ヒートパイプの製造方法
【課題】内部のウィック構造が押圧されて損壊するのを防止する。
【解決手段】管体１及びウィック構造体２を準備するステップと、管体１内にウィック構造体２を配置し、管体１内を真空にして作動流体を充填するステップと、管体１を封止するステップと、からなる。以上の工程により、管体を湾曲したり、押圧したりすることによってヒートパイプ内部のウィック構造が損壊するのを防止することができ、ヒートパイプの薄型化を実現できる。また、ヒートパイプを製造するときの融通性及び良品率を高めることができる。
【解決手段】管体１及びウィック構造体２を準備するステップと、管体１内にウィック構造体２を配置し、管体１内を真空にして作動流体を充填するステップと、管体１を封止するステップと、からなる。以上の工程により、管体を湾曲したり、押圧したりすることによってヒートパイプ内部のウィック構造が損壊するのを防止することができ、ヒートパイプの薄型化を実現できる。また、ヒートパイプを製造するときの融通性及び良品率を高めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートパイプの製造方法に関し、特に、ヒートパイプの管体外部において、予めウィック構造体を加工成形した後、ヒートパイプ内に配置することにより、ヒートパイプの良品率を向上させることができる上、ヒートパイプの薄型化を実現することができるヒートパイプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子素子の演算速度が高速化するにつれ、電子素子から発生する熱も多くなっている。過大な熱を即座に排除できない場合、ＣＰＵの安定性が重大な影響を受ける。そこで、発熱電子素子の放熱を行う必要がある。
【０００３】
従来技術において、最も一般的な電子素子の放熱方法は、放熱器を用いるものである。初期の放熱器は、アルミニウム材料が押出一体成形されたものであり、基板と、基板の一方の側面から延伸する複数の放熱フィンと、を具える。放熱器は、発熱電子素子上に貼設される。また、放熱器上にファンが配置されることにより、放熱の補助が行われる。
【０００４】
しかし、電子素子の発熱量が大幅に増大するにつれ、上述の従来の放熱器では、放熱要求を満たすのが困難になっている。そこで、業者は、放熱器の放熱面積を増大させることにより、放熱器の放熱能力を高めている。しかし、放熱面積を増大させるということは、放熱器全体の体積も増大するため、占有空間及び重量も大幅に増加してしまう。即ち、電子装置の軽薄短小化に反するため、近年益々高まる放熱要求を満たすのが困難になる。
【０００５】
そのために、業界においては、ヒートパイプを熱伝導部材とし、ヒートパイプを放熱フィン中に貫設した放熱器が用いられている。ヒートパイプにより、まず、ヒートパイプ内部に充填された低沸点の作動流体が発熱電子素子（蒸発部）の熱を吸収して蒸発し、熱を放熱フィンに移動させる。次に、熱は、放熱フィン（凝縮部）に伝達される。また、放熱フィンに伝達された熱は、放熱ファンにより、空気中に放出される。以上の構造により、電子素子の放熱が行われる。
【０００６】
従来のヒートパイプの製造方法は、まず、中空管体内に金属粉末が充填される。次に、金属粉末が焼結されることにより、中空管体の内壁にウィック構造層が形成される。次に、管体内が真空状態にされ、作動流体が充填された後、封止される。
【０００７】
電子装置の薄型化を実現するためには、ヒートパイプも薄型化する必要がある。薄型ヒートパイプを製作するためには、ヒートパイプ内に金属粉末を充填して焼結した後、ヒートパイプを押圧して扁平状にする必要がある。また、その後、ヒートパイプ内に作動流体を充填し、最後にヒートパイプを封止する。或いは、予め、ヒートパイプを押圧して扁平状にした後、金属粉末を充填して焼結作業を行う。しかし、管体内部に形成されるチャンバ空間は、極めて狭いため、金属粉末を充填する作業が困難となる。さらに、ヒートパイプ内部の蒸気通路が極めて狭いため、作動流体の循環効率に影響を及ぼす。即ち、上述の従来の薄型ヒートパイプの製造方法には、以下（１）〜（３）に示す欠点がある。
【０００８】
（１）ヒートパイプを薄型に加工する難度が高い。
（２）ヒートパイプ内のウィック構造が損壊しやすい。
（３）製造コストが高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−９１１７２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の主な目的は、ヒートパイプの製造過程において、内部のウィック構造が押圧されて損壊するのを防止することができるヒートパイプの製造方法を提供することにある。
