JP7371054B2 - vapor chamber - Google Patents

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本発明は、外部環境からの圧力に対する耐性と冷却対象との熱的接続性に優れることで優れた熱輸送特性を発揮するベーパーチャンバに関するものである。 The present invention relates to a vapor chamber that exhibits excellent heat transport characteristics due to its excellent resistance to pressure from the external environment and excellent thermal connectivity with the object to be cooled.

電気・電子機器に搭載されている半導体素子等の電子部品は、高機能化に伴う高密度搭載等により、発熱量が増大し、近年、その冷却がより重要となっている。また、電子部品等の発熱体は、電子機器の小型化から、狭小空間に配置されることがある。狭小空間に配置された電子部品等の発熱体の冷却方法として、扁平型のコンテナを備えたベーパーチャンバ(平面型ヒートパイプ)が使用されることがある。 BACKGROUND ART Electronic components such as semiconductor elements installed in electrical and electronic equipment are increasing in heat generation due to higher functionality and higher density mounting, and cooling them has become more important in recent years. Furthermore, heating elements such as electronic components are sometimes placed in narrow spaces due to miniaturization of electronic devices. 2. Description of the Related Art A vapor chamber (flat heat pipe) equipped with a flat container is sometimes used as a method for cooling a heat generating element such as an electronic component placed in a narrow space.

また、ベーパーチャンバの小型化と軽量化の観点から、ベーパーチャンバのコンテナの肉厚は薄肉化することが要求されている。コンテナの内部は減圧処理されているので、コンテナの肉厚が薄肉化されていくと、大気圧や荷重の作用によってコンテナが変形してしまう恐れがある。コンテナが変形してしまうと、作動流体の流通特性が低下して、ベーパーチャンバの放熱特性が低下してしまうことがある。そこで、ベーパーチャンバのコンテナ内部には、コンテナの内部空間を維持するために、支持部が設けられることがある。 Further, from the viewpoint of reducing the size and weight of the vapor chamber, it is required that the wall thickness of the vapor chamber container be reduced. Since the inside of the container is subjected to reduced pressure treatment, as the wall thickness of the container becomes thinner, there is a risk that the container may be deformed due to atmospheric pressure or load. If the container is deformed, the flow characteristics of the working fluid may deteriorate, and the heat dissipation characteristics of the vapor chamber may deteriorate. Therefore, a support part is sometimes provided inside the container of the vapor chamber in order to maintain the internal space of the container.

コンテナの内部空間を維持するために、コンテナ内部に支持部が設けられたベーパーチャンバとして、上板、下板、および複数の側壁によって密閉された空間内に配置され、前記上板および前記下板に接し、直線部を有する複数の第1ウィック部を有するウィック体と、前記空間内に配置され、前記上板および前記下板に接するピラーと、を備え、ピラーは、複数の前記第1ウィック部のうち、隣り合う2つの前記第1ウィック部における前記直線部同士の間に、前記直線部に対して間隔を空けて配置されているベーパーチャンバが提案されている(特許文献1)。特許文献1では、上板および下板に接するウィック体と上板および下板に接するピラーとを備えることで、コンテナの厚みを小さくしても、蒸気流路を確保したベーパーチャンバである。 In order to maintain the internal space of the container, a vapor chamber provided with a support inside the container is arranged in a space sealed by an upper plate, a lower plate, and a plurality of side walls, and the upper plate and the lower plate a wick body having a plurality of first wick parts that are in contact with the plurality of first wick parts, and a pillar that is arranged in the space and is in contact with the upper plate and the lower plate; A vapor chamber has been proposed that is arranged between the straight parts of two adjacent first wick parts with a space between them with respect to the straight parts (Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a vapor chamber that includes a wick body in contact with an upper plate and a lower plate, and a pillar in contact with an upper plate and a lower plate, thereby ensuring a vapor flow path even if the thickness of the container is reduced.

一方で、ベーパーチャンバが狭小空間に配置された電子部品等の発熱体を冷却するにあたり、1つのベーパーチャンバにて複数の発熱体を冷却することがある。複数の発熱体は、いずれも同じ形状、寸法とは限らず、例えば、1つのベーパーチャンバにて、高さの異なる複数の発熱体を冷却することが要求されることがある。 On the other hand, when a vapor chamber cools a heat generating element such as an electronic component arranged in a narrow space, a plurality of heat generating elements may be cooled in one vapor chamber. The plurality of heating elements do not necessarily have the same shape and size, and for example, it may be required to cool a plurality of heating elements having different heights in one vapor chamber.

図5は、従来のベーパーチャンバの使用方法例を説明する側面図である。図5に示すように、特許文献1等の従来のベーパーチャンバ200に、基板110上に搭載された高さの異なる複数の発熱体100(図5では、説明の便宜上、高さの異なる4つの発熱体100-1、100-2、100-3、100-4)を熱的に接続しようとすると、4つの発熱体100-1、100-2、100-3、100-4のうち、最も高い発熱体100-1に対しては優れた熱的接続性を得ることができる。しかし、ベーパーチャンバ200では、発熱体100-1よりも高さの低い3つの発熱体100-2、100-3、100-4に対しては、ベーパーチャンバ200と発熱体100-2、100-3、100-4との間に隙間が生じ、優れた熱的接続性を得ることができないことから、発熱体100-2、100-3、100-4に対して放熱特性を発揮できない。 FIG. 5 is a side view illustrating an example of how to use a conventional vapor chamber. As shown in FIG. 5, a plurality of heating elements 100 of different heights are mounted on a substrate 110 in a conventional vapor chamber 200 such as Patent Document 1 (for convenience of explanation, four heating elements of different heights are mounted on a substrate 110 in FIG. 5). When attempting to thermally connect the heating elements 100-1, 100-2, 100-3, 100-4), the most Excellent thermal connectivity can be obtained for the high heating element 100-1. However, in the vapor chamber 200, the three heating elements 100-2, 100-3, and 100-4, which are lower in height than the heating element 100-1, are A gap is created between the heating elements 100-2, 100-3, and 100-4, making it impossible to obtain excellent thermal connectivity.

そこで、ベーパーチャンバ200と発熱体100-2、100-3、100-4との間に生じた隙間に、熱伝導性樹脂や熱伝導性グリースを挿入することでベーパーチャンバ200と発熱体100-2、100-3、100-4との熱的接続性を確保することがある。また、ベーパーチャンバ200と発熱体100-2、100-3、100-4との間に生じた隙間に、金属ブロックを配置することでベーパーチャンバ200と発熱体100-2、100-3、100-4との熱的接続性を確保することがある。しかしながら、熱伝導性樹脂、熱伝導性グリース、金属ブロック等の別部材を用いてベーパーチャンバ200と発熱体100との間の隙間を埋めても、ベーパーチャンバ200と発熱体100との間の熱的接続性を十分に確保することはできないという問題があった。 Therefore, by inserting thermally conductive resin or thermally conductive grease into the gaps created between the vapor chamber 200 and the heating elements 100-2, 100-3, and 100-4, the vapor chamber 200 and the heating elements 100- 2, 100-3, and 100-4 may be ensured. Moreover, by arranging a metal block in the gap created between the vapor chamber 200 and the heating elements 100-2, 100-3, 100-4, the vapor chamber 200 and the heating elements 100-2, 100-3, 100-4 can be -4 may be ensured for thermal connectivity. However, even if the gap between the vapor chamber 200 and the heating element 100 is filled using another member such as thermally conductive resin, thermally conductive grease, or a metal block, the heat between the vapor chamber 200 and the heating element 100 is There was a problem that sufficient connectivity could not be ensured.

また、ベーパーチャンバの他の使用方法として、基板の表面に熱的に接続された冷却対象である発熱体に対して基板の裏面にベーパーチャンバを熱的に接続して発熱体を冷却する使用方法が挙げられる。 Another method of using the vapor chamber is to thermally connect the vapor chamber to the back side of the substrate to cool the heating element, which is the heating element to be cooled, which is thermally connected to the front surface of the substrate. can be mentioned.

図6は、従来のベーパーチャンバの他の使用方法例を説明する側面図である。図6に示すように、基板110に厚さ方向の貫通孔111を形成し、貫通孔111に銅コイン等の金属コイン120を嵌挿させることで、基板110の表面112と裏面113間で熱伝導可能な状態とする。基板110の表面112に熱的に接続された発熱体100の熱は、金属コイン120を介して基板110の表面112から裏面113へ伝達される。基板110の裏面113へ伝達された熱は、基板110の裏面113に熱的に接続された従来のベーパーチャンバ200の熱輸送特性によりベーパーチャンバ200全体にわたって拡散され、ベーパーチャンバ200に熱的に接続された放熱フィン210の熱交換作用によって外部環境へ放出される。 FIG. 6 is a side view illustrating another example of how to use the conventional vapor chamber. As shown in FIG. 6, by forming a through hole 111 in the thickness direction in the substrate 110 and inserting a metal coin 120 such as a copper coin into the through hole 111, heat is generated between the front surface 112 and the back surface 113 of the substrate 110. Make it conductive. Heat from the heating element 100 thermally connected to the front surface 112 of the substrate 110 is transferred from the front surface 112 to the back surface 113 of the substrate 110 via the metal coin 120. The heat transferred to the backside 113 of the substrate 110 is spread throughout the vapor chamber 200 due to the heat transport properties of the conventional vapor chamber 200 thermally connected to the backside 113 of the substrate 110 . The heat is emitted to the outside environment by the heat exchange action of the heat dissipating fins 210.

しかし、金属コイン120が傾いた状態で貫通孔111に挿入されることがある。貫通孔111内で金属コイン120が傾いてしまうと、金属コイン120の傾いた一部のみが裏面113から突出してベーパーチャンバ200と接触することとなってしまう。上記から、金属コイン120の傾いた一部のみがベーパーチャンバ200と接触することを防止するために、予め、金属コイン120が基板110の裏面113よりも窪んだ状態となるように、金属コイン120の厚さが基板110の厚さよりも薄くなるように設計されることがある。 However, the metal coin 120 may be inserted into the through hole 111 in an inclined state. If the metal coin 120 is tilted within the through hole 111, only the tilted part of the metal coin 120 will protrude from the back surface 113 and come into contact with the vapor chamber 200. From the above, in order to prevent only the tilted part of the metal coin 120 from coming into contact with the vapor chamber 200, the metal coin 120 is placed in advance so that the metal coin 120 is recessed than the back surface 113 of the substrate 110. The thickness of the substrate 110 may be designed to be thinner than the thickness of the substrate 110.

