KR20110103387A

KR20110103387A - 히트파이프 및 전자기기

Info

Publication number: KR20110103387A
Application number: KR1020117007870A
Authority: KR
Inventors: 가쯔야 쯔루따; 린꼬오 후꾸나가; 도시아끼 고따니; 게이 미즈따
Original assignee: 몰렉스 기이레 코. 엘티디.; 가고시마 유니버시티
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2011-09-20
Also published as: JP5334288B2; US20110308772A1; WO2010026486A3; JP2010060243A; WO2010026486A2; CN102203939B; CN102203939A

Abstract

본 발명은 단부에 배치되는 발광요소를, 효율적으로 냉각할 수 있고, 이러한 결과로 협소 공간에 있어서 효율적으로 실장할 수 있는 히트파이프 및 전자기기를 제공한다. 히트파이프는, 상부판 (3), 상부판 (3)과 대향하는 하부판 (4), 상부판 (3) 및 하부판 (4) 사이에 적층되는 단수 또는 복수의 중간판 (5), 상부판 (3), 하부판 (4) 및 중간판 (5)의 적층에 의해 형성되며 냉매를 봉입할 수 있는 본체부 (2), 기화 냉매를 확산 가능한 증기확산로 (6), 응축 냉매를 환류 가능한 모세관유로 (7)을 구비하고, 증기확산로 (6)는, 본체부의 제1 단부 (15)로부터 제1 단부 (15)와 대향하는 제2 단부 (16)를 향하여 형성된다.

Description

히트파이프 및 전자기기{HEAT PIPE AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 포괄적으로 히트파이프, 더욱 상세하게는 발열체를 냉각하는 히트파이프에 관한 것이다.

전자기기에는, 내부를 흐르는 전류에 의해 발열하는 발열체인 전자부품이 사용된다. 발열체의 발열이 일정온도 이상이 되는 경우, 동작 보증을 할 수 없게 되는 문제가 있고, 전자기기의 다른 부품이 및 잠재적으로 박스에 악영향을 미친다. 이러한 결과로 전자기기 성능 저하 가능성이 있다.

발열체 냉각을 위한 여러 제안들이 있었고, 예를 들면 봉입 냉매의 기화 및 응축에 의한 냉각 효과를 가지는 히트 파이프가 제안되었다. 본 예에서, 히트 파이프는 발열체로부터 열을 냉매로 전달하며, 냉매는 열과 접촉되어 기화되면서 열을 확산한다. 기화 냉매는, 방열에 의해 응축되고, 응축 냉매는 연속 폐순환으로 환류된다. 따라서 이러한 반복적인 기화 및 응축에 의해, 히트파이프는 발열체를 냉각한다.

히트파이프들의 전형적인 예들은 일본특허번호 제3233808호 및 일본특허공개번호 제11-101585호에 기재되어 있다. 더욱 구체적으로는, 808 특허는, 발열체로부터의 열을 방열부재에 전달하기 위한 냉각시스템을 개시하고 있다. 즉 808 특허는, 반도체집적회로와 같은 단순한 물체라도 발열량이 큰 발열체를 냉각 대상으로 하고, 발열체로부터의 열을, 수열부, 열전도요소, 방열부로 전도하여 발열체를 냉각한다. 다른 범주로, 585 출원은, 냉각 기능을 가지는 전자 기판을 개시하고 있다.

최근에는, 냉각을 필요로 하는 다양한 유형의 발열체에서, 히트파이프가, 중앙연산처리장치 (CPU) 및 고밀도 반도체집적회로뿐 아니라, 발광소자 (LED)를 포함한 발광요소를 냉각할 필요가 있다. 이 경우, 발광요소는 상당히 소형이며 복수의 소자들을 포함한 일조로 구성되는 경우가 많다. 여기에서, 발광요소 및 히트파이프가 실장되는 공간은 협소 공간인 경우가 많다.

808 특허에 개시되는 냉각시스템은, 수열부로부터 열전도요소를 향하여 열을 확산한다. 따라서 808 특허에 개시되는 냉각시스템은 발광요소를 수열부의 배면에 배치할 필요가 있다. 이러한 경우, 냉각시스템 부재에 발광요소가 숨겨져 버리는 문제가 있다. 이를 회피하기 위하여, 냉각시스템을 거의 수직 방향으로 설치한다면, 냉각시스템이 여분의 공간을 차지하는 문제가 있다. 발광요소를 기점으로, 열은 방사 방향으로 확산하기 때문에, 발광요소를 기점으로 상하좌우로 냉각시스템 부재가 확장되기 때문이다.

따라서 실장 공간을 줄이기 위하여, 발광요소를 냉각시스템 부재 단부에 배치할 필요가 있다. 그러나 808 특허에 개시되는 냉각시스템에서는, 단부로부터 열전도요소로의 열 확산 성능이 낮고, 발광요소가 단부에 배치되는 경우 냉각 능력이 낮은 문제가 있다. 이것은, 808 특허의 냉각시스템과 무관하게, 수열부, 수열부에 의해 기화된 냉매를 통과시키는 파이프, 및 파이프로부터 수취한 기화 냉매를 냉각하는 냉각부가 별개 부재들인 히트파이프에서도 마찬가지이다. 즉, 실장 공간 감소를 위하여, 발광요소를 수열부 단부에 배치하고자 하여도, 종래 히트파이프 및 냉각시스템에서는, 냉각 능력이 충분하지 않다.

또한, 발광요소는 반도체집적회로에 비하고 소형이고 복수 개로 배치되므로, 발광요소가 수열부의 중앙 주위로 배치하기 어려운 문제도 있다.

또한, 585 출원의 전자 기판은, 복수의 작은 구멍이 정렬하고 있고, 발광요소를 단부에 배치하기 용이하지만, 작은 구멍들이 독립한다는 것 외에도, 기화 냉매의 확산 및 응축 냉매의 환류에 적합한 구성을 갖고 있지 않다. 따라서 585 출원의 전자 기판은, 단부에 배치되는 발광요소를 냉각하기에 적합하지 않다.

상기된 바와 같이, 종래의 히트파이프 및 냉각시스템은 실장 공간을 줄이기 위하여, 소형의 발열체를 단부에 배치하고, 단부에 배치된 발열체를 고효율로 냉각할 수 없다. 특히, 종래의 히트파이프 및 냉각시스템은, 히트파이프 및 냉각시스템 전 부재들 (즉 체적 전체)을 활용하여, 단부에 배치되는 발열체를 효율적으로 냉각할 수 없다.

또한, 고휘도 LED와 같은 발광요소에서는, 푸리에(Fourier) 법칙을 감안하면, (1) 열을 고효율로 확산하여 열속 (heat flux)을 낮추는 것이 중요하다. 즉, 높은 열속이 히트파이프로 유입되어도, 히트파이프가 드라이 아웃 (dry out)(기화 냉매가 응축될 수 없는 상태)하지 않고 냉각 기능을 계속할 있는 것이 필요하다. 또한, (2) 히트파이프에 의한 확산, 이에 따라 전달된 열을 냉각하는 방열부재와의 적합한 조합이 필요하다.

이러한 측면을 감안한다면, 808 특허의 냉각시스템에서는, 열교환판 요소가 금속판으로 제조되므로, 열 확산 효과가 불충분하고 열속 (heat flux)을 낮게 할 수 없다. 이 결과, 발열체 온도를 낮게 유지하는 것이 곤란하다. 또한, 열교환판 요소에 있어서, 발열체로부터 수취한 열이 온도 구배에 따라 방사 방향으로 열 전달되어, 열전달 경로에 대하여 적극적으로 열을 유입시킬 수 있는 구조로 제공되지 않는다. 따라서 열이 열전달 경로에 효율적으로 유입될 수 없다.

585 출원의 전자 기판은, 일차원적으로 열을 전달할 수 있을 뿐이다. 발열체로부터의 발열량이 100W(고휘도 LED에서는, 발열량이 100W에 이르는 경우가 있을 수 있다)에 이르는 경우에는, 전자 기판에 포함되는 냉매가 드라이 아웃하여(dry out), 발열체 냉각을 계속할 수 없게 될 수 있다. 전자 기판에 포함되는 냉매의 확산 방향 및 환류 방향이 일차원적이므로, 기화 냉매는, 충분히 냉각되기 어렵고, 드라이 아웃 (dry out)이 생기기 쉽다.

즉, 소형이지만 큰 발열량의 전자부품 또는 전자소자로부터 열을 효율적으로 확산 및 전달하여 방열할 수 있는 냉각기구가 요망된다. 이 경우, 발열체로부터의 열이 확산, 전달되는 때에, 열 유입을 방해하는 요소가 거의 없는 것이 중요하다. 동시에, 히트파이프의 케이싱을 효율적으로 이용하여 기화 냉매의 확산이 이루어져, 기화 냉매를 고효율로 냉각시킬 필요가 있다.

즉, 발열량이 상당히 높은 소형 발광요소의 냉각에 있어서는, (1) 발열체인 발광요소를 단부에 실장하기 용이하고, (2) 단부에 실장하는 경우에 전체로서의 실장 공간이 너무 크지 않고, (3) 수취된 열의 확산 및 전달에 있어서 저해 요인이 적고, (4) 히트파이프 전체를 이용하여, 열을 확산 및 전달할 수 있고, (5) 기화 냉매의 확산 및 응축 냉매의 환류가, 히트파이프 전체를 삼차원적으로 이용할 필요가 있다.

