KR20220075765A - The Vapor Chamber - Google Patents

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KR20220075765A
KR20220075765A KR1020200164198A KR20200164198A KR20220075765A KR 20220075765 A KR20220075765 A KR 20220075765A KR 1020200164198 A KR1020200164198 A KR 1020200164198A KR 20200164198 A KR20200164198 A KR 20200164198A KR 20220075765 A KR20220075765 A KR 20220075765A
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vapor
vapor chamber
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particles
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김연신
이진규
강호영
유동우
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주식회사 엘지화학
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0233Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular

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Abstract

본 출원은 증기 챔버에 관한 것이다. 본 출원의 증기 챔버는 정해진 크기 내에서도 다양한 성능, 예를 들어 향상된 열부하 용량(heat load capacity) 및 유효 열전도도(effective thermal conductivity) 등을 가질 수 있다. 또한, 증기 챔버의 설치 방향과 관계없이 우수한 성능을 가질 수 있다.This application relates to a vapor chamber. The vapor chamber of the present application may have various performances within a given size, for example, improved heat load capacity and effective thermal conductivity. In addition, excellent performance may be obtained regardless of the installation direction of the vapor chamber.

Description

증기 챔버{The Vapor Chamber}The Vapor Chamber

본 출원은 증기 챔버에 관한 것이다.This application relates to a vapor chamber.

전자 제품의 성능 향상에 따라 그 제품의 발열량 또한 증가하였다. 전자 제품의 발열량이 증가한 만큼 그 제품에서 열을 효과적으로 방출시키기 위한 수단, 예를 들어 방열 소자(heat-radiating element) 등의 수단 개발이 요구되었다.As the performance of electronic products improved, the calorific value of the products also increased. As the amount of heat generated by an electronic product increases, a means for effectively dissipating heat from the product, for example, a means such as a heat-radiating element, has been required.

방열 소자의 대표적인 예로서 증기 챔버(vapor chamber)가 알려져 있다. 비특허문헌 1에서도 언급하는 것처럼, 증기 챔버는 보통 직육면체 형상의 밀봉된 케이스, 케이스의 내부 공간의 테두리를 따라 형성된 다공성 윅(wick) 및 케이스의 내부 공간을 채우는 작동 유체로 구성되어 있다. 외부 열원에 증기 챔버를 위치시키면 외부 열원의 열에 의해 작동 유체가 증발된다. 증발은 흡열반응이기 때문에, 작동 유체의 증발에 따라 온도는 감소한다. 증발한 작동 유체는 증기 챔버의 내부 공간을 따라 이동하게 되고, 그 과정에서 응축된다. 응축은 발열반응이기 때문에, 응축과정에서 열원의 반대측에서 열이 방출된다. 그 결과 증기 챔버를 이용하면 열원에서 발생한 열을 외부로 방출시킬 수 있다. 또한 작동 유체의 응축 과정에서 생성된 작동 액체는 윅을 따라 증발이 일어나는 영역으로 이동하게 된다(도 1 참조). 이때 윅에 작용하는 작동 유체의 모세관 힘으로 작동 유체가 이동한다. 또한 증기 챔버의 열의 전달 방향은 면방향이기 때문에, 증기 챔버는 보통 넓은 면적의 열원에도 적용 가능한 이점이 있다.A vapor chamber is known as a representative example of a heat dissipation element. As mentioned in Non-Patent Document 1, the vapor chamber is usually composed of a sealed case having a rectangular parallelepiped shape, a porous wick formed along the rim of the internal space of the case, and a working fluid filling the internal space of the case. When the vapor chamber is placed on an external heat source, the working fluid is evaporated by the heat of the external heat source. Since evaporation is an endothermic reaction, the temperature decreases as the working fluid evaporates. The evaporated working fluid moves along the interior space of the vapor chamber and is condensed in the process. Since condensation is an exothermic reaction, heat is released from the opposite side of the heat source during the condensation process. As a result, if the vapor chamber is used, the heat generated from the heat source can be discharged to the outside. In addition, the working liquid generated during the condensation of the working fluid moves along the wick to an area where evaporation occurs (see FIG. 1 ). At this time, the working fluid moves by the capillary force of the working fluid acting on the wick. In addition, since the heat transfer direction of the vapor chamber is in the planar direction, the vapor chamber has an advantage that can be applied to a heat source of a large area.

증기 챔버의 성능은 보통 그 내부에 형성된 윅의 특성에 의해 결정된다. 특허문헌 1과 비특허문헌 2에 언급된 것처럼 윅은 증기 챔버 내에서 일정한 모양과 형상을 가지는 패턴 형태로 존재한다. 그렇지만 증기 챔버는 보통 일정한 규격을 가지기 때문에, 상기 내용으로는 정해진 크기 내에서 방열 특성을 개선하는 데에는 한계가 있다. 또한, 종래의 방열 소자는 설치 방향에 따라 성능이 떨어지는 문제가 존재하였다.The performance of a vapor chamber is usually determined by the properties of the wick formed therein. As mentioned in Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, the wick exists in the form of a pattern having a certain shape and shape in the vapor chamber. However, since the vapor chamber usually has a certain size, there is a limit in improving the heat dissipation characteristics within the predetermined size as described above. In addition, the conventional heat dissipation element has a problem in that the performance is deteriorated depending on the installation direction.

일본 특허공보 제6587164호Japanese Patent Publication No. 6587164

Entropy, 2020, 22(1), 35 Entropy, 2020, 22(1), 35 Applied Thermal Engineering Vol. 167 (2020), 114726 Applied Thermal Engineering Vol. 167 (2020), 114726

본 출원의 목적은 증기 챔버를 제공하는 것이다. 본 출원에서는, 정해진 증기 챔버의 크기 내에서도 다양한 성능, 예를 들어 향상된 열부하 용량(heat load capacity) 및 유효 열전도도(effective thermal conductivity) 등을 가질 수 있는 증기 챔버를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다. 또한, 증기 챔버의 설치 방향과 관계없이 우수한 성능을 가지는 증기 챔버를 제공하는 것을 다른 하나의 목적으로 한다.It is an object of the present application to provide a vapor chamber. An object of the present application is to provide a vapor chamber capable of having various performances, for example, improved heat load capacity and effective thermal conductivity, etc. within a given vapor chamber size. Another object of the present invention is to provide a vapor chamber having excellent performance regardless of the installation direction of the vapor chamber.

본 출원의 목적은 상기 목적에 제한되는 것은 아니다.The purpose of the present application is not limited to the above purpose.

본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 그 결과에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상온에서 측정한 물성이다. 용어 상온은 가온되거나 감온되지 않은 자연 그대로의 온도로서 통상 약 10°C 내지 30°C의 범위 내의 한 온도 또는 약 23°C 또는 약 25°C 정도의 온도이다. 또한, 본 명세서에서 특별히 달리 언급하지 않는 한, 온도의 단위는 ℃이다.Among the physical properties mentioned in this specification, when the measured temperature affects the result, unless otherwise specified, the corresponding physical property is a physical property measured at room temperature. The term ambient temperature is the natural temperature, whether heated or not reduced, usually a temperature in the range of about 10°C to 30°C, or a temperature on the order of about 23°C or about 25°C. In addition, unless otherwise specified in this specification, the unit of temperature is °C.

본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 압력이 그 결과에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상압에서 측정한 물성이다. 용어 상압은 가압되거나 감압되지 않은 자연 그대로의 온도로서 통상 약 1 기압 정도를 상압으로 지칭한다.Among the physical properties mentioned in this specification, when the measured pressure affects the result, unless otherwise specified, the corresponding physical property is a physical property measured at normal pressure. The term atmospheric pressure refers to a natural temperature that has not been pressurized or depressurized, and usually about 1 atmosphere is referred to as atmospheric pressure.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 증기 챔버를 상세하게 설명한다. An exemplary vapor chamber of the present invention is described in detail below with reference to the drawings.

이하의 설명에 있어서, 이해를 쉽게 하기 위하여 도면은 과장되게 표현될 수 있으나, 이는 구성요소 간의 상호관계를 중심으로 보면 이해될 수 있다.In the following description, the drawings may be exaggerated for easy understanding, but this may be understood by focusing on the interrelationship between the components.

본 출원은 배터리나 각종 전자 기기 작동 과정에서 발생되는 열을 효과적으로 제어할 수 있는 방열 소자에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 출원은 방열 소자로서의 증기 챔버에 관한 것이다. 통상적으로 알려진 히트파이프(heat-pipe)가 한 방향(1-direction)으로 열을 전달한다면, 증기 챔버는 두 방향(2-direction)으로 열을 전달하는 이점이 있다.The present application relates to a heat dissipation device capable of effectively controlling heat generated during the operation of a battery or various electronic devices. More specifically, the present application relates to a vapor chamber as a heat dissipation element. While conventionally known heat-pipes transfer heat in one direction (1-direction), the vapor chamber has the advantage of transferring heat in two directions (2-direction).

도 2는 본 출원에 따른 증기 챔버의 예시적인 모식도이다. 도 2를 참고하면, 본 출원에 따른 증기 챔버는 제1 기판(100); 제1 기판과 대향 배치되는 제2 기판(200); 제1 기판 및 제2 기판 사이에 위치하고 작동 유체가 봉입되는 밀폐공간(300)을 포함한다. 2 is an exemplary schematic diagram of a vapor chamber according to the present application. Referring to FIG. 2 , the vapor chamber according to the present application includes a first substrate 100 ; a second substrate 200 facing the first substrate; It is positioned between the first substrate and the second substrate and includes a closed space 300 in which the working fluid is sealed.

상기 제 1 및 제 2 의 표현이 기판의 선후 내지는 상하 관계를 규정하는 것은 아니다.The above first and second expressions do not prescribe a front-to-back or up-and-down relationship of the substrate.

하나의 예로서, 상기 제1 기판 또는 제2 기판은 금속 기판일 수 있다. 보다 바람직하게는 제1 기판 및 제2 기판은 각각 금속 기판일 수 있다. As an example, the first substrate or the second substrate may be a metal substrate. More preferably, each of the first substrate and the second substrate may be a metal substrate.