しかし、図6に示すように、金属コイン120が基板110の裏面113よりも窪んだ状態では、金属コイン120とベーパーチャンバ200の間に隙間121が生じてしまうこととなり、ベーパーチャンバ200と金属コイン120間に優れた熱的接続性を得ることができない。 However, as shown in FIG. 6, when the metal coin 120 is depressed below the back surface 113 of the substrate 110, a gap 121 is created between the metal coin 120 and the vapor chamber 200. 120, it is not possible to obtain excellent thermal connectivity between the two.

そこで、金属コイン120とベーパーチャンバ200の隙間121に熱伝導性グリースや熱伝導性樹脂を挿入することでベーパーチャンバ200と金属コイン120との熱的接続性を確保することがある。しかしながら、熱伝導性グリース等の別部材を用いてベーパーチャンバ200と金属コイン120との間の隙間121を埋めても、ベーパーチャンバ200と金属コイン120との間の熱的接続性を十分に確保することはできないという問題があった。 Therefore, thermal connectivity between the vapor chamber 200 and the metal coin 120 may be ensured by inserting thermally conductive grease or thermally conductive resin into the gap 121 between the metal coin 120 and the vapor chamber 200. However, even if the gap 121 between the vapor chamber 200 and the metal coin 120 is filled using a separate member such as thermally conductive grease, thermal connectivity between the vapor chamber 200 and the metal coin 120 is not sufficiently ensured. The problem was that it couldn't be done.

国際公開第2017/104819号International Publication No. 2017/104819

上記事情に鑑み、本発明は、外部環境からの圧力に対する耐性を有しつつ、冷却対象との熱的接続性に優れることで優れた熱輸送特性を発揮するベーパーチャンバを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a vapor chamber that exhibits excellent heat transport characteristics by having excellent thermal connectivity with the object to be cooled while having resistance to pressure from the external environment. do.

本発明の構成の要旨は、以下の通りである。
[1]空洞部が内部に形成された、第1の面と前記第1の面に対向した第2の面を有するコンテナと、前記空洞部に設けられたウィック構造体と、前記空洞部に封入された作動流体と、気相の前記作動流体が流通する、前記空洞部に設けられた蒸気流路と、を備え、
前記第1の面が、平面部位と前記平面部位から外方向へ突出した凸部位を有することで、前記コンテナが、平面部と前記平面部から外方向へ突出した凸部を有し、
前記コンテナの前記凸部の内部空間が、前記平面部の内部空間と連通していることで、前記空洞部が形成され、
前記凸部位に対向した前記第2の面の部位から前記凸部位へ向かって前記ウィック構造体が立設され、前記ウィック構造体が、前記第2の面及び前記凸部位と接しているベーパーチャンバ。
[2]前記コンテナが、複数の前記凸部を有する[1]に記載のベーパーチャンバ。
[3]前記ウィック構造体が、立設方向の応力に応じて立設方向の寸法が低下する部材である[1]または[2]に記載のベーパーチャンバ。
[4]前記ウィック構造体が、金属粉を含む粉体の焼結体、金属細線からなるメッシュ、金属編組体、金属線材及び不織布からなる群から選択された少なくとも1種である[1]乃至[3]のいずれか1つに記載のベーパーチャンバ。
[5]前記第1の面が、引張強度が200N/mm以下の金属材である[1]乃至[4]のいずれか1つに記載のベーパーチャンバ。
[6]前記ウィック構造体が、前記コンテナの内部空間を維持する支持部である[1]乃至[5]のいずれか1つに記載のベーパーチャンバ。
[7]前記コンテナが、一方の板状体と前記一方の板状体と対向する他方の板状体とにより形成され、前記一方の板状体が、外方向へ突出した前記凸部を有する[1]乃至[6]のいずれか1つに記載のベーパーチャンバ。
[8]前記凸部と前記平面部が、冷却対象が熱的に接続される受熱部を有する[1]乃至[7]のいずれか1つに記載のベーパーチャンバ。
The gist of the configuration of the present invention is as follows.
[1] A container having a first surface and a second surface opposite to the first surface, in which a cavity is formed, a wick structure provided in the cavity, and a container in the cavity. comprising an encapsulated working fluid and a vapor flow path provided in the cavity through which the working fluid in a vapor phase flows;
The first surface has a flat part and a convex part protruding outward from the flat part, so that the container has a flat part and a convex part protruding outward from the flat part,
The inner space of the convex part of the container is in communication with the inner space of the flat part, so that the hollow part is formed,
A vapor chamber in which the wick structure is erected from a portion of the second surface facing the convex portion toward the convex portion, and the wick structure is in contact with the second surface and the convex portion. .
[2] The vapor chamber according to [1], wherein the container has a plurality of the protrusions.
[3] The vapor chamber according to [1] or [2], wherein the wick structure is a member whose dimension in the upright direction decreases in response to stress in the upright direction.
[4] The wick structure is at least one selected from the group consisting of a sintered body of powder containing metal powder, a mesh made of fine metal wire, a metal braid, a metal wire, and a nonwoven fabric [1] The vapor chamber according to any one of [3].
[5] The vapor chamber according to any one of [1] to [4], wherein the first surface is a metal material having a tensile strength of 200 N/mm 2 or less.
[6] The vapor chamber according to any one of [1] to [5], wherein the wick structure is a support part that maintains the internal space of the container.
[7] The container is formed of one plate-shaped body and another plate-shaped body facing the one plate-shaped body, and the one plate-shaped body has the convex portion projecting outward. The vapor chamber according to any one of [1] to [6].
[8] The vapor chamber according to any one of [1] to [7], wherein the convex portion and the flat portion include a heat receiving portion to which an object to be cooled is thermally connected.

本発明のベーパーチャンバの態様によれば、第1の面が平面部位と前記平面部位から外方向へ突出した凸部位を有することで、コンテナが平面部と前記平面部から外方向へ突出した凸部を有し、前記凸部位に対向した第2の面の部位から前記凸部位へ向かってウィック構造体が立設され、前記ウィック構造体が前記第2の面及び前記凸部位と接していることにより、凸部に位置するウィック構造体がコンテナの内部空間を維持しつつ、高さの低い発熱体等の冷却対象に対して凸部にて熱的に接続できる。 According to an aspect of the vapor chamber of the present invention, the first surface has a flat portion and a convex portion protruding outward from the flat portion, so that the container has a flat portion and a convex portion protruding outward from the flat portion. a wick structure is erected from a portion of a second surface facing the convex portion toward the convex portion, and the wick structure is in contact with the second surface and the convex portion. As a result, the wick structure located at the convex portion can be thermally connected to the object to be cooled, such as a low-height heating element, at the convex portion while maintaining the internal space of the container.

従って、本発明のベーパーチャンバでは、外部環境からの圧力に対する耐性をコンテナに付与しつつ、冷却対象との熱的接続性に優れることで優れた熱輸送特性を発揮できる。 Therefore, the vapor chamber of the present invention can exhibit excellent heat transport characteristics by providing excellent thermal connectivity with the object to be cooled while imparting resistance to pressure from the external environment to the container.

本発明のベーパーチャンバの態様によれば、前記コンテナが複数の前記凸部を有することにより、高さの異なる2つ以上の冷却対象に対しても優れた熱的接続性を得ることができるので、高さの異なる2つ以上の冷却対象に対してであっても優れた熱輸送特性を発揮できる。 According to the aspect of the vapor chamber of the present invention, since the container has a plurality of the convex portions, it is possible to obtain excellent thermal connectivity even for two or more cooling objects having different heights. , it can exhibit excellent heat transport properties even when cooling two or more objects of different heights.

本発明のベーパーチャンバの態様によれば、前記ウィック構造体が、金属粉を含む粉体の焼結体、金属線からなるメッシュ、金属編組体、金属線材及び不織布からなる群から選択された少なくとも1種であることにより、コンテナの厚さ方向の応力によるウィック構造体の高さ調整が容易化される。従って、本発明のベーパーチャンバでは、コンテナの内部空間を維持しつつ、凸部の外方向への突出量の精度が向上するので冷却対象との熱的接続性が確実に向上する。 According to an aspect of the vapor chamber of the present invention, the wick structure is at least one selected from the group consisting of a sintered body of powder containing metal powder, a mesh made of metal wire, a metal braided body, a metal wire, and a nonwoven fabric. By being of one type, the height of the wick structure can be easily adjusted by stress in the thickness direction of the container. Therefore, in the vapor chamber of the present invention, the accuracy of the amount of outward protrusion of the convex portion is improved while maintaining the internal space of the container, thereby reliably improving thermal connectivity with the object to be cooled.

本発明のベーパーチャンバの態様によれば、前記第1の面が引張強度200N/mm以下の金属材であることにより、コンテナの凸部が塑性変形しやすくなり、結果、コンテナの厚さ方向における凸部の塑性変形量に追従したウィック構造体の高さ調整も容易化される。従って、本発明のベーパーチャンバでは、凸部の外方向への突出量の精度が向上するので、冷却対象との熱的接続性が確実に向上する。 According to an aspect of the vapor chamber of the present invention, since the first surface is made of a metal material having a tensile strength of 200 N/mm 2 or less, the convex portion of the container is easily deformed plastically, and as a result, the convex portion of the container is easily deformed in the thickness direction of the container. It is also facilitated to adjust the height of the wick structure in accordance with the amount of plastic deformation of the convex portion. Therefore, in the vapor chamber of the present invention, since the accuracy of the amount of outward protrusion of the convex portion is improved, the thermal connectivity with the object to be cooled is reliably improved.

本発明のベーパーチャンバの態様によれば、前記ウィック構造体が前記コンテナの内部空間を維持する支持部であることにより、別途、コンテナの内部空間を維持するための支柱部材を設ける必要がないので、蒸気流路を十分に確保でき、気相の作動流体の流通特性がさらに向上する。 According to the aspect of the vapor chamber of the present invention, since the wick structure is a support part that maintains the internal space of the container, there is no need to separately provide a support member for maintaining the internal space of the container. , a sufficient steam flow path can be secured, and the flow characteristics of the gas-phase working fluid are further improved.

