CN110553525A - 环路式热管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种环路式热管，包括：蒸发器；冷凝器；液体管；以及蒸气管。蒸发器通过层叠的金属层形成，层叠的金属层包括：第一最外金属层；第二最外金属层；以及内层。内层包括：第一金属层，其与第一最外金属层相邻；以及第二金属层，其与第二最外金属层相邻。在内层中设置有至少一个空间和多孔部件。第一金属层形成有第一底槽。第二金属层形成有第二底槽。该空间的一端对应于第一金属层的形成有第一底槽的部分。该空间的另一端对应于第二金属层的形成有第二底槽的部分。

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
已知热管是用于冷却诸如安装在电子设备上的CPU(中央处理单元)等发热部件的装置。热管是通过使用工作流体的相变来传热的装置。
已经列举了环路式热管作为这种热管的实例。环路式热管包括利用发热元件的热量使工作流体蒸发的蒸发器，以及使工作流体冷却并液化的冷凝器，其中：蒸发器和冷凝器通过形成环状流动通道的液体管和蒸气管而彼此连接在一起。在环路式热管中，工作流体在环状流动通道中沿一个方向流动。
环路式热管的蒸发器内设置有容纳工作流体的多孔部件。通过从外部传递至蒸发器的热量，多孔部件内的工作流体被蒸发，从而产生蒸气。蒸发器内的多孔部件例如形成为在俯视时的梳齿形状，使得梳齿中的相邻梳齿之间设置有供蒸气流动的空间。
蒸发器例如形成为金属层的层叠体，金属层的层叠体包括：最外金属层，其位于金属层在层叠方向上的相反的两个外侧；以及内层，其位于相反的两个外侧的各最外金属层之间。空间由形成在构成内层的金属层中并彼此连通的通孔形成。空间的在金属层的层叠方向上的一端侧被最外金属层封闭，并且空间的在金属层的层叠方向上的另一端侧被另一最外金属层封闭(参见例如WO2015/097451)。
然而，在上述结构中，空间在金属层的层叠方向上的一端侧和另一端侧中的每一端侧仅被一个金属层封闭。因此，金属层的与空间的端部对应的部分的强度不足。因此，在由于通过导热粘合剂等安装在蒸发器的前表面上的发热元件产生热量而导致蒸发器的空间内产生蒸气时，空间的内部大气压增加。在这种情况下，金属层的与空间的端部对应的部分可能不能抵抗内部大气压，从而在相反的两个外侧发生变形而膨胀。当蒸发器变形时，蒸发器的前表面与导热粘合剂等之间产生间隙，从而可能引发这样的问题：例如，从发热元件朝向蒸发器的传热效率显著劣化。
发明内容
某些实施例提供了一种环路式热管。
所述环路式热管包括：
蒸发器，其使工作流体蒸发；
冷凝器，其使所述工作流体液化；
液体管，所述蒸发器和所述冷凝器通过所述液体管彼此连接在一起；以及
蒸气管，所述蒸发器和所述冷凝器通过所述蒸气管彼此连接在一起，其中，所述蒸气管和所述液体管形成环路。
所述蒸发器通过层叠的金属层形成，所述层叠的金属层包括：
第一最外金属层，其位于所述层叠的金属层在层叠方向上的一个外侧；
第二最外金属层，其位于在所述层叠方向上与所述一个外侧相反的另一外侧；以及
内层，其位于所述第一最外金属层与所述第二最外金属层之间。
所述内层包括：
第一金属层，其与所述第一最外金属层相邻；以及
第二金属层，其与所述第二最外金属层相邻。
在所述内层中设置有供通过蒸发所述工作流体而产生的蒸气流动的至少一个空间，以及与所述至少一个空间连通的多孔部件。
所述第一金属层形成有向所述第二金属层侧开口的第一底槽。
所述第二金属层形成有向所述第一金属层侧开口的第二底槽。
所述至少一个空间在所述层叠方向上的一端对应于所述第一金属层的形成有所述第一底槽的部分，并且所述至少一个空间在所述层叠方向上的另一端对应于所述第二金属层的形成有所述第二底槽的部分。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的环路式热管的俯视示意图；
图2是根据第一实施例的环路式热管中的蒸发器及其附近的剖视图；
图3是根据第一实施例的环路式热管中的蒸发器及其附近的局部俯视图；
图4A和图4B是示出设置在根据第一实施例的蒸发器中的多孔部件和空间的视图；
图5A至图5D是示出根据第一实施例的环路式热管的制造过程的视图(部分1)；
图6A和图6B是示出根据第一实施例的环路式热管的制造过程的视图(部分2)；
图7A和图7B是示出根据比较例的环路式热管中的蒸发器的结构的剖视图；
图8A和图8B是示出设置在根据第二实施例的蒸发器中的多孔部件和空间的视图；
图9是示出在厚度方向上彼此连通的底孔的尺寸彼此不同的实例的视图；并且
图10是示出在一个金属层中设置有底孔和底槽的实例的视图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明。顺便提及，在各个附图中，相同的组成部分将分别和相应地以相同的附图标记表示，从而可以省略其重复描述。
<第一实施例>
[根据第一实施例的环路式热管的结构]
首先，将对根据第一实施例的环路式热管的结构进行描述。图1是示出根据第一实施例的环路式热管的俯视示意图。
