JP7723915B2 - Vapor chambers and electronic devices - Google Patents
Vapor chambers and electronic devicesInfo
- Publication number
- JP7723915B2 JP7723915B2 JP2024128191A JP2024128191A JP7723915B2 JP 7723915 B2 JP7723915 B2 JP 7723915B2 JP 2024128191 A JP2024128191 A JP 2024128191A JP 2024128191 A JP2024128191 A JP 2024128191A JP 7723915 B2 JP7723915 B2 JP 7723915B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sheet
- flow path
- liquid flow
- vapor chamber
- vapor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
本発明は、ベーパーチャンバおよび電子機器に関する。 The present invention relates to a vapor chamber and an electronic device.
携帯端末やタブレット端末といったモバイル端末等で使用される中央演算処理装置(CPU)や発光ダイオード(LED)、パワー半導体等の発熱を伴うデバイスは、ヒートパイプ等の放熱用部材によって冷却されている(例えば、特許文献1参照)。近年では、モバイル端末等の薄型化のために、放熱用部材の薄型化も求められており、ヒートパイプより薄型化を図ることができるベーパーチャンバの開発が進められている。ベーパーチャンバ内には、作動流体が封入されており、この作動流体がデバイスの熱を吸収、拡散することで、デバイスの冷却を行っている。 Heat-generating devices such as central processing units (CPUs), light-emitting diodes (LEDs), and power semiconductors used in mobile devices such as handheld devices and tablet computers are cooled by heat dissipation components such as heat pipes (see, for example, Patent Document 1). In recent years, thinner heat dissipation components have been required to make mobile devices thinner, and vapor chambers, which can be made thinner than heat pipes, have been developed. A working fluid is sealed inside the vapor chamber, and this working fluid absorbs and dissipates the heat from the device, thereby cooling it.
より具体的には、ベーパーチャンバ内の作動流体は、デバイスに近接した部分(蒸発領域)でデバイスから熱を受けて蒸発して蒸気(作動蒸気)になる。その作動蒸気は、蒸気流路部内で蒸発領域から離れる方向に拡散して冷却され、凝縮して液状になる。ベーパーチャンバ内には、毛細管構造(ウィック)としての液流路部が設けられており、凝縮して液状になった作動流体(作動液)は、蒸気流路部から液流路部に入り込み、液流路部を流れて蒸発領域に向かって輸送される。そして、作動液は、再び蒸発領域で熱を受けて蒸発する。このようにして、作動流体が、相変化、すなわち蒸発と凝縮とを繰り返しながらベーパーチャンバ内を還流することによりデバイスの熱を移動させ、放熱効率を高めている。 More specifically, the working fluid in the vapor chamber absorbs heat from the device in the area close to the device (evaporation region) and evaporates into vapor (working vapor). The working vapor diffuses away from the evaporation region within the vapor flow path, where it cools and condenses into liquid. A liquid flow path with a capillary structure (wick) is provided within the vapor chamber, and the condensed working fluid (working liquid) enters the liquid flow path from the vapor flow path and flows through the liquid flow path toward the evaporation region. The working liquid then absorbs heat again in the evaporation region and evaporates. In this way, the working fluid circulates within the vapor chamber while repeatedly changing phases, i.e., evaporating and condensing, thereby transferring heat from the device and increasing heat dissipation efficiency.
しかしながら、液流路部の毛細管作用が十分でない場合、作動液の輸送量が低減し、熱輸送効率が低下するおそれがある。 However, if the capillary action of the liquid flow path is insufficient, the amount of working fluid transported may decrease, resulting in a decrease in heat transport efficiency.
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、熱輸送効率を向上させることができるベーパーチャンバおよび電子機器を提供することを目的とする。 The present invention was made with these points in mind, and aims to provide a vapor chamber and electronic device that can improve heat transport efficiency.
本発明は、
作動流体が封入されたベーパーチャンバであって、
第1シートと、
前記第1シートに積層された第2シートと、
前記第1シートと前記第2シートとの間に介在された第3シートと、
前記作動流体の蒸気が通る蒸気流路部と、
液状の前記作動流体が通る液流路部と、を備え、
前記蒸気流路部は、前記第1シートに設けられることなく、前記第2シートの前記第3シートの側の面に設けられ、
前記液流路部は、前記第1シートと前記第3シートとの間に設けられ、
前記第3シートに、前記第3シートを貫通し、前記蒸気流路部と前記液流路部とを連通する複数の貫通孔が設けられている、ベーパーチャンバ、
を提供する。
The present invention provides
A vapor chamber containing a working fluid,
The first sheet,
a second sheet laminated on the first sheet;
a third sheet interposed between the first sheet and the second sheet;
a vapor flow path portion through which the vapor of the working fluid passes;
a liquid flow path portion through which the liquid working fluid passes,
the steam flow path portion is not provided on the first sheet, but is provided on a surface of the second sheet on the side of the third sheet,
the liquid flow path portion is provided between the first sheet and the third sheet,
a vapor chamber, wherein the third sheet is provided with a plurality of through holes that penetrate the third sheet and communicate the vapor flow path portion with the liquid flow path portion;
to provide.
上述したベーパーチャンバにおいて、
前記液流路部は、前記第1シートの前記第3シートの側の面に設けられている、
ようにしてもよい。
In the vapor chamber described above,
the liquid flow path portion is provided on a surface of the first sheet on the side of the third sheet;
This may be done.
また、上述したベーパーチャンバにおいて、
前記液流路部は、前記第3シートの前記第1シートの側の面に設けられている、
ようにしてもよい。
In addition, in the vapor chamber described above,
the liquid flow path portion is provided on a surface of the third sheet on the side of the first sheet;
This may be done.
また、上述したベーパーチャンバにおいて、
前記第3シートにおける前記貫通孔の開口率は、20%以上60%以下である、
ようにしてもよい。
In addition, in the vapor chamber described above,
an opening ratio of the through holes in the third sheet is 20% or more and 60% or less;
This may be done.
また、本発明は、
作動流体が封入されたベーパーチャンバであって、
第1シートと、
前記第1シートに積層された第2シートと、
前記第1シートと前記第2シートとの間に介在された第3シートと、
前記第1シートに設けられることなく、前記第2シートの前記第3シートの側の面に設けられた凹状空間と、
前記第1シートの前記第3シートの側の面または前記第3シートの前記第1シートの側の面に設けられた溝部と、を備え、
前記溝部は、第1方向に延びる溝を有し、
前記第1方向に垂直な断面で見たときに、前記凹状空間の幅寸法は、前記溝の幅寸法よりも大きく、
前記第3シートに、前記第3シートを貫通し、前記凹状空間と前記溝部とを連通する複数の貫通孔が設けられている、ベーパーチャンバ、
を提供する。
The present invention also provides
A vapor chamber containing a working fluid,
The first sheet,
a second sheet laminated on the first sheet;
a third sheet interposed between the first sheet and the second sheet;
a recessed space that is not provided in the first seat but is provided on a surface of the second seat on the side of the third seat;
a groove portion provided on a surface of the first sheet facing the third sheet or a surface of the third sheet facing the first sheet,
The groove portion has a groove extending in a first direction,
When viewed in a cross section perpendicular to the first direction, a width dimension of the recessed space is larger than a width dimension of the groove,
a vapor chamber, wherein the third sheet is provided with a plurality of through holes that penetrate the third sheet and communicate with the recessed space and the groove portion;
to provide.
また、本発明は、
ハウジングと、
前記ハウジング内に収容されたデバイスと、
前記デバイスに熱的に接触した、上述したベーパーチャンバと、を備えた、電子機器、を提供する。
The present invention also provides
Housing and
a device contained within the housing; and
and a vapor chamber as described above in thermal contact with the device.
本発明によれば、熱輸送効率を向上させることができる。 This invention can improve heat transport efficiency.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. Note that in the drawings accompanying this specification, the scale and aspect ratios have been appropriately altered and exaggerated from those of the actual objects for the sake of ease of illustration and understanding.
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件および物理的特性並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度並びに物理的特性の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。さらに、図面においては、明瞭にするために、同様の機能を期待し得る複数の部分の形状を、規則的に記載しているが、厳密な意味に縛られることなく、当該機能を期待することができる範囲内で、当該部分の形状は互いに異なっていてもよい。また、図面においては、部材同士の接合面等を示す境界線を、便宜上、単なる直線で示しているが、厳密な直線であることに縛られることはなく、所望の接合性能を期待することができる範囲内で、当該境界線の形状は任意である。 In addition, terms used in this specification that specify shapes, geometric conditions, physical characteristics, and their degrees, such as "parallel," "orthogonal," and "identical," as well as lengths, angles, and physical characteristic values, are to be interpreted without being bound by strict meaning, but also to include the range within which similar functionality can be expected. Furthermore, in the drawings, for clarity, the shapes of multiple parts that can be expected to have similar functionality are depicted in a regular pattern, but the shapes of these parts may differ from one another as long as the functionality can be expected without being bound by strict meaning. In the drawings, boundary lines indicating the joining surfaces between components are shown as simple straight lines for convenience, but they are not required to be strict straight lines, and the shape of these boundary lines is arbitrary as long as the desired joining performance can be expected.
(第1の実施の形態)
図1~図10を用いて、本発明の第1の実施の形態によるベーパーチャンバおよび電子機器について説明する。本実施の形態によるベーパーチャンバ1は、電子機器Eに収容された発熱体としてのデバイスDを冷却するために、電子機器Eに搭載される装置である。デバイスDの例としては、携帯端末やタブレット端末といったモバイル端末等で使用される中央演算処理装置(CPU)、発光ダイオード(LED)、パワー半導体等の発熱を伴う電子デバイス(被冷却装置)が挙げられる。
(First embodiment)
1 to 10, a vapor chamber and an electronic device according to a first embodiment of the present invention will be described. Vapor chamber 1 according to this embodiment is a device mounted on electronic device E to cool device D, which serves as a heat-generating body housed in electronic device E. Examples of device D include central processing units (CPUs), light-emitting diodes (LEDs), power semiconductors, and other heat-generating electronic devices (cooled devices) used in mobile devices such as handheld devices and tablet devices.
ここではまず、本実施の形態によるベーパーチャンバ1が搭載される電子機器Eについて、タブレット端末を例にとって説明する。図1に示すように、電子機器E(タブレット端末)は、ハウジングHと、ハウジングH内に収容されたデバイスDと、ベーパーチャンバ1と、を備えている。図1に示す電子機器Eでは、ハウジングHの前面にタッチパネルディスプレイTDが設けられている。ベーパーチャンバ1は、ハウジングH内に収容されて、デバイスDに熱的に接触するように配置される。このことにより、電子機器Eの使用時にデバイスDで発生する熱をベーパーチャンバ1が受けることができる。ベーパーチャンバ1が受けた熱は、後述する作動流体2a、2bを介してベーパーチャンバ1の外部に放出される。このようにして、デバイスDは効果的に冷却される。電子機器Eがタブレット端末である場合には、デバイスDは、中央演算処理装置等に相当する。 First, we will explain electronic device E equipped with vapor chamber 1 according to this embodiment, using a tablet terminal as an example. As shown in FIG. 1, electronic device E (tablet terminal) includes housing H, device D housed within housing H, and vapor chamber 1. In electronic device E shown in FIG. 1, a touch panel display TD is provided on the front surface of housing H. Vapor chamber 1 is housed within housing H and positioned so as to be in thermal contact with device D. This allows vapor chamber 1 to receive heat generated by device D when electronic device E is in use. The heat received by vapor chamber 1 is released to the outside of vapor chamber 1 via working fluids 2a and 2b, described below. In this way, device D is effectively cooled. When electronic device E is a tablet terminal, device D corresponds to a central processing unit or the like.
次に、本実施の形態によるベーパーチャンバ1について説明する。図2および図3に示すように、ベーパーチャンバ1は、作動流体2a、2bが封入された密封空間3を有しており、密封空間3内の作動流体2a、2bが相変化を繰り返すことにより、上述した電子機器EのデバイスDを効果的に冷却するように構成されている。作動流体2a、2bの例としては、純水、エタノール、メタノール、アセトン等、およびそれらの混合液が挙げられる。なお、作動流体2a、2bは、凍結膨張性を有していてもよい。すなわち、作動流体2a、2bは、凍結時に膨張する流体であってもよい。凍結膨張性を有する作動流体2a、2bの例としては、純水、または純水にアルコール等の添加物を加えた水溶液等が挙げられる。 Next, the vapor chamber 1 according to this embodiment will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, the vapor chamber 1 has a sealed space 3 filled with working fluids 2a and 2b. The working fluids 2a and 2b in the sealed space 3 undergo repeated phase changes, effectively cooling the device D of the electronic device E described above. Examples of working fluids 2a and 2b include pure water, ethanol, methanol, acetone, etc., and mixtures thereof. The working fluids 2a and 2b may also have freeze-expansion properties. In other words, the working fluids 2a and 2b may be fluids that expand when frozen. Examples of working fluids 2a and 2b that have freeze-expansion properties include pure water, or aqueous solutions of pure water to which an additive such as alcohol has been added.
図2および図3に示すように、ベーパーチャンバ1は、下側シート10(第1シート)と、上側シート20(第2シート)と、下側シート10と上側シート20との間に介在された中間シート30(第3シート)と、を備えている。本実施の形態によるベーパーチャンバ1は、下側シート10、中間シート30および上側シート20が、この順番で積層されている。 As shown in Figures 2 and 3, the vapor chamber 1 comprises a lower sheet 10 (first sheet), an upper sheet 20 (second sheet), and an intermediate sheet 30 (third sheet) interposed between the lower sheet 10 and the upper sheet 20. In the vapor chamber 1 of this embodiment, the lower sheet 10, intermediate sheet 30, and upper sheet 20 are stacked in this order.
