JP2019196875A - Vapor chamber and electronic device - Google Patents
Vapor chamber and electronic device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019196875A JP2019196875A JP2018091558A JP2018091558A JP2019196875A JP 2019196875 A JP2019196875 A JP 2019196875A JP 2018091558 A JP2018091558 A JP 2018091558A JP 2018091558 A JP2018091558 A JP 2018091558A JP 2019196875 A JP2019196875 A JP 2019196875A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow path
- sheet
- condensate
- groove
- vapor chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 93
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 206
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 78
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 52
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 21
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 21
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 20
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 13
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 13
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 5
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、密閉空間に封入された作動流体を相変化を伴いつつ還流することより熱輸送を行うベーパーチャンバーに関する。 The present invention relates to a vapor chamber that transports heat by recirculating a working fluid enclosed in a sealed space with a phase change.
パソコン並びに携帯電話及びタブレット端末等の携帯型端末に代表される電子機器に備えられているCPU(中央演算処理装置)等の電子部品からの発熱量は、情報処理能力の向上により増加する傾向にあり、これを冷却する技術が重要となっている。
このような冷却のための手段としてヒートパイプがよく知られている。これはパイプ内に封入された作動流体により、熱源における熱を他の部位に輸送することで拡散させ、熱源を冷却するものである。
The amount of heat generated from electronic components such as a CPU (central processing unit) provided in electronic devices typified by personal computers and mobile terminals such as mobile phones and tablet terminals tends to increase due to improvement in information processing capability. There is a technology to cool this.
A heat pipe is well known as a means for such cooling. In this method, the working fluid sealed in the pipe diffuses the heat in the heat source by transporting it to other parts, thereby cooling the heat source.
一方、近年においてこれら電子機器の薄型化が顕著であり、従来のヒートパイプよりも薄型の冷却手段が必要となってきた。これに対して例えば特許文献1に記載のようなベーパーチャンバーが提案されている。
On the other hand, in recent years, these electronic devices have been remarkably reduced in thickness, and cooling means thinner than conventional heat pipes has been required. On the other hand, for example, a vapor chamber as described in
ベーパーチャンバーはヒートパイプによる熱輸送の考え方を平板状の部材に展開した機器である。すなわち、ベーパーチャンバーでは、対向する平板の間に作動流体が封入されており、この作動流体が相変化を伴いつつ還流することで熱輸送を行い、熱源における熱を輸送及び拡散して熱源を冷却する。 The vapor chamber is a device that develops the concept of heat transport by heat pipes into a flat member. That is, in the vapor chamber, the working fluid is sealed between the opposing flat plates, and the working fluid recirculates with a phase change to transport heat, and transport and diffuse the heat in the heat source to cool the heat source. To do.
より具体的には、ベーパーチャンバーの対向する平板間には蒸気及び/又は凝縮液が流れる流路が設けられ、ここに作動流体が封入されている。ベーパーチャンバーを熱源に配置すると、熱源の近くにおいて作動流体は熱源からの熱を受けて蒸発し、気体(蒸気)となって流路を移動する。これにより熱源からの熱が熱源から離れた位置に円滑に輸送され、その結果熱源が冷却される。
熱源からの熱を輸送した気体状態の作動流体は熱源から離れた位置にまで移動し、周囲に熱を吸収されることで冷却されて凝縮し、液体状態に相変化する。相変化した液体状態の作動流体は流路を通り、熱源の位置にまで戻ってまた熱源からの熱を受けて蒸発して気体状態に変化する。
以上のような循環により熱源から発生した熱が熱源から離れた位置に輸送され熱源が冷却される。
More specifically, a flow path through which steam and / or condensate flows is provided between the opposing flat plates of the vapor chamber, and the working fluid is sealed therein. When the vapor chamber is disposed in the heat source, the working fluid receives the heat from the heat source and evaporates in the vicinity of the heat source, and moves as a gas (vapor) through the flow path. Thereby, the heat from the heat source is smoothly transported to a position away from the heat source, and as a result, the heat source is cooled.
The working fluid in a gaseous state that has transported heat from the heat source moves to a position away from the heat source, and is cooled and condensed by absorbing the heat to the surroundings, and changes into a liquid state. The phase-change working fluid in the liquid state passes through the flow path, returns to the position of the heat source, receives the heat from the heat source, evaporates, and changes to a gaseous state.
The heat generated from the heat source by the above circulation is transported to a position away from the heat source, and the heat source is cooled.
特許文献1には、このような流路(蒸気用流路と凝縮液用流路(ウィック))とが形成されたベーパーチャンバー(シート型のヒートパイプ)が開示されている。
このようなベーパーチャンバーを備えた電子機器は、様々な環境で使用されることが想定されており、その中で氷点下の環境も含まれる。そして作動流体を用いるベーパーチャンバーでは、氷点下の環境においては作動流体が凍ることもある。作動流体が凍ると体積が増えるため、これにより凍った作動流体がベーパーチャンバーを構成する2枚の平板を離す方向に押して力を加えるため、隣り合う流路間に形成され、2枚の平板間を連結する壁が破壊される問題がある。
このような破壊は、作動流体の一度の凍結により起こることはまれであるが、作動流体の凍結と溶融との繰り返しにより、塑性変形が蓄積して最終的に大きな壁の破断による破壊となる。破断は作動流体の漏れの原因となり、これにより周辺の電子部品がショートし、電子機器が故障する恐れもある。
An electronic device including such a vapor chamber is assumed to be used in various environments, and includes an environment below freezing point. In a vapor chamber using a working fluid, the working fluid may freeze in an environment below freezing. When the working fluid freezes, the volume increases, so that the frozen working fluid pushes in the direction to separate the two flat plates constituting the vapor chamber and applies force, so it is formed between adjacent flow paths and is formed between the two flat plates. There is a problem that the walls connecting the two are destroyed.
Such a fracture rarely occurs due to a single freezing of the working fluid, but plastic deformation accumulates due to repeated freezing and melting of the working fluid, resulting in a fracture due to a large wall fracture. The rupture causes leakage of the working fluid, which may cause a short circuit of surrounding electronic components and failure of the electronic device.
このような破壊を防止するために、例えば作動流体を封入した空間内に体積膨張のためのバッファとなる空間を設けることが挙げられる。しかしながら、このような空間は、ベーパーチャンバーの薄型化や高性能化(熱輸送能力の向上)の観点からは好ましいものではなく、むしろこれを阻害する虞があった。 In order to prevent such destruction, for example, a space serving as a buffer for volume expansion may be provided in a space in which a working fluid is enclosed. However, such a space is not preferable from the viewpoint of reducing the vapor chamber thickness and improving the performance (improvement of heat transport capability), but there is a possibility that this may be hindered.
そこで本発明は、上記問題を鑑み、薄型化しても高い熱輸送能力を得ることができるとともに、流路間の壁の破壊を抑制することが可能なベーパーチャンバーを提供することを課題とする。またこのベーパーチャンバーを備える電子機器を提供する。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a vapor chamber that can obtain a high heat transport capability even when it is thinned, and can suppress breakage of a wall between flow paths. In addition, an electronic device including the vapor chamber is provided.
本発明の1つの態様は、2つのシートの間に密閉された空間が形成されており、該空間に作動流体が封入されたベーパーチャンバーであって、密閉空間には、作動流体が流れる複数の流路が形成され、隣り合う流路の間には2つのシートを連結するように壁を有しており、壁の幅SAは、20μm以上300μm以下であり、流路の横断面の断面積SB(μm2)との関係であるSA/SBが0.005(μm−1)以上0.04(μm−1)以下である、ベーパーチャンバーである。 One aspect of the present invention is a vapor chamber in which a sealed space is formed between two sheets, and the working fluid is sealed in the space, and a plurality of working fluid flows in the sealed space. A flow path is formed, and a wall is provided between two adjacent flow paths so as to connect two sheets. The wall width S A is 20 μm or more and 300 μm or less, and the cross section of the flow path is cut. S a / S B is the relationship between the area S B (μm 2) is less than 0.005 (μm -1) or more 0.04 (μm -1), a vapor chamber.
流路は、作動流体が凝縮した液が流れる複数の凝縮液流路と、作動流体が気化した蒸気が流れる蒸気流路と、を有し、壁は、隣り合う凝縮液流路の間に形成された壁であるように構成してもよい。またこの凝縮液流路の幅は10μm以上300μm以下としてもよく、凝縮液流路にはその表面に溝が形成されてもよい。 The flow path has a plurality of condensate flow paths through which the liquid obtained by condensing the working fluid and a vapor flow path through which the vapor obtained by vaporizing the working fluid flows, and the wall is formed between adjacent condensate flow paths. You may comprise so that it may be the wall made. Further, the width of the condensate channel may be 10 μm or more and 300 μm or less, and a groove may be formed on the surface of the condensate channel.
壁には、隣り合う流路を連通する開口部を複数有しているように構成してもよい。そしてその開口部は、隣り合う壁で流路が延びる方向で位置が異なるように設けることもできる。 The wall may be configured to have a plurality of openings that communicate with adjacent flow paths. And the opening part can also be provided so that a position may differ in the direction where a flow path extends in an adjacent wall.
筐体と、筐体の内側に配置された電子部品と、電子部品に対して直接又は他の部材を介して接触して配置された上記ベーパーチャンバーと、を備える、電子機器を提供することができる。 To provide an electronic device comprising a housing, an electronic component disposed inside the housing, and the vapor chamber disposed in contact with the electronic component directly or via another member. it can.
本発明によれば、薄型化しても作動流体が封入された空間内における流路が占める割合を多く確保することができるため、熱輸送能力を高く維持することができるとともに、流路間の壁は必要な強度を備える形態となる。従って、作動流体が凍結するような環境で使用されたとしても薄型化、熱輸送能力、及び耐久性のいずれもが満たされるものとなる。 According to the present invention, even if the thickness is reduced, it is possible to ensure a large proportion of the flow path in the space in which the working fluid is sealed, so that the heat transport capability can be maintained high, and the wall between the flow paths Is in a form with the required strength. Therefore, even when used in an environment where the working fluid freezes, all of the thickness reduction, heat transport capability, and durability are satisfied.
以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら形態に限定されるものではない。なお、以下に示す図面では分かりやすさのため部材の大きさや比率を変更または誇張して記載することがある。また、見やすさのため説明上不要な部分の図示や繰り返しとなる符号は省略することがある。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited to these forms. In the drawings shown below, the size and ratio of members may be changed or exaggerated for easy understanding. In addition, for ease of viewing, illustrations of parts unnecessary for description and repetitive symbols may be omitted.
図1(a)には1つの形態にかかるベーパーチャンバー1の外観斜視図、図1(b)にはベーパーチャンバー1の分解斜視図を表した。これら図及び以下に示す各図には必要に応じて便宜のため、互いに直交する方向を表す矢印(x、y、z)も表した。ここでxy面内方向は平板状であるベーパーチャンバー1の板面に沿った方向であり、z方向は厚さ方向である。
FIG. 1A is an external perspective view of a
ベーパーチャンバー1は、図1(a)、図1(b)からわかるように第一シート10及び第二シート20を有している。そして、後で説明するように、この第一シート10と第二シート20とが重ねられて接合(拡散接合、ろう付け等)されていることにより第一シート10と第二シート20との間に密閉空間2が形成され(例えば図12参照)、この密閉空間2に作動流体が封入されている。
The
本形態で第一シート10は全体としてシート状の部材である。図2(a)には第一シート10を内面10a側から見た斜視図、図2(b)には第一シート10を内面10a側から見た平面図をそれぞれ表した。また、図3には図2(b)のIII−IIIで切断したときの第一シート10の切断面を示した。
第一シート10は、内面10a、該内面10aとは反対側となる外面10b及び内面10aと外面10bとを連結して厚さを形成する側面10cを備え、内面10a側に作動流体が還流する流路のためのパターンが形成されている。後述するようにこの第一シート10の内面10aと第二シート20の内面20aとが対向するようにして重ね合わされることで密閉空間2が形成される。
In this embodiment, the
The
このような第一シート10は本体11及び注入部12を備えている。本体11は作動流体が還流する部位を形成するシート状であり、本形態では平面視で角が円弧(いわゆるR)にされた長方形である。
注入部12は第一シート10と第二シート20により形成された密閉空間2(例えば図12参照)に対して作動流体を注入する部位であり、本形態では本体11の平面視長方形である一辺から突出する平面視四角形のシート状である。本形態では第一シート10の注入部12は内面10a側も外面10b側も平坦面とされている。
Such a
The
このような第一シート10の厚さは特に限定されることはないが、0.1mm以上1.0mm以下が好ましい。これにより薄型のベーパーチャンバーとして適用できる場面を多くすることができる。
また、第一シート10を構成する材料も特に限定されることはないが、熱伝導率が高い金属であることが好ましい。これには例えば銅、銅合金を挙げることができる。特に銅、及び、銅合金を用いることにより、熱輸送能力の向上を図りつつ、後述するようなエッチング及び拡散接合によるベーパーチャンバーの作製がしやすいものとなる。
Although the thickness of such a 1st sheet |
Moreover, although the material which comprises the 1st sheet |
本体11の内面10a側には、作動流体が還流するための構造が形成されている。具体的には、本体11の内面10a側には、外周接合部13、外周液流路部14、内側液流路部15、蒸気流路溝16、及び、蒸気流路連通溝17が具備されて構成されている。
On the
外周接合部13は、本体11の内面10a側に、該本体11の外周に沿って形成された面である。この外周接合部13が第二シート20の外周接合部23に重なって接合(拡散接合、ろう付け等)されることにより、第一シート10と第二シート20との間に密閉空間2が形成され、ここに作動流体が封入される。
図2(b)、図3にA10で示した外周接合部13の幅は必要に応じて適宜設定することができるが、0.8mm以上3mm以下であることが好ましい。この幅が0.8mmより小さくなると第一シートと第二シートとの接合時における位置ずれが生じた際に接合面積が不足する虞がある。また、この幅が3mmより大きくなると、密閉空間の内容積が小さくなり蒸気流路や凝縮液流路が十分確保できなくなる虞がある。
The outer peripheral joint 13 is a surface formed on the
FIG. 2 (b), the can be set appropriately as required width of the outer peripheral joint 13 shown in A 10 in FIG. 3, is preferably 0.8mm or more 3mm or less. If this width is smaller than 0.8 mm, there is a possibility that the joining area will be insufficient when a positional deviation occurs during joining of the first sheet and the second sheet. In addition, if the width is larger than 3 mm, the internal volume of the sealed space is reduced, and there is a possibility that a sufficient steam flow path or condensate flow path cannot be secured.
また外周接合部13のうち、本体11の四隅には厚さ方向(z方向)に貫通する穴13aが設けられている。この穴は第二シート20との重ね合せの際の位置決め手段として機能する。
In addition, holes 13 a penetrating in the thickness direction (z direction) are provided at the four corners of the
外周液流路部14は、液流路部として機能し、作動流体が凝縮して液化した際に通る流路である凝縮液流路3(例えば図13参照)の一部を構成する部位である。図4(a)には図3のうち矢印IVaで示した部分、図4(b)には図2(b)にIVb−IVbで切断される部位の切断面を示した。いずれの図にも外周液流路部14の断面形状が表れている。また、図5には図4(a)に矢印Vで示した方向から見た外周液流路部14を平面視した拡大図を表した。
The outer peripheral liquid
これら図からわかるように、外周液流路部14は本体11の内面10aのうち、外周接合部13の内側に沿って形成され、密閉空間2の外周に沿って環状となるように設けられている。また、外周液流路部14には、本体11の外周方向に平行に延びる複数の溝である液流路溝14aが形成され、複数の液流路溝14aが、該液流路溝14aが延びる方向とは異なる方向に間隔を有して配置されている。従って、図4(a)、図4(b)からわかるように外周液流路部14ではその断面において凹部である液流路溝14aと液流路溝14aの間である凸部である壁14bとが凹凸を繰り返して形成されている。
ここで液流路溝14aは溝であることから、その断面形状において、底部、及び底部とは向かい合う反対側の部位に開口を備えている。
As can be seen from these drawings, the outer peripheral liquid
Here, since the
また、このように複数の液流路溝14aを備えることで、1つ当たりの液流路溝14aの深さ及び幅を小さくし、凝縮液流路3(例えば図13参照)の流路断面積を小さくして大きな毛管力を利用することができる。一方、液流路溝14aを複数とすることにより合計した全体としての凝縮液流路3の内容積は適する大きさが確保され、必要な流量の凝縮液を流すことができる。
In addition, by providing a plurality of liquid
さらに、外周液流路部14では、図5からわかるように隣り合う液流路溝14aは、壁14bに間隔を有して設けられた液連通開口部14cにより連通している。これにより複数の液流路溝14a間で凝縮液量の均等化が促進され、効率よく凝縮液を流すことができ、円滑な作動流体の還流が可能となる。また、蒸気流路4を形成する蒸気流路溝16に隣接する壁14bに設けられた液連通開口部14cは、蒸気流路4と凝縮液流路3とを連通させる。従って、液連通開口部14cを構成することにより蒸気流路4で生じた凝縮液を円滑に凝縮液流路3に移動させることができ、これによっても作動流体の円滑な還流が可能となる。
Further, as can be seen from FIG. 5, in the outer peripheral liquid
図6(a)〜図6(c)には、図5の視点と同じ視点で、1つの凝縮液流路14aとこれを挟む2つの壁14b、及び各壁14bに設けられた1つの液連通開口部14cを示した図を表した。これらはいずれも、当該視点(平面視)で壁14bの形状が図5の例とは異なる。
すなわち、図5に示した壁14bでは、液連通開口部14cが形成される端部においてもその幅(C102)が他の部位と同じであり一定である。これに対して図6(a)〜図6(c)に示した形状の壁14bでは、液連通開口部14cが形成される端部においてその幅が、壁14bの最大幅(C102)よりも小さくなるように形成されている。より具体的には、図6(a)の例では当該端部において角が円弧状となり角にRが形成されることにより端部の幅が小さくなる例、図6(b)は端部が半円状とされることにより端部の幅が小さくなる例、図6(c)は端部が尖るように先細りとなる例である。
6A to 6C, one
That is, in the
図6(a)〜図6(c)に示したように、壁14bにおいて液連通開口部14cが形成される端部でその幅が、壁14bの最大幅(C102)よりも小さくなるように形成されていることで、液連通開口部14cを作動流体が移動しやすくなり、隣り合う凝縮液流路3への作動流体の移動が容易となり、さらに作動流体の円滑な還流が可能となる。
一方で、ベーパーチャンバーの非作動時においては、後述するように、液連通開口部14cの近傍に溜まった作動流体が凍結して体積が増加する。そのとき、第一シートと第二シートを離す方向に働く力が加わると、壁14bの端部がこのように細くなっていることから、当該細くなった部位に応力が集中して壁14bの破壊がされやすい状況になる。しかしながら本形態ではこのような場合であっても壁14bが破壊されることなく十分な耐久力を有するものとなる。
As shown in FIGS. 6A to 6C, the width of the end of the
On the other hand, when the vapor chamber is not operated, the working fluid accumulated in the vicinity of the
本形態では図5で示したように1つの液流路溝14aの該溝を挟んで液流路溝14aが延びる方向において同じ位置に対向するように液連通開口部14cが配置されている。ただしこれに限定されることはなく、例えば図7に示したように、1つの液流路溝14aの該溝を挟んで液流路溝14aが延びる方向において異なる位置に液連通開口部14cが配置されてもよい。すなわち、この場合はオフセットして液連通開口部14cが配置されている。
このようにオフセットして液連通開口部14cを設けることで、凝縮液流路3を進行する作動流体からみたときに、液連通開口部14cが両側に同時に表れることがなく、液連通開口部14cが表れても少なくとも一方の側面は常に壁14bが存在する。そのため、毛管力を連続的に得ることができる。かかる観点からオフセットして液連通開口部14cを形成することで作動流体に働く毛管力を高く維持することができるため、より円滑な還流が可能となる。
一方で、ベーパーチャンバーの非作動時においては、このような強い毛管力のため、図5の例に比べて凝縮液が液連通開口部14cに多く溜まる傾向にある。すると、後述するように作動流体が凍結して体積が増加したときに第一シートと第二シートを離す方向、すなわち壁14bを破壊する方向により大きな力が加わる。しかしながら本形態ではこのような場合であって壁14bが破壊されることなく十分な耐久力を有するものとなる。
In this embodiment, as shown in FIG. 5, the
By providing the
On the other hand, when the vapor chamber is not in operation, a large amount of condensate tends to accumulate in the
また、このように液連通開口部14cをオフセットして配列にした場合にも、図6(a)〜図6(c)の例に倣って壁14bにおける端部形状を構成することもできる。
In addition, even when the
以上のような構成を備える外周液流路部14は、さらに次のような構成を備えていることが好ましい。
図2(b)、図3、図4(a)、図4(b)にB10で示した外周液流路部14の幅は、ベーパーチャンバー全体の大きさ等から適宜設定することができるが、0.3mm以上2mm以下であることが好ましい。この幅が0.3mmより小さいと外側を還流する液の量が十分得られない虞がある。またこの幅が2mmを超えると内側の凝縮液流路や蒸気流路のための空間が十分にとれなくなる虞がある。
It is preferable that the outer periphery liquid
Width in FIG. 2 (b), FIG. 3, FIG. 4 (a), the outer peripheral
液流路溝14aについて、図4(a)、図5、図6(a)〜図6(c)にC101で示した溝幅は10μm以上300μm以下であることが好ましい。
また、図4(a)、図4(b)にDで示した溝の深さは5μm以上200μm以下であることが好ましい。これにより還流に必要な液流路の毛管力を十分に発揮することができる。ここで、溝の深さDは、第一シート10の厚さから当該溝の深さDを引いた残りのシート厚さよりも小さいことが好ましい。これにより作動流体の凍結時においてシートが破れてしまうことをより確実に防止することができる。
流路の毛管力をより強く発揮する観点から、C101/Dで表される流路断面におけるアスペクト比(縦横比)は、1.0よりも大きい、又は1.0よりも小さいことが好ましい。その中でも製造の観点からC101>Dであることが好ましく、アスペクト比は1.3より大きいことが好ましい。
For liquid
Moreover, it is preferable that the depth of the groove | channel shown by D in FIG. 4 (a), FIG.4 (b) is 5 micrometers or more and 200 micrometers or less. Thereby, the capillary force of the liquid flow path necessary for reflux can be sufficiently exhibited. Here, the groove depth D is preferably smaller than the remaining sheet thickness obtained by subtracting the groove depth D from the thickness of the
From the viewpoint of exerting the capillary force of the channel more strongly, the aspect ratio (aspect ratio) in the channel cross section represented by C 101 / D is preferably larger than 1.0 or smaller than 1.0. . Among them, C 101 > D is preferable from the viewpoint of production, and the aspect ratio is preferably larger than 1.3.
また、壁14bについて、図4(a)、図5、図6(a)〜図6(c)にC102で示した幅は20μm以上300μm以下であることが好ましい。この幅が20μmより小さいと作動流体の凍結と溶融との繰り返しにより破断し易くなり、この幅が300μmより大きくなると液連通開口部14cの幅が大きくなりすぎ、隣り合う凝縮液流路3との作動流体の円滑な連通が阻害される虞がある。
Also, the
液連通開口部14cについて、図5にC3で示した液流路溝14aが延びる方向に沿った開口部の大きさは20μm以上180μm以下であることが好ましい。
また、図5にC4で示した液流路溝14aが延びる方向における隣り合う液連通開口部14cのピッチは300μm以上2700μm以下であることが好ましい。
For Ekiren
Further, it is preferable that the pitch of Ekiren
本形態では液流路溝14aの断面形状は半楕円形であるがこれに限定されることなく、正方形、長方形、台形等の四角形、三角形、半円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。
In this embodiment, the cross-sectional shape of the
図2、図3に戻って内側液流路部15について説明する。内側液流路部15も液流路部として機能し、作動流体が凝縮して液化した際に通る凝縮液流路3の一部を構成する部位である。図8(a)には図3のうちVIIIaで示した部分を示した。この図にも内側液流路部15の断面形状が表れている。また、図8(b)には図8(a)に矢印VIIIbで示した方向から見た内側液流路部15を平面視した拡大図を示した。
Returning to FIG. 2 and FIG. 3, the inner liquid
これら図からわかるように、内側液流路部15は本体11の内面10aのうち、環状である外周液流路部14の環の内側に形成されている。本形態の内側液流路部15は、図2(a)、図2(b)からわかるように、本体11の平面視長方形で長辺に平行な方向(x方向)に延びる凸条であり、複数(本形態では3つ)の内側液流路部15が同短辺に平行な方向(y方向)に間隔を有して配列されている。
各内側液流路部15には、内側液流路部15が延びる方向に平行な溝である液流路溝15aが形成され、複数の液流路溝15aが、該液流路溝15aが延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で配置されている。従って、図3、図8(a)からわかるように内側液流路部15ではその断面において凹部である液流路溝15aと液流路溝15aの間である凸部である壁15bとが凹凸を繰り返して形成されている。
ここで液流路溝15aは溝であることから、その断面形状において、底部、及び底部とは向かい合う反対側の部位に開口を備えている。
As can be seen from these drawings, the inner liquid
Each inner liquid
Here, since the
このように複数の液流路溝15aを備えることで、1つ当たりの液流路溝15aの深さ及び幅を小さくし、凝縮液流路3(図13参照)の流路断面積を小さくして大きな毛管力を利用することができる。一方、液流路溝15aを複数とすることにより合計した全体としての凝縮液流路3の内容積は適する大きさが確保され、必要な流量の凝縮液を流すことができる。
By providing a plurality of liquid
さらに、内側液流路部15でも、図8(b)からわかるように、外周液流路部14の例に倣って図5と同じようにして隣り合う液流路溝15aは、壁15bに間隔を有して設けられた液連通開口部15cにより連通している。これにより複数の液流路溝15a間で凝縮液量の均等化が促進され、効率よく凝縮液を流すことができ、円滑な作動流体の還流が可能となる。また、蒸気流路4を形成する蒸気流路溝16に隣接する壁15bに設けられた液連通開口部15cは、蒸気流路4と凝縮液流路3とを連通させる。従って、後で説明するように液連通開口部15cを構成することにより蒸気流路4で生じた凝縮液を円滑に凝縮液流路3に移動させることができ、これによっても作動流体の円滑な還流が可能となる。
Further, as can be seen from FIG. 8B, in the inner liquid
内側液流路部15についても図6(a)〜図6(c)の例に倣って壁15bに対して、液連通開口部15cが形成される端部においてその幅が、壁15bの最大幅よりも小さくなるように形成されるようにしてもよい。
これにより、液連通開口部15cを作動流体が移動しやすくなり、さらに作動流体の円滑な還流が可能となる。
一方で、ベーパーチャンバーの非作動時においては、後述するように、液連通開口部15cの近傍に溜まった作動流体が凍結して体積が増加する。そのとき、第一シートと第二シートを離す方向に働く力が加わると、壁15bの端部がこのように細くなっていることから、当該細くなった部位に応力が集中して壁15bの破壊がされやすい状況になる。しかしながら本形態ではこのような場合であっても壁15bが破壊されることなく十分な耐久力を有するものとなる。
The inner liquid
As a result, the working fluid can easily move through the
On the other hand, when the vapor chamber is not in operation, the working fluid accumulated in the vicinity of the
また、内側液流路部15についても、図7の例に倣って、1つの液流路溝15aの該溝を挟んで液流路溝15aが延びる方向において異なる位置に液連通開口部15cが配置されてもよい。
このようにオフセットして液連通開口部15cを設けることで、凝縮液流路3を進行する作動流体からみたときに、液連通開口部15cが両側に同時に表れることがなく、液連通開口部15cが表れても少なくとも一方の側面は常に壁15bが存在する。そのため、毛管力を連続的に得ることができる。かかる観点からオフセットして液連通開口部15cを形成することで作動流体に働く毛管力を高く維持することができるため、より円滑な還流が可能となる。
一方で、ベーパーチャンバーの非作動時においては、このような強い毛管力のため、図8(b)の例に比べて凝縮液が液連通開口部15cに多く溜まる傾向にある。すると、後述するように作動流体が凍結して体積が増加したときに第一シートと第二シートを離す方向、すなわち壁15bを破壊する方向により大きな力が加わる。しかしながら本形態ではこのような場合であって壁15bが破壊されることなく十分な耐久力を有するものとなる。
また、このように液連通開口部15cをオフセットして配列にした場合にも、図6(a)〜図6(c)の例に倣って壁15bにおける端部形状を構成することもできる。
Further, for the inner liquid
By providing the
On the other hand, when the vapor chamber is not in operation, a large amount of condensate tends to accumulate in the
In addition, even when the
以上のような構成を備える内側液流路部15は、さらに次のような構成を備えていることが好ましい。
図2(b)、図3、図8にG10で示した内側液流路部15の幅は、100μm以上2000μm以下であることが好ましい。また、複数の内側液流路部15のピッチは200μm以上4000μm以下であることが好ましい。これにより蒸気流路の流路抵抗を十分に下げ、蒸気の移動と、凝縮液の還流をバランスよく行うことができる。
It is preferable that the inner liquid
FIG. 2 (b), the width of 3, the inner
液流路溝15aについて、図8(a)、図8(b)にH101で示した溝幅は10μm以上300μm以下であることが好ましい。
また、図8(a)にJで示した溝の深さは5μm以上200μm以下であることが好ましい。これにより還流に必要な凝縮液流路の毛管力を十分に発揮することができる。ここで、溝の深さJは、第一シート10の厚さから当該溝の深さJを引いた残りのシート厚さよりも小さいことが好ましい。これにより作動流体の凍結時においてシートが破れてしまうことをより確実に防止することができる。
流路の毛管力をより強く発揮する観点から、H101/Jで表される流路断面におけるアスペクト比(縦横比)は、1.0よりも大きい、又は1.0よりも小さいことが好ましい。その中でも製造の観点からH101>Jであることが好ましく、アスペクト比は1.3より大きいことが好ましい。
For liquid
Further, the depth of the groove indicated by J in FIG. 8A is preferably 5 μm or more and 200 μm or less. Thereby, the capillary force of the condensate flow path required for reflux can be sufficiently exhibited. Here, the groove depth J is preferably smaller than the remaining sheet thickness obtained by subtracting the groove depth J from the thickness of the
From the viewpoint of exerting the capillary force of the channel more strongly, the aspect ratio (aspect ratio) in the channel cross section represented by H 101 / J is preferably larger than 1.0 or smaller than 1.0. . Among them, H 101 > J is preferable from the viewpoint of production, and the aspect ratio is preferably larger than 1.3.
また、壁15bについて、図8(a)、図8(b)にH102で示した幅は20μm以上300μm以下であることが好ましい。この幅が20μmより小さいと作動流体の凍結と溶融の繰り返しにより破断し易くなり、この幅が300μmより大きくなると液連通開口部14cの幅が大きくなりすぎ、凝縮液流路3間の円滑な連通が阻害される虞がある。
In addition, with respect to the
液連通開口部15cについて、図8(b)にH3で示した液流路溝15aが延びる方向に沿った開口部の大きさは20μm以上180μm以下であることが好ましい。
また、図8(b)にH4で示した液流路溝15aが延びる方向における隣り合う液連通開口部15cのピッチは300μm以上2700μm以下であることが好ましい。
For
Further, it is preferable that the pitch of Ekiren
また、本形態で液流路溝15aの断面形状は半楕円形であるが、これに限らず、正方形、長方形、台形等の四角形、三角形、半円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。
In this embodiment, the cross-sectional shape of the
次に蒸気流路溝16について説明する。蒸気流路溝16は作動流体が蒸発して気化した蒸気が通る部位で、蒸気流路4の一部を構成する。図2(b)には平面視した蒸気流路溝16の形状、図3には蒸気流路溝16の断面形状がそれぞれ表れている。
Next, the
これら図からもわかるように、蒸気流路溝16は本体11の内面10aのうち、環状である外周液流路部14の環の内側に形成された溝により構成されている。詳しくは本形態の蒸気流路溝16は、隣り合う内側液流路部15の間、及び、外周液流路部14と内側液流路部15との間に形成され、本体11の平面視長方形で長辺に平行な方向(x方向)に延びた溝である。そして、複数(本形態では4つ)の蒸気流路溝16が同短辺に平行な方向(y方向)に配列されている。従って、図3からわかるように第一シート10は、y方向において、外周液流路部14及び内側液流路部15を凸条とし、蒸気流路溝16を凹条とした凹凸が繰り返された形状を備えている。
ここで蒸気流路溝16は溝であることから、その断面形状において、底部、及び該底部とは向かい合う反対側の部位に開口を備えている。
As can be seen from these figures, the
Here, since the
このような構成を備える蒸気流路溝16は、さらに次のような構成を備えていることが好ましい。
図2(b)、図3にM10で示した蒸気流路溝16の幅は、少なくとも上記した液流路溝14a、15aの幅C101、幅H101より大きく形成され、100μm以上2000μm以下であることが好ましい。また、蒸気流路溝16のピッチは、内側液流路部15のピッチにより決まるのが通常である。
一方、図3にN10で示した蒸気流路溝16の深さは、少なくとも上記した液流路溝14a、15aの深さD、深さJより大きく形成され、10μm以上300μm以下であることが好ましい。
このように、蒸気流路溝の流路断面積を液流路溝よりも大きくすることにより、作動流体の性質上、凝縮液よりも体積が大きくなる蒸気を円滑に還流することができる。
The
FIG. 2 (b), the width of the
On the other hand, the depth of the
In this way, by making the flow channel cross-sectional area of the vapor flow channel groove larger than that of the liquid flow channel groove, the vapor having a volume larger than that of the condensate can be smoothly refluxed due to the nature of the working fluid.
ここで蒸気流路溝16は、後で説明するように第二シート20と組み合わされて蒸気流路4が形成されたときに、蒸気流路4の幅が高さ(厚さ方向大きさ)よりも大きい扁平形状となるように構成されていることが好ましい。そのため、M10/N10で示されるアスペクト比は好ましくは4.0以上、より好ましくは8.0以上である。
Here, when the
本形態では蒸気流路溝16の断面形状は半楕円形であるが、これに限らず正方形、長方形、台形等の四角形、三角形、半円形、底部が円形、底部が半楕円形等であってもよい。
In this embodiment, the cross-sectional shape of the
蒸気流路連通溝17は、複数の蒸気流路溝16を連通させる溝である。これにより、複数の蒸気流路溝16の蒸気の均等化が図られたり、蒸気がより広い範囲に運ばれ、多くの液流路溝14a、15aによる凝縮液流路3を効率よく利用できるようになったりする。これにより、作動流体の還流をより円滑にすることが可能となる。
The steam
本形態の蒸気流路連通溝17は、図2(a)、図2(b)からわかるように、内側液流路部15が延びる方向の両端部及び蒸気流路溝16が延びる方向の両端部と、外周液流路部14との間に形成されている。図4(b)には蒸気流路連通溝17の連通方向に直交する断面が表れている。なお、蒸気流路連通溝17と蒸気流路16との境界は必ずしも形状による境界が形成されるわけではないので、図2(a)、図2(b)にはわかりやすさのため、当該境界を点線で表した。
As can be seen from FIGS. 2A and 2B, the steam
蒸気流路連通溝17は、隣り合う蒸気流路溝16を連通させるように形成されていればよく、その形状は特に限定されることはないが、例えば次のような構成を備えることができる。
図2(b)、図4(b)にP10で示した蒸気流路連通溝17の幅は、100μm以上1000μm以下であることが好ましい。
また、図4(b)にQ10で示した蒸気流路連通溝17の深さは、10μm以上300μm以下であることが好ましく、その中でも蒸気流路溝16の深さN10と同じであることが好ましい。これにより製造が容易になる。
The steam
FIG. 2 (b), the width of the steam
FIG. 4 (b) the depth of the steam flow
本形態で蒸気流路連通溝17の断面形状は半楕円形であるが、これに限らず、正方形、長方形、台形等の四角形、三角形、半円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。
In this embodiment, the cross-sectional shape of the steam flow
次に第二シート20について説明する。本形態で第二シート20も全体としてシート状の部材である。図9(a)には第二シート20を内面20a側から見た斜視図、図9(b)には第二シート20を内面20a側から見た平面図をそれぞれ表した。また、図10には図9(b)にX−Xで切断したときの第二シート20の切断面を示した。また、図11には図9(b)にXI−XIで切断したときの第二シート20の切断面を示した。
第二シート20は、内面20a、該内面20aとは反対側となる外面20b及び内面20aと外面20bとを連結し厚さを形成する側面20cを備え、内面20a側に作動流体が還流するパターンが形成されている。後述するようにこの第二シート20の内面20aと上記した第一シート10の内面10aとが対向するようにして重ね合わされることで密閉空間2が形成される。
Next, the
The
このような第二シート20は本体21及び注入部22を備えている。本体21は作動流体が還流する部位を形成するシート状の部位であり、本形態では平面視で角が円弧(いわゆるR)とされた長方形である。
注入部22は第一シート10と第二シート20とにより形成された密閉空間2(図12参照)に対して作動流体を注入する部位であり、本形態では本体21の平面視長方形である一辺から突出する平面視四角形のシート状である。本形態では第二シート20の注入部22には内面20a側に注入溝22aが形成されており、第二シート20の側面20cから本体21の内側(密閉空間2となるべき部位)に連通している。
このような第二シート20の厚さ及び構成する材料は第一シート10と同様に考えることができる。
Such a
The
The thickness and material of the
本体21の内面20a側には、作動流体が還流するための構造が形成されている。具体的には、本体21の内面20a側には、外周接合部23、外周液流路部24、内側液流路部25、蒸気流路溝26、及び、蒸気流路連通溝27が具備されている。
On the
外周接合部23は、本体21の内面20a側に、該本体21の外周に沿って形成された面である。この外周接合部23が第一シート10の外周接合部13に重なって接合(拡散接合やろう付け等)されることにより、第一シート10と第二シート20との間に密閉空間2を形成し、ここに作動流体が封入される。
図9(b)、図10、図11にA20で示した外周接合部23の幅は上記した本体11の外周接合部13の幅A10と同じであることが好ましい。
The outer peripheral
FIG. 9 (b), the 10, it is preferable that the width of the outer peripheral joint 23 shown in A 20 in FIG. 11 is the same as the width A 10 of the outer
また外周接合部23のうち、本体21の四隅には厚さ方向(z方向)に貫通する穴23aが設けられている。この穴23aは第一シート10との重ね合せの際の位置決め手段として機能する。
In addition, holes 23 a penetrating in the thickness direction (z direction) are provided at the four corners of the
外周液流路部24は、液流路部であり、作動流体が凝縮して液化した際に通る凝縮液流路3の一部を構成する部位である。
The outer peripheral liquid
外周液流路部24は本体21の内面20aのうち、外周接合部23の内側に沿って形成され、密閉空間2の外周に沿って環状を成すように形成されている。本形態において第二シート20の外周液流路部24は、図10、図11からわかるように第一シート10との接合前において平坦面であり外周接合部23と面一である。これにより上記した第一シート10の複数の液流路溝14aのうち少なくとも一部の液流路溝14aの開口を閉鎖して凝縮液流路3を形成する。第一シート10と第二シート20との組み合わせに関する詳しい態様は後で説明する。
なお、このように第二シート20では外周接合部23と外周液流路部24とが面一であるため、構造的には両者を区別する境界線は存在しない。しかし、わかり易さのため、図9(b)では点線により両者の境界を表している。
The outer peripheral liquid
In this way, in the
外周液流路部24は、次のような構成を備えていることが好ましい。
図9(b)、図10、図11に示した外周液流路部24の幅B20は特に限定されることはなく、第一シート10の外周液流路部14の幅B10と同じでもよいし、小さくてもよい。本形態では幅B10と幅B20とは同じである。
幅B20を幅B10より小さくすると、外周液流路部14のうち少なくとも一部において、液流路溝14aの開口が外周液流路部24により閉鎖されずに開口し、ここから凝縮液が入りやすいため、より円滑な凝縮液の還流をさせることができる。
It is preferable that the outer periphery liquid
The width B 20 of the outer peripheral liquid
And the width B 20 smaller than the width B 10, at least part of the outer circumferential fluid
次に内側液流路部25について説明する。内側液流路部25も液流路部であり、凝縮液流路3を構成する1つの部位である。
Next, the inner liquid
内側液流路部25は、図9(a)、図9(b)、図10、図11からわかるように、本体21の内面20aのうち、外周液流路部24の環状である環の内側に形成されている。本形態の内側液流路部25は、本体21の平面視長方形で長辺に平行な方向(x方向)に延びる凸条であり、複数(本形態では3つ)の内側液流路部25が同短辺に平行な方向(y方向)に所定の間隔で配列されている。
本形態で各内側液流路部25は、その内面20a側の表面が第一シート10との接合前において平坦面となるように形成されている。これにより上記した第一シート10の複数の液流路溝15aのうち少なくとも一部の液流路溝15aの開口を閉鎖して凝縮液流路3を形成する。
なお、本形態のように内側液流路部25に凝縮液流路3を形成するための溝が形成されていない場合、第二シート20の厚さは、第一シート10の液流路溝15aの深さJ(図8(a)参照)以上であることが好ましい。これにより、ベーパーチャンバーにおける第二シート側における破断(破れ)を防止することができる。
As can be seen from FIGS. 9A, 9B, 10 and 11, the inner liquid
In this embodiment, each inner liquid
In addition, when the groove | channel for forming the
図9(b)、図10に示した内側液流路部25の幅G20は特に限定されることはなく、第一シート10の内側液流路部15の幅G10と同じでもよいし、異なっていてもよい。本形態では幅G10と幅G20とは同じである。
幅G20と幅G10とが異なっていると接合時の位置ズレの影響を小さくすることができる。なお、幅G20を幅G10より小さくした場合には、内側液流路部15のうち少なくとも一部において、液流路溝15aの開口が内側液流路部25により閉鎖されずに開口し、ここから凝縮液が入りやすいため、より円滑な凝縮液の還流をさせることができる。
The width G 20 of the inner liquid
It is possible to reduce the influence of positional deviation at the time of bonding and the width G 20 and width G 10 are different. When the width G 20 is smaller than the width G 10, at least a part of the inner liquid
次に蒸気流路溝26について説明する。蒸気流路溝26は作動流体が蒸発して気化した蒸気が通る部位であり、蒸気流路4の一部を構成する。図9(b)には平面視した蒸気流路溝26の形状、図10には蒸気流路溝26の断面形状がそれぞれ表れている。
Next, the
これら図からもわかるように、蒸気流路溝26は本体21の内面20aのうち、環状である外周液流路部24の環の内側に形成された溝により構成されている。詳しくは本形態の蒸気流路溝26は、隣り合う内側液流路部25の間、及び、外周液流路部24と内側液流路部25との間に形成され、本体21の平面視長方形で長辺に平行な方向(x方向)に延びた溝である。そして、複数(本形態では4つ)の蒸気流路溝26が同短辺に平行な方向(y方向)に配列されている。従って、図10からわかるように第二シート20は、y方向において、外周液流路部24及び内側液流路部25を凸とする凸条が形成され、蒸気流路溝26を凹とする凹条が形成されて、これらの凹凸が繰り返された形状を備えている。
ここで蒸気流路溝26は溝であることから、その断面形状において、底部、及び該底部とは向かい合う反対側の部位に開口を備えている。
As can be seen from these drawings, the steam flow path groove 26 is formed by a groove formed inside the ring of the outer peripheral liquid
Here, since the
蒸気流路溝26は、第一シート10と組み合わされた際に該第一シート10の蒸気流路溝16と厚さ方向に重なる位置に配置されていることが好ましい。これにより蒸気流路溝16と蒸気流路溝26とで蒸気流路4を形成することができる。
図9(b)、図10にM20で示した蒸気流路溝26の幅は特に限定されることはなく、第一シート10の蒸気流路溝16の幅M10と同じでもよいし、異なっていてもよい。本形態では幅M10と幅M20とは同じである。
幅M20と幅M10とが異なっていると、接合時の位置ズレの影響を小さくすることができる。なお、幅M20を幅M10より大きくした場合には、内側液流路部15のうち少なくとも一部において、液流路溝15aの開口が内側液流路部25により閉鎖されずに開口し、ここから凝縮液が入りやすいため、より円滑な凝縮液の還流をさせることができる。
一方、図10にN20で示した蒸気流路溝26の深さは、10μm以上300μm以下であることが好ましい。
It is preferable that the
FIG. 9 (b), the width of the steam flow path groove 26 shown in M 20 in FIG. 10 is not particularly limited, and may the same as the width M 10 of the steam flow path groove 16 of the
When the width M 20 and width M 10 are different, it is possible to reduce the influence of positional deviation at the time of bonding. Note that when increasing the width M 20 than the width M 10, at least a portion of the
On the other hand, the depth of the steam flow path groove 26 shown in N 20 in FIG. 10 is preferably 10μm or more 300μm or less.
ここで蒸気流路溝26は、後で説明するように第一シート10と組み合わされて蒸気流路4が形成されたときに、蒸気流路4の幅が高さ(厚さ方向大きさ)よりも大きい扁平形状となるように構成されていることが好ましい。そのため、M20/N20で示されるアスペクト比は好ましくは4.0以上、より好ましくは8.0以上である。
Here, when the
本形態で蒸気流路溝26の断面形状は半楕円形であるが、正方形、長方形、台形等の四角形、三角形、半円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。
In the present embodiment, the cross-sectional shape of the
蒸気流路連通溝27は、複数の蒸気流路溝26を連通させる溝であり、蒸気流路4の一部を構成する。これにより、複数の蒸気流路4の蒸気の均等化が図られたり、蒸気がより広い範囲に運ばれ、多くの凝縮液流路3を効率よく利用できるようになったりするため、作動流体の還流をより円滑にすることが可能となる。
The steam
本形態の蒸気流路連通溝27は、図9(b)、図11からわかるように、内側液流路部25が延びる方向の両端部及び蒸気流路溝26が延びる方向の両端部と、外周液流路部24との間に形成されている。また、図11には蒸気流路連通溝27の連通方向に直交する断面が表れている。
As shown in FIGS. 9B and 11, the steam
図9(b)、図11にP20で示した蒸気流路連通溝27の幅は特に限定されることはなく、第一シート10の蒸気流路連通溝17の幅P10と同じであってもいし、幅P10よりも大きくてもよい。
幅P20を幅P10よりも大きくしたときには、第一シート10の外周液流路部14のうち少なくとも一部において、液流路溝14aの開口が蒸気流路4の一部を形成するように配置されるため凝縮液が入りやすくなり、より円滑に凝縮液を還流させることができる。
FIG. 9 (b), the width of the steam
When the width P 20 is larger than the width P 10 , the opening of the liquid
幅P20の大きさは、50μm以上200μm以下の範囲であることが好ましく、図11にQ20で示した蒸気流路連通溝27の深さは、10μm以上300μm以下であることが好ましい。
The size of the width P 20 is preferably 200μm or less in the range of 50 [mu] m, the depth of the steam flow
本形態で蒸気流路連通溝27の断面形状は半楕円形であるが、これに限らず正方形、長方形、台形等の四角形、三角形、半円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。
In this embodiment, the cross-sectional shape of the steam flow
次に、第一シート10と第二シート20とが組み合わされてベーパーチャンバー1とされたときの構造について説明する。この説明により、第一シート10及び第二シート20が有する各構成の配置、大きさ、形状等がさらに理解される。
図12には、図1(a)にXII−XIIで示したy方向に沿ってベーパーチャンバー1を厚さ方向に切断した切断面を表した。この図は第一シート10における図3に表した図と、第二シート20における図10に表した図とが組み合わされてこの部位におけるベーパーチャンバー1の切断面が表されたものである。
図13には図12にXIIIで示した部位を拡大した図、図14には、図12のうち、1つの壁15b及び該壁15bの両隣に具備される凝縮液流路3に注目して拡大した図を表した。
図15には、図1(a)にXV−XVで示したx方向に沿ってベーパーチャンバー1の厚さ方向に切断した切断面を表した。この図は、第一シート10における図4(b)に表した図と、第二シート20における図11に表した図とが組み合わされてこの部位におけるベーパーチャンバー1の切断面が表されたものである。
図16には図13にXVI−XVIで示した線に沿った断面図を表した。
Next, the structure when the
FIG. 12 shows a cut surface obtained by cutting the
FIG. 13 is an enlarged view of a portion indicated by XIII in FIG. 12, and FIG. 14 is a view of one
FIG. 15 shows a cut surface cut in the thickness direction of the
FIG. 16 is a sectional view taken along the line XVI-XVI in FIG.
図1(a)、図1(b)、及び図12〜図16よりわかるように、第一シート10と第二シート20とが重ねられるように配置され接合されることでベーパーチャンバー1とされている。このとき第一シート10の内面10aと第二シート20の内面20aとが向かい合うように配置されており、第一シート10の本体11と第二シートの本体21とが重なり、第一シート10の注入部12と第二シート20の注入部22とが重なっている。本形態では、第一シート10と第二シート20との相対的な位置関係は、第一シート10の穴13aと第二シート20の穴23aと位置を合わせることで適切になるように構成されている。
As can be seen from FIGS. 1 (a), 1 (b), and 12 to 16, the
このような第一シート10と第二シート20との積層体により、本体11及び本体21に具備される各構成が図12〜図16に表れるように配置される。具体的には次の通りである。
With such a laminate of the
第一シート10の外周接合部13と第二シート20の外周接合部23とが重なるように配置されており、拡散接合やろう付け等の接合手段により両者が接合されている。これにより、第一シート10と第二シート20との間に密閉空間2が形成されている。
It arrange | positions so that the outer
本形態のベーパーチャンバー1は、薄型である場合に特にその効果が大きい。かかる観点から図1、図12にT0で示したベーパーチャンバー1の厚さは1mm以下、より好ましくは0.3mm以下、さらに好ましくは0.2mm以下である。0.3mm以下とすることにより、ベーパーチャンバー1を設置する電子機器において、ベーパーチャンバーを配置するスペースを形成するための加工をすることなく電子機器にベーパーチャンバーを設置することができることが多くなる。そして本形態によれば、このような薄いベーパーチャンバーであっても作動流体の円滑な還流を可能としつつ、非作動時における作動流体の凍結と融解との繰り返しに対しても耐破壊性に優れるものとなる。
The
第一シート10の外周液流路部14と第二シート20の外周液流路部24とが重なるように配置されている。これにより外周液流路部14の液流路溝14a及び外周液流路部24により作動流体が凝縮して液化した状態である凝縮液が流れる凝縮液流路3が形成される。
同様に、第一シート10の凸条である内側液流路部15と第二シート20の凸条である内側液流路部25とが重なるように配置されている。これにより内側液流路部15の液流路溝15a及び内側液流路部25により凝縮液が流れる凝縮液流路3が形成される。
It arrange | positions so that the outer periphery liquid flow-
Similarly, it arrange | positions so that the inner side liquid flow-
ここで、凝縮液流路3はベーパーチャンバー1の薄型化に伴い、その断面形状が扁平形状とされていることが好ましい。これにより毛管力を高めることができ、凝縮液の移動をさらに円滑に行うことができるため、熱輸送能力を高い水準に維持することが可能となる。より具体的には、図14に表した凝縮液流路3の幅SC、高さSDにおいて、SC/SDで表される比が1.0より大きく4.0以下であることが好ましい。
このとき、凝縮液流路3の幅SCは、本形態では液流路溝15aの幅H101に準じるが、10μm以上300μm以下であることが好ましい。幅SCが10μmより小さくなると流路抵抗が大きくなり輸送能力が低下する虞がある。一方、幅SCが300μmより大きくなると毛管力が小さくなるため輸送能力が低下する虞がある。
また、凝縮液流路3の高さSDは、本形態において液流路溝15aの深さJに準じるが5μm以上200μm以下であることが好ましい。これにより還流に必要な凝縮液流路の毛管力を十分に発揮することができる。
なお、凝縮液流路が形成された部位における第一シートの材料部分の厚さ及び第二シートの材料部分の厚さ(すなわち、凝縮液流路3の部位において、ベーパーチャンバーの厚さから高さSDを引いた残り部分の第一シートの厚さ及び第二シートの厚さ)は、いずれも凝縮液流路の高さSD以上であることが好ましい。これにより、凝縮液流路の高さSDに対して第一シート及び第二シートの材料厚さを十分に確保することができ、凝縮液流路3に起因するベーパーチャンバーの破断(破れ)をさらに防止することができる。
Here, it is preferable that the
The width S C of the condensed
Further, in the present embodiment, the height SD of the
It should be noted that the thickness of the material portion of the first sheet and the thickness of the material portion of the second sheet at the site where the condensate flow path is formed (that is, the thickness of the vapor chamber is increased from the thickness of the vapor chamber at the site of the condensate flow path 3). The thickness of the remaining first sheet minus the thickness SD and the thickness of the second sheet) are preferably equal to or higher than the condensate flow path height SD . Thereby, the material thickness of the first sheet and the second sheet can be sufficiently secured with respect to the height SD of the condensate flow path, and the vapor chamber breaks (breaks) due to the
なお、本形態では液流路溝14a、15aは第一シート10にのみ設けられているため、凝縮液流路の高さは液流路溝14a、15aの深さによるものとなるが、これに限らず第二シート20にも液流路溝が設けられてもよい。この場合には第一シートの液流路溝と第二シートの液流路溝とが重なることで凝縮液流路が形成され、両方向液流路溝の深さの合計に準じた凝縮液流路の高さとなる。
In this embodiment, since the liquid
また、図16に表れているように、凝縮液流路3には液連通開口部14c、及び液連通開口部15cが形成されている。これにより複数の凝縮液流路3が連通し、凝縮液の均等化が図られて効率よく凝縮液の移動が行われる。また、蒸気流路4に隣接し、蒸気流路4と凝縮液流路3を連通する液連通開口部14c、15cについては、蒸気流路4で生じた凝縮液を円滑に凝縮液流路3に移動させ、蒸気流路4が凝縮液で閉塞されることを防止することができる。
As shown in FIG. 16, the
第一シート10の蒸気流路溝16の開口と第二シート20の蒸気流路溝26の開口とが向かい合うように重なって流路を形成し、これが蒸気が流れる蒸気流路4となる。
ここで、蒸気流路4はベーパーチャンバー1の薄型化に伴い、その断面形状が扁平形状とされている。これにより薄型化されても流路内の表面積を確保することが可能とされ、熱輸送能力を高い水準に維持することが可能となる。より具体的には、図13に表した蒸気流路4の幅WB、高さHBにおいて、WB/HBで表される比が2.0以上であることが好ましい。さらに高い熱輸送能力を確保する観点から、当該比は4.0以上がさらに好ましい。
The opening of the
Here, the
図15からわかるように、第一シート10の蒸気流路連通溝17の開口と第二シート20の蒸気流路連通溝27の開口とが向かい合うように重なり流路を形成し、これが蒸気が流れる蒸気流路4となる。この蒸気流路4により全ての蒸気流路が連通する。
As can be seen from FIG. 15, an overlapping flow path is formed so that the opening of the steam flow
一方、注入部12、22についても図1に表れているように、その内面10a、20a同士が向かい合うように重なり、第二シート20の注入溝22aの底部とは反対側の開口が第一シート10の注入部12の内面10aより塞がれ、外部と本体11、21間の密閉空間2(凝縮液流路3及び蒸気流路4)とを連通する注入流路5が形成されている。
ただし、注入流路5から密閉空間2に対して作動流体を注入した後は、注入流路5は閉鎖されるので、最終的な形態のベーパーチャンバー1では外部と密閉空間2とは連通していない。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
However, since the injection flow path 5 is closed after the working fluid is injected from the injection flow path 5 into the sealed
そしてベーパーチャンバー1の密閉空間2には、作動流体が封入されている。作動流体の種類は特に限定されることはないが、純水、エタノール、メタノール、アセトン等、通常のベーパーチャンバーに用いられる作動流体を用いることができる。
A working fluid is sealed in the sealed
以上のようなベーパーチャンバー1は、さらに次のような構成を備えていることが好ましい。
図14にSAで示した壁15bの幅は、上記した内部液流路部15の壁15bの幅H102に準じるが、その大きさが20μm以上300μm以下とされている。
さらに、壁15bの幅SA(μm)は、これに隣り合う凝縮液流路3の横断面(流れ方向(流路長手方向)に直交する方向の断面)の断面積SB(μm2)との関係であるSA/SBが0.005(μm−1)以上0.04(μm−1)以下の範囲とされている。
The
The width of the
Further, the width S A (μm) of the
ここで、壁の幅は次のようにして得る。
ベーパーチャンバーを切断及び研磨する等して、隣り合う2つの凝縮液流路の横断面及びその間の壁が表れるようにした上で、当該断面を高倍率の顕微鏡又はSEMを用いて、50倍〜200倍の範囲で拡大して表す。そしてこの拡大した断面から、2つの凝縮液流路のそれぞれ内周面の輪郭を抽出する。そして、抽出した2つの輪郭間のうち最も狭い部分の距離を壁の幅とする。
一方、流路断面は、上記の方向で得た輪郭によりその形状を認識し、得られた輪郭のうち幅方向(y方向)に最も大きい距離を流路幅SC、当該輪郭のうち厚さ方向(z方向)に最も大きい距離を高さSDとする。そして認識した輪郭による凝縮液流路の断面の形状によりそれぞれ次のように流路断面積SBを得る。
・流路断面が長方形のときの流路断面積SB=SC・SD
・流路断面が三角形のときの流路断面積SB=SC・SD/2
・流路断面が半円のときの流路断面積SB=π・SC 2/8
・流路断面が半楕円のときの流路断面積SB=π・SC・SD/4
なお、流路断面が、複雑な形状である場合には、流路断面を上記基本的な形状で細分化して足し合わせることにより流路断面積SBを求めても良い。
Here, the width of the wall is obtained as follows.
After cutting and polishing the vapor chamber so that the cross section of the two adjacent condensate flow channels and the wall between them appear, the cross section is 50 times to ~ using a high magnification microscope or SEM. Enlarged in 200 times range. And the outline of each internal peripheral surface of two condensate flow paths is extracted from this expanded cross section. And the distance of the narrowest part between two extracted outlines is made into the width | variety of a wall.
On the other hand, the cross section of the flow path recognizes its shape from the contour obtained in the above direction, and the largest distance in the width direction (y direction) among the obtained contours is the flow path width S C and the thickness of the contour. The largest distance in the direction (z direction) is defined as height SD . And each the shape of the cross section of the condensate flow path by the recognized contour obtain channel sectional area S B as follows.
-Channel cross-sectional area when the channel cross section is rectangular S B = S C · S D
-Channel cross-sectional area when the channel cross section is triangular S B = S C · S D / 2
· The flow path cross-sectional area when the channel cross-section is semicircular S B = π · S C 2 /8
-Channel cross-sectional area S B = π · S C · S D / 4 when channel cross section is semi-elliptical
Incidentally, the flow path cross-section, in the case of complex shapes, the channel cross-section may be obtained channel cross-sectional area S B by summing subdividing above basic shapes.
これにより、ベーパーチャンバーを薄型化しても、必要な凝縮液流路を確保することができ、熱輸送性能を得ることができるとともに、作動流体の凍結と溶融との繰り返しに対して壁15bが十分な強度を有することができ、耐久性も優れたものとなる。
Thereby, even if the vapor chamber is thinned, a necessary condensate flow path can be secured, heat transport performance can be obtained, and the
ここで、壁の耐久性を考えるときに、上記のように流路断面積に対する壁の幅を規定する理由について説明する。図17(a)、図17(b)に説明のための図を示した。
ベーパーチャンバーのz方向(厚さ方向)に注目すると、凝縮液流路の厚さ方向両方に存在するおける材料の厚さが、凝縮液流路の高さに対して十分に厚い場合には、「材料の引張り強さ(物性値)」と「壁の断面積」との積が、「凍結した際の体積膨張によるz方向に生じる圧力」と「1つの壁あたりの平面内方向面積(図16に薄墨で示した部位D10の面積)」との積、より小さいときに壁の破損が起こる。この場合には図17(a)に矢印Z1で示したようなz方向の力のみを考えればよい。
Here, when considering the durability of the wall, the reason for defining the width of the wall with respect to the channel cross-sectional area as described above will be described. FIG. 17A and FIG. 17B are diagrams for explanation.
Focusing on the z direction (thickness direction) of the vapor chamber, if the thickness of the material that exists in both the thickness direction of the condensate flow path is sufficiently thick relative to the height of the condensate flow path, The product of “material tensile strength (property value)” and “wall cross-sectional area” is “pressure generated in the z-direction due to volume expansion when frozen” and “in-plane direction area per wall (figure When the product is smaller than the product of “the area of the portion D 10 indicated by light ink in FIG. 16”, the wall breaks. This in case be considered only z direction force as indicated by the arrow Z 1 in FIG. 17 (a).
しかしながら実際には、作動流体の凍結及び溶解の繰り返しの過程があること、並びに、形状が単純ではないため等方向に凍結及び溶解が起こらないことから、生じる圧力が一定でない。また、ベーパーチャンバーを構成する材料は熱電導が高いことが要求されるため比較的柔らかい材料が適用され、凍結及び溶解の繰り返しの中で少しずつ塑性変形が生じる。
以上のような様々な要素が重なって結果的に壁は、厚さ方向に延びると共に、図17(a)に矢印y1で示したように細くなる方向に圧縮されるような力を受け、誇張して描くと図17(b)のような形状の変化を伴う。
このようなことから、壁の耐久性を考えるときには、単に凝縮液流路の高さのみでなく、高さと幅方向の両方を考慮して流路断面全体で考える必要があるため、上記のように規定した。
In practice, however, the pressure generated is not constant because there is a process of repeated freezing and thawing of the working fluid and because the shape is not simple and freezing and thawing do not occur in the same direction. Further, since the material constituting the vapor chamber is required to have high thermal conductivity, a relatively soft material is applied, and plastic deformation occurs little by little during repeated freezing and thawing.
Various elements overlap resulting in the wall, such as described above, extends in the thickness direction, receives the force of being compressed in the thinned direction as indicated by arrow y 1 in FIG. 17 (a), When exaggerated, the shape changes as shown in FIG.
For this reason, when considering the durability of the wall, it is necessary to consider not only the height of the condensate flow path but also the entire cross section of the flow path in consideration of both the height and the width direction. Stipulated.
また、特に、図16にD1で示した、液連通開口部15c及び液連通開口部15cと凝縮液流路3とが連通する部位では、上記したように凝縮液の分配等により熱輸送の観点から利点がある。しかし一方で、ベーパーチャンバーの非作動時にはここに凝縮液が溜まり易く、凍結で作動流体が膨張したとときに、第一シートと第二シートとを離すような力が大きく加わる部位となってしまう。
In particular, as shown by D 1 in FIG. 16, in the site where the
本形態では以上説明したような力が繰り返し加わっても壁15bが破壊しない構造を有するものとなる。
In this embodiment, the
図18〜図20には、変形例にかかるベーパーチャンバーについて説明する図を表した。 FIGS. 18 to 20 are diagrams for explaining a vapor chamber according to a modification.
図18は、図16と同じ視点による図であり、壁15bの長手方向(凝縮液流路3の長手方向)において、隣り合う壁15bに設けられた液連通開口部15cの位置が異なるように配置された例である。
このような液連通開口部15cによれば、凝縮液流路3を流れる作動流体から見たときに、両側の壁で同時に液連通開口部15cが表れず、液連通開口部15が表れても片方側には壁15bが存在するため、凝縮液流路3の長手方向において毛管力を連続して得ることができる。これにより凝縮液の移動が促進され作動流体のより円滑な還流が可能となる。
一方で、この形態では、図18にD2で示したような液連通開口部15cの周辺において図16の例に比べて毛管力が強くなるため、ベーパーチャンバーの非作動時には凝縮液が溜まる量が多くなる。すると、この状態で凝縮液の凍結が起こり体積が増えると、より強い力で第一シートと第二シートとを離す方向に力が働くことになって壁15bを破壊する方向に作用する。しかしながら、本形態によれば、上記のような構造を備えることにより、凝縮液の凍結と溶融が繰り返されて上記のような力が繰り返し加わっても壁15bが破壊しない構造を有するものとなる。
すなわち、薄型のベーパーチャンバーにおいてさらに熱輸送能力を高くする構造を適用しても、耐久性にも優れたものとなる。
FIG. 18 is a view from the same viewpoint as FIG. 16, and in the longitudinal direction of the
According to such a
The amount on the other hand, in this embodiment, since the capillary force becomes stronger than the example of FIG. 16 in the vicinity of Ekiren
That is, even if a structure that further increases the heat transport capability is applied to a thin vapor chamber, the durability is excellent.
図19は、図16と同じ視点による図であり、壁15bの長手方向(凝縮液流路3の長手方向)において、図6(a)〜図6(c)で説明した例に倣って、液連通開口部15cを形成する端部で、壁15bの幅が最も小さくなる例である。
このような液連通開口部15cによれば、液連通開口部15cを通過する際の流動抵抗が抑えられるため、隣り合う凝縮液流路3への作動流体の移動がしやすく、これにより凝縮液の移動が促進されて作動流体のより円滑な還流が可能となる。
一方で、この形態では、液連通開口部15cの周辺に溜まった凝縮液が凍結して体積が大きくなり、第一シートと第二シートとを離す方向に力が働くと、図19にD3で示したような壁15bの細くなった端部に応力が集中して破壊され易い状態となる。
しかしながら、本形態によれば、上記のような構造を備えることにより、凝縮液の凍結と溶融が繰り返されて上記したような力が繰り返し加わっても壁15bが破壊しない構造を有するものとなる。
すなわち、薄型のベーパーチャンバーにおいてさらに熱輸送能力を高くする構造を適用しても、耐久性にも優れたものとなる。
FIG. 19 is a view from the same viewpoint as FIG. 16, and in the longitudinal direction of the
According to such a
On the other hand, in this embodiment, when the condensate collected around the
However, according to this embodiment, by providing the above-described structure, the
That is, even if a structure that further increases the heat transport capability is applied to a thin vapor chamber, the durability is excellent.
図20は、図14と同じ視点による図であり、凝縮液流路3の流路面(壁15bの表面)に微小な内面溝3aが形成されている例である。
このような凝縮液流路3によれば、微小な内面溝3aに凝縮液が入り強い毛管力を受けるため、凝縮液の移動がしやすく、凝縮液の移動が促進され作動流体のより円滑な還流が可能となる。
しかし一方で、ベーパーチャンバーの非作動時には、強い毛管力のため微小な内面溝3aに凝縮液が溜まりやすい、そしてこの凝縮液が凍結して体積が大きくなると内面溝3aを広げて破壊しようとする力となる。
しかしながら、本形態によれば、上記のような構造を備えることにより、凝縮液の凍結と溶融が繰り返されて力が繰り返し加わっても壁15bが破壊しない構造を有するものとなる。
すなわち、薄型のベーパーチャンバーにおいてさらに熱輸送能力を高くする構造を適用しても、耐久性にも優れたものとなる。
なお、図20にも示したように、上記した壁15bの幅SA、流路幅SCを考えるときには、内面溝3aを考慮せず、内面溝3aの開口縁間の距離で、壁15bの幅SA及び流路幅SCとする。
FIG. 20 is a view from the same viewpoint as FIG. 14, and is an example in which a minute
According to such a
However, on the other hand, when the vapor chamber is not in operation, the condensate tends to accumulate in the minute
However, according to the present embodiment, by providing the structure as described above, the
That is, even if a structure that further increases the heat transport capability is applied to a thin vapor chamber, the durability is excellent.
Incidentally, as also shown in FIG. 20, the width S A
この内面溝3aの断面形状、断面積は特に限定されることはなく、凝縮液流路3の内面に設けられた溝であればよい。ただし、内面溝はその長手方向は、凝縮液流路3が延びる方向に平行な方向成分を含み、少なくとも該内面溝3aの開口幅δの2倍よりも長く延在していることが好ましい。これにより毛管力を高める溝としてより顕著な効果を有するものとなる。
内面溝3aの開口幅δは、10μm未満であることが好ましい。これにより高い毛管力を確保することができる。また内面溝の深さγは10μm未満であることが好ましい。
The cross-sectional shape and cross-sectional area of the
The opening width δ of the
以上のようなベーパーチャンバーは例えば次のように作製することができる。
第一シート10及び第二シート20の外周形状を有する金属シートに対して、液流路溝14a、15a、蒸気流路溝16、26、及び蒸気流路連通溝17、27をハーフエッチングにより形成する。ここでハーフエッチングとは、エッチングにより厚さ方向を貫通させることなく厚さ方向の途中までエッチングによる材料の除去を行い、溝や窪みを形成することである。
このようなエッチングにより図6(a)〜図6(c)のような壁14b、これに準じる壁15bにおける形状、図20に示した微小な内面溝3aを容易に形成することができる。
The vapor chamber as described above can be manufactured, for example, as follows.