본 발명은, 이러한 요건을 감안하고, 단부에 배치되는 발광요소를 효율적으로 냉각할 수 있고, 이 결과 협소 공간에 발열요소를 효율적으로 실장할 수 있는 히트파이프 및 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 감안하여, 본 발명의 히트파이프는, 상부판; 상부판과 대향하는 하부판; 상부판 및 하부판 사이에 적층되는 단수 또는 복수의 중간판; 상부판, 하부판 및 중간판 적층에 의해 형성되며 냉매를 봉입 가능한 본체부; 기화 냉매를 확산 가능한 증기확산로; 및 응축 냉매를 환류 가능한 모세관유로를 구비하고, 증기확산로는 본체부 제1 단부로부터 제1 단부와 대향하는 제2 단부를 향하여 형성된다.

본 발명의 히트파이프는, 고휘도 LED와 같은 소형의 전자부품인 발열체를, 단부에 실장하기 용이하다. 또한, 본 발명의 히트파이프는, 발열체가 실장되는 단부로부터, 상기 단부와 대향하는 단부를 향하여 효율적으로 열을 확산할 수 있다. 특히, 히트파이프 전체를 삼차원적으로 활용하여 기화 냉매의 확산 및 응축 냉매 환류를 진행할 수 있으므로, 기화 냉매 냉각도 효과적으로 수행된다.

이러한 결과로서, 상당히 높은 발열량을 가지는 고휘도 LED 등을 단부에 실장한 경우도, 본 발명의 히트파이프는, 드라이 아웃(dry out) 등을 발생시키지 않고 냉각 기능을 유지할 수 있다.

본 발명의 다른 목적들 및 이점들과 함께 구조 및 동작의 구성 및 방식은 동일 부호는 동일 요소들을 표기한 첨부 도면들과 함께 상세한 설명을 참조하면 최적으로 이해될 수 있을 것이다:
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 히트파이프의 내면도;
도 2는 도 1 히트파이프의 단면도;
도 3은 도 1 히트파이프의 분해 단면도;
도 4는 도 1 히트파이프의 내면도;
도 5는 본 발명에 의한 전자기기 일부의 내면도;
도 6은 도 1 히트파이프의 변형 예를 보이는 내면도;
도 7은 3 예시들을 보이는 개략도;
도 8은 케이스 1의 예시 1~3의 히트파이프 표면 온도 분포도;
도 9는 케이스 2의 예시 1~3의 히트파이프 표면 온도 분포도;
도 10은 실험 결과를 나타내는 설명도;
도 11은 본 발명에 의한 히트파이프의 사시도;
도 12는 만곡 형상을 가지는 도 1 히트파이프의 실장도;
도 13은 도 1 히트파이프의 실장도;
도 14는 도 1 히트파이프의 분해도;
도 15는 본 발명에 의한 전자기기의 사시도이다.

본 발명은 다른 형태들의 실시예로 구현될 수 있으나, 도면에 도시된 구체적인 실시예들로 상세하게 기술될 것이며, 이는 본 발명의 원리의 예시로 고려되어야 하며, 본 발명을 도시된 바로 제한하는 것이 아니라는 점을 이해하여야 한다. 또한, 도면들에 도시된 실시예들에서, 상하좌우 앞뒤 등과 같은 방향의 표기는 본 발명의 구조 및 여러 요소들 이동설명을 위한 것이며 절대적이지 않고 상대적인 것이다. 이러한 표기들은 요소들이 도면상에 도시된 위치에 있을 때 적합하다. 요소들 위치 설명이 바뀌는 경우, 이러한 표기들도 이에 따라 바뀌는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 제1 양태에 의하면, 히트파이프는, 상부판; 상부판과 대향하는 하부판; 상부판 및 하부판 사이에 적층되는 단수 또는 복수의 중간판; 상부판, 하부판 및 중간판 적층에 의해 형성되며 냉매를 봉입 가능한 본체부; 기화 냉매를 확산 가능한 증기확산로; 및 응축 냉매를 환류 가능한 모세관유로를 구비하고, 증기확산로는 본체부 제1 단부로부터 제1 단부와 대향하는 제2 단부를 향하여 형성된다.

상기 구성에 의하여, 히트파이프는, 제1 단부에 배치되는 발열체로부터의 열을 효율적으로 제2 단부에 확산할 수 있다. 또한, 히트파이프는, 그 전체를 이용하고 기화 냉매 확산 및 응축 냉매 환류가 가능하고, 확산 및 환류를 서로 방해되지 않는다. 따라서 히트파이프 전체를 효율적으로 이용하여 단부에 배치되는 발열체의 열을 확산할 수 있다.

본 발명의 제2 양태에 의한 히트파이프에서는, 제1 양태에 추가하여, 증기확산로의 제2 단부에 있어서 폭은, 제1 단부에 있어서 폭보다도 넓다.

상기 구성에 의하여, 발열체가 배치되는 제1 단부에서 기화 냉매는, 방해받지 않고 제2 단부를 향하여 확산할 수 있다. 따라서 히트파이프의 제 1단부로부터 제2 단부에 걸친 열 확산 능력이 향상된다.

본 발명의 제3 양태에 의한 히트파이프에서는, 제2 양태에 추가하여, 증기확산로는, 제1 단부로부터 제2 단부에 걸쳐 확장된다.

상기 구성에 의하여, 발열체가 배치되는 제1 단부에서 기화 냉매는, 저해됨이 없이 제2 단부를 향하여 확산할 수 있다. 따라서 히트파이프의 제1 단부로부터 제2단부에 걸친 열 확산 능력이 향상된다.

본 발명의 제4 양태에 의한 히트파이프에서는, 제1 양태에 추가하여, 증기확산로의 제2 단부에 있어서 폭은, 제1 단부에 있어서 폭과 거의 동일하다.

상기 구성에 의하여, 발열체가 배치되는 제1 단부에서 기화 냉매는, 저해되는 것이 없이 제2 단부를 향하여 확산할 수 있을 뿐 아니라 응축 냉매도 저해되는 것이 없이 환류할 수 있다. 즉, 기화 냉매의 확산 및 응축 냉매의 환류는, 최적 균형 (balance)을 이루고 이동할 수 있다. 이러한 결과로서, 히트파이프는, 단부에 배치되는 발열체로부터의 열을 효율적으로 확산할 수 있다.

본 발명의 제5 양태에 의한 히트파이프에서는, 제1 내지 제4 양태의 어느 하나에 추가하여, 중간판은, 절결 부분과 내부 관통공을 가지고, 절결 부분은 증기확산로를 형성하고, 내부 관통공은 모세관 유로를 형성한다.

상기 구성에 의하여, 평면 및 두께 방향으로 기화 냉매를 확산할 수 있는 증기확산로, 및 수직 또는 수직 및 평면 방향으로 응축 냉매를 환류할 수 있는 모세관유로는, 박형 히트파이프의 내부라도 용이하게 형성할 수 있다.

본 발명의 제6 양태에 의한 히트파이프에서는, 제5 양태에 추가하여, 중간판은 복수이고, 복수의 중간판 각각에 제공되는 내부 관통공들은 일부만이 겹쳐지고, 내부 관통공의 수평 방향의 단면적보다도 작은 단면적을 가지는 모세관 유로가 형성된다.

상기 구성에 의하여, 보다 미세한 유로를 가지는 모세관 유로가 용이하게 형성될 수 있다.

본 발명의 제7 양태에 의한 히트파이프에서는, 제1 내지 제6 양태의 어느 하나에 추가하여, 상부판 및 하부판 각각은, 모세관 유로 및 증기확산로의 적어도 일부와 연통하는 오목부를 더욱 구비한다.

상기 구성에 의하여, 증기확산로는, 평면 방향뿐 아니라 두께 방향에도 기화 냉매를 확산할 수 있다. 또한, 기화 냉매가 접하는 표면적이 커지고, 기화 냉매의 냉각도 촉진된다. 또한, 모세관유로로의 응축 냉매 환류도 촉진된다.

본 발명의 제8 양태에 의한 히트파이프에서는, 제1 내지 제7 양태의 어느 하나에 추가하여, 증기확산로는, 기화 냉매를 평면 방향 및 두께 방향으로 확산하고, 모세관유로는, 응축 냉매를 수직 또는 수직 및 평면 방향으로 환류시킨다.

상기 구성에 의하여, 히트파이프는, 제1 단부로부터 제2 단부에 걸쳐 고효율로 열 확산을 실현할 수 있다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시예를 설명한다.

또한, 본 명세서에 있어서 히트파이프란, 내부 공간에 봉입되는 냉매가, 발열체로부터 열을 받고 기화하고, 기화 냉매가 냉각되고 응축하는 것을 반복하여, 발열체를 냉각하는 기능을 실현하는 부재, 부품, 장치, 기구를 의미한다.

실시예 1 - 히트파이프 개념 설명

먼저, 히트파이프 개념에 관하여 설명한다.

히트파이프는, 내부에 냉매를 봉입하고, 열을 수취하는 면이, 전자부품을 포함하는 발열체에 접하도록 구성된다. 내부의 냉매는, 발열체로부터 열을 수취하고 기화하며, 기화될 때에 발열체의 열을 빼앗는다. 기화 냉매는, 히트파이프의 내부를 이동(확산)한다. 이러한 이동에 의하여 발열체의 열이 전달된다. 이동한 기화 냉매는 히트파이프의 방열 면 등에서 (또는 히트 싱크(heat sink) 또는 냉각 팬(fan) 등의 2차 냉각부재에 의하여) 냉각되고 응축한다. 응축하여 액화된 냉매는, 히트파이프 내부를 환류하고 다시 수열면으로 이동한다. 수열면으로 이동한 냉매는, 다시 기화하고 발열체 열을 수취한다.