상기 금속기판으로는 열전도성 기판을 사용할 수 있다. 일 예시에서 상기 제1 기판 및 제2 기판의 열전도도는 각각, 약 8 W/mK 이상, 약 10 W/mK 이상, 약 15 W/mK 이상, 약 20 W/mK 이상, 약 25 W/mK 이상, 약 30 W/mK 이상, 약 35 W/mK 이상, 약 40 W/mK 이상, 약 45 W/mK 이상, 약 50 W/mK 이상, 약 55 W/mK 이상, 약 60 W/mK 이상, 약 65 W/mK 이상, 약 70 W/mK 이상, 약 75 W/mK 이상, 약 80 W/mK 이상, 약 85 W/mK 이상 또는 약 90 W/mK 이상일 수 있다. 금속 기판은, 열전도도가 높을수록 우수한 방열 효율을 가지는 증기 챔버가 얻어질 수 있어서, 그 상한은 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 약 1,000 W/mK 이하 정도일 수 있다.A thermally conductive substrate may be used as the metal substrate. In one example, the thermal conductivity of the first substrate and the second substrate is about 8 W/mK or more, about 10 W/mK or more, about 15 W/mK or more, about 20 W/mK or more, about 25 W/mK or more, respectively. or more, about 30 W/mK or more, about 35 W/mK or more, about 40 W/mK or more, about 45 W/mK or more, about 50 W/mK or more, about 55 W/mK or more, about 60 W/mK or more , about 65 W/mK or more, about 70 W/mK or more, about 75 W/mK or more, about 80 W/mK or more, about 85 W/mK or more, or about 90 W/mK or more. The metal substrate may obtain a vapor chamber having excellent heat dissipation efficiency as the thermal conductivity is higher, and thus the upper limit thereof is not particularly limited, and may be, for example, about 1,000 W/mK or less.

상기 금속 기판의 구체적인 종류는, 상기 언급된 열전도도를 가진다면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, SUS(Stainless Steel), 구리, 금, 은, 알루미늄, 은, 니켈, 철, 코발트, 마그네슘, 몰리브덴, 텅스텐, 백금, 마그네슘 및 아연으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 상기 중 2종 이상의 합금의 기판 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The specific type of the metal substrate is not particularly limited as long as it has the above-mentioned thermal conductivity, and for example, SUS (Stainless Steel), copper, gold, silver, aluminum, silver, nickel, iron, cobalt, magnesium, molybdenum. , may be any one selected from the group consisting of tungsten, platinum, magnesium and zinc, or a substrate of an alloy of two or more of the above, but is not limited thereto.

하나의 예로서, 상기 밀폐 공간에 봉입되는 작동 유체의 종류는 증기 챔버가 동작해야 하는 작동 온도 범위에 따라 결정될 수 있다. 작동 유체로는 다양한 종류가 알려져 있으며, 매우 낮은 온도(예를 들어, 2K 내지 4K의 범위 내의 온도)의 비점을 가지는 화합물에서부터 매우 높은 온도(예를 들어, 2,000K 내지 3,000K의 범위 내의 온도)의 비점을 가지는 화합물까지 다양한 종류의 성분이 적용 가능하다. 대표적인 작동 유체는 물이고, 물을 작동 유체로 적용하는 증기 챔버는 보통 20℃ 내지 150℃의 범위 내의 온도에서 작동 가능한 것으로 알려져 있다.As an example, the type of the working fluid enclosed in the sealed space may be determined according to an operating temperature range in which the vapor chamber should operate. Various types of working fluids are known, from compounds having a very low boiling point (eg, a temperature in the range of 2K to 4K) to a very high temperature (eg, a temperature in the range of 2,000K to 3,000K) Various kinds of components can be applied up to compounds having a boiling point of An exemplary working fluid is water, and it is known that vapor chambers applying water as the working fluid are operable at temperatures usually within the range of 20°C to 150°C.

상기 제1 기판 및 제2 기판은 각각, 밀폐 공간을 향하는 일면에 상기 밀폐 공간에 위치되며 외부 열원에 의해 증발된 작동유체의 증기가 통과하는 복수의 증기 유로부, 및 액상의 작동유체가 통과하는 복수의 액 유로부가 제 1 기판 및 제 2 기판의 폭 방향을 따라 각각 구비되어 있다.Each of the first substrate and the second substrate is located in the closed space on one surface facing the closed space, and a plurality of vapor flow passages through which the vapor of the working fluid evaporated by an external heat source passes, and the liquid working fluid passes through A plurality of liquid flow passages are provided along the width direction of the first substrate and the second substrate, respectively.

상기에서 외부 열원은 외부로부터 증기 챔버로 전달되는 열을 의미하고, 예를 들면, 배터리나 각종 전자기기의 작동 과정에서 발생하는 열을 의미할 수 있다. In the above, the external heat source means heat transferred from the outside to the vapor chamber, and for example, may mean heat generated during the operation of a battery or various electronic devices.

한편, 외부 열원에 의한 작동유체의 증발은 증기 챔버의 증발영역에서 이루어질 수 있다. 상기 용어 증발 영역이란 작동 유체가 증발되어 증기가 생성되는 영역을 의미할 수 있고, 이는 증기 챔버 중 외부 열원과 인접한 부위의 영역을 의미할 수 있다. 외부 열원은 증기 챔버의 구조 및 증기 챔버의 방열 효율을 고려하여 증기 챔버 상에 위치할 수 있으며, 예를 들면 외부 열원은 증기 챔버의 중심부위 상에 위치할 수 있다. 상기 증기 챔버의 중심부위란, 증기 챔버의 장축 방향(예를 들면, 도 2에서 x 방향) 중 1/2의 위치에서 장축 방향과 수직하는 방향 및 증기 챔버의 단축 방향(예를 들면, 도 2에서 y 방향) 중 1/2의 위치에서 단축 방향과 수직하는 방향이 교차하는 지점에 위치하는 부위를 의미할 수 있다. 이하, 증기 챔버의 중심 부위 상에 증발 영역이 위치하는 것을 가정하여 설명하나, 증발 영역이 증기 챔버의 중심 부위에 제한되는 것은 아니다. Meanwhile, evaporation of the working fluid by an external heat source may be performed in an evaporation region of the vapor chamber. The term “evaporation region” may mean a region where a working fluid is evaporated to generate steam, which may mean a region of a vapor chamber adjacent to an external heat source. The external heat source may be located on the vapor chamber in consideration of the structure of the vapor chamber and heat dissipation efficiency of the vapor chamber, for example, the external heat source may be located on the central portion of the vapor chamber. The central portion of the vapor chamber refers to a direction perpendicular to the long axis direction at 1/2 of the long axis direction (eg, the x direction in FIG. 2 ) and the short axis direction of the vapor chamber (eg, FIG. 2 ). in the y-direction) may mean a portion located at a point where the direction perpendicular to the short-axis direction intersects at 1/2 of the position. Hereinafter, it is assumed that the evaporation region is positioned on the central portion of the vapor chamber, but the evaporation region is not limited to the central portion of the vapor chamber.

외부 열원에 의해 증발 영역에서 증발된 작동 유체의 증기가 증발영역과 멀어지는 방향(또는, 응축 영역 방향)으로 이동하여 냉각되고 응축되어 액상의 작동 유체가 된다. 상기 응축된 액상의 작동 유체는 액 유로부로 들어가고 모세관 힘에 의해 증발 영역으로 이동한다.The vapor of the working fluid evaporated in the evaporation region by the external heat source moves in a direction away from the evaporation region (or in the direction of the condensation region), is cooled and condensed to become a liquid working fluid. The condensed liquid working fluid enters the liquid flow passage and moves to the evaporation region by capillary force.

도 3은 종래 증기 챔버의 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)을 보여주는 모식도이다. 종래 증기 챔버는 제 1 기판(100)의 밀폐 공간(300)을 향하는 일면에 상기 밀폐 공간에 위치되며 외부 열원에 의해 증발된 작동유체의 증기가 통과하는 복수의 증기 유로부(120), 및 액상의 작동유체가 통과하는 복수의 액 유로부(110)가 제 1 기판의 폭 방향을 따라 구비되어 있다. 또한, 제 2 기판(200)의 밀폐 공간(300)을 향하는 일면에 상기 밀폐 공간에 위치되며 외부 열원에 의해 증발된 작동유체의 증기가 통과하는 복수의 증기 유로부(220), 및 액상의 작동유체가 통과하는 복수의 액 유로부(210)가 제 2 기판의 폭 방향을 따라 구비되어 있다. 한편 밀폐 공간(300)은 제 1 기판(100)의 복수의 액 유로부(110) 및 증기 유로부(120)와, 제 2 기판(200)의 복수의 액 유로부(210) 및 증기 유로부(220)가 마주보도록 대향 배치 시킨 상태에서 제 1 기판의 테두리와 제 2 기판의 테두리를 접합하여 증기 챔버를 제조할 때, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성될 수 있다.3 is a schematic diagram showing a first substrate 100 and a second substrate 200 of a conventional vapor chamber. A conventional vapor chamber is located in the closed space on one surface facing the sealed space 300 of the first substrate 100 and a plurality of vapor flow passages 120 through which the vapor of the working fluid evaporated by an external heat source passes, and a liquid phase. A plurality of liquid flow passages 110 through which the working fluid passes are provided along the width direction of the first substrate. In addition, a plurality of vapor flow passages 220 located in the closed space on one surface of the second substrate 200 facing the sealed space 300 and through which the vapor of the working fluid evaporated by an external heat source passes, and the liquid phase operation A plurality of liquid flow passages 210 through which the fluid passes are provided along the width direction of the second substrate. Meanwhile, the sealed space 300 includes a plurality of liquid channel units 110 and vapor channel units 120 of the first substrate 100 , and a plurality of liquid channel units 210 and vapor channel units of the second substrate 200 . When the vapor chamber is manufactured by bonding the rim of the first substrate and the rim of the second substrate in a state where 220 is disposed to face each other, it may be formed between the first substrate and the second substrate.

한편, 상기에서, 제 1 기판 및 제 2 기판의 폭 방향은 증기 챔버의 단축 방향, 예를 들면 도 3에서 y 방향을 의미한다. Meanwhile, in the above, the width directions of the first substrate and the second substrate refer to the short axis direction of the vapor chamber, for example, the y direction in FIG. 3 .

종래 증기 챔버는 제 1 기판에 구비된 복수의 액 유로부 및 증기 유로부를 제2 기판의 일면으로 투영시킬 때, 제 2 기판에 구비된 복수의 액 유로부 및 증기 유로부와 대응되도록 구성된다. 즉, 제 1 기판에 구비된 복수의 액 유로부 및 증기 유로부와 제 2 기판에 구비된 복수의 액 유로부 및 증기 유로부는 서로 마주 보는 방향에서 대응되도록 구성된다. 또한, 복수의 액 유로부 및 증기 유로부는 일정한 모양과 형상을 가지는 스트라이프 패턴 형태이며, 따라서 정해진 크기 내에서 방열 특성을 개선하는데 불리하다. 예를 들면, 외부 열원의 온도가 높은 경우, 외부 열원이 위치하는 증기 챔버의 증발 영역에서의 드라이 아웃(dry-out) 현상이 쉽게 발생하여 증기 챔버에 의한 방열 효율성이 떨어진다. 또한, 제 1 기판에 구비된 복수의 액 유로부 및 증기 유로부와 제 2 기판에 구비된 복수의 액 유로부 및 증기 유로부가 서로 마주 보는 방향에 대응되는 구성을 가지는 증기 챔버는 증기 챔버의 설치 방향에 따라 성능이 떨어질 수 있다.The conventional vapor chamber is configured to correspond to the plurality of liquid flow passages and vapor flow passages provided on the second substrate when projecting the plurality of liquid passage portions and vapor passage portions provided on the first substrate onto one surface of the second substrate. That is, the plurality of liquid and vapor flow passages provided on the first substrate and the plurality of liquid and vapor flow passages provided on the second substrate are configured to correspond in directions facing each other. In addition, the plurality of liquid flow passages and vapor flow passages have a stripe pattern shape having a certain shape and shape, which is disadvantageous in improving heat dissipation characteristics within a predetermined size. For example, when the temperature of the external heat source is high, a dry-out phenomenon easily occurs in the evaporation region of the vapor chamber in which the external heat source is located, so that the heat dissipation efficiency by the vapor chamber is reduced. In addition, a vapor chamber having a configuration corresponding to a direction in which the plurality of liquid and vapor passages provided on the first substrate and the plurality of liquid and vapor passages on the second substrate face each other may be installed in the vapor chamber. Performance may decrease depending on the direction.

