CN109724438A - 环路式热管 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环路式热管及其制造方法。该环路式热管包括：蒸发器，其构造为使液态工作流体蒸发；冷凝器，其构造为将已蒸发工作流体冷凝成液态工作流体；蒸气管，其设置在蒸发器与冷凝器之间；以及液体管，其设置在蒸发器与冷凝器之间。蒸气管和液体管中每一者包括：下侧金属层；中间金属层，其布置在下侧金属层上；上侧金属层，其布置在中间金属层上；以及导管，其由下侧金属层、中间金属层和上侧金属层形成，并且上侧金属层和下侧金属层中的至少一者在蒸气管的第一部分中向外弯曲。

Description

环路式热管

技术领域

本发明涉及一种环路式热管。

背景技术

存在环路式热管，每个环路式热管用作传输由诸如智能手机等电子设备产生的热量的装置。这种环路式热管是使用工作流体的相变来传热的装置。环路式热管具有封闭工作流体的环路形导管。

在环路式热管中，工作流体沿一个方向流过导管，从而将由电子元件产生的热量传输到冷凝器。因此，当工作流体受到来自导管的阻力太大时，工作流体不能有效地传输热量(参见例如WO2015/087451、JP-A-10-122774和JP-A-11-37678)。

发明内容

某些实施例提供了一种环路式热管。该环路式热管包括：蒸发器，其构造为使液态工作流体蒸发；冷凝器，其构造为将已蒸发工作流体(汽化的工作流体)冷凝成液态工作流体；蒸气管，其设置在蒸发器与冷凝器之间，并且已蒸发工作流体流过蒸气管；以及液体管，其设置在蒸发器与冷凝器之间，并且液态工作流体流过液体管。蒸气管和液体管中每一者包括：下侧金属层；中间金属层，其布置在下侧金属层上；上侧金属层，其布置在中间金属层上；以及导管，其由下侧金属层、中间金属层和上侧金属层形成。上侧金属层和下侧金属层中的至少一者在蒸气管的第一部分向外弯曲(凸出)。

某些实施例提供了一种制造环路式热管的方法。该环路式热管包括：蒸发器，其构造为使液态工作流体蒸发；冷凝器，其构造为将已蒸发工作流体冷凝成液态工作流体；蒸气管，其设置在蒸发器与冷凝器之间，并且已蒸发工作流体流过蒸气管；以及液体管，其设置在蒸发器与冷凝器之间，并且液态工作流体流过液体管。蒸气管和液体管中每一者包括：下侧金属层；中间金属层，其布置在下侧金属层上；上侧金属层，其布置在中间金属层上；以及导管，其由下侧金属层、中间金属层和上侧金属层形成。该方法包括：步骤(a)增加导管内的压力，从而在蒸气管的第一部分中使上侧金属层和下侧金属层中的至少一者向外弯曲；以及步骤(b)将工作流体封闭到导管中。

附图说明

图1是用于研究的环路式热管的俯视图；

图2是沿图1的线I-I截取的剖视图；

图3是根据第一实施例的环路式热管的俯视图；

图4是沿图3的线II-II截取的剖视图；

图5是沿图3的线III-III截取的剖视图；

图6是沿图3的线IV-IV截取的剖视图；

图7是沿图3的线V-V截取的剖视图；

图8是用于说明在第一实施例中设置多孔部件的区域的平面图；

图9是当在第一实施例中仅在液体管的一部分中设置多孔部件时的平面图；

图10A是沿图9的线VI-VI截取的液体管的剖视图；

图10B是沿图9的线VII-VII截取的冷凝器的剖视图；

图11是第一实施例中牢固地固定于壳体的冷凝器的剖视图；

图12是通过研究根据第一实施例的环路式热管的热传输性能而获得的曲线图；

图13是根据第一实施例的环路式热管中使用的下侧金属层和上侧金属层中的每一者的平面图；

图14是根据第一实施例的环路式热管中使用的中间金属层的平面图；

图15是图14的区域A中的中间金属层的各个放大平面图；

图16A和图16B是制造根据第一实施例的第一实例的环路式热管的中间状态(middle)的剖视图(第1部分)；

图17是制造根据第一实施例的第一实例的环路式热管的中间状态的剖视图(第2部分)；

图18A和图18B是制造根据第一实施例的第二实例的环路式热管的中间状态的剖视图(第1部分)；

图19是制造根据第一实施例的第二实例的环路式热管的中间状态的剖视图(第2部分)；

图20是第一实施例的第一变型例中的环路式热管的剖视图；

图21是当在第一实施例的第一变型例中使下侧金属层比上侧金属层厚时的剖视图；

图22是第一实施例的第二变型例中的环路式热管的剖视图；

图23是当在第一实施例的第二变型例中使下侧金属层的管壁部分比其结合部分薄的剖视图；

图24A是在第二实施例中下侧金属层和上侧金属层朝向导管外侧弯曲之前的蒸气管的剖视图；

图24B是在第二实施例中下侧金属层和上侧金属层朝向导管外侧弯曲之后的蒸气管的剖视图；

图25是用于说明第二实施例中的各凹部的平面形状的平面图；

图26是示出在根据第二实施例的环路式热管中形成凹部的区域的平面图；

图27A至图27C是用于说明根据第二实施例的下侧金属层的加工方法的剖视图；

图28是根据第二实施例的第一变型例的蒸气管的剖视图；

图29是根据第二实施例的第二变型例的下侧金属层的放大平面图；

图30是根据第二实施例的第三变型例的下侧金属层的放大平面图；以及

图31是根据第二实施例的第四变型例的下侧金属层的放大平面图。

具体实施方式

在描述本发明的实施例之前，将描述本发明人研究的内容。

图1是该研究中使用的环路式热管的俯视图。

环路式热管1接纳在智能手机、数码相机等的壳体2中。环路式热管1包括蒸发器3和冷凝器4。

蒸气管5和液体管6连接到蒸发器3和冷凝器4。工作流体C流过的环路形导管(管路)9由管5和6形成。另外，将诸如CPU(中央处理单元)等发热元件7牢固地固定到蒸发器3，并且通过发热元件7的热量产生工作流体C的蒸气Cv。

在蒸气Cv通过蒸气管5被引导到冷凝器4并在冷凝器4中液化之后，液化的工作流体C再次通过液体管6被供给至蒸发器3。

工作流体C以这种方式在环路式热管1内循环。结果，由发热元件7产生的热量移动到冷凝器4，从而可以加速发热元件7的冷却。

图2是沿图1的线I-I截取的剖视图。

如图2所示，布置有多个金属层8并且多个金属层8彼此结合，并且在该实例中，导管9形成在金属层8的内部。

布置金属层8，从而制造出环路式热管1。因此，可以减小环路式热管的厚度，从而可以减小壳体2的厚度。

然而，该结构中的导管9的高度h对应于仅约几个布置成彼此叠置的金属层8的总厚度。因此，工作流体C受到来自导管9的阻力增加。因此，阻碍了环路式热管1内的工作流体C的循环。因此，难以通过工作流体C的流动将发热元件7的热量传输到冷凝器4，从而难以有效地冷却发热元件7。

下面将描述本发明的实施例，在该实施例中，可以减小工作流体受到的来自导管的阻力。

(第一实施例)

图3是根据第一实施例的环路式热管的俯视图。

环路式热管11接纳在电子设备的壳体12中。环路式热管11包括蒸发器13和冷凝器14。电子设备不受特别限制，只要是具有要冷却的发热元件的设备即可。例如，智能手机、数码相机、卫星、车载电子设备、服务器等可以用作电子设备。

蒸气管15和液体管16连接到蒸发器13和冷凝器14。工作流体C流过的环路形导管17由这些管15和16形成。另外，诸如CPU等发热元件18牢固地固定到蒸发器13。液态工作流体C由于发热元件18的热量而蒸发，从而产生工作流体C的蒸气Cv。

在蒸气Cv通过蒸气管15被引导至冷凝器14并在冷凝器14中液化之后，液化的工作流体C通过液体管16再次被供给至蒸发器13。

因此，当工作流体C因此在环路式热管11内循环时，由发热元件18产生的热量移动到冷凝器14，从而可以加速发热元件18的冷却。

除了要被环路式热管11冷却的发热元件18之外，不必积极地冷却的电子元件19也被接纳在壳体12内。例如，要安装在未示出的布线基板上的表面安装型电子元件可以是这样的电子元件19。

顺便提及，尽管在图3中仅示例性示出了一个电子元件19，但壳体12内也可以设置多个电子元件19。

图4是沿图3的线II-II截取的剖视图。

在本实施例中，如图4所示，下侧金属层21、中间金属层22和上侧金属层23以所述顺序布置在彼此上(即，这些金属层布置成彼此叠置，换言之，中间金属层22布置在下侧金属层21上，并且上侧金属层23布置在中间金属层上；以下同)，从而制造出环路式热管11。对于这些金属层，中间金属层22中设置有宽度W为约5mm至约10mm的导管17。下侧金属层21从下方封闭导管17，并且上侧金属层23从上方封闭导管17。

金属层21至23中的每一个的材料不受特别限制。然而，在本实施例中，使用导热性和可加工性优异的铜层作为金属层21至23。顺便提及，可以使用铝层或不锈钢层作为金属层21至23以代替铜层。

另外，金属层21至23的厚度在100μm至300μm的范围内。例如，金属层21至23的厚度约为100μm。金属层21至23的总厚度T在300μm至2000μm的范围内。优选地，总厚度T在600μm至1800μm的范围内。另外，中间金属层22的总厚度在100μm至1800μm的范围内，优选在400μm至1600μm的范围内。

当厚度均较薄的金属层21至23中的每一个布置在彼此上时，由此形成的环路式热管11的厚度可以做得更薄，从而有助于减小接纳环路式热管11的壳体12的厚度。

顺便提及，所布置的中间金属层22的数量不受特别限制。作为选择，可以设置仅一个中间金属层22，或者可以将多个中间金属层22布置在彼此上。

另外，在本实施例中，下侧金属层21和上侧金属层23分别朝向导管17的外侧弯曲(凸出)。也就是说，导管17在环路式热管11的厚度方向上膨胀。因此，导管17的宽度方向的大致中央部分的高度H在200μm至2500μm的范围内。优选地，高度H在600μm至1800μm的范围内。在本实施例中，导管17膨胀，从而可以增加导管17的高度H。具体地说，上侧金属层23的宽度方向的大致中央部分最大程度地弯曲，并且下侧金属层21的宽度方向的大致中央部分最大程度地弯曲。如图4所示，导管17的宽度方向的大致中央部分的高度H优选地大于中间金属层22的总厚度。

因此，减小了工作流体C受到的来自导管17的阻力。因此，工作流体C可以更容易地在环路式热管11内循环。结果，通过工作流体C的流动更容易将发热元件18的热量传输到冷凝器14，从而可以更有效地冷却发热元件18。

如图3所示，电子元件19设置在壳体12内。在平面图中环路式热管11的与电子元件19重叠的部分位于电子元件19附近。因此，难以使下侧金属层21和上侧金属层23都弯曲。

因此，在本实施例中，在平面图中环路式热管11的与电子元件19重叠的部分中，以下述方式抑制金属层21和23中的一者的弯曲。

图5是沿图3的线III-III截取的剖视图。图5对应于环路式热管11的与电子元件19重叠的部分的剖视图。

如图5所示，在该部分中，形成在各个中间金属层22中的导管17的宽度W从上侧金属层23朝向下侧金属层21逐步变窄。如稍后将描述的，当导管17内的压力增加时，下侧金属层21或上侧金属层23向外弯曲。因此，当宽度W如此朝向下侧金属层21逐步变窄时，下侧金属层21的从导管17内部接收压力的部分减小。结果，下侧金属层21的弯曲量小于上侧金属层23的弯曲量。

结果，即使当电子元件19存在于下侧金属层21下方时，也可以防止环路式热管11接触电子元件19。

顺便提及，中间金属层22中在竖直方向上相邻的金属层之间的宽度W的差值ΔW不受特别限制。然而，在该实例中，差值ΔW被设定在约200μm至约500μm的范围内。

图6是沿图3中的线IV-IV截取的剖视图。图6对应于沿工作流体C的流动方向截取的环路式热管11的剖视图。

如图6所示，由于下侧金属层21的膨胀，确保了导管17在没有电子元件19的每个部分中的高度H较大。同时，抑制了电子元件19上方的下侧金属层21的膨胀，从而可以防止环路式热管11接触电子元件19。

接下来，将描述液体管16的结构。

图7是沿图3的线V-V截取的剖视图。图7对应于液体管16的剖视图。

如图7所示，在液体管16中设置有用于保持液态工作流体C的多孔部件25。多孔部件25由中间金属层22以及设置在每个中间金属层22中的细孔22a形成。孔22a中在竖直方向上相邻的孔彼此连通。因此，通过彼此连通的孔22a形成液态工作流体C流过的精细三维通道。从多孔部件25作用在工作流体C上的毛细作用用作使液体管16内的工作流体C朝向蒸发器13移动的驱动力。

液体管16中的下侧金属层21和上侧金属层23被结合到多孔部件25。因此，由于对下侧金属层21和上侧金属层23的向外弯曲的限制，下侧金属层21和上侧金属层23的各个外侧表面21x和23x是平坦的。

图8是用于说明设置多孔部件25的区域的平面图。

在图8的实例中，多孔部件25设置在液体管16和蒸发器13的整个区域中。

顺便提及，多孔部件25可以以下述方式仅设置在液体管16的一部分中，只要通过多孔部件25可以令人满意地获得用于使工作流体C朝向蒸发器13移动的驱动力即可。

图9是当多孔部件25设置在液体管16的仅一部分中时的平面图。

在图9的实例中，液体管16的设置有多孔部件25的区域被认为是从液体管16的中间部分16a延伸到蒸发器13的部分P1。在液体管16的从中间部分16a延伸到冷凝器14的部分P2中，多孔部件25未设置在导管17中。

图10A是沿图9中的线VI-VI截取的液体管16的部分P2的剖视图。

限制金属层21和23向外膨胀的多孔部件25不存在于部分P2中。因此，只要液体管16不接触电子元件19(参见图3)，则优选下侧金属层21和上侧金属层23如图10A中那样膨胀，从而减小工作流体C受到的来自液体管16的阻力。

图10B是沿图9的线VII-VII截取的冷凝器14的剖视图。

多孔部件25也不存在于冷凝器14中。因此，优选的是，如图10B所示，下侧金属层21和上侧金属层23膨胀，从而减小工作流体C受到的来自液体管16的阻力。

顺便提及，为了加速冷凝器14中的工作流体C的冷却，可以将冷凝器14牢固地固定到壳体12，从而通过壳体12将冷凝器14的热量释放到外部。

图11是牢固地固定到壳体12的冷凝器14的剖视图。图11对应于沿图9中的线VII-VII截取的冷凝器14的剖视图。

在图11的实例中，壳体12通过导热油脂或树脂等的TIM(热界面材料)26牢固地固定到下侧金属层21的外侧表面21x。另外，导管17的宽度从上侧金属层23朝向下侧金属层21逐步变窄的结构以与图5中类似的方式或相同的方式使用，以便抑制下侧金属层21的膨胀。因此，由于下侧金属层21的外侧表面21x的不均匀性(不平整)的减小，可以使下侧金属层21与壳体12之间通过TIM 26的紧密接触变得优异。结果，冷凝器14的热量可以通过壳体12有效地释放到外部。

顺便提及，当TIM 26能够良好地减轻外侧表面21x的不均匀性时，可以不以这种方式抑制下侧金属层21的膨胀，但是壳体12可以牢固地固定到如图10B所示很大程度地朝向下侧膨胀的下侧金属层21。

根据如上所述的本实施例，使下侧金属层21或上侧金属层23膨胀，以减小工作流体C受到的来自导管17的阻力。另外，由于导管17的截面形成为阶梯形状，因此在电子元件19和环路式热管11彼此相邻的区域中抑制了下侧金属层21或上侧金属层23的膨胀。

下侧金属层21或上侧金属层23膨胀的区域不受特别限制，只要其是环路式热管11不与电子元件19接触的区域即可。冷凝器14、液体管16和蒸气管15中的任何一者的一部分都可以是这样的区域。顺便提及，由于蒸发器13中的下侧金属层21和上侧金属层23的变形受到多孔部件25(参见图8)或发热元件18的限制，因此蒸发器13中的下侧金属的层21和上侧金属层23不必强制弯曲。

本发明人研究了当下侧金属层21或上侧金属层23如此膨胀时，环路式热管11的热传输性能可以提高多少。

研究结果如图12所示。

图12是作为根据本实施例的环路式热管11的热传输性能的研究结果而获得的曲线图。在图12中，横坐标表示到蒸发器13的热输入量，并且纵坐标表示环路式热管11的热阻。

顺便提及，图1中所示的环路式热管1的研究结果也被示出为图12中的比较例。在根据比较例的环路式热管1中，导管9没有如上文参考图2所述那样膨胀。

根据本实施例的环路式热管11在热阻随着热输入量的增加而减小的运行区域A1中正常运行。另一方面，由于在热输入量大于运行区域A1中的热输入量的不能运行区域A2中导管17内的过度压力损失而导致根据本实施例的环路式热管11发生故障。

如图12所示，在运行区域A1的大部分中，本实施例中的热阻小于比较例中的热阻。这被认为是由于导管17如本实施例那样膨胀而导致导管17内的工作流体C的流动更平滑。

此外，在本实施例中环路式热管11可以运行的热输入量的最大值Q1大于比较例中的最大值Q2。

从这些结果可以确认，如本实施例那样的导管17的膨胀对于提高环路式热管11的传热性能是有效的。

接下来，将描述根据本实施例的环路式热管11的制造方法。

图13是环路式热管11中使用的下侧金属层21和上侧金属层23中的每一者的平面图。

如图13所示，下侧金属层21和上侧金属层23中的每一者具有与蒸发器13、冷凝器14、蒸气管15和液体管16中的每一者相对应的平面形状。

另一方面，图14是环路式热管11中使用的中间金属层22的平面图。

如图14所示，中间金属层22也具有与蒸发器13、冷凝器14、蒸气管15和液体管16中的每一者相对应的平面形状。

另外，导管17设置在中间金属层22中。导管17在平面图中具有环路形状。用于将工作流体C注入导管17的注入口11a形成在中间金属层22中。此外，中间金属层22的与蒸发器13和液体管16对应的部分中开设有形成多孔部件25的多个细孔22a。

顺便提及，在图14的区域A中，导管17和电子元件19(参见图3)彼此重叠。图15是区域A中的中间金属层22的各个放大平面图。

如图15所示，导管17的宽度W在第一中间金属层22中最窄，并且按第二中间金属层22和第三中间金属层22的顺序变宽。

上述金属层21至23布置在彼此上，从而制造出环路式热管11。然而，环路式热管11的制造方法包括如下的第一实例和第二实例。

第一实例

图16A和图16B以及图17是制造根据第一实例的环路式热管11的中间状态的剖视图。

顺便提及，图16A和图16B以及图17中还示出了分别沿图3中的线II-II和线III-III截取的截面。

首先，如图16A所示，上述下侧金属层21、上述中间金属层22和上述上侧金属层23以所述顺序布置在彼此上。在加热到500℃或更高的温度(例如，到700℃的温度)时，通过约10MPa的压力对各金属层21至23进行加压，使得各金属层21至23通过扩散结合而彼此结合。因此，导管17由下侧金属层21和上侧金属层23从上方和下方封闭。

导管17在沿着线II-II截取的截面中大致成形为矩形，而在沿着线III-III截取的截面中，导管17具有阶梯状侧表面，在阶梯状侧表面之间宽度朝向下侧金属层21变窄。

另外，由于各个金属层21至23以这种方式布置在彼此上，所以上述蒸发器13、上述冷凝器14、上述蒸气管15和上述液体管16中的每一者通过所布置的金属层21至23的组件而形成。

接下来，如图16B所示，在将所布置的金属层21至23的组件保持在室温的同时，将具有高于大气压的压力的气体G从注入口11a(参见图14)引入导管17中。因此，下侧金属层21和上侧金属层23中的每一者通过气体G的压力P塑性变形。结果，金属层21和23中的每一者都朝向导管17的外侧弯曲。在本实施例中，使用压力为0.5MPa的空气作为气体G。

另外，在沿线III-III截取的截面中，导管17的宽度随着靠近下侧金属层21而变窄。因此，抑制了下侧金属层21的弯曲。

接下来，如图17所示，将水作为工作流体C从注入口11a注入到导管17中。然后，将注入口11a密封。因此，工作流体被封闭在导管17中。

以上述方式，完成了根据本实施例的环路式热管11。

根据本实例的环路式热管11的制造方法，下侧金属层21和上侧金属层23可以通过气体G的压力容易地弯曲，而不需要对金属层21或金属层23进行机械加工。

第二实例

图18A和图18B以及图19是制造根据第二实例的环路式热管11的中间状态的剖视图。图18A和图18B以及图19以与图16A和图16B以及图17相同的方式也示出了分别沿图3的线II-II和线III-III截取的截面。

首先，如图18A所示，在以与图16A相同的方式加热的同时按压各个金属层21至23。因此，金属层21至23通过扩散结合而彼此结合。

接下来，如图18B所示，将水作为工作流体C从注入口11a(参见图14)注入导管17中。然后，将注入口11a密封。因此，工作流体C被封闭在导管17中。

如图19所示，工作流体C被从导管17的外部加热到高于工作流体C的沸点的约200℃的温度，使得工作流体C蒸发。因此，下侧金属层21和上侧金属层23分别通过蒸发的工作流体C的压力P而塑性变形，使得金属层21和23中的每一个可以朝向导管17的外侧弯曲。

在这种情况下，在沿线III-III截取的截面中，以与第一实例中相同的方式抑制了下侧金属层21的弯曲。

以上述方式，完成了根据本实施例的环路式热管11。

根据本实例的环路式热管11的制造方法，下侧金属层21或上侧金属层23通过蒸发的工作流体C的压力而弯曲。因此，可以省略将用于使金属层弯曲的特殊气体注入到导管17中的过程，从而可以简化整个过程。

接下来，将描述本实施例的各种变型例。

(第一变型例)

图20是第一变型例中的环路式热管11的剖视图。图20对应于沿图3中的线II-II截取的剖视图。

如图20所示，在本变型例中，上侧金属层23形成有约200μm的厚度，使得上侧金属层23的厚度厚于下侧金属层21的厚度(100μm)。因此，当在图16B或图19的过程中导管17内的压力增加时，下侧金属层21易于被压力向外弯曲，但太厚而不能塑性变形的上侧金属层23难以弯曲，使得上侧金属层23的外侧表面23x可以保持平坦。

因此，即使当上侧金属层23和壳体12彼此接近地定位使得在它们之间没有空间允许上侧金属层23弯曲时，也可以在防止上侧金属层23与壳体12接触的同时，选择性地使仅下侧金属层21弯曲。

顺便提及，在图20的实例中，使上侧金属层23厚于下侧金属层21。然而，与图20的实例相反，可以使下侧金属层21厚于上侧金属层23。

图21是这种情况的剖视图。

在这种情况下，下侧金属层21的弯曲被抑制，使得下侧金属层21的外侧表面21x可以是平坦的。因此，壳体12可以位于下侧金属层21的底部附近。

(第二变型例)

图22是第二变型例中的环路式热管11的剖视图。图22对应于沿图3中的线II-II截取的剖视图。

如图22所示，本变型例中的上侧金属层23具有：结合部分23a，其均与中间金属层22结合；以及管壁部分23b，其面向导管17。在本变型例中，还使管壁部分23b的厚度薄于本变型例中的每个结合部分23a的厚度。

因此，当在图16B或图19的过程中导管17内的压力增加时，管壁部分23b可以通过压力很大程度地向外弯曲。

顺便提及，在结合部分23a被未示出的抗蚀剂掩模覆盖的同时，管壁部分23b可以被湿法蚀刻。因此，可以使管壁部分23b薄于每个结合部分23a。

另外，在图22的实例中，使上侧金属层23的管壁部分23b更薄。然而，与图22的实例相反，可以使下侧金属层21更薄。

图23是这种情况的剖视图。

在这种情况下，对于下侧金属层21，使面向导管17的管壁部分21b的厚度薄于与中间金属层22结合的每个结合部分21a的厚度。因此，下侧金属层21易于朝向导管17的外侧很大程度地弯曲。

(第二实施例)

在第一实施例中，使下侧金属层21和上侧金属层23中的至少一者弯曲。因此，可以减小工作流体受到的来自导管17的阻力。然而，在应用于环路式热管11的可靠性试验期间，导管17可能破裂。例如，热冲击试验可以是这种可靠性试验。热冲击试验是反复进行环路式热管11的冷却和加热的试验。当工作流体C在试验期间在液相和气相之间反复改变其相态时，导管17可能破裂。

为了解决这个问题，在本实施例中可以以下述方式减小导管17可能破裂的可能性。

图24A是在金属层21和23分别朝向导管17的外侧弯曲之前的蒸气管15的剖视图。

如图24A所示，金属层21和23分别具有面向导管17的内侧表面21y、23y，以及与内侧表面21y、23y相反的外侧表面21x、23x。在本实施例中，内侧表面21y和23y分别形成有凹部21w、23w。

图24B是在第一实施例中的图16B或图19的过程中下侧金属层21和上侧金属层23朝向导管17的外侧弯曲之后的蒸气管15的剖视图。

在本实施例中，下侧金属层21和上侧金属层23分别以上述方式形成有凹部21w、23w。因此，容易使金属层21和23中的每一者塑性变形，使得金属层21和23容易向外弯曲。

此外，由于保持了金属层21和23中的每一者中没有形成凹部21w和23w的部分的厚度，所以还可以减小金属层21和23在弯曲期间可能破裂的可能性。

顺便提及，在该实例中，下侧金属层21和上侧金属层23分别形成有凹部21w、23w。然而，凹部21w、23w可以形成在下侧金属层21和上侧金属层23中的仅一者中。

另外，每个凹部21w的尺寸不受特别限制。在本实例中，凹部21W的宽度A设定为约1mm，并且凹部21w中相邻的凹部之间的间隔B设定为约1mm。另外，每个凹部21w的深度设定在约30μm至约60μm。凹部23w的宽度、间隔和深度与凹部21w的宽度、间隔和深度相同。

图25是用于说明每个凹部21w的平面形状的平面图。

如图25所示，凹部21w是在平面图中沿着蒸气Cv的流动方向延伸的条形凹槽。因此，凹部21w用作用于沿蒸气管15引导蒸气Cv的引导凹槽。因此，蒸气管15中的蒸气Cv的流动可以是平滑的。

凹部21w没有形成在每个结合部分21a中。因此，确保了结合部分21a和中间金属层22(参见图24B)之间的接触区域。结果，可以保持结合部分21a和中间金属层22之间的结合强度。

另外，每个凹部23w还具有与凹部21w相同的平面形状。因此将省略凹部23w的描述。

形成各个凹部21w和23w的区域不限于蒸气管15。

图26是示出在环路式热管11中形成各凹部21w和23w的区域R的平面图。

如图26所示，区域R从蒸气管15延伸到冷凝器14。由于在冷凝器14中也如此形成有各个凹部21w和23w，因此可以在保持金属层21、23的强度的同时容易地使冷凝器14中的金属层21和23中的每一者弯曲。

顺便提及，当导管17和另一元件在冷凝器14中可以彼此接触时，可以在冷凝器14中的金属层21和23中的每一者中省略凹部21w、23w，以便防止冷凝器14中的导管17弯曲。

接下来，将描述本实施例中的下侧金属层21的加工方法。由于上侧金属层23的加工方法也与下侧金属层21的加工方法相同，因此下面将不再描述上侧金属层23的加工方法。

图27A至图27C是用于说明根据本实施例的下侧金属层21的加工方法的剖视图。

首先，如图27A所示，准备作为铜层等的金属层21z。将第一抗蚀剂层31形成在金属层21z的内侧表面21y上，并且将第二抗蚀剂层32形成在金属层21z的外侧表面21x上。在此，在第一抗蚀剂层31中形成与上述凹部21w对应的抗蚀剂开口31a。

接下来，如图27B所示，以抗蚀剂层31和32作为掩模从金属层21z的相反表面对金属层21z进行湿法蚀刻。

因此，在抗蚀剂开口31a下方的金属层21z中形成凹部21w，并且通过湿法蚀刻去除金属层21z的未被任何抗蚀剂层31和32覆盖的部分。

然后，去除抗蚀剂层31和32，从而如图27C所示可以获得下侧金属层21的基本结构。

本实施例不限于上述实施例。下面将描述本实施例的各种变型例。

(第一变型例)

图28是根据第一变型例的蒸气管15的剖视图。

在本变型例中，凹部21w和23w分别形成在金属层21和23的外侧表面21x和23x中。因此，金属层21和23可以以与图24B的实例相同的方式容易地朝向导管17的外侧弯曲。同时，在保持金属层21和23中的每一者中没有形成凹部21w、23w的部分的厚度的同时，可以防止金属层21和23在弯曲期间破裂。

此外，由于金属层21和23的各个内侧表面21y和23y是光滑的，因此还可以减少流过蒸气管15内部的蒸气Cv的压力损失。

(第二变型例)

图29是根据第二变型例的下侧金属层21的放大平面图。

在该实例中，形成在下侧金属层21的内侧表面21y中的凹部21w在平面图中(即，在俯视时)以点阵图案(格子图案)布置。以这种方式，与如图25中那样凹部21w形成为条纹状(条带状)的情况相比，下侧金属层21更容易塑性变形。结果，导管17更容易弯曲。

顺便提及，由于形成在上侧金属层23中的每个凹部23w的平面形状也与每个凹部21w的平面形状相同，因此将省略凹部23w的描述。

(第三变型例)

图30是根据第三变型例的下侧金属层21的放大平面图。

在本实例中，每个凹部21w的平面形状是圆形的，并且凹部21w在内侧表面21y中间隔地形成。这些凹部21w选择性地布置在下侧金属层21的想要弯曲的部分中。因此，仅下侧金属层21中的必要区域可以弯曲。

顺便提及，由于形成在上侧金属层23中的每个凹部23w的平面形状也与每个凹部21w的平面形状相同，因此将省略凹部23w的描述。

(第四变型例)

图31是根据第四变型例的下侧金属层21的放大平面图。

在本实例中，凹部21w包括沿蒸气管15的延伸方向条纹状地延伸的三个凹槽以及设置在凹槽中相邻凹槽之间的有底圆孔(bottomed circular hole)。凹部21w形成在内侧表面21y中。

由于形成在上侧金属层23中的每个凹部23w的平面形状也与每个凹部21w的平面形状相同，因此将省略凹部23w的描述。

如上所述，详细描述了示例性实施例和变型例。然而，本发明不限于上述实施例和变型例，并且在不脱离权利要求的范围的情况下，可以对上述实施例和变型例进行各种修改和替换。

本申请要求于2017年10月27日提交的日本专利申请No.2017-207937和2018年3月7日提交的日本申请No.2018-040520的优先权，该两件专利申请的全部内容通过引用的方式并入本文。

Claims (19)

1.一种环路式热管，包括：

蒸发器，其构造为使液态工作流体蒸发；

冷凝器，其构造为将已蒸发工作流体冷凝成所述液态工作流体；

蒸气管，其设置在所述蒸发器与所述冷凝器之间，并且所述已蒸发工作流体流过所述蒸气管；以及

液体管，其设置在所述蒸发器与所述冷凝器之间，并且所述液态工作流体流过所述液体管，

其中，所述蒸气管和所述液体管中的每一者包括：

下侧金属层；

中间金属层，其布置在所述下侧金属层上；

上侧金属层，其布置在所述中间金属层上；以及

导管，其由所述下侧金属层、所述中间金属层和所述上侧金属层形成，并且

所述上侧金属层和所述下侧金属层中的至少一者在所述蒸气管的第一部分处向外弯曲。

2.根据权利要求1所述的环路式热管，其中，

所述上侧金属层和所述下侧金属层中的至少一者的宽度方向的大致中央部分在所述蒸气管的所述第一部分处最大程度地弯曲。

3.根据权利要求1或2所述的环路式热管，其中，

在所述蒸气管的所述第一部分中，所述导管的宽度方向的大致中央部分的高度大于所述中间金属层的厚度。

4.根据权利要求3所述的环路式热管，其中，

在所述蒸气管的所述第一部分中，所述导管的大致中央部分的高度在200μm至2500μm的范围内，并且所述中间金属层的厚度在100μm至1800μm的范围内。

5.根据权利要求1或2所述的环路式热管，其中，

在所述蒸气管的所述第一部分中，所述上侧金属层和所述下侧金属层中的一者的厚度厚于所述上侧金属层和所述下侧金属层中的另一者的厚度，并且

所述上侧金属层和所述下侧金属层中的所述另一者向外弯曲，并且所述上侧金属层和所述下侧金属层中的所述一者的外侧表面是平坦的。

6.根据权利要求1或2所述的环路式热管，其中，

在所述蒸气管的第二部分中，所述导管的宽度从所述上侧金属层朝向所述下侧金属层减小，

所述上侧金属层和所述下侧金属层向外弯曲，并且

所述下侧金属层的弯曲量小于所述上侧金属层的弯曲量。

7.根据权利要求1或2所述的环路式热管，其中，

所述上侧金属层和所述下侧金属层中的每一者具有结合到所述中间金属层的结合部分以及面向所述导管的管壁部分，并且

所述上侧金属层和所述下侧金属层中的至少一者的所述管壁部分的厚度薄于所述上侧金属层和所述下侧金属层中的所述至少一者的所述结合部分的厚度。

8.根据权利要求1或2所述的环路式热管，其中，

所述液体管还包括多孔部件，所述多孔部件设置在所述导管内并构造为保持所述液态工作流体。

9.根据权利要求8所述的环路式热管，其中，

所述多孔部件设置在所述液体管的第一部分中，并且

所述上侧金属层和所述下侧金属层中的至少一者在所述液体管的第二部分中向外弯曲。

10.根据权利要求1或2所述的环路式热管，其中，

在所述蒸气管的所述第一部分中，所述上侧金属层和所述下侧金属层中的至少一者中形成有凹部。

11.根据权利要求10所述的环路式热管，其中，

所述凹部是沿所述蒸气管的延伸方向延伸的凹槽。

12.根据权利要求10所述的环路式热管，其中，

包括多个所述凹部，

多个所述凹部中的每个凹部俯视时的形状为圆形，并且

多个所述凹部以预定间隔形成在所述上侧金属层和所述下侧金属层中的至少一者中。

13.根据权利要求10所述的环路式热管，其中，

包括多个所述凹部，并且

多个所述凹部俯视时以点阵图案布置。

14.一种制造环路式热管的方法，其中，所述环路式热管包括：

蒸发器，其构造为使液态工作流体蒸发；

冷凝器，其构造为将已蒸发工作流体冷凝成所述液态工作流体；

蒸气管，其设置在所述蒸发器与所述冷凝器之间，并且所述已蒸发工作流体流过所述蒸气管；以及

液体管，其设置在所述蒸发器与所述冷凝器之间，并且所述液态工作流体流过所述液体管，

其中，所述蒸气管和所述液体管中的每一者包括：

下侧金属层；

中间金属层，其布置在所述下侧金属层上；

上侧金属层，其布置在所述中间金属层上；以及

导管，其由所述下侧金属层、所述中间金属层和所述上侧金属层形成，

所述方法包括：

步骤(a)：增加所述导管内的压力，从而在所述蒸气管的第一部分中使所述上侧金属层和所述下侧金属层中的至少一者向外弯曲；以及

步骤(b)：将所述工作流体封闭到所述导管中。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，

所述步骤(a)包括：在所述步骤(b)之后，通过加热使所述工作流体蒸发，从而通过所述已蒸发工作流体的压力使所述上侧金属层和所述下侧金属层中的至少一者弯曲。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，

所述步骤(a)包括：在所述步骤(b)之前，将具有高于大气压的压力的气体引入到所述导管中，从而通过所述气体的压力使所述上侧金属层和所述下侧金属层中的至少一者弯曲。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，

在所述蒸气管的所述第一部分中，所述上侧金属层和所述下侧金属层中的一者的厚度厚于所述上侧金属层和所述下侧金属层中的另一者的厚度。

18.根据权利要求14所述的方法，其中，

在所述蒸气管的第二部分中，所述导管的宽度从所述上侧金属层朝向所述下侧金属层减小，

所述上侧金属层和所述下侧金属层向外弯曲，并且

所述下侧金属层的弯曲量小于所述上侧金属层的弯曲量。

19.根据权利要求14所述的方法，还包括：

在所述蒸气管的所述第一部分中，在所述上侧金属层和所述下侧金属层中的至少一者中形成凹部。