(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱発生面に取り付けるための第１扁平ボデーであり、熱発生面がこの第１扁平ボデー上に熱領域、冷領域を与えている第１扁平ボデーと、
第１扁平ボデーに連結してあって前記第１扁平ボデーとの間にボイドを構成する第２扁平ボデーであり、前記ボイドがとの間に構成するために前記第１のプランナ・ボデーに接続される第２扁平ボデーであり、扁平毛管流路および非毛管領域を包含している第２扁平ボデーと、
前記ボイド内に位置させた流体であり、前記熱領域において前記扁平毛管流路から前記流体を蒸発させ、前記冷領域において前記非毛管領域内で前記流体を凝縮させ、毛管作用によって前記熱領域において前記非毛管領域から前記扁平毛管流路まで移動させ、毛管作用による前記熱領域に移動させることによって熱を分布させる流体とを包含し、
前記扁平毛管流路が、底部扁平毛管表面および対応する頂部扁平毛管表面を包含し、前記底部扁平毛管表面が前記頂部扁平毛管表面に関して垂直方向に位置していて前記毛管作用を発生するようになっていることを特徴とする熱拡散装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載の装置において、前記底部扁平毛管表面と前記頂部扁平毛管表面との間の垂直方向距離が０．５ｍｍ未満であることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項記載の装置において、前記底部扁平毛管表面が連続表面であり、前記頂部扁平毛管表面がそれに整合した連続表面であることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求の範囲第１項記載の装置において、前記第１扁平ボデーおよび前記第２扁平ボデーが各々ほぼ正方形の形態であることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求の範囲第１項記載の装置において、さらに、前記第２扁平ボデーに取り付けた熱除去装置を包含し、前記熱除去装置がフィン付きのヒートシンクおよびファンを包含するグループから選んだものであることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求の範囲第１項記載の装置において、前記第１扁平ボデーおよび前記第２扁平ボデーが１０ｍｍ未満の総合垂直高さを有することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求の範囲第１項記載の装置において、前記第１扁平ボデーが前記ボイドのフロアを形成し、前記第２扁平ボデーが前記ボイドの天井を形成しており、前記天井と前記フロアとの間の垂直方向距離が、前記非毛管領域のところで、９．０ｍｍ未満であることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求の範囲第１項記載の装置において、前記ボイド内の流体の量が前記装置の表面積の毎平方センチメートルあたり約０．０１０立方センチメートルであることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求の範囲第１項記載の装置において、前記非毛管領域が、そこから半径方向に延びる部材を有する中心領域を包含するように形成してあることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求の範囲第１項記載の装置において、前記非毛管領域が複数の非毛管領域を包含し、各非毛管領域が前記扁平毛管流路で取り囲まれた所定のパターンで形成してあることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求の範囲第１０項記載の装置において、前記複数の非毛管領域が種々のサイズを有することを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求の範囲第１０項記載の装置において、前記所定のパターンが正方形であることを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求の範囲第１０項記載の装置において、前記所定のパターンが円形であることを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求の範囲第１０項記載の装置において、前記所定のパターンが三角形であることを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求の範囲第１項記載の装置において、前記扁平毛管流路が、周辺表面、流路ブリッジおよび蒸発器プラトーを包含することを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求の範囲第１５項記載の装置において、前記蒸発器プラトーが、所定のパターンで各々形成された複数の非毛管領域を包含することを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求の範囲第１項記載の装置において、前記扁平毛管流路が突出表面要素を包含することを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求の範囲第１項記載の装置において、前記ボイドの前記表面が核形成サイトを包含することを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求の範囲第１８項記載の装置において、前記核形成サイトが前記扁平毛管流路の周辺にのみ位置していることを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求の範囲第１９項記載の装置において、前記核形成サイトが前記熱発生面に位置的に対応する前記扁平毛管流路の周辺部にのみ位置していることを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求の範囲第１項記載の装置において、前記第１扁平ボデーが台を包含し、前記熱発生面上方へ前記第１扁平ボデーの一部を垂直方向に持ち上げるようになっていることを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求の範囲第１項記載の装置において、前記第１扁平ボデーおよび前記第２扁平ボデーが開口を包含し、熱発生面上の表面突出部を収容するようになっていることを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求の範囲第１項記載の装置において、さらに、前記第１扁平ボデーおよび前記第２扁平ボデーによって構成された平面に形成した熱拡散フィンを包含することを特徴とする装置。