本発明のもう１つの目的は、薄型ヒートパイプを製造することができるヒートパイプの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するために、本発明のヒートパイプの製造方法は、管体及びウィック構造体を準備するステップと、管体内にウィック構造体を配置して、管体内を真空にして作動流体を充填するステップと、管体を封止するステップと、からなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のヒートパイプの製造方法により、ヒートパイプを加工するとき、内部のウィック構造が損壊する問題を解決することができる上、薄型ヒートパイプの製造を簡素化することができる。さらに、従来のヒートパイプの製造方法における、加工時に損壊しやすく、製造コストが高いという問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態によるヒートパイプの製造方法を示すフロー図である。
【図２】本発明の第２実施形態によるヒートパイプの製造方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の第３実施形態によるヒートパイプの製造方法を示すフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態によるヒートパイプを示す分解斜視図である。
【図５】本発明のもう１つの実施形態によるヒートパイプを示す分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態によるヒートパイプのウィック構造を示す斜視図である。
【図７】本発明のもう１つの実施形態によるヒートパイプのウィック構造を示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態によるヒートパイプの製造方法を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態によるヒートパイプの製造方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の目的、特徴および効果を示す実施形態を図面に沿って詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１を参照する。図１は、本発明の第１実施形態によるヒートパイプの製造方法を示すフロー図である。図１に示すように、本発明の第１実施形態によるヒートパイプの製造方法は、以下Ｓ１〜Ｓ３のステップからなる。
【００１６】
Ｓ１：管体及びウィック構造体を準備する。
【００１７】
Ｓ１において、金属中空管である管体１と、金属粉末を焼結して成形されたウィック構造体２と、を準備する。管体１は、銅材料又はアルミニウム材料などの熱伝導性に優れた材料からなる。本発明の第１実施形態において、管体１は、扁平状である。ウィック構造体２は、網状体（図５参照）又は粉末焼結体（図４参照）である。また、ウィック構造体２は、銅粉末又はアルミニウム粉末からなる。ウィック構造体２は、管体１の中空部分の形状に対応して円筒状（図６参照）又は扁平状（図４及び図５参照）でもよい。また、ウィック構造体２上には、溝部２１を設けてもよい（図７参照）。
【００１８】
Ｓ２：管体内にウィック構造体を配置して後、管体内を真空にして作動流体を充填する。
【００１９】
Ｓ２において、対応する管体１内にウィック構造体２を配置する。ウィック構造体２と管体１とは、緊密に組み合わされる。その後、管体１内を真空にし、作動流体を充填する。
【００２０】
Ｓ３：管体を封止する。
【００２１】
管体１内を真空にし、作動流体を充填する作業を行った後、Ｓ３において、管体１の開放端部を封止する。
【００２２】
（第２実施形態）
図２を参照する。図２は、本発明の第２実施形態によるヒートパイプの製造方法を示すフロー図である。図２に示すように、本発明の第２実施形態によるヒートパイプの製造方法は、以下Ｓ１〜Ｓ３のステップからなる。
【００２３】
Ｓ１：管体及びウィック構造体を準備する。
【００２４】
Ｓ２：管体内にウィック構造体を配置し、管体内を真空にして作動流体を充填する。
【００２５】
Ｓ３：管体を封止する。
【００２６】
前述のＳ１〜Ｓ３は、第１実施形態と同一であるため、ここでは、詳しく述べない。本発明の第２実施形態においては、Ｓ３の管体１を封止する前にＳ４を行う。
【００２７】
Ｓ４：管体に対し、熱処理を行う。
【００２８】
Ｓ４において、管体１内にウィック構造体２を配置した後、熱処理を行うことにより、ウィック構造体２と管体１との密着性を高める。熱処理は、拡散接合であり、加熱することにより、ウィック構造体２と管体１とを一体に接合し、両者間の隙間をなくす。
【００２９】
（第３実施形態）
図３を参照する。図３は、本発明の第３実施形態によるヒートパイプの製造方法を示すフロー図である。図３に示すように、本発明の第３実施形態によるヒートパイプの製造方法は、以下Ｓ１〜Ｓ３のステップを含む。
【００３０】
Ｓ１：管体及びウィック構造体を準備する。
【００３１】
Ｓ２：管体内にウィック構造体を配置し、管体内を真空にして作動流体を充填する。
【００３２】
