CN116438652A - 均热板及均热板的制造方法 - Google Patents

均热板及均热板的制造方法 Download PDF

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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

提供能够提高工作液的输送效率以提高热传导率的均热板及其制造方法。均热板1在将第1金属片材11与第2金属片材12接合而形成的密闭的内部空间S中具有工作流体，在第1金属片材11与第2金属片材12彼此相对的对置面11a、12a中，在至少一者金属片材的对置面(在图1中为至少对置面12a)上以规定的间隔并列地形成有朝向一个方向(主槽的延伸方向X)连续或间歇地延伸的主槽21，并且，朝向与一个方向(主槽21的延伸方向X)不同的方向、以不规则的配设间距及不规则的槽宽形成有将相邻的主槽21a、21b连通的连通槽22。

Description

均热板及均热板的制造方法
技术领域
本发明涉及均热板及均热板的制造方法。
背景技术
对于搭载于笔记本电脑、数码相机、移动电话等电气、电子设备的半导体元件等电子部件而言，由于与高性能化相伴的高密度搭载等而具有发热量增大的趋势。为了使电气、电子设备长时间正常工作，需要高效地对电子部件进行冷却。因此，通常在电子设备内部搭载有用于冷却电子部件等发热体的冷却器件。作为这样的冷却器件，例如，已知利用使工作流体从液相相变为气相而产生的潜热(气化热)的均热板。
例如，专利文献1中记载了具有第1金属片材和第2金属片材，并在设置于第1金属片材与第2金属片材之间的密封空间中具备液体流路部的均热板。专利文献1的均热板以将第1主流槽与第2主流槽连通的方式具有第1连通槽，且以将第2主流槽与第3主流槽连通的方式具有第2连通槽。在此，构成为第1连通槽的宽度大于第1主流槽的宽度及第2主流槽的宽度，第2连通槽的宽度大于第2主流槽的宽度及第3主流槽的宽度。另外，构成为第1连通槽的深度比第1主流槽的深度及第2主流槽的深度深，第2连通槽的深度比第2主流槽的深度及第3主流槽的深度深。
另外，在专利文献1的均热板中，为了防止沿着主流槽的方向的毛细管作用的丧失，第1连通槽与第2连通槽未配置在一条直线上，而以相互错开半个间距的规则的配设间距配置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-158323号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，专利文献1的均热板由于形成宽度大且深度深的连通槽，因而在不妨碍主流槽中的工作液的流动的情况下使工作液贮存于连通槽，并且，当没有工作液流过主流槽而发生干涸时，使连通槽中贮存的工作液从连通槽向主流槽移动。
对此，希望在均热板中进一步提高冷却性能，因此希望在沿着与主流槽的延伸方向不同的方向的宽范围内，也仍能够短时间地输送更多的工作液。
本发明的目的在于，提供能够提高工作液的输送效率以提高热传导率的均热板及其制造方法。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明的要旨构成如下。
(1)均热板，其在将第1金属片材与第2金属片材接合而形成的密闭的内部空间中具有工作流体，其中，在所述第1金属片材与所述第2金属片材彼此相对的对置面之中，在至少一者的金属片材的对置面上，以规定的间隔并列地形成有朝向一个方向连续或间歇地延伸的主槽，并且，朝向与所述一个方向不同的方向以不规则的配设间距及不规则的槽宽形成有将相邻的主槽连通的连通槽。
(2)根据上述(1)所述的均热板，其中，所述均热板具备使所述工作流体蒸发的蒸发部、和配设在与所述蒸发部分开的位置并使所述工作流体冷凝的冷凝部，所述主槽的至少一部分构成供从所述冷凝部朝向所述蒸发部的液相的工作流体回流的流路，所述内部空间构成从所述蒸发部朝向所述冷凝部的气相的工作流体的流路。
(3)根据上述(1)或(2)所述的均热板，其中，所述第1金属片材的对置面具有划分形成所述内部空间的凹部，所述第2金属片材至少在蒸发部处为平板形状，所述主槽至少并列配置在所述第2金属片材的对置面。
(4)根据上述(1)至(3)中任一项所述的均热板，其中，所述主槽的槽深尺寸大于槽宽尺寸。
(5)根据上述(1)至(4)中任一项所述的均热板，其中，在所述主槽的内表面、以及由所述主槽及所述连通槽划分出的、所述至少一者的金属片材的对置面的部分上，还形成有具有尺寸比所述主槽的槽深尺寸小的凹凸的微小凹凸面。
(6)根据上述(1)至(5)中任一项所述的均热板，其中，所述主槽的配设间距在100μm以上250μm以下的范围内。
