ヒートパイプ、ヒートパイプの製造方法および電子基板
【課題】 ヒートパイプの表面に実装された電子部品と、外部の電子回路を電気的に接続できると共に、耐久性と信頼性に優れる電気配線を有するヒートパイプを提供する。
【解決手段】 ヒートパイプ１は、冷媒を封入する平板状の本体部２と、本体部２の側面の一部もしくは全部から突出する突出部３を備え、本体部２は、平板状の上部板と、上部板と対向する平板状の下部板と、上部板と下部板との間に積層されると共に蒸気拡散路と毛細管流路を形成する単数又は複数の中間板を有し、突出部３は、上部板、下部板および中間板の少なくとも一つが、他よりもその面積が大きいことで形成され、突出部３は、電気配線４を有する。
【解決手段】 ヒートパイプ１は、冷媒を封入する平板状の本体部２と、本体部２の側面の一部もしくは全部から突出する突出部３を備え、本体部２は、平板状の上部板と、上部板と対向する平板状の下部板と、上部板と下部板との間に積層されると共に蒸気拡散路と毛細管流路を形成する単数又は複数の中間板を有し、突出部３は、上部板、下部板および中間板の少なくとも一つが、他よりもその面積が大きいことで形成され、突出部３は、電気配線４を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路、ＬＥＤ素子、パワーデバイスなどの発熱体を冷却するヒートパイプ、ヒートパイプの製造方法および電子基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器、産業機器および自動車などには、半導体集積回路、ＬＥＤ素子、パワーデバイスなどの電子部品が使用されている。これらの電子部品は、内部を流れる電流によって発熱する発熱体になっている。発熱体の発熱が一定温度以上となると、動作保証ができなくなる問題もあり、他の部品や筐体へ悪影響を及ぼし、結果として電子機器や産業機器そのものの性能劣化を引き起こす可能性がある。
【０００３】
このような発熱体を冷却するために、封入された冷媒の気化と凝縮による冷却効果を有するヒートパイプが提案されている。
【０００４】
ヒートパイプは、内部に封入された冷媒が気化する際に、発熱体から熱を奪って移動する。気化した冷媒は、放熱によって冷却されて凝縮し、凝縮した冷媒は再び還流する。この気化と凝縮の繰り返しによって、ヒートパイプは発熱体を冷却する。
【０００５】
このようなヒートパイプの特性を活かして、ヒートパイプの表面にＬＥＤ素子やパワーデバイスなどの電子部品を直接実装する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２６９６７６号公報
【特許文献２】特開２００４−２１４４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、ヒートパイプの表面に電子部品が直接実装されることで、電子部品の冷却と共に電子部品とヒートパイプの実装面積を削減できる。
【０００７】
ここで、ヒートパイプ表面に実装された電子部品は、外部から電気信号を受ける、あるいは外部へ電気信号を出力する必要がある。このように、ヒートパイプ表面に実装された電子部品と外部の電子回路との電気信号のやり取りを実現するには、ワイヤボンディングにより金属線を接続する電気配線を行うか、フレキシブル基板による電気配線を行う必要がある。
【０００８】
しかし、これらの電気配線では、ヒートパイプと外部の電子回路との間に、形状の不安定な電気配線が存在することになり、信頼性や耐久性の面で不具合が生じる。特に、ヒートパイプの外縁が途切れる部分から電子回路までの間に、固定されない電気配線が存在するため、衝撃や熱によって断線も生じうる。更には、電気配線の接続は、製造工程においての作業量と要求精度が大きく、コスト面においても問題があった。
【０００９】
特に、ヒートパイプが狭小空間である電子機器に格納される場合には、電気配線が他の電子部品と接触し、動作不良を生じさせる問題もある。
【００１０】
本発明は、ヒートパイプの表面に実装された電子部品と、外部の電子回路を電気的に接続できると共に、耐久性と信頼性に優れる電気配線を有するヒートパイプ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】
【００１１】
上記課題に鑑み、本発明のヒートパイプは、封入された冷媒の気化および凝縮によって発熱体を冷却するヒートパイプであって、ヒートパイプは、冷媒を封入する平板状の本体部と、本体部の側面の一部もしくは全部から突出する突出部を備え、本体部は、平板状の上部板と、上部板と対向する平板状の下部板と、上部板と下部板との間に積層されると共に蒸気拡散路と毛細管流路を形成する単数又は複数の中間板を有し、突出部は、上部板、下部板および中間板の少なくとも一つが、他よりもその面積が大きいことで形成され、突出部は、電気配線を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のヒートパイプによれば、ヒートパイプ本体と外部の電子回路とを、電気配線で容易に電気的に接続できる。特に、電気配線が、ヒートパイプ本体の側面から、ヒートパイプの部材と一体になって形成されるので、電気配線の領域は、衝撃、荷重や振動に対して耐久性が高い。この結果、信頼性も高まる。
【００１３】
また、耐久性や信頼性が高いことで、ヒートパイプの表面に電子部品を実装できるだけでなく、電気配線が形成されたヒートパイプを実装する際に要求される空間余裕度も小さくて済む。結果として、狭小空間におけるヒートパイプの実装が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の発明に係るヒートパイプは、封入された冷媒の気化および凝縮によって発熱体を冷却するヒートパイプであって、ヒートパイプは、冷媒を封入する平板状の本体部と、本体部の側面の一部もしくは全部から突出する突出部を備え、本体部は、平板状の上部板と、上部板と対向する平板状の下部板と、上部板と下部板との間に積層されると共に蒸気拡散路と毛細管流路を形成する単数又は複数の中間板を有し、突出部は、上部板、下部板および中間板の少なくとも一つが、他よりもその面積が大きいことで形成され、突出部は、電気配線を有する。
【００１５】
この構成により、ヒートパイプの表面もしくは内面に実装された電子部品と外部の電子回路を電気的に接続できる。加えて、電気的に接続する部分である電気配線を有する突出部は、本体部と同じ素材により一体に構成されるので、十分な強度と耐久性を有する。
【００１６】
本発明の第２の発明に係るヒートパイプでは、第１の発明に加えて、電気配線は、突出部の先端から本体部にかけて形成されている。
【００１７】
この構成により、突出部の先端で外部の電子回路との電気的な接続が実現できる。
【００１８】
本発明の第３の発明に係るヒートパイプでは、第１から第２のいずれかの発明に加えて、電気配線は、突出部に形成される配線パターンを含む。
【００１９】
この構成により、電気配線が容易に形成できる。
【００２０】
本発明の第４の発明に係るヒートパイプでは、第１から第３のいずれかの発明に加えて、本体部の側面および表面の少なくとも一方は、電気線路を有し、電気線路は、電気配線と電気的に接続されている。
【００２１】
この構成により、本体部の表面に実装されている電子部品は、電気配線と電気的に接続される。電子部品が、本体部のどの位置で実装されていても、確実に電気接続できる。
【００２２】
本発明の第５の発明に係るヒートパイプでは、第１から第４のいずれかの発明に加えて、突出部は、本体部の異なる位置から突出する第１突出部と第２突出部を有し、第１突出部および第２突出部の少なくとも一方は、ヒートパイプの外部から接続される配線基板を支持する。
【００２３】
この構成により、突出部に直接的に電気配線が形成されない場合でも、十分な強度と耐久性を持って、突出部は、外部からの配線基板を支持できる。また、突出部が複数であることで、ある突出部には、電気配線が直接形成されており、別の突出部は外部からの配線基板を支えるなど、複数の突出部が異なる役割を有していても良い。
【００２４】
本発明の第６の発明に係るヒートパイプでは、第５の発明に加えて、第１突出部および第２突出部の少なくとも一方は、本体部からの熱を放熱する。
【００２５】
この構成により、突出部は、電気配線を支持するだけでなく、本体部の熱を放熱するマルチな役割を担う。
【００２６】
本発明の第７の発明に係るヒートパイプでは、第５から第６のいずれかの発明に加えて、本体部は方形を有しており、第１突出部は、本体部の所定の辺から突出し、第２突出部は、所定の辺と略垂直の辺から突出する。
【００２７】
この構成により、縦横に差込口を有する電気スロットやボードスロットなどに、ヒートパイプを直接嵌め込むことができる。結果として、ヒートパイプに実装された電子部品を、簡便に外部の電子回路と電気的に接続できる。
【００２８】
本発明の第８の発明に係るヒートパイプでは、第１から第７のいずれかの発明に加えて、中間板は、切り欠き部と内部貫通孔を有し、切り欠き部は蒸気拡散路を形成し、内部貫通孔は毛細管流路を形成し、蒸気拡散路は、気化した冷媒を水平方向に拡散し、毛細管流路は、凝縮した冷媒を垂直方向もしくは垂直・水平方向に還流させる。
【００２９】
この構成により、水平方向への拡散性能の高いヒートパイプが実現できる。このため薄型で平板状のヒートパイプが実現できるので、結果として狭小空間に実装が容易なヒートパイプが実現できる。
【００３０】
本発明の第９の発明に係るヒートパイプでは、第８の発明に加えて、中間板は複数であって、複数の中間板のそれぞれに設けられた内部貫通孔同士は、それぞれの一部のみが重なって、内部貫通孔の水平方向の断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路が形成される。
【００３１】
この構成により、毛細管流路における、凝縮した冷媒の還流が高速になる。また、より微細な毛細管流路が形成できる。
【００３２】
本発明の第１０の発明に係るヒートパイプでは、第１から第９のいずれかの発明に加えて、上部板および下部板のそれぞれは、毛細管流路および蒸気拡散路の少なくとも一方と連通する凹部を更に備える。
【００３３】
この構成により、毛細管流路への還流を促すと共に、気化した冷媒の冷却効率も高める。
【００３４】
本発明の第１１の発明に係るヒートパイプでは、第１から第１０のいずれかの発明に加えて、本体部には電子部品が実装され、電気配線は、電子部品と電気的に接続される。
【００３５】
この構成により、本体部の表面もしくは内部に実装された電子部品が、外部の電子回路と電気的に接続される。加えて、接続部分の強度と耐久性が高い。
【００３６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００３７】
なお、本明細書におけるヒートパイプとは、内部空間に封入された冷媒が、発熱体からの熱を受けて気化し、気化した冷媒が冷却されて凝縮することを繰り返すことで、発熱体を冷却する機能を実現する部材、部品、装置、デバイスを意味する。
【００３８】
（実施の形態１）
まず、ヒートパイプの概念について説明する。
【００３９】
ヒートパイプは、内部に冷媒を封入しており、受熱面となる面を、電子部品をはじめとする発熱体に接している。内部の冷媒は、発熱体からの熱を受けて気化し、気化する際に発熱体の熱を奪う。気化した冷媒は、ヒートパイプの中を移動する。この移動によって発熱体の熱が運搬されることになる。移動した気化した冷媒は、放熱面などにおいて（あるいはヒートシンクや冷却ファンなどの二次冷却部材によって）冷却されて凝縮する。凝縮して液体となった冷媒は、ヒートパイプの内部を還流して再び受熱面に移動する。受熱面に移動した冷媒は、再び気化して発熱体の熱を奪う。
【００４０】
このような冷媒の気化と凝縮の繰り返しによって、ヒートパイプは発熱体を冷却する。このため、ヒートパイプは、その内部に気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路と、凝縮した冷媒を還流させる毛細管流路を有する必要がある。
【００４１】
ヒートパイプには、筒状の形状を有して垂直方向に気化した冷媒を拡散させると共に垂直方向に凝縮した冷媒を還流させる構造を有するものや、発熱体と接する受熱部と冷媒を冷却する冷却部とが別体であってパイプで接続される構造を有するものなどがある。
【００４２】
これらの構造を有するヒートパイプは、その体積が大きく（特に垂直方向に体積が大きくなりやすい）、実装する空間が狭小である場合には不適である。このため、平板状で薄型のヒートパイプが望まれることも多い。
【００４３】
このような平板状で薄型のヒートパイプであれば、その表面の領域を利用して、電子部品を実装することができる。ヒートパイプの冷却対象となる電子部品が実装されたり、ヒートパイプの制御や表示にかかわる電子部品が実装されたりする。
【００４４】
一例としては、ヒートパイプの動作状態を検出するために、ヒートパイプの表面温度を測定する必要がある。この表面温度を測定するために、温度センサーや感熱センサーが、ヒートパイプの表面に実装される。別の例としては、ヒートパイプの動作状態を光によって表示するＬＥＤなどの発光素子が実装される場合がある。更に別の例としては、発熱性の高いパワーデバイスが、ヒートパイプの表面に直接実装されることもある。
【００４５】
このようにヒートパイプは、電子部品などの発熱体を冷却するための部材であるが、ヒートパイプが平板状で薄型である場合には、その表面に電子部品を実装する要求が生じる。また、ヒートパイプが平板状で薄型であることで、電子機器の高密度実装が可能となる。これに加えて、ヒートパイプの表面が電子部品の実装領域として活用されることで、更なる高密度実装が可能となる。
【００４６】
ところで、このようにヒートパイプの表面に実装された電子部品は、単体では動作できず、ヒートパイプの外部の電子回路や電子基板と電気的に接続される必要がある。電子部品である以上、電気信号のやり取りが必要になるからである。このため、金属線（ワイヤ）やリード線をワイヤボンディングによって接続することや、フレキシブル基板で接続することがありえる。しかしいずれも、ヒートパイプと外部の電子回路との間に、不安定な形態を作ることになり好ましくない。これらの金属線やリード線は、ヒートパイプと外部の電子回路との間で宙吊り状態になってしまい、物理的な衝撃や熱による影響で断線したり、変形したりするおそれがあるからである。
【００４７】
本発明のヒートパイプはこれらの問題を解決する。
【００４８】
まず、ヒートパイプの全体構造について説明する。
【００４９】
（全体構造）
図１は、本発明の実施の形態１におけるヒートパイプの斜視図である。
【００５０】
ヒートパイプ１は、封入された冷媒の気化および凝縮によって発熱体を冷却するヒートパイプである。
【００５１】
ヒートパイプ１は、冷媒を封入する平板状の本体部２と本体部２の側面から突出する突出部３を備える。突出部３は、電気配線４を有する。また、図１においてはヒートパイプ１（すなわち本体部２）の表面もしくは内面に電子部品５が実装されている。また電子部品５同士、および電子部品５と電気配線４とは、電気線路６により電気的に接続されている。
【００５２】
また、ヒートパイプ１の外部に電子基板７が備えられており、電子基板７には電子回路８が形成されている。電気配線４は、電子基板７と電気的に接続されており、この結果、外部の電子基板７（結果的には電子基板７に実装されている電子回路８）とヒートパイプ１に実装されている電子部品５とが、電気配線４を介して電気的に接続される。
【００５３】
この結果、ヒートパイプ１の表面に実装された電子部品は、外部の電子回路８と電気信号のやり取りが可能となり、実際の使用が可能となる。
【００５４】
本体部２は、平板状の上部板と、上部板と対向する下部板と、上部板と下部板との間に積層される単数又は複数の中間板がそれぞれ積層され接合されて構成される。
【００５５】
電気配線４を有する突出部３は、上部板、下部板および中間板の少なくとも一つが、他よりもその面積が大きいことで形成される。例えば、特定の中間板が（単数であっても複数であってもよい）上部板と下部板および特定の中間板以外の中間板よりも、その面積が大きい。この場合には、この特定の中間板は、上部板、中間板、下部板の全てが積層された際には、本体部２の側面からはみ出すことになる。このはみ出した部分が、突出部３を形成する。
【００５６】
電気配線４は、この突出部３に形成される。突出部３は、上述の通り、上部板、下部板、中間板のいずれかの部材の一部であるので、突出部３は、これらの部材の素材と形状で決まる強度と耐久性を有する。通常、上部板、下部板、中間板は金属で形成されるので、突出部３も金属で形成される。このため、金属線やリード線、あるいはフレキシブル基板だけで、ヒートパイプ１と電子回路８との間が接続される場合と異なり、突出部３は、素材そのものの強度が高い。
【００５７】
加えて、突出部３は、本体部２を形成する部材と一体であるので、本体部２の側面と突出部３とは物理的に一体結合している。このため、本体部２の側面と突出部３の根元とは分離・分断されているわけではないので、突出部３は、高い安定性を有する。
【００５８】
このように、本発明のヒートパイプ１は、ヒートパイプ１（本体部２）に実装されている電子部品５と、外部の電子回路８とを電気的に接続させることが可能であると共に、接続部分は、高い強度、安定性および耐久性を有する。
【００５９】
次に、各部の詳細について説明する。
【００６０】
（本体部）
まず、本体部２について図２〜図５を用いて説明する。
【００６１】
本体部２は、冷媒の気化と凝縮によって発熱体を冷却するヒートパイプの機能を有する部分である。本体部２は、気化した冷媒を水平方向に拡散する蒸気拡散路１５と、凝縮した冷媒を垂直方向もしくは垂直・水平方向に還流させる毛細管流路１６とを備える。
【００６２】
図２は、本発明の実施の形態１における本体部を側面から見た分解図である。
【００６３】
図２から明らかな通り、本体部２は、平板状の上部板１０、上部板１０と対向する平板状の下部板１１、上部板１０と下部板１１の間に積層される単数又は複数の中間板１２を有している。これら上部板１０、下部板１１、中間板１２が積層されて接合されることで、本体部２が形成される。積層によって、本体部２の内部に内部空間が形成され、更には蒸気拡散路１５と毛細管流路１６も形成される。
【００６４】
