KR20110096105A - 열 수송 디바이스의 제조 방법 및 열 수송 디바이스 - Google Patents

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KR20110096105A
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히로토 카사이
히로유키 료손
타카시 야지마
코지 히라타
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소니 주식회사
소니 케미카루 앤드 인포메이션 디바이스 가부시키가이샤
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Abstract

확산접합시에 가해지는 하중을 크게 하는 일 없이 제조되는, 기밀성이 높은 열 수송 디바이스의 제조 방법 및 열 수송 디바이스를 제공하는 것으로서, 프레임 부재(2)의 접합면(21)과 확산접합되는, 상판부재(1)의 접합면(1a)이 볼록형상으로 형성됨으로써, 접합면(1a)과 접합면(21)의 접촉 영역을 작게 할 수 있다. 따라서, 접합면(1a 및 21)에 가해지는 압력(단위면적당의 하중)이 커지고, 높은 압력으로 접합면(1a 및 21)이 확산접합 된다. 마찬가지로, 하판부재(3)의 접합면(3a) 및 프레임 부재(2)의 접합면(23)도 높은 압력으로 확산접합 된다. 이에 의해, 확산접합시에 가해지는 전체 하중(F)을 크게 하는 일 없이, 기밀성이 높은 열 수송 디바이스(100)를 제조할 수 있다.

Description

열 수송 디바이스의 제조 방법 및 열 수송 디바이스{THERMAL TRANSPORT DEVICE PRODUCING METHOD AND THERMAL TRANSPORT DEVICE}
본 발명은, 작동 유체의 상(phase) 변화에 의해 열을 수송하는 열 수송 디바이스의 제조 방법 및 열 수송 디바이스에 관한 것이다.
퍼스널 컴퓨터 등의 전자기기를 냉각하기 위해, 전자기기로부터 발생하는 열을 흡수하고, 열 방사부에 수송하여 방출하는, 히트 파이프 등의 냉각 디바이스가 사용되고 있다.
이와 같은 냉각 디바이스에서는, 흡수한 열에 의해 내부에 포함되는 작동 유체가 증발하고, 그 증기가 저온의 열 방사부로 이동하고, 응축됨으로써 열이 방출된다. 이에 의해 전자기기가 냉각된다.
근래에는, 전자기기 등의 소형화, 박형화에 수반하여, 그 내부에 포함되는 IC 등의 발열이 큰 문제로 되어 있다. 이 문제의 해결 수단으로서, 소형, 박형, 고효율의 염가인 냉각 디바이스가 요구되고 있다.
특허 문헌 1에는, 히트 스프레더를 구성하는 상커버 및 하커버가 확산접합되는, 확산접합 공정에 관해 기재되어 있다. 확산접합을 위해 설정되는 조건으로서, 확산접합 온도, 압력 및 시간이 들어져 있다(단락 [0023], [0024], [0026], [0033], 도 7 내지 도 13).
특허 문헌 1 : 일본 특개2006-140435호 공보
그런데, 냉각 디바이스의 내부의 기밀성을 높이기 위해서는, 상기한 확산접합 공정에서, 냉각 디바이스에 가해지는 하중을 크게 할 필요가 있다. 그러나, 큰 하중을 균일하게 가하기가 어렵고, 냉각 디바이스에 가해지는 하중에 얼룩이 발생하는 경우가 있다. 그러면, 상커버 및 하커버의 접합 상태도 균일하게 되지 않고, 냉각 디바이스의 기밀성이 손상될 우려가 있다.
이상과 같은 사정을 감안하여, 본 발명의 목적은, 확산접합시에 가해지는 하중을 크게 하는 일 없이 제조되는, 기밀성이 높은 열 수송 디바이스의 제조 방법 및 열 수송 디바이스를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 한 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법은, 작동 유체의 상 변화를 이용하여 열을 수송하는 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 제 1 판의, 상기 용기의 내부 공간을 둘러싸는 측벽의 일부를 구성하기 위한 볼록형상의 접합면과, 상기 용기를 구성하는 제 2 판의 접합면을 대면시키는 것을 포함한다.
상기 용기를 형성하기 위해, 상기 제 1 판의 상기 접합면과, 상기 제 2 판의 상기 접합면이 확산접합 된다.
제 1 판에는, 제 2 판의 접합면과 확산접합됨에 의해 용기의 측벽의 일부를 구성하기 위한 볼록형상의 접합면이, 고리형상으로 마련되어 있다. 이 제 1 판의 접합면이 볼록형상을 갖고 있음에 의해, 상기 확산접합 공정에서, 제 1 판의 접합면과 제 2 판의 접합면과의 접촉면적이 작아진다. 따라서, 제 1 판의 접합면 및 제 2 판의 접합면에 가해지는 압력(단위면적당의 하중)이 커지고, 높은 압력으로 제 1 판의 접합면 및 제 2 판의 접합면이 확산접합 된다. 이에 의해, 확산접합시에 가해지는 전체 하중을 크게 하는 일 없이, 기밀성이 높은 열 수송 디바이스를 제조할 수 있다.
상기 제 1 판은, 복수의 상기 볼록형상의 접합면을 가져도 좋다.
제 1 판에 마련된 복수의 볼록형상의 접합면은, 제 2 판의 접합면과 높은 압력으로 확산접합되어, 용기의 측벽의 일부를 구성한다. 이 측벽의 일부가 된 복수의 볼록형상의 접합면이, 용기의 내부 공간을 다중으로 둘러싸기 때문에, 리크 불량의 확률을 낮게 할 수 있다.
상기 확산접합 공정은, 상기 복수의 볼록형상의 접합면을 변형시켜도 좋다.
상기 확산접합 공정에서 가해지는 높은 압력에 의해, 용기의 측벽의 일부를 구성하는 볼록형상의 접합면의 폭이 커진다. 이에 의해, 열 수송 디바이스의 기밀성이 높아진다.
상기 변형한 복수의 볼록형상의 접합면의 각 폭의 합계는, 100㎛ 내지 1㎝라도 좋다.
상기 열 수송 디바이스의 제조 방법은, 또한, 기계 연마, 에칭 또는 금형 가공에 의해, 상기 볼록형상의 접합면을 형성하는 것을 포함하여도 좋다.
본 발명의 다른 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법은, 작동 유체의 상 변화를 이용하여 열을 수송하는 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 제 1 판의, 상기 용기의 내부 공간을 둘러싸는 측벽의 일부를 구성하기 위한 볼록형상의 접합면과, 상기 측벽을 구성하는 프레임 부재의 제 1 접합면을 대면시키는 것을 포함한다.
상기 용기를 구성하는 제 2 판의 접합면과, 상기 프레임 부재의, 상기 제 1 접합면의 반대측에 있는 제 2 접합면을 대면시킨다.
상기 용기를 형성하기 위해, 상기 제 1 판의 상기 접합면과 상기 제 1 접합면이 확산접합되고, 또한, 상기 제 2 판의 상기 접합면과 상기 제 2 접합면이 확산접합 된다.