본 발명은 외부 열원의 온도가 높은 경우에도, 증발 영역에서의 dry-out 현상을 효과적으로 억제할 수 있어, 향상된 방열 효과, 예를 들어, 향상된 열부하 용량(heat load capacity) 및 유효 열전도도(effective thermal conductivity)를 가진다. 또한, 증기 챔버의 설치 방향과 관계없이 우수한 성능을 가진다.The present invention can effectively suppress the dry-out phenomenon in the evaporation region even when the temperature of the external heat source is high, so that an improved heat dissipation effect, for example, improved heat load capacity and effective thermal conductivity conductivity). In addition, it has excellent performance regardless of the installation direction of the vapor chamber.

이하, 본 출원의 예시적인 실시형태에 대해서 구체적으로 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present application will be described in detail.

도 4은 본 출원의 일예에 따른 증기 챔버의 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)을 보여주는 모식도이다. 본 출원의 일예에 따르면 제1 기판(100)에 구비된 복수의 증기 유로부(120)는 상기 증기 유로부(120)를 제2 기판(200)의 일면으로 투영시킬 때, 제2 기판(200)에 구비된 복수의 증기 유로부(220)와 적어도 일부 영역에서 중첩되지 않도록 마련된다. 4 is a schematic diagram illustrating a first substrate 100 and a second substrate 200 of a vapor chamber according to an example of the present application. According to an example of the present application, when the plurality of vapor passage units 120 provided on the first substrate 100 projects the vapor passage portion 120 onto one surface of the second substrate 200 , the second substrate 200 ) is provided so as not to overlap with the plurality of vapor flow passages 220 provided in at least some regions.

도 4에서, 제 1 기판에 구비된 복수의 증기 유로부(120)와 제 2 기판에 구비된 복수의 증기 유로부(220)는 제 1 기판과 제 2 기판을 대향 배치 시켰을 때 일부영역에서 중첩되지 않는다. 이와 같이 제 1 기판의 복수의 증기 유로부와 제 2 기판의 복수의 증기 유로부가 일부영역에서 중첩되지 않는 구조를 가지는 경우, 제 1 기판의 복수의 증기 유로부를 통해 이동하는 작동유체의 증기와 제 2 기판의 복수의 증기 유로를 통해 이동하는 작동 유체의 증기는 방향성이 서로 상이해 질 수 있다. 따라서, 외부 열원으로부터 공급된 열을 증기 챔버 내의 다양한 방향으로 전달할 수 있고, 이로 인해 증기 챔버의 설치 방향에 따른 성능이 저하되는 문제를 개선할 수 있다. In FIG. 4 , the plurality of vapor passage units 120 provided on the first substrate and the plurality of vapor passage units 220 provided on the second substrate overlap in some regions when the first substrate and the second substrate are disposed to face each other. doesn't happen As described above, when the plurality of vapor passage portions of the first substrate and the plurality of vapor passage portions of the second substrate do not overlap in some regions, the vapor of the working fluid moving through the plurality of vapor passage portions of the first substrate and the second substrate 2 Vapors of the working fluid moving through the plurality of vapor passages of the substrate may have different directions. Accordingly, heat supplied from an external heat source may be transferred in various directions within the vapor chamber, thereby improving the problem of deterioration in performance depending on the installation direction of the vapor chamber.

하나의 예로서, 제1기판에 구비된 복수의 액 유로부는 상기 액 유로부를 제 2 기판의 일면에 투영시킬 때, 제 2 기판에 구비된 복수의 액 유로부와 적어도 일부영역에서 중첩되지 않도록 마련될 수 있다. As an example, the plurality of liquid channel units provided on the first substrate are provided so as not to overlap with the plurality of liquid channel units provided on the second substrate in at least some regions when the liquid channel units are projected onto one surface of the second substrate. can be

도 4에서 제1기판의 복수의 액 유로부(110)와 제 2 기판의 복수의 액 유로부(210)는 제 1 기판과 제 2 기판을 대향 배치 시켰을 일부영역에서 중첩되지 않는다. 이와 같이 제 1 기판의 복수의 액 유로부와 제 2 기판의 복수의 액 유로부가 일부영역에서 중첩되지 않는 구조를 가지는 경우, 제 1 기판의 복수의 액 유로부를 통해 중심부위로 이동하는 액상의 작동유체와 제 2 기판의 복수의 액 유로를 통해 이동하는 액상의 작동 유체는 방향성이 서로 상이할 수 있다. 따라서, 액상의 작동 유체가 외부 열원이 위치하는 증기 챔버의 증발영역으로 다양한 루트를 통해 공급될 수 있어서, 증발 영역에서의 dry-out 현상을 효과적으로 억제할 수 있다.In FIG. 4 , the plurality of liquid channel units 110 of the first substrate and the plurality of liquid channel units 210 of the second substrate do not overlap in a partial region where the first substrate and the second substrate are disposed to face each other. As described above, when the plurality of liquid passage portions of the first substrate and the plurality of liquid passage portions of the second substrate do not overlap in some regions, the liquid working fluid moves toward the center through the plurality of liquid passage portions of the first substrate. and the liquid working fluid moving through the plurality of liquid passages of the second substrate may have different directions. Therefore, the liquid working fluid can be supplied to the evaporation area of the vapor chamber in which the external heat source is located through various routes, so that the dry-out phenomenon in the evaporation area can be effectively suppressed.

하나의 예로서, 제1 기판에 구비된 적어도 하나의 증기 유로부는 상기 제2 기판의 일면으로 투영될 때, 제2 기판의 증기 유로부와 교차하며, 투영된 증기 유로부 및 제2 기판의 증기 유로부의 각도는 0 도 초과 내지 180도 미만의 범위내일 수 있다. 다른예로, 상기 제 1 기판에 구비된 적어도 하나의 증기 유로부를 제 2 기판의 일면으로 투영될 때, 투영된 제 2 기판의 증기 유로부 및 제 2 기판의 증기 유로부의 각도는 약 5도 이상, 10도 이상, 15도 이상, 20도 이상, 25도 이상 또는 약 30 도 이상이거나, 약 175도 이하, 170도 이하, 165도 이하, 160도 이하, 155도 이하 또는 약 150 도 이하일 수 있으며, 증기 챔버의 설치 방향을 고려하여 적절한 각도 범위로 조절할 수 있다. As an example, when the at least one vapor passage portion provided on the first substrate is projected onto one surface of the second substrate, it intersects the vapor passage portion of the second substrate, and the projected vapor passage portion and the vapor of the second substrate The angle of the flow passage may be in the range of greater than 0 degrees to less than 180 degrees. As another example, when the at least one vapor channel part provided on the first substrate is projected onto one surface of the second substrate, the projected angle of the vapor channel part of the second substrate and the vapor channel part of the second substrate is about 5 degrees or more , 10 degrees or more, 15 degrees or more, 20 degrees or more, 25 degrees or more, or about 30 degrees or more, or about 175 degrees or less, 170 degrees or less, 165 degrees or less, 160 degrees or less, 155 degrees or less, or about 150 degrees or less; , it can be adjusted to an appropriate angle range in consideration of the installation direction of the vapor chamber.

하나의 예로서, 제1 기판에 구비된 복수의 증기 유로부를 제2 기판의 일면으로 투영시킬 때, 제2 기판에 구비된 복수의 증기 유로부와 적어도 일부영역에서 중첩되지 않는다면, 제 1 기판의 증기 유로부 및 제 2 기판의 증기 유로부의 형태는 특별히 제한되지 않고, 공지의 다양한 형태를 가질 수 있다. 도 4의 경우에는 제1 기판의 증기 유로부와 제 2 기판의 증기 유로부는 모두 스트라이프 패턴(Stripe pattern) 형태이다. 다만, 제1 기판에 구비된 복수의 증기 유로부의 스트라이프 패턴을 제2 기판의 일면으로 투영시킬 때, 제2 기판에 구비된 복수의 증기 유로부의 스트라이프 패턴과 중첩되지 않는 영역을 포함한다. As an example, when projecting the plurality of vapor channel units provided on the first substrate onto one surface of the second substrate, if the plurality of vapor channel units provided on the second substrate do not overlap in at least some regions, the The shape of the vapor flow path part and the vapor flow path part of the second substrate is not particularly limited, and may have various well-known shapes. In the case of FIG. 4 , both the vapor passage portion of the first substrate and the vapor passage portion of the second substrate have a stripe pattern shape. However, when the stripe pattern of the plurality of vapor flow passages provided on the first substrate is projected onto one surface of the second substrate, regions that do not overlap with the stripe patterns of the plurality of vapor passages provided on the second substrate are included.

하나의 예로서, 상기 제 1 기판의 액 유로부의 폭의 크기와 제 2 기판의 액 유로부의 폭의 크기는 상이 할 수 있다. 상기 제 1 기판의 액 유로부의 폭 및 제 2 기판의 액 유로부의 폭은 외부 열원의 위치를 고려하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 외부 열원이 증기 챔버의 제 1 기판 측에 가까운 경우, 제 1 기판의 액 유로부의 폭이 제 2 기판의 액 유로부의 폭보다 클 수 있다. 반대로, 외부 열원이 증기 챔버의 제 2 기판 측에 가까운 경우, 제 2 기판의 액 유로부의 폭이 제 1 기판의 액 유로부의 폭보다 클 수 있다. As an example, the width of the liquid passage portion of the first substrate may be different from the width of the liquid passage portion of the second substrate. The width of the liquid passage portion of the first substrate and the width of the liquid passage portion of the second substrate may be adjusted in consideration of the location of the external heat source. For example, when the external heat source is close to the side of the first substrate of the vapor chamber, the width of the liquid passage portion of the first substrate may be greater than the width of the liquid passage portion of the second substrate. Conversely, when the external heat source is close to the side of the second substrate of the vapor chamber, the width of the liquid passage portion of the second substrate may be greater than the width of the liquid passage portion of the first substrate.

