JP2019194512A - Integrated vapor chamber module allowing communication between multiple vapor chambers with extended capillary layer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放熱装置に関し、詳しくは延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡する統合型ベイパーチャンバーモジュールに関するものである。 The present invention relates to a heat dissipation device, and more particularly to an integrated vapor chamber module that connects a plurality of vapor chambers with a stretched capillary layer.
周知の還流型ベイパーチャンバーにおいて、特許文献1により掲示された「冷却装置および電子設備」は受熱プレートになるベイパーチャンバーおよび放熱プレートになるベイパーチャンバーを気流管および液流管によって連結し、気液分離型還流ベイパーチャンバーを構成する。気流管および液流管は溶接方式によって受熱プレートおよび放熱プレートに連結される。 In a well-known reflux-type vapor chamber, “Cooling device and electronic equipment” posted in Patent Document 1 connects a vapor chamber serving as a heat receiving plate and a vapor chamber serving as a heat radiating plate by an air flow tube and a liquid flow tube to separate the gas and liquid. A mold reflux vapor chamber is constructed. The airflow pipe and the liquid flow pipe are connected to the heat receiving plate and the heat radiating plate by a welding method.
しかし、溶接加工作業は品質管理が難しく、製品の歩合を降下させるという問題がある。また溶接箇所の構造が比較的脆いため、衝撃を受けるか長時間にわたって使用されると製品の損壊を発生し、製品の使用寿命を短縮する。 However, the quality of the welding process is difficult, and there is a problem that the yield of the product is lowered. In addition, since the structure of the welded portion is relatively brittle, the product will be damaged when subjected to impact or used for a long time, and the service life of the product will be shortened.
本発明は、延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡することによって放熱効果を向上させる統合型ベイパーチャンバーモジュールを提供することを主な目的とする。 The main object of the present invention is to provide an integrated vapor chamber module that improves the heat dissipation effect by connecting a plurality of vapor chambers with a stretched capillary layer.
上述した課題を解決するための延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡する統合型ベイパーチャンバーモジュールにおいて、ベイパーチャンバーの内部の密封空間は真空状態である。作動液体は密封空間内に充填される。延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡する統合型ベイパーチャンバーモジュールはベース、蓋、毛細管構造および延伸毛細管層を備える。ベースは第一凹状溝、第二凹状溝、液流流路および気流流路を有する。第一凹状溝、第二凹状溝、液流流路および気流流路は相互に繋がる。蓋はベースに被さって密封空間を構成する。密封空間は第一凹状溝、第二凹状溝、気流流路および液流流路を含む。毛細管構造は第一凹状溝および第二凹状溝に対応するように密封空間内に配置される。延伸毛細管層は液流流路内に位置付けられ、液流流路の一部分に分布することによって気体が液流流路を通らず第一凹状溝および第二凹状溝内を流動することを維持する。延伸毛細管層は両端が液流流路に突出して毛細管構造に接触する。 In an integrated vapor chamber module in which a plurality of vapor chambers are connected with an extended capillary layer for solving the above-described problem, the sealed space inside the vapor chamber is in a vacuum state. The working liquid is filled in the sealed space. An integrated vapor chamber module that communicates a plurality of vapor chambers with a stretched capillary layer comprises a base, a lid, a capillary structure, and a stretched capillary layer. The base has a first concave groove, a second concave groove, a liquid flow channel and an air flow channel. The first concave groove, the second concave groove, the liquid flow channel and the air flow channel are connected to each other. The lid covers the base to form a sealed space. The sealed space includes a first concave groove, a second concave groove, an air flow channel, and a liquid flow channel. The capillary structure is disposed in the sealed space so as to correspond to the first concave groove and the second concave groove. The stretched capillary layer is positioned in the liquid flow channel, and is distributed in a part of the liquid flow channel to maintain the gas flowing in the first concave groove and the second concave groove without passing through the liquid flow channel. . Both ends of the stretched capillary layer protrude into the liquid flow channel and come into contact with the capillary structure.
上述したとおり、延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡する統合型ベイパーチャンバーモジュールは液体作動液の還流を迅速に誘導し、良好な放熱効果を発揮することができる。 As described above, the integrated vapor chamber module that communicates a plurality of vapor chambers with the stretched capillary layer can quickly induce the reflux of the liquid working fluid and exhibit a good heat dissipation effect.
以下、本発明による延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡する統合型ベイパーチャンバーモジュールを図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an integrated vapor chamber module that communicates a plurality of vapor chambers with a stretched capillary layer according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1から図5に示すように、本発明の第1実施形態による延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡する統合型ベイパーチャンバーモジュール10において、ベイパーチャンバーの内部の密封空間115は真空状態である。作動液体は密封空間115内に充填される。
延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡する統合型ベイパーチャンバーモジュール10はベース11、蓋12、延伸毛細管層17および毛細管構造を備える。本実施形態において、毛細管構造は第一毛細管層13、第二毛細管層14、第三毛細管層15および第四毛細管層16を含むが、これに限らない。別の実施形態において、毛細管構造は層が増減してもよい。密封空間内の配置方式は本実施形態に限定されない。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 to 5, in the integrated
An integrated
ベース11は、第一凹状溝111、第二凹状溝112、液流流路113および気流流路114を有する。第一凹状溝111、第二凹状溝112、液流流路113および気流流路114は同じ平面に位置し、かつ相互に繋がる。
The
第一凹状溝111、第二凹状溝112、液流流路113および気流流路114は同じ平面に位置するが、これに限らず、四つとも異なる水平面上に位置するか、一部分が同じ水平面上に位置し、別の一部分が異なる水平面上に位置してもよい。別の実施形態において、第一凹状溝111、第二凹状溝112、液流流路113および気流流路114の底面は異なる水平面上に位置する。
The first
蓋12は第一凹状溝111、第二凹状溝112、液流流路113および気流流路114の輪郭に対応するようにベース11に被さるため、第一凹状溝111、第二凹状溝112、液流流路113および気流流路114が密封空間115になる。
Since the
本実施形態において、ベース11および蓋12はそれぞれCNC工程またはエッチング工程によって一体成型されるが、これに限らない。別の実施形態において、ベース11および蓋12は別の加工手段によって成型されるか、別々に異なる加工手段によって成型される。
In the present embodiment, the
第一毛細管層13は金属メッシュまたは銅粉末焼結によって成形される。本実施形態において、第一毛細管層13は銅粉末焼結によって成形され、第一凹状溝111に相対するように蓋12に配置される。
The first
第二毛細管層14は金属メッシュまたは銅粉末焼結によって成形される。本実施形態において、第二毛細管層14は銅粉末焼結によって成形され、第二凹状溝112に相対するように蓋12に配置される。
The second
第三毛細管層15は金属メッシュまたは銅粉末焼結によって成形される。本実施形態において、第三毛細管層15は銅粉末焼結によって成形され、ベース11の第一凹状溝111内に配置される。
The third
第四毛細管層16は金属メッシュまたは銅粉末焼結によって成形される。本実施形態において、第四毛細管層16は銅粉末焼結によって成形され、ベース11の第二凹状溝112内に配置される。
The fourth
第一毛細管層13、第二毛細管層14、第三毛細管層15および第四毛細管層16はそれぞれ複数の凸状部131、141、151、161を有する。凸状部131、141、151、161は銅ブロックからなるか、銅粉末焼結によって成形された毛細管層からなる。凸状部131、151はそれぞれ第一毛細管層13および第三毛細管層15の間に当接する。凸状部141、161はそれぞれ第二毛細管層14および第四毛細管層16の間に当接する。
The first
延伸毛細管層17は銅粉末焼結によって成形され、液流流路113内に位置付けられ、液流流路113の一部分に分布することによって気体が液流流路113を通らず第一凹状溝111および第二凹状溝112内を流動することを維持する。延伸毛細管層17は両端が液流流路113の外側の所定距離まで突出し、二つの延伸部位171、172を有する。延伸部位171、172は別々に第一凹状溝111および第二凹状溝112に入り込み、端部が同じ側の所定の長さまで伸びる。
The stretched
本実施形態において、作動液(図中未表示)は純水からなり、密封空間115内に充填され、第一毛細管層13、第二毛細管層14、第三毛細管層15、第四毛細管層16および延伸毛細管層17に吸着する。気体、即ち気体作動液は熱エネルギーを吸収した液体作動液の蒸発によって生成される。
In the present embodiment, the hydraulic fluid (not shown in the figure) is made of pure water, filled in the sealed
本実施形態において、二つの延伸部位171、172は気流流路114の方向に伸び、第一凹状溝111および第二凹状溝112の溝壁面に接触せず適切な間隔を保つ。二つの延伸部位171、172は第三毛細管層15および第四毛細管層16のいずれか一つに接触するか、図4に示すように第三毛細管層15および第四毛細管層16に接触する。
In the present embodiment, the two extending
以上は第1実施形態の構造についての説明である。続いて作動状態について説明を進める。 The above is the description of the structure of the first embodiment. Next, the description of the operating state will proceed.
延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡する統合型ベイパーチャンバーモジュール10が作動する際、第一凹状溝111に対応する蓋12の表面は受熱部位になる。
受熱部位は熱源に接触し、熱源に生じた熱エネルギーを吸収する。熱源はマイクロプロセッサ、集積回路、RFコンポーネント、別の熱エネルギーを生じる部材またはモジュールである。モジュールは一つまたは複数の上述した部材または電子部品から構成された電子回路を含む。
When the integrated
The heat receiving portion contacts the heat source and absorbs heat energy generated in the heat source. A heat source is a microprocessor, an integrated circuit, an RF component, another thermal energy generating member or module. The module includes an electronic circuit composed of one or more of the above-described members or electronic components.
第二凹状溝112に対応する蓋12の表面は放熱部位になる。放熱部位は放熱モジュールに直接または間接に接触する。放熱部位が放熱モジュールに直接に接触する際、放熱モジュールは放熱フィンまたは放熱フィンおよびファンの組み合わせによって放熱部位に直接に接触し、放熱部位を冷却させる。放熱部位が放熱モジュールに間接に接触する際、放熱モジュールは放熱部位に接触せず、ファンの生じた気流などの流体によって放熱部位を冷却させる。別の実施形態において、放熱モジュールは上述に限らず、複数の放熱フィン、複数のファンまたは別の部材からなってもよい。
The surface of the
図5に示すように、受熱部位が熱エネルギーを吸収し、蓋12から第一凹状溝11へ伝送する際、第一凹状溝111内の液体動作流体は熱エネルギーを吸収した後蒸発して気体作動流体に変わる。続いて気体動作流動液は気流流路114によって放熱部位に対応する第二凹状溝112に流入し、降温して液体作動液に変わる。
続いて、相互に当接する第二毛細管層14の複数の凸状部141および第四毛細管層16の複数の凸状部161と、第二凹状溝112内に位置する延伸毛細管層17の延伸部位172とによって冷却した液体作動液は誘導され、液流流路113内の延伸毛細管層17を通って延伸毛細管層17の別の延伸部位171へ迅速に前進し、第一凹状溝111に流入し、第三毛細管層15に付着することができる。このとき液体作動液は第一凹状溝111内の延伸毛細管層17が第三毛細管層15および第一毛細管層13に接触することによって受熱部位に還流する。上述した循環作用は熱源に生じた熱エネルギーを持続的に引き出し、良好な放熱効果を発揮することができる。
As shown in FIG. 5, when the heat receiving part absorbs thermal energy and transmits it from the
Subsequently, the plurality of
上述したとおり、本発明は延伸毛細管層17が第四毛細管層16および第三毛細管層15に接触するため、第二毛細管層14と第四毛細管層16との間に配置される複数の凸状部141および複数の凸状部161と、第三毛細管層15と第一毛細管層13との間に配置される複数の凸状部151および複数の凸状部131と、延伸毛細管層17の二つの延伸部位171、172とによって誘導および伝送作用を発揮し、液体作動液を熱源に対応する第一凹状溝111に順調に還流させ、放熱および循環を加速させ、放熱効果を向上させることができる。
As described above, since the stretched
(第2実施形態)
図6および図7に示したのは本発明の第2実施形態による延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡する統合型ベイパーチャンバーモジュール20である。第1実施形態との違いは次の通りである。
(Second Embodiment)
6 and 7 show an integrated
第2実施形態において、ベース21は二つの気流流路214を有する。二つの気流流路214は第一凹状溝211および第二凹状溝212の両側に配置される。液流流路213は第一凹状溝211および第二凹状溝212の間に配置される。蓋22はベース21の輪郭に対応する。延伸毛細管層27は両端が液流流路213の外側の所定距離まで突出し、二つの延伸部位271、272を有する。延伸部位271は第一凹状溝211に入り込み、端部が異なる両側の所定の長さまで伸びる。延伸部位272は第二凹状溝212に入り込み、端部が異なる両側の所定の長さまで伸びる。
In the second embodiment, the
第2実施形態のほかの構造および達成できる効果は第1実施形態と同じであるため、詳細な説明を省略する。 Since the other structures and effects that can be achieved in the second embodiment are the same as those in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
(第3実施形態)
図8および図9に示したのは本発明の第3実施形態による延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡する統合型ベイパーチャンバーモジュール30である。第1実施形態との違いは次の通りである。
(Third embodiment)
FIGS. 8 and 9 show an integrated
第3実施形態において、延伸毛細管層37は一端が液流流路313の外部の所定の長さまで突出し、別の一端に延伸部位371を有する。延伸部位371は第一凹状溝311に充満せず、第一凹状溝311内に広がる。延伸部位371は主要部位3711および複数のサイド部位3712を有する。主要部位3711は矩形を呈する。複数のサイド部位3712は相互に間隔を置いて主要部位3711の一側から気流流路314の方向へ伸びるように配置される。
In the third embodiment, one end of the stretched
第3実施形態のほかの構造および達成できる効果は第1実施形態と同じであるため、詳細な説明を省略する。 Since the other structures and effects that can be achieved in the third embodiment are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
(第4実施形態)
図10および図11に示したのは本発明の第4実施形態による延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡する統合型ベイパーチャンバーモジュール40である。第1実施形態との違いは次の通りである。
(Fourth embodiment)
FIGS. 10 and 11 show an integrated
第4実施形態において、ベース41は二つの液流流路413および二つの気流流路414を有する。二つの延伸毛細管層47はそれぞれ二つの液流流路413からはみ出し、所定距離まで伸びるように配置される。二つの延伸毛細管層47の両端は液流流路413の外部の所定距離まで突出し、第一凹状溝411および第二凹状溝412に別々に入り込み、かつ延伸部位471によって相互に連結される。
In the fourth embodiment, the
第4実施形態において、第一凹状溝411および第二凹状溝412は二つの連絡通路48によって繋がる。二つの連絡通路48は内部がスペーサー481によって二つの液流流路413および二つの気流流路414に仕切られる。
In the fourth embodiment, the first
第4実施形態のほかの構造および達成できる効果は第1実施形態と同じであるため、詳細な説明を省略する。 Since the other structures and effects that can be achieved in the fourth embodiment are the same as those in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
(第5実施形態)
図12に示すように、第5実施形態と第1実施形態との違いは図4中の第一毛細管層13および第四毛細管層16を毛細管構造から削除したことにある。
本発明の第5実施形態による延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡する統合型ベイパーチャンバーモジュール50は、ベース51、蓋52、延伸毛細管層57および毛細管構造を備える。ベース51は相互に繋がる第一凹状溝511および第二凹状溝512、液流流路513および気流流路514を有する。延伸毛細管層57は両端に形成された二つの延伸部位571、572を有する。
延伸部位571は第一凹状溝511内に伸びる。延伸部位572は第二凹状溝512内に伸びる。毛細管構造は第二毛細管層54および第三毛細管層55を有する。第5実施形態のほかの構造および達成できる効果は第1実施形態と同じであるため、詳細な説明を省略する。
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 12, the difference between the fifth embodiment and the first embodiment is that the
An integrated
The extending
図12に示すように、第5実施形態は図4に示した第1実施形態と比べて毛細管構造の層が少ない。毛細管構造の配置方式は上述に限らず、層が増減してもよい。層が比較的多い毛細管構造は毛細管層部位を分化し、多層構造を形成することができる。 As shown in FIG. 12, the fifth embodiment has fewer layers of capillary structure than the first embodiment shown in FIG. The arrangement method of the capillary structure is not limited to the above, and the number of layers may be increased or decreased. A capillary structure having a relatively large number of layers can differentiate a capillary layer region to form a multilayer structure.
上述したとおり、延伸毛細管層17は少なくとも毛細管構造の第一毛細管層13、第二毛細管層14、第三毛細管層15および第四毛細管層16に接触し、延伸部位171、172を有することによって誘導および伝送作用を発揮するため、受熱部位に対応する第一凹状溝111まで液体作動液を順調に還流させ、熱源に生じた熱エネルギーを持続的に引き出すことができる。従って、本発明は放熱および循環を加速させ、良好な放熱効果を発揮することができる。
As described above, the stretched
10、20、30、40、50 延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡する統合型ベイパーチャンバーモジュール
11、21、41、51 ベース
111、211、311、411、511 第一凹状溝
112、212、412、512 第二凹状溝
113、213、313、413、513 液流流路
114、214、314、414、514 気流流路
115 密封空間
12、22、52 蓋
13 第一毛細管層
131、141、151、161 凸状部
14、54 第二毛細管層
15、55 第三毛細管層
16 第四毛細管層
17、27、37、47、57 延伸毛細管層
171、172、271、271、371、471、571、572 延伸部位
3711 主要部位
3712 サイド部位
48 連絡通路
481 スペーサー
10, 20, 30, 40, 50 Integrated
Claims (12)
ベース、蓋、毛細管構造および延伸毛細管層を備え、
前記ベースは、第一凹状溝、第二凹状溝、液流流路および気流流路を有し、前記第一凹状溝、前記第二凹状溝、前記液流流路および前記気流流路は相互に繋がり、
前記蓋は、前記ベースに被さって前記密封空間を構成し、前記密封空間は前記第一凹状溝、前記第二凹状溝、前記気流流路および前記液流流路を含み、
前記毛細管構造は、前記第一凹状溝および前記第二凹状溝に対応するように前記密封空間内に配置され、
前記延伸毛細管層は、前記液流流路内に位置付けられ、前記液流流路の一部分に分布することによって気体が前記液流流路を通らず前記第一凹状溝および前記第二凹状溝内を流動することを維持し、
前記延伸毛細管層は、両端が前記液流流路に突出して前記毛細管構造に接触することを特徴とする、
延伸毛細管層で複数のベイパーチャンバーを連絡する統合型ベイパーチャンバーモジュール。 The sealed space inside the vapor chamber is in a vacuum state, the working liquid is filled in the sealed space,
Comprising a base, a lid, a capillary structure and a stretched capillary layer;
The base has a first concave groove, a second concave groove, a liquid flow channel and an air flow channel, and the first concave groove, the second concave groove, the liquid flow channel and the air flow channel are mutually connected. Leads to
The lid covers the base to form the sealed space, and the sealed space includes the first concave groove, the second concave groove, the air flow channel, and the liquid flow channel,
The capillary structure is disposed in the sealed space so as to correspond to the first concave groove and the second concave groove,
The stretched capillary layer is positioned in the liquid flow channel, and is distributed in a part of the liquid flow channel so that gas does not pass through the liquid flow channel and in the first concave groove and the second concave groove. Keeps flowing and
The stretched capillary layer is characterized in that both ends protrude into the liquid flow channel and contact the capillary structure.
Integrated vapor chamber module that connects multiple vapor chambers with a stretched capillary layer.
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