ベーパーチャンバ1は、概略的に薄い平板状に形成されている。ベーパーチャンバ1の平面形状は任意であるが、図2に示すような矩形状であってもよい。ベーパーチャンバ1の平面形状は、例えば、1辺が1cmで他の辺が3cmの長方形であってもよく、1辺が15cmの正方形であってもよく、ベーパーチャンバ1の平面寸法は任意である。本実施の形態では、一例として、ベーパーチャンバ1の平面形状が、X方向を長手方向とする矩形状である例について説明する。この場合、図4~図6に示すように、下側シート10、上側シート20および中間シート30は、ベーパーチャンバ1と同様の平面形状を有していてもよい。また、ベーパーチャンバ1の平面形状は、矩形状に限られることはなく、円形状、楕円形状、L字形状、T字形状等、任意の形状とすることができる。 The vapor chamber 1 is generally formed in the shape of a thin, flat plate. The planar shape of the vapor chamber 1 is arbitrary, but may be rectangular as shown in Figure 2. The planar shape of the vapor chamber 1 may be, for example, a rectangle with one side measuring 1 cm and the other 3 cm, or a square with one side measuring 15 cm; the planar dimensions of the vapor chamber 1 are arbitrary. In this embodiment, as an example, an example will be described in which the planar shape of the vapor chamber 1 is a rectangle with the X direction as the longitudinal direction. In this case, as shown in Figures 4 to 6, the lower sheet 10, upper sheet 20, and intermediate sheet 30 may have the same planar shape as the vapor chamber 1. Furthermore, the planar shape of the vapor chamber 1 is not limited to a rectangle, and may be any shape, such as a circle, an ellipse, an L-shape, or a T-shape.
図2に示すように、ベーパーチャンバ1は、作動流体2a、2bが蒸発する蒸発領域SRと、作動流体2a、2bが凝縮する凝縮領域CRと、を有している。 As shown in Figure 2, the vapor chamber 1 has an evaporation region SR where the working fluids 2a and 2b evaporate, and a condensation region CR where the working fluids 2a and 2b condense.
蒸発領域SRは、平面視でデバイスDと重なる領域であり、デバイスDが取り付けられる領域である。蒸発領域SRは、ベーパーチャンバ1の任意の場所に配置することができる。本実施の形態においては、ベーパーチャンバ1のX方向における中央部に、蒸発領域SRが形成されている。蒸発領域SRにデバイスDからの熱が伝わり、この熱によって液状の作動流体(適宜、作動液2bと記す)が蒸発領域SRにおいて蒸発する。デバイスDからの熱は、平面視でデバイスDに重なる領域だけではなく、当該領域の周辺にも伝わり得る。このため、蒸発領域SRは、平面視で、デバイスDに重なっている領域とその周辺の領域とを含む。ここで平面視とは、ベーパーチャンバ1がデバイスDから熱を受ける面(下側シート10の後述する第1下側シート面11a)および受けた熱を放出する面(上側シート20の後述する第2上側シート面21b)に直交する方向から見た状態であって、例えば、図2に示すように、ベーパーチャンバ1を上方から見た状態、または下方から見た状態に相当している。 The evaporation region SR is the region that overlaps with the device D in a planar view and is the region where the device D is attached. The evaporation region SR can be positioned anywhere in the vapor chamber 1. In this embodiment, the evaporation region SR is formed in the center of the vapor chamber 1 in the X direction. Heat from the device D is transferred to the evaporation region SR, and this heat causes the liquid working fluid (referred to as working fluid 2b as appropriate) to evaporate in the evaporation region SR. The heat from the device D can be transferred not only to the region that overlaps with the device D in a planar view, but also to the surrounding area of that region. Therefore, the evaporation region SR includes the region that overlaps with the device D in a planar view and the surrounding area. Here, a plan view refers to a view of the vapor chamber 1 as seen from a direction perpendicular to the surface that receives heat from the device D (the first lower sheet surface 11a of the lower sheet 10, described below) and the surface that releases the received heat (the second upper sheet surface 21b of the upper sheet 20, described below). For example, as shown in Figure 2, this corresponds to a view of the vapor chamber 1 as seen from above or below.
凝縮領域CRは、平面視でデバイスDと重ならない領域であって、主として作動流体の蒸気(適宜、作動蒸気2aと記す)が熱を放出して凝縮する領域である。凝縮領域CRは、蒸発領域SRの周囲の領域と言うこともできる。本実施の形態においては、ベーパーチャンバ1のX方向における一側(図2における左側)および他側(図2における右側)に、凝縮領域CRが形成されている。凝縮領域CRにおいて作動蒸気2aからの熱が上側シート20に放出され、作動蒸気2aが凝縮領域CRにおいて冷却されて凝縮する。 The condensation region CR is a region that does not overlap with the device D in a plan view, and is primarily a region where the vapor of the working fluid (referred to as working vapor 2a as appropriate) releases heat and condenses. The condensation region CR can also be described as the region surrounding the evaporation region SR. In this embodiment, the condensation region CR is formed on one side (left side in Figure 2) and the other side (right side in Figure 2) of the vapor chamber 1 in the X direction. In the condensation region CR, heat from the working vapor 2a is released to the upper sheet 20, and the working vapor 2a is cooled and condensed in the condensation region CR.
なお、ベーパーチャンバ1がモバイル端末内に設置される場合、モバイル端末の姿勢によっては、上下関係が崩れる場合もある。しかしながら、本実施の形態では、便宜上、デバイスDから熱を受けるシートを上述の下側シート10と称し、受けた熱を放出するシートを上述の上側シート20と称する。このため、下側シート10が下側に配置され、上側シート20が上側に配置された状態で、以下説明する。 When the vapor chamber 1 is installed inside a mobile terminal, the up-down relationship may be lost depending on the orientation of the mobile terminal. However, in this embodiment, for convenience, the sheet that receives heat from the device D will be referred to as the lower sheet 10, and the sheet that releases the received heat will be referred to as the upper sheet 20. For this reason, the following description will be given assuming that the lower sheet 10 is positioned on the bottom and the upper sheet 20 is positioned on the top.
図3に示すように、下側シート10は、下側シート本体11と、下側シート本体11に設けられた液流路部60(溝部)と、を備えている。下側シート本体11は、中間シート30とは反対側に設けられた第1下側シート面11aと、第1下側シート面11aとは反対側(すなわち中間シート30の側)に設けられた第2下側シート面11bと、を有している。この第1下側シート面11aに、上述のデバイスDが取り付けられる。また、第2下側シート面11bに、後述する液流路部60が設けられている。図4に示すように、下側シート10の四隅に、アライメント孔15が設けられていてもよい。 As shown in FIG. 3, the lower sheet 10 includes a lower sheet body 11 and a liquid flow path portion 60 (groove portion) provided in the lower sheet body 11. The lower sheet body 11 has a first lower sheet surface 11a provided on the side opposite the intermediate sheet 30, and a second lower sheet surface 11b provided on the side opposite the first lower sheet surface 11a (i.e., the intermediate sheet 30 side). The device D described above is attached to this first lower sheet surface 11a. The liquid flow path portion 60, described below, is provided on the second lower sheet surface 11b. As shown in FIG. 4, alignment holes 15 may be provided at the four corners of the lower sheet 10.
図3に示すように、上側シート20は、上側シート本体21と、上側シート本体21に設けられた蒸気流路部50(凹状空間)と、を備えている。上側シート本体21は、中間シート30の側に設けられた第1上側シート面21aと、第1上側シート面21aとは反対側に設けられた第2上側シート面21bと、を有している。この第2上側シート面21bに、モバイル端末等のハウジングHの一部を構成するハウジング部材Haが取り付けられる。第2上側シート面21bの全体が、ハウジング部材Haで覆われてもよい。また、第1上側シート面21aに、蒸気流路部50が設けられている。 As shown in FIG. 3, the upper sheet 20 includes an upper sheet main body 21 and a steam flow path portion 50 (recessed space) provided in the upper sheet main body 21. The upper sheet main body 21 has a first upper sheet surface 21a provided on the side of the intermediate sheet 30 and a second upper sheet surface 21b provided on the opposite side of the first upper sheet surface 21a. A housing member Ha that forms part of a housing H of a mobile terminal or the like is attached to this second upper sheet surface 21b. The second upper sheet surface 21b may be entirely covered by the housing member Ha. The steam flow path portion 50 is also provided on the first upper sheet surface 21a.
上側シート本体21は、図5に示すように、枠体部22と、枠体部22内に設けられた複数の蒸気流路突出部23と、を有している。枠体部22および蒸気流路突出部23は、後述するエッチング工程においてエッチングされることなく、上側シート20の材料が残る部分である。 As shown in Figure 5, the upper sheet body 21 has a frame portion 22 and multiple steam flow path protrusions 23 provided within the frame portion 22. The frame portion 22 and the steam flow path protrusions 23 are not etched in the etching process described below, and the material of the upper sheet 20 remains.
本実施の形態では、枠体部22は、平面視で、矩形枠状に形成されている。この枠体部22の内側に、作動蒸気2aが通る流路である蒸気流路部50が画定されている。すなわち、枠体部22の内側であって、蒸気流路突出部23の周囲を作動蒸気2aが流れるようになっている。 In this embodiment, the frame portion 22 is formed into a rectangular frame shape in a plan view. A steam flow path portion 50, which is a flow path through which the working steam 2a passes, is defined inside the frame portion 22. In other words, the working steam 2a flows around the steam flow path protrusion 23 inside the frame portion 22.
蒸気流路突出部23は、蒸気流路部50内に設けられて、蒸気流路部50の天井面50aから下方(図3における下側)に突出するように構成されている。図3に示すように、蒸気流路突出部23は、第1上側シート面21aと同一平面上に位置する突出面23aを有している。この突出面23aは、後述する中間シート30の第2中間シート面31bに当接している。このことにより、ベーパーチャンバ1の機械的強度を向上させている。 The vapor flow path protrusion 23 is provided within the vapor flow path section 50 and is configured to protrude downward (toward the bottom in Figure 3) from the ceiling surface 50a of the vapor flow path section 50. As shown in Figure 3, the vapor flow path protrusion 23 has a protruding surface 23a that is located on the same plane as the first upper sheet surface 21a. This protruding surface 23a abuts against the second intermediate sheet surface 31b of the intermediate sheet 30, which will be described later. This improves the mechanical strength of the vapor chamber 1.
本実施の形態では、図5に示すように、蒸気流路突出部23は、平面視で、千鳥状に配置されている。このことにより、蒸気流路突出部23の周囲を作動蒸気2aが流れるようになっており、作動蒸気2aの流れが妨げられることを抑制している。また、本実施の形態では、蒸気流路突出部23は、平面視で、円形状に形成されている。この点においても、作動蒸気2aの流れが妨げられることを抑制している。なお、蒸気流路突出部23の平面形状は、作動蒸気2aの流れが妨げられることを抑制できれば、円形状であることに限られない。 In this embodiment, as shown in FIG. 5, the steam flow path protrusions 23 are arranged in a staggered pattern in plan view. This allows the working steam 2a to flow around the steam flow path protrusions 23, preventing the flow of the working steam 2a from being obstructed. Furthermore, in this embodiment, the steam flow path protrusions 23 are formed in a circular shape in plan view. This also prevents the flow of the working steam 2a from being obstructed. Note that the planar shape of the steam flow path protrusions 23 is not limited to a circular shape, as long as it prevents the flow of the working steam 2a from being obstructed.
図3に示すように、各蒸気流路突出部23の突出面23aの幅w1(平面視における突出面23aの直径)は、例えば、30μm~500μmであってもよい。また、図3に示すように、各蒸気流路突出部23間のギャップw2は、例えば、500μm~3000μmであってもよい。ここで、各蒸気流路突出部23間のギャップw2は、互いに隣り合う蒸気流路突出部23間の寸法であって、第1上側シート面21aにおける寸法を意味している。 As shown in FIG. 3, the width w1 of the protruding surface 23a of each steam flow path protrusion 23 (the diameter of the protruding surface 23a in a plan view) may be, for example, 30 μm to 500 μm. Also, as shown in FIG. 3, the gap w2 between each steam flow path protrusion 23 may be, for example, 500 μm to 3000 μm. Here, the gap w2 between each steam flow path protrusion 23 is the dimension between adjacent steam flow path protrusions 23, and refers to the dimension on the first upper sheet surface 21a.
蒸気流路部50は、主として、作動蒸気2aが通る流路である。図3に示すように、蒸気流路部50は、下側シート10に設けられることはなく、上側シート20の中間シート30の側の面である第1上側シート面21aに設けられている。蒸気流路部50は、上述した密封空間3の一部を構成している。図3に示すように、蒸気流路部50は、主として、蒸気流路部50の天井面50aと、上述した枠体部22および蒸気流路突出部23と、後述する中間シート30の第2中間シート面31bとによって画定されている。蒸気流路部50は、X方向に直交するY方向において、枠体部22を除いたベーパーチャンバ1の幅全体に広がっていてもよい。 The vapor flow path section 50 is primarily a flow path through which the working vapor 2a passes. As shown in FIG. 3, the vapor flow path section 50 is not provided on the lower sheet 10, but is provided on the first upper sheet surface 21a, which is the surface of the upper sheet 20 facing the intermediate sheet 30. The vapor flow path section 50 constitutes part of the sealed space 3 described above. As shown in FIG. 3, the vapor flow path section 50 is primarily defined by the ceiling surface 50a of the vapor flow path section 50, the frame portion 22 and the vapor flow path protrusion 23 described above, and the second intermediate sheet surface 31b of the intermediate sheet 30 described below. The vapor flow path section 50 may extend across the entire width of the vapor chamber 1, excluding the frame portion 22, in the Y direction perpendicular to the X direction.
