(57)【要約】【課題】本発明は、平板型ヒートパイプの外力の影響を受けた構造変形、温度による膨張によって生じる損傷及びウイック構造の損傷、などの問題を解決する放熱モジュール及びその支持部材を提供する。【解決手段】放熱モジュール２は、ヒートシンク２３、二相熱交換装置２１、及び支持部材２０を有する。二相熱交換装置２１は、支持部材２０とヒートシンク２３との間に配置される。支持部材２０は、二相熱交換装置２１を収容し、支持部材２０は、底面部２０２、及び少なくとも２つの側壁部２０３を備えた本体２０１を有する。二相熱交換装置２１を収納するために、支持部材２０の本体２０１の底面部２０２、及び側壁部２０３によって形成され、収納された二相熱交換装置２１は、支持部材２０の本体２０１の底面部２０２に取り付けられる。二相熱交換装置２１は、支持部材２０とヒートシンク２３との間に設置されてその間に差し込まれる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面部及び少なくとも２つの側壁部を有する本体を備える、二相熱交換装置を収容するための支持部材において、
前記二相熱交換装置を収納するための収容空間は、前記本体の前記底面部及び前記側壁部によって形成され、前記二相熱交換装置は、前記本体の前記底面部に取り付けられ、さらに溶接材料が、前記本体の前記底面部と前記二相熱交換装置との間に提供される、
ことを特徴とする支持部材。
【請求項２】
前記本体の底面部は、前記二相熱交換装置を部分的に露出するために、開口部を備え、前記本体の底面部の開口部は、前記二相熱交換装置と接する熱伝導体と外部接続し、前記熱伝導体は、ヒートパイプ、ヒートコラム、又は硬い金属ブロックを備え、前記支持部材又は前記熱伝導体は、熱源と接することを特徴とする請求項１に記載の支持部材。
【請求項３】
前記本体は、前記側壁部の横にそれぞれ配置された少なくとも２つの係止要素をさらに備え、前記本体の係止要素は、前記支持部材が熱源上に接続できるように外部締結部品によって貫通される複数の穴部を備え、前記本体及び前記係止要素は、単一部材として一体に形成されるか、又は組み立て可能な２つの別体部品とすることを特徴とする請求項１に記載の支持部材。
【請求項４】
前記支持部材はヒートシンクと共に適用され、前記支持部材と前記ヒートシンクとの間に設置されてその間に差し込まれる前記二相熱交換装置は、前記支持部材と前記ヒートシンクに対して当接されることを特徴とする請求項１に記載の支持部材。
【請求項５】
ヒートシンクと、
二相熱交換装置と、
前記二相熱交換装置の収納に使用され、底面部及び少なくとも２つの側壁部を備える本体を有する支持部材と、
を備える放熱モジュールにおいて、
前記二相熱交換装置を収納するための収容空間は、前記支持部材の前記本体の前記底面部及び前記側壁部によって形成され、前記二相熱交換装置は、前記支持部材の前記本体の前記底面部に取り付けられ、
前記二相熱交換装置は、前記支持部材と前記ヒートシンクとの間に設置されてその間に差し込まれ、さらに溶接材料が、前記本体の前記底面部と前記二相熱交換装置との間にコーティングによって提供されることを特徴とする放熱モジュール。
【請求項６】
前記支持部材の前記本体の前記底面部は、前記二相熱交換装置を部分的に露出するために、開口部を備えることを特徴とする請求項５に記載の放熱モジュール。
【請求項７】
前記支持部材の前記本体の前記底面部の前記開口部は、前記二相熱交換装置と接する熱伝導体と外部接続し、前記熱伝導体は、ヒートパイプ、ヒートコラム、又は硬い金属ブロックを備えることを特徴とする請求項６に記載の放熱モジュール。
【請求項８】
前記支持部材又は前記熱伝導体は、中央処理装置、トランジスタ、サーバー、高水準のグラフィックカード、ハードドライブ、電源装置、車両制御装置、マルチメディア電子機構、無線通信局、又は高水準のゲーム機を備える熱放射性電子部品などの熱源と接することを特徴とする請求項６に記載の放熱モジュール。