（上部板）
上部板について、図２および図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態１における本体部の側断面図である。
【００６５】
上部板１０は、平板状であり、所定の形状、面積を有している。
【００６６】
上部板１０は、金属、樹脂などで形成されるが、銅、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレスなどの熱伝導率の高い金属で形成されることが好ましい。また、上部板１０は、方形、菱形、円形、楕円形、多角形など種々の形を有していてよいが、製造上の容易性や実装上の容易性から方形が採用されやすい。
【００６７】
なお、突出部３を形成するために、上部板１０の形状、面積が、下部板１１や中間板１２と異なっていてもよい。例えば、上部板１０は、下部板１１や中間板１２と同じ形状に対して、はみ出した部分を有していてもよい。このはみ出した部分が、突出部３を形成する。すなわち、上部板１０が突出部３を形成する場合には、上部板１０の面積は、他の板の面積よりも大きい。
【００６８】
上部板１０は、その一方の面であって中間板１２と対向する面に、蒸気拡散路１５および毛細管流路１６の少なくとも一方と連通する凹部１４を有していることも好ましい。凹部１４が毛細管流路１６と連通することで、凝縮した冷媒が、上部板１０から毛細管流路１６へと伝わりやすくなる。あるいは、凹部１４が蒸気拡散路１５と連通することで、気化した冷媒が、放熱面２０に広い面積で接しやすくなり、気化した冷媒の放熱が促進される。
【００６９】
なお、凹部１４は、本発明において必須の構成要件ではない。
【００７０】
上部板１０は、中間板１２と接合される突起部や接着部を備えていることも好適である。上部板１０は、便宜上「上部」との呼称となっているが、物理的に上部の位置に存在しなければならないわけではなく、下部板１１と特段に区別されるものでもない。また、上部板１０が放熱面２０側となっても、受熱面２１側となっても特に問題はない。
【００７１】
また、上部板１０は、冷媒の注入口１７を備えている。上部板１０、中間板１２、下部板１１が積層されて接合されると内部空間が形成される。この内部空間は、冷媒を封入する必要があるので、上部板１０などの接合後に注入口１７から冷媒が封入される。注入口１７は、冷媒が封入されると封止されて内部空間は密封される。
【００７２】
なお、冷媒は、積層後に注入口１７から封入されても良く、上部板１０、下部板１１、中間板１２が積層される際に冷媒が封入されてもよい。
【００７３】
（下部板）
下部板１１は、上部板１０と対向して単数又は複数の中間板１２を挟む。
【００７４】
下部板１１は、金属、樹脂などで形成されるが、銅、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレスなどの熱伝導率の高い金属で形成されることが好ましい。また、方形、菱形、円形、楕円形、多角形など種々の形を有していてよいが、上部板１０と対向して本体部２を形成するので、上部板１０と同一の形状、面積であることが好ましい。また、製造上の容易性や実装上の容易性から方形が採用されやすい。
【００７５】
但し、突出部３を形成するために、下部板１１の形状、面積が、上部板１０や中間板１２と異なっていてもよい。例えば、下部板１１は、上部板１０や中間板１２と同じ形状に対して、はみ出した部分を有していてもよい。このはみ出した部分が、突出部３を形成する。すなわち、下部板１１が突出部３を形成する場合には、下部板１１の面積は、他の板の面積よりも大きい。
【００７６】
下部板１１は、その一方の面であって中間板１２と対向する面に、蒸気拡散路１５と毛細管流路１６に連通する凹部１４を有していることも好適である。凹部１４は、毛細管流路１６と連通することで凝縮した冷媒が、下部板１１から毛細管流路１６へ伝わりやすくなる。また、凹部１４が蒸気拡散路１５と連通することで、気化した冷媒が、放熱面２０に広い面積で接しやすくなり、気化した冷媒の放熱が促進される。これは、上部板１０に凹部１４が設けられることと同様の意義を有する。
【００７７】
なお、上部板１０と同様に、凹部１４は必須の構成要件ではない。
【００７８】
下部板１１は、便宜上「下部」との呼称となっているが、物理的に下部の位置に存在しなければならないわけではなく、上部板１０と特段に区別されるものでもない。
【００７９】
下部板１１は、中間板１２と接合される突起部や接着部を備えていることも好適である。
【００８０】
また、下部板１１が放熱面２０側となっても、受熱面２１側となっても特に問題はない。
【００８１】
（中間板）
中間板１２は、単数又は複数である。中間板１２は、上部板１０と下部板１１の間に積層される。
【００８２】
中間板１２は、金属、樹脂などで形成されるが、銅、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレスなどの熱伝導率の高い金属で形成されることが好ましい。また、方形、菱形、円形、楕円形、多角形など種々の形を有していてよいが、上部板１０および下部板１１に挟まれて本体部２を形成するので、上部板１０および下部板１１と同一の形状であることが好ましい。また、製造上の容易性や実装上の容易性から方形が採用されやすい。なお、上部板１０および下部板１１に挟まれるので、中間板１２の面積は、上部板１０および下部板１１と同一でも良く、若干小さくてもよい。
【００８３】
但し、突出部３を形成するために、中間板１２の形状、面積が、上部板１０や下部板１１と異なっていてもよい。例えば、ある特定の中間板１２（中間板１２が複数ある場合には、そのいずれか１枚か複数枚）は、上部板１０や下部板１１および他の中間板１２に対して、はみ出した部分を有していても良い。このはみ出した部分が、積層されて本体部２が形成された場合に、突出部３を形成する。例えば、上部板１０、下部板１１、他の中間板１２が所定角の方形を有している場合に、特定の中間板１２は、所定角の方形のある辺からはみ出した領域を有しているとする。上部板１０、下部板１１、中間板１２の全てが積層された際には、このはみ出した領域は、本体部２の側面からはみ出すことになる。この側面からはみ出した領域が、突出部３を形成する。すなわち、ある特定の中間板１２が突出部３を形成する場合には、この特定の中間板１２の面積は、他の板の面積よりも大きい。
【００８４】
なお、突出部３は、上部板１０、下部板１１、中間板１２のいずれのはみ出しにより形成されてもかまわない。
【００８５】
また、中間板１２は、上部板１０および下部板１１と接続される際に用いられる突起や接着部を有していても良い。加えて、中間板１２は、微小な断面積を有する内部貫通孔１３を有している。この内部貫通孔１３は、毛細管流路１６を形成する。
【００８６】
最終的には、上部板１０と下部板１１の間に中間板１２が積層されて接合されることで、本体部２が形成される。中間板１２は、単数でも複数でもよい。但し、後述するように、より微小な断面積を有する毛細管流路１６を形成するためには、中間板１２は、複数であることが好ましい。
【００８７】
（中間板と蒸気拡散路および毛細管流路）
次に、中間板１２、蒸気拡散路１５および毛細管流路１６について、図３も参照しながら説明する。図３は、本発明の実施の形態１における中間板の上面図である。
【００８８】
まず、蒸気拡散路１５について説明する。
【００８９】
中間板１２は、切り欠き部１９と内部貫通孔１３を有している。
【００９０】
切り欠き部１９は、本体部２における蒸気拡散路１５を形成する。上部板１０と下部板１１の間に中間板１２が積層された場合に、切り欠き部１９は空隙を形成することになる。この空隙が蒸気拡散路１５となる。
【００９１】
ここで、切り欠き部１９が、本体部２の水平方向に向けて形成されることで、蒸気拡散路１５も、本体部２の水平方向に向けて形成される。このため、気化した冷媒は水平方向に拡散するようになる。
【００９２】
特に、図３に示されるように、切り欠き部１９が中間板１２の中央部から放射状に形成されている場合には、蒸気拡散路１５も本体部２の中央部から放射状に形成されることになる。発熱体は、本体部２の略中央部に設置されることが多いので、冷媒は本体部２の略中央部でもっとも熱を受熱する。このため、本体部２の中央部付近の冷媒が最初に気化する。このとき、蒸気拡散路１５が本体部２の略中央部から放射状に形成されていることで、中央付近で生じた気化冷媒は、放射状に、すなわち水平方向に拡散する。
【００９３】
このように、中間板１２が切り欠き部１９を有し、水平方向に広がる蒸気拡散路１５が形成されることで、本体部２の内部においては、気化した冷媒が水平方向に拡散するようになる。結果として、発熱体からの熱は、中央から周辺に向けて本体部２内部を水平方向に拡散する。結果として、薄型で平板状のヒートパイプであっても、発熱体の熱を効率よく移動できる。
【００９４】
なお、図３にしめされるように、切り欠き部１９（すなわち蒸気拡散路１５）は、放射状でなくとも別の形状であってもよい。なお、蒸気拡散路１５が放射状であることで、気化した冷媒が水平方向に拡散するとしても、拡散した後冷却されて凝縮した冷媒が高速に還流しなければ、発熱体の冷却能力は十分でない。本発明のヒートパイプ１の本体部２は、拡散した後で凝縮した冷媒を、本体部２の全面を効率よく活用して還流させる毛細管流路１６を有していることにより、高い水平方向の拡散（および還流）性能を実現している。
【００９５】
次に毛細管流路１６について説明する。
【００９６】
中間板１２は、内部貫通孔１３を有している。内部貫通孔１３は、微小な貫通孔であり、凝縮した冷媒が還流する毛細管流路１６を形成する。中間板１２が図３に示されるように切り欠き部１９を有する場合には、切り欠き部１９以外の部分に内部貫通孔１３が形成される。
【００９７】
ここで、中間板１２が単数の場合には、中間板１２に設けられている内部貫通孔１３がそのまま毛細管流路になる。
【００９８】
これに対して、中間板１２が複数である場合には、複数の中間板１２のそれぞれに設けられた内部貫通孔１３の一部のみが重なって、内部貫通孔１３の水平方向の断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路１６が形成される。このように、中間板１２が複数である場合には、内部貫通孔１３そのものの断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路１６が形成されるので、毛細管流路１６における凝縮した冷媒の還流をより効果的にできる。
【００９９】
なお、ここで、中間板１２には、複数の内部貫通孔１３が設けられる。毛細管流路１６として機能するためには、内部貫通孔１３が複数であることが好ましいからである。
【０１００】
内部貫通孔１３は、中間板１２の表面から裏面にかけて貫通しており、その形状は円形でも楕円形でも方形でもよい。内部貫通孔１３の一部同士が重なって毛細管流路１６を形成することから、内部貫通孔１３は方形であることが適当である。これは製造上の容易性からも適当である。
【０１０１】
内部貫通孔１３は、掘削、プレス、ウェットエッチング、ドライエッチングなどで形成されれば良いが、微小加工および加工精度の面から、ウェットエッチング、ドライエッチングなどのエッチング加工で形成されるのが適当である。
【０１０２】
中間板１２が複数の場合には、内部貫通孔１３は、複数の中間板１２のそれぞれに設けられる。ここで、複数の中間板１２は、その内部貫通孔１３の一部同士のみがそれぞれ重なるように積層されるので、内部貫通孔１３の位置は、隣接する中間板１２毎にずれていることが適当である。例えば、ある中間板１２における内部貫通孔１３の位置と、この中間板１２と隣接する別の中間板１２における内部貫通孔１３の位置は、内部貫通孔１３の面積の一部ずつが重なるようにずれている。このように、隣接する中間板１２毎に内部貫通孔１３の位置がずれていることで、複数の中間板１２が積層された場合に、内部貫通孔１３の水平方向の断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路１６が形成される。
【０１０３】
毛細管流路１６は、複数の中間板１２が積層される際に、内部貫通孔１３の一部同士が重なり合って、内部貫通孔１３の水平方向の断面積よりも小さい断面積を有する。このような内部貫通孔１３の断面積よりも小さな断面積を持つ孔が、本体部２の垂直方向に積層され、垂直方向の孔同士が接続することで、垂直方向の流路が形成される。また、垂直方向において階段状の孔となるので、垂直方向であると同時に水平方向にも流れうる流路が形成される。この垂直・水平方向に形成される流路は、その断面積が非常に小さく、凝縮した冷媒を、垂直方向もしくは垂直・水平方向に還流させる。
【０１０４】
なお、内部貫通孔１３の一部のみが重なるようにして、内部貫通孔１３よりも小さな断面積を有する毛細管流路１６が形成される場合には、毛細管流路１６を直接加工するよりも、容易に製造できるメリットもある。
【０１０５】
なお、毛細管流路１６は、凝縮した冷媒が還流するが、気化した冷媒が通ることもありえる。
【０１０６】
また、毛細管流路１６、凹部１４の角部や切り欠き部１９の角部は、面取りされていたり、Ｒが設けられていたりすることも好適である。毛細管流路１６の断面は、六角形、円形、楕円形、方形、多角形など様々な断面形状を有していて良い。毛細管流路１６の断面形状は、内部貫通孔１３の形状と、内部貫通孔１３同士の重ね合わせ方により定まる。また、断面積も同様に定まる。
【０１０７】
（製造工程）
上部板１０、下部板１１、中間板１２が積層されて接合されることで本体部２が製造される。
【０１０８】
製造工程を図２、図４を用いて説明する。
【０１０９】
上部板１０、下部板１１および複数の中間板１２（図２では中間板１２は４枚である）のそれぞれが同一位置で重なるような位置関係に合わせられる。加えて、複数の中間板１２は、複数の中間板１２のそれぞれに設けられた内部貫通孔１３のそれぞれの一部のみが重なるような位置関係にあわせられる。
【０１１０】
上部板１０、下部板１１および複数の中間板１２の少なくとも一つは、接合突起を有している。
【０１１１】
上部板１０、下部板１１、複数の中間板１２は、位置あわせされた上で積層され、ヒートプレスによって直接接合されて一体化される。このとき、各部材は、接合突起によって直接接合される。
【０１１２】
ここで、直接接合とは、接合しようとする２つの部材の面を密着させた状態で加圧しつつ熱処理を加えることであって、面部の間に働く原子間力によって原子同士を強固に接合させることであり、接着剤を用いることなく、２つの部材の面同士を一体化しうる。このとき、接合突起が強固な接合を実現する。
【０１１３】
ヒートプレスにおける直接接合の条件として、プレス圧力は、４０ｋｇ／ｃｍ２〜１５０ｋｇ／ｃｍ２の範囲内であり、温度は２５０〜４００℃の範囲内であることが好ましい。
【０１１４】
次に、上部板１０や下部板１１の一部に空けられた注入口１７を通じて、冷媒が注入される。その後、注入口１７が封止されて本体部２が完成する。なお、冷媒の封入は真空または減圧下で行われる。真空または減圧下で行われることで、本体部２の内部空間が真空または減圧された状態となって冷媒が封入される。減圧下であると、冷媒の気化・凝縮温度が低くなり、冷媒の気化・凝縮の繰り返しが活発になるメリットがある。
【０１１５】
以上の工程で本底部２が製造されるが、このとき上部板１０、下部板１１および中間板１２の少なくとも一つが、他よりも面積が大きいことで突出部３も形成される。突出部３に予め電気配線４が形成されているか、もしくは本体部２の製造後に突出部３に電気配線４が形成されれば、突出部３は、電気配線４を有することになる。このようにして本体部２から電気配線４を有する突出部３が突出するヒートパイプ１が製造される。
【０１１６】
ヒートパイプ１の製造方法を簡便に説明すると、平板状の上部板１０と、上部板１０と対向する平板状の下部板１１と、上部板１０と下部板１１の間に積層されると共に切り欠き部１９と内部貫通孔１３を有する単数又は複数の中間板１２とが接合されて本体部２が形成され、切り欠き部１９により気化した冷媒を水平方向に拡散する蒸気拡散路１５が形成され、内部貫通孔１３により凝縮した冷媒を垂直方向もしくは垂直・水平方向に還流させる毛細管流路１６が形成され、上部板１０、下部板１１および中間板１２の少なくとも一つが他よりもその面積が大きいことで、本体部２の側面から突出する突出部３が形成され、この突出部３に電気配線４が形成される。この工程により、ヒートパイプ１が製造される。
【０１１７】
（製造された本体部）
以上の製造工程で製造された本体部２について、図４を用いて説明する。
【０１１８】
図４から明らかな通り、上部板１０、下部板１１、複数の中間板１２が積層され接合されることで、蒸気拡散路１５と毛細管流路１６が形成される。また、上部板１０は、放熱面２０となり、下部板１１は受熱面２１となる。なお、放熱面２０と受熱面２１は特段に区別されない。
【０１１９】
本体部２の内部空間には冷媒２５が封入されている。
【０１２０】
蒸気拡散路１５は、中間板１２の切り欠き部１９により形成され、毛細管流路１６は、内部貫通孔１３により形成される。発熱体の熱により気化した冷媒は、蒸気拡散路１５を通じて水平方向に拡散する。凝縮した冷媒は、毛細管流路１６を通じて垂直方向もしくは垂直・水平方向に還流する。
【０１２１】
図５は、本発明の実施の形態１における本体部を示す写真である。発明者が実際に製造したものの写真である。図５は、本体部２の上部板１０を取り外して内部空間を可視状態としたものを示している。本体部２は、切り欠き部１９により形成される蒸気拡散路１５と、内部貫通孔１３により形成される毛細管流路１６と、を有している。
【０１２２】
ここで、図５より明らかな通り、蒸気拡散路１５は、本体部２の略中央部から放射状に形成されている。このため、気化した冷媒は本体部２の内部を水平方向に拡散する。また、毛細管流路１６が蒸気拡散路１５以外の領域に形成されているので、凝縮した冷媒は、気化した冷媒の拡散を損なうことなく、毛細管流路１６を通じて還流する。
【０１２３】
以上のように、実施の形態１における本体部２は、水平方向に熱移動を効率よく行う、冷却能力の高いヒートパイプを実現できる。このため、ヒートシンクや冷却ファンなどの二次冷却部材を実装しにくい電子機器内部において、最適に適用できる。
【０１２４】