蒸気流路部50は、作動蒸気2aが通るように比較的大きな流路断面積を有している。図3に示す断面(X方向に垂直な断面)においては、蒸気流路部50は、後述する液流路部60の液流路主流溝61よりも大きな流路断面積を有している。図3に示すように、蒸気流路部50の幅w8(幅寸法)は、後述する液流路主流溝61の幅w5(幅寸法)よりも大きくなっている。また、図3および図7に示すように、蒸気流路部50における各蒸気流路突出部23間のギャップw2も、後述する液流路主流溝61の幅w5よりも大きくなっている。また、図3および図7に示すように、蒸気流路部50の高さh1は、後述する液流路主流溝61の深さh2よりも大きな値を有している。蒸気流路部50の幅w8は、例えば、30mm~80mmであってもよい。ここで、蒸気流路部50の幅w8は、Y方向においてベーパーチャンバ1の幅全体から枠体部22の第2中間シート面31bとの接合面を除いた部分の寸法に相当する。すなわち、蒸気流路部50の幅w8は、Y方向における枠体部22の一対の内側端部間の寸法であって、第1上側シート面21aにおける寸法を意味している。また、蒸気流路部50の高さh1は、例えば、80μm~500μmであってもよい。ここで、蒸気流路部50の高さh1は、Z方向における蒸気流路部50の天井面50aと蒸気流路突出部23の突出面23aとの間の寸法を意味している。 The vapor flow path section 50 has a relatively large cross-sectional area to allow the working vapor 2a to pass through. In the cross section shown in FIG. 3 (a cross section perpendicular to the X direction), the vapor flow path section 50 has a larger cross-sectional area than the liquid flow path mainstream groove 61 of the liquid flow path section 60, which will be described later. As shown in FIG. 3, the width w8 (width dimension) of the vapor flow path section 50 is larger than the width w5 (width dimension) of the liquid flow path mainstream groove 61, which will be described later. Also, as shown in FIGS. 3 and 7, the gap w2 between each vapor flow path protrusion 23 in the vapor flow path section 50 is also larger than the width w5 of the liquid flow path mainstream groove 61, which will be described later. Also, as shown in FIGS. 3 and 7, the height h1 of the vapor flow path section 50 is larger than the depth h2 of the liquid flow path mainstream groove 61, which will be described later. The width w8 of the vapor flow path section 50 may be, for example, 30 mm to 80 mm. Here, the width w8 of the vapor flow path section 50 corresponds to the overall width of the vapor chamber 1 in the Y direction, excluding the joint surface with the second intermediate sheet surface 31b of the frame section 22. That is, the width w8 of the steam flow path section 50 is the dimension between the pair of inner ends of the frame body section 22 in the Y direction, and refers to the dimension at the first upper sheet surface 21a. The height h1 of the steam flow path section 50 may be, for example, 80 μm to 500 μm. Here, the height h1 of the steam flow path section 50 refers to the dimension in the Z direction between the ceiling surface 50a of the steam flow path section 50 and the protruding surface 23a of the steam flow path protrusion 23.
蒸気流路部50は、後述するエッチング工程において、上側シート20の第1上側シート面21aからエッチングされることによって形成されている。このことにより、蒸気流路部50は、図3に示すように、湾曲状に形成された壁面51を有している。この壁面51は、蒸気流路部50を画定し、第2上側シート面21bに向かって膨らむような形状で湾曲している。 The steam flow path portion 50 is formed by etching from the first upper sheet surface 21a of the upper sheet 20 in an etching process described below. As a result, the steam flow path portion 50 has a curved wall surface 51, as shown in FIG. 3. This wall surface 51 defines the steam flow path portion 50 and is curved in a shape that bulges toward the second upper sheet surface 21b.
図5に示すように、上側シート20の四隅に、アライメント孔25が設けられていてもよい。 As shown in Figure 5, alignment holes 25 may be provided at the four corners of the upper sheet 20.
図3に示すように、中間シート30は、中間シート本体31と、中間シート本体31に設けられた複数の貫通孔70と、を備えている。中間シート本体31は、第1中間シート面31aと、第1中間シート面31aとは反対側に設けられた第2中間シート面31bと、を有している。中間シート30は、全体的に平坦状に形成されていてもよく、中間シート30は全体的に一定の厚さを有していてもよい。第1中間シート面31aは、下側シート10の側に配置されており、第2中間シート面31bは、上側シート20の側に配置されている。 As shown in FIG. 3, the intermediate sheet 30 includes an intermediate sheet main body 31 and a plurality of through holes 70 formed in the intermediate sheet main body 31. The intermediate sheet main body 31 has a first intermediate sheet surface 31a and a second intermediate sheet surface 31b provided on the opposite side of the first intermediate sheet surface 31a. The intermediate sheet 30 may be formed flat overall, or may have a constant thickness overall. The first intermediate sheet surface 31a is positioned on the side of the lower sheet 10, and the second intermediate sheet surface 31b is positioned on the side of the upper sheet 20.
貫通孔70は、第1中間シート面31aから第2中間シート面31bに延びており、中間シート本体31を貫通している。本実施の形態では、図6に示すように、貫通孔70は、平面視で、格子状に配置されている。また、本実施の形態では、図6に示すように、貫通孔70は、平面視で、矩形状(正方形状)に形成されている。なお、貫通孔70の配置は格子状に限られず、任意の配置であってもよい。また、貫通孔70の平面形状も、矩形状に限られず、任意の形状であってもよく、例えば円形状であってもよい。 The through holes 70 extend from the first intermediate sheet surface 31a to the second intermediate sheet surface 31b, penetrating the intermediate sheet main body 31. In this embodiment, as shown in FIG. 6, the through holes 70 are arranged in a grid pattern in a plan view. Also, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the through holes 70 are formed in a rectangular (square) shape in a plan view. Note that the arrangement of the through holes 70 is not limited to a grid pattern and may be any arrangement. Furthermore, the planar shape of the through holes 70 is not limited to a rectangular shape and may be any shape, such as a circular shape.
図7に示すように、貫通孔70は、第1中間シート面31aに設けられた下側凹部71と、第2中間シート面31bに設けられた上側凹部72とによってそれぞれ構成されている。貫通孔70は、下側凹部71と上側凹部72とが連通して、第1中間シート面31aから第2中間シート面31bにわたって延びるよう形成されている。 As shown in FIG. 7, the through hole 70 is composed of a lower recess 71 provided in the first intermediate sheet surface 31a and an upper recess 72 provided in the second intermediate sheet surface 31b. The through hole 70 is formed so that the lower recess 71 and the upper recess 72 are connected to each other and extend from the first intermediate sheet surface 31a to the second intermediate sheet surface 31b.
下側凹部71は、後述するエッチング工程において、中間シート30の第1中間シート面31aからエッチングされることによって、第1中間シート面31aに凹状に形成されている。このことにより、下側凹部71は、図7に示すように、湾曲状に形成された壁面71aを有している。この壁面71aは、下側凹部71を画定し、第2中間シート面31bに向かって膨らむような形状で湾曲している。このような下側凹部71は、貫通孔70の一部(下半分)を構成している。 The lower recess 71 is formed in a concave shape on the first intermediate sheet surface 31a of the intermediate sheet 30 by etching it from the first intermediate sheet surface 31a in an etching process described below. As a result, the lower recess 71 has a curved wall surface 71a, as shown in FIG. 7. This wall surface 71a defines the lower recess 71 and is curved in a shape that bulges toward the second intermediate sheet surface 31b. This lower recess 71 constitutes part (the lower half) of the through hole 70.
上側凹部72は、後述するエッチング工程において、中間シート30の第2中間シート面31bからエッチングされることによって、第2中間シート面31bに凹状に形成されている。このことにより、上側凹部72は、図7に示すように、湾曲状に形成された壁面72aを有している。この壁面72aは、上側凹部72を画定し、第1中間シート面31aに向かって膨らむような形状で湾曲している。このような上側凹部72は、貫通孔70の一部(上半分)を構成している。 The upper recess 72 is formed in a concave shape on the second intermediate sheet surface 31b of the intermediate sheet 30 by etching it from the second intermediate sheet surface 31b in an etching process described below. As a result, the upper recess 72 has a curved wall surface 72a, as shown in FIG. 7. This wall surface 72a defines the upper recess 72 and is curved in a shape that bulges toward the first intermediate sheet surface 31a. Such an upper recess 72 constitutes part (the upper half) of the through hole 70.
図7に示すように、下側凹部71の壁面71aと、上側凹部72の壁面72aとが連接して貫通部73が形成されている。壁面71aと壁面72aはそれぞれ貫通部73に向かって湾曲している。このことにより、下側凹部71と上側凹部72とが互いに連通している。本実施の形態では、貫通部73の平面形状は、矩形形状(正方形形状)になっている。貫通部73は、下側凹部71の壁面71aと上側凹部72の壁面72aとが合流し、内側に張り出すように形成された稜線によって画定されていてもよい。この貫通部73において貫通孔70の平面面積が最小になっている。 As shown in FIG. 7 , the wall surface 71a of the lower recess 71 and the wall surface 72a of the upper recess 72 are connected to form a through-hole 73. The wall surfaces 71a and 72a are each curved toward the through-hole 73. This allows the lower recess 71 and the upper recess 72 to communicate with each other. In this embodiment, the planar shape of the through-hole 73 is rectangular (square). The through-hole 73 may be defined by a ridge line formed where the wall surface 71a of the lower recess 71 and the wall surface 72a of the upper recess 72 join and protrude inward. The planar area of the through hole 70 is minimized at this through-hole 73.
Z方向における貫通部73の位置は、第1中間シート面31aと第2中間シート面31bとの中間位置でもよく、中間位置から下側または上側にずれた位置でもよい。下側凹部71と上側凹部72とが連通すれば、貫通部73の位置は任意である。 The position of the through-hole 73 in the Z direction may be midway between the first intermediate sheet surface 31a and the second intermediate sheet surface 31b, or it may be shifted downward or upward from the midway position. The position of the through-hole 73 is arbitrary as long as the lower recess 71 and the upper recess 72 are connected.
また、本実施の形態では、貫通孔70の断面形状が、内側に張り出すように形成された稜線によって画定されているが、これに限られることはない。例えば、貫通孔70の断面形状は、台形形状や矩形形状であってもよく、あるいは樽形の形状になっていてもよい。 In addition, in this embodiment, the cross-sectional shape of the through-hole 70 is defined by a ridgeline formed to protrude inward, but this is not limited to this. For example, the cross-sectional shape of the through-hole 70 may be trapezoidal, rectangular, or barrel-shaped.
このように構成された貫通孔70は、図8に示すように、蒸気流路部50内に開口している。これにより、蒸気流路部50と液流路部60とが複数の貫通孔70を介して連通している。図示された例においては、互いに隣り合う蒸気流路突出部23の間に少なくとも1つの貫通孔70が配置されている。図7に示すように、貫通孔70の幅w3(正方形状の貫通孔70の一辺の寸法)は、各蒸気流路突出部23間のギャップw2よりも小さく、例えば、50μm~500μmであってもよい。ここで、貫通孔70の幅w3は、X方向またはY方向における貫通孔70の寸法であって、Z方向において貫通部73が存在する位置における寸法を意味している。また、図7に示すように、各貫通孔70間のギャップw4は、例えば、50μm~500μmであってもよい。ここで、各貫通孔70間のギャップw4は、互いに隣り合う貫通孔70間の寸法であって、Z方向において貫通部73が存在する位置における寸法を意味している。また、中間シート30における貫通孔70の開口率は、20%以上60%以下であってもよい。ここで、貫通孔70の開口率は、中間シート30の第2中間シート面31bの面積(貫通孔70が設けられている部分を含む)に対する各貫通孔70の開口面積の合計値の割合を意味している。 As shown in FIG. 8, the through-holes 70 configured in this manner open into the vapor flow path section 50. This allows the vapor flow path section 50 and the liquid flow path section 60 to communicate with each other via multiple through-holes 70. In the illustrated example, at least one through-hole 70 is disposed between adjacent vapor flow path protrusions 23. As shown in FIG. 7, the width w3 of the through-hole 70 (the dimension of one side of the square-shaped through-hole 70) is smaller than the gap w2 between the vapor flow path protrusions 23, and may be, for example, 50 μm to 500 μm. Here, the width w3 of the through-hole 70 refers to the dimension of the through-hole 70 in the X or Y direction, and refers to the dimension at the position where the through-hole 73 is located in the Z direction. Also, as shown in FIG. 7, the gap w4 between each through-hole 70 may be, for example, 50 μm to 500 μm. Here, the gap w4 between each through-hole 70 refers to the dimension between adjacent through-holes 70, and refers to the dimension at the position where the through-hole 73 is located in the Z direction. The aperture ratio of the through holes 70 in the intermediate sheet 30 may be 20% or more and 60% or less. Here, the aperture ratio of the through holes 70 means the ratio of the total aperture area of the through holes 70 to the area of the second intermediate sheet surface 31b of the intermediate sheet 30 (including the portion where the through holes 70 are provided).
なお、図6および図8は、図面を明瞭にするために、貫通孔70等を拡大して示しており、図6および図8における貫通孔70の個数や配置は、図3および図7等とは異なっている。 Note that Figures 6 and 8 show the through holes 70 and other parts enlarged for clarity, and the number and arrangement of the through holes 70 in Figures 6 and 8 differ from those in Figures 3 and 7, etc.
図6に示すように、中間シート30の中間シート本体31の四隅に、アライメント孔35が設けられていてもよい。 As shown in Figure 6, alignment holes 35 may be provided at the four corners of the intermediate sheet body 31 of the intermediate sheet 30.
