CN109312989B - 导热管的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的导热管的制造方法的特征在于，具备：准备棒状的毛细构造体的工序，该毛细构造体由作为第一金属的Sn或者Sn合金和作为第二金属的Cu合金的金属间化合物构成；在管状的容器内插入上述毛细构造体的工序；以及在通过使上述容器变形而在上述容器的内壁与上述毛细构造体之间残留空隙的状态下在上述容器内固定上述毛细构造体的工序。

Description

导热管的制造方法
技术领域
本发明涉及导热管的制造方法。
背景技术
导热管在搭载于个人计算机等电子设备的CPU的冷却等中使用。导热管是使不可冷凝流体脱气而封入有适量的工作液的封闭的金属体。封入容器内部的工作液在蒸发部中被从容器外部加热而蒸发，通过在冷凝部中使蒸气冷却而冷凝并恢复为工作液，以潜热的形式输送热。由于以潜热的形式输送热，所以即使蒸发部与冷凝部存在较小的温度差也能够输送热。
在容器内，需要使由冷凝部冷凝过的工作液向蒸发部回流。在蒸发部位于比冷凝部靠上侧处的情况下、蒸发部和冷凝部位于水平位置的情况下，工作液的回流利用工作液的表面张力。因此，容器内部需要毛细构造体。
毛细构造体使用将多根细线捆束而成的线状体、网等网状体、将铜粉等金属粉末烧结而成的烧结体。公知使用了金属粉末的烧结体的结构能获得较高的表面张力。
例如，专利文献1公开有以下导热管的制造方法，即，将具有缺口部的芯棒插入容器内，在由芯棒的缺口部和容器的内壁形成的空间中填充金属粉末，在插入了金属粉末和芯棒的状态下对容器进行加热，从容器拔出芯棒，对容器实施扁平加工，在容器内封入工作液。
专利文献1：日本特开2009-68787号公报
在专利文献1所记载的方法中，通过在插入了金属粉末和芯棒的状态下对容器进行加热，使金属粉末烧结而形成烧结金属，并能够将该烧结金属固定于容器。但是，在通过加热将烧结金属固定于容器时，导致芯棒与烧结金属固着，存在芯棒拔出变难的问题。
若芯棒不容易从容器拔出，则用于制造导热管的时间变长，因此产生导热管的生产率降低这样的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述的问题而完成的，目的在于提供不需要将芯棒从容器拔出的导热管的制造方法、或者能够容易地将芯棒从容器拔出的导热管的制造方法。
本发明者们考虑了将作为第一金属的Sn或者Sn合金、和比第一金属熔点高的第二金属亦即Cu合金间的金属间化合物用作毛细构造体。在对第一金属(例如Sn)和第二金属(例如Cu-Ni合金)进行了加热的情况下，若温度达到第一金属的熔点以上，则第一金属熔融。若进一步继续加热，则第一金属与第二金属反应而生成金属间化合物(例如(Cu，Ni)6Sn5)。在形成金属间化合部时产生孔隙(气孔)，因此上述金属间化合物成为适于毛细构造体的多孔质。
本发明的第一实施方式的导热管的制造方法的特征在于，具备：准备棒状的毛细构造体的工序，该毛细构造体由作为第一金属的Sn或者Sn合金和作为第二金属的Cu合金的金属间化合物构成；在管状的容器内插入上述毛细构造体的工序；以及在通过使上述容器变形而在上述容器的内壁与上述毛细构造体之间残留有空隙的状态下在上述容器内固定上述毛细构造体的工序。
在本发明的第一实施方式中，预先准备棒状的毛细构造体，并将其插入管状的容器内并做固定，由此能够不从容器拔出芯棒而制造导热管。
在本发明的第一实施方式中，优选在准备上述毛细构造体的工序中，通过对包含上述第一金属和上述第二金属的金属粉末进行加热而制成上述毛细构造体。
例如，在制作铜粉的烧结体作为毛细构造体的情况下，需要在900℃左右的高温下进行烧结，因此不进行在插入容器内前另外形成毛细构造体的步骤。相对于此，在制成由第一金属和第二金属的金属间化合物构成的毛细构造体的情况下，在300℃左右的低温下进行加热即可，因此能够容易地制成毛细构造体。
本发明的第二实施方式的导热管的制造方法的特征在于，具备：准备由作为第一金属的Sn或者Sn合金构成的金属棒的工序；将上述金属棒和包含作为第二金属的Cu合金的金属粉末插入上述容器内，并使管状的容器的内壁与上述金属棒之间的空间中填充上述金属粉末的工序；通过对插入上述容器内的上述金属棒和上述金属粉末进行加热，从而使构成上述金属棒的上述第一金属与上述金属粉末所含的上述第二金属反应而形成由金属间化合物构成的毛细构造体，并且在上述容器内形成空隙的工序。
在本发明的第二实施方式中，取代以往使用的芯棒而使用由第一金属构成的金属棒，将该金属棒和包含第二金属的金属粉末插入容器内。通过对插入了容器内的金属棒和金属粉末进行加热，使构成金属棒的第一金属与金属粉末所含的第二金属反应而形成由金属间化合物构成的毛细构造体，并且金属棒消失，因此在容器内形成空隙。因此，能够不将芯棒从容器拔出而制造导热管。
在本发明的第二实施方式中，也可以是，在插入上述金属棒和上述金属粉末的工序中，在上述容器内插入了上述金属棒后，在上述容器的内壁与上述金属棒之间的空间填充上述金属粉末。另外，也可以是，在插入上述金属棒和上述金属粉末的工序中，在上述容器内填充了上述金属粉末后，在上述容器内插入上述金属棒，而将上述容器内的上述金属粉末推出。并且，也可以是，在插入上述金属棒和上述金属粉末的工序中，在使上述金属粉末附着于上述金属棒的四周后，将附着了上述金属粉末的上述金属棒插入上述容器内。
本发明的第三实施方式的导热管的制造方法的特征在于，具备：准备包含作为第一金属的Sn或者Sn合金和作为第二金属的Cu合金的网状片的工序；将上述网状片沿着管状的容器的内壁插入上述容器内的工序；以及通过对插入上述容器内的上述网状片进行加热而使构成上述网状片的上述第一金属与上述第二金属反应而形成由金属间化合物构成的毛细构造体的工序。