하나의 예로서, 상기 제 1 기판의 증기 유로부의 폭의 크기와 제 2 기판의 증기 유로부의 크기는 상이할 수 있다. 상기 제 1 기판의 증기 유로부의 폭 및 제 2 기판의 증기 유로부의 폭도 외부 열원의 위치를 고려하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 외부 열원이 증기 챔버의 제 1 기판 측에 가까운 경우, 제 1 기판의 증기 유로부의 폭이 제 2 기판의 증기 유로부의 폭보다 클 수 있다. 반대로, 외부 열원이 증기 챔버의 제 2 기판 측에 가까운 경우, 제 2 기판의 증기 유로부의 폭이 제 1 기판의 증기 유로부의 폭보다 클 수 있다. As an example, the size of the width of the vapor passage portion of the first substrate and the size of the vapor passage portion of the second substrate may be different from each other. The width of the vapor passage portion of the first substrate and the width of the vapor passage portion of the second substrate may also be adjusted in consideration of the location of the external heat source. For example, when the external heat source is close to the side of the first substrate of the vapor chamber, the width of the vapor passage portion of the first substrate may be greater than the width of the vapor passage portion of the second substrate. Conversely, when the external heat source is close to the side of the second substrate of the vapor chamber, the width of the vapor passage portion of the second substrate may be greater than the width of the vapor passage portion of the first substrate.

일구체예로, 외부 열원이 증기 챔버의 제 2 기판 측에 가까이 위치하는 경우, 제 2 기판의 증발영역에서의 작동유체의 증발속도가 제 1 기판의 증발 영역에서의 작동 유체의 증발 속도보다 빠를 수 있다. 이와 같은 경우에는 제 2 기판의 액 유로부 및 증기 유로부의 폭을 제 1 기판의 액 유로부 및 증기 유로부의 폭보다 크게 할 수 있다. 즉, 증발영역에서의 증발 속도를 고려하여 제 1 기판의 액 유로부 및 증기 유로부의 폭, 및 제 2 기판의 액 유로부 및 증기 유로부의 폭을 조절 할 수 있다. 이를 통해, 증발 영역에서의 dry-out이 발생하는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. In one embodiment, when the external heat source is located close to the side of the second substrate of the vapor chamber, the evaporation rate of the working fluid in the evaporation region of the second substrate is faster than the evaporation rate of the working fluid in the evaporation region of the first substrate. can In such a case, the widths of the liquid and vapor passages of the second substrate may be greater than the widths of the liquid and vapor passages of the first substrate. That is, in consideration of the evaporation rate in the evaporation region, the widths of the liquid flow passage portion and the vapor passage portion of the first substrate and the width of the liquid passage portion and the vapor passage portion of the second substrate may be adjusted. Through this, it is possible to more effectively suppress the occurrence of dry-out in the evaporation region.

하나의 예로서 제1 기판 및 제2 기판 각각에서, 증기 유로부와 액 유로부는 교대로 배치될 수 있다. 상기 교대로 배치된다는 것은, 예를 들면, 도 4에서 증기 챔버의 y 방향으로 증기 유로부 및 액 유로부가 번갈아 가면 배치되는 구조를 의미한다.As an example, in each of the first substrate and the second substrate, the vapor passage portion and the liquid passage portion may be alternately disposed. The alternate arrangement means, for example, a structure in which the vapor flow path part and the liquid flow path part are alternately arranged in the y direction of the vapor chamber in FIG. 4 .

하나의 예로서, 액 유로부는 밀폐 공간 100% 부피 대비 5% 내지 90% 부피의 범위를 차지할 수 있다. 다른 예로 액 유로부는 밀폐 공간 100 % 부피 대비 약 10% 이상, 15 % 이상 20 % 이상 또는 약 25 % 이상의 부피 범위를 차지하거나, 약 85% 이하, 80% 이하, 75% 이하 또는 약 70% 이하의 부피 범위를 차지할 수 있다. 밀폐 공간에서 액 유로부가 차지하는 부피가 5% 미만이거나 90%를 초과하는 경우 액상의 작동 유체 및 증기상의 작동 유체가 밀폐공간 내에서 원활한 흐름을 형성하는데 불리할 수 있다. 구체적으로 액 유로부가 차지하는 부피가 5% 미만의 경우에는 액상의 작동유체를 액 유로부를 통하여 증발 영역으로 이동시키는데 충분하지 않고, 액 유로부가 차지하는 부피가 90%를 초과하는 경우에는 증기상의 작동유체가 증기 유로부를 통하여 증발영역으로부터 멀어지는 방향(응축 영역 방향)으로 이동시키는데 충분하지 않을 수 있다. As an example, the liquid flow passage may occupy a range of 5% to 90% by volume relative to 100% of the volume of the closed space. In another example, the liquid passage portion occupies about 10% or more, 15% or more, 20% or more, or about 25% or more of the volume of 100% of the volume of the sealed space, or about 85% or less, 80% or less, 75% or less, or about 70% or less can occupy a volume range of When the volume occupied by the liquid passage portion in the enclosed space is less than 5% or exceeds 90%, the liquid working fluid and the vapor phase working fluid may be disadvantageous in forming a smooth flow in the enclosed space. Specifically, when the volume occupied by the liquid flow passage part is less than 5%, it is not sufficient to move the liquid working fluid to the evaporation region through the liquid flow passage part. When the volume occupied by the liquid flow passage part exceeds 90%, the vapor phase working fluid It may not be enough to move in a direction away from the evaporation region (condensation region direction) through the vapor flow passage.

하나의 예로서, 상기 액 유로부는 열 전도성 금속 입자를 포함하는 다공성 금속층일 수 있다. 액 유로부가 열전도성 금속 입자를 포함하는 다공성 금속층인 경우, 방열 효율성을 향상 시킬 수 있다.As an example, the liquid passage part may be a porous metal layer including thermally conductive metal particles. When the liquid passage part is a porous metal layer including thermally conductive metal particles, heat dissipation efficiency may be improved.

한편, 상기 용어 다공성 금속층은, 금속을 주성분으로 포함하는 다공성 구조체를 의미한다. 상기에서 금속을 주성분으로 한다는 것은 금속층의 전체 중량을 기준으로 금속의 비율이 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상인 경우를 의미한다. 상기 주성분으로 포함되는 금속의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 100 중량%일 수 있다.Meanwhile, the term porous metal layer refers to a porous structure including a metal as a main component. In the above, having a metal as a main component means that the proportion of metal is 55 wt% or more, 60 wt% or more, 65 wt% or more, 70 wt% or more, 75 wt% or more, 80 wt% or more, 85 wt% based on the total weight of the metal layer. It means a case of weight % or more, 90 weight % or more, or 95 weight % or more. The upper limit of the ratio of the metal included as the main component is not particularly limited, and may be, for example, 100% by weight.

또한, 상기 용어 다공성은, 기공도(porosity)가 적어도 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상인 경우를 의미할 수 있다. 상기 기공도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 100% 미만, 약 99% 이하, 약 98% 이하, 약 95% 이하 또는 약 90% 이하 정도일 수 있다. 상기에서 기공도는 금속층의 밀도를 계산하여 공지의 방식으로 산출할 수 있다.In addition, the term porosity may mean a case in which the porosity is at least 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 75% or more, or 80% or more. The upper limit of the porosity is not particularly limited, and for example, may be less than about 100%, less than about 99%, less than about 98%, less than about 95%, or less than about 90%. In the above, the porosity may be calculated in a known manner by calculating the density of the metal layer.

상기 열전도성 금속 입자는, 일 예시에서 열전도도가, 약 8 W/mK 이상, 약 10 W/mK 이상, 약 15 W/mK 이상, 약 20 W/mK 이상, 약 25 W/mK 이상, 약 30 W/mK 이상, 약 35 W/mK 이상, 약 40 W/mK 이상, 약 45 W/mK 이상, 약 50 W/mK 이상, 약 55 W/mK 이상, 약 60 W/mK 이상, 약 65 W/mK 이상, 약 70 W/mK 이상, 약 75 W/mK 이상, 약 80 W/mK 이상, 약 85 W/mK 이상 또는 약 90 W/mK 이상일 수 있다. 금속 입자는, 열전도도가 높을수록 우수한 방열 효율을 가지는 액 유로부가 얻어질 수 있어서, 그 상한은 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 약 1,000 W/mK 이하 정도일 수 있다.The thermally conductive metal particles have, in one example, a thermal conductivity of about 8 W/mK or more, about 10 W/mK or more, about 15 W/mK or more, about 20 W/mK or more, about 25 W/mK or more, about 30 W/mK or more, about 35 W/mK or more, about 40 W/mK or more, about 45 W/mK or more, about 50 W/mK or more, about 55 W/mK or more, about 60 W/mK or more, about 65 W/mK or greater, about 70 W/mK or greater, about 75 W/mK or greater, about 80 W/mK or greater, about 85 W/mK or greater, or about 90 W/mK or greater. The metal particles may obtain a liquid channel portion having excellent heat dissipation efficiency as the thermal conductivity is higher, and thus the upper limit thereof is not particularly limited, and may be, for example, about 1,000 W/mK or less.

상기 금속 입자의 구체적인 종류는, 상기 언급된 열전도도를 가진다면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 구리, 금, 은, 알루미늄, 은, 니켈, 철, 코발트, 마그네슘, 몰리브덴, 텅스텐, 백금, 마그네슘 및 아연으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 상기 중 2종 이상의 합금 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specific types of the metal particles are not particularly limited as long as they have the above-mentioned thermal conductivity, and for example, copper, gold, silver, aluminum, silver, nickel, iron, cobalt, magnesium, molybdenum, tungsten, platinum, magnesium. And it may be any one selected from the group consisting of zinc or an alloy of two or more of the above, but is not limited thereto.

상기 금속 입자의 형태는 목적하는 액 유로부의 기공크기, 기공도 또는 기공 형태 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 입자는, 대략 구형, 침상, 판형, 덴드라이트형 또는 성형(star shape) 등의 다양한 형태를 가질 수 있다.The shape of the metal particles may be appropriately selected in consideration of the desired pore size, porosity, or pore shape of the liquid passage part. For example, the metal particles may have various shapes such as a substantially spherical shape, a needle shape, a plate shape, a dendrite shape, or a star shape.

하나의 예시에서 상기 금속 입자의 평균 입경은, 약 100 nm 내지 200 ㎛의 범위 내일 수 있다. 상기 범위 내에서 목적하는 다공성 금속층의 기공도나 기공크기 또는 기공 형태 등을 고려하여 평균 입경이 적절하게 선택될 수 있다.In one example, the average particle diameter of the metal particles may be in the range of about 100 nm to 200 μm. Within the above range, the average particle diameter may be appropriately selected in consideration of the porosity, pore size, or pore shape of the desired porous metal layer.

상기 액 유로부에 포함되는 열전도성 금속 입자는 평균 입경이 100nm 내지 200㎛의 범위 내일 수 있다. 상기 범위내에서 액 유로부의 기공 크기나 기공도 등을 고려하여 평균 입경이 적절하게 선택될 수 있다.The thermally conductive metal particles included in the liquid passage part may have an average particle diameter in the range of 100 nm to 200 μm. Within the above range, the average particle diameter may be appropriately selected in consideration of the pore size or porosity of the liquid channel portion.

하나의 예로서, 액 유로부는, 적정한 상대 투자율과 전도도를 가지는 금속을 적어도 포함할 수 있다. 이러한 금속의 적용은, 후술하는 증기 챔버의 제조방법에서 액 유로부를 형성 할 때에 유도 가열 방식이 적용될 경우에 해당 방식에 따른 소결이 원활하게 수행되도록 할 수 있다.As an example, the liquid passage part may include at least a metal having an appropriate relative permeability and conductivity. The application of such a metal may allow sintering according to the method to be smoothly performed when the induction heating method is applied when forming the liquid flow passage in a method of manufacturing a vapor chamber to be described later.

예를 들면, 상기 금속으로는, 상대 투자율이 90 이상인 금속이 사용될 수 있다. 상기에서 상대 투자율(μr)은, 해당 물질의 투자율(μ)과 진공속의 투자율(μ0)의 비율(μ/μ0)이다. 본 출원에서 사용하는 상기 금속은 상대 투자율이 95 이상, 100 이상, 110 이상, 120 이상, 130 이상, 140 이상, 150 이상, 160 이상, 170 이상, 180 이상, 190 이상, 200 이상, 210 이상, 220 이상, 230 이상, 240 이상, 250 이상, 260 이상, 270 이상, 280 이상, 290 이상, 300 이상, 310 이상, 320 이상, 330 이상, 340 이상, 350 이상, 360 이상, 370 이상, 380 이상, 390 이상, 400 이상, 410 이상, 420 이상, 430 이상, 440 이상, 450 이상, 460 이상, 470 이상, 480 이상, 490 이상, 500 이상, 510 이상, 520 이상, 530 이상, 540 이상, 550 이상, 560 이상, 570 이상, 580 이상 또는 590 이상일 수 있다. 상기 상대 투자율은 그 수치가 높을 수록 후술하는 증기챔버의 제조방법에서 유도 가열을 위한 전자기장의 인가 시에 보다 높은 열을 발생하게 되므로 그 상한은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 상대 투자율의 상한은 예를 들면, 약 300,000 이하일 수 있다.For example, as the metal, a metal having a relative magnetic permeability of 90 or more may be used. In the above, the relative permeability (μr) is the ratio (μ/μ0) of the magnetic permeability (μ) of the material to the magnetic permeability (μ0) in a vacuum. The metal used in the present application has a relative permeability of 95 or more, 100 or more, 110 or more, 120 or more, 130 or more, 140 or more, 150 or more, 160 or more, 170 or more, 180 or more, 190 or more, 200 or more, 210 or more, 220 or more, 230 or more, 240 or more, 250 or more, 260 or more, 270 or more, 280 or more, 290 or more, 300 or more, 310 or more, 320 or more, 330 or more, 340 or more, 350 or more, 360 or more, 370 or more, 380 or more , 390 or more, 400 or more, 410 or more, 420 or more, 430 or more, 440 or more, 450 or more, 460 or more, 470 or more, 480 or more, 490 or more, 500 or more, 510 or more, 520 or more, 530 or more, 540 or more, 550 or more or more, 560 or more, 570 or more, 580 or more, or 590 or more. The upper limit of the relative permeability is not particularly limited because the higher the value, the higher the heat is generated when an electromagnetic field for induction heating is applied in a method of manufacturing a vapor chamber to be described later. In one example, the upper limit of the relative permeability may be, for example, about 300,000 or less.

상기 금속은 20℃에서의 전도도가 약 8 MS/m 이상, 9 MS/m 이상, 10 MS/m 이상, 11 MS/m 이상, 12 MS/m 이상, 13 MS/m 이상 또는 14.5 MS/m 이상인 금속 또는 그러한 합금일 수 있다. 상기 전도도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 30 MS/m 이하, 25 MS/m 이하 또는 20 MS/m 이하일 수 있다. The metal has a conductivity at 20°C of about 8 MS/m or more, 9 MS/m or more, 10 MS/m or more, 11 MS/m or more, 12 MS/m or more, 13 MS/m or more, or 14.5 MS/m or more. It may be a metal or an alloy thereof. The upper limit of the conductivity is not particularly limited, and may be, for example, about 30 MS/m or less, 25 MS/m or less, or 20 MS/m or less.

본 출원에서 상기와 같은 상대 투자율과 전도도를 가지는 금속은 단순하게 전도성 자성 금속으로도 호칭될 수 있다.In the present application, the metal having the above relative permeability and conductivity may be simply referred to as a conductive magnetic metal.

상기 전도성 자성 금속을 적용함으로써, 후술하는 증기 챔버의 제조 방법에서 유도 가열 공정이 진행될 경우에 소결을 보다 효과적으로 진행할 수 있다. 이와 같은 금속으로는 니켈, 철 또는 코발트 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.By applying the conductive magnetic metal, sintering can be performed more effectively when an induction heating process is performed in a method of manufacturing a vapor chamber to be described later. Such a metal may be exemplified by nickel, iron or cobalt, but is not limited thereto.

하나의 예로서, 상기 액 유로부는 평균 기공 크기가 100 ㎛ 이하일 수 있다. 이러한 기공 크기는 예를 들면, SEM(Scanning electron microscope) 이미지 분석 등의 방식으로 확인할 수 있다. 상기 기공 크기의 하한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 1 nm 내지 1㎛ 정도일 수 있다. As an example, the liquid channel portion may have an average pore size of 100 μm or less. The pore size may be confirmed by, for example, scanning electron microscope (SEM) image analysis. The lower limit of the pore size is not particularly limited, and may be, for example, about 1 nm to 1 μm.

하나의 예로서, 상기 액 유로부는 기공도가 30% 이상일 수 있다. 상기에서 기공도는 액 유로부의 밀도를 계산하여 공지의 방식으로 산출할 수 있다. 상기 기공도는 다른 예시에서 약 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상 또는 약 65% 이상이거나, 약 99% 이하, 95% 이하, 90% 이하, 85% 이하, 80% 이하 또는 약 75% 이하 정도일 수 있다.As an example, the liquid channel portion may have a porosity of 30% or more. In the above, the porosity may be calculated in a known manner by calculating the density of the liquid channel portion. In another example, the porosity is about 35% or more, 40% or more, 45% or more, 50% or more, 55% or more, 60% or more, or about 65% or more, or about 99% or less, 95% or less, 90% or less , 85% or less, 80% or less, or about 75% or less.

하나의 예로서, 밀폐 공간에 봉입된 작동 유체의 충전률(R)은 하기 일반식 1을 만족할 수 있다. As an example, the filling rate (R) of the working fluid enclosed in the sealed space may satisfy the following general formula (1).

[일반식 1][General formula 1]

30 ≤ R (%) = (Lv / Wv) * 100 ≤ 200 30 ≤ R (%) = (Lv / Wv) * 100 ≤ 200

상기 일반식 1에서, R은 밀폐 공간에 봉입된 작동 유체의 충전률이고, Lv는 밀폐 공간에 봉입된 작동 유체의 부피이며, Wv는 밀폐 공간에 존재하는 액 유로부 기공의 부피이다.In Formula 1, R is the filling rate of the working fluid enclosed in the sealed space, Lv is the volume of the working fluid enclosed in the sealed space, and Wv is the volume of pores in the liquid passage part existing in the sealed space.

상기 일반식 1에서 작동 유체의 충전률(R ) 은 다른예로 약 35 % 이상, 40 % 이상, 45 % 이상, 50 % 이상 또는 약 40 % 이상일 수 있으며, 약 190 % 이하, 180 % 이하, 170% 이하 또는 약 160% 이하일 수 있다. In Formula 1, the filling rate (R) of the working fluid may be, for example, about 35% or more, 40% or more, 45% or more, 50% or more, or about 40% or more, and about 190% or less, 180% or less, 170% or less or about 160% or less.

밀폐 공간에 봉입되는 작동 유체의 충정률(R )이 30 %에 미치지 못하면, 증발 영역에서의 dry-out 현상이 심화될 수 있으며, 200%를 초과하는 경우에는 증기 챔버에서 작동 유체가 유출될 수 있다.If the filling rate (R ) of the working fluid enclosed in the enclosed space does not reach 30%, the dry-out phenomenon in the evaporation area may intensify, and if it exceeds 200%, the working fluid may leak from the vapor chamber. have.

액유로부가 상기와 같은 특징을 가지는 경우, 액상의 작동유체를 증발영역으로 보다 용이하게 이동 시킬 수 있으며, 따라서 증발영역에서의 dry-out 현상을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 또한 액 유로부는 열전도도가 우수하여 방열 효울성을 향상 시킬 수 있다.When the liquid flow passage part has the above characteristics, the liquid working fluid can be more easily moved to the evaporation area, and thus the dry-out phenomenon in the evaporation area can be more effectively suppressed. In addition, the liquid channel portion has excellent thermal conductivity, so that heat dissipation efficiency can be improved.

본 출원의 증기 챔버의 우수한 방열 특성은, 외부 열원이 함께 배치되었을 때 더욱 유의미하다. 예를 들어, 본 출원의 증기 챔버와 종래의 증기 챔버에 대해 증기 챔버의 증발영역에 외부 열원을 위치시키는 경우 본 출원의 증기 챔버가 상대적으로 우수한 방열 특성을 가진다(이 점은 후술하는 실시예에서 더욱 자세히 언급한다).The excellent heat dissipation characteristics of the vapor chamber of the present application are more significant when an external heat source is disposed together. For example, when an external heat source is positioned in the vaporization region of the vapor chamber with respect to the vapor chamber of the present application and the conventional vapor chamber, the vapor chamber of the present application has relatively excellent heat dissipation characteristics (this point is more detailed).

본 출원은 또한 증기 챔버의 제조 방법에 관한 것이다. 증기 챔버의 제조 방법에 사용되는 구성요소는 전술한 구성요소와 동일한 것을 사용할 수 있다. The present application also relates to a method for manufacturing a vapor chamber. The components used in the method of manufacturing the vapor chamber may be the same as those described above.