下側シート本体11の第2下側シート面11bと中間シート本体31の第1中間シート面31aとは、拡散接合で、互いに恒久的に接合されていてもよい。同様に、上側シート本体21の第1上側シート面21aと中間シート本体31の第2中間シート面31bとは、拡散接合で、互いに恒久的に接合されていてもよい。なお、下側シート10、上側シート20および中間シート30は、拡散接合ではなく、恒久的に接合できれば、ろう付け等の他の方式で接合されていてもよい。なお、「恒久的に接合」という用語は、厳密な意味に縛られることはなく、ベーパーチャンバ1の動作時に、密封空間3の密封性を維持可能な程度に、下側シート10と中間シート30との接合を維持できるとともに、上側シート20と中間シート30との接合を維持できる程度に接合されていることを意味する用語として用いている。 The second lower sheet surface 11b of the lower sheet body 11 and the first intermediate sheet surface 31a of the intermediate sheet body 31 may be permanently bonded to each other by diffusion bonding. Similarly, the first upper sheet surface 21a of the upper sheet body 21 and the second intermediate sheet surface 31b of the intermediate sheet body 31 may be permanently bonded to each other by diffusion bonding. The lower sheet 10, upper sheet 20, and intermediate sheet 30 may be bonded by other methods, such as brazing, as long as they are permanently bonded, rather than by diffusion bonding. The term "permanently bonded" is not limited to a strict meaning and is used to mean that the lower sheet 10 and the intermediate sheet 30 are bonded to a degree that allows the sealing of the sealed space 3 to be maintained, and that the upper sheet 20 and the intermediate sheet 30 are bonded to a degree that allows the sealing of the sealed space 3 to be maintained when the vapor chamber 1 is in operation.
また、図2に示すように、ベーパーチャンバ1は、X方向における一側の端縁に、密封空間3に作動液2bを注入する注入部4を更に備えていてもよい。 As shown in FIG. 2, the vapor chamber 1 may further include an injection portion 4 at one edge in the X direction for injecting the working fluid 2b into the sealed space 3.
より具体的には、注入部4は、下側シート10を構成する下側注入突出部16(図4参照)と、上側シート20を構成する上側注入突出部26(図5参照)と、中間シート30を構成する中間注入突出部36(図6参照)と、を有するように構成されてもよい。このうち上側注入突出部26に注入流路27が形成されている。この注入流路27は、第1上側シート面21a(上側注入突出部26)に、凹状に形成されている。また、注入流路27は、蒸気流路部50に連通しており、作動液2bは、注入流路27を通過して密封空間3に注入される。なお、注入流路27は、下側注入突出部16に形成されて、液流路部60に連通させるようにしてもよく、中間注入突出部36に形成されて、貫通孔70に連通させるようにしてもよい。中間注入突出部36の上面および下面は、平坦状に形成されているとともに、下側注入突出部16の上面および上側注入突出部26の下面も、平坦状に形成されている。各注入突出部16、26、36の平面形状は等しくてもよい。 More specifically, the injection section 4 may be configured to include a lower injection protrusion 16 (see FIG. 4) that constitutes the lower sheet 10, an upper injection protrusion 26 (see FIG. 5) that constitutes the upper sheet 20, and an intermediate injection protrusion 36 (see FIG. 6) that constitutes the intermediate sheet 30. An injection flow path 27 is formed in the upper injection protrusion 26. This injection flow path 27 is formed in a concave shape on the first upper sheet surface 21a (upper injection protrusion 26). The injection flow path 27 is also connected to the steam flow path section 50, and the working fluid 2b is injected into the sealed space 3 through the injection flow path 27. The injection flow path 27 may be formed in the lower injection protrusion 16 and connected to the liquid flow path section 60, or may be formed in the intermediate injection protrusion 36 and connected to the through-hole 70. The upper and lower surfaces of the intermediate injection protrusion 36 are flat, and the upper surface of the lower injection protrusion 16 and the lower surface of the upper injection protrusion 26 are also flat. The planar shapes of each injection protrusion 16, 26, 36 may be the same.
なお、本実施の形態では、注入部4は、ベーパーチャンバ1のX方向における一対の端縁のうちの一側の端縁に設けられている例が示されているが、これに限られることはなく、任意の位置に設けることができる。 In this embodiment, the injection portion 4 is shown as being provided on one of a pair of edges in the X direction of the vapor chamber 1, but this is not limited to this and the injection portion 4 can be provided at any position.
次に、液流路部60について説明する。液流路部60は、主として、作動液2bが通る流路である。液流路部60は、下側シート10と中間シート30との間に設けられている。本実施の形態では、図3、図4および図7に示すように、下側シート10の第2下側シート面11bに、液流路部60が設けられている。 Next, the liquid flow path section 60 will be described. The liquid flow path section 60 is a flow path through which the hydraulic fluid 2b mainly passes. The liquid flow path section 60 is provided between the lower sheet 10 and the intermediate sheet 30. In this embodiment, as shown in Figures 3, 4, and 7, the liquid flow path section 60 is provided on the second lower sheet surface 11b of the lower sheet 10.
液流路部60は、上述した密封空間3の一部を構成している。液流路部60は、複数の貫通孔70を介して、蒸気流路部50に連通している。液流路部60は、作動液2bを蒸発領域SRに輸送するための毛細管構造(ウィック)として構成されている。本実施の形態においては、液流路部60は、下側シート10の第2下側シート面11bに形成されている。液流路部60は、平面視で枠体部22の内側全体にわたって形成されていてもよい。平面視で上側シート20の枠体部22と重なる領域には、液流路部60は設けられていなくてもよい。 The liquid flow path section 60 constitutes part of the sealed space 3 described above. The liquid flow path section 60 is connected to the vapor flow path section 50 via a plurality of through-holes 70. The liquid flow path section 60 is configured as a capillary structure (wick) for transporting the working fluid 2b to the evaporation region SR. In this embodiment, the liquid flow path section 60 is formed on the second lower sheet surface 11b of the lower sheet 10. The liquid flow path section 60 may be formed over the entire inside of the frame body section 22 in a plan view. The liquid flow path section 60 does not have to be provided in the area that overlaps with the frame body section 22 of the upper sheet 20 in a plan view.
本実施の形態においては、液流路部60は、第2下側シート面11bに設けられた複数の溝で構成されている。図9に示すように、液流路部60は、作動液2bが通る複数の液流路主流溝61と、液流路主流溝61に連通する複数の液流路連絡溝65と、を有している。 In this embodiment, the liquid flow path section 60 is composed of multiple grooves provided in the second lower sheet surface 11b. As shown in FIG. 9, the liquid flow path section 60 has multiple liquid flow path main grooves 61 through which the hydraulic fluid 2b passes, and multiple liquid flow path communication grooves 65 that communicate with the liquid flow path main grooves 61.
各液流路主流溝61は、図9に示すように、X方向に延びるように形成されている。液流路主流溝61は、作動液2bが毛細管作用によって流れるように、蒸気流路部50よりも小さな流路断面積を有している。このことにより、液流路主流溝61は、作動蒸気2aから凝縮した作動液2bを蒸発領域SRに輸送するように構成されている。各液流路主流溝61は、Y方向において等間隔に離間して配置されていてもよい。 As shown in FIG. 9, each liquid flow path mainstream groove 61 is formed to extend in the X direction. The liquid flow path mainstream groove 61 has a smaller flow path cross-sectional area than the vapor flow path section 50 so that the working fluid 2b flows by capillary action. As a result, the liquid flow path mainstream groove 61 is configured to transport the working fluid 2b condensed from the working vapor 2a to the evaporation region SR. The liquid flow path mainstream grooves 61 may be arranged at equal intervals in the Y direction.
液流路主流溝61は、後述するエッチング工程において、下側シート10の第2下側シート面11bからエッチングされることによって形成されている。このことにより、液流路主流溝61は、図10に示すように、湾曲状に形成された壁面62を有している。この壁面62は、液流路主流溝61を画定し、第1下側シート面11aに向かって膨らむような形状で湾曲している。 The liquid flow path mainstream groove 61 is formed by etching from the second lower sheet surface 11b of the lower sheet 10 in an etching process described below. As a result, the liquid flow path mainstream groove 61 has a curved wall surface 62, as shown in FIG. 10. This wall surface 62 defines the liquid flow path mainstream groove 61 and is curved in a shape that bulges toward the first lower sheet surface 11a.
図7および図9に示すように、液流路主流溝61の幅w5(Y方向における寸法)は、例えば、5μm~150μmであってもよい。ここで、液流路主流溝61の幅w5は、第2下側シート面11bにおける寸法を意味している。また、図7に示すように、液流路主流溝61の深さh2(Z方向における寸法)は、例えば、3μm~150μmであってもよい。 As shown in Figures 7 and 9, the width w5 (dimension in the Y direction) of the liquid flow path mainstream groove 61 may be, for example, 5 μm to 150 μm. Here, the width w5 of the liquid flow path mainstream groove 61 refers to the dimension at the second lower sheet surface 11b. Also, as shown in Figure 7, the depth h2 (dimension in the Z direction) of the liquid flow path mainstream groove 61 may be, for example, 3 μm to 150 μm.
図9に示すように、各液流路連絡溝65は、X方向とは異なる方向に延びている。本実施の形態においては、各液流路連絡溝65は、Y方向に延びるように形成されており、液流路主流溝61に垂直に形成されている。液流路連絡溝65は、互いに隣り合う液流路主流溝61同士を連通するように配置されている。 As shown in FIG. 9 , each liquid flow path communication groove 65 extends in a direction different from the X direction. In this embodiment, each liquid flow path communication groove 65 is formed to extend in the Y direction, perpendicular to the liquid flow path main grooves 61. The liquid flow path communication grooves 65 are arranged to connect adjacent liquid flow path main grooves 61.
液流路連絡溝65も、液流路主流溝61と同様に、エッチングによって形成され、液流路主流溝61と同様の湾曲状に形成された壁面(図示せず)を有している。図9に示すように、液流路連絡溝65の幅w6(X方向における寸法)は、液流路主流溝61の幅w5と等しくてもよいが、幅w5よりも大きくても、小さくてもよい。液流路連絡溝65の深さは、液流路主流溝61の深さh2と等しくてもよいが、深さh2よりも深くても、浅くてもよい。 Like the liquid flow path mainstream groove 61, the liquid flow path connecting groove 65 is also formed by etching, and has wall surfaces (not shown) that are curved in the same manner as the liquid flow path mainstream groove 61. As shown in FIG. 9 , the width w6 (dimension in the X direction) of the liquid flow path connecting groove 65 may be equal to the width w5 of the liquid flow path mainstream groove 61, or may be greater or smaller than the width w5. The depth of the liquid flow path connecting groove 65 may be equal to the depth h2 of the liquid flow path mainstream groove 61, or may be greater or shallower than the depth h2.
図9に示すように、互いに隣り合う液流路主流溝61の間に、液流路凸部列63が設けられている。各液流路凸部列63は、X方向に配列された複数の液流路凸部64(液流路突出部)を含んでいる。液流路凸部64は、液流路部60内に設けられて、液流路部60の底面から突出して中間シート30の第1中間シート面31aに当接している。各液流路凸部64は、平面視で、X方向が長手方向となるように矩形状に形成されている。Y方向において互いに隣り合う液流路凸部64の間に、液流路主流溝61が介在され、X方向において互いに隣り合う液流路凸部64の間には、液流路連絡溝65が介在されている。液流路連絡溝65は、Y方向に延びるように形成され、Y方向において互いに隣り合う液流路主流溝61同士を連通している。このことにより、これらの液流路主流溝61の間で作動液2bが往来可能になっている。 As shown in FIG. 9 , liquid flow path convex rows 63 are provided between adjacent liquid flow path mainstream grooves 61. Each liquid flow path convex row 63 includes a plurality of liquid flow path convex portions 64 (liquid flow path protrusions) arranged in the X direction. The liquid flow path convex portions 64 are provided within the liquid flow path section 60, protrude from the bottom surface of the liquid flow path section 60, and abut against the first intermediate sheet surface 31a of the intermediate sheet 30. Each liquid flow path convex portion 64 is formed in a rectangular shape with its longitudinal direction in the X direction in a plan view. A liquid flow path mainstream groove 61 is interposed between adjacent liquid flow path convex portions 64 in the Y direction, and a liquid flow path communication groove 65 is interposed between adjacent liquid flow path convex portions 64 in the X direction. The liquid flow path communication groove 65 is formed to extend in the Y direction and connects adjacent liquid flow path mainstream grooves 61 in the Y direction. This allows working fluid 2b to flow back and forth between these liquid flow path mainstream grooves 61.
液流路凸部64は、後述するエッチング工程においてエッチングされることなく、中間シート30の材料が残る部分である。本実施の形態では、図9に示すように、液流路凸部64の平面形状(第2下側シート面11bの位置における形状)が、矩形状になっている。 The liquid flow path convex portion 64 is a portion that is not etched in the etching process described below, and the material of the intermediate sheet 30 remains. In this embodiment, as shown in Figure 9, the planar shape of the liquid flow path convex portion 64 (the shape at the position of the second lower sheet surface 11b) is rectangular.
