特開 2022-174919 電子機器、冷却装置、及び冷却装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022174919

(43)【公開日】2022-11-25

(54)【発明の名称】電子機器、冷却装置、及び冷却装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 7/20 20060101AFI20221117BHJP

   F28D 15/02 20060101ALI20221117BHJP

   G06F 1/20 20060101ALI20221117BHJP

   H01L 23/427 20060101ALI20221117BHJP

【ＦＩ】

H05K7/20 R

F28D15/02 L

G06F1/20 B

G06F1/20 C

H01L23/46 B

【審査請求】有

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021080965

(22)【出願日】2021-05-12

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-07-07

(71)【出願人】

【識別番号】505205731

【氏名又は名称】レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北村 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】内野 顕範

(72)【発明者】

【氏名】富沢 周作

【テーマコード（参考）】

5E322

5F136

【Ｆターム（参考）】

5E322AA01

5E322AA02

5E322AB01

5E322AB04

5E322BA01

5E322BA04

5E322DB10

5E322FA01

5E322FA04

5F136CC14

5F136CC17

5F136CC26

5F136EA35

(57)【要約】

【課題】冷却能力を確保しつつ薄型化を図ることができる冷却装置を備えた電子機器、冷却装置、及び冷却装置の製造方法を提供する。
【解決手段】電子機器は、筐体と、筐体内に設けられた発熱体と、冷却フィンと、前記冷却フィンと発熱体とを接続するヒートパイプと、ヒートパイプを発熱体に対して押し付ける押付部品とを有し、筐体内に設けられた冷却装置と、を備える。ヒートパイプは、発熱体が発生する熱を吸熱する吸熱部と、吸熱部よりも板厚が薄い薄板部と、を有する。押付部品は、筐体に対して相対的に固定されるベース部と、ベース部と一体に設けられ、ヒートパイプを幅方向に跨いだ状態で薄板部の表面に配置されるブリッジ部と、を有する。
【選択図】図３Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子機器であって、
筐体と、
前記筐体内に設けられた発熱体と、
冷却フィンと、前記冷却フィンと前記発熱体とを接続するヒートパイプと、該ヒートパイプを前記発熱体に対して押し付ける押付部品とを有し、前記筐体内に設けられた冷却装置と、
を備え、
前記ヒートパイプは、
前記発熱体が発生する熱を吸熱する吸熱部と、
前記吸熱部で吸収した熱を前記冷却フィンに放熱する放熱部と、
前記吸熱部から見て前記放熱部側とは逆側の端部に設けられ、前記吸熱部よりも板厚が薄い薄板部と、
を有し、
前記押付部品は、
前記筐体に対して相対的に固定されるベース部と、
前記ベース部と一体に設けられ、前記ヒートパイプを幅方向に跨いだ状態で前記薄板部の表面に配置されるブリッジ部と、
を有する
ことを特徴とする電子機器。

【請求項2】

請求項１に記載の電子機器であって、
前記ヒートパイプは、前記吸熱部から前記薄板部にかけて、その第１面が裏側の第２面に向かって一段低くなることで、前記薄板部の板厚が前記吸熱部よりも薄く形成されており、
前記ブリッジ部は、前記薄板部の前記第１面側の表面に配置され、
前記ブリッジ部の表面は、前記吸熱部の前記第１面と面一か又は低い位置にある
ことを特徴とする電子機器。

【請求項3】

請求項２に記載の電子機器であって、
前記ヒートパイプは、前記第２面が前記発熱体と接続され、前記第１面が前記筐体の内面と対向している
ことを特徴とする電子機器。

【請求項4】

請求項２又は３に記載の電子機器であって、
前記押付部品は、前記ヒートパイプの長手方向を基準として、前記ブリッジ部との間に前記吸熱部を挟むように配置され、前記ヒートパイプを幅方向に跨ぐ第２ブリッジ部をさらに有する
ことを特徴とする電子機器。

【請求項5】

請求項４に記載の電子機器であって、
前記第２ブリッジ部は、前記ヒートパイプの前記第２面側に配置されている
ことを特徴とする電子機器。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の電子機器であって、
前記薄板部は、平面視で前記発熱体と重ならない位置に配置されている
ことを特徴とする電子機器。