参考图1，环路式热管1具有蒸发器10、冷凝器20、蒸气管30和液体管40。环路式热管1例如可以被接纳在移动型电子设备2(诸如智能手机或平板终端等)中。
在环路式热管1中，蒸发器10构造为使工作流体C蒸发以产生蒸气Cv。冷凝器20构造为使工作流体C的蒸气Cv液化。蒸发器10和冷凝器20通过蒸气管30和液体管40而彼此连接在一起。作为供工作流体C或蒸气Cv流动的环路的流动通道50由蒸气管30和液体管40形成。
图2是根据第一实施例的环路式热管中的蒸发器及其附近的剖视图。如图1和图2所示，例如，在蒸发器10中形成有四个通孔10x。螺栓150分别插入在形成在蒸发器10中的通孔10x和形成在电路板100的通孔100x中，并且随后分别被螺母160从电路板100的下表面侧止挡。因此，蒸发器10和电路板100彼此固定。
例如，诸如CPU等发热元件120通过凸块(bump)110安装在电路板100上。发热元件120的上表面通过导热粘合剂等与蒸发器10的下表面紧密接触。蒸发器10内的工作流体C被发热元件120产生的热量蒸发，从而产生蒸气Cv。
如图1所示，蒸发器10中产生的蒸气Cv通过蒸气管30被引导到冷凝器20，以在冷凝器20中液化。因此，由发热元件120产生的热量移动到冷凝器20，从而可以抑制发热元件120的温度增加。被冷凝器20液化的工作流体C通过液体管40被引导到蒸发器10。蒸气管30的宽度W1例如可以设定为约8mm。另外，液体管40的宽度W2例如可以设定为约6mm。
工作流体C的类型不受特定限制。然而，优选使用蒸气压高且蒸发潜热大的流体，以通过蒸发潜热有效地冷却发热元件120。例如，可以列举氨、水、氯氟烃、乙醇和丙酮作为这种流体。
蒸发器10、冷凝器20、蒸气管30和液体管40可以形成为例如多个金属层彼此层叠的结构。金属层中的每一个例如是导热性优良的铜层。金属层通过固相结合(solid phasebonding)等直接彼此结合。金属层中的每一个例如可以设定为约50μm至200μm厚。
顺便提及，金属层不限于铜层，还可以形成为不锈钢层、铝层、镁合金层等。另外，层叠的金属层的数量不受特定限制。
图3是根据第一实施例的环路式热管中的蒸发器及其附近的局部俯视图。在图3中，已省略作为多孔部件60的一个最外层的金属层(图4B所示的金属层61)的视图，以便示出蒸发器10内的多孔部件60的平面形状。另外，图3所示的X方向表示从液体管40侧朝向蒸气管30侧进行的方向，并且图3所示的Y方向表示与从液体管40侧朝向蒸气管30侧进行的方向垂直的方向。
图3所示的蒸发器10内的多孔部件60包括联接部分60V以及伸出部60W1、60W2和60W3。
在俯视时，联接部分60V沿X方向设置在最靠近液体管40的一侧(液体管40与蒸发器10连接的一侧)，并且沿Y方向延伸。联接部分60V的液体管40侧的表面具有与蒸发器10的管壁相邻的部分，并且其余部分连接至设置在液体管40的流动管道内的多孔部件40T。另外，联接部分60V的蒸气管30侧的表面具有与伸出部60W1、60W2和60W3联接的部分，并且其余部分分别与将在后文中描述的空间81和82相邻。
在俯视时，伸出部60W1、60W2和60W3从联接部分60V朝向蒸气管30侧伸出。
伸出部60W1、60W2和60W3在Y方向上以预定的间隔彼此平行布置。伸出部60W1、60W2和60W3的蒸气管30侧的端部与蒸发器10的管道壁分开。伸出部60W1、60W2和60W3的蒸气管30侧的端部彼此不联接。另一方面，伸出部60W1、60W2和60W3的液体管40侧的端部通过联接部分60V彼此联接。换言之，在俯视时，蒸发器10内的多孔部件60形成为梳齿形状，该梳齿形状具有联接部分60V以及伸出部60W1、60W2和60W3。
在蒸发器10内，空间80形成在未设置有多孔部件60的区域中。空间80连接至蒸气管30的流动通道。空间80具有空间81、空间82和空间83。空间81设置在相邻的伸出部60W1和60W2之间。空间82设置在相邻的伸出部60W2和60W3之间。空间83与空间81和82连接。在俯视时，空间83沿X方向设置在最靠近蒸气管30的一侧(蒸气管30与蒸发器10连接的一侧)。
工作流体C从液体管40侧被引导到蒸发器10中，以穿透多孔部件60。穿透蒸发器10内的多孔部件60的工作流体C被发热元件120产生的热量蒸发，从而产生蒸气Cv。蒸气Cv通过蒸发器10内的空间80流入蒸气管30中。即，空间80构成流动通道50的一部分。
顺便提及，伸出部(梳齿)的数量为图3中的三个(伸出部60W1、60W2和60W3)的情况仅是示例的。可以适当地确定伸出部(梳齿)的数量。伸出部与空间80之间的接触面积随着伸出部的数量的增加而增加。因此，工作流体C容易被蒸发，从而可以减少压力损耗。
下面将详细描述构成多孔部件60的伸出部60W1、60W2和60W3以及构成空间80的空间81和82。
图4A和图4B是示出设置在根据第一实施例的蒸发器内的多孔部件和空间的视图。图4A示出了图3的线A-A附近的局部俯视图。图4B示出了沿图3(图4A)的线A-A截取的截面。然而，图4B是还包括作为多孔部件60的最外层中的一个(最上层)的金属层61的剖视图，其中，金属层61在图3(图4A)中已被省略。