なお、放射状であることに特に限定されるものではなく、蒸気拡散路１５は、水平方向に気化した冷媒を拡散できる形状や構造を有していればよい。
【０１２５】
なお、実施の形態１における本体部２は、そのサイズが特に限定されるものではないが、実用においては、あるサイズの範囲内であることが適当な場合がある。
【０１２６】
一例として、本体部２は、２０ｍｍ角以上１００ｍｍ角以下の方形を有し、更に１ｍｍ以上５ｍｍ以下の厚みを有している。このように規定されるサイズは、冷却対象となる発熱体である電子部品のサイズや電子機器への実装上の容易性などから、導入される。
【０１２７】
勿論、本体部２のサイズは、このサイズに限定されるものではなく、製造上の要求、使用上の要求、実装上の要求など、様々な要求に応じて定まればよい。
【０１２８】
（突出部）
次に、突出部３について説明する。
【０１２９】
突出部３は、図１に示されるとおり、本体部２の側面の全部もしくは一部から突出する。突出するとは、本体部２の側面からはみ出す領域を有しているということであり、このはみ出した領域が突出部３である。
【０１３０】
なお、突出部３は、本体部２の側面からはみ出した領域であって電気配線４を有しておればいいので、突出部３が折り曲げられていたり、面積の大小があったりしてもよい。言い換えると、飛び出る態様として突出している必要はない。
【０１３１】
突出部３は、上部板１０、下部板１１および中間板１２の少なくとも一つ（但し全部ではない）が、他の板と異なる形状を有していて面積が大きいことにより形成される。すなわち、上部板１０、下部板１１および中間板１２の少なくとも一つが本体部２からはみ出る領域を有することにより、突出部３は形成される。
【０１３２】
突出部３は、本体部２の側面から突出している基体となるので、この突出部３は、様々な用途に活用できる。特に、電気配線４を形成する領域として活用できる。このとき、電気配線４は、突出部３の表面でも内面でもいずれの場所にでも形成できる。
【０１３３】
突出部３は、上部板１０、下部板１１、中間板１２のいずれにより形成されても良い。あるいは、中間板１２と上部板１０との組み合わせ、中間板１２と下部板１１との組み合わせのいずれかで形成されても良い。また、複数の中間板１２のはみ出しで形成されても良い。上部板１０、下部板１１、中間板１２のいずれで形成されても、突出部３は、これらの板の素材と形状に基づく強度や耐久性を有することができる。
【０１３４】
図６を用いて、突出部３の形成工程を説明する。なお、ここでは複数の中間板１２の内の一枚の中間板が、突出部３を形成する態様を例として説明する。
【０１３５】
図６は、本発明の実施の形態１における本体部を側面から見た分解図である。
【０１３６】
本体部２は、製造工程にて説明したとおり、上部板１０、下部板１１、複数の中間板１２を積層した上で接合して製造される。図６において中間板１２は、４枚である。４枚の中間板１２が積層される。４枚の中間板１２は、いずれも切り欠き部１９や内部貫通孔１３を有しており、４枚のうち３枚の中間板１２は、同一形状、同一面積を有している。ここで、４枚の中間板１２の内、中間板１２ａのみは、他の中間板１２と同一形状を含みつつも、それ以外の形状となる部分を有している。すなわち４枚の中間板１２が積層された場合に、中間板１２ａのみが、はみ出し部分３０を有することになる。はみ出し部分３０は、そのまま突出部３となる。
【０１３７】
図６から明らかな通り、はみ出し部分３０は、中間板１２ａと一体である。単純に、中間板１２ａの一部が本体部２の製造後に突出部３として取り扱われるだけである。このため、突出部３の素材は中間板１２ａと同じである。中間板１２ａが、銅、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレスなどの熱伝導率の高い金属で形成されていれば、突出部３もこれらの金属で形成される。また、突出部３は、中間板１２ａと一体であるから、特定部分（例えば、本体部２の側面に沿って）において分断や分離されていない。このため、本体部２の側面において急激に強度が落ちるものでもない。
【０１３８】
このように、中間板１２ａの一部がそのまま突出部３を形成するので、突出部３が電気配線４を有していても、電気配線４は、十分な強度で支持されていることになる。
【０１３９】
図６のように、中間板１２ａの一部が突出部３になった場合には、図１に示されるように、方形である本体部２のある辺から、突出部３が突出する。図１に示されるように、本体部２の側面の一部から突出してもよいし、全部から突出しても良い。突出部３の本体部２からの突出の形態や態様は、突出部３を形成する対象となる中間板１２ａの形状によって定まる。
【０１４０】
以上のようにして、中間板１２ａが、上部板１０、下部板１１、他の中間板１２と異なる形状、面積を有していることで、突出部３は形成される。図６では、複数の中間板１２の内の一枚の中間板１２ａが、突出部３を形成することを説明したが、上部板１０、下部板１１、あるいは複数の中間板１２が他の板と異なる形状や面積を有していることで、突出部３が形成されても良い。
【０１４１】
なお、図６では、内部貫通孔１３と切り欠き部１９を表すために、中間板１２が途切れ途切れになっているように見えるが、これは側面から見ているためであり、図３に示されるとおり、全体としては一体である。
【０１４２】
また、突出部３となるはみ出し部分３０は、中間板１２ａと一体であるが、電気配線４の形成の容易性などを考慮して、はみ出し部分３０だけ圧延されて薄くされたり、逆に厚くされたりしてもよい。
【０１４３】
要は、本体部２を構成する部材を活用することで、製造が容易であると共に強度や耐久性も確保できる突出部３が形成されればよい。このような突出部３が形成されることで、電気配線４の強度も実現できる。
【０１４４】
なお、図６は、中間板１２ａの左方向にはみ出し部分３０が存在し、突出部３が形成される態様を示しているが、図７に示されるように、中間板１２ａの左右のそれぞれにはみ出し部分３０が存在し、突出部３が本体部２の左右それぞれの側面から突出しても良い。
【０１４５】
図７は、本発明の実施の形態１における本体部を側面から見た分解図である。このように、中間板１２ａの左右それぞれからはみ出し部分３０が突出していることで、本体部２からの突出部３のバリエーションが広がる。なお、突出部３の角部は、他の部品への損傷を防止するために面取りされていることも好適である。
【０１４６】
（電気配線）
次に、電気配線４について説明する。
【０１４７】
図１に示されるように、突出部３が本体部２の側面から突出している。図１では、本体部２は、方形を有しており、突出部３は、本体部２の第１辺と第１辺と略垂直である第２辺とから突出している。すなわち突出部３は、２つである。
【０１４８】
電気配線４は、突出部３に設けられている。図１では、突出部３の表面に設けられている。電気配線４は、外部の電子回路８との電気的な接続を必要とするので、好適には、電気配線４は、突出部３の先端から本体部２の側面にかけて形成されている。突出部３の先端まで電気配線４が到達していることにより、電子回路８を備える電子基板７の電気線路との接続が可能となる。一方、本体部２の側面に電気配線４が到達していることにより、本体部２に実装された電子部品５との電気的な接続が可能となる。
【０１４９】
なお、図１では、電子部品５は、本体部２の表面に実装されているが、本体部２の内部に実装されていても良い。例えば、突出部３を形成する中間板１２ａの内部に電子部品（簡単なセンサーなど）が実装されてもよい。この場合には、電気配線４は、中間板１２ａをそのまま本体部２の内部まで延伸して、内部に実装された電子部品と電気的に接続される。
【０１５０】
電気配線４は、突出部３の表面あるいは内面に形成された配線パターンでもよく、リード線でもよい。配線パターンであれば、本体部２が製造された後で、突出部３に配線パターンが印刷されても、製造前に中間板１２ａのはみ出し部分３０に予め配線パターンが印刷されていても良い。また、電気配線４は、突出部３と別体であるフレキシブル基板でもよく、この場合には、フレキシブル基板が突出部３に貼り付けられる。
【０１５１】
いずれにしても、電気配線４は、本体部２の表面もしくは内面に実装された電子回路５と電気的に接続できると共に、強度と耐久性に優れた突出部３に形成されることで高い安定性を有する。図１に示されるように、電気配線４は、突出部３に形成されており、そのまま外部の電子基板と接続されるので、ヒートパイプ１と電子基板７との間に、配線がぶら下がったりすることがない。このため、ヒートパイプ１と電子基板７との間の電気配線４が、不安定となることもない。
【０１５２】
次に、図８を用いて、電気配線４について説明する。
【０１５３】
図８は、本発明の実施の形態１におけるヒートパイプの側面図である。
【０１５４】
本体部２は、電子部品などの発熱体３０を冷却する。このため、本体部２は、受熱面２１において熱的接合材３１を介して発熱体３０と接する。熱的接合材３１には、サーマルグリースやサーマルグリースにフィラーなどを添加した素材が用いられる。熱的接合材は、発熱体３０と受熱面２１の接触部分の凸凹などの影響を排除して、発熱体３０の熱を効果的に受熱面２１に伝導する。
【０１５５】
本体部２は、発熱体３０の熱によって気化した冷媒を内部で拡散させる。蒸気拡散路１５が、気化した冷媒を、水平方向に拡散する。拡散された冷媒は、放熱面２０において冷却されて凝縮する。凝縮した冷媒は、毛細管流路１６を伝って還流する。この繰り返しにより、発熱体３０の熱は移動されると共に冷却される。
【０１５６】
本体部２の表面には、２つの電子部品５が実装されている。２つの電子部品５は、例えば本体部２の表面温度を測定する温度センサーや感熱センサーであったり、ヒートパイプ１の動作状態を示す発光素子であったりする。勿論、ヒートパイプ１が実装される電子機器に必要となる種々の電子素子であってもよい。
【０１５７】
２つの電子部品５同士は、電気線路６により電気的に接続されている。また、電気線路６は、本体部２の表面のみならず側面にまで延伸し、電気配線４と電気的に接続する。この電気線路６は、本体部２の表面に実装された電子部品５同士を接続するため、もしくは、電子部品５と電気配線４とを接続するために、本体部２の表面および側面の少なくとも一方に備わっている。
【０１５８】
本体部２の側面から突出部３が突出する。ここでは、中間板１２が突出部３を形成している。突出部３は、ヒートパイプ１の外部に存在する電子基板７に到達する。なお、突出部３の先端と電子基板７とが離隔していてもよい。
【０１５９】
突出部３は、電気配線４を有しており、図８では、突出部３の表面に電気配線４が形成されている。電気配線４は、突出部３の表面や内層に形成された配線パターンや、突出部３の表面に接着されたフレキシブル基板を含む。
【０１６０】
電気配線４は、突出部３によってサポートされており、電気配線４が、本体部２と電子基板７とのあいだで宙吊りになったり、不安定な態様になったりしない。突出部３が、電子基板７に到達することで、電気配線４も電子基板７に到達する。電子基板７は、電子回路８を実装しており、電子基板７は、電子回路８に必要な電気線路を備えている。電気配線４は、この電気線路に電気的に接続される。接続は、半田などで直接行われても良く、コネクタが用いられてもよい。
【０１６１】
このようにして、電気配線４は、本体部２に実装された電子部品５と、ヒートパイプ１の外部の電子回路８との電気的な接続を実現する。同時に、電気配線４は、本体部２を形成する部材と同じ素材で一体的に構成される突出部３によりサポートされるので、高い強度と耐久性を有する。強度や耐久性が高いことにより、高密度実装が可能となる上、実装における手間も低減される。このため、発熱体を冷却するヒートパイプ１の実装が容易となり、ヒートパイプ１の活用度合いがますます高まる。
【０１６２】
（電子部品と電気配線の接続）
次に、電子部品５と電気配線４の接続の他の例について図９を用いて説明する。図９は、本発明の実施の形態１におけるヒートパイプを側面からみた断面図である。
【０１６３】
本体部２に実装された電子部品５と電気配線４とは、本体部２の表面および側面に設けられた電気線路６により接続される。ここで、突出部３が中間板１２により形成される場合には、本体部２の表面と突出部３との間には段差が生じる。電気配線４は、突出部３の表面もしくは内面に形成されるのに対して、電子部品５につながる電気線路６は、本体部２の表面に形成される。このため、段差があると本体部２の側面において、電気接続のギャップが生じてしまう。
【０１６４】
このギャップは上述の通り、配線パターンを本体部２の表面から側面にかけて形成することで解消される。あるいは、図９に示されるとおり、電気線路６の端部４２から電気配線４の端部４３にかけてワイヤ接続４１されることで解消される。いずれのやり方が用いられてもよく、製造の容易性、コスト、ヒートパイプ１の使用される態様などの条件に基づいて、やり方が定められれば良い。
【０１６５】
図９では、本体部２の表面に２つの電子部品５が実装されており、２つの電子部品５同士は、電気線路６で接続されている。また電気線路６は、本体部２の表面の端まで到達している。電気線路６の端部４２から、金属線が延びており、電気配線４の端部４３との間が接続される。このように、端部４２と端部４３がワイヤ接続４１されることで、段差のギャップが解消される。
【０１６６】
なお、突出部３に形成される電気配線４は、絶縁層４０により覆われていても良い。
【０１６７】
以上のように、実施の形態１におけるヒートパイプ１によれば、本体部２に実装された電子部品５と、ヒートパイプ１の外部の電子回路８との電気的な接続が実現できる。同時に、電気配線４は、本体部２を形成する部材と同じ素材で一体的に構成される突出部３によりサポートされるので、高い強度と耐久性を有する。強度や耐久性が高いことにより、高密度実装が可能となる上、実装における手間も低減される。このため、発熱体を冷却するヒートパイプ１の実装が容易となり、ヒートパイプ１の活用度合いがますます高まる。
【０１６８】
（実施の形態２）
次に実施の形態２について説明する。
【０１６９】
実施の形態２では、突出部や電気配線の他のバリエーションについて説明する。
【０１７０】
図１０は、本発明の実施の形態２におけるヒートパイプの斜視図である。図１１は、本発明の実施の形態２におけるヒートパイプの斜視図である。
【０１７１】
図１０、図１１は、突出部３が電気配線４を確保するのに最低限の構成を持っているヒートパイプを示している。
【０１７２】
実施の形態１においては、電気配線４は、突出部３の表面や内面に形成される。突出部３は、上部板１０、下部板１１、中間板１２の少なくとも一つにより形成される。ここで、上部板１０、下部板１１、中間板１２は、非常に薄い金属板や樹脂板で形成できる。あるいは、突出部３となるはみ出し部分３０のみを薄くすることも可能である。このように突出部３が薄くできれば、突出部３は、いわゆるフレキシブル基板そのものを形成できる。あるいは、突出部３が中間板１２により形成される場合には、フレキシブル基板そのもので中間板１２を形成することも考えられる。
【０１７３】
このように、突出部３がそのまま電気配線４を含んだフレキシブル基板で実現できる。
【０１７４】
図１０、図１１に示される突出部３は、電気配線４を含んだフレキシブル基板で構成されている。すなわち、突出部３は、電気配線４そのものである。このように構成された場合でも、フレキシブル基板による電気配線４は、上部板１０、下部板１１、中間板１２のいずれかの部材に相当する強度や耐久性を有する。また、電気配線４は、上部板１０、下部板１１、中間板１２のいずれかと一体であるので、耐久性も有している。
【０１７５】
加えて、突出部３が電気配線４を有するフレキシブル基板そのものであることで、余分がなく、使用におけるフレキシビリティも高い。
【０１７６】
また、本体部２の内部に電子部品５が実装される場合には、複数の中間板１２の１つにおいて内部となる部分に電子部品５が実装され、この中間板１２がはみ出し部分３０を有しており突出部３を形成する。この突出部３が電気配線４を有しており、この電気配線４が内部の電子部品５まで配線を有していることで、内部に実装された電子部品５と外部の電子回路８とが、突出部３が有する電気配線４で電気接続される。
【０１７７】
以上のように、実施の形態２におけるヒートパイプ１であれば、本体部２と一体であって使い勝手の良い電気配線４が構成できる。
【０１７８】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。
【０１７９】
実施の形態３では、突出部が複数であって、複数の突出部の少なくとも一つが、本体部２からの熱を放熱する放熱板の役割を有する場合について説明する。
【０１８０】
図１２は、本発明の実施の形態３におけるヒートパイプの斜視図である。
【０１８１】
図１２に示されるヒートパイプ１では、本体部２が方形を有しており、本体部２の側面において４つの辺から突出部３が突出している。４つの突出部３は、それぞれ上部板１０、下部板１１、中間板１２の少なくとも一つが有するはみ出し部分３０から形成される。このとき、同じ中間板１２が、４箇所のはみ出し部分３０を有することで、４つの突出部３が形成されても良く、異なる中間板１２や下部板１１に別々にはみ出し部分３０があってこれらが組み合わされることで、４つの突出部３が形成されても良い。なお、図１２のヒートパイプ１は、４つの突出部３を有しているが、突出部３は、３つでも２つでもよい。
【０１８２】
ここで、４つの突出部３は、電気配線４を有する突出部３と、電気配線を有していない突出部３ａを有する。突出部３は、電気配線４を有する。電気配線４は、実施の形態１、２で説明したように、突出部３の表面もしくは内面に形成された配線パターンや、貼り付けられたフレキシブル基板などで形成される。
【０１８３】
電気配線４は、本体部２表面や内部に実装された電子部品５と外部の電子回路８とを電気的に接続する。電気配線４を有する突出部３は、電子部品５と外部の電子回路８との間の電気配線４の物理的強度を確保する。突出部３に電気配線４が形成されていることで、電気配線４は、電子部品３と電子回路８との間で不安定な状態にならず、物理的な衝撃や熱的衝撃に対して十分な強度を発揮できる。このように、電気配線４を有する突出部３は、電気配線４の強度、耐久性をサポートする役割を有する。
【０１８４】