在本发明的第三实施方式中，将包含第一金属和第二金属的网状片沿着容器的内壁插入容器内。通过对插入容器内的网状片进行加热，使构成网状片的第一金属与第二金属反应而形成由金属间化合物构成的毛细构造体。因此，能够不将芯棒从容器拔出而制造导热管。
在本发明的第三实施方式中，优选在准备上述网状片的工序中，通过在由上述第二金属构成的网上镀敷上述第一金属而制成上述网状片。另外，优选在准备上述网状片的工序中，通过使包含上述第一金属的金属粉末附着于由上述第二金属构成的网而制成上述网状片。
通过使用由第二金属构成的网，从而能够提高在与第一金属反应后形成的毛细构造体的气孔率。在使金属粉末附着于网的情况下，能够进一步提高毛细构造体的气孔率。
本发明的第四实施方式的导热管的制造方法的特征在于，具备：准备由作为第二金属的Cu合金构成的网卷绕于芯棒的四周而成的带网芯棒的工序；在管状的容器的内壁与上述带网芯棒之间的空间填充包含作为第一金属的Sn或者Sn合金和上述第二金属的金属粉末地将上述带网芯棒和上述金属粉末插入上述容器内的工序；通过对插入上述容器内的上述带网芯棒和上述金属粉末进行加热而使上述金属粉末所含的上述第一金属与上述第二金属反应并且使上述金属粉末所含的上述第一金属与构成上述带网芯棒的上述第二金属反应来形成由金属间化合物构成的毛细构造体的工序；以及将上述芯棒从上述容器拔出的工序。
在本发明的第四实施方式中，由第二金属构成的网卷绕于芯棒的四周，因此在容器的内壁与芯棒之间第一金属与第二金属发生了反应时，熔融的第一金属不易与芯棒接触，从而防止芯棒与金属间化合物的固着。另一方面，卷绕于芯棒的四周的网与第一金属反应而形成金属间化合物，因此固定于容器。作为其结果，能够仅将芯棒从容器拔出。
本发明的第五实施方式的导热管的制造方法的特征在于，具备：准备芯棒的工序，该芯棒至少表面由树脂构成，上述树脂具有比作为第一金属的Sn或者Sn合金和作为第二金属的Cu合金反应而生成金属间化合物的温度高的熔点，并且具有比上述金属间化合物的热膨胀系数大的热膨胀系数；在管状的容器的内壁与上述芯棒之间的空间填充包括上述第一金属和上述第二金属的金属粉末地将上述芯棒和上述金属粉末插入上述容器内的工序；通过对插入上述容器内的上述芯棒和上述金属粉末进行加热，从而使上述金属粉末所含的上述第一金属与上述第二金属反应而形成由金属间化合物构成的毛细构造体的工序；将上述芯棒从上述容器拔出的工序。
在本发明的第五实施方式中，作为芯棒的材料，使用具有比构成毛细构造体的金属间化合物生成的温度高的熔点并且具有比上述金属间化合物的热膨胀系数大的热膨胀系数的树脂。这样的树脂在用于形成金属间化合物而进行加热时膨胀，因此在被按压于膨胀的树脂的状态下形成由金属间化合物构成的毛细构造体。另一方面，在加热后冷却时上述树脂收缩，因此在毛细构造体与芯棒之间产生间隙。因此，能够容易将芯棒从容器拔出。
在本发明的第五实施方式中，优选上述树脂为有机硅树脂。
本发明的第六实施方式的导热管的制造方法的特征在于，具备：在管状的容器的内壁与芯棒之间的空间填充包含作为第一金属的Sn或者Sn合金和作为第二金属的Cu合金的金属粉末地将上述芯棒和上述金属粉末插入上述容器内的工序；通过将插入有上述芯棒的状态的上述容器内的上述金属粉末在不足上述第一金属的熔点的温度下加热而使上述金属粉末所含的上述第一金属的一部分与上述第二金属的一部分反应而生成金属间化合物的工序；将上述芯棒从上述容器拔出的工序；以及通过对拔出了上述芯棒的状态的上述容器内的上述金属粉末在上述第一金属的熔点以上的温度下进行加热而使上述金属粉末所含的未反应的上述第一金属与上述第二金属反应而形成由金属间化合物构成的毛细构造体的工序。
在本发明的第六实施方式中，通过在容器内插入了芯棒的状态下，在不足第一金属的熔点的温度下对金属粉末进行加热，使金属粉末的一部分预成为金属间化合物。作为其结果，维持金属粉末的形状，在容器内固定有金属粉末，因此能够将芯棒从容器拔出。在拔出芯棒后，在第一金属的熔点以上的温度下对剩余的金属粉末进行加热，由此未反应的第一金属与第二金属反应而形成由金属间化合物构成的毛细构造体。
在本发明的第六实施方式中，优选上述芯棒由发热体构成，对于在不足上述第一金属的熔点的温度下对上述金属粉末进行加热的工序而言，使上述芯棒发热。
通过使芯棒发热，能够使与芯棒接触的部分的金属粉末成为金属间化合物，因此容易将芯棒从容器拔出。
根据本发明，能够提供不需要将芯棒从容器拔出的导热管的制造方法、或者能够容易地将芯棒从容器拔出的导热管的制造方法。
附图说明
图1是示意性地示出由本发明的导热管的制造方法制造的导热管的一个例子的剖视图。
图2是示意性地示出由本发明的导热管的制造方法制造的导热管的其他的一个例子的剖视图。
图3是示意性地示出本发明的第一实施方式的导热管的制造方法的一个例子的立体图。
图4是示意性地示出本发明的第一实施方式的导热管的制造方法的其他的一个例子的立体图。
图5的(a)、图5的(b)、图5的(c)、图5的(d)、图5的(e)和图5的(f)是示意性地示出由本发明的第一实施方式的导热管的制造方法获得的导热管的其他例子的剖视图。
图6的(a)、图6的(b)和图6的(c)是示意性地示出容器的两侧侧表面或者一侧侧表面平坦的导热管的制造方法的一个例子的剖视图。
图7的(a)、图7的(b)、图7的(c1)、图7的(c2)、图7的(d1)和图7的(d2)是示意性地示出容器的两侧侧表面或者一侧侧表面平坦的导热管的制造方法的其他的一个例子的剖视图。
图8的(a)、图8的(b)、图8的(c)和图8的(d)是示意性地示出容器的一侧侧表面平坦的导热管的制造方法的又一其他的一个例子的剖视图。