【請求項２４】
請求の範囲第１項記載の装置において、前記第１扁平ボデーおよび前記第２扁平ボデーが弯曲領域を包含することを特徴とする装置。
【請求項２５】
請求の範囲第２４項記載の装置において、前記弯曲領域によって、前記第１扁平ボデーおよび前記第２扁平ボデーが水平面および垂直面に存在することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
発明の簡単な説明
本発明は、広くは、例えばマイクロプロセッサあるいは他のマイクロエレクトロニクス・デバイスなどに使用する熱分配装置に関する。より詳細には、本発明は、平面の毛管流体通路を用いて熱を分配する薄い平面の熱拡散装置に関する。
発明の背景
半導体は、絶え間なく小型化がすすめられている。この小型化に対応して、半導体の出力密度は増大する。その結果、熱の急増の問題が生じ、過度の熱は半導体の性能を劣化させるため、この問題の解決が求められている。
半導体の冷却には、従来からヒートパイプと熱サイフォンが用いられてきた。ヒートパイプと熱サイフォンは、ともに、熱を移動させるために蒸発の潜熱を利用する閉じた二相のサイクルで作動する。
熱サイフォンは、通常、流体を閉じ込めた管の形態をとる。例えばマイクロプロセッサなどの半導体に関連して用いられる場合には、蒸発器と呼ばれる熱サイフォンの第一の端部を半導体の熱発生面に取り付ける。凝縮器と呼ばれる熱サイフォンの第二の端部は、半導体から垂直に伸び、そこで半導体が外気によって冷やされる。
第一のサイクルでは、半導体が熱サイフォン内部の流体を蒸発させる。この蒸発の工程では、流体の蒸気が、蒸発の潜熱と呼ばれる一定量の熱を吸収する。蒸発器の中に形成された蒸気は、凝縮器より温度が高くしたがって圧力も高い。このため、蒸気は、蒸発器から凝縮器へ流れる。
第二のサイクルでは、蒸気が熱サイフォンの凝縮器の壁で凝縮する。この凝縮によって熱が放出される。その結果、熱は、蒸発器から凝縮器へと移動することになる。次に、重力によって、凝縮器内の凝縮物は、蒸発器へ還流する。以後、この二サイクルの工程が繰り返される。
熱サイフォンの内表面に溝が切られたりあるいは内表面が多孔構造にされたりして、凝縮物の蒸発器への還流を促進し、熱移動効率を高める試みが行なわれる場合もあるが、熱サイフォンは、液体の蒸発器への還流を主として局部的な重力に依存している。したがって、正しく作動するためには、熱サイフォンの蒸発器は、凝縮器より下方に配置しなければならない。
ヒートパイプは、熱サイフォンと同じ原理で作動するものである。ヒートパイプの大きな特徴は、凝縮器から蒸発器への流体の流れを促進するためにある種の独立したのろうそくの芯のような構造を利用することにある。このろうそくの芯の構造によって、ヒートパイプは、重力に対して水平方向でもさらには蒸発器が重力に逆らう方向に向けられていても使用することが可能となる。ただし、この装置の効率は、その物理的配向によって大きく異なる。例えば、装置が重力に逆らう方向に向けられると、その性能は、約半分に低下する。したがって、熱サイフォンとヒートパイプでは、凝縮器から蒸発器への流体の流れを促進するための局所的重力場への依存度が異なる。
熱サイフォンをマイクロプロセッサに使用する場合の問題は、熱サイフォンを重力に対して垂直方向に向ける必要のあることである。その結果、装置のプロファイルが高くなる。そのため、熱サイフォンは、パーム型、ノートブック型、ラップトップ型、あるいはデスクトップ型のコンピュータなどの小型電子機器や電源装置などで使用することが困難である。
熱サイフォンを使用する場合のもう一つの問題は、それが、方向に敏感なことである。すなわち、熱サイフォンは、凝縮した流体を重力で蒸発器へ強制的に還流させる方向に配置しなければならない。マイクロプロセッサの製造販売業者には、ユーザーがコンピュータをどのように配置するかわからない。例えば、コンピュータの中には机の上に水平に配置されるものもあろうが、床の上に垂直に配置されるものもあり得る。熱サイフォンは、重力に対してある一つのあらかじめ定められた物理的方向でしか機能しない。
ヒートパイプは、熱サイフォンほど方向に関して敏感ではないが、独立したろうそくの芯の構造を必要とするという欠点がある。このろうそくの芯の構造は、通常、網または燒結金属により、あるいは一組の軸方向の溝として形成される。独立したろうそくの芯の構造は、製造費が高くつき、またヒートパイプの大量生産のネックとなる。さらに、網のような独立したろうそくの芯の構造は、比較的大きい流体力学的抵抗を生じる。したがって、方向に関して敏感でなく、また流体力学的抵抗の大きいろうそくの芯の構造を必要としない熱移動装置を提供することがきわめてのぞまれる。また、その装置は、垂直方向のプロファイルが低く、各種の小型電子機器の中に容易に組み込むことができるものでなければならない。
半導体に関連して熱の問題を軽減するために一般に用いられる他の装置として、フィン付きヒートシンクが挙げられる。フィン付きヒートシンクは、熱を発生する半導体の表面に取り付けられる水平面と該水平面から垂直方向に伸びる一組のフィンを有する。これらのフィンは、外気によって冷却される。したがって、水平面の熱は、熱伝導によってフィンへ移動する。通常、熱は、フィン付きヒートシンクの少数の領域でのみ発生する。したがって、これら少数の領域に対応するフィンのみでほとんどの冷却が行なわれる。比較的厚いヒートスラッグを用いれば、熱の分配を改善して局所的熱の問題を軽減することができる。しかし、この方法には、装置の垂直のプロファイルがかなり増大するという問題がともなう。さらに、ヒートスラッグは、重くて比較的高価である。したがって、半導体のパッケージの垂直のプロファイルを大きく増大することなく、フィン付きヒートシンクの水平面に添って熱を均等に分配する装置が提供されることがのぞまれる。そのような装置では、ヒートシンクのすべてのフィンが熱の発散に役立つであろうし、したがって、フィン付きヒートシンクの効率が改善されるであろう。
