冷却装置、この冷却装置を有する回路モジュールおよび電子機器
【課題】本発明は、半導体パッケージのような発熱体の熱を効率良く冷媒に伝えることができ、発熱体の冷却性能を高めることができる冷却装置の提供を目的とする。
【解決手段】冷却装置15は、半導体パッケージ7の熱を受ける受熱部20と、半導体パッケージの熱を放出する放熱部21と、これら受熱部および放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路22とを備えている。冷却装置は、受熱部と放熱部との温度差に基づいて冷媒を移動させることにより、受熱部に伝えられた発熱体の熱を放熱部に輸送する。そして、少なくとも受熱部は、その半導体パッケージに熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シート26にて構成され、この熱伝導シートが半導体パッケージに直接接している。
【解決手段】冷却装置15は、半導体パッケージ7の熱を受ける受熱部20と、半導体パッケージの熱を放出する放熱部21と、これら受熱部および放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路22とを備えている。冷却装置は、受熱部と放熱部との温度差に基づいて冷媒を移動させることにより、受熱部に伝えられた発熱体の熱を放熱部に輸送する。そして、少なくとも受熱部は、その半導体パッケージに熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シート26にて構成され、この熱伝導シートが半導体パッケージに直接接している。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば発熱する半導体パッケージを冷却する際に用いる冷却装置、この冷却装置を有する回路モジュールならびに回路モジュールを搭載したポータブルコンピュータのような電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポータブルコンピュータのような電子機器は、文字、音声および画像のような多用のマルチメディア情報を処理するためのMPU(Micro Processing Unit)を装備している。この種のMPUは、処理速度の高速化や多機能化に伴って消費電力が増加の一途を辿り、動作中の発熱量もこれに比例して急速に増加する傾向にある。
【０００３】そのため、MPUの安定した動作を保証するためには、MPUの放熱性を高める必要があり、それ故、ヒートパイプやヒートシンクのような様々な放熱・冷却手段が必要不可欠な存在となる。
【０００４】従来のヒートパイプおよびヒートシンクは、アルミニウム合金のような硬質な金属材料にて構成されているので、これをMPUに直接重ね合わせてもMPUとの密着性を充分に確保することができない。そのため、従来では、MPUとヒートパイプおよびヒートシンクとの間に柔軟な熱伝導シートを挟み込んだり、熱伝導性のペースト剤を充填することが行われている。
【０００５】熱伝導シートは、熱伝導率の高い柔軟なゴム状弾性体にて構成されており、MPUとヒートシンクとを熱的に接続する際に、その表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するようになっている。この結果、MPUとヒートパイプおよびヒートシンクとの熱接続部分の熱抵抗が軽減され、MPUの熱をヒートパイプやヒートシンクに効率良く伝えることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、MPUの熱を受けるヒートパイプは、冷媒が封入された金属製の外管を有するので、MPUの熱は、熱伝導シートを介して外管に伝えられた後、この外管内の冷媒に伝えられる。
【０００７】この従来の熱接続によると、MPUと冷媒との間に外管および熱伝導シートが介在されるので、これら外管や熱伝導シートの熱伝導率を高めたとしても、上記熱伝導シートのような介在物による伝熱ロスは防ぎようがなく、結果としてMPUからヒートパイプに伝えることができる熱量に限界が生じてくる。
【０００８】近い将来、ポータブルコンピュータ用のMPUは、更なる消費電力の増加が予想され、それに伴いMPUの発熱量も飛躍的な増加が見込まれる。したがって、従来の熱伝導シートを用いた熱接続構造では、MPUの冷却性能が不足したり限界に達することが懸念され、近年のMPUの発熱量増大を鑑みた時に、いち早く改善すべき重要な事項となっている。
【０００９】本発明は、このような事情にもとづいてなされたもので、回路部品のような発熱体の熱を効率良く冷媒に伝えることができ、発熱体の冷却性能を高めることができる冷却装置、冷却装置を有する回路モジュールおよび電子機器の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明の冷却装置は、発熱体の熱を受ける受熱部と、発熱体の熱を放出する放熱部と、これら受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記少なくとも受熱部は、上記発熱体に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成されていることを特徴としている。
【００１１】上記目的を達成するため、請求項５に係る本発明の冷却装置は、発熱体の熱を受ける受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を循環させる循環経路とを含み、上記少なくとも受熱部は、上記発熱体に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成されていることを特徴としている。
【００１２】上記目的を達成するため、請求項１４に係る本発明の電子機器は、発熱体を内蔵する筐体と、上記発熱体の熱を受ける受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記受熱部に移された発熱体の熱を上記冷媒の移動により上記放熱部に輸送する冷却ユニットと、を備えている。そして、上記冷却ユニットの少なくとも受熱部は、上記発熱体に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成されていることを特徴としている。
【００１３】このような構成によれば、熱伝導シートは、柔軟で、しかも弾性を有するので、発熱体に対しその表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するように密着する。そのため、受熱部を発熱体に直に接触せることができ、それ故、発熱体と冷媒との間に介在される介在物が熱伝導シートのみとなって、発熱体から熱伝導シートに伝えられた熱の全てをそのまま冷媒に伝えることができる。
【００１４】よって、発熱体から冷媒に至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えることができ、発熱体の熱を効率良く冷媒に伝えることができる。
【００１５】また、上記目的を達成するため、請求項８に係る本発明の冷却装置は、発熱体の熱を受ける受熱部と、この受熱部に熱的に接続された放熱部とを有する熱伝導性の本体と、この本体に支持され、上記放熱部に冷却風を送風するファンと、上記本体に形成され、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる冷媒通路とを具備している。そして、上記冷媒通路の少なくとも受熱部に対応する部分は、ゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成され、この熱伝導シートが上記発熱体に接していることを特徴としている。
【００１６】このような構成において、発熱体から受熱部に伝えられた熱は、放熱部への熱伝導により拡散されるとともに、受熱部から冷媒通路内の冷媒に伝えられる。また、放熱部は、ファンから送風される冷却風により強制的に空冷されるので、受熱部との間の温度差が大きくなる。このため、受熱部で加熱された冷媒は、蒸気となって冷媒通路を放熱部に向けて流れ、この放熱部での熱交換により冷却されて液体となる。この液化された冷媒は、毛細管力により冷媒通路を受熱部に戻り、再度発熱体の熱を受ける。このサイクルを繰り返すことで、発熱体の熱を受熱部から放熱部に輸送して、この放熱部からの自然空冷による拡散や冷却風の流れに乗じて効率良く放出することができる。
【００１７】上記構成によると、熱伝導シートは、柔軟で、しかも弾性を有するので、発熱体に対しその表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するように密着する。そのため、受熱部を発熱体に直に接触せることができ、それ故、発熱体と冷媒との間に介在されるのは熱伝導シートのみとなる。よって、発熱体から熱伝導シートに伝えられた熱の全てをそのまま冷媒に伝えることができ、発熱体から冷媒に至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えて、多量の熱を効率良く冷媒に伝えることができる。
【００１８】上記目的を達成するため、請求項１０に係る回路モジュールは、実装面を有する回路基板と、この回路基板の実装面に実装された発熱する回路部品と、この回路部品の熱を受ける受熱部と、上記回路部品の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記受熱部に移された回路部品の熱を上記冷媒の移動により上記放熱部に輸送する冷却ユニットとを備えている。そして、上記冷却ユニットの少なくとも受熱部は、上記回路部品に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成され、この熱伝導シートは、上記回路部品よりも大きな形状を有するとともに、この熱伝導シートのうち上記回路部品の外周囲に張り出す外周部が上記回路基板の実装面に跨って接していることを特徴としている。
【００１９】このような構成によれば、熱伝導シートは、柔軟で、しかも弾性を有するので、回路部品に対しその表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するように密着する。そのため、冷却ユニットの受熱部を回路部品に直に接触せることができ、それ故、回路部品と冷媒との間に介在される介在物が熱伝導シートのみとなって、回路部品から熱伝導シートに伝えられた熱の全てをそのまま冷媒に伝えることができる。よって、回路部品から冷媒に至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えることができ、回路部品の熱を効率良く冷媒に伝えることができる。
【００２０】また、熱伝導シートの外周部は、回路基板の実装面に跨っているので、この熱伝導シートの外周部によって回路部品から実装面までの範囲を覆うことができる。この熱伝導シートの外周部は、冷媒が回路部品の熱を受けて膨張した時に、回路部品の外周部と実装面との間の隙間を埋めるように弾性変形し、熱伝導シートが回路基板の実装面に沿って密着する。
【００２１】この結果、回路部品から回路基板に逃された熱の一部は、熱伝導シートを介して直接冷媒に伝わることになり、この回路部品の熱の多くを効率良く確実に吸収できるとともに、回路基板の温度上昇を抑えることができる。
【００２２】上記目的を達成するため、請求項１２に係る本発明の回路モジュールは、発熱する回路部品と、この回路部品の熱を受ける受熱部と、上記回路部品の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記受熱部に移された回路部品の熱を上記冷媒の移動により上記放熱部に輸送する冷却ユニットとを備えている。そして、上記冷却ユニットの受熱部は、一端に上記管路が接続される接続口を有する袋状をなすとともに、柔軟な熱伝導性のゴム状弾性体にて構成され、この受熱部が上記回路部品に押し付けられていることを特徴としている。
【００２３】このような構成によれば、袋状をなす柔軟な受熱部は、回路部品の形状に追従して滑らかに弾性変形し、この回路部品に熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するように密着する。そのため、冷却ユニットの受熱部を回路部品に直に接触せることができ、それ故、回路部品と冷媒との間に介在される介在物が熱伝導シートのみとなって、回路部品から熱伝導シートに伝えられた熱の全てをそのまま冷媒に伝えることができる。よって、回路部品から冷媒に至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えることができ、回路部品の熱を効率良く冷媒に伝えることができる。
【００２４】しかも、管路を受熱部の接続口に接続して、この管路の端部を受熱部で塞ぐことで簡単に冷媒を封入することができ、冷却ユニットの製造も容易に行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下本発明の第１の実施の形態をポータブルコンピュータに適用した図１ないし図５に基づいて説明する。
【００２６】図１に示すように、ポータブルコンピュータ１は、コンピュータ本体２と、このコンピュータ本体２に支持されたディスプレイユニット３とを備えている。
【００２７】コンピュータ本体２は、外郭となる筐体４を有している。筐体４は、底壁４ａ、上壁４ｂを有する偏平な箱状をなしており、この筐体４の上壁４ｂにキーボード５が設置されている。また、ディスプレイユニット３は、筐体４の後端部にヒンジ装置６を介して回動可能に支持されている。
【００２８】図１に示すように、筐体４の内部には、回路基板６が収容されている。回路基板６は、筐体４の底壁４ａに支持されているとともに、この底壁４ａに沿って水平に配置されている。回路基板６の上面の実装面６ａには、発熱する回路部品としてのBGA形の半導体パッケージ７が実装されている。半導体パッケージ７は、ポータブルコンピュータ１の中枢となるMPU(Micro Processing Unit)を構成するものである。