Ｓ３：管体を封止する。
【００３３】
前述のＳ１〜Ｓ３は、第１実施形態と同一であるため、ここでは、詳しく述べない。本発明の第３実施形態においては、Ｓ２の管体内にウィック構造体を配置する上、管体内を真空にして作動流体を充填する前にＳ５を行う。
【００３４】
Ｓ５：管体を押圧して扁平状に成形する。
【００３５】
薄型ヒートパイプを製造する場合、Ｓ５において、管体１を押圧することにより、管体１を扁平状にする。本発明の第３実施形態において、管体１の押圧は、プレス加工によって行われるが、これのみに限定されない（図８及び図９参照）。
【符号の説明】
【００３６】
１ 管体
２ ウィック構造体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートパイプの製造方法に関し、特に、ヒートパイプの管体外部において、予めウィック構造体を加工成形した後、ヒートパイプ内に配置することにより、ヒートパイプの良品率を向上させることができる上、ヒートパイプの薄型化を実現することができるヒートパイプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子素子の演算速度が高速化するにつれ、電子素子から発生する熱も多くなっている。過大な熱を即座に排除できない場合、ＣＰＵの安定性が重大な影響を受ける。そこで、発熱電子素子の放熱を行う必要がある。
【０００３】
従来技術において、最も一般的な電子素子の放熱方法は、放熱器を用いるものである。初期の放熱器は、アルミニウム材料が押出一体成形されたものであり、基板と、基板の一方の側面から延伸する複数の放熱フィンと、を具える。放熱器は、発熱電子素子上に貼設される。また、放熱器上にファンが配置されることにより、放熱の補助が行われる。
【０００４】
しかし、電子素子の発熱量が大幅に増大するにつれ、上述の従来の放熱器では、放熱要求を満たすのが困難になっている。そこで、業者は、放熱器の放熱面積を増大させることにより、放熱器の放熱能力を高めている。しかし、放熱面積を増大させるということは、放熱器全体の体積も増大するため、占有空間及び重量も大幅に増加してしまう。即ち、電子装置の軽薄短小化に反するため、近年益々高まる放熱要求を満たすのが困難になる。
【０００５】
そのために、業界においては、ヒートパイプを熱伝導部材とし、ヒートパイプを放熱フィン中に貫設した放熱器が用いられている。ヒートパイプにより、まず、ヒートパイプ内部に充填された低沸点の作動流体が発熱電子素子（蒸発部）の熱を吸収して蒸発し、熱を放熱フィンに移動させる。次に、熱は、放熱フィン（凝縮部）に伝達される。また、放熱フィンに伝達された熱は、放熱ファンにより、空気中に放出される。以上の構造により、電子素子の放熱が行われる。
【０００６】
従来のヒートパイプの製造方法は、まず、中空管体内に金属粉末が充填される。次に、金属粉末が焼結されることにより、中空管体の内壁にウィック構造層が形成される。次に、管体内が真空状態にされ、作動流体が充填された後、封止される。
【０００７】
電子装置の薄型化を実現するためには、ヒートパイプも薄型化する必要がある。薄型ヒートパイプを製作するためには、ヒートパイプ内に金属粉末を充填して焼結した後、ヒートパイプを押圧して扁平状にする必要がある。また、その後、ヒートパイプ内に作動流体を充填し、最後にヒートパイプを封止する。或いは、予め、ヒートパイプを押圧して扁平状にした後、金属粉末を充填して焼結作業を行う。しかし、管体内部に形成されるチャンバ空間は、極めて狭いため、金属粉末を充填する作業が困難となる。さらに、ヒートパイプ内部の蒸気通路が極めて狭いため、作動流体の循環効率に影響を及ぼす。即ち、上述の従来の薄型ヒートパイプの製造方法には、以下（１）〜（３）に示す欠点がある。
【０００８】
（１）ヒートパイプを薄型に加工する難度が高い。
（２）ヒートパイプ内のウィック構造が損壊しやすい。
（３）製造コストが高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−９１１７２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の主な目的は、ヒートパイプの製造過程において、内部のウィック構造が押圧されて損壊するのを防止することができるヒートパイプの製造方法を提供することにある。
本発明のもう１つの目的は、薄型ヒートパイプを製造することができるヒートパイプの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するために、本発明のヒートパイプの製造方法は、管体及びウィック構造体を準備するステップと、管体内にウィック構造体を配置して、管体内を真空にして作動流体を充填するステップと、管体を封止するステップと、からなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のヒートパイプの製造方法により、ヒートパイプを加工するとき、内部のウィック構造が損壊する問題を解決することができる上、薄型ヒートパイプの製造を簡素化することができる。さらに、従来のヒートパイプの製造方法における、加工時に損壊しやすく、製造コストが高いという問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態によるヒートパイプの製造方法を示すフロー図である。
