JP7167416B2 - Vapor chamber, metal sheet for vapor chamber and method for manufacturing vapor chamber - Google Patents
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Description
本発明は、作動液が密封された密封空間を有するベーパーチャンバ、ベーパーチャンバ用金属シートおよびベーパーチャンバの製造方法に関する。 The present invention relates to a vapor chamber having a sealed space in which hydraulic fluid is sealed, a metal sheet for the vapor chamber, and a method for manufacturing the vapor chamber.
携帯端末やタブレット端末といったモバイル端末等で使用される中央演算処理装置(CPU)等の発熱を伴うデバイスの冷却のために、ベーパーチャンバ(平面型ヒートパイプとも言う)が使用されている(例えば、特許文献1参照)。ベーパーチャンバ内には、作動液が封入されており、この作動液がデバイスの熱を吸収して移動することにより、熱を外部に輸送することで、デバイスの冷却を行っている。 Vapor chambers (also called planar heat pipes) are used to cool devices that generate heat such as central processing units (CPUs) used in mobile terminals such as mobile terminals and tablet terminals (for example, See Patent Document 1). A working fluid is sealed in the vapor chamber, and the working fluid absorbs the heat of the device and transfers it to the outside, thereby cooling the device.
より具体的には、ベーパーチャンバ内の作動液は、デバイスに近接した部分(蒸発部)でデバイスから熱を受けて蒸発して蒸気になり、その後蒸気が、蒸発部から離れた位置に移動して冷却され、凝縮して液状になる。液状になった作動液は、ベーパーチャンバ内の流路を通過して蒸発部に輸送され、再び蒸発部で熱を受けて蒸発する。このようにして、作動液が、相変化、すなわち蒸発と凝縮とを繰り返しながらベーパーチャンバ内を還流することによりデバイスの熱を輸送して、熱輸送効率を高めている。 More specifically, the working fluid in the vapor chamber receives heat from the device at the portion (evaporation section) close to the device and evaporates into vapor, and then the vapor moves to a position away from the vaporization section. It cools down and condenses into a liquid. The liquefied working fluid passes through the flow path in the vapor chamber, is transported to the evaporator, and is again heated by the evaporator to evaporate. In this way, the working fluid recirculates in the vapor chamber while repeating phase changes, that is, evaporation and condensation, thereby transporting the heat of the device and increasing the heat transport efficiency.
特許文献1に示すベーパーチャンバは、上部材と下部材とを備えている。このうち下部材に格子状の凹部が形成されており、凝縮して液化した作動液は、この凹部を通過して蒸発部に輸送される。
The vapor chamber shown in
しかしながら、蒸発部への作動液の輸送機能が低下すると、蒸発部への作動液の供給量が低減し得る。このことにより、蒸発部からの熱の輸送量が低減し、熱輸送効率が低下するという問題が生じる。 However, when the function of transporting the working fluid to the evaporating section is lowered, the amount of working fluid supplied to the evaporating section can be reduced. As a result, the amount of heat transported from the evaporator is reduced, resulting in a problem of reduced heat transport efficiency.
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、液化した作動液の輸送機能を向上させ、熱輸送効率を向上させることができるベーパーチャンバ、ベーパーチャンバ用金属シートおよびベーパーチャンバの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of these points, and manufactures a vapor chamber, a metal sheet for the vapor chamber, and a vapor chamber that can improve the transport function of the liquefied working fluid and improve the heat transport efficiency. The purpose is to provide a method.
本発明は、作動液が封入された密封空間を有するベーパーチャンバであって、第1金属シートと、前記第1金属シート上に設けられ、前記第1金属シートとの間に前記密封空間を形成する第2金属シートと、を備え、前記第1金属シートは、前記密封空間の少なくとも一部を構成する、液状の前記作動液および前記作動液の蒸気が通る第1流路凹部と、前記第1流路凹部の底面に設けられた第1底面溝と、前記第1底面溝の幅方向両側に設けられ、前記第1流路凹部の前記底面から突出して前記第2金属シートに当接する複数の第1流路突出部と、を有し、前記第1底面溝は、前記第1底面溝の長手方向に沿って見たときに、前記第1底面溝の幅方向の一側において前記第1底面溝に隣り合う前記第1流路突出部と、他側において前記第1底面溝に隣り合う前記第1流路突出部との間のギャップよりも小さい幅を有している、ベーパーチャンバ、を提供する。 The present invention provides a vapor chamber having a sealed space in which a hydraulic fluid is enclosed, comprising: a first metal sheet; and a vapor chamber provided on the first metal sheet to form the sealed space between the first metal sheet. a second metal sheet, wherein the first metal sheet comprises at least a part of the sealed space; A first bottom surface groove provided on the bottom surface of one flow channel recess, and a plurality of grooves provided on both sides in the width direction of the first bottom surface groove, protruding from the bottom surface of the first flow channel recess and abutting on the second metal sheet. and a first flow path projecting portion, wherein the first bottom groove is located on one side in the width direction of the first bottom groove when viewed along the longitudinal direction of the first bottom groove. a vapor chamber having a width smaller than a gap between the first flow path protrusion adjacent to one bottom groove and the first flow path protrusion adjacent to the first bottom groove on the other side; ,I will provide a.
なお、上述したベーパーチャンバにおいて、前記第1流路凹部の前記底面に、複数の前記第1底面溝が設けられている、ようにしてもよい。 In addition, in the vapor chamber described above, a plurality of the first bottom surface grooves may be provided on the bottom surface of the first channel recess.
また、上述したベーパーチャンバにおいて、前記第1金属シートは、前記作動液が蒸発して蒸気を生成する第1蒸発部を更に有し、前記第1底面溝の少なくとも一部は、前記第1蒸発部に向かって延びている、ようにしてもよい。 Further, in the vapor chamber described above, the first metal sheet further includes a first evaporator for generating vapor by evaporating the working fluid, and at least a portion of the first bottom groove is formed by the first evaporator. It may extend toward the part.
また、上述したベーパーチャンバにおいて、複数の前記第1底面溝のうちの一の前記第1底面溝と、他の前記第1底面溝は、互いに交差している、ようにしてもよい。 Further, in the vapor chamber described above, one of the plurality of first bottom surface grooves and the other first bottom surface grooves may cross each other.
また、上述したベーパーチャンバにおいて、前記第1底面溝の幅は、10μm~100μmである、ようにしてもよい。 Further, in the vapor chamber described above, the width of the first bottom groove may be 10 μm to 100 μm.
また、上述したベーパーチャンバにおいて、前記第2金属シートは、前記密封空間の一部を構成する、液状の前記作動液および前記作動液の前記蒸気が通る第2流路凹部と、前記第2流路凹部の底面に設けられた第2底面溝と、前記第2底面溝の幅方向両側に設けられ、前記第2流路凹部の前記底面から突出して前記第1金属シートに当接する複数の第2流路突出部と、を有し、前記第2底面溝は、前記第2底面溝の長手方向に沿って見たときに、前記第2底面溝の幅方向の一側において前記第2底面溝に隣り合う前記第2流路突出部と、他側において前記第2底面溝に隣り合う前記第2流路突出部との間のギャップよりも小さい幅を有している、ようにしてもよい。 Further, in the above-described vapor chamber, the second metal sheet includes a second flow channel concave portion through which the liquid working fluid and the vapor of the working fluid pass, and the second flow channel recess, which constitutes a part of the sealed space. a second bottom groove provided on the bottom surface of the passage recess; and a plurality of second bottom grooves provided on both sides in the width direction of the second bottom groove, protruding from the bottom surface of the second passage recess and abutting on the first metal sheet. and two flow passage protrusions, wherein the second bottom surface groove is located on one side in the width direction of the second bottom surface groove when viewed along the longitudinal direction of the second bottom surface groove. It has a width smaller than the gap between the second flow path protrusion adjacent to the groove and the second flow path protrusion adjacent to the second bottom surface groove on the other side. good.