【００２９】図２に示すように、半導体パッケージ７は、矩形状のベース基板８と、このベース基板８にフリップチップ接続されたICチップ９と、このICチップ９を覆うカバープレート１０とを備えている。ベース基板８は、多数の半田ボール１１を介して回路基板６の実装面６ａに半田付けされている。ICチップ９は、処理速度の高速化や多機能化により消費電力が増加しており、それに伴いICチップ９の発熱量も冷却を必要とする程に大きなものとなっている。カバープレート１０は、熱伝導性に優れた金属材料にて構成され、スペーサ１２を介してベース基板８に固定されている。このカバープレート１０は、ベース基板８との間でICチップ９を挟み込んでいる。
【００３０】このため、ICチップ９が発熱すると、このICチップ９の熱は、カバープレート１０に伝わるとともに、ベース基板８や半田ボール１１を介して回路基板６に伝わるようになっている。
【００３１】図１に示すように、筐体４の内部には、半導体パッケージ７を冷却するための冷却装置１５が収容されている。冷却装置１５は、ヒートパイプ１６とヒートシンク１７とで構成されている。
【００３２】図４に見られるように、ヒートパイプ１６は、細長い本体１９を有している。本体１９は、例えばアルミニウム合金のような熱伝導性を有する薄肉な金属板にて構成されている。この本体１９は、長手方向に離間された受熱部２０と放熱部２１およびこれら受熱部２０と放熱部２１との間を一直線状に結ぶ管路２２とを有している。受熱部２０および放熱部２１は、管路２２よりも幅広く形成されている。この本体１９の受熱部２０および放熱部２１の平面形状は、半導体パッケージ７の平面形状と同等に設定されている。
【００３３】本体１９は、その中央部に全長に亘って延びる凹部２４を有している。凹部２４は、本体１９に絞り加工を施すことにより構成され、本体１９の受熱部２０、放熱部２１および管路２２に連続して形成されている。そして、凹部２４は、本体１９の下方に向けて開放されており、この凹部２４の外周縁部には、平坦なフランジ部２５が周方向に連続して形成されている。
【００３４】凹部２４の開放端は、柔軟な熱伝導シート２６によって塞がれている。熱伝導シート２６は、例えば高熱伝導性の充填材が添加されたゴム状弾性体にて構成されており、その厚み寸法が０．１〜１mm程度に定められている。熱伝導シート２６は、受熱部２０に対応する大きさの第１の端部２６ａと、放熱部２１に対応する大きさの第２の端部２６ｂと、管路２２に対応する大きさの中間部２６ｃとを有している。
【００３５】このため、熱伝導シート２６は、上記本体１９に合致するような外形状を有し、その長手方向に離間された第１および第２の端部２６ａ，２６ｂが中間部２６ｃよりも幅広く形成されている。そして、熱伝導シート２６は、図３の（Ａ）に見られるように、その外周部分が接着剤２７を介して本体１９のフランジ部２５に接着固定されている。
【００３６】なお、熱伝導シート２６とフランジ部２５との接合強度を高めるためには、図３の（Ｂ）に示すように、フランジ部２５の先端縁部に熱伝導シート２６の外周縁部を巻き込むように折り返されたカーリング部２８を形成し、このカーリング部２８とフランジ部２５との間で熱伝導シート２６の外周部分を挟み込むことが望ましい。
【００３７】熱伝導シート２６は、本体１９の凹部２４と協働して冷媒通路２９を構成している。冷媒通路２９は、受熱部２０、放熱部２１および管路２２上に位置されており、この冷媒通路２９に水あるいはアルコールのような液状の冷媒Rが封入されている。そのため、熱伝導シート２６は、冷媒通路２９に露出されて冷媒Rに直に触れているとともに、上記受熱部２０、放熱部２１および管路２２の外周面の一部を構成している。
【００３８】図２や図４に示すように、ヒートパイプ１６の受熱部２０は、第１の押え金具３０を介して半導体パッケージ７に押し付けられている。第１の押え金具３０は、受熱部２０や半導体パッケージ７を跨ぐ保持部３１と、この保持部３１の両端に連なるフランジ部３２ａ，３２ｂとを有し、これらフランジ部３２ａ，３２ｂが回路基板６の実装面６ａにねじ３３を介して固定されている。
【００３９】第１の押え金具３０の保持部３１は、半導体パッケージ７のカバープレート１０との間でヒートパイプ１６の受熱部２０を挟み込んでおり、この受熱部２０の外周面の一部となる熱伝導シート２６の第１の端部２６ａがカバープレート１０に押し付けられている。このため、受熱部２０の一部となる熱伝導シート２６の第１の端部２６ａは、カバープレート１０の表面に面接触されて、このカバープレート１０に熱的に接続されている。
【００４０】図１に示すように、ヒートパイプ１６の管路２２は、回路基板６の後端から後方に向けて突出されている。この管路２２に連なる放熱部２１は、管路２２の長さ分だけ受熱部２０から遠ざかっており、このヒートパイプ１６の放熱部２１に、第２の押え金具３５を介して上記ヒートシンク１７が取り付けられている。第２の押え金具３５は、放熱部２１を跨ぐ保持部３６と、この保持部３６の両端に連なるフランジ部３７ａ，３７ｂとを有し、これらフランジ部３７ａ，３７ｂがヒートシンク１７にねじ３８を介して固定されている。
【００４１】第２の押え金具３５の保持部３６は、ヒートシンク１７との間でヒートパイプ１６の放熱部２１を挟み込んでおり、この放熱部２１の外周面の一部となる熱伝導シート２６の第２の端部２６ｂがヒートシンク１７に押し付けられている。このため、放熱部２１の一部となる熱伝導シート２６の第２の端部２６ｂは、ヒートシンク１７に面接触されて、このヒートシンク１７に熱的に接続されている。
【００４２】このような構成のポータブルコンピュータ１において、半導体パッケージ７のICチップ９が発熱すると、このICチップ９の熱は、カバープレート１０を介してヒートパイプ１６の受熱部２０に伝えられる。この熱伝達により、受熱部２０内の冷媒Rが加熱されて蒸気となり、この蒸気は受熱部２０から管路２２を通じて放熱部２１に流れる。この放熱部２１は、半導体パッケージ７から遠ざかっているので、受熱部２０に比べて温度が低く、かつ内部圧力が低く保たれている。
【００４３】そのため、放熱部２１に導かれた蒸気は、ここで放熱し凝縮する。この冷媒Rの凝縮により放出された熱は、放熱部２１からヒートシンク１７への熱伝導により拡散され、このヒートシンク１７の表面から自然空冷により筐体４の内部に放出される。
【００４４】放熱部２１での熱交換により液化された冷媒Rは、毛細管力により管路２２の内面を伝わって受熱部２０に戻り、再度半導体パッケージ７の熱を受けて加熱され、蒸気となる。この冷媒Rの蒸発および凝縮の繰り返しにより、受熱部２０の熱が放熱部２１に積極的に輸送される。
【００４５】ところで、上記構成によると、ヒートパイプ１６の受熱部２０は、半導体パッケージ７のカバープレート１０と向かい合う外周部分が熱伝導シート２６によって構成されている。この熱伝導シート２６は、柔軟で、しかも弾性を有するので、熱伝導シート２６の第１の端部２６ａを半導体パッケージ７のカバープレート１０に直接接触させた場合に、この熱伝導シート２６がカバープレート１０の表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するようにカバープレート１０に密着する。
【００４６】そのため、発熱するカバープレート１０と冷媒Rとの間に介在される介在物は熱伝導シート２６のみとなり、カバープレート１０から熱伝導シート２６の第１の端部２６ａに伝えられた熱の全てをそのまま直に冷媒Rに伝えることができる。
【００４７】よって、カバープレート１０から冷媒Rに至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えることができ、カバープレート１０から冷媒Rへの熱伝導効率を飛躍的に高めることができる。
【００４８】また、熱伝導シート２６の第１の端部２６ａは、回路基板６にねじ止めされた第１の押え金具３０を介して半導体パッケージ７のカバープレート１０に押し付けられているとともに、その大部分がカバープレート１０に面接触されている。そのため、受熱部２０での熱交換により冷媒Rが膨張しても、柔軟な熱伝導シート２６の第１の端部２６ａが風船のように際限なく膨れることはなく、この熱伝導シート２６の破損を未然に防止することができる。
【００４９】それとともに、カバープレート１０からの熱伝導により受熱部２０の温度が上昇すると、冷媒Rの膨張に伴って受熱部２０の内部圧力が上昇する。そのため、熱伝導シート２６の第１の端部２６ａには、これをカバープレート１０に押し付けようとする圧力が加わり、カバープレート１０と熱伝導シート２６との密着性が高まる。よって、カバープレート１０から熱伝導シート２６への熱伝導効率がより向上するといった利点がある。
【００５０】また、ヒートパイプ１６の放熱部２１にしても、ヒートシンク１７と向かい合う外周部分が熱伝導シート２６によって構成され、この熱伝導シート２６の第２の端部２６ｂがヒートシンク１７に直に接している。このため、熱伝導シート２６がヒートシンク１７の表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するようにヒートシンク１７に密着する。
【００５１】したがって、放熱部２１からヒートシンク１７に至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えることができ、その分、放熱部２１からヒートシンク１７への熱伝導効率を飛躍的に高めることができる。
【００５２】さらに、上記構成のヒートパイプ１６によると、柔軟な熱伝導シート２６は直接冷媒通路２９に臨み、受熱部２０や放熱部２１の外周部分そのものを構成しているので、受熱部２０と半導体パッケージ７との熱接続部分および放熱部２１とヒートシンク１７との熱接続部分において、本体１９と熱伝導シート２６とが重なり合うことはなく、この本体１９の厚みに相当する分だけ上記熱接続部分の厚み寸法を小さく抑えることができる。
【００５３】この結果、大きさの限られた筐体４の内部に冷却装置１５を組み込む上で好都合となるとともに、近年の筐体４の薄形化にも無理なく対応することができる。
【００５４】なお、本発明は上記第１の実施の形態に特定されるものではなく、図６および図７に本発明の第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態は、ヒートパイプ１６の受熱部２０の構成が上記第１の実施の形態と相違しており、それ以外のヒートパイプ１６の基本的な構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００５５】図６や図７に示すように、本体１９の受熱部２０は、その凹部２４の底の中央部に熱伝導シート２６の第１の端部２６ａに向けて張り出す複数の凸部４１を有している。凸部４１は、ヒートパイプ１６の長手方向に沿って直線状に延びるリブ状をなすとともに、受熱部２０の幅方向に間隔を存して互いに平行に配置されている。
【００５６】凸部４１の先端は、平坦な支持部４２をなしている。支持部４２は、凹部２４の開放端に位置されているとともに、この凹部２４に連なるフランジ部２５と同一面上に位置されている。そのため、支持部４２は、熱伝導シート２６の第１の端部２６ａの中央部に接しており、この第１の端部２６ａを冷媒通路２９の方向から支えている。
【００５７】このような構成によると、受熱部２０に臨む熱伝導シート２６の第１の端部２６ａは、その外周部ばかりでなく、この外周部で囲まれた中央部においても支持部４２によって支えられるので、第１の端部２６ａの中央部が冷媒通路２９に入り込むように凹むことはない。
【００５８】すなわち、半導体パッケージ７が大きくなるに従い、この半導体パッケージ７のカバープレート１０も大形化するので、効率の良い熱伝導を実現するためには、カバープレート１０に接する熱伝導シート２６の第１の端部２６ａの面積を広げる必要がある。
【００５９】この際、柔軟な熱伝導シート２６の第１の端部２６ａを、その外周部のみで本体１９のフランジ部２５に固定すると、この熱伝導シート２６の第１の端部２６ａをカバープレート１０に押し付けた時に、第１の端部２６ａの中央部分が凹む虞があり得る。そのため、熱伝導シート２６の第１の端部２６ａとカバープレート１０との間に隙間が生じ、これら両者の密着性が損なわれてしまう。
【００６０】しかるに、上記第２の実施の形態のように、熱伝導シート２６の第１の端部２６ａの中央部を冷媒通路２９の方向から複数の支持部４２で支えるようにすれば、たとえ熱伝導シート２６とカバープレート１０との接触面積が広げられても、この第１の端部２６ａの中央部を支持部４２とカバープレート１０とで挟み込むことができる。そのため、第１の端部２６ａの中央部とカバープレート１０との密着性を充分に確保することができ、カバープレート１０から冷媒Rへの熱伝導効率を高めることができる。
【００６１】なお、上記凸部４１は、本体１９の受熱部２０ばかりでなく放熱部２１にも形成し、熱伝導シート２６の第２の端部２６ｂの中央部とヒートシンク１７との密着性を確保するようにしても良い。
【００６２】図８は、本発明の第３の実施の形態を開示している。
【００６３】この第３の実施の形態は、ヒートパイプ１６を用いて半導体パッケージ７の熱を受ける回路基板６も同時に冷却するようにしたものであり、ヒートパイプ１６の基本的な構成は、上記第１の実施の形態と同様である。そのため、第３の実施の形態において、第１の実施の形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００６４】図８の（Ａ）に示すように、ヒートパイプ１６の受熱部２０は、回路基板６上の半導体パッケージ７を遥かに上回るような大きさを有している。具体的には、半導体パッケージ７に接する熱伝導シート２６の第１の端部２６ａは、半導体パッケージ７のカバープレート１０に対応する大きさの中央部５１と、この中央部５１から半導体パッケージ７の周囲に張り出す外周部５２とを有している。
【００６５】また、本体１９の凹部２４の底には、冷媒通路２９に向けて突出する複数の凸部５３が形成されている。凸部５３の先端は、平坦な支持部５４をなしており、この支持部５４は、熱伝導シート２６の中央部５１と向かい合っている。
【００６６】このような構成において、ヒートパイプ１６の受熱部２０を半導体パッケージ７や回路基板６に熱的に接続するには、熱伝導シート２６の中央部５１を半導体パッケージ７のカバープレ−ト１０に重ね合わせ、この状態で受熱部２０を第１の押え金具３０を介して回路基板６に固定する。
【００６７】すると、図８の（Ｂ）に見られるように、受熱部２０が第１の押え金具３０の保持部３１と回路基板１０との間で挟み込まれ、熱伝導シート２６の第１の端部２６ａが半導体パッケージ７の厚み寸法に応じて上向きに弾性変形する。これにより、凹部２４の底から突出する凸部５３の支持部５４が熱伝導シート２６の中央部５１に接触し、この中央部５１をカバープレート１０との間で挟み込む。そのため、熱伝導シート２６の中央部５１がカバープレート１０に密着し、このカバープレート１０に熱的に接続される。