【図２】本発明の第２実施形態によるヒートパイプの製造方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の第３実施形態によるヒートパイプの製造方法を示すフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態によるヒートパイプを示す分解斜視図である。
【図５】本発明のもう１つの実施形態によるヒートパイプを示す分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態によるヒートパイプのウィック構造を示す斜視図である。
【図７】本発明のもう１つの実施形態によるヒートパイプのウィック構造を示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態によるヒートパイプの製造方法を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態によるヒートパイプの製造方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の目的、特徴および効果を示す実施形態を図面に沿って詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１を参照する。図１は、本発明の第１実施形態によるヒートパイプの製造方法を示すフロー図である。図１に示すように、本発明の第１実施形態によるヒートパイプの製造方法は、以下Ｓ１〜Ｓ３のステップからなる。
【００１６】
Ｓ１：管体及びウィック構造体を準備する。
【００１７】
Ｓ１において、金属中空管である管体１と、金属粉末を焼結して成形されたウィック構造体２と、を準備する。管体１は、銅材料又はアルミニウム材料などの熱伝導性に優れた材料からなる。本発明の第１実施形態において、管体１は、扁平状である。ウィック構造体２は、網状体（図５参照）又は粉末焼結体（図４参照）である。また、ウィック構造体２は、銅粉末又はアルミニウム粉末からなる。ウィック構造体２は、管体１の中空部分の形状に対応して円筒状（図６参照）又は扁平状（図４及び図５参照）でもよい。また、ウィック構造体２上には、溝部２１を設けてもよい（図７参照）。
【００１８】
Ｓ２：管体内にウィック構造体を配置して後、管体内を真空にして作動流体を充填する。
【００１９】
Ｓ２において、対応する管体１内にウィック構造体２を配置する。ウィック構造体２と管体１とは、緊密に組み合わされる。その後、管体１内を真空にし、作動流体を充填する。
【００２０】
Ｓ３：管体を封止する。
【００２１】
管体１内を真空にし、作動流体を充填する作業を行った後、Ｓ３において、管体１の開放端部を封止する。
【００２２】
（第２実施形態）
図２を参照する。図２は、本発明の第２実施形態によるヒートパイプの製造方法を示すフロー図である。図２に示すように、本発明の第２実施形態によるヒートパイプの製造方法は、以下Ｓ１〜Ｓ３のステップからなる。
【００２３】
Ｓ１：管体及びウィック構造体を準備する。
【００２４】
Ｓ２：管体内にウィック構造体を配置し、管体内を真空にして作動流体を充填する。
【００２５】
Ｓ３：管体を封止する。
【００２６】
前述のＳ１〜Ｓ３は、第１実施形態と同一であるため、ここでは、詳しく述べない。本発明の第２実施形態においては、Ｓ３の管体１を封止する前にＳ４を行う。
【００２７】
Ｓ４：管体に対し、熱処理を行う。
【００２８】
Ｓ４において、管体１内にウィック構造体２を配置した後、熱処理を行うことにより、ウィック構造体２と管体１との密着性を高める。熱処理は、拡散接合であり、加熱することにより、ウィック構造体２と管体１とを一体に接合し、両者間の隙間をなくす。
【００２９】
（第３実施形態）
図３を参照する。図３は、本発明の第３実施形態によるヒートパイプの製造方法を示すフロー図である。図３に示すように、本発明の第３実施形態によるヒートパイプの製造方法は、以下Ｓ１〜Ｓ３のステップを含む。
【００３０】
Ｓ１：管体及びウィック構造体を準備する。
【００３１】
Ｓ２：管体内にウィック構造体を配置し、管体内を真空にして作動流体を充填する。
【００３２】
Ｓ３：管体を封止する。
【００３３】
前述のＳ１〜Ｓ３は、第１実施形態と同一であるため、ここでは、詳しく述べない。本発明の第３実施形態においては、Ｓ２の管体内にウィック構造体を配置する上、管体内を真空にして作動流体を充填する前にＳ５を行う。
【００３４】
Ｓ５：管体を押圧して扁平状に成形する。
【００３５】