また、本発明は、作動液が封入された密封空間を有するベーパーチャンバのためのベーパーチャンバ用金属シートであって、前記密封空間の少なくとも一部を構成する、液状の前記作動液および前記作動液の蒸気が通る流路凹部と、前記流路凹部の底面に設けられた底面溝と、前記底面溝の幅方向両側に設けられ、前記流路凹部の前記底面から突出する複数の流路突出部と、を備え、前記底面溝は、前記底面溝の長手方向に沿って見たときに、前記底面溝の幅方向の一側において前記底面溝に隣り合う前記流路突出部と、他側において前記底面溝に隣り合う前記流路突出部との間のギャップよりも小さい幅を有している、ベーパーチャンバ用金属シート、を提供する。 The present invention also provides a vapor chamber metal sheet for a vapor chamber having a sealed space in which a hydraulic fluid is enclosed, wherein the liquid hydraulic fluid and the hydraulic fluid form at least a part of the sealed space. a bottom groove provided on the bottom surface of the flow path recess, and a plurality of flow path protrusions provided on both sides in the width direction of the bottom groove and protruding from the bottom surface of the flow path recess. and, when viewed along the longitudinal direction of the bottom groove, the flow path protrusion adjacent to the bottom groove on one side in the width direction of the bottom groove, and on the other side A metal sheet for a vapor chamber is provided, which has a width smaller than a gap between the bottom groove and the flow path protrusion adjacent to the bottom groove.
また、本発明は、第1金属シートと第2金属シートとの間に形成された、作動液が封入される密封空間を有するベーパーチャンバの製造方法であって、前記第1金属シートおよび前記第2金属シートを準備する工程と、前記第1金属シートに、前記密封空間の少なくとも一部を構成する第1流路凹部であって、液状の前記作動液および前記作動液の蒸気が通る第1流路凹部を形成する工程と、前記第1流路凹部の底面に、第1底面溝を形成する工程と、前記第1金属シートと前記第2金属シートとを接合する工程であって、前記第1金属シートと前記第2金属シートとの間に前記密封空間を形成する工程と、前記密封空間に前記作動液を封入する工程と、を備え、前記第1流路凹部を形成する工程において、前記第1流路凹部の前記底面に、前記底面から突出する第1流路突出部が形成され、前記第1金属シートと前記第2金属シートとを接合する工程において、前記第1流路突出部は前記第2金属シートに当接し、前記第1底面溝を形成する工程において、前記第1底面溝は、前記第1底面溝の幅方向両側に前記第1流路突出部が配置されるように形成され、前記第1底面溝は、前記第1底面溝の長手方向に沿って見たときに、前記第1底面溝の幅方向の一側において前記第1底面溝に隣り合う前記第1流路突出部と、他側において前記第1底面溝に隣り合う前記第1流路突出部との間のギャップよりも小さい幅を有している、ベーパーチャンバの製造方法、を提供する。 Further, the present invention is a method of manufacturing a vapor chamber having a sealed space in which a hydraulic fluid is sealed, which is formed between a first metal sheet and a second metal sheet, comprising: the first metal sheet and the second metal sheet; a step of providing two metal sheets; forming a first flow channel recess in the first metal sheet that forms at least a portion of the sealed space and through which the liquid working fluid and the vapor of the working fluid pass; forming a channel recess, forming a first bottom surface groove in the bottom surface of the first channel recess, and joining the first metal sheet and the second metal sheet, In the step of forming the first channel recess, comprising: forming the sealed space between the first metal sheet and the second metal sheet; and sealing the hydraulic fluid in the sealed space. and forming a first flow path projecting portion projecting from the bottom surface on the bottom surface of the first flow path recess, and in the step of joining the first metal sheet and the second metal sheet, the first flow path The projecting portion abuts against the second metal sheet, and in the step of forming the first bottom surface groove, the first bottom surface groove has the first flow path projections arranged on both sides in the width direction of the first bottom surface groove. and the first bottom groove is adjacent to the first bottom groove on one side in the width direction of the first bottom groove when viewed along the longitudinal direction of the first bottom groove. A method for manufacturing a vapor chamber having a width smaller than a gap between a first flow path protrusion and the first flow path protrusion adjacent to the first bottom surface groove on the other side. .
本発明によれば、液化した作動液の輸送機能を向上させ、熱輸送効率を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the transport function of the liquefied working fluid can be improved and the heat-transport efficiency can be improved.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to this specification, for the sake of ease of illustration and understanding, the scale, length-to-width ratio, etc. are appropriately changed and exaggerated from those of the real thing.
図1乃至図19を用いて、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態におけるベーパーチャンバ1は、作動液2が封入された密封空間3を有しており、密封空間3内の作動液2が相変化を繰り返すことにより、携帯端末やタブレット端末といったモバイル端末等で使用される中央演算処理装置(CPU)等の発熱を伴うデバイスD(被冷却装置)を冷却するための装置である。ベーパーチャンバ1は、概略的に薄い平板状に形成されている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 19. FIG. The
図1乃至図4に示すように、ベーパーチャンバ1は、下側金属シート10(第1金属シート)と、下側金属シート10上に設けられた上側金属シート20(第2金属シート)と、を備えている。下側金属シート10および上側金属シート20は、いずれもベーパーチャンバ用金属シートに相当する。下側金属シート10の下面10b(とりわけ、後述する下側蒸発部11の下面)に、冷却対象物であるデバイスDが取り付けられる。下側金属シート10と上側金属シート20との間には、作動液2が封入された密封空間3が形成されている。作動液2の例としては、純水、エタノール、メタノール、アセトン等が挙げられる。下側金属シート10と上側金属シート20とは、後述する拡散接合によって接合されている。図1に示す形態では、下側金属シート10および上側金属シート20は、平面視でいずれも矩形状に形成されている例が示されているが、これに限られることはない。ここで平面視とは、ベーパーチャンバ1がデバイスDから熱を受ける面(下側金属シート10の下面10b)、および受けた熱を放出する面(上側金属シート20の上面20b)に直交する方向から見た状態であって、例えば、ベーパーチャンバ1を上方から見た状態(図1参照)、または下方から見た状態に相当している。なお、ベーパーチャンバ1がモバイル端末内に設置される場合、モバイル端末の姿勢によっては、下側金属シート10と上側金属シート20との上下関係が崩れる場合もある。しかしながら、本実施の形態では、デバイスDから熱を受ける金属シートを下側金属シート10と称し、受けた熱を放出する金属シートを上側金属シート20と称して説明する。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