图9的(a)和图9的(b)是示意性地示出由本发明的第一实施方式的导热管的制造方法获得的导热管的又一其他的例子的剖视图。
图10是示意性地示出本发明的第二实施方式的导热管的制造方法的一个例子的立体图。
图11是示意性地示出插入金属棒和金属粉末的工序的例子的立体图。
图12是示意性地示出本发明的第三实施方式的导热管的制造方法的一个例子的立体图。
图13是示意性地示出本发明的第四实施方式的导热管的制造方法的一个例子的立体图。
图14是示意性地示出本发明的第五实施方式的导热管的制造方法的一个例子的立体图。
图15是示意性地示出本发明的第五实施方式的导热管的制造方法的其他的一个例子的立体图。
图16是示意性地示出本发明的第六实施方式的导热管的制造方法的一个例子的立体图。
具体实施方式
以下，对本发明的导热管的制造方法进行说明。
然而，本发明不限定于以下的结构，能够在不改变本发明的主旨的范围内适当地变更而应用。此外，将两个以上以下所记载的本发明的各个优选的结构组合而成的方式也是本发明。
图1是示意性地示出由本发明的导热管的制造方法制造的导热管的一个例子的剖视图。
图1所示的导热管1具备容器10和毛细构造体11。毛细构造体11固定于容器10内的中央部，在容器10内的两端部，在容器10的内壁与毛细构造体11之间形成有空隙12。图1中，容器10具有扁平的管形状，但容器10的剖面形状未特别限定。图1虽未示出，但在容器10内，将空气等不可冷凝气体脱气，封入工作液。
图2是示意性地示出由本发明的导热管的制造方法制造的导热管的其他的一个例子的剖视图。
图2所示的导热管2具备容器20和毛细构造体21。毛细构造体21固定于容器20的内壁，在容器20内的中央部形成有空隙22。图2中，容器20剖面具有近似圆形的管形状，但容器20的剖面形状未特别限定，也可以具有扁平的管形状。图2虽未示出，但在容器20内，将空气等不可冷凝气体脱气，封入工作液。
作为制造上述导热管的方法，对本发明的第一实施方式～第六实施方式的导热管的制造方法进行说明。
图1所示的导热管1能够由本发明的第一实施方式的方法制造，图2所示的导热管2能够由本发明的第二实施方式～第六实施方式的方法制造。
以下所示的各实施方式是例示，能够进行不同实施方式所示出的结构的局部的置换或者组合是自不必说的。在第二实施方式及以后的说明中，省略与第一实施方式共有的事项的叙述，仅对不同点进行说明。特别是基于相同的结构的相同的作用效果不按每个实施方式依次提及。
(第一实施方式)
图3是示意性地示出本发明的第一实施方式的导热管的制造方法的一个例子的立体图。
首先，如图3的1A所示，准备由第一金属和第二金属的金属间化合物构成的棒状的毛细构造体11。
上述毛细构造体优选通过对包括第一金属和第二金属的金属粉末进行加热而制成。例如，通过向由氧化铝等耐热性陶瓷构成的烧制用夹具中填充上述金属粉末并进行加热，从而能够制成由第一金属和第二金属的金属间化合物构成的毛细构造体。通过调整金属粉末的形状或粒径，能够调整毛细构造体的气孔率。
对于上述毛细构造体而言，也能够通过将使由第二金属构成的网以棒状变圆的部分浸渍于熔融的第一金属，并对其进行加热而制成，也能够通过将由第二金属构成的多孔质棒浸渍于熔融的第一金属，并对其进行加热而制成。在上述的方法中，与对包括第一金属和第二金属的金属粉末进行加热的方法相比，能够赋予大小不同的尺寸的气孔等，对获得的烧结体的多孔质的状况进行调整，因此能够任意地调整导热管的性能。具体而言，在对包括第一金属和第二金属的金属粉末进行加热的方法中，相对于由第一金属和第二金属的合金化反应而形成气孔，在上述的方法中，除了由合金化反应形成气孔之外，还能够在由第二金属构成的网或者多孔质棒中残留最初存在的气孔。因此，若由第二金属构成的网或者多孔质棒中最初存在的气孔的尺寸大，则第一金属未流到气孔的中心，因此大的气孔作为空洞而残存，并且通过合金化反应新形成小的气孔。此外，大小不同的尺寸的气孔的比例能够根据熔融的第一金属的温度、浸渍时间、由第二金属构成的网或者多孔质棒的多孔质的程度来调整。
加热温度优选250℃以上且350℃以下。加热时间优选为10分钟以上，另外优选为180分钟以下，更优选为60分钟以下。
第一金属是Sn或者Sn合金，例如可举出：Sn单体、或者包括从由Cu、Ni、Ag、Au、Sb、Zn、Bi、In、Ge、Al、Co、Mn、Fe、Cr、Mg、Mn、Pd、Si、Sr、Te和P构成的组中选出的至少一种材料和Sn的合金。其中，优选Sn、Sn-3Ag-0.5Cu、Sn-3.5Ag、Sn-0.75Cu、Sn-58Bi、Sn-0.7Cu-0.05Ni、Sn-5Sb、Sn-2Ag-0.5Cu-2Bi、Sn-57Bi-1Ag、Sn-3.5Ag-0.5Bi-8In、Sn-9Zn或者Sn-8Zn-3Bi。
在上述叙述中，例如，“Sn-3Ag-0.5Cu”表示含有3重量％Ag，含有0.5重量％Cu，余部为Sn的合金。
第二金属是Cu合金，例如可举出：Cu-Ni合金、Cu-Mn合金、Cu-Al合金或者Cu-Cr合金。这些中，优选Cu-Ni合金或者Cu-Mn合金。
Cu-Ni合金优选Ni的比例为5重量％以上且30重量％以下的Cu-Ni合金，例如可举出：Cu-5Ni、Cu-10Ni、Cu-15Ni、Cu-20Ni、Cu-25Ni或者Cu-30Ni。Cu-Ni合金也包括如Cu-Ni-Co合金、Cu-Ni-Fe合金等那样包含第三成分的合金。
Cu-Mn合金优选Mn的比例为5重量％以上且30重量％以下的Cu-Mn合金，例如可举出：Cu-5Mn、Cu-10Mn、Cu-15Mn、Cu-20Mn、Cu-25Mn或者Cu-30Mn。
Cu-Al合金优选Al的比例为5重量％以上且10重量％以下的Cu-Al合金，例如可举出：Cu-5Al或者Cu-10Al。
