JP3161474U

JP3161474U - ベーパチャンバの構造

Info

Publication number: JP3161474U
Application number: JP2010003360U
Authority: JP
Inventors: 修維楊
Original assignee: 奇▲こう▼科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2010-07-29
Anticipated expiration: 2020-05-21

Abstract

【課題】薄型で熱伝導効率の高いベーパチャンバの構造を提供する。【解決手段】第１面１１１および反対面である第２面１１２を有する第１の板体１１と、第３面１２１とその反対面の第４面１２２を有する第２の板体１２と、毛細管構造の複数の網目１３１、第１面１３２および第２面１３３を有する網状構造体１３とから構成する。第１の板体１１の第２面１１２は、凝縮部１１３を有する。第２の板体１２の第３面１２１には、蒸発部１２３および複数の集流部１２４が設けられる。第２の板体１２の第３面１２１と第１の板体１１の第２面１１２とは、相接して接続される。第２の板体１２の第４面１２２は、熱源と接触する。網状構造体１３の第１面１３２は、凝縮部１１３に相対して接続され、網状構造体１３の第２面１３３は、蒸発部１２３および集流部１２４に相対して接続される。【選択図】図１

Description

本考案は、ベーパチャンバの構造に関し、特に、薄型化されたベーパチャンバの構造に関する。

現在、電子製品の更なる軽薄化が求められ、それに伴い、各素子の寸法も更なる小型化が求められている。しかし、電子製品の寸法を縮小することに伴って発生する熱の問題は、電子製品およびシステムの性能を改善する上での大きな障害となっている。

また、電子素子を構成する半導体の寸法が縮小されても、更に優れた性能が要求され続けている。

また、半導体の寸法が縮小された結果、熱流量密度が増加し、電子製品の冷却性能を向上させても、十分な放熱効果を達成することができない。また、熱流量密度の増加により、時間や箇所によって、過熱部分が発生し、電子素子が故障する可能性がある。

そこで、従来技術においては、ベーパチャンバ（Ｖａｐｏｒｃｈａｍｂｅｒ：ＶＣ）ヒートシンク（ＨｅａｔＳｉｎｋ）が放熱器としてチップの上方に配置され、使用される。ベーパチャンバ内は、毛細管現象を増大させるため、焼結被覆銅柱、焼結柱、発泡柱などの毛細管構造によって支持され、回流路が形成される。しかし、ベーパチャンバの上下の壁は、薄く（１．５ｍｍ以下）、上述の従来の毛細管構造によって支持する構造をベーパチャンバに応用した場合、銅柱、焼結柱または発泡柱が配置された部分のみが支持され、他の部分は凹陥する。これにより、ベーパチャンバの構造の平坦性および強度を維持することができないため、薄型化を実現することができなかった。

また、蒸気コアの選択には、豊富な知識を要する。適当な蒸気コアを選択することは非常に重要であり、蒸気コアは、作動流体の流速を維持する上、十分な毛細管圧力を維持することにより、重力の影響を克服しなければならない。即ち、従来技術には、以下に示す欠点が存在する。

１．厚さが厚い
２．薄型化を実現することができない。

特開２０００−１２４３７４号公報

本考案の第１の目的は、薄型化されたベーパチャンバの構造を提供することにある。
本考案の第２の目的は、熱伝達効率を大幅に高めることができるベーパチャンバの構造を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本考案は、ベーパチャンバの構造を提供するものである。本考案のベーパチャンバは、第１の板体、第２の板体および網状構造体を具える。第１の板体は、第１面およびその反対側の面である第２面を有する。第２面は、凝縮部を有する。第２の板体は、第３面およびその反対側の面である第４面を有する。第３面には、蒸発部および凝縮した冷媒を蒸発部に還流するための複数の集流部が設けられる。第３面と第１の板体の第２面とは、相対向して接続される。第４面は、少なくとも１つの熱源と接触する。網状構造体は、第１の板体と第２の板体との間に配置される。網状構造体は、毛細管構造であって複数の網目、第１面およびその反対側の面である第２面を有する。網状構造体の第１面は、凝縮部に相接して接続され、網状構造体の第２面は、蒸発部および集流部に相接して接続される。作動流体は、毛細管構造により、複数の集流部を経由して蒸発部に戻る。凝縮部と網状構造体と蒸発部と集流部とが組み合わされることにより、ベーパチャンバの構造は、薄型化を実現できる上、極めて優れた熱伝達効果を達成することができる。

本考案のベーパチャンバの構造は、凝縮部と網状構造体と蒸発部と集流部とが組み合わされた簡単な構造により、薄型化を実現できる上、熱伝達効率を高めることができる。

本考案の第１実施形態によるベーパチャンバを示す分解斜視図である。本考案の第１実施形態によるベーパチャンバを示す斜視図である。本考案の第１実施形態によるベーパチャンバを示す断面図である。本考案の第１実施形態によるベーパチャンバを示す断面図である。本考案の第１実施形態によるベーパチャンバを示す拡大断面図である。本考案の第１実施形態によるベーパチャンバを示す拡大断面図である。本考案の第２実施形態によるベーパチャンバを示す分解斜視図である。

本考案の目的、特徴および効果を示す実施形態を図面に沿って詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１、図２、図３および図４を参照する。図１は、本考案の第１実施形態によるベーパチャンバを示す分解斜視図である。図２は、本考案の第１実施形態によるベーパチャンバを示す斜視図である。図３は、本考案の第１実施形態によるベーパチャンバを示す断面図である。図４は、本考案の第１実施形態によるベーパチャンバを示す断面図である。図１、図２、図３および図４に示すように、本考案の第１実施形態によるベーパチャンバ１の構造は、第１の板体１１、第２の板体１２および網状構造体１３を具える。

第１の板体１１は、第１面１１１およびその反対側の面である第２面１１２を有する。第２面１１２は、少なくとも１つの凝縮部１１３を有する。

凝縮部１１３は、複数の凸体１１４を有する。複数の凸体１１４間は、複数の第１の溝１１５を有する。第１の溝１１５は、横方向と縦方向に互いに交差するように設けられる。

第２の板体１２は、第３面１２１およびその反対側の面である第４面１２２を有する。第３面１２１には、蒸発部１２３および凝縮した冷媒を蒸発部に流通させる複数の集流部１２４が設けられる。第３面１２１と第１の板体１１の第２面１１２とは、相対向して接続される。第４面１２２は、熱源２と接触する。

集流部１２４は、第１の集流部１２４１、第２の集流部１２４２、第３の集流部１２４３および第４の集流部１２４４に分散配置され、それぞれ蒸発部に通じる。第１の集流部１２４１、第２の集流部１２４２、第３の集流部１２４３および第４の集流部１２４４は、複数の第２の溝１２５から延長された幾何学形状によって構成される。
第１の集流部１２４１、第２の集流部１２４２、第３の集流部１２４３および第４の集流部１２４４の幾何学形状は、正方形、円形、三角形または台形である。本実施形態においては、第１の集流部１２４１は、三角形であり、第２の集流部１２４２は、正方形であり、第３の集流部１２４３は、円形であり、第４の集流部１２４４は、台形である。しかし、第１の集流部１２４１、第２の集流部１２４２、第３の集流部１２４３および第４の集流部１２４４の幾何学形状は、互いに変換可能であり、上述の態様のみに限定されない。

蒸発部１２３は、第３面１２１上にあって熱源２と表裏関係をなす位置に設けられる。蒸発部１２３の第２の溝１２５の幅は、第１の集流部１２４１、第２の集流部１２４２、第３の集流部１２４３および第４の集流部１２４４の第２の溝１２５の幅よりも狭い。

網状構造体１３は、第１の板体１１と第２の板体１２との間に配置される。網状構造体１３は、毛細管構造である上、複数の網目１３１、第１面１３２および第２面１３３を有する。網状構造体１３の第１面１３２は、凝縮部１１３に相接して接続され、網状構造体１３の第２面１３３は、蒸発部１２３に相接して接続され、これにより、複数の流路１２６が画定される。複数の流路１２６内には、作動流体３が封入される。作動流体３は、純水、メチルアルコール、アセトン、冷媒またはアンモニアである。

図１、図３、図４、図５および図６を参照する。図１、図３、図４、図５および図６に示すように、第１の板体１１の第１の溝１１５の底部は、Ｖ字形（図５を参照）、Ｕ字形（図６を参照）または方形（図３を参照）である。当然、この態様のみに限定されない。

第１の板体１１および第２の板体１２は、銅材料またはアルミニウム材料からなる。

また、第２の板体１２の第２の溝１２５の底部は、Ｖ字形（図５を参照）、Ｕ字形（図６を参照）または方形（図３を参照）である。当然、この態様のみに限定されない。

ベーパチャンバ１は、第２の板体１２の第４面１２２と熱源２とが接触することにより熱が伝達され、その熱が第２の板体１２の第４面１２２から、第２の板体１２の第３面１２１の蒸発部１２３に伝達されたとき、作動流体３を蒸発させて凝縮部１１３の方向に拡散させる。次に、気相の作動流体４が凝縮部１１３において液相の作動流体５に凝縮された後、液相の作動流体５は、網状構造体１３の網目１３１に沿って生成される毛細管圧力により、第２の板体１２の第１の集流部１２４１、第２の集流部１２４２、第３の集流部１２４３および第４の集流部１２４４の複数の第２の溝１２５の方向に流れ、その後、蒸発部１２３に戻り、熱伝達循環が達成される。

上述の網状構造体１３の網目１３１は、同一または非同一（即ち、大きい網目と小さい網目、或いは、粗い網目と細かい網目の組み合わせ）とすることができる。これにより、ベーパチャンバの構造の厚さを増大させないという条件の下、蒸発部を２００メッシュの４層とし、他の領域を１００メッシュの２層とすることができる。また、網状構造体１３は、焼結と網目とを組み合わせた複合構造体とすることができる。即ち、網状構造体１３に穿孔し、焼結層を孔内に形成することができ、最終的なベーパチャンバの厚さを増大させないという前提の下、形態を任意に変更することができる。

（第２実施形態）
図７を参照する。図７は、本考案の第２実施形態によるベーパチャンバを示す分解斜視図である。第１の板体１１および網状構造体１３は、第１実施形態の構造と同一であるため、説明を省略する。
本実施形態の第２の板体１２の蒸発部１２３および集流部１２４は、複数の凸体１２７を有する。複数の凸体１２７間は、複数の第２の溝１２５を有する。第２の溝１２５は、横方向と縦方向に互いに交差するように設けられる。

上述の説明および図面は、本考案の実施形態を示すものであり、当業者は、本考案の主旨を逸脱しない範囲において、同等効果である変更または修飾を行なうことができる。従って、本考案の保護保護範囲は、実用新案登録請求の範囲を基準とする。

１ベーパチャンバ
１１第１の板体
１１１第１面
１１２第２面
１１３凝縮部
１１４凸体
１１５第１の溝
１２第２の板体
１２１第３面
１２２第４面
１２３蒸発部
１２４集流部
１２４１第１の集流部
１２４２第２の集流部
１２４３第３の集流部
１２４４第４の集流部
１２５第２の溝
１２６流路
１２７凸体
１３網状構造体
１３１網目
１３２第１面
１３３第２面
２熱源
３作動流体
４気相の作動流体
５液相の作動流体

Claims

第１の板体、第２の板体および網状構造体から構成され、
前記第１の板体は、第１面およびその反対側の面である第２面を有し、前記第２面は、少なくとも１つの凝縮部を有し、
前記第２の板体は、第３面およびその反対側の面である第４面を有し、前記第３面には、少なくとも１つの蒸発部および凝縮した冷媒を蒸発部に還流する溝からなる複数の集流部が設けられ、前記第３面と前記第１の板体の第２面とは、相対向して接続され、前記第４面は、少なくとも１つの熱源と接触し、
前記網状構造体は、前記第１の板体と前記第２の板体との間に配置され、毛細管構造であって、複数の網目、第１面およびその反対側の面である第２面を有し、前記網状構造体の第１面は、前記凝縮部に相接して接続され、前記網状構造体の第２面は、前記蒸発部および前記複数の集流部に相接して接続されることを特徴とするベーパチャンバの構造。
前記集流部は、第１の集流部、第２の集流部、第３の集流部および第４の集流部に分割して構成され、前記第１の集流部、第２の集流部、第３の集流部、第４の集流部および前記蒸発部は、複数の溝を幾何学形状に延長して形成された溝により構成されることを特徴とする請求項１記載のベーパチャンバの構造。
前記第１の集流部の幾何学形状は、正方形、円形、三角形または台形であることを特徴とする請求項２記載のベーパチャンバの構造。
前記第２の集流部の幾何学形状は、正方形、円形、三角形または台形であることを特徴とする請求項２記載のベーパチャンバの構造。
前記第３の集流部の幾何学形状は、正方形、円形、三角形または台形であることを特徴とする請求項２記載のベーパチャンバの構造。
前記第４の集流部の幾何学形状は、正方形、円形、三角形または台形であることを特徴とする請求項２記載のベーパチャンバの構造。
前記凝縮部の溝の底部は、Ｖ字形、Ｕ字形または方形であることを特徴とする請求項１記載のベーパチャンバの構造。
前記第１の集流部、第２の集流部、第３の集流部および第４の集流部の溝の底部は、Ｖ字形、Ｕ字形または方形であることを特徴とする請求項２記載のベーパチャンバの構造。
前記蒸発部は、前記第３面上の熱源と表裏関係をなす位置に設けられ、前記蒸発部のの溝の幅は、前記第１の集流部、第２の集流部、第３の集流部および第４の集流部の溝の幅よりも狭いことを特徴とする請求項２または８記載のベーパチャンバの構造。
前記複数の流路内には、作動流体が封入され、前記作動流体は、純水、メチルアルコール、アセトン、冷媒またはアンモニアであることを特徴とする請求項１記載のベーパチャンバの構造。
前記凝縮部は、複数の凸体を有し、前記凸体間は、複数の溝をなし、これらの溝は、横方向と縦方向に互いに交差するように設けられることを特徴とする請求項１記載のベーパチャンバの構造。
前記第１の板体および第２の板体は、銅材料またはアルミニウム材料からなることを特徴とする請求項１記載のベーパチャンバの構造。
前記凝縮部は、第１の凝縮部、第２の凝縮部、第３の凝縮部および第４の凝縮部に分割して構成され、前記第１の凝縮部、第２の凝縮部、第３の凝縮部および第４の凝縮部は、複数の溝を幾何学形状に延長して形成された溝により構成されることを特徴とする請求項１記載のベーパチャンバの構造。
前記蒸発部および集流部は、複数の凸体を有し、前記複数の凸体間は、複数の溝を形成し、これらの溝は、横方向と縦方向に互いに交差するように設けられることを特徴とする請求項１記載のベーパチャンバの構造。
前記網状構造体中の網目は、同一または異なる形状であることを特徴とする請求項１記載のベーパチャンバの構造。
前記網状構造体は、焼結構造と網目構造とが組み合わされた複合構造体であることを特徴とする請求項１記載のベーパチャンバの構造。