본 출원에 따른 증기 챔버의 제조 방법은 열 전도성 금속 입자를 포함하는 슬러리를 제 1 기판 및 제 2 기판 상에 각각 패턴 코팅하고, 상기 패턴 코팅된 슬러리를 소결하여 제 1 기판 및 제 2 기판 상에 액 유로부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. In the method for manufacturing a vapor chamber according to the present application, a slurry containing thermally conductive metal particles is pattern-coated on a first substrate and a second substrate, respectively, and the pattern-coated slurry is sintered on the first and second substrates. It may include the step of forming a liquid passage part.

상기 기판 상의 패턴 코팅은 예를 들면, 도 4 및 도 5에서 도시된 것과 동일한 패턴이 되도록 슬러리를 이용하여 제1 기판 및 제 2 기판 상에 각각 패턴 코팅할 수 있다. The pattern coating on the substrate may be, for example, pattern-coated on the first substrate and the second substrate by using the slurry so as to have the same pattern as shown in FIGS. 4 and 5 .

필요한 경우에 기판 상의 패턴 코팅과 소결 공정의 사이에 패턴 코팅된 슬러리를 적정 조건에서 건조하는 단계가 수행될 수도 있다. 건조 공정이 진행될 경우에 그 조건은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 20℃ 내지 150℃ 정도의 범위 내의 온도에서 약 20분 내지 5 시간 정도 동안 수행할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.If necessary, drying the pattern-coated slurry under appropriate conditions may be performed between the pattern coating on the substrate and the sintering process. When the drying process proceeds, the conditions are not particularly limited, and, for example, may be performed at a temperature within the range of about 20° C. to about 150° C. for about 20 minutes to 5 hours, but is not limited thereto.

상기 기판 상에 패턴 코팅된 슬러리의 소결을 수행하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 패턴 코팅된 슬러리의 재료 구성이나 형태 등을 감안하여 적정한 열을 인가하는 공지의 소결법을 적용할 수 있다. 이 때 적용되는 소결 온도와 소결 시간은 특별히 제한되지 않고, 슬러리의 재료 구성이나, 형태 등을 감안하여 설정될 수 있다. A method of performing sintering of the pattern-coated slurry on the substrate is not particularly limited, and a known sintering method that applies appropriate heat in consideration of the material composition or shape of the pattern-coated slurry may be applied. The sintering temperature and sintering time applied at this time are not particularly limited, and may be set in consideration of the material composition or shape of the slurry.

하나의 예로서, 상기 소결을 유도 가열 방식으로도 수행할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 슬러리가 전도성 자성 금속을 포함하는 경우에는 유도 가열 방식이 적용될 수 있다. 이러한 방식에 의해서 균일하게 형성된 기공을 포함하면서, 기계적 특성이 우수하며, 기공도도 목적하는 수준으로 조절된 금속층의 제조가 보다 원활하게 될 수 있다.As an example, the sintering may be performed by an induction heating method. That is, as described above, when the slurry includes a conductive magnetic metal, an induction heating method may be applied. While including pores uniformly formed by this method, the mechanical properties are excellent, and the porosity of the metal layer is adjusted to a desired level can be more smoothly manufactured.

상기에서 유도 가열은, 전자기장이 인가되면 특정 금속에서 열이 발생하는 현상이다. 예를 들어, 적절한 전도성과 투자율을 가지는 전도성 자성 금속에 전자기장을 인가하면, 금속에 와전류(eddy currents)가 발생하고, 금속의 저항에 의해 줄열(Joule heating)이 발생한다. 이러한 현상을 통하여 지지체 상에 패턴 코팅된 슬러리의 소결 공정을 수행할 수 있다. 이와 같은 방식을 적용하면 지지체 상에 패턴 코팅된 액 유로부의 소결을 단시간 내에 수행할 수 있어서 공정성을 확보하고, 동시에 기공도가 높은 박막 형태이면서도, 작은 기공 크기를 가지고, 지지체와의 밀착성도 우수한 다공성 금속층을 제조할 수 있다. The induction heating is a phenomenon in which heat is generated in a specific metal when an electromagnetic field is applied. For example, when an electromagnetic field is applied to a conductive magnetic metal having appropriate conductivity and permeability, eddy currents are generated in the metal, and Joule heating is generated due to the resistance of the metal. Through this phenomenon, the sintering process of the pattern-coated slurry on the support may be performed. When this method is applied, sintering of the liquid channel portion coated with the pattern on the support can be carried out in a short time to ensure fairness, and at the same time, it is a thin film form with high porosity, has a small pore size, and has excellent adhesion to the support. A metal layer can be prepared.

따라서, 상기 소결 공정은, 상기 패턴 코팅된 슬러리에 열 또는 전자기장을 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기에서 열의 인가는 오븐 등의 적절한 수단을 사용하여 패턴 코팅된 슬러리를 약 300℃ 내지 2,000℃의 범위 내의 온도에서 30분 내지 10 시간의 범위 내의 시간 동안 처리하여 수행할 수 있다.Accordingly, the sintering process may include applying heat or an electromagnetic field to the pattern-coated slurry. In the above, the application of heat may be performed by treating the pattern-coated slurry at a temperature within the range of about 300° C. to 2,000° C. for a time within the range of 30 minutes to 10 hours using an appropriate means such as an oven.

또한, 전자기장의 인가에 의해서도 상기 전도성 자성 금속에서 유도 가열 현상에 의해서 줄열(Joule heating)이 발생하고, 이에 의해 구조체는 소결될 수 있다. 이 때 전자기장을 인가하는 조건은 슬러리 내의 전도성 자성 금속의 종류 및 비율 등에 따라서 결정되는 것으로 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 유도 가열은, 코일 등의 형태로 형성된 유도 가열기를 사용하여 진행할 수 있다. 또한, 유도 가열은, 예를 들면, 100A 내지 1,000A 정도의 전류를 인가하여 수행할 수 있다. 상기 가해지는 전류의 크기는 다른 예시에서, 900A 이하, 800 A 이하, 700 A 이하, 600 A 이하, 500 A 이하 또는 400 A 이하일 수 있다. 상기 전류의 크기는 다른 예시에서 약 150 A 이상, 약 200 A 이상 또는 약 250 A 이상일 수 있다.In addition, Joule heating may be generated in the conductive magnetic metal due to an induction heating phenomenon even by application of an electromagnetic field, and thereby the structure may be sintered. In this case, the conditions for applying the electromagnetic field are not particularly limited as they are determined according to the type and ratio of the conductive magnetic metal in the slurry. For example, the induction heating may be performed using an induction heater formed in the form of a coil or the like. In addition, induction heating, for example, may be performed by applying a current of about 100A to 1,000A. In another example, the magnitude of the applied current may be 900 A or less, 800 A or less, 700 A or less, 600 A or less, 500 A or less, or 400 A or less. The magnitude of the current may be about 150 A or more, about 200 A or more, or about 250 A or more in another example.

유도 가열은, 예를 들면, 약 100kHz 내지 1,000kHz의 주파수로 수행할 수 있다. 상기 주파수는, 다른 예시에서, 900 kHz 이하, 800 kHz 이하, 700 kHz 이하, 600 kHz 이하, 500 kHz 이하 또는 450 kHz 이하일 수 있다. 상기 주파수는, 다른 예시에서 약 150 kHz 이상, 약 200 kHz 이상 또는 약 250 kHz 이상일 수 있다.Induction heating, for example, may be performed at a frequency of about 100 kHz to 1,000 kHz. In another example, the frequency may be 900 kHz or less, 800 kHz or less, 700 kHz or less, 600 kHz or less, 500 kHz or less, or 450 kHz or less. The frequency may be about 150 kHz or more, about 200 kHz or more, or about 250 kHz or more in another example.

상기 유도 가열을 위한 전자기장의 인가는 예를 들면, 약 1분 내지 10시간의 범위 내에서 수행할 수 있다. 상기 인가 시간은 다른 예시에서 약 10분 이상, 약 20 분 이상 또는 약 30 분 이상일 수 있다. 상기 인가 시간은, 다른 예시에서, 약 9시간 이하, 약 8 시간 이하, 약 7 시간 이하, 약 6 시간 이하, 약 5 시간 이하, 약 4 시간 이하, 약 3 시간 이하, 약 2 시간 이하, 약 1 시간 이하 또는 약 30분 이하일 수 있다.The application of the electromagnetic field for the induction heating may be performed within a range of, for example, about 1 minute to 10 hours. In another example, the application time may be about 10 minutes or more, about 20 minutes or more, or about 30 minutes or more. The application time is, in another example, about 9 hours or less, about 8 hours or less, about 7 hours or less, about 6 hours or less, about 5 hours or less, about 4 hours or less, about 3 hours or less, about 2 hours or less, about 2 hours or less, about It may be 1 hour or less or about 30 minutes or less.

상기 언급한 유도 가열 조건, 예를 들면, 인가 전류, 주파수 및 인가 시간 등은 전술한 바와 같이 전도성 자성 금속의 종류 및 비율 등을 고려하여 변경될 수 있다.The above-mentioned induction heating conditions, for example, an applied current, a frequency, and an application time may be changed in consideration of the type and ratio of the conductive magnetic metal as described above.

상기 기판 상에 패턴 코팅된 액 유로부의 소결은, 상기 열 또는 전자기장의 인가 중 어느 하나의 수단에 의해서 수행하거나, 양자를 동시에 적용하는 방식, 즉 전자기장의 인가와 함께 적절한 열을 인가하는 방식으로도 수행할 수도 있다.The sintering of the liquid channel portion pattern-coated on the substrate may be performed by either means of the application of the heat or the electromagnetic field, or by applying both of them simultaneously, that is, by applying appropriate heat together with the application of the electromagnetic field. can also be done

하나의 예로서, 상기 제1 및 제 2 기판은 각각 금속 기판일 수 있다. As an example, each of the first and second substrates may be a metal substrate.

하나의 예로서, 본 출원에 따른 증기 챔버의 제조방법은 액 유로부가 형성된 제 1 금속 기판 및 액 유로부가 형성된 제 2 금속 기판을, 제 1 기판의 액 유로부 및 제 2 기판의 액 유로부가 마주보도록 배치 시킨 상태에서 제 1 금속 기판과 제 2 금속 기판의 테두리를 접합하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기에서 제 1 금속 기판과 제 2 금속 기판을 접합하는 방법은 특별히 제한되지 않으며 공지의 금속의 부착 방식을 적용할 수 있다. 상기 제 1 금속 기판과 제 2 금속 기판의 접합에 의해서 제 1 금속 기판과 제 2 금속 기판 사이에는 밀폐 공간이 형성되게 된다. As an example, in the method of manufacturing a vapor chamber according to the present application, the first metal substrate on which the liquid passage portion is formed and the second metal substrate on which the liquid passage portion is formed face each other, and the liquid passage portion of the first substrate and the liquid passage portion of the second substrate face each other. The method may further include bonding edges of the first metal substrate and the second metal substrate in a state in which they are placed to be viewed. In the above, a method of bonding the first metal substrate and the second metal substrate is not particularly limited, and a known metal attachment method may be applied. An enclosed space is formed between the first metal substrate and the second metal substrate by bonding the first metal substrate and the second metal substrate.

한편, 상기 밀폐 공간에 작동 유체를 봉입하는 방법은 특별히 제한되지 않으며 공지의 봉입 방법을 이용할 수 있다. 일예로, 제 1 기판 또는 2 기판 중 적어도 하나에는 작동 유체가 주입되는 주입구가 구비되어 있어, 제 1 금속 기판과 제 2 금속 기판의 테두리를 접합한 이후에 제 1 기판 또는 제 2 기판 중 적어도 하나에 구비된 주입구를 통하여 작동 유체를 주입한 후에 주입구를 에폭시 수지 등 공지의 실링제를 사용하여 진공 실링(vacuum sealing)함으로써 작동유체를 밀폐 공간에 봉입 시킬 수 있다.Meanwhile, a method of encapsulating the working fluid in the sealed space is not particularly limited, and a known encapsulation method may be used. For example, at least one of the first and second substrates is provided with an injection hole through which a working fluid is injected, so that after bonding the edges of the first and second metal substrates, at least one of the first and second substrates After injecting the working fluid through the inlet provided in the , the working fluid can be sealed in the sealed space by vacuum sealing the inlet using a well-known sealing agent such as an epoxy resin.

본 출원의 증기 챔버는 정해진 크기 내에서도 다양한 성능, 예를 들어 향상된 열부하 용량(heat load capacity) 및 유효 열전도도(effective thermal conductivity) 등을 가질 수 있다. 또한, 증기 챔버의 설치 방향과 관계없이 우수한 성능을 가질 수 있다.The vapor chamber of the present application may have various performances within a given size, for example, improved heat load capacity and effective thermal conductivity. In addition, excellent performance may be obtained regardless of the installation direction of the vapor chamber.

도 1은 증기 챔버의 구동 원리를 간략화한 것이다.
도 2 는 본 출원에 따른 증기 챔버의 예시적인 모식도이다.
도 3는 종래 증기 챔버에서 밀폐공간의 평면도이다.
도 4 내지 도 5는 본 출원에 따른 증기 챔버에서 예시적인 밀폐공간의 평면도이다.
도 6은 본 출원의 증기 챔버의 제조 과정을 간략화한 것이다.
1 is a simplified view of a driving principle of a vapor chamber.
2 is an exemplary schematic diagram of a vapor chamber according to the present application.
3 is a plan view of a closed space in a conventional vapor chamber.
4 to 5 are plan views of an exemplary closed space in the vapor chamber according to the present application.
6 is a simplified view of the manufacturing process of the vapor chamber of the present application.

이하, 실시예를 통해 본 출원을 상세히 설명한다. 그러나, 본 출원의 보호범위가 하기 설명되는 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in detail through examples. However, the protection scope of the present application is not limited by the examples described below.

Qmax 측정 Qmax measurement

Qmax는 최대 열수송 일률(maximum heat transport power, 단위: W)을 의미하고, 하기의 방식으로 측정된다. 즉 이 값이 높을 수록 방열 성능이 우수함을 의미한다. Qmax means maximum heat transport power (unit: W), and is measured in the following manner. That is, the higher this value, the better the heat dissipation performance.

(1)실시예 및 비교예에서 제조된 증기 챔버에서, 증발 영역에 열원(직류 전원 공급 장치)을 연결하고, 응축 영역에 냉각 장비(Cooling bath)를 연결시킨다. (1) In the vapor chambers manufactured in Examples and Comparative Examples, a heat source (direct current power supply) is connected to the evaporation region, and a cooling bath (Cooling bath) is connected to the condensation region.

(2)증기 챔버의 장축방향(x 방향)을 따라 12mm 간격을 두고 일정하게 배치된 7개의 지점에 thermocouple을 연결한다.(2) Connect the thermocouple to 7 points which are arranged at intervals of 12mm along the long axis direction (x direction) of the steam chamber.

(3) 증기 챔버의 단축 방향은 중력에 수직하고, 장축 방향은 중력에 수평하게 배치 시킨 상태(제 1 수직 상태), 및 증기 챔버의 장축 방향은 중력에 수직하고, 단축 방향은 중력에 수평하게 배치 시킨 상태(제2 수직 상태)에서 이하 (4) 및 (5)를 각각 진행하였다. (3) The short axis direction of the vapor chamber is perpendicular to gravity, the long axis direction is horizontal to gravity (first vertical state), and the long axis direction of the vapor chamber is perpendicular to gravity and the minor axis direction is horizontal to gravity In the arranged state (the second vertical state), the following (4) and (5) were performed, respectively.

(4)열원에서 0.5 W으로 열을 인가하고, 열평형이 일어나서 각 지점의 온도 변화량이 0.1℃ 미만일 때, 상기 7개 각 지점의 온도를 측정한다. (4) Apply heat at 0.5 W from the heat source, and when thermal equilibrium occurs and the temperature change at each point is less than 0.1°C, measure the temperature of each of the seven points.

(5)이 때 상기 7개의 지점에서 열원에 가장 가까운 지점과 가장 먼 지점의 온도 차이가 6℃가 될 때, 상기 열원에서 인가한 일률에서 측정 환경에 따른 오차인 0.4W를 감하여 Qmax를 구한다.(5) At this time, when the temperature difference between the point closest to the heat source and the point farthest from the heat source at the seven points becomes 6°C, the power applied from the heat source is subtracted by 0.4W, which is an error depending on the measurement environment, to obtain Qmax.

한편, Qmax 평가는 비교예 1에서 외부 열원의 위치가 증발영역에 있을 때 Qmax 값을 기준으로 나머지 제조예의 Qmax 값의 비율로 기재하였다.On the other hand, Qmax evaluation was described as a ratio of the Qmax values of the remaining preparation examples based on the Qmax value when the position of the external heat source in Comparative Example 1 was in the evaporation region.

실시예1. 증기 챔버의 제조Example 1. Fabrication of the vapor chamber

하기 과정을 통해 증기 챔버를 제조하였다. 그 과정을 간략화하여 도 6에도 도시하였다. A vapor chamber was manufactured through the following process. The process is simplified and illustrated in FIG. 6 .

(1)평균 입경(D50 입경)이 약 10μm 내지 20μm 정도인 구리(Cu) 분말을 금속 성분으로 사용하여 슬러리를 제조한다. 분산제로서, 에틸렌글리콜(EG) 및 바인더로서 에틸셀룰로오스(EC)가 4:5의 중량 비율(EG:EC)로 혼합된 혼합물에 상기 구리 분말을 상기 바인더와 구리 분말이 약 10:1의 중량 비율(Cu:EC)이 되도록 혼합하여 슬러리를 제조한다.(1) A slurry is prepared using copper (Cu) powder having an average particle diameter (D50 particle diameter) of about 10 μm to 20 μm as a metal component. As a dispersant, ethylene glycol (EG) and ethyl cellulose (EC) as a binder are mixed in a 4:5 weight ratio (EG:EC) of the copper powder, and the binder and copper powder are mixed in a weight ratio of about 10:1 (Cu:EC) is mixed to prepare a slurry.

(2)두께가 대략 100㎛이고, 가로 및 세로 길이가 대략 50mm 및 78mm인 직육면체 형태의 구리 foil 상에 도 4의 부호 110 및 120으로 도시된 것과 같은 형상을 인쇄할 수 있도록 마련된 틀(인쇄 면적은 가로 18mm, 세로 72mm이다)을 위치시킨 후, 상기 (1)에서 준비된 슬러리를 도포하여 특정 패턴을 가지도록 슬러리를 구리 foil 상에 인쇄한다. (2) A frame (printing area) having a thickness of about 100 μm and a frame (printing area) provided to print the shape as shown by the numerals 110 and 120 of FIG. is 18mm wide and 72mm long), the slurry prepared in (1) is applied and the slurry is printed on copper foil to have a specific pattern.

(3)인쇄된 슬러리를 건조기를 이용하여 120℃에서 30분간 건조한다.(3) Dry the printed slurry at 120°C for 30 minutes using a dryer.

(4)건조된 슬러리를 소결로(sintering furnace)를 이용하여 1,000℃에서 1시간 동안 소결하여 액 유로부가 형성된 제 1 기판(도 4의 100)을 제조한다. (4) The dried slurry is sintered at 1,000° C. for 1 hour using a sintering furnace to prepare a first substrate ( 100 in FIG. 4 ) on which a liquid flow passage is formed.

(5) 상기 (1) 내지 (4)의 과정을 반복하되, 도 4의 부호 210 및 220으로 도시된 것과 같은 형상을 인쇄할 수 있도록 마련된 틀을 이용하여 제 2 기판(도 4의 200)을 제조한다. (5) Repeat the process of (1) to (4) above, but using a frame provided to print the shape as shown by reference numerals 210 and 220 in FIG. 4 to form a second substrate (200 in FIG. 4) manufacture

(6) 제 1 기판의 액 유로부 및 제 2 기판의 액 유로부가 마주보도록 배치 시킨 상태에서 주입구를 제외한 나머지 테두리를 결합한다.(6) In a state in which the liquid channel part of the first substrate and the liquid channel part of the second substrate are arranged to face each other, the remaining edges except for the injection hole are combined.

(6)주입구를 통해 50μL의 물(작동 유체)을 공급하고, 주입구를 통해 비활성가스를 주입하며, 주입구를 에폭시 수지를 이용하여 밀봉함으로써 상기 내부 공간에 진공 분위기를 조성한다.(6) Create a vacuum atmosphere in the inner space by supplying 50 μL of water (working fluid) through the inlet, injecting an inert gas through the inlet, and sealing the inlet using an epoxy resin.

실시예 1에 따라 제조된 증기 챔버에서, 제 1 기판에 구비된 복수의 증기 유로부를 제 2 기판의 일면에 투영시킬 때, 투영된 증기 유로부 및 제2 기판의 증기 유로부의 각도는 약 90도 정도 이다. In the vapor chamber manufactured according to Example 1, when the plurality of vapor passage units provided on the first substrate are projected onto one surface of the second substrate, the projected angle of the vapor passage portion and the vapor passage portion of the second substrate is about 90 degrees is to the extent

실시예2. 증기 챔버의 제조Example 2. Fabrication of the vapor chamber

실시예 1의 (2)과정에서 도 5의 부호 110 및 120으로 도시된 것과 같은 형상을 인쇄할 수 있도록 마련된 틀 및, (5) 과정에서 도 5의 부호 210 및 220으로 도시된 것과 같은 형상을 인쇄할 수 있도록 마련된 틀을 적용한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방식으로 증기 챔버를 제조하였다. In the process of (2) of Example 1, a frame prepared to print a shape as shown by numerals 110 and 120 of FIG. 5, and a shape as shown by numerals 210 and 220 of FIG. 5 in the process (5) A vapor chamber was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a frame prepared for printing was applied.

실시예 2에 따라 제조된 증기 챔버에서, 제 1 기판에 구비된 복수의 증기 유로부를 제 2 기판의 일면에 투영시킬 때, 투영된 증기 유로부 및 제2 기판의 증기 유로부의 각도는 약 30도 정도이다.In the vapor chamber manufactured according to the second embodiment, when the plurality of vapor passage units provided on the first substrate are projected onto one surface of the second substrate, the projected angle of the vapor passage portion and the vapor passage portion of the second substrate is about 30 degrees it is about

비교예 1. 증기챔버의 제조Comparative Example 1. Preparation of steam chamber

실시예 1의 (2)과정에서 도 3의 부호 110 및 120으로 도시된 것과 같은 형상을 인쇄할 수 있도록 마련된 틀 및, (5) 과정에서 도 3의 부호 210 및 220으로 도시된 것과 같은 형상을 인쇄할 수 있도록 마련된 틀을 적용한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방식으로 증기 챔버를 제조하였다.In the process of (2) of Example 1, a frame provided to print a shape as shown by symbols 110 and 120 of FIG. 3, and a shape as shown by symbols 210 and 220 of FIG. 3 in the process (5) A vapor chamber was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a frame prepared for printing was applied.

비교예 1에 따라 제조된 증기 챔버에서, 제 1 기판에 구비된 복수의 증기 유로부를 제 2 기판의 일면에 투영시킬 때, 투영된 증기 유로부 및 제2 기판의 증기 유로부의 각도는 약 0도 정도이다.In the vapor chamber manufactured according to Comparative Example 1, when the plurality of vapor passage units provided on the first substrate are projected onto one surface of the second substrate, the projected angle of the vapor passage portion and the vapor passage portion of the second substrate is about 0 degrees it is about

실시예 및 비교예의 증기 챔버의 방열특성을 Relative Qmax를 평가하였고, 그 결과를 하기 표1에 정리하였다.Relative Qmax was evaluated for the heat dissipation characteristics of the vapor chambers of Examples and Comparative Examples, and the results are summarized in Table 1 below.

Relative Qmax (단위: W)Relative Qmax (unit: W) 평면상태flat state 제1 수직 상태first vertical state 제 2 수직 상태2nd vertical state 비교예 1Comparative Example 1 1.001.00 0.970.97 0.890.89 실시예 1Example 1 1.391.39 1.341.34 1.341.34 실시예 2Example 2 1.161.16 1.121.12 1.091.09

표 1을 참고하면, 제 1 기판에 구비된 복수의 증기 유로부를 제 2 기판의 일면으로 투영될 때, 제 2 기판에 구비된 복수의 증기 유로부와 일부영역에서 중첩되지 않도록 마련된 구조의 증기 챔버에 관한 실시예가, 제 1 기판에 구비된 복수의 증기 유로부를 제 2 기판의 일면으로 투영될 때, 제 2 기판에 구비된 복수의 증기 유로부와 중첩되도록 마련된 구조의 증기 챔버에 관한 비교예 보다 우수한 방열 성능을 나타내는 점을 확인할 수 있다. 또한, 실시예의 증기 챔버는 설치 방향에 따른 성능 변화에 차이가 평면 상태 대비 0.1 W이하로 크지 않은데 반해, 비교예의 증기 챔버는 평면 상태 대비 제 2 수직 방향에서 성능 변화가 0.1 W이상으로 큰 차이가 있음을 알 수 있다.Referring to Table 1, when the plurality of vapor passage units provided on the first substrate are projected onto one surface of the second substrate, the vapor chamber has a structure provided so as not to overlap with the plurality of vapor passage units provided on the second substrate in some regions. In the embodiment of It can be seen that the excellent heat dissipation performance is exhibited. In addition, in the vapor chamber of the embodiment, the difference in performance according to the installation direction is not as large as 0.1 W or less compared to the planar state, whereas the vapor chamber of the comparative example has a performance change of 0.1 W or more in the second vertical direction compared to the planar state. It can be seen that there is

10: 증기 챔버
100: 제1 기판
110: 제1 기판의 액 유로부
120: 제1 기판의 증기 유로부
200: 제2 기판
210: 제2 기판의 액 유로부
220: 제2 기판의 증기 유로부
300: 밀폐 공간
10: vapor chamber
100: first substrate
110: liquid passage portion of the first substrate
120: vapor flow path portion of the first substrate
200: second substrate
210: liquid passage portion of the second substrate
220: vapor flow path portion of the second substrate
300: enclosed space

Claims (13)

제1 기판; 제1 기판과 대향 배치되는 제2 기판; 및 제1 기판 및 제2기판 사이에 위치하고 작동 유체가 봉입된 밀폐 공간을 포함하고,
상기 제1 기판 및 제2 기판은 각각 밀폐 공간을 향하는 일면에 상기 밀폐 공간에 위치되며 외부 열원에 의해 증발된 작동유체의 증기가 통과하는 복수의 증기 유로부, 및 액상의 작동유체가 통과하는 복수의 액 유로부가 제 1 기판 및 제 2 기판의 폭 방향을 따라 각각 구비되며,
상기 제1 기판에 구비된 복수의 증기 유로부는 상기 증기 유로부를 제2 기판의 일면으로 투영시킬 때, 제2 기판에 구비된 복수의 증기 유로부와 적어도 일부영역에서 중첩되지 않도록 마련된 증기 챔버.
a first substrate; a second substrate facing the first substrate; and a closed space positioned between the first substrate and the second substrate and sealed with a working fluid,
The first substrate and the second substrate are located in the closed space on one surface facing the closed space, respectively, a plurality of vapor flow passages through which the vapor of the working fluid evaporated by an external heat source passes, and a plurality of liquid working fluids passing through. A liquid flow passage portion of the first substrate and the second substrate are respectively provided along the width direction,
The plurality of vapor flow passages provided on the first substrate is provided so as not to overlap with the plurality of vapor passages provided on the second substrate in at least a partial region when the vapor flow passages are projected onto one surface of the second substrate.
제 1 항에 있어서, 제1 기판 및 제1 기판과 대향 배치되는 제2 기판은 각각 금속 기판인 증기 챔버.The vapor chamber of claim 1 , wherein the first substrate and the second substrate facing the first substrate are metal substrates, respectively. 제 1 항에 있어서,
제1 기판에 구비된 적어도 하나의 증기 유로부는 상기 제2 기판의 일면으로 투영될 때, 제2 기판의 증기 유로부와 교차하며, 투영된 증기 유로부 및 제2 기판의 증기 유로부의 각도는 0 도 초과 내지 180도 미만의 범위내인 증기 챔버.
The method of claim 1,
When the at least one vapor passage portion provided on the first substrate is projected onto one surface of the second substrate, it intersects the vapor passage portion of the second substrate, and the angle of the projected vapor passage portion and the vapor passage portion of the second substrate is 0 A vapor chamber within a range of greater than 180 degrees and less than 180 degrees.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 기판의 액 유로부의 폭의 크기와 제2 기판의 액 유로부의 폭의 크기는 상이한 증기 챔버.The vapor chamber of claim 1 , wherein a width of the liquid passage portion of the first substrate is different from a width of the liquid passage portion of the second substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 기판의 증기 유로부의 폭의 크기와 제2 기판의 증기 유로부의 크기는 상이한 증기 챔버.The vapor chamber of claim 1 , wherein a width of the vapor passage portion of the first substrate is different from a size of the vapor passage portion of the second substrate. 제 1 항에 있어서, 제1 기판 및 제2 기판 각각에서, 증기 유로부와 액 유로부는 교대로 배치되는 증기 챔버.The vapor chamber according to claim 1, wherein in each of the first substrate and the second substrate, the vapor flow passage portions and the liquid passage portions are alternately disposed. 제 1 항에 있어서, 상기 액 유로부는 밀폐 공간 100% 부피 대비 5% 내지 90% 부피의 범위를 차지하는 증기 챔버.The vapor chamber of claim 1 , wherein the liquid passage portion occupies a range of 5% to 90% of the volume of 100% of the sealed space. 제 1 항에 있어서, 상기 액 유로부는 열전도성 금속 입자를 포함하는 다공성 금속층인 증기 챔버.The vapor chamber of claim 1 , wherein the liquid passage part is a porous metal layer including thermally conductive metal particles. 제 8 항에 있어서, 상기 열전도성 금속 입자는 철 입자, 코발트 입자, 구리 입자, 금 입자, 알루미늄 입자, 은 입자, 니켈 입자, 몰리브덴 입자, 백금 입자 및 마그네슘 입자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2개 이상의 혼합인 증기 챔버.The method according to claim 8, wherein the thermally conductive metal particles are any one or two selected from the group consisting of iron particles, cobalt particles, copper particles, gold particles, aluminum particles, silver particles, nickel particles, molybdenum particles, platinum particles, and magnesium particles. A vapor chamber that is a mixture of more than one. 제 8 항에 있어서, 상기 열전도성 금속 입자는 평균 입경이 100nm 내지 200㎛의 범위 내인 증기 챔버.The vapor chamber of claim 8, wherein the thermally conductive metal particles have an average particle diameter in a range of 100 nm to 200 μm. 제 1 항에 있어서, 상기 액 유로부는 평균 기공 크기가 100 ㎛ 이하인 증기 챔버.The vapor chamber of claim 1 , wherein the liquid passage portion has an average pore size of 100 μm or less. 제 1 항에 있어서, 상기 액 유로부는 기공도가 30% 이상인 다공성 금속층인 증기 챔버.The vapor chamber of claim 1 , wherein the liquid passage part is a porous metal layer having a porosity of 30% or more. 제 11 항에 있어서, 밀폐 공간에 봉입된 작동 유체의 충전률(R)은 하기 일반식 1을 만족하는 증기 챔버:
[일반식 1]
30 ≤ R (%) = (Lv / Wv) * 100 ≤ 200
상기 일반식 1에서, R은 밀폐 공간에 봉입된 작동 유체의 충전률이고, Lv는 밀폐 공간에 봉입된 작동 유체의 부피이며, Wv는 밀폐 공간에 존재하는 액 유로부 기공의 부피이다.
The vapor chamber according to claim 11, wherein the filling rate (R) of the working fluid enclosed in the enclosed space satisfies the following general formula (1):
[General formula 1]
30 ≤ R (%) = (Lv / Wv) * 100 ≤ 200
In Formula 1, R is the filling rate of the working fluid enclosed in the sealed space, Lv is the volume of the working fluid enclosed in the sealed space, and Wv is the volume of pores in the liquid passage part existing in the sealed space.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Title
Applied Thermal Engineering Vol. 167 (2020), 114726
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