【請求項7】

冷却装置であって、
冷却フィンと、
第１端部が前記冷却フィンと接続されたヒートパイプと、
前記ヒートパイプの第２端部に固定され、該ヒートパイプを冷却対象に対して押し付けるための押付部品と、
を備え、
前記ヒートパイプは、
前記冷却対象の熱を吸熱するための吸熱部と、
前記吸熱部で吸収した熱を前記冷却フィンに放熱するための放熱部と、
前記第２端部における前記吸熱部よりも先端側に設けられ、前記吸熱部よりも板厚が薄い薄板部と、
を有し、
前記押付部品は、前記ヒートパイプを幅方向に跨いだ状態で前記薄板部の表面に配置されたブリッジ部を有する
ことを特徴とする冷却装置。

【請求項8】

請求項７に記載の冷却装置であって、
前記ヒートパイプは、前記吸熱部から前記薄板部にかけて、その第１面が裏側の第２面に向かって一段低くなることで、前記薄板部の板厚が前記吸熱部よりも薄く形成されており、
前記ブリッジ部は、前記薄板部の前記第１面側の表面に配置され、
前記ブリッジ部の表面は、前記吸熱部の前記第１面と面一か又は低い位置にある
ことを特徴とする冷却装置。

【請求項9】

請求項７又は８に記載の冷却装置であって、
前記押付部品は、前記ヒートパイプの長手方向を基準として、前記ブリッジ部との間に前記吸熱部を挟むように配置され、前記ヒートパイプを幅方向に跨ぐ第２ブリッジ部をさらに有し、
前記第２ブリッジ部は、前記ヒートパイプの前記第２面側に配置されている
ことを特徴とする冷却装置。

【請求項10】

冷却装置の製造方法であって、
ヒートパイプの一端部を板厚方向に潰して薄板部を形成する第１工程と、
前記ヒートパイプを冷却対象に対して押し付けるための押付部品を前記ヒートパイプに固定する第２工程と、
を有し、
前記第２工程では、前記薄板部の表面に対して前記押付部品のブリッジ部を配置すると共に、該ブリッジ部が前記ヒートパイプを幅方向に跨いだ状態に配置した後、前記押付部品と前記ヒートパイプとを固定する
ことを特徴とする冷却装置の製造方法。

【請求項11】

請求項１０に記載の冷却装置の製造方法であって、
前記第２工程では、前記ヒートパイプに対して前記ブリッジ部を接合する
ことを特徴とする冷却装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子機器、冷却装置、及び冷却装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ノート型ＰＣのような電子機器には、ＣＰＵ等の発熱体を冷却するための冷却装置が搭載されている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６４６９１８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような電子機器は筐体の薄型化に対する要望が大きい。一方、筐体内に搭載されるＣＰＵ等の半導体チップは、処理能力の向上のため、発熱量や板厚が増加する場合がある。このため、冷却装置は、冷却能力を維持又は向上させつつ、さらなる薄型化を達成することが求められている。

【0005】

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、冷却能力を確保しつつ薄型化を図ることができる冷却装置を備えた電子機器、冷却装置、及び冷却装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１態様に係る電子機器は、筐体と、前記筐体内に設けられた発熱体と、冷却フィンと、前記冷却フィンと前記発熱体とを接続するヒートパイプと、該ヒートパイプを前記発熱体に対して押し付ける押付部品とを有し、前記筐体内に設けられた冷却装置と、を備え、前記ヒートパイプは、前記発熱体が発生する熱を吸熱する吸熱部と、前記吸熱部で吸収した熱を前記冷却フィンに放熱する放熱部と、前記吸熱部から見て前記放熱部側とは逆側の端部に設けられ、前記吸熱部よりも板厚が薄い薄板部と、を有し、前記押付部品は、前記筐体に対して相対的に固定されるベース部と、前記ベース部と一体に設けられ、前記ヒートパイプを幅方向に跨いだ状態で前記薄板部の表面に配置されるブリッジ部と、を有する。

