CN218483131U - 热扩散器件和电子设备 - Google Patents
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Abstract
提供即便在工作介质的液量少的情况下也能够抑制均热性能和热输送性能的降低的热扩散器件和电子设备。热扩散器件(1)具备:壳体(10),其具有在厚度方向Z上相向的第1内壁面(11a)和第2内壁面(12a);工作介质(20),其被封入壳体(10)的内部空间;以及芯体(30),其配置于壳体(10)的上述内部空间。芯体(30)包括:与第1内壁面(11a)接触的支承体(31)和与支承体(31)接触的有孔体(32)。有孔体(32)具有在厚度方向Z上贯通的贯通孔(33)。在贯通孔(33)的周缘,在接近第1内壁面(11a)的方向上设置有凸部(34)。
Description
技术领域
本实用新型涉及热扩散器件和电子设备。
背景技术
近年来,因元件的高集成化和高性能化产生的发热量增加。另外,由于产品越来越小型化,所以发热密度增加,因此,散热对策变得重要。该状况在智能手机和平板电脑等移动终端的领域中特别显著。作为热对策构件,多数使用石墨片等,但此时热输送量不充分,因此,正在研究使用各种热对策构件。其中,作为能够非常有效地使热扩散的热扩散器件,正在研究使用作为面状的导热管的均热板。
均热板具有在壳体的内部封入有工作介质(也称为工作流体)和通过毛细管力输送工作介质的芯体的构造。工作介质在吸收来自电子部件等发热元件的热的蒸发部处吸收来自发热元件的热并在均热板内蒸发之后,工作介质在均热板内移动,被冷却而返回液相。返回至液相的工作介质由于芯体的毛细管力而再次移动至发热元件侧的蒸发部,对发热元件进行冷却。通过反复该动作,从而均热板能够不具有外部动力而自主地工作,能够利用工作介质的蒸发潜热和冷凝潜热而使热二维地以高速扩散。
专利文献1公开有作为均热板的一例的热接地平面(thermal ground plane)。专利文献1记载的热接地平面具备:第1面状基材(planar substrate member);配置于上述第1面状基材的多个微柱;粘合于至少一部分上述微柱的网格;配置于上述第1面状基材、上述微柱和上述网格中的至少一者的蒸气芯(vapor core);以及配置于上述第1面状基材的第2面状基材,上述网格使上述微柱相对于上述蒸气芯分离,上述第1面状基材和上述第2面状基材包围上述微柱、上述网格和上述蒸气芯。
专利文献1:美国专利第10,527,358号说明书
在专利文献1记载的那样的均热板中,通过微柱等支柱和网格等有孔体构成芯体。作为均热板的有孔体,使用通过蚀刻加工等在金属板上形成了孔部的有孔体等。在这样的有孔体中,在工作介质的液流路侧的部分中,有孔体的表面和由孔部的周缘围起的面相互成为同一平面。而且,在工作介质的液流路侧的部分中,由于由孔部的周缘围起的面与工作介质接触而产生毛细管力。然而,例如,在由于在均热板制造时的注液工序中工作介质的注液量少这样的工艺上的问题等而工作介质的液量少的情况下,在有孔体中的工作介质的液流路侧的部分中,存在由孔部的周缘围起的面没有与工作介质接触的情况,因此,在芯体中,恐怕不易产生毛细管力。在该情况下,在均热板中,不易引起工作介质的移动,因此,存在导致均热板的均热性能和热输送性能降低这样的问题。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述问题而完成的,目的在于提供即便在工作介质的液量少的情况下也能够抑制均热性能和热输送性能的降低的热扩散器件。并且,本实用新型目的在于提供具备上述热扩散器件的电子设备。
本实用新型的热扩散器件具备:壳体,其具有在厚度方向上相向的第1内壁面和第2内壁面;工作介质,其被封入上述壳体的内部空间;以及芯体,其配置于上述壳体的上述内部空间,上述芯体包括:支承体,其与上述第1内壁面接触;和有孔体,其与上述支承体接触,上述有孔体具有在上述厚度方向上贯通的贯通孔,在上述贯通孔的周缘,在接近上述第1内壁面的方向设置有凸部。