半導体などの熱発生面に関連する熱の問題を軽減するためには、ファンも用いられている。ファンが熱を除去する表面上での熱の分布は、通常、不均等である。このような条件のもとで作動するファンは、均等な熱の分布を示す表面から熱を除去するファンと比較して効率が悪い。さらに、熱発生面でファンを使用する場合、熱力学的研究では、ファンによって行なわれる空気の移動は、ほとんどがファンの周辺で起こることが示されている。したがって、熱を、熱発生面の周辺へ運ぶことがきわめて重要である。以上のことを考慮すれば、ファンに対峙する表面へ熱を均等に分配する装置が提供されることがきわめてのぞましいことがわかる。そのような装置が、低い垂直のプロファイルを示し、小型の電子機器に対応できることが最適である。
発明の概要
熱拡散装置は、熱発生面に取り付けための第一の平面の本体を含み、それによって該第一の平面の本体上には高温の領域と低温の領域が生じる。該第一の平面の本体に接続された第二の平面の本体が用いられて、第一の平面の本体と第二の平面の本体の間の空隙を画定する。該空隙は、平面の毛管通路と非毛管領域を含む。高温の領域の平面の毛管通路から該流体を蒸発させ、低温の領域の非毛管領域内で該流体を凝縮させ、毛管を通って非毛管領域から高温の領域の平面の毛管通路へ移動させることによって、空隙内に配置された流体が、熱を分配する。
この本体は、きわめて薄く、通常２．０ミリメートル以下である。それでも、その熱分配特性は、垂直のプロファイルがはるかに高い公知の金属熱スラッグよりはるかにすぐれている。したがって、この装置は、小型電子機器でフィン付きヒートシンクまたはファンなど他の冷却装置とともに使用するする場合に理想的である。
この装置は、熱サイフォンあるいはヒートパイプと同様に二相のサイクルで作動するが、この種の装置の重要な特性のいくつかはなくてもよい。熱サイフォンと異なり、本発明の装置は、方向に敏感でない。独立のろうそくの芯の構造を有するヒートパイプと異なり、本発明は、装置の本体に形成された平面の毛管流体通路に依存して機能する。平面の毛管流体通路の形状のため、公知のろうそくの芯の構造の比較的高い流体力学的抵抗は避けることができる。さらに、いくつかの実施形態では、毛管流体通路の構成によって、公知のヒートパイプや熱サイフォンで生じる凝縮器内の流体の流れと蒸発器の中の蒸気の流れの間の向流粘性せん断力をなくすことができる。最後に、装置の構成によって、低コスト大量生産が容易である。
【図面の簡単な説明】
本発明の性質および目的は、添付の図面を参照して行なう以下の詳細な説明からよりよく理解されよう。
第１図は、本発明の一実施形態に形成された熱拡散装置の断面図である。
第２図は、第１図に示した熱拡散装置の一部分の斜視図である。
第３図は、本発明の一実施形態の熱拡散装置の一部分の上面図である。
第４図は、第３図の４−４線に添った断面図である。
第４Ａ図は、第４図の装置の展開図である。
第５図は、本発明の一実施形態の熱拡散装置の一部分の他の構成を示す図である。
第６図は、本発明の一実施形態の拡がった表面を有する平面の毛管流体通路の上面図である。
第７図は、第６図の７−７線に添った断面図である。
第８図は、本発明の他の一実施形態の二熱源熱拡散装置の本体の上面図である。
第９図は、第８図の９−９線に添った断面図である。
第１０図は、本発明の他の一実施形態の四熱源熱拡散装置の本体の上面図である。第１１図は、第１０図の１１−１１線に添った断面図である。
第１２図は、本発明の他の構成の熱拡散装置の本体の断面図である。
第１３図は、第１２図の熱拡散装置本体が重力に対して垂直に向けられたときの内部の流体パターンを示す図である。
第１４図は、本発明の他の構成の熱拡散装置の本体の断面図である。
第１５図は、本発明の他の二熱源熱拡散装置の本体の断面図である。
第１６図は、第１５図の熱拡散装置本体が重力に対して垂直に向けられたときの内部の流体パターンを示す図である。
第１７図は、本発明の一実施形態の「ラジアル」熱拡散装置の構成の底本体部分の上面図である。
第１８図は、第１６図の１８−１８線に添った断面図である。
第１９図は、第１８図の装置の一部分の拡大図である。
第２０図は、第１９図の熱拡散装置で使用する上端本体部分の側面図である。
第２１図は、本発明の一実施形態の「円行列」構成の熱拡散装置の下端本体部分の上面図である。
第２２図は、第２１図の２２−２２線に添った断面図である。
第２３図は、第２２図の装置の一部分の拡大図である。
第２４図は、第２１図の熱拡散装置で使用する上端本体部分の側面図である。
第２５図は、本発明の一実施形態の「方形行列」構成の熱拡散装置の下端本体部分の上面図である。
第２６図は、第２５図の２６−２６線に添った断面図である。
第２７図は、第２６図の装置の一部分の拡大図である。
第２８図は、第２４図の熱拡散装置で使用する上端本体部分の側面図である。
第２９図は、本発明の一実施形態の「異寸法方形行列」構成の熱拡散装置の下端本体部分の上面図である。
第３０図は、第２９図の３０−３０線に添った断面図である。
第３１図は、第３０図の装置の一部分の拡大図である。
第３２図は、第２９図の３２−３２線に添った断面図である。
第３３図は、第３２図の装置の一部分の拡大図である。
第３４図は、中に三角形の凝縮器領域が形成された蒸発器平坦部を含む本発明の他の一実施形態を示す図である。
第３５図は、毛管流体通路の選ばれた領域内に周辺核形成部位面を含む本発明の一実施形態の平面図である。
第３６図は、毛管流体通路全体に周辺核形成部位面を含む本発明の一実施形態の平面図である。
第３７図は、毛管領域および非毛管領域にまたがる核形成部位面を含む本発明の一実施形態の平面図である。
第３８図は、半導体パッケージの上端に形成されたコンデンサー上方に隙間を配設するために用いられるペデスタル部材を有する本発明の一実施形態の斜視図である。
第３９図は、半導体パッケージの上端に形成されたコンデンサーのために隙間を配設するための開口を有する本発明の一実施形態の斜視図である。