(7)根据上述(1)至(6)中任一项所述的均热板，其中，所述主槽的槽宽在10μm以上100μm以下的范围内，并且所述主槽的槽深在10μm以上1000μm以下的范围内。
(8)根据上述(1)至(7)中任一项所述的均热板，其中，所述连通槽的槽宽在5μm以上100μm以下的范围内，并且所述连通槽的槽深在10μm以上1000μm以下的范围内。
(9)根据上述(1)至(8)中任一项所述的均热板，其中，所述内部空间通过设置于所述第1金属片材及所述第2金属片材各自的所述对置面的抵接部彼此的接触而被分割为多个蒸气流路，所述主槽及所述连通槽配置在所述至少一者的金属片材的对置面的至少包含所述抵接部的区域。
(10)均热板的制造方法，其为上述(1)至(9)中任一项所述的均热板的制造方法，其中，所述制造方法包括通过以沿着一个方向描线的方式向所述至少一者的金属片材的对置面照射激光，由此形成所述主槽及连通槽的工序。
发明效果
根据本发明，能够提供能提高工作液的输送效率以提高热传导率的均热板及其制造方法。
附图说明
[图1]图1是示出均热板的构造的图，图1的(a)是均热板的立体图，图1的(b)是形成有主槽及连通槽的第2金属片材的立体图。
[图2]图2是示出用于对在图1的(b)所示的第2金属片材的对置面上形成的主槽及连通槽中流动的工作流体的流动进行说明的要部的俯视图。
[图3]图3是示出用于对在图1的(b)所示的第2金属片材的对置面上形成的主槽的槽深尺寸、槽宽尺寸及配设间距进行说明的要部的图，并且是沿着主槽的槽宽方向的剖视图。
[图4]图4是示出用于对在图1的(b)所示的第2金属片材的对置面上形成的连通槽的槽深尺寸、槽宽尺寸及配设间距进行说明的要部的图，并且是沿着连通槽的槽宽方向的剖视图。
[图5]图5是示出均热板整体中的工作流体的流路的图，图5的(a)是立体图，图5的(b)是包含图5的(a)所示的内部空间的延伸方向的假想平面C1处的剖视图。
[图6]图6是以便于理解在构成均热板的第1及第2金属片材各自的对置面上形成的抵接部以及与主槽及连通槽的位置关系的方式示出的图，图6的(a)是立体图，图6的(b)是包含图6的(a)所示的内部空间的宽度方向的假想平面C2处的剖视图。
[图7]图7是均热板的制造方法的流程图。
[图8]图8是用于说明均热板的制造方法的图，示出向金属片材的表面照射激光以形成主槽及连通槽时的工序的一例。
具体实施方式
接下来，以下说明本发明的几个实施方式的均热板。
图1是示出均热板的构造的图，图1的(a)是均热板的立体图，图1的(b)是形成有主槽及连通槽的第2金属片材的立体图。图2是示出用于对在图1的(b)所示的第2金属片材的对置面上形成的主槽及连通槽中流动的工作流体的流动进行说明的要部的俯视图。在图1中，方便起见，以能够便于理解均热板1的内部构造的方式示出局部透视的状态。另外，在图2中，将液相的工作流体F(L)的流动方向以实心箭头表示，将表示气相的工作流体F(g)的流动方向以空心箭头表示。
＜均热板＞
如图1所示，均热板1为在将第1金属片材11与第2金属片材12接合而形成的密闭的内部空间S中具有工作流体的均热板1，在第1金属片材11与第2金属片材12彼此相对的对置面11a、12a中，在至少一者的金属片材的对置面(在图1中为至少对置面12a)上，以规定的间隔并列地形成有朝向一个方向连续或间歇地延伸的主槽21，并且，朝向与上述一个方向不同的方向以不规则的配设间距及不规则的槽宽形成有将主槽21中的相邻的主槽21a、21b连通的连通槽22。在此，详见后述，槽的“配设间距”是至少在槽的宽度方向上相邻的多个槽的包含槽宽的间隔。另外，主槽21及连通槽22分别以不规则的深度形成。
由此，如图2所示，液相的工作流体F(L)沿着主槽21(例如主槽21a)快速流动，并且，沿着主槽21(例如主槽21a)流动的液相的工作流体F(L)的一部分分支到连通槽22，从而朝向并列地相邻的主槽21(例如主槽21b、21c)流动，液相的工作流体F(L)还沿着与主槽21的延伸方向X不同的方向流动。特别地，在均热板1中，连通槽22以不规则的配设间距和不规则的槽宽形成，由此液相的工作流体F(L)还进入连通槽22，从而不仅确保液相的工作流体F(L)沿着主槽21快速流动，而且在非干涸时也能够使液相的工作流体F(L)沿着连通槽22流通。另外，通过使连通槽22以不规则的配设间距和不规则的槽宽形成，从而能够利用连通槽22使得供液相的工作流体F(L)流通的部分的面积增加，因此能够使工作流体F的蒸发面积增加。其结果，能够在设有主槽21及连通槽22的对置面的更大范围内高效地使液相的工作流体F(L)流通，因而能够提高经由均热板1的潜热的传递效率。因此，能够提供能提高工作液的输送效率以提高热传导率的均热板及其制造方法。
如图1的(a)所示，本实施方式的均热板1在将第1金属片材11与第2金属片材12接合而形成的密闭的内部空间S中具有工作流体。在此，第1金属片材11及第2金属片材12分别具有彼此相对的对置面11a、12a，并以第1金属片材11的对置面11a及第2金属片材12的对置面12a对置的方式接合，由第1金属片材11及第2金属片材12形成密闭的内部空间S。在设置于均热板1内部的内部空间S中封入有工作流体。
从均热板1的冷却性能的观点出发，封入内部空间S的工作流体能够举出纯水、乙醇、甲醇、丙酮等。
此外，如图1的(b)所示，构成均热板1的第1金属片材11及第2金属片材12在彼此相对的对置面11a、12a中，在至少一者的金属片材的对置面(在图1的(b)中为对置面12a)上形成有主槽21和连通槽22。
[关于主槽的构成]
主槽21在第1金属片材11及第2金属片材12的对置面11a、12a之中在至少一者的金属片材的对置面(图1的(b)中为对置面12a)上，朝向一个方向连续或间歇地延伸，并且以规定的间隔并列地形成。在此，如图1所示，主槽21也可以沿着延伸方向X以直线状配置，但也可以以至少局部弯曲的状态配置。因此，“朝向一个方向”是指主槽21整体构成朝向一个方向的液相的工作流体F(L)的流路的状态。另外，从容易形成后述的连通槽22的观点出发，优选并列配置的多个主槽21平行配置，但也可以局部远离地配置。
图3为示出用于对在图1的(b)所示的第2金属片材的对置面上形成的主槽的槽深尺寸、槽宽尺寸及配设间距进行说明的要部的图，并且是沿着主槽的槽宽方向的剖视图。在此，主槽21的槽宽方向Y是指横断主槽21的方向之中的、特别是与主槽21的延伸方向正交的方向。特别地，如图1所示，在主槽21沿着延伸方向X以直线状配置的情况下，主槽21的槽宽方向Y是指与延伸方向X以直角相交的方向。
如图3所示，优选主槽21的槽深尺寸d1构成为大于主槽21的槽宽尺寸w1。由此，在液相的工作流体F(L)与主槽21接触时产生的毛细管力增强，从而容易使液相的工作流体F(L)快速在主槽21中流通。因此，即使在主槽21的相同位置的两侧配置有连通槽22的情况下，也能够使液相的工作流体F(L)高效地沿着主槽21流通，且使其一部分分支到连通槽22。其结果，能够在设有主槽21及连通槽22的对置面的更宽范围内高效地使液相的工作流体F(L)流通。
优选主槽21的槽深尺寸d1在10μm以上1000μm以下的范围内，更加优选在50μm以上1000μm以下的范围内，进一步优选在100μm以上1000μm以下的范围内。另外，优选主槽21的槽宽尺寸w1在10μm以上100μm以下的范围内，更加优选在10μm以上50μm以下的范围内，进一步优选在10μm以上30μm以下的范围内。另外，优选相对于主槽21的槽宽尺寸w1而言的槽深尺寸d1的比值(d1/w1)在超过1.0且为5.0以下的范围内，更加优选在2.0以上3.0以下的范围内。通过这样的具有槽深尺寸d1大且槽宽尺寸w1小的形状的主槽21，从而容易在液相的工作流体F(L)作用主槽21的毛细管现象，因此能够促进液相的工作流体F(L)向主槽21流通。另外，通过使得主槽21兼具有小的槽宽尺寸w1和大的槽深尺寸d1，从而主槽21中的毛细管力变大，由此，在主槽21中流通的液相的工作流体F(L)的流量也增大。其结果，无论均热板1、具备均热板1的电子设备的姿态如何，均能够将液相的工作流体F(L)输送至更远处，因此能够更加稳定地提高均热板1的热输送性能。
在此，主槽21的槽深尺寸d1是从与主槽21邻接的对置面(图3的对置面12a)中的最高的部分到主槽21的槽底21e中的最低的部分的距离。另外，主槽21的槽宽尺寸w1是主槽21的对置的内壁面、即内壁面21f与内壁面21f’之间的最短距离。主槽21的槽深尺寸d1及槽宽尺寸w1能够使用沿着主槽21的槽宽方向Y将均热板1切断时的剖切面的光学显微镜像求出。
作为形成这样的槽深尺寸d1大于槽宽尺寸w1的主槽21的手段，优选使用激光的加工，其中更加优选使用光纤激光的加工。基于激光的加工能够短时间地形成槽深尺寸d1大于槽宽尺寸w1的主槽21。另一方面，在现有的均热板中采用的使用蚀刻液的蚀刻加工中，槽深尺寸d1小于槽宽尺寸w1。
就主槽21而言，优选相邻的多个主槽21的配设间距p1在100μm以上250μm以下的范围内，更加优选在150μm以上250μm以下的范围内，进一步优选在150μm以上200μm以下的范围内。在此，主槽21的配设间距p1为相邻的主槽21的槽宽的中心线间的距离。通过将主槽21的配设间距p1设定在100μm以上250μm以下的范围内，从而能够使得主槽21的壁面获得期望的机械强度，并且，通过形成主槽21时的激光加工，使得具有凹凸的加工区域相互邻接地形成，因此能够在邻接的部分形成连通的加工区域的凹部，由此能够容易地形成连通槽22。另外，单位面积的液相的工作流体F(L)的量增多，从而不易在形成有主槽21的对置面上发生工作流体消失的干涸，因此能够提高均热板1的热输送特性。
[关于连通槽的构成]
如图1的(b)所示，连通槽22形成在对置面11a、12a中的形成有主槽21的对置面(在图1的(b)中为对置面12a)上。在此，连通槽22形成为，朝向与主槽的延伸方向X不同的方向(与上述一个方向不同的方向)、以不规则的配设间距及不规则的槽宽将相邻的两条以上的主槽21a、21b连通。作为供液相的工作流体F(L)流动的路径的槽的毛细管力在减小槽宽且增大槽深时增强，从而液相的工作流体F(L)的流动量增加，因此能够高效地使液相的工作流体F(L)流通。另一方面，在使槽宽减小的情况下，槽的开口面积减少，因此，工作流体F的蒸发面积容易减少。与之相关地，在均热板1中，通过使连通槽22以不规则的配设间距和不规则的槽宽形成，从而使得主槽21相互间通过连通槽22连通，因此能够利用连通槽22的毛细管力使得液相的工作流体F(L)的流动量也增加。并且，液相的工作流体F(L)也进入连通槽22，从而使工作流体F的蒸发面积增加，因此能够提高均热板1的热输送性能。因此，在均热板1中，能够利用这样的连通槽22使液相的工作流体F(L)沿着主槽21流通，且将其一部分分支到连通槽22，并且，能够使工作流体F的蒸发面积增加，因此能够在设有主槽21及连通槽22的对置面的更宽范围内高效地使液相的工作流体F(L)流通。此外，当连通槽22设置于后述的蒸发部3时，蒸发部3中的工作流体的蒸发面积增加，工作流体的蒸发量增加。其结果，均热板1不易发生干涸，能够提高热输送特性。
连通槽22以不规则的配设间距和不规则的槽宽w2形成。此时，如图1的(b)所示，连通槽22相对于主槽21延伸的方向(主槽21的延伸方向X)的角度θ也可以不同。另外，除了配设间距及槽宽尺寸w2以外，连通槽22的槽深尺寸d2也可以不规则地形成。需要说明的是，连通槽22的配设间距“不规则地形成”是指关于形成有连通槽22的面中的纵10mm×横10mm的区域内的全部连通槽22，以两端的平均求出相邻的连通槽22之间的配设间距时的、配设间距的标准偏差相对于配设间距的平均值为10％以上。另外，连通槽22的槽宽尺寸w2或槽深尺寸d2“不规则地形成”是指关于形成有连通槽22的面中的纵10mm×横10mm的区域内的全部连通槽22，在求出槽宽尺寸w2或槽深尺寸d2时所求出的尺寸的标准偏差相对于所求出的尺寸的平均值为10％以上。
图4是示出用于说明图1的(b)所示的第2金属片材的对置面上形成的连通槽的槽深尺寸、槽宽尺寸及配设间距的要部的图，是沿着连通槽的槽宽方向的剖视图。需要说明的是，图4的剖视图示出也沿着主槽的延伸方向的剖面，但连通槽的槽宽方向及主槽的延伸方向也可以是不同的方向。
如图4所示，从促进沿着主槽21的液相的工作流体F(L)的流动的观点出发，优选连通槽22的槽深尺寸d2与主槽21的槽深尺寸d2相同或比主槽21的槽深尺寸d2小。在此，优选连通槽22的槽深尺寸d2在10μm以上1000μm以下的范围内，更加优选在50μm以上500μm以下的范围内。
另外，优选连通槽22的槽宽尺寸w2在5μm以上100μm以下的范围内，更加优选在10μm以上50μm以下的范围内。特别地，使连通槽22作用于液相的工作流体F(L)的毛细管力比主槽21作用于液相的工作流体F(L)的毛细管力弱，从促进沿着主槽21的液相的工作流体F(L)的流动的观点出发，优选连通槽22的槽宽尺寸w2与主槽21的槽宽尺寸w1相同或比主槽21的槽宽尺寸w1大。
均热板1中形成的连通槽22中的、槽宽尺寸w2大的槽(或槽部分)因蒸发面积增加而有助于提高热输送性能。另外，均热板1中形成的连通槽22中的、槽宽尺寸w2小的槽(或槽部分)由于毛细管力而有助于液相的工作流体F(L)的流动量增加。
在此，连通槽22的槽深尺寸d2是从与连通槽22邻接的对置面(图4的对置面12a)中的最高部分到连通槽22的槽底22c中的最低部分的距离。另外，连通槽22的槽宽尺寸w2是连通槽22的对置的内壁面、即内壁面22d与内壁面22d’之间的最短距离。连通槽22的槽深尺寸d2及槽宽尺寸w2使用相机等拍摄沿着横断连通槽22的方向将均热板1切断时的剖切面，对拍摄得到的图像进行解析来测定。
作为形成这样的连通槽22的手段，优选使用激光的加工，其中更加优选使用光纤激光的加工。基于激光的加工通过在形成相邻的主槽21时使通过激光加工形成的具有凹凸的加工区域邻接，从而能够同时形成主槽21和连通槽22。
[关于微小凹凸面的构成]