상기와 같은 냉매의 반복적 기화 및 응축에 따라서 히트파이프는 발열체를 냉각한다. 따라서 히트파이프는 그 내부에 기화 냉매를 확산하는 증기확산로, 및 응축 냉매를 환류시킨 모세관유로를 가질 필요가 있다.

히트파이프 예로서는, 튜브 형상을 가지고 수직 방향으로 기화 냉매를 확산시키고 동시에 수직 방향으로 응축 냉매를 환류시키는 구조를 가지는 히트파이프, 및 발열체와 접하는 수열부 및 냉매를 냉각하는 냉각부가 별개 몸체이고 파이프로 연결되는 구조를 가지는 히트파이프가 있다.

이들 구조를 가지는 히트파이프는, 수열부에 의해 수취된 열에 따라서 기화 냉매를, 파이프 등의 열전달 요소에 의해 전달하기 위한 복잡 형상을 가지고 있고, 발열체를 단부에 실장하기 어렵다. 따라서 평판형의 히트파이프가 요구된다. 그러나 평판형의 히트파이프 역시, 중앙으로부터 주변을 향하여 열을 확산하거나, 선형적이며 일차원적으로만 열을 확산하기 때문에, 큰 발열량의 발열체에 대하여, 드라이 아웃하지 (dry out) 않고 단부로부터의 열 확산을 실현할 수 없다.

본 발명의 히트파이프는, 단부에 발열체를 실장 가능하고 실장 공간을 필요하지 않고, 히트파이프 전체를 삼차원적으로 활용하여 열을 확산하고 발열체를 냉각할 수 있다.

전체 구성

먼저, 히트파이프의 전체 구성에 관하여 도 1 및 2를 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시예 1에 있어서 히트파이프 내면도이고, 도 2는, 본 발명의 실시예 1에 있어서 히트파이프 단면도이다.

도 1은, 히트파이프 내부를 상부로부터 투시한 도면을 나타내고, 도 2는, 히트파이프 단부로부터 관찰되는 단면도를 도시한다.

히트파이프 (1)는, 상부판 (3), 하부판 (4), 단수 또는 복수의 중간판 (5), 증기확산로 (6), 모세관유로 (7)로 구성된다. 하부판 (4)은, 상부판 (3)에 대향하고, 단수 또는 복수의 중간판 (5)은, 상부판 (3) 및 하부판 (4) 사이에 적층된다. 본체부 (2)는, 상부판 (3), 하부판 (4), 중간판(5)의 적층 및 접합에 의해 형성되고, 냉매 (11)를 봉입 가능한 내부 공간을 가진다. 이러한 내부 공간에 봉입되는 냉매의 기화 및 응축에 의하여 히트파이프 (1)는, 발열체를 냉각할 수 있다.

증기확산로 (6)는, 절결 부분 (8)에 의하여 형성되고, 모세관유로 (5)는, 내부 관통공 (9)에 의하여 형성된다.

증기확산로 (6)는, 기화 냉매를 확산한다. 기화 냉매는, 증기확산로 (6)를 경유하여 평면 방향 및 두께 방향의 적어도 하나의 방향으로 확산한다. 특히, 증기확산로 (6)는, 상부판 (3)으로부터 하부판 (4)에 걸쳐 형성되고, 증기확산로 (6)의 적어도 일부가, 상부판 (3) 및 하부판 (4)의 적어도 일부에 형성되는 오목부(12)와 연통하므로, 발열체로부터의 열을 수취하여 기화된 냉매는, 평면 방향 및 두께 방향을 따라 삼차원적으로 확산한다.

도 1로부터 명백한 바와 같이, 증기확산로 (6)는, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)를 향하여 형성된다. 따라서 증기확산로 (6)는, 기화 냉매를 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)를 향하여 확산한다. 즉, 히트파이프 (1)는, 단부 (15)로부터 단부 (16)를 향한 열 확산 특성을 가진다.

모세관유로 (7)는, 냉각되고 응축된 냉매를 환류한다. 모세관유로 (7)는, 응축 냉매를 수직 방향 또는 수직 및 평면 방향들로 환류시킨다. 즉, 모세관유로 (7)는, 증기확산로 (6)와 동일하게 삼차원적으로 응축 냉매를 이동시킨다. 이때, 모세관유로 (7)의 적어도 일부가 오목부 (12)의 일부와 연통되어, 상부판 (3)의 오목부 (12)로부터 모세관유로 (7)로 또는 그 반대로 응축 냉매가 이동한다. 따라서 냉매는 수직 방향으로도 이동할 수 있다. 마찬가지로, 모세관유로 (7)는, 내부 공간에 있어서 2차원적 형성되어 있으므로, 냉매는 평면 방향으로도 이동할 수 있다. 상기된 바와 같이, 모세관유로 (7) 역시, 응축 냉매를 삼차원적으로 환류한다.

또한, 증기확산로 (6)의 형상과 일치하도록, 제1 단부 (15) 및 제2 단부 (16)에 걸쳐 모세관유로 (7)가 형성되므로, 모세관유로 (7)는, 제2 단부(16)로부터 제1 단부 (15)를 향하여, 응축 냉매를 환류한다.

이러한, 기화 냉매의 확산 및 응축 냉매의 환류가, 제1 단부 (15) 및 제2 단부 (16)와의 사이에서 진행되어, 제1 단부 (15)에 배치되는 발열체로부터의 열은 효율적으로 냉각된다. 제1 단부 (15)에 의해 수취된 발열체로부터의 열은, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 확산된다. 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 열이 확산되므로, 이러한 확산은, 히트파이프 (1) 전체를 사용하여 진행되는 것과 같다. 또한, 확산은 히트파이프 (1) 전체에서 삼차원적으로 행해지기 때문에, 기화 냉매는 냉각되기 용이하다. 이것은, 기화 냉매가 히트파이프 (1) 전체를 사용하여 이동하고, 외부로 연결되는 부재 (상부판 (3), 하부판 (4) 및 측면)와의 접촉 면적이 넓어지기 때문이다.

동일하게, 모세관유로 (7)는, 응축 냉매를 제2 단부 (16)로부터 제1 단부 (15)로 이동시키므로, 응축 냉매는 제1 단부 (15)로 공급된다. 모세관유로 (7)는, 증기확산로 (6)와 분리되는 상태이므로, 모세관유로 (7)는, 확산하는 증기에 의해 방해받지 않고, 응축 냉매를 환류시킬 수 있다. 따라서 응축 냉매의 환류 역시, 빠른 속도로 진행된다. 이러한 결과로서, 발열체가 배치되는 제1 단부 (15)에는 응축 냉매가 반복적으로 공급된다.

특히 이러한 경우, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)를 향하여 증기확산로 (6)가 형성될 뿐만 아니라, 증기확산로 (6) 위치에 대응하도록 모세관유로 (7)가 제2 단부 (16)로부터 제1 단부 (15)를 향하고 형성되므로, 복수의 통로가 될 수 있는 복수의 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)가 제1 단부 (15) 및 제2 단부 (16) 사이에 형성된다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 증기확산로 (6) 및 하나의 모세관유로 (7)가 나란히 상호 인접하도록, 제1 단부 (15) 및 제2 단부 (16) 사이에 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)가 교대로 병렬적으로 위치하여, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)로의 기화 냉매 확산 및 제2 단부 (16)로부터 제1 단부 (15)로의 응축 냉매 환류의 균형 (balance)이 도모된다. 히트파이프에 의한 발열체의 냉각에서는, 기화 냉매의 확산뿐만 아니라, 응축 냉매의 효율적인 환류도 요구된다.

이러한 구성으로부터, 제1 단부 (15) 및 제2 단부 (16)에 걸쳐, 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)가 형성되어 (특히, 복수의 증기확산로 (6) 및 복수의 모세관유로 (7) 각각이, 교대로 나란히 형성되어), 실시예 1에 있어서 히트파이프 (1)는, 단부에 배치되는 발열체를, 고효율로 냉각할 수 있다. 물론, 히트파이프 (1) 전체를 사용하여 냉각할 수 있기 때문에, 무용한 부분이 없고, 여분의 실장 공간을 필요하지 않는다.

본 경우에 있어서, 도 1에서 명백한 바와 같이, 히트파이프 (1)는, 박형으로 평판형상이지만, 원형, 타원형, 및 다각형과 같은 여러 형상들을 가질 수 있다. 물론, 만곡 될 수 있다.

또한, 히트파이프 (1)는, 사이즈(size)에 있어서 특히 한정되는 것이 아니다. 그러나 실제 사용에 있어서는, 소정의 사이즈 범위 내인 것이 적당한 경우가 있다.

일례로서, 히트파이프 (1)는, 20㎜ 20 ㎜ 제곱 또는 200㎜ 200 ㎜ 제곱 이상의 직사각형을 가지고, 또한 1㎜ 이상 5㎜ 이하의 두께를 가진다. 이러한 소정의 사이즈는, 냉각 대상 발열체인 전자부품의 사이즈, 회로 기판에의 실장상의 용이성 등으로부터 결정된다. 히트파이프 (1)가 본 경우에서 예로서 언급되는 사이즈(size)를 가지므로, 실장 및 냉각 균형이 적절히 달성될 수 있다.

물론, 히트파이프 (1)의 사이즈)는, 본 사이즈로 한정되는 것이 아니고, 제조상의 요구, 사용상의 요구, 실장상의 요구 등 다양한 요구에 따라 결정될 수 있다.