Cu-Cr合金优选为Cr的比例为5重量％以上且10重量％以下的Cu-Cr合金，例如可举出：Cu-5Cr或者Cu-10Cr。
此外，第二金属也可以如Cu-Mn-Ni等那样同时含有Mn和Ni，另外也可以包含P等第三成分。
在上述叙述中，例如，“Cu-5Ni”表示含有5重量％Ni、余部为Cu的合金。Mn、Al或者Cr同样。
通过对包含第一金属和第二金属的金属粉末进行加热，从而若温度达到第一金属(例如Sn)的熔点以上，则第一金属熔融。若加热还持续，则第一金属与第二金属(例如Cu-Ni合金)反应而生成金属间化合物(例如(Cu，Ni)6Sn5)。伴随着金属间化合物生成的反应，在金属间化合物中形成有孔隙(气孔)，因此上述金属间化合物成为多孔质。从使金属间化合物成为多孔质的观点出发，优选在不对第一金属和第二金属进行加压的状态下使两者反应。
毛细构造体中的金属间化合物能够通过使用金属显微镜来观察毛细构造体的剖面而简单地确认。详细而言，通过进行由能量分散型X射线分析(EDX)等进行的组成分析、由微小部X射线衍射等进行的结晶构造解析，从而能够确认(Cu，Ni)6Sn5等金属间化合物。
毛细构造体的形状只要是棒状则未特别限定，但优选为圆柱状。毛细构造体的形状也可以是圆台形状等。另外，毛细构造体的长度也未特别限定。
接下来，如图3的1B所示，在管状的容器10′内插入毛细构造体11。在图3的1B中，插入一根毛细构造体11，但也可以插入两根以上的毛细构造体。
容器需要在内部和外部间传递热，因此优选由导热系数高的材料构成。作为容器的材料，例如能够使用铜、铝等金属。另外，导热管需要耐热性、和可耐受内部蒸气压和外力的机械强度，因此作为容器的材料，例如也能够使用不锈钢、铜合金、碳钢等。容器的形状未特别限定，也可以是圆筒状以外的筒状。另外，容器的内壁的形状也未特别限定，内壁也可以具备沟槽等毛细管构造。
接着，使容器变形。由此，如图3的1C所示，在容器10的内壁与毛细构造体11之间留下空隙12的状态下，在容器10内固定毛细构造体11。
作为使容器变形的方法，例如可举出：热轧、冷轧等轧制、弯曲等加工方法。构成毛细构造体的金属间化合物是较脆的部件，因此上述的加工优选在容器能够变形的范围内进行。通过使容器变形，从而能够使毛细构造体与容器的内壁接触，通过锚固效应将毛细构造体固定于容器内。
如上述那样，由于构成毛细构造体的金属间化合物为多孔质，所以能够通过毛细现象使工作液移动。另一方面，容器内壁与毛细构造体之间的空隙作为蒸气的流路发挥功能。
其后，根据需要，使存在于容器内部的空气等不可冷凝气体脱气，在容器内封入工作液。作为工作液，能够使用水、乙醇、甲醇、萘、苯、替代氟利昂、氨等。另外，不可冷凝气体的脱气可使用真空脱气法、通过预先注入额外的量的工作液并对容器进行加热而使工作液沸腾来将不可冷凝气体赶出的方法等。
根据以上内容，能够制造图1所示的导热管1。
图4是示意性地示出本发明的第一实施方式的导热管的制造方法的其他的一个例子的立体图。
在图4的1A中，与图3的1A不同，准备两根棒状的毛细构造体11。如图4的1B所示，在管状的容器10′内插入了两根毛细构造体11后，使容器10′变形。由此，如图4的1C所示，在容器10的内壁与两根毛细构造体11之间残留空隙12的状态下，在容器10内固定两根毛细构造体11。也可以像这样将两根以上毛细构造体插入容器内。
图5的(a)、图5的(b)、图5的(c)、图5的(d)、图5的(e)和图5的(f)是示意性地示出由本发明的第一实施方式的导热管的制造方法获得的导热管的其他例子的剖视图。
也可以如图5的(a)所示的导热管1a、图5的(b)所示的导热管1b、以及图5的(c)所示的导热管1c那样，容器10的两侧侧表面平坦，也可以如图5的(d)所示的导热管1d、图5的(e)所示的导热管1e、以及图5的(f)所示的导热管1f那样，容器10的一侧侧表面平坦。通过使容器的两侧侧表面或者一侧侧表面平坦，从而能够在更密集的空间安装导热管，因此能够提高收纳效率。而且，通过提高收纳效率，从而能够期待导热管安装部的热传输效率的提高。
容器的两侧侧表面或者一侧侧表面平坦的导热管例如能够通过以下所示的方法来制造。此外，在以下所示的方法中，不仅容器的两侧侧表面或者一侧侧表面为平坦的形状，侧表面以外的位置也为平坦的形状等能够使容器成为任意的形状。
图6的(a)、图6的(b)以及图6的(c)示意性地示出容器的两侧侧表面或者一侧侧表面平坦的导热管的制造方法的一个例子的剖视图。
如图6的(a)所示，在管状的容器10′内插入了毛细构造体11后，如图6的(b)所示，对容器10′进行按压。由此，如图6的(c)所示，例如获得图5的(a)所示的导热管1a的形状。
图7的(a)、图7的(b)、图7的(c1)、图7的(c2)、图7的(d1)以及图7的(d2)是示意性地示出容器的两侧侧表面或者一侧侧表面平坦的导热管的制造方法的其他的一个例子的剖视图。
如图7的(a)和图7的(b)所示，使板状(也包括箔状)的容器10″成型。此处，如图7的(c1)所示，使毛细构造体11插入而收容于成型后的两片容器10″的内部后，利用焊接等对容器10″的端部进行密封，由此如图7的(d1)所示，例如获得图5的(a)所示的导热管1a的形状。另外，如图7的(c2)所示，使毛细构造体11插入而收容于成型后的容器10″和未成型的容器10″的内部后，通过焊接等对容器10″的端部进行密封，由此如图7的(d2)所示，例如获得图5的(b)所示的导热管1b的形状。
图8的(a)、图8的(b)、图8的(c)以及图8的(d)是示意性地示出容器的一侧侧表面平坦的导热管的制造方法的又一其他的一个例子的剖视图。
