CN109312990A - 热管的制造方法和热管 - Google Patents

Abstract

本发明的热管的制造方法的特征在于，具备：将含有作为第1金属的Sn或Sn合金和作为第2金属的Cu合金的金属材料配置成与管状的容器的内壁接触的工序；将上述容器内的上述金属材料以小于上述第1金属的熔点的温度进行加热，从而残留上述金属材料所含的上述第1金属中的Sn，并且使上述金属材料所含的上述第1金属的一部分与上述第2金属的一部分反应而形成金属间化合物，利用上述金属间化合物使上述金属材料固定于上述容器的内壁的工序；对固定有上述金属材料的上述容器实施弯曲加工的工序；实施上述弯曲加工后，将上述容器内的上述金属材料以上述第1金属的熔点以上的温度进行加热，从而使上述金属材料所含的未反应的上述第1金属与上述第2金属反应，形成由金属间化合物构成的多孔毛细结构体的工序。

Description

热管的制造方法和热管

技术领域

本发明涉及热管的制造方法和热管。

背景技术

热管用于电脑等电子设备所搭载的CPU的冷却等。热管是将非凝结性流体进行脱气，封入适量的工作液体的密闭的金属体。封入至容器(Container)内部的工作液体在蒸发部从容器外部被加热而蒸发，在凝结部蒸气被冷却而凝结，返回至工作液体，以潜热的形式输送热。由于以潜热的形式输送热，因此以蒸发部与凝结部的小的温度差也可以输送热。

容器内需要使在凝结部凝结的工作液体回流至蒸发部。蒸发部位于凝结部的上侧时或蒸发部和凝结部水平并列时，利用工作液体的表面张力进行工作液体的回流。因此，在容器内部需要多孔的毛细(Wick)结构体。

作为毛细结构体使用捆扎多根细线而成的线状体、网等网状体、将铜粉末等金属粉末烧结而成的烧结体。其中，已知使用金属粉末的烧结体的毛细结构体可得到高的表面张力(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－135211号公报

发明内容

通常，对热管根据电子设备等的形状实施弯曲加工。但是，由于由金属粉末的烧结体构成的毛细结构体又硬又脆，因此对形成毛细结构体后的热管实施弯曲加工时，会产生毛细结构体从容器的内壁剥离的问题。

本发明是为了解决上述问题而进行的，其目的在于提供一种热管的制造方法和通过该方法制造的热管，其在容器的弯曲部的内壁将毛细结构体配置成在弯曲加工时不会从容器的内壁剥离。

本发明的热管的制造方法的特征在于，具备如下工序：将含有作为第1金属的Sn或Sn合金和作为第2金属的Cu合金的金属材料配置成与管状的容器的内壁接触的工序；将上述容器内的上述金属材料以小于上述第1金属的熔点的温度进行加热，从而残留上述金属材料所含的上述第1金属中的Sn，并且使上述金属材料所含的上述第1金属的一部分与上述第2金属的一部分反应而形成金属间化合物，利用上述金属间化合物使上述金属材料固定于上述容器的内壁的工序；对固定有上述金属材料的上述容器实施弯曲加工的工序；以及，实施上述弯曲加工后，将上述容器内的上述金属材料以上述第1金属的熔点以上的温度进行加热，从而使上述金属材料所含的未反应的上述第1金属与上述第2金属反应，形成由金属间化合物构成的多孔毛细结构体的工序。

本发明的热管的制造方法中，使用作为第1金属的Sn或Sn合金与作为熔点比第1金属高的第2金属的Cu合金的金属间化合物作为毛细结构体。在加热第1金属(例如Sn)和第2金属(例如Cu－Ni合金)时，若温度达到第1金属的熔点以上，则第1金属熔融。若进一步继续加热，则第1金属与第2金属反应，生成金属间化合物(例如(Cu、Ni)₆Sn₅)。在生成金属间化合部时产生空洞(气孔)，因此上述金属间化合物成为适合于毛细结构体的多孔。