【請求項９】
前記支持部材の前記本体は、前記側壁部の横にそれぞれ配置された少なくとも２つの係止要素をさらに備え、前記本体及び前記係止要素は、単一部材として一体に形成されるか、又は組み立て可能な２つの別体部品とすることを特徴とする請求項５に記載の放熱モジュール。
【請求項１０】
前記支持部材の前記本体の前記係止要素は、前記支持部材が熱源上に接続できるように、ネジなどの外部締結部品によって貫通される複数の穴部を備えることを特徴とする請求項９に記載の放熱モジュール。
【請求項１１】
前記二相熱交換装置は、平板型ヒートパイプであり、ウイック構造を配置した内部表面を備え、前記ウイック構造の材質は、金属、合金、又は多孔質の非金属材料を備えることを特徴とする請求項５に記載の放熱モジュール。
【請求項１２】
前記二相熱交換装置は、前記支持部材及び前記ヒートシンクに対して隣接されることを特徴とする請求項５に記載の放熱モジュール。
【請求項１３】
前記支持部材、前記二相熱交換装置、及び前記ヒートシンクのすべては、実際の部品の空間的構造との関連で傾斜底面部を有し、前記支持部材、前記二相熱交換装置、及び前記ヒートシンクの形状は、相互に対応することを特徴とする請求項５に記載の放熱モジュール。
【請求項１４】
前記ヒートシンクは複数のフィンを備え、前記ヒートシンクのフィンの数量、配置、及び方向性は、実際の要求に基づいて変化することを特徴とする請求項５に記載の放熱モジュール。
【請求項１５】
前記放熱モジュールは、放熱効率を高めるために、前記ヒートシンクの横に配置されるファンをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の放熱モジュール。
【請求項１６】
前記放熱モジュールは、前記支持部材、前記二相熱交換装置、前記ヒートシンク及び前記ファンを収納する外箱をさらに備え、前記外箱は、前記ファンに対応して設置される吸入口、及び前記外箱の一側に排気口、を備えることを特徴とする請求項１５に記載の放熱モジュール。
【請求項１７】
前記支持部材は、左右両側及びその両側に配置される複数の制限ポストをさらに備え、前記二相熱交換装置、前記ヒートシンク、及び前記支持部材が組立てられる時、前記支持部材の前記制限ポストは、前記二相熱交換装置及び前記ヒートシンクの変位を制限することを特徴とする請求項５に記載の放熱モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱モジュール及びその支持部材に関する、特に二相熱交換装置を固定するのに使用される支持部材に関するものであり、前記支持部材を有することによって、温度及び外力により引き起こされるウイック構造の損傷及び変形を妨げるものである。
【背景技術】
【０００２】
電子装置の効率化が連続的に進むにつれて、放熱が電子装置における１つの最も重要な問題になってきている。電子装置により発生した熱が適切に放散されない場合、前記電子装置の動作効率が低下するかもしれないし、又はさらに悪いことに前記電子装置は、正常に作動しないか、又は焼損するかもしれない。
【０００３】
図１は、ヒートシンク１３を適用した従来の平板型ヒートパイプ１１の概略図である。前記平板型ヒートパイプ１１の底面部に配置された銅ブロック１２が存在し、前記銅ブロック１２は、熱源（例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）であるが、図示せず）から熱を伝えるために、前記熱源と直接接することができる。前記ヒートシンク１３は、放熱領域を増やすために、前記平板型ヒートパイプ上に配置され、前記ヒートシンク１３と前記平板型ヒートパイプ１１は、数個のネジ１４をネジ穴に貫通することによって、前記熱源と連結して接続される。
【０００４】