제 1 판의 접합면과 프레임 부재의 제 1 접합면을 대면시키는 공정, 및 제 2 판의 접합면과 프레임 부재의 제 2 접합면을 대면시키는 공정은, 동시에 행하여져도 좋고, 순차적으로 행하여져도 좋다.
상기 제 2 판의 접합면은, 상기 측벽의 일부를 구성하기 위해 볼록형상으로 형성되어도 좋다.
이에 의해, 상기 확산접합 공정에서 가해지는 하중을 크게 하는 일 없이, 제 1 판과 프레임 부재, 및 제 2 판과 프레임 부재가, 함께, 높은 압력으로 확산접합 된다.
본 발명의 다른 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법은, 작동 유체의 상 변화를 이용하여 열을 수송하는 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 제 1 판의 접합면과, 상기 용기의 내부 공간을 둘러싸는 측벽을 구성하는 프레임 부재의, 상기 측벽의 일부를 구성하기 위한 볼록형상의 제 1 접합면을 대면시키는 것을 포함한다.
상기 용기를 구성하는 제 2 판의 접합면과, 상기 프레임 부재의, 상기 제 1 접합면의 반대측에 있는 제 2 접합면을 대면시킨다.
상기 용기를 형성하기 위해, 상기 제 1 판의 상기 접합면과 상기 제 1 접합면이 확산 접합되고, 또한, 상기 제 2 판의 상기 접합면과 상기 제 2 접합면이 확산 접합된다.
상기 프레임 부재의 제 2 접합면은, 상기 측벽의 일부를 구성하기 위해 볼록형상으로 형성되어도 좋다.
본 발명의 다른 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법은, 작동 유체의 상 변화를 이용하여 열을 수송하는 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 제 1 판의 접합면과, 상기 용기를 구성하는 제 2 판의 접합면이 대면하도록, 또한, 고리형상의 볼록부를 갖는 치구부(治具部)의, 상기 볼록부가 상기 제 1 판의 접합면의 반대측에서 상기 제 1 판에 향하도록, 상기 치구부, 상기 제 1 판 및 상기 제 2 판을 적층하는 것을 포함한다.
상기 적층 방향에 상기 치구부, 상기 제 1 판 및 상기 제 2 판에 하중을 가함으로써, 상기 제 1 판의 상기 접합면이 상기 용기의 내부 공간을 둘러싸는 측벽의 일부로서 구성되도록, 상기 볼록부에 의해 상기 제 1 판의 상기 접합면을 볼록형상으로 형성하고,
상기 용기를 형성하기 위해, 상기 하중을 이용하여 상기 제 1 판의 상기 접합면과 상기 제 2 판의 상기 접합면이 확산접합 된다.
치구부가 갖는 고리형상의 볼록부에 의해 제 1 판의 접합면에 높은 압력이 가하여지고, 제 1 판의 접합면이, 용기의 측벽의 일부로서 구성되도록 볼록형상으로 형성된다. 또한, 그 높은 압력으로 제 1 판의 접합면 및 제 2 판의 접합면이 확산접합 된다.
본 발명의 다른 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법은, 작동 유체의 상 변화를 이용하여 열을 수송하는 열 수송 디바이스의 용기를 구성한 판을 구부림에 의해, 상기 작동 유체에 모세관력을 작용시키는 모세관 부재를, 상기 구부러져서 형성되는 상기 판의 제 1 부위 및 제 2 부위에서 끼운다.
상기 용기의 내부 공간을 둘러싸는 측벽의 일부를 구성하기 위한, 상기 제 1 부위에 형성된 볼록형상의 접합면과, 상기 제 2 부위의 접합면이 대면시켜진다.
상기 용기를 형성하기 위해, 상기 제 1 부위의 상기 접합면과, 상기 제 2 부위의 상기 접합면이 확산접합 된다.
이에 의해, 하나의 판이 구부러져서 용기가 형성되기 때문에, 부품수가 감소하고, 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 복수의 부품에 의해 용기가 구성되는 경우에 있어서, 그것들 각 부품의 소정의 위치 결정 정밀도가 필요해지지만, 본 발명에서는, 그와 같은 높은 위치 결정 정밀도는 필요가 없다.
본 발명의 한 형태에 관한 열 수송 디바이스는, 용기와, 작동 유체를 구비한다.
상기 용기는, 내부 공간을 둘러싸는 측벽을 갖는 용기로서, 상기 측벽의 일부를 구성하기 위한 볼록형상의 접합면을 갖는 제 1 판과, 상기 볼록형상의 접합면에 확산접합에 의해 접합된 제 2 판을 갖는다.
상기 작동 유체는, 상기 용기내에서 상 변화함에 의해 열을 수송한다.
본 발명의 다른 형태에 관한 열 수송 디바이스에서는, 용기는, 내부 공간을 둘러싸는 측벽을 갖는 용기이고, 제 1 판과, 프레임 부재와, 제 2 판을 갖는다.
상기 제 1 판은, 상기 측벽의 일부를 구성하기 위한 볼록형상의 접합면을 갖는다.
상기 프레임 부재는, 상기 볼록형상의 접합면에 확산접합에 의해 접합된 제 1 접합면을 가지며, 상기 측벽을 구성한다.
상기 제 2 판은, 상기 프레임 부재의 상기 제 1 접합면의 반대측에 있는 제 2 접합면에 확산접합에 의해 접합된다.
상기 제 2 판은, 상기 프레임 부재의 상기 제 2 접합면에 확산접합에 의해 접합된, 상기 측벽의 일부를 구성하기 위한 볼록형상의 접합면을 가져도 좋다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 확산접합시에 가해지는 하중을 크게 하는 일 없이, 기밀성이 높은 열 수송 디바이스가 제조된다.
도 1은 제 1 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 모식적인 단면도.
도 2는 제 1 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 모식적인 분해사시도.
도 3은 도 1에서의 열 수송 디바이스의 부분적인 확대도.
도 4는 제 1 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법을 설명하는 도면.
도 5는 상판부재의 볼록형상의 접합면과 프레임 부재의 접합면의 접촉 영역(Z)을 도시한 모식적인 도면.
도 6은 시뮬레이션을 위해 상정되는, 간극(보이드)을 갖는 열 수송 디바이스를 설명하는 모식적인 단면도.
도 7은 리크 패스에 대한 리크 레이트를 시뮬레이션한 그래프.
도 8은 제 2 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법을 설명하는 도면.
도 9는 비교 대상의 열 수송 디바이스의 제조 방법을 설명하는 도면.
도 10은 2개의 부재가 확산접합되는 경우의, 접합 과정을 설명하는 그래프.
도 11은 온도를 일정하게 한 경우의, 압력, 접합률, 및 가장 기여율이 큰 접합 기구의 관계를 도시하는 그래프.
도 12는 제 3의 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법을 설명하는 도면.
도 13은 제 4의 실시 형태에 관한, 치구부를 이용한 열 수송 디바이스의 제조 방법을 설명하는 도면.
도 14는 제 5의 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법을 설명하는 도면.
도 15는 볼록형상의 접합면의 구체적인 형상의 예를 도시한 도면.
도 16은 본 발명에 관한 실시 형태의 변형례를 도시하는 도면.