如图4A和图4B所示，蒸发器10具有六个层(即，金属层61至66)彼此层叠的结构。在蒸发器10中金属层61和66是位于金属层在层叠方向上的相反的两个外侧的最外金属层，并且金属层62至65是位于相反的两个外侧的最外金属层之间的内层。如图4A和图4B所示，举例来说，内层的数量设定为四个。然而，内层可以由两个以上的金属层构成，两个以上的金属层包括与一个最外金属层相邻的金属层，以及与另一最外金属层相邻的金属层。即，内层的数量可以设定为两个、三个或五个或者更多个。
例如，金属层61至66是导热性优良的铜层。金属层61至66通过固相结合等直接彼此结合。金属层61至66中的每一个例如可以设定为约50μm至200μm厚。顺便提及，金属层61至66不限于铜层，还可以形成为不锈钢层、铝层、镁合金层等。
构成多孔部件60的伸出部60W1、60W2和60W3以及构成空间80的空间81和82设置在蒸发器10的内层(金属层62至65)中。伸出部60W1设置在空间81在Y方向上的一端侧。伸出部60W2设置在空间81在Y方向上的另一端侧。另外，伸出部60W2设置在空间82在Y方向上的一端侧，并且伸出部60W3设置在空间82在Y方向上的另一端侧。换言之，伸出部60W1和60W2设置为从相反两侧围着空间81，并且伸出部60W2和60W3设置为从相反两侧围着空间82。另外，空间81和82设置为从相反两侧围着伸出部60W2。
形成在伸出部60W1中的底孔(将在后文中描述)与空间81连通。形成在伸出部60W2中的底孔与空间81和82连通。形成在伸出部60W3中的底孔与空间82连通。因此，通过使穿透多孔部件60的工作流体C蒸发而产生的蒸气Cv可以流出伸出部60W1、60W2和60W3而进入空间81和82。另外，由于伸出部60W2大致设置在蒸发器10的中央部分，因此伸出部60W2还用作支撑柱体。因此，可以防止蒸发器10例如由于在固相结合期间施加的压力而塌缩。
空间81由在金属层的层叠方向上彼此连通的底槽81a、通孔81b、通孔81c和底槽81d形成。空间81在金属层的层叠方向上的一端侧被金属层62的形成有底槽81a的部分封闭。空间81在金属层的层叠方向上的另一端侧被金属层65的形成有底槽81d的部分封闭。另外，空间82由在金属层的层叠方向上彼此连通的底槽82a、通孔82b、通孔82c和底槽82d形成。空间82在金属层的层叠方向上的一端侧被金属层62的形成有底槽82a的部分封闭。空间82在金属层的层叠方向上的另一端侧被金属层65的形成有底槽82d的部分封闭。
更具体地说，在空间81和82中，在金属层62中形成有向金属层63侧开口的底槽81a和82a。另外，在金属层63中形成有穿透金属层63的通孔81b和82b。另外，在金属层64中形成有穿透金属层64的通孔81c和82c。另外，在金属层65中形成有向金属层64侧开口的底槽81d和82d。
底槽81a的最大开口部分的宽度、通孔81b的宽度、通孔81c的宽度和底槽81d的最大开口部分的宽度基本相同。类似地，底槽82a的最大开口部分的宽度、通孔82b的宽度、通孔82c的宽度和底槽82d的最大开口部分的宽度基本相同。
底槽81a和82a以及底槽81d和82d中的每一个可以例如形成为凹陷形状，其中，底槽的内壁表面包括弯曲表面。
底槽81a和82a以及底槽81d和82d中的每一个的与YZ平面平行的截面形状例如可以形成为大致半圆形形状或大致半椭圆形形状。这里，大致半圆形形状不仅可以包括通过将正圆二等分而获得的半圆，还包括圆弧的形状，圆弧例如是长于或短于半圆的形状。另外，大致半椭圆形形状不仅可以包括通过将椭圆二等分而获得的半椭圆，还包括还包括圆弧的形状，圆弧例如是长于或短于半椭圆的形状。空间81和82中的每一个的与YZ平面平行的截面形状可以形成为大致矩形形状，其中，例如空间的上侧和下侧凸出地弯曲。
在包括伸出部60W1、60W2和60W3的多孔部件60中，第一金属层61(一个最外金属层)和第六金属层66(另一最外金属层)中不形成有孔或槽(即，最外层是实心的)。另一方面，金属层62中形成有底孔62x和底孔62y。每个底孔62x从金属层62的上表面侧朝向金属层62的在厚度方向上的大致中央部分凹入。每个底孔62y从金属层62的下表面侧朝向金属层62的在厚度方向上的大致中央部分凹入。
当俯视时，底孔62x和底孔62y在X方向上交替布置。另外，当俯视时，底孔62x和底孔62y在Y方向上交替布置。当俯视时，底孔62x和底孔62y在X方向上彼此部分重叠地交替布置。底孔62x和底孔62y的各重叠部分彼此连通，从而分别形成窄孔62z。另外，当俯视时，底孔62x和底孔62y在Y方向上彼此部分重叠地交替布置。底孔62x和底孔62y的各重叠部分彼此连通，从而分别形成窄孔62z。
底孔62x和62y中的每一个的平面形状例如可以形成为具有约100μm至300μm的直径的圆。然而，底孔62x、62y的平面形状可以是任何期望的形状，诸如椭圆形或多边形等。底孔62x、62y的深度例如可以设定为金属层62的厚度的约一半。底孔62x中的相邻的底孔之间在Y方向上的间隔L1例如可以设定为约100μm至400μm。底孔62x中的相邻底孔之间在X方向上的间隔也类似或相同。底孔62y中的相邻的底孔之间在Y方向上的间隔L2例如可以设定为约100μm至400μm。底孔62y中的相邻底孔之间在X方向上的间隔也类似或相同。