但是，由上述金属间化合物构成的毛细结构体又硬又脆，因此若对形成毛细结构体后的热管实施弯曲加工，则毛细结构体无法承受弯曲加工时的变形。其结果，毛细结构体会产生龟裂等，发送毛细结构体从容器的内壁剥离的问题。

因此，本发明的热管的制造方法的特征在于，在弯曲加工的前后进行用于生成金属间化合物的加热。首先，在弯曲加工之前，以小于第1金属的熔点的温度加热金属材料(以下，也称为预加热)。该加热中第1金属未熔融，因此金属材料所含的第1金属中的Sn在加热后也会残留，但金属材料所含的第1金属的一部分和第2金属的一部分通过固相扩散而进行反应，生成金属间化合物。其结果，利用金属间化合物将金属材料固定于容器的内壁。

如上所述，通过以小于第1金属的熔点的温度加热金属材料，可以将具有延展性的Sn残留在第1金属中，因此，可以防止在加热后成为金属间化合物那样的又硬又脆的状态。因此，即使对加热后的容器实施弯曲加工，容器内的金属材料也不会产生龟裂等，金属材料不会从容器的内壁剥离，可以保持金属材料的形状。

而且，在实施弯曲加工后，以第1金属的熔点以上的温度加热金属材料(以下，也称为主加热)。该加热中第1金属熔融，因此未反应的第1金属与第2金属反应，生成金属间化合物。其结果，形成由金属间化合物构成的毛细结构体。根据以上的方式，可以制造在容器的弯曲部的内壁配置有由金属间化合物构成的毛细结构体的热管。

本发明的热管的制造方法中，上述第2金属优选为Cu－Ni合金。上述Cu－Ni合金中的Ni的含量优选为5重量％～15重量％。

Cu－Ni合金可以与Sn或Sn合金快速地反应而形成金属间化合物。尤其是Cu－Ni合金中的Ni的含量为5重量％～15重量％时，可靠地形成金属间化合物。

本发明的热管的制造方法中，上述Cu－Ni合金可以是Cu－Ni－M合金(M为Co或Fe)。上述Cu－Ni－M合金中的Ni和M的合计含量优选为3重量％～10重量％。

在Cu－Ni合金含有Co或Fe的情况下，也能够与Sn或Sn合金快速地反应而形成金属间化合物。在M为Co或Fe时，若Cu－Ni－M合金中的Ni和M的合计含量为3重量％～10重量％，则可靠地形成金属间化合物。

本发明的热管的制造方法中，上述第1金属中的Sn的含量优选为90重量％以上。

若第1金属中的Sn的含量为90重量％以上，则可靠地形成金属间化合物。

本发明的热管的制造方法中，上述金属材料中，相对于上述第1金属和上述第2金属的合计重量的、上述第1金属的重量比率优选为20％～60％。

若金属材料中的第1金属的重量的比率为20％～60％，则在以小于第1金属的熔点的温度加热金属材料的工序中能够残留第1金属中的Sn，并且在以第1金属的熔点以上的温度加热金属材料的工序中能够不残留第1金属中的Sn。

本发明的热管的制造方法中，在以上述第1金属的熔点以上的温度加热上述金属材料的工序中，可以将固定有上述金属材料的容器与其它部件通过在夹着接合材料的状态下进行加热，从而使上述其它部件接合于上述容器的外壁。

在这种情况下，通过一次的加热，可以同时进行容器内的毛细结构体的形成和其它部件与容器的接合，因此可以提高作业效率。

如上所述，根据本发明的热管的制造方法，可以制造在容器的弯曲部的内壁配置有由第1金属与第2金属的金属间化合物构成的毛细结构体的热管。本发明之一也是这样的热管。

即，本发明的热管的特征在于，具备管状的容器以及配置成与上述容器的内壁接触的多孔毛细结构体，并且，上述毛细结构体由作为第1金属的Sn或Sn合金与作为第2金属的Cu合金的金属间化合物构成，上述容器具有弯曲部，在上述弯曲部的内壁配置有上述毛细结构体。