도 17은 기상측에 가까운 측에 열원이 배치된 제 1 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 모식적인 단면도.
도 18은 또다른 실시의 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 사시도.
도 19는 도 18에 도시하는 A-A 사이의 단면도.
도 20은 도 18에 도시하는 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 판부재의 전개도.
도 21은 또다른 실시의 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법을 도시하는 도면.
도 22는 변형례에 관한 열 수송 디바이스를 설명하기 위한 도면으로, 판부재의 전개도.
도 23은 또다른 실시의 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 사시도.
도 24는 도 23에 도시하는 A-A 사이의 단면도.
도 25는 또다른 실시의 형태에 관한 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 판부재의 전개도.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 의거하여 설명한다.
[제 1 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스]
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 모식적인 단면도이다. 도 2는 그 분해 사시도이고, 도 3은 도 1에서의 부호 X 및 Y의 확대도이다. 도 1의 단면도는, 열 수송 디바이스(100)의 긴변 방향에서의 단면도이고, 이후, 단면도의 방향은 마찬가지이다.
열 수송 디바이스(100)는, 용기(4)와, 용기(4) 내에 마련된 모세관 부재(5)를 포함한다. 용기(4)는, 상판부재(1), 프레임 부재(2) 및 하판부재(3)에 의해 구성된다. 프레임 부재(2)에 의해, 용기(4)의 내부 공간을 둘러싸는 측벽이 구성된다.
용기(4)의 내부에는, 상 변화에 의해 열을 수송하는 도시하지 않은 작동 유체가 봉입되어 있고, 이 작동 유체에 모세관력을 작용시키는 모세관 부재(5)가 마련되어 있다. 모세관 부재(5)는, 제 1 메시층(6)과, 제 1 메시층(6)에 적층된 제 2 메시층(7)을 포함한다. 제 2 메시층(7)은, 제 1 메시층(6)에 포함되는 메시보다도 망이 거친 메시로 이루어진다.
작동 유체로서는, 순수한 물, 에틸 알코올 또는 대체 프론 등이 사용된다.
용기(4)를 구성하는 상판부재(1), 프레임 부재(2) 및 하판부재(3)의 재료로서는, 전형적으로는 구리가 사용된다. 그 밖에, 예를 들면 니켈, 알루미늄, 또는 스테인리스 등이 사용되어도 좋다. 상판부재(1) 및 하판부재(3)의 두께는, 전형적으로는 0.1㎜ 내지 0.8㎜이다. 프레임 부재(2)의 두께는, 전형적으로는 0.1㎜ 내지 0.25㎜이고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 폭(a)은 전형적으로는 2㎜ 내지 1㎝이다. 여기서 전형적인 예로서 드는 재료 및 수치 등은, 이것으로 한정된다는 의미가 아니다. 이것은, 이후의 설명에서도 마찬가지이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 제 1 메시층(6) 및 제 2 메시층(7)은, 금속 세선(細線)에 의한 망형상의 메시를 갖는 메시 부재(8)가, 1장 또는 복수장 적층되어 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제 1 메시층(6)으로서, 2 내지 5장의 메시 부재(8)가 적층되고, 제 1 메시층(6)의 위에 제 2 메시층(7)으로서, 1장의 메시 부재(8)가 적층되어 있다. 복수의 메시 부재(8)는, 예를 들면 솔더링, 접착제를 이용한 접합, 또는 도금 처리 등에 의해 적층된다. 각 메시 부재(8)의 두께는, 전형적으로는 0.02㎜ 내지 0.05㎜이다.
열 수송 디바이스(100)가 동작하지 않는 때는, 작동 유체는, 제 1 메시층(6) 및 제 2 메시층(7)중, 주로 모세관력이 강한 제 1 메시층(6)의 쪽에 끌어당겨저 지지되어 있다.
모세관 부재(5)로서, 메시층 이외의 것이 사용되어도 좋다. 예를 들면 복수의 와이어가 다발이 된 것 등을 들 수 있는데, 작동 유체에 모세관력을 작용시키는 것이라면, 어떤 것이라도 좋다. 또한, 기상(氣相)이 된 작동 유체의 유로에는 모세관 부재(5)가 사용되지 않는 구조라도 좋다. 즉, 용기(4)의 두께 방향으로, 예를 들면 용기(4)의 내부 공간의 저면에서 반분의 높이까지 모세관 부재(5)가 배치되고, 다른 반분은 모세관 부재(5)가 배치되지 않는 구조라도 좋다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 상판부재(1) 및 하판부재(3)에는, 볼록형상의 접합면(1a 및 3a)이 각각 마련되어 있다. 접합면(1a 및 3a)은, 예를 들면 기계 연마, 에칭, 또는 금형 가공 등으로 형성된다. 에칭으로서는, 약품(예를 들면 황산 및 과산화 수소수)을 사용한 드라이 에칭이나 RIE(Reactive Ion Etching) 등의 에칭 기술이 이용된다. 또한, 금형 가공으로서는, 프레스 가공, 또는 주조 가공 등이 이용된다. 이에 의해, 열 수송 디바이스(100)의 제조에서의 비용을 억제할 수 있다.
열 수송 디바이스(100)의 동작에 관해 설명한다. 열 수송 디바이스(100)의 흡열부(V)(도 1 참조)에서, 예를 들면 회로 디바이스 등의 열원(10)으로부터 열을 받고, 액상의 작동 유체가 증발한다. 기상이 된 작동 유체는, 주로 제 2 메시층(7)을 통과하여 방열부(W)로 이동하고, 방열부(W)로 열을 방출하고 응축된다. 액상이 된 작동 유체는, 제 1 메시층(6)에 의한 모세관력을 받아 흡열부(V)로 이동하고, 열원(10)으로부터의 열을 받아 재차 증발한다. 이 사이클이 반복됨으로써, 열원(10)이 냉각된다.
또한 도 1에서는, 열원(10)은, 열 수송 디바이스(100)의 액상측에 가까운 측, 즉 제 1 메시층(6)에 가까운 측에 배치된 예를 도시하였다. 그러나, 열 수송 디바이스(100)는, 박판 형상으로 형성되어 있기 때문에, 도 17에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 열 수송 디바이스(100)의 기상측에 가까운 측, 즉 제 2 메시층(7)측에 가까운 측에 배치되어도, 높은 열 수송 성능을 발휘할 수 있다.
[열 수송 디바이스(100)의 제조 방법]
도 4는, 열 수송 디바이스(100)의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 도 4의 (A)에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 도시하지 않은 접합 장치의 대상(臺上)에 하판부재(3)가 재치되고, 하판부재(3)에, 프레임 부재(2) 및 모세관 부재(5)가 재치되고, 또한, 프레임 부재(2)에 상판부재(1)가 재치된다. 이 때, 상판부재(1)의 볼록형상의 접합면(1a)과, 프레임 부재(2)의 상판부재(1)와 접합되는 접합면(21)이 대면한다. 또한, 하판부재(3)의 볼록형상의 접합면(3a)과, 프레임 부재(2)의 하판부재(3)와 접합되는 접합면(23)이 대면한다.