薄型ヒートパイプを製造する場合、Ｓ５において、管体１を押圧することにより、管体１を扁平状にする。本発明の第３実施形態において、管体１の押圧は、プレス加工によって行われるが、これのみに限定されない（図８及び図９参照）。
【符号の説明】
【００３６】
１ 管体
２ ウィック構造体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体及びウィック構造体を準備するステップと、
前記管体内に前記ウィック構造体を配置し、前記管体内を真空にして作動流体を充填するステップと、
前記管体を封止するステップと、
からなることを特徴とするヒートパイプの製造方法。
【請求項２】
前記ウィック構造は、網状体であることを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項３】
前記ウィック構造は、粉末焼結体であることを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項４】
前記粉末焼結体は、銅粉末又はアルミニウム粉末からなることを特徴とする請求項３に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項５】
前記管体は、扁平状であることを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項６】
前記管体を封止するステップの前に、前記管体に対し、熱処理を行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項７】
前記熱処理は、拡散接合により、前記ウィック構造体と前記管体とを緊密に接合するものであることを特徴とする請求項６に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項８】
前記管体内に前記ウィック構造体を配置するステップの前に、前記管体を押圧して扁平状に成形するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項９】
前記管体を押圧して扁平状にするステップは、プレス加工によって行われることを特徴とする請求項８に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項１】
管体及びウィック構造体を準備するステップと、
前記管体内に前記ウィック構造体を配置し、前記管体内を真空にして作動流体を充填するステップと、
前記管体を封止するステップと、
からなることを特徴とするヒートパイプの製造方法。
【請求項２】
前記ウィック構造は、網状体であることを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項３】
前記ウィック構造は、粉末焼結体であることを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項４】
前記粉末焼結体は、銅粉末又はアルミニウム粉末からなることを特徴とする請求項３に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項５】
前記管体は、扁平状であることを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項６】
前記管体を封止するステップの前に、前記管体に対し、熱処理を行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項７】
前記熱処理は、拡散接合により、前記ウィック構造体と前記管体とを緊密に接合するものであることを特徴とする請求項６に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項８】
前記管体内に前記ウィック構造体を配置するステップの前に、前記管体を押圧して扁平状に成形するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項９】
前記管体を押圧して扁平状にするステップは、プレス加工によって行われることを特徴とする請求項８に記載のヒートパイプの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４７１１４（Ｐ２０１２−２４７１１４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１８４５９（Ｐ２０１１−１１８４５９）
【出願日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【出願人】（５０４１１５３０１）奇▲こう▼科技股▲ふん▼有限公司 (82)
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【出願人】（５０４１１５３０１）奇▲こう▼科技股▲ふん▼有限公司 (82)
[ Back to top ]