다음으로, 각 부분의 상세한 설명에 대하여도 도 2 및 3을 참조하여 설명한다. 도 3은, 본 발명의 실시예 1에 있어서 히트파이프 분해 단면도이다.

본 경우에, 제1 단부 (15) 및 제2 단부 (16)란, 편의상 "제1" 및 "제2"로 사용하며, 특별히 구분되는 것이 아니다. 발열체가 배치되는 측을 제1이라고 정의하는 것일 뿐이다.

상부판

상부판 (3)은 평판형이고 소정의 형상 및 면적을 가진다.

상부판 (3)은, 금속, 수지 등으로 형성되지만, 동, 알루미늄, 은, 알루미늄 합금, 철, 철 합금, 스테인리스(stainless)와 같은 높은 열전도율 또는 높은 녹방지성 (내구성)의 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상부판 (3)은 직사각형, 마름모, 원형, 타원형, 다각형 등 여러 가지의 형상을 가질 수 있다.

상부판 (3)은, 중간판 (5)과 대향하는 일면에, 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)의 최소한 일부와 연통하는 오목부 (12)를 가지는 것이 바람직하다. 오목부 (12)가 모세관유로 (7)와 연통하므로, 응축 냉매가 상부판 (3)으로부터 모세관유로 (7)로 이송될 수 있다. 달리, 오목부 (12)가 증기확산로 (6)와 연통하므로, 기화 냉매가 상부판 (3)의 표면에서 넓은 면적과 접하기 쉬워지고, 기화 냉매의 방열이 촉진된다. 또한, 오목부 (12)가 증기확산로 (6)와 연통하므로, 기화 냉매는 평면 방향뿐만 아니라 두께 방향 (수직 방향)으로도 확산하게 되고, 기화 냉매는 삼차원적으로 확산된다.

상부판 (3)은, 중간판 (5)과 접합되는 돌기부 또는 접착부를 가지고 있는 것이 바람직하다. 상부판 (3)은, 편의상 "상부"라고 호칭되어 있지만; 물리적으로 상부의 위치에 존재하여야 한다는 것은 아니고, 하부판 (4)과 특별히 구별되는 것도 아니다. 또한, 상부판 (3)은 발열체와 접하는 면이거나, 발열체와 대향하는 면일 수 있다.

또한, 상부판 (3)은, 냉매의 주입구 (10)를 구비할 수 있다. 상부판 (3), 중간판 (5), 하부판 (4)이 적층되고 접합되면 내부 공간이 형성된다. 이러한 내부 공간에는, 냉매를 봉입할 필요가 있으므로, 상부판 (3) 등의 접합 후에 주입구 (10)로부터 냉매가 채워진다. 주입구 (10)는, 냉매가 채워지고 봉입되어 내부 공간은 밀봉된다.

본 경우에, 냉매는, 적층 후에 주입구 (10)로부터 봉입될 수 있고, 상부판 (3), 하부판 (4), 중간판 (5)이 적층되는 때 냉매가 봉입될 수도 있다.

하부판

하부판 (4)은, 상부판 (3)과 대향하면서 단수 또는 복수의 중간판 (5)을 개재시킨다.

하부판 (4)은, 금속, 수지 등으로 형성되지만, 동, 알루미늄, 은, 알루미늄 합금, 철, 철 합금, 스테인리스(stainless)와 같은 높은 열전도율 또는 높은 녹방지성 (내구성)의 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상부판 (3)은 직사각형, 마름모, 원형, 타원형, 다각형 등 여러 가지의 형상을 가질 수 있다; 그러나 상부판 (3)과 대향하면서 본체부 (2)를 형성하므로, 상부판 (3)과 동일한 형상 및 면적을 가지는 것이 바람직하다.

하부판 (4)은, 중간판 (5)과 대향하는 일면에, 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)과 연통하는 오목부 (12)를 가지는 것이 적합하다. 오목부 (12)가 모세관유로 (7)와 연통하므로, 응축 냉매가 상부판 (3)으로부터 모세관유로 (7)로 전달되기 용이하다. 달리, 오목부 (12)가 증기확산로 (6)와 연통하므로, 기화 냉매가, 상부판 (3)의 표면에서 넓은 면적과 접하기 쉬워지고, 기화 냉매의 방열이 촉진된다. 또한, 오목부 (12)가 증기확산로 (6)와 연통하므로, 기화 냉매는 평면 방향뿐만 아니라 두께 방향 (수직 방향)으로도 확산하게 되고, 기화 냉매는, 삼차원적으로 확산된다. 이것은, 상부판 (3)에 오목부 (12)가 제공되는 것과 동일한 의의를 가진다.

하부판 (4)은, 편의상 "하부"라고 호칭으로 되어 있지만; 물리적으로 하부의 위치에 존재하는 것은 아니며, 상부판 (3)과 특별히 구별되는 것도 아니다.

하부판 (4)은, 중간판 (5)과 접합되는 돌기부 또는 접착부가 제공되는 것이 바람직하다.

또한, 하부판 (4)은 발열체와 접하거나 접하지 않을 수 있다.

중간판

중간판 (5)은, 단수 또는 복수의 부재들로 구성된다. 도 3에서, 히트파이프 (1)는, 4장의 중간판들 (5)을 가진다. 중간판들 (5)은 상부판 (3) 및 하부판 (4) 사이에 적층된다.

중간판 (5)은, 금속, 수지 등으로 형성되지만, 동, 알루미늄, 은, 알루미늄 합금, 철, 철 합금, 스테인리스와 같은 높은 열전도율 또는 높은 녹방지성 (내구성)의 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 중간판 (5)은 직사각형, 마름모, 원형, 타원형, 또는 다각형과 같은 여러 형상을 가질 수 있지만; 상부판 (3) 및 하부판 (4) 사이에 개재되어 본체부 (2)를 형성하므로, 상부판 (3) 및 하부판 (4)과 동일한 형상인 것이 바람직하다. 또한, 상부판 (3) 및 하부판 (4) 사이에 끼이기 때문에, 중간판 (5) 면적은, 상부판 (3) 및 하부판 (4)과 동일하거나 약간 작을 수 있다.

또한, 중간판 (5)은, 상부판 (3) 및 하부판 (4)과 접합될 때 이용되는 돌기부 또는 접착부를 가질 수 있다. 또한, 중간판 (5)은, 작은 단면적을 가지는 내부 관통공 (9)을 가진다. 이러한 내부 관통공 (9)은 모세관유로 (7)를 형성한다.

마지막으로, 상부판 (3) 및 하부판 (4) 사이에 중간판 (5)이 적층되고 접합되어 본체부 (2)가 형성된다. 중간판 (5) 개수는 단수 또는 복수일 수 있다. 본 경우에, 하기와 같이, 보다 작은 단면적을 가지는 모세관유로 (7)를 형성하기 위하여, 중간판 (5) 개수는 복수인 것이 바람직하다.

본체부 및 단부

본체부 (2)는, 상부판 (3), 하부판 (4) 및 상부판 (3) 그리고 하부판 (4) 사이에 끼워지는 중간판 (5)이 적층되고 접합되어 형성된다. 본체부 (2)는, 히트파이프 (1)의 기본 몸체가 되는 부분이다. 본체부 (2)는, 내부 공간을 가지고, 내부 공간에는 냉매가 봉입된다. 또한, 내부 공간은 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)가 제공된다.

즉, 본체부 (2)는, 히트파이프 (1)에 있어서 히트파이프로서 기능한다.

제1 단부 (15)는, 본체부 (2)의 일 단부이고, 제2 단부 (16)는, 제1 단부 (15)와 대향하는 위치의 단부 (즉 제1 단부 (15)와 반대 측의 단부)이다. 증기확산로 (6)는, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)로 향하여 형성된다.

이 경우, 제1 단부 (15) 및 제2 단부 (16)에 있어서 "단부"란, 본체부 (2)의 엄격한 단면만을 의미하는 것이 아니라, 본체부 (2) 표면 끝의 위치를 가리킨다. 즉, 본체부 (2)에 있어서 끝 주변의 위치를, 단부로서 칭한다.

또한, 제1 단부 (15) 및 제2 단부 (16) 사이 대향 상태 편성은 도 1에 도시된 것과는 다를 수 있다. 본체부 (2)에 있어서, 제1 단부 (15) 또는 제2 단부 (16)로부터 금속판 등이 연장 또는 돌출하는 경우도, 본체부 (2)가 가지는 내부 공간 끝은, 돌출하는 연장되는 판 단부가 아니더라도, 단부로서 간주될 수 있다.

중간판, 증기확산로 및 모세관유로

다음으로, 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)에 관하여 설명한다. 중간판 (5)은 기화 냉매를 평면 방향 및 두께 방향의 적어도 하나의 방향으로 확산하는 증기확산로 (6) 및, 응축 냉매를 수직 방향 또는 수직 및 평면 방향으로 환류시키는 모세관유로 (7)를 형성한다.

먼저, 증기확산로 (6)에 관하여 설명한다.

중간판 (5)은, 절결 부분 (8) 및 내부 관통공 (9)을 가진다.

절결 부분 (8)은 증기확산로 (6)를 형성한다. 상부판 (3) 및 하부판 (4) 사이에 중간판 (5)이 적층되는 경우에, 절결 부분 (8)은 빈틈 (gap)을 형성한다. 이러한 빈틈이 증기확산로 (6)가 된다.