根据本发明，可以提供一种热管的制造方法和通过该方法制造的热管，其在容器的弯曲部的内壁将毛细结构体配置成在弯曲加工时不会从容器的内壁剥离。

附图说明

图1的图1A～图1D是示意性地表示本发明的第1实施方式所涉及的热管的制造方法的一个例子的说明图。

图2的图2A～图2E是示意性地表示本发明的第2实施方式所涉及的热管的制造方法的一个例子的说明图。

图3是示意性地表示金属粉末的填充方法的立体图。

图4是示意性地表示弯曲试验的方法的截面图。

图5的图5(a)和图5(b)是实施例1－1的弯曲试验后的照片。

图6的图6(a)和图6(b)是比较例1－1的弯曲试验后的照片。

具体实施方式

以下，对本发明的热管的制造方法的实施方式进行说明。

但是，本发明不限于以下的构成，可以在不变更本发明的要旨的范围内进行适当变更而应用。应予说明，组合2个以上的以下所记载的各个实施方式的优选构成的方式也属于本发明。

以下所示的各实施方式仅是例示，当然可以对不同的实施方式中示出的构成进行部分的置换或组合。从第2实施方式开始省略与第1实施方式相同的事项的记述，仅对不同点进行说明。尤其是对因同样的构成所致的同样的作用效果，不再每个实施方式中逐一提及。

以下，对本发明的第1实施方式所涉及的热管的制造方法进行说明。

图1A～图1D是示意性地表示本发明的第1实施方式所涉及的热管的制造方法的一个例子的说明图。图1A～图1D中，将立体图示于左侧，将以立体图中的两个箭头表示的部分的截面图示于右侧。

首先，如图1A所示，将含有第1金属11和第2金属12的金属材料10配置成与管状的容器20的内壁接触。图1A中，作为金属材料10将第1金属11的粉末和第2金属12的粉末的混合粉末配置于容器20内。

容器需要在内部和外部传递热，因此优选由热传导率高的材料构成。作为容器的材料，例如可使用铜、铝等金属。此外，热管需要耐热性和可承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，可使用不锈钢、铜合金、碳钢等。容器的形状没有特别限定，也可以是圆筒状以外的筒状。此外，容器的内壁的形状也没有特别限定，也可以在内壁具备沟槽等的毛细管结构。

第1金属为Sn或Sn合金，例如，可举出Sn单质或含有选自Cu、Ni、Ag、Au、Sb、Zn、Bi、In、Ge、Al、Co、Mn、Fe、Cr、Mg、Mn、Pd、Si、Sr、Te和P中的至少1种与Sn的合金。例如可举出Sn、Sn－3Ag－0.5Cu、Sn－3.5Ag、Sn－5Ag、Sn－0.7Cu、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Sn－8Zn－3Bi。

上述标记中，例如，“Sn－3Ag－0.5Cu”是指含有3重量％的Ag、0.5重量％的Cu且剩余部分为Sn的合金。

第1金属中的Sn的含量优选为90重量％以上，更优选为91重量％以上，进一步优选为95重量％以上。若第1金属中的Sn的含量为上述的范围，则可靠地形成金属间化合物。

第2金属为Cu合金，例如，可举出Cu－Ni合金、Cu－Mn合金、Cu－Al合金或Cu－Cr合金。第2金属可以如Cu－Mn－Ni等那样同时含有Mn和Ni，此外，也可以含有P等第3成分。

第2金属优选为Cu－Ni合金。Cu－Ni合金可以与Sn或Sn合金快速地反应而形成金属间化合物。

第2金属为Cu－Ni合金时，Cu－Ni合金中的Ni的含量优选为5重量％～15重量％，更优选为8重量％～12重量％。若Cu－Ni合金中的Ni的含量为上述范围，则可靠地形成金属间化合物。作为Cu－Ni合金，例如可举出Cu－5Ni、Cu－10Ni或Cu－15Ni。

上述标记中，例如，“Cu－5Ni”是指含有5重量％的Ni且剩余部分为Cu的合金。

Cu－Ni合金可以如Cu－Ni－Co合金、Cu－Ni－Fe合金等那样含有第3成分。Cu－Ni合金为Cu－Ni－M合金(M为Co或Fe)时，Cu－Ni－M合金中的Ni和M的合计含量优选为3重量％～10重量％，更优选为5重量％～10重量％。特别是Cu－Ni合金为Cu－Ni－Co合金时，Cu－Ni－Co合金中的Ni和Co的合计含量优选为5重量％～10重量％。

金属材料中，第1金属的重量相对于第1金属和第2金属的合计重量的比率优选为20％～60％，更优选为20％～40％。

由于第1金属中的Sn具有延展性，因此Sn越多，金属材料越容易弯曲，但若加热后的毛细结构体中残留Sn，则热输送特性降低。若金属材料中的第1金属的重量的比率为上述范围，则以小于第1金属的熔点的温度加热金属材料的工序中能够残留第1金属中的Sn，并且在以第1金属的熔点以上的温度加热金属材料的工序中能够不残留第1金属中的Sn。

将金属材料配置于容器内时，将金属材料配置成主加热后的容器内形成空洞(参照图1D)。

如图1A所示，使用第1金属的粉末和第2金属的粉末的混合粉末作为金属材料时，作为将金属材料配置于容器内的方法，例如，可举出在容器内插入芯棒，在容器的内壁与芯棒之间的空间填充上述混合粉末的方法等。如后所述，由于在以小于第1金属的熔点的温度加热金属材料的工序之后金属材料会固定在容器的内壁，因此在实施弯曲加工的工序之前可以将芯棒从容器拔出，能够在容器内形成空隙。

作为芯棒的材料，例如，可使用不锈钢、氧化铝等。此外，也可以是如内置有热线的陶瓷管(例如，内置有镍铬合金线的氧化铝管)那样的由发热体构成的芯棒。

芯棒的形状没有特别限定，优选为圆柱状。芯棒可以沿着长轴方向具有切口部，此外，也可以是可分割的形状。此外，芯棒的形状也可以是圆锥台形状。芯棒的长度没有特别限定，优选与容器的长度相同或比容器长。

图1A中，使用第1金属的粉末和第2金属的粉末的混合粉末作为金属材料，但金属材料的形态没有特别限定，可举出粉末、箔、网片、线、膏等，也可以是它们的组合。在将这些金属材料配置于容器内时，可以使用上述芯棒，也可以不使用。

接着，将容器内的金属材料以小于第1金属的熔点的温度加热(预加热)。该加热中第1金属未熔融，因此金属材料所含的第1金属中的Sn在加热后也残留，但是，如图1B所示，金属材料10所含的第1金属11的一部分与第2金属12的一部分通过固相扩散进行反应，生成金属间化合物13。其结果，利用金属间化合物13将金属材料10固定于容器20的内壁。

加热温度只要是小于第1金属的熔点的温度则没有特别限定，优选为150℃～230℃，更优选为200℃～230℃。此外，第1金属为Sn合金时，优选以小于第1金属的固相线温度进行加热。加热时间优选为5分钟～35分钟，更优选为10分钟～30分钟。

接着，如图1C所示，对固定有金属材料10的容器20实施弯曲加工。由此，在容器20形成弯曲部21。

由于具有延展性的Sn残留在第1金属中，因此即使对固定有金属材料的容器实施弯曲加工，容器内的金属材料也不会产生龟裂等，金属材料不会从容器的内壁剥离，可以保持金属材料的形状。

本说明书中，弯曲加工还包括扭曲加工。通过弯曲加工而形成的弯曲部的形状、方向等没有特别限定。此外，也可以对容器的2处以上实施弯曲加工。

对于固定有金属材料的容器，可以在实施弯曲加工后或实施弯曲加工前实施扁平加工。

在实施弯曲加工后，将容器内的金属材料以第1金属的熔点以上的温度加热(主加热)。该加热中第1金属熔融，因此金属材料所含的未反应的第1金属与第2金属进行反应，生成金属间化合物。伴随着生成金属间化合物的反应，金属间化合物中形成空洞(气孔)，因此上述金属间化合物成为多孔。其结果，如图1D所示，形成由金属间化合物构成的多孔毛细结构体14。因熔融状态的金属间化合物的固化，毛细结构体14被固定于容器20内。

如上所述，构成毛细结构体的金属间化合物为多孔，因此能通过毛细管现象使工作液体移动。另一方面，容器内的空洞作为蒸气的流道发挥功能。

对于加热温度，只要是第1金属的熔点以上的温度则没有特别限定，优选为250℃～350℃。加热时间优选为5分钟～60分钟。

金属材料中或毛细结构体中的金属间化合物可以通过使用金属显微镜的截面观察来方便地确认。详细而言，通过进行基于能量色散型X射线分析(EDX)等的组成分析和基于微区X射线衍射等的结晶结构解析，从而可以确认(Cu,Ni)₆Sn₅等金属间化合物。

其后，根据需要将存在于容器内部的空气等非凝结性气体进行脱气，在容器内封入工作液体。作为工作液体，可使用水、乙醇、甲醇、萘、苯、氟利昂替代品、氨等。此外，非凝结性气体的脱气可使用真空脱气法，或通过预先注入多余的量的工作液体，对容器进行加热使工作液体沸腾，从而逐出非凝结性气体的方法等。

根据以上内容，可制造在容器的弯曲部的内壁配置有由金属间化合物构成的毛细结构体的热管。

在所制造的热管中，虽然至少在容器的弯曲部的内壁配置有毛细结构体即可，但优选在弯曲部以外的内壁也配置毛细结构体。

以下，对本发明的第2实施方式所涉及的热管的制造方法进行说明。

图2A～图2E是示意性地表示本发明的第2实施方式所涉及的热管的制造方法的一个例子的说明图。图2A～图2C中，与图1A～图1C同样地将立体图示于左侧，将以立体图中的两个箭头表示的部分的截面图示于右侧。此外，图2D和图2E中，在左侧显示立体图，在右侧显示容器的弯曲部的截面图，在中央显示容器的前端部的截面图。

首先，如图2A所示，将含有第1金属11和第2金属12的金属材料10配置成与管状的容器20的内壁接触。接着，将容器内的金属材料以小于第1金属的熔点的温度进行加热(预加热)，由此，如图2B所示，残留第1金属11中的Sn，并且使金属材料10所含的第1金属11的一部分与第2金属12的一部分反应而形成金属间化合物13，利用金属间化合物13使金属材料10固定于容器20的内壁。接着，如图2C所示，对固定有金属材料10的容器20实施弯曲加工，从而在容器20形成弯曲部21。

图2A～图2C的工序与图1A～图1C的工序相同，因此省略各工序的详细的说明。

实施弯曲加工后，如图2D所示，在夹着锡膏等接合材料40的状态下，将散热器等其它部件30载置于容器20的前端部。

接合材料优选含有作为第1金属的Sn或Sn合金。接合材料所含的第1金属可以与金属材料所含的第1金属相同或不同，但需要具有金属材料所含的第1金属的熔点以下的熔点。接合材料可以进一步含有作为第2金属的Cu合金。接合材料所含的第2金属可以与金属材料所含的第2金属相同或不同。接合材料除了含有第1金属等金属材料料以外，还可以进一步含有助焊剂。

在容器和其它部件夹着接合材料的状态下以第1金属的熔点以上的温度加热金属材料(主加热)。由此，金属材料中的第1金属熔融，因此如同第1实施方式，金属材料所含的未反应的第1金属与第2金属进行反应，生成金属间化合物。其结果，如图2E所示，在容器20内形成由金属间化合物构成的多孔毛细结构体14。因熔融状态的金属间化合物的固化，毛细结构体14被固定于容器20内。而且，接合材料中的第1金属也熔融，因此熔融状态的第1金属固化时，其它部件30被接合部材41接合于容器20的外壁。

加热温度和加热时间与第1实施方式相同。第2实施方式中，优选利用回流焊方式将其它部件接合于容器的外壁，具体而言，优选使用回流焊炉或带式炉进行加热。

作为接合于容器的外壁的其它部件，例如，可举出散热器等。容器的接合其它部件的位置不限定于前端部，接合于任意位置均可。此外，也可以将2个以上的部件接合于容器的外壁。

图2A～图2E中，在实施弯曲加工后将其它部件载置于容器上，但也可以在实施弯曲加工前将其它部件载置在容器上。

其后，根据需要将存在于容器内部的空气等非凝结性气体脱气，在容器内封入工作液体。

根据以上内容，可以制造在容器的弯曲部的内壁配置有毛细结构体、在容器的外壁接合有其它部件的热管。

实施例

以下，示出将本发明的热管的制造方法更具体地公开的实施例。应予说明，本发明不限于这些实施例。

(实施例1－1～实施例1－4、比较例1－1和比较例1－2)

(1－1)金属粉末的填充

图3是示意性地表示金属粉末的填充方法的立体图。

首先，铜板50(无氧铜，50mm×25mm×0.2mmt)上配置具有开口部的有机硅橡胶板51(50mm×25mm×0.5mmt，开口部40mm×20mm)。

将平均粒径50μm的Sn粉末61(第1金属)和平均粒径60μm的Cu合金粉末62(第2金属)以规定的重量比率进行混合，填充于有机硅橡胶板51的开口部。将Cu合金粉末的成分以及相对于Sn和Cu合金的合计重量的Sn的重量的比率示于表1。

(1－2)金属粉末的加热

对于填充于铜板上的开口部的金属粉末，使用烤箱在氮气氛下在表1所示的加热条件下进行加热。实施例1－1～实施例1－4和比较例1－2的加热条件相当于预加热，比较例1－1的加热条件相当于主加热。通过该加热，在铜板上形成金属膜。加热后，从铜板取下有机硅橡胶板。

使用金属显微镜观察金属膜的截面，鉴定在加热后的金属膜的主要成分。表1示出加热后的金属膜的主要成分。表1中，IMC是指金属间化合物。

(1－3)弯曲试验

图4是示意性地表示弯曲试验的方法的截面图。

将形成有金属膜63的铜板50缠绕于圆棒52(SUS304)。如图4所示，朝向外侧缠绕金属膜63。

将圆棒52的直径以60mmφ、50mmφ、40mmφ的顺序进行变更，将缠绕时金属膜未剥离的情况判定为○(合格)，将金属膜剥离的情况判定为×(不合格)。应予说明，以目视确认剥离的有无。

将弯曲试验的结果示于表1。表1中记载了金属膜能够不剥离地弯曲的圆棒的最小直径，在圆棒的直径为60mmφ时不合格的情况记载为×。

此外，将实施例1－1的弯曲试验后的照片示于图5(a)和图5(b)，将比较例1－1的弯曲试验后的照片示于图6(a)和图6(b)。图5(a)和图5(b)中，圆棒的直径为60mmφ。

[表1]

表1的“判定”一栏中，将弯曲试验中圆棒的直径直40mmφ为止合格的情况设为◎，将至50mmφ或60mmφ为止合格的情况设为○，将圆棒的直径为60mmφ时不合格的情况设为×。

由表1可知，在实施例1－1～实施例1－4中，通过以小于属于Sn熔点的232℃的温度进行加热，从而残留Sn的同时形成金属间化合物，弯曲试验中金属膜未剥离。尤其是加热温度为200℃以上的实施例1－1和实施例1－2中，即使圆棒的直径为40mmφ，金属膜也未发生剥离。

另一方面，以Sn的熔点以上的温度进行加热的比较例1－1中，虽然在加热后形成了金属间化合物，但未残留Sn，弯曲试验中金属膜发生剥离。此外，在加热温度为120℃的比较例1－2中，加热后未形成金属间化合物，金属膜未能固定于铜板，因此在弯曲试验中金属膜发生剥离。

(实施例2－1～实施例2－10、比较例2－1和比较例2－2)

(2－1)金属粉末的填充

如表2所示，对Cu合金粉末的成分和相对于Sn和Cu合金的合计重量的Sn的重量的比率进行变更。

与上述(1－1)同样地，将平均粒径50μm的Sn粉末(第1金属)和平均粒径60μm的Cu合金粉末(第2金属)以规定的重量比率混合，填充于有机硅橡胶板的开口部。但是，比较例2－1中，使用Cu粉末代替Cu合金粉末。将Cu合金粉末的成分以及相对于Sn和Cu合金的合计重量的Sn的重量的比率示于表2。

(2－2)预加热

对于填充于铜板上的开口部的金属粉末，使用烤箱在氮气氛下在210℃、10分钟的条件下加热。通过该加热，在铜板上形成金属膜。加热后，从铜板取下有机硅橡胶板。

使用金属显微镜观察金属膜的截面，鉴定预加热后的金属膜的主要成分。将预加热后的金属膜的主要成分示于表2。表2中，IMC是指金属间化合物。

(2－3)弯曲试验

通过与上述(1－3)同样的方法，对形成有金属膜的铜板进行弯曲试验。将弯曲试验的结果示于表2。

(2－4)主加热

用辊平坦地拉伸弯曲试验后的试样后，以回流焊炉在氮气氛下、260℃、5分钟的条件进行加热。

使用金属显微镜观察金属膜的截面，鉴定主加热后的金属膜的主要成分。将主加热后的金属膜的主要成分示于表2。

(2－5)残留Sn率的评价

将主加热后的金属膜切取约10mg，在测定温度30℃～350℃、升温速度5℃/min、N₂气氛、参照物Al₂O₃的条件下进行差示扫描量热测定(DSC测定)。根据所得的DSC图的Sn成分的熔融温度下的熔融吸热峰的吸热量，将残留的Sn成分量定量化，将Sn成分相对于金属成分整体的比例作为残留Sn率进行评价。将残留Sn率为0体积％的情况评价为◎(优)，将超过0体积％且小于1体积％的情况评价为○(可)，将1体积％以上的情况评价为×(不可)。

将残留Sn率和判定结果示于表2。

[表2]

表2的“判定”一栏中，将弯曲试验中圆棒的直径至40mmφ为止为合格且残留Sn率为◎的情况评价为◎，将弯曲试验为合格且残留Sn率为◎或○的情况评价为○，将弯曲试验为合格且残留Sn率为×的情况评价为△，不论残留Sn率的结果如何，将弯曲试验不合格的情况评价为×。表3的“判定”一栏也相同。

根据表2，作为第2金属使用Cu粉末的比较例2－1中，在预加热后未形成金属间化合物，弯曲试验中金属膜发生剥离。此外，在相对于Sn和Cu合金的合计重量的Sn的重量的比率为10％的比较例2－2中，预加热后未残留Sn，弯曲试验中金属膜发生剥离。

与此相对，在使用Cu合金粉末的实施例2－1～实施例2－10中，在预加热后残留Sn，并且形成金属间化合物，弯曲试验中金属膜未剥离。

使用Cu－Ni合金作为Cu合金时，由实施例2－2、实施例2－5和实施例2－6的结果可确认通过将Cu－Ni合金中的Ni的含量设为10重量％，即使圆棒的直径为40mmφ，金属膜也不发生剥离。

此外，由实施例2－1～实施例2－4的结果可确认通过将相对于Sn和Cu合金的合计重量的Sn的重量的比率设为20％～60％，残留Sn率变低。

而且，由实施例2－7～实施例2－10的结果可确认使用Cu－Ni－Co合金或Cu－Ni－Fe合金作为Cu合金时，也与使用Cu－Ni合金的情况同样地在弯曲试验中金属膜未发生剥离。确认到尤其是在使用Cu－Ni－Co合金作为Cu合金时，通过将Cu－Ni－Co合金中的Ni和Co的合计含量设为5重量％～10重量％，即使圆棒的直径为40mmφ，金属膜也没有发生剥离，残留Sn率也变低。

(实施例3－1～实施例3－4)

(3－1)金属粉末的填充

如表3所示，使用Sn合金粉末作为第1金属。

与上述(1－1)同样地将平均粒径50μm的Sn合金粉末(第1金属)和平均粒径60μm的Cu合金粉末(第2金属)以规定的重量比率混合并填充于有机硅橡胶板的开口部。将Sn合金粉末的成分和固相线温度、Cu合金粉末的成分以及相对于Sn合金和Cu合金的合计重量的Sn合金的重量的比率示于表3。

(3－2)预加热

对于填充于铜板上的开口部的金属粉末，使用烤箱在氮气氛下进行加热。加热条件在实施例3－1～实施例3－3中设为210℃、10分钟，在实施例3－4中设为190℃、10分钟。通过该加热，在铜板上形成金属膜。加热后，从铜板取下有机硅橡胶板。

使用金属显微镜观察金属膜的截面，鉴定预加热后的金属膜的主要成分。将预加热后的金属膜的主要成分示于表3。表3中，IMC是指金属间化合物。

(3－3)弯曲试验

通过与上述(1－3)同样的方法，对形成有金属膜的铜板进行弯曲试验。将弯曲试验的结果示于表3。

(3－4)主加热

用辊平坦地拉伸弯曲试验后的试样后，以回流焊炉在氮气氛下、260℃、5分钟的条件进行加热。

使用金属显微镜观察金属膜的截面，鉴定主加热后的金属膜的主要成分。将主加热后的金属膜的主要成分示于表3。

(3－5)残留Sn率的评价

通过与上述(2－5)同样的方法，评价残留Sn率。将残留Sn率和判定结果示于表3。

[表3]

根据表3可知，在使用Sn合金粉末代替Sn粉末的情况下也能得到与使用Sn粉末的情况相同的结果。

符号说明

10 金属材料

11 第1金属

12 第2金属

13 金属间化合物

14 毛细结构体

20 容器

21 弯曲部

30 其它部件

40 接合材料

41 接合构件

50 铜板

51 有机硅橡胶板

52 圆棒

61 Sn粉末

62 Cu合金粉末

63 金属膜

Claims (9)

1.一种热管的制造方法，其特征在于，具备如下工序：

将含有作为第1金属的Sn或Sn合金和作为第2金属的Cu合金的金属材料配置成与管状的容器的内壁接触的工序；

将所述容器内的所述金属材料以小于所述第1金属的熔点的温度进行加热，从而残留所述金属材料所含的所述第1金属中的Sn，并且使所述金属材料所含的所述第1金属的一部分与所述第2金属的一部分反应而形成金属间化合物，利用所述金属间化合物使所述金属材料固定于所述容器的内壁的工序；

对固定有所述金属材料的所述容器实施弯曲加工的工序；以及

实施所述弯曲加工后，将所述容器内的所述金属材料以所述第1金属的熔点以上的温度进行加热，从而使所述金属材料所含的未反应的所述第1金属与所述第2金属反应，形成由金属间化合物构成的多孔毛细结构体的工序。

2.根据权利要求1所述的热管的制造方法，其中，所述第2金属为Cu－Ni合金。

3.根据权利要求2所述的热管的制造方法，其中，所述Cu－Ni合金中的Ni的含量为5重量％～15重量％。

4.根据权利要求2所述的热管的制造方法，其中，所述Cu－Ni合金为Cu－Ni－M合金，M为Co或Fe。

5.根据权利要求4所述的热管的制造方法，其中，所述Cu－Ni－M合金中的Ni和M的合计含量为3重量％～10重量％。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的热管的制造方法，其中，所述第1金属中的Sn的含量为90重量％以上。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的热管的制造方法，其中，所述金属材料中，相对于所述第1金属和所述第2金属的合计重量，所述第1金属的重量的比率为20％～60％。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的热管的制造方法，其中，在以所述第1金属的熔点以上的温度加热所述金属材料的工序中，将固定有所述金属材料的容器与其它部件通过在夹着接合材料的状态下进行加热，从而使所述其它部件接合于所述容器的外壁。

9.一种热管，其特征在于，具备：管状的容器、以及配置成与所述容器的内壁接触的多孔毛细结构体，

所述毛细结构体由作为第1金属的Sn或Sn合金与作为第2金属的Cu合金的金属间化合物构成，

所述容器具备弯曲部，在所述弯曲部的内壁配置有所述毛细结构体。