図1乃至図5に示すように、下側金属シート10は、作動液2が蒸発して蒸気を生成する下側蒸発部11(第1蒸発部)と、上面10a(上側金属シート20の側の面)に設けられ、平面視で矩形状に形成された下側流路凹部12(第1流路凹部)と、を有している。このうち下側流路凹部12は、上述した密封空間3の一部を構成しており、液状の作動液2および作動液2の蒸気が通るように構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
下側蒸発部11は、平面視で、この下側流路凹部12内に配置されている。また、下側蒸発部11は、下側金属シート10の下面10bに取り付けられるデバイスDから熱を受けて、密封空間3内の作動液2が蒸発する部分である。このため、下側蒸発部という用語は、デバイスDに重なっている部分に限られる概念ではなく、デバイスDに重なっていなくても作動液2が蒸発可能な部分をも含む概念として用いている。ここで下側蒸発部11は、下側金属シート10の任意の場所に設けることができるが、図5においては、下側金属シート10の中央部に設けられている例が示されている。この場合、ベーパーチャンバ1の動作が、ベーパーチャンバ1が設置されたモバイル端末の姿勢の影響を受けることを抑制し、ベーパーチャンバ1の動作の安定化を図ることができる。
The lower evaporating
本実施の形態では、図1、図2、図4および図5に示すように、下側金属シート10の下側流路凹部12内に、下側流路凹部12の底面12a(後述)から上方(底面12aに垂直な方向)に突出する複数の下側流路突出部13(第1流路突出部)が設けられている。本実施の形態では、下側流路突出部13は、円柱状のボスとして形成されている例が示されており、上面13aと側面13b(図7参照)とを含んでいる。また、各下側流路突出部13は、ベーパーチャンバ1の長手方向(図1および図5における左右方向)に沿って延び、等間隔に離間して配置されている。また、下側流路突出部13は、ベーパーチャンバ1の横断方向(長手方向に直交する横方向、図1および図5における上下方向)にも沿って配置されている。このようにして配置された下側流路突出部13の周囲には、下側流路凹部12の上述した底面12aが形成されている。このようにして、下側流路突出部13の周囲を液状の作動液2および作動液2の蒸気がスムースに流れるように構成されている。また、下側流路突出部13は、上側金属シート20の対応する上側流路突出部22(後述)に平面視で重なるように配置されており、ベーパーチャンバ1の機械的強度の向上を図っている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1, 2, 4 and 5, from the
図4および図5に示すように、下側金属シート10の周縁部には、下側周縁壁14が設けられている。下側周縁壁14は、密封空間3、とりわけ下側流路凹部12を囲むように形成されており、密封空間3を画定している。また、平面視で下側周縁壁14の四隅に、下側金属シート10と上側金属シート20との位置決めをするための下側アライメント孔15がそれぞれ設けられている。
As shown in FIGS. 4 and 5, a lower
本実施の形態では、上側金属シート20は、下側金属シート10と同一の構造を有している。すなわち、本実施の形態によるベーパーチャンバ1は、下側金属シート10を上下反転させると上側金属シート20になるように構成されており、下側金属シート10と同一構造の金属シートを2枚作製して、一方を上下反転させて互いに接合した構成になっている。以下に、上側金属シート20の構成についてより詳細に説明する。
In this embodiment,
図1乃至図4および図6に示すように、上側金属シート20は、下面20a(下側金属シート10の側の面)に設けられた上側流路凹部21(第2流路凹部)を有している。この上側流路凹部21は、密封空間3の一部を構成しており、液状の作動液2および作動液2の蒸気が通るように構成されている。また、図2および図3に示すように、上側金属シート20の上面20bには、モバイル端末等のハウジングの一部を構成するハウジング部材Hが配置される。このことにより、密封空間3内の蒸気は、上側金属シート20およびハウジング部材Hを介して外気によって冷却される。
As shown in FIGS. 1 to 4 and 6, the
本実施の形態では、図1、図4および図6に示すように、上側金属シート20の上側流路凹部21内に、上側流路凹部21の底面21aから下方(底面21aに垂直な方向)に突出する複数の上側流路突出部22(第2流路突出部)が設けられている。本実施の形態では、上側流路突出部22は、円柱状のボスとして形成されている例が示されており、下面22aと側面22bとを含んでいる。また、各上側流路突出部22は、ベーパーチャンバ1の長手方向に沿って延び、等間隔に離間して配置されている。また、上側流路突出部22は、ベーパーチャンバ1の横断方向にも沿って配置されている。このようにして配置された上側流路突出部22の周囲には、上側流路凹部21の上述した底面21aが形成されている。このようにして、上側流路突出部22の周囲を液状の作動液2および作動液2の蒸気がスムースに流れるように構成されている。また、上側流路突出部22は、下側金属シート10の対応する下側流路突出部13に平面視で重なるように配置されており、ベーパーチャンバ1の機械的強度の向上を図っている。ここで、上側流路凹部21の底面21aは、図2等に示すような下側金属シート10と上側金属シート20との上下配置関係では、天井面と言うこともできるが、上側流路凹部21の奥側の面に相当するため、本明細書では底面21aと記す。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1, 4 and 6, in the upper
図4および図6に示すように、上側金属シート20の周縁部には、上側周縁壁23が設けられている。上側周縁壁23は、密封空間3、とりわけ上側流路凹部21を囲むように形成されており、密封空間3を画定している。また、平面視で上側周縁壁23の四隅に、下側金属シート10と上側金属シート20との位置決めをするための上側アライメント孔24がそれぞれ設けられている。すなわち、各上側アライメント孔24は、後述する仮止め時に、上述した各下側アライメント孔15に重なるように配置され、下側金属シート10と上側金属シート20との位置決めが可能に構成されている。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
このような下側金属シート10と上側金属シート20とは、好適には拡散接合で、互いに恒久的に接合されている。より具体的には、図2乃至図4に示すように、下側金属シート10の下側周縁壁14の上面14aと、上側金属シート20の上側周縁壁23の下面23aとが当接し、下側周縁壁14と上側周縁壁23とが互いに接合されている。このことにより、下側金属シート10と上側金属シート20との間に、作動液2を密封した密封空間3が形成されている。また、下側金属シート10の下側流路突出部13の上面13aと、上側金属シート20の上側流路突出部22の下面22aとが当接し、各下側流路突出部13と対応する上側流路突出部22とが互いに接合されている。このことにより、ベーパーチャンバ1の機械的強度を向上させている。とりわけ、本実施の形態による下側流路突出部13および上側流路突出部22は等間隔に配置されているため、ベーパーチャンバ1の各位置における機械的強度を均等化させることができる。なお下側金属シート10と上側金属シート20とは、拡散接合ではなく、恒久的に接合できれば、ろう付け等の他の方式で接合されていてもよい。
Such
また、図1、図5および図6に示すように、ベーパーチャンバ1は、長手方向における一対の端部のうちの一方の端部に、密封空間3に作動液2を注入する注入部4を更に備えている。この注入部4は、下側金属シート10の端面から突出する下側注入突出部16と、上側金属シート20の端面から突出する上側注入突出部25と、を有している。このうち下側注入突出部16の上面に下側注入流路凹部17が形成され、上側注入突出部25の下面に上側注入流路凹部26が形成されている。下側注入流路凹部17は、下側流路凹部12に連通しており、上側注入流路凹部26は、上側流路凹部21に連通している。下側注入流路凹部17および上側注入流路凹部26は、下側金属シート10と上側金属シート20とが接合された際、作動液2の注入流路を形成する。当該注入流路を通過して作動液2は密封空間3に注入される。なお、本実施の形態では、注入部4は、ベーパーチャンバ1の長手方向における一対の端部のうちの一方の端部に設けられている例が示されているが、これに限られることはない。
In addition, as shown in FIGS. 1, 5 and 6, the
次に、下側流路凹部12について、図5および図7を用いてより詳細に説明する。
Next, the
図5および図7に示すように、下側流路凹部12の底面12aに複数の下側底面溝30(第1底面溝)が設けられている。下側底面溝30は、蒸気から凝縮した作動液2を下側蒸発部11に輸送するためのものである。本実施の形態では、複数の下側底面溝30のうちの一の下側底面溝30と、他の下側底面溝30とが、互いに交差し、連通している。
As shown in FIGS. 5 and 7, a plurality of lower bottom surface grooves 30 (first bottom surface grooves) are provided in the
