CN220187504U - 热扩散器件以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及热扩散器件以及电子设备。作为热扩散器件的一个实施方式的均热板(1)具备框体(10)、工作介质(20)以及芯(30)。芯(30)包括多个芯体(40)，上述多个芯体(40)从蒸发部(EP)呈线状延伸，且至少一部分与第二内壁面(12a)接触。在至少一组相邻的芯体(40)之间形成有蒸汽流路(50)。在相邻的芯体(40)中，在至少由各个芯体(40)的一部分和框体(10)的一部分围起来的空间中形成有第一液体流路(51)。蒸汽流路(50)内的第二内壁面(12a)向内部空间侧凹陷。在蒸汽流路(50)中，在凹陷的第二内壁面(12a)与芯体(40)之间形成有第二液体流路(52)。
Description
技术领域
本实用新型涉及热扩散器件以及电子设备。
背景技术
近年来，由于元件的高集成化及高性能化而导致发热量增加。另外，随着产品的小型化发展，发热密度增加，因此散热对策变得重要。该状况在智能手机及平板电脑等移动终端的领域中特别显著。作为热对策部件，大多使用石墨片等，但其热输送量并不充分，因此研究了各种热对策部件的使用。其中，作为能够非常有效地使热量扩散的热扩散器件，面状的热管亦即均热板的使用的研究正在进行。
均热板具有在框体的内部封入有工作介质和利用毛细力而输送工作介质的芯的构造。上述工作介质在吸收来自发热元件的热量的蒸发部吸收来自发热元件的热量并在均热板内蒸发后，在均热板内移动，被冷却而返回至液相。返回至液相的工作介质利用芯的毛细力再次向发热元件侧的蒸发部移动，将发热元件冷却。通过反复进行该动作，均热板不必具有外部动力而独立工作，利用工作介质的蒸发潜热及凝结潜热，能够二维且高速地扩散热量。
为了应对智能手机及平板电脑等移动终端的薄型化，对均热板也要求薄型化。在这样的薄型的均热板中，难以确保机械强度及热输送效率。
因此，如专利文献1及2所记载的那样，为了确保构成均热板的框体的机械强度，提出了将配置在框体的内部的芯用作用于保持框体的形状的支承体。
在专利文献1所记载的热管中，第一芯部及第二芯部在左右方向上空开间隔地配置，形成在第一芯部与第二芯部之间的积液部被液相的工作介质充满。根据专利文献1，基于上述结构，能够使液相的工作介质通过积液部可靠地回流至蒸发部，因此能够防止液相的工作介质的流动停滞，抑制热输送效率的降低。
在专利文献2所记载的均热板中，在由框体的对置的一对内壁面、不与上述一对内壁面接触的芯的侧面、以及与上述芯的侧面空出间隙地形成的对置面围起来的空间中，形成有凝结的工作流体的积液流路。根据专利文献2，通过组合芯与积液流路，能够形成向芯始终供给液体的状态，因此能够减小整个液体流路的液体的压力损失，其结果，能够增大均热板的最大热输送量。
专利文献1：日本特开2018-185110号公报
专利文献2：日本专利第6442594号公报
如专利文献1及2所记载的那样，当在芯与芯之间形成液体流路时，能够防止液相的工作介质的流动停滞。然而，从提高均热板的散热性能的观点以及提高最大热输送量的观点出发，存在改善的余地。
此外，上述问题不限于均热板，是能够通过与均热板相同的结构使热量扩散的热扩散器件共通的问题。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种散热性能高且最大热输送量大的热扩散器件。本实用新型的另一目的在于提供一种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：框体，具有在厚度方向上对置的第一内壁面及第二内壁面；工作介质，被封入于上述框体的内部空间；以及芯，配置于上述框体的内部空间。上述框体具有使上述工作介质蒸发的蒸发部。上述芯包括多个芯体，该多个芯体从上述蒸发部呈线状延伸，且至少一部分与上述第二内壁面接触。在至少一组相邻的上述芯体之间形成有蒸汽流路。在上述相邻的芯体中，在至少由各个上述芯体的一部分和上述框体的一部分围起来的空间中形成有第一液体流路。上述蒸汽流路内的上述第二内壁面向上述内部空间侧凹陷。在上述蒸汽流路中，在上述凹陷的第二内壁面与上述芯体之间形成有第二液体流路。
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，能够提供一种散热性能高且最大热输送量大的热扩散器件。
附图说明
图1是示意性地表示本实用新型的第一实施方式所涉及的均热板的一个例子的立体图。
图2是沿着图1所示的均热板的II-II线的剖视图。
图3是沿着图1所示的均热板的III-III线的剖视图。
图4是放大了图3中用IV表示的部分的剖视图。
图5是示意性地表示本实用新型的第二实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
图6是示意性地表示本实用新型的第三实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
图7是示意性地表示本实用新型的第四实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
图8是示意性地表示本实用新型的第五实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
图9是示意性地表示本实用新型的第六实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
图10是示意性地表示本实用新型的第七实施方式所涉及的均热板的一个例子的俯视图。
图11是示意性地表示本实用新型的第八实施方式所涉及的均热板的一个例子的俯视图。
图12是示意性地表示本实用新型的第九实施方式所涉及的均热板的一个例子的俯视图。
图13是示意性地表示本实用新型的第十实施方式所涉及的均热板的一个例子的俯视图。
图14是示意性地表示本实用新型的第十一实施方式所涉及的均热板的一个例子的俯视图。
图15是示意性地表示本实用新型的第十一实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
图16是示意性地表示本实用新型的第十二实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
图17是示意性地表示本实用新型的第十三实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
图18是示意性地表示本实用新型的第十四实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
图19是示意性地表示本实用新型的第十四实施方式所涉及的均热板的另一例的剖视图。
图20是示意性地表示本实用新型的第十五实施方式所涉及的均热板的一个例子的俯视图。
图21是示意性地表示本实用新型的第十六实施方式所涉及的均热板的一个例子的俯视图。
图22是示意性地表示本实用新型的第十七实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
图23是放大了图22中用XXIII表示的部分的剖视图。
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，本实用新型并不限定于以下的结构，能够在不变更本实用新型的主旨的范围内适当变更而进行应用。此外，本实用新型也包括将以下记载的本实用新型的各个优选结构组合两个以上的结构。
以下所示的各实施方式只是例示，当然可以进行不同实施方式所示的结构的部分置换或组合。在第二实施方式以后，省略对与第一实施方式共通的事项的描述，仅对不同点进行说明。特别是，对于由相同的结构起到的相同的作用效果，在每个实施方式中不依次提及。
在以下的说明中，在不特别区分各实施方式的情况下，简称为“本实用新型的热扩散器件”。
以下，作为本实用新型的热扩散器件的一个实施方式，以均热板为例进行说明。本实用新型的热扩散器件也能够应用于热管等热扩散器件。
以下所示的附图是示意性的，其尺寸、纵横比的比例尺等有时与实际的产品不同。
[第一实施方式]
图1是示意性地表示本实用新型的第一实施方式所涉及的均热板的一个例子的立体图。图2是沿着图1所示的均热板的II-II线的剖视图。图3是沿着图1所示的均热板的III-III线的剖视图。
图1所示的均热板1具备密闭为气密状态的中空的框体10。如图3所示，框体10具有在厚度方向Z上对置的第一内壁面11a及第二内壁面12a。如图2及图3所示，均热板1还具备：工作介质20，被封入于框体10的内部空间；和芯30，配置于框体10的内部空间。
如图2所示，在框体10设定有使封入的工作介质20蒸发的蒸发部(evaporationportion)EP。在框体10也可以还设定有使蒸发的工作介质20凝结的凝结部(condensationportion)CP。如图1所示，在框体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，可列举电子设备的电子构件，例如中央处理装置(CPU)等。框体10的内部空间中的为热源HS的附近且被热源HS加热的部分相当于蒸发部EP。另一方面，远离蒸发部EP的部分相当于凝结部CP。另外，蒸发的工作介质20也可以在凝结部CP以外凝结。在本实施方式中，将特别容易使蒸发的工作介质20凝结的部分表现为凝结部CP。
均热板1整体为面状。即，框体10整体为面状。这里，“面状”包括板状及片状，是指宽度方向X的尺寸(以下称为宽度)及长度方向Y的尺寸(以下称为长度)相对于厚度方向Z的尺寸(以下称为厚度或高度)相当大的形状，例如宽度及长度为厚度的10倍以上，优选为100倍以上的形状。
均热板1的大小，即框体10的大小没有特别限定。均热板1的宽度及长度能够根据用途来适当设定。均热板1的宽度及长度分别例如为5mm以上500mm以下，20mm以上300mm以下或者50mm以上200mm以下。均热板1的宽度及长度可以相同，也可以不同。
框体10优选由外缘部被接合的对置的第一片材11及第二片材12构成。构成第一片材11及第二片材12的材料只要是具有适合用作均热板的特性，例如导热性、强度、柔软性、挠性等的材料，则没有特别限定。构成第一片材11及第二片材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。构成第一片材11及第二片材12的材料可以相同，也可以不同，但优选相同。
第一片材11及第二片材12在它们的外缘部相互接合。该接合的方法没有特别限定，例如能够使用激光焊接、电阻焊接、扩散接合、钎焊、TIG焊接(钨-惰性气体焊接)、超声波接合或树脂密封，优选能够使用激光焊接、电阻焊接或钎焊。
第一片材11及第二片材12的厚度没有特别限定，但分别优选为10μm以上200μm以下，更优选为30μm以上100μm以下，进一步优选为40μm以上60μm以下。第一片材11及第二片材12的厚度可以相同，也可以不同。另外，第一片材11及第二片材12的各片材的厚度可以整体上相同，也可以一部分较薄。
第一片材11及第二片材12的形状没有特别限定。例如，在图3所示的例子中，第一片材11是厚度恒定的平板形状，第二片材12是外缘部比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500μm以下。
工作介质20只要在框体10内的环境下能够产生气-液的相变，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，工作介质为水性化合物，优选为水。
芯30包括从蒸发部EP呈线状延伸的多个芯体40。例如，芯体40从蒸发部EP延伸至凝结部CP。芯体40的至少一部分与框体10的第二内壁面12a接触。在本实施方式中，芯体40从内侧支承框体10的第一内壁面11a及第二内壁面12a。通过将包括多个芯体40的芯30配置于框体10的内部空间，能够确保框体10的机械强度，并且吸收来自框体10外部的冲击。
在图3所示的例子中，构成芯30的芯体40与第一内壁面11a及第二内壁面12a接触。芯体40也可以仅与第二内壁面12a接触。
在本实施方式中，至少一组相邻的芯体40分别包括第一多孔体41及第二多孔体42。这些多孔体作为利用毛细力而输送工作介质20的芯发挥功能。另外，通过将多孔体用作框体10的支承体，能够实现均热板1的轻型化。
第一多孔体41及第二多孔体42例如由金属多孔体、陶瓷多孔体或树脂多孔体构成。第一多孔体41及第二多孔体42例如也可以由金属多孔质烧结体、陶瓷多孔质烧结体等烧结体构成。第一多孔体41及第二多孔体42优选由铜或镍的多孔质烧结体构成。
在至少一组相邻的芯体40之间形成有供气相的工作介质20流通的蒸汽流路50。
另一方面，在至少由各个芯体40的一部分和框体10的一部分围起来的空间中形成有第一液体流路51。在本实施方式中，第一液体流路51形成在由第一多孔体41的一部分、第二多孔体42的一部分以及框体10的一部分围起来的空间中。具体而言，在各个芯体40中，在第一多孔体41与第二多孔体42之间，通过沿着芯体40延伸的方向设置间隔而形成第一液体流路51。第一液体流路51能够用作供液相的工作介质20流通的液体流路。通过隔着芯体40，例如隔着第一多孔体41或第二多孔体42交替地配置液体流路和蒸汽流路，能够提高热输送效率。
如图3所示，蒸汽流路50的宽度a比第一液体流路51的宽度b大。蒸汽流路50的宽度a优选为1000μm以上3000μm以下，更优选为1000μm以上2000μm以下。第一液体流路51的宽度b优选为50μm以上500μm以下。此外，在上述截面中，在蒸汽流路的宽度在厚度方向Z上不同的情况下，将最宽的部分的宽度定义为蒸汽流路的宽度。同样地，在第一液体流路的宽度在厚度方向Z上不同的情况下，将最宽的部分的宽度定义为第一液体流路的宽度。
图4是放大了图3中用IV表示的部分的剖视图。
如图3及图4所示，蒸汽流路50内的第二内壁面12a向内部空间侧凹陷。而且，在蒸汽流路50中，在凹陷的第二内壁面12a与芯体40之间形成第二液体流路52。在本实施方式中，第二液体流路52形成在凹陷的第二内壁面12a与第一多孔体41或第二多孔体42之间。具体而言，在凹陷的第二内壁面12a与第一多孔体41之间、以及凹陷的第二内壁面12a与第二多孔体42之间形成有第二液体流路52。与第一液体流路51同样，第二液体流路52能够用作供液相的工作介质20流通的液体流路。
若蒸汽流路50内的第二内壁面12a凹陷，则表面积增加，因此能够通过散热片散热效应提高散热性能。另外，通过在凹陷的第二内壁面12a与芯体40之间，例如凹陷的第二内壁面12a与第一多孔体41或第二多孔体42之间形成第二液体流路52，能够增加液体流路。因此，能够增大最大热输送量。
第二液体流路52通过利用被称为弯液面的表面张力在凹陷的第二内壁面12a与芯体40之间保持液相的工作介质20而形成。因此，第二液体流路52内的液相的工作介质20与蒸汽流路50内的气相的工作介质20接触。只要保持液相的工作介质20，则第二液体流路的截面形状没有特别限定。
在图4中，蒸汽流路50内的第二内壁面12a的凹陷量c优选为第一多孔体41的高度d1的1％以上10％以下，且为第二多孔体42的高度d2的1％以上10％以下。此外，在上述截面中，在第二内壁面的凹陷量在宽度方向X上不同的情况下，将凹陷量的最大值定义为第二内壁面的凹陷量。同样地，在多孔体的高度在宽度方向X上不同的情况下，将最高的部分的高度定义为多孔体的高度。
如图3及图4所示，优选第一液体流路51内的第二内壁面12a实质上不向内部空间侧凹陷。因此，优选第一液体流路51内的第二内壁面12a的凹陷量比蒸汽流路50内的第二内壁面12a的凹陷量c小。具体而言，第一液体流路51内的第二内壁面12a的凹陷量小于第一多孔体41的高度d1的1％，且小于第二多孔体42的高度d2的1％。第一液体流路51内的第二内壁面12a也可以完全不向内部空间侧凹陷。
第一多孔体41的高度d1及第二多孔体42的高度d2分别优选为20μm以上300μm以下，更优选为50μm以上300μm以下。即使在将第一多孔体的高度d1及第二多孔体42的高度d2设为上述范围，使均热板1整体变薄的情况下，通过如上述那样将第一多孔体41及第二多孔体42配置在框体10内，也能够确保机械强度及最大热输送量。第一多孔体41的高度d1可以与第二多孔体42的高度d2相同，也可以不同。
第一多孔体41的宽度及第二多孔体42的宽度分别优选为5μm以上500μm以下，更优选为50μm以上300μm以下。由此，能够获得高的毛细力。第一多孔体41的宽度可以与第二多孔体42的宽度相同，也可以不同。如第二实施方式以后说明的那样，第一多孔体41的宽度及第二多孔体42的宽度也可以在厚度方向Z上不恒定。另外，也可以混合存在宽度在厚度方向Z上恒定的多孔体和宽度在厚度方向Z上不恒定的多孔体。此外，在上述截面中，在多孔体的宽度在厚度方向Z上不同的情况下，将最宽的部分的宽度定义为多孔体的宽度。
在图4中，在蒸汽流路50内，在凹陷的第二内壁面12a与第一多孔体41之间、以及凹陷的第二内壁面12a与第二多孔体42之间双方形成有第二液体流路52，但也可以仅在凹陷的第二内壁面12a与第一多孔体41之间、以及凹陷的第二内壁面12a与第二多孔体42之间的任一方形成有第二液体流路52。
在蒸汽流路50内，在凹陷的第二内壁面12a与第一多孔体41之间、以及凹陷的第二内壁面12a与第二多孔体42之间双方形成有第二液体流路52的情况下，第二液体流路52的截面形状可以彼此相同，也可以不同。
即使在蒸汽流路50内的第二内壁面12a具有凹陷的情况下，也可以包括没有形成第二液体流路52的芯体40。另外，在蒸汽流路50内也可以包括不具有凹陷的第二内壁面12a。
接下来，对如以上那样构成的均热板1的作用进行说明。
在蒸发部EP中，位于第一多孔体41及第二多孔体42的表面的液相的工作介质20经由框体10的内壁面被加热而蒸发。工作介质20蒸发，由此蒸发部EP附近的蒸汽流路50内的气体的压力提高。由此，气相的工作介质20在蒸汽流路50内朝向凝结部CP侧移动。
到达凝结部CP的气相的工作介质20经由框体10的内壁面被带走热量而凝结，成为液滴。如上所述，气相的工作介质20也可以在凝结部CP以外凝结。工作介质20的液滴利用毛细力而浸入第一多孔体41的细孔内及第二多孔体42的细孔内。另外，浸入第一多孔体41的细孔内及第二多孔体42的细孔内的液相的工作介质20的一部分流入第一液体流路51内及第二液体流路52内。因此，由第一多孔体41、第二多孔体42、第一液体流路51及第二液体流路52形成液体流路。
第一多孔体41的细孔内、第二多孔体42的细孔内、第一液体流路51内以及第二液体流路52内的液相的工作介质20利用毛细力而向蒸发部EP侧移动。而且，从第一多孔体41的细孔、第二多孔体42的细孔、第一液体流路51以及第二液体流路52向蒸发部EP供给液相的工作介质20。到达蒸发部EP的液相的工作介质20再次从蒸发部EP处的第一多孔体41及第二多孔体42的表面蒸发。此外，如图2所示，优选第一液体流路51到达蒸发部EP内。在蒸发部EP内可以包括第一液体流路51及芯体40，也可以不包括第一液体流路51而仅包括芯体40，还可以不包括第一液体流路51及芯体40。
蒸发而成为气相的工作介质20再次通过蒸汽流路50向凝结部CP侧移动。这样，均热板1能够反复利用工作介质20的气-液的相变，将在蒸发部EP侧回收的热量反复输送至凝结部CP侧。
第一多孔体41及第二多孔体42的孔径分别优选为50μm以下。通过减小孔径，能够获得高的毛细力。第一多孔体41及第二多孔体42的孔径可以相同，也可以不同。此外，孔的形状没有特别限定。
如图2所示，至少一组相邻的芯体40的蒸发部EP侧的端部彼此可以连接，第一液体流路51彼此可以连通。另外，至少一组相邻的芯体40的与蒸发部EP相反侧的端部彼此，例如凝结部CP侧的端部彼此可以连接，第一液体流路51彼此可以连通。
如上所述，在均热板1中，在芯体40之间形成有液体流路及蒸汽流路。其中，如图2所示，优选蒸发部EP处的流路的密度比远离蒸发部EP的部分处的流路的密度，例如凝结部CP处的流路的密度高。由此，能够提高最大热输送量。
在本实用新型的均热板中，在与芯体延伸的方向垂直的截面中，第一多孔体及第二多孔体分别可以是宽度在厚度方向上恒定，也可以是宽度在厚度方向上不恒定。例如，在与芯体延伸的方向垂直的截面中，第一多孔体及第二多孔体各自的第二内壁面侧的端部的宽度也可以比第一内壁面侧的端部的宽度窄。在该情况下，也可以包括宽度恒定的部分。
[第二实施方式]
在本实用新型的第二实施方式中，在与芯体延伸的方向垂直的截面中，第一多孔体及第二多孔体各自的宽度从第一内壁面侧的端部朝向第二内壁面侧的端部连续地变窄。
图5是示意性地表示本实用新型的第二实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
在图5所示的均热板1A中，相邻的芯体40分别包括第一多孔体41A及第二多孔体42A。第一多孔体41A及第二多孔体42A各自的第二内壁面12a侧的端部的宽度比第一内壁面11a侧的端部的宽度窄。另外，第一多孔体41A及第二多孔体42A各自的宽度从第一内壁面11a侧的端部朝向第二内壁面12a侧的端部连续地变窄。在图5所示的例子中，第一多孔体41A及第二多孔体42A的截面形状分别为梯形。第一多孔体41A及第二多孔体42A的截面形状没有特别限定，也可以是其他形状。
在图5所示的均热板1A中，第一多孔体41A及第二多孔体42A具有上述截面形状，由此能够使来自框体10外部的压力分散。另外，容易以最小限度的面积保持框体10的内部空间，能够最大限度地确保蒸汽流路及液体流路的截面积，因此能够提高最大热输送量及热扩散能力。另外，在面积小的第二内壁面12a侧的端部与框体10之间形成的锐角的间隙形成液体流路，因此容易向芯体40之间的液体流路引入液相的工作介质20，最大热输送能力提高。或者，液相的工作介质20向蒸汽流路的渗出得到改善，热扩散能力提高。
[第三实施方式]
在本实用新型的第三实施方式中，在与芯体延伸的方向垂直的截面中，第一多孔体及第二多孔体各自的宽度从第一内壁面侧的端部朝向第二内壁面侧的端部逐级地变窄。
图6是示意性地表示本实用新型的第三实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
在图6所示的均热板1B中，相邻的芯体40分别包括第一多孔体41B及第二多孔体42B。第一多孔体41B及第二多孔体42B各自的第二内壁面12a侧的端部的宽度比第一内壁面11a侧的端部的宽度窄。另外，第一多孔体41B及第二多孔体42B各自的宽度从第一内壁面11a侧的端部朝向第二内壁面12a侧的端部逐级地变窄。在图6所示的例子中，第一多孔体41B及第二多孔体42B的截面形状分别是配置于第一内壁面11a侧的第一长方形与配置于第二内壁面12a侧且宽度比第一长方形窄的第二长方形组合而成的形状。第一多孔体41B及第二多孔体42B的截面形状没有特别限定，也可以是其他形状。
在图6所示的均热板1B中，第一多孔体41B及第二多孔体42B具有上述截面形状，由此获得与图5所示的均热板1A相同的效果。
[第四实施方式]
本实用新型的第四实施方式是第二实施方式及第三实施方式的变形例。在本实用新型的第四实施方式中，第一多孔体及第二多孔体的第一内壁面侧的端部相互连接。若多孔体的第一内壁面侧的端部相互连接，则多孔体与第一内壁面的接触面积增加，由此粘接强度增加，因而能够使对于弯曲或振动等机械应力的耐受性提高。
图7是示意性地表示本实用新型的第四实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
在图7所示的均热板1C中，相邻的芯体40分别包括第一多孔体41C及第二多孔体42C。第一多孔体41C及第二多孔体42C各自的第二内壁面12a侧的端部的宽度比第一内壁面11a侧的端部的宽度窄。第一多孔体41C及第二多孔体42C的截面形状没有特别限定。
另外，第一多孔体41C及第二多孔体42C的第一内壁面11a侧的端部相互连接。
[第五实施方式]
在本实用新型的第五实施方式中，在与芯体延伸的方向垂直的截面中，第一多孔体及第二多孔体分别在第一内壁面侧的端部与第二内壁面侧的端部之间具有宽度比第一内壁面侧的端部及第二内壁面侧的端部宽的部分。
图8是示意性地表示本实用新型的第五实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
在图8所示的均热板1D中，相邻的芯体40分别包括第一多孔体41D及第二多孔体42D。第一多孔体41D及第二多孔体42D分别在第一内壁面11a侧的端部与第二内壁面12a侧的端部之间具有宽度比第一内壁面11a侧的端部及第二内壁面12a侧的端部宽的部分。
在图8所示的均热板1D中，第一多孔体41D及第二多孔体42D具有上述截面形状，由此获得与图5所示的均热板1A相同的效果。
在第一多孔体41D及第二多孔体42D中，第一内壁面11a侧的端部的宽度可以与第二内壁面12a侧的端部的宽度相同，也可以不同。
在第一多孔体41D及第二多孔体42D中，宽度比第一内壁面11a侧的端部及第二内壁面12a侧的端部宽的部分所存在的位置没有特别限定。另外，宽度比第一内壁面11a侧的端部及第二内壁面12a侧的端部宽的部分也可以存在两处以上。在该情况下，宽度比第一内壁面11a侧的端部及第二内壁面12a侧的端部宽的部分的宽度可以彼此相同，也可以不同。
第一多孔体41D及第二多孔体42D的截面形状没有特别限定。第一多孔体41D及第二多孔体42D的宽度可以连续地变化，也可以逐级地变化。
[第六实施方式]
在本实用新型的第六实施方式中，在与芯体延伸的方向垂直的截面中，第一多孔体及第二多孔体分别在第一内壁面侧的端部与第二内壁面侧的端部之间具有宽度比第一内壁面侧的端部及第二内壁面侧的端部窄的部分。
图9是示意性地表示本实用新型的第六实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
在图9所示的均热板1E中，相邻的芯体40分别包括第一多孔体41E及第二多孔体42E。第一多孔体41E及第二多孔体42E分别在第一内壁面11a侧的端部与第二内壁面12a侧的端部之间具有宽度比第一内壁面11a侧的端部及第二内壁面12a侧的端部窄的部分。
在图9所示的均热板1E中，第一多孔体41E及第二多孔体42E具有上述截面形状，由此能够使来自框体10外部的压力分散。另外，在宽度宽的部分容易吸收液相的工作介质20，而在宽度窄的部分容易促进工作介质20的蒸发。其结果，最大热输送能力提高。
在第一多孔体41E及第二多孔体42E中，第一内壁面11a侧的端部的宽度可以与第二内壁面12a侧的端部的宽度相同，也可以不同。
在第一多孔体41E及第二多孔体42E中，宽度比第一内壁面11a侧的端部及第二内壁面12a侧的端部窄的部分所存在的位置没有特别限定。另外，宽度比第一内壁面11a侧的端部及第二内壁面12a侧的端部窄的部分也可以存在两处以上。在该情况下，宽度比第一内壁面11a侧的端部及第二内壁面12a侧的端部窄的部分的宽度可以彼此相同，也可以不同。
第一多孔体41E及第二多孔体42E的截面形状没有特别限定。第一多孔体41E及第二多孔体42E的宽度可以连续地变化，也可以逐级地变化。
在本实用新型的均热板中，也可以将第一实施方式～第六实施方式中说明的多孔体的形状组合两种以上。
[第七实施方式]
图10是示意性地表示本实用新型的第七实施方式所涉及的均热板的一个例子的俯视图。
在图10所示的均热板1F中，与图2所示的均热板1不同，相邻的芯体40的与蒸发部EP相反侧的端部彼此，例如凝结部CP侧的端部彼此不连接，第一液体流路51彼此不连通。如第一实施方式～第六实施方式中说明的那样，也可以是第一多孔体41及第二多孔体42以外的形状。
[第八实施方式]
在本实用新型的第八实施方式中，框体具有多个蒸发部。
图11是示意性地表示本实用新型的第八实施方式所涉及的均热板的一个例子的俯视图。
在图11所示的均热板1G中，在框体10设定有多个蒸发部EP1及EP2。如图11所示，优选蒸发部EP1及EP2各自的流路的密度比远离蒸发部EP1及EP2的每一个的部分处的流路的密度，例如凝结部CP处的流路的密度高。蒸发部的数量、配置、尺寸没有特别限定。如第一实施方式～第六实施方式中说明的那样，也可以是第一多孔体41及第二多孔体42以外的形状。
[第九实施方式]
在本实用新型的第九实施方式中，从厚度方向观察的框体的平面形状与第一实施方式～第八实施方式不同。
图12是示意性地表示本实用新型的第九实施方式所涉及的均热板的一个例子的俯视图。
在图12所示的均热板1H中，框体10A的平面形状为L字型。多个芯体40沿着框体10A的平面形状延伸。因此，形成有沿着框体10A的平面形状的蒸汽流路及液体流路。作为一个例子，相邻的芯体40分别包括第一多孔体41及第二多孔体42。如第一实施方式～第六实施方式中说明的那样，也可以是第一多孔体41及第二多孔体42以外的形状。
在本实用新型的均热板中，从厚度方向观察的框体的平面形状没有特别限定，例如可列举三角形或矩形等多边形、圆形、椭圆形、将它们组合而成的形状等。另外，框体的平面形状也可以为L字型、C字型(コ字型)等。另外，也可以在框体的内部具有贯通口。框体的平面形状也可以是与均热板的用途、均热板的安装部位的形状、附近存在的其他构件相对应的形状。
[第十实施方式]
图13是示意性地表示本实用新型的第十实施方式所涉及的均热板的一个例子的俯视图。
在图13所示的均热板1I中，与图2所示的均热板1不同，存在沿着相对于宽度方向X及长度方向Y倾斜的方向延伸的芯体40。
如图13所示的均热板1I那样，芯30也可以包括从蒸发部EP呈放射状延伸的芯体40。如第一实施方式～第六实施方式中说明的那样，也可以是第一多孔体41及第二多孔体42以外的形状。
[第十一实施方式]
在本实用新型的第十一实施方式中，在蒸汽流路内配置有从内侧支承框体的第一内壁面及第二内壁面的多个支柱。
图14是示意性地表示本实用新型的第十一实施方式所涉及的均热板的一个例子的俯视图。图15是示意性地表示本实用新型的第十一实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
在图14及图15所示的均热板1J中，与图5所示的均热板1A不同，在蒸汽流路50内配置有多个支柱60。支柱60之间将蒸汽流路50断开。支柱60从内侧支承框体10的第一内壁面11A及第二内壁面12a。在第一液体流路51的个数少的情况下，通过在蒸汽流路50内配置支柱60，能够支承框体10。如第一实施方式～第六实施方式中说明的那样，也可以是第一多孔体41A及第二多孔体42A以外的形状。
如图14及图15所示，优选在所有的蒸汽流路50内配置有支柱60，但也可以存在没有配置支柱60的蒸汽流路50。
在图15所示的例子中，支柱60与第一内壁面11A及第二内壁面12a接触。支柱60也可以与第一内壁面11A及第二内壁面12a中的任一方接触，也可以不与第一内壁面11A及第二内壁面12a接触。
形成支柱60的材料没有特别限定，例如可列举树脂、金属、陶瓷或者它们的混合物、层叠物等。另外，支柱60也可以与框体10为一体，例如，也可以通过对第一片材11或第二片材12的内壁面进行蚀刻加工等而形成。
支柱60的形状只要是能够支承框体10的形状，则没有特别限定，但作为支柱60的与高度方向垂直的截面的形状，例如可列举矩形等多边形、圆形、椭圆形等。
支柱60的高度没有特别限定，可以与芯体40的高度相同，也可以不同。
支柱60的高度在一个均热板中，可以相同，也可以不同。例如，某一区域中的支柱60的高度与其他区域中的支柱60的高度也可以不同。
在图15所示的截面中，支柱60的宽度只要是提供能够抑制均热板的框体变形的强度的宽度，则没有特别限定，但支柱60的端部的与高度方向垂直的截面的当量圆直径例如为100μm以上2000μm以下，优选为300μm以上1000μm以下。通过增大支柱60的当量圆直径，能够进一步抑制均热板的框体的变形。另一方面，通过减小支柱60的当量圆直径，能够将用于供工作介质的蒸汽移动的空间确保为更大。
支柱60的配置没有特别限定，但优选在规定的区域均等地，更优选在整体上均等地，例如配置为支柱60之间的距离恒定。通过均等地配置支柱60，能够遍及均热板整体地确保均匀的强度。
[第十二实施方式]
在本实用新型的第十二实施方式中，在蒸汽流路内形成有沿着芯体延伸的方向延伸的第三液体流路。
图16是示意性地表示本实用新型的第十二实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
在图16所示的均热板1L中，与图3所示的均热板1不同，在蒸汽流路50内形成有沿着作为芯体40延伸的方向的一个例子的长度方向Y延伸的第三液体流路53。如第一实施方式～第六实施方式中说明的那样，也可以是第一多孔体41及第二多孔体42以外的形状。
如图16所示，第三液体流路53的宽度g比第一液体流路51的宽度b小。通过使第三液体流路53的宽度g比第一液体流路51的宽度b小，能够将第三液体流路53用作液体流路。
另外，在厚度方向Z上，第三液体流路53的高度比第一液体流路51的高度低。通过将第三液体流路53形成在蒸汽流路50内，即使在作为液体流路的第一液体流路51及第二液体流路52破损的情况下，也能够保证均热板的动作。另外，能够提高对于弯曲或振动等机械应力的耐受性。
第三液体流路53可以设置于第一内壁面11A及第二内壁面12a双方，也可以仅设置于第一内壁面11A及第二内壁面12a中的任一方。第三液体流路53可以由从第一内壁面11A及第二内壁面12a突出的部分，例如柱状部等形成，或者也可以在第一内壁面11A及第二内壁面12a由凹部，例如槽等形成。
在图16中，第三液体流路53的宽度g优选为10μm以上500μm以下。
在厚度方向Z上，第三液体流路53的高度优选为10μm以上100μm以下。
[第十三实施方式]
在本实用新型的第十三实施方式中，框体的形状不同。
图17是示意性地表示本实用新型的第十三实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
在图17所示的均热板1M中，与图5所示的均热板1A不同，框体10B由外缘部被接合的对置的第一片材11B及第二片材12B构成。第一片材11B为厚度恒定的平板形状，第二片材12B为厚度恒定，且外缘部以外的部分相对于外缘部向外侧凸出的形状。如第一实施方式～第六实施方式中说明的那样，也可以是第一多孔体41A及第二多孔体42A以外的形状。
在本实用新型的第十三实施方式中，在框体的外缘部形成有凹陷。因此，在搭载均热板时等能够利用凹陷。另外，能够在外缘部的凹陷配置其他构件等。
[第十四实施方式]
本实用新型的第十四实施方式所涉及的均热板还具备沿着第一内壁面配置的芯以及沿着第二内壁面配置的芯中的至少一方的芯。
图18是示意性地表示本实用新型的第十四实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。
在图18所示的均热板1N中，与图3所示的均热板1不同，沿着第一内壁面11a配置有芯71，并且沿着第二内壁面12a配置有芯72。如第一实施方式～第六实施方式中说明的那样，也可以是第一多孔体41及第二多孔体42以外的形状。
图19是示意性地表示本实用新型的第十四实施方式所涉及的均热板的另一例的剖视图。
在图19所示的均热板1O中，没有沿着第一内壁面11a配置芯71，而沿着第二内壁面12a配置有芯72。此外，也可以不沿着第二内壁面12a配置芯72，而沿着第一内壁面11a配置芯71。
芯71及72只要是具有能够利用毛细力使工作介质移动的毛细管构造的芯，则没有特别限定。芯的毛细管构造可以是现有的均热板中使用的公知的构造。作为毛细管构造，可列举具有细孔、槽、突起等凹凸的微细构造，例如多孔构造、纤维构造、槽构造、网眼构造等。
芯71及72的材料没有特别限定，例如可使用通过蚀刻加工或金属加工而形成的金属多孔膜、网状物、无纺布、烧结体、多孔体等。作为芯的材料的网状物例如可以由金属网状物、树脂网状物或者表面涂层的这些网状物构成，优选由铜网状物、不锈钢(SUS)网状物或者聚酯网状物构成。作为芯的材料的烧结体例如可以由金属多孔质烧结体、陶瓷多孔质烧结体构成，优选由铜或镍的多孔质烧结体构成。作为芯的材料的多孔体例如可以是由金属多孔体、陶瓷多孔体、树脂多孔体构成的多孔体等。
芯71及72的大小及形状没有特别限定，但例如优选具有能够在框体10的内部从蒸发部到凝结部连续地设置的大小及形状。
芯71及72的厚度没有特别限定，但分别例如为2μm以上200μm以下，优选为5μm以上100μm以下，更优选为10μm以上40μm以下。芯71及72的厚度也可以局部不同。芯71的厚度可以与芯72的厚度相同，也可以不同。
[第十五实施方式]
图20是示意性地表示本实用新型的第十五实施方式所涉及的均热板的一个例子的俯视图。
在图20所示的均热板1P中，与图2所示的均热板1不同，芯30仅配置在框体10的外周部。如第一实施方式～第六实施方式中说明的那样，也可以是第一多孔体41及第二多孔体42以外的形状。
[第十六实施方式]
图21是示意性地表示本实用新型的第十六实施方式所涉及的均热板的一个例子的俯视图。
在图21所示的均热板1Q中，与图2所示的均热板1不同，芯30仅配置在框体10的中央部。如第一实施方式～第六实施方式中说明的那样，也可以是第一多孔体41及第二多孔体42以外的形状。
[第十七实施方式]
在本实用新型的第十七实施方式中，在框体内沿着芯体延伸的方向配置有支承体，至少一组相邻的芯体分别包括由支承体支承的多孔体。
图22是示意性地表示本实用新型的第十七实施方式所涉及的均热板的一个例子的剖视图。图23是放大了图22中用XXIII表示的部分的剖视图。
图22所示的均热板1R还具备沿着芯体40延伸的方向配置在框体10内的支承体80。在图22及图23所示的例子中，两列支承体(第一支承体81及第二支承体82)配置为沿着芯体40延伸的方向相互并列，但也可以是三列以上的支承体配置为沿着芯体40延伸的方向相互并列。
在本实施方式中，至少一组相邻的芯体40分别包括由支承体80支承的多孔体43。
第一液体流路51形成在由多孔体43的一部分、框体10的一部分以及支承体80的一部分围起来的空间中。具体而言，第一液体流路51通过在第一支承体81与第二支承体82之间沿着芯体40延伸的方向设置间隔而形成。
第二液体流路52形成在凹陷的第二内壁面12a与多孔体43之间。
多孔体43例如由金属多孔体、陶瓷多孔体或树脂多孔体构成。多孔体43例如可以由金属多孔质烧结体、陶瓷多孔质烧结体等烧结体构成。多孔体43优选由铜或镍的多孔质烧结体构成。
形成支承体80的材料没有特别限定，例如可列举树脂、金属、陶瓷或者它们的混合物、层叠物等。另外，支承体80也可以与框体10一体，例如，也可以通过对第一片材11或第二片材12的内壁面进行蚀刻加工等而形成。
支承体80的形状没有特别限定，例如可以由沿着芯体40延伸的方向配置的轨道状的支柱构成，也可以由沿着芯体40延伸的方向空开间隔地配置的多个支柱构成。
本实用新型的热扩散器件能够以散热为目的搭载于电子设备。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之一。作为本实用新型的电子设备，例如可列举智能手机、平板终端、笔记本电脑、游戏机、可穿戴设备等。如上所述，本实用新型的热扩散器件不需要外部动力而独立工作，利用工作介质的蒸发潜热及凝结潜热，能够二维且高速地扩散热量。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中有效地实现散热。
工业上的可利用性
本实用新型的热扩散器件能够在便携式信息终端等领域中用于广泛的用途。例如，能够用于降低CPU等热源的温度，延长电子设备的使用时间，能够用于智能手机、平板电脑、笔记本PC等。
附图标记说明
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1I、1J、1L、1M、1N、1O、1P、1Q、1R...均热板(热扩散器件)；10、10A、10B...框体；11、11B...第一片材；11a...第一内壁面；12、12B...第二片材；12a...第二内壁面；20...工作介质；30、71、72...芯；40...芯体；41、41A、41B、41C、41D、41E...第一多孔体；42、42A、42B、42C、42D、42E...第二多孔体；43...多孔体；50...蒸汽流路；51...第一液体流路；52...第二液体流路；53...第三液体流路；60...支柱；80...支承体；81...第一支承体；82...第二支承体；a...蒸汽流路的宽度；b...第一液体流路的宽度；c...蒸汽流路内的第二内壁面的凹陷量；d1...第一多孔体的高度；d2...第二多孔体的高度；g...第三液体流路的宽度；CP...凝结部；EP、EP1、EP2...蒸发部；HS...热源；X...宽度方向；Y...长度方向；Z...厚度方向。
Claims (27)
1.一种热扩散器件，其特征在于，具备：
框体，具有沿厚度方向对置的第一内壁面及第二内壁面；
工作介质，被封入于所述框体的内部空间；以及
芯，配置于所述框体的内部空间，
所述框体具有使所述工作介质蒸发的蒸发部，
所述芯包括多个芯体，该多个芯体从所述蒸发部呈线状延伸，且至少一部分与所述第二内壁面接触，
在至少一组相邻的所述芯体之间形成有蒸汽流路，
在所述相邻的芯体中，在至少由各个所述芯体的一部分和所述框体的一部分围起来的空间中形成有第一液体流路，
所述蒸汽流路内的所述第二内壁面向所述内部空间侧凹陷，
在所述蒸汽流路中，在所述凹陷的第二内壁面与所述芯体之间形成有第二液体流路。
2.根据权利要求1所述的热扩散器件，其特征在于，
所述相邻的芯体分别包括第一多孔体及第二多孔体，
所述第一液体流路形成在由所述第一多孔体的一部分、所述第二多孔体的一部分以及所述框体的一部分围起来的空间中，
所述第二液体流路形成在所述凹陷的第二内壁面与所述第一多孔体或所述第二多孔体之间。
3.根据权利要求2所述的热扩散器件，其特征在于，
在与所述芯体延伸的方向垂直的截面中，所述蒸汽流路内的所述第二内壁面的凹陷量为所述第一多孔体的高度的1％以上10％以下，且为所述第二多孔体的高度的1％以上10％以下。
4.根据权利要求2所述的热扩散器件，其特征在于，
在与所述芯体延伸的方向垂直的截面中，所述第一液体流路内的所述第二内壁面的凹陷量比所述蒸汽流路内的所述第二内壁面的凹陷量小。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
在与所述芯体延伸的方向垂直的截面中，所述第一多孔体的高度及所述第二多孔体的高度分别为20μm以上且300μm以下。
6.根据权利要求2～4中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
在与所述芯体延伸的方向垂直的截面中，所述第一多孔体的宽度及所述第二多孔体的宽度分别为5μm以上且500μm以下。
7.根据权利要求2～4中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
在与所述芯体延伸的方向垂直的截面中，所述第一多孔体及所述第二多孔体各自的宽度在所述厚度方向上不恒定。
8.根据权利要求2～4中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
在与所述芯体延伸的方向垂直的截面中，所述第一多孔体及所述第二多孔体各自的所述第二内壁面侧的端部的宽度比所述第一内壁面侧的端部的宽度窄。
9.根据权利要求2～4中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
在与所述芯体延伸的方向垂直的截面中，所述第一多孔体及所述第二多孔体各自的宽度随着从所述第一内壁面侧的端部朝向所述第二内壁面侧的端部而连续地变窄。
10.根据权利要求2～4中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
在与所述芯体延伸的方向垂直的截面中，所述第一多孔体及所述第二多孔体各自的宽度随着从所述第一内壁面侧的端部朝向所述第二内壁面侧的端部而逐级地变窄。
11.根据权利要求8所述的热扩散器件，其特征在于，
所述第一多孔体及所述第二多孔体的所述第一内壁面侧的端部相互连接。
12.根据权利要求2～4中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
在与所述芯体延伸的方向垂直的截面中，所述第一多孔体及所述第二多孔体分别在所述第一内壁面侧的端部与所述第二内壁面侧的端部之间具有宽度比所述第一内壁面侧的端部及所述第二内壁面侧的端部宽的部分。
13.根据权利要求2～4中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
在与所述芯体延伸的方向垂直的截面中，所述第一多孔体及所述第二多孔体分别在所述第一内壁面侧的端部与所述第二内壁面侧的端部之间具有宽度比所述第一内壁面侧的端部及所述第二内壁面侧的端部窄的部分。
14.根据权利要求2～4、11中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
所述第一多孔体及所述第二多孔体的孔径分别为50μm以下。
15.根据权利要求1所述的热扩散器件，其特征在于，
所述热扩散器件还具备沿着所述芯体延伸的方向配置在所述框体内的支承体，
所述相邻的芯体分别包括由所述支承体支承的多孔体，
所述第一液体流路形成在由所述多孔体的一部分、所述框体的一部分以及所述支承体的一部分围起来的空间中，
所述第二液体流路形成在所述凹陷的第二内壁面与所述多孔体之间。
16.根据权利要求1～4、11、15中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
在与所述芯体延伸的方向垂直的截面中，所述蒸汽流路的宽度为1000μm以上3000μm以下，所述第一液体流路的宽度为50μm以上500μm以下。
17.根据权利要求1～4、11、15中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
所述蒸发部处的流路的密度比远离所述蒸发部的部分处的流路的密度高。
18.根据权利要求17所述的热扩散器件，其特征在于，
所述框体具有多个所述蒸发部。
19.根据权利要求1～4、11、15、18中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
所述热扩散器件还具备多个支柱，所述多个支柱配置在所述蒸汽流路内，且从内侧对所述框体的所述第一内壁面及所述第二内壁面进行支承。
20.根据权利要求1～4、11、15、18中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
所述相邻的芯体的蒸发部侧的端部彼此连接，所述第一液体流路彼此连通。
21.根据权利要求1～4、11、15、18中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
所述相邻的芯体与蒸发部相反侧的端部彼此连接，所述第一液体流路彼此连通。
22.根据权利要求1～4、11、15、18中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
所述多个芯体沿着从所述厚度方向观察到的所述框体的平面形状延伸。
23.根据权利要求1～4、11、15、18中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
在所述蒸汽流路内形成有沿着所述芯体延伸的方向延伸的第三液体流路，
在与所述芯体延伸的方向垂直的截面中，所述第三液体流路的宽度比所述第一液体流路的宽度小，
在所述厚度方向上，所述第三液体流路的高度比所述第一液体流路的高度低。
24.根据权利要求1～4、11、15、18中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
所述框体通过将具有所述第一内壁面的第一片材的外缘部与具有所述第二内壁面的第二片材的外缘部接合而构成，
所述第一片材为厚度恒定的平板形状，
所述第二片材为所述外缘部比所述外缘部以外的部分厚的形状。
25.根据权利要求1～4、11、15、18中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
所述框体通过将具有所述第一内壁面的第一片材的外缘部与具有所述第二内壁面的第二片材的外缘部接合而构成，
所述第一片材为厚度恒定的平板形状，
所述第二片材为厚度恒定，且所述外缘部以外的部分相对于所述外缘部向外侧凸出的形状。
26.根据权利要求1～4、11、15、18中任一项所述的热扩散器件，其特征在于，
所述热扩散器件还具备沿着所述第一内壁面配置的芯、以及沿着所述第二内壁面配置的芯之中的至少一方的芯。
27.一种电子设备，其特征在于，
所述电子设备具备权利要求1～26中任一项所述的热扩散器件。
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