【００６８】また、熱伝導シート２６の外周部５２にあっては、その先端縁部が回路基板６の実装面６ａに押し付けられるとともに、この外周部５２の先端縁部を除いた部分が実装面６ａと向かい合う。
【００６９】したがって、受熱部２０は、その熱伝導シート２６の第１の端部２６ａで半導体パッケージ７から回路基板６の実装面６ａまでを包み込んだ状態で回路基板６上に固定されることになる。
【００７０】半導体パッケージ７のICチップ９が発熱すると、このICチップ９の熱は、カバープレート１０を介して熱伝導シート２６の第１の端部２６ａに伝えられ、受熱部２０内の冷媒Rが加熱されて膨張する。すると、図８の（Ｂ）に矢印で示すように、柔軟な熱伝導シート２６の外周部５２にこれを回路基板６に向けて押圧するような圧力が加わる。この結果、図８の（Ｃ）に見られるように、熱伝導シート２６の外周部５２が回路基板６と受熱部２０との間の隙間を埋めるように弾性変形し、回路基板６の実装面６ａに密着する。
【００７１】そのため、熱伝導シート２６が半導体パッケージ７の周囲において回路基板６に熱的に接続され、この回路基板６の熱が熱伝導シート２６を介して冷媒Rに伝えられる。
【００７２】このような構成によれば、半導体パッケージ７から回路基板６に伝えられた熱をヒートパイプ１６の受熱部２０によって吸収することができる。このため、半導体パッケージ７の熱を効率良く冷媒Rに伝えることができ、その分、半導体パッケージ７の冷却性能を高めることができるとともに、回路基板６の温度上昇も抑えることができる。
【００７３】また、回路基板６の実装面６ａのうち半導体パッケージ７の周囲は、この半導体パッケージ７に電気的に接続される数多くの配線パターンが集中するので、その他のチップ部品等が存在しない比較的広いフラットな領域となっている。そのため、熱伝導シート２６が密着し易く、回路基板６から熱伝導シート２６への熱伝達を効率良く行うことができる。
【００７４】図９および図１０は、本発明の第４の実施の形態を開示している。
【００７５】この第４の実施の形態に開示されたヒートパイプ６０は、受熱部６１、放熱部６２およびこれら受熱部６１と放熱部６２とを連結する管路６３とに分割されている。
【００７６】受熱部６１および放熱部６２は、例えば高熱伝導性の充填材が添加されたゴム状弾性体にて構成されており、その厚み寸法が０．１〜１mm程度に定められた柔軟な袋状をなしている。そして、受熱部６１および放熱部６２は、夫々その袋の底と向かい合う一端に円筒状のネック部６４，６５を有し、これらネック部６４，６５には、夫々接続口６６が開口されている。接続口６６は、受熱部６１および放熱部６２の内部空間に連なっている。
【００７７】管路６３は、金属製の丸パイプにて構成されている。管路６３の一端は、受熱部６１の接続口６６に嵌め込まれているとともに、管路６３の他端は、放熱部６２の接続口６６に嵌め込まれている。この管路６３の両端は、ネック部６４，６５を外側からベルト６７で締め付けることによりネック部６４，６５に抜け止め保持されており、これら受熱部６１、放熱部６２および管路６３の内部に冷媒Rが充填されている。
【００７８】図１０に示すように、ヒートパイプ６０の受熱部６１は、押え金具７０を介して半導体パッケージ７に押し付けられている。押え金具７０は、受熱部６１や半導体パッケージ７を跨ぐ保持部７１と、この保持部７１の両端に連なるフランジ部７２ａ，７２ｂとを有し、これらフランジ部７２ａ，７２ｂが回路基板６の実装面６ａにねじ７３を介して固定されている。
【００７９】押え金具７０の保持部７１は、半導体パッケージ７のカバープレート１０との間でヒートパイプ６０の受熱部６１を挟み込んでいる。そのため、袋状をなす柔軟な受熱部６１は、偏平状に押し潰されており、これにより、受熱部６１がカバープレート１０に密着されている。
【００８０】なお、図示を省略するが、ヒートパイプ６０の放熱部６２も同様の押え金具７０を介してヒートシンクのような放熱手段に密着されている。
【００８１】このような構成によれば、ヒートパイプ６０の受熱部６１そのものが柔軟な袋状に形成されているので、この受熱部６１は半導体パッケージ７の形状に追従して自由に変形することができ、この半導体パッケージ７との密着性が良好となる。また、放熱部６２にしても柔軟な袋状に形成されているので、この放熱部６２は放熱手段の形状に追従して自由に変形することができ、この放熱手段との密着性が良好となる。
【００８２】したがって、半導体パッケージ７や放熱手段への組み付けを容易に行うことができ、使い勝手が向上する。
【００８３】それとともに、上記第１の実施の形態と同様に、半導体パッケージ７から冷媒Rに至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えることができ、半導体パッケージ７から冷媒Rへの熱伝導効率が格段に向上する。
【００８４】また、管路６３の両端部を袋状の受熱部６１および放熱部６２で塞ぐことで、冷媒Rを封入することができ、ヒートパイプ６０の組み立て作業を容易に行うことができる。
【００８５】図１１および図１２は、本発明の第５の実施の形態を開示している。
【００８６】この第５の実施の形態に開示されたヒートパイプ８０は、金属製の細長い本体８１を有している。本体８１は、受熱部８２、放熱部８３、第１および第２の管路８４ａ，８４ｂを有している。
【００８７】受熱部８２および放熱部８３は、本体８１の長手方向に互いに離間して配置されており、第１および第２の管路８４ａ，８４ｂよりも幅広く形成されている。第１および第２の管路８４ａ，８４ｂは、受熱部８２と放熱部８３との間を一直線状に結ぶとともに、互いに平行に配置されている。
【００８８】本体８１は、第１および第２の管路８４ａ，８４ｂに沿って延びる第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂを有している。第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂは、本体８１に絞り加工を施すことにより構成され、この本体８１の下方に向けて開放されている。これら凹部８６ａ，８６ｂの外周縁部には、平坦なフランジ部８７が連続して形成されている。
【００８９】第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂの一端は、夫々受熱部８２に導かれている。これら凹部８６ａ，８６ｂの一端は、受熱部８２上において反転するように折り曲げられた屈曲部８８をなしており、第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂの屈曲部８８は、受熱部８２上において隣り合っている。
【００９０】第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂの他端は、夫々放熱部８３に導かれている。これら凹部８６ａ，８６ｂの他端は、放熱部８３上において反転するように折り曲げられた屈曲部８９をなしており、第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂの屈曲部８９は、放熱部８３上において隣り合っている。
【００９１】第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂの開放端は、上記第１の実施の形態と同様の熱伝導シート９０によって覆われている。熱伝導シート９０は、本体８１のフランジ部８７に接着固定されており、上記凹部８６ａ，８６ｂと協働して第１および第２の冷媒通路９１ａ，９１ｂを構成している。そして、これら第１および第２の冷媒通路９１ａ，９１ｂに夫々冷媒Rが封入されている。
【００９２】このような構成によると、ヒートパイプ６０の受熱部８２は、半導体パッケージ７の熱を受ける部分が熱伝導シート９０によって構成されているので、この熱伝導シート９０が半導体パッケージ７の表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するように半導体パッケージ７に密着する。
【００９３】そのため、半導体パッケージ７から熱伝導シート９０に伝えられた熱の全てをそのまま直に第１および第２の冷媒通路９１ａ，９１ｂ内の冷媒Rに伝えることができ、二つの冷媒通路９１ａ，９１ｂを流れる冷媒Rを利用して受熱部８２に伝えられた半導体パッケージ７の熱を効率良く放熱部８３に輸送することができるなお、第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂの屈曲部８９を蛇行状に形成すれば、受熱部８２および放熱部８３に曲がりくねった長い流路を形成することができ、この流路を冷媒Rが通過する際の時間が長くなる。このため、受熱部８２において、多量の熱を冷媒Rに伝えることができるとともに、放熱部８３においては多量の熱を冷媒Rから放熱部８３に伝えることができ、熱伝導効率が飛躍的に向上する。
【００９４】また、図１３は、本発明の第６の実施の形態を開示している。
【００９５】この第６の実施の形態は、冷媒Rを強制的に循環させることで熱を輸送する冷却ユニット１００を開示している。この冷却ユニット１００は、受熱部１０１、放熱部１０２およびこれら受熱部１０１と放熱部１０２とを連結する循環経路１０３とで構成されている。
【００９６】受熱部１０１および放熱部１０２は、例えば高熱伝導性の充填材が添加されたゴム状弾性体にて構成されており、その厚み寸法が０．１〜１mm程度に定められた柔軟な袋状をなしている。受熱部１０１は、夫々その袋の底と向かい合う一端に円筒状をなす一対のネック部１０４ａ，１０４ｂを有し、これらネック部１０４ａ，１０４ｂには、夫々接続口１０５が開口されている。接続口１０５は、受熱部１０１の内部空間に連なっている。同様に、放熱部１０２は、夫々その袋の底と向かい合う一端に円筒状をなす一対のネック部１０６ａ，１０６ｂを有し、これらネック部１０６ａ，１０６ｂには、夫々接続口１０７が開口されている。接続口１０７は、放熱部１０２の内部空間に連なっている。
【００９７】循環経路１０３は、第１および第２の管路１０３ａ，１０３ｂを備えている。これら管路１０３ａ，１０３ｂは、金属製の丸パイプにて構成されている。第１および第２の管路１０３ａ，１０３ｂの一端は、受熱部１０１の接続口１０５に嵌め込まれているとともに、これらの管路１０３ａ，１０３ｂの他端は、放熱部１０２の接続口１０７に嵌め込まれている。
【００９８】第１および第２の管路１０３ａ，１０３ｂの両端は、夫々ネック部１０４ａ，１０４ｂ，１０６ａ，１０６ｂを外側からベルト１０８で締め付けることにより、ネック部１０４ａ，１０４ｂ，１０６ａ，１０６ｂに抜け止め保持されている。そして、受熱部１０１、放熱部１０２および管路１０３ａ，１０３ｂの内部には、冷媒Rが充填されている。
【００９９】第１の管路１０３ａは、受熱部１０１での熱交換により加熱された冷媒Rを放熱部１０２に導くためのものである。第２の管路１０３ｂは、放熱部１０２での熱交換により冷却された冷媒Rを受熱部１０１に導くためのものであり、この第２の管路１０３ｂの途中に冷媒Rを受熱部１０１に向けて強制的に送り出す電動式のポンプ１０９が設置されている。
【０１００】そのため、ポンプ１０９から吐出された冷媒Rは、受熱部１０１に送り込まれた後、ここから第１の管路１０３ａを介して放熱部１０２に導かれるとともに、第２の管路１０３ｂを介して再びポンプ１０９に戻されるようになっている。よって、冷媒Rは、受熱部１０１と放熱部１０２との間で強制的に循環される。
【０１０１】図１３の（Ｂ）に示すように、冷却ユニット１００の受熱部１０１は、第１の押え金具１１０を介して半導体パッケージ７のカバープレート１０に押し付けられている。第１の押え金具１１０は、半導体パッケージ７との間で冷却ユニット１００の受熱部１０１を挟み込んでいる。そのため、受熱部１０１は、偏平状に押し潰されて上記カバープレート１０に密着されている冷却ユニット１００の放熱部１０２は、第２の押え金具１１１を介してヒートシンク１７に押し付けられている。第２の押え金具１１１は、ヒートシンク１７との間で冷却ユニット１００の放熱部１０２を挟み込んでいる。このため、放熱部１０２は、偏平状に押し潰されて上記ヒートシンク１７に密着されている。
【０１０２】このような構成によると、受熱部１０１と放熱部１０２との間で冷媒Rを強制的に循環させることで、受熱部１０１に伝えられた半導体パッケージ７の熱を放熱部１０２に輸送し、ここでヒートシンク１７への熱伝導による拡散により空気中に放出することができる。
【０１０３】この際、冷却ユニット１００の受熱部１０１そのものが柔軟な袋状に形成されているので、この受熱部１０１は半導体パッケージ７の形状に追従して自由に変形することができ、この半導体パッケージ７との密着性が良好となる。また、放熱部１０２にしても柔軟な袋状に形成されているので、この放熱部１０２はヒートシンク１７の形状に追従して自由に変形することができ、このヒートシンク１７との密着性が良好となる。
【０１０４】このため、半導体パッケージ７から受熱部１０１および放熱部１０２からヒートシンク１７への熱伝導効率が向上し、半導体パッケージ７の放熱性能が飛躍的に向上するといった利点がある。
【０１０５】なお、上記実施の形態では、冷媒Rを強制的に循環させるようにしたが、自然対流により循環させるようにしても良い。この場合は、受熱部１０１を放熱部１０２よりも低い位置に設置し、放熱部１０２で液化された 冷媒Rを受熱部１０１に戻す第２の連通管１０３ｂを冷媒Rの流れ方向に沿って下向きに傾斜させることが望ましい。それとともに、加熱されて蒸気となった冷媒Rを放熱部１０２に導く第１の連通管１０３ａを第２の連通管１０３ｂよりも大径に形成し、受熱部１０１から放熱部１０２へと移動する蒸気の流通抵抗を小さくするようにしても良い。
【０１０６】また、半導体パッケージ７の近傍に、この半導体パッケージ７の温度を検出する温度センサを設置し、この温度センサからの信号に基づいてポンプ１０９の運転を制御するようにしても良い。すなわち、半導体パッケージ７の温度が予め規定された値を上回った時に、温度センサからの温度信号に応じてポンプ１０９を駆動すれば、ポンプ１０９を常に運転する必要はなく、その分、省電力化を図れるとともに、ポンプ１０９の運転音を低減することができる。
【０１０７】図１４および図１５は、本発明の第７の実施の形態を開示している。
【０１０８】この第７の実施の形態に係る冷却ユニット１２０は、板状の本体１２１を有している。本体１２１は、例えばアルミニウム合金のような熱伝導性に優れた金属材料にて構成されている。本体１２１は、その外周縁部に下向きに延びる複数の脚部１２２を有し、これら脚部１２２の先端がねじ１２３を介して回路基板６の実装面６ａに固定されている。そのため、本体１２１は、回路基板１０と平行に配置されており、この本体１２１と回路基板１０との間に半導体パッケージ７が介在されている。
【０１０９】本体１２１は、半導体パッケージ７の熱を受ける受熱部１２５と、この半導体パッケージ７の熱を放出する放熱部１２６とを一体に有している。受熱部１２５は、半導体パッケージ７の真上に位置されている。放熱部１２６は、半導体パッケージ７から外れた位置において、受熱部１２５に熱的に接続されている。
【０１１０】本体１２１の下面には、凹所１２７が形成されている。凹所１２７は、受熱部１２５と放熱部１２６とに跨るように連続して形成されており、この凹所１２７は、複数の区画壁１２８により複数の溝状の通路部１２９に仕切られている。通路部１２９は、受熱部１２５と放熱部１２６とに跨って直線状に延びている。
【０１１１】本体１２１の下面には、柔軟な熱伝導シート１３０が貼り付けられている。熱伝導シート１３０は、例えば高熱伝導性の充填材が添加されたゴム状弾性体にて構成されており、その厚み寸法が０．１〜１mm程度に定められている。熱伝導シート１３０は、凹所１２７の開放端を覆っており、上記通路部１２９との間に冷媒Rが封入される冷媒通路１３１を構成している。冷媒通路１３１は、その一端が受熱部１２５に位置されているとともに、他端が放熱部１２６に位置されている。そして、熱伝導シート１３０は、受熱部１２５に対応する位置において半導体パッケージ７に接しており、この半導体パッケージ７に熱的に接続されている。
【０１１２】なお、隣り合う通路部１２９の間に位置する区画壁１２８の先端は、本体１２１の下面と同一平面上に位置され、冷媒通路１３１の側から熱伝導シート１３０に接している。
【０１１３】図１４および図１５に示すように、本体１２１の外周縁部には、上向きに延びる起立壁１３３が周方向に連続して形成されている。起立壁１３３の上端には、天板１３４が固定されている。天板１３４は、本体１２１の上面および起立壁１３３との間に冷却風通路１３５を構成している。この冷却風通路１３５は、受熱部１２５と放熱部１２６とに跨るとともに、本体１２１を間に挟んで上記冷媒通路１３１に熱的に接続されている。
【０１１４】本体１２１は、受熱部１２５に対応する位置にピン状の放熱フィン１３６を有している。放熱フィン１３６は、上記冷却風通路１３５に位置されている。また、天板１３４の冷却風通路１３５に臨む下面には、電動ファン１３８が取り付かれている。電動ファン１３８は、放熱部１２６と向かい合っており、この放熱部１２６に天板１３４の吸入口１３９から吸い込んだ冷却風を直接吹き付けるようになっている。この冷却風は、冷却風通路１３５を流れた後、起立壁１３３に開けた排気口１４０を通じて冷却ユニット１２０の外方に放出される。
【０１１５】このような構成の冷却ユニット１２０において、半導体パッケージ７が発熱すると、この半導体パッケージ７の熱は、本体１２１の受熱部１２５に伝えられる。この熱伝達により、冷媒通路１３１の一端の冷媒Rが加熱されて蒸気となり、この蒸気は受熱部１２５から放熱部１２６に流れる。この放熱部１２６は、半導体パッケージ７から遠ざかっているとともに、電動ファン１３８から送風される冷却風が吹き付けられるので、受熱部１２５に比べて温度が低く、かつ内部圧力が低く保たれている。
【０１１６】そのため、放熱部１２６に導かれた蒸気は、ここで放熱し凝縮する。この冷媒の凝縮により放出された熱は、放熱部１２６から冷却風の流れに乗じて冷却ユニット１２０の外方に放出される。
【０１１７】放熱部１２６での熱交換により液化された冷媒Rは、毛細管力により連通部１２９の内面を伝わって受熱部１２５に戻り、再度半導体パッケージ７の熱を受けて加熱され、蒸気となる。この冷媒Rの蒸発および凝縮の繰り返しにより、受熱部１２５の熱が放熱部１２６に積極的に輸送される。
【０１１８】このような構成によると、冷却ユニット１２０の受熱部１２５は、半導体パッケージ７の熱を受ける部分が熱伝導シート１３０によって構成されているので、この熱伝導シート１３０が半導体パッケージ７の表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するように半導体パッケージ７に密着する。
【０１１９】そのため、半導体パッケージ７から熱伝導シート１３０に伝えられた熱の全てをそのまま直に冷媒通路１３１内の冷媒Rに伝えることができ、この冷媒通路１３１内の冷媒Rを利用して受熱部１２５に伝えられた半導体パッケージ７の熱を効率良く放熱部１２６に輸送することができるよって、半導体パッケージ７から冷媒Rに至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えることができ、半導体パッケージ７から冷媒Rへの熱伝導効率を飛躍的に高めることができる。
【０１２０】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、発熱体（回路部品）と冷媒との間に介在される介在物は熱伝導シートのみとなるので、発熱体から熱伝導シートに伝えられた熱の全てをそのまま直に冷媒に伝えることができる。よって、発熱体から冷媒に至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えて、熱伝導効率を飛躍的に高めることができ、発熱体を効率良く冷却できるといった利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るポータブルコンピュータの断面図。
【図２】半導体パッケージとヒートパイプとの熱接続部を示す断面図。
【図３】（Ａ）は、本体と熱伝導シートとの接合構造を示すヒートパイプの断面図。（Ｂ）は、本体と熱伝導シートとの他の接合構造を示すヒートパイプの断面図。
【図４】ヒートパイプの受熱部と半導体パッケージとの位置関係を分解して示す冷却装置の斜視図。
【図５】本体と熱伝導シートとを位置関係を示すヒートパイプの斜視図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るヒートパイプの斜視図。
【図７】半導体パッケージとヒートパイプとの熱接続部分を示す断面図。
【図８】（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態において、半導体パッケージとヒートパイプとを互いに分離させた状態を示す断面図。（Ｂ）は、半導体パッケージにヒートパイプの受熱部を固定した状態を示す断面図。（Ｃ）は、熱伝導シートが半導体パッケージと回路基板との双方に跨って接した状態を示す断面図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係るヒートパイプの斜視図。
【図１０】半導体パッケージにヒートパイプの受熱部を固定した状態を示す断面図。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る冷却ユニットの斜視図。
【図１２】半導体パッケージにヒートパイプの受熱部を固定した状態を示す断面図。
【図１３】（Ａ）は、本発明の第６の実施の形態に係る冷却ユニットの斜視図。（Ｂ）は、半導体パッケージおよびヒートシンクに冷却ユニットを熱的に接続した状態を示す断面図。
【図１４】本発明の第７の実施の形態に係る冷却ユニットの断面図。
【図１５】図１４のＦ１５−Ｆ１５線に沿う断面図。
【符号の説明】
４…筐体
６…回路基板
６ａ…実装面
７…発熱体、回路部品（半導体パッケージ）
１５…冷却装置
１９，８１，１２１…本体
２０，６１，８２，１０１，１２５…受熱部
２１，６２，８３，１０２，１２６…放熱部
２２，６３，８４ａ，８４ｂ，１０３ａ，１０３ｂ…管路
２６，９０，１３０…熱伝導シート
１００，１２０…冷却ユニット
１０３…循環経路
１０９…ファン（電動ファン）
１３１…冷媒通路
R …冷媒
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば発熱する半導体パッケージを冷却する際に用いる冷却装置、この冷却装置を有する回路モジュールならびに回路モジュールを搭載したポータブルコンピュータのような電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポータブルコンピュータのような電子機器は、文字、音声および画像のような多用のマルチメディア情報を処理するためのMPU(Micro Processing Unit)を装備している。この種のMPUは、処理速度の高速化や多機能化に伴って消費電力が増加の一途を辿り、動作中の発熱量もこれに比例して急速に増加する傾向にある。
【０００３】そのため、MPUの安定した動作を保証するためには、MPUの放熱性を高める必要があり、それ故、ヒートパイプやヒートシンクのような様々な放熱・冷却手段が必要不可欠な存在となる。
【０００４】従来のヒートパイプおよびヒートシンクは、アルミニウム合金のような硬質な金属材料にて構成されているので、これをMPUに直接重ね合わせてもMPUとの密着性を充分に確保することができない。そのため、従来では、MPUとヒートパイプおよびヒートシンクとの間に柔軟な熱伝導シートを挟み込んだり、熱伝導性のペースト剤を充填することが行われている。
【０００５】熱伝導シートは、熱伝導率の高い柔軟なゴム状弾性体にて構成されており、MPUとヒートシンクとを熱的に接続する際に、その表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するようになっている。この結果、MPUとヒートパイプおよびヒートシンクとの熱接続部分の熱抵抗が軽減され、MPUの熱をヒートパイプやヒートシンクに効率良く伝えることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、MPUの熱を受けるヒートパイプは、冷媒が封入された金属製の外管を有するので、MPUの熱は、熱伝導シートを介して外管に伝えられた後、この外管内の冷媒に伝えられる。
【０００７】この従来の熱接続によると、MPUと冷媒との間に外管および熱伝導シートが介在されるので、これら外管や熱伝導シートの熱伝導率を高めたとしても、上記熱伝導シートのような介在物による伝熱ロスは防ぎようがなく、結果としてMPUからヒートパイプに伝えることができる熱量に限界が生じてくる。
【０００８】近い将来、ポータブルコンピュータ用のMPUは、更なる消費電力の増加が予想され、それに伴いMPUの発熱量も飛躍的な増加が見込まれる。したがって、従来の熱伝導シートを用いた熱接続構造では、MPUの冷却性能が不足したり限界に達することが懸念され、近年のMPUの発熱量増大を鑑みた時に、いち早く改善すべき重要な事項となっている。
【０００９】本発明は、このような事情にもとづいてなされたもので、回路部品のような発熱体の熱を効率良く冷媒に伝えることができ、発熱体の冷却性能を高めることができる冷却装置、冷却装置を有する回路モジュールおよび電子機器の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明の冷却装置は、発熱体の熱を受ける受熱部と、発熱体の熱を放出する放熱部と、これら受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記少なくとも受熱部は、上記発熱体に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成されていることを特徴としている。
【００１１】上記目的を達成するため、請求項５に係る本発明の冷却装置は、発熱体の熱を受ける受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を循環させる循環経路とを含み、上記少なくとも受熱部は、上記発熱体に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成されていることを特徴としている。
【００１２】上記目的を達成するため、請求項１４に係る本発明の電子機器は、発熱体を内蔵する筐体と、上記発熱体の熱を受ける受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記受熱部に移された発熱体の熱を上記冷媒の移動により上記放熱部に輸送する冷却ユニットと、を備えている。そして、上記冷却ユニットの少なくとも受熱部は、上記発熱体に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成されていることを特徴としている。
【００１３】このような構成によれば、熱伝導シートは、柔軟で、しかも弾性を有するので、発熱体に対しその表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するように密着する。そのため、受熱部を発熱体に直に接触せることができ、それ故、発熱体と冷媒との間に介在される介在物が熱伝導シートのみとなって、発熱体から熱伝導シートに伝えられた熱の全てをそのまま冷媒に伝えることができる。
【００１４】よって、発熱体から冷媒に至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えることができ、発熱体の熱を効率良く冷媒に伝えることができる。
【００１５】また、上記目的を達成するため、請求項８に係る本発明の冷却装置は、発熱体の熱を受ける受熱部と、この受熱部に熱的に接続された放熱部とを有する熱伝導性の本体と、この本体に支持され、上記放熱部に冷却風を送風するファンと、上記本体に形成され、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる冷媒通路とを具備している。そして、上記冷媒通路の少なくとも受熱部に対応する部分は、ゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成され、この熱伝導シートが上記発熱体に接していることを特徴としている。
【００１６】このような構成において、発熱体から受熱部に伝えられた熱は、放熱部への熱伝導により拡散されるとともに、受熱部から冷媒通路内の冷媒に伝えられる。また、放熱部は、ファンから送風される冷却風により強制的に空冷されるので、受熱部との間の温度差が大きくなる。このため、受熱部で加熱された冷媒は、蒸気となって冷媒通路を放熱部に向けて流れ、この放熱部での熱交換により冷却されて液体となる。この液化された冷媒は、毛細管力により冷媒通路を受熱部に戻り、再度発熱体の熱を受ける。このサイクルを繰り返すことで、発熱体の熱を受熱部から放熱部に輸送して、この放熱部からの自然空冷による拡散や冷却風の流れに乗じて効率良く放出することができる。
【００１７】上記構成によると、熱伝導シートは、柔軟で、しかも弾性を有するので、発熱体に対しその表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するように密着する。そのため、受熱部を発熱体に直に接触せることができ、それ故、発熱体と冷媒との間に介在されるのは熱伝導シートのみとなる。よって、発熱体から熱伝導シートに伝えられた熱の全てをそのまま冷媒に伝えることができ、発熱体から冷媒に至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えて、多量の熱を効率良く冷媒に伝えることができる。
【００１８】上記目的を達成するため、請求項１０に係る回路モジュールは、実装面を有する回路基板と、この回路基板の実装面に実装された発熱する回路部品と、この回路部品の熱を受ける受熱部と、上記回路部品の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記受熱部に移された回路部品の熱を上記冷媒の移動により上記放熱部に輸送する冷却ユニットとを備えている。そして、上記冷却ユニットの少なくとも受熱部は、上記回路部品に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成され、この熱伝導シートは、上記回路部品よりも大きな形状を有するとともに、この熱伝導シートのうち上記回路部品の外周囲に張り出す外周部が上記回路基板の実装面に跨って接していることを特徴としている。
【００１９】このような構成によれば、熱伝導シートは、柔軟で、しかも弾性を有するので、回路部品に対しその表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するように密着する。そのため、冷却ユニットの受熱部を回路部品に直に接触せることができ、それ故、回路部品と冷媒との間に介在される介在物が熱伝導シートのみとなって、回路部品から熱伝導シートに伝えられた熱の全てをそのまま冷媒に伝えることができる。よって、回路部品から冷媒に至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えることができ、回路部品の熱を効率良く冷媒に伝えることができる。
【００２０】また、熱伝導シートの外周部は、回路基板の実装面に跨っているので、この熱伝導シートの外周部によって回路部品から実装面までの範囲を覆うことができる。この熱伝導シートの外周部は、冷媒が回路部品の熱を受けて膨張した時に、回路部品の外周部と実装面との間の隙間を埋めるように弾性変形し、熱伝導シートが回路基板の実装面に沿って密着する。
【００２１】この結果、回路部品から回路基板に逃された熱の一部は、熱伝導シートを介して直接冷媒に伝わることになり、この回路部品の熱の多くを効率良く確実に吸収できるとともに、回路基板の温度上昇を抑えることができる。
【００２２】上記目的を達成するため、請求項１２に係る本発明の回路モジュールは、発熱する回路部品と、この回路部品の熱を受ける受熱部と、上記回路部品の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記受熱部に移された回路部品の熱を上記冷媒の移動により上記放熱部に輸送する冷却ユニットとを備えている。そして、上記冷却ユニットの受熱部は、一端に上記管路が接続される接続口を有する袋状をなすとともに、柔軟な熱伝導性のゴム状弾性体にて構成され、この受熱部が上記回路部品に押し付けられていることを特徴としている。
【００２３】このような構成によれば、袋状をなす柔軟な受熱部は、回路部品の形状に追従して滑らかに弾性変形し、この回路部品に熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するように密着する。そのため、冷却ユニットの受熱部を回路部品に直に接触せることができ、それ故、回路部品と冷媒との間に介在される介在物が熱伝導シートのみとなって、回路部品から熱伝導シートに伝えられた熱の全てをそのまま冷媒に伝えることができる。よって、回路部品から冷媒に至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えることができ、回路部品の熱を効率良く冷媒に伝えることができる。
【００２４】しかも、管路を受熱部の接続口に接続して、この管路の端部を受熱部で塞ぐことで簡単に冷媒を封入することができ、冷却ユニットの製造も容易に行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下本発明の第１の実施の形態をポータブルコンピュータに適用した図１ないし図５に基づいて説明する。
【００２６】図１に示すように、ポータブルコンピュータ１は、コンピュータ本体２と、このコンピュータ本体２に支持されたディスプレイユニット３とを備えている。
【００２７】コンピュータ本体２は、外郭となる筐体４を有している。筐体４は、底壁４ａ、上壁４ｂを有する偏平な箱状をなしており、この筐体４の上壁４ｂにキーボード５が設置されている。また、ディスプレイユニット３は、筐体４の後端部にヒンジ装置６を介して回動可能に支持されている。
【００２８】図１に示すように、筐体４の内部には、回路基板６が収容されている。回路基板６は、筐体４の底壁４ａに支持されているとともに、この底壁４ａに沿って水平に配置されている。回路基板６の上面の実装面６ａには、発熱する回路部品としてのBGA形の半導体パッケージ７が実装されている。半導体パッケージ７は、ポータブルコンピュータ１の中枢となるMPU(Micro Processing Unit)を構成するものである。
【００２９】図２に示すように、半導体パッケージ７は、矩形状のベース基板８と、このベース基板８にフリップチップ接続されたICチップ９と、このICチップ９を覆うカバープレート１０とを備えている。ベース基板８は、多数の半田ボール１１を介して回路基板６の実装面６ａに半田付けされている。ICチップ９は、処理速度の高速化や多機能化により消費電力が増加しており、それに伴いICチップ９の発熱量も冷却を必要とする程に大きなものとなっている。カバープレート１０は、熱伝導性に優れた金属材料にて構成され、スペーサ１２を介してベース基板８に固定されている。このカバープレート１０は、ベース基板８との間でICチップ９を挟み込んでいる。
【００３０】このため、ICチップ９が発熱すると、このICチップ９の熱は、カバープレート１０に伝わるとともに、ベース基板８や半田ボール１１を介して回路基板６に伝わるようになっている。
【００３１】図１に示すように、筐体４の内部には、半導体パッケージ７を冷却するための冷却装置１５が収容されている。冷却装置１５は、ヒートパイプ１６とヒートシンク１７とで構成されている。
【００３２】図４に見られるように、ヒートパイプ１６は、細長い本体１９を有している。本体１９は、例えばアルミニウム合金のような熱伝導性を有する薄肉な金属板にて構成されている。この本体１９は、長手方向に離間された受熱部２０と放熱部２１およびこれら受熱部２０と放熱部２１との間を一直線状に結ぶ管路２２とを有している。受熱部２０および放熱部２１は、管路２２よりも幅広く形成されている。この本体１９の受熱部２０および放熱部２１の平面形状は、半導体パッケージ７の平面形状と同等に設定されている。
【００３３】本体１９は、その中央部に全長に亘って延びる凹部２４を有している。凹部２４は、本体１９に絞り加工を施すことにより構成され、本体１９の受熱部２０、放熱部２１および管路２２に連続して形成されている。そして、凹部２４は、本体１９の下方に向けて開放されており、この凹部２４の外周縁部には、平坦なフランジ部２５が周方向に連続して形成されている。
【００３４】凹部２４の開放端は、柔軟な熱伝導シート２６によって塞がれている。熱伝導シート２６は、例えば高熱伝導性の充填材が添加されたゴム状弾性体にて構成されており、その厚み寸法が０．１〜１mm程度に定められている。熱伝導シート２６は、受熱部２０に対応する大きさの第１の端部２６ａと、放熱部２１に対応する大きさの第２の端部２６ｂと、管路２２に対応する大きさの中間部２６ｃとを有している。
【００３５】このため、熱伝導シート２６は、上記本体１９に合致するような外形状を有し、その長手方向に離間された第１および第２の端部２６ａ，２６ｂが中間部２６ｃよりも幅広く形成されている。そして、熱伝導シート２６は、図３の（Ａ）に見られるように、その外周部分が接着剤２７を介して本体１９のフランジ部２５に接着固定されている。
【００３６】なお、熱伝導シート２６とフランジ部２５との接合強度を高めるためには、図３の（Ｂ）に示すように、フランジ部２５の先端縁部に熱伝導シート２６の外周縁部を巻き込むように折り返されたカーリング部２８を形成し、このカーリング部２８とフランジ部２５との間で熱伝導シート２６の外周部分を挟み込むことが望ましい。
【００３７】熱伝導シート２６は、本体１９の凹部２４と協働して冷媒通路２９を構成している。冷媒通路２９は、受熱部２０、放熱部２１および管路２２上に位置されており、この冷媒通路２９に水あるいはアルコールのような液状の冷媒Rが封入されている。そのため、熱伝導シート２６は、冷媒通路２９に露出されて冷媒Rに直に触れているとともに、上記受熱部２０、放熱部２１および管路２２の外周面の一部を構成している。
【００３８】図２や図４に示すように、ヒートパイプ１６の受熱部２０は、第１の押え金具３０を介して半導体パッケージ７に押し付けられている。第１の押え金具３０は、受熱部２０や半導体パッケージ７を跨ぐ保持部３１と、この保持部３１の両端に連なるフランジ部３２ａ，３２ｂとを有し、これらフランジ部３２ａ，３２ｂが回路基板６の実装面６ａにねじ３３を介して固定されている。
【００３９】第１の押え金具３０の保持部３１は、半導体パッケージ７のカバープレート１０との間でヒートパイプ１６の受熱部２０を挟み込んでおり、この受熱部２０の外周面の一部となる熱伝導シート２６の第１の端部２６ａがカバープレート１０に押し付けられている。このため、受熱部２０の一部となる熱伝導シート２６の第１の端部２６ａは、カバープレート１０の表面に面接触されて、このカバープレート１０に熱的に接続されている。
【００４０】図１に示すように、ヒートパイプ１６の管路２２は、回路基板６の後端から後方に向けて突出されている。この管路２２に連なる放熱部２１は、管路２２の長さ分だけ受熱部２０から遠ざかっており、このヒートパイプ１６の放熱部２１に、第２の押え金具３５を介して上記ヒートシンク１７が取り付けられている。第２の押え金具３５は、放熱部２１を跨ぐ保持部３６と、この保持部３６の両端に連なるフランジ部３７ａ，３７ｂとを有し、これらフランジ部３７ａ，３７ｂがヒートシンク１７にねじ３８を介して固定されている。
【００４１】第２の押え金具３５の保持部３６は、ヒートシンク１７との間でヒートパイプ１６の放熱部２１を挟み込んでおり、この放熱部２１の外周面の一部となる熱伝導シート２６の第２の端部２６ｂがヒートシンク１７に押し付けられている。このため、放熱部２１の一部となる熱伝導シート２６の第２の端部２６ｂは、ヒートシンク１７に面接触されて、このヒートシンク１７に熱的に接続されている。
【００４２】このような構成のポータブルコンピュータ１において、半導体パッケージ７のICチップ９が発熱すると、このICチップ９の熱は、カバープレート１０を介してヒートパイプ１６の受熱部２０に伝えられる。この熱伝達により、受熱部２０内の冷媒Rが加熱されて蒸気となり、この蒸気は受熱部２０から管路２２を通じて放熱部２１に流れる。この放熱部２１は、半導体パッケージ７から遠ざかっているので、受熱部２０に比べて温度が低く、かつ内部圧力が低く保たれている。
【００４３】そのため、放熱部２１に導かれた蒸気は、ここで放熱し凝縮する。この冷媒Rの凝縮により放出された熱は、放熱部２１からヒートシンク１７への熱伝導により拡散され、このヒートシンク１７の表面から自然空冷により筐体４の内部に放出される。
【００４４】放熱部２１での熱交換により液化された冷媒Rは、毛細管力により管路２２の内面を伝わって受熱部２０に戻り、再度半導体パッケージ７の熱を受けて加熱され、蒸気となる。この冷媒Rの蒸発および凝縮の繰り返しにより、受熱部２０の熱が放熱部２１に積極的に輸送される。
【００４５】ところで、上記構成によると、ヒートパイプ１６の受熱部２０は、半導体パッケージ７のカバープレート１０と向かい合う外周部分が熱伝導シート２６によって構成されている。この熱伝導シート２６は、柔軟で、しかも弾性を有するので、熱伝導シート２６の第１の端部２６ａを半導体パッケージ７のカバープレート１０に直接接触させた場合に、この熱伝導シート２６がカバープレート１０の表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するようにカバープレート１０に密着する。
【００４６】そのため、発熱するカバープレート１０と冷媒Rとの間に介在される介在物は熱伝導シート２６のみとなり、カバープレート１０から熱伝導シート２６の第１の端部２６ａに伝えられた熱の全てをそのまま直に冷媒Rに伝えることができる。
【００４７】よって、カバープレート１０から冷媒Rに至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えることができ、カバープレート１０から冷媒Rへの熱伝導効率を飛躍的に高めることができる。
【００４８】また、熱伝導シート２６の第１の端部２６ａは、回路基板６にねじ止めされた第１の押え金具３０を介して半導体パッケージ７のカバープレート１０に押し付けられているとともに、その大部分がカバープレート１０に面接触されている。そのため、受熱部２０での熱交換により冷媒Rが膨張しても、柔軟な熱伝導シート２６の第１の端部２６ａが風船のように際限なく膨れることはなく、この熱伝導シート２６の破損を未然に防止することができる。