より具体的には、複数の下側底面溝30は、複数の第1下側底面溝30aと、複数の第2下側底面溝30bと、を含んでいる。このうち第1下側底面溝30aは、ベーパーチャンバ1の長手方向に沿って延びるように形成され、第2下側底面溝30bは、ベーパーチャンバ1の横断方向に沿って延びるように形成されている。そして、第1下側底面溝30aの一部および第2下側底面溝30bの一部は、ベーパーチャンバ1の周縁部から下側蒸発部11に向かって延びており、下側蒸発部11には、第1下側底面溝30aの一部および第2下側底面溝30bの一部が形成されている。本実施の形態では、図5に示すように、第1下側底面溝30aと第2下側底面溝30bは、互いに直交しており、複数の下側底面溝30は、全体として平面視で格子状に延びるように形成されている。各底面溝30a、30bは、底面溝30a、30bの幅方向両側に下側流路突出部13が配置されるように形成されている。なお、以下の底面溝に関する説明のうち、第1下側底面溝30aと第2下側底面溝30bとを区分けして説明する必要がないと思われる説明には、代表的に「下側底面溝30」を用いて説明する。ここで、図7は、下側底面溝30の長手方向に沿って見たときの下側流路凹部12の拡大部分断面図である。
More specifically, the plurality of lower
図7に示すように、下側底面溝30は、下側底面溝30の長手方向に沿って見たときに、下側底面溝30の幅方向の一側において下側底面溝30に隣り合う下側流路突出部13と、他側において下側底面溝30に隣り合う下側流路突出部13との間のギャップGよりも小さい幅W1を有している。このうちギャップGは、図5および図7に示すように定められ、幅方向の一側において下側底面溝30に隣り合う下側流路突出部13の側面13bと、他側において下側底面溝30に隣り合う下側流路突出部13の側面13bとの間の距離(下側底面溝30の長手方向に沿って見たときの距離)である。言い換えると、ギャップGは、下側底面溝30の幅方向の一側に配置された下側流路突出部13の側面13bと、他側に配置された下側流路突出部13の側面13bとの間の距離(下側底面溝30の長手方向に沿って見たときの距離)が最小となる下側流路突出部13同士の間のギャップに相当する。このギャップGは、例えば0.5mmであることが好適である。ここで、下側底面溝30の幅とは、下側底面溝30の長手方向に直交する方向の寸法を意味しており、例えば、図7における左右方向の寸法に相当する。下側底面溝30の幅W1(より詳細には、開口幅)は、10μm~100μmであることが好適である。10μm以上にすることにより、下側底面溝30を流れる作動液2の流路抵抗を低減して作動液2の液量を確保することができる。一方、100μm以下にすることにより、作動液2への毛細管作用が弱まることを防止して作動液2を下側蒸発部11にスムースに輸送することができる。また、下側流路突出部13の高さH1(下側流路凹部12の深さ、図7における上下方向寸法)は、120μm~130μmであることが好適である。なお、下側底面溝30の深さH2は、特に限られることはないが、後述するエッチング処理の制約に応じて任意とすることができる。例えば、深さH2は、下側底面溝30の幅W1に対して0.5~2.0の比率の範囲となるようにしてもよい。
As shown in FIG. 7 , the lower
下側底面溝30の長手方向に沿って見たときに、各下側流路突出部13と、これに隣り合う他の下側流路突出部13との間には、少なくとも1つの下側底面溝30が形成されていることが好適である。図5および図7においては、互いに隣り合う下側流路突出部13の間に、3つの下側底面溝30が形成されている。各下側底面溝30の幅W1は同一であるとともに下側底面溝30の深さH2が同一である例が示されている。しかしながら、このことに限られることはなく、下側底面溝30の幅W1は、互いに異なっていてもよく、また、下側底面溝30の深さH2は、互いに異なっていてもよい。なお、下側底面溝30は、下側流路凹部12の底面12aの全領域に設けられていてもよい。底面12aのうち下側蒸発部11に設けられた下側底面溝30は、液状の作動液2とデバイスDから受けた熱との熱交換面積を増大させ、液状の作動液2の蒸発を促進させることができる。また、底面12aのうち下側蒸発部11の周囲に設けられた下側底面溝30は、液状の作動液2を、下側蒸発部11への輸送を促進させることができるとともに、作動液2の蒸気と下側金属シート10との熱交換面積を増大させ、作動液2の蒸気の凝縮を促進させることができる。
When viewed along the longitudinal direction of the lower
上述したように、本実施の形態では、上側金属シート20は、下側金属シート10と同一の構造を有している。このため、上側金属シート20の上側流路凹部21の底面21aには、図6に示すように、上述した下側底面溝30と同様の形状を有する上側底面溝35(第2底面溝)が設けられている。すなわち、上側底面溝35の幅方向両側に上述した上側流路突出部22が設けられており、上側底面溝35は、上側底面溝35の長手方向に沿って見たときに、上側底面溝35の幅方向の一側において上側底面溝35に隣り合う上側流路突出部22と、他側において上側底面溝35に隣り合う上側流路突出部22との間のギャップGよりも小さい幅W1を有している。この上側底面溝35も、下側底面溝30と同様に、第1上側底面溝35aと第2上側底面溝35bとを含んでいる。しかしながら、上側底面溝35は下側底面溝30と同様の形状を有していることから、上側底面溝35についての詳細な説明は省略する。
As described above, in this embodiment,
ところで、下側金属シート10および上側金属シート20に用いる材料は、熱伝導率が良好な材料であれば特に限られることはないが、例えば、下側金属シート10および上側金属シート20は、銅または銅合金により形成されていることが好適である。このことにより、下側金属シート10および上側金属シート20の熱伝導率を高めることができる。このため、ベーパーチャンバ1の熱輸送効率を高めることができる。また、ベーパーチャンバ1の厚さは、0.1mm~1.0mmである。下側金属シート10の厚さT1および上側金属シート20の厚さT2は、ハンドリングを良好にするために、ベーパーチャンバ1の厚さの半分にし、T1とT2を等しくすることが好適である。
By the way, the materials used for the
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。ここでは、まず、ベーパーチャンバ1の製造方法について、図8乃至図17を用いて説明するが、上側金属シート20のハーフエッチング工程の説明は簡略化する。なお、図8、図9、図15乃至図17では、図4の横断面図と同様の横断面を示しており、図10乃至図14では、図7の横断面と同様の横断面を示している。
Next, the operation of this embodiment having such a configuration will be described. Here, first, the manufacturing method of the
まず、図8に示すように、平板状の下側金属シート10を準備する。ここで準備される下側金属シート10は、図5に示すような外形輪郭形状を有している。
First, as shown in FIG. 8, a flat
続いて、図9に示すように、下側金属シート10がハーフエッチングされて、密封空間3の一部を構成する下側流路凹部12が形成される。この場合、まず、下側金属シート10の上面10aに図示しない凹部用レジスト膜が、フォトリソグラフィー技術によって、複数の下側流路突出部13および下側周縁壁14に対応するパターン状に形成される。続いて、第1ハーフエッチング工程として、下側金属シート10の上面10aがハーフエッチングされる。このことにより、下側金属シート10の上面10aのうち凹部用レジスト膜の凹部用レジスト開口(図示せず)に対応する部分がハーフエッチングされて、図9に示すような下側流路凹部12、下側流路突出部13および下側周縁壁14が形成される。この際、図1および図5に示す下側注入流路凹部17も同時に形成される。第1ハーフエッチング工程の後、凹部用レジスト膜が除去される。なお、ハーフエッチングとは、材料を貫通しないような凹部を形成するためのエッチングを意味している。このため、ハーフエッチングにより形成される凹部の深さは、下側金属シート10の厚さの半分であることには限られない。エッチング液には、例えば、塩化第二鉄水溶液等の塩化鉄系エッチング液、または塩化銅水溶液等の塩化銅系エッチング液を用いることができる。
Subsequently, as shown in FIG. 9, the
下側流路凹部12が形成された後、下側流路凹部12の底面12aに下側底面溝30が形成される。
After the
この場合、まず、図10に示すように、下側流路凹部12の底面12aおよび下側流路突出部13の側面13bに、溝用レジスト膜40が形成される。この際、溝用レジスト膜40は、下側金属シート10の上面10aや下面10bなどにも形成される。溝用レジスト膜40には、電界によって付着可能な電着レジスト材料を好適に使用することができるが、下側流路突出部13の側面13bにレジスト膜を形成することができれば、液状のレジスト材料など他の材料を用いてもよい。
In this case, first, as shown in FIG. 10 , a groove resist
続いて、図11に示すように、溝用レジスト膜40が露光される。より具体的には、まず、露光光Lが通過するマスク開口部41aを有するフォトマスク41が配置される。このマスク開口部41aは、下側流路凹部12の底面12aに下側底面溝30を形成するためにパターン状に形成されている。続いて、溝用レジスト膜40に露光光Lが照射される。この場合、露光光Lは、平行光としてマスク開口部41aに入射して通過し、下側流路凹部12の底面12aに向かって照射される。このことにより、溝用レジスト膜40のうち当該底面12aの部分に、マスク開口部41aの形状に沿って露光光Lが照射され、照射された部分が露光される。
Subsequently, as shown in FIG. 11, the groove resist
次に、溝用レジスト膜40が現像され、図12に示すように、溝用レジスト膜40のうち露光部分が除去され、底面レジスト開口42が形成される。このことにより、溝用レジスト膜40に、下側底面溝30の形状に沿ってパターン状の底面レジスト開口42が形成される。なお、ここでは、溝用レジスト膜40が、露光部分が現像液に対して溶解するポジ型レジストである例が示されているが、露光部分が現像液に対して不溶解性であるネガ型レジストを用いてもよい。
Next, the groove resist