第４０図は、装置が拡張した表面積と装置が画定する平面内に一体形成された平面のヒートシンク・フィンを含む本発明の一実施形態の斜視図である。
第４１図は、装置が湾曲した本体と装置が画定する平面内に一体形成された平面のヒートシンク・フィンを含む本発明の一実施形態の斜視図である。
各図面を通して、対応する部分は同じ参照番号を付して示す。
発明の詳細な説明
第１図は、半導体パッケージの形の第１扁平ボデー２２と、ふたの形の第２扁平ボデー２１とで形成した熱スプレッダ・ボデー２０の断面図である。半導体パッケージ２２は半導体ボイド２４を備えた標準のピン・グリッド・アレイ・パッケージであり、結合棚２６を包含する。半導体ボイド２４の基部のところに半導体２８がある。結合ワイヤ（図示せず）が半導体２１を半導体パッケージ２２に電気的に接続している。半導体パッケージは、１組のパッケージ・ピン３０に対する電気接続部を備えた内部トレース（図示せず）を包含する。
ふた２１は、物理的な輪郭を有し、半導体パッケージ２２に取り付けたときに、非毛管領域３２を備えたボイドを構成する。非毛管領域３２は、断熱領域４４および凝縮器４６を包含する。ボイドは、また、扁平毛管流路５０を包含し、この扁平毛管流路は蒸発器５１を包含する。
半導体２８によって発生した熱は半導体パッケージ２２の頂部に移動する。発生熱は、主に、熱スプレッダ２０の蒸発器５１に作用する。大部分の熱は蒸発器５１の底面５５に作用し、若干の熱は熱伝達ピラー５３を通って蒸発器５１の頂面５７を加熱する。蒸発器５１内の流体が熱を吸収し、気化させる。その結果として生じる蒸気は断熱領域４４を通って移動し、そこでは熱を失ったり、得たりしない。蒸気は凝縮器領域４６に移動し続け、そこで、装置の内壁面を冷却し、その上に凝縮する。凝縮液は、毛管流体作用によって、扁平毛管流路５０内へ吸い込まれる。すなわち、装置の、以下に詳細に論議する小さい寸法は、毛管作用によって、非毛管領域３２（特に、凝縮器４６）から扁平毛管流路５０へ吸い出される液体を生じさせることになる。扁平毛管流路５０は蒸発器５１へ通じている。したがって、二相気化・凝縮サイクルが繰り返される。このサイクルは、半導体２８で発生した熱を半導体２３付近に局限することなく比較的大きい面積にわたって分布させることになる。
蒸発器５１が、一般的に、半導体２８のサイズに対応することを了解されたい。同様に、ふた２１は、一般的に、半導体パッケージ２２のサイズに対応する。
本発明の動作は、第２図を参照してより充分に理解される。第２図は、熱スプレッダふた２１の斜視図である。この図は熱伝達ピラー５３を示しており、これは蒸発器プラトー６０の蒸発器表面５７上に形成されている。蒸発器プラトー６０は非毛管領域表面６２から立ち上がっている。扁平毛管流路５０も非毛管領域表面６２上方に形成されている。流路ブリッジ６３が扁平毛管流路５０を蒸発器プラトー６０と結んでいる。したがって、扁平毛管流路５０は流路ブリッジ６３と蒸発器プラトー６０の蒸発器表面５７とを効果的に包含する。
当業者であれば、本発明に関連した特性が多数あることは了解できよう。上記のように、装置の寸法が非毛管領域３２から扁平毛管流路５０までの毛管作用を生じさせる。この毛管作用は、重力に関係する装置の物理的な方位に関係なく生じる。したがって、重力に対するただ１つの方位で使用しなければならない熱サイホンと違って、本発明の装置はこのように制限されない。
扁平毛管流路５０は熱パイプと関連したウィッキング動作を実行する。しかしながら、既存の熱パイプと違って、このウィッキング動作は別個の構造（たとえばスクリーン）に依存しない。その代わりに、扁平毛管流路５０は装置のボデーで形成される。したがって、従来技術の熱パイプに伴う費用を回避することができる。それに加えて、個別的な芯構造の比較的高い流体力学的抵抗を回避することができる。
ここに開示した装置の別の利点は、流路５０における流体の円周方向運動が蒸発器５１における蒸気の運動によって直接妨げられることが決してないと言うことである。大抵の熱パイプおよび熱サイホンにおいては、蒸気が或る方向に移動すると、液体がそれに逆らう方向へ移動する。その結果、これらの従来技術装置においては、液体の流れと蒸気の流れとの間には、向流粘性剪断力が存在する。この問題は第１図の実施例により回避できる。
第１図に示すように、熱スプレッダ２０のサイズは、そこに取り付けた半導体パッケージ２２のサイズとほぼ同じになる。この特徴は、装置の低い垂直方向輪郭と相まって、コンパクトな電子装置と共に使用するのに理想的である。低い垂直方向輪郭は、また、ファンまたはフィン付きのヒートシンクのような他の冷却装置と共に使用するのに理想的である。以下に説明するように、本発明の装置は、匹敵する寸法の中実金属スラグよりも、熱を拡散する際により効率的である。
熱スプレッダふた２１は金属、たとえばアルミニウムで形成すると好ましい。熱スプレッダふた２１は、半導体パッケージ２２にハンダ付けしても、ろう付けしてもよい。好ましくは、熱スプレッダの全垂直方向クリアランスは約２．０ミリメートルであるが、本装置は１．０ミリメートルの垂直方向クリアランスで実施した。また、１０．０ミリメートルもの大きい垂直方向クリアランスでも実施できる。今後は、実用上の装置に対してはサイズ、重量についての考慮は緩和する。
凝縮器４６（および断熱領域４４）を構成している領域の垂直方向クリアランスは、好ましくは２．５ｍｍ未満であり、好ましくは２．０ｍｍと０．５ｍｍの間であり、最も好ましくは約１．２５ｍｍである。蒸発器および扁平毛管流路５０を構成している領域の垂直方向クリアランスは、好ましくは０．５ｍｍ未満であり、好ましくは０．３２５〜０．０２５ｍｍであり、最も好ましくは約０．１２５ｍｍである。
蒸発器および扁平毛管流路５０を構成している領域の垂直方向クリアランスは比較的固定されるが、断熱領域４４および凝縮器４６を構成している領域の垂直方向クリアランスは極端に変化する。断熱領域４４の垂直方向クリアランスは要求される熱的性能（許容圧力降下）の関数である。
