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» 2015年03月12日 13時15分 UPDATE

電子部品 冷却デバイス:スマホのCPUを冷やす! 厚さ1mm以下の高効率ループヒートパイプを開発 (1/2)

富士通研究所は、スマートフォンなどのモバイル機器に実装可能な冷却デバイスとして、厚さ1mmのループヒートパイプを開発した。

[竹本達哉,EE Times Japan]

厚さ1/10、輸送熱量5倍

 富士通研究所は2015年3月12日、スマートフォンなどのモバイル機器に実装可能な冷却デバイスとして、厚さ1mmのループヒートパイプを開発したと発表した。従来の薄型ループヒートや放熱シートよりも約5倍の熱量を輸送できるという。

 スマートフォンやタブレット端末に搭載されるCPUなどのデバイスは高性能化、高密度実装化が進み、部品単位当たりの熱量が増加している。そのため、CPU周辺など熱が集中する部分から熱を逃がすなどの発熱対策が不可欠になりつつある。

tt150312FUJITSU001.jpg ループヒートパイプの構造 出典:富士通研究所

 モバイル機器では、サイズ面から、PCや産業機器などで用いられる送風ファンや水冷ポンプを用いた放熱、冷却が行えない。そこで、金属やグラファイトなどの高い熱伝導率の素材による放熱シートで対策を行っている。だが昨今は、放熱性(熱移動)が足りなくなってきており、より効率的な放熱が行える冷却デバイスが必要になっている。

 その中で、富士通研究所が開発したのは、封入した冷媒がパイプ内を移動することで熱を移動する熱輸送デバイスであるヒートパイプを循環型の閉ループ構造にしたループヒートパイプだ。熱源の熱により冷媒が蒸発するときに発生する気化熱により、熱源の温度を下げることができる。

毛細管現象を応用

tt150312FUJITSU002.jpg 薄型ループヒートパイプをスマートフォンに適用した場合のイメージ 出典:富士通研究所

 これまでもループヒートパイプは存在したが、富士通研究所によると、実用的な性能を備えるには10mm程度の厚さが必要になったという。

 これに対し、富士通研究所では、高効率な熱輸送を実現する構造設計技術と、金属薄板を積層し接合する薄型化技術を開発。ループヒートパイプの厚さを1mm以下に抑えながら、輸送可能な熱量を5倍に高めることに成功した。

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