如图8的(a)和图8的(b)所示，使板状(也包括箔状)的容器10″成型。如图8的(c)所示，在使毛细构造体11插入而收容于成型后的一片容器10″的内部后，利用焊接等对容器10″的端部进行密封，由此如图8的(d)所示，例如获得图5的(d)所示的导热管1d的形状。
在容器的两侧侧表面或者一侧侧表面平坦的导热管中，作为在容器内封入工作液的方法，例如可举出：在插入毛细构造体前使工作液预先含浸于毛细构造体的方法、对三端进行了密封后从未密封口注入工作液且最后密封四端的方法等。
图9的(a)和图9的(b)是示意性地示出由本发明的第一实施方式的导热管的制造方法获得的导热管的又一其他的例子的剖视图。
对于图9的(a)所示的导热管1g而言，毛细构造体11a的剖面形状为半圆形，对于图9的(b)所示的导热管1h而言，毛细构造体11b的剖面形状为长方形。对于图9的(a)和图9的(b)而言，容器10的形状与图1相同，但也可以与图5的(a)、图5的(b)、图5的(c)、图5的(d)、图5的(e)以及图5的(f)等相同。
这样，毛细构造体的形状不限定于圆柱状或者圆台形状，也可以是半圆柱状，也可以是四棱柱状(优选为立方体)、六棱柱状等棱柱状等。特别是，具有半圆柱状、棱柱状之类的形状的毛细构造体可在薄型的导热管中适当地使用。
具有规定的形状的毛细构造体例如能够通过在将包含第一金属和第二金属的金属粉末填充于烧制用夹具时，以目标的形状配置上述金属粉末，并对其进行加热而制成。在毛细构造体为圆柱状或者半圆柱状等具有曲面部的情况下，能够缩小与烧制用夹具之间的接触面积，因此具有容易从烧制用夹具中取出毛细构造体这样的优点。另外，在毛细构造体为棱柱状等具有平面部的情况下，在容器内插入毛细构造体时，能够保持侧表面等平面部而进行输送，因此具有能够稳定地输送毛细构造体的优点。
如以上那样，在第一实施方式中，预先制成具有规定的形状的毛细构造体，使容器变形为规定的形状，由此能够制造任意的形状的导热管。
(第二实施方式)
图10是示意性地示出本发明的第二实施方式的导热管的制造方法的一个例子的立体图。
首先，如图10的2A所示，准备由第一金属构成的金属棒23。
第一金属是Sn或者Sn合金，可举出第一实施方式所说明的金属。
如图10的2A所示，金属棒的形状优选为中空的管状。该情况下，也可以是，也包括使由第一金属构成的箔(例如Sn箔)变圆的结构，双层以上重叠。在金属棒为中空的管状的情况下，至少一方的端面也可以被密封。另外，金属棒的长度未特别限定。
接下来，如图10的2B所示，在管状的容器20内插入金属棒23和金属粉末24。此时，将金属棒23和金属粉末24插入容器20内，以使得在容器20的内壁与金属棒23之间的空间填充有金属粉末24。在金属棒23为中空的管状的情况下，优选填充金属粉末24并防止金属粉末24进入中空部。
容器20的材料、形状等与第一实施方式说明的容器10′相同。
金属粉末包括第二金属。第二金属是Cu合金，可举出第一实施方式说明的金属。金属粉末中的第二金属的含量优选为60重量％以上，更优选为80重量％以上，特别优选100重量％。
图11是示意性地示出插入金属棒和金属粉末的工序的例子的立体图。
在图11的2B-1中，在容器20内插入了金属棒23后，在容器20的内壁与金属棒23之间的空间填充金属粉末24。在金属棒23为中空的管状的情况下，优选至少对插入金属粉末侧的端面做密封，以防止金属粉末24进入中空部。
在图11的2B-2中，在容器20内填充了金属粉末24后，在容器20内插入金属棒23而将容器20内的金属粉末24推出。在金属棒23为中空的管状的情况下，优选至少对插入金属棒侧的端面(图11的2B-2中纸面左侧的端面)做密封，以防止金属粉末24进入中空部。
在图11的2B-3中，在使金属粉末24附着于金属棒23的四周后，将附着了金属粉末24的金属棒23插入容器20内。在金属棒23为中空的管状的情况下，也可以至少一端面被密封。作为使金属粉末附着于金属棒的四周的方法，可举出：将包含金属粉末的糊料涂覆于金属棒的四周的方法、将金属粒子镀敷处理于金属棒的方法、将金属粉末热喷涂于金属棒的方法等。
此外，如图11的2B-3那样，在使用附着了金属粉末的金属棒的情况下，也可以在将该金属棒插入容器内后，再填充金属粉末，也可以在填充有金属粉末的容器内插入该金属棒。
接着，对插入了容器内的金属棒和金属粉末进行加热。由此，构成金属棒的第一金属和金属粉末所含的第二金属反应而生成金属间化合物，并且金属棒消失。作为其结果，如图10的2C所示，形成由金属间化合物构成的毛细构造体21，并且在容器20内形成空隙22。熔融状态的金属间化合物固化，由此将由金属间化合物构成的毛细构造体固定于容器内。
加热温度优选为第一金属的熔点以上的温度，具体而言，优选为250℃以上且350℃以下。加热时间优选为10分钟以上，另外优选180分钟以下，更优选60分钟以下。
第一金属与第二金属的反应如第一实施方式中说明的那样。如上述那样，构成毛细构造体的金属间化合物为多孔质，因此能够利用毛细现象而使工作液移动。另一方面，容器内的空隙作为蒸气的流路发挥功能。
其后，与第一实施方式同样，根据需要，使存在于容器内部的空气等不可冷凝气体脱气，在容器内封入工作液。也可以是，在容器内封入工作液前，或者在容器内封入工作液后，对容器实施扁平加工、弯曲加工等。
根据以上内容，能够制造图2所示的导热管2。
(第三实施方式)
图12是示意性地示出本发明的第三实施方式的导热管的制造方法的一个例子的立体图。
首先，如图12的3A所示，准备包含第一金属和第二金属的网状片35。
第一金属是Sn或者Sn合金，可举出第一实施方式所说明的金属。第二金属是Cu合金，可举出第一实施方式所说明的金属。
作为网状片的网眼形状，例如可举出：纺织出的网眼形状、编制的网眼形状、细小的孔以规定的间隔穿孔而成的网眼形状等。