도 5의 (A)는, 도 4의 (A)에서, 상판부재(1)의 볼록형상의 접합면(1a)과, 프레임 부재(2)의 접합면(21)이 대면한 때의, 접합면(1a)과 접합면(21)의 접촉 영역(Z)을 도시한 모식적인 도면이다. 접합면(3a)과 접합면(23)의 접촉 영역도 마찬가지이다. 도 5의 (A)에 도시하는 바와 같이, 접합면(1a)이 볼록형상으로 형성됨으로써, 접합면(1a)과 접합면(21)의 접촉 영역(Z)을 작게 할 수 있다.
도 4의 (B)에 도시하는 바와 같이, 상판부재(1), 프레임 부재(2) 및 하판부재(3)가 가열된 상태에서, 상판부재(1)측 및 하판부재(3)측의 양쪽에서 균등하게 전체 하중(F)이 가하여진다. 이에 의해 접합면(1a 및 3a)이, 각각 프레임 부재(2)와 확산접합 된다. 접합면(1a 및 3a)은, 상판부재(1) 및 하판부재(3)에, 각각 고리형상으로 마련되어 있고(도 2의 부호 3a 참조), 프레임 부재(2)와 확산접합됨으로써, 용기(4)의 측벽의 일부를 구성한다.
도 5의 (B)는, 도 4의 (B)에서 확산접합되는 접합면(1a)과 접합면(21)의 접촉 영역(Z)을 도시하는 모식적인 도면이다. 도 5의 (B)에 도시하는 바와 같이, 도 4의 (B)의 확산접합 공정에서, 접합면(1a)은 변형하여 폭이 커진다. 이에 의해 열 수송 디바이스(100)의 기밀성이 높아진다.
도 5의 (A)에서 설명한 바와 같이, 접합면(1a)이 볼록형상으로 형성됨으로써, 접합면(1a)과 접합면(21)의 접촉 영역(Z)을 작게 할 수 있다. 따라서, 접합면(1a 및 21)에 가해지는 압력(단위면적당의 하중)이 커지고, 높은 압력으로 접합면(1a 및 21)이 확산접합 된다. 마찬가지로, 접합면(3a 및 23)도 높은 압력으로 확산접합 된다. 이에 의해, 도 4의 (B)에 도시하는 확산접합 공정에서, 전체 하중(F)을 크게 하는 일 없이, 기밀성이 높은 열 수송 디바이스(100)를 제조할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 상판부재(1) 및 하판부재(3)에 볼록형상의 접합면(1a 및 3a)이 각각 마련되지만, 이것으로 한정되지 않는다. 상판부재(1) 또는 하판부재(3)의 어느 한쪽에 볼록형상의 접합면이 마련된 구조로도, 상기한 본 실시 형태의 특유한 효과는 얻어진다.
변형한 접합면(1a 및 3a)의 폭에 관해, 본 발명자는, 이하와 같은 시뮬레이션에 의거하여 검토하였다.
도 6은, 시뮬레이션을 위해 상정되는, 간극(보이드)을 갖는 열 수송 디바이스를 설명하는 모식적인 단면도이다. 이 이후의 설명에서는, 모세관 부재의 도시를 생략한다.
열 수송 디바이스(900)는, 상판부재(901) 및 베셀 형상의 하판부재(903)로 구성된 용기(904)를 갖는다. 상판부재(901) 및 하판부재(903)의 접합부분에는, 직경 d(㎚)의 원통형상의 보이드(950)가 형성되고, 이 보이드(950)에 의해 발생하는 리크 레이트가 시뮬레이션 된다. 보이드(950)의 길이는 측벽의 폭(b)과 동등하고, 그것을 리크 패스(b)로 한다.
도 7은, 리크 패스(b)에 대한 리크 레이트를 시뮬레이션한 그래프이다. 용기(904)의 내부 공간의 압력은, 25℃의 물의 증기압과 거의 동등한 0.03atm으로 한다. 용기(904)의 외부는 대기(大氣)로 한다. 이들의 조건으로, 보이드(950)의 직경(d)이 100㎚, 10㎚ 및 1㎚인 경우에 있어서의 리크 레이트가 시뮬레이션 된다. 직경(d)으로서 설정된 100㎚는, 열 수송 디바이스의 제조에 사용되는 일반적인 부재의, 표면의 거칠기에 의한 요철의 평균의 높이의 실측치에 의거한 수치이다. 즉, 여기서의 시뮬레이션에서는, 직경(d)이 100㎚인 보이드는, 접합면(911)과 접합면(931)의 표면의 거칠기에 의해 발생하는 보이드로서 상정되어 있다.
리크 레이트가, 일반적인 He 리크 디텍터의 측정 한계인 1.00×10-10Pa·㎥/sec 이하인 경우에, 리크가 없다고 판단한다. 분자 직경이 작고, 질량도 작은 He의 리크 레이트가 1.00×10-10Pa·㎥/sec 이하의 범위라면, 열 수송 디바이스(900)의 기밀성은 손상되지 않는다.
도 7의 그래프에 도시하는 바와 같이, 리크 패스(b)가 100㎛ 내지 10000㎛(1㎝)의 범위에서, 리크 레이트가 1.00×10-10Pa·㎥/sec보다 작아진다(파선으로 둘러싼 영역). 즉, 리크 패스(b)가 100㎛ 내지 1㎝의 범위라면, 열 수송 디바이스(900)의 기밀성은 손상되지 않는다.
이것을 열 수송 디바이스(100)에 관해 생각한다. 도 4의 (B)의 확산접합 공정에서, 상판부재(1)의 접합면(1a) 및 프레임 부재(2)의 접합면(21)의 표면의 거칠기에 의해, 보이드(직경(d)이 100㎚의 보이드)가, 접합면(1a)과 접합면(21)과의 접합부분에 발생하였다고 한다. 그러나, 상기 확산접합 공정에서 변형된 접합면(1a)의 폭이 100㎛ 내지 1㎝의 범위라면, 발생하는 보이드의 리크 패스도 100㎛ 내지 1㎝의 범위가 되어, 열 수송 디바이스(100)의 기밀성은 손상되지 않는다.
또한, 도 4의 (B)의 확산접합 공정에서는, 접합면(1a 및 21)에 높은 압력이 가하여지기 때문에, 접합면(1a 및 21)의 표면의 거칠기에 의한 요철의 높이가 작아지고, 표면의 거칠기에 의해 발생하는 보이드의 직경(d)도 작아지는 것이 생각된다. 이 경우 리크 레이트는 작아지기 때문에, 상기한 범위의 폭을 갖는 접합면(1a)에 의해, 열 수송 디바이스(100)의 기밀성은 충분히 유지된다.
이상의 설명은, 접합면(1a)의 폭이 상기한 범위로 한정되는 것을 의미하고 있는 것은 아니다. 열 수송 디바이스(100)의 기밀성이 유지된 범위에서, 적절히 설정하여도 좋다.
다음에, 본 발명의 각 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법의, 확산접합 공정에서의 전체 하중과 압력과의 관계에 관해 설명한다.
[제 2 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법]
도 8은, 본 발명의 제 2 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 도 8의 (A)에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(200)의 베셀 형상의 하판부재(203)에, 볼록형상의 접합면(201a)을 갖는 상판부재(201)가 재치된다. 도 8의 (B)는, 접합면(201a)과 하판부재(203)의 접합면(231)의 접촉 영역(Z)을 도시하는 모식적인 도면이다.
도 9는, 비교 대상의 열 수송 디바이스의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 도 9의 (A)에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(1000)의 하판부재(1003)에, 볼록형상이 아닌 접합면(1011)을 갖는 상판부재(1001)가 재치된다. 도 9의 (B)는, 접합면(1011)과 하판부재(1003)의 접합면(1031)의 접촉 영역(Z)을 도시하는 모식적인 도면이다.
여기서, 도 8의 (B) 및 도 9의 (B)에 도시하는 접합면(231 및 1031)의 크기를 동등하다고 하고, 짧은변 방향의 크기(f)를 5㎝, 긴변 방향의 크기(e)를 20㎝, 및 폭(g)을 5㎜라고 한다. 또한, 도 8의 (B)에 도시하는 접촉 영역(Z)의 폭(j)을 100㎛으로 한다. 이 경우, 열 수송 디바이스(200)에서의, 접합면(201a)과 접합면(231)의 접촉 영역(Z)의 면적은 0.5㎠가 되고, 열 수송 디바이스(1000)에 있어서의, 접합면(1011)과 접합면(1031)의 접촉 영역(Z)의 면적은 24㎠가 된다. 이들의 수치는 설명의 편의상 설정된 것으로, 열 수송 디바이스(200)의 크기를 한정하는 것은 아니다.
열 수송 디바이스(200 및 1000)에 동등한 전체 하중 100kgf가 가하여진다. 그러면, 접합면(201a 및 231)에 가해지는 압력은, 200kgf/㎠(20MPa)가 되고, 접합면(1011 및 1031)에 가해지는 압력은, 4.2kgf/㎠(0.42MPa)가 된다. 즉, 본 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스(200)의 용기(204)의 쪽이, 높은 압력으로의 확산접합에 의해 형성되고, 기밀성이 높아진다. 또한, 확산접합 공정에서 발생하는 보이드에 의한 수율의 저하를 막을 수 있다.
비교 대상인 열 수송 디바이스(1000)의 용기(1004)가, 용기(204)와 마찬가지로 높은 압력(20MPa)으로 형성되기 위해서는, 상판부재(1001) 및 하판부재(1003)에, 100kgf의 50 배가 되는 5tf 정도의 전체 하중이 가하여질 필요가 있다. 그러나, 큰 하중을 균일하게 가하기는 어렵고, 상판부재(1001) 및 하판부재(1003)에 가해지는 하중에 얼룩이 발생하는 경우가 있다. 그러면, 상판부재(1001) 및 하판부재(1003)의 접합 상태도 균일하게 되지 않고, 열 수송 디바이스(1000)의 기밀성이 손상된다. 또한, 큰 하중을 발생시키기 위한 장치에 걸리는 비용도 문제가 된다.
열 수송 디바이스(1000)와 같이, 용기가 낮은 압력에서의 확산접합으로 형성된 경우에는, 확산접합에 소비된다 시간도 길어진다. 그러나, 본 발명의 각 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법에서는, 확산접합에 소비되는 시간을 단축할 수가 있다. 이것을, 다음에 설명한다.
도 10은, 2개의 부재가 확산접합되는 경우의, 접합 과정을 설명하는 그래프이다(니시구치, 외 「접합기구 영역도에 의한 고상(固相) 접합 과정의 검토」 용접학회 논문집 제 4권(1996) p311-p316 참조). 확산접합되는 2개의 부재로는 구리가 사용되고 있고, 구리 표면의 거칠기에 의한 요철의 높이(h00) 및 간격(L)은 일정하게 한다.
도 10에 도시하는 S0는, 압력(P0) 및 온도(T0)에 있어서의 확산접합의 시작점(접합률 0%)을 나타내고 있다. S0로부터 수직으로 늘어나는 선(l)에 따르고 확산접합이 진행하고 S3에서 끝난다(접합률 100%).
또한 도 10의 그래프에는, 소성변형접합 영역, 크리프변형접합 영역, 및 확산접합 영역의 3개의 영역이 나타나 있다. 이들의 각 영역에 관해 설명한다.
확산접합의 접합 기구는, 소성변형접합 기구, 크리프변형접합 기구, 및 확산접합 기구의 3개로 대별된다. 소성변형접합 기구 및 크리프변형접합 기구는, 접합면 부근에 역학적 변형을 주어, 접합면 끼리를 변형 밀착시키려고 하는 기구이다. 소성변형접합 기구는 접합 시작시만에 작용하는 기구이고, 크리프변형접합 기구는 그 후의 접합 과정중 계속 작용하는 기구이다. 확산접합 기구는, 원자의 확산에 의해 접합면 끼리를 접합시키려고 하는 기구이다. 이러한 접합 기구가 서로 독립하여, 확산접합의 접합 과정에 기여하고 있다.
도 10에 도시하는 각 영역은, 그 영역 내에서 확산접합의 접합 과정에 가장 기여하고 있는 접합 기구를 나타내고 있다. 예를 들면, 상기한 선(l)상의 점이 크리프변형접합 영역 내에 있는 경우에서는, 그 접합 과정에 가장 크게 기여하고 있는 접합 기구는, 크리프변형접합 기구라는 것이 된다.
S1은 경계면(I)상의 점이다. 경계면(I)은, 소성변형접합 기구의 종료를 의미하고 있다. 경계면(I)보다도 위의 영역에서는, 크리프변형접합 기구 및 확산접합 기구에 의해, 확산접합이 진행한다. S2는 경계면(Ⅱ)상에 있고, 이것은 크리프변형접합 기구 및 확산접합 기구의 기여율이 각각 50%인 것을 나타내고 있다. 따라서, 압력(P0) 및 온도(T0)에서의 확산접합은, 소성변형접합 기구(S0-S1), 크리프변형접합 기구(S1-S2), 및 확산접합 기구(S2-S3)가 이 순서로, 가장 기여율이 큰 기구가 되어 진행한다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 온도(T)가 일정하다면, 압력(P)이 큰 확산 접합일수록, 크리프변형접합 영역을 많이 통과하여 진행한다. 압력(P)이 작고, 곡선(m)보다도 왼쪽의 영역에서 진행하는 확산접합에서는, 크리프변형접합 기구의 기여율은 작다.
도 11은, 온도를 일정하게 한 경우의, 압력, 접합률, 및 가장 기여율이 큰 접합 기구의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 11에는, 접합 시작부터의 동등한 경과 시간(t)을 나타내는 곡선(이후, 등시간선(等時間線)이라고 한다)과, 크리프변형접합 기구 및 확산접합 기구의 기여율을 나타내는 곡선도 도시되어 있다. 온도(T), 확산접합되는 구리의 표면의 요철의 높이(h00) 및 간격(L)은, 각각 1023K, 0.5㎛ 및 5㎛이고 일정하다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 압력(P)이 높아질수록 등시간선이 상승한다. 이것은 같은 경과 시간(t)에서, 압력(P)이 높아질수록, 접합률이 커지는 것을 의미한다. 즉, 높은 압력(P)에 의한, 크리프변형접합 영역을 많이 통과하는 확산접합의 쪽이, 단시간에 진행한다. 이에 의해, 상술한 열 수송 디바이스(200)의 제조 방법에 있어서의, 높은 압력(20MPa)에 의한 확산접합이 단시간에 진행하는 것을 알 수 있다.
[제 3의 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법]
도 12는, 본 발명의 제 3의 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 본 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스(300)에서는, 상판부재(301) 및 하판부재(303)에, 복수의 볼록형상의 접합면이 마련되어 있다. 도 12의 (A)에 도시하는 바와 같이, 상판부재(301)에는 볼록형상의 접합면(301a 및 301b)이, 하판부재(303)에는 볼록형상의 접합면(303a 및 303b)이 마련되어 있다. 도 12의 (B)는, 접합면(301a)과 프레임 부재(302)의 접촉 영역(Z1) 및 접합면(301b)과 프레임 부재(302)의 접촉 영역(Z2)을 도시하는 도면이다. 접촉 영역(Z1)은, 접촉 영역(Z2)에 둘러싸여 있다.
접합면(301a 및 301b)은, 프레임 부재(302)와 높은 압력으로 확산접합되어, 용기(304)의 측벽의 일부가 된다. 이 측벽의 일부가 된 접합면(301a 및 301b)이 용기(304)의 내부 공간을 다중으로 둘러싸기 때문에, 리크 불량의 확률을 낮게 할 수 있다. 접합면(303a 및 303b)도 마찬가지이다.
접합면(301a 및 301b)은 상기 확산접합 공정에서 변형하고, 각각의 폭은 커진다. 변형한 접합면(301a 및 301b)의 폭의 합계가, 상기한 바와 같이 100㎛ 내지 1㎝의 범위라면, 리크 불량을 충분히 막을 수 있다.
[제 4의 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법]
도 13은, 본 발명의 제 4의 실시 형태에 관한, 치구부(治具部)를 이용한 열 수송 디바이스의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
치구부(450 및 460)의 재료로서는, 전형적으로는 카본 또는 스테인리스가 사용된다.
치구부(460)에 하판부재(403)가 재치되고, 하판부재(403)에 상판부재(401)가 재치된다. 이 상판부재(401)에 볼록부(450a)를 갖는 베셀 형상의 치구부(450)가 재치된다. 볼록부(450a)는 상판부재(401)의 하판부재(403)에 접합되는 접합면(411)의 반대측의 면(415)에 재치된다.
치구부(450) 및 열 수송 디바이스(400)가 재치된 방향에서 전체 하중이 가하여지면, 볼록부(450a)에 의해, 상판부재(401)의 면(415)에 높은 압력이 가하여진다. 이 높은 압력에 의해, 면(415) 및 접합면(411)이 볼록형상으로 형성된다. 또한, 이 높은 압력에 의해 볼록형상으로 형성된 접합면(411)과 하판부재(403)가 확산접합되어, 접합면(411)은 용기(404)의 측벽의 일부를 구성한다.
본 실시 형태에서는, 상판부재(401)에 볼록형상의 접합면을 미리 마련할 필요가 없기 때문에, 비용을 억제할 수 있다. 또한, 볼록형상의 접합면이 미리 마련된 경우의, 볼록형상의 접합면의 형성에 있어서의 오차 등에 의한 수율의 저하를 막을 수 있다.
[제 5의 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법]
도 14는, 본 발명의 제 5의 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
치구부(560)에 하판부재(503)가 재치되고, 하판부재(503)에 볼록형상의 접합면(501a)을 갖는 상판부재(501)가 재치된다. 또한, 상판부재(501)에 베셀 형상의 치구부(550)가 재치된다. 다음에, 치구부(550) 및 열 수송 디바이스(500)가 재치된 방향에서 전체 압력이 가하여지고, 상판부재(501)와 하판부재(503)가 확산접합 된다. 볼록형상의 접합면(501a)에 의해, 상판부재(501) 및 하판부재(503)는, 높은 압력으로 확산접합 된다.
[볼록형상의 접합면의 구체적인 형상의 예]
도 15는, 볼록형상의 접합면의 구체적인 형상의 예를 도시한 단면도이다. 여기서는 같은 형상을 갖는 볼록형상의 접합면(S)이 3개 마련된 경우에 의한 예를 가리키고 있다.
도 15의 (A) 및 (B)는, 다른 부재와 접촉하는 접합면(S)의 선단 부분이 뾰족하게 되어 있는 형상이다. 도 15의 (C) 및 (D)는, 선단 부분이 다른 부재의 접합면과 거의 평행한 면이 되는 형상이다. 또한, 복수의 볼록형상의 접합면(S)이 마련된 경우에, 도 15의 (B), (C) 및 (D)에 도시하는 바와 같이, 이욱하는 볼록형상의 접합면(S)에 간격이 마련되어도 좋고, 도 15의 (A)에 도시하는 바와 같이 간격이 마련되지 않아도 좋다.
도 15에 도시하는 형상으로 한정되지 않고, 확산접합 공정에서 다른 부재와의 접촉 영역이 작아지는 형상이라면 어떤 형상이라도 좋다. 또한, 서로 다른 형상을 갖는 접합면이 복수 마련되어도 좋다. 확산접합되고 변형한 접합면의 폭(복수의 경우는 그 합계)가 100㎛ 내지 1㎝라면, 열 수송 디바이스의 용기의 기밀성은 충분히 유지된다.
[변형례]
본 발명은 상술한 실시 형태로만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러가지 변경될 수 있다. 예를 들면, 도 16에 도시하는 바와 같이, 볼록형상의 접합면이 마련되는 개소가 적절히 설정되어도 좋다.
도 16의 (A)는, 베셀 형상의 하판부재(603)의, 상판부재(601)와 확산접합되는 접합면(603a)을, 볼록형상으로 형성한 것이다.
도 16의 (B)는, 프레임 부재(702)의, 상판부재(701)와 확산접합되는 접합면(702a), 및, 하판부재(703)와 확산접합되는 접합면(702b)을, 볼록형상으로 형성한 것이다.
도 16의 (C)는, 상판부재(801)의, 프레임 부재(802)와 확산접합되는 접합면(801a), 및, 프레임 부재(802)의, 하판부재(803)와 확산접합되는 접합면(802a)을, 볼록형상으로 형성한 것이다.
<제 6의 실시 형태>
다음에, 본 발명의 제 6의 실시 형태에 관해 설명한다.
상기 각 실시 형태에서는, 용기가, 상판부재, 하판부재 등에 의해 형성된다고 하여 설명하였다. 한편, 제 6 실시 형태에서는, 용기가, 하나의 판부재가 구부러짐으로써 형성된다. 따라서, 그 점을 중심으로 설명한다.
도 18은, 제 6의 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 사시도이다. 도 19는, 도 18에 도시하는 A-A 사이의 단면도이다. 도 20은, 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 판부재의 전개도이다.
도 18에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(110)는, 일방향(Y축방향)으로 길다란 사각형의 박판 형상을 갖는 용기(51)를 구비하고 있다. 이 용기(51)는, 하나의 판부재(52)가 구부러짐으로써 형성된다. 도 20 및 도 21의 (B)에 도시하는 바와 같이, 판부재(52)의 연부(緣部)(52b)로부터 내측으로 소정의 거리(d) 내로서, 판부재(52)의 중심선에 대해 반분의 영역에는, 볼록형상의 접합면(52a)이 마련되어 있다. 또한, 연부(52b)로부터 내측으로 소정의 거리(d) 내로서, 중심선에 대해 다른쪽의 반분의 영역에는, 그 접합면(52a)이 맞닿아서 확산접합에 의해 접합되는 평면상의 접합면(52c)이 마련되어 있다. 즉, 도 20에 도시하는 바와 같이, 판부재 (52) 의 주연부가 접합 영역으로 되어 있다.
판부재(52)는, 전형적으로는, 무산소 구리, 터프피치 구리, 또는 구리합금으로 구성된다. 그러나 이것으로 한정되지 않고, 판부재(52)는, 구리 이외의 금속으로 구성되어도 좋고, 그 밖에, 열전도율이 높은 재료가 사용되어도 좋다.
도 18 및 도 19에 도시하는 바와 같이, 용기(51)는, 긴변 방향(Y축방향)에 따른 방향에서의 측부(51c)가, 만곡한 형상으로 되어 있다. 즉, 용기(51)는, 도 20에 도시하는 판부재(52)가, 판부재(52)의 개략 중앙에서 구부러져서 형성되기 때문에, 측부(51c)가 만곡한 형상으로 되어 있다. 이후에는, 측부(51c)를 만곡부(51c)라고 부르는 경우가 있다.
용기(51)의 내부에는, 모세관 부재(5)가 마련되어 있다. 모세관 부재(5)는,
상술한와 같이, 하나 또는 복수의 메시 부재(8)를 포함한다.
[열 수송 디바이스(110)의 제조 방법]
도 21은, 열 수송 디바이스의 제조 방법을 도시하는 도면이다.
도 21의 (A)에 도시하는 바와 같이, 우선, 판부재(52)가 준비된다. 그리고, 판부재(52)의 개략 중앙에서, 판부재(52)가 구부러진다.
판부재(52)가 소정의 각도까지 구부러지면, 도 21의 (B)에 도시하는 바와 같이, 구부러진 판부재(52)의 사이에, 모세관 부재(5)가 넣어진다. 또한, 모세관 부재(5)는, 판부재(52)의 구부림이 시작되기 전에, 판부재(52)상의 소정의 위치에 배치되어 있어도 좋다. 판부재(52)의 사이에, 모세관 부재(5)가 넣어지면, 모세관 부재(5)를 끼워 넣도록, 판부재(52)가 더욱 구부러진다. 이에 의해, 접합면(52a) 및 접합면(52c)이 대면한다. 그리고, 도 21의 (C)에 도시하는 바와 같이, 구부러진 판부재(52)의 접합부(53)가 가압되고, 접합면(52a) 및 접합면(52c)이 확산접합에 의해 접합된다. 확산접합에 의해 가압되는 부분은, 도 18에 도시하는 접합부(53)이고, 사각형의 단부(端部)의 4변중 3변이다. 또한, 이 확산접합 공정에서, 도 21의 (C)에 도시하는 바와 같이, 모세관 부재(5)가 판부재(52)의 상판부(52d) 및 하판부(52e)에 확산접합에 의해 접합된다.
이 열 수송 디바이스(110)의 경우, 용기(51)가 하나의 판부재(52)에 의해 형성되기 때문에, 부품수가 감소하고, 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 2개 이상의 부재로 용기(51)가 형성되는 경우, 이들의 부재의 위치를 맞출 필요가 있지만, 본 실시 형태에서는, 부재의 위치를 맞출 필요가 없다. 따라서, 열 수송 디바이스(110)를 용이하게 제조할 수 있다.
[변형례]
도 22는, 상기 열 수송 디바이스(110)의 변형례를 설명하기 위한 도면이고, 판부재의 전개도이다.
도 22에 도시하는 바와 같이, 판부재(52)는, 판부재(52)의 중앙에서, 긴변 방향(Y축방향)에 따르도록, 홈(54)을 갖고 있다. 홈(54)은, 예를 들면, 프레스 가공이나, 에칭 가공에 의해 형성되지만, 홈(54)의 형성방법은, 특히 한정되지 않는다.
판부재(52)에 홈(54)이 마련됨으로써, 판부재(52)를 구부리기 쉽게 할 수 있다. 이에 의해, 더욱 용이하게, 열 수송 디바이스(110)를 제조할 수 있다. 또한, 판부재(52)는 긴변 방향으로(Y방향을 축으로 하여) 절곡한 구조를 나타냈지만, 단변(짧은변 방향)에서 (X방향을 축으로 하여) 절곡하도록 하여도 좋다.
<제 7의 실시 형태>
다음에, 본 발명의 제 7의 실시 형태에 관해 설명한다. 또한, 제 7의 실시 형태에서는, 상술한 제 6의 실시 형태와 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 23은, 제 7의 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 사시도이다. 도 24는, 도 23에 도시하는 A-A 사이의 단면도이다. 도 25는, 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 판부재의 전개도이다.
도 23 및 도 24에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(120)는, 일방향(Y축방향)으로 길다란 사각형의 박판 형상을 갖는 용기(61)를 구비하고 있다.
이 용기(61)는, 도 25에 도시하는 판부재(62)가 중앙으로부터 되접어 꺾이여서 형성된다. 판부재(62)는, 판부재(62)의 중앙에서, 판부재(62)의 긴변 방향에 따르도록, 2개의 개구(65)가 마련되어 있다. 이와 같이 개구(65)가 마련됨에 의해, 판부재(62)의 좌측의 판과 우측의 판이, 3개의 영역(66)에서 접속되는 형상으로 되어 있다.
용기(61)는, 긴변 방향(Y축방향)에 따른 방향에서의 측부(61c, 61d)와, 짧은변 방향(x 축방향)에 따른 방향에서의 측부(61e, 61f)에 접합부(63)를 갖고 있다. 이 접합부(63)에서, 사선으로 도시하는 접합면(62a)과, 볼록형상의 접합면(62b)이 확산접합에 의해 접합되어, 용기(61)가 형성된다.
이와 같이 상판과 하판이 접합된 결과, 측부(61c)로부터 돌출한 3개의 돌출부(64)가 형성된다.
열 수송 디바이스(120)에서는, 판부재(62)에 개구(65)가 마련되기 때문에, 판부재(62)를 용이하게 구부릴 수 있다. 이에 의해, 더욱 용이하게 열 수송 디바이스(120)를 제조할 수 있다.
판부재(62)의, 개구(65) 및 연부(62c) 사이의 영역(66)과, 2개의 개구(65) 사이의 영역(66)에, 예를 들면, 프레스 가공에 의해 형성된 홈이 마련되어 있어도 좋다. 이에 의해 더욱 용이하게, 판부재(62)를 절곡할 수 있다.
도 18 이후에 도시한 실시 형태중 어느 하나의 특징 부분과, 도 12 내지 도 15에 도시한 실시 형태중 어느 하나의 특징 부분이 조합되어도 좋다.
1, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901, 1001 : 상판부재
1a, 3a, 201a, 301a, 301b, 303a, 303b, 501a, 601a, 702a, 702b, 801a, 802a : 볼록형상의 접합면
2, 302, 702, 802 : 프레임 부재
3, 203, 303, 403, 503, 603, 703, 803, 903, 1003 : 하판부재
4, 204, 304, 404, 904, 1004 : 용기
5 : 모세관 부재
6 : 제 1 메시층
7 : 제 2 메시층
8 : 메시 부재
10 : 열원
21, 23 : 프레임 부재의 접합면
100, 200, 300, 400, 500, 900, 1000 : 열 수송 디바이스
231, 931, 1031 : 하판부재의 접합면
411, 911, 1011 : 상판부재의 접합면
415 : 상판부재의 면
450a : 치구부의 볼록부
450, 460, 550, 560 : 치구부
950 : 보이드

Claims (17)

  1. 작동 유체의 상 변화를 이용하여 열을 수송하는 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 제 1 판의, 상기 용기의 내부 공간을 둘러싸는 측벽의 일부를 구성하기 위한 볼록형상의 접합면과, 상기 용기를 구성하는 제 2 판의 접합면을 대면시키고,
    상기 용기를 형성하기 위해, 상기 제 1 판의 상기 접합면과, 상기 제 2 판의 상기 접합면을 확산접합하는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 판은, 복수의 상기 볼록형상의 접합면을 갖는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스의 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 확산접합 공정은, 상기 복수의 볼록형상의 접합면을 변형시키는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스의 제조 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 변형한 복수의 볼록형상의 접합면의 각 폭의 합계는, 100㎛ 내지 1㎝인 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스의 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    기계 연마, 에칭, 또는 금형 가공에 의해, 상기 볼록형상의 접합면을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스의 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 확산접합 공정은, 상기 볼록형상의 접합면을 변형시키는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스의 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 변형한 볼록형상의 접합면의 폭은, 100㎛ 내지 1㎝인 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스의 제조 방법.
  8. 작동 유체의 상 변화를 이용하여 열을 수송하는 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 제 1 판의, 상기 용기의 내부 공간을 둘러싸는 측벽의 일부를 구성하기 위한 볼록형상의 접합면과, 상기 측벽을 구성하는 프레임 부재의 제 1 접합면을 대면시키고,
    상기 용기를 구성하는 제 2 판의 접합면과, 상기 프레임 부재의, 상기 제 1 접합면의 반대측에 있는 제 2 접합면을 대면시키고,
    상기 용기를 형성하기 위해, 상기 제 1 판의 상기 접합면과 상기 제 1 접합면을 확산접합하고, 또한, 상기 제 2 판의 상기 접합면과 상기 제 2 접합면을 확산접합하는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스의 제조 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 2 판의 접합면은, 상기 측벽의 일부를 구성하기 위해 볼록형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스의 제조 방법.
  10. 작동 유체의 상 변화를 이용하여 열을 수송하는 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 제 1 판의 접합면과, 상기 용기의 내부 공간을 둘러싸는 측벽을 구성하는 프레임 부재의, 상기 측벽의 일부를 구성하기 위한 볼록형상의 제 1 접합면을 대면시키고,
    상기 용기를 구성하는 제 2 판의 접합면과, 상기 프레임 부재의, 상기 제 1 접합면의 반대측에 있는 제 2 접합면을 대면시키고,
    상기 용기를 형성하기 위해, 상기 제 1 판의 상기 접합면과 상기 제 1 접합면을 확산접합하고, 또한, 상기 제 2 판의 상기 접합면과 상기 제 2 접합면을 확산접합하는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스의 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 프레임 부재의 제 2 접합면은, 상기 측벽의 일부를 구성하기 위해 볼록형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스의 제조 방법.
  12. 작동 유체의 상 변화를 이용하여 열을 수송하는 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 제 1 판의 접합면과, 상기 용기를 구성하는 제 2 판의 접합면이 대면하도록, 또한, 고리형상의 볼록부를 갖는 치구부의, 상기 볼록부가 상기 제 1 판의 접합면의 반대측에서 상기 제 1 판에 향하도록, 상기 치구부, 상기 제 1 판 및 상기 제 2 판을 적층하고,
    상기 적층 방향에 상기 치구부, 상기 제 1 판 및 상기 제 2 판에 하중을 가함으로써, 상기 제 1 판의 상기 접합면이 상기 용기의 내부 공간을 둘러싸는 측벽의 일부로서 구성되도록, 상기 볼록부에 의해 상기 제 1 판의 상기 접합면을 볼록형상으로 형성하고,
    상기 용기를 형성하기 위해, 상기 하중을 이용하여 상기 제 1 판의 상기 접합면과 상기 제 2 판의 상기 접합면을 확산접합하는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스의 제조 방법.
  13. 작동 유체의 상 변화를 이용하여 열을 수송하는 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 판을 구부림에 의해, 상기 작동 유체에 모세관력을 작용시키는 모세관 부재를, 상기 구부러져서 형성되는 상기 판의 제 1 부위 및 제 2 부위에서 끼우고,
    상기 용기의 내부 공간을 둘러싸는 측벽의 일부를 구성하기 위한, 상기 제 1 부위에 형성된 볼록형상의 접합면과, 상기 제 2 부위의 접합면을 대면시키고,
    상기 용기를 형성하기 위해, 상기 제 1 부위의 상기 접합면과, 상기 제 2 부위의 상기 접합면을 확산접합하는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스의 제조 방법.
  14. 내부 공간을 둘러싸는 측벽을 갖는 용기로서, 상기 측벽의 일부를 구성하기 위한 볼록형상의 접합면을 갖는 제 1 판과, 상기 볼록형상의 접합면에 확산접합에 의해 접합된 제 2 판을 갖는 용기와,
    상기 용기 내에서 상 변화함에 의해 열을 수송하는 작동 유체를 구비하는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제 1 판은, 복수의 상기 볼록형상의 접합면을 갖는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  16. 내부 공간을 둘러싸는 측벽을 갖는 용기로서, 상기 측벽의 일부를 구성하기 위한 볼록형상의 접합면을 갖는 제 1 판과, 상기 볼록형상의 접합면에 확산접합에 의해 접합된 제 1 접합면을 갖는, 상기 측벽을 구성하는 프레임 부재와, 상기 프레임 부재의 상기 제 1 접합면의 반대측에 있는 제 2 접합면에 확산접합에 의해 접합된 제 2 판을 갖는 용기와,
    상기 용기 내에서 상 변화함에 의해 열을 수송하는 작동 유체를 구비하는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제 2 판은, 상기 프레임 부재의 상기 제 2 접합면에 확산접합에 의해 접합된, 상기 측벽의 일부를 구성하기 위한 볼록형상의 접합면을 갖는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
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