【0007】

本発明の第２態様に係る冷却装置は、冷却フィンと、第１端部が前記冷却フィンと接続されたヒートパイプと、前記ヒートパイプの第２端部に固定され、該ヒートパイプを冷却対象に対して押し付けるための押付部品と、を備え、前記ヒートパイプは、前記冷却対象の熱を吸熱するための吸熱部と、前記吸熱部で吸収した熱を前記冷却フィンに放熱するための放熱部と、前記第２端部における前記吸熱部よりも先端側に設けられ、前記吸熱部よりも板厚が薄い薄板部と、を有し、前記押付部品は、前記ヒートパイプを幅方向に跨いだ状態で前記薄板部の表面に配置されたブリッジ部を有する。

【0008】

本発明の第３態様に係る冷却装置の製造方法は、ヒートパイプの一端部を板厚方向に潰して薄板部を形成する第１工程と、前記ヒートパイプを冷却対象に対して押し付けるための押付部品を前記ヒートパイプに固定する第２工程と、を有し、前記第２工程では、前記薄板部の表面に対して前記押付部品のブリッジ部を配置すると共に、該ブリッジ部が前記ヒートパイプを幅方向に跨いだ状態に配置した後、前記押付部品と前記ヒートパイプとを固定する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一態様によれば、冷却能力を確保しつつ薄型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、一実施形態に係る電子機器を上から見下ろした模式的な平面図である。

【図2】図２は、筐体の内部構造を模式的に示す底面図である。

【図3A】図３Ａは、冷却装置の押付部品及びその周辺部を拡大して下側から見た斜視図である。

【図3B】図３Ｂは、図３Ａに示す押付部品及びその周辺部を異なる角度から見た斜視図である。

【図4】図４は、図２中のＩＶ－ＩＶ線に沿う模式的な断面図である。

【図5】図５は、図２中のＶ－Ｖ線に沿う模式的な断面図である。

【図6A】図６Ａは、薄板部を形成する前のヒートパイプを示す模式的な側面図である。

【図6B】図６Ｂは、図６Ａに示す状態から薄板部を形成した直後の状態を示す側面図である。

【図7A】図７Ａは、第１変形例に係る押付部品及びその周辺部を拡大して下側から見た斜視図である。

【図7B】図７Ｂは、図７Ａ中のＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線に沿う模式的な断面図である。

【図8】図８は、第２変形例に係る押付部品及びその周辺部を拡大した模式的な側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係る電子機器及び冷却装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

【0012】

図１は、一実施形態に係る電子機器１０を上から見下ろした模式的な平面図である。図１に示すように、電子機器１０は、ディスプレイ筐体１２と筐体１４とをヒンジ１６で相対的に回動可能に連結したクラムシェル型のノート型ＰＣである。本発明に係る電子機器は、ノート型ＰＣ以外、例えば平板型のタブレット型ＰＣ、携帯電話、スマートフォン、又は携帯用ゲーム機等でもよい。

【0013】

ディスプレイ筐体１２は、薄い扁平な箱体である。ディスプレイ筐体１２には、ディスプレイ１８が搭載されている。ディスプレイ１８は、例えばＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）や液晶で構成される。

【0014】

以下、筐体１４及びこれに搭載された各要素について、筐体１２，１４間を図１に示すように開き、キーボード２０を操作しながらディスプレイ１８を視認する姿勢を基準とし、手前側を前、奥側を後、幅方向を左右、高さ方向を上下、と呼んで説明する。

【0015】

筐体１４は、薄い扁平な箱体である。筐体１４は、上面及び四周側面を形成する上カバー材１４ａと、底面を形成する下カバー材１４ｂとで構成されている。筐体１４の上面には、キーボード２０及びタッチパッド２１が設けられている。筐体１４の内部には、本実施形態に係る冷却装置２２が搭載されている。筐体１４は、後端部１４ｃがヒンジ１６を用いてディスプレイ筐体１２と連結されている。

【0016】

図２は、筐体１４の内部構造を模式的に示す底面図である。図２は、下カバー材１４ｂを取り外して上カバー材１４ａの内面側から筐体１４内を見た図である。

【0017】

図２に示すように、筐体１４の内部には、マザーボード２４と、バッテリ装置２５と、冷却装置２２とが設けられている。筐体１４の内部には、さらに各種の電子部品や機械部品等が設けられる。