对于底孔62x、62y，平行于XZ平面的截面形状和平行于YZ平面的截面形状中的每一个例如可以形成为大致半圆形形状或大致半椭圆形形状。然而，对于底孔62x、62y，平行于XZ平面的截面形状和平行于YZ平面的截面形状中的每一个可以是从底孔62x、62y的底侧朝向底孔62x、62y开口侧扩大的锥形形状(逐渐扩大形状)，或者垂直于底孔62x、62y的底部的形状。
每个窄孔62z的短宽度W3例如可以为约10μm至50μm。另外，窄孔62z的长宽度W4例如可以为约50μm至150μm。
金属层63中形成有底孔63x和底孔63y。每个底孔63x从金属层63的上表面侧朝向金属层63的在厚度方向上的大致中央部分凹入。每个底孔63y从金属层63的下表面侧朝向金属层63的在厚度方向上的大致中央部分凹入。
当俯视时，底孔63x和底孔63y在X方向上交替布置。另外，当俯视时，底孔63x和底孔63y在Y方向上交替布置。当俯视时，底孔63x和底孔63y在X方向上彼此部分重叠地交替布置。底孔63x和底孔63y的各重叠部分彼此连通，从而分别形成窄孔63z。另外，当俯视时，底孔63x和底孔63y在Y方向上彼此部分重叠地交替布置。底孔63x和底孔63y的各重叠部分彼此连通，从而分别形成窄孔63z。可以使底孔63x和63y以及窄孔63z的形状例如与底孔62x和62y以及窄孔62z的形状类似或相同。
另外，在俯视时，金属层62的底孔62y和金属层63的底孔63x分别彼此部分地重叠。底孔62y和底孔63x的各重叠部分彼此连通，从而分别形成窄孔67z。
金属层64中形成有底孔64x和底孔64y。每个底孔64x从金属层64的上表面侧朝向金属层64的在厚度方向上的大致中央部分凹入。每个底孔64y从金属层64的下表面侧朝向金属层64的在厚度方向上的大致中央部分凹入。
当俯视时，底孔64x和底孔64y在X方向上交替布置。另外，当俯视时，底孔64x和底孔64y在Y方向上交替布置。当俯视时，底孔64x和底孔64y在X方向上彼此部分重叠地交替布置。底孔64x和底孔64y的各重叠部分彼此连通，从而分别形成窄孔64z。另外，当俯视时，底孔64x和底孔64y在Y方向上彼此部分重叠地交替布置。底孔64x和底孔64y的各重叠部分彼此连通，从而分别形成窄孔64z。可以使底孔64x和64y以及窄孔64z的形状等例如与底孔62x和62y以及窄孔62z的形状等类似或相同。
另外，在俯视时，金属层63的底孔63y和金属层64的底孔64x分别彼此部分地重叠。底孔63y和底孔64x的各重叠部分彼此连通，从而分别形成窄孔68z。
金属层65中形成有底孔65x和底孔65y。每个底孔65x从金属层65的上表面侧朝向金属层65的在厚度方向上的大致中央部分凹入。每个底孔65y从金属层65的下表面侧朝向金属层65的在厚度方向上的大致中央部分凹入。
当俯视时，底孔65x和底孔65y在X方向上交替布置。另外，当俯视时，底孔65x和底孔65y在Y方向上交替布置。当俯视时，底孔65x和底孔65y在X方向上彼此部分重叠地交替布置。底孔65x和底孔65y的各重叠部分彼此连通，从而分别形成窄孔65z。另外，当俯视时，底孔65x和底孔65y在Y方向上彼此部分重叠地交替布置。底孔65x和底孔65y的各重叠部分彼此连通，从而分别形成窄孔65z。可以使底孔65x和65y以及窄孔65z的形状等例如与底孔62x和62y以及窄孔62z的形状等类似或相同。
另外，在俯视时，金属层64的底孔64y和金属层65的底孔65x分别彼此部分地重叠。底孔64y和底孔65x的各重叠部分彼此连通，从而分别形成窄孔69z。
形成在金属层中的窄孔分别彼此连通。分别彼此连通的窄孔在包括伸出部60W1、60W2和60W3的多孔部件60内三维地扩展。因此，工作流体C由于毛细管力而在分别彼此连通的窄孔内三维地散布。
在图4A和图4B中，在俯视时，底孔62x、底孔63x、底孔64x和底孔65x彼此重叠，并且在俯视时，底孔62y、底孔63y、底孔64y和底孔65y彼此重叠。然而，本发明不限于此。即，只要彼此连通的窄孔在形式上可以在包括伸出部60W1、60W2和60W3的多孔部件60内三维地散布，则在俯视时，底孔62x、底孔63x、底孔64x和底孔65x可以不必彼此重叠。另外，在俯视时，底孔62y、底孔63y、底孔64y和底孔65y可以不必彼此重叠。
因此，在蒸发器10中设置有包括伸出部60W1、60W2和60W3的多孔部件60。对于蒸发器10内的多孔部件60，液相的工作流体C穿透液体管40附近的部分。在该情况下，来自多孔部件60的作用在工作流体C上的毛细管力变为用于使工作流体C在环路式热管1内循环的泵送力。
此外，毛细管作用在蒸发器10内的蒸气Cv上。因此，可以抑制蒸气Cv倒流回液体管40。
顺便提及，在液体管40中形成有用于注入工作流体C的注入口(未示出)。注入口被密封部件封闭，使得环路式热管1的内部可以保持气密。
[制造根据第一实施例的环路式热管的方法]