本実施の形態においては、液流路凸部64は、千鳥状に配置されている。より具体的には、Y方向において互いに隣り合う液流路凸部列63の液流路凸部64が、X方向において互いにずれて配置されている。このずれ量は、X方向における液流路凸部64の配列ピッチの半分であってもよい。液流路凸部64の幅w7(Y方向における寸法)は、例えば、5μm~500μmであってもよい。なお、液流路凸部64の幅w7は、第2下側シート面11bにおける寸法を意味している。なお、液流路凸部64の配置は、千鳥状であることに限られることはなく、並列配列されていてもよい。この場合、Y方向において互いに隣り合う液流路凸部列63の液流路凸部64が、X方向においても整列される。 In this embodiment, the liquid flow path protrusions 64 are arranged in a staggered pattern. More specifically, the liquid flow path protrusions 64 of liquid flow path protrusion rows 63 adjacent to each other in the Y direction are arranged with a mutual offset in the X direction. This offset may be half the arrangement pitch of the liquid flow path protrusions 64 in the X direction. The width w7 (dimension in the Y direction) of the liquid flow path protrusions 64 may be, for example, 5 μm to 500 μm. Note that the width w7 of the liquid flow path protrusions 64 refers to the dimension on the second lower sheet surface 11b. Note that the arrangement of the liquid flow path protrusions 64 is not limited to a staggered pattern and may be arranged in parallel. In this case, the liquid flow path protrusions 64 of the liquid flow path protrusion rows 63 adjacent to each other in the Y direction are also aligned in the X direction.
液流路主流溝61は、液流路連絡溝65と連通する液流路交差部66を含んでいる。液流路交差部66において、液流路主流溝61と液流路連絡溝65とがT字状に連通している。このことにより、一の液流路主流溝61と、一方の側(例えば、図9における上側)の液流路連絡溝65とが連通している液流路交差部66において、他方の側(例えば、図9における下側)の液流路連絡溝65が当該液流路主流溝61に連通することを回避できる。このことにより、当該液流路交差部66において、液流路主流溝61の壁面62が両側(図9における上側および下側)で切り欠かれることを防止し、壁面62の一方の側を残存させることができる。このため、液流路交差部66においても、液流路主流溝61内の作動液に毛細管作用を付与させることができ、蒸発領域SRに向かう作動液2bの推進力が液流路交差部66で低下することを抑制できる。 The liquid flow path mainstream groove 61 includes a liquid flow path intersection 66 that communicates with the liquid flow path communication groove 65. At the liquid flow path intersection 66, the liquid flow path mainstream groove 61 and the liquid flow path communication groove 65 communicate in a T-shape. This prevents the liquid flow path communication groove 65 on the other side (e.g., the lower side in FIG. 9 ) from communicating with the liquid flow path mainstream groove 61 at the liquid flow path intersection 66, where one liquid flow path mainstream groove 61 communicates with one side (e.g., the upper side in FIG. 9 ). This prevents the wall surface 62 of the liquid flow path mainstream groove 61 from being cut out on both sides (the upper and lower sides in FIG. 9 ) at the liquid flow path intersection 66, leaving one side of the wall surface 62 intact. This allows capillary action to be imparted to the working fluid in the liquid flow path mainstream groove 61 at the liquid flow path intersection 66 as well, preventing a decrease in the driving force of the working fluid 2b toward the evaporation region SR at the liquid flow path intersection 66.
このように構成された液流路部60が、下側シート10の中間シート30の側の面である第2下側シート面11bに設けられている。このことにより、液流路部60の複数の液流路主流溝61のうちの一部が、中間シート30の第1中間シート面31aで覆われている。この場合、図10に示すように、この液流路主流溝61の壁面62と第1中間シート面31aとにより、直角状あるいは鋭角状の2つの角部67を形成することができ、これら2つの角部67において毛細管作用を高めることができる。同様に、液流路部60の複数の液流路連絡溝65のうちの一部が、中間シート30の第1中間シート面31aで覆われている。この液流路連絡溝65においても、毛細管作用を高めることができる。このため、液流路部60の毛細管作用を高めることができ、作動液2bを毛細管作用によって蒸発領域SRに向かってスムースに輸送することができる。 The liquid flow path section 60 configured in this manner is provided on the second lower sheet surface 11b, which is the surface of the lower sheet 10 facing the intermediate sheet 30. As a result, some of the multiple liquid flow path main grooves 61 of the liquid flow path section 60 are covered by the first intermediate sheet surface 31a of the intermediate sheet 30. In this case, as shown in FIG. 10, the wall surface 62 of this liquid flow path main groove 61 and the first intermediate sheet surface 31a form two right-angled or acute-angled corners 67, enhancing capillary action at these two corners 67. Similarly, some of the multiple liquid flow path connection grooves 65 of the liquid flow path section 60 are covered by the first intermediate sheet surface 31a of the intermediate sheet 30. Capillary action can also be enhanced in this liquid flow path connection groove 65. This enhances capillary action in the liquid flow path section 60, allowing the working fluid 2b to be smoothly transported toward the evaporation region SR by capillary action.
なお、下側シート10、上側シート20および中間シート30を構成する材料は、熱伝導率が良好な材料であれば特に限られることはないが、下側シート10、上側シート20および中間シート30は、例えば、銅または銅合金を含んでいてもよい。この場合、各シート10、20、30の熱伝導率を高めることができ、ベーパーチャンバ1の放熱効率を高めることができる。また、作動流体2a、2bとして純水を使用する場合には、腐食することを防止できる。なお、所望の放熱効率を得るとともに腐食を防止することができれば、これらのシート10、20、30には、アルミニウムやチタン等の他の金属材料や、ステンレス等の他の金属合金材料を用いることもできる。 The materials constituting the lower sheet 10, upper sheet 20, and intermediate sheet 30 are not particularly limited as long as they have good thermal conductivity. However, the lower sheet 10, upper sheet 20, and intermediate sheet 30 may contain, for example, copper or a copper alloy. In this case, the thermal conductivity of each sheet 10, 20, and 30 can be increased, thereby improving the heat dissipation efficiency of the vapor chamber 1. Furthermore, when pure water is used as the working fluid 2a, 2b, corrosion can be prevented. However, other metal materials such as aluminum or titanium, or other metal alloy materials such as stainless steel can also be used for these sheets 10, 20, and 30 as long as the desired heat dissipation efficiency can be achieved and corrosion can be prevented.
また、図3に示すベーパーチャンバ1の厚さt1は、例えば、100μm~1000μmであってもよい。ベーパーチャンバ1の厚さt1を100μm以上にすることにより、ベーパーチャンバ1の機械的強度を高めることができるとともに、蒸気流路部50および液流路部60を確保することで、ベーパーチャンバ1として機能させることができる。一方、厚さt1を1000μm以下にすることにより、ベーパーチャンバ1の厚さt1が厚くなることを抑制できる。 Furthermore, the thickness t1 of the vapor chamber 1 shown in FIG. 3 may be, for example, 100 μm to 1000 μm. By making the thickness t1 of the vapor chamber 1 100 μm or more, the mechanical strength of the vapor chamber 1 can be increased, and by ensuring the vapor flow path section 50 and the liquid flow path section 60, it can function as a vapor chamber 1. On the other hand, by making the thickness t1 1000 μm or less, it is possible to prevent the thickness t1 of the vapor chamber 1 from becoming too large.
下側シート10の厚さt2は、例えば、25μm~200μmであってもよい。下側シート10の厚さt2を25μm以上にすることにより、ベーパーチャンバ1の機械的強度を高めることができるとともに、液流路部60を確保することで、ベーパーチャンバ1として動作することができる。一方、下側シート10の厚さt2を200μm以下にすることにより、ベーパーチャンバ1の厚さt1が厚くなることを抑制できる。 The thickness t2 of the lower sheet 10 may be, for example, 25 μm to 200 μm. By making the thickness t2 of the lower sheet 10 25 μm or more, the mechanical strength of the vapor chamber 1 can be increased, and by ensuring the liquid flow path section 60, it can function as a vapor chamber 1. On the other hand, by making the thickness t2 of the lower sheet 10 200 μm or less, it is possible to prevent the thickness t1 of the vapor chamber 1 from becoming too large.
上側シート20の厚さt3は、例えば、100μm~1000μmであってもよい。上側シート20の厚さt3を100μm以上にすることにより、ベーパーチャンバ1の機械的強度を高めることができるとともに、蒸気流路部50を確保することで、ベーパーチャンバ1として動作することができる。一方、1000μm以下にすることにより、ベーパーチャンバ1の厚さt1が厚くなることを抑制できる。 The thickness t3 of the upper sheet 20 may be, for example, 100 μm to 1000 μm. By making the thickness t3 of the upper sheet 20 100 μm or more, the mechanical strength of the vapor chamber 1 can be increased, and by ensuring the vapor flow path section 50, it can function as a vapor chamber 1. On the other hand, by making it 1000 μm or less, the thickness t1 of the vapor chamber 1 can be prevented from becoming too thick.
中間シート30の厚さt4は、例えば、18μm~100μmであってもよい。中間シート30の厚さt4を18μm以上にすることにより、中間シート30のハンドリング性を向上させることができる。一方、100μm以下にすることにより、ベーパーチャンバ1の厚さt1が厚くなることを抑制できるとともに、蒸気流路部50における抵抗の増大を抑制できる。また、中間シート30の厚さt4は、貫通孔70の幅w3よりも小さくてもよい。このことにより、蒸気流路部50における抵抗の増大をより一層抑制できる。 The thickness t4 of the intermediate sheet 30 may be, for example, 18 μm to 100 μm. Setting the thickness t4 of the intermediate sheet 30 to 18 μm or more improves the handleability of the intermediate sheet 30. On the other hand, setting it to 100 μm or less prevents the thickness t1 of the vapor chamber 1 from becoming too thick and also prevents an increase in resistance in the vapor flow path section 50. Furthermore, the thickness t4 of the intermediate sheet 30 may be smaller than the width w3 of the through-hole 70. This further prevents an increase in resistance in the vapor flow path section 50.
次に、このような構成からなる本実施の形態のベーパーチャンバ1の製造方法について説明する。 Next, we will explain the manufacturing method for the vapor chamber 1 of this embodiment, which has this configuration.
ここでは、初めに、各シート10,20,30の作製工程について説明する。 Here, we will first explain the manufacturing process for each sheet 10, 20, and 30.
まず、準備工程として、第1材料面と第2材料面とを含む、下側シート10をなす平板状の金属材料シートを準備する。 First, in the preparation process, a flat metal material sheet that forms the lower sheet 10 and includes a first material surface and a second material surface is prepared.
準備工程の後、エッチング工程として、金属材料シートを、第1材料面からエッチングして、液流路部60を形成する。 After the preparation process, an etching process is performed in which the metal material sheet is etched from the first material surface to form the liquid flow path portion 60.
より具体的には、金属材料シートの第1材料面に、フォトリソグラフィー技術によって、パターン状のレジスト膜が形成される。続いて、パターン状のレジスト膜の開口を介して、金属材料シートの第1材料面がエッチングされる。このことにより、金属材料シートの第1材料面がパターン状にエッチングされて、液流路部60が形成される。なお、エッチング液には、例えば、塩化第二鉄水溶液等の塩化鉄系エッチング液、または塩化銅水溶液等の塩化銅系エッチング液を用いることができる。 More specifically, a patterned resist film is formed on the first material surface of the metal material sheet using photolithography technology. The first material surface of the metal material sheet is then etched through the openings in the patterned resist film. This results in the first material surface of the metal material sheet being etched in the pattern, forming the liquid flow path portion 60. The etching solution may be, for example, an iron chloride-based etching solution such as a ferric chloride aqueous solution, or a copper chloride-based etching solution such as a copper chloride aqueous solution.
このようにして、本実施の形態による下側シート10が得られる。 In this way, the lower sheet 10 according to this embodiment is obtained.
同様に、準備工程において、上側シート20をなす平板状の金属材料シートを準備する。そして、エッチング工程において、金属材料シートを、第1材料面からエッチングして、液流路部60を形成する。このようにして、本実施の形態による上側シート20が得られる。 Similarly, in the preparation process, a flat metal material sheet that forms the upper sheet 20 is prepared. Then, in the etching process, the metal material sheet is etched from the first material surface to form the liquid flow path portion 60. In this manner, the upper sheet 20 according to this embodiment is obtained.
また同様に、準備工程において、中間シート30をなす平板状の金属材料シートを準備する。そして、エッチング工程において、金属材料シートを、第1材料面および第2材料面からエッチングして、貫通孔70を形成する。より具体的には、金属材料シートを、第1材料面からエッチングして、第1材料面に下側凹部71を形成する。また、金属材料シートを、第2材料面からエッチングして、第2材料面に上側凹部72を形成する。ここで、金属材料シートの第1材料面および第2材料面を同時にエッチングしてもよい。しかしながら、このことに限られることはなく、第1材料面と第2材料面のエッチングは別々の工程として行われてもよい。このようにして、本実施の形態による中間シート30が得られる。 Similarly, in the preparation step, a flat metal material sheet that forms the intermediate sheet 30 is prepared. Then, in the etching step, the metal material sheet is etched from the first material surface and the second material surface to form the through hole 70. More specifically, the metal material sheet is etched from the first material surface to form a lower recess 71 in the first material surface. Furthermore, the metal material sheet is etched from the second material surface to form an upper recess 72 in the second material surface. Here, the first material surface and the second material surface of the metal material sheet may be etched simultaneously. However, this is not limited to this, and the etching of the first material surface and the second material surface may be performed in separate steps. In this manner, the intermediate sheet 30 according to this embodiment is obtained.
各シート10,20,30の作製工程の後、接合工程として、下側シート10、上側シート20および中間シート30が接合される。 After the manufacturing process of each sheet 10, 20, 30, the lower sheet 10, upper sheet 20, and middle sheet 30 are joined together in the joining process.
より具体的には、まず、下側シート10、中間シート30および上側シート20をこの順番で積層する。この場合、下側シート10の第2下側シート面11bに、中間シート30の第1中間シート面31aが重ね合わされ、中間シート30の第2中間シート面31bに、上側シート20の第1上側シート面21aが重ね合わされる。この際、下側シート10のアライメント孔15と、中間シート30のアライメント孔35と、上側シート20のアライメント孔25とを利用して、各シート10、20、30が位置合わせされる。 More specifically, first, the lower sheet 10, intermediate sheet 30, and upper sheet 20 are stacked in this order. In this case, the first intermediate sheet surface 31a of the intermediate sheet 30 is placed on the second lower sheet surface 11b of the lower sheet 10, and the first upper sheet surface 21a of the upper sheet 20 is placed on the second intermediate sheet surface 31b of the intermediate sheet 30. At this time, the sheets 10, 20, and 30 are aligned using the alignment hole 15 of the lower sheet 10, the alignment hole 35 of the intermediate sheet 30, and the alignment hole 25 of the upper sheet 20.
続いて、下側シート10、中間シート30および上側シート20が仮止めされる。例えば、スポット的に抵抗溶接を行って、これらのシート10、20、30が仮止めされてもよく、レーザ溶接でこれらのシート10、20、30が仮止めされてもよい。 Next, the lower sheet 10, the middle sheet 30, and the upper sheet 20 are temporarily joined together. For example, these sheets 10, 20, and 30 may be temporarily joined together by spot resistance welding, or by laser welding.
次に、下側シート10と、中間シート30と、上側シート20とが、拡散接合によって恒久的に接合される。拡散接合とは、接合する下側シート10と中間シート30を密着させるとともに中間シート30と上側シート20を密着させて、真空や不活性ガス中等の制御された雰囲気中で、積層方向に加圧するとともに加熱して、接合面に生じる原子の拡散を利用して接合する方法である。拡散接合は、各シート10、20、30の材料を融点に近い温度まで加熱するが、融点よりは低いため、各シート10、20、30が溶融して変形することを回避できる。より具体的には、中間シート30の第1中間シート面31aが、下側シート10の第2下側シート面11bに拡散接合される。また、中間シート30の第2中間シート面31bが、上側シート20面の第1上側シート面21aに拡散接合される。このようにして、各シート10、20、30が拡散接合されて、下側シート10と上側シート20との間に、蒸気流路部50と液流路部60とを有する密封空間3が形成される。上述した注入部4においては、下側シート10の下側注入突出部16と中間シート30の中間注入突出部36とが拡散接合される。また、この中間注入突出部36と上側シート20の上側注入突出部26とが拡散接合され、注入流路27が形成される。 Next, the lower sheet 10, the intermediate sheet 30, and the upper sheet 20 are permanently bonded by diffusion bonding. Diffusion bonding involves closely bonding the lower sheet 10 and the intermediate sheet 30, and also the intermediate sheet 30 and the upper sheet 20, and then applying pressure and heat in the stacking direction in a controlled atmosphere, such as a vacuum or an inert gas atmosphere, to bond them using atomic diffusion that occurs at the bonding surfaces. Diffusion bonding involves heating the materials of the sheets 10, 20, and 30 to a temperature close to, but lower than, their melting points, thereby preventing the sheets 10, 20, and 30 from melting and deforming. More specifically, the first intermediate sheet surface 31a of the intermediate sheet 30 is diffusion bonded to the second lower sheet surface 11b of the lower sheet 10. Furthermore, the second intermediate sheet surface 31b of the intermediate sheet 30 is diffusion bonded to the first upper sheet surface 21a of the upper sheet 20. In this way, the sheets 10, 20, and 30 are diffusion bonded together, forming a sealed space 3 having a vapor flow path portion 50 and a liquid flow path portion 60 between the lower sheet 10 and the upper sheet 20. In the above-mentioned injection portion 4, the lower injection protrusion 16 of the lower sheet 10 is diffusion bonded to the intermediate injection protrusion 36 of the intermediate sheet 30. Furthermore, this intermediate injection protrusion 36 is diffusion bonded to the upper injection protrusion 26 of the upper sheet 20, forming the injection flow path 27.
接合工程の後、注入部4から密封空間3に作動液2bが注入される。この際、作動液2bは、液流路部60の各液流路主流溝61と各液流路連絡溝65で構成される空間の合計体積よりも多い注入量で注入されてもよい。 After the joining process, hydraulic fluid 2b is injected into the sealed space 3 from the injection section 4. At this time, the hydraulic fluid 2b may be injected in an amount greater than the total volume of the space formed by each liquid flow path main groove 61 and each liquid flow path connecting groove 65 of the liquid flow path section 60.
その後、上述した注入流路27が封止される。例えば、注入部4にレーザ光を照射し、注入部4を部分的に溶融させて注入流路27を封止するようにしてもよい。このことにより、密封空間3と外部との連通が遮断されて、作動液2bが密封空間3に封入され、密封空間3内の作動液2bが外部に漏洩することが防止される。なお、注入流路27の封止のためには、注入部4をかしめてもよく(押圧して塑性変形させてもよく)、またはろう付けしてもよい。 Then, the injection flow path 27 is sealed. For example, the injection portion 4 may be irradiated with laser light to partially melt the injection portion 4 and seal the injection flow path 27. This blocks communication between the sealed space 3 and the outside, sealing the working fluid 2b in the sealed space 3 and preventing the working fluid 2b in the sealed space 3 from leaking to the outside. Note that the injection flow path 27 can be sealed by crimping the injection portion 4 (pressing it to cause plastic deformation) or by brazing.
以上のようにして、本実施の形態によるベーパーチャンバ1が得られる。 In this way, the vapor chamber 1 according to this embodiment is obtained.
次に、ベーパーチャンバ1の作動方法、すなわち、デバイスDの冷却方法について説明する。 Next, we will explain how the vapor chamber 1 operates, i.e., how the device D is cooled.
上述のようにして得られたベーパーチャンバ1は、モバイル端末等のハウジングH内に設置されるとともに、下側シート10の第1上側シート面21aに、被冷却装置であるCPU等のデバイスDが取り付けられる(あるいは、デバイスDにベーパーチャンバ1が取り付けられる)。密封空間3内の作動液2bは、その表面張力によって、密封空間3の壁面、すなわち、蒸気流路部50の壁面51、貫通孔70の下側凹部71の壁面71aおよび上側凹部72の壁面72a、並びに、液流路部60の液流路主流溝61の壁面62および液流路連絡溝65の壁面に付着する。 The vapor chamber 1 obtained as described above is installed in the housing H of a mobile terminal or the like, and a device D, such as a CPU, which is the device to be cooled, is attached to the first upper sheet surface 21a of the lower sheet 10 (or the vapor chamber 1 is attached to the device D). Due to its surface tension, the working fluid 2b in the sealed space 3 adheres to the wall surfaces of the sealed space 3, namely, the wall surface 51 of the vapor flow path section 50, the wall surface 71a of the lower recess 71 and the wall surface 72a of the upper recess 72 of the through-hole 70, and the wall surface 62 of the liquid flow path main groove 61 and the wall surface of the liquid flow path connecting groove 65 of the liquid flow path section 60.
この状態でデバイスDが発熱すると、蒸発領域SR(図2、図4および図5参照)に存在する作動液2bが、デバイスDから熱を受ける。受けた熱は潜熱として吸収されて作動液2bが蒸発(気化)し、作動蒸気2aが生成される。生成された作動蒸気2aの多くは、密封空間3を構成する蒸気流路部50内で拡散する(図5の実線矢印参照)。蒸気流路部50の作動蒸気2aは、蒸発領域SRから離れ、作動蒸気2aの多くは、比較的温度の低い凝縮領域CR(図6における左側の部分および右側の部分)に輸送される。凝縮領域CRにおいて、作動蒸気2aは、主として上側シート20に放熱して冷却される。上側シート20が作動蒸気2aから受けた熱は、ハウジング部材Ha(図3参照)を介して外気に伝達される。 When device D generates heat in this state, the working fluid 2b present in evaporation region SR (see Figures 2, 4, and 5) receives heat from device D. The received heat is absorbed as latent heat, causing the working fluid 2b to evaporate (vaporize), generating working vapor 2a. Much of the generated working vapor 2a diffuses within the vapor flow path 50 that forms the sealed space 3 (see the solid arrows in Figure 5). The working vapor 2a in the vapor flow path 50 leaves evaporation region SR, and much of the working vapor 2a is transported to the condensation region CR (the left and right portions in Figure 6), which has a relatively low temperature. In the condensation region CR, the working vapor 2a is cooled by radiating heat primarily to the upper sheet 20. The heat received by the upper sheet 20 from the working vapor 2a is transferred to the outside air via the housing member Ha (see Figure 3).
作動蒸気2aは、凝縮領域CRにおいて上側シート20に放熱することにより、蒸発領域SRにおいて吸収した潜熱を失って凝縮し、作動液2bが生成される。生成された作動液2bは、蒸気流路部50の壁面51に付着する。ここで、蒸発領域SRでは作動液2bが蒸発し続けているため、液流路部60のうち蒸発領域SR以外の領域(すなわち、凝縮領域CR)における作動液2bは、各液流路主流溝61の毛細管作用により、蒸発領域SRに向かって輸送される(図4の破線矢印参照)。このことにより、蒸気流路部50の壁面51に付着した作動液2bは、貫通孔70を通って液流路部60の液流路主流溝61および液流路連絡溝65に入り込む。このようにして、各液流路主流溝61および各液流路連絡溝65に、作動液2bが充填される。このため、充填された作動液2bは、各液流路主流溝61の毛細管作用により、蒸発領域SRに向かう推進力を得て、蒸発領域SRに向かってスムースに輸送される。 In the condensation region CR, the working vapor 2a radiates heat to the upper sheet 20, losing the latent heat it absorbed in the evaporation region SR and condensing to produce working fluid 2b. The produced working fluid 2b adheres to the wall surface 51 of the vapor flow path section 50. Because the working fluid 2b continues to evaporate in the evaporation region SR, the working fluid 2b in the region of the liquid flow path section 60 other than the evaporation region SR (i.e., the condensation region CR) is transported toward the evaporation region SR by capillary action of each liquid flow path mainstream groove 61 (see dashed arrows in Figure 4). As a result, the working fluid 2b adhering to the wall surface 51 of the vapor flow path section 50 passes through the through-holes 70 and enters the liquid flow path mainstream grooves 61 and liquid flow path connecting grooves 65 of the liquid flow path section 60. In this way, the working fluid 2b fills each liquid flow path mainstream groove 61 and each liquid flow path connecting groove 65. As a result, the filled working fluid 2b obtains a driving force toward the evaporation region SR due to the capillary action of each liquid flow path mainstream groove 61, and is transported smoothly toward the evaporation region SR.
液流路部60においては、各液流路主流溝61が、対応する液流路連絡溝65を介して、隣り合う他の液流路主流溝61と連通している。このことにより、互いに隣り合う液流路主流溝61同士で、作動液2bが往来し、液流路主流溝61でドライアウトが発生することが抑制されている。このため、各液流路主流溝61内の作動液2bに毛細管作用が付与されて、作動液2bは、蒸発領域SRに向かってスムースに輸送される。 In the liquid flow path section 60, each liquid flow path mainstream groove 61 is connected to adjacent liquid flow path mainstream grooves 61 via the corresponding liquid flow path connection grooves 65. This allows working fluid 2b to flow between adjacent liquid flow path mainstream grooves 61, preventing dryout in the liquid flow path mainstream grooves 61. As a result, capillary action is imparted to the working fluid 2b in each liquid flow path mainstream groove 61, and the working fluid 2b is transported smoothly toward the evaporation region SR.
また、液流路部60において、複数の液流路主流溝61のうちの一部が、中間シート30の第1中間シート面31aで覆われている。このことにより、この液流路主流溝61の壁面62と第1中間シート面31aとにより、2つの角部67が形成され、これら2つの角部67において毛細管作用が高くなっている。液流路連絡溝65についても同様に毛細管作用が高くなっている。このため、液流路部60の毛細管作用が高められて、作動液2bは、蒸発領域SRに向かってスムースに輸送される。 In addition, in the liquid flow path section 60, some of the multiple liquid flow path mainstream grooves 61 are covered by the first intermediate sheet surface 31a of the intermediate sheet 30. As a result, two corners 67 are formed by the wall surface 62 of this liquid flow path mainstream groove 61 and the first intermediate sheet surface 31a, and capillary action is enhanced at these two corners 67. The liquid flow path connecting groove 65 also has enhanced capillary action. As a result, the capillary action of the liquid flow path section 60 is enhanced, and the working fluid 2b is smoothly transported toward the evaporation region SR.
蒸発領域SRに達した作動液2bは、デバイスDから再び熱を受けて蒸発する。作動液2bから蒸発した作動蒸気2aは、液流路部60から貫通孔70を通って蒸気流路部50に移動し、蒸気流路部50内で拡散する。このようにして、作動流体2a、2bが、相変化、すなわち蒸発と凝縮とを繰り返しながら密封空間3内を還流してデバイスDの熱を輸送して放出する。この結果、デバイスDが冷却される。 When the working fluid 2b reaches the evaporation region SR, it receives heat from the device D and evaporates again. The working vapor 2a that evaporates from the working fluid 2b travels from the liquid flow path 60 through the through-holes 70 to the vapor flow path 50, where it diffuses. In this way, the working fluids 2a and 2b circulate within the sealed space 3 while repeatedly undergoing phase changes, i.e., evaporation and condensation, transporting and releasing heat from the device D. As a result, the device D is cooled.
このように本実施の形態によれば、液流路部60が、下側シート10と中間シート30との間に設けられている。とりわけ、本実施の形態によれば、液流路部60が、下側シート10の中間シート30の側の面(第2下側シート面11b)に設けられている。このことにより、液流路部60(液流路主流溝61および液流路連絡溝65)の一部を、中間シート30(第1中間シート面31a)で覆うことができる。このため、液流路部60の毛細管作用を高めることができ、作動液2bを蒸発領域SRに向かってスムースに輸送することができる。この結果、作動液2bの輸送量を向上させることができ、熱輸送効率を向上させることができる。また、下側シート10の中間シート30の側の面(第2下側シート面11b)には、より多くの液流路部60(液流路主流溝61および液流路連絡溝65)を設けることができる。このため、作動液2bの輸送量をより一層向上させることができ、熱輸送効率をより一層向上させることができる。 As described above, according to this embodiment, the liquid flow path section 60 is provided between the lower sheet 10 and the intermediate sheet 30. In particular, according to this embodiment, the liquid flow path section 60 is provided on the surface of the lower sheet 10 facing the intermediate sheet 30 (second lower sheet surface 11b). This allows a portion of the liquid flow path section 60 (main liquid flow path grooves 61 and liquid flow path connecting grooves 65) to be covered by the intermediate sheet 30 (first intermediate sheet surface 31a). This enhances the capillary action of the liquid flow path section 60, allowing the working fluid 2b to be smoothly transported toward the evaporation region SR. As a result, the transport volume of the working fluid 2b can be increased, and heat transport efficiency can be improved. Furthermore, more liquid flow path sections 60 (main liquid flow path grooves 61 and liquid flow path connecting grooves 65) can be provided on the surface of the lower sheet 10 facing the intermediate sheet 30 (second lower sheet surface 11b). This further increases the transport volume of the working fluid 2b, and further improves heat transport efficiency.
また、本実施の形態によれば、蒸気流路部50が、下側シート10に設けられることはなく、上側シート20の中間シート30の側の面(第1上側シート面21a)に設けられている。蒸気流路部50は、作動蒸気2aが通るように比較的大きな流路断面積を有するように構成されるため、蒸気流路部50を下側シート10に設けないことにより、下側シート10の厚さt2を薄くすることができる。このようにシートごとに異なる機能を持たせる(本実施の形態では、下側シート10に液輸送機能を持たせ、上側シート20に蒸気輸送機能を持たせる)ことで、ベーパーチャンバ1の厚さt1を薄くすることができる。 In addition, according to this embodiment, the vapor flow path section 50 is not provided on the lower sheet 10, but is provided on the surface of the upper sheet 20 facing the intermediate sheet 30 (first upper sheet surface 21a). The vapor flow path section 50 is configured to have a relatively large flow path cross-sectional area to allow the working vapor 2a to pass through. Therefore, by not providing the vapor flow path section 50 on the lower sheet 10, the thickness t2 of the lower sheet 10 can be made thinner. By giving each sheet a different function in this way (in this embodiment, the lower sheet 10 is given a liquid transport function and the upper sheet 20 is given a vapor transport function), the thickness t1 of the vapor chamber 1 can be made thinner.
また、本実施の形態によれば、蒸気流路部50を下側シート10に設けないことにより、下側シート10の中間シート30の側の面(第2下側シート面11b)により多くの液流路部60(液流路主流溝61および液流路連絡溝65)を設けることができる。このため、作動液2bの輸送量をより一層向上させることができ、熱輸送効率をより一層向上させることができる。 Furthermore, according to this embodiment, by not providing the vapor flow path section 50 on the lower sheet 10, it is possible to provide more liquid flow path sections 60 (liquid flow path main grooves 61 and liquid flow path connecting grooves 65) on the surface of the lower sheet 10 facing the intermediate sheet 30 (second lower sheet surface 11b). This makes it possible to further improve the transport volume of the working fluid 2b and further improve heat transport efficiency.
また、本実施の形態によれば、中間シート30における貫通孔70の開口率は、20%以上60%以下である。貫通孔70の開口率が20%以上であることにより、作動蒸気2aを液流路部60から蒸気流路部50に速やかに移動させることができるとともに、作動液2bを蒸気流路部50から液流路部60に速やかに移動させることができる。一方、貫通孔70の開口率が60%以下であることにより、より多くの液流路部60(液流路主流溝61および液流路連絡溝65)を中間シート30(第1中間シート面31a)で覆うことができる。このように、貫通孔70の開口率が20%以上60%以下であることにより、より効果的に熱輸送効率を向上させることができる。 Furthermore, according to this embodiment, the aperture ratio of the through holes 70 in the intermediate sheet 30 is 20% or more and 60% or less. Having an aperture ratio of the through holes 70 of 20% or more allows the working steam 2a to move quickly from the liquid flow path section 60 to the steam flow path section 50, and allows the working fluid 2b to move quickly from the steam flow path section 50 to the liquid flow path section 60. On the other hand, having an aperture ratio of the through holes 70 of 60% or less allows more of the liquid flow path section 60 (liquid flow path main grooves 61 and liquid flow path connecting grooves 65) to be covered by the intermediate sheet 30 (first intermediate sheet surface 31a). Thus, having an aperture ratio of the through holes 70 of 20% or more and 60% or less allows for more effective improvement in heat transport efficiency.
(第2の実施の形態)
次に、図11および図12を用いて、本発明の第2の実施の形態によるベーパーチャンバおよび電子機器について説明する。
Second Embodiment
Next, a vapor chamber and an electronic device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図11および図12に示す第2の実施の形態においては、液流路部が、中間シートの下側シートの側の面に設けられている点が主に異なり、他の構成は、図1~図10に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図11および図12において、図1~図10に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 The second embodiment shown in Figures 11 and 12 differs primarily in that the liquid flow path section is provided on the surface of the intermediate sheet facing the lower sheet, but other configurations are substantially the same as those of the first embodiment shown in Figures 1 to 10. Note that in Figures 11 and 12, parts that are the same as those in the first embodiment shown in Figures 1 to 10 are designated by the same reference numerals and detailed descriptions are omitted.
図11および図12に示すように、本実施の形態においては、液流路部60は、下側シート10に設けられておらず、下側シート10は、平坦状に形成されている。本実施の形態においては、液流路部60は、中間シート30の下側シート10の側の面である第1中間シート面31aに設けられている。本実施の形態においては、液流路部60は、第1中間シート面31aに設けられた複数の溝で構成されている。上述した第1の実施の形態と同様、液流路部60は、複数の液流路主流溝61と、隣り合う液流路主流溝61同士を連通する複数の液流路連絡溝65と、を有している。また、液流路部60は、液流路連絡溝65を介して貫通孔70と連通している。このことにより、生成された作動液2bが、蒸気流路部50から貫通孔70を通って液流路部60に入り込むことができるとともに、生成された作動蒸気2aが、液流路部60から貫通孔70を通って蒸気流路部50に移動することができる。液流路主流溝61および液流路連絡溝65の各寸法は、上述した第1の実施の形態と同様であってもよいが、異なっていてもよい。 11 and 12, in this embodiment, the liquid flow path section 60 is not provided on the lower sheet 10, which is formed flat. In this embodiment, the liquid flow path section 60 is provided on the first intermediate sheet surface 31a, which is the surface of the intermediate sheet 30 facing the lower sheet 10. In this embodiment, the liquid flow path section 60 is composed of multiple grooves provided on the first intermediate sheet surface 31a. As in the first embodiment described above, the liquid flow path section 60 has multiple liquid flow path main grooves 61 and multiple liquid flow path communication grooves 65 that connect adjacent liquid flow path main grooves 61. In addition, the liquid flow path section 60 communicates with the through-holes 70 via the liquid flow path communication grooves 65. This allows the generated working fluid 2b to enter the liquid flow path section 60 from the vapor flow path section 50 through the through-holes 70, and the generated working steam 2a to move from the liquid flow path section 60 through the through-holes 70 to the vapor flow path section 50. The dimensions of the liquid flow path main groove 61 and the liquid flow path connecting groove 65 may be the same as those in the first embodiment described above, or may be different.
図11および図12に示す例においては、貫通孔70の形状も、上述した第1の実施の形態と異なっており、上側凹部72が下側凹部71よりも大きくなるように構成されている。下側凹部71の壁面71aと上側凹部72の壁面72aとが連接して形成された貫通部73の位置は、第1中間シート面31aと第2中間シート面31bとの中間位置よりも下側(第1中間シート面31aの側)の位置になっている。また、貫通孔70の個数および配置も、上述した第1の実施の形態と異なっており、互いに隣り合う蒸気流路突出部23の間に一つの貫通孔70が配置されている。このように貫通孔70の個数が第1の実施の形態よりも少なくなっている。このことにより、第1中間シート面31aにより多くの液流路部60(液流路主流溝61および液流路連絡溝65)を設けることができるようになっている。なお、貫通孔70の形状、個数および配置は、これに限られることなく、任意である。 11 and 12, the shape of the through hole 70 also differs from that of the first embodiment described above, with the upper recess 72 being larger than the lower recess 71. The through hole 73, formed by the connection between the wall surface 71a of the lower recess 71 and the wall surface 72a of the upper recess 72, is located below the midpoint between the first intermediate seat surface 31a and the second intermediate seat surface 31b (toward the first intermediate seat surface 31a). The number and arrangement of the through holes 70 also differ from those of the first embodiment described above, with one through hole 70 located between adjacent steam flow path protrusions 23. Thus, the number of through holes 70 is fewer than in the first embodiment. This allows for more liquid flow path sections 60 (liquid flow path main grooves 61 and liquid flow path connecting grooves 65) to be provided on the first intermediate seat surface 31a. The shape, number, and arrangement of the through holes 70 are not limited to these and may be arbitrary.
本実施の形態においては、貫通孔70の個数が第1の実施の形態よりも少ないため、図12に示すように、貫通孔70の幅w3’は、第1の実施の形態における貫通孔70の幅w3よりも大きくてもよい。貫通孔70の幅w3’は、例えば、50μm~300μmであってもよい。また、図11に示すように、各貫通孔70間のギャップw4’は、第1の実施の形態における各貫通孔70間のギャップw4よりも大きくてもよい。各貫通孔70間のギャップw4’は、例えば、100μm~4000μmであってもよい。中間シート30における貫通孔70の開口率は、上述した第1の実施の形態と同様であってもよい。 In this embodiment, the number of through holes 70 is smaller than in the first embodiment. Therefore, as shown in FIG. 12, the width w3' of the through holes 70 may be larger than the width w3 of the through holes 70 in the first embodiment. The width w3' of the through holes 70 may be, for example, 50 μm to 300 μm. Also, as shown in FIG. 11, the gap w4' between each through hole 70 may be larger than the gap w4 between each through hole 70 in the first embodiment. The gap w4' between each through hole 70 may be, for example, 100 μm to 4000 μm. The aperture ratio of the through holes 70 in the intermediate sheet 30 may be the same as in the first embodiment described above.
本実施の形態による液流路部60は、中間シート30のエッチング工程において、中間シート30を、第1中間シート面31aからエッチングすることにより形成し得る。また、本実施の形態による貫通孔70は、エッチング工程において、中間シート30を、第1中間シート面31aおよび第2中間シート面31bからエッチングすることにより形成し得る。ここで、中間シート30の第1中間シート面31aおよび第2中間シート面31bを同時にエッチングして、液流路部60、下側凹部71および上側凹部72を同時に形成してもよい。しかしながら、このことに限られることはなく、第1中間シート面31aと第2中間シート面31bのエッチングは別々の工程として行われてもよい。この場合、第1中間シート面31aのエッチングにおいて、液流路部60と下側凹部71が同時に形成されてもよいが、液流路部60と下側凹部71は、それぞれ別々のエッチング工程により形成されてもよい。このようにして、本実施の形態による中間シート30が得られる。 The liquid flow path portion 60 according to this embodiment can be formed by etching the intermediate sheet 30 from the first intermediate sheet surface 31a during the etching process of the intermediate sheet 30. The through-holes 70 according to this embodiment can be formed by etching the intermediate sheet 30 from both the first intermediate sheet surface 31a and the second intermediate sheet surface 31b during the etching process. The first intermediate sheet surface 31a and the second intermediate sheet surface 31b of the intermediate sheet 30 may be simultaneously etched to simultaneously form the liquid flow path portion 60, the lower recess 71, and the upper recess 72. However, this is not limited to this, and the etching of the first intermediate sheet surface 31a and the second intermediate sheet surface 31b may be performed in separate processes. In this case, the liquid flow path portion 60 and the lower recess 71 may be simultaneously formed during the etching of the first intermediate sheet surface 31a, or the liquid flow path portion 60 and the lower recess 71 may each be formed in separate etching processes. In this manner, the intermediate sheet 30 according to this embodiment is obtained.
このように本実施の形態によれば、液流路部60が、中間シート30の下側シート10の側の面(第1中間シート面31a)に設けられている。このことにより、液流路部60(液流路主流溝61および液流路連絡溝65)を、下側シート10(第2下側シート面11b)で覆うことができる。このため、液流路部60の毛細管作用を高めることができ、作動液2bを蒸発領域SRに向かってスムースに輸送することができる。この結果、作動液2bの輸送量を向上させることができ、熱輸送効率を向上させることができる。また、下側シート10(第2下側シート面11b)が平坦状に形成されているため、液流路部60を、下側シート10でより確実に覆うことができる。このため、液流路部60の毛細管作用をより確実に高めることができる。 According to this embodiment, the liquid flow path section 60 is provided on the surface (first intermediate sheet surface 31a) of the intermediate sheet 30 facing the lower sheet 10. This allows the liquid flow path section 60 (liquid flow path main grooves 61 and liquid flow path connecting grooves 65) to be covered by the lower sheet 10 (second lower sheet surface 11b). This enhances the capillary action of the liquid flow path section 60, allowing the working fluid 2b to be smoothly transported toward the evaporation region SR. As a result, the transport amount of the working fluid 2b can be improved, and heat transport efficiency can be improved. Furthermore, because the lower sheet 10 (second lower sheet surface 11b) is formed flat, the liquid flow path section 60 can be more reliably covered by the lower sheet 10. This more reliably enhances the capillary action of the liquid flow path section 60.