【００４９】それとともに、カバープレート１０からの熱伝導により受熱部２０の温度が上昇すると、冷媒Rの膨張に伴って受熱部２０の内部圧力が上昇する。そのため、熱伝導シート２６の第１の端部２６ａには、これをカバープレート１０に押し付けようとする圧力が加わり、カバープレート１０と熱伝導シート２６との密着性が高まる。よって、カバープレート１０から熱伝導シート２６への熱伝導効率がより向上するといった利点がある。
【００５０】また、ヒートパイプ１６の放熱部２１にしても、ヒートシンク１７と向かい合う外周部分が熱伝導シート２６によって構成され、この熱伝導シート２６の第２の端部２６ｂがヒートシンク１７に直に接している。このため、熱伝導シート２６がヒートシンク１７の表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するようにヒートシンク１７に密着する。
【００５１】したがって、放熱部２１からヒートシンク１７に至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えることができ、その分、放熱部２１からヒートシンク１７への熱伝導効率を飛躍的に高めることができる。
【００５２】さらに、上記構成のヒートパイプ１６によると、柔軟な熱伝導シート２６は直接冷媒通路２９に臨み、受熱部２０や放熱部２１の外周部分そのものを構成しているので、受熱部２０と半導体パッケージ７との熱接続部分および放熱部２１とヒートシンク１７との熱接続部分において、本体１９と熱伝導シート２６とが重なり合うことはなく、この本体１９の厚みに相当する分だけ上記熱接続部分の厚み寸法を小さく抑えることができる。
【００５３】この結果、大きさの限られた筐体４の内部に冷却装置１５を組み込む上で好都合となるとともに、近年の筐体４の薄形化にも無理なく対応することができる。
【００５４】なお、本発明は上記第１の実施の形態に特定されるものではなく、図６および図７に本発明の第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態は、ヒートパイプ１６の受熱部２０の構成が上記第１の実施の形態と相違しており、それ以外のヒートパイプ１６の基本的な構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００５５】図６や図７に示すように、本体１９の受熱部２０は、その凹部２４の底の中央部に熱伝導シート２６の第１の端部２６ａに向けて張り出す複数の凸部４１を有している。凸部４１は、ヒートパイプ１６の長手方向に沿って直線状に延びるリブ状をなすとともに、受熱部２０の幅方向に間隔を存して互いに平行に配置されている。
【００５６】凸部４１の先端は、平坦な支持部４２をなしている。支持部４２は、凹部２４の開放端に位置されているとともに、この凹部２４に連なるフランジ部２５と同一面上に位置されている。そのため、支持部４２は、熱伝導シート２６の第１の端部２６ａの中央部に接しており、この第１の端部２６ａを冷媒通路２９の方向から支えている。
【００５７】このような構成によると、受熱部２０に臨む熱伝導シート２６の第１の端部２６ａは、その外周部ばかりでなく、この外周部で囲まれた中央部においても支持部４２によって支えられるので、第１の端部２６ａの中央部が冷媒通路２９に入り込むように凹むことはない。
【００５８】すなわち、半導体パッケージ７が大きくなるに従い、この半導体パッケージ７のカバープレート１０も大形化するので、効率の良い熱伝導を実現するためには、カバープレート１０に接する熱伝導シート２６の第１の端部２６ａの面積を広げる必要がある。
【００５９】この際、柔軟な熱伝導シート２６の第１の端部２６ａを、その外周部のみで本体１９のフランジ部２５に固定すると、この熱伝導シート２６の第１の端部２６ａをカバープレート１０に押し付けた時に、第１の端部２６ａの中央部分が凹む虞があり得る。そのため、熱伝導シート２６の第１の端部２６ａとカバープレート１０との間に隙間が生じ、これら両者の密着性が損なわれてしまう。
【００６０】しかるに、上記第２の実施の形態のように、熱伝導シート２６の第１の端部２６ａの中央部を冷媒通路２９の方向から複数の支持部４２で支えるようにすれば、たとえ熱伝導シート２６とカバープレート１０との接触面積が広げられても、この第１の端部２６ａの中央部を支持部４２とカバープレート１０とで挟み込むことができる。そのため、第１の端部２６ａの中央部とカバープレート１０との密着性を充分に確保することができ、カバープレート１０から冷媒Rへの熱伝導効率を高めることができる。
【００６１】なお、上記凸部４１は、本体１９の受熱部２０ばかりでなく放熱部２１にも形成し、熱伝導シート２６の第２の端部２６ｂの中央部とヒートシンク１７との密着性を確保するようにしても良い。
【００６２】図８は、本発明の第３の実施の形態を開示している。
【００６３】この第３の実施の形態は、ヒートパイプ１６を用いて半導体パッケージ７の熱を受ける回路基板６も同時に冷却するようにしたものであり、ヒートパイプ１６の基本的な構成は、上記第１の実施の形態と同様である。そのため、第３の実施の形態において、第１の実施の形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００６４】図８の（Ａ）に示すように、ヒートパイプ１６の受熱部２０は、回路基板６上の半導体パッケージ７を遥かに上回るような大きさを有している。具体的には、半導体パッケージ７に接する熱伝導シート２６の第１の端部２６ａは、半導体パッケージ７のカバープレート１０に対応する大きさの中央部５１と、この中央部５１から半導体パッケージ７の周囲に張り出す外周部５２とを有している。
【００６５】また、本体１９の凹部２４の底には、冷媒通路２９に向けて突出する複数の凸部５３が形成されている。凸部５３の先端は、平坦な支持部５４をなしており、この支持部５４は、熱伝導シート２６の中央部５１と向かい合っている。
【００６６】このような構成において、ヒートパイプ１６の受熱部２０を半導体パッケージ７や回路基板６に熱的に接続するには、熱伝導シート２６の中央部５１を半導体パッケージ７のカバープレ−ト１０に重ね合わせ、この状態で受熱部２０を第１の押え金具３０を介して回路基板６に固定する。
【００６７】すると、図８の（Ｂ）に見られるように、受熱部２０が第１の押え金具３０の保持部３１と回路基板１０との間で挟み込まれ、熱伝導シート２６の第１の端部２６ａが半導体パッケージ７の厚み寸法に応じて上向きに弾性変形する。これにより、凹部２４の底から突出する凸部５３の支持部５４が熱伝導シート２６の中央部５１に接触し、この中央部５１をカバープレート１０との間で挟み込む。そのため、熱伝導シート２６の中央部５１がカバープレート１０に密着し、このカバープレート１０に熱的に接続される。
【００６８】また、熱伝導シート２６の外周部５２にあっては、その先端縁部が回路基板６の実装面６ａに押し付けられるとともに、この外周部５２の先端縁部を除いた部分が実装面６ａと向かい合う。
【００６９】したがって、受熱部２０は、その熱伝導シート２６の第１の端部２６ａで半導体パッケージ７から回路基板６の実装面６ａまでを包み込んだ状態で回路基板６上に固定されることになる。
【００７０】半導体パッケージ７のICチップ９が発熱すると、このICチップ９の熱は、カバープレート１０を介して熱伝導シート２６の第１の端部２６ａに伝えられ、受熱部２０内の冷媒Rが加熱されて膨張する。すると、図８の（Ｂ）に矢印で示すように、柔軟な熱伝導シート２６の外周部５２にこれを回路基板６に向けて押圧するような圧力が加わる。この結果、図８の（Ｃ）に見られるように、熱伝導シート２６の外周部５２が回路基板６と受熱部２０との間の隙間を埋めるように弾性変形し、回路基板６の実装面６ａに密着する。
【００７１】そのため、熱伝導シート２６が半導体パッケージ７の周囲において回路基板６に熱的に接続され、この回路基板６の熱が熱伝導シート２６を介して冷媒Rに伝えられる。
【００７２】このような構成によれば、半導体パッケージ７から回路基板６に伝えられた熱をヒートパイプ１６の受熱部２０によって吸収することができる。このため、半導体パッケージ７の熱を効率良く冷媒Rに伝えることができ、その分、半導体パッケージ７の冷却性能を高めることができるとともに、回路基板６の温度上昇も抑えることができる。
【００７３】また、回路基板６の実装面６ａのうち半導体パッケージ７の周囲は、この半導体パッケージ７に電気的に接続される数多くの配線パターンが集中するので、その他のチップ部品等が存在しない比較的広いフラットな領域となっている。そのため、熱伝導シート２６が密着し易く、回路基板６から熱伝導シート２６への熱伝達を効率良く行うことができる。
【００７４】図９および図１０は、本発明の第４の実施の形態を開示している。
【００７５】この第４の実施の形態に開示されたヒートパイプ６０は、受熱部６１、放熱部６２およびこれら受熱部６１と放熱部６２とを連結する管路６３とに分割されている。
【００７６】受熱部６１および放熱部６２は、例えば高熱伝導性の充填材が添加されたゴム状弾性体にて構成されており、その厚み寸法が０．１〜１mm程度に定められた柔軟な袋状をなしている。そして、受熱部６１および放熱部６２は、夫々その袋の底と向かい合う一端に円筒状のネック部６４，６５を有し、これらネック部６４，６５には、夫々接続口６６が開口されている。接続口６６は、受熱部６１および放熱部６２の内部空間に連なっている。
【００７７】管路６３は、金属製の丸パイプにて構成されている。管路６３の一端は、受熱部６１の接続口６６に嵌め込まれているとともに、管路６３の他端は、放熱部６２の接続口６６に嵌め込まれている。この管路６３の両端は、ネック部６４，６５を外側からベルト６７で締め付けることによりネック部６４，６５に抜け止め保持されており、これら受熱部６１、放熱部６２および管路６３の内部に冷媒Rが充填されている。
【００７８】図１０に示すように、ヒートパイプ６０の受熱部６１は、押え金具７０を介して半導体パッケージ７に押し付けられている。押え金具７０は、受熱部６１や半導体パッケージ７を跨ぐ保持部７１と、この保持部７１の両端に連なるフランジ部７２ａ，７２ｂとを有し、これらフランジ部７２ａ，７２ｂが回路基板６の実装面６ａにねじ７３を介して固定されている。
【００７９】押え金具７０の保持部７１は、半導体パッケージ７のカバープレート１０との間でヒートパイプ６０の受熱部６１を挟み込んでいる。そのため、袋状をなす柔軟な受熱部６１は、偏平状に押し潰されており、これにより、受熱部６１がカバープレート１０に密着されている。
【００８０】なお、図示を省略するが、ヒートパイプ６０の放熱部６２も同様の押え金具７０を介してヒートシンクのような放熱手段に密着されている。
【００８１】このような構成によれば、ヒートパイプ６０の受熱部６１そのものが柔軟な袋状に形成されているので、この受熱部６１は半導体パッケージ７の形状に追従して自由に変形することができ、この半導体パッケージ７との密着性が良好となる。また、放熱部６２にしても柔軟な袋状に形成されているので、この放熱部６２は放熱手段の形状に追従して自由に変形することができ、この放熱手段との密着性が良好となる。
【００８２】したがって、半導体パッケージ７や放熱手段への組み付けを容易に行うことができ、使い勝手が向上する。
【００８３】それとともに、上記第１の実施の形態と同様に、半導体パッケージ７から冷媒Rに至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えることができ、半導体パッケージ７から冷媒Rへの熱伝導効率が格段に向上する。
【００８４】また、管路６３の両端部を袋状の受熱部６１および放熱部６２で塞ぐことで、冷媒Rを封入することができ、ヒートパイプ６０の組み立て作業を容易に行うことができる。
【００８５】図１１および図１２は、本発明の第５の実施の形態を開示している。
【００８６】この第５の実施の形態に開示されたヒートパイプ８０は、金属製の細長い本体８１を有している。本体８１は、受熱部８２、放熱部８３、第１および第２の管路８４ａ，８４ｂを有している。
【００８７】受熱部８２および放熱部８３は、本体８１の長手方向に互いに離間して配置されており、第１および第２の管路８４ａ，８４ｂよりも幅広く形成されている。第１および第２の管路８４ａ，８４ｂは、受熱部８２と放熱部８３との間を一直線状に結ぶとともに、互いに平行に配置されている。
【００８８】本体８１は、第１および第２の管路８４ａ，８４ｂに沿って延びる第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂを有している。第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂは、本体８１に絞り加工を施すことにより構成され、この本体８１の下方に向けて開放されている。これら凹部８６ａ，８６ｂの外周縁部には、平坦なフランジ部８７が連続して形成されている。
【００８９】第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂの一端は、夫々受熱部８２に導かれている。これら凹部８６ａ，８６ｂの一端は、受熱部８２上において反転するように折り曲げられた屈曲部８８をなしており、第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂの屈曲部８８は、受熱部８２上において隣り合っている。
【００９０】第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂの他端は、夫々放熱部８３に導かれている。これら凹部８６ａ，８６ｂの他端は、放熱部８３上において反転するように折り曲げられた屈曲部８９をなしており、第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂの屈曲部８９は、放熱部８３上において隣り合っている。
【００９１】第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂの開放端は、上記第１の実施の形態と同様の熱伝導シート９０によって覆われている。熱伝導シート９０は、本体８１のフランジ部８７に接着固定されており、上記凹部８６ａ，８６ｂと協働して第１および第２の冷媒通路９１ａ，９１ｂを構成している。そして、これら第１および第２の冷媒通路９１ａ，９１ｂに夫々冷媒Rが封入されている。