接下来，将主要描述在根据第一实施例的环路式热管的制造方法中空间和多孔部件的制造过程。图5A至图5D以及图6A和图6B是示出根据第一实施例的环路式热管的制造过程的视图。图5A至图5D以及图6A和图6B示出了与图4B对应的截面。
首先，在图5A所示的步骤中制备形成为图1的平面形状的金属片620。在金属片620的上表面上形成抗蚀层310，并且在金属片620的下表面上形成抗蚀层320。金属片620是最后将用作金属层62的部件。金属片620例如可以由铜、不锈钢、铝、镁合金等形成。金属片620例如可以设定为约50μm至200μm厚。例如，感光干膜抗蚀剂等可以用作抗蚀层310和320中的每一个。
接下来，在图5B所示的步骤中，使抗蚀层310和320暴光，并且在用于形成金属片620的空间81、82和83(图5B中未示出)以及包括伸出部60W1、60W2和60W3的多孔部件60的区域中显影。因此，在抗蚀层310中形成有使金属片620的上表面选择性地露出的开口部分310x，并且在抗蚀层320中形成有使金属片620的下表面选择性地露出的开口部分320x。开口部分310x形成为具有与图4A和图4B中所示的底孔62x的形状和布局对应的形状和布局。另外，开口部分320x形成为具有与图4A和图4B中所示的底槽81a和82a以及底孔62y的形状和布局对应的形状和布局。另外，在将用作空间83的部分的部分中，在俯视时，抗蚀层310的开口部分310x和抗蚀层320的开口部分320x形成在分别彼此重叠的位置处。
接下来，在图5C所示的步骤中，从金属片620的上表面侧对在开口部分310x内露出的金属片620进行半刻蚀，并且从金属片620的下表面侧对开口部分320x内露出的金属片620进行半刻蚀。因此，在金属片620的上表面侧形成底孔62x，并且在金属片620的下表面侧形成底槽81a和82a以及底孔62y。另外，在俯视时，沿X方向交替布置的开口部分310x和开口部分320x在前后方向上分别彼此部分地重叠。因此，开口部分310x和开口部分320x的各重叠部分彼此连通，从而分别形成窄孔62z。另外，形成用作空间83的部分的通孔。例如，可以使用氯化铁溶液用于金属片620的半刻蚀。
接下来，在图5D所示的步骤中，抗蚀层310和320被剥离溶液(strippingsolution)剥离。因此，完成金属层62。
接下来，在图6A所示的步骤中，制备不形成孔或槽的实心金属层61和66。另外，通过与金属层62类似的方法或相同的方法，形成金属层63至65。例如，如图4B所示，底槽、通孔、底孔和窄孔的位置可以形成在金属层63至65中。顺便提及，为了在金属层63和64中形成通孔81b和81c以及通孔82b和82c，在俯视时，抗蚀层310的开口部分310x和抗蚀层320的开口部分320x可以形成在分别彼此重叠的位置处，并且随后进行刻蚀。另外，为了形成将用作空间83的部分的通孔，在俯视时，抗蚀层310的开口部分310x和抗蚀层320的开口部分320x可以形成在分别彼此重叠的位置处，并且随后进行刻蚀。
接下来，在图6B所示的步骤中，金属层以图6A所示的顺序彼此层叠，以通过施加于金属层的压力和热而进行固相结合。因此，金属层中相邻的金属层彼此直接结合，从而完成具有蒸发器10、冷凝器20、蒸气管30和液体管40的环路式热管1。在蒸发器10中形成包括空间81、82和83的空间80以及包括伸出部60W1、60W2和60W3的多孔部件60。在随后通过使用真空泵等对液体管40进行抽真空之后，工作流体C从未示出的注入口注入到液体管40。然后，将注入口密封。
这里，固相结合是指这样的方法：要结合的对象不被熔化而是通过加热直接软化成固相(固体)状态，并且通过加压进一步发生塑性变形，从而彼此结合。顺便提及，优选的是，使全部金属层61至66的材料相同，使得金属层中相邻的金属层可以通过固相结合而彼此很好地结合。
因此，该结构形成为使得从金属层的相反表面侧形成的底孔彼此部分地连通，从而在金属层中分别形成窄孔。利用该结构，可以解决背景技术中的窄孔形成方法中固有的问题，在该背景技术中的窄孔形成方法中，形成有通孔的金属层彼此层叠，使得通孔分别彼此部分地重叠。即，可以在金属层中形成尺寸固定的窄孔，而不会导致彼此层叠的金属层之间的未对准，或者不会导致由于在对彼此层叠的金属层进行热处理期间金属层的膨胀和收缩而导致的未对准。
因此，可以防止由于窄孔而出现的毛细管力因窄孔中尺寸的变化而降低。因此，可以稳定地获得抑制蒸气Cv从蒸发器10回流到液体管40的效果。
另外，形成该结构，使得底孔中相邻的底孔在金属层彼此层叠的部分中彼此重叠。利用该结构，可以增加金属层彼此接触的面积，使得金属层可以彼此牢固地结合。
这里将结合比较例对通过形成在蒸发器10中的空间81和82中的底槽而获得效果进行描述。
图7A和图7B是示出根据比较例的环路式热管中的蒸发器的结构的剖视图。如图7A所示，根据比较例的蒸发器10Z不同于蒸发器10之处在于空间81和82被空间91和92替代。
空间91由彼此连通的通孔91a、通孔91b、通孔91c和通孔91d形成。另外，空间92由彼此连通的通孔92a、通孔92b、通孔92c和通孔92d形成。空间91和92在金属层的层叠方向上的一端侧被金属层61的下表面封闭，同时空间91和92在金属层的层叠方向上的另一端侧被金属层66的上表面封闭。
更具体地说，在空间91和92中，金属层62中形成有穿透金属层62的通孔91a和92a。另外，在金属层63中形成有穿透金属层63的通孔91b和92b。另外，在金属层64中形成有穿透金属层64的通孔91c和92c。另外，在金属层65中形成有穿透金属层65的通孔91d和92d。通孔91a的宽度、通孔91b的宽度、通孔91c的宽度和通孔91d的宽度基本相同。以类似方式或相同方式，通孔92a的宽度、通孔92b的宽度、通孔92c的宽度和通孔92d的宽度基本相同。
因此，空间91和92由形成在金属层62至65中并彼此连通的通孔形成。金属层62和65中不形成有底槽。因此，金属层61的与空间91和92在金属层的层叠方向上的一端侧对应的部分的强度以及金属层66的与空间91和92在金属层的层叠方向上的另一端侧对应的部分的强度不足。结果，引起以下问题。
即，发热元件通过导热粘合剂等安装在蒸发器10Z的前表面上。当发热元件产生热量时，蒸发器10Z内的工作流体C被发热元件120产生的热量蒸发，从而产生蒸气Cv。当在蒸发器10Z内产生蒸气Cv时，蒸发器10Z的内部大气压部分地增加。具体地说，分别位于伸出部(梳齿)中相邻伸出部之间的空间91和92是瞬时大气压最高的地方。因此，当在蒸发器10Z内产生蒸气Cv时，金属层61和66的形成空间91和92的部分不能抵抗内部大气压，使得金属层61和66的该部分可能发生变形从而在相反的两个外侧膨胀，如图7B所示。当蒸发器10Z变形时，蒸发器10Z的前表面与导热粘合剂等之间产生间隙，从而可能引发这样的问题：例如，从发热元件朝向蒸发器10Z的传热效率显著劣化。
另一方面，在本实施例中，在空间81的在金属层的层叠方向上的另一端侧形成有底槽81a，并且在空间81的在金属层的层叠方向上的另一端侧形成有底槽81d。另外，在空间82的在金属层的层叠方向上的另一端侧形成有底槽82a，并且在空间82的在金属层的层叠方向上的另一端侧形成有底槽82d。即，空间81的一端侧被金属层61以及金属62的形成有作为增强部分的底槽81a的部分封闭，并且空间81的另一端侧被金属层66以及金属层65的形成有作为增强部分的底槽81d的部分封闭。另外，空间82的一端侧被金属层61以及金属62的形成有作为增强部分的底槽82a的部分封闭，并且空间82的另一端侧被金属层66以及金属层65的形成有作为增强部分的底槽82d的部分封闭。
因此，提高了金属层的与空间81和82的一端侧对应的部分的强度以及金属层的与空间81和82的另一端侧对应的部分的强度。因此，即使当在蒸发器10内产生蒸气Cv时，金属层的与空间81和82对应的部分也可以抵抗内部大气压，从而可以防止蒸发器10变形。结果，在蒸发器10的前表面与导热粘合剂等之间不产生间隙。因此，可以防止这种问题的产生：例如，从发热元件朝向蒸发器10的传热效率降低。
具体地说，作为增强部分的底槽81a和82a以及底槽81d和82d中的每一个形成为凹陷形状，其中，底槽的内壁表面包括弯曲表面。因此，压力可以均匀地施加到底槽81a和82a以及底槽81d和82d上。结果，空间81和82可以形成为更强的抗变形结构。
另外，随着彼此层叠的金属层的数量变大并且由此空间变宽，可以在高大气压状态下使用蒸发器10。相应地，随着多孔部件60中的层叠的金属层的数量变大，提供增强部分的重要性更高。
顺便提及，还设想了一种方法，其中使相反两侧上的每个最外金属层比构成内层的每个金属层厚，使得最外金属层的强度得到提高，从而防止变形。然而，考虑到蒸发器整体增厚，这种方法不是优选的。另一方面，考虑到即使当相反两侧的每个最外金属层不比构成内层的每个金属层更厚时(例如，即使当时所有金属层具有相同厚度时)，金属层的形成空间的部分的强度也可以被提高，使用底槽81a和82a以及底槽81d和82d作为增强部分的方法是优选的。即，考虑到金属层的形成空间的部分的强度可以被提高而无需整体增厚蒸发器，该方式是优选的。
(第二实施例)
在第二实施例中将示出具有与第一实施例中不同的截面形状的蒸发器的实例。顺便提及，在第二实施例中可以省略关于与上述实施例中相同组成部分的描述。
图8A和图8B是示出设置在根据第二实施例的蒸发器中的多孔部件和空间的视图。图8A示出了与图4A对应的局部放大俯视图。图8B示出了沿图8A的线B-B截取的截面。然而，图8B是还包括作为多孔部件60的最外层中的一个(最上层)的金属层61的剖视图，其中，金属层61在图8A中已被省略。顺便提及，由于蒸发器10A的总体视图与图3中的类似或相同，因此省略了蒸发器10A的总体视图的图示。
图8A和图8B所示的蒸发器10A与蒸发器10(见图4A和图4B等)的不同之处在于空间81和82被空间81A和82A替代。
空间81A由彼此连通的底槽81a1、81a2和81a3、通孔81b、通孔81c以及底槽81d1、81d2和81d3形成。另外，空间82A由彼此连通的底槽82a1、82a2和82a3、通孔82b、通孔82c以及底槽82d1、82d2和82d3形成。