【0018】

マザーボード２４は、電子機器１０のメインボードである。マザーボード２４は、筐体１４の後方寄りに配置され、左右方向に亘って延在している。マザーボード２４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２６等が実装されたプリント基板である。ＣＰＵ２６は、電子機器１０の主たる制御や処理に関する演算を行う。ＣＰＵ２６は、筐体１４内に搭載された電子部品中で最大級の発熱体である。マザーボード２４には、さらにＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＳＳＤ、通信モジュール、ＤＣ／ＤＣコンバータ等が実装されている。マザーボード２４は、キーボード２０の下に配置され（図４参照）、キーボード２０の下面或いは上カバー材１４ａの内面にねじ止めされている。マザーボード２４は、上面が上カバー材１４ａに対する取付面となり、下面がＣＰＵ２６等の電子部品の実装面となる。

【0019】

バッテリ装置２５は、電子機器１０の電源となる充電池である。バッテリ装置２５は、マザーボード２４の前方に配置され、筐体１４の前方略半分の面積を占めている。

【0020】

次に、冷却装置２２の構成を説明する。

【0021】

本実施形態に係る冷却装置２２は、ＣＰＵ２６が発生する熱を吸熱して輸送し、筐体１４外へと排出する装置である。冷却装置２２の冷却対象となる電子部品は、ＣＰＵ２６以外、ＧＰＵ）等であってもよく、２つ以上の冷却対象を同時に冷却してもよい。冷却装置２２は、マザーボード２４の下面（ＣＰＵ２６等の実装面）に積層される。

【0022】

図３Ａは、冷却装置２２の押付部品３４及びその周辺部を拡大して下側から見た斜視図である。図３Ｂは、図３Ａに示す押付部品３４及びその周辺部を異なる角度から見た斜視図である。図４は、図２中のＩＶ－ＩＶ線に沿う模式的な断面図である。図５は、図２中のＶ－Ｖ線に沿う模式的な断面図である。

【0023】

冷却装置２２の説明に先立ち、ＣＰＵ２６の構成例を説明する。図４及び図５に示すように、ＣＰＵ２６は、ダイと呼ばれる半導体チップ２６ａと、マザーボード２４に実装するための基板であるサブストレート（Substrate）２６ｂと、補強材であるスティフナー２６ｃとを有する。ＣＰＵ２６は、特に半導体チップ２６ａが発熱部となる。このため冷却装置２２は半導体チップ２６ａの熱を吸熱するように設置される。

【0024】

図２に示すように、冷却装置２２は、ヒートパイプ２８と、冷却フィン３０と、送風ファン３２と、押付部品３４と、を備える。

【0025】

図２及び図４に示すように、ヒートパイプ２８は、パイプ型の熱輸送装置である。ヒートパイプ２８は、金属パイプ３６に形成した密閉空間３６ａに作動流体を封入したものである。金属パイプ３６は、アルミニウム、銅、又はステンレスのような熱伝導率が高い金属によって形成され、楕円状の断面形状を有する扁平なパイプである。密閉空間３６ａは、封入された作動流体が相変化を生じながら流通する流路となる。作動流体としては、例えば水、代替フロン、アセトン又はブタン等を例示できる。密閉空間３６ａには、凝縮した作動流体を毛細管現象で送液するウィック３７が配設されている。ウィック３７は、例えば金属製の細線を綿状に編んだメッシュや多孔質層等で形成される。

【0026】

図２に示すように、ヒートパイプ２８は、マザーボード２４の下面側で略左右方向に沿って延在している。ヒートパイプ２８は、第１端部２８ａが冷却フィン３０に接続され、第２端部２８ｂがＣＰＵ２６と接続されている。図２に示す構成例では、冷却フィン３０が筐体１４の左側面に面して前後方向に沿って設置され、ＣＰＵ２６が筐体１４の略中央に設置されている。そこでヒートパイプ２８は、平面視で略Ｌ字状に形成され、冷却フィン３０とＣＰＵ２６とを接続している。

【0027】

ヒートパイプ２８は、第１端部２８ａに放熱部３８を有し、第２端部２８ｂに吸熱部３９を有する。放熱部３８は、吸熱部３９で吸収され、蒸発した作動流体によって搬送された熱を外部に放熱する部分である。放熱部３８は、冷却フィン３０と接合されている。吸熱部３９は、半導体チップ２６ａが発生する熱を吸熱する部分である。吸熱部３９は、押付部品３４によって半導体チップ２６ａの頂面に押し付けられている。吸熱部３９の上面２８ｃと半導体チップ２６ａの頂面とは、熱伝導グリース等を挟んで密着している。

【0028】

ところで、ヒートパイプは、一般的に、一端部が機械成形によって閉塞され、他端部は作動流体を密閉空間に注入後に半田付け等で封止される。このため両端から一定の範囲内は、金属パイプ３６が変形して所定の密閉空間３６ａを形成できず、ウィック３７も設置されない。つまり本実施形態のヒートパイプ２８についても、端部２８ａ，２８ｂの先端及びその近傍は、熱伝達や熱輸送にほとんど寄与しないデッドスペースとなっている。そこで、吸熱部３９は、第２端部２８ｂの先端から第１端部２８ａ側に多少オフセットした位置に設けられる。なお、放熱部３８は、吸熱部３９に比べて冷却フィン３０に対する接触面積が大きいため、吸熱部３９のようなオフセット配置はしていない（図２参照）。

【0029】

図３Ａ、図３Ｂ及び図５に示すように、ヒートパイプ２８は、このような第２端部２８ｂのデッドスペースに薄板部４０を有する。

【0030】

薄板部４０は、吸熱部３９よりも先端側に設けられている。つまり薄板部４０は、吸熱部３９から見て放熱部３８側とは逆側の端部に設けられている。ヒートパイプ２８は、吸熱部３９から薄板部４０にかけて、その下面２８ｄが裏側の上面２８ｃに向かって一段低くなっている。これにより薄板部４０の板厚は、吸熱部３９の板厚よりも薄い。なお、本実施形態のヒートパイプ２８は、薄板部４０以外は略同一の板厚で構成され、薄板部４０の板厚だけが他の部分よりも薄く構成されている。薄板部４０は、下面２８ｄを上面２８ｃ側に圧し潰した構造となっている。

【0031】

図２に示すように、冷却フィン３０は、筐体１４の左側面に形成された排気口に面して配置される。冷却フィン３０は、アルミニウム、銅、又はステンレスのような熱伝導率が高い金属のブロックに筐体１４の内外方向（左右方向）に貫通する複数のスリットを形成したものである。冷却フィン３０は、ヒートパイプ２８の上面２８ｃに接合されている。筐体１４の排気口及び冷却フィン３０は、筐体１４の右側面や後側面に設けられてもよい。

【0032】

図２に示すように、送風ファン３２は、マザーボード２４の右端部を切り欠いた部分に配置されている。送風ファン３２は、上下面に空気取込口が形成され、右側面に空気排出口が形成され、空気排出口が冷却フィン３０に面した側面に開口している。送風ファン３２は、筐体１４内から吸い込んだ空気を冷却フィン３０のスリットを通して筐体１４外へと排気する。

【0033】

図２～図５に示すように、押付部品３４は、ヒートパイプ２８の吸熱部３９をＣＰＵ２６に対して押し付けるための部品である。押付部品３４は、ベース部４２と、第１ブリッジ部４４と、第２ブリッジ部４５と、を有する。

【0034】

ベース部４２は、押付部品３４をマザーボード２４に固定するための取付部である。ベース部４２は、マザーボード２４に固定されることで、相対的に筐体１４に固定される。ベース部４２は、マザーボード２４ではなく、筐体１４又は筐体１４に固定されたブラケット等に直接的に固定されてもよい。ベース部４２は、ベースプレート４２ａと、一対の板ばね４２ｂ，４２ｃとを有する。

【0035】

ベースプレート４２ａは、割れ目４２ｄで２分割された金属プレートである。分割されたプレート同士はブリッジ部４４，４５で一体化されている。割れ目４２ｄは、ヒートパイプ２８の第２端部２８ｂをほとんど隙間なく挿入可能な幅寸法で構成されている。ベースプレート４２ａは、アルミニウム、銅、又はステンレスのような熱伝導率が高い金属で形成されている。ベースプレート４２ａは、割れ目４２ｄの内側で対向する内壁面が半田付け等でヒートパイプ２８と接合される。

【0036】

板ばね４２ｂ，４２ｃは、弾性を持った薄い金属プレートである。板ばね４２ｂは、例えば平面視で略ブーメラン形状に形成され、長手方向の中央部がベースプレート４２ａに固定されている。板ばね４２ｃは、例えば略矩形状に形成され、一端部がベースプレート４２ａに固定されている。板ばね４２ｂ，４２ｃのベースプレート４２ａに対する固定構造は、例えば板ばね４２ｂ，４２ｃに設けた孔部にベースプレート４２ａの表面から突出したピンを嵌合させた構造である。板ばね４２ｂ，４２ｃは、ねじ止め又は溶接等でベースプレート４２ａに固定されてもよい。

【0037】

板ばね４２ｂは、両端部にそれぞれ孔部４６を有する。板ばね４２ｂは、各孔部４６と、各孔部４６と同軸配置される各スペーサ４７とに通されたねじ４９を用いてマザーボード２４と締結される（図４参照）。板ばね４２ｃは、ベースプレート４２ａからの突出方向の先端部に孔部４８を有する。板ばね４２ｃは、板ばね４２ｂと同様に、スペーサ４７及びねじ４９を用いてマザーボード２４と締結される（図４参照）。

【0038】

第１ブリッジ部４４は、ベースプレート４２ａと一体に形成され、割れ目４２ａを跨ぐように設けられた薄い帯状のプレートである。第１ブリッジ部４４は、ベースプレート４２ａと別部品で構成し、ねじ止めや半田付け等でベースプレート４２ａに一体に固定されてもよい。第１ブリッジ部４４は、ヒートパイプ２８の下面２８ｄ側を幅方向に跨ぐように配置される。第１ブリッジ部４４は、薄板部４０の表面（下面２８ｄ）に配置される。第１ブリッジ部４４の裏面４４ａは、薄板部４０の表面に半田付け等で接合される。第１ブリッジ部４４の表面４４ｂは、吸熱部３９の表面（下面２８ｄ）と面一か又は低い位置にあることが好ましい（図５参照）。つまり薄板部４０の表面（下面２８ｄ）は、吸熱部３９の表面（下面２８ｄ）よりも第１ブリッジ部４４の高さ分以上低い。

【0039】

第２ブリッジ部４５は、ベースプレート４２ａと一体に形成され、割れ目４２ａを跨ぐように設けられた薄い帯状のプレートである。第２ブリッジ部４５は、ベースプレート４２ａと別部品で構成し、ねじ止めや半田付け等でベースプレート４２ａに一体に固定されてもよい。第２ブリッジ部４５は、ヒートパイプ２８の長手方向を基準として、第１ブリッジ部４４との間に吸熱部３９を挟むように配置される。つまり吸熱部３９は、ブリッジ部４４，４５間に配置される。第２ブリッジ部４５は、ヒートパイプ２８の上面２８ｃ側を幅方向に跨ぐように配置される。第２ブリッジ部４５は、ヒートパイプ２８の裏面（上面２８ｃ）に半田付け等で接合される。

【0040】

このような押付部品３４は、板ばね４２ｂ，４２ｃの付勢力により、ベースプレート４２ａ及びブリッジ部４４，４５と固定されたヒートパイプ２８（吸熱部３９）を半導体チップ２６ａに強く押し付ける。これにより吸熱部３９は、ＣＰＵ２６と熱的に接続され、ＣＰＵ２６が発生する熱を効率よく吸熱する。

【0041】

以上のように、本実施形態に係る電子機器１０及びこれに搭載される冷却装置２２は、ヒートパイプ２８の第２端部２８ｂの先端に向かって順に設けられた吸熱部３９と薄板部４０とを有する。そして、ヒートパイプ２８の吸熱部３９をＣＰＵ２６に押し付ける押付部品３４は、ヒートパイプ２８を幅方向に跨いだ状態で薄板部４０の表面に配置される第１ブリッジ部４４を有する。