また、本実施の形態によれば、ベーパーチャンバ1の製造時の接合工程において、下側シート10と中間シート30との間で位置ずれが生じたとしても、液流路部60を、下側シート10でより確実に覆うことができる。このことにより、下側シート10と中間シート30との間での位置ずれにより液流路部60の毛細管作用の大きさが変動することを抑制することができる。このため、ベーパーチャンバ1の製造誤差により液流路部60の毛細管作用の大きさが設計値から大きく外れることを抑制することができ、液流路部60の設計を容易化することができる。また、ベーパーチャンバ1の製造時の接合工程において、下側シート10と中間シート30との間での位置合わせの精度を低下させることができ、ベーパーチャンバ1の製造を容易化することができる。また、下側シート10と中間シート30との間での位置ずれにより液流路部60の毛細管作用が低下することを抑制することができ、熱輸送効率の低下を抑制することができる。 Furthermore, according to this embodiment, even if misalignment occurs between the lower sheet 10 and the intermediate sheet 30 during the bonding process when manufacturing the vapor chamber 1, the liquid flow path portion 60 can be more reliably covered by the lower sheet 10. This prevents fluctuations in the magnitude of capillary action in the liquid flow path portion 60 due to misalignment between the lower sheet 10 and the intermediate sheet 30. This prevents the magnitude of capillary action in the liquid flow path portion 60 from deviating significantly from the design value due to manufacturing errors in the vapor chamber 1, simplifying the design of the liquid flow path portion 60. Furthermore, the accuracy of alignment between the lower sheet 10 and the intermediate sheet 30 can be reduced during the bonding process when manufacturing the vapor chamber 1, simplifying the manufacture of the vapor chamber 1. Furthermore, this prevents a decrease in capillary action in the liquid flow path portion 60 due to misalignment between the lower sheet 10 and the intermediate sheet 30, thereby preventing a decrease in heat transport efficiency.
また、本実施の形態によれば、液流路部60を下側シート10に設けることを不要にすることができる。このことにより、下側シート10の厚さt2をさらに薄くすることができる。このため、ベーパーチャンバ1の厚さt1をさらに薄くすることができる。 Furthermore, according to this embodiment, it is not necessary to provide the liquid flow path section 60 on the lower sheet 10. This allows the thickness t2 of the lower sheet 10 to be further reduced. As a result, the thickness t1 of the vapor chamber 1 can be further reduced.
本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。上記実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and in the implementation stage, the components can be modified and embodied without departing from the spirit of the invention. Furthermore, various inventions can be created by appropriately combining the multiple components disclosed in the above-described embodiments. Some components may be omitted from all of the components shown in the above-described embodiments.
1 ベーパーチャンバ
2a 作動蒸気
2b 作動液
10 下側シート
20 上側シート
30 中間シート
50 蒸気流路部
60 液流路部
70 貫通孔
D デバイス
E 電子機器
H ハウジング
REFERENCE SIGNS LIST 1 Vapor chamber 2a Working vapor 2b Working liquid 10 Lower sheet 20 Upper sheet 30 Intermediate sheet 50 Vapor flow path section 60 Liquid flow path section 70 Through hole D Device E Electronic device H Housing
Claims (14)
第1シートと、
前記第1シートに積層された第2シートと、
前記第1シートと前記第2シートとの間に介在された第3シートと、
前記作動流体の蒸気が通る蒸気流路部と、
液状の前記作動流体が通る液流路部と、を備え、
前記蒸気流路部は、前記第2シートの前記第3シートの側の面に設けられ、
前記液流路部は、前記第1シートと前記第3シートとの間に設けられ、
前記第3シートに、前記第3シートを貫通し、前記蒸気流路部と前記液流路部とを連通する複数の貫通孔が設けられ、
前記蒸気流路部に、前記第3シートに向かって突出した突出部が設けられ、
前記突出部は、前記第3シートの前記第2シートの側の面に当接し、
前記第3シートの前記第1シートの側の面は、平面視で前記突出部と前記第3シートとが重なる領域において、少なくとも部分的に前記第1シートに当接している、ベーパーチャンバ。 A vapor chamber containing a working fluid,
The first sheet,
a second sheet laminated on the first sheet;
a third sheet interposed between the first sheet and the second sheet;
a vapor flow path portion through which the vapor of the working fluid passes;
a liquid flow path portion through which the liquid working fluid passes,
the steam flow path portion is provided on a surface of the second sheet on the side of the third sheet,
the liquid flow path portion is provided between the first sheet and the third sheet,
the third sheet is provided with a plurality of through holes that penetrate the third sheet and communicate the vapor flow path portion with the liquid flow path portion;
a protrusion protruding toward the third sheet is provided in the steam flow path portion,
the protruding portion abuts against a surface of the third sheet on the side of the second sheet,
A vapor chamber in which the surface of the third sheet facing the first sheet at least partially abuts the first sheet in the area where the protrusion and the third sheet overlap in a planar view .
第1シートと、
前記第1シートに積層された第2シートと、
前記第1シートと前記第2シートとの間に介在された第3シートと、
前記第2シートの前記第3シートの側の面に設けられた凹状空間と、
前記第1シートの前記第3シートの側の面または前記第3シートの前記第1シートの側の面に設けられた溝部と、を備え、
前記溝部は、第1方向に延びる複数の溝を有し、
前記第3シートに、前記第3シートを貫通し、前記凹状空間と前記溝部とを連通する複数の貫通孔が設けられ、
前記凹状空間に、前記第3シートに向かって突出した突出部が設けられ、
前記突出部は、前記第3シートの前記第2シートの側の面に当接し、
前記第3シートの前記第1シートの側の面は、平面視で前記突出部と前記第3シートとが重なる領域において、少なくとも部分的に前記第1シートに当接している、ベーパーチャンバ。 A vapor chamber containing a working fluid,
The first sheet,
a second sheet laminated on the first sheet;
a third sheet interposed between the first sheet and the second sheet;
a recessed space provided on a surface of the second seat on the side of the third seat;
a groove portion provided on a surface of the first sheet facing the third sheet or a surface of the third sheet facing the first sheet,
The groove portion has a plurality of grooves extending in a first direction,
the third sheet is provided with a plurality of through holes that penetrate the third sheet and communicate with the recessed space and the groove portion;
a protrusion protruding toward the third sheet is provided in the recessed space,
the protruding portion abuts against a surface of the third sheet on the side of the second sheet,
A vapor chamber in which the surface of the third sheet facing the first sheet at least partially abuts the first sheet in the area where the protrusion and the third sheet overlap in a planar view .
第1シートと、The first sheet,
前記第1シートに積層された第2シートと、a second sheet laminated on the first sheet;
前記第1シートと前記第2シートとの間に介在された第3シートと、a third sheet interposed between the first sheet and the second sheet;
前記作動流体の蒸気が通る蒸気流路部と、a vapor flow path portion through which the vapor of the working fluid passes;
液状の前記作動流体が通る液流路部と、を備え、a liquid flow path portion through which the liquid working fluid passes,
前記蒸気流路部は、前記第2シートの前記第3シートの側の面に設けられ、the steam flow path portion is provided on a surface of the second sheet on the side of the third sheet,
前記液流路部は、前記第1シートと前記第3シートとの間に設けられ、the liquid flow path portion is provided between the first sheet and the third sheet,
前記第3シートに、前記第3シートを貫通し、前記蒸気流路部と前記液流路部とを連通する複数の貫通孔が設けられ、the third sheet is provided with a plurality of through holes that penetrate the third sheet and communicate the vapor flow path portion with the liquid flow path portion;
前記蒸気流路部に、前記第3シートに向かって突出した突出部が設けられ、a protrusion protruding toward the third sheet is provided in the steam flow path portion,
前記突出部は、前記第3シートの前記第2シートの側の面に当接し、the protruding portion abuts against a surface of the third sheet on the side of the second sheet,
前記突出部は、前記第3シートに向かうにつれて細くなっている、ベーパーチャンバ。The protrusion narrows toward the third sheet, forming a vapor chamber.
第1シートと、The first sheet,
前記第1シートに積層された第2シートと、a second sheet laminated on the first sheet;
前記第1シートと前記第2シートとの間に介在された第3シートと、a third sheet interposed between the first sheet and the second sheet;
前記第2シートの前記第3シートの側の面に設けられた凹状空間と、a recessed space provided on a surface of the second seat on the side of the third seat;
前記第1シートの前記第3シートの側の面または前記第3シートの前記第1シートの側の面に設けられた溝部と、を備え、a groove portion provided on a surface of the first sheet facing the third sheet or a surface of the third sheet facing the first sheet,
前記溝部は、第1方向に延びる複数の溝を有し、The groove portion has a plurality of grooves extending in a first direction,
前記第3シートに、前記第3シートを貫通し、前記凹状空間と前記溝部とを連通する複数の貫通孔が設けられ、the third sheet is provided with a plurality of through holes that penetrate the third sheet and communicate with the recessed space and the groove portion;
前記凹状空間に、前記第3シートに向かって突出した突出部が設けられ、a protrusion protruding toward the third sheet is provided in the recessed space,
前記突出部は、前記第3シートの前記第2シートの側の面に当接し、the protruding portion abuts against a surface of the third sheet on the side of the second sheet,
前記突出部は、前記第3シートに向かうにつれて細くなっている、ベーパーチャンバ。The protrusion narrows toward the third sheet, forming a vapor chamber.
前記突出面の幅は、30μm~500μmである、請求項1から11のいずれか一項に記載のベーパーチャンバ。 the protruding portion has a protruding surface that abuts against a surface of the third sheet on the side of the second sheet,
The vapor chamber according to any one of claims 1 to 11 , wherein the width of the protruding surface is between 30 μm and 500 μm.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024128191A JP7723915B2 (en) | 2020-05-27 | 2024-08-02 | Vapor chambers and electronic devices |
| JP2025127282A JP2025146982A (en) | 2020-05-27 | 2025-07-30 | Vapor chambers and electronic devices |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020092615A JP7535237B2 (en) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | Vapor Chambers and Electronics |
| JP2024128191A JP7723915B2 (en) | 2020-05-27 | 2024-08-02 | Vapor chambers and electronic devices |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020092615A Division JP7535237B2 (en) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | Vapor Chambers and Electronics |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2025127282A Division JP2025146982A (en) | 2020-05-27 | 2025-07-30 | Vapor chambers and electronic devices |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024149657A JP2024149657A (en) | 2024-10-18 |
| JP7723915B2 true JP7723915B2 (en) | 2025-08-15 |
Family
ID=78849319
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020092615A Active JP7535237B2 (en) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | Vapor Chambers and Electronics |
| JP2024128191A Active JP7723915B2 (en) | 2020-05-27 | 2024-08-02 | Vapor chambers and electronic devices |
| JP2025127282A Pending JP2025146982A (en) | 2020-05-27 | 2025-07-30 | Vapor chambers and electronic devices |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020092615A Active JP7535237B2 (en) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | Vapor Chambers and Electronics |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2025127282A Pending JP2025146982A (en) | 2020-05-27 | 2025-07-30 | Vapor chambers and electronic devices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (3) | JP7535237B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11839054B1 (en) | 2021-09-22 | 2023-12-05 | Meta Platforms Technologies, Llc | Stack-PCB design and midplane architecture |
| US12317408B2 (en) | 2022-06-23 | 2025-05-27 | Meta Platforms Technologies, Llc | Stack-PCB architecture with embedded vapor chamber |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011145044A (en) | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Molex Japan Co Ltd | Heat transport unit, and electronic equipment |
| JP2018096669A (en) | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 新光電気工業株式会社 | Heat pipe and process of manufacture thereof |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007266153A (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Sony Corp | Plate-type heat transport device and electronic device |
-
2020
- 2020-05-27 JP JP2020092615A patent/JP7535237B2/en active Active
-
2024
- 2024-08-02 JP JP2024128191A patent/JP7723915B2/en active Active
-
2025
- 2025-07-30 JP JP2025127282A patent/JP2025146982A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011145044A (en) | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Molex Japan Co Ltd | Heat transport unit, and electronic equipment |
| JP2018096669A (en) | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 新光電気工業株式会社 | Heat pipe and process of manufacture thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2025146982A (en) | 2025-10-03 |
| JP7535237B2 (en) | 2024-08-16 |
| JP2024149657A (en) | 2024-10-18 |
| JP2021188798A (en) | 2021-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7723915B2 (en) | Vapor chambers and electronic devices | |
| JP6856827B1 (en) | Wick sheet for vapor chamber, vapor chamber and electronics | |
| JP7002025B2 (en) | How to make vapor chambers, electronic devices, and vapor chambers | |
| JP2025157264A (en) | Wick sheet for vapor chamber, vapor chamber and electronic device | |
| JP7552744B2 (en) | Vapor chamber, sheet for vapor chamber, and method for manufacturing vapor chamber | |
| JP7780721B2 (en) | Wick sheet for vapor chamber, vapor chamber and electronic device | |
| JP7800847B2 (en) | Vapor chambers and electronic devices | |
| JP2025148370A (en) | Vapor chamber, electronic device, and method for manufacturing vapor chamber | |
| KR20240038011A (en) | Vapor chambers, wick sheets and electronic devices for vapor chambers | |
| JP7745154B2 (en) | Wick sheet for vapor chamber, vapor chamber and electronic device | |
| JP7769918B2 (en) | Vapor chamber, wick sheet for vapor chamber, and electronic device | |
| JP2021175940A (en) | Manufacturing method of metal sheet for vapor chamber, vapor chamber and vapor chamber | |
| JP7525076B2 (en) | Vapor chamber, electronic device and main body sheet for vapor chamber | |
| JP7800453B2 (en) | Main body sheet for vapor chamber, vapor chamber and electronic device | |
| JP2026016727A (en) | Vapor chamber, wick sheet for vapor chamber, and electronic device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240802 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250214 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250414 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250704 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250717 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7723915 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |