JP2021076297A - 熱伝導部材 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで製造できる熱伝導部材を提供する。
【解決手段】熱伝導部材１は、内部に密閉空間２ａが形成されている筐体２と、前記密閉空間２ａに配置されるウィック構造体３と、前記密閉空間２ａに封入される作動液とを備える。前記筐体２は、１又は複数の金属板４と、前記金属板４を繋ぎ合わせる接合構造５とを有する。前記接合構造５は、積層した２層の金属板層５ａと、前記２層の金属板層５ａの境界部５ｂとを有する。前記境界部５ｂは、前記２層の金属板層５ａに跨って存在する結晶粒ＣＰにより構成される第１領域Ａ１を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱伝導部材に関する。

従来、作動液を用いた熱伝導部材として、例えば、ベーパチャンバー及びヒートパイプが知られている。従来の一方の板状体と該一方の板状体と対向する他方の板状体とにより空洞部が形成されたコンテナと、空洞部に封入された作動液と、空洞部に収容されたガラスファイバを備えるウィック構造体とを備える（例えば、特許文献１）。

従来のヒートパイプは、作動液が封入された長尺状のコンテナと、コンテナの内壁に接触し、かつ蒸気流路に面する第１ウィックと、コンテナの長手方向に延びる空間を内部に有する第２ウィックとを備える（例えば、特許文献２）。

特開２０１９−８２２６４号公報 特開２０１８−２０４９４１号公報

従来のベーパチャンバー及びヒートパイプは、内部に密閉空間が形成されている筐体を備える。このような筐体は、通常、拡散接合又はロウ付けにより１又は複数の金属板（例えば、銅板）を繋ぎ合わせることで形成される。ここで、拡散接合又はロウ付けは、特殊な設備を必要とし、かつ高温高圧での処理を長時間行う必要があるため、製造コストを増大させる要因となる可能性がある。そのため、拡散接合又はロウ付けにより形成された筐体を備える熱伝導部材は、製造コストが高くなる可能性がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストで製造できる熱伝導部材を提供することにある。

本発明の例示的な熱伝導部材は、内部に密閉空間が形成されている筐体と、前記密閉空間に配置されるウィック構造体と、密閉空間に封入される作動液とを備える。前記筐体は、１又は複数の金属板と、前記金属板を繋ぎ合わせる接合構造とを有する。前記接合構造は、積層した２層の金属板層と、前記２層の金属板層の境界部とを有する。前記境界部は、前記２層の金属板層に跨って存在する結晶粒により構成される第１領域を有する。

例示的な本発明は、低コストで製造できる熱伝導部材を提供できる。

図１は、本発明の実施形態に係る熱伝導部材の一例の模式図である。 図２は、図１の断面線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。 図３は、接合していない２層の金属板層を示す模式図である。 図４は、ロウ付けにより形成された接合構造を示す模式図である。 図５は、拡散接合により形成された接合構造を示す模式図である。 図６は、図２における境界部の平面構造を示す模式図である。 図７は、本発明の実施形態に係る熱伝導部材の変形例の模式図である。 図８は、実施例で行った試験を示す模式図である。

以下、図面を適宜参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。図中の寸法、形状及び構成要素間の大小関係は、実際の寸法、形状及び構成要素間の大小関係とは必ずしも同一ではない。特に、図中の筐体及びウィック構造体の厚さ及び曲率は、実物の筐体及びウィック構造体の厚さ及び曲率と大きく異なる場合がある。

＜熱伝導部材＞
本発明の実施形態に係る熱伝導部材は、内部に密閉空間が形成されている筐体と、密閉空間に配置されるウィック構造体と、密閉空間に封入される作動液とを備える。筐体は、１又は複数の金属板と、金属板を繋ぎ合わせる接合構造とを有する。接合構造は、積層した２層の金属板層と、２層の金属板層の境界部とを有する。境界部は、２層の金属板層に跨って存在する結晶粒により構成される第１領域を有する。

本実施形態に係る熱伝導部材は、以下の原理により熱伝導を行う。まず、本実施形態に係る熱伝導部材の筐体の一部を加熱すると、加熱された部位（加熱部）で作動液が蒸発する。この際、加熱部は、蒸発潜熱の吸収により冷却される。次に、作動液の蒸発により発生した蒸気は、筐体内を高速移動し、比較的低温の部位（低温部）で凝集する。この際、低温部は、蒸発潜熱の放出により加熱される。次に、凝集した作動液は、毛細管構造を有するウィック構造体に吸着する。次に、ウィック構造体に吸着した作動液は、毛細管現象によって加熱部に還流される。そして、加熱部で作動液が再度蒸発する。以上のサイクルを繰り返すことにより、本実施形態に係る熱伝導部材は、加熱部から冷却部に熱伝導を行う。

本実施形態に係る熱伝導部材は、通常の金属板又は金属線よりも効率的に熱伝導を行うことができる。また、本実施形態に係る熱伝導部材は、形状の自由度が高い。そのため、本実施形態に係る熱伝導部材は、例えば、電子機器（特に、スマートフォン及びタブレット端末に代表される小型電子機器）の放熱部材として用いることができる。

本実施形態に係る熱伝導部材は、筐体の形成において、ロウ付け又は拡散接合を行う必要がない。詳しくは、本実施形態に係る熱伝導部材の筐体は、後述する緩い条件での加熱加圧により形成できる。そのため、本実施形態に係る熱伝導部材は、低コストで製造できる。

境界部は、２層の金属板層間の界面により構成される第２領域を更に有することが好ましい。第２領域を有する境界部は、より緩い条件での加熱及び加圧により形成できる。そのため、境界部に第２領域が形成される条件で筐体を形成することで、本実施形態に係る熱伝導部材をより低コストで製造できる。

以下、図面を参照して、本実施形態に係る熱伝導部材の詳細を説明する。図１は、本実施形態に係る熱伝導部材の一例である熱伝導部材１の模式図である。熱伝導部材１は、内部に密閉空間２ａが形成されている筐体２と、密閉空間２ａに配置されるウィック構造体３と、密閉空間２ａに封入される作動液（図示略）とを備える。筐体２は、対向して配設される２枚の金属板４により構成される。筐体２は、２枚の金属板４と、金属板４を繋ぎ合わせる接合構造５とを有する。熱伝導部材１は、ベーパチャンバーとして好適に用いられる。

熱伝導部材１の平面形状は、特に限定されず、用途に応じた平面形状（例えば、帯状及び正方形状）を採用できる。熱伝導部材１の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、１００μｍ以上１０００μｍ以下とすることができる。熱伝導部材１の幅としては、特に限定されないが、例えば、５ｍｍ以上５００ｍｍ以下とすることができる。

図２は、図１の断面線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。図２に示すように、接合構造５は、積層した２層の金属板層５ａと、２層の金属板層５ａの境界部５ｂとを有する。２層の金属板層５ａは、それぞれ、２枚の金属板４に対応する層である。境界部５ｂは、２層の金属板層５ａに跨って存在する結晶粒ＣＰにより構成される第１領域Ａ１を有する。図２中では、第１領域Ａ１は、少なくとも１０個以上存在する。境界部５ｂは、２層の金属板層５ａの界面Ｓ（金属組織のズレが確認される面）により構成される第２領域Ａ２を更に有する。図２中では、第２領域Ａ２は、１１個存在する。

図２に示す接合構造５と、公知の熱伝導部材の筐体が有する接合構造との相違点について説明する。公知の熱伝導部材の筐体は、例えば、ロウ付け又は拡散接合により形成された接合構造を有する。図３は、接合していない２層の金属板層Ｃ１及び金属板層Ｃ２を示す模式図である。図４は、ロウ付けにより形成された接合構造を示す。図４に示す接合構造は、金属板層Ｃ１及び金属板層Ｃ２の間に、ロウ材により形成されたロウ材層Ｂが形成されている。そのため、図４に示す接合構造は、２層の金属板層Ｃ１及び金属板層Ｃ２が直接積層していない。また、図５は、拡散接合により形成された接合構造を示す。図５に示す接合構造は、金属板層Ｃ１及び金属板層Ｃ２が完全に一体化することで一層の金属板層Ｃが形成されている。そのため、図５に示す接合構造は、明確な境界部が確認されない。このように、図２に示す接合構造５は、２層の金属板層５ａが直接積層しているという点、及び２層の金属板層５ａの間に境界部５ｂが存在するという点で、公知の熱伝導部材の筐体が有する接合構造と相違する。