【0042】

従って、図４及び図５に示すように、電子機器１０は、筐体１４の板厚方向で下から上に向かって順に、ヒートパイプ２８の吸熱部３９とＣＰＵ２６とが積層される。この際、押付部品３４は、ベースプレート４２ａが吸熱部３９の側方に配置され、第１ブリッジ部４４が薄板部４０の下面２８ｄに配置される。これにより押付部品３４は、ヒートパイプ２８の下面２８ｄよりも下方に突出せずにヒートパイプ２８をＣＰＵ２６に押し付けることができる。その結果、図５に示すように、筐体１４の下カバー材１４ｂの内面１４ｄと、吸熱部３９及び押付部品３４の最下面（第１ブリッジ部４４の表面４４ｂ）との間に形成されるクリアランスＣを所定値以上に確保することができる。また押付部品３４は、従来の押付部品のようにヒートパイプとＣＰＵとの間に挟まれる銅板等を持たないため、その分薄くなる。

【0043】

このように電子機器１０は、冷却装置２２の薄型化を図ることができるため、筐体１４も薄型化することができる。しかも電子機器１０は、十分なクリアランスＣを確保できるため、筐体１４の底面（下カバー材１４ａの外面）にＣＰＵ２６やヒートパイプ２８の熱による局所的な高温部（ホットスポット）が形成されることも抑制できる。また、冷却装置２２は、押付部品３４が筐体１４の内面１４ｄ側に突出しない構造であることで、ヒートパイプ２８の板厚を従来の同等製品よりも薄く構成せずに全体として薄く構成できる。その結果、冷却装置２２は、冷却能力を従来の同等製品と同一以上に確保しつつ、体として薄型化を達成できる。

【0044】

なお、第１ブリッジ部４４は、吸熱部３９の表面（下面２８ｄ）よりも多少高い位置にあってもよい。第１ブリッジ部４４は、吸熱部３９の表面（下面２８ｄ）よりも僅かに突出したとしても、その表面積は小さく、ホットスポットに対する影響は小さいためである。

【0045】

薄板部４０は、平面視でＣＰＵ２６と重ならない位置に配置されることが好ましい。薄板部４０は、上記した通り、ヒートパイプ２８の熱輸送に関与しないデッドスペースであるため、吸熱対象であるＣＰＵ２６に当接すると、吸熱部３９による吸熱が抑制されるためである。なお、ＣＰＵ２６は、実際の発熱部は半導体チップ２６ａであるため、薄板部４０は少なくともこの半導体チップ２６ａと重ならない位置に配置されればよい。

【0046】

押付部品３４は、さらに第２ブリッジ部４５を備えることで、ヒートパイプ２８を一層均等に且つ安定してＣＰＵ２６に押し付けることができる。図５に示す構成例では、第２ブリッジ部４５は、ヒートパイプ２８の上面２８ｃ側に配置されている。これにより第２ブリッジ部４５は、筐体１４の内面１４ｄ側に突出することなく、その下面に接合されたヒートパイプ２８をＣＰＵ２６に向かって引き寄せることができる。

【0047】

図５中に２点鎖線で示すように、第２ブリッジ部４５は、ヒートパイプ２８の下面２８ｄ側に配置されてもよい。この場合、ヒートパイプ２８と共に高温になる第２ブリッジ部４５が内面１４ｄに近接することになる。しかしながらその表面積は最小限であるため、ホットスポットに対する影響も最小限で済む。なお、押付部品３４は、ベース部４２と第１ブリッジ部４４とで十分な押付力を発揮できるため、第２ブリッジ部４５は設けなくてもよい。

【0048】

次に、冷却装置２２の製造方法の一手順を説明する。図６Ａは、薄板部４０を形成する前のヒートパイプ２８を示す模式的な側面図である。図６Ｂは、図６Ａに示す状態から薄板部４０を形成した直後の状態を示す側面図である。

【0049】

冷却装置２２の製造に際しては、先ず薄板部４０を持たない一般的なヒートパイプ２８と、押付部品３４とを準備する。次に薄板部４０を成形する。先ず、ヒートパイプ２８の第２端部２８ｂを所定の治具にセットする。次いで、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、所定のプレス金型５０で第２端部２８ｂの先端を含む所定範囲を圧し潰す。これにより第２端部２８ｂに薄板部４０が形成される（図６Ｂ参照）。

【0050】

次に、ヒートパイプ２８に押付部品３４を固定する。先ず、第２端部２８ｂを先頭にしてヒートパイプ２８をベースプレート４２ａの割れ目４２ｄに挿入する。この際、ヒートパイプ２８は、第２ブリッジ部４５の表面（下面）側に通し、最先端の薄板部４０を第１ブリッジ部４４の裏面４４ａ側に通す。そして、ベースプレート４２ａとブリッジ部４４，４５とヒートパイプ２８とを半田付け等で固定する。なお、ブリッジ部４４，４５をいずれも備えた構成では、例えばベースプレート４２ａとヒートパイプ２８との接合工程を省略してもよい。また、第１ブリッジ部４４は、ヒートパイプ２８を押さえ込む位置に配置されるため、ヒートパイプ２８との接合工程を省略してもよい。

【0051】

これらの各工程と前後してヒートパイプ２８の第１端部２８ａと冷却フィン３０及び送風ファン３２とを半田付け等で固定する。これにより冷却装置２２の製造が完了する。

【0052】

図７Ａは、第１変形例に係る押付部品５２及びその周辺部を拡大して下側から見た斜視図である。図７Ｂは、図７Ａ中のＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線に沿う模式的な断面図である。

【0053】

図７Ａ及び図７Ｂに示すように、押付部品５２は、上記した押付部品３４の第１ブリッジ部４４とは構成の異なる第１ブリッジ部５４を備える。第１ブリッジ部５４は、薄板部４０の表面（下面２８ｄ）及び幅方向両側面を包み込むカバー形状を有する。これにより第１ブリッジ部５４はヒートパイプ２８の下面２８ｄ側を幅方向に跨ぐように配置される。第１ブリッジ部５４の裏面５４ａ及び幅方向両側面は薄板部４０に半田付け等で接合される。第１ブリッジ部５４の表面５４ｂは、吸熱部３９の表面（下面２８ｄ）と面一か又は低い位置にある。

【0054】

このような押付部品５２は、上記した押付部品３４と比べて第１ブリッジ部５４とヒートパイプ２８との接合強度や保持剛性が一層高い。このため、押付部品５２は、第１ブリッジ部４４による吸熱部３９の押付力が一層安定する。従って、押付部品５２は、例えば第２ブリッジ部４５を省略した場合に、強固に且つ安定して吸熱部３９をＣＰＵ２６に押し付けることができる。

【0055】

図８は、第２変形例に係る押付部品５６及びその周辺部を拡大した模式的な側面断面図である。

【0056】

図８に示すように、押付部品５６は、上記した押付部品３４の第１ブリッジ部４４とは構成の異なる第１ブリッジ部５８を備える。上記した第１ブリッジ部４４は、ヒートパイプ２８の下面２８ｄ側を幅方向に跨ぐように配置されている。これに対して、図８に示す第１ブリッジ部５８は、ヒートパイプ２８の上面２８ｃ側を幅方向に跨ぐように配置されている。

【0057】

押付部品５６は、上面２８ｃ側に薄板部４０を設けたヒートパイプ２８に対して使用される。図８に示す薄板部４０は、上面２８ｃを下面２８ｄ側に圧し潰した構造となっており、図５に示す構成例と上下反転構造となっている。つまり第１ブリッジ部５８は、下面側の裏面５８ａが薄板部４０の表面（上面２８ｃ）に半田付け等で接合される。第１ブリッジ部５８は、上面側の表面５８ｂが、ＣＰＵ２６のサブストレート２６ｂ、スティフナー２６ｃ又はマザーボード２４等と対向する。

【0058】

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

【符号の説明】

【0059】

１０ 電子機器
１２ ディスプレイ筐体
１４ 筐体
２２ 冷却装置
２６ ＣＰＵ
２８ ヒートパイプ
３０ 冷却フィン
３２ 送風ファン
３４，５２，５６ 押付部品
３８ 放熱部
３９ 吸熱部
４０ 薄板部
４２ ベース部
４４，５４，５８ 第１ブリッジ部
４５ 第２ブリッジ部
５０ プレス金型

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】