てが本質的に等しく熱に晒されることを可能にする他の構成も、実現可能である。例えば、前記熱い空気は、放射状の仕方で、前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリに向けられ、前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリの下部から外に排出されることができ、この空気の動きは、実質的に、上述で規定されたものと逆の方向におけるものである。
【００４５】
例２:
本発明の他の実施例において、図２及び３における項目１２５と類似の複数のヒートパイプ／冷却フィンアセンブリを保持することができる回転台４を備えている結合／切り離し装置が、図４に示されている。この実施例において、４つのヒートパイプ／冷却フィンアセンブリが、前記装置内に同時に支持されることができるが、他の装置の構成も、多かれ少なかれヒートパイプ／冷却フィンアセンブリが支持されるのを可能にすることができる。回転台４は、格納式プランジャ４３０によって４つの位置の各々に固定されることができる。前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリは、この実施例において、前記ヒートパイプの結合面が下方にあるように、反転されている。各ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリは、位置合わせ環４２５に位置を合わせられ、架台４２３内に置かれている。取り付けプレート４２７上の１つの熱空気銃４０２は、一度、上方から前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリの１つに熱を提供する。１つのヒートパイプ／冷却フィンアセンブリが加熱されている一方で、２つの他の前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリが、取り付けプレート４０８上のファン４０７を使用して冷却されることができる。この加熱段階の間、熱空気銃４０２及びシュラウド４２４は、シュラウド４２４が、加熱されるべき前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリを半分だけ覆うように、スライダ４２６において下げられている。熱銃４０２からの熱い空気は、下方にシュラウド４２４内まで延在している管４２１を通過する。管４２１の前記シュラウド内の部分は、前記熱銃からの熱い空気が、前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリ内の前記複数のヒートパイプ上を通過するのを可能にするように、孔を開けられている。前記熱い空気は、ＰＣＢ１１０の望まれていない加熱を避けるために、前記シュラウドの下から漏出する。スライダ４２６の動きは、エアシリンダ４２２によって制御されており、エアシリンダ４２２は、スイッチ４２９によって電子的に動作されることができる。タイマが、加熱段階の期間を制御する制御システム内に含まれている。熱壁４０５が、回転台４０４を四半分に分割し、冷却及び加熱領域を互いから分離している。
【００４６】
この実施例の平面図が、図５に示されている。前記ヒートパイプと前記デバイスとの間の結合を必要とするヒートパイプ／冷却フィンアセンブリは、前記回転台の位置５１０に位置されている。前記回転台は、時計回りに四分の一回転だけ回転され、前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリを位置５１５内に持っていく。この位置において、この熱空気銃及びシュラウドは、前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリ上に下げられており、熱が、前記ヒートパイプと前記構成要素との間のはんだを溶融させるように、加えられる。このヒートパイプ／冷却フィンアセンブリが加熱されている間、他のヒートパイプ／冷却フィンアセンブリが、位置５１０内に挿入されることができる。この加熱段階に後続して、前記熱銃及び前記シュラウドが上昇され、前記回転台が時計回りに、更に四分の一だけ回転した。前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリは、前記ヒートパイプがファン４０７によって冷却される位置５２０内に持っていかれた。前記回転台の更なる回転によって、前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリは、継続される冷却のための位置５２５に持っていかれる。更なる回転によって、前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリは、ここから前記ヒートパイプ／冷却フィンアセンブリが取り除かれることができる開始位置５１０内に戻される。
【００４７】
本発明の上述の実施例は、例であり、多くの仕方で変化されることができることは、明らかである。この現在の又は将来の変化は、本発明の精神及び範囲からの逸脱であるとみなされるべきではなく、当業者にとって明らかである全ての変更が、添付請求項の範囲内に含まれるものであると意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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