毛管流路５０の幾何学配置は蒸発器領域に流体を供給する能力を左右する。任意特定の毛管幾何学配置が供給できる流体の量に対する制限があり、それによって、その制限を超えると、「ドライアウト」が生じる。ひとたびドライアウト制限を超えると、普通は、即時の極端な熱低下が見られる。一方、断熱領域４４の幾何学配置は、蒸気を蒸発器領域から凝縮器領域まで移動させる効率を制御する。断熱幾何学配置は、毛管流路の場合と同様に、「断崖関数」によって制限されない。小さい断熱領域は、たとえ抵抗が大きくても、まだ蒸気流を許すことになる。熱効率（適切な流体供給があると仮定して）が蒸発器領域、凝縮器領域間の圧力差の関数であり、圧力差が速度の二乗の関数であり、速度が断熱領域垂直方向クリアランスに正比例するから、垂直方向クリアランスを調節して必要な熱効率を得る。したがって、最高９．０ミリメートルの垂直方向クリアランスを備えた断熱領域が極めて効率的であるが、このような形態では熱スプレッダのための全垂直方向クリアランスは約１０．０ミリメートルでなければならない。上述したように、この値あるいはこれを超えるサイズは非実用的となる。
本発明の装置は、機械加工、スタンピング、化学的エッチング、化学的析出またはこの分野で公知の他の任意の技術で形成できる。熱スプレッダ２０内で適切な湿潤を確保するために、ボデー内の表面は徹底的にきれいにしなければならない。２つの半分の部分をろう付けすると好ましい。その後、標準の充填技術を使用してボデー内に流体を詰める。代表的には、次に真空ポンプを使用してボイドから非凝縮ガスを取り出す。その後、流体だけがボイド内に存在する。この時点で、ボイド内の圧力は、その時の温度における流体の蒸気圧に比例している。次いで、ボデーをシールしてボイド内の状態を保存する。
第３図は、熱スプレッダ・ボデー部分２１Ａの頂面図である。第３図の装置は、対応する熱スプレッダ底部で使用して本発明による熱スプレッダを形成する。この形態においては、装置の１つのボデー部分だけに輪郭を付けている第１図の実施例と異なり、装置の両方の半分部分に輪郭を付けている。
第４図は、第３図の熱スプレッダ・ボデー部分２１Ａで構成した装置６４を示している。この装置６４は対応する熱スプレッダ底部２１Ｂを包含する。したがって、第４図は第３図の４−４線に沿った断面図と解釈してもよい。
第４図は、また、蒸発器５１および流路５０内に置いた流体６６を示す。さらに、この図は流路５０内に吸い込まれる流体６６も示している。この図は、断熱領域４４の壁面状の流体が非常に少なく、凝縮器４６の壁面上に少量の流体があることを示している。
第４Ａ図は、第４図の装置の展開図である。この図は、熱スプレッダ頂部２１Ａおよび熱スプレッダ底部２１Ｂを示している。この図は、また、流体６６が毛管流路５０を満たしていることも示している。したがって、流体６６の形は毛管流路５０の形と同じである。第４Ａ図は空間領域６７も示す。空間領域６７は非毛管領域３２の形に一致する。したがって、空間領域６７は蒸気が存在する領域と考えることができる。第４図に示すように、そして、以下に説明するように、蒸気に加えて、若干の流体が特別な領域６７内に存在する。
第５図は熱スプレッダふた６８の頂面図である。第５図の熱スプレッダふた６８は、突出エッジ面要素７２を備えた蒸発器表面５７を包含する。普通、蒸気はエッジのところで蒸発器表面５７を出るので、第５図の形態は非毛管領域３２内に突出する表面を与え、蒸気の侵入を容易にする。第５図は、また、突出エッジ面要素７６を備えた毛管流路５０も示している。突出エッジ面要素７６は、非毛管領域３２から流路５０までの流体の毛管移動を容易にする。突出エッジ面要素７６と凝縮器非毛管領域３２の間にテーパ付きの表面があると、毛管流体運動を容易にするので好ましい。好ましくは、本発明のすべての実施例は急激な表面変化を避ける。
第６図は、本発明に従って形成した別の熱スプレッダ・ボデー８０を示している。ボデー８０は、流路ブリッジ６３に接続した蒸発器プラトー表面５７を包含し、この流路ブリッジ６３は毛管流路５０に通じている。毛管流路５０は、半島５４の形をした突出表面要素を包含する。これらの半島８４は、第５図の突出表面要素７６より大きいが、非毛管領域３２から毛管流路５０までの流体の毛管移動を容易にするという目的では同じである。
第７図は、第６図の７−７線に沿った装置８０の断面図である。毛管流路５０は、この図の両側縁に見ることができる。半島８４も非毛管領域３２間に見ることができる。
半導体パッケージと共にボデーを形成している第１図の熱スプレッダふた２１と違って、第６、７図の装置は別個の構成要素である。好ましくは、第７図の装置の垂直方向全高は３．０ｍｍ未満、好ましくは約２．０ｍｍである。非毛管領域３２の垂直方向高さは先に述べた実施例と同じである。同様に、流路５０と関連する垂直方向高さも先に述べた実施例と同じである。
第８図は、二重熱源式熱スプレッダ・ボデー９０の頂面図である。この装置９０は第１蒸発器表面５７Ａおよび第２蒸発器表面５７Ｂを包含する。第１蒸発器表面５７Ａは第１の熱源、たとえば半導体（図示せず）を覆って設置してあり、第２蒸発器表面５７Ｂは第２の半導体（図示せず）を覆って設置してある。第１流路ブリッジ６３Ａが第１蒸発器表面５７Ａを扁平毛管流路５０に取り付けており、第２流路ブリッジ６３Ｂが第１蒸発器表面５７Ａを第２蒸発器表面５７Ｂに取り付けている。好ましくは、単一の非毛管領域３２が蒸発器表面５７Ａ、５７Ｂによって構成される両方の蒸発器領域として作用する。換言すれば、非毛管領域３２が蒸発器表面５７Ａ、５７Ｂの２つの側面間に開いた流路を有するということである。
第９図は、第８図の９−９線に沿った断面図である。第９図は、ボデー９０の両端部に扁平毛管流路５０を示している。この図は、また、非毛管領域３２間に設けた第１蒸発器表面５７Ａと、非毛管領域３２間に設けた第２蒸発器表面５７Ｂとを示している。
第１０図は、４重熱源式熱スプレッダ・ボデー１００を示している。ボデー１００は、４つの半導体を収容する半導体パッケージと接続して使用する。ボデー１００は、第１蒸発器表面５７Ａ、第２蒸発器表面５７Ｂ、第３蒸発器表面５７Ｃ、第４蒸発器表面５７Ｄを包含する。第１、第２、第３、第４の流路ブリッジ６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃ、６３Ｄを使用して蒸発器プラトーを扁平毛管流路５０に結ぶ。非毛管領域３２は支持ピラー１０２を包含する。支持ピラー１０２は伝熱ピラーとして作動する。ピラー１０２の支持特徴は、真空状態の下で非毛管領域３２の崩壊を防ぐために重要である。