続いて、図13に示すように、第2ハーフエッチング工程として、下側流路凹部12がハーフエッチングされる。このことにより、下側流路凹部12のうち溝用レジスト膜40の底面レジスト開口42に対応する部分がハーフエッチングされて、下側流路凹部12の底面12aに下側底面溝30が形成される。第2ハーフエッチング工程で用いるエッチング液は、特に限られることはないが、第1ハーフエッチング工程で用いるエッチング液と同一であってもよい。ここでのハーフエッチングは、エッチング液を、底面12aに吹き付けるスプレーエッチングであることが好ましい。
Subsequently, as shown in FIG. 13, as a second half-etching step, the lower flow path
その後、図14に示すように、溝用レジスト膜40が除去され、下側底面溝30が形成された下側流路凹部12を有する下側金属シート10が得られる。
Thereafter, as shown in FIG. 14, the groove resist
一方、下側金属シート10と同様にして、上側金属シート20が下面20aからハーフエッチングされて、上側流路凹部21、上側流路突出部22、上側周縁壁23および上側底面溝35が形成される。このようにして、上述した上側金属シート20が得られる。
On the other hand, in the same manner as the
次に、図15に示すように、下側流路凹部12を有する下側金属シート10と、上側流路凹部21を有する上側金属シート20とが仮止めされる。この場合、まず、下側金属シート10の下側アライメント孔15(図1および図5参照)と上側金属シート20の上側アライメント孔24(図1および図6参照)とを利用して、下側金属シート10と上側金属シート20とが位置決めされる。続いて、下側金属シート10と上側金属シート20とが固定される。固定の方法としては、特に限られることはないが、例えば、下側金属シート10と上側金属シート20とに対して抵抗溶接を行うことによって下側金属シート10と上側金属シート20とを固定してもよい。この場合、図15に示すように、電極棒43を用いてスポット的に抵抗溶接を行うことが好適である。抵抗溶接の代わりにレーザ溶接を行ってもよい。このようにして、下側金属シート10と上側金属シート20とが、位置決めされた状態で固定される。
Next, as shown in FIG. 15, the
仮止めの後、図16に示すように、下側金属シート10と上側金属シート20とが、拡散接合によって恒久的に接合される。拡散接合とは、接合する下側金属シート10と上側金属シート20とを密着させ、減圧雰囲気中で、各金属シート10、20を密着させる方向に加圧するとともに加熱して、接合面に生じる原子の拡散を利用して接合する方法である。拡散接合は、下側金属シート10および上側金属シート20の材料を融点に近い温度まで加熱するが、融点よりは低いため、各金属シート10、20が溶融して変形することを回避できる。より具体的には、下側金属シート10の下側周縁壁14の上面14aと上側金属シート20の上側周縁壁23の下面23aとが、接合面となって拡散接合される。このことにより、下側周縁壁14と上側周縁壁23とによって、下側金属シート10と上側金属シート20との間に密封空間3が形成される。また、下側注入流路凹部17(図1および図5参照)と上側注入流路凹部26(図1および図6参照)とによって、密封空間3に連通する作動液2の注入流路が形成される。さらに、下側金属シート10の下側流路突出部13の上面13aと、上側金属シート20の上側流路突出部22の下面22aとが、接合面となって拡散接合され、ベーパーチャンバ1の機械的強度が向上する。
After temporary fixing, the
恒久的な接合の後、図17に示すように、注入部4(図1参照)から密封空間3に作動液2が注入される。この際、まず、密封空間3が真空引きされて減圧され、その後に、作動液2が密封空間3に注入される。注入時、作動液2は、下側注入流路凹部17と上側注入流路凹部26とにより形成された注入流路を通過する。注入された作動液2は、その表面張力で、下側流路凹部12の壁面および上側流路凹部21の壁面に付着する。
After permanent bonding, as shown in FIG. 17, the working
作動液2の注入の後、上述した注入流路が封止される。例えば、注入部4にレーザを照射し、注入部4を部分的に溶融させて注入流路を封止することが好適である。このことにより、密封空間3と外気との連通が遮断され、作動液2が密封空間3に封入される。このようにして、密封空間3内の作動液2が外部に漏洩することが防止される。
After the injection of the working
以上のようにして、本実施の形態によるベーパーチャンバ1が得られる。
As described above, the
次に、ベーパーチャンバ1の作動方法、すなわち、デバイスDの冷却方法について説明する。
Next, a method of operating the
上述のようにして得られたベーパーチャンバ1は、モバイル端末等のハウジング内に設置されるとともに、下側金属シート10の下面10bに、被冷却対象物であるCPU等のデバイスDが取り付けられる。
The
デバイスDが発熱すると、下側流路凹部12のうち下側蒸発部11に存在する作動液2が、デバイスDから熱を受ける。受けた熱は潜熱として吸収されて作動液2が蒸発(気化)し、作動液2の蒸気が生成される。また、後述する上側蒸発部27に存在する作動液2も、相互に接合されている下側流路突出部13および上側流路突出部22を介してデバイスDから熱を受けて蒸発する。このようにして生成された蒸気の多くは、下側流路凹部12内および上側流路凹部21内で拡散する(図3の実線矢印参照)。上側流路凹部21内および下側流路凹部12内の蒸気は、下側蒸発部11から離れ、蒸気の多くは、比較的温度の低いベーパーチャンバ1の周縁部に輸送される。拡散した蒸気は、下側金属シート10および上側金属シート20に放熱して冷却される。下側金属シート10および上側金属シート20が蒸気から受けた熱は、ハウジング部材H(図2および図3参照)を介して外気に伝達される。
When the device D generates heat, the working
蒸気は、下側金属シート10および上側金属シート20に放熱することにより、下側蒸発部11において吸収した潜熱を失って凝縮する。凝縮して液状になった作動液2は、下側流路凹部12の壁面および上側流路凹部21の壁面に付着する。
By radiating heat to the
下側流路凹部12のうち下側蒸発部11以外の部分に凝縮して付着した液状の作動液2は、下側蒸発部11では作動液2が蒸発し続けているために、下側蒸発部11に向かって輸送される(図3の破線矢印参照)。ここで、下側流路凹部12の底面12aには、幅の小さい下側底面溝30が形成されており、この下側底面溝30には液状の作動液2が充填されている。このため、下側底面溝30の毛細管作用により、作動液2は、下側蒸発部11に向かう推進力を得て、下側蒸発部11に向かってスムースに輸送される。
The
とりわけ、本実施の形態では、図5に示す第1下側底面溝30aの一部および第2下側底面溝30bの一部は、下側蒸発部11に向かって延びている。この場合、下側流路凹部12内の作動液2は、これらの第1下側底面溝30aおよび第2下側底面溝30bに沿って、下側蒸発部11に向かってより一層スムースに輸送される。また、図5に示す第1下側底面溝30aおよび第2下側底面溝30bは、互いに交差している。このことにより、第1下側底面溝30aと第2下側底面溝30bとを作動液2が行き来することができる。この場合、第1下側底面溝30aおよび第2下側底面溝30bにおいてドライアウトが発生することを抑制できる。すなわち、ベーパーチャンバ1が設置されたモバイル端末の姿勢によっては、密封空間3内の液状の作動液2の分布に偏りが生じることが考えられる。しかしながら、本実施の形態では、上述した第1下側底面溝30aおよび第2下側底面溝30bを液状の作動液2が行き来することができるため、特定の第1下側底面溝30aおよび第1下側底面溝30aでのドライアウトを抑制し、動作を安定化させることができる。
In particular, in the present embodiment, a portion of first lower
また、上側流路凹部21のうち下側蒸発部11に対向する部分(以下、上側蒸発部27と称する)では、作動液2がデバイスDの熱を受けて蒸発し続けている。このことにより、上側流路凹部21のうち上側蒸発部27以外の部分に凝縮して付着した液状の作動液2は、上側蒸発部27に向かって輸送される(図3の破線矢印参照)。ここで、上側流路凹部21の底面21aには、幅の小さい上側底面溝35が形成されており、この上側底面溝35に液状の作動液2が充填されている。このため、上側底面溝35の毛細管作用により、作動液2は、上側蒸発部27に向かう推進力を得て、上側蒸発部27に向かってスムースに輸送される。ここで、上側蒸発部27は、平面視で、この上側流路凹部21内に配置されており、下側蒸発部11のようにデバイスDが取り付けられる部分ではないが、下側金属シート10の下側蒸発部11に対向する部分になっている。そして、上側蒸発部27は、下側蒸発部11がデバイスDから受けた熱が、相互に接続されている下側流路突出部13および上側流路突出部22を介して伝り、作動液2が蒸発する部分になっている。このようにして、本実施の形態によるベーパーチャンバ1においては、上側蒸発部27においても液状の作動液2が蒸発する。なお、上側蒸発部という用語は、平面視で下側蒸発部11に重なっている部分に限られる概念ではなく、下側蒸発部11に重なっている領域であるか否かに関わることなく、作動液2が蒸発可能な部分であるという概念として用いている。
Further, in the portion of the upper passage
とりわけ、本実施の形態では、図6に示す第1上側底面溝35aの一部および第2上側底面溝35bの一部は、上側蒸発部27に向かって延びている。この場合、上側流路凹部21内の作動液2は、これらの第1上側底面溝35aおよび第2上側底面溝35bに沿って、上側蒸発部27に向かってより一層スムースに輸送される。また、図6に示す第1上側底面溝35aおよび第2上側底面溝35bは、互いに交差している。このことにより、第1下側底面溝30aおよび第2下側底面溝30bと同様に、第1上側底面溝35aおよび第2上側底面溝35bにおいてドライアウトが発生することを抑制できる。
In particular, in the present embodiment, a portion of first upper
下側蒸発部11および上側蒸発部27に達した作動液2は、それぞれ、デバイスDから再び熱を受けて蒸発する。このようにして、作動液2が、相変化、すなわち蒸発と凝縮とを繰り返しながらベーパーチャンバ1内を還流してデバイスDの熱を外部に輸送する。この結果、デバイスDが冷却される。
The working
このように本実施の形態によれば、下側金属シート10の下側流路凹部12の底面12aに設けられた下側底面溝30が、下側底面溝30の長手方向に沿って見たときに幅方向両側に配置された下側流路突出部13の間のギャップGよりも小さい幅W1を有している。このことにより、下側底面溝30は、毛細管作用を発揮することができ、下側流路凹部12内の作動液2に、下側蒸発部11に向かう推進力を与えて、下側蒸発部11に向かってスムースに作動液2を輸送することができる。このため、作動液2の輸送機能を向上させることができ、デバイスDの熱の輸送を促進して、熱輸送効率を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the lower
また、本実施の形態によれば、下側流路凹部12の底面12aに、複数の下側底面溝30が設けられているため、作動液2に与える下側蒸発部11への推進力を増大させることができる。このため、作動液2の輸送機能をより一層向上させることができる。
Further, according to the present embodiment, since the plurality of lower
また、本実施の形態によれば、下側底面溝30のうち第1下側底面溝30aの一部および第2下側底面溝30bの一部は、下側蒸発部11に向かって延びている。このことにより、下側流路凹部12内の作動液2が下側蒸発部11に向かう推進力を増大させることができ、作動液2をより一層スムースに輸送することができる。また、第1下側底面溝30aおよび第2下側底面溝30bは互いに交差している。このことにより、第1下側底面溝30aと第2下側底面溝30bで作動液2を行き来させることができ、各底面溝30a、30bがドライアウトすることを抑制できる。このため、ベーパーチャンバ1の動作を安定させることができる。とりわけ、本実施の形態のように第2下側底面溝30bが第1下側底面溝30aに直交している場合には、第1下側底面溝30a同士を最短距離で連通することができ、各第1下側底面溝30aがドライアウトすることをより一層抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, of the lower
さらに、本実施の形態によれば、上側金属シート20の上側流路凹部21の底面21aに設けられた上側底面溝35が、上側底面溝35の長手方向に沿って見たときに幅方向両側に配置された上側流路突出部22の間のギャップGよりも小さい幅W1を有している。このことにより、上側底面溝35は、毛細管作用を発揮することができ、上側流路凹部21内の作動液2に、上側蒸発部27(下側蒸発部11に対向する部分)に向かう推進力を与えて、上側蒸発部27に向かってスムースに作動液2を輸送することができる。このため、デバイスDの熱の輸送を促進して、熱輸送効率を向上させることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the upper
なお、上述した本実施の形態においては、下側底面溝30が、矩形状横断面を有している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、下側底面溝30は、図18に示すようにV字状または三角形状の横断面を有していてもよい。このような下側底面溝30は、単一の底面レジスト開口42ではなく、溝用レジスト膜40のうち下側底面溝30に対応する部分に、多数の開口を設けることにより形成することができる。すなわち、下側底面溝30のうち浅い部分では、開口寸法を小さくし、深い部分では、開口寸法を大きくすることにより、図18に示す下側底面溝30を形成することができる。
In addition, in this Embodiment mentioned above, the example in which the lower bottom surface groove|
また、上述した本実施の形態においては、複数の下側底面溝30が、複数の第1下側底面溝30aと、複数の第2下側底面溝30bと、を含んでいる例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。第1下側底面溝30aと第2下側底面溝30bを連通することができれば、各底面溝30a、30bは、複数設けられていなくてもよい。
Further, in the present embodiment described above, the example in which the plurality of lower
また、上述した本実施の形態においては、複数の下側底面溝30の一部は、下側蒸発部11に向かってベーパーチャンバ1の長手方向に沿って延びている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、下側蒸発部11に作動液2をスムースに輸送することができれば、下側底面溝30の延びる方向は任意である。
Further, in the present embodiment described above, an example has been described in which a part of the plurality of lower
また、上述した本実施の形態においては、複数の下側流路突出部13がベーパーチャンバ1の長手方向に沿って配置されているとともに、ベーパーチャンバ1の横断方向にも沿って配置されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、複数の下側流路突出部13の配置は、上側流路突出部22に当接してベーパーチャンバ1の機械的強度を確保することができれば、任意である。例えば、図19に示すように複数の下側流路突出部13が配置されていてもよい。ここでは、複数の下側流路突出部13は、ベーパーチャンバ1の長手方向に沿って配置されているが、ベーパーチャンバ1の横断方向には沿っていない例が示されている。この場合、ギャップGは、図示のように定められ、ここでも下側底面溝30の幅W1(図7参照)は、当該ギャップGよりも小さくなっている。また、図19においては、下側底面溝30の長手方向に沿って見たときに、各下側流路突出部13と、これに隣り合う他の下側流路突出部13との間には1つの下側底面溝30が形成されている。
In addition, in the present embodiment described above, the plurality of lower flow
また、上述した本実施の形態においては、下側金属シート10の下側流路突出部がボスとして形成されるとともに、上側金属シート20の上側流路突出部がボスとして形成されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。すなわち、下側蒸発部11で生成された蒸気を密封空間3内に拡散することができるとともに、蒸気から凝縮した作動液2を下側蒸発部11に輸送し、さらに、下側流路突出部と上側流路突出部とを当接させることができれば、下側流路突出部および上側流路突出部の形状は、任意である。
Further, in the present embodiment described above, the example in which the lower passage projecting portion of the
より具体的には、上側流路突出部および下側流路突出部の少なくとも一方は、所定の方向に沿って略平行に細長状に延びる壁(図示せず)として形成されていてもよい。この壁は、ベーパーチャンバ1の長手方向に沿って延びてもよく、平面視で下側蒸発部11から放射方向に沿って延びていてもよい。この場合においても下側流路突出部と上側流路突出部は、平面視で重なるように配置することが好適である。
More specifically, at least one of the upper flow path protrusion and the lower flow path protrusion may be formed as a wall (not shown) extending substantially parallel and elongated along a predetermined direction. This wall may extend along the longitudinal direction of the
また、上側金属シート20は、平板状に形成され、上側流路凹部21を有していなくてもよい。この場合には、下側蒸発部11において蒸発した作動液2の蒸気は、下側金属シート10の下側流路凹部12内で拡散し、下側金属シート10および上側金属シート20に放熱して冷却され、凝縮する。すなわち、密封空間3の全体が下側流路凹部12によって構成される。また、上側金属シート20が平板状に形成される場合には、ベーパーチャンバ1の機械的強度を向上させることができる。あるいは、上側金属シート20が、上述した上側流路凹部21を有している場合には、下側金属シート10が、平板状に形成されて、下側流路凹部12を有していなくてもよい。
Moreover, the
本発明は上記実施の形態および変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態および変形例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態および変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications as they are, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the gist of the invention at the implementation stage. Also, various inventions can be formed by appropriate combinations of the plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments and modifications. Some components may be deleted from all the components shown in the embodiment and modifications.
1 ベーパーチャンバ
2 作動液
3 密封空間
10 下側金属シート
11 下側蒸発部
12 下側流路凹部
12a 底面
13 下側流路突出部
20 上側金属シート
21 上側流路凹部
21a 底面
22 上側流路突出部
30 下側底面溝
30a 第1下側底面溝
30b 第2下側底面溝
35 上側底面溝
35a 第1上側底面溝
35b 第2上側底面溝
1
Claims (7)
第1金属シートと、
前記第1金属シート上に設けられ、前記第1金属シートとの間に前記密封空間を形成する第2金属シートと、
前記ベーパーチャンバの端部に設けられ、前記密封空間に前記作動液を注入する注入部と、を備え、
前記第1金属シートは、前記密封空間の少なくとも一部を構成する、液状の前記作動液および前記作動液の蒸気が通る第1流路凹部と、前記第1流路凹部の底面に設けられた第1底面溝と、前記第1底面溝の幅方向両側に設けられ、前記第1流路凹部の前記底面から突出して前記第2金属シートに当接する複数の第1流路突出部と、を有し、
前記第1底面溝は、前記第1底面溝の長手方向に沿って見たときに、前記第1底面溝の幅方向の一側において前記第1底面溝に隣り合う前記第1流路突出部と、他側において前記第1底面溝に隣り合う前記第1流路突出部との間のギャップよりも小さい幅を有し、
前記注入部は、第1方向に沿って延び、前記密封空間に連通する注入流路を有し、
複数の前記第1流路突出部は、前記第1方向に沿って配置されるとともに、前記第1方向に直交する第2方向に沿って配置される複数の前記第1流路突出部を含み、
前記注入流路は、前記第1方向に沿って見たときに、前記第2方向において互いに隣り合う2つの前記第1流路突出部の間に配置されるとともに、当該2つの第1流路突出部の間のギャップよりも小さい幅を有し、
前記第1流路凹部の前記底面に、複数の前記第1底面溝が設けられ、
複数の前記第1底面溝は、前記第2方向において互いに隣り合う前記第1流路突出部の間に配置された、前記第1方向に沿って延びる複数の前記第1底面溝と、前記第1方向において互いに隣り合う前記第1流路突出部の間に配置された、前記第2方向に沿って延びる複数の前記第1底面溝と、を含み、
前記第1方向に沿って延びる複数の前記第1底面溝と、前記第2方向に沿って延びる複数の前記第1底面溝とは、互いに交差し、
前記第1底面溝の幅は、10μm~100μmである、ベーパーチャンバ。 A vapor chamber having a sealed space in which a hydraulic fluid is enclosed,
a first metal sheet;
a second metal sheet provided on the first metal sheet and forming the sealed space with the first metal sheet;
an injection part provided at an end of the vapor chamber for injecting the working fluid into the sealed space;
The first metal sheet is provided on a bottom surface of a first channel recess through which the liquid working fluid and the vapor of the working fluid pass, which constitutes at least part of the sealed space, and a bottom surface of the first channel recess. a first bottom groove; and a plurality of first flow path projections provided on both sides in the width direction of the first bottom groove, projecting from the bottom surface of the first flow path recess and abutting the second metal sheet. have
The first bottom surface groove has the first flow path projection portion adjacent to the first bottom surface groove on one side in the width direction of the first bottom surface groove when viewed along the longitudinal direction of the first bottom surface groove. and a width smaller than the gap between the first flow path protrusion adjacent to the first bottom surface groove on the other side,
The injection part has an injection channel extending along the first direction and communicating with the sealed space,
The plurality of first flow path projections includes a plurality of first flow path projections arranged along the first direction and along a second direction orthogonal to the first direction. ,
When viewed along the first direction, the injection channel is arranged between two of the first channel protrusions that are adjacent to each other in the second direction, and the two first channel having a width less than the gap between the protrusions,
A plurality of the first bottom surface grooves are provided on the bottom surface of the first flow channel recess,
The plurality of first bottom surface grooves includes a plurality of first bottom surface grooves extending along the first direction and arranged between the first flow path protrusions adjacent to each other in the second direction; a plurality of the first bottom surface grooves extending along the second direction and arranged between the first flow path protrusions adjacent to each other in one direction;
the plurality of first bottom surface grooves extending along the first direction and the plurality of first bottom surface grooves extending along the second direction intersect each other,
The vapor chamber, wherein the width of the first bottom groove is 10 μm to 100 μm.
前記第1底面溝の少なくとも一部は、前記第1蒸発部に向かって延びている、請求項1に記載のベーパーチャンバ。 The first metal sheet further has a first evaporator in which the working fluid evaporates to generate steam,
2. The vapor chamber of claim 1, wherein at least a portion of said first bottom groove extends toward said first evaporator section.
前記第2底面溝は、前記第2底面溝の長手方向に沿って見たときに、前記第2底面溝の幅方向の一側において前記第2底面溝に隣り合う前記第2流路突出部と、他側において前記第2底面溝に隣り合う前記第2流路突出部との間のギャップよりも小さい幅を有している、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のベーパーチャンバ。 The second metal sheet is provided on the bottom surface of the second flow passage recess, through which the liquid working fluid and the vapor of the working fluid pass, and the bottom surface of the second flow passage recess, which constitutes a part of the sealed space. a second bottom groove, and a plurality of second flow path projections provided on both sides in the width direction of the second bottom groove, projecting from the bottom surface of the second flow path recess and contacting the first metal sheet; have
The second bottom surface groove has a second flow path projection portion that is adjacent to the second bottom surface groove on one side in the width direction of the second bottom surface groove when viewed along the longitudinal direction of the second bottom surface groove. 4. The vapor chamber according to any one of claims 1 to 3, wherein the width of the vapor chamber is smaller than the gap between the second flow path protrusion adjacent to the second bottom groove on the other side and the second flow path protrusion adjacent to the second bottom groove on the other side. .
第1金属シートと、
前記第1金属シート上に設けられ、前記第1金属シートとの間に前記密封空間を形成する第2金属シートと、
前記密封空間の少なくとも一部を画定する、前記第1金属シートに設けられた画定面に形成された第1溝と、
前記第1溝の幅方向両側に設けられ、前記画定面から突出して前記第2金属シートに当接する複数の第1流路突出部と、
前記ベーパーチャンバの端部に設けられ、前記密封空間に前記作動液を注入する注入部と、を備え、
前記第1溝は、前記第1溝の長手方向に沿って見たときに、前記第1溝の幅方向の一側において前記第1溝に隣り合う前記第1流路突出部と、他側において前記第1溝に隣り合う前記第1流路突出部との間のギャップよりも小さい幅を有し、
前記注入部は、第1方向に沿って延び、前記密封空間に連通する注入流路を有し、
複数の前記第1流路突出部は、前記第1方向に沿って配置されるとともに、前記第1方向に直交する第2方向に沿って配置される複数の前記第1流路突出部を含み、
前記注入流路は、前記第1方向に沿って見たときに、前記第2方向において互いに隣り合う2つの前記第1流路突出部の間に配置されるとともに、当該2つの第1流路突出部の間のギャップよりも小さい幅を有し、
前記画定面に、複数の前記第1溝が形成され、
複数の前記第1溝は、前記第2方向において互いに隣り合う前記第1流路突出部の間に配置された、前記第1方向に沿って延びる複数の前記第1溝と、前記第1方向において互いに隣り合う前記第1流路突出部の間に配置された、前記第2方向に沿って延びる複数の前記第1溝と、を含み、
前記第1方向に沿って延びる複数の前記第1溝と、前記第2方向に沿って延びる複数の前記第1溝とは、互いに交差し、
前記第1溝の幅は、10μm~100μmである、ベーパーチャンバ。 A vapor chamber having a sealed space in which a hydraulic fluid is enclosed,
a first metal sheet;
a second metal sheet provided on the first metal sheet and forming the sealed space with the first metal sheet;
a first groove formed in a defining surface provided in the first metal sheet that defines at least part of the sealed space;
a plurality of first flow path projections provided on both sides in the width direction of the first groove, projecting from the defining surface and contacting the second metal sheet;
an injection part provided at an end of the vapor chamber for injecting the working fluid into the sealed space;
When viewed along the longitudinal direction of the first groove, the first groove includes the first flow path projecting portion adjacent to the first groove on one side in the width direction of the first groove, and the other side. has a width smaller than the gap between the first flow path protrusion adjacent to the first groove in
The injection part has an injection channel extending along the first direction and communicating with the sealed space,
The plurality of first flow path projections includes a plurality of first flow path projections arranged along the first direction and along a second direction orthogonal to the first direction. ,
When viewed along the first direction, the injection channel is arranged between two of the first channel protrusions that are adjacent to each other in the second direction, and the two first channel having a width less than the gap between the protrusions,
A plurality of the first grooves are formed in the defining surface,
The plurality of first grooves includes a plurality of first grooves extending along the first direction and arranged between the first flow path protrusions adjacent to each other in the second direction. a plurality of the first grooves extending along the second direction arranged between the first flow path protrusions adjacent to each other in
the plurality of first grooves extending along the first direction and the plurality of first grooves extending along the second direction intersect each other;
The vapor chamber, wherein the first groove has a width of 10 μm to 100 μm.
前記密封空間の少なくとも一部を構成する、液状の前記作動液および前記作動液の蒸気が通る流路凹部と、
前記流路凹部の底面に設けられた底面溝と、
前記底面溝の幅方向両側に設けられ、前記流路凹部の前記底面から突出する複数の流路突出部と、
前記ベーパーチャンバ用金属シートの端部から突出する注入突出部と、を備え、
前記底面溝は、前記底面溝の長手方向に沿って見たときに、前記底面溝の幅方向の一側において前記底面溝に隣り合う前記流路突出部と、他側において前記底面溝に隣り合う前記流路突出部との間のギャップよりも小さい幅を有し、
前記注入突出部は、第1方向に沿って延び、前記流路凹部に連通する注入流路凹部を有し、
複数の前記流路突出部は、前記第1方向に沿って配置されるとともに、前記第1方向に直交する第2方向に沿って配置される複数の前記流路突出部を含み、
前記注入流路凹部は、前記第1方向に沿って見たときに、前記第2方向において互いに隣り合う2つの前記流路突出部の間に配置されるとともに、当該2つの流路突出部の間のギャップよりも小さい幅を有し、
前記流路凹部の前記底面に、複数の前記底面溝が設けられ、
複数の前記底面溝は、前記第2方向において互いに隣り合う前記流路突出部の間に配置された、前記第1方向に沿って延びる複数の前記底面溝と、前記第1方向において互いに隣り合う前記流路突出部の間に配置された、前記第2方向に沿って延びる複数の前記底面溝と、を含み、
前記第1方向に沿って延びる複数の前記底面溝と、前記第2方向に沿って延びる複数の前記底面溝とは、互いに交差し、
前記底面溝の幅は、10μm~100μmである、ベーパーチャンバ用金属シート。 A vapor chamber metal sheet for a vapor chamber having a sealed space in which a hydraulic fluid is enclosed,
a channel recess through which the liquid working fluid and vapor of the working fluid pass, and which constitutes at least part of the sealed space;
a bottom groove provided on the bottom surface of the channel recess;
a plurality of flow path projections provided on both sides in the width direction of the bottom groove and projecting from the bottom surface of the flow path recess;
an injection projection projecting from an end of the vapor chamber metal sheet;
When viewed along the longitudinal direction of the bottom groove, the bottom groove includes the flow path protrusion adjacent to the bottom groove on one side in the width direction of the bottom groove, and adjacent to the bottom groove on the other side. having a width less than the gap between the mating channel protrusions;
The injection projection has an injection channel recess extending along the first direction and communicating with the channel recess,
The plurality of flow path projections include a plurality of flow path projections arranged along the first direction and along a second direction orthogonal to the first direction,
When viewed along the first direction, the injection channel recess is arranged between the two channel protrusions adjacent to each other in the second direction, and has a width less than the gap between
a plurality of bottom surface grooves are provided on the bottom surface of the channel recess,
The plurality of bottom surface grooves are adjacent to each other in the first direction and the plurality of bottom surface grooves extending along the first direction are arranged between the flow path protrusions that are adjacent to each other in the second direction. a plurality of the bottom grooves extending along the second direction and arranged between the flow path protrusions;
the plurality of bottom surface grooves extending along the first direction and the plurality of bottom surface grooves extending along the second direction intersect each other,
A metal sheet for a vapor chamber, wherein the bottom groove has a width of 10 μm to 100 μm.
前記第1金属シートおよび前記第2金属シートを準備する工程と、
前記第1金属シートに、前記密封空間の少なくとも一部を構成する第1流路凹部であって、液状の前記作動液および前記作動液の蒸気が通る第1流路凹部を形成する工程と、
前記第1流路凹部の底面に、第1底面溝を形成する工程と、
前記第1金属シートと前記第2金属シートとを接合する工程であって、前記第1金属シートと前記第2金属シートとの間に前記密封空間を形成する工程と、
前記密封空間に前記作動液を封入する工程と、を備え、
前記第1流路凹部を形成する工程において、前記第1流路凹部の前記底面に、前記底面から突出する第1流路突出部が形成され、
前記第1金属シートと前記第2金属シートとを接合する工程において、前記第1流路突出部は前記第2金属シートに当接し、
前記第1底面溝を形成する工程において、前記第1底面溝は、前記第1底面溝の幅方向両側に前記第1流路突出部が配置されるように形成され、
前記第1底面溝は、前記第1底面溝の長手方向に沿って見たときに、前記第1底面溝の幅方向の一側において前記第1底面溝に隣り合う前記第1流路突出部と、他側において前記第1底面溝に隣り合う前記第1流路突出部との間のギャップよりも小さい幅を有し、
前記ベーパーチャンバは、前記ベーパーチャンバの端部に設けられ、前記密封空間に前記作動液を注入する注入部を備え、
前記注入部は、第1方向に沿って延び、前記密封空間に連通する注入流路を有し、
複数の前記第1流路突出部は、前記第1方向に沿って配置されるとともに、前記第1方向に直交する第2方向に沿って配置される複数の前記第1流路突出部を含み、
前記注入流路は、前記第1方向に沿って見たときに、前記第2方向において互いに隣り合う2つの前記第1流路突出部の間に配置されるとともに、当該2つの第1流路突出部の間のギャップよりも小さい幅を有し、
前記第1流路凹部の前記底面に、複数の前記第1底面溝が設けられ、
複数の前記第1底面溝は、前記第2方向において互いに隣り合う前記第1流路突出部の間に配置された、前記第1方向に沿って延びる複数の前記第1底面溝と、前記第1方向において互いに隣り合う前記第1流路突出部の間に配置された、前記第2方向に沿って延びる複数の前記第1底面溝と、を含み、
前記第1方向に沿って延びる複数の前記第1底面溝と、前記第2方向に沿って延びる複数の前記第1底面溝とは、互いに交差し、
前記第1底面溝の幅は、10μm~100μmである、ベーパーチャンバの製造方法。 A method for manufacturing a vapor chamber having a sealed space in which a hydraulic fluid is enclosed, the vapor chamber being formed between a first metal sheet and a second metal sheet, comprising:
providing the first metal sheet and the second metal sheet;
forming, in the first metal sheet, a first channel recess that forms at least a part of the sealed space, the first channel recess through which the liquid working fluid and the vapor of the working fluid pass;
forming a first bottom groove on the bottom surface of the first flow channel recess;
joining the first metal sheet and the second metal sheet to form the sealed space between the first metal sheet and the second metal sheet;
enclosing the working fluid in the sealed space;
In the step of forming the first flow path recess, a first flow path protrusion projecting from the bottom surface of the first flow path recess is formed on the bottom surface of the first flow path recess,
In the step of joining the first metal sheet and the second metal sheet, the first flow path protrusion abuts the second metal sheet,
In the step of forming the first bottom groove, the first bottom groove is formed so that the first flow path protrusions are arranged on both sides in the width direction of the first bottom groove,
The first bottom surface groove has the first flow path projection portion adjacent to the first bottom surface groove on one side in the width direction of the first bottom surface groove when viewed along the longitudinal direction of the first bottom surface groove. and a width smaller than the gap between the first flow path protrusion adjacent to the first bottom surface groove on the other side,
The vapor chamber includes an injection part provided at an end of the vapor chamber for injecting the working fluid into the sealed space,
The injection part has an injection channel extending along the first direction and communicating with the sealed space,
The plurality of first flow path projections includes a plurality of first flow path projections arranged along the first direction and along a second direction orthogonal to the first direction. ,
When viewed along the first direction, the injection channel is arranged between two of the first channel protrusions that are adjacent to each other in the second direction, and the two first channel having a width less than the gap between the protrusions,
A plurality of the first bottom surface grooves are provided on the bottom surface of the first flow channel recess,
The plurality of first bottom surface grooves includes a plurality of first bottom surface grooves extending along the first direction and arranged between the first flow path protrusions adjacent to each other in the second direction; a plurality of the first bottom surface grooves extending along the second direction and arranged between the first flow path protrusions adjacent to each other in one direction;
the plurality of first bottom surface grooves extending along the first direction and the plurality of first bottom surface grooves extending along the second direction intersect each other,
The method for manufacturing a vapor chamber, wherein the width of the first bottom groove is 10 μm to 100 μm.
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