上述网状片优选通过在由第二金属构成的网镀敷第一金属来制成。
另外，上述网状片优选通过使包含第一金属的金属粉末附着于由第二金属构成的网而制成。该情况下，使金属粉末附着于网的至少一个主面即可。
附着于网的金属粉末优选除了第一金属之外还包括第二金属。金属粉末所含的第二金属也可以与构成网的第二金属不同，但优选与构成网的第二金属相同。
金属粉末中的第一金属的含量优选为40重量％以上且80重量％以下。另外，金属粉末中的第二金属的含量优选为20重量％以上且60重量％以下。
作为使金属粉末附着于网的方法，可举出：在网的网眼填充金属粉末的方法、将包含金属粉末的糊料涂覆于网的方法、将金属粒子镀敷处理于网的方法、将金属粉末热喷涂于网的方法等。
从提高毛细构造体的气孔率的观点出发，优选附着于网的金属粉末的粒径大于网的网眼的尺寸。在金属粉末的粒径与网的网眼的尺寸相同或相对较小的情况下，导致通过金属粉末将网的网眼填埋，恐怕使反应后所形成的毛细构造体变密。
接下来，如图12的3B所示，在管状的容器20内插入网状片35。此时，不使用芯棒而使网状片35变圆，使网状片35沿着容器20的内壁而插入容器20内。在图12的3B中，插入一片网状片35，但也可以插入两片以上网状片。另外，插入了容器内的网状片也可以双层以上重叠。
在使用使金属粉末仅附着于网的一个主面的网状片的情况下，优选使金属粉末所附着的主面成为内侧而变圆，并插入容器内。
容器20的材料、形状等与第一实施方式所说明的容器10′相同。
接着，对插入了容器内的网状片进行加热。由此，构成网状片的第一金属与第二金属反应而生成金属间化合物。作为其结果，如图12的3C所示，形成由金属间化合物构成的毛细构造体21。另外，在容器20内形成有空隙22。通过熔融状态的金属间化合物固化，从而将由金属间化合物构成的毛细构造体固定于容器内。此外，也可以是，网状片的局部不反应而残留。
加热温度优选为第一金属的熔点以上的温度，具体而言，优选为250℃以上且350℃以下。加热时间优选为10分钟以上，另外优选为180分钟以下，更优选为60分钟以下。
第一金属与第二金属间的反应如第一实施方式中说明的那样。如上述那样，构成毛细构造体的金属间化合物为多孔质，因此能够通过毛细现象使工作液移动。另一方面，容器内的空隙作为蒸气的流路发挥功能。
其后，与第一实施方式同样，根据需要，使存在于容器内部的空气等不可冷凝气体脱气，在容器内封入工作液。也可以是，在容器内封入工作液前、或者在容器内封入工作液后，对容器实施扁平加工、弯曲加工等。另外，也可以是，在容器内插入网状片后，且在对网状片进行加热前，实施上述加工。
根据以上内容，能够制造图2所示的导热管2。
(第四实施方式)
图13是示意性地示出本发明的第四实施方式的导热管的制造方法的一个例子的立体图。
首先，如图13的4A所示，准备由第二金属构成的网45卷绕于芯棒43的四周的带网芯棒46。在图13的4A中，卷绕有一片网状片45，但也可以卷绕有两片以上网状片。另外，卷绕于芯棒的四周的网状片也可以双层以上重叠。
第二金属是Cu合金，且可举出第一实施方式所说明的金属。
另外，作为网状片的网眼形状，可举出第三实施方式所说明的结构。
芯棒的材料具有比第一金属与第二金属反应而生成金属间化合物的温度高的熔点，并且优选在上述金属间化合物生成的温度下不与第一金属和第二金属反应。作为芯棒的材料，例如能够使用不锈钢、氧化铝等。
芯棒的形状未特别限定，但优选为圆柱状。芯棒也可以沿着长轴方向而具有缺口部，另外也可以是能够分割的形状。另外，芯棒的形状也可以是圆台形状。芯棒的长度未特别限定，但优选与容器的长度相同，或者比容器长。
接下来，如图13的4B所示，在管状的容器20内插入带网芯棒46和金属粉末44。此时，在容器20的内壁与带网芯棒46之间的空间填充有金属粉末44地将带网芯棒46和金属粉末44插入容器20内。
容器20的材料、形状等与第一实施方式所说明的容器10′相同。
金属粉末包括第一金属和第二金属。第一金属是Sn或者Sn合金，可举出第一实施方式所说明的金属。金属粉末所含的第二金属也可以与构成网的第二金属不同，但优选与构成网的第二金属相同。
金属粉末中的第一金属的含量优选为20重量％以上且60重量％以下。另外，金属粉末中的第二金属的含量优选为40重量％以上且80重量％以下。
作为将带网芯棒和金属粉末插入容器内的方法，可举出：与第二实施方式相同的方法，即在容器内插入带网芯棒后在容器的内壁与带网芯棒之间的空间填充金属粉末的方法、在容器内填充金属粉末后将容器内的金属粉末推出地在容器内插入带网芯棒的方法、使金属粉末附着于带网芯棒的网后将附着了金属粉末的带网芯棒插入容器内的方法等。在使用附着了金属粉末的带网芯棒的情况下，也可以在将该带网芯棒插入容器内后，再填充金属粉末，也可以在填充有金属粉末的容器内插入该带网芯棒。
接着，对插入了容器内的带网芯棒和金属粉末进行加热。由此，金属粉末所含的第一金属与第二金属反应、并且金属粉末所含的第一金属与构成带网芯棒的第二金属反应而生成金属间化合物。作为其结果，如图13的4C所示，形成由金属间化合物构成的毛细构造体21。通过熔融状态的金属间化合物固化，从而将由金属间化合物构成的毛细构造体固定于容器内。由第二金属构成的网卷绕于芯棒的四周，因此在容器的内壁与芯棒之间第一金属与第二金属反应时，熔融的第一金属不易与芯棒接触，防止芯棒与金属间化合物间的固着。此外，也可以卷绕于芯棒的四周的网的局部不反应而残留。特别是从防止芯棒与金属间化合物间的固着的观点出发，优选与芯棒接触的部分的网不反应而残留。
加热温度优选为第一金属的熔点以上的温度，具体而言，优选250℃以上且350℃以下。加热时间优选为10分钟以上，另外优选为180分钟以下，更优选为60分钟以下。
