JP2010045088A - ヒートスプレッダ、電子機器及びヒートスプレッダの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凝縮部から蒸発部への作動流体の流通効率を向上することができるヒートスプレッダ及びこのヒートスプレッダを備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】液相の作動流体は凝縮部３０から凝縮部３０より低い位置に配置された蒸発部２０へと重力で液相流路４０を流通する。液相流路４０は表面が疎水性を有するナノ材料からなる。このため、液冷媒の接触角を大きく保つことが可能となり、流路抵抗を低く保つことができる。その結果、液相の作動流体の分布に偏りが生じることがなく、凝縮部３０から蒸発部２０への液相の作動流体の流通効率を向上させることができる。これにより、蒸発部２０への液冷媒の供給量が減少することもないので、冷媒の循環に障害をきたすことなく、動作の安定性を実現できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子機器の熱源に熱的に接続されるヒートスプレッダ、このヒートスプレッダを備えた電子機器及びヒートスプレッダの製造方法に関する。

従来から、電子機器の熱源、例えばＰＣ（Personal Computer）のＣＰＵ（Central Processing Unit）に熱的に接続され、熱源の熱を吸収して拡散するデバイスとして、ヒートスプレッダが使われている。ヒートスプレッダは、例えば銅板等からなるソリッド型の金属ヒートスプレッダや最近では蒸発部及び作動流体を有する相変化型ヒートスプレッダも提案されている。

このような相変化型ヒートスプレッダでは、熱源からの熱を受けた蒸発部で作動流体が蒸発し、蒸発した作動流体は凝縮し、流路を通って蒸発部に戻る。このような動作が繰り返され、熱源の熱が拡散する（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載されたヒートスプレッダは流路にウィックが設けられており、上面で凝縮した作動流体は毛細管力により下面（蒸発部）へと流通する。

米国特許公開第２００７／０１５８０５２号（段落[００３２]、図４）

このようなヒートスプレッダが実装される電子機器は、発熱密度の向上が要求される一方で、更なる小型化の要請が強い。一般に、高発熱密度に対応するためには凝縮部から蒸発部への流路に設けたウィック表面を親水化して毛細管力を向上させるが、その結果作動流体の分布に偏りが生じる場合がある。また、小型化に対応するためには流路を狭くすることになるが、その結果流路抵抗が増加する場合がある。これにより、蒸発部への作動流体の供給量が減少し、ドライアウトを生じる結果となる。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、凝縮部から蒸発部への作動流体の流通効率を向上することができるヒートスプレッダ及びこのヒートスプレッダを備えた電子機器を提供することにある。

本発明の別の目的は、製造が容易で、信頼性の高いヒートスプレッダの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るヒートスプレッダは、蒸発部と、第１の凝縮部と、作動流体と、第１の流路とを具備する。蒸発部は第１の位置に配置される。第１の凝縮部は、第１の位置より高い第２の位置に配置される。作動流体は、蒸発部で液相から気相に蒸発し、第１の凝縮部で気相から液相に凝縮する。第１の流路は、ナノ材料からなり、表面が疎水性を有し、第１の凝縮部で液相に凝縮した作動流体を蒸発部に流通させる。

本発明によれば、熱源が蒸発部に熱的に接続され、液相の作動流体は蒸発部で気相に蒸発する。この気相の作動流体は、蒸発部よりも高い位置に配置された第１の凝縮部で液相に凝縮する。この液相の作動流体は、第１の流路を流通して蒸発部へ戻る。この相変化が繰り返される。

第１の流路は、第１の凝縮部から、第１の凝縮部より低い位置に配置される蒸発部へと作動流体を流通させる。ここで、第１の流路の表面は疎水性を有するので、流路抵抗を低く保つことができる。加えて、第１の流路は高い疎水性を持たせることが可能なナノ材料からなるので、流路抵抗を更に低く保つことができる。これにより、第１の凝縮部から蒸発部への作動流体の流通効率を向上させることができる。

本発明において、ヒートスプレッダは、第２の凝縮部と、第２の流路とを更に具備してもよい。第２の凝縮部は第１の位置より低い第３の位置に配置され、作動流体が気相から液相に凝縮可能である。第２の流路はナノ材料からなり、表面が親水性を有し、第２の凝縮部で液相に凝縮した作動流体を蒸発部に流通させる。

本発明によれば、作動流体は、上記した蒸発部、第１の凝縮部及び第１の流路での循環に加えて、以下の循環も行う。すなわち、蒸発部で気相に蒸発した作動流体は、蒸発部よりも低い位置に配置された第２の凝縮部で液相に凝縮する。この液相の作動流体は、第２の流路を流通して蒸発部へ戻る。この相変化が繰り返される。

第２の流路は、第２の凝縮部から、第２の凝縮部より高い位置に配置される蒸発部へと作動流体を流通させる。第２の流路は親水性を持たせることが可能なナノ材料からなる。第２の流路は表面が親水性を有するので、作動流体が第２の流路に浸透する。ナノ材料の有する極めて微細な表面構造は、この浸透した作動流体の流通を促進させる。第２の流路と第１の流路とを併用することで、作動流体を分散させ、蒸発部への流通効率を向上させることができる。

本発明において、第１の流路は垂直に配置されてもよいし、傾斜して配置されてもよい。

本発明によれば、第１の流路を垂直に配置する場合、第１の凝縮部から蒸発部への作動流体の流通をより効率よく行うことができる。第１の流路を傾斜して配置する場合、複数の第１の流路及びそれに対応する複数の第１の凝縮部を設けることが可能となり、第１の凝縮部から蒸発部への作動流体の流通効率を向上させることができる。

本発明において、第１の流路は、蒸発部へ向かう方向に親水部を有してもよい。

本発明によれば、表面に疎水性を有する第１の流路は親水部を有する。第１の流路は、その疎水性と親水部の親水性とで第１の凝縮部から蒸発部へと作動流体を流通させる。

本発明に係る電子機器は、熱源と、ヒートスプレッダとを具備する。ヒートスプレッダは、蒸発部と、第１の凝縮部と、作動流体と、第１の流路とを有する。蒸発部は第１の位置に配置される。第１の凝縮部は、第１の位置より高い第２の位置に配置される。作動流体は、蒸発部で液相から気相に蒸発し、第１の凝縮部で気相から液相に凝縮する。第１の流路は、ナノ材料からなり、表面が疎水性を有し、第１の凝縮部で液相に凝縮した作動流体を蒸発部に流通させる。

本発明のヒートスプレッダによれば、液相の作動流体は蒸発部で気相に蒸発する。この気相の作動流体は、蒸発部よりも高い位置に配置された第１の凝縮部で液相に凝縮する。この液相の作動流体は、第１の流路を流通して蒸発部へ戻る。この相変化が繰り返される。

このヒートスプレッダの第１の流路は、第１の凝縮部から、第１の凝縮部より低い位置に配置される蒸発部へと作動流体を流通させる。ここで、第１の流路の表面は疎水性を有するので、流路抵抗を低く保つことができる。加えて、第１の流路は高い疎水性を持たせることが可能なナノ材料からなるので、流路抵抗を更に低く保つことができる。これにより、第１の凝縮部から蒸発部への作動流体の流通効率を向上させることができる。

本発明によれば、熱源がこのヒートスプレッダに熱的に接続されるため、ヒートスプレッダが熱源の熱を効率よく拡散することができる。

本発明に係るヒートスプレッダの製造方法は、第１の位置に蒸発領域を、第１の位置よりも高い第２の位置に第１の凝縮領域を配置し、蒸発領域と第１の凝縮領域との間に表面が疎水性を有する第１のナノ材料層を形成する。

本発明によれば、第１の凝縮領域から蒸発領域への作動流体の流路を形成するのに、表面が疎水性を有する第１のナノ材料層を形成すればよいので、製造が容易で信頼性が高く、低コスト化が実現できる製造方法が可能となる。

本発明において、更に、第１の位置よりも低い第３の位置に第２の凝縮領域を配置し、蒸発領域と第２の凝縮領域との間に表面が親水性を有する第２のナノ材料層を形成してもよい。

本発明によれば、第２の凝縮領域から蒸発領域への作動流体の流路を形成するのに、表面が親水性を有する第２のナノ材料層を形成すればよいので、製造が容易で信頼性が高く、低コスト化が実現できる製造方法が可能となる。

本発明において、第１のナノ材料層を垂直に形成してもよいし、傾斜させて形成してもよい。

本発明によれば、第１のナノ材料層を垂直に配置する場合、第１の凝縮領域から蒸発領域への作動流体の流通をより効率よく行うことができるヒートスプレッダの製造方法が可能となる。第１のナノ材料層を傾斜して配置する場合、複数の第１のナノ材料層及びそれに対応する複数の第１の凝縮領域を設けることが可能となり、第１の凝縮領域から蒸発領域への作動流体の流通効率を向上させることができるヒートスプレッダの製造が可能となる。

本発明の他の観点に係るヒートスプレッダの製造方法は、蒸発領域を有する基板上に、表面が疎水性を有するナノ材料層を形成し、ナノ材料層上に、蒸発領域へ向かう方向に親水領域を形成する。

本発明によれば、蒸発領域への作動流体の流路を形成するのに、表面に疎水性を有するナノ材料層上に親水領域を形成すればよいので、製造が容易で信頼性が高く、低コスト化が実現できる製造方法が可能となる。

本発明において、親水領域を溝加工により形成してもよいし、パターニングにより形成してもよい。

本発明によれば、親水領域を溝加工またはパターニングにより形成してもよい。これにより、微細な構造を形成でき、信頼性が高い製造方法が可能となる。

以上のように、本発明のヒートスプレッダによれば、凝縮部から蒸発部への作動流体の流通効率を向上することができる。

本発明のヒートスプレッダの製造方法によれば、製造が容易で、信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

（第１の実施形態）
（ヒートスプレッダの構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るヒートスプレッダを示す平面図である。図２は、図１に示したヒートスプレッダを示す側面図である。図３は、図１に示したヒートスプレッダを示す正面図である。図４は、図２に示したＡ−Ａ線断面から見たヒートスプレッダを示す縦断面図である。

図１〜図４に示すように、ヒートスプレッダ１０は、薄型で矩形状の筐体６０を有する。筐体６０内には、蒸発部２０、液相流路４０（第１の流路）、気相流路５０及び凝縮部３０（第１の凝縮部）が設けられている。筐体６０は、内部に図示しない冷媒（作動流体）が封入されている。

液相流路４０及び気相流路５０は凝縮部３０と蒸発部２０との間に設けられている。液相流路４０及び気相流路５０は、凝縮部３０と蒸発部２０との間の冷媒の流路である。

凝縮部３０は蒸発部２０より高い位置に配置される。より具体的には、凝縮部３０は蒸発部２０の鉛直方向の上部に液相流路４０及び気相流路５０を挟んで配置されている。従って、上から順番に、凝縮部３０と液相流路４０及び気相流路５０と蒸発部２０とが鉛直方向に沿って配置される。

筐体６０は、矩形状を有する主板材６１と副板材６２とを備える。

液相流路４０は疎水性流路部材４１（第１のナノ材料層）からなる。疎水性流路部材４１は、一方の主板材６１の内面６４の鉛直方向略中央部に形成される。疎水性流路部材４１は筐体６０の内部空間を介してもう一方の主板材６１に対向している。疎水性流路部材４１の表面が主に液相流路４０となる。また、内部空間が主に気相流路５０となる。しかし、これらの流路は、明確に区別できない。実際には、内部空間を液相の冷媒（以下、液冷媒とする）が流通したり、疎水性流路部材４１の表面を気相の冷媒（以下、蒸気冷媒とする）が流通することもある。

蒸発部２０には、主板材６１を介して熱源７０が熱的に接続されている。熱的に接続とは、直接接続される場合の他に、例えば熱伝導体を介して接続される場合なども含まれる。熱源７０としては、例えばＣＰＵや抵抗等の電子部品、あるいは、その他の発熱するデバイスが挙げられる。

この実施形態に係るヒートスプレッダ１０の側面一辺の長さｅは、例えば３０〜５０ｍｍである。ヒートスプレッダ１０の幅ｗは、例えば２〜５ｍｍである。上述したヒートスプレッダ１０のサイズは、ヒートスプレッダ１０に熱的に接続される熱源７０がＰＣのＣＰＵであることを想定したものである。ヒートスプレッダ１０のサイズは熱源７０の大きさに応じて適宜決めればよい。例えばヒートスプレッダ１０に熱的に接続される熱源７０が大型ディスプレイ等の熱源である場合、ｅは例えば２６００ｍｍ程度とすればよい。ヒートスプレッダ１０のサイズは、冷媒が流通して適切に凝縮できるような値に設定される。また、ヒートスプレッダ１０の形状は、この実施形態で示した矩形状に限定されるものではない。ヒートスプレッダ１０の動作温度範囲は、およそ−４０℃〜＋２００℃が想定されている。ヒートスプレッダ１０の吸熱密度は、例えば８Ｗ／ｍｍ^２以下である。

疎水性流路部材４１は、疎水性を有するナノ材料からなる。疎水性を有するナノ材料とは、例えばカーボンナノチューブであるが、これに限定されない。疎水性流路部材４１は、少なくとも表面が疎水性を有する。すなわち、疎水性流路部材４１は、部材自体が疎水性を有していてもよいし、その表面が疎水化処理されていてもよい。

疎水性流路部材４１の厚さｔは、例えば１００ｎｍ〜１００μｍである。例えばナノ材料がカーボンナノチューブであるとき、カーボンナノチューブの長さは１００ｎｍ〜１００μｍである。図４では、説明を分かりやすくするため、筐体６０に対する疎水性流路部材４１のスケール比を大きくするなど、実際の形状から変更して描いている。

疎水性流路部材４１に加えて、蒸発部２０もナノ材料で構成してもよい。ナノ材料は表面にナノ構造を有するので、金属材料等で蒸発部２０を形成する場合に比べて、表面積が増大し、蒸発効率を向上させることができる。カーボンナノチューブは例えば金属ヒートスプレッダの典型的な金属材料である銅のおよそ１０倍の高熱伝導特性を有する。従って、蒸発部２０がカーボンナノチューブからなる場合、例えば銅等の金属材料から構成される蒸発部と比較して、極めて高い蒸発効率が得られる。このため、蒸発部２０を小型化することが可能となる。凝縮部３０もナノ材料で構成してもよい。

筐体６０は、例えば金属材料からなる。その金属材料としては、銅、ステンレス、またはアルミニウムが挙げられるが、これらに限られない。金属のほか、カーボン等の高熱伝導性の材料でもよい。主板材６１及び副板材６２の全てが異なる材料で構成されていてもよいし、これらのうち一部が同じ材料で構成されていてもよいし、全てが同じ材料で構成されていてもよい。主板材６１及び副板材６２はろう付け、すなわち溶着により接合されてもよいし、材料によっては接着剤を用いて接合されてもよい。

冷媒としては、例えば純水、エタノール、メタノール及びイソプロピルアルコール等のアルコール類、フロン系、代替フロン系、フッ素系、アンモニア、アセトン等が用いられるが、これらに限られない。しかしながら、潜熱や地球環境保全の観点からは純水を使用するのがよい。

（ヒートスプレッダの動作）
以上のように構成されたヒートスプレッダ１０の動作について説明する。図５は、その動作を説明するための模式図である。ヒートスプレッダ１０は、主板材６１が鉛直方向に位置するように配置されるものとする。

熱源７０が熱を発生すると、この熱が、筐体６０の主板材６１を介して蒸発部２０に伝達される。そうすると、蒸発部２０内の液冷媒は蒸発し、蒸気冷媒となる。蒸気冷媒は、凝縮部３０に向かうように気相流路５０を流通する（矢印Ａ）。蒸気冷媒が気相流路５０を流通することで熱が拡散し、蒸気冷媒は凝縮部３０で凝縮し、液相に戻る（矢印Ｂ）。これによりヒートスプレッダ１０は熱を放出する（矢印Ｃ）。液冷媒は液相流路４０を流通して蒸発部２０に戻る（矢印Ｄ）。

このような動作が繰り返されることにより、熱源７０の熱がヒートスプレッダ１０により拡散する。

このように、液冷媒が液相流路４０を流通し（矢印Ｄ）、蒸気冷媒が気相流路５０を流通する（矢印Ａ）ように冷媒の流路を制御することで、液冷媒と蒸気冷媒とが混在するおそれを低減させることができる。

図５で矢印Ａ〜Ｄで示した各動作の領域は、ある程度の目安あるいは基準を示すものである。熱源７０の熱量等によりそれらの各動作領域が多少シフトする場合があるので、各動作が領域ごとに明確に分けられるわけではない。

矢印Ｄで示される、液冷媒の液相流路４０の流通について説明する。

液冷媒は、高い位置に配置された凝縮部３０から低い位置に配置された蒸発部２０へと、重力の作用により液相流路４０を流通する。液相流路４０は垂直方向に配置されているので、液冷媒は効率よく液相流路４０を流通することができる。

液相流路４０は、主として疎水性を有する疎水性流路部材４１の表面である。この疎水性のため、液冷媒が液相流路４０を流通するときに、疎水性流路部材４１に対する接触角を大きく保つことができる。これにより、重力方向への流通を、より効率よく行うことができる。疎水性流路部材４１がカーボンナノチューブからなる場合、カーボンナノチューブは表面に高い疎水性を有するので、更に効率よく液冷媒が凝縮部３０から蒸発部２０へと液相流路４０を流通することができる。

その結果、例えば毛細管力で液冷媒を流通させる場合と比較して、液冷媒の分布に偏りが生じることがなく、流路抵抗を低く保つことができる。これにより、蒸発部２０への液冷媒の供給量が減少するおそれが低減するので、冷媒の循環に障害をきたすことなく、動作の安定性を実現できる。

なお、ヒートスプレッダ１０の主板材６１の表面には、図示しないヒートシンク等の放熱のための部材が熱的に接続される場合がある。この場合、ヒートスプレッダ１０により拡散させられた熱がヒートシンクに伝達され、ヒートシンクから放熱される。

（ヒートスプレッダの製造方法）
次に、ヒートスプレッダ１０の製造方法の一実施形態について説明する。図６は、その製造方法を示すフローチャートである。

主板材６１の内面６４に疎水性流路部材４１を形成する（ステップ１０１）。具体的には、例えば、内面６４に図示しない触媒層を形成し、この触媒層に疎水性を有するナノ材料を密集して生成する。ナノ材料はプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition；化学気相蒸着）や熱ＣＶＤにより触媒層上に生成することができるが、この方法に限られない。

次に、主板材６１及び副板材６２を液密に接合し（ステップ１０２）、筐体６０を構成する。接合時には、各板材の精密な位置合わせが行われる。これにより、筐体６０の内部空間に、凝縮部３０、疎水性流路部材４１の表面としての液相流路４０、気相流路５０及び蒸発部２０が形成される。

次に、筐体６０内に冷媒を注入し、封止する（ステップ１０３）。図７は、筐体６０内への冷媒の注入方法を順に示した模式図である。筐体６０は、注入口６７及び注入路６５を備えている。注入口６７及び注入路６５は、例えば１枚の主板材６１に備えられる。

図７（Ａ）に示すように、例えば注入口６７及び注入路６５を介して筐体６０の内部空間が減圧され、注入口６７及び注入路６５を介して図示しないディスペンサにより冷媒が内部空間に注入される。

図７（Ｂ）に示すように、押圧領域６６が押圧されて注入路６５が塞がれる（仮封止）。別の注入路６５及び注入口６７を介して筐体６０の内部空間が減圧され、筐体６０の内部空間が目標圧になった時点で、押圧領域６６が押圧されて注入路６５が塞がれる（仮封止）。

図７（Ｃ）に示すように、押圧領域６６よりも注入口６７に近い側において、注入路６５が例えばレーザ溶接により塞がれる（本封止）。これにより、ヒートスプレッダ１０の内部が密閉される。このように、筐体６０の内部空間に冷媒を注入し、封止することで、ヒートスプレッダ１０が完成する。

次に、１枚の主板材６１の蒸発部２０に対応する位置に熱源７０を実装する（ステップ１０４）。熱源７０がＣＰＵの場合、この工程は、例えばはんだ付け等のリフロー工程により行われる。

リフロー工程と、ヒートスプレッダ１０の製造工程とは、別の場所（例えば別の工場など）で行われる場合もある。したがって、リフロー後に冷媒が注入される場合、例えばヒートスプレッダ１０を工場間を往復させる必要があり、それによるコスト、作業者の労力、時間、あるいは工場間往復の際に発生するパーティクルの問題等がある。図７に示す製造方法によれば、ヒートスプレッダ１０が完成された後にリフローすることが可能となり、上記問題を解決することができる。

本実施形態のヒートスプレッダの製造方法によれば、筐体６０を形成して冷媒を注入する前に、所定の領域に疎水性を有するナノ材料を生成すれば、凝縮部３０と、液相流路４０と、気相流路５０と、蒸発部２０とを備えるヒートスプレッダ１０を製造できる。よって、ヒートスプレッダの製造工程を簡略化することができる。また、疎水化処理等を行う必要がないので、低コスト化が実現でき、製造が容易で、信頼性が高い製造方法が可能となる。

（第２の実施形態）
（ヒートスプレッダの構造）
本発明の第２の実施形態について説明する。これ以降の説明では、上記した実施形態で示したヒートスプレッダ１０の部材や機能等について同様のものは同様の参照符号を付した上で説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。

図８は、本発明の第２の実施形態に係るヒートスプレッダを示す縦断面図である。

図８に示すように、ヒートスプレッダ１１０は、図２に示すヒートスプレッダ１０の筐体６０と同様の薄型で矩形状の筐体１６０を有する。

筐体１６０内には、蒸発部１２０、第１の凝縮部１３０、第２の凝縮部１３１、第１の液相流路１４０（第１の流路）、第２の液相流路１４２（第２の流路）、第１の気相流路１５０及び第２の気相流路１５１が設けられている。筐体１６０内は、内部に図示しない冷媒が封入されている。

第１の液相流路１４０及び第１の気相流路１５０は、第１の凝縮部１３０と蒸発部１２０との間に設けられている。第１の液相流路１４０及び第１の気相流路１５０は、第１の凝縮部１３０と蒸発部１２０との間の冷媒の流路である。

第２の液相流路１４２及び第２の気相流路１５１は、第２の凝縮部１３１と蒸発部１２０との間に設けられている。第２の液相流路１４２及び第２の気相流路１５１は、第２の凝縮部１３１と蒸発部１２０との間の冷媒の流路である。

第１の凝縮部１３０は蒸発部１２０より高い位置に配置される。より具体的には、第１の凝縮部１３０は蒸発部１２０の鉛直方向の上部に第１の液相流路１４０及び第１の気相流路１５０を挟んで配置されている。

第２の凝縮部１３１は蒸発部１２０より低い位置に配置される。より具体的には、第２の凝縮部１３１は蒸発部１２０の鉛直方向の下部に第２の液相流路１４２及び第２の気相流路１５１を挟んで配置されている。

従って、上から順番に、第１の凝縮部１３０と、第１の液相流路１４０及び第１の気相流路１５０と、蒸発部１２０と、第２の液相流路１４２及び第２の気相流路１５１と、第２の凝縮部１３１とが鉛直方向に沿って配置される。

筐体１６０は、矩形状を有する主板材１６１と副板材１６２とを備える。

第１の液相流路１４０は疎水性流路部材１４１（第１のナノ材料層）からなる。疎水性流路部材１４１は、一方の主板材１６１の内面１６４であって、蒸発部１２０の直上に形成される。疎水性流路部材１４１は筐体１６０の内部空間を介してもう一方の主板材１６１に対向している。疎水性流路部材１４１の表面が主に第１の液相流路１４０となる。また、この内部空間が主に第１の気相流路１５０となる。しかし、これらの流路は、明確に区別できない。実際には、内部空間を液冷媒が流通したり、疎水性流路部材１４１の表面を蒸気冷媒が流通することもある。

第２の液相流路１４２は親水性流路部材１４３（第２のナノ材料層）からなる。親水性流路部材１４３は、上記一方の主板材１６１の内面１６４であって、蒸発部１２０の直下に形成される。親水性流路部材１４３は筐体１６０の内部空間を介してもう一方の主板材１６１に対向している。親水性流路部材１４３の表面が主に第２の液相流路１４２となる。また、この内部空間が主に第２の気相流路１５１となる。しかし、これらの流路は、明確に区別できない。実際には、内部空間を液冷媒が流通したり、親水性流路部材１４３の表面を蒸気冷媒が流通することもある。

蒸発部１２０には、主板材１６１を介して熱源７０が熱的に接続されている。

疎水性流路部材１４１及び親水性流路部材１４３は、ナノ材料からなる。疎水性流路部材１４１は、少なくとも表面が疎水性を有する。すなわち、疎水性流路部材１４１は、部材自体が疎水性を有していてもよいし、その表面が疎水化処理されていてもよい。親水性流路部材１４３は、少なくとも表面が親水性を有する。すなわち、親水性流路部材１４３は、部材自体が親水性を有していてもよいし、その表面が親水化処理されていてもよい。

疎水性流路部材１４１と親水性流路部材１４３は、同じナノ材料で形成してよい。この場合、このナノ材料で流路部材を形成した後に、適宜親水化処理をすればよい。親水化処理としては、ショウ酸等の酸による処理や紫外線照射をすればよい。

疎水性流路部材１４１及び親水性流路部材１４３に加えて、蒸発部１２０、第１の凝縮部１３０及び第２の凝縮部１３１もナノ材料で構成してもよい。

疎水性流路部材１４１及び親水性流路部材１４３の厚さｔは、例えば１００ｎｍ〜１μｍである。図８では、説明を分かりやすくするため、筐体１６０に対する疎水性流路部材１４１及び親水性流路部材１４３のスケール比を大きくするなど、実際の形状から変更して描いている。