電気配線４を有していない突出部３ａは、電子部品３と電子回路８を電気的に接続する役割を有していない。突出部３ａは、上部板１０、下部板１１、中間板１２の少なくとも一つの部材と一体で構成される。このため、突出部３ａの素材は、これら上部板１０、下部板１１、中間板１２の少なくとも一つの部材と同じである。一般的には、上部板１０、下部板１１、中間板１２のそれぞれは同じ素材であって本体部２を形成することが多いので、突出部３ａの素材は、本体部２の素材と同じであることが多い。
【０１８５】
このため、突出部３ａは、本体部２からの熱を放熱する役割を有する。本体部２では、発熱体からの熱を受熱して気化した冷媒が拡散している。この気化した冷媒は、発熱体から奪った熱を有している。本体部２は、表面や側面を有しているので、これらの面から熱が放熱され、気化した冷媒が冷却される。このとき、突出部３ａは、本体部２とほぼ同一の素材であって、上部板１０、下部板１１および中間板１２の少なくとも一つと一体で形成されている。このため、本体部２と突出部３ａとの間には熱抵抗が少なく、本体部２からの熱は効率的に突出部３ａに伝導する。突出部３ａに伝導した熱は、突出部３ａの表面から放熱される。すなわち、突出部３ａは、本体部２の熱を（言い換えると気化した冷媒の熱を）外界に放熱する。
【０１８６】
このとき突出部３ａは、一定の表面積を有しているので、突出部３ａは、その表面から熱を放熱できる。
【０１８７】
このように、突出部３が複数ある場合には、そのうちの一部もしくは全部が、放熱を主な役割として担うことも好適である。
【０１８８】
ここで、電気配線４を有する突出部３も放熱できる。要は、所定面積の表面から熱を放熱できればよいからである。電気配線４を有する突出部３も電気配線４を有しない突出部３ａも、本体部２を形成する部材と一体であるので、本体部２の熱を放熱可能である。但し、電気配線４を有する突出部３の主な役割が、電子部品５と外部の電子回路８との電気接続であるだけである。
【０１８９】
放熱を主な役割とする突出部３ａは、図１２に示されるように突出して延伸した状態でも良いが、図１３に示されるように折り曲げられた状態でもよい。図１３は、本発明の実施の形態３におけるヒートパイプの斜視図である。
【０１９０】
図１３のヒートパイプでは、方形を有する本体部２の側面における４つの辺のそれぞれから突出部３が突出している。４つの突出部３の内、一つの突出部３のみが電気配線４を有し、残りの３つの突出部３ａは、電気配線４を有していない。電気配線４を有していない３つの突出部３ａは、放熱を主な役割とする。ここで、３つの突出部３ａは、それぞれ折り曲げられている。突出部３ａは放熱を主な役割とするが、ヒートパイプ１を実装する空間が狭小であることもありえる。このような場合には、図１２に示されるように、突出部３ａが突出したままの状態では不都合である。一方で、電気配線４を有する突出部３は、外部の電子回路８との接続の必要上、折り曲げないほうが適当である。
【０１９１】
放熱を主な役割とする突出部３ａが折り曲げられることにより、狭小空間であってもヒートパイプ１の実装が容易となる。加えて、折り曲げられていても、突出部３ａの放熱効果は損なわれない。逆に、折り曲げられることにより放熱空間が３次元的になり放熱効率が高まる効果もある。
【０１９２】
このように、突出部３の一部が、主として放熱の役割を担うヒートパイプ１であってもよい。加えて、突出部３の一部が折り曲げられており、この折り曲げられた突出部３が、高い効率で放熱してもよい。なお、電気配線４を有する突出部３が折り曲げられても良い。実装空間との兼ね合いにより、突出部３が折り曲げられる方の都合が良い場合があるからである。
【０１９３】
なお、以上は突出部３が複数である場合に、そのうちのいずれかの突出部３が主として放熱の役割を担う態様を説明したが、突出部３が物理的には一体の形状を有しているが、その一部が主として放熱の役割を担いつつ、残部が電気配線４を有する態様でもよい。
【０１９４】
なお、本体部２から複数の突出部３が突出する構造の場合には、ある突出部３は、電気配線４を有しており、ある突出部３は、放熱の役割を果たし、別の突出部３は、後述するような外部からの配線基板を支持するように、個々に異なる役割を有していても良い。
【０１９５】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４について、図１４を用いて説明する。図１４は、本発明の実施の形態４におけるヒートパイプの斜視図である。
【０１９６】
実施の形態４では、方形を有する本体部２のある辺から第１突出部３ｂが突出すると共にこの辺と略垂直の辺から第２突出部３ｃが突出する態様について説明する。
【０１９７】
ヒートパイプ１は、本体部２と第１突出部３ｂと第２突出部３ｃを有する。本体部２の構造や機能は、実施の形態１〜３で説明されたものと同様である。また、第１突出部３ｂ、第２突出部３ｃの構造や機能も、実施の形態１〜３で説明されたものと同様である。
【０１９８】
図１４における本体部２は、方形を有している。第１突出部３ｂは、本体部２の側面であって方形のある辺から突出する。第１突出部３ｂの形状は方形であっても円形であってもよい。また、他の部品への損傷を防止するために、第１突出部３ｂの角部が面取りされていることも好適である。
【０１９９】
第２突出部３ｃは、第１突出部３ｂが突出する辺と略垂直である辺から突出する。すなわち、第１突出部３ｂと第２突出部３ｃとは、相互に略垂直となっている。第１突出部３ｂと第２突出部３ｃのそれぞれは、電気配線４を有する。電気配線４は、本体部２の表面に実装された電子部品５を外部の電子回路と電気的に接続する。
【０２００】
ここで、第１突出部３ｂと第２突出部３ｃのそれぞれは、ヒートパイプ１の外部にある電気スロット５０ｂ、５０ｃのそれぞれに差し込み可能である。電気スロット５０ｂ、５０ｃは、例えばパーソナルコンピュータにあるボードスロットであり、縦と横方向それぞれの一辺ずつに電気接続可能な差込口を有している。このように、縦と横方向それぞれの一辺ずつに電気接続可能な差込口を有する電気スロットは、様々な場面で使用される。電気スロット５０ｂ、５０ｃのそれぞれは、差込を介して電子機器本体や別の電子基板との電気的な接続を可能とする。
【０２０１】
図１４に示されるヒートパイプ１のように、相互に略垂直である縦と横方向それぞれの辺から第１突出部３ｂと第２突出部３ｃが突出していると、このような縦横に位置する電気スロット５０ｂ、５０ｃへの差込が容易となる。第１突出部３ｂは、電気スロット５０ｂに差し込まれ、第２突出部３ｃは、電気スロット５０ｃに差し込まれる。
【０２０２】
このように、本体部２が相互に略垂直に突出する第１突出部３ｂと第２突出部３ｃを有していることで、縦横に位置する電気スロット５０ｂ、５０ｃに簡単に差し込むことができる。差し込まれれば、電気スロット５０ｂ、５０ｃを介して、電子部品５が、電気スロット５０ｂ、５０ｃとつながる電子回路や電子機器と確実に電気接続される。このようなヒートパイプ１によれば、高密度実装でありながら発熱体を冷却する役割と、電子機器内部での電気接続を担う役割との両立が可能である。
【０２０３】
（実施の形態５）
次に実施の形態５について説明する。図１５は、本発明の実施の形態５におけるヒートパイプの斜視図である。図１５に示されるヒートパイプ１は、複数の突出部３を有しているが、そのうちの一部の突出部３ｄに電気配線４が直接形成されているのではなく、突出部３ｄは、別体である配線基板６０を支持している。
【０２０４】
実施の形態１〜４における電気配線４は、突出部３の表面や内面に形成されている。これに対して、種々の事情から既に用意されている配線基板６０を、本体部２に実装されている電子部品５と電気接続させる必要がある。例えば、外部の電子回路８からそのまま展開している配線基板６０を、本体部２の電子部品５（あるいは電気線路６）に接続させる必要などである。
【０２０５】
このような必要性に対応する場合には、突出部３に電気配線４が形成されているよりも、別体の配線基板６０が本体部２に接続される方が適当である。この場合であっても、突出部３ｄがこの配線基板６０を支持することで、配線基板６０の強度や耐久性を確保できる。なお、図１５では、突出部５ｄは他の突出部３に比べて小さく表されているが、小さい必要があるものではない。但し、電気配線４を直接形成する場合に比べて、突出部３ｄを小さくすることが容易であるメリットがある。
【０２０６】
配線基板６０は、例えばフレキシブル基板などがあるが、これを本体部２の電気線路６と直接接続しただけでは、外部からの衝撃や熱衝撃に対して当然に弱い。しかし、突出部３ｄが、この配線基板６０を支持することで、配線基板６０は、外部からの衝撃や熱衝撃に対して強くなる。特に、突出部３ｄは、本体部２の側面から突出しているので、電気線路６と配線基板６０との接続部分となりうる本体部２の側面部分でのサポート効果が高い。このため、もっとも強度の弱くなりがちな本体部２の側面部分における強度や耐久性の問題を解決できる。
【０２０７】
図１５においては、突出部３ｄ以外に、３つの突出部３が示されているが、これらの突出部３は必須要素ではない。ただし、放熱を主な役割として、これら３つの突出部３が形成されていても良い。
【０２０８】
以上のように実施の形態５におけるヒートパイプによって、別体の配線基板が本体部に接続される場合の、強度や耐久性を確保できる。
【０２０９】
（実施の形態６）
実施の形態１〜５においては、ヒートパイプそのものについて説明した。実施の形態６においては、実施の形態１〜５で説明されたヒートパイプを使用した電子基板や電子機器について説明する。
【０２１０】
図１６は、本発明の実施の形態６における電子基板の側面図である。電子基板７０は、回路基板７１の上に、発熱体３０と電子基板７を実装している。発熱体３０は、ＣＰＵやＬＳＩなどの発熱性の高い電子部品であり、電子基板７は、ヒートパイプ１と別体の電子回路８を実装している。
【０２１１】
発熱体３０は、熱的接合材３１を介してヒートパイプ１と接している。このとき、発熱体３０は、本体部２と接している。ヒートパイプ１は、本体部２に加えて、本体部２の側面から突出する突出部３を備えており、突出部３は、電気配線４を有している。本体部２は、その表面に電子部品５を実装しており、電子部品５と電気配線４を電気的に接続する電気線路６が形成されている。なお、図１６では、本体部２の表面に電子部品５が実装されているが、本体部２の内部に電子部品５が実装されていても良い。
【０２１２】
電気配線４は、電気線路６と接続されると共に電子回路８とも接続されている。この結果、電気配線４を介して、電子部品５は、ヒートパイプ１の外部の電子回路８と電気的に接続される。
【０２１３】
以上のような構成を有する電子基板７０は、発熱体３０を冷却するヒートパイプ１を実装すると共に、ヒートパイプ１に実装された電子部品５と外部の電子回路８との電気的なやり取りも実現できる。
【０２１４】
図１７は、このような電子基板７０を格納した筐体である。図１７は、本発明の実施の形態６における電子機器の筐体の側断面図である。
【０２１５】
筐体８０は、内部空間８１を有し、この内部空間８１は、電子基板７０やヒートパイプ１を格納する。電子機器は小型化が求められているので、筐体８０の内部空間８１も非常に狭小であり、実装余裕度が小さいことがほとんどである。このため、ヒートパイプ１の本体部２の表面や内部に様々な電子部品５を実装する必要が生じる。例えば、ヒートパイプ１の動作状態を検出するための温度センサーや感熱センサーなどの実装が必要な場合である。これらの電子部品５は、外部の電子回路８との電気接続が必要であるが、内部空間８１が狭小であると、金属線やフレキシブル基板などのように宙づりになる配線の実装余地が小さい。実装余地が小さいので、工程上の手間も要する。加えて、内部空間８１が狭小であるので、宙づりになっている配線などへの他の部品からの物理衝撃や、熱による影響が強く出やすい。
【０２１６】
このため、実施の形態１〜５で説明されたような、突出部３に電気配線４が形成されているヒートパイプ１であれば、このような狭小な内部空間８１においても問題なく格納できる。電気配線４が固定されているので、他の部品との衝突も無く、熱の影響も少ないからである。
【０２１７】
このように、ヒートパイプ１やこれを実装した電子基板７０は、小型化が必須命題である電子機器においても容易に格納でき、動作上の問題も生じさせにくい。
【０２１８】
図１８は、このような電子機器の一例を示す。図１８は、本発明の実施の形態６における電子機器の模式図である。
【０２１９】
電子機器８２は、カーテレビやパーソナルモニターなどの薄型、小型が要求される電子機器である。
【０２２０】
電子機器８２は、ディスプレイ８３、発光素子８４、スピーカ８５を備えている。この電子機器８２の内部にヒートパイプ１が格納されており、発熱体の冷却を実現する。加えて、ヒートパイプ１に実装された電子部品５と外部の電子回路８の電気的接続を確実に実現できる。
【０２２１】
このようなヒートパイプ１が使用されることにより、電子機器の小型化や薄型化を阻害せずに、発熱体の冷却が実現できる。
【０２２２】
以上、実施の形態１〜６で説明されたヒートパイプは、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
【図面の簡単な説明】
【０２２３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヒートパイプの斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における本体部を側面から見た分解図
【図３】本発明の実施の形態１における中間板の上面図
【図４】本発明の実施の形態１における本体部の側断面図
【図５】本発明の実施の形態１における本体部を示す写真
【図６】本発明の実施の形態１における本体部を側面から見た分解図
【図７】本発明の実施の形態１における本体部を側面から見た分解図
【図８】本発明の実施の形態１におけるヒートパイプの側面図
【図９】本発明の実施の形態１におけるヒートパイプを側面からみた断面図
【図１０】本発明の実施の形態２におけるヒートパイプの斜視図
【図１１】本発明の実施の形態２におけるヒートパイプの斜視図
【図１２】本発明の実施の形態３におけるヒートパイプの斜視図
【図１３】本発明の実施の形態３におけるヒートパイプの斜視図
【図１４】本発明の実施の形態４におけるヒートパイプの斜視図
【図１５】本発明の実施の形態５におけるヒートパイプの斜視図
【図１６】本発明の実施の形態６における電子基板の側面図
【図１７】本発明の実施の形態６における電子機器の筐体の側断面図
【図１８】本発明の実施の形態６における電子機器の模式図
【符号の説明】
【０２２４】
１ ヒートパイプ
２ 本体部
３ 突出部
４ 電気配線
５ 電子部品
６ 電気線路
７ 電子基板
８ 電子回路
１０ 上部板
１１ 下部板
１２ 中間板
１３ 内部貫通孔
１４ 凹部
１５ 蒸気拡散路
１６ 毛細管流路
２０ 放熱面
２１ 受熱面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路、ＬＥＤ素子、パワーデバイスなどの発熱体を冷却するヒートパイプ、ヒートパイプの製造方法および電子基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器、産業機器および自動車などには、半導体集積回路、ＬＥＤ素子、パワーデバイスなどの電子部品が使用されている。これらの電子部品は、内部を流れる電流によって発熱する発熱体になっている。発熱体の発熱が一定温度以上となると、動作保証ができなくなる問題もあり、他の部品や筐体へ悪影響を及ぼし、結果として電子機器や産業機器そのものの性能劣化を引き起こす可能性がある。
【０００３】
このような発熱体を冷却するために、封入された冷媒の気化と凝縮による冷却効果を有するヒートパイプが提案されている。
【０００４】
ヒートパイプは、内部に封入された冷媒が気化する際に、発熱体から熱を奪って移動する。気化した冷媒は、放熱によって冷却されて凝縮し、凝縮した冷媒は再び還流する。この気化と凝縮の繰り返しによって、ヒートパイプは発熱体を冷却する。
【０００５】
このようなヒートパイプの特性を活かして、ヒートパイプの表面にＬＥＤ素子やパワーデバイスなどの電子部品を直接実装する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２６９６７６号公報
【特許文献２】特開２００４−２１４４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、ヒートパイプの表面に電子部品が直接実装されることで、電子部品の冷却と共に電子部品とヒートパイプの実装面積を削減できる。
【０００７】
ここで、ヒートパイプ表面に実装された電子部品は、外部から電気信号を受ける、あるいは外部へ電気信号を出力する必要がある。このように、ヒートパイプ表面に実装された電子部品と外部の電子回路との電気信号のやり取りを実現するには、ワイヤボンディングにより金属線を接続する電気配線を行うか、フレキシブル基板による電気配線を行う必要がある。
【０００８】
しかし、これらの電気配線では、ヒートパイプと外部の電子回路との間に、形状の不安定な電気配線が存在することになり、信頼性や耐久性の面で不具合が生じる。特に、ヒートパイプの外縁が途切れる部分から電子回路までの間に、固定されない電気配線が存在するため、衝撃や熱によって断線も生じうる。更には、電気配線の接続は、製造工程においての作業量と要求精度が大きく、コスト面においても問題があった。
【０００９】
特に、ヒートパイプが狭小空間である電子機器に格納される場合には、電気配線が他の電子部品と接触し、動作不良を生じさせる問題もある。
【００１０】
本発明は、ヒートパイプの表面に実装された電子部品と、外部の電子回路を電気的に接続できると共に、耐久性と信頼性に優れる電気配線を有するヒートパイプ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】
【００１１】
上記課題に鑑み、本発明のヒートパイプは、封入された冷媒の気化および凝縮によって発熱体を冷却するヒートパイプであって、ヒートパイプは、冷媒を封入する平板状の本体部と、本体部の側面の一部もしくは全部から突出する突出部を備え、本体部は、平板状の上部板と、上部板と対向する平板状の下部板と、上部板と下部板との間に積層されると共に蒸気拡散路と毛細管流路を形成する単数又は複数の中間板を有し、突出部は、上部板、下部板および中間板の少なくとも一つが、他よりもその面積が大きいことで形成され、突出部は、電気配線を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のヒートパイプによれば、ヒートパイプ本体と外部の電子回路とを、電気配線で容易に電気的に接続できる。特に、電気配線が、ヒートパイプ本体の側面から、ヒートパイプの部材と一体になって形成されるので、電気配線の領域は、衝撃、荷重や振動に対して耐久性が高い。この結果、信頼性も高まる。
【００１３】
また、耐久性や信頼性が高いことで、ヒートパイプの表面に電子部品を実装できるだけでなく、電気配線が形成されたヒートパイプを実装する際に要求される空間余裕度も小さくて済む。結果として、狭小空間におけるヒートパイプの実装が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の発明に係るヒートパイプは、封入された冷媒の気化および凝縮によって発熱体を冷却するヒートパイプであって、ヒートパイプは、冷媒を封入する平板状の本体部と、本体部の側面の一部もしくは全部から突出する突出部を備え、本体部は、平板状の上部板と、上部板と対向する平板状の下部板と、上部板と下部板との間に積層されると共に蒸気拡散路と毛細管流路を形成する単数又は複数の中間板を有し、突出部は、上部板、下部板および中間板の少なくとも一つが、他よりもその面積が大きいことで形成され、突出部は、電気配線を有する。
【００１５】
この構成により、ヒートパイプの表面もしくは内面に実装された電子部品と外部の電子回路を電気的に接続できる。加えて、電気的に接続する部分である電気配線を有する突出部は、本体部と同じ素材により一体に構成されるので、十分な強度と耐久性を有する。
【００１６】
本発明の第２の発明に係るヒートパイプでは、第１の発明に加えて、電気配線は、突出部の先端から本体部にかけて形成されている。
【００１７】
この構成により、突出部の先端で外部の電子回路との電気的な接続が実現できる。
【００１８】
本発明の第３の発明に係るヒートパイプでは、第１から第２のいずれかの発明に加えて、電気配線は、突出部に形成される配線パターンを含む。
【００１９】
この構成により、電気配線が容易に形成できる。
【００２０】
本発明の第４の発明に係るヒートパイプでは、第１から第３のいずれかの発明に加えて、本体部の側面および表面の少なくとも一方は、電気線路を有し、電気線路は、電気配線と電気的に接続されている。
【００２１】
この構成により、本体部の表面に実装されている電子部品は、電気配線と電気的に接続される。電子部品が、本体部のどの位置で実装されていても、確実に電気接続できる。
【００２２】
本発明の第５の発明に係るヒートパイプでは、第１から第４のいずれかの発明に加えて、突出部は、本体部の異なる位置から突出する第１突出部と第２突出部を有し、第１突出部および第２突出部の少なくとも一方は、ヒートパイプの外部から接続される配線基板を支持する。
【００２３】
この構成により、突出部に直接的に電気配線が形成されない場合でも、十分な強度と耐久性を持って、突出部は、外部からの配線基板を支持できる。また、突出部が複数であることで、ある突出部には、電気配線が直接形成されており、別の突出部は外部からの配線基板を支えるなど、複数の突出部が異なる役割を有していても良い。
【００２４】
本発明の第６の発明に係るヒートパイプでは、第５の発明に加えて、第１突出部および第２突出部の少なくとも一方は、本体部からの熱を放熱する。
【００２５】
この構成により、突出部は、電気配線を支持するだけでなく、本体部の熱を放熱するマルチな役割を担う。
【００２６】
本発明の第７の発明に係るヒートパイプでは、第５から第６のいずれかの発明に加えて、本体部は方形を有しており、第１突出部は、本体部の所定の辺から突出し、第２突出部は、所定の辺と略垂直の辺から突出する。
【００２７】
この構成により、縦横に差込口を有する電気スロットやボードスロットなどに、ヒートパイプを直接嵌め込むことができる。結果として、ヒートパイプに実装された電子部品を、簡便に外部の電子回路と電気的に接続できる。
【００２８】
本発明の第８の発明に係るヒートパイプでは、第１から第７のいずれかの発明に加えて、中間板は、切り欠き部と内部貫通孔を有し、切り欠き部は蒸気拡散路を形成し、内部貫通孔は毛細管流路を形成し、蒸気拡散路は、気化した冷媒を水平方向に拡散し、毛細管流路は、凝縮した冷媒を垂直方向もしくは垂直・水平方向に還流させる。
【００２９】
この構成により、水平方向への拡散性能の高いヒートパイプが実現できる。このため薄型で平板状のヒートパイプが実現できるので、結果として狭小空間に実装が容易なヒートパイプが実現できる。
【００３０】
本発明の第９の発明に係るヒートパイプでは、第８の発明に加えて、中間板は複数であって、複数の中間板のそれぞれに設けられた内部貫通孔同士は、それぞれの一部のみが重なって、内部貫通孔の水平方向の断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路が形成される。
【００３１】
この構成により、毛細管流路における、凝縮した冷媒の還流が高速になる。また、より微細な毛細管流路が形成できる。
【００３２】
本発明の第１０の発明に係るヒートパイプでは、第１から第９のいずれかの発明に加えて、上部板および下部板のそれぞれは、毛細管流路および蒸気拡散路の少なくとも一方と連通する凹部を更に備える。
【００３３】
この構成により、毛細管流路への還流を促すと共に、気化した冷媒の冷却効率も高める。
【００３４】
本発明の第１１の発明に係るヒートパイプでは、第１から第１０のいずれかの発明に加えて、本体部には電子部品が実装され、電気配線は、電子部品と電気的に接続される。
【００３５】
この構成により、本体部の表面もしくは内部に実装された電子部品が、外部の電子回路と電気的に接続される。加えて、接続部分の強度と耐久性が高い。
【００３６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００３７】
なお、本明細書におけるヒートパイプとは、内部空間に封入された冷媒が、発熱体からの熱を受けて気化し、気化した冷媒が冷却されて凝縮することを繰り返すことで、発熱体を冷却する機能を実現する部材、部品、装置、デバイスを意味する。
【００３８】
（実施の形態１）
まず、ヒートパイプの概念について説明する。
【００３９】
ヒートパイプは、内部に冷媒を封入しており、受熱面となる面を、電子部品をはじめとする発熱体に接している。内部の冷媒は、発熱体からの熱を受けて気化し、気化する際に発熱体の熱を奪う。気化した冷媒は、ヒートパイプの中を移動する。この移動によって発熱体の熱が運搬されることになる。移動した気化した冷媒は、放熱面などにおいて（あるいはヒートシンクや冷却ファンなどの二次冷却部材によって）冷却されて凝縮する。凝縮して液体となった冷媒は、ヒートパイプの内部を還流して再び受熱面に移動する。受熱面に移動した冷媒は、再び気化して発熱体の熱を奪う。
【００４０】
このような冷媒の気化と凝縮の繰り返しによって、ヒートパイプは発熱体を冷却する。このため、ヒートパイプは、その内部に気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路と、凝縮した冷媒を還流させる毛細管流路を有する必要がある。
【００４１】
ヒートパイプには、筒状の形状を有して垂直方向に気化した冷媒を拡散させると共に垂直方向に凝縮した冷媒を還流させる構造を有するものや、発熱体と接する受熱部と冷媒を冷却する冷却部とが別体であってパイプで接続される構造を有するものなどがある。
【００４２】
これらの構造を有するヒートパイプは、その体積が大きく（特に垂直方向に体積が大きくなりやすい）、実装する空間が狭小である場合には不適である。このため、平板状で薄型のヒートパイプが望まれることも多い。
【００４３】
このような平板状で薄型のヒートパイプであれば、その表面の領域を利用して、電子部品を実装することができる。ヒートパイプの冷却対象となる電子部品が実装されたり、ヒートパイプの制御や表示にかかわる電子部品が実装されたりする。
【００４４】
一例としては、ヒートパイプの動作状態を検出するために、ヒートパイプの表面温度を測定する必要がある。この表面温度を測定するために、温度センサーや感熱センサーが、ヒートパイプの表面に実装される。別の例としては、ヒートパイプの動作状態を光によって表示するＬＥＤなどの発光素子が実装される場合がある。更に別の例としては、発熱性の高いパワーデバイスが、ヒートパイプの表面に直接実装されることもある。
【００４５】
このようにヒートパイプは、電子部品などの発熱体を冷却するための部材であるが、ヒートパイプが平板状で薄型である場合には、その表面に電子部品を実装する要求が生じる。また、ヒートパイプが平板状で薄型であることで、電子機器の高密度実装が可能となる。これに加えて、ヒートパイプの表面が電子部品の実装領域として活用されることで、更なる高密度実装が可能となる。
【００４６】
ところで、このようにヒートパイプの表面に実装された電子部品は、単体では動作できず、ヒートパイプの外部の電子回路や電子基板と電気的に接続される必要がある。電子部品である以上、電気信号のやり取りが必要になるからである。このため、金属線（ワイヤ）やリード線をワイヤボンディングによって接続することや、フレキシブル基板で接続することがありえる。しかしいずれも、ヒートパイプと外部の電子回路との間に、不安定な形態を作ることになり好ましくない。これらの金属線やリード線は、ヒートパイプと外部の電子回路との間で宙吊り状態になってしまい、物理的な衝撃や熱による影響で断線したり、変形したりするおそれがあるからである。
【００４７】
本発明のヒートパイプはこれらの問題を解決する。
【００４８】
まず、ヒートパイプの全体構造について説明する。
【００４９】
（全体構造）
図１は、本発明の実施の形態１におけるヒートパイプの斜視図である。
【００５０】
ヒートパイプ１は、封入された冷媒の気化および凝縮によって発熱体を冷却するヒートパイプである。
【００５１】
ヒートパイプ１は、冷媒を封入する平板状の本体部２と本体部２の側面から突出する突出部３を備える。突出部３は、電気配線４を有する。また、図１においてはヒートパイプ１（すなわち本体部２）の表面もしくは内面に電子部品５が実装されている。また電子部品５同士、および電子部品５と電気配線４とは、電気線路６により電気的に接続されている。
【００５２】
また、ヒートパイプ１の外部に電子基板７が備えられており、電子基板７には電子回路８が形成されている。電気配線４は、電子基板７と電気的に接続されており、この結果、外部の電子基板７（結果的には電子基板７に実装されている電子回路８）とヒートパイプ１に実装されている電子部品５とが、電気配線４を介して電気的に接続される。
【００５３】
この結果、ヒートパイプ１の表面に実装された電子部品は、外部の電子回路８と電気信号のやり取りが可能となり、実際の使用が可能となる。
【００５４】
本体部２は、平板状の上部板と、上部板と対向する下部板と、上部板と下部板との間に積層される単数又は複数の中間板がそれぞれ積層され接合されて構成される。
【００５５】
電気配線４を有する突出部３は、上部板、下部板および中間板の少なくとも一つが、他よりもその面積が大きいことで形成される。例えば、特定の中間板が（単数であっても複数であってもよい）上部板と下部板および特定の中間板以外の中間板よりも、その面積が大きい。この場合には、この特定の中間板は、上部板、中間板、下部板の全てが積層された際には、本体部２の側面からはみ出すことになる。このはみ出した部分が、突出部３を形成する。
【００５６】
電気配線４は、この突出部３に形成される。突出部３は、上述の通り、上部板、下部板、中間板のいずれかの部材の一部であるので、突出部３は、これらの部材の素材と形状で決まる強度と耐久性を有する。通常、上部板、下部板、中間板は金属で形成されるので、突出部３も金属で形成される。このため、金属線やリード線、あるいはフレキシブル基板だけで、ヒートパイプ１と電子回路８との間が接続される場合と異なり、突出部３は、素材そのものの強度が高い。
【００５７】
加えて、突出部３は、本体部２を形成する部材と一体であるので、本体部２の側面と突出部３とは物理的に一体結合している。このため、本体部２の側面と突出部３の根元とは分離・分断されているわけではないので、突出部３は、高い安定性を有する。
【００５８】
このように、本発明のヒートパイプ１は、ヒートパイプ１（本体部２）に実装されている電子部品５と、外部の電子回路８とを電気的に接続させることが可能であると共に、接続部分は、高い強度、安定性および耐久性を有する。
【００５９】
次に、各部の詳細について説明する。
【００６０】
（本体部）
まず、本体部２について図２〜図５を用いて説明する。
【００６１】
本体部２は、冷媒の気化と凝縮によって発熱体を冷却するヒートパイプの機能を有する部分である。本体部２は、気化した冷媒を水平方向に拡散する蒸気拡散路１５と、凝縮した冷媒を垂直方向もしくは垂直・水平方向に還流させる毛細管流路１６とを備える。
【００６２】
図２は、本発明の実施の形態１における本体部を側面から見た分解図である。
【００６３】
図２から明らかな通り、本体部２は、平板状の上部板１０、上部板１０と対向する平板状の下部板１１、上部板１０と下部板１１の間に積層される単数又は複数の中間板１２を有している。これら上部板１０、下部板１１、中間板１２が積層されて接合されることで、本体部２が形成される。積層によって、本体部２の内部に内部空間が形成され、更には蒸気拡散路１５と毛細管流路１６も形成される。
【００６４】
（上部板）
上部板について、図２および図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態１における本体部の側断面図である。
【００６５】
上部板１０は、平板状であり、所定の形状、面積を有している。
【００６６】
上部板１０は、金属、樹脂などで形成されるが、銅、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレスなどの熱伝導率の高い金属で形成されることが好ましい。また、上部板１０は、方形、菱形、円形、楕円形、多角形など種々の形を有していてよいが、製造上の容易性や実装上の容易性から方形が採用されやすい。
【００６７】
なお、突出部３を形成するために、上部板１０の形状、面積が、下部板１１や中間板１２と異なっていてもよい。例えば、上部板１０は、下部板１１や中間板１２と同じ形状に対して、はみ出した部分を有していてもよい。このはみ出した部分が、突出部３を形成する。すなわち、上部板１０が突出部３を形成する場合には、上部板１０の面積は、他の板の面積よりも大きい。
【００６８】
上部板１０は、その一方の面であって中間板１２と対向する面に、蒸気拡散路１５および毛細管流路１６の少なくとも一方と連通する凹部１４を有していることも好ましい。凹部１４が毛細管流路１６と連通することで、凝縮した冷媒が、上部板１０から毛細管流路１６へと伝わりやすくなる。あるいは、凹部１４が蒸気拡散路１５と連通することで、気化した冷媒が、放熱面２０に広い面積で接しやすくなり、気化した冷媒の放熱が促進される。
【００６９】
なお、凹部１４は、本発明において必須の構成要件ではない。
【００７０】
上部板１０は、中間板１２と接合される突起部や接着部を備えていることも好適である。上部板１０は、便宜上「上部」との呼称となっているが、物理的に上部の位置に存在しなければならないわけではなく、下部板１１と特段に区別されるものでもない。また、上部板１０が放熱面２０側となっても、受熱面２１側となっても特に問題はない。
【００７１】
また、上部板１０は、冷媒の注入口１７を備えている。上部板１０、中間板１２、下部板１１が積層されて接合されると内部空間が形成される。この内部空間は、冷媒を封入する必要があるので、上部板１０などの接合後に注入口１７から冷媒が封入される。注入口１７は、冷媒が封入されると封止されて内部空間は密封される。
【００７２】
なお、冷媒は、積層後に注入口１７から封入されても良く、上部板１０、下部板１１、中間板１２が積層される際に冷媒が封入されてもよい。
【００７３】
（下部板）
下部板１１は、上部板１０と対向して単数又は複数の中間板１２を挟む。
【００７４】
下部板１１は、金属、樹脂などで形成されるが、銅、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレスなどの熱伝導率の高い金属で形成されることが好ましい。また、方形、菱形、円形、楕円形、多角形など種々の形を有していてよいが、上部板１０と対向して本体部２を形成するので、上部板１０と同一の形状、面積であることが好ましい。また、製造上の容易性や実装上の容易性から方形が採用されやすい。
【００７５】
但し、突出部３を形成するために、下部板１１の形状、面積が、上部板１０や中間板１２と異なっていてもよい。例えば、下部板１１は、上部板１０や中間板１２と同じ形状に対して、はみ出した部分を有していてもよい。このはみ出した部分が、突出部３を形成する。すなわち、下部板１１が突出部３を形成する場合には、下部板１１の面積は、他の板の面積よりも大きい。
【００７６】
下部板１１は、その一方の面であって中間板１２と対向する面に、蒸気拡散路１５と毛細管流路１６に連通する凹部１４を有していることも好適である。凹部１４は、毛細管流路１６と連通することで凝縮した冷媒が、下部板１１から毛細管流路１６へ伝わりやすくなる。また、凹部１４が蒸気拡散路１５と連通することで、気化した冷媒が、放熱面２０に広い面積で接しやすくなり、気化した冷媒の放熱が促進される。これは、上部板１０に凹部１４が設けられることと同様の意義を有する。
【００７７】
なお、上部板１０と同様に、凹部１４は必須の構成要件ではない。
【００７８】
下部板１１は、便宜上「下部」との呼称となっているが、物理的に下部の位置に存在しなければならないわけではなく、上部板１０と特段に区別されるものでもない。
【００７９】
下部板１１は、中間板１２と接合される突起部や接着部を備えていることも好適である。
【００８０】
また、下部板１１が放熱面２０側となっても、受熱面２１側となっても特に問題はない。
【００８１】
（中間板）
中間板１２は、単数又は複数である。中間板１２は、上部板１０と下部板１１の間に積層される。
【００８２】
中間板１２は、金属、樹脂などで形成されるが、銅、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレスなどの熱伝導率の高い金属で形成されることが好ましい。また、方形、菱形、円形、楕円形、多角形など種々の形を有していてよいが、上部板１０および下部板１１に挟まれて本体部２を形成するので、上部板１０および下部板１１と同一の形状であることが好ましい。また、製造上の容易性や実装上の容易性から方形が採用されやすい。なお、上部板１０および下部板１１に挟まれるので、中間板１２の面積は、上部板１０および下部板１１と同一でも良く、若干小さくてもよい。
【００８３】
但し、突出部３を形成するために、中間板１２の形状、面積が、上部板１０や下部板１１と異なっていてもよい。例えば、ある特定の中間板１２（中間板１２が複数ある場合には、そのいずれか１枚か複数枚）は、上部板１０や下部板１１および他の中間板１２に対して、はみ出した部分を有していても良い。このはみ出した部分が、積層されて本体部２が形成された場合に、突出部３を形成する。例えば、上部板１０、下部板１１、他の中間板１２が所定角の方形を有している場合に、特定の中間板１２は、所定角の方形のある辺からはみ出した領域を有しているとする。上部板１０、下部板１１、中間板１２の全てが積層された際には、このはみ出した領域は、本体部２の側面からはみ出すことになる。この側面からはみ出した領域が、突出部３を形成する。すなわち、ある特定の中間板１２が突出部３を形成する場合には、この特定の中間板１２の面積は、他の板の面積よりも大きい。
【００８４】
なお、突出部３は、上部板１０、下部板１１、中間板１２のいずれのはみ出しにより形成されてもかまわない。
【００８５】
また、中間板１２は、上部板１０および下部板１１と接続される際に用いられる突起や接着部を有していても良い。加えて、中間板１２は、微小な断面積を有する内部貫通孔１３を有している。この内部貫通孔１３は、毛細管流路１６を形成する。
【００８６】
最終的には、上部板１０と下部板１１の間に中間板１２が積層されて接合されることで、本体部２が形成される。中間板１２は、単数でも複数でもよい。但し、後述するように、より微小な断面積を有する毛細管流路１６を形成するためには、中間板１２は、複数であることが好ましい。
【００８７】
（中間板と蒸気拡散路および毛細管流路）
次に、中間板１２、蒸気拡散路１５および毛細管流路１６について、図３も参照しながら説明する。図３は、本発明の実施の形態１における中間板の上面図である。
【００８８】
まず、蒸気拡散路１５について説明する。
【００８９】
中間板１２は、切り欠き部１９と内部貫通孔１３を有している。
【００９０】
切り欠き部１９は、本体部２における蒸気拡散路１５を形成する。上部板１０と下部板１１の間に中間板１２が積層された場合に、切り欠き部１９は空隙を形成することになる。この空隙が蒸気拡散路１５となる。
【００９１】
ここで、切り欠き部１９が、本体部２の水平方向に向けて形成されることで、蒸気拡散路１５も、本体部２の水平方向に向けて形成される。このため、気化した冷媒は水平方向に拡散するようになる。
【００９２】
特に、図３に示されるように、切り欠き部１９が中間板１２の中央部から放射状に形成されている場合には、蒸気拡散路１５も本体部２の中央部から放射状に形成されることになる。発熱体は、本体部２の略中央部に設置されることが多いので、冷媒は本体部２の略中央部でもっとも熱を受熱する。このため、本体部２の中央部付近の冷媒が最初に気化する。このとき、蒸気拡散路１５が本体部２の略中央部から放射状に形成されていることで、中央付近で生じた気化冷媒は、放射状に、すなわち水平方向に拡散する。
【００９３】
このように、中間板１２が切り欠き部１９を有し、水平方向に広がる蒸気拡散路１５が形成されることで、本体部２の内部においては、気化した冷媒が水平方向に拡散するようになる。結果として、発熱体からの熱は、中央から周辺に向けて本体部２内部を水平方向に拡散する。結果として、薄型で平板状のヒートパイプであっても、発熱体の熱を効率よく移動できる。
【００９４】
なお、図３にしめされるように、切り欠き部１９（すなわち蒸気拡散路１５）は、放射状でなくとも別の形状であってもよい。なお、蒸気拡散路１５が放射状であることで、気化した冷媒が水平方向に拡散するとしても、拡散した後冷却されて凝縮した冷媒が高速に還流しなければ、発熱体の冷却能力は十分でない。本発明のヒートパイプ１の本体部２は、拡散した後で凝縮した冷媒を、本体部２の全面を効率よく活用して還流させる毛細管流路１６を有していることにより、高い水平方向の拡散（および還流）性能を実現している。
【００９５】
次に毛細管流路１６について説明する。
【００９６】
中間板１２は、内部貫通孔１３を有している。内部貫通孔１３は、微小な貫通孔であり、凝縮した冷媒が還流する毛細管流路１６を形成する。中間板１２が図３に示されるように切り欠き部１９を有する場合には、切り欠き部１９以外の部分に内部貫通孔１３が形成される。
【００９７】
ここで、中間板１２が単数の場合には、中間板１２に設けられている内部貫通孔１３がそのまま毛細管流路になる。
【００９８】
これに対して、中間板１２が複数である場合には、複数の中間板１２のそれぞれに設けられた内部貫通孔１３の一部のみが重なって、内部貫通孔１３の水平方向の断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路１６が形成される。このように、中間板１２が複数である場合には、内部貫通孔１３そのものの断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路１６が形成されるので、毛細管流路１６における凝縮した冷媒の還流をより効果的にできる。
【００９９】
なお、ここで、中間板１２には、複数の内部貫通孔１３が設けられる。毛細管流路１６として機能するためには、内部貫通孔１３が複数であることが好ましいからである。
【０１００】
内部貫通孔１３は、中間板１２の表面から裏面にかけて貫通しており、その形状は円形でも楕円形でも方形でもよい。内部貫通孔１３の一部同士が重なって毛細管流路１６を形成することから、内部貫通孔１３は方形であることが適当である。これは製造上の容易性からも適当である。
【０１０１】
内部貫通孔１３は、掘削、プレス、ウェットエッチング、ドライエッチングなどで形成されれば良いが、微小加工および加工精度の面から、ウェットエッチング、ドライエッチングなどのエッチング加工で形成されるのが適当である。
【０１０２】
中間板１２が複数の場合には、内部貫通孔１３は、複数の中間板１２のそれぞれに設けられる。ここで、複数の中間板１２は、その内部貫通孔１３の一部同士のみがそれぞれ重なるように積層されるので、内部貫通孔１３の位置は、隣接する中間板１２毎にずれていることが適当である。例えば、ある中間板１２における内部貫通孔１３の位置と、この中間板１２と隣接する別の中間板１２における内部貫通孔１３の位置は、内部貫通孔１３の面積の一部ずつが重なるようにずれている。このように、隣接する中間板１２毎に内部貫通孔１３の位置がずれていることで、複数の中間板１２が積層された場合に、内部貫通孔１３の水平方向の断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路１６が形成される。
【０１０３】
毛細管流路１６は、複数の中間板１２が積層される際に、内部貫通孔１３の一部同士が重なり合って、内部貫通孔１３の水平方向の断面積よりも小さい断面積を有する。このような内部貫通孔１３の断面積よりも小さな断面積を持つ孔が、本体部２の垂直方向に積層され、垂直方向の孔同士が接続することで、垂直方向の流路が形成される。また、垂直方向において階段状の孔となるので、垂直方向であると同時に水平方向にも流れうる流路が形成される。この垂直・水平方向に形成される流路は、その断面積が非常に小さく、凝縮した冷媒を、垂直方向もしくは垂直・水平方向に還流させる。
【０１０４】
なお、内部貫通孔１３の一部のみが重なるようにして、内部貫通孔１３よりも小さな断面積を有する毛細管流路１６が形成される場合には、毛細管流路１６を直接加工するよりも、容易に製造できるメリットもある。
【０１０５】
なお、毛細管流路１６は、凝縮した冷媒が還流するが、気化した冷媒が通ることもありえる。
【０１０６】
また、毛細管流路１６、凹部１４の角部や切り欠き部１９の角部は、面取りされていたり、Ｒが設けられていたりすることも好適である。毛細管流路１６の断面は、六角形、円形、楕円形、方形、多角形など様々な断面形状を有していて良い。毛細管流路１６の断面形状は、内部貫通孔１３の形状と、内部貫通孔１３同士の重ね合わせ方により定まる。また、断面積も同様に定まる。
【０１０７】
（製造工程）
上部板１０、下部板１１、中間板１２が積層されて接合されることで本体部２が製造される。
【０１０８】
製造工程を図２、図４を用いて説明する。
【０１０９】
上部板１０、下部板１１および複数の中間板１２（図２では中間板１２は４枚である）のそれぞれが同一位置で重なるような位置関係に合わせられる。加えて、複数の中間板１２は、複数の中間板１２のそれぞれに設けられた内部貫通孔１３のそれぞれの一部のみが重なるような位置関係にあわせられる。
【０１１０】
上部板１０、下部板１１および複数の中間板１２の少なくとも一つは、接合突起を有している。
【０１１１】
上部板１０、下部板１１、複数の中間板１２は、位置あわせされた上で積層され、ヒートプレスによって直接接合されて一体化される。このとき、各部材は、接合突起によって直接接合される。
【０１１２】
ここで、直接接合とは、接合しようとする２つの部材の面を密着させた状態で加圧しつつ熱処理を加えることであって、面部の間に働く原子間力によって原子同士を強固に接合させることであり、接着剤を用いることなく、２つの部材の面同士を一体化しうる。このとき、接合突起が強固な接合を実現する。
【０１１３】
ヒートプレスにおける直接接合の条件として、プレス圧力は、４０ｋｇ／ｃｍ２〜１５０ｋｇ／ｃｍ２の範囲内であり、温度は２５０〜４００℃の範囲内であることが好ましい。
【０１１４】
次に、上部板１０や下部板１１の一部に空けられた注入口１７を通じて、冷媒が注入される。その後、注入口１７が封止されて本体部２が完成する。なお、冷媒の封入は真空または減圧下で行われる。真空または減圧下で行われることで、本体部２の内部空間が真空または減圧された状態となって冷媒が封入される。減圧下であると、冷媒の気化・凝縮温度が低くなり、冷媒の気化・凝縮の繰り返しが活発になるメリットがある。
【０１１５】
以上の工程で本底部２が製造されるが、このとき上部板１０、下部板１１および中間板１２の少なくとも一つが、他よりも面積が大きいことで突出部３も形成される。突出部３に予め電気配線４が形成されているか、もしくは本体部２の製造後に突出部３に電気配線４が形成されれば、突出部３は、電気配線４を有することになる。このようにして本体部２から電気配線４を有する突出部３が突出するヒートパイプ１が製造される。
【０１１６】
ヒートパイプ１の製造方法を簡便に説明すると、平板状の上部板１０と、上部板１０と対向する平板状の下部板１１と、上部板１０と下部板１１の間に積層されると共に切り欠き部１９と内部貫通孔１３を有する単数又は複数の中間板１２とが接合されて本体部２が形成され、切り欠き部１９により気化した冷媒を水平方向に拡散する蒸気拡散路１５が形成され、内部貫通孔１３により凝縮した冷媒を垂直方向もしくは垂直・水平方向に還流させる毛細管流路１６が形成され、上部板１０、下部板１１および中間板１２の少なくとも一つが他よりもその面積が大きいことで、本体部２の側面から突出する突出部３が形成され、この突出部３に電気配線４が形成される。この工程により、ヒートパイプ１が製造される。
【０１１７】
（製造された本体部）
以上の製造工程で製造された本体部２について、図４を用いて説明する。
【０１１８】
図４から明らかな通り、上部板１０、下部板１１、複数の中間板１２が積層され接合されることで、蒸気拡散路１５と毛細管流路１６が形成される。また、上部板１０は、放熱面２０となり、下部板１１は受熱面２１となる。なお、放熱面２０と受熱面２１は特段に区別されない。
【０１１９】
本体部２の内部空間には冷媒２５が封入されている。
【０１２０】
蒸気拡散路１５は、中間板１２の切り欠き部１９により形成され、毛細管流路１６は、内部貫通孔１３により形成される。発熱体の熱により気化した冷媒は、蒸気拡散路１５を通じて水平方向に拡散する。凝縮した冷媒は、毛細管流路１６を通じて垂直方向もしくは垂直・水平方向に還流する。
【０１２１】
図５は、本発明の実施の形態１における本体部を示す写真である。発明者が実際に製造したものの写真である。図５は、本体部２の上部板１０を取り外して内部空間を可視状態としたものを示している。本体部２は、切り欠き部１９により形成される蒸気拡散路１５と、内部貫通孔１３により形成される毛細管流路１６と、を有している。
【０１２２】
ここで、図５より明らかな通り、蒸気拡散路１５は、本体部２の略中央部から放射状に形成されている。このため、気化した冷媒は本体部２の内部を水平方向に拡散する。また、毛細管流路１６が蒸気拡散路１５以外の領域に形成されているので、凝縮した冷媒は、気化した冷媒の拡散を損なうことなく、毛細管流路１６を通じて還流する。
【０１２３】
以上のように、実施の形態１における本体部２は、水平方向に熱移動を効率よく行う、冷却能力の高いヒートパイプを実現できる。このため、ヒートシンクや冷却ファンなどの二次冷却部材を実装しにくい電子機器内部において、最適に適用できる。
【０１２４】
なお、放射状であることに特に限定されるものではなく、蒸気拡散路１５は、水平方向に気化した冷媒を拡散できる形状や構造を有していればよい。
【０１２５】
なお、実施の形態１における本体部２は、そのサイズが特に限定されるものではないが、実用においては、あるサイズの範囲内であることが適当な場合がある。
【０１２６】
一例として、本体部２は、２０ｍｍ角以上１００ｍｍ角以下の方形を有し、更に１ｍｍ以上５ｍｍ以下の厚みを有している。このように規定されるサイズは、冷却対象となる発熱体である電子部品のサイズや電子機器への実装上の容易性などから、導入される。
【０１２７】
勿論、本体部２のサイズは、このサイズに限定されるものではなく、製造上の要求、使用上の要求、実装上の要求など、様々な要求に応じて定まればよい。
【０１２８】
（突出部）
次に、突出部３について説明する。
【０１２９】
突出部３は、図１に示されるとおり、本体部２の側面の全部もしくは一部から突出する。突出するとは、本体部２の側面からはみ出す領域を有しているということであり、このはみ出した領域が突出部３である。
【０１３０】
なお、突出部３は、本体部２の側面からはみ出した領域であって電気配線４を有しておればいいので、突出部３が折り曲げられていたり、面積の大小があったりしてもよい。言い換えると、飛び出る態様として突出している必要はない。
【０１３１】
突出部３は、上部板１０、下部板１１および中間板１２の少なくとも一つ（但し全部ではない）が、他の板と異なる形状を有していて面積が大きいことにより形成される。すなわち、上部板１０、下部板１１および中間板１２の少なくとも一つが本体部２からはみ出る領域を有することにより、突出部３は形成される。
【０１３２】
突出部３は、本体部２の側面から突出している基体となるので、この突出部３は、様々な用途に活用できる。特に、電気配線４を形成する領域として活用できる。このとき、電気配線４は、突出部３の表面でも内面でもいずれの場所にでも形成できる。
【０１３３】
突出部３は、上部板１０、下部板１１、中間板１２のいずれにより形成されても良い。あるいは、中間板１２と上部板１０との組み合わせ、中間板１２と下部板１１との組み合わせのいずれかで形成されても良い。また、複数の中間板１２のはみ出しで形成されても良い。上部板１０、下部板１１、中間板１２のいずれで形成されても、突出部３は、これらの板の素材と形状に基づく強度や耐久性を有することができる。
【０１３４】
図６を用いて、突出部３の形成工程を説明する。なお、ここでは複数の中間板１２の内の一枚の中間板が、突出部３を形成する態様を例として説明する。
【０１３５】
図６は、本発明の実施の形態１における本体部を側面から見た分解図である。
【０１３６】
本体部２は、製造工程にて説明したとおり、上部板１０、下部板１１、複数の中間板１２を積層した上で接合して製造される。図６において中間板１２は、４枚である。４枚の中間板１２が積層される。４枚の中間板１２は、いずれも切り欠き部１９や内部貫通孔１３を有しており、４枚のうち３枚の中間板１２は、同一形状、同一面積を有している。ここで、４枚の中間板１２の内、中間板１２ａのみは、他の中間板１２と同一形状を含みつつも、それ以外の形状となる部分を有している。すなわち４枚の中間板１２が積層された場合に、中間板１２ａのみが、はみ出し部分３０を有することになる。はみ出し部分３０は、そのまま突出部３となる。
【０１３７】
図６から明らかな通り、はみ出し部分３０は、中間板１２ａと一体である。単純に、中間板１２ａの一部が本体部２の製造後に突出部３として取り扱われるだけである。このため、突出部３の素材は中間板１２ａと同じである。中間板１２ａが、銅、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレスなどの熱伝導率の高い金属で形成されていれば、突出部３もこれらの金属で形成される。また、突出部３は、中間板１２ａと一体であるから、特定部分（例えば、本体部２の側面に沿って）において分断や分離されていない。このため、本体部２の側面において急激に強度が落ちるものでもない。
【０１３８】
このように、中間板１２ａの一部がそのまま突出部３を形成するので、突出部３が電気配線４を有していても、電気配線４は、十分な強度で支持されていることになる。
【０１３９】
図６のように、中間板１２ａの一部が突出部３になった場合には、図１に示されるように、方形である本体部２のある辺から、突出部３が突出する。図１に示されるように、本体部２の側面の一部から突出してもよいし、全部から突出しても良い。突出部３の本体部２からの突出の形態や態様は、突出部３を形成する対象となる中間板１２ａの形状によって定まる。
【０１４０】
以上のようにして、中間板１２ａが、上部板１０、下部板１１、他の中間板１２と異なる形状、面積を有していることで、突出部３は形成される。図６では、複数の中間板１２の内の一枚の中間板１２ａが、突出部３を形成することを説明したが、上部板１０、下部板１１、あるいは複数の中間板１２が他の板と異なる形状や面積を有していることで、突出部３が形成されても良い。
【０１４１】
なお、図６では、内部貫通孔１３と切り欠き部１９を表すために、中間板１２が途切れ途切れになっているように見えるが、これは側面から見ているためであり、図３に示されるとおり、全体としては一体である。
【０１４２】
また、突出部３となるはみ出し部分３０は、中間板１２ａと一体であるが、電気配線４の形成の容易性などを考慮して、はみ出し部分３０だけ圧延されて薄くされたり、逆に厚くされたりしてもよい。
【０１４３】
要は、本体部２を構成する部材を活用することで、製造が容易であると共に強度や耐久性も確保できる突出部３が形成されればよい。このような突出部３が形成されることで、電気配線４の強度も実現できる。
【０１４４】
なお、図６は、中間板１２ａの左方向にはみ出し部分３０が存在し、突出部３が形成される態様を示しているが、図７に示されるように、中間板１２ａの左右のそれぞれにはみ出し部分３０が存在し、突出部３が本体部２の左右それぞれの側面から突出しても良い。
【０１４５】
図７は、本発明の実施の形態１における本体部を側面から見た分解図である。このように、中間板１２ａの左右それぞれからはみ出し部分３０が突出していることで、本体部２からの突出部３のバリエーションが広がる。なお、突出部３の角部は、他の部品への損傷を防止するために面取りされていることも好適である。
【０１４６】
（電気配線）
次に、電気配線４について説明する。
【０１４７】
図１に示されるように、突出部３が本体部２の側面から突出している。図１では、本体部２は、方形を有しており、突出部３は、本体部２の第１辺と第１辺と略垂直である第２辺とから突出している。すなわち突出部３は、２つである。
【０１４８】
電気配線４は、突出部３に設けられている。図１では、突出部３の表面に設けられている。電気配線４は、外部の電子回路８との電気的な接続を必要とするので、好適には、電気配線４は、突出部３の先端から本体部２の側面にかけて形成されている。突出部３の先端まで電気配線４が到達していることにより、電子回路８を備える電子基板７の電気線路との接続が可能となる。一方、本体部２の側面に電気配線４が到達していることにより、本体部２に実装された電子部品５との電気的な接続が可能となる。
【０１４９】
なお、図１では、電子部品５は、本体部２の表面に実装されているが、本体部２の内部に実装されていても良い。例えば、突出部３を形成する中間板１２ａの内部に電子部品（簡単なセンサーなど）が実装されてもよい。この場合には、電気配線４は、中間板１２ａをそのまま本体部２の内部まで延伸して、内部に実装された電子部品と電気的に接続される。
【０１５０】
電気配線４は、突出部３の表面あるいは内面に形成された配線パターンでもよく、リード線でもよい。配線パターンであれば、本体部２が製造された後で、突出部３に配線パターンが印刷されても、製造前に中間板１２ａのはみ出し部分３０に予め配線パターンが印刷されていても良い。また、電気配線４は、突出部３と別体であるフレキシブル基板でもよく、この場合には、フレキシブル基板が突出部３に貼り付けられる。
【０１５１】
いずれにしても、電気配線４は、本体部２の表面もしくは内面に実装された電子回路５と電気的に接続できると共に、強度と耐久性に優れた突出部３に形成されることで高い安定性を有する。図１に示されるように、電気配線４は、突出部３に形成されており、そのまま外部の電子基板と接続されるので、ヒートパイプ１と電子基板７との間に、配線がぶら下がったりすることがない。このため、ヒートパイプ１と電子基板７との間の電気配線４が、不安定となることもない。
【０１５２】
次に、図８を用いて、電気配線４について説明する。
【０１５３】
図８は、本発明の実施の形態１におけるヒートパイプの側面図である。
【０１５４】
本体部２は、電子部品などの発熱体３０を冷却する。このため、本体部２は、受熱面２１において熱的接合材３１を介して発熱体３０と接する。熱的接合材３１には、サーマルグリースやサーマルグリースにフィラーなどを添加した素材が用いられる。熱的接合材は、発熱体３０と受熱面２１の接触部分の凸凹などの影響を排除して、発熱体３０の熱を効果的に受熱面２１に伝導する。
【０１５５】
本体部２は、発熱体３０の熱によって気化した冷媒を内部で拡散させる。蒸気拡散路１５が、気化した冷媒を、水平方向に拡散する。拡散された冷媒は、放熱面２０において冷却されて凝縮する。凝縮した冷媒は、毛細管流路１６を伝って還流する。この繰り返しにより、発熱体３０の熱は移動されると共に冷却される。
【０１５６】
本体部２の表面には、２つの電子部品５が実装されている。２つの電子部品５は、例えば本体部２の表面温度を測定する温度センサーや感熱センサーであったり、ヒートパイプ１の動作状態を示す発光素子であったりする。勿論、ヒートパイプ１が実装される電子機器に必要となる種々の電子素子であってもよい。
【０１５７】
２つの電子部品５同士は、電気線路６により電気的に接続されている。また、電気線路６は、本体部２の表面のみならず側面にまで延伸し、電気配線４と電気的に接続する。この電気線路６は、本体部２の表面に実装された電子部品５同士を接続するため、もしくは、電子部品５と電気配線４とを接続するために、本体部２の表面および側面の少なくとも一方に備わっている。
【０１５８】
本体部２の側面から突出部３が突出する。ここでは、中間板１２が突出部３を形成している。突出部３は、ヒートパイプ１の外部に存在する電子基板７に到達する。なお、突出部３の先端と電子基板７とが離隔していてもよい。
【０１５９】
突出部３は、電気配線４を有しており、図８では、突出部３の表面に電気配線４が形成されている。電気配線４は、突出部３の表面や内層に形成された配線パターンや、突出部３の表面に接着されたフレキシブル基板を含む。
【０１６０】
電気配線４は、突出部３によってサポートされており、電気配線４が、本体部２と電子基板７とのあいだで宙吊りになったり、不安定な態様になったりしない。突出部３が、電子基板７に到達することで、電気配線４も電子基板７に到達する。電子基板７は、電子回路８を実装しており、電子基板７は、電子回路８に必要な電気線路を備えている。電気配線４は、この電気線路に電気的に接続される。接続は、半田などで直接行われても良く、コネクタが用いられてもよい。
【０１６１】
このようにして、電気配線４は、本体部２に実装された電子部品５と、ヒートパイプ１の外部の電子回路８との電気的な接続を実現する。同時に、電気配線４は、本体部２を形成する部材と同じ素材で一体的に構成される突出部３によりサポートされるので、高い強度と耐久性を有する。強度や耐久性が高いことにより、高密度実装が可能となる上、実装における手間も低減される。このため、発熱体を冷却するヒートパイプ１の実装が容易となり、ヒートパイプ１の活用度合いがますます高まる。
【０１６２】
（電子部品と電気配線の接続）
次に、電子部品５と電気配線４の接続の他の例について図９を用いて説明する。図９は、本発明の実施の形態１におけるヒートパイプを側面からみた断面図である。
【０１６３】
本体部２に実装された電子部品５と電気配線４とは、本体部２の表面および側面に設けられた電気線路６により接続される。ここで、突出部３が中間板１２により形成される場合には、本体部２の表面と突出部３との間には段差が生じる。電気配線４は、突出部３の表面もしくは内面に形成されるのに対して、電子部品５につながる電気線路６は、本体部２の表面に形成される。このため、段差があると本体部２の側面において、電気接続のギャップが生じてしまう。
【０１６４】
このギャップは上述の通り、配線パターンを本体部２の表面から側面にかけて形成することで解消される。あるいは、図９に示されるとおり、電気線路６の端部４２から電気配線４の端部４３にかけてワイヤ接続４１されることで解消される。いずれのやり方が用いられてもよく、製造の容易性、コスト、ヒートパイプ１の使用される態様などの条件に基づいて、やり方が定められれば良い。
【０１６５】
図９では、本体部２の表面に２つの電子部品５が実装されており、２つの電子部品５同士は、電気線路６で接続されている。また電気線路６は、本体部２の表面の端まで到達している。電気線路６の端部４２から、金属線が延びており、電気配線４の端部４３との間が接続される。このように、端部４２と端部４３がワイヤ接続４１されることで、段差のギャップが解消される。
【０１６６】
なお、突出部３に形成される電気配線４は、絶縁層４０により覆われていても良い。
【０１６７】
以上のように、実施の形態１におけるヒートパイプ１によれば、本体部２に実装された電子部品５と、ヒートパイプ１の外部の電子回路８との電気的な接続が実現できる。同時に、電気配線４は、本体部２を形成する部材と同じ素材で一体的に構成される突出部３によりサポートされるので、高い強度と耐久性を有する。強度や耐久性が高いことにより、高密度実装が可能となる上、実装における手間も低減される。このため、発熱体を冷却するヒートパイプ１の実装が容易となり、ヒートパイプ１の活用度合いがますます高まる。
【０１６８】
（実施の形態２）
次に実施の形態２について説明する。
【０１６９】
実施の形態２では、突出部や電気配線の他のバリエーションについて説明する。
【０１７０】
図１０は、本発明の実施の形態２におけるヒートパイプの斜視図である。図１１は、本発明の実施の形態２におけるヒートパイプの斜視図である。
【０１７１】
図１０、図１１は、突出部３が電気配線４を確保するのに最低限の構成を持っているヒートパイプを示している。
【０１７２】
実施の形態１においては、電気配線４は、突出部３の表面や内面に形成される。突出部３は、上部板１０、下部板１１、中間板１２の少なくとも一つにより形成される。ここで、上部板１０、下部板１１、中間板１２は、非常に薄い金属板や樹脂板で形成できる。あるいは、突出部３となるはみ出し部分３０のみを薄くすることも可能である。このように突出部３が薄くできれば、突出部３は、いわゆるフレキシブル基板そのものを形成できる。あるいは、突出部３が中間板１２により形成される場合には、フレキシブル基板そのもので中間板１２を形成することも考えられる。
【０１７３】
このように、突出部３がそのまま電気配線４を含んだフレキシブル基板で実現できる。
【０１７４】
図１０、図１１に示される突出部３は、電気配線４を含んだフレキシブル基板で構成されている。すなわち、突出部３は、電気配線４そのものである。このように構成された場合でも、フレキシブル基板による電気配線４は、上部板１０、下部板１１、中間板１２のいずれかの部材に相当する強度や耐久性を有する。また、電気配線４は、上部板１０、下部板１１、中間板１２のいずれかと一体であるので、耐久性も有している。
【０１７５】
加えて、突出部３が電気配線４を有するフレキシブル基板そのものであることで、余分がなく、使用におけるフレキシビリティも高い。
【０１７６】
また、本体部２の内部に電子部品５が実装される場合には、複数の中間板１２の１つにおいて内部となる部分に電子部品５が実装され、この中間板１２がはみ出し部分３０を有しており突出部３を形成する。この突出部３が電気配線４を有しており、この電気配線４が内部の電子部品５まで配線を有していることで、内部に実装された電子部品５と外部の電子回路８とが、突出部３が有する電気配線４で電気接続される。
【０１７７】
以上のように、実施の形態２におけるヒートパイプ１であれば、本体部２と一体であって使い勝手の良い電気配線４が構成できる。
【０１７８】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。
【０１７９】
実施の形態３では、突出部が複数であって、複数の突出部の少なくとも一つが、本体部２からの熱を放熱する放熱板の役割を有する場合について説明する。
【０１８０】
図１２は、本発明の実施の形態３におけるヒートパイプの斜視図である。
【０１８１】
図１２に示されるヒートパイプ１では、本体部２が方形を有しており、本体部２の側面において４つの辺から突出部３が突出している。４つの突出部３は、それぞれ上部板１０、下部板１１、中間板１２の少なくとも一つが有するはみ出し部分３０から形成される。このとき、同じ中間板１２が、４箇所のはみ出し部分３０を有することで、４つの突出部３が形成されても良く、異なる中間板１２や下部板１１に別々にはみ出し部分３０があってこれらが組み合わされることで、４つの突出部３が形成されても良い。なお、図１２のヒートパイプ１は、４つの突出部３を有しているが、突出部３は、３つでも２つでもよい。
【０１８２】
ここで、４つの突出部３は、電気配線４を有する突出部３と、電気配線を有していない突出部３ａを有する。突出部３は、電気配線４を有する。電気配線４は、実施の形態１、２で説明したように、突出部３の表面もしくは内面に形成された配線パターンや、貼り付けられたフレキシブル基板などで形成される。
【０１８３】
電気配線４は、本体部２表面や内部に実装された電子部品５と外部の電子回路８とを電気的に接続する。電気配線４を有する突出部３は、電子部品５と外部の電子回路８との間の電気配線４の物理的強度を確保する。突出部３に電気配線４が形成されていることで、電気配線４は、電子部品３と電子回路８との間で不安定な状態にならず、物理的な衝撃や熱的衝撃に対して十分な強度を発揮できる。このように、電気配線４を有する突出部３は、電気配線４の強度、耐久性をサポートする役割を有する。
【０１８４】
電気配線４を有していない突出部３ａは、電子部品３と電子回路８を電気的に接続する役割を有していない。突出部３ａは、上部板１０、下部板１１、中間板１２の少なくとも一つの部材と一体で構成される。このため、突出部３ａの素材は、これら上部板１０、下部板１１、中間板１２の少なくとも一つの部材と同じである。一般的には、上部板１０、下部板１１、中間板１２のそれぞれは同じ素材であって本体部２を形成することが多いので、突出部３ａの素材は、本体部２の素材と同じであることが多い。
【０１８５】
このため、突出部３ａは、本体部２からの熱を放熱する役割を有する。本体部２では、発熱体からの熱を受熱して気化した冷媒が拡散している。この気化した冷媒は、発熱体から奪った熱を有している。本体部２は、表面や側面を有しているので、これらの面から熱が放熱され、気化した冷媒が冷却される。このとき、突出部３ａは、本体部２とほぼ同一の素材であって、上部板１０、下部板１１および中間板１２の少なくとも一つと一体で形成されている。このため、本体部２と突出部３ａとの間には熱抵抗が少なく、本体部２からの熱は効率的に突出部３ａに伝導する。突出部３ａに伝導した熱は、突出部３ａの表面から放熱される。すなわち、突出部３ａは、本体部２の熱を（言い換えると気化した冷媒の熱を）外界に放熱する。
【０１８６】
このとき突出部３ａは、一定の表面積を有しているので、突出部３ａは、その表面から熱を放熱できる。
【０１８７】
このように、突出部３が複数ある場合には、そのうちの一部もしくは全部が、放熱を主な役割として担うことも好適である。
【０１８８】
ここで、電気配線４を有する突出部３も放熱できる。要は、所定面積の表面から熱を放熱できればよいからである。電気配線４を有する突出部３も電気配線４を有しない突出部３ａも、本体部２を形成する部材と一体であるので、本体部２の熱を放熱可能である。但し、電気配線４を有する突出部３の主な役割が、電子部品５と外部の電子回路８との電気接続であるだけである。
【０１８９】
放熱を主な役割とする突出部３ａは、図１２に示されるように突出して延伸した状態でも良いが、図１３に示されるように折り曲げられた状態でもよい。図１３は、本発明の実施の形態３におけるヒートパイプの斜視図である。
【０１９０】
図１３のヒートパイプでは、方形を有する本体部２の側面における４つの辺のそれぞれから突出部３が突出している。４つの突出部３の内、一つの突出部３のみが電気配線４を有し、残りの３つの突出部３ａは、電気配線４を有していない。電気配線４を有していない３つの突出部３ａは、放熱を主な役割とする。ここで、３つの突出部３ａは、それぞれ折り曲げられている。突出部３ａは放熱を主な役割とするが、ヒートパイプ１を実装する空間が狭小であることもありえる。このような場合には、図１２に示されるように、突出部３ａが突出したままの状態では不都合である。一方で、電気配線４を有する突出部３は、外部の電子回路８との接続の必要上、折り曲げないほうが適当である。
【０１９１】
放熱を主な役割とする突出部３ａが折り曲げられることにより、狭小空間であってもヒートパイプ１の実装が容易となる。加えて、折り曲げられていても、突出部３ａの放熱効果は損なわれない。逆に、折り曲げられることにより放熱空間が３次元的になり放熱効率が高まる効果もある。
【０１９２】
このように、突出部３の一部が、主として放熱の役割を担うヒートパイプ１であってもよい。加えて、突出部３の一部が折り曲げられており、この折り曲げられた突出部３が、高い効率で放熱してもよい。なお、電気配線４を有する突出部３が折り曲げられても良い。実装空間との兼ね合いにより、突出部３が折り曲げられる方の都合が良い場合があるからである。
【０１９３】
なお、以上は突出部３が複数である場合に、そのうちのいずれかの突出部３が主として放熱の役割を担う態様を説明したが、突出部３が物理的には一体の形状を有しているが、その一部が主として放熱の役割を担いつつ、残部が電気配線４を有する態様でもよい。
【０１９４】
なお、本体部２から複数の突出部３が突出する構造の場合には、ある突出部３は、電気配線４を有しており、ある突出部３は、放熱の役割を果たし、別の突出部３は、後述するような外部からの配線基板を支持するように、個々に異なる役割を有していても良い。
【０１９５】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４について、図１４を用いて説明する。図１４は、本発明の実施の形態４におけるヒートパイプの斜視図である。
【０１９６】
実施の形態４では、方形を有する本体部２のある辺から第１突出部３ｂが突出すると共にこの辺と略垂直の辺から第２突出部３ｃが突出する態様について説明する。
【０１９７】
ヒートパイプ１は、本体部２と第１突出部３ｂと第２突出部３ｃを有する。本体部２の構造や機能は、実施の形態１〜３で説明されたものと同様である。また、第１突出部３ｂ、第２突出部３ｃの構造や機能も、実施の形態１〜３で説明されたものと同様である。