接合構造５は、以下の方法により形成される。まず、筐体２の材料となる２枚の金属板４を積層した状態で加熱加圧処理する。これにより、２層の金属板層５ａの接触箇所では金属組織が徐々に再構成される。仮に、加熱加圧処理において、温度、圧力及び処理時間の全てを一定以上とした場合、２層の金属板層５ａは完全に一体化する。この場合、図５に示す接合構造（拡散接合により形成された接合構造）が形成される。しかし、接合構造５の形成では、加熱加圧処理において、２層の金属板層５ａが完全に一体化しないように、温度、圧力及び処理時間のうち少なくとも１つを意図的に一定以下に調整する。これにより、接合構造５の形成では、加熱加圧処理において、２層の金属板層５ａを部分的に一体化させる。その結果、２層の金属板層５ａの間には、金属組織が再構成されて結晶粒ＣＰが新生された領域である第１領域Ａ１と、金属組織が再構成されておらず界面Ｓが残っている領域である第２領域Ａ２とを有する境界部５ｂが形成される。このように、接合構造５は、拡散接合と比較して、緩い条件での加熱加圧処理により形成される。

本発明者らは、接合構造５を有する筐体２は、境界部５ｂにおいて２層の金属板層５ａが完全に一体化していないにも関わらず、高い密閉性を有していることを発見した。これは、以下の理由によると推察される。まず、境界部５ｂの第１領域Ａ１は、２層の金属板層５ａが完全に一体化している（２層の金属板層５ａが強い金属結合で接合されている）ため、当然に流体（例えば、作動液及び作動液の蒸気）の透過を高度に抑制する。また、境界部５ｂは、第１領域Ａ１が形成される程度の強さの加熱加圧処理により形成される。そのため、境界部５ｂの第２領域Ａ２は、２層の金属板層５ａの間に界面Ｓが存在するものの、２層の金属板層５ａが完全に分離しているわけではない。詳しくは、境界部５ｂの第２領域Ａ２では、２層の金属板層５ａが弱い金属結合で接合されている。そのため、境界部５ｂの第２領域Ａ２は、流体の透過をある程度抑制する。詳細には、境界部５ｂの第２領域Ａ２では、２層の金属板層５ａの接合は、金属結合に近い接合になっており水及び高温蒸気に対して十分な透過抑制効果がある。このように、境界部５ｂでは、第１領域Ａ１では流体の透過を高度に抑制し、第２領域Ａ２でも流体の透過をある程度抑制する。そのため、筐体２は、全体として高い密閉性を有する。

接合構造５から無作為に選択された１０箇所において境界部５ｂの１ｍｍの範囲を断面観察した際に、全ての境界部５ｂは、図２に示すように、第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２が交互に存在していることが好ましい。このように、接合構造５において第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２がミクロレベルで混在していることで、筐体２の密閉性がより向上する。