By such etching, the
次いで、第一シート10及び第二シート20の内面10a、20aを向かい合わせるように重ね、位置決め手段としての穴13a、23aを用いて位置決めし、仮止めを行う。仮止めの方法は特に限定されることはないが、抵抗溶接、超音波溶接、及び接着剤による接着等を挙げることができる。
そして仮止め後に拡散接合を行い恒久的に第一シート10と第二シート20とを接合する。なお、拡散接合の代わりにろう付けにより接合してもよい。
Next, the
Then, diffusion bonding is performed after temporary fixing, and the
接合の後、形成された注入流路5から真空引きを行い、密閉空間2を減圧する。その後、減圧された密閉空間2に対して注入流路5から作動流体を注入して密閉空間2に作動流体が入れられる。そして注入部12、22に対してレーザーによる溶融を利用したり、かしめたりして注入流路5を閉鎖する。これにより密閉空間2の内側に作動流体が安定的に保持される。
After joining, evacuation is performed from the formed injection flow path 5, and the sealed
次にベーパーチャンバー1が作動したときの作用について説明する。図21には電子機器の一形態である携帯型端末40の内側にベーパーチャンバー1が配置された状態を模式的に表した。ここではベーパーチャンバー1は携帯型端末40の筐体41の内側に配置されているため点線で表している。このような携帯型端末40は、各種電子部品を内包する筐体41及び筐体41の開口部を通して外部に画像が見えるように露出したディスプレイユニット42を備えて構成されている。そしてこれら電子部品の1つとして、ベーパーチャンバー1により冷却すべき電子部品30が筐体41内に配置されている。
Next, the operation when the
ベーパーチャンバー1は携帯型端末等の筐体内に設置され、CPU等の冷却すべき対象物である電子部品30に取り付けられる。電子部品30はベーパーチャンバー1の外面10b又は外面20bに直接、又は、熱伝導性の高い粘着剤、シート、テープ等を介して取り付けられる。外面10b、外面20bのうちどの位置に電子部品30が取り付けられるかは特に限定されることはなく、携帯型端末等において他の部材の配置との関係により適宜設定される。本形態では図1(a)に点線で示したように、冷却すべき熱源である電子部品30を第一シート10の外面10bのうち、本体11のxy方向中央に配置した。従って図1(a)において電子部品30は死角となって見えない位置なので点線で表している。
図22には作動流体の流れを説明する図を表した。説明のし易さのため、この図では第二シート20は省略し、第一シート10の内面10aが見えるように表示している。
The
FIG. 22 is a diagram for explaining the flow of the working fluid. For ease of explanation, the
電子部品30が発熱すると、その熱が第一シート10内を熱伝導により伝わり、密閉空間2内における電子部品30に近い位置に存在する凝縮液が熱を受ける。この熱を受けた凝縮液は熱を吸収し蒸発し気化する。これにより電子部品30が冷却される。
When the
気化した作動流体は蒸気となって図22に実線の直線矢印で示したように蒸気流路4内を流れて移動する。この流れは電子部品30から離隔する方向に生じるため、蒸気は電子部品30から離れる方向に移動する。
蒸気流路4内の蒸気は熱源である電子部品30から離れ、比較的温度が低いベーパーチャンバー1の外周部に移動し、当該移動の際に順次第一シート10及び第二シート20に熱を奪われながら冷却される。蒸気から熱を奪った第一シート10及び第二シート20はその外面10b、20bに接触した携帯型端末装置の筐体等に熱を伝え、最終的に熱は外気に放出される。
The vaporized working fluid becomes steam and flows and moves in the
The vapor in the
蒸気流路4を移動しつつ熱を奪われた作動流体は凝縮して液化する。この凝縮液は蒸気流路4の壁面に付着する。一方で蒸気流路4には連続して蒸気が流れているので、凝縮液は蒸気で押し込まれるように、液連通開口部等から凝縮液流路3に移動する。本形態の凝縮液流路3は液連通開口部14c、15cを備えているので、凝縮液はこの液連通開口部14c、15cを通って複数の凝縮液流路3に分配される。
The working fluid deprived of heat while moving through the
凝縮液流路3に入った凝縮液は、凝縮液流路による毛管現象、及び、蒸気からの押圧により、図22に点線の直線矢印で表したように熱源である電子部品30に近づくように移動する。そして再度熱源である電子部品30からの熱により気化して上記を繰り返す。
The condensate that has entered the
以上のように、ベーパーチャンバー1によれば、凝縮液流路において高い毛管力で凝縮液の還流が良好となり、熱輸送量を高めることができる。
As described above, according to the
1 ベーパーチャンバー
2 密閉空間
3 凝縮液流路
4 蒸気流路
10 第一シート
10a 内面
10b 外面
10c 側面
11 本体
12 注入部
13 外周接合部
14 外周液流路部
14a 液流路溝
14c 液連通開口部
15 内側液流路部
15a 液流路溝
15c 液連通開口部
16 蒸気流路溝
17 蒸気流路連通溝
20 第二シート
20a 内面
20b 外面
20c 側面
21 本体
22 注入部
23 外周接合部
24 外周液流路部
25 内側液流路部
26 蒸気流路溝
27 蒸気流路連通溝
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記密閉空間には、前記作動流体が流れる複数の流路が形成され、隣り合う前記流路の間には前記2つのシートを連結するように壁を有しており、
前記壁の幅SAは、20μm以上300μm以下であり、前記流路の横断面の断面積SB(μm2)との関係であるSA/SBが0.005(μm−1)以上0.04(μm−1)以下である、ベーパーチャンバー。 A vapor chamber in which a sealed space is formed between two sheets, and a working fluid is sealed in the space;
A plurality of flow paths through which the working fluid flows are formed in the sealed space, and a wall is provided between the adjacent flow paths so as to connect the two sheets.
The wall width S A is 20 μm or more and 300 μm or less, and S A / S B, which is related to the cross-sectional area S B (μm 2 ) of the cross section of the flow path, is 0.005 (μm −1 ) or more. A vapor chamber which is 0.04 (μm −1 ) or less.
前記壁は、隣り合う前記凝縮液流路の間に形成された壁である、請求項1に記載のベーパーチャンバー。 The flow path has a plurality of condensate flow paths through which the liquid condensed from the working fluid flows, and a vapor flow path through which the vapors vaporized from the working fluid flow,
The vapor chamber according to claim 1, wherein the wall is a wall formed between adjacent condensate flow paths.
前記筐体の内側に配置された電子部品と、
前記電子部品に対して直接又は他の部材を介して接触して配置された請求項1乃至6のいずれかに記載されたベーパーチャンバーと、を備える、電子機器。 A housing,
An electronic component disposed inside the housing;
An electronic device comprising: the vapor chamber according to any one of claims 1 to 6, which is disposed directly or in contact with the electronic component via another member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018091558A JP7247475B2 (en) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | Vapor chamber and electronics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018091558A JP7247475B2 (en) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | Vapor chamber and electronics |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019196875A true JP2019196875A (en) | 2019-11-14 |
JP7247475B2 JP7247475B2 (en) | 2023-03-29 |
Family
ID=68538382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018091558A Active JP7247475B2 (en) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | Vapor chamber and electronics |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7247475B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113395884A (en) * | 2021-06-29 | 2021-09-14 | Oppo广东移动通信有限公司 | Heat dissipation system and electronic equipment |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011122813A (en) * | 2009-11-16 | 2011-06-23 | Just Thokai:Kk | Thin heat pipe and temperature control panel using the same |
JP2015219639A (en) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド | Portable information device |
JP2016017702A (en) * | 2014-07-09 | 2016-02-01 | 東芝ホームテクノ株式会社 | Sheet type heat pipe |
JP2017223430A (en) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | 大日本印刷株式会社 | Metal plate for heat exchanger and heat exchanger |
-
2018
- 2018-05-10 JP JP2018091558A patent/JP7247475B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011122813A (en) * | 2009-11-16 | 2011-06-23 | Just Thokai:Kk | Thin heat pipe and temperature control panel using the same |
JP2015219639A (en) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド | Portable information device |
JP2016017702A (en) * | 2014-07-09 | 2016-02-01 | 東芝ホームテクノ株式会社 | Sheet type heat pipe |
JP2017223430A (en) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | 大日本印刷株式会社 | Metal plate for heat exchanger and heat exchanger |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113395884A (en) * | 2021-06-29 | 2021-09-14 | Oppo广东移动通信有限公司 | Heat dissipation system and electronic equipment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7247475B2 (en) | 2023-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2019230911A1 (en) | Vapor chamber and electronic device | |
JP7517382B2 (en) | Vapor chambers and electronic devices | |
JP7464097B2 (en) | Vapor chamber, electronic device, and method for manufacturing vapor chamber | |
JP7563514B2 (en) | Vapor chamber, electronic device, and sheet for vapor chamber | |
JP7069678B2 (en) | Vapor chamber | |
JP2020038051A (en) | Vapor chamber and electronic apparatus | |
JP7102718B2 (en) | Vapor chamber | |
JP2024036641A (en) | Vapor chamber and electronic apparatus | |
JP7459897B2 (en) | Vapor chamber and electronic equipment | |
JP2019196875A (en) | Vapor chamber and electronic device | |
JP7338770B2 (en) | Vapor chamber, electronic device, sheet for vapor chamber, and method for manufacturing vapor chamber sheet and vapor chamber | |
JP7567796B2 (en) | Vapor chamber and electronic device | |
JP7200607B2 (en) | Vapor chambers, electronics, and sheets for vapor chambers | |
JP2024063216A (en) | Vapor chamber, electronic device, and sheets for vapor chamber |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210323 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220112 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220118 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220318 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220802 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20220928 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221130 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230214 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230227 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7247475 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |