JP3552553B2 - 平面状ヒートパイプ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面状ヒートパイプの製造方法に係り、特に、パソコン用ＣＰＵ等の半導体素子用ヒートシンクなどに用いられ、薄型・大面積の平面状ヒートパイプの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の平面状ヒートパイプとして、以下のようなものが挙げられる。
【０００３】
▲１▼ 図１４（ａ），（ｂ）に示すように、金属管の一端に封止部７２、他端に作動液封入ノズル７３を有する円筒状のヒートパイプを作製した後、プレス等の手段によってパイプの外壁面の一部が平行面となるように成形加工を施して偏平ヒートパイプ７１とし、その偏平ヒートパイプ７１を複数本（図１４中では６本）並べて集熱板７４と接合してなる平面状ヒートパイプ。
【０００４】
▲２▼ 図１５（ａ），（ｂ）に示すように、加工が容易なアルミ（又はアルミ合金）を用いて偏平多孔管８１を押出加工し、その偏平多孔管８１の一端に封止材８２、他端にヘッダ部材８３を介して作動液封入ノズル８４を取り付けてなる平面状ヒートパイプ。
【０００５】
▲３▼ 図１６（ａ），（ｂ）に示すように、アルミ又は銅を素材としてロールボンド法などを用いて作製した蛇行流路９１を有する容器材料９４を使用し、蛇行流路９１の一端を封止材９２で封止すると共に、他端に作動液封入ノズル９３を取付けてなる平面状ヒートパイプ。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した▲１▼〜▲３▼の平面状ヒートパイプには以下に示すような問題があった。
【０００７】
▲４▼ ▲１▼の平面状ヒートパイプは、作動液の蒸気圧と偏平ヒートパイプ７１の平面壁の強度の関係から、偏平ヒートパイプ７１のアスペクト比（幅／厚さ）を大きく取ることができないため、幅の狭い偏平ヒートパイプ７１しか作製することができず、大面積の平面状ヒートパイプを作製しようとする場合、多数本の偏平ヒートパイプ７１を使用しなければならない。また、殆どの工業的用途においては、平面状ヒートパイプの少なくとも一面は平滑面である必要があるが、偏平ヒートパイプ７１を多数本並べても平滑面は得られないため、別の金属平板（集熱板７４）と接合しなければならず、平面状ヒートパイプの製造コストの高騰を招くという問題があった。
【０００８】
▲５▼ ▲２▼の平面状ヒートパイプは、押出加工装置の制約から、作製可能な集合ヒートパイプ８１の最小厚さと最大幅に制限があり、また、集合ヒートパイプ８１の端末の加工に手間が掛かるため、製造コストの高騰を招くという問題があった。
【０００９】
▲６▼ ▲３▼の平面状ヒートパイプは、アルミを素材とする冷蔵庫用の均熱材等に実用化されているが、蛇行流路９１として細い作動液流路の形成が困難であるため容器材料９４の厚さが厚くなり、半導体素子のような小さな部材の冷却には適さない。また、蛇行流路９１の内面が平滑であるためウィック力が小さく、水平状態〜トップヒート状態での作動が期待できないという欠点があった。ここで、銅を素材とする同様なヒートパイプも作製されているが、こちらも寸法および重量が大きいため、半導体素子の冷却には適していない。
【００１０】
そこで本発明は、上記課題を解決し、薄型で、かつ、大面積な平面状ヒートパイプを低コストで製造する方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、密閉された作動液流路内に、作動液と作動液の蒸気を満たした平面状ヒートパイプの製造方法において、浅溝部と深溝部からなる異形断面溝が形成された金属平板の溝形成面とカバー用金属平板を、上記両金属平板の相対する面に、予め、接合用金属の層を形成しておくと共に、少なくともどちらか一方の面に接合用金属製のスペーサを配置した状態で相対させ、その後、所定密度の作動液蒸気中、両金属平板の温度を作動液蒸気の飽和温度以上の温度に保った状態で、両金属平板を接近・接触させると共に、接合面を金属的に接合して作動液流路の形成と作動液流路内への作動液および作動液蒸気の封入を同時に行う方法である。
【００１２】
請求項２の発明は、両金属平板が接近する方向に圧力を加えて上記接合面を金属的に接合する請求項１記載の平面状ヒートパイプの製造方法である。
【００１３】
請求項３の発明は、両金属平板が接近する方向に圧力を加え、両金属平板に超音波を付与して上記接合面を金属的に接合する請求項１記載の平面状ヒートパイプの製造方法である。
【００２１】
以上の製造方法によれば、毛細管作用を有した作動液流路を有する薄型・大面積な平面状ヒートパイプを、製造容易に、かつ、安価に作製することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１３に示すように、横断面が三角形の微細な作動液流路６１を有するヒートパイプは、作動液流路６１の各頂点近傍で毛細管現象が生じ、作動液流路６１の各頂点近傍は作動液Ｌが流れる液流路６２となると共に、作動液流路６１の中央部は作動液蒸気Ｓが流れる蒸気流路６３となり、ヒートパイプとして作動可能となる。このようなヒートパイプがＧｒｏｖｅｒによって提唱されており、一般に、「マイクロヒートパイプ」として知られている。
【００２４】
本発明者らは、このマイクロヒートパイプの作動原理を利用し、毛細管作用を有し、かつ、液流路と蒸気流路が明確に区分された平面状ヒートパイプの発明に至った。
【００２５】
本発明の平面状ヒートパイプの横断面図を図１に、本発明の平面状ヒートパイプの上面図の一例を図３乃至図６に示す。ここで、図１（ｂ）は、図１（ａ）の要部拡大図である。
【００２６】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、本発明の平面状ヒートパイプ１０は、表面が平滑な金属平板１の片面に浅溝部３と深溝部４からなる異形断面溝５を形成し、その金属平板１の溝形成面に、表面が平滑な蓋板（カバー用金属平板）２を接合し、異形断面溝５と蓋板２で形成される密閉空間を作動液Ｌと作動液蒸気Ｓを封入するための作動液流路６としたものである。
【００２７】
金属平板１および蓋板２の構成材としては、例えば、銅などが挙げられるが、特に限定するものではない。
【００２８】
異形断面溝５は金属平板１の端面に連通しないように、すなわち、その異形断面溝５の一部が金属平板１の端面に臨むことがないように形成されており、その溝数は任意（図１（ａ）中では５個）である。異形断面溝５の深溝部４と蓋板２で形成される空間が作動液蒸気Ｓを流すための蒸気流路となると共に、浅溝部３と蓋板２で囲まれた空間が作動液Ｌを流すための液流路となる。尚、異形断面溝５の形成方法は特に限定するものではない。
【００２９】
また、各異形断面溝５を異形断面連結溝（図示せず）で連結し、図６に示すように、各作動液流路６が連結流路７で連結された一体型作動液流路８としてもよい。
【００３０】
さらに、異形断面溝５の浅溝部３は深溝部４の長手方向に沿って少なくとも１つあればよく、また、浅溝部３および深溝部４の横断面形状は特に限定するものではない。
【００３１】
また更に、作動液流路６（異形断面溝５）の形状は、図３乃至図６に示すように、直線状、湾曲直線状、同心円状、放射状であってもよく、特に限定するものではない。
【００３２】
すなわち、本発明の平面状ヒートパイプ１０によれば、金属平板１に形成された異形断面溝５と蓋板２で形成される密閉空間を作動液流路６としているため、ウィック力が大きく、薄型で、大面積な平面状ヒートパイプを得ることができる。
【００３３】
また、作動液流路６内に封入する作動液Ｌおよび作動液蒸気Ｓは、作動液流路６の形成時に同時封入されるため、作動液流路６に特定の作動液封入部を設ける必要がない。
【００３４】
さらに、各作動液流路６がそれぞれ独立した状態であっても平面状ヒートパイプ１０の平面内の温度分布は小さいが、各作動液流路６を連結流路７で連結させて一体型作動液流路８とすることで、更に温度分布を小さくすることが可能となる。
【００３５】
また更に、本発明の平面状ヒートパイプ１０を作製した後、その平面状ヒートパイプ１０に対して曲げ加工や穴開け加工などを施すことが可能である。
【００３６】
次に、本発明の平面状ヒートパイプの製造に用いる装置を説明する。
【００３７】
本発明の平面状ヒートパイプの製造装置の一例を示す模式図を図９に、図９の部分拡大図を図１０に示す。
【００３８】
図９および図１０に示すように、本発明の平面状ヒートパイプの製造装置は、上側加熱・冷却板２１と、上側加熱・冷却板２１に相対して設けられた下側加熱・冷却板２２と、上側の加熱・冷却板２２全体を覆うと共に、パッキン２９を介して下側の加熱・冷却板２２上に取外し自在に取り付けられた逆深皿状の上部構造体２５と、その上部構造体２５と一体に設けられた加圧装置２６で主に構成されている。ここで、上部構造体２５と下側の加熱・冷却板２２とで囲まれた空間がチャンバー２７を形成する。
【００３９】
上側の加熱・冷却板２１は、ベロー２８を介して上部構造体２５に支持されており、上下動自在に設けられている。また、上側の加熱・冷却板２１および下側の加熱・冷却板２２内には、熱媒循環流路２３，２４が形成されている。
【００４０】
熱媒循環流路２３の一端にはベロー３０ａを備えた熱媒配管３０および熱媒供給ライン３３ａが、熱媒循環流路２４の一端には熱媒供給ライン３３ｂが接続されており、熱媒供給ライン３３ａ，３３ｂは途中で１本の熱媒供給ライン３３に統合される。統合された熱媒供給ライン３３には、低温熱媒供給ライン３４の一端および高温熱媒供給ライン３５の一端がそれぞれ接続されている。低温熱媒供給ライン３４の他端は低温熱媒ＮＬ が満たされた低温熱媒タンクに接続されており、高温熱媒供給ライン３５の他端は高温熱媒ＮＨ が満たされた高温熱媒タンク３２に接続されている。
【００４１】
ここで、低温熱媒供給ライン３４および高温熱媒供給ライン３５には、それぞれポンプおよびバルブが設けられている。また、低温熱媒タンク３１はヒータと冷却手段（例えば、冷却コイル）を、高温熱媒タンク３２はヒータを備えている。
【００４２】
また、熱媒循環流路２３の他端にはベロー３６ａを備えた熱媒配管３６および熱媒回収ライン３７ａが、熱媒循環流路２４の他端には熱媒回収ライン３７ｂが接続されており、熱媒回収ライン３７ａ，３７ｂは途中で１本の熱媒回収ライン３７に統合される。熱媒回収ライン３７には、切替バルブを介して、低温熱媒回収ライン３８の一端および高温熱媒回収ライン３９の一端がそれぞれ接続されている。低温熱媒回収ライン３８の他端は低温熱媒タンク３１に接続されており、高温熱媒回収ライン３９の他端は高温熱媒タンク３２に接続されている。
【００４３】
下側の加熱・冷却板２２には、一端がチャンバー２７に臨んだ供給穴４１および排気穴４２が形成されている。
【００４４】
供給穴４１の他端は作動液供給ライン４４に接続されており、作動液供給ライン４４は作動液タンク４３に接続されている。また、排気穴４２の他端は排気ライン４５に接続されており、その排気ライン４５は途中から真空引ライン４６、作動液回収ライン４８、および大気開放ライン５０の３つのラインに分岐している。真空引ライン４６には真空ポンプ４７が設けられており、作動液回収ライン４８は作動液回収タンク４９に接続されている。
【００４５】
ここで、作動液供給ライン４４、真空引ライン４６、作動液回収ライン４８、および大気開放ライン５０のそれぞれにはバルブが設けられている。
【００４６】
次に、本発明の製造方法を説明する。
【００４７】
片面に異形断面溝５が形成された金属平板（例えば、金属銅板）１の溝形成面に対して所定の隙間を設けて蓋板（例えば、金属銅板）２を対面させる。
【００４８】
具体的には、図１０に示すように、接合しようとする金属平板１の異形断面溝５を除いた部分および金属平板１と相対する面の蓋板２の全面に、予め、ハンダ（例えば、Ｓｎ−３．５Ａｇハンダ）等の接合金属層５１をメッキなどの手段で付着形成しておくと共に、接合金属材の粒（又は突起）からなるスペーサ５２を両面間に適宜配置した状態で、上側の加熱・冷却板２１および下側の加熱・冷却板２２の間に挟み込んでチャンバー２７内にセットする。
【００４９】
ここで、両加熱・冷却板２１，２２の熱媒循環流路２３，２４に、低温熱媒タンク３１および高温熱媒タンク３２から各ラインを介して低温熱媒（約４００Ｋ（１２７℃））ＮＬ および高温熱媒（約５２０Ｋ（２４７℃））ＮＨ を循環供給することにより、両加熱・冷却板２１，２２の温度調節が可能であるが、この時点では熱媒循環流路２３，２４に低温熱媒ＮＬ を循環供給し、両加熱・冷却板２１，２２の温度を作動液蒸気（例えば、フロンＲ−１１４）Ｓの封入温度（約４００Ｋ）に保っておく。
【００５０】
次に、真空ライン４６のバルブを開くと共に、真空ポンプ４７を作動させ、排気穴４２を介してチャンバー２７内を略真空にする。その後、真空ライン４６のバルブを閉じた後、作動液供給ライン４４のバルブを開くと共に、供給穴４１を介してチャンバー２７内に所定の密度を有する作動液蒸気Ｓを注入する。その後、チャンバー２７内が作動液蒸気Ｓで飽和した後、作動液供給ライン４４のバルブを閉じる。
【００５１】
次に、熱媒循環流路２３，２４に循環供給する熱媒を、低温熱媒ＮＬ から高温熱媒ＮＨ に切替え、両加熱・冷却板２１，２２の温度を接合金属の溶融温度（約５２０Ｋ）まで上昇させると共に、上側の加熱・冷却板２１を下側の加熱・冷却板２２の方向に加圧して金属平板１および蓋板２を加圧し、両板１，２の接合面の接合金属層５１およびスペーサ５２を溶融させる。これによって、両板１，２の接合面が密着接合されて両板１，２の内部に各作動液流路６が形成され、かつ、その各作動液流路６内に作動液蒸気Ｓが閉じこめられる。
【００５２】
その後、熱媒循環流路２３，２４に循環供給する熱媒を、高温熱媒ＮＨ から低温熱媒ＮＬ に切替えると共に、両加熱・冷却板２１，２２を冷却して、溶融した接合金属を固化させて平面状ヒートパイプ１０を得る。これによって、両板１，２の内部に密閉された各作動液流路６が形成される。また、その各作動液流路６内に封入された作動液蒸気Ｓは、凝縮して作動液Ｌと作動液蒸気Ｓになる。
【００５３】
次に、作動液回収ライン４８のバルブを開き、排気穴４２、排気ライン４５、および作動液回収ライン４８を介して作動液蒸気Ｓを作動液回収タンク４９に回収する。この時、作動液蒸気Ｓは、作動液回収タンク４９内の冷却手段により冷却されて作動液Ｌとして回収され、作動液タンク４３で再利用される。
【００５４】
次に、作動液回収ライン４８のバルブを閉じた後、大気開放ライン５０のバルブを開いてチャンバー２７内に大気（外気）を注入する。
【００５５】
最後に、上部構造体２５および上側の加熱・冷却板２１を取り外して平面状ヒートパイプ１０を取り出す。
【００５６】
ここで、作動液流路６内の作動液Ｌの封入率（作動液流路６の全容積に対する作動液Ｌの体積の割合）は、平面状ヒートパイプ１０の形成時における作動液Ｌの蒸気密度（温度関数）で容易に調整することができる。本発明の平面状ヒートパイプ１０の作動液Ｌとして用いるフロンＲ−１１４の飽和状態における液と蒸気の密度ρ′，ρ″と温度の関係および圧力と温度の関係を図７に示す。
【００５７】
図７に示すように、両加熱・冷却板２１，２２の温度が常温Ｔ１ の時の飽和液の密度をρ１ ′、両加熱・冷却板２１，２２の温度をＴ２ に上昇させた時の飽和蒸気の密度をρ２ ″とすると、密度ρ２ ″の作動液蒸気Ｓを作動液流路６内に封入した後、全体の温度をＴ１ まで冷却した場合、作動液流路６内の作動液蒸気Ｓの大部分は凝縮して密度ρ１ ′の作動液Ｌと密度ρ１ ″の飽和作動液蒸気Ｓとなる。したがって、作動液流路６内における作動液Ｌの封入率は、
ψ（％）＝（ρ２ ″／ρ１ ′）×１００
となる。
【００５８】
作動液封入率と温度との関係を図８に示す。
【００５９】
通常のヒートパイプにおいては、作動液Ｌの封入率（ψ）が１０〜３０％程度であり、例えば、Ｔ１ を３００Ｋ（２７℃）、ψを１５％とすると、図８に示すように、作動液蒸気Ｓの封入温度Ｔ２ は約４００Ｋ（１２７℃）とすればよいことがわかる。この時の作動液蒸気Ｓの蒸気圧は、図７に示したように、約２．４ＭＰａであり、比較的低圧である。
【００６０】
両板１，２の金属接合は作動液Ｌの分解温度以下で行う必要があり、両板１，２の素材として銅を用いる場合、両板１，２の金属接合方法としては、ハンダ付け法（例えば、Ｓｎ−３．５Ａｇ又はＳｎ−３５Ｐｂなどの低温ハンダを使用）、純Ｓｎを用いたＳｎ拡散接合法、超音波圧接法、或いはこれらの複合法（例えば、接合用金属を介在させた超音波圧接法など）を用いることができる。
【００６１】
また、作動液Ｌとしては、フロン、パーフロロカーボン、メタノールなどが使用可能である。
【００６２】
尚、本発明の平面状ヒートパイプの製造方法においては、金属平板１および蓋板２の構成材として銅を、接合金属層５１およびスペーサ５２の構成材としてＳｎ−３．５Ａｇからなるハンダを、作動液ＬとしてフロンＲ−１１４を用いているが、この組み合わせに特に限定するものではなく、両板１，２の接合温度で作動液Ｌが熱分解されず、両板１，２を広範囲に亘って気密に接合可能で、平面状ヒートパイプ１０として使用中に不凝縮性ガス又は腐食の発生がなく、平面状ヒートパイプ１０の使用温度範囲における作動液蒸気Ｓの蒸気圧が高すぎず、作動液Ｌが不燃性である等の条件を満たす組み合わせであればよい。
【００６３】
すなわち、本発明の平面状ヒートパイプの製造方法によれば、作動液流路６の形成と作動液流路６内への作動液Ｌおよび作動液蒸気Ｓの封入を同時に行っているため、製造工程が簡略となり、製造コストの低減を図ることができる。
【００６４】
また、平面状ヒートパイプ１０の作動温度の最高値を３７３Ｋ（１００℃）とした時のフロンＲ−１１４の飽和蒸気圧は、図７に示したように、約１．５ＭＰａであるため、作動液流路６の幅を小さくすることにより、蓋板２の厚さを薄くすることができ、平面状ヒートパイプ１０の薄型化を図ることが可能となる。
【００６５】
さらに、作動液蒸気Ｓが封入される時点では、各作動液流路６の内・外部に圧力差が殆どない（作動液蒸気Ｓの流れが生じていない）ため、金属接合に悪影響を及ぼすことはない。
【００６６】
また更に、両板１，２の接合面近傍にある作動液蒸気Ｓは、両板１，２の接合温度が作動液蒸気Ｓの飽和温度より高いことから“乾き蒸気”の状態になっており、ハンダ等の接合金属層５１およびスペーサ５２に対して不活性であるため、金属接合に悪影響を及ぼすことはない。
【００６７】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【００６８】
他の実施の形態の平面状ヒートパイプの横断面図を図２に示す。尚、図１と同様の部材には同じ符号を付している。
【００６９】
本発明の平面状ヒートパイプ１０は、図１に示したように、表面が平滑な金属平板１の片面に浅溝部３と深溝部４からなる異形断面溝５を形成したものであった。
【００７０】
これに対して、本実施の形態の平面状ヒートパイプ１１は、図２に示すように、表面が平滑な金属平板１の両面に浅溝部３と深溝部４からなる異形断面溝５を形成し、その金属平板１の両面に、表面が平滑な蓋板２ａ，２ｂを接合し、異形断面溝５と蓋板２ａ，２ｂで囲まれた空間を作動液（図示せず）と作動液蒸気（図示せず）を封入するための作動液流路６としたものである。
【００７１】
本実施の形態の平面状ヒートパイプ１１においても、本発明の平面状ヒートパイプ１０と同様の効果を発揮することは言うまでもなく、さらに熱輸送能力（熱分散性）が高まるという新たな効果を発揮する。
【００７２】
【実施例】
長さ１５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍで、硬質銅板からなる金属平板の片面に横断面凸状の異形断面溝を形成すると共に、その溝形成面の異形断面溝部以外にＳｎ−３．５Ａｇハンダを用いて接合金属層を形成する。また、長さ１５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍで、硬質銅板からなる蓋板の接合面全面にＳｎ−３．５Ａｇハンダを用いて接合金属層を形成する。
【００７３】
金属平板の溝形成面と蓋板の接合金属層形成面との間に、直径１ｍｍ、Ｓｎ−３．５Ａｇハンダ粒からなるスペーサを介在させて相対させ、図９に示した平面状ヒートパイプ製造装置の両加熱・冷却板２１，２２間にセットする。
【００７４】
その後、作動液としてフロンＲ−１１４を用い、上述したような手順で平面状ヒートパイプ製造装置を作動させ、長さ１５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ約１．５ｍｍの平面状ヒートパイプを作製する。
【００７５】
このようにして作製した平面状ヒートパイプに曲げ加工を施して、図１１（ａ），（ｂ）に示すような湾曲ヒートパイプ５５を作製する。この湾曲ヒートパイプ５５の蓋板２側における一端側に回路基板（図示せず）を形成する。
【００７６】
その後、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、この湾曲ヒートパイプ５５の蓋板２側における一端側（図１２中では左側）に形成された回路基板（図示せず）上に、発熱量の異なる複数の半導体素子５６などを搭載すると共に、他端側（図１２中では右側）に冷却装置（例えば、放熱フィン）５７を設けて半導体モジュール５８を作製する。
【００７７】
この半導体モジュール５８は、各半導体素子５６の放熱量が異なるものの、湾曲ヒートパイプ５５内部に形成された各作動液流路（図示せず）の働きにより、全体が均熱化されて略等温状態に保つことが可能である。また、湾曲ヒートパイプ５５は、各作動液流路間に貫通穴またはネジ穴などの加工が可能であるため、各半導体素子５６や冷却装置５７の固定が容易である。
【００７８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００７９】
（１） 金属平板に形成された異形断面溝と蓋板で形成される密閉空間を作動液流路としているため、ウィック力が大きく、薄型で、大面積な平面状ヒートパイプを得ることができる。
【００８０】
（２） 作動液流路の形成と作動液流路内への作動液および作動液蒸気の封入を同時に行っているため、製造工程が簡略となり、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明の平面状ヒートパイプの横断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の要部拡大図である。
【図２】他の実施の形態の平面状ヒートパイプの横断面図である。
【図３】本発明の平面状ヒートパイプの上面図の一例である。
【図４】本発明の平面状ヒートパイプの上面図の一例である。
【図５】本発明の平面状ヒートパイプの上面図の一例である。
【図６】本発明の平面状ヒートパイプの上面図の一例である。
【図７】本発明の平面状ヒートパイプの作動液として用いるフロンＲ−１１４の飽和状態における液と蒸気の密度ρ′，ρ″と温度の関係および圧力と温度の関係を示す図である。
【図８】作動液封入率と温度との関係を示す図である。
【図９】本発明の平面状ヒートパイプの製造装置の一例を示す模式図である。
【図１０】図９の部分拡大図である。
【図１１】図１１（ａ）は、本発明の平面状ヒートパイプに曲げ加工を施したものの正面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＤ方向矢視図である。
【図１２】図１２（ａ）は、図１１の湾曲ヒートパイプに半導体素子等を搭載したものの上面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＥ方向矢視図である。
【図１３】マイクロヒートパイプの横断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、従来の平面状ヒートパイプの上面図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図１５】図１５（ａ）は、従来の平面状ヒートパイプの上面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１６】図１６（ａ）は、従来の平面状ヒートパイプの上面図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１ 金属平板
２ 蓋板（カバー用金属平板）
３ 浅溝部
４ 深溝部
５ 異形断面溝
６ 作動液流路
１０，１１ 平面状ヒートパイプ
５１ 接合金属層（接合用金属の層）
５２ スペーサ（突起又は粒）
Ｌ 作動液
Ｓ 作動液蒸気（作動液の蒸気
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面状ヒートパイプの製造方法に係り、特に、パソコン用ＣＰＵ等の半導体素子用ヒートシンクなどに用いられ、薄型・大面積の平面状ヒートパイプの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の平面状ヒートパイプとして、以下のようなものが挙げられる。
【０００３】
▲１▼ 図１４（ａ），（ｂ）に示すように、金属管の一端に封止部７２、他端に作動液封入ノズル７３を有する円筒状のヒートパイプを作製した後、プレス等の手段によってパイプの外壁面の一部が平行面となるように成形加工を施して偏平ヒートパイプ７１とし、その偏平ヒートパイプ７１を複数本（図１４中では６本）並べて集熱板７４と接合してなる平面状ヒートパイプ。
【０００４】
▲２▼ 図１５（ａ），（ｂ）に示すように、加工が容易なアルミ（又はアルミ合金）を用いて偏平多孔管８１を押出加工し、その偏平多孔管８１の一端に封止材８２、他端にヘッダ部材８３を介して作動液封入ノズル８４を取り付けてなる平面状ヒートパイプ。
【０００５】
▲３▼ 図１６（ａ），（ｂ）に示すように、アルミ又は銅を素材としてロールボンド法などを用いて作製した蛇行流路９１を有する容器材料９４を使用し、蛇行流路９１の一端を封止材９２で封止すると共に、他端に作動液封入ノズル９３を取付けてなる平面状ヒートパイプ。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した▲１▼〜▲３▼の平面状ヒートパイプには以下に示すような問題があった。
【０００７】
▲４▼ ▲１▼の平面状ヒートパイプは、作動液の蒸気圧と偏平ヒートパイプ７１の平面壁の強度の関係から、偏平ヒートパイプ７１のアスペクト比（幅／厚さ）を大きく取ることができないため、幅の狭い偏平ヒートパイプ７１しか作製することができず、大面積の平面状ヒートパイプを作製しようとする場合、多数本の偏平ヒートパイプ７１を使用しなければならない。また、殆どの工業的用途においては、平面状ヒートパイプの少なくとも一面は平滑面である必要があるが、偏平ヒートパイプ７１を多数本並べても平滑面は得られないため、別の金属平板（集熱板７４）と接合しなければならず、平面状ヒートパイプの製造コストの高騰を招くという問題があった。
【０００８】
▲５▼ ▲２▼の平面状ヒートパイプは、押出加工装置の制約から、作製可能な集合ヒートパイプ８１の最小厚さと最大幅に制限があり、また、集合ヒートパイプ８１の端末の加工に手間が掛かるため、製造コストの高騰を招くという問題があった。
【０００９】
▲６▼ ▲３▼の平面状ヒートパイプは、アルミを素材とする冷蔵庫用の均熱材等に実用化されているが、蛇行流路９１として細い作動液流路の形成が困難であるため容器材料９４の厚さが厚くなり、半導体素子のような小さな部材の冷却には適さない。また、蛇行流路９１の内面が平滑であるためウィック力が小さく、水平状態〜トップヒート状態での作動が期待できないという欠点があった。ここで、銅を素材とする同様なヒートパイプも作製されているが、こちらも寸法および重量が大きいため、半導体素子の冷却には適していない。
【００１０】
そこで本発明は、上記課題を解決し、薄型で、かつ、大面積な平面状ヒートパイプを低コストで製造する方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、密閉された作動液流路内に、作動液と作動液の蒸気を満たした平面状ヒートパイプの製造方法において、浅溝部と深溝部からなる異形断面溝が形成された金属平板の溝形成面とカバー用金属平板を、上記両金属平板の相対する面に、予め、接合用金属の層を形成しておくと共に、少なくともどちらか一方の面に接合用金属製のスペーサを配置した状態で相対させ、その後、所定密度の作動液蒸気中、両金属平板の温度を作動液蒸気の飽和温度以上の温度に保った状態で、両金属平板を接近・接触させると共に、接合面を金属的に接合して作動液流路の形成と作動液流路内への作動液および作動液蒸気の封入を同時に行う方法である。
【００１２】
請求項２の発明は、両金属平板が接近する方向に圧力を加えて上記接合面を金属的に接合する請求項１記載の平面状ヒートパイプの製造方法である。
【００１３】
請求項３の発明は、両金属平板が接近する方向に圧力を加え、両金属平板に超音波を付与して上記接合面を金属的に接合する請求項１記載の平面状ヒートパイプの製造方法である。
【００２１】
以上の製造方法によれば、毛細管作用を有した作動液流路を有する薄型・大面積な平面状ヒートパイプを、製造容易に、かつ、安価に作製することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１３に示すように、横断面が三角形の微細な作動液流路６１を有するヒートパイプは、作動液流路６１の各頂点近傍で毛細管現象が生じ、作動液流路６１の各頂点近傍は作動液Ｌが流れる液流路６２となると共に、作動液流路６１の中央部は作動液蒸気Ｓが流れる蒸気流路６３となり、ヒートパイプとして作動可能となる。このようなヒートパイプがＧｒｏｖｅｒによって提唱されており、一般に、「マイクロヒートパイプ」として知られている。
【００２４】
本発明者らは、このマイクロヒートパイプの作動原理を利用し、毛細管作用を有し、かつ、液流路と蒸気流路が明確に区分された平面状ヒートパイプの発明に至った。
【００２５】
本発明の平面状ヒートパイプの横断面図を図１に、本発明の平面状ヒートパイプの上面図の一例を図３乃至図６に示す。ここで、図１（ｂ）は、図１（ａ）の要部拡大図である。
【００２６】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、本発明の平面状ヒートパイプ１０は、表面が平滑な金属平板１の片面に浅溝部３と深溝部４からなる異形断面溝５を形成し、その金属平板１の溝形成面に、表面が平滑な蓋板（カバー用金属平板）２を接合し、異形断面溝５と蓋板２で形成される密閉空間を作動液Ｌと作動液蒸気Ｓを封入するための作動液流路６としたものである。
【００２７】
金属平板１および蓋板２の構成材としては、例えば、銅などが挙げられるが、特に限定するものではない。
【００２８】
異形断面溝５は金属平板１の端面に連通しないように、すなわち、その異形断面溝５の一部が金属平板１の端面に臨むことがないように形成されており、その溝数は任意（図１（ａ）中では５個）である。異形断面溝５の深溝部４と蓋板２で形成される空間が作動液蒸気Ｓを流すための蒸気流路となると共に、浅溝部３と蓋板２で囲まれた空間が作動液Ｌを流すための液流路となる。尚、異形断面溝５の形成方法は特に限定するものではない。
【００２９】
また、各異形断面溝５を異形断面連結溝（図示せず）で連結し、図６に示すように、各作動液流路６が連結流路７で連結された一体型作動液流路８としてもよい。
【００３０】
さらに、異形断面溝５の浅溝部３は深溝部４の長手方向に沿って少なくとも１つあればよく、また、浅溝部３および深溝部４の横断面形状は特に限定するものではない。
【００３１】
また更に、作動液流路６（異形断面溝５）の形状は、図３乃至図６に示すように、直線状、湾曲直線状、同心円状、放射状であってもよく、特に限定するものではない。
【００３２】
すなわち、本発明の平面状ヒートパイプ１０によれば、金属平板１に形成された異形断面溝５と蓋板２で形成される密閉空間を作動液流路６としているため、ウィック力が大きく、薄型で、大面積な平面状ヒートパイプを得ることができる。
【００３３】
また、作動液流路６内に封入する作動液Ｌおよび作動液蒸気Ｓは、作動液流路６の形成時に同時封入されるため、作動液流路６に特定の作動液封入部を設ける必要がない。
【００３４】
さらに、各作動液流路６がそれぞれ独立した状態であっても平面状ヒートパイプ１０の平面内の温度分布は小さいが、各作動液流路６を連結流路７で連結させて一体型作動液流路８とすることで、更に温度分布を小さくすることが可能となる。
【００３５】
また更に、本発明の平面状ヒートパイプ１０を作製した後、その平面状ヒートパイプ１０に対して曲げ加工や穴開け加工などを施すことが可能である。
【００３６】
次に、本発明の平面状ヒートパイプの製造に用いる装置を説明する。
【００３７】
本発明の平面状ヒートパイプの製造装置の一例を示す模式図を図９に、図９の部分拡大図を図１０に示す。
【００３８】
図９および図１０に示すように、本発明の平面状ヒートパイプの製造装置は、上側加熱・冷却板２１と、上側加熱・冷却板２１に相対して設けられた下側加熱・冷却板２２と、上側の加熱・冷却板２２全体を覆うと共に、パッキン２９を介して下側の加熱・冷却板２２上に取外し自在に取り付けられた逆深皿状の上部構造体２５と、その上部構造体２５と一体に設けられた加圧装置２６で主に構成されている。ここで、上部構造体２５と下側の加熱・冷却板２２とで囲まれた空間がチャンバー２７を形成する。
【００３９】
上側の加熱・冷却板２１は、ベロー２８を介して上部構造体２５に支持されており、上下動自在に設けられている。また、上側の加熱・冷却板２１および下側の加熱・冷却板２２内には、熱媒循環流路２３，２４が形成されている。
【００４０】
熱媒循環流路２３の一端にはベロー３０ａを備えた熱媒配管３０および熱媒供給ライン３３ａが、熱媒循環流路２４の一端には熱媒供給ライン３３ｂが接続されており、熱媒供給ライン３３ａ，３３ｂは途中で１本の熱媒供給ライン３３に統合される。統合された熱媒供給ライン３３には、低温熱媒供給ライン３４の一端および高温熱媒供給ライン３５の一端がそれぞれ接続されている。低温熱媒供給ライン３４の他端は低温熱媒ＮＬ が満たされた低温熱媒タンクに接続されており、高温熱媒供給ライン３５の他端は高温熱媒ＮＨ が満たされた高温熱媒タンク３２に接続されている。
【００４１】
ここで、低温熱媒供給ライン３４および高温熱媒供給ライン３５には、それぞれポンプおよびバルブが設けられている。また、低温熱媒タンク３１はヒータと冷却手段（例えば、冷却コイル）を、高温熱媒タンク３２はヒータを備えている。
【００４２】
また、熱媒循環流路２３の他端にはベロー３６ａを備えた熱媒配管３６および熱媒回収ライン３７ａが、熱媒循環流路２４の他端には熱媒回収ライン３７ｂが接続されており、熱媒回収ライン３７ａ，３７ｂは途中で１本の熱媒回収ライン３７に統合される。熱媒回収ライン３７には、切替バルブを介して、低温熱媒回収ライン３８の一端および高温熱媒回収ライン３９の一端がそれぞれ接続されている。低温熱媒回収ライン３８の他端は低温熱媒タンク３１に接続されており、高温熱媒回収ライン３９の他端は高温熱媒タンク３２に接続されている。
【００４３】
下側の加熱・冷却板２２には、一端がチャンバー２７に臨んだ供給穴４１および排気穴４２が形成されている。
【００４４】
供給穴４１の他端は作動液供給ライン４４に接続されており、作動液供給ライン４４は作動液タンク４３に接続されている。また、排気穴４２の他端は排気ライン４５に接続されており、その排気ライン４５は途中から真空引ライン４６、作動液回収ライン４８、および大気開放ライン５０の３つのラインに分岐している。真空引ライン４６には真空ポンプ４７が設けられており、作動液回収ライン４８は作動液回収タンク４９に接続されている。
【００４５】
ここで、作動液供給ライン４４、真空引ライン４６、作動液回収ライン４８、および大気開放ライン５０のそれぞれにはバルブが設けられている。
【００４６】
次に、本発明の製造方法を説明する。
【００４７】
片面に異形断面溝５が形成された金属平板（例えば、金属銅板）１の溝形成面に対して所定の隙間を設けて蓋板（例えば、金属銅板）２を対面させる。
【００４８】
具体的には、図１０に示すように、接合しようとする金属平板１の異形断面溝５を除いた部分および金属平板１と相対する面の蓋板２の全面に、予め、ハンダ（例えば、Ｓｎ−３．５Ａｇハンダ）等の接合金属層５１をメッキなどの手段で付着形成しておくと共に、接合金属材の粒（又は突起）からなるスペーサ５２を両面間に適宜配置した状態で、上側の加熱・冷却板２１および下側の加熱・冷却板２２の間に挟み込んでチャンバー２７内にセットする。
【００４９】
ここで、両加熱・冷却板２１，２２の熱媒循環流路２３，２４に、低温熱媒タンク３１および高温熱媒タンク３２から各ラインを介して低温熱媒（約４００Ｋ（１２７℃））ＮＬ および高温熱媒（約５２０Ｋ（２４７℃））ＮＨ を循環供給することにより、両加熱・冷却板２１，２２の温度調節が可能であるが、この時点では熱媒循環流路２３，２４に低温熱媒ＮＬ を循環供給し、両加熱・冷却板２１，２２の温度を作動液蒸気（例えば、フロンＲ−１１４）Ｓの封入温度（約４００Ｋ）に保っておく。
【００５０】
次に、真空ライン４６のバルブを開くと共に、真空ポンプ４７を作動させ、排気穴４２を介してチャンバー２７内を略真空にする。その後、真空ライン４６のバルブを閉じた後、作動液供給ライン４４のバルブを開くと共に、供給穴４１を介してチャンバー２７内に所定の密度を有する作動液蒸気Ｓを注入する。その後、チャンバー２７内が作動液蒸気Ｓで飽和した後、作動液供給ライン４４のバルブを閉じる。
【００５１】
次に、熱媒循環流路２３，２４に循環供給する熱媒を、低温熱媒ＮＬ から高温熱媒ＮＨ に切替え、両加熱・冷却板２１，２２の温度を接合金属の溶融温度（約５２０Ｋ）まで上昇させると共に、上側の加熱・冷却板２１を下側の加熱・冷却板２２の方向に加圧して金属平板１および蓋板２を加圧し、両板１，２の接合面の接合金属層５１およびスペーサ５２を溶融させる。これによって、両板１，２の接合面が密着接合されて両板１，２の内部に各作動液流路６が形成され、かつ、その各作動液流路６内に作動液蒸気Ｓが閉じこめられる。
【００５２】
その後、熱媒循環流路２３，２４に循環供給する熱媒を、高温熱媒ＮＨ から低温熱媒ＮＬ に切替えると共に、両加熱・冷却板２１，２２を冷却して、溶融した接合金属を固化させて平面状ヒートパイプ１０を得る。これによって、両板１，２の内部に密閉された各作動液流路６が形成される。また、その各作動液流路６内に封入された作動液蒸気Ｓは、凝縮して作動液Ｌと作動液蒸気Ｓになる。
【００５３】
次に、作動液回収ライン４８のバルブを開き、排気穴４２、排気ライン４５、および作動液回収ライン４８を介して作動液蒸気Ｓを作動液回収タンク４９に回収する。この時、作動液蒸気Ｓは、作動液回収タンク４９内の冷却手段により冷却されて作動液Ｌとして回収され、作動液タンク４３で再利用される。
【００５４】
次に、作動液回収ライン４８のバルブを閉じた後、大気開放ライン５０のバルブを開いてチャンバー２７内に大気（外気）を注入する。
【００５５】
最後に、上部構造体２５および上側の加熱・冷却板２１を取り外して平面状ヒートパイプ１０を取り出す。
【００５６】
ここで、作動液流路６内の作動液Ｌの封入率（作動液流路６の全容積に対する作動液Ｌの体積の割合）は、平面状ヒートパイプ１０の形成時における作動液Ｌの蒸気密度（温度関数）で容易に調整することができる。本発明の平面状ヒートパイプ１０の作動液Ｌとして用いるフロンＲ−１１４の飽和状態における液と蒸気の密度ρ′，ρ″と温度の関係および圧力と温度の関係を図７に示す。
【００５７】
図７に示すように、両加熱・冷却板２１，２２の温度が常温Ｔ１ の時の飽和液の密度をρ１ ′、両加熱・冷却板２１，２２の温度をＴ２ に上昇させた時の飽和蒸気の密度をρ２ ″とすると、密度ρ２ ″の作動液蒸気Ｓを作動液流路６内に封入した後、全体の温度をＴ１ まで冷却した場合、作動液流路６内の作動液蒸気Ｓの大部分は凝縮して密度ρ１ ′の作動液Ｌと密度ρ１ ″の飽和作動液蒸気Ｓとなる。したがって、作動液流路６内における作動液Ｌの封入率は、
ψ（％）＝（ρ２ ″／ρ１ ′）×１００
となる。
【００５８】
作動液封入率と温度との関係を図８に示す。
【００５９】
通常のヒートパイプにおいては、作動液Ｌの封入率（ψ）が１０〜３０％程度であり、例えば、Ｔ１ を３００Ｋ（２７℃）、ψを１５％とすると、図８に示すように、作動液蒸気Ｓの封入温度Ｔ２ は約４００Ｋ（１２７℃）とすればよいことがわかる。この時の作動液蒸気Ｓの蒸気圧は、図７に示したように、約２．４ＭＰａであり、比較的低圧である。
【００６０】
両板１，２の金属接合は作動液Ｌの分解温度以下で行う必要があり、両板１，２の素材として銅を用いる場合、両板１，２の金属接合方法としては、ハンダ付け法（例えば、Ｓｎ−３．５Ａｇ又はＳｎ−３５Ｐｂなどの低温ハンダを使用）、純Ｓｎを用いたＳｎ拡散接合法、超音波圧接法、或いはこれらの複合法（例えば、接合用金属を介在させた超音波圧接法など）を用いることができる。
【００６１】
また、作動液Ｌとしては、フロン、パーフロロカーボン、メタノールなどが使用可能である。
【００６２】
尚、本発明の平面状ヒートパイプの製造方法においては、金属平板１および蓋板２の構成材として銅を、接合金属層５１およびスペーサ５２の構成材としてＳｎ−３．５Ａｇからなるハンダを、作動液ＬとしてフロンＲ−１１４を用いているが、この組み合わせに特に限定するものではなく、両板１，２の接合温度で作動液Ｌが熱分解されず、両板１，２を広範囲に亘って気密に接合可能で、平面状ヒートパイプ１０として使用中に不凝縮性ガス又は腐食の発生がなく、平面状ヒートパイプ１０の使用温度範囲における作動液蒸気Ｓの蒸気圧が高すぎず、作動液Ｌが不燃性である等の条件を満たす組み合わせであればよい。
【００６３】
すなわち、本発明の平面状ヒートパイプの製造方法によれば、作動液流路６の形成と作動液流路６内への作動液Ｌおよび作動液蒸気Ｓの封入を同時に行っているため、製造工程が簡略となり、製造コストの低減を図ることができる。
【００６４】
また、平面状ヒートパイプ１０の作動温度の最高値を３７３Ｋ（１００℃）とした時のフロンＲ−１１４の飽和蒸気圧は、図７に示したように、約１．５ＭＰａであるため、作動液流路６の幅を小さくすることにより、蓋板２の厚さを薄くすることができ、平面状ヒートパイプ１０の薄型化を図ることが可能となる。
【００６５】
さらに、作動液蒸気Ｓが封入される時点では、各作動液流路６の内・外部に圧力差が殆どない（作動液蒸気Ｓの流れが生じていない）ため、金属接合に悪影響を及ぼすことはない。
【００６６】
また更に、両板１，２の接合面近傍にある作動液蒸気Ｓは、両板１，２の接合温度が作動液蒸気Ｓの飽和温度より高いことから“乾き蒸気”の状態になっており、ハンダ等の接合金属層５１およびスペーサ５２に対して不活性であるため、金属接合に悪影響を及ぼすことはない。
【００６７】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【００６８】
他の実施の形態の平面状ヒートパイプの横断面図を図２に示す。尚、図１と同様の部材には同じ符号を付している。
【００６９】
本発明の平面状ヒートパイプ１０は、図１に示したように、表面が平滑な金属平板１の片面に浅溝部３と深溝部４からなる異形断面溝５を形成したものであった。
【００７０】
これに対して、本実施の形態の平面状ヒートパイプ１１は、図２に示すように、表面が平滑な金属平板１の両面に浅溝部３と深溝部４からなる異形断面溝５を形成し、その金属平板１の両面に、表面が平滑な蓋板２ａ，２ｂを接合し、異形断面溝５と蓋板２ａ，２ｂで囲まれた空間を作動液（図示せず）と作動液蒸気（図示せず）を封入するための作動液流路６としたものである。
【００７１】
本実施の形態の平面状ヒートパイプ１１においても、本発明の平面状ヒートパイプ１０と同様の効果を発揮することは言うまでもなく、さらに熱輸送能力（熱分散性）が高まるという新たな効果を発揮する。
【００７２】
【実施例】
長さ１５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍで、硬質銅板からなる金属平板の片面に横断面凸状の異形断面溝を形成すると共に、その溝形成面の異形断面溝部以外にＳｎ−３．５Ａｇハンダを用いて接合金属層を形成する。また、長さ１５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍで、硬質銅板からなる蓋板の接合面全面にＳｎ−３．５Ａｇハンダを用いて接合金属層を形成する。
【００７３】
金属平板の溝形成面と蓋板の接合金属層形成面との間に、直径１ｍｍ、Ｓｎ−３．５Ａｇハンダ粒からなるスペーサを介在させて相対させ、図９に示した平面状ヒートパイプ製造装置の両加熱・冷却板２１，２２間にセットする。
【００７４】
その後、作動液としてフロンＲ−１１４を用い、上述したような手順で平面状ヒートパイプ製造装置を作動させ、長さ１５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ約１．５ｍｍの平面状ヒートパイプを作製する。
【００７５】
このようにして作製した平面状ヒートパイプに曲げ加工を施して、図１１（ａ），（ｂ）に示すような湾曲ヒートパイプ５５を作製する。この湾曲ヒートパイプ５５の蓋板２側における一端側に回路基板（図示せず）を形成する。
【００７６】
その後、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、この湾曲ヒートパイプ５５の蓋板２側における一端側（図１２中では左側）に形成された回路基板（図示せず）上に、発熱量の異なる複数の半導体素子５６などを搭載すると共に、他端側（図１２中では右側）に冷却装置（例えば、放熱フィン）５７を設けて半導体モジュール５８を作製する。
【００７７】
この半導体モジュール５８は、各半導体素子５６の放熱量が異なるものの、湾曲ヒートパイプ５５内部に形成された各作動液流路（図示せず）の働きにより、全体が均熱化されて略等温状態に保つことが可能である。また、湾曲ヒートパイプ５５は、各作動液流路間に貫通穴またはネジ穴などの加工が可能であるため、各半導体素子５６や冷却装置５７の固定が容易である。
【００７８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００７９】
（１） 金属平板に形成された異形断面溝と蓋板で形成される密閉空間を作動液流路としているため、ウィック力が大きく、薄型で、大面積な平面状ヒートパイプを得ることができる。
【００８０】
（２） 作動液流路の形成と作動液流路内への作動液および作動液蒸気の封入を同時に行っているため、製造工程が簡略となり、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明の平面状ヒートパイプの横断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の要部拡大図である。
【図２】他の実施の形態の平面状ヒートパイプの横断面図である。
【図３】本発明の平面状ヒートパイプの上面図の一例である。
【図４】本発明の平面状ヒートパイプの上面図の一例である。
【図５】本発明の平面状ヒートパイプの上面図の一例である。
【図６】本発明の平面状ヒートパイプの上面図の一例である。
【図７】本発明の平面状ヒートパイプの作動液として用いるフロンＲ−１１４の飽和状態における液と蒸気の密度ρ′，ρ″と温度の関係および圧力と温度の関係を示す図である。
【図８】作動液封入率と温度との関係を示す図である。
【図９】本発明の平面状ヒートパイプの製造装置の一例を示す模式図である。
【図１０】図９の部分拡大図である。
【図１１】図１１（ａ）は、本発明の平面状ヒートパイプに曲げ加工を施したものの正面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＤ方向矢視図である。
【図１２】図１２（ａ）は、図１１の湾曲ヒートパイプに半導体素子等を搭載したものの上面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＥ方向矢視図である。
【図１３】マイクロヒートパイプの横断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、従来の平面状ヒートパイプの上面図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図１５】図１５（ａ）は、従来の平面状ヒートパイプの上面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１６】図１６（ａ）は、従来の平面状ヒートパイプの上面図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１ 金属平板
２ 蓋板（カバー用金属平板）
３ 浅溝部
４ 深溝部
５ 異形断面溝
６ 作動液流路
１０，１１ 平面状ヒートパイプ
５１ 接合金属層（接合用金属の層）
５２ スペーサ（突起又は粒）
Ｌ 作動液
Ｓ 作動液蒸気（作動液の蒸気
Claims (3)
- 密閉された作動液流路内に、作動液と作動液の蒸気を満たした平面状ヒートパイプの製造方法において、浅溝部と深溝部からなる異形断面溝が形成された金属平板の溝形成面とカバー用金属平板を、上記両金属平板の相対する面に、予め、接合用金属の層を形成しておくと共に、少なくともどちらか一方の面に接合用金属製のスペーサを配置した状態で相対させ、その後、所定密度の作動液蒸気中、両金属平板の温度を作動液蒸気の飽和温度以上の温度に保った状態で、両金属平板を接近・接触させると共に、接合面を金属的に接合して作動液流路の形成と作動液流路内への作動液および作動液蒸気の封入を同時に行うことを特徴とする平面状ヒートパイプの製造方法。
- 両金属平板が接近する方向に圧力を加えて上記接合面を金属的に接合する請求項１記載の平面状ヒートパイプの製造方法。
- 両金属平板が接近する方向に圧力を加え、両金属平板に超音波を付与して上記接合面を金属的に接合する請求項１記載の平面状ヒートパイプの製造方法。
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