境界部５ｂは、平面視した際に、不連続相として存在する第１領域Ａ１と、連続相として存在する第２領域Ａ２とにより構成される海島構造を有することが好ましい。以下、このような海島構造について、図６を参照しつつ説明する。図６は、境界部５ｂの平面構造を示す。図６において、右側は筐体２の密閉空間２ａ側を示し、左側は筐体２の外側を示す。図６において、境界部５ｂは、第２領域Ａ２内に複数の第１領域Ａ１が不規則に散在している。図６において、Ｘは、流体（例えば、作動液及び作動液の蒸気）を示す。矢印は、流体Ｘの移動方向を示す。図６において、流体Ｘは、左方向に直進した場合に最短距離で境界部５ｂを透過することができる。以下、流体Ｘが筐体２の密閉空間２ａから筐体２の外部に移動するための最短の移動方向を第１方向と記載することがある。流体Ｘは、可能な限り第２領域Ａ２内を第１方向に直進しようとする。しかし、上述の通り、第１領域Ａ１は、流体Ｘの透過を高度に抑制する。即ち、流体Ｘは、第１領域Ａ１を実質的に透過することができない。そのため、流体Ｘが境界部５ｂを透過しようとする場合、流体Ｘは、第１領域Ａ１を回避しながら第２領域Ａ２を透過する必要がある。詳しくは、第１方向に移動する流体Ｘは、第１領域Ａ１に直面すると、第１領域Ａ１を回避するために、第１方向と直行する第２方向（図６では上下方向）への移動を強いられる。そして、流体Ｘは、第２方向に移動することにより第１領域Ａ１を回避する。その後、流体Ｘは、再び第１方向に移動する。以上を繰り返すため、流体Ｘは、境界部５ｂ内を直進せず、屈曲して移動する。その結果、流体Ｘは、境界部５ｂを透過する際に、迷路内を移動するかの如く長距離の移動を強いられることとなる。これにより、流体Ｘは、境界部５ｂを透過し難い。このように、境界部５ｂが上述の海島構造を有することで、境界部５ｂにおける第１領域Ａ１の割合が比較的低いとしても、筐体２が高い密閉性を発揮できる。

接合構造５から無作為に選択された１０箇所において境界部５ｂの１ｍｍの範囲を断面観察した際に、境界部５ｂに含まれる第１領域Ａ１の個数の平均値としては、１０．０個以上２０．０個以下が好ましい。上述の平均値が１０．０個以上２０．０個以下であることで、筐体２の密閉性がより向上する。

接合構造５から無作為に選択された１０箇所において境界部５ｂの１ｍｍの範囲を断面観察した際に、境界部５ｂに含まれる第１領域Ａ１の合計長さの平均値としては、０．０５ｍｍ以上０．９５ｍｍ以下が好ましい。上述の平均値は、接合構造５の境界部５ｂにおける第１領域Ａ１の割合を示す。上述の平均値が１．００ｍｍに近づくほど、拡散接合により形成した接合構造に類似していく。上述の平均値が０．０５ｍｍ以上であることで、筐体２の密閉性がより向上する。上述の平均値が０．９５ｍｍ以下である接合構造５は、製造が容易である。

［筐体］
筐体２は、２枚の金属板４と、２枚の金属板４を繋ぎ合わせる接合構造５とを有する。２枚の金属板４のうち、一方の金属板４は平坦な構造を有する。他方の金属板４は、一方の金属板４から離間する方向に中央部分が窪んでいる。接合構造５は、２枚の金属板４の外縁部を接合している。筐体２は、このような２枚の金属板４が対向して配設されることにより、密閉空間２ａが形成されている。密閉空間２ａは、金属板４の内面と、接合構造５とによって囲まれている。

密閉空間２ａは、減圧状態（大気圧よりも気圧が低い状態）であることが好ましい。このように、密閉空間２ａが減圧状態であることにより、作動液が蒸発し易くなる。

金属板４は、金属を主成分とする板状部材である。金属板４が含む金属としては、例えば、銅、鉄、アルミニウム、亜鉛、銀、金、マグネシウム、マンガン、チタン及びこれらの金属を含む合金（例えば、真鍮、ステンレス及びジュラルミン）が挙げられる。金属板４の厚さとしては、例えば、１０μｍ以上１０００μｍ以下である。金属板４が銅を含む場合（即ち、金属板４が銅板である場合）、金属板４における銅の含有割合としては、６０質量％以上が好ましく、９０質量％以上がより好ましく、９９質量％以上が更に好ましい。金属板４における銅の含有割合を６０質量％以上とすることで、接合構造５を容易に形成できる。

筐体２は、密閉空間２ａが圧し潰されないように密閉空間２ａを内側から支持する柱状構造体（図示略）を有していてもよい。筐体２が柱状構造体を有することで、筐体２の強度が増大する。柱状構造体は、金属板４に形成された凹凸であってもよい。また、柱状構造体は、金属板４及びウィック構造体３とは別部材であってもよい。また、筐体２は、密閉空間２ａで作動液と作動液の蒸気とを隔離する隔壁（図示略）を有していてもよい。

［作動液］
作動液は、筐体２の密閉空間２ａに封入されている。作動液は、熱伝導部材１の使用環境において蒸発及び凝集する液体であれば特に限定されない。作動液としては、例えば、水、アルコール化合物（例えば、メタノール及びエタノール）、代替フロン、炭化水素化合物、フッ素化炭化水素化合物及びグリコール化合物（例えば、エチレングリコール）が挙げられる。作動液としては、水が好ましい。

［ウィック構造体］
ウィック構造体３は、筐体２の密閉空間２ａに配置される。ウィック構造体３は、毛細管構造を有する部材であれば、特に限定されない。ここで、毛細管構造とは、毛管圧力により作動液を移動させることができる構造をいう。毛細管構造としては、例えば、多孔構造、繊維構造、溝構造及び網目構造が挙げられる。

ウィック構造体３としては、例えば、ワイヤー、メッシュ、不織布及び多孔質体（例えば、焼結体）が挙げられる。ウィック構造体３の材質としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、チタン及びこれらの合金（例えば、銅合金、アルミニウム合金、ニッケル合金、ステンレス及びチタン合金）、炭素繊維及びセラミックが挙げられる。ウィック構造体３の材質としては、銅が好ましい。また、図１では、ウィック構造体３及び金属板４は別々の部材として描かれている。しかし、本実施形態に係る熱伝導部材において、ウィック構造体及び金属板は一体化していてもよい。例えば、本実施形態において、ウィック構造体は、金属板に形成された溝又は凹凸構造であってもよい。

ウィック構造体３の厚さとしては、特に限定されず、例えば、５μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。平面視において、ウィック構造体３は、密閉空間２ａの全ての領域に配置されていることが好ましい。但し、平面視において、ウィック構造体３は、密閉空間２ａの一部の領域のみに配置されていてもよい。

＜変形例＞
次に、図７を参照して、熱伝導部材１の変形例に係る熱伝導部材１１を説明する。熱伝導部材１１は、内部に密閉空間１２ａが形成されている筐体１２と、密閉空間１２ａに配置される２つのウィック構造体１３と、密閉空間１２ａに封入される作動液（図示略）とを備える。筐体１２は、筒状である。筐体１２は、２枚の金属板１４と、金属板１４を繋ぎ合わせる接合構造１５とを有する。熱伝導部材２１は、ヒートパイプとして好適に用いられる。接合構造１５は、図２に示す接合構造５と同一である。

［その他の変形例］
以上、本実施形態に係る熱伝導部材について、図面を参照しつつ説明した。しかし、本実施形態に係る熱伝導部材は、図１の熱伝導部材１、及び図７の熱伝導部材１１に限定されない。

例えば、筐体を構成する金属板の枚数は、１枚でもよく、３枚以上でもよい。また、本実施形態に係る熱伝導部材の筐体の形状は、図１に示す熱伝導部材１のようなシート状、及び図７に示す熱伝導部材１１のような円筒状に限定されず、他の形状（例えば、角筒状、及び半円筒状）であってもよい。更に、本実施形態に係る熱伝導部材は、筐体、ウィック構造体及び作動液以外の他の部材（例えば、放熱フィン）を更に備えていてもよい。

［熱伝導部材の製造方法］
以下、本実施形態に係る熱伝導部材の製造方法を例示する。熱伝導部材の製造方法では、まず、１又は複数の金属板を所定の形状に成形及び配置し、内部に空間が形成されている仮設筐体を形成する。仮設筐体は、接合構造を有しないという点で、本実施形態に係る熱伝導部材が備える筐体と相違する。次に、仮設筐体の金属板を加熱加圧処理することにより、接合構造を形成する（第１加熱加圧処理）。但し、第１加熱加圧処理においては、仮設筐体の少なくとも１箇所に開口部を残しておく。次に、上述の開口部から、ウィック構造体を上述の空間に配置すると共に、作動液を上述の空間に投入する。次に、上述の開口部を加熱加圧処理することにより、接合構造を形成する（第２加熱加圧処理）。以上により、本実施形態に係る熱伝導部材が得られる。なお、熱伝導部材の製造方法では、第１加熱加圧処理の前に、仮設筐体の内部の空間に予めウィック構造体を配置しておいてもよい。

熱伝導部材の製造方法では、第２加熱加圧処理時に、作動液を加熱して作動液の一部を蒸発させてもよい。これにより、仮設筐体の内部の空間の空気を作動液の蒸気によって追い出すことができる。その結果、熱伝導部材の筐体に形成された密閉空間を減圧状態にすることができる。

第１加熱加圧処理及び第２加熱加圧処理における加熱温度としては、５００℃以上１０００℃以下が好ましく、５００℃以上８００℃以下がより好ましい。上述の加熱温度を５００℃以上とすることで、上述の特徴を満たす接合構造を形成し易くなる。上述の温度を１０００℃以下とすることで、製造コストをより低減できる。

第１加熱加圧処理及び第２加熱加圧処理における加熱時の昇温速度としては、５℃／秒以上５０℃／秒以下が好ましく、１０℃／秒以上３０℃／秒以下がより好ましい。上述の昇温速度を５℃／秒以上５０℃／秒以下とすることで、上述の特徴を満たす接合構造を形成し易くなる。

第１加熱加圧処理及び第２加熱加圧処理における圧力としては、３０．０ＭＰａ以上３００．０ＭＰａ以下が好ましく、４５．０ＭＰａ以上２３０．０ＭＰａ以下がより好ましい。上述の圧力を３０．０ＭＰａ以上とすることで、上述の特徴を満たす接合構造を形成し易くなる。上述の圧力を３００．０ＭＰａ以下とすることで、製造コストをより低減できる。

本実施例では、筐体が有する金属板が銅板である場合において、実施形態に記載した接合構造を形成するための条件について検討した。

図８に示すように、直径８ｍｍ、高さ４ｍｍの円柱状の２枚の銅プレートＰを用意した。２枚の銅プレートＰは、一方を下方に配設し、他方を上方に配設した。また、２枚の銅プレートＰの間に、熱電対Ｔをセットした。次に、熱間加工装置（富士電波工機株式会社製「Ｔｈｅｒｍｅｃｍａｓｔｅｒ−Ｚ」）を用いて、２枚の銅プレートＰを加熱加圧処理した。詳しくは、所定の昇温速度（１０℃／秒、２０℃／秒又は３０℃／秒）で加熱しながら、上方に配設した銅プレートＰに下向きの荷重Ｌを加えた。加熱加圧処理の間、熱電対Ｔによって２枚の銅プレートＰの温度を測定した。加熱は、熱電対Ｔによって測定される温度が所定の温度（５００℃又は６００℃）に到達するまで行った。これにより、上方に配設した銅プレートＰを、下方に配設した銅プレートＰに押し付けた。以上の加熱加圧処理により、２枚の銅プレートＰを一体化させた。加熱加圧処理は、２枚の銅プレートＰの合計高さが３．２ｍｍ縮む（歪み：２％）か、又は６．４ｍｍ縮む（歪み：４％）まで行った。歪みを２％とするサンプルについては、歪みが２％に到達した段階での圧力を記録した。また、歪みを４％とするサンプルについては、歪みが４％に到達した段階での圧力を記録した。

次に、一体化させた２枚の銅プレートＰを、ペンチにより引き剥がそうと試みた。一体化させた２枚の銅プレートＰをペンチにより引き剥がすことができた場合、２枚の銅プレートＰは十分に接合されていないと判断した。この場合、２枚の銅プレートＰの接合構造は、十分な密閉性を発揮することができないと判断される。一方、一体化させた２枚の銅プレートＰをペンチにより引き剥がすことができなかった場合、２枚の銅プレートＰは十分に接合していたと判断した。この場合、２枚の銅プレートＰの接合構造は、十分な密閉性を発揮することができると判断される。

なお、仮に２枚の銅プレートＰを拡散接合する場合、６００℃〜８００℃で数時間〜数十時間かけて加熱加圧処理する必要がある。そのため、上述の試験の各条件では、拡散接合は行われていないと判断される。

下記表１中、「Ａ」は、一体化させた２枚の銅プレートＰをペンチにより引き剥がすことができなかったことを示す。「Ｂ」は、一体化させた２枚の銅プレートＰをペンチにより引き剥がすことができたことを示す。括弧内の圧力は、加熱加圧処理時に記録された圧力を示す。「−」は、該当する条件では試験を行わなかったことを示す。

表１から明らかなように、加熱温度６００℃以上、昇温速度１０℃／秒以上、かつ荷重４５ＭＰａ以上であれば、２枚の銅プレートＰを十分に接合できると判断される。

表１の各サンプルについて、電子顕微鏡により断面観察した。表１において評価がＡであったサンプルの接合構造は、積層した２層の銅板層と、２層の銅板層の境界部とを有していた。境界部は、実施形態において説明した第１領域及び第２領域を有していた。詳しくは、評価がＡであったサンプルは、接合構造から無作為に選択された１０箇所において境界部の１ｍｍの範囲を断面観察したところ、全ての境界部において、第１領域と、第２領域とが存在していた。一方、評価がＢであったサンプルの接合構造は、第２領域に相当する領域が観察されなかった。

本発明は、例えば、電子部品等の放熱に用いる熱伝導部材として好適である。

１，１１ 熱伝導部材
２，１２ 筐体
３，１３ ウィック構造体
４，１４ 金属板
５，１５ 接合構造
５ａ 金属板層
５ｂ 境界部

Claims (8)

1. 内部に密閉空間が形成されている筐体と、
   前記密閉空間に配置されるウィック構造体と、
   前記密閉空間に封入される作動液と
   を備える熱伝導部材であって、
   前記筐体は、１又は複数の金属板と、前記金属板を繋ぎ合わせる接合構造とを有し、
   前記接合構造は、積層した２層の金属板層と、前記２層の金属板層の境界部とを有し、
   前記境界部は、前記２層の金属板層に跨って存在する結晶粒により構成される第１領域を有する、熱伝導部材。
2. 前記境界部は、前記２層の金属板層間の界面により構成される第２領域を更に有する、請求項１に記載の熱伝導部材。
3. 前記接合構造から無作為に選択された１０箇所において前記境界部の１ｍｍの範囲を断面観察した際に、全ての前記境界部は、前記第１領域と、前記第２領域とが交互に存在している、請求項２に記載の熱伝導部材。
4. 前記境界部は、平面視した際に、不連続相として存在する前記第１領域と、連続相として存在する前記第２領域とにより構成される海島構造を有する、請求項２又は３に記載の熱伝導部材。
5. 前記接合構造から無作為に選択された１０箇所において前記境界部の１ｍｍの範囲を断面観察した際に、前記境界部に含まれる前記第１領域の個数の平均値は、１０．０個以上２０．０個以下である、請求項１〜４の何れかに記載の熱伝導部材。
6. 前記接合構造から無作為に選択された１０箇所において前記境界部の１ｍｍの範囲を断面観察した際に、前記境界部に含まれる前記第１領域の合計長さの平均値は、０．０５ｍｍ以上０．９５ｍｍ以下である、請求項１〜５の何れかに記載の熱伝導部材。
7. 前記筐体は、筒状であり、
   ヒートパイプとして用いられる、請求項１〜６の何れかに記載の熱伝導部材。
8. 前記筐体は、対向して配設される２枚の前記金属板により構成され、
   ベーパチャンバーとして用いられる、請求項１〜６の何れかに記載の熱伝導部材。

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