筐体１６０は、例えば金属材料からなる。

ヒートスプレッダ１１０の側面一辺の長さｅは、例えば３０〜５０ｍｍである。ヒートスプレッダ１１０の幅ｗは、例えば２〜５ｍｍである。また、ヒートスプレッダ１１０の形状は、この実施形態で示した矩形状に限定されるものではない。

（ヒートスプレッダの動作）
以上のように構成されたヒートスプレッダ１１０の動作について説明する。図９は、その動作を説明するための模式図である。ヒートスプレッダ１１０は、主板材１６１が鉛直方向に位置するように配置されるものとする。

熱源７０が熱を発生すると、この熱が、筐体１６０の主板材１６１を介して蒸発部１２０に伝達される。そうすると、蒸発部１２０内の液冷媒は蒸発し、蒸気冷媒となる。蒸気冷媒の一部は、第１の凝縮部１３０へ向かうように第１の気相流路１５０を流通する（矢印Ａ’）。蒸気冷媒が第１の気相流路１５０を流通することで熱が拡散し、蒸気冷媒は第１の凝縮部１３０で凝縮し、液相に戻る（矢印Ｂ’）。これによりヒートスプレッダ１１０は熱を放出する（矢印Ｃ’）。液冷媒は第１の液相流路１４０を流通して蒸発部１２０に戻る（矢印Ｄ’）。この動作は、図５に示す矢印Ａ〜Ｄの動作とそれぞれ同様である。

一方、蒸発部１２０内で蒸発した蒸気冷媒の別の一部は、第２の凝縮部１３１へ向かうように第２の気相流路１５１を流通する（矢印Ｅ）。蒸気冷媒が第２の気相流路１５１を流通することで熱が拡散し、蒸気冷媒は第２の凝縮部１３１で凝縮し、液相に戻る（矢印Ｆ）。これによりヒートスプレッダ１１０は熱を放出する（矢印Ｇ）。液冷媒は第２の液相流路１４２を流通して蒸発部１２０に戻る（矢印Ｈ）。このような動作が繰り返されることにより、熱源７０の熱がヒートスプレッダ１１０により拡散する。

このように、液冷媒が第１の液相流路１４０及び第２の液相流路１４２を流通し（矢印Ｄ’、矢印H）、蒸気冷媒が第１の気相流路１５０及び第２の気相流路１５１を流通する（矢印Ａ’、矢印Ｅ）ように冷媒の流路を制御することで、液冷媒と蒸気冷媒とが混在するおそれを低減させることができる。

図９で矢印Ａ’〜Ｄ’及び矢印Ｅ〜Ｈで示した各動作の領域は、ある程度の目安あるいは基準を示すものであり、各動作が領域ごとに明確に分けられるわけではない。

矢印Ｈで示される、液冷媒の第２の液相流路１４２の流通について説明する。

液冷媒は、低い位置に配置された第２の凝縮部１３１から高い位置に配置された蒸発部１２０へと、毛細管力を利用してナノ材料からなる親水性流路部材１４３の表面である第２の液相流路１４２を流通する。

親水性流路部材１４３は、表面がナノ構造、すなわちおよそ１０ｎｍ〜１００μｍの極めて微細な構造を有する。例えばナノ材料がカーボンナノチューブであるとき、カーボンナノチューブ径は１０ｎｍ〜５０ｎｍ、長さは１００ｎｍ〜１００μｍである。このため、液冷媒が毛細管力により第２の液相流路１４２を流通することができる。親水性流路部材１４３は表面が親水性を有するので、液冷媒が親水性流路部材１４３の表面に浸透する。その結果、より多くの液冷媒が、毛細管力で第２の液相流路１４２を流通することになり、第２の凝縮部１３１から蒸発部１２０への流通効率を高めることができる。

以上のように、本実施形態に係るヒートスプレッダ１１０によれば、毛細管力で液冷媒を流通させる第２の液相流路１４２と重力で液冷媒を流通させる第１の液相流路１４０とを併用する。このため、冷媒が第２の液相流路１４２側と第１の液相流路１４０側とへ分散される。従って、液冷媒の分布の偏りを抑えることができ、第１の凝縮部１３０及び第２の凝縮部１３１から蒸発部１２０への液冷媒の流通効率を向上させることができる。これにより、液冷媒の蒸発部１２０への供給量が減少することもないので、冷媒の循環に障害をきたすことなく、動作の安定性を実現できる。更に、１つの蒸発部１２０に対して、複数の流路すなわち第１の液相流路１４０及び第２の液相流路１４２と、それに対応する複数の凝縮部すなわち第１の凝縮部１３０及び第２の凝縮部１３１とを設けることが可能となり、熱拡散効率を向上することができる。

（ヒートスプレッダの製造方法）
ヒートスプレッダ１１０を製造するには、ナノ材料層を形成して疎水性流路部材１４１を形成する（図６のステップ１０１に対応）とともに、ナノ材料層を更に形成し、適宜親水化処理を行って親水性流路部材１４３を形成すればよい。ナノ材料とは、例えばカーボンナノチューブであるが、これに限定されない。親水化処理としては、ショウ酸等の酸による処理や紫外線照射をすればよい。

蒸発部１２０、第１の凝縮部１３０及び第２の凝縮部をナノ材料で形成してもよい。蒸発部１２０、第１の凝縮部１３０及び第２の凝縮部は、例えば親水性である。

疎水性流路部材１４１及び親水性流路部材１４３を形成した後は、図６のステップ１０２〜ステップ１０４に示す製造方法で、ヒートスプレッダ１１０を製造すればよい。

本実施形態のヒートスプレッダの製造方法によれば、液相流路にウィック構造等を形成する必要がなく、親水化処理さえ行えば毛細管現象を実現できるので、製造が容易で信頼性が高く、低コスト化が実現できる製造方法が可能となる。

（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態にに係るヒートスプレッダを示す平面図である。図１１は、図１０に示したＢ−Ｂ線断面から見たヒートスプレッダを示す縦断面図である。

図１０及び図１１に示すように、ヒートスプレッダ２１０は薄型の筐体２６０を有する。筐体２６０は、平面視略矩形状を有する。側面方向から見ると、中央部が左右端部に比べて低
い位置にある。

筐体２６０内には、蒸発部２２０、複数の液相流路２４０（第１の流路）、複数の気相流路２５０及び複数の凝縮部２３０（第１の凝縮部）が設けられている。筐体２６０は、内部に図示しない冷媒が封入されいる。

液相流路２４０及び気相流路２５０は凝縮部２３０と蒸発部２２０との間にそれぞれ設けられている。液相流路２４０及び気相流路２５０は、凝縮部２３０と蒸発部２０との間の冷媒の流路である。

蒸発部２２０は、筐体２６０内の最も低い位置に形成される。

凝縮部２３０は蒸発部２２０より高い位置に配置される。より具体的には、凝縮部２３０は蒸発部２２０より高い位置に液相流路２４０及び気相流路２５０を挟んで配置されている。図１１では複数の凝縮部２３０は略同じ高さに配置されているが、これに限定されない。この液相流路２４０及び気相流路２５０は、傾斜するように配置される。従って、上から順番に、凝縮部２３０と液相流路２４０及び気相流路２５０と蒸発部２２０とが配置される。

筐体２６０は、上面及び底面としての主板材２６１並びに壁面としての副板材２６２を有する。

液相流路２４０は疎水性流路部材２４１（第１のナノ材料層）からなる。疎水性流路部材２４１は、底面としての主板材２６１の内面２６４であって、蒸発部２２０より高く凝縮部２３０より低い位置に傾斜するように形成される。疎水性流路部材２４１は筐体２６０の内部空間を介して表面としての主板材２６１に対向している。この内部空間のうち、疎水性流路部材２４１の表面が主に液相流路２４０となる。また、内部空間が主に気相流路２５０となる。しかし、これらの流路は、明確に区別できない。実際には、内部空間を液冷媒が流通したり、疎水性流路部材２４１の表面を蒸気冷媒が流通することもある。

ヒートスプレッダ２１０を平面視した場合の一辺の長さｅ（副板材２６２の長手方向の長さ）は、例えば３０〜５０ｍｍである。ヒートスプレッダ１０の幅（副板材２６２の長手方向に垂直な一辺の長さ）ｗは、例えば２〜５ｍｍである。ヒートスプレッダ２１０の形状は、この実施形態で示した形状に限定されるものではない。

蒸発部２２０には、主板材２６１を介して熱源７０が熱的に接続されている。

疎水性流路部材２４１は、疎水性を有するナノ材料からなる。疎水性を有するナノ材料とは、例えばカーボンナノチューブであるが、これに限定されない。疎水性流路部材２４１は、少なくとも表面が疎水性を有する。すなわち、疎水性流路部材２４１は、部材自体が疎水性を有していてもよいし、その表面が疎水化処理されていてもよい。疎水性流路部材２４１の厚さｔは、例えば１００ｎｍ〜１００μｍである。例えばナノ材料がカーボンナノチューブであるとき、カーボンナノチューブの長さは１００ｎｍ〜１００μmである。

疎水性流路部材２４１に加えて、蒸発部２２０及び凝縮部２３０もナノ材料で構成してもよい。

筐体２６０は、例えば金属材料からなる。

ヒートスプレッダ２１０は第１の実施形態のヒートスプレッダ１０と比べて、疎水性流路部材２４１、液相流路２４０及び気相流路２５０が傾斜して設けられ、凝縮部２３０、疎水性流路部材２４１、液相流路２４０及び気相流路２５０が複数形成される点が異なる。疎水性流路部材２４１、液相流路２４０及び気相流路２５０を傾斜して形成することで、凝縮部２３０、疎水性流路部材２４１、液相流路及２４０び気相流路２５０を複数形成することが可能となる。このため、冷媒が複数方向へ分散される。従って、液冷媒の分布の偏りを抑えることができる。これにより、凝縮部２３０から蒸発部２２０への液冷媒の流通効率を向上させることができる。

液相流路２４０は、垂直方向に配置されていなくても、表面が疎水性を有するので、重力により液冷媒を蒸発部２２０へと流通させることができる。液相流路２４０の傾斜角が更に小さい場合であっても、この疎水性により重力による流通が促進される。従って、ヒートスプレッダを鉛直方向ではなく略水平に設置することも可能となるので、さまざまな設置条件に対応可能となる。

ここでは凝縮部２３０、疎水性流路部材２４１、液相流路２４０及び気相流路２５０がそれぞれ２つずつ形成される例を図示したが、これに限定されず、３つ以上の凝縮部２３０、疎水性流路部材２４１、液相流路２４０及び気相流路２５０を形成してもよい。

ヒートスプレッダ２１０の動作は、第１の実施形態のヒートスプレッダ１０の動作（図５）に準ずる。ここでは液冷媒の液相流路２４０の流通（図５の矢印Ｄに相当）についてのみ説明する。

液冷媒は、高い位置に配置された凝縮部２３０から低い位置に配置された蒸発部２２０へと、重力を利用して液相流路２４０を流通する。液相流路２４０は傾斜して配置されているので、液冷媒は重力で液相流路２４０を流通することができる。

液相流路２４０は、疎水性を有する疎水性流路部材２４１の表面である。この疎水性のため、液冷媒が液相流路２４０を流通するときに、疎水性流路部材２４１の表面に浸透せず、疎水性流路部材２４１に対する接触角を大きく保つことができる。これにより、流通をより効率よく行うことができる。疎水性流路部材２４１がカーボンナノチューブからなる場合、カーボンナノチューブは表面に高い疎水性を有するので、更に効率よく液冷媒が凝縮部２３０から蒸発部２２０へと液相流路２４０を流通することができる。

その結果、例えば毛細管力で液冷媒を流通させる場合と比較して、液冷媒の分布に偏りが生じることがなく、流路抵抗を低く保つことができる。

また、凝縮部２３０及び液相流路２４０は複数形成されているので、液冷媒は更に効率よく蒸発部２２０へと循環することができる。その結果、蒸発部２２０への液冷媒の供給量が減少するおそれが低減する。

ヒートスプレッダ２１０の製造方法は、第１の実施形態のヒートスプレッダ１０の製造方法（図６）に準ずるので、ここでは説明を省略する。

（第４の実施形態）
（ヒートスプレッダの構造）
図１２は、本発明の第４の実施形態に係るヒートスプレッダを示す平面図である。図１３は、図１２に示したＣ−Ｃ線断面から見たヒートスプレッダを示す縦断面図である。図１４は、図１３に示したＤ−Ｄ線断面から見たヒートスプレッダを示す断面図である。

図１２〜図１４に示すように、ヒートスプレッダ３１０は、薄型で矩形状の筐体３６０を有する。

筐体３６０内には、蒸発部３２０、流路３４０（第１の流路）及び凝縮部３３０（第１の凝縮部）が設けられている。筐体３６０は、内部に図示しない冷媒が封入されている。

流路３４０は凝縮部３３０と蒸発部３２０との間に設けられている。流路３４０は、凝縮部３３０と蒸発部３２０との間の冷媒の流路である。

筐体３６０は、矩形状を有する底板材３６１と、上板材３６３と、側板材３６２とを備える。

凝縮部３３０は蒸発部３２０より高い位置に配置される。より具体的には、凝縮部３３０は蒸発部３２０の鉛直方向の上部に流路３４０を挟んで配置されている。従って、上から順番に、凝縮部３３０と流路３４０と蒸発部３２０とが鉛直方向に沿って配置される。

流路３４０は、疎水性流路部材３４１（ナノ材料層）を有する。疎水性流路部材３４１は、底板材３６１の内面３６４に、蒸発部３２０を囲むように形成される。すなわち、疎水性流路部材３４１は、蒸発部３２０と略等しい高さに位置する。

疎水性流路部材３４１は、複数の親水部３４５と、疎水部３４４とを有する。親水部３４５は、蒸発部３２０へ向かう方向に略線状に形成されている。具体的には、親水部３４５は、蒸発部３２０を中心として放射線状に形成されている。しかし、これに限定されない。また、親水部３４５を複数設けずに、全体が繋がった１つの親水部３４５としてもよい。

親水部３４５は、毛細管力が働く程度の幅を有する。親水部３４５は、表面が親水性を有する。親水部３４５はパターニングによって形成された平面状であってもよいし、溝状であってもよい。親水部３４５が溝状の場合、溝のサイズは毛細管力が働く程度とする。疎水部３４４は、親水部３４５が形成されていない領域である。図を分かりやすくするため、親水部３４５は数を減らす等して描いている。

蒸発部は３２０は、例えば平面が矩形状であるが、これに限定されない。蒸発部３２０には、底板材３６１を介して熱源７０が熱的に接続されている。

ヒートスプレッダ３１０の側面一辺の長さｅは、例えば３０〜５０ｍｍである。ヒートスプレッダ３１０の幅ｗは、例えば２〜５ｍｍである。また、ヒートスプレッダ３１０の形状は、この実施形態で示した矩形状に限定されるものではない。

疎水性流路部材３４１は、疎水性を有するナノ材料からなる。疎水性を有するナノ材料とは、例えばカーボンナノチューブであるが、これに限定されない。疎水性流路部材３４１は、少なくとも表面が疎水性を有する。すなわち、疎水性流路部材３４１は、部材自体が疎水性を有していてもよいし、その表面が疎水化処理されていてもよい。疎水性流路部材３４１の厚さｔは、例えば１００ｎｍ〜１００μｍである。疎水性流路部材３４１に加えて、蒸発部３２０もナノ材料で構成してもよい。例えばナノ材料がカーボンナノチューブであるとき、カーボンナノチューブの長さは１００ｎｍ〜１００μmである。

筐体３６０は、例えば金属材料からなる。

（ヒートスプレッダの動作）
以上のように構成されたヒートスプレッダ３１０の動作について説明する。ヒートスプレッダ３１０は、凝縮部３３０、流路３４０及び蒸発部３２０が鉛直方向に配置されるように配置されている。

熱源７０が熱を発生すると、この熱が、筐体３６０の底板材３６１を介して蒸発部３２０に伝達される。そうすると、蒸発部３２０内の液冷媒は蒸発し、蒸気冷媒となる。蒸気冷媒は、凝縮部３３０に向かうように流路３４０を流通する。蒸気冷媒が流路３４０を流通することで熱が拡散し、蒸気冷媒は凝縮部３３０で凝縮し、液相に戻る。これによりヒートスプレッダ３１０は熱を放出する。液冷媒は疎水性流路部材３４１に向かうように流路３４０を流通する。液冷媒は疎水性流路部材３４１上を流通して蒸発部３２０に戻る。このような動作が繰り返されることにより、熱源７０の熱がヒートスプレッダ３１０により拡散する。

疎水性流路部材３４１上の液冷媒の流通について説明する。疎水性流路部材３４１上の液冷媒は、疎水部３４４で弾かれる。疎水部３４４で弾かれた液冷媒は、親水部３４５に集められる。親水部３４５に集められた液冷媒は、線上に形成された親水部３４５を液相流路として、毛細管力で親水部３４５を流通し、蒸発部３２０へと向かう。

この構造により、流路３４０が蒸発部３２０より上だけでなく、蒸発部３２０と略等しい高さにも形成されている場合であっても、凝縮部３３０から蒸発部３２０への液冷媒の流通効率を向上させることができ、高い流通効率を保つことが可能となる。

ヒートスプレッダ３１０は、液冷媒は主に毛管現象で蒸発部３２０へと流通するので、図示したように凝縮部３３０、流路３４０及び蒸発部３２０が鉛直方向に配置される場合だけでなく、水平方向等に配置される場合にも使用可能である。

（ヒートスプレッダの製造方法）
次に、ヒートスプレッダ３１０の製造方法の一実施形態について説明する。

底板材３６１の内面３６４であって蒸発部３２０を除く領域に、疎水性流路部材３４１を形成する。具体的には、内面３６４に図示しない触媒層を形成し、この触媒層に疎水性を有するナノ材料を密集して生成する。ナノ材料はプラズマＣＶＤや熱ＣＶＤにより触媒層上に生成することができるが、この方法に限られない。

あるいは、内面３６４の全域にナノ材料層を形成し、所定の領域に蒸発部３２０を形成し、そのほかの領域を疎水性流路部材３４１としてもよい。

次に、疎水性流路部材３４１の所定の領域に親水化処理を行い、親水部３４５を形成する。親水化処理としては、例えばナノ材料層をショウ酸等の酸で処理し、カルボキシル基を生成することで親水化してもよいし、紫外線照射により親水化してもよい。親水部３４５は、線状に形成される。親水部３４５はパターニングによって平面状に形成してもよいし、溝加工してもよい。

底板材３６１の内面３６４に疎水性流路部材３４１を形成し、疎水性流路部材３４１に親水部３４５を形成した後は、図６のステップ１０２〜ステップ１０４に示す製造方法で、ヒートスプレッダ３１０を製造すればよい。

本実施形態のヒートスプレッダの製造方法によれば、親水部３４５を溝加工またはパターニングにより形成する。これにより、微細構造を形成でき、信頼性が高い製造方法が可能となる。

以上のように、本発明の実施形態に係るヒートスプレッダ１０、１１０、２１０、３１０は、液相流路を疎水性とすることで重力による液冷媒の流通効率を向上させ、液相流路を親水性とすることで毛細管力による液冷媒の流通効率を向上させる、という基本的な考え方に基いて考え出されたデバイスである。

（電子機器の例）
図１５は、ヒートスプレッダ１０を備えた電子機器として、デスクトップ型のＰＣを示す斜視図である。ＰＣ８０の筐体８１内には、回路基板８２が配置され、例えば回路基板８２にはＣＰＵ８３が搭載されている。熱源であるＣＰＵ８３にはヒートスプレッダ１０が熱的に接続され、ヒートスプレッダ１０には図示しないヒートシンクが熱的に接続される。

図示の例では、ＣＰＵ８３はヒートスプレッダ１０の主板材６１の鉛直方向下部に接続されている。図示を省略するが、ヒートスプレッダ１１０を使用する場合には、ＣＰＵ８３をヒートスプレッダ１１０の主板材１６１の略中央部に熱的に接続すればよい。

図示の例は、ヒートスプレッダ１０が略鉛直方向に配置されている。図示を省略するが、ヒートスプレッダを略水平方向に配置する場合も考えられる。この場合、ヒートスプレッダ２１０、３１０が使用できる。ヒートスプレッダ２１０、３１０を略水平方向に配置し、熱源をヒートスプレッダ２１０、３１０の底面略中央部に熱的に接続すればよい。

本発明に係る実施の形態は、以上説明した実施の形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。

ヒートスプレッダ１０、１１０の側面形状及びヒートスプレッダ２１０、３１０の平面形状は矩形とした。しかし、その側面形状及び平面形状は、円形、楕円、多角形あるいは、他の任意の形状であってもよい。あるいは、薄型で矩形状のヒートスプレッダに限られず、ヒートパイプ形状に形成してもよい。

疎水性流路部材４１、１４１、２４１及び３４１、親水性流路部材１４３並びに親水部３４５の形状等は、適宜変更可能である。

図１５の電子機器としてデスクトップ型のＰＣを例に挙げた。しかし、これに限れず、電子機器としては、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子辞書、カメラ、ディスプレイ装置、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、携帯電話、ゲーム機器、カーナビゲーション機器、ロボット機器、レーザ発生装置、その他の電化製品等が挙げられる。

本発明の第１の実施形態に係るヒートスプレッダを示す平面図である。 図１に示したヒートスプレッダを示す側面図である。 図１に示したヒートスプレッダを示す正面図である。 図２に示したＡ−Ａ線断面から見たヒートスプレッダを示す縦断面図である。 図１に示したヒートスプレッダの動作を説明するための模式図である。 図１に示したヒートスプレッダの製造方法を示すフローチャートである。 筐体内への冷媒の注入方法を順に示した模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るヒートスプレッダを示す縦断面図である。 図８に示したヒートスプレッダの動作を説明するための模式図である。 本発明の第３の実施形態に係るヒートスプレッダを示す平面図である。 図１０に示したＢ−Ｂ線断面から見たヒートスプレッダを示す縦断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るヒートスプレッダを示す平面図である。 図１２に示したＣ−Ｃ線断面から見たヒートスプレッダを示す縦断面図である。 図１３に示したＤ−Ｄ線断面から見たヒートスプレッダを示す断面図である。 本発明の実施形態に係るヒートスプレッダを備えた電子機器として、デスクトップ型のＰＣを示す斜視図である。

符号の説明

１０、１１０、２１０、３１０…ヒートスプレッダ
２０、１２０、２２０、３２０…蒸発部
３０、２３０、３３０…凝縮部
４０、２４０…液相流路
４１、１４１、２４１、３４１…疎水性流路部材
５０、２５０…気相流路
６０、１６０、２６０、３６０…筐体
７０…熱源
１３０…第１の凝縮部
１３１…第２の凝縮部
１４０…第１の液相流路
１４２…第２の液相流路
１４３…親水性流路部材
１５０…第１の気相流路
１５１…第２の気相流路
３４０…流路
３４４…疎水部
３４５…親水部

Claims (13)

1. 第１の位置に配置された蒸発部と、
   前記第１の位置より高い第２の位置に配置された第１の凝縮部と、
   前記蒸発部で液相から気相に蒸発し、前記第１の凝縮部で気相から液相に凝縮する作動流体と、
   ナノ材料からなり、表面が疎水性を有し、前記第１の凝縮部で液相に凝縮した作動流体を前記蒸発部に流通させる第１の流路と
   を具備するヒートスプレッダ。
2. 請求項１に記載のヒートスプレッダであって、
   前記第１の位置より低い第３の位置に配置され、前記作動流体が気相から液相に凝縮可能である第２の凝縮部と、
   ナノ材料からなり、表面が親水性を有し、前記第２の凝縮部で液相に凝縮した作動流体を前記蒸発部に流通させる第２の流路と
   を更に具備するヒートスプレッダ。
3. 請求項１に記載のヒートスプレッダであって、
   前記第１の流路は垂直に配置されている
   ヒートスプレッダ。
4. 請求項１に記載のヒートスプレッダであって、
   前記第１の流路は傾斜して配置されている
   ヒートスプレッダ。
5. 請求項１に記載のヒートスプレッダであって、
   前記第１の流路は、前記蒸発部へ向かう方向に親水部を有する
   ヒートスプレッダ。
6. 熱源と、
   第１の位置に配置された蒸発部と、前記第１の位置より高い第２の位置に配置された第１の凝縮部と、前記蒸発部で液相から気相に蒸発し、前記第１の凝縮部で気相から液相に凝縮する作動流体と、ナノ材料からなり、表面が疎水性を有し、前記第１の凝縮部で液相に凝縮した作動流体を前記蒸発部に流通させる第１の流路とを有するヒートスプレッダと
   を具備する電子機器。
7. 第１の位置に蒸発領域を、前記第１の位置よりも高い第２の位置に第１の凝縮領域を配置し、
   前記蒸発領域と前記第１の凝縮領域との間に表面が疎水性を有する第１のナノ材料層を形成する
   ヒートスプレッダの製造方法。
8. 請求項７に記載のヒートスプレッダの製造方法であって、
   前記第１の位置よりも低い第３の位置に第２の凝縮領域を配置し、
   前記蒸発領域と前記第２の凝縮領域との間に表面が親水性を有する第２のナノ材料層を形成する
   ヒートスプレッダの製造方法。
9. 請求項７に記載のヒートスプレッダの製造方法であって、
   前記第１のナノ材料層を垂直に形成する
   ヒートスプレッダの製造方法。
10. 請求項７に記載のヒートスプレッダの製造方法であって、
    前記第１のナノ材料層を傾斜させて形成する
    ヒートスプレッダの製造方法。
11. 蒸発領域を有する基板上に、表面が疎水性を有するナノ材料層を形成し、
    前記ナノ材料層上に、前記蒸発領域へ向かう方向に親水領域を形成する
    ヒートスプレッダの製造方法。
12. 請求項１１に記載のヒートスプレッダの製造方法であって、
    前記親水領域を溝加工により形成する
    ヒートスプレッダの製造方法。
13. 請求項１１に記載のヒートスプレッダの製造方法であって、
    前記親水領域をパターニングにより形成する
    ヒートスプレッダの製造方法。

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