本発明の第1実施形態例に係るベーパーチャンバの内部構造の概要を説明する側面断面図である。1 is a side sectional view illustrating an outline of the internal structure of a vapor chamber according to a first embodiment of the present invention; FIG. 本発明の第2実施形態例に係るベーパーチャンバの内部構造の概要を説明する側面断面図である。FIG. 7 is a side sectional view illustrating an outline of the internal structure of a vapor chamber according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態例に係るベーパーチャンバの内部構造の概要を説明する側面断面図である。FIG. 7 is a side sectional view illustrating an outline of the internal structure of a vapor chamber according to a third embodiment of the present invention. 本発明のベーパーチャンバの他の使用方法例を説明する側面断面図である。FIG. 7 is a side sectional view illustrating another example of how to use the vapor chamber of the present invention. 従来のベーパーチャンバの使用方法例を説明する側面図である。FIG. 2 is a side view illustrating an example of how to use a conventional vapor chamber. 従来のベーパーチャンバの他の使用方法例を説明する側面図である。FIG. 3 is a side view illustrating another example of how to use a conventional vapor chamber.

以下に、本発明の第1実施形態例に係るベーパーチャンバについて、図面を用いながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態例に係るベーパーチャンバの内部構造の概要を説明する側面断面図である。 A vapor chamber according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view illustrating the outline of the internal structure of a vapor chamber according to a first embodiment of the present invention.

図1に示すように、本発明の第1実施形態例に係るベーパーチャンバ1は、対向する2枚の板状体、すなわち、一方の板状体11と一方の板状体11と対向する他方の板状体12とを重ねることにより空洞部13が内部に形成されたコンテナ10と、空洞部13に封入された作動流体(図示せず)と、気相の作動流体が流通する、空洞部13に設けられた蒸気流路15と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the vapor chamber 1 according to the first embodiment of the present invention includes two opposing plate bodies, that is, one plate body 11 and the other plate body 11 facing the one plate body 11. A container 10 in which a cavity 13 is formed by stacking plate-like bodies 12, a working fluid (not shown) sealed in the cavity 13, and a cavity through which a gas-phase working fluid flows. 13 and a steam flow path 15 provided therein.

コンテナ10は、薄型の板状コンテナ、すなわち、平面型コンテナであり、一方の板状体11が第1の主表面である第1の面21を有し、他方の板状体12が第2の主表面である第2の面22を有している。従って、コンテナ10は、第1の主表面である第1の面21と、第1の面21に対向した、第2の主表面である第2の面22と、を有している。 The container 10 is a thin plate-shaped container, that is, a flat container, in which one plate-shaped body 11 has a first surface 21 that is a first main surface, and the other plate-shaped body 12 has a second surface 21. It has a second surface 22 which is the main surface of. Therefore, the container 10 has a first surface 21 that is a first main surface and a second surface 22 that is a second main surface that is opposite to the first surface 21.

第1の面21は、平坦な平面部位32と平面部位32から外方向へ突出した凸部位31を有している。ベーパーチャンバ1では、凸部位31は、第1の面21に複数設けられている。図1のベーパーチャンバ1では、説明の便宜上、3つの凸部位31-1、31-2、31-3が設けられている。また、凸部位31の側面は、平面部位32から鉛直方向へ突出している。一方で、第2の面22は、凸部位を有しておらず、第2の面22全体が、平坦な平面部位となっている。第1の面21が平面部位32と平面部位32から外方向へ突出した凸部位31を有していることで、コンテナ10が、平面部17と平面部17から外方向へ突出した凸部16を有している。上記から、一方の板状体11が、外方向へ突出した凸部16を有している。従って、コンテナ10は、第1の面21に複数の凸部16(図1のベーパーチャンバ1では、説明の便宜上、3つの凸部16-1、16-2、16-3)が設けられており、第2の面22には凸部は設けられていない。上記から、コンテナ10の平面部17と凸部16は、一体成型されている。また、凸部16の側面は、平面部17から鉛直方向へ突出している。 The first surface 21 has a flat planar portion 32 and a convex portion 31 projecting outward from the planar portion 32. In the vapor chamber 1 , a plurality of convex portions 31 are provided on the first surface 21 . In the vapor chamber 1 of FIG. 1, three convex portions 31-1, 31-2, and 31-3 are provided for convenience of explanation. Further, the side surface of the convex portion 31 protrudes from the flat portion 32 in the vertical direction. On the other hand, the second surface 22 does not have any convex portions, and the entire second surface 22 is a flat planar portion. Since the first surface 21 has the flat portion 32 and the convex portion 31 that protrudes outward from the flat portion 32, the container 10 has the flat portion 17 and the convex portion 16 that protrudes outward from the flat portion 17. have. From the above, one plate-like body 11 has a convex portion 16 that projects outward. Therefore, the container 10 is provided with a plurality of convex portions 16 (in the vapor chamber 1 of FIG. 1, for convenience of explanation, three convex portions 16-1, 16-2, and 16-3) on the first surface 21. Therefore, no convex portion is provided on the second surface 22. From the above, the flat portion 17 and the convex portion 16 of the container 10 are integrally molded. Further, the side surface of the convex portion 16 projects from the flat portion 17 in the vertical direction.

また、他方の板状体12には、第2の面22の周縁に沿って側壁25が立設されている。第1の面21の内面23の周縁に他方の板状体12の側壁25の先端を対向配置させて当接させることにより、コンテナ10の内部空間である空洞部13が形成される。従って、側壁25にて、コンテナ10の側面が形成されている。空洞部13は、密閉空間であり、脱気処理により減圧されている。コンテナ10の凸部16の内部空間は、平面部17の内部空間と連通しており、凸部16の内部空間と平面部17の内部空間とから、コンテナ10の空洞部13が形成されている。従って、作動流体は、凸部16の内部空間と平面部17の内部空間との間で流通可能となっている。 Furthermore, a side wall 25 is provided upright on the other plate-shaped body 12 along the periphery of the second surface 22 . The cavity 13, which is the internal space of the container 10, is formed by arranging and abutting the tip of the side wall 25 of the other plate-shaped body 12 against the periphery of the inner surface 23 of the first surface 21. Therefore, the side wall 25 forms the side surface of the container 10. The cavity 13 is a closed space, and the pressure is reduced by degassing. The internal space of the convex part 16 of the container 10 communicates with the internal space of the flat part 17, and the hollow part 13 of the container 10 is formed from the internal space of the convex part 16 and the internal space of the flat part 17. . Therefore, the working fluid can flow between the internal space of the convex portion 16 and the internal space of the flat portion 17.

コンテナ10の形状は、特に限定されないが、ベーパーチャンバ1では、例えば、平面視(コンテナ10の平面部17に対して鉛直方向から視認した状態)にて、四角形状等の多角形状、円形状、楕円形状、直線部と湾曲部を有する形状等が挙げられる。 The shape of the container 10 is not particularly limited, but in the vapor chamber 1, for example, in a plan view (viewed from a direction perpendicular to the flat part 17 of the container 10), a polygonal shape such as a rectangular shape, a circular shape, Examples include an elliptical shape, a shape having a straight portion and a curved portion, and the like.

図1に示すように、ベーパーチャンバ1では、空洞部13にはウィック構造体40が設けられている。ウィック構造体40は、毛細管力を有する部材であり、コンテナ10の主表面に沿って、コンテナ10の一端から他端まで延在している。また、ウィック構造体40は、コンテナ10の厚さ方向に沿って伸延した側面視柱状の部材である。上記から、ウィック構造体40は、第2の面22の内面24から第1の面21の内面23に向かって伸延した側面視柱状の部材である。ウィック構造体40の一端は、第1の面21の内面23に接しており、ウィック構造体40の他端は、第2の面22の内面24に接している。 As shown in FIG. 1, in the vapor chamber 1, a wick structure 40 is provided in the cavity 13. The wick structure 40 is a member having capillary force, and extends along the main surface of the container 10 from one end of the container 10 to the other end. Further, the wick structure 40 is a columnar member extending along the thickness direction of the container 10 in a side view. From the above, the wick structure 40 is a columnar member in side view extending from the inner surface 24 of the second surface 22 toward the inner surface 23 of the first surface 21 . One end of the wick structure 40 is in contact with the inner surface 23 of the first surface 21 , and the other end of the wick structure 40 is in contact with the inner surface 24 of the second surface 22 .

ウィック構造体40は、複数の側面視柱状の部材からなっている。ウィック構造体40は、複数の側面視柱状の部材が、コンテナ10の主表面に沿って所定間隔にて並列配置されている構造となっている。具体的には、ウィック構造体40は、側面視柱状の部材である第1のウィック部41と側面視柱状の部材である第2のウィック部42を有している。第1のウィック部41は、コンテナ10の凸部16に立設されており、第2のウィック部42は、コンテナ10の平面部17に立設されている。 The wick structure 40 is made up of a plurality of members that are columnar in side view. The wick structure 40 has a structure in which a plurality of columnar members in side view are arranged in parallel at predetermined intervals along the main surface of the container 10. Specifically, the wick structure 40 includes a first wick portion 41 that is a columnar member when viewed from the side, and a second wick portion 42 that is a columnar member when viewed from the side. The first wick part 41 is erected on the convex part 16 of the container 10 , and the second wick part 42 is erected on the flat part 17 of the container 10 .

ウィック構造体40の第1のウィック部41は、凸部位31に対向した第2の面22の部位から凸部位31へ向かって立設されている。第1のウィック部41は、所定間隔にて複数立設されている。また、ウィック構造体40の第1のウィック部41は、第2の面22及び凸部位31と接している。従って、第1のウィック部41の一端は、第1の面21の内面23のうちの凸部位31に接しており、第1のウィック部41の他端は、第2の面22の内面24のうち、凸部位31に対向した部位に接している。第1のウィック部41の一端から他端までの寸法が、第1のウィック部41の高さとなっている。また、第1のウィック部41は、一端から他端まで同一材料となっている。 The first wick portion 41 of the wick structure 40 is erected from a portion of the second surface 22 facing the convex portion 31 toward the convex portion 31 . A plurality of first wick parts 41 are provided at predetermined intervals. Further, the first wick portion 41 of the wick structure 40 is in contact with the second surface 22 and the convex portion 31. Therefore, one end of the first wick portion 41 is in contact with the convex portion 31 of the inner surface 23 of the first surface 21, and the other end of the first wick portion 41 is in contact with the inner surface 24 of the second surface 22. Of these, the portion facing the convex portion 31 is in contact with the portion. The dimension from one end of the first wick part 41 to the other end is the height of the first wick part 41. Further, the first wick portion 41 is made of the same material from one end to the other end.

コンテナ10が厚さ方向の応力Fを受けて厚さ方向に塑性変形することに伴って、ウィック構造体40の第1のウィック部41は高さ方向の圧縮を受けて、その高さが低下する。すなわち、ウィック構造体40の第1のウィック部41は、高さ方向の応力Fを受けて圧縮する。上記から、ウィック構造体40の第1のウィック部41は、立設方向の応力Fに応じて立設方向の寸法が低下する部材で形成されている。 As the container 10 is plastically deformed in the thickness direction due to the stress F in the thickness direction, the first wick portion 41 of the wick structure 40 is compressed in the height direction and its height decreases. do. That is, the first wick portion 41 of the wick structure 40 is compressed by the stress F in the height direction. As described above, the first wick portion 41 of the wick structure 40 is formed of a member whose dimension in the upright direction decreases in accordance with the stress F in the upright direction.

第1のウィック部41の部材としては、例えば、金属粉を含む粉体の焼結体等の多孔質部材、金属細線からなるメッシュ、金属編組体、不織布等、金属線材等が挙げられる。これらの材料は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。金属粉を含む粉体の焼結体は、例えば、原料である金属粉の平均粒子径を大きくすることで第1のウィック部41として適した多孔質部材とすることができる。金属粉を含む粉体の焼結体としては、例えば、銅粉、ステンレス粉等の金属粉の焼結体、銅粉等の金属粉とカーボン粉との混合粉の焼結体等を挙げることができる。また、金属細線からなるメッシュと不織布は、例えば、所定量を撚り合わせた形態、所定量を折りたたんだ形態とすることで、第1のウィック部41として適した部材とすることができる。 Examples of the member of the first wick portion 41 include porous members such as sintered bodies of powder containing metal powder, meshes made of fine metal wires, metal braids, nonwoven fabrics, and metal wires. These materials may be used alone or in combination of two or more. A sintered body of powder containing metal powder can be made into a porous member suitable for the first wick portion 41 by, for example, increasing the average particle diameter of the metal powder as a raw material. Examples of sintered bodies of powder containing metal powder include sintered bodies of metal powders such as copper powder and stainless steel powder, and sintered bodies of mixed powders of metal powders such as copper powder and carbon powder. I can do it. Further, the mesh made of thin metal wires and the nonwoven fabric can be made into a member suitable for the first wick portion 41 by, for example, twisting a predetermined amount or folding a predetermined amount.

ベーパーチャンバ1では、第1のウィック部41として、金属粉を含む粉体の焼結体からなる多孔質部材が用いられている。 In the vapor chamber 1, a porous member made of a sintered body of powder containing metal powder is used as the first wick portion 41.

ウィック構造体40の第2のウィック部42は、第1の面21の平面部位32に対向した第2の面22の部位から平面部位32へ向かって立設されている。第2のウィック部42は、所定間隔にて複数立設されている。また、ウィック構造体40の第2のウィック部42は、第2の面22及び第1の面21の平面部位32と接している。従って、第2のウィック部42の一端は、第1の面21の内面23のうちの平面部位32に接しており、第2のウィック部42の他端は、第2の面22の内面24のうち、平面部位32に対向した部位に接している。第2のウィック部42の一端から他端までの寸法が、第2のウィック部42の高さとなっている。また、第2のウィック部42は、一端から他端まで同一材料となっている。 The second wick portion 42 of the wick structure 40 is erected from a portion of the second surface 22 opposite to the flat portion 32 of the first surface 21 toward the flat portion 32 . A plurality of second wick parts 42 are provided at predetermined intervals. Further, the second wick portion 42 of the wick structure 40 is in contact with the second surface 22 and the planar portion 32 of the first surface 21 . Therefore, one end of the second wick portion 42 is in contact with the flat portion 32 of the inner surface 23 of the first surface 21, and the other end of the second wick portion 42 is in contact with the inner surface 24 of the second surface 22. Of these, the portion facing the flat portion 32 is in contact with the portion. The dimension from one end of the second wick part 42 to the other end is the height of the second wick part 42. Further, the second wick portion 42 is made of the same material from one end to the other end.

第2のウィック部42の部材としては、例えば、金属粉を含む粉体の焼結体、金属細線からなるメッシュ、金属編組体、不織布等、金属線材等が挙げられる。第2のウィック部42の部材は、第1のウィック部41の部材と同じでもよく、異なっていてもよい。これらの材料は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。金属粉を含む粉体の焼結体は、例えば、第1のウィック部41と同じく、原料である金属粉の平均粒子径を大きくすることで多孔質部材としてもよい。また、金属粉を含む粉体の焼結体は、例えば、原料である金属粉の平均粒子径を第1のウィック部41よりも小さくすることで、第2のウィック部42の高さ方向の圧縮を受けても第2のウィック部42の高さが低下することを防止できる、機械的強度を向上させた部材としてもよい。金属粉を含む粉体の焼結体としては、例えば、銅粉、ステンレス粉等の金属粉の焼結体、銅粉等の金属粉とカーボン粉との混合粉の焼結体等を挙げることができる。また、金属細線からなるメッシュと不織布は、例えば、所定量を撚り合わせた形態、所定量を折りたたんだ形態とすることで、側面視柱状の部材とすることができる。 Examples of the member of the second wick portion 42 include a sintered body of powder containing metal powder, a mesh made of fine metal wire, a metal braid, a nonwoven fabric, and a metal wire. The members of the second wick part 42 may be the same as or different from the members of the first wick part 41. These materials may be used alone or in combination of two or more. A sintered body of powder containing metal powder may be made into a porous member by increasing the average particle diameter of the metal powder as a raw material, for example, as in the first wick portion 41. In addition, the sintered body of powder containing metal powder can be produced by, for example, making the average particle diameter of the metal powder as a raw material smaller than that of the first wick part 41, so that the height direction of the second wick part 42 is reduced. It may also be a member with improved mechanical strength that can prevent the height of the second wick portion 42 from decreasing even when subjected to compression. Examples of sintered bodies of powder containing metal powder include sintered bodies of metal powders such as copper powder and stainless steel powder, and sintered bodies of mixed powders of metal powders such as copper powder and carbon powder. I can do it. Further, the mesh made of thin metal wires and the nonwoven fabric can be twisted together in a predetermined amount or folded in a predetermined amount to form a columnar member in side view, for example.

ベーパーチャンバ1では、第2のウィック部42として、第1のウィック部41と同じ部材である、金属粉を含む粉体の焼結体からなる多孔質部材が用いられている。 In the vapor chamber 1, a porous member made of a sintered body of powder containing metal powder, which is the same member as the first wick part 41, is used as the second wick part 42.

また、ウィック構造体40は、コンテナ10の内部空間を維持する支持部としても機能する。支持部でもあるウィック構造体40は、減圧されているコンテナ10の内部空間、すなわち、空洞部13を維持する機能を有する。ウィック構造体40の第1のウィック部41は、コンテナ10の凸部16にて、コンテナ10の内部空間を維持する支持部として機能し、ウィック構造体40の第2のウィック部42は、コンテナ10の平面部17にて、コンテナ10の内部空間を維持する支持部として機能する。ベーパーチャンバ1では、支持部(ウィック構造体40)と支持部(ウィック構造体40)の間の空間部が、気相の作動流体が流通する蒸気流路15となる。 Further, the wick structure 40 also functions as a support section that maintains the internal space of the container 10. The wick structure 40, which also serves as a support, has a function of maintaining the internal space of the container 10, that is, the cavity 13, which is under reduced pressure. The first wick part 41 of the wick structure 40 functions as a support part for maintaining the internal space of the container 10 at the convex part 16 of the container 10, and the second wick part 42 of the wick structure 40 functions as a support part for maintaining the internal space of the container 10. The flat portion 17 of 10 functions as a support portion that maintains the internal space of the container 10. In the vapor chamber 1, a space between the supporting parts (wick structure 40) becomes a vapor flow path 15 through which a gas-phase working fluid flows.

コンテナ10の材料としては、少なくとも一方の板状体11の第1の面21は、引張強度が200N/mm以下の金属材であることが好ましい。第1の面21が引張強度200N/mm以下の金属材であることにより、コンテナ10の凸部16が厚さ方向の応力Fを受けると、コンテナ10の厚さ方向に塑性変形しやすくなる。すなわち、コンテナ10の凸部16が、厚さ方向の応力Fにより潰れやすくなる。結果として、後述するように、コンテナ10の厚さ方向における凸部16の塑性変形量に追従したウィック構造体40の高さ調整も容易化される。コンテナ10の第1の面21を有する一方の板状体11の材料の引張強度は、凸部16のコンテナ10の厚さ方向への塑性変形がより容易化する点から、185N/mm以下がより好ましく、155N/mm以下が特に好ましい。一方で、コンテナ10の材料の引張強度の下限値は、コンテナ10の機械的強度の点から、一方の板状体11では50N/mmが好ましく、他方の板状体12では185N/mmが好ましい。なお、コンテナ10の材料の引張強度は、JIS Z 2241にて測定した強度を意味する。 As for the material of the container 10, the first surface 21 of at least one plate-shaped body 11 is preferably made of a metal material having a tensile strength of 200 N/mm 2 or less. Since the first surface 21 is made of a metal material with a tensile strength of 200 N/mm 2 or less, when the convex portion 16 of the container 10 receives stress F in the thickness direction, the container 10 is likely to be plastically deformed in the thickness direction. . That is, the convex portion 16 of the container 10 is easily crushed by the stress F in the thickness direction. As a result, as will be described later, the height of the wick structure 40 can be easily adjusted to follow the amount of plastic deformation of the convex portion 16 in the thickness direction of the container 10. The tensile strength of the material of one plate-shaped body 11 having the first surface 21 of the container 10 is 185 N/mm 2 or less, since the plastic deformation of the convex portion 16 in the thickness direction of the container 10 becomes easier. is more preferable, and 155 N/mm 2 or less is particularly preferable. On the other hand, from the viewpoint of the mechanical strength of the container 10, the lower limit of the tensile strength of the material of the container 10 is preferably 50 N/mm 2 for one plate-shaped body 11 and 185 N/mm 2 for the other plate-shaped body 12. is preferred. Note that the tensile strength of the material of the container 10 means the strength measured according to JIS Z 2241.

コンテナ10の材料種としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等が挙げられる。 Examples of the material for the container 10 include copper, copper alloy, aluminum, and aluminum alloy.

ベーパーチャンバ1の厚さとしては、例えば、0.3mm以上1.0mm以下を挙げることができる。一方の板状体11の厚さと他方の板状体12の厚さは、同じでも、異なっていてもよく、ベーパーチャンバ1では、一方の板状体11の厚さと他方の板状体12の厚さは、略同じとなっている。ベーパーチャンバ1では、一方の板状体11の厚さは、一方の板状体11の全体にわたって略均一となっている。また、他方の板状体12の厚さは、他方の板状体12の全体にわたって略均一となっている。一方の板状体11と他方の板状体12の厚さは、例えば、それぞれ、0.1mmを挙げることができる。 The thickness of the vapor chamber 1 can be, for example, 0.3 mm or more and 1.0 mm or less. The thickness of one plate-shaped body 11 and the thickness of the other plate-shaped body 12 may be the same or different, and in the vapor chamber 1, the thickness of one plate-shaped body 11 and the thickness of the other plate-shaped body 12 are The thickness is approximately the same. In the vapor chamber 1, the thickness of one plate-like body 11 is substantially uniform over the entire one plate-like body 11. Further, the thickness of the other plate-like body 12 is substantially uniform over the entirety of the other plate-like body 12. The thickness of one plate-like body 11 and the other plate-like body 12 can be, for example, 0.1 mm, respectively.

また、一方の板状体11の周縁部と他方の板状体12の周縁部を接触させた状態で全周にわたって接合することで、密閉容器であるコンテナ10が形成され、空洞部13が封止される。周縁部の接合方法としては、特に限定されず、例えば、拡散接合、ろう付け、ファイバレーザ等によるレーザ溶接、超音波溶接、摩擦接合、圧接接合等を挙げることができる。 Further, by joining the peripheral edge of one plate-like body 11 and the peripheral edge of the other plate-like body 12 in contact with each other over the entire circumference, the container 10 which is a closed container is formed, and the cavity 13 is sealed. will be stopped. The method for joining the peripheral portion is not particularly limited, and examples thereof include diffusion bonding, brazing, laser welding using a fiber laser or the like, ultrasonic welding, friction bonding, pressure bonding, and the like.

空洞部13に封入される作動流体としては、コンテナ10の材料との適合性に応じて、適宜選択可能であり、例えば、水を挙げることができ、その他に、代替フロン、フルオロカーボン類、シクロペンタン、エチレングリコール、これらと水との混合物等を挙げることができる。 The working fluid sealed in the cavity 13 can be selected as appropriate depending on its compatibility with the material of the container 10, and examples thereof include water, as well as alternative fluorocarbons, fluorocarbons, and cyclopentanes. , ethylene glycol, and mixtures of these and water.

次に、図1を用いて、本発明の第1実施形態例に係るベーパーチャンバ1の使用方法例を説明する。図1では、ベーパーチャンバ1は、基板110に搭載された複数の発熱体100を冷却対象としている。図1では、説明の便宜上、基板110に4つの発熱体100-1、100-2、100-3、100-4が搭載され、発熱体100の高さは、発熱体100-1、発熱体100-2、100-3、発熱体100-4の順に高くなっている。なお、発熱体100としては、例えば、中央演算処理装置等の半導体部品が挙げられる。 Next, an example of how to use the vapor chamber 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the vapor chamber 1 cools a plurality of heating elements 100 mounted on a substrate 110. In FIG. 1, for convenience of explanation, four heating elements 100-1, 100-2, 100-3, and 100-4 are mounted on the substrate 110, and the heights of the heating elements 100 are as follows: The height increases in the order of 100-2, 100-3, and heating element 100-4. Note that the heating element 100 may be, for example, a semiconductor component such as a central processing unit.

ベーパーチャンバ1を発熱体100に熱的に接続する前は、複数の凸部16(図1では、3つの凸部16-1、16-2、16-3)の高さは、いずれも同じ高さとなっている。最も高さのある発熱体100-1は、コンテナ10の平面部17に熱的に接続され、最も高さの低い発熱体100-4は、コンテナ10の凸部16-3に熱的に接続され、発熱体100-1と発熱体100-4の中間の高さを有する発熱体100-2、100-3は、それぞれ、コンテナ10の凸部16-1、16-2に熱的に接続される。上記から、凸部16と平面部17が、冷却対象である発熱体100が熱的に接続される受熱部を有している。 Before the vapor chamber 1 is thermally connected to the heating element 100, the heights of the plurality of protrusions 16 (in FIG. 1, the three protrusions 16-1, 16-2, and 16-3) are the same. It is high. The tallest heating element 100-1 is thermally connected to the flat part 17 of the container 10, and the shortest heating element 100-4 is thermally connected to the convex part 16-3 of the container 10. The heating elements 100-2 and 100-3, which have a height intermediate between the heating elements 100-1 and 100-4, are thermally connected to the protrusions 16-1 and 16-2 of the container 10, respectively. be done. As described above, the convex portion 16 and the flat portion 17 have a heat receiving portion to which the heating element 100 to be cooled is thermally connected.

コンテナ10が4つの発熱体100-1、100-2、100-3、100-4に熱的に接続される際に、コンテナ10の凸部16-1、16-2、16-3が、それぞれ、発熱体100-2、100-3、100-4からコンテナ10の厚さ方向の応力Fを受けることで、凸部16-1、16-2、16-3がコンテナ10の厚さ方向に圧縮されて塑性変形する。その際に、発熱体100-2、100-3は発熱体100-4よりも高いことから、凸部16-1と凸部16-2は凸部16-3よりも応力Fが大きくなり、結果、凸部16-3よりも塑性変形量が大きくなる。コンテナ10の厚さ方向における凸部16-1、16-2、16-3の塑性変形量に追従して、ウィック構造体40の第1のウィック部41がコンテナ10の厚さ方向に所定量圧縮される。従って、凸部16-1と凸部16-2に位置する第1のウィック部41は、凸部16-3に位置する第1のウィック部41よりも圧縮量が大きくなる。ベーパーチャンバ1では、発熱体100の高さの違いに応じて、凸部16が所定量塑性変形し、また、第1のウィック部41が所定量圧縮されることで、空洞部13を維持しつつ、高さの異なる複数の発熱体100に対しても優れた熱的接続性を発揮できる。 When the container 10 is thermally connected to the four heating elements 100-1, 100-2, 100-3, and 100-4, the convex portions 16-1, 16-2, and 16-3 of the container 10, By receiving stress F in the thickness direction of the container 10 from the heating elements 100-2, 100-3, and 100-4, the convex portions 16-1, 16-2, and 16-3 move in the thickness direction of the container 10. It is compressed and deformed plastically. At that time, since the heating elements 100-2 and 100-3 are higher than the heating element 100-4, the stress F is larger in the protrusion 16-1 and the protrusion 16-2 than in the protrusion 16-3. As a result, the amount of plastic deformation becomes larger than that of the convex portion 16-3. Following the amount of plastic deformation of the convex portions 16-1, 16-2, and 16-3 in the thickness direction of the container 10, the first wick portion 41 of the wick structure 40 deforms by a predetermined amount in the thickness direction of the container 10. Compressed. Therefore, the first wick portions 41 located on the convex portions 16-1 and 16-2 have a larger compression amount than the first wick portions 41 located on the convex portions 16-3. In the vapor chamber 1, the convex portion 16 is plastically deformed by a predetermined amount depending on the height difference of the heating element 100, and the first wick portion 41 is compressed by a predetermined amount to maintain the cavity portion 13. At the same time, excellent thermal connectivity can be exhibited even with a plurality of heating elements 100 having different heights.

次に、本発明の第1実施形態例に係るベーパーチャンバ1の動作について説明する。コンテナ10のうち、第1の面21の外面に発熱体100が熱的に接続されて、第1の面21が受熱面として機能し、第1の面21の外面のうち、発熱体100と接触している部位が受熱部として機能する。ベーパーチャンバ1が受熱部にて発熱体100から受熱すると、空洞部13に封入された液相の作動流体が、受熱部にて液相から気相へ相変化し、相変化した気相の作動流体が、蒸気流路15を流通してベーパーチャンバ1の受熱部から空洞部13の全体にわたって拡散する。受熱部から空洞部13の全体にわたって拡散した気相の作動流体は、潜熱を放熱して、気相から液相へ相変化する。このとき、放出された潜熱は、コンテナ10全体からベーパーチャンバ1の外部環境へ放出される。気相から液相へ相変化した作動流体は、ウィック構造体40の毛細管力により、空洞部13の全体から受熱部へ還流される。 Next, the operation of the vapor chamber 1 according to the first embodiment of the present invention will be described. The heating element 100 is thermally connected to the outer surface of the first surface 21 of the container 10, so that the first surface 21 functions as a heat receiving surface. The part that is in contact functions as a heat receiving part. When the vapor chamber 1 receives heat from the heating element 100 at the heat receiving section, the liquid phase working fluid sealed in the cavity section 13 changes from the liquid phase to the gas phase at the heat receiving section, and the phase-changed gas phase is activated. The fluid flows through the vapor flow path 15 and diffuses throughout the cavity 13 from the heat receiving section of the vapor chamber 1 . The gaseous working fluid that has diffused throughout the cavity 13 from the heat receiving section radiates latent heat and changes its phase from the gaseous phase to the liquid phase. At this time, the released latent heat is released from the entire container 10 to the external environment of the vapor chamber 1. The working fluid whose phase has changed from the gas phase to the liquid phase is returned from the entire cavity 13 to the heat receiving section by the capillary force of the wick structure 40.

ベーパーチャンバ1では、第1の面21が平面部位32と平面部位32から外方向へ突出した凸部位31を有することで、コンテナ10が平面部17と平面部17から外方向へ突出した凸部16を有し、凸部位31に対向した第2の面22の部位から凸部位31へ向かってウィック構造体40の第1のウィック部41が立設され、ウィック構造体40の第1のウィック部41が第2の面22及び凸部位31と接していることにより、凸部16に位置するウィック構造体40がコンテナ10の内部空間を維持しつつ、高さの低い発熱体100に対して凸部16にて熱的に接続できる。従って、ベーパーチャンバ1では、外部環境からの圧力に対する耐性をコンテナ10に付与しつつ、発熱体100との熱的接続性に優れることで優れた熱輸送特性を発揮できる。 In the vapor chamber 1, the first surface 21 has the flat portion 32 and the convex portion 31 protruding outward from the flat portion 32, so that the container 10 has the flat portion 17 and the convex portion protruding outward from the flat portion 17. 16, the first wick part 41 of the wick structure 40 is erected from the second surface 22 facing the convex part 31 toward the convex part 31, and the first wick part 41 of the wick structure 40 is Since the portion 41 is in contact with the second surface 22 and the convex portion 31, the wick structure 40 located on the convex portion 16 maintains the internal space of the container 10, while maintaining the inner space of the container 10. Thermal connection can be made at the convex portion 16. Therefore, the vapor chamber 1 can exhibit excellent heat transport characteristics by providing excellent thermal connectivity with the heating element 100 while imparting resistance to pressure from the external environment to the container 10.

また、ベーパーチャンバ1では、特に、コンテナ10が複数の凸部16を有することにより、高さの異なる複数の発熱体100に対しても優れた熱的接続性を得ることができるので、高さの異なる複数の発熱体100に対してであっても優れた熱輸送特性を発揮できる。 In addition, in the vapor chamber 1, in particular, since the container 10 has a plurality of convex portions 16, excellent thermal connectivity can be obtained even for a plurality of heating elements 100 of different heights. Excellent heat transport characteristics can be exhibited even for a plurality of heating elements 100 having different temperatures.

また、ベーパーチャンバ1では、特に、ウィック構造体40が、金属粉を含む粉体の焼結体、金属線からなるメッシュ、金属編組体、金属線材及び不織布からなる群から選択された少なくとも1種であることにより、コンテナ10の厚さ方向の応力Fによって、ウィック構造体40の圧縮による高さ調整が容易化されるので、空洞部13を維持しつつ、凸部16の外方向への突出量の精度が向上して発熱体100との熱的接続性が確実に向上する。 Furthermore, in the vapor chamber 1, the wick structure 40 is made of at least one kind selected from the group consisting of a sintered body of powder containing metal powder, a mesh made of metal wire, a metal braided body, a metal wire, and a nonwoven fabric. As a result, the stress F in the thickness direction of the container 10 facilitates the height adjustment by compression of the wick structure 40, so that the convex portion 16 protrudes outward while maintaining the hollow portion 13. The accuracy of the amount is improved, and the thermal connectivity with the heating element 100 is reliably improved.

また、ベーパーチャンバ1では、特に、コンテナ10の第1の面21が引張強度200N/mm以下の金属材で形成されていることにより、コンテナ10の厚さ方向の応力Fによってコンテナ10の凸部16が塑性変形しやすくなる。また、コンテナ10の厚さ方向における凸部16の塑性変形量に追従した第1のウィック部41の高さ調整が容易化される。従って、ベーパーチャンバ1では、凸部16の外方向への突出量の精度が向上し、発熱体100との熱的接続性が確実に向上する。 Moreover, in the vapor chamber 1, the first surface 21 of the container 10 is formed of a metal material having a tensile strength of 200 N/mm 2 or less, so that the stress F in the thickness direction of the container 10 causes the convexity of the container 10. The portion 16 is more likely to be plastically deformed. Further, the height of the first wick portion 41 can be easily adjusted in accordance with the amount of plastic deformation of the convex portion 16 in the thickness direction of the container 10. Therefore, in the vapor chamber 1, the accuracy of the amount of outward protrusion of the convex portion 16 is improved, and the thermal connectivity with the heating element 100 is reliably improved.

また、ベーパーチャンバ1では、特に、ウィック構造体40がコンテナ10の内部空間を維持する支持部としても機能することにより、別途、コンテナ10の内部空間を維持するための支柱部材を設ける必要がないので、蒸気流路15を十分に確保でき、気相の作動流体の流通特性がさらに向上する。 Further, in the vapor chamber 1, since the wick structure 40 also functions as a support member for maintaining the internal space of the container 10, there is no need to separately provide a support member for maintaining the internal space of the container 10. Therefore, the steam flow path 15 can be sufficiently secured, and the flow characteristics of the gas-phase working fluid are further improved.

次に、本発明の第2実施形態例に係るベーパーチャンバについて詳細を説明する。図2は、本発明の第2実施形態例に係るベーパーチャンバの内部構造の概要を説明する側面断面図である。なお、第2実施形態例に係るベーパーチャンバは、第1実施形態例に係るベーパーチャンバと主要な構成要素が共通しているので、第1実施形態例に係るベーパーチャンバと同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。 Next, details of a vapor chamber according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a side sectional view illustrating an outline of the internal structure of a vapor chamber according to a second embodiment of the present invention. The vapor chamber according to the second embodiment has the same main components as the vapor chamber according to the first embodiment, so the same components as the vapor chamber according to the first embodiment are the same. This will be explained using symbols.

第1実施形態例に係るベーパーチャンバ1では、複数の第1のウィック部41、41、41・・・は、いずれも一端から他端まで同一材料となっていたが、これに代えて、第2実施形態例に係るベーパーチャンバ2では、複数の第1のウィック部41、41、41・・・のうち、少なくとも一部の第1のウィック部41は、一端側と他端側で異なる材料となっている。ベーパーチャンバ2では、第1のウィック部41の一端側は第1の部材41-1で形成され、第1のウィック部41の他端側は第2の部材41-2で形成されている。 In the vapor chamber 1 according to the first embodiment, the plurality of first wick parts 41, 41, 41... were all made of the same material from one end to the other end. In the vapor chamber 2 according to the second embodiment, at least some of the first wick parts 41 among the plurality of first wick parts 41, 41, 41, . . . are made of different materials on one end side and the other end side. It becomes. In the vapor chamber 2, one end of the first wick section 41 is formed of a first member 41-1, and the other end of the first wick section 41 is formed of a second member 41-2.

第1の部材41-1としては、例えば、平均粒子径の大きい金属粉を含む粉体の焼結体、金属細線からなるメッシュ、金属編組体、不織布等で形成した多孔質部材が挙げられる。また、第2の部材41-2としては、平均粒子径の小さい金属粉を含む粉体の焼結体、金属細線からなるメッシュ、金属編組体、不織布等で形成した第1の部材41-1よりも多孔質ではない部材が挙げられる。第1の部材41-1が多孔質部材であることにより、凸部16の塑性変形量に追従して、第1の部材41-1がコンテナ10の厚さ方向に所定量圧縮され、ひいては、第1のウィック部41がコンテナ10の厚さ方向に所定量圧縮される。 Examples of the first member 41-1 include a porous member formed of a sintered body of powder containing metal powder having a large average particle size, a mesh made of thin metal wires, a metal braid, a nonwoven fabric, and the like. Further, as the second member 41-2, the first member 41-1 is formed of a sintered body of powder containing metal powder with a small average particle diameter, a mesh made of thin metal wires, a metal braided body, a nonwoven fabric, etc. Examples include members that are less porous. Since the first member 41-1 is a porous member, the first member 41-1 is compressed by a predetermined amount in the thickness direction of the container 10 in accordance with the amount of plastic deformation of the convex portion 16, and as a result, The first wick portion 41 is compressed by a predetermined amount in the thickness direction of the container 10.

第1の部材41-1と第2の部材41-2の高さ割合は、特に限定されないが、例えば、第1の部材41-1の高さは凸部16と略同じ高さが挙げられ、第2の部材41-2の高さは第2のウィック部42と略同じ高さが挙げられる。 The height ratio of the first member 41-1 and the second member 41-2 is not particularly limited, but for example, the height of the first member 41-1 may be approximately the same as the height of the convex portion 16. The height of the second member 41-2 may be approximately the same as the height of the second wick portion 42.

ベーパーチャンバ2でも、凸部16に位置するウィック構造体40がコンテナ10の内部空間を維持しつつ、高さの低い発熱体100に対して凸部16にて熱的に接続できる。従って、ベーパーチャンバ2でも、外部環境からの圧力に対する耐性をコンテナ10に付与しつつ、発熱体100との熱的接続性に優れることで優れた熱輸送特性を発揮できる。 In the vapor chamber 2 as well, the wick structure 40 located in the convex part 16 can maintain the internal space of the container 10 and can be thermally connected to the low-height heating element 100 at the convex part 16. Therefore, the vapor chamber 2 can also exhibit excellent heat transport characteristics by providing excellent thermal connectivity with the heating element 100 while imparting resistance to pressure from the external environment to the container 10.

次に、本発明の第3実施形態例に係るベーパーチャンバについて詳細を説明する。図3は、本発明の第3実施形態例に係るベーパーチャンバの内部構造の概要を説明する側面断面図である。なお、第3実施形態例に係るベーパーチャンバは、第1、第2実施形態例に係るベーパーチャンバと主要な構成要素が共通しているので、第1、第2実施形態例に係るベーパーチャンバと同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。 Next, details of a vapor chamber according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a side sectional view illustrating an outline of the internal structure of a vapor chamber according to a third embodiment of the present invention. The vapor chamber according to the third embodiment has the same main components as the vapor chambers according to the first and second embodiments, so it is different from the vapor chambers according to the first and second embodiments. The same components will be explained using the same reference numerals.

第1実施形態例に係るベーパーチャンバ1では、複数の第1のウィック部41、41、41・・・及び複数の第2のウィック部42、42、42・・・は、いずれも一端から他端まで同一材料となっていた。これに代えて、第3実施形態例に係るベーパーチャンバ3では、複数の第1のウィック部41、41、41・・・のうち、少なくとも一部の第1のウィック部41は、一端側と他端側で異なる材料となっている。 In the vapor chamber 1 according to the first embodiment, the plurality of first wick parts 41, 41, 41... and the plurality of second wick parts 42, 42, 42... are all connected from one end to the other. The material was the same all the way to the ends. Instead, in the vapor chamber 3 according to the third embodiment, at least some of the first wick parts 41 among the plurality of first wick parts 41, 41, 41... The other end is made of a different material.

ベーパーチャンバ3では、第1のウィック部41の一方端が、弾性部材43となっている。ベーパーチャンバ3では、第1のウィック部41の第1の面21に接している一端が、弾性部材43となっている。第1のウィック部41の第2の面22に接している他端は、ベーパーチャンバ1、2と同じく、ウィックの部材となっている。弾性部材43としては、例えば、金属線材を螺旋状に形成した部材が挙げられる。弾性部材43は、例えば、金属粉を含む粉体の焼結体、金属線からなるメッシュ、金属編組体、金属線材及び不織布等のウィック構造体40の材料上に連設されている。 In the vapor chamber 3, one end of the first wick portion 41 is an elastic member 43. In the vapor chamber 3 , one end of the first wick portion 41 that is in contact with the first surface 21 is an elastic member 43 . The other end of the first wick portion 41 that is in contact with the second surface 22 is a wick member, similar to the vapor chambers 1 and 2. As the elastic member 43, for example, a member formed of a metal wire material in a spiral shape can be mentioned. The elastic member 43 is connected to the material of the wick structure 40, such as a sintered body of powder containing metal powder, a mesh made of metal wire, a metal braid, a metal wire, and a nonwoven fabric.

ベーパーチャンバ3では、コンテナ10の凸部16が、発熱体100からコンテナ10の厚さ方向の応力を受けることで、凸部16がコンテナ10の厚さ方向に圧縮されて塑性変形する際に、凸部16の塑性変形量に追従して、弾性部材43が所定量圧縮される。弾性部材43が所定量圧縮されることで、ウィック構造体40の第1のウィック部41がコンテナ10の厚さ方向に所定量圧縮され、高さの異なる複数の発熱体100に対しても優れた熱的接続性を発揮できる。 In the vapor chamber 3, when the convex part 16 of the container 10 receives stress in the thickness direction of the container 10 from the heating element 100, the convex part 16 is compressed in the thickness direction of the container 10 and plastically deforms. Following the amount of plastic deformation of the convex portion 16, the elastic member 43 is compressed by a predetermined amount. By compressing the elastic member 43 by a predetermined amount, the first wick portion 41 of the wick structure 40 is compressed by a predetermined amount in the thickness direction of the container 10, which is excellent even for a plurality of heating elements 100 of different heights. It can exhibit excellent thermal connectivity.

ベーパーチャンバ3でも、凸部16に位置するウィック構造体40がコンテナ10の内部空間を維持しつつ、高さの低い発熱体100に対して凸部16にて熱的に接続できる。従って、ベーパーチャンバ3でも、外部環境からの圧力に対する耐性をコンテナ10に付与しつつ、発熱体100との熱的接続性に優れることで優れた熱輸送特性を発揮できる。 In the vapor chamber 3 as well, the wick structure 40 located in the convex part 16 can maintain the internal space of the container 10 and can be thermally connected to the low-height heating element 100 at the convex part 16. Therefore, the vapor chamber 3 can also exhibit excellent heat transport characteristics by providing excellent thermal connectivity with the heating element 100 while imparting resistance to pressure from the external environment to the container 10.

次に、本発明のベーパーチャンバの他の使用方法例を説明する。ここでは、第1実施形態例に係るベーパーチャンバ1を用いて他の使用方法例を説明する。図4は、本発明のベーパーチャンバの他の使用方法例を説明する側面断面図である。 Next, another example of how to use the vapor chamber of the present invention will be explained. Here, another example of how to use the vapor chamber 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 4 is a side sectional view illustrating another example of how to use the vapor chamber of the present invention.

図4に示すように、ベーパーチャンバ1の他の使用方法例として、基板110の表面112に熱的に接続された冷却対象である発熱体100に対して基板110の裏面113にベーパーチャンバ1を熱的に接続して発熱体100を冷却する使用方法が挙げられる。なお、他の使用方法例における発熱体100としては、トランジスタ(例えば、メタルオキサイドセミコンダクターフィールドエフェクトトランジスタ)等のパワー半導体が挙げられる。 As shown in FIG. 4, as another example of how to use the vapor chamber 1, the vapor chamber 1 is placed on the back surface 113 of the substrate 110 with respect to the heating element 100 which is the object to be cooled and which is thermally connected to the front surface 112 of the substrate 110. An example of a usage method is to cool the heating element 100 by thermally connecting it. Note that the heating element 100 in other usage examples includes a power semiconductor such as a transistor (for example, a metal oxide semiconductor field effect transistor).

他の使用方法例では、基板110は、厚さ方向の貫通孔111を有し、貫通孔111に熱伝導性部材である銅コイン等の金属コイン120が嵌挿されていることで、基板110の表面112と裏面113間で熱伝導可能となっている。金属コイン120は、複数設けられており、図4では、基板110は、基板110の裏面113に対して最も後退した金属コイン120-1、基板110の裏面113に対して略同一平面上にある金属コイン120-2、基板110の裏面113に対して少し後退した金属コイン120-3を有している。 In another usage example, the substrate 110 has a through hole 111 in the thickness direction, and a metal coin 120 such as a copper coin, which is a thermally conductive member, is inserted into the through hole 111. Heat can be conducted between the front surface 112 and the back surface 113 of. A plurality of metal coins 120 are provided, and in FIG. 4, the substrate 110 has a metal coin 120-1 which is the most recessed with respect to the back surface 113 of the substrate 110, and which is substantially on the same plane with respect to the back surface 113 of the substrate 110. It has a metal coin 120-2 and a metal coin 120-3 slightly set back with respect to the back surface 113 of the substrate 110.

基板110の裏面113に対して最も後退した金属コイン120-1は、コンテナ10の凸部16-1に熱的に接続され、基板110の裏面113に対して略同一平面上にある金属コイン120-2は、コンテナ10の凸部16-2に熱的に接続され、基板110の裏面113に対して少し後退した金属コイン120-3は、コンテナ10の凸部16-3に熱的に接続される。上記から、凸部16が、冷却対象である金属コイン120が熱的に接続される受熱部を有している。 The metal coin 120-1 that is the most retracted with respect to the back surface 113 of the substrate 110 is thermally connected to the convex portion 16-1 of the container 10, and the metal coin 120-1 that is on substantially the same plane as the back surface 113 of the substrate 110 is -2 is thermally connected to the convex part 16-2 of the container 10, and the metal coin 120-3, which is slightly retracted from the back surface 113 of the substrate 110, is thermally connected to the convex part 16-3 of the container 10. be done. As described above, the convex portion 16 has a heat receiving portion to which the metal coin 120 to be cooled is thermally connected.

コンテナ10が3つの金属コイン120-1、120-2、120-3に熱的に接続される際に、コンテナ10の凸部16-1、16-2、16-3が、それぞれ、金属コイン120-1、120-2、120-3からコンテナ10の厚さ方向の応力Fを受けることで、凸部16-1、16-2、16-3がコンテナ10の厚さ方向に圧縮されて塑性変形する。その際に、金属コイン120-2は基板110の裏面113に対して略同一平面上にあることから、凸部16-2は、凸部16-1及び凸部16-3よりも応力Fが大きくなり、結果、凸部16-1及び凸部16-3よりも塑性変形量が大きくなる。また、金属コイン120-3は基板110の裏面113に対して少し後退していることから、凸部16-3は凸部16-1よりも応力Fが大きくなり、結果、凸部16-1よりも塑性変形量が大きくなる。コンテナ10の厚さ方向における凸部16-1、16-2、16-3の塑性変形量に追従して、ウィック構造体40の第1のウィック部41がコンテナ10の厚さ方向に所定量圧縮される。従って、凸部16-2に位置する第1のウィック部41は、凸部16-1と凸部16-3に位置する第1のウィック部41よりも圧縮量が大きくなる。また、凸部16-3に位置する第1のウィック部41は、凸部16-1に位置する第1のウィック部41よりも圧縮量が大きくなる。 When the container 10 is thermally connected to the three metal coins 120-1, 120-2, and 120-3, the convex portions 16-1, 16-2, and 16-3 of the container 10 are connected to the metal coins, respectively. By receiving the stress F in the thickness direction of the container 10 from 120-1, 120-2, and 120-3, the convex parts 16-1, 16-2, and 16-3 are compressed in the thickness direction of the container 10. Plastically deforms. At this time, since the metal coin 120-2 is on substantially the same plane as the back surface 113 of the substrate 110, the stress F is greater in the protrusion 16-2 than in the protrusion 16-1 and the protrusion 16-3. As a result, the amount of plastic deformation becomes larger than that of the convex portions 16-1 and 16-3. Furthermore, since the metal coin 120-3 is slightly recessed with respect to the back surface 113 of the substrate 110, the stress F on the protrusion 16-3 becomes larger than that on the protrusion 16-1, and as a result, the protrusion 16-3 The amount of plastic deformation becomes larger than that. Following the amount of plastic deformation of the convex portions 16-1, 16-2, and 16-3 in the thickness direction of the container 10, the first wick portion 41 of the wick structure 40 deforms by a predetermined amount in the thickness direction of the container 10. Compressed. Therefore, the first wick portion 41 located on the convex portion 16-2 has a larger compression amount than the first wick portion 41 located on the convex portions 16-1 and 16-3. Furthermore, the amount of compression of the first wick portion 41 located on the convex portion 16-3 is greater than that of the first wick portion 41 located on the convex portion 16-1.

このように、ベーパーチャンバ1では、金属コイン120の基板110の裏面113からの後退量及び金属コイン120の基板110の裏面113からの突出量の違いに応じて、凸部16が所定量塑性変形し、また、第1のウィック部41が所定量圧縮されることで、基板110の裏面113からの位置が異なる複数の金属コイン120に対しても優れた熱的接続性を発揮できる。 In this manner, in the vapor chamber 1, the convex portion 16 is plastically deformed by a predetermined amount depending on the difference in the amount of retreat of the metal coin 120 from the back surface 113 of the substrate 110 and the difference in the amount of protrusion of the metal coin 120 from the back surface 113 of the substrate 110. Furthermore, by compressing the first wick portion 41 by a predetermined amount, excellent thermal connectivity can be exhibited even for a plurality of metal coins 120 at different positions from the back surface 113 of the substrate 110.

ベーパーチャンバ1の他の使用方法例では、基板110の表面112に熱的に接続された発熱体100の熱は、金属コイン120を介して基板110の表面112から裏面113へ伝達される。基板110の裏面113へ伝達された熱は、基板110の裏面113からベーパーチャンバ1の受熱部へ伝達され、ベーパーチャンバ1の熱輸送特性により、受熱部からベーパーチャンバ1全体にわたって拡散されて、ベーパーチャンバ1の外部環境へ放出される。 In another example of how the vapor chamber 1 is used, the heat of the heating element 100 thermally connected to the front surface 112 of the substrate 110 is transferred from the front surface 112 to the back surface 113 of the substrate 110 via the metal coin 120 . The heat transferred to the back surface 113 of the substrate 110 is transferred from the back surface 113 of the substrate 110 to the heat receiving part of the vapor chamber 1, and due to the heat transport characteristics of the vapor chamber 1, it is diffused from the heat receiving part to the entire vapor chamber 1, and becomes vapor. is released into the environment outside chamber 1.

ベーパーチャンバ1の他の使用方法例でも、凸部16に位置するウィック構造体40がコンテナ10の内部空間を維持しつつ、基板110の裏面113からの位置が異なる複数の金属コイン120に対して凸部16にて熱的に接続できる。従って、ベーパーチャンバ1の他の使用方法例でも、外部環境からの圧力に対する耐性をコンテナ10に付与しつつ、金属コイン120を介した発熱体100との熱的接続性に優れることで優れた熱輸送特性を発揮できる。 In another example of how to use the vapor chamber 1, the wick structure 40 located on the convex portion 16 maintains the internal space of the container 10, while maintaining the internal space of the container 10, while maintaining the space between the metal coins 120 at different positions from the back surface 113 of the substrate 110. Thermal connection can be made at the convex portion 16. Therefore, even in other usage examples of the vapor chamber 1, it is possible to provide the container 10 with resistance to pressure from the external environment while also providing excellent thermal connectivity with the heating element 100 via the metal coin 120. Can exhibit transport characteristics.

次に、本発明のベーパーチャンバの他の実施形態例を説明する。上記各実施形態例では、第1の面の内面上に、第1の面の内面の延在方向に沿って、さらに、第2のウィック構造体を設けてもよい。第1の面の内面に第2のウィック構造体を設けることにより、空洞部の全体から受熱部への液相の作動流体の還流特性がさらに向上する。また、上記各実施形態例では、第2の面の内面上に、第2の面の内面の延在方向に沿って、さらに、第3のウィック構造体を設けてもよい。第2の面の内面に第3のウィック構造体を設けることにより、空洞部の全体から受熱部への液相の作動流体の還流特性がさらに向上する。第2のウィック構造体、第3のウィック構造体としては、例えば、金属粉を含む粉体の焼結体、金属細線からなるメッシュ、金属編組体、複数の細溝(グルーブ)、不織布等を挙げることができる。 Next, other embodiments of the vapor chamber of the present invention will be described. In each of the embodiments described above, a second wick structure may be further provided on the inner surface of the first surface along the extending direction of the inner surface of the first surface. By providing the second wick structure on the inner surface of the first surface, the return characteristics of the liquid phase working fluid from the entire cavity to the heat receiving section are further improved. Furthermore, in each of the embodiments described above, a third wick structure may be further provided on the inner surface of the second surface along the extending direction of the inner surface of the second surface. By providing the third wick structure on the inner surface of the second surface, the return characteristics of the liquid phase working fluid from the entire cavity to the heat receiving section are further improved. As the second wick structure and the third wick structure, for example, a sintered body of powder containing metal powder, a mesh made of thin metal wires, a metal braided body, a plurality of grooves, a nonwoven fabric, etc. can be mentioned.

また、上記各実施形態例では、コンテナが複数の凸部を有していたが、冷却対象の個数に応じて凸部の個数は適宜選択可能であり、1つの凸部でもよい。また、上記各実施形態例では、コンテナの凸部と平面部が、冷却対象が熱的に接続される受熱部を有していたが、これに代えて、コンテナの凸部のみが、冷却対象が熱的に接続される受熱部を有していてもよい。 Further, in each of the above embodiments, the container has a plurality of convex portions, but the number of convex portions can be selected as appropriate depending on the number of objects to be cooled, and may be one convex portion. Further, in each of the above embodiments, the convex part and the flat part of the container had a heat receiving part to which the object to be cooled was thermally connected. may have a heat receiving part to which it is thermally connected.

また、第3実施形態例のベーパーチャンバでは、第1のウィック部の一方端が弾性部材となっていたが、これに代えて、第1のウィック部の一方端と第2のウィック部の一方端が弾性部材となっていてもよい。また、第3実施形態例のベーパーチャンバでは、第1のウィック部の第1の面に接している一端が、弾性部材となっていたが、これに代えて、第1のウィック部の第2の面に接している他端が、弾性部材となっていてもよい。 Further, in the vapor chamber of the third embodiment, one end of the first wick part was an elastic member, but instead of this, one end of the first wick part and one end of the second wick part were made of an elastic member. The end may be an elastic member. Further, in the vapor chamber of the third embodiment, one end of the first wick part that is in contact with the first surface is an elastic member, but instead of this, the second wick part of the first wick part is made of an elastic member. The other end in contact with the surface may be an elastic member.

本発明のベーパーチャンバは、外部環境からの圧力に対する耐性を有しつつ、冷却対象との熱的接続性に優れることで優れた熱輸送特性を発揮するので、例えば、狭小空間に複数設置された形状の異なる発熱体を冷却する分野で、利用価値が高い。 The vapor chamber of the present invention exhibits excellent heat transport properties by having excellent thermal connectivity with the object to be cooled while having resistance to pressure from the external environment. It has high utility value in the field of cooling heating elements of different shapes.

1、2、3 ベーパーチャンバ
10 コンテナ
13 空洞部
15 蒸気流路
16 凸部
17 平面部
21 第1の面
22 第2の面
40 ウィック構造体
1, 2, 3 Vapor chamber 10 Container 13 Cavity 15 Steam flow path 16 Convex portion 17 Plane portion 21 First surface 22 Second surface 40 Wick structure

Claims (7)

空洞部が内部に形成された、第1の面と前記第1の面に対向した第2の面を有するコンテナと、前記空洞部に設けられたウィック構造体と、前記空洞部に封入された作動流体と、気相の前記作動流体が流通する、前記空洞部に設けられた蒸気流路と、を備え、
前記第1の面が、平面部位と前記平面部位から外方向へ突出した凸部位を有することで、前記コンテナが、平面部と前記平面部から外方向へ突出した凸部を有し、
前記コンテナの前記凸部の内部空間が、前記平面部の内部空間と連通していることで、前記空洞部が形成され、
前記凸部位に対向した前記第2の面の部位から前記凸部位へ向かって前記ウィック構造体が立設され、前記ウィック構造体が、前記第2の面及び前記凸部位と接し
前記第1の面が、引張強度が200N/mm 以下の金属材であるベーパーチャンバ。
a container having a first surface and a second surface opposite to the first surface with a cavity formed therein; a wick structure provided in the cavity; and a wick structure sealed in the cavity. comprising a working fluid and a vapor flow path provided in the cavity through which the working fluid in a gas phase flows;
The first surface has a flat part and a convex part protruding outward from the flat part, so that the container has a flat part and a convex part protruding outward from the flat part,
The inner space of the convex part of the container is in communication with the inner space of the flat part, so that the hollow part is formed,
The wick structure is erected from a portion of the second surface facing the convex portion toward the convex portion, and the wick structure is in contact with the second surface and the convex portion ,
A vapor chamber in which the first surface is made of a metal material having a tensile strength of 200 N/mm 2 or less.
前記コンテナが、複数の前記凸部を有する請求項1に記載のベーパーチャンバ。 The vapor chamber according to claim 1, wherein the container has a plurality of the protrusions. 前記ウィック構造体が、立設方向の応力に応じて立設方向の寸法が低下する部材である請求項1または2に記載のベーパーチャンバ。 The vapor chamber according to claim 1 or 2, wherein the wick structure is a member whose dimension in the upright direction decreases in response to stress in the upright direction. 前記ウィック構造体が、金属粉を含む粉体の焼結体、金属細線からなるメッシュ、金属編組体、金属線材及び不織布からなる群から選択された少なくとも1種である請求項1乃至3のいずれか1項に記載のベーパーチャンバ。 Any one of claims 1 to 3, wherein the wick structure is at least one selected from the group consisting of a sintered body of powder containing metal powder, a mesh made of fine metal wire, a metal braided body, a metal wire, and a nonwoven fabric. The vapor chamber according to item 1. 前記ウィック構造体が、前記コンテナの内部空間を維持する支持部である請求項1乃至のいずれか1項に記載のベーパーチャンバ。 The vapor chamber according to any one of claims 1 to 4 , wherein the wick structure is a support part that maintains an internal space of the container. 前記コンテナが、一方の板状体と前記一方の板状体と対向する他方の板状体とにより形成され、前記一方の板状体が、外方向へ突出した前記凸部を有する請求項1乃至のいずれか1項に記載のベーパーチャンバ。 Claim 1, wherein the container is formed of one plate-shaped body and another plate-shaped body facing the one plate-shaped body, and the one plate-shaped body has the convex portion projecting outward. 6. The vapor chamber according to any one of items 5 to 5 . 前記凸部と前記平面部が、冷却対象が熱的に接続される受熱部を有する請求項1乃至のいずれか1項に記載のベーパーチャンバ。 The vapor chamber according to any one of claims 1 to 6 , wherein the convex portion and the flat portion have a heat receiving portion to which an object to be cooled is thermally connected.
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