【０１９８】
図１４における本体部２は、方形を有している。第１突出部３ｂは、本体部２の側面であって方形のある辺から突出する。第１突出部３ｂの形状は方形であっても円形であってもよい。また、他の部品への損傷を防止するために、第１突出部３ｂの角部が面取りされていることも好適である。
【０１９９】
第２突出部３ｃは、第１突出部３ｂが突出する辺と略垂直である辺から突出する。すなわち、第１突出部３ｂと第２突出部３ｃとは、相互に略垂直となっている。第１突出部３ｂと第２突出部３ｃのそれぞれは、電気配線４を有する。電気配線４は、本体部２の表面に実装された電子部品５を外部の電子回路と電気的に接続する。
【０２００】
ここで、第１突出部３ｂと第２突出部３ｃのそれぞれは、ヒートパイプ１の外部にある電気スロット５０ｂ、５０ｃのそれぞれに差し込み可能である。電気スロット５０ｂ、５０ｃは、例えばパーソナルコンピュータにあるボードスロットであり、縦と横方向それぞれの一辺ずつに電気接続可能な差込口を有している。このように、縦と横方向それぞれの一辺ずつに電気接続可能な差込口を有する電気スロットは、様々な場面で使用される。電気スロット５０ｂ、５０ｃのそれぞれは、差込を介して電子機器本体や別の電子基板との電気的な接続を可能とする。
【０２０１】
図１４に示されるヒートパイプ１のように、相互に略垂直である縦と横方向それぞれの辺から第１突出部３ｂと第２突出部３ｃが突出していると、このような縦横に位置する電気スロット５０ｂ、５０ｃへの差込が容易となる。第１突出部３ｂは、電気スロット５０ｂに差し込まれ、第２突出部３ｃは、電気スロット５０ｃに差し込まれる。
【０２０２】
このように、本体部２が相互に略垂直に突出する第１突出部３ｂと第２突出部３ｃを有していることで、縦横に位置する電気スロット５０ｂ、５０ｃに簡単に差し込むことができる。差し込まれれば、電気スロット５０ｂ、５０ｃを介して、電子部品５が、電気スロット５０ｂ、５０ｃとつながる電子回路や電子機器と確実に電気接続される。このようなヒートパイプ１によれば、高密度実装でありながら発熱体を冷却する役割と、電子機器内部での電気接続を担う役割との両立が可能である。
【０２０３】
（実施の形態５）
次に実施の形態５について説明する。図１５は、本発明の実施の形態５におけるヒートパイプの斜視図である。図１５に示されるヒートパイプ１は、複数の突出部３を有しているが、そのうちの一部の突出部３ｄに電気配線４が直接形成されているのではなく、突出部３ｄは、別体である配線基板６０を支持している。
【０２０４】
実施の形態１〜４における電気配線４は、突出部３の表面や内面に形成されている。これに対して、種々の事情から既に用意されている配線基板６０を、本体部２に実装されている電子部品５と電気接続させる必要がある。例えば、外部の電子回路８からそのまま展開している配線基板６０を、本体部２の電子部品５（あるいは電気線路６）に接続させる必要などである。
【０２０５】
このような必要性に対応する場合には、突出部３に電気配線４が形成されているよりも、別体の配線基板６０が本体部２に接続される方が適当である。この場合であっても、突出部３ｄがこの配線基板６０を支持することで、配線基板６０の強度や耐久性を確保できる。なお、図１５では、突出部５ｄは他の突出部３に比べて小さく表されているが、小さい必要があるものではない。但し、電気配線４を直接形成する場合に比べて、突出部３ｄを小さくすることが容易であるメリットがある。
【０２０６】
配線基板６０は、例えばフレキシブル基板などがあるが、これを本体部２の電気線路６と直接接続しただけでは、外部からの衝撃や熱衝撃に対して当然に弱い。しかし、突出部３ｄが、この配線基板６０を支持することで、配線基板６０は、外部からの衝撃や熱衝撃に対して強くなる。特に、突出部３ｄは、本体部２の側面から突出しているので、電気線路６と配線基板６０との接続部分となりうる本体部２の側面部分でのサポート効果が高い。このため、もっとも強度の弱くなりがちな本体部２の側面部分における強度や耐久性の問題を解決できる。
【０２０７】
図１５においては、突出部３ｄ以外に、３つの突出部３が示されているが、これらの突出部３は必須要素ではない。ただし、放熱を主な役割として、これら３つの突出部３が形成されていても良い。
【０２０８】
以上のように実施の形態５におけるヒートパイプによって、別体の配線基板が本体部に接続される場合の、強度や耐久性を確保できる。
【０２０９】
（実施の形態６）
実施の形態１〜５においては、ヒートパイプそのものについて説明した。実施の形態６においては、実施の形態１〜５で説明されたヒートパイプを使用した電子基板や電子機器について説明する。
【０２１０】
図１６は、本発明の実施の形態６における電子基板の側面図である。電子基板７０は、回路基板７１の上に、発熱体３０と電子基板７を実装している。発熱体３０は、ＣＰＵやＬＳＩなどの発熱性の高い電子部品であり、電子基板７は、ヒートパイプ１と別体の電子回路８を実装している。
【０２１１】
発熱体３０は、熱的接合材３１を介してヒートパイプ１と接している。このとき、発熱体３０は、本体部２と接している。ヒートパイプ１は、本体部２に加えて、本体部２の側面から突出する突出部３を備えており、突出部３は、電気配線４を有している。本体部２は、その表面に電子部品５を実装しており、電子部品５と電気配線４を電気的に接続する電気線路６が形成されている。なお、図１６では、本体部２の表面に電子部品５が実装されているが、本体部２の内部に電子部品５が実装されていても良い。
【０２１２】
電気配線４は、電気線路６と接続されると共に電子回路８とも接続されている。この結果、電気配線４を介して、電子部品５は、ヒートパイプ１の外部の電子回路８と電気的に接続される。
【０２１３】
以上のような構成を有する電子基板７０は、発熱体３０を冷却するヒートパイプ１を実装すると共に、ヒートパイプ１に実装された電子部品５と外部の電子回路８との電気的なやり取りも実現できる。
【０２１４】
図１７は、このような電子基板７０を格納した筐体である。図１７は、本発明の実施の形態６における電子機器の筐体の側断面図である。
【０２１５】
筐体８０は、内部空間８１を有し、この内部空間８１は、電子基板７０やヒートパイプ１を格納する。電子機器は小型化が求められているので、筐体８０の内部空間８１も非常に狭小であり、実装余裕度が小さいことがほとんどである。このため、ヒートパイプ１の本体部２の表面や内部に様々な電子部品５を実装する必要が生じる。例えば、ヒートパイプ１の動作状態を検出するための温度センサーや感熱センサーなどの実装が必要な場合である。これらの電子部品５は、外部の電子回路８との電気接続が必要であるが、内部空間８１が狭小であると、金属線やフレキシブル基板などのように宙づりになる配線の実装余地が小さい。実装余地が小さいので、工程上の手間も要する。加えて、内部空間８１が狭小であるので、宙づりになっている配線などへの他の部品からの物理衝撃や、熱による影響が強く出やすい。
【０２１６】
このため、実施の形態１〜５で説明されたような、突出部３に電気配線４が形成されているヒートパイプ１であれば、このような狭小な内部空間８１においても問題なく格納できる。電気配線４が固定されているので、他の部品との衝突も無く、熱の影響も少ないからである。
【０２１７】
このように、ヒートパイプ１やこれを実装した電子基板７０は、小型化が必須命題である電子機器においても容易に格納でき、動作上の問題も生じさせにくい。
【０２１８】
図１８は、このような電子機器の一例を示す。図１８は、本発明の実施の形態６における電子機器の模式図である。
【０２１９】
電子機器８２は、カーテレビやパーソナルモニターなどの薄型、小型が要求される電子機器である。
【０２２０】
電子機器８２は、ディスプレイ８３、発光素子８４、スピーカ８５を備えている。この電子機器８２の内部にヒートパイプ１が格納されており、発熱体の冷却を実現する。加えて、ヒートパイプ１に実装された電子部品５と外部の電子回路８の電気的接続を確実に実現できる。
【０２２１】
このようなヒートパイプ１が使用されることにより、電子機器の小型化や薄型化を阻害せずに、発熱体の冷却が実現できる。
【０２２２】
以上、実施の形態１〜６で説明されたヒートパイプは、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
【図面の簡単な説明】
【０２２３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヒートパイプの斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における本体部を側面から見た分解図
【図３】本発明の実施の形態１における中間板の上面図
【図４】本発明の実施の形態１における本体部の側断面図
【図５】本発明の実施の形態１における本体部を示す写真
【図６】本発明の実施の形態１における本体部を側面から見た分解図
【図７】本発明の実施の形態１における本体部を側面から見た分解図
【図８】本発明の実施の形態１におけるヒートパイプの側面図
【図９】本発明の実施の形態１におけるヒートパイプを側面からみた断面図
【図１０】本発明の実施の形態２におけるヒートパイプの斜視図
【図１１】本発明の実施の形態２におけるヒートパイプの斜視図
【図１２】本発明の実施の形態３におけるヒートパイプの斜視図
【図１３】本発明の実施の形態３におけるヒートパイプの斜視図
【図１４】本発明の実施の形態４におけるヒートパイプの斜視図
【図１５】本発明の実施の形態５におけるヒートパイプの斜視図
【図１６】本発明の実施の形態６における電子基板の側面図
【図１７】本発明の実施の形態６における電子機器の筐体の側断面図
【図１８】本発明の実施の形態６における電子機器の模式図
【符号の説明】
【０２２４】
１ ヒートパイプ
２ 本体部
３ 突出部
４ 電気配線
５ 電子部品
６ 電気線路
７ 電子基板
８ 電子回路
１０ 上部板
１１ 下部板
１２ 中間板
１３ 内部貫通孔
１４ 凹部
１５ 蒸気拡散路
１６ 毛細管流路
２０ 放熱面
２１ 受熱面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
封入された冷媒の気化および凝縮によって発熱体を冷却するヒートパイプであって、
前記ヒートパイプは、
冷媒を封入する平板状の本体部と、
前記本体部の側面の一部もしくは全部から突出する突出部を備え、
前記本体部は、
平板状の上部板と、
前記上部板と対向する平板状の下部板と、
前記上部板と前記下部板との間に積層されると共に蒸気拡散路と毛細管流路を形成する単数又は複数の中間板を有し、
前記突出部は、前記上部板、前記下部板および前記中間板の少なくとも一つが、他よりもその面積が大きいことで形成され、
前記突出部は、電気配線を有するヒートパイプ。
【請求項２】
前記電気配線は、前記突出部の先端から前記本体部にかけて形成されている請求項１記載のヒートパイプ。
【請求項３】
前記電気配線は、前記突出部に形成される配線パターンを含む請求項１から２のいずれか記載のヒートパイプ。
【請求項４】
前記本体部の側面および表面の少なくとも一方は、電気線路を有し、前記電気線路は、前記電気配線と電気的に接続されている請求項１から３のいずれか記載のヒートパイプ。
【請求項５】
前記突出部は、前記本体部の異なる位置から突出する第１突出部と第２突出部を有し、
前記第１突出部および前記第２突出部の少なくとも一方は、前記ヒートパイプの外部から接続される配線基板を支持する請求項１から４のいずれか記載のヒートパイプ。
【請求項６】
前記第１突出部および前記第２突出部の少なくとも一方は、前記本体部からの熱を放熱する請求項５記載のヒートパイプ。
【請求項７】
前記本体部は方形を有しており、前記第１突出部は、前記本体部の所定の辺から突出し、前記第２突出部は、前記所定の辺と略垂直の辺から突出する請求項５から６のいずれか記載のヒートパイプ。
【請求項８】
前記中間板は、切り欠き部と内部貫通孔を有し、前記切り欠き部は前記蒸気拡散路を形成し、前記内部貫通孔は前記毛細管流路を形成し、
前記蒸気拡散路は、気化した冷媒を水平方向に拡散し、
前記毛細管流路は、凝縮した冷媒を垂直方向もしくは垂直・水平方向に還流させる請求項１から７のいずれか記載のヒートパイプ。
【請求項９】
前記中間板は複数であって、前記複数の中間板のそれぞれに設けられた前記内部貫通孔同士は、それぞれの一部のみが重なって、前記内部貫通孔の水平方向の断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路が形成される請求項８記載のヒートパイプ。
【請求項１０】
前記上部板および前記下部板のそれぞれは、前記毛細管流路および前記蒸気拡散路の少なくとも一方と連通する凹部を更に備える請求項１から９のいずれか記載のヒートパイプ。
【請求項１１】
前記本体部には電子部品が実装され、前記電気配線は、前記電子部品と電気的に接続される請求項１から１０のいずれか記載のヒートパイプ。
【請求項１２】
平板状の上部板と、
前記上部板と対向する平板状の下部板と、
前記上部板と前記下部板の間に積層されると共に切り欠き部と内部貫通孔を有する単数又は複数の中間板と、が接合されて本体部が形成され、
前記切り欠き部により、気化した冷媒を水平方向に拡散する蒸気拡散路が形成され、
前記内部貫通孔により、凝縮した冷媒を垂直もしくは垂直・水平方向に還流させる毛細管流路が形成され、
前記上部板、前記下部板および前記中間板の少なくとも一つが他よりもその面積が大きく、前記本体部の側面から突出する突出部が形成され、
前記突出部に電気配線が形成される、ヒートパイプの製造方法。
【請求項１３】
請求項１から１０のいずれか記載のヒートパイプと、
前記本体部に実装される電子部品と、
前記電気配線を介して前記電子部品と電気的に接続される電子回路と、を備える電子基板。
【請求項１】
封入された冷媒の気化および凝縮によって発熱体を冷却するヒートパイプであって、
前記ヒートパイプは、
冷媒を封入する平板状の本体部と、
前記本体部の側面の一部もしくは全部から突出する突出部を備え、
前記本体部は、
平板状の上部板と、
前記上部板と対向する平板状の下部板と、
前記上部板と前記下部板との間に積層されると共に蒸気拡散路と毛細管流路を形成する単数又は複数の中間板を有し、
前記突出部は、前記上部板、前記下部板および前記中間板の少なくとも一つが、他よりもその面積が大きいことで形成され、
前記突出部は、電気配線を有するヒートパイプ。
【請求項２】
前記電気配線は、前記突出部の先端から前記本体部にかけて形成されている請求項１記載のヒートパイプ。
【請求項３】
前記電気配線は、前記突出部に形成される配線パターンを含む請求項１から２のいずれか記載のヒートパイプ。
【請求項４】
前記本体部の側面および表面の少なくとも一方は、電気線路を有し、前記電気線路は、前記電気配線と電気的に接続されている請求項１から３のいずれか記載のヒートパイプ。
【請求項５】
前記突出部は、前記本体部の異なる位置から突出する第１突出部と第２突出部を有し、
前記第１突出部および前記第２突出部の少なくとも一方は、前記ヒートパイプの外部から接続される配線基板を支持する請求項１から４のいずれか記載のヒートパイプ。
【請求項６】
前記第１突出部および前記第２突出部の少なくとも一方は、前記本体部からの熱を放熱する請求項５記載のヒートパイプ。
【請求項７】
前記本体部は方形を有しており、前記第１突出部は、前記本体部の所定の辺から突出し、前記第２突出部は、前記所定の辺と略垂直の辺から突出する請求項５から６のいずれか記載のヒートパイプ。
【請求項８】
前記中間板は、切り欠き部と内部貫通孔を有し、前記切り欠き部は前記蒸気拡散路を形成し、前記内部貫通孔は前記毛細管流路を形成し、
前記蒸気拡散路は、気化した冷媒を水平方向に拡散し、
前記毛細管流路は、凝縮した冷媒を垂直方向もしくは垂直・水平方向に還流させる請求項１から７のいずれか記載のヒートパイプ。
【請求項９】
前記中間板は複数であって、前記複数の中間板のそれぞれに設けられた前記内部貫通孔同士は、それぞれの一部のみが重なって、前記内部貫通孔の水平方向の断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路が形成される請求項８記載のヒートパイプ。
【請求項１０】
前記上部板および前記下部板のそれぞれは、前記毛細管流路および前記蒸気拡散路の少なくとも一方と連通する凹部を更に備える請求項１から９のいずれか記載のヒートパイプ。
【請求項１１】
前記本体部には電子部品が実装され、前記電気配線は、前記電子部品と電気的に接続される請求項１から１０のいずれか記載のヒートパイプ。
【請求項１２】
平板状の上部板と、
前記上部板と対向する平板状の下部板と、
前記上部板と前記下部板の間に積層されると共に切り欠き部と内部貫通孔を有する単数又は複数の中間板と、が接合されて本体部が形成され、
前記切り欠き部により、気化した冷媒を水平方向に拡散する蒸気拡散路が形成され、
前記内部貫通孔により、凝縮した冷媒を垂直もしくは垂直・水平方向に還流させる毛細管流路が形成され、
前記上部板、前記下部板および前記中間板の少なくとも一つが他よりもその面積が大きく、前記本体部の側面から突出する突出部が形成され、
前記突出部に電気配線が形成される、ヒートパイプの製造方法。
【請求項１３】
請求項１から１０のいずれか記載のヒートパイプと、
前記本体部に実装される電子部品と、
前記電気配線を介して前記電子部品と電気的に接続される電子回路と、を備える電子基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−２６６９４１（Ｐ２００９−２６６９４１Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１２５６４（Ｐ２００８−１１２５６４）
【出願日】平成２０年４月２３日（２００８．４．２３）
【出願人】（５９１２４５１４１）株式会社渕上ミクロ (26)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２３日（２００８．４．２３）
【出願人】（５９１２４５１４１）株式会社渕上ミクロ (26)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]