如图3所示，在本实施方式的均热板1中，优选在主槽21的内表面的部分形成有具有尺寸比主槽21的槽深尺寸d1小的凹凸的微小凹凸面14a、14b、14b’。更具体来说，优选均热板1在主槽21的槽底21e、内壁面21f及内壁面21f’部分中的至少任一者形成有具有比主槽21的槽深尺寸d1小的高度尺寸h1、h2、h2’的凹凸的微小凹凸面14a、14b、14b’。由此，不仅发生主槽21及连通槽22的毛细管现象，而且通过主槽21的内表面的微小凹凸面14a、14b、14b’与液相的工作流体F(L)接触而发生毛细管现象，从而液相的工作流体F(L)在主槽21的内表面的更宽范围内扩展，能够使更多的液相工作流体F(L)回流。另外，液相的工作流体F(L)容易保持在主槽21的内表面，从而能够促进液相的工作流体F(L)向主槽21的内表面流通。因此，通过形成微小凹凸面14a、14b、14b’，能够使得更加不易发生均热板1的干涸，并能够进一步提高均热板1的热输送特性。
另外，在本实施方式的均热板1中，如图3及图4所示，优选在由主槽21及连通槽22划分的、至少一者的金属片材的对置面(图3及图4的对置面12a)的部分形成具有高度尺寸h3比主槽21的槽深尺寸d1小的凹凸的微小凹凸面14c。由此，通过对置面上的微小凹凸面14c与液相的工作流体F(L)接触而作用毛细管力，液相的工作流体F(L)被向主槽21、连通槽22引导，从而能够使更多的液相的工作流体F(L)回流，因此更加不易发生均热板1的干涸。
在此，微小凹凸面14a、14b、14b’、14c的高度尺寸h1、h2、h2’、h3分别优选在0.1μm以上10μm以下的范围内，更加优选在1μm以上5μm以下的范围内。
这样的微小凹凸面14a、14b、14b’、14c能够通过使用激光的加工来形成。更具体来说，能够将通过激光加工在主槽21的内表面形成的具有凹凸的加工区域直接作为主槽21的微小凹凸面14a、14b、14b’使用。另外，能够将在主槽21的开口附近形成的具有凹凸的加工区域作为对置面的微小凹凸面14c的一部分或全部使用。
[关于蒸发部、冷凝部的构成]
图5是示出均热板整体中的工作流体的流路的图，图5的(a)是立体图，图5的(b)是包含图5的(a)所示的内部空间的延伸方向X’的假想平面C1处的剖视图。在图5中，将液相的工作流体F(L)的流动方向以实心箭头表示，将气相的工作流体F(g)的流动方向以空心箭头表示。
如图5的(a)所示，本实施方式的均热板1具备：蒸发部3，其使液相的工作流体F(L)蒸发而相变为气相的工作流体F(g)；和冷凝部4，其配置于与蒸发部3分开的位置，使气相的工作流体F(g)冷凝而相变为液相的工作流体F(L)。
其中的蒸发部3在图5中配置在均热板1的一端侧部分。该蒸发部3具有从热连接的发热体5受热(吸热)的功能。具体来说，如图5的(b)所示，蒸发部3通过使液相的工作流体F(L)蒸发而相变为气相的工作流体F(g)，从而吸收作为蒸发潜热的从发热体5接受到的热量。在此，发热体5是例如半导体元件等在工作中产生热量的电子部件那样的部件。
另外，冷凝部4配置在远离蒸发部的位置，在图5中配置在均热板1的另一端侧部分。该冷凝部4具有使通过蒸发部3相变并输送来的气相的工作流体F(g)放热的功能。具体来说，冷凝部4使气相的工作流体F(g)冷凝而相变为液相的工作流体F(L)，由此将作为冷凝潜热输送的工作流体F(g)的热量释放到均热板1的外部。
在本实施方式的均热板1中，从冷凝部4到蒸发部3的液相的工作流体F(L)的输送在设有主槽21及连通槽22的对置面11a、12a的附近进行。另一方面，从蒸发部3到冷凝部4的气相的工作流体F(g)的输送主要在内部空间S中的未设有主槽21及连通槽22的部分进行。
此时，就主槽21而言，优选至少一部分构成供从冷凝部4朝向蒸发部3的液相的工作流体F(L)回流的流路。在此，优选主槽21的至少一部分设置在内部空间S的下侧。另一方面，优选内部空间S构成沿着延伸方向X’延伸并从蒸发部3朝向冷凝部4的气相的工作流体F(g)的流路。通过像这样构成均热板1，从而液相的工作流体F(L)经由朝向延伸方向X延伸的主槽21和朝向与主槽21的延伸方向X不同的方向形成的连通槽22高效地从冷凝部4向蒸发部3流通。另外，气相的工作流体F(g)经由供液相的工作流体F(L)流通的主槽21的上侧的内部空间S从蒸发部3向冷凝部4流通。其结果，使均热板1不易发生干涸，能够提高热输送特性。
[关于第1金属片材、第2金属片材的构成]
图6是以便于理解在均热板中的第1金属片材11及第2金属片材12各自的对置面上形成的抵接部以及与主槽及连通槽的位置关系的图，图6的(a)是立体图，图6的(b)是包含图6的(a)所示的内部空间的宽度方向Y’的假想平面C2处的剖视图。