更具体地说，在金属层62内，底槽81a1、81a2和81a3沿Y方向排列、其长度方向在X方向上、并且向金属层63侧开口，从而在平面方向(Y方向)上彼此连通。另外，在金属层62内，底槽82a1、82a2和82a3沿Y方向排列、其长度方向在X方向上、并且向金属层63侧开口，从而在平面方向(Y方向)上彼此连通。
在金属层65内，底槽81d1、81d2和81d3沿Y方向排列、其长度方向在X方向上、并且向金属层64侧开口，从而在平面方向(Y方向)上彼此连通。另外，在金属层65内，底槽82d1、82d2和82d3沿Y方向排列、其长度方向在X方向上、并且向金属层64侧开口，从而在平面方向(Y方向)上彼此连通。
在Y方向上彼此连通的底槽81a1、81a2和81a3的最大开口部分的宽度、通孔81b的宽度、通孔81c的宽度以及在Y方向上彼此连通的底槽81d1、81d2和81d3的最大开口部分的宽度基本相同。以类似方式或相同方式，在Y方向上彼此连通的底槽82a1、82a2和82a3的最大开口部分的宽度、通孔82b的宽度、通孔82c的宽度以及在Y方向上彼此连通的底槽82d1、82d2和82d3的最大开口部分的宽度基本相同。
底槽81a1、81a2、81a3、81d1、81d2和81d3以及底槽82a1、82a2、82a3、82d1、82d2和82d3中的每一个可以例如形成为凹陷形状，其中，底槽的内壁表面包括弯曲表面。
对于底槽81a1、81a2、81a3、81d1、81d2和81d3以及底槽82a1、82a2、82a3、82d1、82d2和82d3中的每一个，与YZ平面平行的截面形状例如可以形成为大致半圆形形状或大致半椭圆形形状。
因此，对于作为增强部分的底槽，与YZ平面平行的截面形状可以形成为一个大致圆形形状或一个大致椭圆形形状，或者可以形成为彼此连通的、沿Y方向排列的多个大致圆形或多个大致椭圆形的形状。
为了形成大致圆形或大致椭圆形形状的流动路径，需要通过在金属层中的相邻金属层中的每一个中进行半刻蚀来形成大致半圆形或大致半椭圆形形状的一个底槽。为了通过半刻蚀来形成大致半圆形或大致半椭圆形形状的一个底槽，同时地沿深度方向和宽度方向来刻蚀底槽。因此，底槽的宽度相对于金属层的厚度受到限制。因此，难以形成在Y方向上宽的增强部分。
相反，为了形成具有彼此连通的、沿Y方向排列的多个大致圆形或大致椭圆形形状的增强部分，形成为大致圆形或大致椭圆形形状、并且通过半刻蚀形成的一个底槽的宽度可以没有任何问题地被限制。即使当一个底槽的宽度由于半刻蚀而受到限制时，多个这种底槽在彼此连通的同时沿Y方向排列，使得可以容易地形成在Y方向上宽的增强部分。即，即使当一个底槽的宽度受到限制，但通过改变彼此连通的底槽的数量，也可以容易地调节空间和增强部分在Y方向上的宽度。
顺便提及，在图8A和图8B的实例中，彼此连通的、沿Y方向排列的三个大致圆形或三个大致椭圆形的增强部分已示出为与YZ方向平行的流动路径的截面形状。然而，本发明不限于此。例如，作为与YZ平面平行的截面形状，可以形成彼此连通的、沿Y方向排列的两个大致圆形或两个大致椭圆形的增强部分，或可以形成彼此连通的、沿Y方向排列的至少四个大致圆形或至少四个大致椭圆形的增强部分。
<变型例1>
变型例1将示出在厚度方向上彼此连通的底孔的尺寸彼此不同的实例。顺便提及，在变型例1中可以省略关于与上述实施例中相同组成部分的描述。
图9是示出在厚度方向上彼此连通的底孔的尺寸彼此不同的实例的视图。如图9所示，例如，在金属层62中，可以使每个底孔62x的尺寸大于每个底孔62y的尺寸，并且在俯视时，多个底孔62y可以布置在底孔62x周围。
因此，随着底孔中的一些的尺寸的增加，空间的体积被扩大。因此，可以减少在底孔中流动的工作流体C的压力损耗。
尽管上文已通过举例来描述金属层62，但金属层63至65中的每一个可以形成为与参考图9描述的金属层62类似或相同的结构。
另外，变型例1可以应用于第一和第二实施例。
<变型例2>
变型例2中将示出多孔部件具有除底孔以外的槽的实例。顺便提及，在变型例2中可以省略关于与上述实施例中相同组成部分的描述。
图10是示出在一个金属层中设置有底孔和槽的实例的视图。如图10所示，例如，在金属层62中可以设置有从金属层62的上表面侧朝向金属层62的中央部分侧凹入的每个槽102x，以及从金属层62的下表面侧朝向金属层的中央部分侧凹入的每个槽102y。在图10中，底孔62x中的相邻底孔通过一个槽102x彼此连通，并且底孔62y中的相邻底孔通过一个槽102y彼此连通。可以以与底孔类似的方式或相同的方式通过半刻蚀来形成槽102x和102y。顺便提及，槽102x和槽102y彼此不连通。
因此，由于底孔中相邻的底孔通过一个槽而彼此连通，因此可以有助于工作流体C的透过性(permeability)。顺便提及，即使在设置槽102x或槽102y时，也可以获得类似的效果。
上文已通过举例来描述金属层62。然而，金属层63至65中的每一个也可以形成为与参考图10已描述的金属层62类似或相同的结构。
变型例2可以应用于第一和第二实施例。尽管上文已详细描述优选实施例，但本发明不限于上述实施例，而在不背离权利要求所述的范围的情况下，可以向各上述实施例添加各种变型和替换。
例如，底孔的布置不限于上述实施例(在俯视时)，而可以进行不同的变型和修改。
例如，多孔部件的伸出部可以不形成在除了层叠的金属层的最外金属层之外的所有金属层中。在六个金属层彼此层叠的结构的情况下，例如，可以仅在第三金属层和第五金属层中形成伸出部。
本申请要求2018年5月30日提交的日本专利申请No.2018-103266的优选权，该日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。

Claims (9)

1.一种环路式热管，包括：
蒸发器，其使工作流体蒸发；
冷凝器，其使所述工作流体液化；
液体管，所述蒸发器和所述冷凝器通过所述液体管彼此连接在一起；以及
蒸气管，所述蒸发器和所述冷凝器通过所述蒸气管彼此连接在一起，其中，所述蒸气管和所述液体管形成环路，
所述蒸发器通过层叠的金属层形成，所述层叠的金属层包括：
第一最外金属层，其位于所述层叠的金属层在层叠方向上的一个外侧；
第二最外金属层，其位于在所述层叠方向上与所述一个外侧相反的另一外侧；以及
内层，其位于所述第一最外金属层与所述第二最外金属层之间，
所述内层包括：
第一金属层，其与所述第一最外金属层相邻；以及
第二金属层，其与所述第二最外金属层相邻，
其中，在所述内层中设置有供通过蒸发所述工作流体而产生的蒸气流动的至少一个空间，以及与所述至少一个空间连通的多孔部件，
所述第一金属层形成有向所述第二金属层侧开口的第一底槽，
所述第二金属层形成有向所述第一金属层侧开口的第二底槽，
所述至少一个空间在所述层叠方向上的一端对应于所述第一金属层的形成有所述第一底槽的部分，并且
所述至少一个空间在所述层叠方向上的另一端对应于所述第二金属层的形成有所述第二底槽的部分。
2.根据权利要求1所述的环路式热管，其中，
所述内层还包括第三金属层，所述第三金属层布置在所述第一金属层与所述第二金属层之间，
形成有贯穿所述第三金属层的通孔，并且
所述第一底槽、所述通孔、以及所述第二底槽在所述层叠方向上彼此连通，从而形成所述至少一个空间。
3.根据权利要求1或2所述的环路式热管，其中，
所述第一底槽和所述第二底槽中的每一个具有凹陷形状，并且
所述第一底槽和所述第二底槽中的每一个的内壁表面包括弯曲表面。
4.根据权利要求1或2所述的环路式热管，其中，
包括多个所述第一底槽，多个所述第一底槽沿第一方向排列并向所述第二金属层侧开口，多个所述第一底槽中的一个与多个所述第一底槽中的相邻的一个连通，并且
包括多个所述第二底槽，多个所述第二底槽沿所述第一方向排列并向所述第一金属层侧开口，多个所述第二底槽中的一个与多个所述第二底槽中的相邻的一个连通。
5.根据权利要求4所述的环路式热管，其中，
多个所述第一底槽和多个所述第二底槽中的每一个具有凹陷形状，并且
多个所述第一底槽和多个所述第二底槽中的每一个的内壁表面包括弯曲表面。
6.根据权利要求1或2所述的环路式热管，其中，
所述多孔部件形成为梳齿形状，所述梳齿形状具有联接部分和伸出部，
所述伸出部中的每一个的一端在俯视时与所述联接部分联接，并且
所述至少一个空间在俯视时设置在所述伸出部中的相邻伸出部之间。
7.根据权利要求1或2所述的环路式热管，其中，
所述多孔部件包括：
第一底孔，其从所述第一金属层和所述第二金属层中的至少一个的一个表面凹入；
第二底孔，其从所述第一金属层和所述第二金属层中的所述至少一个的另一表面凹入，其中，所述另一表面与所述一个表面相反；以及
窄孔，所述第一底孔和所述第二底孔通过所述窄孔而彼此部分地连通。
8.根据权利要求1或2所述的环路式热管，其中，所述第一最外金属层和所述第二最外金属层不形成有通孔或槽。
9.一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，其使工作流体蒸发；
冷凝器，其使所述工作流体液化；
液体管，所述蒸发器和所述冷凝器通过所述液体管彼此连接在一起；以及
蒸气管，所述蒸发器和所述冷凝器通过所述蒸气管彼此连接在一起，其中，所述蒸气管和所述液体管形成环路，
所述蒸发器通过层叠的金属层形成，所述层叠的金属层包括：
第一最外金属层，其位于所述层叠的金属层在层叠方向上的一个外侧；
第二最外金属层，其位于在所述层叠方向上与所述一个外侧相反的另一外侧；以及
内层，其位于所述第一最外金属层与所述第二最外金属层之间，
所述内层包括：
第一金属层，其与所述第一最外金属层相邻；以及
第二金属层，其与所述第二最外金属层相邻，
其中，在所述内层中设置有供通过蒸发所述工作流体而产生的蒸气流动的至少一个空间，以及与所述至少一个空间连通的多孔部件，
所述方法包括：
a)在所述内层中形成所述至少一个空间；
所述步骤a)包括：
对将用作所述第一金属层的第一金属片进行半刻蚀，以形成第一底槽；
对将用作所述第二金属层的第二金属片进行半刻蚀，以形成第二底槽；以及
将所述第一金属片布置在所述第二金属片上，使得所述第一底槽与所述第二底槽彼此相对，
所述至少一个空间在所述层叠方向上的一端对应于所述第一金属片的形成有所述第一底槽的部分，并且
所述至少一个空间在所述层叠方向上的另一端对应于所述第二金属层的形成有所述第二底槽的部分。
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