第１１図は、第１０図の１１−１１線に沿った断面図である。この図は、扁平毛管流路５０、蒸発器表面５７Ｃ、５７Ｄ、非毛管領域３２および支持ピラー１０２を示している。
第１２図は、本発明に従って形成した熱スプレッダ・ボデー１２０の別の実施例である。この熱スプレッダ・ボデー１１０は半導体パッケージ１１１上に配置される。フィン付きのヒートシンク１１４がボデー１１０上に配置してある。フィン付きのヒートシンク１１４は垂直フィン１１８を支えている水平面１１６を包含する。
熱スプレッダ・ボデー１１０は、蒸発器５１から非毛管領域３２の凝縮器４６まで延びている傾斜した平らな表面１１２を包含する。この傾斜した平らな表面１１２は円錐の切頭体として構成してあってもよい。凝縮器４６内の液体は傾斜した平らな表面１１２の毛管作用によって蒸発器５１内へ吸い出される。すなわち、毛管作用は流体を凝縮器４６の比較的大きい垂直方向クリアランスから蒸発器５１の比較的小さい垂直方向クリアランスに吸い込む。したがって、本発明のこの実施例は周辺扁平毛管流路を持たない。その代わりに、流体は非毛管領域３２で凝縮され、次いで、流体毛管流路ブリッジを使わずに、毛管作用によって蒸発器５７に吸い出される。この実施例の利点は、流体は表面１１２上の複数の自然に形成された流体毛管流路を通って蒸発器５１に吸い出されるということである。
第１３図は、重力に関して垂直方向位置にある第１２図の熱スプレッダ・ボデー１１０を示している。さらに、この図はボデー内での流体の毛管作用を示している。毛管作用が流体１２０に伝熱ピラー５３を囲ませる。それに加えて、毛管作用はボデー１１０の壁に沿って流体１２１の上昇させ、流体の凹面形態１２２を生じさせる。第１３図は本発明の装置の非方向依存性を示しており、この特徴は本発明の重要な利点である。
第１４図は、本発明によるさらに別の熱スプレッダ・ボデー１３０の断面図である。本実施例において、傾斜した平らな表面１１２は非毛管領域３２のところに大きい垂直方向クリアランスを生じさせる。これは蒸発器５１に最も近く位置している。非毛管領域３２のところのこの大きい垂直方向クリアランスは、蒸発器５１に隣接して比較的低い蒸気圧を生じさせ、蒸発器５１内での流体の蒸発を容易にする。傾斜した平らな表面１１２はボデー１３０の周辺部のところで扁平毛管流路５０まで延びている。扁平毛管流路５０の形は第３図に示してある。しかしながら、第３図の実施例と違って、第１３図の実施例では、ゆるやかな傾斜が流路５０と非毛管領域３２との間に存在する。
第１５図は、ヒートシンク・フィン１５２を一体的に含む熱スプレッダ・ボデー１５０の断面図である。この熱スプレッダ・ボデー１５０はマルチチップ半導体パッケージ１４０と共に使用するためのものであり、第１半導体２８Ａおよび第２半導体２８Ｂを収容している。このボデー１５０は、蒸発器５１および非毛管領域３２に囲まれた第１伝熱ピラー５３Ａを包含する。それに加えて、このボデーは、蒸発器５１および非毛管領域３２に囲まれた第２伝熱ピラー５３Ｂを包含する。ここで再び、傾斜した表面が蒸発器５１と非毛管領域３２との間に使用されており、先に述べた利点を享受する。
第１５図は、さらに、ファン羽根１５６を含むファン１５４を示しており、このファンはヒートシンク・フィン１５２上に設置してある。ヒートシンク・フィン１５２上またはその内部へのファン１５４の設置はこの分野では公知である。本発明はこの作業を容易にするべく、低い垂直方向輪郭機構を設けて半導体パッケージの中心から、ファンが最も活発に冷却を実行する半導体パッケージの縁まで熱を分布させるようにしている。
第１６図は、第１５図のボデー１５０を垂直方向姿勢で示している。この図は、また、ボデー１５０内の流体も示している。ボデー１５０のボイド内の毛管作用により、流体は２つの伝熱ピラー５３Ａ、５３Ｂを取り囲む。上述のように、重力に対して水平方位にある場合、伝熱ピラー５３Ａ、５３Ｂに向かう毛管作用は蒸発器５１に複数の自然毛管流路を生じさせることになる。
第１７図は、本発明の「半径方向の」熱スプレッダ実施例を示している。「半径方向の」という用語は非毛管領域３２の輪郭を言っている。この非毛管領域３２は、装置の中央に存在し、半径方向パターンで１６の異なる方向に中心から延びている。流体毛管流路５０は、装置の周辺部に存在し、１６本の異なる脚部１６２と共に装置の中心まで延びている。この実施例の利点は、多数の流体毛管流路５０、非毛管領域３２のエッジにあり、蒸気が半径方向の非毛管領域３２の実際に任意の領域に容易に移動することができるという事実にある。同様に、装置の中心に向かって多くの流体毛管流路脚部がある。
第１８図は、１８−１８線に沿った第１７図の装置の断面図である。この図は、構造の中央にある非毛管領域３２を示している。同様に、この図は非毛管領域３２内に延びる２つの流体毛管流路５０を示している。液体は、これらの流体毛管流路５０の端で蒸発し、非毛管領域３２に入る。次いで、ほとんどの場合、蒸気は非毛管領域３２の周辺領域に向かって外方へ移動する。第１８図は伝熱ピラー５３も示している。先の実施例と同様に、これらのピラー５３は支持構造としても作用する。
第１９図は、第１８図に示す中心領域１６４の拡大図である。第１９図は、非毛管領域３２、流体毛管流路５０の端および流体毛管流路５０上に設置した伝熱ピラー５３を示している。
第２０図は、第１６図に示す底部ボデー部分に接続するのに使用する頂部ボデー部分の側面図である。第２０図は、非毛管領域３２を形成するためのくぼんだ領域を示している。それに加えて、この図は、流体毛管流路５０および伝熱ピラー５３の天井部分を示しており、この天井部分が第１８図に示す伝熱ピラー５３と組み合わされる。
第２１図は、本発明の実施例による「円配列」熱スプレッダ装置１７０の底部ボデー部分の頂面図である。本発明のこの形態において、非毛管領域３２は多数の個別の円形ウェル１６４の形をしている。流体毛管流路５０は非毛管領域１６４の各々を囲んでいる。第２１図は、また、多数の伝熱ピラー５３も示している。本発明のこの実施例は、流体を構造のほぼ任意の領域に容易に移動させ得るために、有利である。それに加えて、この実施例は、流体が流体毛管流路５０から蒸発し、流体毛管流路５０に戻る多数のエッジ表面を与える。さらに、この構造は、単一チップ・パッケージ、二重チップ・パッケージまたは他の任意タイプのマルチチップ・モジュールの場合に有効である「汎用」形態を有する。
第２２図は、第２１図の２２−２２線に沿った側面図である。この図は、流体毛管流路５０のセグメントで囲まれた異なる非毛管領域１６４を示している。この図は流体毛管流路５０内に設置した伝熱ピラー５３も示している。
第２３図は、第２２図の領域１７２の拡大図である。第２３図は、伝熱ピラー５３を含む、流体毛管流路５０で囲まれた非毛管領域１６４を示している。
第２４図は、第２１図の底部ボデー部分１７０に対応する頂部ボデー部分１７４である。この頂部ボデー部分１７４は、底部ボデー部分１７０と組み合わせるように形成してある。したがって、頂部ボデー部分１７４は、底部ボデー部分上の同じ要素と整合するための伝熱ピラー５３を有する流体毛管流路天井５０を包含する。
第２５図は、本発明の実施例による「正方形マトリックス」式熱スプレッダ装置１８０の底部ボデー部分の頂面図である。本実施例においては、流体毛管流路５０は格子状に形成してあり、個別の正方形非毛管領域１６６が格子を中断している。この実施例は伝熱ピラー５３も包含する。
第２６図は、第２５図の２６−２６線に沿った装置１８０の側面図である。この図は、異なる非毛管領域１６６を取り囲む流体毛管流路５０を示している。第２７図は、第２６図の領域１８２の拡大図である。第２７図は、非毛管領域１６６を囲んだ流体毛管流路５０を示している。この図は伝熱ピラー５３も示している。ふたと連結するための周辺プラトー１８４も示してある。
第２８図は、第２５図の装置１８０に取り付けるためのふた１８５を示している。ふた１８５は、伝熱ピラー５３を有する流体毛管流路ふた部分５０を包含する。これらの伝熱ピラーは第２５図の伝熱ピラー５３と対応する。
第２５−２８図に示した本発明の実施例の利点は、装置の全表面積を横切って線形流路内を流体が移動できるということである。それに加えて、正方形の形態は、蒸発流体が流体毛管流路５０に逃げ、凝縮流体が流体毛管流路５０に戻る比較的大きいエッジ領域を与える。さらに、第２１−２４図の「円形配列」形態の場合と同様に、第２５−２８図の装置は、種々の熱源分布機構と共に効果的に使用できる汎用形態を有する。
第２９図は、本発明による別の熱スプレッダ２００を示している。熱スプレッダ２００は種々のサイズの非毛管領域を包含する。特に、この図は、小さいパターンの非毛管領域２０２、より大きいパターンの非毛管領域２０４およびまだ大きいパターンの非毛管領域２０６を示している。これらのパターン付き非毛管領域は第２９図においてはほぼ正方形であるが、他のパターン、たとえば円形または三角形も使用し得る。
第３０図は、第２９図の３０−３０線に沿った断面図である。この図は種々のサイズの非毛管領域２０２−２０６を示している。伝熱ピラーは異なる非毛管領域を中断し、したがって、異なる非毛管領域が同一となることはいくぶん難しい。この効果は、第３１図を参照するとより充分に理解できる。
第３１図は、第３０図の領域２０８の拡大図である。第３１図は、ボデーの両側部からの対応する伝熱ピラー５３が合わさって連続ピラー構造を形成していることを示している。装置のための物理的な支持体を提供し、装置の片側から反対側まで熱を伝導移動させるように作動することに加えて、これらのピラーは凝縮表面としても有用である。換言すれば、これらのピラーは蒸発した流体のための付加的な凝縮領域を形成するにも有用である。非毛管領域の輪郭面も、蒸発流体のための付加的な凝縮領域を与えるのにも使用できる。
第３２図は、第２９図の３２−３２線に沿った断面図である。この図は、種々のサイズの非毛管領域２０２−２０６を示している。ここで、この図において、異なる非毛管領域が伝熱ピラー５３によって分割されていないことに注目されたい。
第３３図は、第３２図の領域２１０の拡大図である。第３３図は、非毛管領域２０２間に形成した蒸発器領域５１を示している。ここで、再び、この図が伝熱ピラー５３を包含しない線に沿っていることは了解されたい。
第３４図は、本発明による別の熱スプレッダ２２０を示している。熱スプレッダ２２０は、毛管流路５０で囲まれた非毛管領域３２を包含する。毛管流路５０は突出表面要素２２２を包含する。毛管流路５０は毛管流路ブリッジ２２３に通じている。この毛管流路ブリッジは蒸発器プラトー２２４で終わっている。蒸発器プラトー２２４は一組の非毛管領域２２６を有する。本実施例においては、各非毛管領域２２６は三角形である。第３４図は、ここに開示した発明の異なる機能を組み合わせて特定の用途のための最適な装置を構成することを示している。
第３５図は、本発明の別の実施例の平面図である。第３５図の装置２４０は、一般的に、第１７図の装置１６０に対応する。しかしながら、第３５図では、熱発生領域２４２における毛管流路領域５０のエッジ２４４は処理面である。ここで使用した処理面という用語は、たとえば、沸騰を促進のための核形成サイトを包含したり、表面不活性化のための被覆を包含したり、（濡れた面は酸化あるいは流体からの化学浸食をし易くする）、あるいは、増大した毛管流のための微小表面亀裂を包含したりするように特性を修正した表面のことである。微小表面亀裂は毛管流路と非毛管領域（断熱、凝縮器領域）との間の急激な変化を少なくする。蒸発器領域の近くの断熱表面の微小亀裂によれば、流体は先に説明した毛管構造によって微小亀裂まで毛管流路から移動することになる。この流体が蒸発し、それによって、凝縮（冷却）領域を拡張する。凝縮器領域付近の断熱面における微小亀裂は凝縮流体を毛管流路に戻すのを助ける。これにより、断熱面上の液体層をより薄くし、この液体層を通しての熱抵抗を減らすことになる。
核形成表面は、一般的に、粗面である。この表面は、サンドブラスティング、レーザー・エッチングまたは粗面を作ったり、小さいポケットのある表面を作ったりする他の技術で形成することができる。
第３６図は、毛管流路表面５０の全体に沿った処理面を有する装置２５０を示している。第３７図の装置２６０は、非毛管領域３２および流体毛管流路５０全体に処理面２６２を形成できることを示している。
第３８図は、本発明の別の実施例の斜視図である。第３８図の装置２７０は台２７２を有し、熱スプレッダ２７０の他の部分が熱発生面に隣接したなんらかの物体をクリアするようにしている。たとえば、半導体パッケージ２７４は、一組のオンボード・キャパシタ２７６を包含する。台２７２を使用してオンボード・キャパシタ２７６をクリアするのである。好ましくは、台２７２は装置２７０の残りの部分と一体形成する。台２７２は中実金属であってもよい。
第３９図は、本発明の別の実施例の斜視図である。本実施例において、熱スプレッダ２８０は開口２８２で中断されている。開口２８２は、突出する装置（たとえば半導体パッケージ２７４のオンボード・キャパシタ２７６）が熱スプレッダ２８０を貫いて延びることができるようにしている。
第４０図は、本発明の別の実施例に従って形成した熱スプレッダ２９０の斜視図である。この熱スプレッダ２９０は、オンボード・キャパシタ２９４を包含する半導体パッケージ２９２上に設置してある。熱スプレッダ２９０は、半導体パッケージ２９２の表面から冷却領域内に延びている。たとえば、半導体パッケージ２９２をラップトップ・コンピュータ内に設置した場合、熱スプレッダ２９０は半導体パッケージ２９２を越えてラップトップ・コンピュータのキーボードの下に延びることができる。熱スプレッダ２９０の内部は、上記したと同様に、毛管流路および非毛管領域を包含する。熱スプレッダ２９０は熱フィン２９６も包含する。熱フィンが熱スプレッダ２９０の内部の一部とならないと好ましい。すなわち、フィン内を流体が循環しないのが好ましい。熱フィン２９６が熱スプレッダ２９０と同じ平面に形成してあることに注目されたい。この形態は、熱フィンが熱拡散面に対して直角である従来技術装置とは対照的である。
第４２図は、本発明の別の実施例に従って形成した熱スプレッダ３００の斜視図である。先の実施例と同様に、この熱スプレッダ３００は、オンボード・キャパシタ２９４を包含する半導体パッケージ２９２上に設置してある。熱スプレッダ３００は、弯曲領域３０２を包含し、この弯曲領域は直角面３０４で終わっている。流体は、装置３００の毛管流路および非毛管領域を循環する。特に、流体は装置３００の水平領域から弯曲部３０２を通り、そして直角面３０４を通して連続的に循環する。装置３００は熱フィン３０６も包含する。選んだ熱フィン３０６は開口３０８を包含する。これらの開口は、ファン（図示せず）を直角面３０４に取り付けるのに使用できる。
ここで、本発明の各実施例において、扁平毛管流路が連続面であることに注目されたい。すなわち、流体が全表面を覆って移動することができるという意味で連続なのである。換言すれば、流体は、表面上の任意の領域から表面上の任意他の領域まで移動することができる。
別の注目すべき本発明の特徴は、大抵の実施例がほぼ正方形の装置となっているということである。ここで使用しているほぼ正方形という用語は、約２０：１の長さ対幅の比、より好ましくは、約２：１の長さ対幅の比、最も好ましくは約１：１の長さ対幅の比を意味する。大抵の従来技術熱パイプおよび熱サイホンはチューブとして構成される。
本発明は、毛管流体移動が２つの隣接した水平面に構成された扁平毛細管によって確立されるという点で独特である。従来技術熱パイプにおいては、毛管流体移動は、普通、表面に形成した溝によって確立される。換言すれば、小さい垂直方向の壁が水平面に形成されて毛管流体移動を確立するのである。垂直面は、毛管流体移動を確立するのに本発明では使用しない。その代わりに、毛管流体移動は扁平毛管流路の頂部（天井）および底部（フロア）表面によって確立される。
以下の表は、種々の固体材料の熱拡散能力を第１７図に示す本発明の実施例とそれと比較したものである。
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性能係数は銅/タングステンに関して標準化されている。すべての熱スプレッダは７１．０ｍｍ×７１．０ｍｍ×１．０ｍｍである。すべての熱スプレッダは、片側の中央に１９．０ｍｍ×１９．０ｍｍ正方形熱源を有し、反対側の周辺まわりに７．０ｍｍ幅のフィン付きヒートシンクを有する。本発明は、モリブデンで実施し、１．０ｍｍ深さを有する非毛管領域および０．１２５ｍｍ深さを有する毛管流路を設けた。この装置に０．３２９ｃｃの水を充填した。一般的に言って、本発明の装置は約２０％のあふれる状態まで充填しなければならない。すなわち、流体毛管流路を満たしたときに流体毛管流路に入りきらない液体が装置内の全液体量の約２０％とならなければならない。一般的に言って、本発明は、装置の表面積毎平方センチメートルあたり０．００７ｃｃの流体を使用することによって実施する。
本発明の装置の顕著な熱伝導率特性により、本発明は、種々の材料で実施することができる。換言すれば、熱伝導率性能の大きなパーセンテージが蒸発熱に起因しているので、本発明を実施するのに使用する特定の材料は熱伝導率の観点からは決定的とはならない。その代わりに、材料はコスト、熱膨張率または他の要因に基づいて選定するとよい。本発明の低コスト実施例は、密封シールを行えるならば、プラスチックにある。
扁平毛管流路内の流体は安定した状態で非常に迅速に移動する。代表的には、流体は２５〜２００ｍｍ/sの速度で移動する。この速度は芯を使用するどんな装置よりも劇的に速い。本発明の特徴は、部分的に顕著な熱分布性能に原因がある。
本発明の特別な実施例を説明してきたが、これは例示、説明のために行ったものであり、それがすべてではなく、本発明をここに開示した形態そのものに限定する意図はなく、明らかに、上記の教示内容から多くの修正、変更が可能である。実施例は本発明の原理およびその実際の応用例を最も良く説明するのに選び、記載したものであり、当業者であれば、意図した特定の用途に合わせて種々の修正を行いながら本発明および種々の実施例を最も良く利用することができる。ここでは、本発明の範囲は以下の請求の範囲およびその均等物によって構成されると考えるべきである。
【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４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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