第一金属与第二金属的反应如第一实施方式中说明的那样。如上述那样，构成毛细构造体的金属间化合物为多孔质，因此能够通过毛细现象使工作液移动。
而且，如图13的4D所示，将芯棒43从容器20拔出。由此，在容器20内形成空隙22。容器内的空隙作为蒸气的流路发挥功能。如上述那样，卷绕于芯棒的四周的网与第一金属反应而形成金属间化合物，因此固定于容器。作为其结果，能够仅将芯棒从容器拔出。
其后，与第一实施方式同样，根据需要，使存在于容器内部的空气等不可冷凝气体脱气，在容器内封入工作液。也可以在容器内封入工作液前、或者在容器内封入工作液后，在容器实施扁平加工、弯曲加工等。
根据以上内容，能够制造图2所示的导热管2。
(第五实施方式)
图14是示意性地示出本发明的第五实施方式的导热管的制造方法的一个例子的立体图。
首先，如图14的5A所示，准备由树脂构成的芯棒53。在图14的5A中，示出整体由树脂构成的芯棒53，但为至少表面由树脂构成的芯棒即可。另外，在图14的5A中，示出圆柱状的芯棒，但芯棒也可以是在至少一个末端带有锥度的圆棒。并且，在图14的5A中，示出圆棒形状的芯棒，但也可以是中空的圆棒形状的芯棒。
上述树脂具有比第一金属与第二金属反应而生成金属间化合物的温度高的熔点，并且具有比上述金属间化合物的热膨胀系数大的热膨胀系数。此处，树脂的熔点是指以JISK7121的差示扫描量热法(DSC)为基准而测定的值。上述树脂还优选在上述金属间化合物生成的温度下不与第一金属和第二金属反应。
作为上述树脂的材料，例如可举出：有机硅树脂、聚苯并咪唑树脂(PBI)、聚醚醚酮树脂(PEEK)、聚酰亚胺树脂(PI)、聚酰胺酰亚胺树脂(PAI)、聚四氟乙烯树脂(PTFE)、全氟烷氧基树脂(PFA)等。这些中，优选有机硅树脂。
在芯棒包含树脂以外的材料的情况下，作为树脂以外的材料，可举出第四实施方式所说明的材料。另外，芯棒的形状、长度等与第四实施方式所说明的芯棒相同。
接下来，如图14的5B所示，在管状的容器20内插入芯棒53和金属粉末54。此时，在容器20的内壁与芯棒53之间的空间填充金属粉末54地将芯棒53和金属粉末54插入容器20内。
容器20的材料、形状等与第一实施方式所说明的容器10′相同。
金属粉末包括第一金属和第二金属。第一金属是Sn或者Sn合金，可举出第一实施方式所说明的材料。第二金属是Cu合金，可举出第一实施方式所说明的材料。
金属粉末中的第一金属的含量优选为20重量％以上且40重量％以下。另外，金属粉末中的第二金属的含量优选为60重量％以上且80重量％以下。
作为将芯棒和金属粉末插入容器内的方法，可举出与第二实施方式相同的方法，即，在容器内插入芯棒后在容器的内壁与芯棒之间的空间填充金属粉末的方法、在容器内填充金属粉末后在容器内插入芯棒而将容器内的金属粉末推出的方法、使金属粉末附着于芯棒的四周后将附着了金属粉末的芯棒插入容器内的方法等。在使用附着了金属粉末的芯棒的情况下，也可以在将该芯棒插入容器内后，再填充金属粉末，也可以在填充有金属粉末的容器内插入该芯棒。
接着，对插入容器内的芯棒和金属粉末进行加热。由此，金属粉末所含的第一金属与第二金属反应而生成金属间化合物。如图14的5C所示，在加热时，构成芯棒53的树脂膨胀，因此在受膨胀的树脂按压了的状态下形成有由金属间化合物构成的毛细构造体21。另一方面，在加热后冷却时上述树脂收缩，因此在毛细构造体21与芯棒53之间产生间隙52。熔融状态的金属间化合物固化，由此将由金属间化合物构成的毛细构造体固定于容器内。
加热温度优选为第一金属的熔点以上的温度，具体而言优选为250℃以上且300℃以下。加热时间优选为10分钟以上，另外优选为180分钟以下，更优选为60分钟以下。
第一金属与第二金属的反应如第一实施方式所说明的那样。如上述那样，构成毛细构造体的金属间化合物为多孔质，因此能够通过毛细现象而使工作液移动。
而且，如图14的5D所示，将芯棒53从容器20拔出。由此，在容器20内形成有空隙22。容器内的空隙作为蒸气的流路发挥功能。如上述那样，在毛细构造体与芯棒之间产生间隙，因此能够容易将芯棒从容器拔出。
其后，与第一实施方式同样，根据需要，使存在于容器内部的空气等不可冷凝气体脱气，在容器内封入工作液。也可以在容器内封入工作液前，或者在容器内封入工作液后，对容器实施扁平加工、弯曲加工等。
根据以上内容，能够制造图2所示的导热管2。
图15是示意性地示出本发明的第五实施方式的导热管的制造方法的其他的一个例子的立体图。
在图15中，准备与图14所示的圆柱状的芯棒53不同而在末端带有锥度的圆台形状的芯棒53′。这样，芯棒优选在至少一个末端带有锥度。从芯棒的容易拔出的观点出发，如图15所示，优选将芯棒53′的锥度部插入容器20。
(第六实施方式)
图16是示意性地示出本发明的第六实施方式的导热管的制造方法的一个例子的立体图。
首先，如图16的6A所示，在管状的容器20内插入芯棒63和金属粉末64。此时，在容器20的内壁与芯棒63之间的空间填充有金属粉末64并将芯棒63和金属粉末64插入容器20内。
容器20的材料、形状等与第一实施方式所说明的容器10′相同。
作为芯棒的材料，可举出第四实施方式所说明的材料。如后述那样，在使芯棒发热的情况下，优选芯棒由发热体构成。具体而言，优选将内置了热线的陶瓷管作为芯棒而使用，更优选将内置了镍铬丝的氧化铝管作为芯棒而使用。另外，芯棒的形状、长度等与第四实施方式所说明的芯棒相同。
金属粉末包括第一金属和第二金属。第一金属是Sn或者Sn合金，可举出第一实施方式所说明的材料。第二金属是Cu合金，可举出第一实施方式所说明的材料。
金属粉末中的第一金属的含量优选20重量％以上且40重量％以下。另外，金属粉末中的第二金属的含量优选60重量％以上且80重量％以下。