前記平板型ヒートパイプ１１の上面部のみ前記ヒートシンク１３によって支持され、前記平板型ヒートパイプ１１の底面部と前記熱源は、互いに全面と接していないので、前記平板型ヒートパイプ１１は、大きな動作温度変化に対して、熱い時には膨張し、冷たい時には収縮することにより変形する。さらにその変形は、前記平板型ヒートパイプ１１の外観を駄目にし、前記平板型ヒートパイプ１１の中に形成されたウイック構造は、損傷を受ける。従って、前記平板型ヒートパイプ１１の放熱効率を低下させる。
【０００５】
前記銅ブロック１２と前記熱源を密接に組み合わせるために、前記平板型ヒートパイプ１１に外力が加えられる。しかし、前記平板型ヒートパイプ１１の内部構造の支持強度不足のため、前記平板型ヒートパイプ１１は、前記外力によって容易に変形し、前記平板型ヒートパイプ１１の内部にある前記ウイック構造は、容易に損傷を受ける。従って、前記平板型ヒートパイプ１１の放熱効率を低下させる。
【０００６】
一方では、特定形状を備えた平板型ヒートパイプが、様々な放熱環境及び使用可能空間の要求を満たすように設計されてきている。しかしそれは、専用金型を前記特定形状の平面型ヒートパイプ用に形成するように要求されることである。さらに、前記平面型ヒートパイプは、回路基板上の他部品と、通常は結合され、又は固定され、又は邪魔にならないようにするので、凹部又はスリット部を、前記特定形状の平面型ヒートパイプに形成しなければならない。従って、前記特定形状による平面型ヒートパイプの製造上の困難性及びそのコストは、増大している。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３１７３０６４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術の説明の欠点部分を克服するために、本発明は、外力の影響を受けた構造変形、温度による膨張によって生じる損傷、及びウイック構造の損傷、などの問題を解決できる放熱モジュール及びその支持部材を提供し、異分野においては、放熱モジュールを応用する可能性を高めることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、二相熱交換装置を収容するための支持部材が提供される。前記支持部材は、底面部及び少なくとも２つの側壁部を有する本体を備える。前記二相熱交換装置を収納するための収容空間は、前記本体の底面部及び側壁部によって形成され、収納された前記二相熱交換装置は前記本体の底面部に取り付けられ、前記本体の底面部と収納された前記二相熱交換装置との間には、溶接材料がさらに提供される。
【０００９】
さらに放熱モジュールが提供される。前記放熱モジュールは、ヒートシンク、二相熱交換装置、及び支持部材を有する。前記二相熱交換装置は、前記支持部材と前記ヒートシンクとの間に配置される。前記二相熱交換装置の収納に使用される前記支持部材は、本体を備える。前記支持部材の前記本体は、底面部及び少なくとも２つの側壁部を有する。前記二相熱交換装置を収納するための収容空間は、前記支持部材の前記本体の底面部及び側壁部によって形成され、収納された前記二相熱交換装置は、前記支持部材の前記本体の底面部に取り付けられる。
【００１０】
溶接材料が、前記支持部材の前記本体の底面部と前記二相熱交換装置との間にコーティングによって提供される。前記支持部材の前記本体の底面部は、前記二相熱交換装置を露出するために、１つの開口部を有する。さらに前記支持部材の前記本体の底面部の前記開口部は、前記二相熱交換装置と接する熱伝導体と外部接続する。前記熱伝導体は、ヒートパイプ、ヒートコラム、又は硬い金属ブロックであることができる。前記支持部材又は前記熱伝導体は、熱源と接する。さらに前記支持部材の前記本体は、前記側壁部の横にそれぞれ配置された少なくとも２つの係止要素を有する。前記支持部材の前記本体の前記係止要素は、外部締結部品によって貫通される複数の穴部を有し、その結果、前記支持部材は、熱源上に接続できる。
【発明の効果】
【００１１】