构成本实施方式的均热板1的第1金属片材11及第2金属片材12由彼此相对的对置面11a、12a构成密闭的内部空间S。因此，第1金属片材11及第2金属片材12中的至少一者的形状是具备划分形成内部空间S的凹部的形状。
在此，第1金属片材11及第2金属片材12中的一者的形状也可以是平板形状。例如，如图5的(a)所示，优选第1金属片材11的对置面11a具有划分形成内部空间S的凹部11b，并且，第2金属片材12的对置面12a至少在蒸发部3处具有平板形状。此时，优选主槽21并列配置于第2金属片材12的对置面12a。由此，热量高效地从发热体5传导至平板形状的蒸发部3，并且，液相的工作流体F(L)在平板形状的第2金属片材12上也经由连通槽22向与主槽21的延伸方向X不同的方向流动，从而液相的工作流体F(L)能够在蒸发部3的更宽范围内承接来自发热体5的热量。其结果，内部空间S内的热输送量提高，因此能够提高均热板1的热输送特性。
另外，如图6的(a)所示，第1金属片材11及第2金属片材12也可以由对置面11a、12a将多个空间构成为内部空间S。此时，内部空间S通过在第1金属片材11及第2金属片材12各自的对置面11a、12a上设置的抵接部15彼此的接触而被分割为多个蒸气流路R1～R3，如图6的(b)所示，优选主槽21及连通槽22配置在至少一者的金属片材的对置面(图6的(b)的对置面12a)的至少包含抵接部15的区域。特别地，更加优选主槽21及连通槽22配置在至少一者的金属片材的对置面(图6的(b)的对置面12a)中的、包含抵接部15和面向多个蒸气流路R1～R3的部分这两者的区域中。通过将主槽21及连通槽22配置在至少包含抵接部15的区域，从而能够利用多个蒸气流路R1～R3确保气相的工作流体F(g)的流通，并且，通过抵接部15的存在，从而液相的工作流体F(L)与气相的工作流体F(g)的接触面积减小。其结果，能够不易发生冷凝部4以外的部分的由与液相的工作流体F(L)的接触引起的气相的工作流体F(g)的冷凝、以及蒸发部3以外的部分的、由与气相的工作流体F(g)的接触引起的液相的工作流体F(L)的蒸发。
从高热传导率、激光加工容易性等观点出发，构成第1金属片材11及第2金属片材12的材料优选铜、铜合金、铝、铝合金、不锈钢。其中，为了实现轻量化，更加优选铝、铝合金，为了提高机械强度，更加优选不锈钢。另外，也可以根据使用环境在第1金属片材11及第2金属片材12中使用锡、锡合金、钛、钛合金、镍、镍合金等。
[关于均热板的工作原理]
接下来，使用图5的(b)说明均热板1的工作原理。在此，均热板1成为在工作前将液相的工作流体F(L)封入内部空间S并供给至蒸发部3的状态。
当发热体5发热使得蒸发部3的温度上升时，发热体5的热量向第1金属片材11及第2金属片材12传导，热量被传导至均热板1的发热体5附近的蒸发部3。在蒸发部3处，液相的工作流体F(L)被加热而温度上升、沸腾并封入内部空间S，从图5的(b)中以实心箭头表示的液相的工作流体F(L)相变为以空心箭头表示的气相的工作流体F(g)。并且，通过从液相的工作流体F(L)到气相的工作流体F(g)的相变，从而来自发热体5的热量作为蒸发潜热被气相的工作流体F(g)吸收。
通过蒸发部3吸收热量后的气相的工作流体F(g)通过容器2的内部空间S内的上侧空间向冷凝部4流动，从而从发热体5接受到的热量被从蒸发部3向冷凝部4输送。
之后，向冷凝部4输送的气相的工作流体F(g)在冷凝部4中通过热交换机构(未图示)向液相相变。即，从图5的(b)中以空心箭头表示的气相的工作流体F(g)相变为以实心箭头表示的液相的工作流体F(L)。此时，输送来的发热体5的热量作为冷凝潜热被释放到均热板1的外部。
在冷凝部4释放热量而相变为液相的液相的工作流体F(L)从冷凝部4经由主槽21、连通槽22流向蒸发部3，从而能够容易地形成蒸发部3与冷凝部4之间的工作流体F的循环流动。
特别地，在均热板1中，液相的工作流体F(L)通过作用于液相的工作流体F(L)的毛细管力而在主槽21及连通槽22中流动，因此，在例如图1所示的均热板1在纸面上以90度倾斜的状态、上下反转的状态等均热板1的任意姿态下，均能够使在冷凝部4中从气相变为液相的工作流体容易地返回蒸发部3。因此，无论均热板1的配置状态如何，均能够良好地获得液相的工作流体F(L)及气相的工作流体F(g)的循环流动。
＜均热板的制造方法＞
