JP2012247114A - Method of manufacturing heat pipe - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a method for manufacturing a heat pipe, and in particular, it is possible to improve the rate of non-defective products of the heat pipe by arranging the wick structure inside the heat pipe after the wick structure is processed and molded in advance outside the pipe body of the heat pipe. Further, the present invention relates to a method for manufacturing a heat pipe that can realize a thin heat pipe.
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。 In recent years, as the calculation speed of electronic elements increases, more heat is generated from the electronic elements. If excessive heat cannot be eliminated immediately, the stability of the CPU is severely affected. Therefore, it is necessary to dissipate the heat generating electronic element.
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。 In the prior art, the most common electronic element heat dissipation method is to use a heatsink. The initial heat radiator is formed by extrusion-molding an aluminum material, and includes a substrate and a plurality of heat radiation fins extending from one side surface of the substrate. The radiator is attached on the heat generating electronic element. In addition, heat is assisted by disposing a fan on the radiator.
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。 However, as the amount of heat generated by the electronic device increases significantly, it is difficult to satisfy the heat dissipation requirement in the above-described conventional radiator. Then, the trader is raising the heat dissipation capability of a radiator by increasing the heat dissipation area of a radiator. However, increasing the heat dissipating area also increases the volume of the entire heat dissipator, thus greatly increasing the occupied space and weight. In other words, it is difficult to meet the heat radiation demand that has been increasing in recent years because it is contrary to the reduction in size and size of electronic devices.
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。 Therefore, in the industry, a heat radiator is used in which a heat pipe is used as a heat conducting member and the heat pipe is provided through heat radiating fins. First, the low-boiling working fluid filled in the heat pipe absorbs the heat of the heat generating electronic element (evaporating part) and evaporates, and moves the heat to the heat radiating fin. Next, the heat is transferred to the radiation fin (condensing part). Moreover, the heat transmitted to the heat radiating fins is released into the air by the heat radiating fan. With the above structure, heat dissipation of the electronic element is performed.
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。 In the conventional heat pipe manufacturing method, first, metal powder is filled into the hollow tube. Next, the metal powder is sintered to form a wick structure layer on the inner wall of the hollow tube. Next, the tube body is evacuated, filled with the working fluid, and then sealed.
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。 In order to reduce the thickness of the electronic device, it is necessary to reduce the thickness of the heat pipe. In order to manufacture a thin heat pipe, it is necessary to fill the metal powder in the heat pipe and sinter it, and then press the heat pipe to make it flat. Thereafter, the working fluid is filled in the heat pipe, and finally the heat pipe is sealed. Or after pressing a heat pipe beforehand and making it flat shape, it fills with metal powder and performs a sintering operation. However, since the chamber space formed inside the tube is extremely narrow, it is difficult to fill the metal powder. Furthermore, since the steam passage inside the heat pipe is extremely narrow, it affects the circulation efficiency of the working fluid. That is, the conventional thin heat pipe manufacturing method has the following drawbacks (1) to (3).
(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。
(1) The difficulty of processing the heat pipe into a thin shape is high.
(2) The wick structure in the heat pipe is easily damaged.
(3) Manufacturing cost is high.
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。
A main object of the present invention is to provide a method of manufacturing a heat pipe that can prevent an internal wick structure from being pressed and damaged in the process of manufacturing the heat pipe.
Another object of the present invention is to provide a heat pipe manufacturing method capable of manufacturing a thin heat pipe.
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。 In order to solve the above-described problems, a method of manufacturing a heat pipe according to the present invention includes a step of preparing a tube body and a wick structure, a wick structure disposed in the tube body, and the tube body being evacuated to a working fluid. And a step of sealing the tube body.
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。 The heat pipe manufacturing method of the present invention can solve the problem of damage to the internal wick structure when processing the heat pipe, and can simplify the manufacture of a thin heat pipe. Furthermore, it is possible to solve the problem that the conventional heat pipe manufacturing method is easily damaged during processing and the manufacturing cost is high.
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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments showing the objects, features, and effects of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(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。
(First embodiment)
Please refer to FIG. FIG. 1 is a flowchart showing a heat pipe manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the manufacturing method of the heat pipe by 1st Embodiment of this invention consists of the step of S1-S3 below.
S1:管体及びウィック構造体を準備する。 S1: A tube and a wick structure are prepared.
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)。
In S1, a
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。 S2: After arranging the wick structure in the tube, the tube is evacuated and filled with the working fluid.
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。
In S <b> 2, the
S3:管体を封止する。 S3: Seal the tube.
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。
After the inside of the
(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。
(Second Embodiment)
Please refer to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a heat pipe manufacturing method according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the manufacturing method of the heat pipe by 2nd Embodiment of this invention consists of the step of S1-S3 below.
S1:管体及びウィック構造体を準備する。 S1: A tube and a wick structure are prepared.
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。 S2: A wick structure is placed in the tube, and the tube is evacuated and filled with a working fluid.
S3:管体を封止する。 S3: Seal the tube.
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。
Since S1 to S3 described above are the same as those in the first embodiment, they will not be described in detail here. In the second embodiment of the present invention, S4 is performed before the
S4:管体に対し、熱処理を行う。 S4: A heat treatment is performed on the tube.
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。
In S <b> 4, after the
(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。
(Third embodiment)
Please refer to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a heat pipe manufacturing method according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the manufacturing method of the heat pipe by 3rd Embodiment of this invention includes the step of S1-S3 below.
S1:管体及びウィック構造体を準備する。 S1: A tube and a wick structure are prepared.
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。 S2: A wick structure is placed in the tube, and the tube is evacuated and filled with a working fluid.
S3:管体を封止する。 S3: Seal the tube.
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。 Since S1 to S3 described above are the same as those in the first embodiment, they will not be described in detail here. In the third embodiment of the present invention, the wick structure is disposed in the tube body of S2, and S5 is performed before the tube body is evacuated and filled with the working fluid.
S5:管体を押圧して扁平状に成形する。 S5: The tube is pressed into a flat shape.
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)。
When manufacturing a thin heat pipe, the
1 管体
2 ウィック構造体
1
Claims (9)
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。 Providing a tube and a wick structure;
Disposing the wick structure in the tube and evacuating the tube to fill with working fluid;
Sealing the tube;
A method for producing a heat pipe, comprising:
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