本実施形態の説明した特徴に基づき、本発明は、外力の影響を受けた構造変形、温度による膨張によって生じる損傷、及びウイック構造の損傷、などの問題を解決し、従って、熱源に対する二相熱交換装置の特定形状の形成に使用される専用金型の追加コストが節約できる。また本発明は、異分野において、放熱モジュールを応用する可能性を高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
添付図面を参照して、以下の実施形態を詳細に説明する。
【００１３】
本発明は、添付図面を参照しながら、以下の詳細な説明、及び例示を熟読することで、さらに十分に理解される。
【００１４】
以下の説明は、本発明を実行するうちの最も考慮された方式である。この説明は、本発明の一般的原理を説明する目的でなされ、限定された意味にとられるべきでない。本発明の範囲は、添付の請求項を参照して最良に決定される。
【実施例１】
【００１５】
図２は、本発明の第１実施形態による放熱モジュール２の概略図である。放熱モジュール２は、支持部材２０、二相熱交換装置２１、及びヒートシンク２３を有する。二相熱交換装置２１は、支持部材２０とヒートシンク２３との間に配置され、収納された二相熱交換装置２１は、支持部材２０とヒートシンク２３に対し、垂直方向に隣接される。図２の放熱モジュール２は上下逆に置かれ、従って熱源（図示せず）に対する放熱モジュール２の位置関係は、明確に示せることに留意する。すなわち放熱モジュール２の支持部材２０の底面部２０２は、実際の出願では熱源上に配置される。本実施形態では、二相熱交換装置２１は、平板型ヒートパイプである。
【００１６】
同時に図２、図３を参照すると、図３は、図２の放熱モジュール２の分解図である。支持部材２０は、本体２０１を有する。支持部材２０の本体２０１は、底面部２０２、及び底面部２０２の外周に設置された少なくとも２つの側壁部２０３を有する。本実施形態では、支持部材２０の本体２０１は、２組の対向側壁部２０３を構成する４つの側壁部２０３を備える。二相熱交換装置２１を収納するための収容空間２０４は、支持部材２０の本体２０１の底面部２０２、及び側壁部２０３によって形成される。放熱モジュール２の組立において、収納された二相熱交換装置２１は、支持部材２０の本体２０１の底面部２０２に取り付けられ、支持部材２０の本体２０１の底面部２０２と、収納された二相熱交換装置２１との間には、溶接材料がコーティングによって提供され、従って熱の伝わりにくさを低減でき、放熱効率を高めることができる。
【００１７】
二相熱交換装置２１は、その中に、水などの作動流体を用いた平板型ヒートパイプである。ウイック構造は、二相熱交換装置２１の内部表面に形成され、ウイック構造の材質は、金属、合金、又は多孔質の非金属材料である。収納された作動流体は、二相熱交換装置２１の蒸発端部で熱を吸収すると、作動流体が気相状態に変換して蒸発することによって、指定熱源から離れたところへ熱を移動させる。さらに、気化した作動流体は、二相熱交換装置２１の凝縮端部で、液相状態に変換して液化すると、液化した作動流体は、ウイック構造を通じて蒸発端部へ戻ることによって、速やかに再循環して、絶えず伝熱する。
【００１８】
さらに、支持部材２０の本体２０１の底面部２０２は、収納された二相熱交換装置２１を部分的に露出するために、１つの開口部２０５を有し、熱伝導体２０６は、支持部材２０の本体２０１の底面部２０２の開口部２０５に外部接続し、収納された二相熱交換装置２１と接する。本実施形態では熱伝導体２０６は、ヒートパイプ、ヒートコラム、又は硬い金属ブロックであることができる。熱源、又は放熱モジュール２と直接接する放熱モジュール２の支持部材２０の底面部２０２は、熱伝導体２０６、及び熱源と接することによって、熱交換をおこなうことができる。
【００１９】
さらに、支持部材２０の本体２０１は、側壁部２０３の横にそれぞれ配置された少なくとも２つの係止要素２０７を有し、その結果、支持部材２０は、熱源上に固定できる。本体２０１、及び係止要素２０７は、単一部材として一体に形成されるか、又は組み立て可能な２つの別体部品とする。本実施形態では、支持部材２０の本体２０１の係止要素２０７は、外部締結部品（例えば、ネジ）によって貫通される穴部であり、熱源は、中央処理装置（ＣＰＵ）、トランジスタ、サーバー、高水準のグラフィックカード、ハードドライブ、電源装置、車両制御装置、マルチメディア電子機構、無線通信局、又は高水準のゲーム機などの、高熱放射性電子部品であることができる。
【００２０】
支持部材２０は、熱源と二相熱交換装置２１との間に配置されるので、二相熱交換装置２１は、支持部材２０に収納される時、支持部材２０の底面部２０２の上側と完全に垂直方向に接続され、支持部材２０の底面部２０２の下側は、熱源と接する。本実施形態では、収納された二相熱交換装置２１は、ヒートシンク２３と支持部材２０との間に、垂直方向に隣接されてその間に差し込まれる。また二相熱交換装置２１は、支持部材２０と溶接接続され、その結果、二相熱交換装置２１は、外力による均等でない圧力を受けても、又は熱い時に膨張し、冷たい時に収縮することに影響されても、より大きな圧力に耐える能力を持ち、従来の平板型ヒートパイプにおける変形、外観不良、及び接続剥離などの問題は解決でき、二相熱交換装置２１の内部表面に設置されたウイック構造の均一性は、放熱モジュール２の放熱効率を高めるために、絶えず保持できる。
【００２１】
さらに、支持部材２０の本体２０１の底面部２０２の開口部２０５の形状は、適用する熱源の外形に従って相応じて変化できる。従来の平板型ヒートパイプ（さらに、専用金型によって特定の形状で形成される必要がある）と比較して、注目すべき点は、実施形態の二相熱交換装置２１の構造は、適用する熱源に対して変更する必要がないということである。従って、実施形態の放熱モジュールの競争力を高め、その製造過程及び専用金型のコストを節約できる。
【実施例２】
【００２２】
しかし本発明の放熱モジュールは、前記第１実施形態に限定されない。例えば図４Ａは、本発明の第２の実施形態による放熱モジュール４の分解図であり、図４Ｂは、図４Ａの放熱モジュール４のすべての部品が組み立てられた時の、図４Ａの組立放熱モジュール４のＡ−Ａ’線断面構造を示す。放熱モジュール４は、開口部４０５を有する支持部材４０、二相熱交換装置４１、及び２つの異なる種類のフィン４３１、４３２を提供するヒートシンク４３を有する。図２の放熱モジュール２と、図４Ａの放熱モジュール４との間の最大の違いは、ヒートシンクの違いである。放熱モジュール２のヒートシンク２３のすべてのフィンは、同等であるが、放熱モジュール４のヒートシンク４３のフィンは、２種類に分類される。すなわち、ヒートシンク４３のフィン４３１、４３２の数量、配置、及び方向性は、実際の要求に基づいて設計することができる。図４Ｂにおいて、支持部材４０に収納された二相熱交換装置４１は、支持部材４０の開口部４０５に沿って部分的に突出し、その結果、二相熱交換装置４１は、支持部材４０の下部の熱源（図示せず）と直接接することができる。
【実施例３】
【００２３】
さらに、支持部材、二相熱交換装置、及びヒートシンクの形状は、実際の部品の空間的構造を満足させるために設計でき、支持部材、二相熱交換装置、及びヒートシンクの形状は、相互に対応する。
【００２４】
図５は、本発明の第３の実施形態による放熱モジュール５の分解図である。放熱モジュール５は、支持部材５０、二相熱交換装置５１、及びヒートシンク５３を有する。熱源の外形に適合し、回路基板上の他部品の邪魔にならないようにするために、支持部材５０、二相熱交換装置５１、及びヒートシンク５３のすべては、相対的傾斜底面部を有する。すなわち、支持部材５０は、傾斜底面部５０００を有し、ヒートシンク５３は、傾斜底面部５３００を有し、二相熱交換装置５１は、ヒートシンク５３の傾斜底面部５３００、及び支持部材５０の傾斜底面部５０００にそれぞれ対応する１つの傾斜上面部５１１０、及び１つの傾斜底面部５１２０を備えた傾斜底面部を有する。結果として、支持部材５０、二相熱交換装置５１、及びヒートシンク５３が組立てられる時、収納された二相熱交換装置５１は、支持部材５０、及びヒートシンク５３に対し絶えず垂直方向に隣接できる。
【実施例４】
【００２５】
図６Ａは、本発明の第４の実施形態による放熱モジュール６の分解図であり、図６Ｂは、図６Ａの組立放熱モジュールの概略図を示す。放熱モジュール６は、少なくとも開口部６００を有する支持部材６０、二相熱交換装置６１、金属シート６２、ヒートシンク６３、ファン６４、及び一側に形成される吸入口６７ａと排気口６７ｂを有する外箱６５を備える。支持部材６０、二相熱交換装置６１、金属シート６２、ヒートシンク６３、及びファン６４は、外箱６５に収納される。ヒートシンク６３の横に配置されるファン６４は、ヒートシンク６３の側方向に吹き込む気流を発生させ、従って、放熱効率を高めることができる。外箱６５の吸入口６７ａと排気口６７ｂの位置は、ヒートシンク６３の横に配置されるファン６４に対応する。複数の制限ポスト６６は、支持部材６０の左右両側に配置される。二相熱交換装置６１、ヒートシンク６３、及び支持部材６０が組立てられる時、二相熱交換装置６１、及びヒートシンク６３は、制限ポスト６６によって側面方向へ動くことができないようにすることができる。金属シート６２は、支持部材６０の開口部６００を通じて、二相熱交換装置６１と直接接する。放熱モジュール６は、熱源（図示せず）上の金属シート６２と接することで熱源上に配置される時、金属シート６２は、熱源により発生した熱を奪うことができ、次に二相熱交換装置６１、及びファン６４によって放熱される。従って、放熱効率を高めることができる。
【００２６】
一例として好適な実施形態に関して、本発明を説明してきたが、本発明は開示した実施形態に限定されないと理解すべきである。逆に、様々な変更及び等価的配置（当業者が明白であるようなこと）を補うことを目的としている。従って、添付の請求項の範囲は、このような変更及び等価的配置をすべて包含するように、最も広義に解釈を認められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来のヒートシンクを適用した平板型ヒートパイプの概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態による放熱モジュールの概略図である。
【図３】図２の放熱モジュールの分解図である。
【図４Ａ】本発明の第２実施形態による、ヒートシンクが図２とは異なる放熱モジュールの分解図である。
【図４Ｂ】図４Ａの放熱モジュール４のすべての部品が組み立てられた時の、図４Ａの組立放熱モジュール４の（Ａ−Ａ’）線断面構造を示す。
【図５】本発明の第３の実施形態による放熱モジュールの分解図であり、前記放熱モジュールは、支持部材、二相熱交換装置、及びヒートシンクを有し、すべての支持部材、二相熱交換装置、及びヒートシンクは、相対的傾斜底面部を有する。
【図６Ａ】本発明の第４の実施形態による、ヒートシンクの横に配置されるファンを備える放熱モジュールの分解図である。
【図６Ｂ】図６Ａの組立放熱モジュールを示す概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
２  放熱モジュール
２０  支持部材
２１  二相熱交換装置（平板型ヒートパイプ）
２３  ヒートシンク
２０１  本体
２０２  底面部
２０３  側壁部
２０４  収容空間
２０５  開口部
２０６  熱伝導体
２０７  係止要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
2009188377.tif 000008
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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