也可以是,上述凸部具有靠上述第1内壁面侧的第1端部和靠上述第2内壁面侧的第2端部,从上述厚度方向观察时,上述第1端部的内壁所包围的区域的截面积小于上述第2端部的内壁所包围的区域的截面积。
也可以是,从上述厚度方向观察时,上述第1端部的内壁位于比上述第2端部的内壁靠内侧处。
也可以是,上述凸部具有靠上述第1内壁面侧的第1端部和靠上述第2内壁面侧的第2端部,从上述厚度方向观察时,上述第1端部的内壁所包围的区域的截面积大于上述第2端部的内壁所包围的区域的截面积。
也可以是,从上述厚度方向观察时,上述第1端部的内壁位于比上述第2端部的内壁靠外侧处。
也可以是,上述支承体的厚度与上述有孔体的厚度相同,或者比上述有孔体的厚度小。
也可以是,上述有孔体由与上述支承体相同的材料构成。
也可以是,上述有孔体由与上述支承体不同的材料构成。
也可以是,上述支承体包括多个柱状构件。
也可以是,上述支承体包括多个导轨状构件。
本实用新型的电子设备具备本实用新型的热扩散器件。
根据本实用新型,能够提供即便在工作介质的液量少的情况下也能够抑制均热性能和热输送性能的降低的热扩散器件。并且,根据本实用新型,能够提供具备上述热扩散器件的电子设备。
附图说明
图1是示意性地表示本实用新型的热扩散器件的一例的立体图。
图2是沿着图1所示的热扩散器件的II-II线的剖视图的一例。
图3是示意性地表示构成图2所示的热扩散器件的芯体和工作介质的一例的将局部放大的剖视图。
图4是从支承体侧观察图3所示的芯体的俯视图。
图5是示意性地表示凸部的第1变形例的将局部放大的剖视图。
图6是示意性地表示凸部的第2变形例的将局部放大的剖视图。
图7是示意性地表示凸部的第3变形例的将局部放大的剖视图。
图8是示意性地表示凸部的第4变形例的将局部放大的剖视图。
图9是示意性地表示凸部的第5变形例的将局部放大的剖视图。
图10是示意性地表示芯体的第1变形例的将局部放大的剖视图。
图11是示意性地表示图10所示的芯体中的凸部的第1变形例的将局部放大的剖视图。
图12是示意性地表示图10所示的芯体中的凸部的第2变形例的将局部放大的剖视图。
图13是示意性地表示芯体的第2变形例的将局部放大的剖视图。
图14是示意性地表示芯体的第3变形例的俯视图。
图15是示意性地表示热扩散器件的第1变形例的剖视图。
图16是示意性地表示热扩散器件的第2变形例的剖视图。
附图标记说明
1、1A、1B...均热板(热扩散器件);10...壳体;11...第1片材;11a...第1内壁面;12...第2片材;12a...第2内壁面;20...工作介质;30、30A、30B、30C...芯体;31...支承体;32...有孔体;33...贯通孔;34、34a、34b、34c、34d、34e...凸部;35、35a、35b、35c、35d、35e...第1端部;36、36a、36b、36c、36d、36e...第2端部;37...盖部;40...支柱;HS...热源;P31...支承体的中心间距离;P33...贯通孔的中心间距离;T31...支承体的高度;T32...有孔体的厚度;W31...支承体的宽度;X...宽度方向;Y...长度方向;Z...厚度方向;φ33...贯通孔的第1内壁面侧的端面中的直径。
具体实施方式
以下,对本实用新型的热扩散器件进行说明。
然而,本实用新型不限定于以下的实施方式,能够在不变更本实用新型的主旨的范围内适当地变更而应用。另外,组合两个以上以下所记载的本实用新型的各个优选的结构而成的结构也是本实用新型。
以下,作为本实用新型的热扩散器件的一实施方式,将均热板列举为例子进行说明。本实用新型的热扩散器件也能够应用于导热管等热扩散器件。
以下所示的附图是示意性的,存在其尺寸、纵横比的比例尺等与实际的产品不同的情况。
图1是示意性地表示本实用新型的热扩散器件的一例的立体图。图2是沿着图1所示的热扩散器件的II-II线的剖视图的一例。
图1和图2所示的均热板(热扩散器件)1具备以气密状态被密闭的中空的壳体10。壳体10具有在厚度方向Z上相向的第1内壁面11a和第2内壁面12a。均热板1还具备:被封入壳体10的内部空间的工作介质20和配置于壳体10的内部空间的芯体30。
在壳体10设定有使所封入的工作介质20蒸发的蒸发部。如图1所示,在壳体10的外壁面配置有作为发热元件的热源(heat source)HS。作为热源HS,可举出电子设备的电子部件例如中央处理装置(CPU)等。壳体10的内部空间中,热源HS的附近即由热源HS加热后的部分相当于蒸发部。
均热板1优选作为整体而为面状。即,壳体10优选作为整体而为面状。此处,“面状”包括板状和片材状,是指宽度方向X的尺寸(以下,称为宽度)和长度方向Y的尺寸(以下,称为长度)比厚度方向Z的尺寸(以下,称为厚度或者高度)大相当多的形状例如宽度和长度为厚度的10倍以上、优选为100倍以上的形状。
均热板1的大小即壳体10的大小没有特别限定。均热板1的宽度和长度能够根据用途而适当地设定。均热板1的宽度和长度分别例如为5mm以上且500mm以下、20mm以上且300mm以下或者50mm以上且200mm以下。均热板1的宽度和长度也可以相同,也可以不同。
壳体10优选由外缘部接合在一起的相向的第1片材11和第2片材12构成。
在壳体10由第1片材11和第2片材12构成的情况下,构成第1片材11和第2片材12的材料只要是具有适于用作均热板的特性例如热传导性、强度、柔软性、挠性等,则没有特别限定。构成第1片材11和第2片材12的材料优选为金属,例如为铜、镍、铝、镁、钛、铁或者以它们为主成分的合金等,特别优选为铜。构成第1片材11和第2片材12的材料也可以相同,也可以不同,但优选相同。
在壳体10由第1片材11和第2片材12构成的情况下,第1片材11和第2片材12在它们的外缘部处相互接合。此处接合的方法没有特别限定,但例如能够使用激光焊接、电阻焊接、扩散接合、钎焊、TIG焊接(钨-不活波气体焊接)、超声波接合或者树脂密封,优选能够使用激光焊接、电阻焊接或者钎焊。
第1片材11和第2片材12的厚度没有特别限定,但分别优选为10μm以上且200μm以下,更优选为30μm以上且100μm以下,进一步优选为40μm以上且60μm以下。第1片材11和第2片材12的厚度也可以相同,也可以不同。另外,第1片材11和第2片材12的各片材的厚度也可以遍及整体而相同,也可以局部较薄。
第1片材11和第2片材12的形状没有特别限定。例如,第1片材11和第2片材12分别也可以是外缘部比除外缘部以外的部分厚的形状。
均热板1整体的厚度没有特别限定,但优选为50μm以上且500μm以下。
从厚度方向Z观察到的壳体10的平面形状没有特别限定,例如可举出三角形或者矩形等多边形、圆形、椭圆形、将它们组合而成的形状等。另外,壳体10的平面形状也可以是L形、C形(コ形)、台阶形等。另外,壳体10也可以具有贯通口。壳体10的平面形状也可以是与均热板的用途、均热板的装入部位的形状、存在于附近的其他部件相应的形状。
工作介质20只要在壳体10内的环境下能够产生气-液的相变化则没有特别限定,例如能够使用水、醇类、氟利昂替代物等。例如,工作介质20为水性化合物,优选为水。
芯体30具有能够通过毛细管力而使工作介质20移动的毛细管构造。
芯体30的大小和形状没有特别限定,但例如优选在壳体10的内部空间中连续地配置有芯体30。也可以从厚度方向Z观察时在壳体10的内部空间的整体配置有芯体30,也可以从厚度方向Z观察时在壳体10的内部空间的局部配置有芯体30。
图3是示意性地表示构成图2所示的热扩散器件的芯体和工作介质的一例的将局部放大的剖视图。图4是从支承体侧观察图3所示的芯体的俯视图。
如图2、图3和图4所示,芯体30包括与第1内壁面11a接触的支承体31和与支承体31接触的有孔体32。
在芯体30中,有孔体32由与支承体31相同的材料构成。在有孔体32由与支承体31相同的材料构成的情况下,构成支承体31和有孔体32的材料没有特别限定,但例如可举出树脂、金属、陶瓷或者它们的混合物、层叠物等。构成支承体31和有孔体32的材料优选为金属。
在芯体30中,也可以支承体31和有孔体32一体构成。在本说明书中,“支承体31和有孔体32一体构成”是指在支承体31与有孔体32之间不存在界面,具体而言,是指在支承体31与有孔体32之间无法辨别边界。
支承体31和有孔体32一体构成的芯体30例如能够通过蚀刻技术、基于多层涂布的印刷技术、其他的多层技术等来制作。
在芯体30中,也可以是,在有孔体32由与支承体31相同的材料构成的情况下,支承体31和有孔体32没有一体构成。例如,在作为支承体31的铜柱和作为有孔体32的铜网格通过扩散接合或者点焊等而固定起来的芯体30中,将支承体31与有孔体32之间遍及整个面接合较为困难,因此,在支承体31与有孔体32之间的局部产生间隙。在这样的芯体30中,在支承体31与有孔体32之间能够辨别边界,因此,虽然支承体31与有孔体32没有一体构成,但可以说有孔体32由与支承体31相同的材料构成。
在芯体30中,支承体31例如包括多个柱状构件。通过在柱状构件之间保持液相的工作介质20,能够提高均热板1的热输送性能。此处,“柱状”是指底面的长边的长度相对于底面的短边的长度之比不足5倍的形状。
柱状构件的形状没有特别限定,但例如可举出圆柱形状、棱柱形状、圆锥台形状、棱锥台形状等形状。
柱状构件高度比周围相对高即可。因此,柱状构件除了包括从第1内壁面11a突出的部分之外,还包括高度比形成于第1内壁面11a的凹陷相对高的部分。
支承体31的形状没有特别限定,但如图2和图3所示,支承体31优选具有宽度从有孔体32朝向第1内壁面11a而变窄的锥形状。由此,能够抑制有孔体32向支承体31之间落入,并且能够在壳体10侧扩张支承体31之间的流路。作为其结果,透过率上升,最大热输送量变大。
支承体31的配置方式没有特别限定,但优选在预定区域中均等地配置,更优选遍及整体均等地配置,例如使支承体31的中心间距离(间距)恒定而配置。
支承体31的中心间距离(图4中,P31所示的长度)例如为60μm以上且800μm以下。支承体31的宽度(图4中,W31所示的长度)例如为20μm以上且500μm以下。支承体31的高度(图3中,T31所示的长度)例如为10μm以上且100μm以下。
有孔体32具有在厚度方向Z上贯通的贯通孔33。在贯通孔33内,工作介质20能够通过毛细管现象而移动。优选从厚度方向Z观察时,贯通孔33设置于不存在支承体31的部分。贯通孔33的形状没有特别限定,但优选用与厚度方向Z垂直的面得到的截面为圆形或者椭圆形。
有孔体32的贯通孔33的配置方式没有特别限定,但优选在预定区域中均等地配置,更优选遍及整体而均等地配置,例如使有孔体32的贯通孔33的中心间距离(间距)恒定地配置。
有孔体32的贯通孔33的中心间距离(图4中,P33所示的长度)例如为3μm以上且150μm以下。贯通孔33的靠第1内壁面11a侧的端面处的直径(图4中,φ33所示的长度)例如为100μm以下。有孔体32的厚度(图3中,T32所示的长度)例如为5μm以上且50μm以下。另外,有孔体32的厚度是指后述的没有设置有凸部34的部分处的有孔体32的厚度。
在贯通孔33的周缘,在接近第1内壁面11a的方向上设置有凸部34。
凸部34具有靠第1内壁面11a侧的第1端部35和靠第2内壁面12a侧的第2端部36。
图3中,工作介质20通过与由凸部34的内壁围起的面接触而由毛细管力被吸起至贯通孔33内。因此,对于从厚度方向Z观察芯体30而不存在贯通孔33的部分而言,尽管工作介质20的液面位于比有孔体32靠第1内壁面11a侧,也将工作介质20吸起至贯通孔33内。这样,对于均热板1而言,即便在工作介质20的液量少的情况下,也能够将工作介质20吸起至贯通孔33内。因此,即便在工作介质20的液量少的情况下,也能够防止不易在芯体30中产生毛细管力这种情况。根据以上内容,均热板1即便在工作介质20的液量少的情况下也能够抑制均热性能和热输送性能的降低。
对于均热板1而言,即便在工作介质20的液量少的情况下,也能够抑制均热性能和热输送性能的降低,因此,例如,制造工序中的工作介质20的注液量的设计值的变更、制造工序中的工作介质20的注液量的不一致和使用时的工作介质20的液量的变动等对均热性能或者热输送性能给予的影响少。换句话说,均热板1可以说针对工作介质20的液量的鲁棒性优异。
凸部34优选设置于贯通孔33的周缘整体。凸部34只要是能够通过毛细管力吸起工作介质20的形状,则也可以仅设置于贯通孔33的周缘的局部。
凸部34也可以设置于有孔体32中的所有贯通孔33的周缘,也可以仅设置于有孔体32中的一部分贯通孔33的周缘。优选在凸部34仅设置于有孔体32中的一部分贯通孔33的周缘的情况下,至少在位于热源HS的正上方的贯通孔33的周缘设置有凸部34。在位于热源HS的正上方的贯通孔33设置有凸部34的情况下,即便在工作介质20的液量少的情况下,也能够抑制不易在蒸发部中产生工作介质20的蒸发这种情况。也可以仅在位于热源HS的正上方的贯通孔33的周缘设置有凸部34。
贯通孔33和凸部34例如能够通过相对于构成有孔体32的金属等进行基于冲压加工形成的冲裁来制造。在基于冲压加工形成的冲裁中,通过适当地调整冲裁的深度等,能够调节凸部的形成和凸部的形状等。另外,冲裁的深度例如是指在通过冲头进行冲裁时在冲裁方向上将冲头压入至哪种程度为止。
凸部34的尺寸没有特别限定。例如,凸部34的高度也可以大于贯通孔33的直径,凸部34的高度也可以小于贯通孔33的直径,凸部34的高度也可以与贯通孔33的直径相同。另外,在图3的凸部34中,凸部34的高度是指第1端部35和第2端部36之间的在厚度方向Z上的距离。
图5是示意性地表示凸部的第1变形例的将局部放大的剖视图。
图5所示的凸部34a具有靠第1内壁面11a侧的第1端部35a和靠第2内壁面12a侧的第2端部36a。从厚度方向Z观察时,对于凸部34a而言,第1端部35a的内壁所包围的区域的截面积小于第2端部36a的内壁所包围的区域的截面积。若从厚度方向Z观察时,第1端部35a的内壁所包围的区域的截面积小于第2端部36a的内壁所包围的区域的截面积,则能够提高由第1端部35a的内壁围起的区域中产生的毛细管力。因此,能够提高芯体30的毛细管力,因此,能够提高均热板1的最大热输送量。
也可以是,从厚度方向Z观察时,在凸部34a处,第1端部35a的内壁位于比第2端部36a的内壁靠内侧处。
在沿着厚度方向Z的截面中,凸部34a具有朝向接近第1内壁面11a的方向而凸部34a的外壁间的距离变窄的锥形状。
凸部34a是在沿着厚度方向Z的截面中向第1内壁面11a侧(图5下侧)凸出的形状。换言之,凸部34a在沿着厚度方向Z的截面中成为相对于连结第1端部35a和第2端部36a的线段而向第1内壁面11a侧(图5下侧)弯曲的形状。
图6是示意性地表示凸部的第2变形例的将局部放大的剖视图。
图6所示的凸部34b具有靠第1内壁面11a侧的第1端部35b和靠第2内壁面12a侧的第2端部36b。凸部34b在沿着厚度方向Z的截面中具有朝向接近第1内壁面11a的方向而凸部34b的外壁间的距离变窄的锥形状。凸部34b在沿着厚度方向Z的截面中成为向第2内壁面12a侧(图6上侧)凸出的形状。换言之,凸部34b在沿着厚度方向Z的截面中成为相对于连结第1端部35b和第2端部36b的线段而向第2内壁面12a侧(图6上侧)弯曲的形状。
图7是示意性地表示凸部的第3变形例的将局部放大的剖视图。
图7所示的凸部34c具有靠第1内壁面11a侧的第1端部35c和靠第2内壁面12a侧的第2端部36c。从厚度方向Z观察时,对于凸部34c而言,第1端部35c的内壁所包围的区域的截面积小于第2端部36c的内壁所包围的区域的截面积。凸部34c在第1端部35c处具备:使凸部34c的开口缩窄的盖部37。从厚度方向Z观察时,对于凸部34c而言,与在第1端部35c中不存在盖部37的凸部34b相比,第1端部35c的内壁所包围的区域的截面积变窄。
使凸部34c的开口缩窄的盖部37例如也可以是通过对第1端部35c进行冲压加工而形成的。使凸部34c的开口缩窄的盖部37的大小、形状没有特别限定,只要使凸部34c的靠第1端部35c侧的开口缩窄即可。优选使凸部34c的开口缩窄的盖部37为平坦面。优选使凸部34c的开口缩窄的盖部37为与厚度方向Z垂直的平坦面。使凸部34c的开口缩窄的盖部37也可以是局部或者整体为曲面状。使凸部34c的开口缩窄的盖部37也可以是表面具有凹凸形状。使凸部34c的开口缩窄的盖部37的厚度与凸部34c的厚度也可以相同,也可以不同。
图8是示意性地表示凸部的第4变形例的将局部放大的剖视图。
图8所示的凸部34d具有靠第1内壁面11a侧的第1端部35d和靠第2内壁面12a侧的第2端部36d。从厚度方向Z观察时,对于凸部34d而言,第1端部35d的内壁所包围的区域的截面积大于第2端部36d的内壁所包围的区域的截面积。若从厚度方向Z观察时,第1端部35d的内壁所包围的区域的截面积大于第2端部36d的内壁所包围的区域的截面积,则能够增加工作介质20向贯通孔33内的吸起量。在若工作介质20向贯通孔33内吸起的吸起量多,则均热板1内的工作介质20减少的情况下,至工作介质20完全没有被吸起至贯通孔33内为止的工作介质20的变动的允许值变大。因此,均热板1的相对于工作介质20的液量的鲁棒性提高。
也可以是,从厚度方向Z观察时,在凸部34d中,第1端部35d的内壁位于比第2端部36d的内壁靠外侧处。
图9是示意性地表示凸部的第5变形例的将局部放大的剖视图。
图9所示的凸部34e具有靠第1内壁面11a侧的第1端部35e和靠第2内壁面12a侧的第2端部36e。也可以是,从厚度方向Z观察时,对于凸部34e而言,第1端部35e的内壁所包围的区域的截面积大于第2端部36e的内壁所包围的区域的截面积。凸部34e在第1端部35e处具备使凸部34e的开口缩窄的盖部37。对于凸部34e而言,从厚度方向Z观察时,与在第1端部35e处不存在盖部37的凸部34d相比,第1端部35e的内壁所包围的区域的截面积变窄。
使凸部34e的开口缩窄的盖部37例如也可以是通过对第1端部35e进行冲压加工而形成的。使凸部34e的开口缩窄的盖部37的大小、形状没有特别限定,只要使凸部34e的在第1端部35e侧的开口缩窄即可。优选使凸部34e的开口缩窄的盖部37为平坦面。优选使凸部34e的开口缩窄的盖部37为与厚度方向Z垂直的平坦面。使凸部34e的开口缩窄的盖部37也可以是局部或者整体为曲面状。使凸部34e的开口缩窄的盖部37也可以是表面具有凹凸形状。使凸部34e的开口缩窄的盖部37的厚度与凸部34e的厚度也可以相同,也可以不同。
图10是示意性地表示芯体的第1变形例的将局部放大的剖视图。
在图10所示的芯体30A中,例如通过利用冲压加工等使金属箔的局部弯曲凹陷,从而在凹陷的部分形成有支承体31。在支承体31的凹陷的部分形成有蒸气空间,因此,热传导率提高。不局限于图10所示的例子,也可以是,在对金属箔进行冲压加工的情况下,根据冲压加工的状况的不同,在弯曲金属箔的局部时凹陷的部分形成有贯通孔。
优选进行冲压加工等之前的金属箔的厚度恒定。但是,也存在弯曲的部分中金属箔变薄的情况。根据以上内容,优选在芯体30A中,支承体31的厚度与有孔体32的厚度相同,或者比有孔体32的厚度小。
芯体30A优选通过一并进行形成支承体31的冲压加工以及形成贯通孔33和凸部34的冲压加工而形成。
在芯体30A中,凸部34的厚度也可以与支承体31的厚度相同。在芯体30A中,凸部34的厚度也可以与有孔体32的厚度相同。如图10所示,在芯体30A中,支承体31的厚度、有孔体32的厚度和凸部34的厚度也可以恒定。
在芯体30A中,凸部34的厚度也可以与支承体31的厚度不同。在芯体30A中,凸部34的厚度也可以与有孔体32的厚度不同。
图11是示意性地表示图10所示的芯体中的凸部的第1变形例的将局部放大的剖视图。
图11所示的凸部34b具有与图6所示的凸部34b相同的形状。凸部34b具有靠第1内壁面11a侧的第1端部35b和靠第2内壁面12a侧的第2端部36b。在沿着厚度方向Z的截面中,凸部34b具有朝向接近第1内壁面11a的方向而凸部34b的外壁间的距离变窄的锥形状。在沿着厚度方向Z的截面中,凸部34b成为向第2内壁面12a侧(图11上侧)凸出的形状。换言之,凸部34b在沿着厚度方向Z的截面中,成为相对于连结第1端部35b和第2端部36b的线段而向第2内壁面12a侧(图11上侧)弯曲的形状。
凸部34b的厚度与支承体31的厚度也可以相同,也可以不同。凸部34b的厚度与有孔体32的厚度也可以相同,也可以不同。
图12是示意性地表示图10所示的芯体中的凸部的第2变形例的将局部放大的剖视图。
图12所示的凸部34c具有与图7所示的凸部34c相同的形状。凸部34c具有靠第1内壁面11a侧的第1端部35c和靠第2内壁面12a侧的第2端部36c。从厚度方向Z观察时,对于凸部34c而言,第1端部35c的内壁所包围的区域的截面积小于第2端部36c的内壁所包围的区域的截面积。凸部34c在第1端部35c中具备使凸部34c的开口缩窄的盖部37。
凸部34c的厚度与支承体31的厚度也可以相同,也可以不同。凸部34c的厚度与有孔体32的厚度也可以相同,也可以不同。使凸部34c的开口缩窄的盖部37的厚度与支承体31的厚度也可以相同,也可以不同。使凸部34c的开口缩窄的盖部37的厚度与有孔体32的厚度也可以相同,也可以不同。
图10所示的凸部34也可以是与图5所示的凸部34a、图8所示的凸部34d或者图9所示的凸部34e相同的形状。
图13是示意性地表示芯体的第2变形例的将局部放大的剖视图。
在图13所示的芯体30B中,有孔体32由与支承体31不同的材料构成。构成支承体31的材料没有特别限定,但例如可举出:树脂、金属、陶瓷或者它们的混合物、层叠物等。构成有孔体32的材料没有特别限定,但例如可举出:树脂、金属、陶瓷或者它们的混合物、层叠物等。优选构成有孔体32的材料为金属。
图13所示的凸部34也可以是与图5所示的凸部34a、图6所示的凸部34b、图7所示的凸部34c、图8所示的凸部34d或者图9所示的凸部34e相同的形状。
图14是示意性地表示芯体的第3变形例的俯视图。另外,图14是从支承体侧观察的芯体的俯视图。
在图14所示的芯体30C中,支承体31包括多个导轨状构件。通过在导轨状构件之间保持液相的工作介质20,能够提高均热板1的热输送性能。此处,“导轨状”是指底面的长边的长度相对于底面的短边的长度之比为5倍以上的形状。
与导轨状构件的延伸方向垂直的截面形状没有特别限定,但例如可举出:四边形等多边形、半圆形、半椭圆形、将它们组合得到的形状等。
导轨状构件高度比周围相对高即可。因此,导轨状构件除了包括从第1内壁面11a突出的部分之外,还包括因形成于第1内壁面11a的槽而使高度相对高的部分。
另外,芯体30C不限定于图14所公开的形状,也可以不是配置于内部空间的整体而是配置于内部空间局部而得到利用。例如,也可以是,在内部空间沿着外周构成导轨状的支承体31,在其上配置沿着外周的形状的有孔体32。
如图2所示,也可以在壳体10的内部空间配置有与第2内壁面12a接触的支柱40。能够通过在壳体10的内部空间配置支柱40来支承壳体10和芯体30。
构成支柱40的材料没有特别限定,但例如可举出:树脂、金属、陶瓷或者它们的混合物、层叠物等。另外,支柱40也可以与壳体10成为一体,例如也可以通过对壳体10的第2内壁面12a进行蚀刻加工等而形成。
支柱40的形状只要是能够支承壳体10和芯体30的形状则没有特别限定,但作为与支柱40的高度方向垂直的截面的形状,例如可举出:矩形等多边形、圆形、椭圆形等。
支柱40的高度在一个均热板中也可以相同,也可以不同。
在图2所示的截面中,支柱40的宽度只要是给予能够抑制壳体10的变形的强度则没有特别限定,但支柱40的端部的与高度方向垂直的截面的等效圆直径例如为100μm以上且2000μm以下,优选为300μm以上且1000μm以下。通过增大支柱40的等效圆直径,能够更加抑制壳体10的变形。另一方面,通过使支柱40的等效圆直径变小,能够更大地确保用于供工作介质20的蒸气移动的空间。
支柱40的配置方式没有特别限定,但优选在预定区域中均等地配置,更优选遍及整体均等地配置,例如使支柱40间的距离恒定而配置。通过均等地配置支柱40,能够遍及均热板1的整体而确保均匀的强度。
图15是示意性地表示热扩散器件的第1变形例的剖视图。
在图15所示的均热板(热扩散器件)1A中,支承体31与壳体10的第1片材11一体构成。在均热板1A中,第1片材11和支承体31例如能够通过蚀刻技术、基于多层涂布形成的印刷技术、其他的多层技术等来制造。如图15所示,优选有孔体32由与支承体31不同的材料构成。在均热板(热扩散器件)1A中,有孔体32也可以由与支承体31和壳体10的第1片材11相同的材料构成,有孔体32也可以与支承体31和壳体10的第1片材11一体构成。
图16是示意性地表示热扩散器件的第2变形例的剖视图。
在图16所示的均热板(热扩散器件)1B中,例如,通过利用冲压加工等使壳体10的第1内壁面11a的局部弯曲凹陷而在凹陷的部分形成有支承体31。
本实用新型的热扩散器件不限定于上述实施方式,关于热扩散器件的结构、制造条件等,能够在本实用新型的范围内,加入各种的应用、变形。
在本实用新型的热扩散器件中,壳体也可以具有一个蒸发部,也可以具有多个蒸发部。即,在壳体的外壁面,也可以配置有一个热源,也可以配置有多个热源。蒸发部和热源的数量没有特别限定。
在本实用新型的热扩散器件中,在壳体由第1片材和第2片材构成的情况下,第1片材与第2片材也可以端部对齐而重叠,也可以端部错开而重叠。
在本实用新型的热扩散器件中,在壳体由第1片材和第2片材构成的情况下,构成第1片材的材料与构成第2片材的材料也可以不同。例如,通过将强度高的材料用于第1片材,能够使施加于壳体的应力分散。另外,通过使两者的材料不同,能够通过一个片材得到一个功能,通过另一个片材得到其他功能。作为上述功能,没有特别限定,但例如可举出热传导功能、电磁波屏蔽功能等。
本实用新型的热扩散器件能够为了散热而搭载于电子设备。因此,具备本实用新型的热扩散器件的电子设备也是本实用新型的一个设计。作为本实用新型的电子设备,例如可举出:智能手机、平板电脑终端、笔记本个人计算机、游戏机、可穿戴设备等。本实用新型的热扩散器件如上述那样不需要外部动力而自主地工作,能够利用工作介质的蒸发潜热和冷凝潜热而二维地以高速使热扩散。因此,通过具备本实用新型的热扩散器件的电子设备,能够在电子设备内部的有限的空间内有效地实现散热。
工业上的可利用性
本实用新型的热扩散器件能够在便携信息终端等领域中广泛的用途中使用。例如,能够为了降低CPU等热源的温度、延长电子设备的使用时间而使用,能够在智能手机、平板电脑终端、笔记本个人计算机等中使用。
Claims (11)
1.一种热扩散器件,其特征在于,具备:
壳体,其具有在厚度方向上相向的第1内壁面和第2内壁面;
工作介质,其被封入于所述壳体的内部空间;以及
芯体,其配置于所述壳体的所述内部空间,
所述芯体包括:与所述第1内壁面接触的支承体和与所述支承体接触的有孔体,
所述有孔体具有在所述厚度方向上贯通的贯通孔,
在所述贯通孔的周缘,在接近所述第1内壁面的方向上设置有凸部。
2.根据权利要求1所述的热扩散器件,其特征在于,
所述凸部具有靠所述第1内壁面侧的第1端部和靠所述第2内壁面侧的第2端部,
从所述厚度方向观察时,所述第1端部的内壁所包围的区域的截面积小于所述第2端部的内壁所包围的区域的截面积。
3.根据权利要求2所述的热扩散器件,其特征在于,
从所述厚度方向观察时,所述第1端部的内壁位于比所述第2端部的内壁靠内侧处。
4.根据权利要求1所述的热扩散器件,其特征在于,
所述凸部具有靠所述第1内壁面侧的第1端部和靠所述第2内壁面侧的第2端部,
从所述厚度方向观察时,所述第1端部的内壁所包围的区域的截面积大于所述第2端部的内壁所包围的区域的截面积。
5.根据权利要求4所述的热扩散器件,其特征在于,
从所述厚度方向观察时,所述第1端部的内壁位于比所述第2端部的内壁靠外侧处。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的热扩散器件,其特征在于,
所述支承体的厚度与所述有孔体的厚度相同,或者比所述有孔体的厚度小。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的热扩散器件,其特征在于,
所述有孔体由与所述支承体相同的材料构成。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的热扩散器件,其特征在于,
所述有孔体由与所述支承体不同的材料构成。
9.根据权利要求1~5中任一项所述的热扩散器件,其特征在于,
所述支承体包括多个柱状构件。
10.根据权利要求1~5中任一项所述的热扩散器件,其特征在于,
所述支承体包括多个导轨状构件。
11.一种电子设备,其特征在于,
具备权利要求1~10中任一项所述的热扩散器件。
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