【００９２】このような構成によると、ヒートパイプ６０の受熱部８２は、半導体パッケージ７の熱を受ける部分が熱伝導シート９０によって構成されているので、この熱伝導シート９０が半導体パッケージ７の表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するように半導体パッケージ７に密着する。
【００９３】そのため、半導体パッケージ７から熱伝導シート９０に伝えられた熱の全てをそのまま直に第１および第２の冷媒通路９１ａ，９１ｂ内の冷媒Rに伝えることができ、二つの冷媒通路９１ａ，９１ｂを流れる冷媒Rを利用して受熱部８２に伝えられた半導体パッケージ７の熱を効率良く放熱部８３に輸送することができるなお、第１および第２の凹部８６ａ，８６ｂの屈曲部８９を蛇行状に形成すれば、受熱部８２および放熱部８３に曲がりくねった長い流路を形成することができ、この流路を冷媒Rが通過する際の時間が長くなる。このため、受熱部８２において、多量の熱を冷媒Rに伝えることができるとともに、放熱部８３においては多量の熱を冷媒Rから放熱部８３に伝えることができ、熱伝導効率が飛躍的に向上する。
【００９４】また、図１３は、本発明の第６の実施の形態を開示している。
【００９５】この第６の実施の形態は、冷媒Rを強制的に循環させることで熱を輸送する冷却ユニット１００を開示している。この冷却ユニット１００は、受熱部１０１、放熱部１０２およびこれら受熱部１０１と放熱部１０２とを連結する循環経路１０３とで構成されている。
【００９６】受熱部１０１および放熱部１０２は、例えば高熱伝導性の充填材が添加されたゴム状弾性体にて構成されており、その厚み寸法が０．１〜１mm程度に定められた柔軟な袋状をなしている。受熱部１０１は、夫々その袋の底と向かい合う一端に円筒状をなす一対のネック部１０４ａ，１０４ｂを有し、これらネック部１０４ａ，１０４ｂには、夫々接続口１０５が開口されている。接続口１０５は、受熱部１０１の内部空間に連なっている。同様に、放熱部１０２は、夫々その袋の底と向かい合う一端に円筒状をなす一対のネック部１０６ａ，１０６ｂを有し、これらネック部１０６ａ，１０６ｂには、夫々接続口１０７が開口されている。接続口１０７は、放熱部１０２の内部空間に連なっている。
【００９７】循環経路１０３は、第１および第２の管路１０３ａ，１０３ｂを備えている。これら管路１０３ａ，１０３ｂは、金属製の丸パイプにて構成されている。第１および第２の管路１０３ａ，１０３ｂの一端は、受熱部１０１の接続口１０５に嵌め込まれているとともに、これらの管路１０３ａ，１０３ｂの他端は、放熱部１０２の接続口１０７に嵌め込まれている。
【００９８】第１および第２の管路１０３ａ，１０３ｂの両端は、夫々ネック部１０４ａ，１０４ｂ，１０６ａ，１０６ｂを外側からベルト１０８で締め付けることにより、ネック部１０４ａ，１０４ｂ，１０６ａ，１０６ｂに抜け止め保持されている。そして、受熱部１０１、放熱部１０２および管路１０３ａ，１０３ｂの内部には、冷媒Rが充填されている。
【００９９】第１の管路１０３ａは、受熱部１０１での熱交換により加熱された冷媒Rを放熱部１０２に導くためのものである。第２の管路１０３ｂは、放熱部１０２での熱交換により冷却された冷媒Rを受熱部１０１に導くためのものであり、この第２の管路１０３ｂの途中に冷媒Rを受熱部１０１に向けて強制的に送り出す電動式のポンプ１０９が設置されている。
【０１００】そのため、ポンプ１０９から吐出された冷媒Rは、受熱部１０１に送り込まれた後、ここから第１の管路１０３ａを介して放熱部１０２に導かれるとともに、第２の管路１０３ｂを介して再びポンプ１０９に戻されるようになっている。よって、冷媒Rは、受熱部１０１と放熱部１０２との間で強制的に循環される。
【０１０１】図１３の（Ｂ）に示すように、冷却ユニット１００の受熱部１０１は、第１の押え金具１１０を介して半導体パッケージ７のカバープレート１０に押し付けられている。第１の押え金具１１０は、半導体パッケージ７との間で冷却ユニット１００の受熱部１０１を挟み込んでいる。そのため、受熱部１０１は、偏平状に押し潰されて上記カバープレート１０に密着されている冷却ユニット１００の放熱部１０２は、第２の押え金具１１１を介してヒートシンク１７に押し付けられている。第２の押え金具１１１は、ヒートシンク１７との間で冷却ユニット１００の放熱部１０２を挟み込んでいる。このため、放熱部１０２は、偏平状に押し潰されて上記ヒートシンク１７に密着されている。
【０１０２】このような構成によると、受熱部１０１と放熱部１０２との間で冷媒Rを強制的に循環させることで、受熱部１０１に伝えられた半導体パッケージ７の熱を放熱部１０２に輸送し、ここでヒートシンク１７への熱伝導による拡散により空気中に放出することができる。
【０１０３】この際、冷却ユニット１００の受熱部１０１そのものが柔軟な袋状に形成されているので、この受熱部１０１は半導体パッケージ７の形状に追従して自由に変形することができ、この半導体パッケージ７との密着性が良好となる。また、放熱部１０２にしても柔軟な袋状に形成されているので、この放熱部１０２はヒートシンク１７の形状に追従して自由に変形することができ、このヒートシンク１７との密着性が良好となる。
【０１０４】このため、半導体パッケージ７から受熱部１０１および放熱部１０２からヒートシンク１７への熱伝導効率が向上し、半導体パッケージ７の放熱性能が飛躍的に向上するといった利点がある。
【０１０５】なお、上記実施の形態では、冷媒Rを強制的に循環させるようにしたが、自然対流により循環させるようにしても良い。この場合は、受熱部１０１を放熱部１０２よりも低い位置に設置し、放熱部１０２で液化された 冷媒Rを受熱部１０１に戻す第２の連通管１０３ｂを冷媒Rの流れ方向に沿って下向きに傾斜させることが望ましい。それとともに、加熱されて蒸気となった冷媒Rを放熱部１０２に導く第１の連通管１０３ａを第２の連通管１０３ｂよりも大径に形成し、受熱部１０１から放熱部１０２へと移動する蒸気の流通抵抗を小さくするようにしても良い。
【０１０６】また、半導体パッケージ７の近傍に、この半導体パッケージ７の温度を検出する温度センサを設置し、この温度センサからの信号に基づいてポンプ１０９の運転を制御するようにしても良い。すなわち、半導体パッケージ７の温度が予め規定された値を上回った時に、温度センサからの温度信号に応じてポンプ１０９を駆動すれば、ポンプ１０９を常に運転する必要はなく、その分、省電力化を図れるとともに、ポンプ１０９の運転音を低減することができる。
【０１０７】図１４および図１５は、本発明の第７の実施の形態を開示している。
【０１０８】この第７の実施の形態に係る冷却ユニット１２０は、板状の本体１２１を有している。本体１２１は、例えばアルミニウム合金のような熱伝導性に優れた金属材料にて構成されている。本体１２１は、その外周縁部に下向きに延びる複数の脚部１２２を有し、これら脚部１２２の先端がねじ１２３を介して回路基板６の実装面６ａに固定されている。そのため、本体１２１は、回路基板１０と平行に配置されており、この本体１２１と回路基板１０との間に半導体パッケージ７が介在されている。
【０１０９】本体１２１は、半導体パッケージ７の熱を受ける受熱部１２５と、この半導体パッケージ７の熱を放出する放熱部１２６とを一体に有している。受熱部１２５は、半導体パッケージ７の真上に位置されている。放熱部１２６は、半導体パッケージ７から外れた位置において、受熱部１２５に熱的に接続されている。
【０１１０】本体１２１の下面には、凹所１２７が形成されている。凹所１２７は、受熱部１２５と放熱部１２６とに跨るように連続して形成されており、この凹所１２７は、複数の区画壁１２８により複数の溝状の通路部１２９に仕切られている。通路部１２９は、受熱部１２５と放熱部１２６とに跨って直線状に延びている。
【０１１１】本体１２１の下面には、柔軟な熱伝導シート１３０が貼り付けられている。熱伝導シート１３０は、例えば高熱伝導性の充填材が添加されたゴム状弾性体にて構成されており、その厚み寸法が０．１〜１mm程度に定められている。熱伝導シート１３０は、凹所１２７の開放端を覆っており、上記通路部１２９との間に冷媒Rが封入される冷媒通路１３１を構成している。冷媒通路１３１は、その一端が受熱部１２５に位置されているとともに、他端が放熱部１２６に位置されている。そして、熱伝導シート１３０は、受熱部１２５に対応する位置において半導体パッケージ７に接しており、この半導体パッケージ７に熱的に接続されている。
【０１１２】なお、隣り合う通路部１２９の間に位置する区画壁１２８の先端は、本体１２１の下面と同一平面上に位置され、冷媒通路１３１の側から熱伝導シート１３０に接している。
【０１１３】図１４および図１５に示すように、本体１２１の外周縁部には、上向きに延びる起立壁１３３が周方向に連続して形成されている。起立壁１３３の上端には、天板１３４が固定されている。天板１３４は、本体１２１の上面および起立壁１３３との間に冷却風通路１３５を構成している。この冷却風通路１３５は、受熱部１２５と放熱部１２６とに跨るとともに、本体１２１を間に挟んで上記冷媒通路１３１に熱的に接続されている。
【０１１４】本体１２１は、受熱部１２５に対応する位置にピン状の放熱フィン１３６を有している。放熱フィン１３６は、上記冷却風通路１３５に位置されている。また、天板１３４の冷却風通路１３５に臨む下面には、電動ファン１３８が取り付かれている。電動ファン１３８は、放熱部１２６と向かい合っており、この放熱部１２６に天板１３４の吸入口１３９から吸い込んだ冷却風を直接吹き付けるようになっている。この冷却風は、冷却風通路１３５を流れた後、起立壁１３３に開けた排気口１４０を通じて冷却ユニット１２０の外方に放出される。
【０１１５】このような構成の冷却ユニット１２０において、半導体パッケージ７が発熱すると、この半導体パッケージ７の熱は、本体１２１の受熱部１２５に伝えられる。この熱伝達により、冷媒通路１３１の一端の冷媒Rが加熱されて蒸気となり、この蒸気は受熱部１２５から放熱部１２６に流れる。この放熱部１２６は、半導体パッケージ７から遠ざかっているとともに、電動ファン１３８から送風される冷却風が吹き付けられるので、受熱部１２５に比べて温度が低く、かつ内部圧力が低く保たれている。
【０１１６】そのため、放熱部１２６に導かれた蒸気は、ここで放熱し凝縮する。この冷媒の凝縮により放出された熱は、放熱部１２６から冷却風の流れに乗じて冷却ユニット１２０の外方に放出される。
【０１１７】放熱部１２６での熱交換により液化された冷媒Rは、毛細管力により連通部１２９の内面を伝わって受熱部１２５に戻り、再度半導体パッケージ７の熱を受けて加熱され、蒸気となる。この冷媒Rの蒸発および凝縮の繰り返しにより、受熱部１２５の熱が放熱部１２６に積極的に輸送される。
【０１１８】このような構成によると、冷却ユニット１２０の受熱部１２５は、半導体パッケージ７の熱を受ける部分が熱伝導シート１３０によって構成されているので、この熱伝導シート１３０が半導体パッケージ７の表面粗さに起因する熱伝導率の悪化を補ったり、熱伝導の妨げとなる隙間を吸収するように半導体パッケージ７に密着する。
【０１１９】そのため、半導体パッケージ７から熱伝導シート１３０に伝えられた熱の全てをそのまま直に冷媒通路１３１内の冷媒Rに伝えることができ、この冷媒通路１３１内の冷媒Rを利用して受熱部１２５に伝えられた半導体パッケージ７の熱を効率良く放熱部１２６に輸送することができるよって、半導体パッケージ７から冷媒Rに至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えることができ、半導体パッケージ７から冷媒Rへの熱伝導効率を飛躍的に高めることができる。
【０１２０】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、発熱体（回路部品）と冷媒との間に介在される介在物は熱伝導シートのみとなるので、発熱体から熱伝導シートに伝えられた熱の全てをそのまま直に冷媒に伝えることができる。よって、発熱体から冷媒に至る熱伝導経路の熱抵抗を小さく抑えて、熱伝導効率を飛躍的に高めることができ、発熱体を効率良く冷却できるといった利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るポータブルコンピュータの断面図。
【図２】半導体パッケージとヒートパイプとの熱接続部を示す断面図。
【図３】（Ａ）は、本体と熱伝導シートとの接合構造を示すヒートパイプの断面図。（Ｂ）は、本体と熱伝導シートとの他の接合構造を示すヒートパイプの断面図。
【図４】ヒートパイプの受熱部と半導体パッケージとの位置関係を分解して示す冷却装置の斜視図。
【図５】本体と熱伝導シートとを位置関係を示すヒートパイプの斜視図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るヒートパイプの斜視図。
【図７】半導体パッケージとヒートパイプとの熱接続部分を示す断面図。
【図８】（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態において、半導体パッケージとヒートパイプとを互いに分離させた状態を示す断面図。（Ｂ）は、半導体パッケージにヒートパイプの受熱部を固定した状態を示す断面図。（Ｃ）は、熱伝導シートが半導体パッケージと回路基板との双方に跨って接した状態を示す断面図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係るヒートパイプの斜視図。
【図１０】半導体パッケージにヒートパイプの受熱部を固定した状態を示す断面図。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る冷却ユニットの斜視図。
【図１２】半導体パッケージにヒートパイプの受熱部を固定した状態を示す断面図。
【図１３】（Ａ）は、本発明の第６の実施の形態に係る冷却ユニットの斜視図。（Ｂ）は、半導体パッケージおよびヒートシンクに冷却ユニットを熱的に接続した状態を示す断面図。
【図１４】本発明の第７の実施の形態に係る冷却ユニットの断面図。
【図１５】図１４のＦ１５−Ｆ１５線に沿う断面図。
【符号の説明】
４…筐体
６…回路基板
６ａ…実装面
７…発熱体、回路部品（半導体パッケージ）
１５…冷却装置
１９，８１，１２１…本体
２０，６１，８２，１０１，１２５…受熱部
２１，６２，８３，１０２，１２６…放熱部
２２，６３，８４ａ，８４ｂ，１０３ａ，１０３ｂ…管路
２６，９０，１３０…熱伝導シート
１００，１２０…冷却ユニット
１０３…循環経路
１０９…ファン（電動ファン）
１３１…冷媒通路
R …冷媒