이 경우에, 절결 부분 (8)은, 하부판 (4)으로부터 상부판 (3)에 걸쳐 빈틈을 형성하므로, 증기확산로 (6)는, 하부판 (4)으로부터 상부판 (3)에 걸쳐 형성된다. 또한, 증기확산로 (6)는, 상부판 (3) 및 하부판 (4)에 형성되는 오목부 (12)와 연통하기 때문에, 기화 냉매는, 증기확산로 (6)로부터 오목부 (12)로 이동할 수 있다. 오목부 (12)에 도달한 기화 냉매는, 다시 증기확산로 (6)로 이동할 수 있다. 상기된 바와 같이, 기화 냉매는, 평면 방향뿐만 아니라, 두께 방향으로도 확산하면서, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)를 향하여 확산한다.

상기된 바와 같이, 증기확산로 (6)는, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 형성된다. 이러한 증기확산로 (6) 이외의 부분에 모세관유로 (7)가 형성되기 때문에, 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)는, 본체부 (2)의 내부에서 가로줄 무늬와 같이 교대로 병렬한다.

히트파이프 (1)는, 그 일례로서 도 1에 도시된 바와 같이 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 확장되는 증기확산로 (6)를 가진다. 즉, 제1 단부 (15)측에서의 평면 방향의 증기확산로 (6)의 단면적보다도, 제2 단부 (16)측에서의 평면 방향의 증기확산로 (6)의 단면적이 넓다. 이러한 증기확산로 (6)의 형상 및 구조는, 중간판 (5)의 절결 부분 (8)에 의하여 정해진다.

상기된 바와 같이, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 단면적이 넓어지는 형상의 증기확산로 (6)에 의하여 히트파이프 (1)는, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)로 향하는 열 확산 특성을 가진다. 본 경우 도 1에서, 증기확산로 (6)가 단부를 향한 확장 형상을 가지지만; 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐, 굽힘 및 변곡이 있을 수 있고, 단면적 증감의 변화가 있을 수 있다.

다음으로, 모세관유로 (7)에 관하여 설명한다.

중간판 (12)은, 내부 관통공 (9)을 가진다. 내부 관통공 (9)은 미소(minute) 관통공이고, 응축 냉매가 환류하는 모세관유로 (7)를 형성한다. 중간판 (5)이 도 3에 도시된 바와 같이 절결 부분 (8)을 가지는 경우에는, 절결 부분 (8) 이외의 부분에 내부 관통공 (9)이 형성된다.

여기에서, 중간판 (5)이 단수의 경우에는, 중간판 (5)에 마련된 내부 관통공 (9)이 그대로 모세관유로 (7)가 된다.

반대로, 중간판 (5)이 복수인 경우에는, 복수의 중간판 (5) 각각에 제공되는 내부 관통공 (9) 일부만이 겹쳐지고, 내부 관통공 (9) 평면 방향의 단면적보다 작은 단면적을 가지는 모세관유로 (7)이 형성된다. 상기된 바와 같이, 중간판 (5)이 복수인 경우에는, 내부 관통공 (9) 그 자체의 단면적보다 작은 단면적을 가지는 모세관유로 (7)가 형성되기 때문에, 모세관유로 (7)에 있어서 응축 냉매를 보다 효과적으로 환류할 수 있다. 모세관 단면적이 작으므로, 모세관 현상에 의한 액체 이동이 촉진된다.

또한, 여기에서, 중간판 (5) 각각에는, 복수의 내부 관통공 (9)이 제공된다. 복수의 내부 관통공 (9)은 복수의 유로를 가지는 모세관유로 (7)를 형성할 수 있다.

내부 관통공 (9)은, 중간판 (5) 표면으로부터 배면에 걸쳐 관통하며, 그 형상은 원형도 타원형, 타원형, 또는 직사각형으로 형성될 수 있다. 또는 슬릿(slit) 형상일 수 있다.

내부 관통공 (9)은, 굴착, 프레스(press), 습식 식각 (wet etching), 건식 식각 등으로 형성될 수 있다.

중간판 (5) 개수가 복수의 경우에는, 내부 관통공 (9)은, 복수의 중간판 (5)의 각각에 제공된다. 여기에서, 복수의 중간판 (5)은, 이러한 내부 관통공 (9)의 일부만이 각각 겹쳐지도록 적층되기 때문에, 내부 관통공 (9)의 위치는, 인접하는 중간판 (5) 마다 적당히 비겨져야 (shift)한다. 예를 들면, 소정 중간판 (5)에 있는 내부 관통공 (9) 위치 및 상기 중간판 (5)과 인접하는 다른 중간판 (5)에 있는 내부 관통공 (9) 위치는, 내부 관통공 (9) 단면의 일부만이 중첩되도록 이동된다. 상기된 바와 같이, 인접하는 중간판 (5)마다 내부 관통공 (9)의 위치가 빗나감으로써, 복수의 중간판 (5)이 적층되는 경우에, 내부 관통공 (9)의 평면 방향의 단면적보다도 작은 단면적을 가지는 모세관유로 (7)가 형성된다.

모세관유로 (7)는, 복수의 중간판 (5)이 적층될 때, 내부 관통공 (9)의 일부가 중첩되도록 구성되어, 내부 관통공 (9)의 평면 방향의 단면적보다도 작은 단면적을 가진다. 이와 같은 내부 관통공 (9)의 단면적보다도 작은 단면적을 가지는 구멍이, 히트파이프 (1)의 수직 방향으로 적층되고, 수직 방향의 구멍들이 서로 연결되므로, 수직 방향의 유로가 형성된다. 또한, 수직 방향에 있어서 계단모양의 구멍이 생성되므로, 수직 방향뿐만 아니라 평면 방향으로도 흐를 수 있는 유로가 형성된다. 이러한 수직 및 평면 방향에 형성되는 유로는, 그 단면적이 상당히 작고, 응축 냉매를, 수직 방향 또는 수직 및 평면 방향으로 환류시킨다. 또한, 모세관유로 (7)는, 오목부 (12)와 연통하기 때문에, 오목부 (12)에 있어서 냉각되고 응축되는 냉매가, 오목부 (12)로부터 모세관유로 (7)로 이동되고, 그대로 모세관유로 (7)를 통과하여 환류한다. 이처럼 오목부 (12) 및 모세관유로 (7)가 연통하고 있으므로, 응축 냉매의 환류가 촉진된다.

또한, 내부 관통공 (9)의 일부만이 겹치도록 구성되어, 내부 관통공 (9)보다도 작은 단면적을 가지는 모세관유로 (7)가 형성되는 경우에는, 모세관유로 (7)를 직접 가공하는 것보다, 용이하게 제작할 수 있는 장점도 있다.

또한, 모세관유로 (7)는, 응축 냉매를 환류하지만, 기화 냉매를 통과시킬 수도 있다.

또한, 모세관유로 (7), 오목부 (12)의 모서리부 또는 절결 부분 (8)의 모서리부는, 모 따기 처리되거나, 라운드 처리되는 것이 바람직하다. 모세관유로 (7)의 단면은, 육각형, 원형, 타원형, 직사각형, 다각형 등과 같은 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 모세관유로 (7)의 단면 형상은, 내부 관통공 (9)의 형상 및, 내부 관통공 (9) 사이의 중첩 방식에 따라 정해진다. 또한, 단면적도 동일한 방식으로 정해진다.

제조 과정

다음, 히트파이프 (1) 제조 공정에 관하여 설명한다.

상부판 (3), 하부판 (4), 중간판 (5)이 적층되고 접합되어 히트파이프 (1)가 제조된다.

제조 공정에 관하여 도 3을 참조하여 설명한다.

상부판 (3), 하부판 (4) 및 복수의 중간판 (5) (도 3에서는 4장의 중간판들 (12)) 각각이 동일 위치에서 겹쳐질 수 있는 위치에서 정렬된다. 또한, 복수의 중간판 (12)은, 복수의 중간판 (5)의 각각에 제공되는 내부 관통공 (9)의 각각의 일부만이 겹쳐질 수 있는 위치에서 정렬된다.

상부판 (3), 하부판 (4) 및 복수의 중간판 (5) 중 적어도 하나는 접합 돌기를 가진다.

상부판 (3), 하부판 (4) 및 복수의 중간판 (5)이 배치되고 정렬된 후 적층되고, 히트 프레스로 직접 접합되어 일체화된다. 이때, 각 부재는, 접합 돌기에 의하여 직접 접합된다.

여기에서, 직접 접합이란, 피-접합 두 부재들의 면을 밀착시킨 상태로 가압 열처리하는 것이고, 면들 사이에 작용하는 원자들 사이 힘에 기초하여 원자들 사이를 강하게 접합시키는 것이고, 접착제를 이용하지 않고, 두 부재들의 면을 일체화할 수 있다. 이때, 접합 돌기는 강한 접합을 달성한다.

히트 프레스(heat press)에 있어서 직접 접합의 조건으로서, 프레스(press) 압력은 40㎏/㎠ ~ 150㎏/㎠ 범위 내이고, 온도는 250~400℃의 범위 내인 것이 바람직하다.

다음으로, 상부판 (3) 또는 하부판 (4) 일부에 제공되는 주입구 (10)를 통하여, 냉매가 주입된다. 이 후, 주입구 (10)가 밀봉되고 히트파이프 (1)가 완성된다. 이 경우, 냉매 봉입은 진공 또는 감압 하에서 진행된다. 진공 또는 감압 하에서 히트파이프 (1)의 내부 공간이 진공 또는 감압 상태가 되어 냉매가 채워진다. 감압 하에서, 냉매의 기화 및 응축 온도가 낮아지고, 냉매의 반복적 기화 및 응축이 활성화되는 이점이 있다.

동작 설명

다음으로, 히트파이프 (1)의 동작에 관해서 설명한다.

도 4는, 본 발명의 실시예 1에 있어서 히트파이프 내면도이다. 도 4의 히트파이프 (1)는 도 1과 동일 형상의 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)를 구비한다. 본체부 (2)의 제1 단부 (15)에 복수의 발열체 (20)가 배치된다.

여기에서, 발열체 (20)는, 소형이지만 큰 발열량의 고휘도 LED 등이다. 고휘도 LED는, 전기 장식 또는 자동차의 헤드램프와 같이 복수의 소자가 사용되는 경우가 많고, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 단부 (15)에 복수의 발열체 (20)가 배치되는 일도 많다.

제1 단부 (15)에 배치되는 발열체 (20) 각각은 발열한다. 히트파이프 (1)는, 제1 단부 (15)에 있어서 상부판 (3) 또는 하부판 (4)을 이용하여 발열체 (20)로부터의 열을 수취한다. 수열에 의해 제1 단부 (15)에서 냉매가 기화한다. 냉매는 기화할 때에 발열체 (20)의 열을 탈취한다. 기화 냉매는, 증기확산로 (6)를 평면 및 두께 방향으로 확산한다. 증기확산로 (6)는, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 확장되도록 형성되므로, 기화 냉매는, 고속으로 제2 단부 (16)를 향하여 확산한다.

기화 냉매는, 증기확산로 (6)로 확산하며, 확산으로 인하여 오목부 (12) 등을 포함하는 넓은 면적에서 상부판 (3) 및 하부판 (4)과 접한다. 도 4에서 도시되지 않지만, 히트파이프 (1)의 표면 또는 제2 단부 (16) 주위에 설치되는 핀, 냉각 팬, 액체 냉각 재킷 등에 의해, 기화 냉매는 냉각된다. 냉각되면, 기화 냉매는 응축된다. 응축 냉매는, 제2 단부 (16)로부터 모세관유로 (7)를 통하여 수직 또는 수직, 평면 방향으로 환류한다. 환류되면, 응축 및 액화된 냉매는 다시 제1 단부 (15)에 도달한다. 제1 단부 (15)에 도달한 냉매는 다시 발열체 (20)로부터 열을 탈취하여 기화하고, 기화 냉매는 증기확산로 (6)을 통하여 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)로 확산된다.

상기와 같이, 실시예 1에 있어서 히트 파이프 (1)에서는, 본체부 (2)의 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐, 복수의 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)가 교대로 병렬 배치된다. 또한, 발열체가 배치되는 제1 단부 (15)에 있는 증기확산로 (6)의 단면적 보다, 제2 단부 (16)에 있는 증기확산로 (6)의 단면적이 더 넓은 형상으로 인하여, 기화 냉매의 확산 속도가 더 빨라진다. 상기 증기확산로 (6)의 일례는, 도 1 및 4에 도시된 바와 같이, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 확장 형상을 가지는 증기확산로 (6)이다.

모세관유로 (7)는, 증기확산로 (6)가 형성되어 있는 이외의 영역에 형성된다. 발명자들의 연구에 따르면, 단부로부터 단부로의 열 확산 및 열 확산의 결과에 의한 발열체의 냉각에서는, 기화 냉매의 확산속도를 응축 냉매의 환류에 대하여 우선시키면서, 그 균형을 잡는 것이 바람직하다. 따라서, 도 1 및 4에 도시된 형상의 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)에 의해, 히트 파이프 (1)는, 기화 냉매의 확산을 응축 냉매의 환류에 대하여 우선시키고 있다. 발열체의 배치 위치인 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 확장 형상을 가지는 증기확산로 (6)에서는, 기화 냉매의 이동 공간이 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 서서히 넓어지기 때문에, 증기확산로 (6)는 기화 냉매를 확산하기 쉽다. 결과적으로, 기화 냉매의 확산속도가 빨라지고, 히트파이프 (1)에 있어서, 제1 단부 (15)에 배치되어 있는 발열체의 열 확산 및 냉각에 우수하다.

또한, 단부에 배치되는 발열체의 냉각능력이 우수하므로, 히트파이프를 포함하는 전자기기에 있어서 여분의 실장공간이 필요로 하지 않는 이점이 있다. 도 5는, 본 발명의 실시예 1에 있어서 전자기기의 일부의 내면도이다. 도 5에서는, 예를 들면 영사기 등의 투영부분의 일부를 도시한다.

전자기기 (30)는, 박스 (33), 제어장치 (31), 투영용 렌즈 (32)를 구비하고, 투영용 렌즈 (32)에 빛을 투사하는 발광요소인 발열체 (20) 및 발열체 (20)를 냉각하는 히트파이프 (1)를 더욱 구비하고 있다. 발열체 (20)는, 히트파이프 (1)의 제1 단부 (15)에 배치되어 있다.

렌즈 (32)는, 발열체 (20)인 발광요소로부터 빛을 받을 필요가 있기 때문에, 발열체 (20)는, 렌즈 (32)의 대략 중심선상에 배치되는 것이 바람직하다. 또한 제어장치 (31)는, 렌즈 (32)로부터 받는 빛 또는 영상을 기초로, 여러 가지의 제어를 행할 필요가 있기 때문에, 제어장치 (31)는, 렌즈 (32)의 일부와 대향 할 필요가 있다. 따라서 도 5에 도시된 바와 같이, 렌즈 (32)에 대향하는 영역에서는, 발열체 (20) 및 제어장치 (31) 실장 공간을 필요로 한다.

본 경우에, 발열체 (20)를 냉각하는 히트파이프가, 중앙으로부터 주변으로 향하여 열 확산하는 유형이거나, 수열부 및 열전도부로 나누어진 형태를 가지는 유형이라면, 렌즈 (32)와 대향하는 영역에 있어서, 히트파이프는 큰 실장공간을 차지한다. 이렇게 된다면, 제어장치 (31)의 실장 영역이 부족하거나, 렌즈 (32)로의 투영에 악영향을 미친다.

반대로, 실시예 1에 있어서 히트파이프 (1)는, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 열을 확산할 수 있기 때문에, 제1 단부 (15)에 발열체 (20)를 배치할 수 있다. 이 결과, 발열체 (20)가 렌즈 (32)의 거의 중앙선 상에 있는 경우에는, 히트파이프 (1)의 제1 단부 (15)도 유사한 위치에 존재할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 히트파이프 (1)는 렌즈 (32)의 중앙선 아래 공간만이 실장에 있어서는 필요할 뿐이다.

상기된 바와 같이, 실시예 1에 있어서 히트파이프 (1)는, 전자기기에 실장될 때에, 여분의 실장공간을 필요로 하지 않는다는 장점이 있다.

변형예

다음, 히트 파이프 (1)의 변형예에 관하여 설명한다. 도 6은, 본 발명의 실시예 1에 있어서 히트파이프의 변형예를 나타내는 내면도이다.

도 6에 도시된 히트파이프 (1)에서는, 제1 단부 (15)에 있어서 증기확산로 (6)의 폭 및 제2 단부 (16)에 있어서 증기확산로 (6)의 폭이 거의 동일하다. 또한, 증기확산로 (6)는, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 동일 폭을 가질 수 있다.

본 경우에도, 히트파이프 (1)는, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸친 열 확산 특성을 가진다. 또한, 증기확산로 (6) 이외의 부분에 있어서 모세관유로 (7)가 형성된다. 또한, 증기확산로 (6)는, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 곡선으로 형성되거나, 굽힘 부분을 가지거나, 폭에 있어서 다소의 차이가 있을 수 있다. 상기된 바와 같이, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 거의 동일 폭의 증기확산로 (6) 및 이와 대응되는 모세관유로 (7)에 기초하여, 히트파이프 (1)는, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)를 향한 열 확산 특성이 우수하다. 이러한 결과로, 고휘도 LED 등과 같은 소형의 높은 발열량의 발열체를 단부에 배치한 상태에서 냉각하는 것이 가능하다.

상기된 바와 같이, 실시예 1에 있어서 히트파이프 (1) (변형예 포함)은, 다음과 같은 점들을 모두 충족한다. (1) 발열체인 발광요소를 단부에 장착하기 용이하다. (2) 단부에 실장해도 전체로서의 실장 공간을 너무 차지하지 않는다. (3) 열의 확산 및 전달에 있어서 저해 요인이 적다 (히트파이프 (1) 전체를 사용하여 기화 냉매의 확산 및 응축 냉매의 환류를 진행하고, 도중에 파이프와 같은 개별 부재에 열이 전도될 필요가 없기 때문). (4) 히트파이프 전체를 사용하여, 열을 확산, 수송할 수 있다 (히트파이프 내부 전체에 걸쳐 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)로 구성되며, 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)가 균형을 이루도록 배치되어 있기 때문). (5) 기화 냉매의 확산 및 응축 냉매의 환류가, 히트파이프 전체를 이용하여 삼차원적으로 진행된다. (증기확산로 (6)는, 평면 및 두께 방향으로 기화 냉매를 확산하고, 모세관유로 (7)는, 수직 또는 수직 및 평면 방향에 응축 냉매를 환류하기 때문).

이러한 결과, 종래 기술과는 달리, 특히 발광요소와 같이 소형이며 배치 위치에 제한이 있는 발열체를 배치하고 냉각할 수 있다.

또한, 히트파이프 (1)는 본체부 (2)에 있어서 교대로 배치되는 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)를 구비하는 것으로, 복수의 발열체 (20)가 배치되는 경우에도, 복수의 발열체 (20) 각각을 냉각할 수 있다.

실시예 2

다음에 실시예 2에 관하여 설명한다.

실시예 2에서는, 히트파이프 (1)의 우위성에 관한 실험결과를 설명한다.

발명자들은, 히트파이프 (1)에서 구비되는 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (70)의 형상에 있어서, 어떠한 형상이 최적인지를 실험하였다.

발명자들은, 예시 1-3들 히트파이프에 관하여 시뮬레이션을 진행하였다. 본 시뮬레이션 결과에 따라서, 어떠한 형상의 히트파이프가 최적인지를 검토하였다. 도 7은, 3개의 예시들을 표현하는 개략도이다. 도 7에 있어서, 좌측으로부터 예시 1, 예시 2, 예시 3이 도시된다.

예시 1

예시 1의 히트파이프 (40)는, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐, 폭이 서서히 좁아지는 증기확산로 (6) 및 이에 대응하는 모세관유로 (7) (제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 서서히 폭이 넓어지는 모세관유로 (7))을 구비하고 있다.

예시 2

도 1에 도시된 바와 동일 방식으로, 예시 2의 히트파이프 (41)는, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐, 폭이 서서히 넓어지는 증기확산로 (6) 및 이에 대응하는 모세관유로 (7) (제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 서서히 폭이 좁아지는 모세관유로 (7))을 구비하고 있다. 즉, 히트 파이프 (41)는, 제1 단부 (15)에 있어서 폭보다도, 제2 단부 (16)에 있어서 폭이 넓은 증기확산로 (6)를 구비하고 있다.

예시 3

도 6에 도시된 바와 동일 방식으로, 예시 3의 히트파이프 (42)는, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐, 동일 폭을 가지는 증기확산로 (6) 및 이에 대응하는 모세관유로 (7) (제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐 동일 폭의 모세관유로 (7))을 구비하고 있다. 즉, 히트 파이프 (42)는, 제1 단부 (15)에 있어서 폭과 제2 단부 (16)에 있어서 폭이 거의 동일한 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)를 구비하고 있다.

예시 1-3들의 모든 히트파이프에 있어서, 열 확산이 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)로 향하도록 증기확산로 (6) 및 모세관유로 (7)가 형성된다.

실험조건

다음의 실험 조건으로 실시하였다.

열원: 2 X 7㎜ 사이즈를 가지는 열원을 제1 단부 (15)의 거의 중앙에 배치

열 접합제: 서멀 그리스 (thermal grease) (INEX Co., Ltd. 제조 PA-080)을 사용

방열처리: 방열 측은, 스폿 에어컨 (spot cooler) (Daikin Industries, Ltd. 제조 Crisp)에 의한 강제 공기 냉각

상부면 온도 분포 측정: 서모그래피 (Nippon Avionics Co., Ltd. 제조 TVS-200)에 의해 상부면 온도 분포 측정

열원의 히터 출력: 다음 두 케이스들로 실시

케이스 1: 1W (=1MW/㎡) 실장되는 고휘도 LED의 발열량에 상당하는 열량

케이스 2: Ts=90℃가 되는 출력.

비교대상: 예시 1-3들 히트파이프의 온도 변화 상태를 파악하기 위하여, 동판을 비교대상으로 설정.

이상의 조건으로, 예시 1-3들 각각의 히트파이프의 제1 단부 (15)의 거의 중앙에 열원을 배치하고 열 확산 상태를 계측하였다.

도 8은, 케이스 1에서 본 발명 실시예 2의 예시 1-3의 히트파이프 표면의 온도 분포도이다. 도 8은, 케이스 1에서 시뮬레이션에 의해 계측되는 히트파이프 표면의 온도 상태를 나타낸다. 또한, 예시 1-3들 히트파이프의 온도분포를 확인하기 위하여, 동판을 비교대상으로 설정한다.

도 8로부터 명백한 바와 같이, 비교예인 동판과 대비하여, 예시 1-3들 히트파이프는, 중앙 부근의 온도 및 주변 온도 차가 적고, 예시 1-3들 히트파이프는, 높은 열 확산 능력을 가진다.

또한, 3개의 예시들 중에서는, 예시 1의 히트파이프 (40)는, 표면 온도가 가장 일정한 것으로 보인다. 그러나 케이스 2의 실험 결과를 보면, 이것은 드라이 아웃하여, 이러한 결과로서 온도가 일정 또는 낮게 보이는 것이라 생각된다.

도 9는, 케이스 2에서 본 발명의 실시예 2의 예시 1-3의 히트파이프 표면의 온도분포도이다.

도 9로부터 명백한 바와 같이, 예시 1의 히트파이프 (40)의 상부면 온도는 낮고, 이것은 드라이 아웃하고 있는 것이라고 생각된다. 즉, 냉매가 기화하지만 응축할 수 없고, 히트파이프 (40)의 상부 면에 도달할 수 없다 (즉 열을 포함한 기화 냉매가 내부 공간에 체류해 버리고, 열이 상부 면에 도달할 수 없고, 상부면 온도는 비정상적으로 낮다고 생각된다). 이것은 비교 예로서의 동판보다도 상부면 온도가 낮은 것으로도 적당한 귀결이라고 생각된다.

한편, 예시 2 및 예시 3의 히트파이프 (41, 42) 각각은, 도 9로부터도 명백한 바와 같이, 상부면 온도의 차이는 그리 크지 않다. 또한, 비교예인 동판은, 열원 부분의 온도가 주위보다도 높으므로, 열을 충분히 확산하고 있지 않다. 반대로 예시 1, 2의 히트파이프는, 온도 분포가 일정하므로, 열이 충분히 확산되고 있다.

다음, 도 10에, 예시 1-3들 각각에 관하여 복수의 샘플을 제작하여, 동판과 대비하여 상부면 중앙의 온도 감소가 어느 정도가 되는가에 관한 결과를 나타낸다. 도 10은, 실시예 2에 있어서 실험 결과를 보이는 설명도 이다.

도 10에서 명백한 바와 같이, 예시 1의 효과는 낮지만, 예시 2, 3의 효과는 높다. 예시 2, 3을 비교한다면, 예시 3의 효과가 약간 높고, 제1 단부 (15)에 발열체를 배치하는 경우에는, 예시 3에 도시된 히트파이프 (42)가 최적이라고도 생각된다. 단, 예시 2, 3과의 차이는 크지 않고, 냉각 대상의 발열체의 특성에 따라, 예시 2의 히트파이프 (41) 및 예시 3의 히트파이프 (42) 어느 하나가 사용될 수 있다.

상기와 같이, 이러한 실험으로부터, 단부에 배치한 발열체의 냉각에 있어서는, 제1 단부 (15)로부터 제2 단부 (16)에 걸쳐, 폭이 서서히 넓어지거나 거의 동일인 형상을 가지는 증기확산로 (6) 및, 증기확산로 (6)의 형상에 대응하는 모세관유로 (7)로 가지는 히트파이프가 적합하다는 것을 알 수 있다.

실시예 3

다음, 실시예 3에 관하여 설명한다.

도 11은, 본 발명의 실시예 3에 있어서 히트파이프의 사시도이다. 실시예 3에 있어서 히트파이프는 만곡된다.

만곡 형상을 가지는 히트파이프 (50)는, 만곡 형상의 상부판 (51), 상부판 (51)과 대향하는 만곡 형상의 하부판 (52), 상부판 (51)과 하부판 (52) 사이에 적층되며 동시에 증기확산로 및 모세관유로의 적어도 일부를 형성하는 단수 또는 복수의 만곡 형상의 중간판 (53)을 가지는 본체부 (54)를 구비한다. 도 11은, 히트파이프 (50)의 외관 사시도를 도시하므로, 내부는 보이지 않는다. 따라서 도 11에서는, 증기확산로 및 모세관유로를 도시할 수 없지만, 본체부 (54)의 내부는, 실시예 1에서 기술된 바와 같이 형성되는 증기확산로 및 모세관유로를 가진다.

도 11로부터 명백한 바와 같이, 본체부 (54)는, 전체로서 만곡 형상을 가진다. 상기된 바와 같이, 만곡 형상을 가지는 히트파이프 (50)는, 협소 공간이나 복잡 공간에 있어서도, 용이하게 실장될 수 있다.

예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이, 만곡 형상을 가지는 히트파이프 (50)는, 만곡 형상을 활용하여, 배치하기 어려운 위치에 존재하는 발열체 (55)를 냉각할 수 있다. 도 12는, 본 발명의 실시예 3에 있어서 만곡 형상을 가지는 히트파이프의 실장도 이다.

히트파이프 (50)의 제1 단부에 발열체 (55)가 배치된다면, 히트파이프 (50)는, 제1 단부로부터 제2 단부로 향하여 (도면에서 화살표) 열을 확산한다. 팬 (58)이, 공기를 제2 단부에 대하여 송풍하여 제2 단부를 냉각한다. 제2 단부가 냉각되므로, 기화 냉매는 응축하고, 제2 단부로부터 제1 단부에 걸쳐 (도면에서 화살표의 반대 방향) 응축 냉매가 환류한다.

상기된 바와 같이, 실시예 1에서 기술된 히트파이프 (1)가 만곡 히트파이프 (50)로 대체되므로, 발열체 (55) 또는 히트파이프를 배치하기 어려운 실장 상태에서도, 히트파이프 (50)는 단부에 배치되는 발열체 (55)를 냉각할 수 있다.

본 경우에서, 히트파이프 (55)가 실장하기 어려운 상태라는 것은 예로써 도 13에 도시된 바와 같이, 히트파이프 (55)의 옆에, 실장 기판 또는 다른 장치 (56)가 존재하는 경우이다. 도 13은, 본 발명의 실시예 3에 의한 만곡 형상을 가지는 히트파이프의 실장도 이다.

다음에, 만곡 형상을 가지는 히트파이프 (50)에 대하여 상세히 설명한다.

도 14는, 본 발명의 실시예 3에 있어서 히트파이프의 분해도이다. 도 14를 참조하여, 만곡 형상을 가지는 히트파이프 (50)에 관하여 상세히 설명한다.

만곡 상부판 (51) 및 만곡 하부판 (52) 사이에, 만곡 중간판 (53)이 삽입되고 적층된다. 중간판 (53)은, 절결 부분 (60) 및 내부 관통공 (61)을 구비하고, 절결 부분 (60)은, 증기확산로 (64)를 형성하고, 내부 관통공 (61)은, 모세관유로 (65)를 형성한다. 또한, 상부판 (51) 및 하부판 (52)의 적어도 일부는 오목부 (62)를 가진다.

상부판 (51), 하부판 (52) 및 중간판 (53)의 적어도 하나는, 돌기부 (63)를 가지며, 상부판 (51), 하부판 (52) 및 중간판 (53) 사이가 접합될 때, 돌기부 (63)가 접착제로 기능한다. 접착제와 같이 돌기부 (63)를 사용하여 이들이 접합된다면, 만곡 형상을 가지는 본체부 (54)가 형성되고, 그 내부에는 증기확산로 (64) 및 모세관유로 (65)가 형성된다. 상기한 바와 같이, 만곡 상부판 (51), 하부판 (52) 및 중간판 (53)이 접합되므로, 만곡 형상을 가지는 히트파이프 (50)가 형성된다. 히트파이프 (50)는, 내부에 냉매를 봉입하고, 기화 냉매는 증기확산로 (64)를 경유하여 본체부 (54) 내부를 확산하고, 응축 냉매는, 모세관유로 (65)를 경유하여 환류한다. 이러한 냉매의 기화 및 응축의 반복에 의하여, 만곡 형상을 가지는 히트파이프 (50)는, 발열체를 냉각할 수 있다.

상기된 바와 같이, 만곡 상부판 (51), 하부판 (52), 중간판 (53)을 적층하고 접합하여, 만곡 형상을 가지는 히트파이프 (50)를 얻을 수 있다.

만곡 형상 이외에서는 상부판 (51), 하부판 (52), 중간판 (53)은, 실시예 1에서 기술한 것과 동일한 구조 및 기능을 가진다.

상기된 바와 같이, 제1 단부로부터 제2 단부로의 열 확산이 우수한 히트파이프는 만곡형상을 가질 수 있고, 만곡 형상에 의한 실장상의 유연성(flexibility)이 높아지는 장점을 활용하면서도 단부에 배치되는 발열체의 냉각이 우수한다는 장점을 가진다.

실시예 4

다음, 실시예 4에 관하여 설명한다.

실시예 4에서는, 실시예 1~3에 기술된 히트파이프를 실장한 전자기기에 관하여 설명한다.

전자기기의 일례가 도 15에 도시된다. 도 15는, 본 발명의 실시예 4에 있어서 전자기기의 사시도이다. 전자기기 (82)는, 차량 텔레비전, 개인용 모니터 등과 같은 박형, 소형이 요구되는 전자기기이다.

전자기기 (82)는, 디스플레이(display) (83), 발광요소 (84), 스피커 (85)를 구비하고 있다. 이러한 전자기기 (82) 내부에 히트파이프 (1)가 격납되고, 발열체를 냉각한다.

상기 언급된 히트파이프 (1)가 사용되어, 전자기기의 소형화 및 박형을 저해하지 않고, 발열체의 냉각을 실현할 수 있다. 특히, 히트파이프 (1)는, 디스플레이 (83)에 요구되는 LED와 같은 단부에 실장되는 발열체를 냉각할 수 있다. 따라서 냉각 성능은 물론이고 여분의 실장 공간을 필요하지 않고 히트파이프 (1)가 실장될 수 있다.

이와 같은 관점에서, 히트파이프 (1)는, 노트북 개인용 컴퓨터, 휴대 단말기, 컴퓨터 단말기 등에 실장되어 있는 방열 핀 또는 액체 냉각 장치 등으로 대치하게 되거나, 자동차 또는 산업 기기의 라이트, 엔진, 제어 컴퓨터 부분에 실장되어 있는 방열 프레임이나 냉각 장치 등에, 바람직하게 대치될 수 있다. 히트파이프 (1)는, 종래 사용되고 있는 방열 핀이나 방열 프레임보다 높은 냉각 능력을 가지기 때문에, 소형화를 달성할 수 있다. 나아가서는 발열체에 유연하게 적용될 수 있고, 여러 전자부품들을 냉각 대상으로 할 수 있다. 이러한 결과로서, 히트파이프 (1)는, 넓은 적용범위를 가진다.

또한, 실시예 1~4로 기술되는 히트파이프 및 전자기기는, 본 발명의 범위를 설명하는 일례이고, 본 발명의 범위 내에서 변형 및 개조를 포함한다는 것을 이해하여야 한다.

본 발명의 바람직한 예들이 도시되고 기술되지만, 본 분야의 기술자들은 본 발명의 상세한 설명 및 첨부 청구범위의 사상 및 범위를 벗어남이 없이 여러 변경을 고안할 수 있을 것이다.

Claims

상부판;
상부판과 대향하는 하부판;
상부판 및 하부판 사이에 적층되는 단수 또는 복수의 중간판;
상부판, 하부판 및 중간판 적층에 의해 형성되며 냉매를 봉입할 수 있는 본체부;
기화 냉매를 확산할 수 있는 증기확산로;
응축 냉매를 환류할 수 있는 모세관유로를 포함하며,
증기확산로는 본체부의 제1 단부로부터 제1 단부와 대향하는 제2 단부를 향하여 형성되는 히트파이프.
제1항에 있어서, 증기확산로 제2 단부에 있어서 폭은, 제1 단부에 있어서 폭보다 더욱 넓은, 히트파이프.
제2항에 있어서, 증기확산로는, 제1 단부로부터 제2 단부에 걸쳐 확대되는, 히트파이프.
제3항에 있어서, 중간판은, 절결 부분 및 내부 관통공을 가지고, 절결 부분은, 증기확산로를 형성하고, 내부 관통공은, 모세관유로를 형성하는, 히트파이프.
제4항에 있어서, 중간판 개수는 복수이고, 복수의 중간판 각각에 제공되는 내부 관통공들은 일부만이 겹쳐지고, 내부 관통공 수평 방향의 단면적보다도 작은 단면적을 가지는 모세관유로가 형성되는, 히트파이프.
제5항에 있어서, 상부판 및 하부판의 각각은, 모세관유로 및 증기확산로의 적어도 일부와 연통하는 오목부를 더욱 구비하는, 히트파이프.
제6항에 있어서, 증기확산로는, 기화 냉매를 평면 방향 및 두께 방향으로 확산하고, 모세관유로는, 응축 냉매를 수직 또는 수직 및 평면 방향으로 환류시키는, 히트파이프.
제7항에 있어서, 발열체는 제1 단부에 실장 가능하고, 발열체의 열을, 제1 단부로부터 제2 단부로 향하여 확산할 수 있는, 히트파이프.
제1항에 있어서, 증기확산로의 제2 단부에 있어서 폭은, 제1 단부에 있어서 폭과 거의 동일한, 히트파이프.
제9항에 있어서, 중간판은, 절결 부분 및 내부 관통공을 가지고, 절결 부분은, 증기확산로를 형성하고, 내부 관통공은, 모세관유로를 형성하는, 히트파이프.
제10항에 있어서, 중간판 개수는 복수이고, 복수의 중간판 각각에 제공되는 내부 관통공들은 일부만이 겹쳐지고, 내부 관통공 수평 방향의 단면적보다도 작은 단면적을 가지는 모세관유로가 형성되는, 히트파이프.
제11항에 있어서, 상부판 및 하부판의 각각은, 모세관유로 및 증기확산로의 적어도 일부와 연통하는 오목부를 더욱 구비하는, 히트파이프.
제12항에 있어서, 증기확산로는, 기화 냉매를 평면 방향 및 두께 방향으로 확산하고, 모세관유로는, 응축 냉매를 수직 또는 수직 및 평면 방향으로 환류시키는, 히트파이프.
제13항에 있어서, 발열체는 제1 단부에 실장 가능하고, 발열체의 열을, 제1 단부로부터 제2 단부로 향하여 확산할 수 있는, 히트파이프.
제1항에 있어서, 중간판은, 절결 부분 및 내부 관통공을 가지고, 절결 부분은, 증기확산로를 형성하고, 내부 관통공은, 모세관유로를 형성하는, 히트파이프.
제15항에 있어서, 중간판 개수는 복수이고, 복수의 중간판 각각에 제공되는 내부 관통공들은 일부만이 겹쳐지고, 내부 관통공 수평 방향의 단면적보다도 작은 단면적을 가지는 모세관유로가 형성되는, 히트파이프.
제16항에 있어서, 상부판 및 하부판의 각각은, 모세관유로 및 증기확산로의 적어도 일부와 연통하는 오목부를 더욱 구비하는, 히트파이프.
제17항에 있어서, 증기확산로는, 기화 냉매를 평면 방향 및 두께 방향으로 확산하고, 모세관유로는, 응축 냉매를 수직 또는 수직 및 평면 방향으로 환류시키는, 히트파이프.
제18항에 있어서, 발열체는 제1 단부에 실장 가능하고, 발열체의 열을, 제1 단부로부터 제2 단부로 향하여 확산할 수 있는, 히트파이프.