作为将芯棒和金属粉末插入容器内的方法，可举出与第二实施方式相同的方法，即在容器内插入芯棒后在容器的内壁与芯棒之间的空间填充金属粉末的方法、在容器内填充金属粉末后在容器内插入芯棒而将容器内的金属粉末推出的方法、使金属粉末附着于芯棒的四周后将附着了金属粉末的芯棒插入容器内的方法等。在使用附着了金属粉末的芯棒的情况下，也可以在将该芯棒插入容器内后，再填充金属粉末，也可以在填充有金属粉末的容器内插入该芯棒。
接下来，对插入有芯棒的状态的容器内的金属粉末在不足第一金属的熔点的温度下进行加热。由此，如图16的6B所示，金属粉末64所含的第一金属的一部分与第二金属的一部分反应，金属粉末64的一部分成为金属间化合物61。作为其结果，维持金属粉末64的形状，在容器20内固定有金属粉末64。
对于在不足第一金属的熔点的温度下对金属粉末进行加热的工序而言，也可以对容器整体进行加热，但优选使芯棒发热而对金属粉末进行加热。通过使芯棒发热，能够使与芯棒接触的部分的金属粉末成为金属间化合物。
加热温度只要是不足第一金属的熔点的温度则未特别限定，但优选为170℃以上且230℃以下，更优选为200℃以上且230℃以下。加热时间优选为15分钟以上且180分钟以下。
接着，如图16的6C所示，将芯棒63从容器20拔出。由此，在容器20内形成有空隙22。如上述那样，维持金属粉末的形状，在容器内固定有金属粉末，因此能够将芯棒从容器拔出。
而且，对拔出了芯棒的状态的容器内的金属粉末在第一金属的熔点以上的温度下进行加热。由此，金属粉末所含的未反应的第一金属与第二金属反应而生成金属间化合物。作为其结果，如图16的6D所示，形成由金属间化合物构成的毛细构造体21。通过熔融状态的金属间化合物固化，从而将金属间化合物构成的毛细构造体固定于容器内。
对于以第一金属的熔点以上的温度对金属粉末进行加热的工序而言，优选对容器整体进行加热。
加热温度只要是第一金属的熔点以上的温度则未特别限定，但优选为250℃以上且350℃以下。加热时间优选为10分钟以上，另外优选为180分钟以下，更优选为60分钟以下。
第一金属与第二金属的反应如第一实施方式所说明的那样。如上述那样，构成毛细构造体的金属间化合物为多孔质，因此能够通过毛细现象使工作液移动。另一方面，容器内的空隙作为蒸气的流路发挥功能。
其后，与第一实施方式同样，根据需要，使存在于容器内部的空气等不可冷凝气体脱气，在容器内封入工作液。也可以是，在容器内封入工作液前、或者在容器内封入工作液后，对容器实施扁平加工、弯曲加工等。
根据以上内容，能够制造图2所示的导热管2。
如上述那样，能够将不同实施方式所表示的结构部分置换或者组合。例如，也可以将第五实施方式所说明的芯棒在第四实施方式和第六实施方式中使用，也可以将第六实施方式中说明的方法与第四实施方式和第五实施方式组合。
附图标记说明
1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、2...导热管；10、10′、10″、20...容器；11、11a、11b、21...毛细构造体；12、22...空隙；23...金属棒；24、44、54、64...金属粉末；35...网状片；43、53、53′、63...芯棒；45...网；46...带网芯棒；52...间隙；61...金属间化合物。

Claims (7)

1.一种导热管的制造方法，其特征在于，具备：
准备芯棒的工序，该芯棒至少表面由树脂构成，所述树脂具有比作为第一金属的Sn或者Sn合金与作为第二金属的Cu合金反应而生成金属间化合物的温度高的熔点，并且具有比所述金属间化合物的热膨胀系数大的热膨胀系数；
将所述芯棒和包含所述第一金属和所述第二金属的金属粉末插入管状的容器内，而使所述容器的内壁与所述芯棒之间的空间中填充所述金属粉末的工序；
通过以250℃以上且350℃以下的温度对插入所述容器内的所述芯棒和所述金属粉末进行加热，使所述金属粉末所含的所述第一金属与所述第二金属反应而形成由金属间化合物构成的毛细构造体的工序；
通过冷却，使所述芯棒收缩，在所述毛细构造体和所述芯棒之间形成间隙的工序；以及
将所述芯棒从所述容器拔出的工序，
其中，所述作为第二金属的Cu合金是Ni的比例为5重量％以上且30重量％以下的Cu-Ni合金或者是Mn的比例为5重量％以上且30重量％以下的Cu-Mn合金。
2.根据权利要求1所述的导热管的制造方法，其特征在于，
所述芯棒至少一个末端带有锥度。
3.根据权利要求1所述的导热管的制造方法，其特征在于，
所述树脂是有机硅树脂。
4.根据权利要求2所述的导热管的制造方法，其特征在于，
所述树脂是有机硅树脂。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的导热管的制造方法，其特征在于，
在插入所述芯棒和所述金属粉末的工序中，在所述容器内插入了所述芯棒之后，在所述容器的内壁与所述芯棒之间的空间填充所述金属粉末。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的导热管的制造方法，其特征在于，
在插入所述芯棒和所述金属粉末的工序中，在所述容器内填充了所述金属粉末之后，在所述容器内插入所述芯棒而推出所述容器内的所述金属粉末。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的导热管的制造方法，其特征在于，
在插入所述芯棒和所述金属粉末的工序中，在使所述金属粉末附着于所述芯棒的四周后，将附着了所述金属粉末的所述芯棒插入所述容器内。
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