【特許請求の範囲】
【請求項１】 発熱体の熱を受ける受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部と、これら受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記受熱部に伝えられた発熱体の熱を上記冷媒の移動により上記放熱部に輸送するようにした冷却装置において、上記少なくとも受熱部は、上記発熱体に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】 請求項１の記載において、上記管路は、上記受熱部と上記放熱部とに跨る溝状の凹部を有する金属製の本体を含み、この本体の凹部の開放端が上記熱伝導シートで覆われているとともに、この熱伝導シートは、上記凹部と協働して上記冷媒が流れる冷媒通路を構成していることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】 請求項２の記載において、上記受熱部の熱伝導シートは、上記管路よりも大きな平面形状を有し、この熱伝導シートと上記冷媒通路を間に挟んで向かい合う本体は、上記熱伝導シートに向けて突出する複数の凸部を備えていることを特徴とする冷却装置。
【請求項４】 請求項１の記載において、上記放熱部は、ヒートシンクに熱的に接続される外周部分を有し、この外周部分が上記熱伝導シートにて構成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項５】 発熱体の熱を受ける受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を循環させる循環経路とを含み、上記受熱部に伝えられた発熱体の熱を上記循環する冷媒により上記放熱部に輸送するようにした冷却装置において、上記少なくとも受熱部は、上記発熱体に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項６】 請求項５の記載において、上記循環経路は、上記受熱部で加熱された冷媒を上記放熱部に導く第１の管路と、上記放熱部で放熱された冷媒を上記受熱部に導く第２の管路とを有し、これら第１および第２の管路のいずれか一方に冷媒を強制的に循環させるためのポンプを設置したことを特徴とする冷却装置。
【請求項７】 請求項５又は請求項６の記載において、上記放熱部は、ヒートシンクに熱的に接続されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項８】 発熱体の熱を受ける受熱部と、この受熱部に熱的に接続された放熱部とを有する熱伝導性の本体と、この本体に支持され、上記放熱部に冷却風を送風するファンと、上記本体に形成され、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる冷媒通路と、を具備し、上記冷媒通路の少なくとも受熱部に対応する部分は、ゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成され、この熱伝導シートが上記発熱体に接していることを特徴とする冷却装置。
【請求項９】 請求項８の記載において、上記本体は、上記冷却風が流れる送風通路を有し、この冷却風通路は、上記冷媒通路に熱的に接続されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１０】 実装面を有する回路基板と、この回路基板の実装面に実装された発熱する回路部品と、この回路部品の熱を受ける受熱部と、上記回路部品の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記受熱部に移された回路部品の熱を上記冷媒の移動により上記放熱部に輸送する冷却ユニットと、を備えている回路モジュールにおいて、上記冷却ユニットの少なくとも受熱部は、上記回路部品に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成され、この熱伝導シートは、上記回路部品よりも大きな形状を有するとともに、この熱伝導シートのうち上記回路部品の外周囲に張り出す外周部が上記回路基板の実装面に跨って接していることを特徴とする回路モジュール。
【請求項１１】 請求項１０の記載において、上記冷却ユニットの受熱部は、押え金具を介して上記回路基板に固定され、この受熱部の熱伝導シートが上記回路部品および上記実装面の双方に直に押し付けられていることを特徴とする回路モジュール。
【請求項１２】 発熱する回路部品と、この回路部品の熱を受ける受熱部と、上記回路部品の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記受熱部に移された回路部品の熱を上記冷媒の移動により上記放熱部に輸送する冷却ユニットと、を備えている回路モジュールにおいて、上記冷却ユニットの受熱部は、一端に上記管路が接続される接続口を有する袋状をなすとともに、柔軟な熱伝導性のゴム状弾性体にて構成され、この受熱部が上記回路部品に押し付けられていることを特徴とする回路モジュール。
【請求項１３】 請求項１２の記載において、上記冷却ユニットの放熱部は、一端に上記管路が接続される接続口を有する袋状をなすとともに、柔軟な熱伝導性のゴム状弾性体にて構成され、この放熱部がヒートシンクに押し付けられていることを特徴とする回路モジュール。
【請求項１４】 発熱体を内蔵する筐体と、上記発熱体の熱を受ける受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部とに間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記受熱部に移された発熱体の熱を上記冷媒の移動により上記放熱部に輸送する冷却ユニットと、を備えている電子機器において、上記冷却ユニットの少なくとも受熱部は、その発熱体に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１５】 請求項１４の記載において、上記冷却ユニットの放熱部は、ヒートシンクに熱的に接続されているとともに、このヒートシンクは、上記筐体に収容されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１６】 請求項１５の記載において、上記放熱部は、上記ヒートシンクに熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１】 発熱体の熱を受ける受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部と、これら受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記受熱部に伝えられた発熱体の熱を上記冷媒の移動により上記放熱部に輸送するようにした冷却装置において、上記少なくとも受熱部は、上記発熱体に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】 請求項１の記載において、上記管路は、上記受熱部と上記放熱部とに跨る溝状の凹部を有する金属製の本体を含み、この本体の凹部の開放端が上記熱伝導シートで覆われているとともに、この熱伝導シートは、上記凹部と協働して上記冷媒が流れる冷媒通路を構成していることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】 請求項２の記載において、上記受熱部の熱伝導シートは、上記管路よりも大きな平面形状を有し、この熱伝導シートと上記冷媒通路を間に挟んで向かい合う本体は、上記熱伝導シートに向けて突出する複数の凸部を備えていることを特徴とする冷却装置。
【請求項４】 請求項１の記載において、上記放熱部は、ヒートシンクに熱的に接続される外周部分を有し、この外周部分が上記熱伝導シートにて構成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項５】 発熱体の熱を受ける受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を循環させる循環経路とを含み、上記受熱部に伝えられた発熱体の熱を上記循環する冷媒により上記放熱部に輸送するようにした冷却装置において、上記少なくとも受熱部は、上記発熱体に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項６】 請求項５の記載において、上記循環経路は、上記受熱部で加熱された冷媒を上記放熱部に導く第１の管路と、上記放熱部で放熱された冷媒を上記受熱部に導く第２の管路とを有し、これら第１および第２の管路のいずれか一方に冷媒を強制的に循環させるためのポンプを設置したことを特徴とする冷却装置。
【請求項７】 請求項５又は請求項６の記載において、上記放熱部は、ヒートシンクに熱的に接続されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項８】 発熱体の熱を受ける受熱部と、この受熱部に熱的に接続された放熱部とを有する熱伝導性の本体と、この本体に支持され、上記放熱部に冷却風を送風するファンと、上記本体に形成され、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる冷媒通路と、を具備し、上記冷媒通路の少なくとも受熱部に対応する部分は、ゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成され、この熱伝導シートが上記発熱体に接していることを特徴とする冷却装置。
【請求項９】 請求項８の記載において、上記本体は、上記冷却風が流れる送風通路を有し、この冷却風通路は、上記冷媒通路に熱的に接続されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１０】 実装面を有する回路基板と、この回路基板の実装面に実装された発熱する回路部品と、この回路部品の熱を受ける受熱部と、上記回路部品の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記受熱部に移された回路部品の熱を上記冷媒の移動により上記放熱部に輸送する冷却ユニットと、を備えている回路モジュールにおいて、上記冷却ユニットの少なくとも受熱部は、上記回路部品に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成され、この熱伝導シートは、上記回路部品よりも大きな形状を有するとともに、この熱伝導シートのうち上記回路部品の外周囲に張り出す外周部が上記回路基板の実装面に跨って接していることを特徴とする回路モジュール。
【請求項１１】 請求項１０の記載において、上記冷却ユニットの受熱部は、押え金具を介して上記回路基板に固定され、この受熱部の熱伝導シートが上記回路部品および上記実装面の双方に直に押し付けられていることを特徴とする回路モジュール。
【請求項１２】 発熱する回路部品と、この回路部品の熱を受ける受熱部と、上記回路部品の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部との間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記受熱部に移された回路部品の熱を上記冷媒の移動により上記放熱部に輸送する冷却ユニットと、を備えている回路モジュールにおいて、上記冷却ユニットの受熱部は、一端に上記管路が接続される接続口を有する袋状をなすとともに、柔軟な熱伝導性のゴム状弾性体にて構成され、この受熱部が上記回路部品に押し付けられていることを特徴とする回路モジュール。
【請求項１３】 請求項１２の記載において、上記冷却ユニットの放熱部は、一端に上記管路が接続される接続口を有する袋状をなすとともに、柔軟な熱伝導性のゴム状弾性体にて構成され、この放熱部がヒートシンクに押し付けられていることを特徴とする回路モジュール。
【請求項１４】 発熱体を内蔵する筐体と、上記発熱体の熱を受ける受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と放熱部とに間で液状の冷媒を移動させる管路とを含み、上記受熱部に移された発熱体の熱を上記冷媒の移動により上記放熱部に輸送する冷却ユニットと、を備えている電子機器において、上記冷却ユニットの少なくとも受熱部は、その発熱体に熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１５】 請求項１４の記載において、上記冷却ユニットの放熱部は、ヒートシンクに熱的に接続されているとともに、このヒートシンクは、上記筐体に収容されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１６】 請求項１５の記載において、上記放熱部は、上記ヒートシンクに熱的に接続される外周部分がゴム状弾性体からなる柔軟な熱伝導シートにて構成されていることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１２】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１４】
【図１５】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１２】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１４】
【図１５】
【図１３】
【公開番号】特開２００２−１００７１３（Ｐ２００２−１００７１３Ａ）
【公開日】平成１４年４月５日（２００２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−２９１２９１（Ｐ２０００−２９１２９１）
【出願日】平成１２年９月２５日（２０００．９．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年４月５日（２００２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年９月２５日（２０００．９．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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