接下来，说明上述均热板1的制造方法。图7是均热板的制造方法的流程图。该制造方法包含以沿着一个方向描线的方式向至少一者的金属片材的对置面、即第1金属片材11的对置面11a及第2金属片材12的对置面12a中的至少一者照射激光L，由此形成主槽21及连通槽22的工序。更具体来说，该制造方法能够具备下述工序：对第1金属片材11及第2金属片材12中的至少一者进行冲压成型的冲压加工工序ST1；通过以沿着一个方向描线的方式向第1金属片材11的对置面11a及第2金属片材12的对置面12a中的至少一者照射激光L，从而同时形成主槽21及连通槽22的激光加工工序ST2；将第1金属片材11与第2金属片材12接合以形成内部空间S的接合工序ST3；向所形成的内部空间S供给液相的工作流体F(L)的流体供给工序ST4；对工作流体F进行加热，使其从液相相变为气相的加热工序ST5；和在加热了的状态下使内部空间S密闭的密闭工序ST6。
首先，准备成为第1金属片材11及第2金属片材12的金属片材10。在此，为了在使第1金属片材11与第2金属片材12接合时形成内部空间S，也可以执行冲压加工工序ST1，对第1金属片材11及第2金属片材12中的至少一者进行冲压成型。例如，能够通过对第1金属片材11执行冲压加工工序ST1来形成图5所示那样的凹部11b。
图8是用于说明均热板的制造方法的图，示出向金属片材的表面照射激光以形成主槽及连通槽时的工序的一例。接下来，如图8所示，执行激光加工工序ST2，在该工序中，从激光源6以沿着一个方向描线的方式向金属片材10中的第1金属片材11的对置面11a及第2金属片材12的对置面12a中的、成为至少一者的金属片材的对置面的面照射激光L，从而同时形成主槽21及连通槽22。在该激光加工工序ST2中，从加工控制性及短时间的加工性更加优异的观点出发，优选使用光纤激光形成主槽21及连通槽22。
在激光加工工序ST2中，在以沿着一个方向描线的方式形成主槽21时，在所形成的主槽21的附近形成有具有凹凸的加工区域成。因而，在形成相邻的主槽21时，通过以使得具有凹凸的加工区域相互邻接的方式进行激光加工，从而加工区域的凹部连通，能够在形成主槽21的同时形成连通槽22。其结果，能够在短时间内形成沿与主槽21的延伸方向X不同的方向延伸的连通槽22，更具体来说，形成沿着横断相邻的两条以上的主槽21的方向延伸的连通槽22。
在进行激光加工工序ST2后进行接合工序ST3，在该工序中，将第1金属片材11的对置面11a与第2金属片材12的对置面12a以彼此相对的方式配置，将第1金属片材11与第2金属片材12在除了成为液相的工作流体F(L)的注入口的部分以外的全周范围内接合，形成由通过接合而形成的接合部13包围的内部空间S。
在接合工序ST3中，优选将第1金属片材11与第2金属片材12使用激光进行焊接。通过将第1金属片材11与第2金属片材12使用激光进行焊接，从而能够在形成主槽21及连通槽22的激光加工工序后，局部地快速地将第1金属片材11与第2金属片材12加热焊接。由此，与现有的扩散接合相比，加热、热保持及冷却等所需的时间缩短，因此能够更高效地制造具有主槽21及连通槽22的均热板1。另外，与以往使用的扩散接合不同，由于仅使得激光照射的部分的附近被加热，因此，不仅能够短时间地形成主槽21及连通槽22，而且能够抑制均热板1的意料外的退火引起的机械强度降低。
接下来，在流体供给工序ST4中，从液相的工作流体F(L)的注入口向内部空间S供给液相的工作流体F(L)。在此，将液相的工作流体F(L)向内部空间S供给的手段能够使用注射器、注射针等能够使液体通过狭小空隙的公知手段。
在流体供给工序ST4中向容器2的内部空间S供给液相的工作流体F(L)后进行加热工序ST5，在该工序中，将液相的工作流体F(L)加热，使其从液相的工作流体F(L)相变为气相的工作流体F(g)。此时，利用通过相变而产生的气相的工作流体F(g)将内部空间S包含的空气等气体挤出并进行排气。在该状态下，能够通过执行将第1金属片材11及第2金属片材12中的、成为液相的工作流体F(L)的注入口的部分接合而使内部空间S密闭的密闭工序ST6来得到均热板1。
上述均热板1适用于在各种姿态下要求良好的热输送特性的移动电话等电子设备。具备均热板1的电子设备在各种使用状态下均具有均热板1的高热输送特性。
根据以上说明的实施方式，在冷凝部4处变为液相的工作流体F(L)能够在设有主槽21及连通槽22的对置面11a、12a上高效地流通，因此能够提高经由均热板1的潜热传递效率。因此，均热板1能够提高工作液的输送效率，具有优异的热输送特性。
需要说明的是，以上示出将发热体5安装于第2金属片材12的例子，但发热体5也可以安装于第1金属片材11。
另外，以上示出了将主槽21及连通槽22设置于第2金属片材12的对置面12a的例子，而也可以是，不仅是第2金属片材12的对置面12a，也在第1金属片材11的对置面11a设有主槽21及连通槽22。特别地，通过在第1金属片材11及第2金属片材12这二者均设有主槽21及连通槽22，从而能够进一步提高均热板1的热输送特性。
另外，以上示出第2金属片材12为平面形状且第1金属片材11设有划分形成内部空间S的凹部11b的例子，但也可以在第1金属片材11及第2金属片材12这二者上均设有划分形成内部空间S的凹部。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并非限定于上述实施方式，能够包含本发明的概念及权利要求书所包含的全部方式，并在本发明的范围内进行多种变更。
附图标记说明
1 均热板
10 金属片材
11 第1金属片材
12 第2金属片材
11a 第1金属片材的、与第2金属片材相对的面(对置面)
12a 第2金属片材的、与第1金属片材相对的面(对置面)
13 接合部
14、14a、14b、14b’、14c 微小凹凸面
15 抵接部
21、21a～21d 主槽
21e 主槽的槽底
21f、21f’ 主槽的内壁面
22、22a、22b连通槽
22c 连通槽的槽底
22d、22d’ 连通槽的内壁面
3 蒸发部
4 冷凝部
5 发热体
6 激光源
F(L) 液相的工作流体
F(g) 气相的工作流体
R1、R2、R3 蒸气流路
S 内部空间
h1 微小凹凸面14a的凹凸的高度尺寸
h2 微小凹凸面14b的凹凸的高度尺寸
h2’ 微小凹凸面14b’的凹凸的高度尺寸
h3 微小凹凸面14c的凹凸的高度尺寸
d1 主槽的槽深尺寸
d2 连通槽的槽深尺寸
w1 主槽的槽宽尺寸
w2 连通槽的槽宽尺寸
p1 主槽的配设间距
p2 连通槽的配设间距
X 主槽的延伸方向
Y 主槽的槽宽方向
Y’ 内部空间的宽度方向
θ 相对于主槽的延伸方向的角度
L 激光
ST1 冲压加工工序
ST2 激光加工工序
ST3 接合工序
ST4 流体供给工序
ST5 加热工序
ST6 密闭工序

Claims (10)

1.均热板，其在将第1金属片材与第2金属片材接合而形成的密闭的内部空间中具有工作流体，其中，
在所述第1金属片材与所述第2金属片材彼此相对的对置面之中，在至少一者的金属片材的对置面上，以规定的间隔并列地形成有朝向一个方向连续或间歇地延伸的主槽，并且，朝向与所述一个方向不同的方向以不规则的配设间距及不规则的槽宽形成有将相邻的主槽连通的连通槽。
2.根据权利要求1所述的均热板，其中，
所述均热板具备使所述工作流体蒸发的蒸发部、和配设在与所述蒸发部分开的位置并使所述工作流体冷凝的冷凝部，
所述主槽的至少一部分构成供从所述冷凝部朝向所述蒸发部的液相的工作流体回流的流路，
所述内部空间构成从所述蒸发部朝向所述冷凝部的气相的工作流体的流路。
3.根据权利要求1或2所述的均热板，其中，所述第1金属片材的对置面具有划分形成所述内部空间的凹部，
所述第2金属片材至少在蒸发部处为平板形状，
所述主槽至少并列配置在所述第2金属片材的对置面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的均热板，其中，所述主槽的槽深尺寸大于槽宽尺寸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的均热板，其中，在所述主槽的内表面、以及由所述主槽及所述连通槽划分出的所述至少一者的金属片材的对置面的部分上，还形成有具有尺寸比所述主槽的槽深尺寸小的凹凸的微小凹凸面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的均热板，其中，所述主槽的配设间距在100μm以上250μm以下的范围内。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的均热板，其中，所述主槽的槽宽在10μm以上100μm以下的范围内，并且，
所述主槽的槽深在10μm以上1000μm以下的范围内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的均热板，其中，所述连通槽的槽宽在5μm以上100μm以下的范围内，并且，
所述连通槽的槽深在10μm以上1000μm以下的范围内。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的均热板，其中，所述内部空间通过设置于所述第1金属片材及所述第2金属片材各自的所述对置面的抵接部彼此的接触而被分割为多个蒸气流路，
所述主槽及所述连通槽配置在所述至少一者的金属片材的对置面的至少包含所述抵接部的区域。
10.均热板的制造方法，其为权利要求1至9中任一项所述的均热板的制造方法，其中，
所述制造方法包括通过以沿着一个方向描线的方式向所述至少一者的金属片材的对置面照射激光，由此形成所述主槽及连通槽的工序。
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