TW202332877A - 蒸氣腔用金屬板、蒸氣腔用金屬條、蒸氣腔及電子機器 - Google Patents

蒸氣腔用金屬板、蒸氣腔用金屬條、蒸氣腔及電子機器 Download PDF

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TW202332877A
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山木誠
初田千秋
大内詩子
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石原学
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日商大日本印刷股份有限公司
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Abstract

本發明之蒸氣腔用金屬板係用於製造覆蓋設置於封入有作動流體之蒸氣腔之中間片材的空間部之片材者。蒸氣腔用金屬板包含SUS316L或SUS316LTA。存在於蒸氣腔用金屬板之表面的鐵元素之比率為8.5 atomic%以下。

Description

蒸氣腔用金屬板、蒸氣腔用金屬條、蒸氣腔及電子機器
本發明係關於一種蒸氣腔用金屬板、蒸氣腔用金屬條、蒸氣腔及電子機器。
於行動終端等電子機器中使用伴有發熱之電子裝置。作為該電子裝置之例子，可例舉：中央運算處理裝置(CPU)、發光二極體(LED)及功率半導體等。作為行動終端之例子，可例舉移動終端及平板終端等。
此種電子裝置藉由熱管等散熱裝置而冷卻(例如，參照專利文獻1)。近年來，為了電子機器之薄型化，而要求散熱裝置之薄型化。作為散熱裝置，對於能較熱管更薄之蒸氣腔進行了開發。蒸氣腔係藉由所封入之作動流體吸收電子裝置之熱並使熱於內部擴散，而將電子裝置高效率地冷卻。
更具體而言，蒸氣腔內之作動液於靠近電子裝置之部分(蒸發部)從電子裝置接收熱。接收到熱之作動液蒸發，變成作動蒸氣。該作動蒸氣於形成在蒸氣腔內之蒸氣流路部內，向遠離蒸發部之方向擴散。擴散之作動蒸氣冷卻而冷凝，變成作動液。於蒸氣腔內，設置有作為毛細管構造(毛細結構)(wick)之液體流路部。作動液於液體流路部中流動，並朝向蒸發部輸送。然後，輸送至蒸發部之作動液再次於蒸發部接收熱而蒸發。以此方式，作動流體一面反覆進行相變、即蒸發與冷凝，一面於蒸氣腔內回流，而將電子裝置之熱擴散。其結果，蒸氣腔之散熱性能提高。
伴隨搭載蒸氣腔之電子機器之薄型化，要求使蒸氣腔之厚度變薄。因此，有欲使構成蒸氣腔之各片材之厚度變薄之要求。另一方面，對於各片材亦要求確保機械強度。為了響應該等要求，有時使用機械強度相對較高之不鏽鋼作為覆蓋蒸氣流路部之片材。然而，於使用包含不鏽鋼之片材之情形時，存在蒸氣腔之熱傳輸性能下降之問題。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：國際公開第2018/221369號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明之目的在於提供一種能夠確保機械強度並且能夠抑制熱傳輸性能下降之蒸氣腔用金屬板、蒸氣腔用金屬條、蒸氣腔及電子機器。 [解決問題之技術手段]
[1]本發明可為一種蒸氣腔用金屬板，其係用於製造劃定封入有作動流體之蒸氣腔之空間部的片材者，且 包含SUS316L或SUS316LTA， 上述蒸氣腔用金屬板之表面中之鐵元素之比率為8.5 atomic%以下。
[2]本發明可如[1]所記載之蒸氣腔用金屬板，其中 上述鐵元素之比率係藉由利用X射線光電子光譜法測定上述蒸氣腔用金屬板之表面所獲得之比率。
[3]本發明可如[1]或[2]所記載之蒸氣腔用金屬板，其中 上述蒸氣腔用金屬板之厚度為5 μm～30 μm。
[4]本發明可為一種蒸氣腔用金屬條，其 具備如[1]至[3]中任一項所記載之蒸氣腔用金屬板，且 上述蒸氣腔用金屬板被捲繞成圓筒狀。
[5]本發明可為一種蒸氣腔，其係封入有作動流體者，且具備： 空間部，其封入有上述作動流體；及 第1片材，其劃定上述空間部； 上述第1片材包含金屬板， 上述金屬板包含SUS316L或SUS316LTA， 上述第1片材包含露出於上述空間部之第1露出面， 上述第1露出面中之鐵元素之比率為8.5 atomic%以下。
[6]本發明可如[5]所記載之蒸氣腔，其中 上述鐵元素之比率係藉由利用X射線光電子光譜法測定上述第1露出面所獲得之比率。
[7]本發明可如[5]或[6]所記載之蒸氣腔，其中 上述金屬板之厚度為5 μm～30 μm。
[8]本發明可如[1]至[7]中任一項所記載之蒸氣腔，其 具備從與上述第1片材相反之側劃定上述空間部之第2片材， 上述第2片材包含上述金屬板， 上述第2片材包含露出於上述空間部之第2露出面， 上述第2露出面中之鐵元素之比率為8.5 atomic%以下。
[9]本發明可如[8]所記載之蒸氣腔，其 具備中間片材，該中間片材介置於上述第1片材與上述第2片材之間，劃定上述空間部。
[10]本發明可如[9]所記載之蒸氣腔，其中 上述中間片材包含無氧銅。
[11]本發明可為一種電子機器，其具備： 殼體； 電子裝置，其收容於上述殼體內；及 如[5]至[10]中任一項所記載之蒸氣腔，其與上述電子裝置熱接觸。 [發明之效果]
根據本發明，能夠確保機械強度並且能夠抑制熱傳輸性能下降。
以下，參照圖式對本發明之實施方式進行說明。再者，於本說明書隨附之圖式中，為了便於圖示及理解，相對於實物，適宜地將比例尺及縱橫之尺寸比等加以變更及誇張。
關於本說明書中使用之幾何學條件、物理特性、特定出幾何學條件或物理特性之程度之用語、表示幾何學條件或物理特性之數值等，亦可不侷限於嚴格之含義來加以解釋。而且，關於該等幾何學條件、物理特性、用語、及數值等，亦可包含能期待相同之功能之程度之範圍來加以解釋。作為特定出幾何學條件之用語之例子，可例舉：「長度」、「角度」、「形狀」及「配置」等。作為特定出幾何學條件之用語之例子，可例舉：「平行」、「正交」及「同一」等。進而，為了使圖式清晰，將能期待相同之功能之複數個部分之形狀規則地記載。然而，並不侷限於嚴格之含義，亦可於能夠期待該功能之範圍內，使該部分之形狀互不相同。於圖式中，為了方便起見，僅以直線示出表示構件彼此之接合面等之邊界線，但並非侷限於嚴格之直線，於能夠期待所需接合性能之範圍內，該邊界線之形狀為任意的。
使用圖1～圖9，對本發明之實施方式之蒸氣腔用金屬板、蒸氣腔用金屬條、蒸氣腔及電子機器進行說明。本實施方式之蒸氣腔1係與伴有發熱之電子裝置D一起收容於電子機器E之殼體H內，且用以使電子裝置D冷卻之裝置。作為電子機器E之例子，可例舉移動終端及平板終端等行動終端等。作為電子裝置D之例子，可例舉：中央運算處理裝置(CPU)、發光二極體(LED)及功率半導體等。電子裝置D有時亦稱為被冷卻裝置。
此處，首先，以平板終端為例對搭載本實施方式之蒸氣腔1之電子機器E進行說明。如圖1所示，電子機器E可具備殼體H、收容於殼體H內之電子裝置D及蒸氣腔1。於圖1所示之電子機器E中，在殼體H之前表面設置有觸控面板顯示器TD。蒸氣腔1收容於殼體H內，以與電子裝置D熱接觸之方式配置。蒸氣腔1於使用電子機器E時接收電子裝置D所產生之熱。蒸氣腔1所接收之熱經由下述之作動流體2a、2b釋出至蒸氣腔1之外部，電子裝置D有效地被冷卻。於電子機器E為平板終端之情形時，電子裝置D相當於中央運算處理裝置等。
其次，對本實施方式之蒸氣腔1進行說明。
如圖2及圖3所示，蒸氣腔1具有封入有作動流體2a、2b(參照圖6)之密封空間3。藉由密封空間3內之作動流體2a、2b反覆進行相變，而將上述電子裝置D冷卻。作動流體2a、2b包含水。作為作動流體2a、2b之例子，可例舉純水及其混合液。
本實施方式之蒸氣腔1具備第1片材10、第2片材20、毛細結構片材30、蒸氣流路部50及液體流路部60。第2片材20相對於毛細結構片材30位於與第1片材10相反之側。毛細結構片材30係中間片材之一例，介置於第1片材10與第2片材20之間。本實施方式之蒸氣腔1依序重疊有第1片材10、毛細結構片材30及第2片材20。於本實施方式中，示出了毛細結構片材30包含1片片材之例子，但毛細結構片材30亦可包含2片以上之片材，毛細結構片材30之片材片數為任意的。
圖2所示之蒸氣腔1形成為大致薄平板狀。蒸氣腔1之平面形狀為任意的，但亦可為如圖2所示之矩形形狀。蒸氣腔1之平面形狀例如可為一條邊為1 cm且另一條邊為3 cm之長方形，亦可為一條邊為15 cm之正方形。蒸氣腔1之平面尺寸為任意的。於本實施方式中，對蒸氣腔1之平面形狀為將下述之X方向作為長邊方向之矩形形狀之例子進行說明。於此情形時，如圖4～圖7所示，第1片材10、第2片材20及毛細結構片材30亦可具有與蒸氣腔1相同之平面形狀。蒸氣腔1之平面形狀並不限於矩形形狀，亦可為圓形形狀、橢圓形形狀、L字形狀或T字形狀等任意之形狀。
如圖2所示，蒸氣腔1具有供作動液2b蒸發之蒸發區域SR及供作動蒸氣2a冷凝之冷凝區域CR。作動蒸氣2a係氣體狀態之作動流體，作動液2b係液體狀態之作動流體。
蒸發區域SR係俯視下與電子裝置D重疊之區域，且為與電子裝置D接觸之區域。蒸發區域SR之位置為任意的。於本實施方式中，在蒸氣腔1之距X方向上之一端部(圖2中之左端部)相對較近之位置形成有蒸發區域SR。來自電子裝置D之熱傳遞至蒸發區域SR，藉由該熱使作動液2b蒸發，而產生作動蒸氣2a。來自電子裝置D之熱不僅傳遞至俯視下與電子裝置D重疊之區域，亦可傳遞至與電子裝置D重疊之區域之周邊。因此，蒸發區域SR亦可包含俯視下與電子裝置D重疊之區域及其周邊之區域。
冷凝區域CR係俯視下不與電子裝置D重疊之區域，且為主要供作動蒸氣2a釋出熱而冷凝之區域。冷凝區域CR亦可為蒸發區域SR周圍之區域。來自作動蒸氣2a之熱於冷凝區域CR內釋出。作動蒸氣2a冷卻而冷凝，產生作動液2b。
此處，所謂俯視，係指自與蒸氣腔1從電子裝置D接收熱之面及釋出所接收之熱之面正交之方向觀察時之狀態。所謂接收熱之面，相當於第1片材10之下述第1片材外表面10a。所謂釋出熱之面，相當於第2片材20之下述第2片材外表面20b。如圖2所示，對蒸氣腔1自上方觀察時之狀態、或自下方觀察時之狀態相當於俯視。
如圖3所示，第1片材10包含位於與毛細結構片材30相反之側之第1片材外表面10a及與毛細結構片材30對向之第1片材內表面10b。亦可使上述電子裝置D與第1片材外表面10a相接。毛細結構片材30之下述第1中間片材面30a與第1片材內表面10b相接。
第1片材10劃定下述蒸氣流路部50。第1片材內表面10b包含露出於蒸氣流路部50之第1露出面10c。更具體而言，第1露出面10c露出於下述第1蒸氣通路51或第2蒸氣通路52，覆蓋蒸氣通路51、52。毛細結構片材30之第1中間片材面30a不與第1露出面10c相接，第1露出面10c係與作動流體2a、2b相接之部分。
如圖3及圖4所示，第1片材10包含蒸氣腔用金屬板(以下，簡記為金屬板40)。第1片材10亦可由包含金屬板40之單一層形成，亦可不於金屬板40之表面形成其他材料之層。於此情形時，金屬板40之一表面構成第1片材外表面10a，另一表面構成第1片材內表面10b。關於金屬板40之細節，將於下文中進行敍述。第1片材10亦可實質上形成為平坦狀。第1片材10亦可實質上具有固定之厚度。
如圖3所示，第2片材20包含與毛細結構片材30對向之第2片材內表面20a、及位於與毛細結構片材30相反之側之第2片材外表面20b。亦可使殼體構件Ha與第2片材外表面20b相接。殼體構件Ha係構成殼體H之構件。毛細結構片材30之下述第2中間片材面30b與第2片材內表面20a相接。
第2片材20從與第1片材10相反之側劃定下述蒸氣流路部50。第2片材內表面20a包含露出於蒸氣流路部50之露出面20c。更具體而言，第2露出面20c露出於第1蒸氣通路51或第2蒸氣通路52，而覆蓋蒸氣通路51、52。毛細結構片材30之第2中間片材面30b不與第2露出面20c相接，第2露出面20c係與作動流體2a、2b相接之部分。
如圖3及圖5所示，第2片材20包含與構成第1片材10之金屬板40相同之金屬板40。第2片材20亦可為由包含金屬板40之單一層形成，亦可不於金屬板40之表面形成其他材料之層。於此情形時，金屬板40之一面構成第2片材內表面20a，另一面構成第2片材外表面20b。第2片材20亦可實質上形成為平坦狀。第2片材20亦可實質上具有固定之厚度。
如圖3所示，毛細結構片材30具有第1中間片材面30a、及位於與第1中間片材面30a相反之側之第2中間片材面30b。第1片材10之第1片材內表面10b與第1中間片材面30a相接。第2片材20之第2片材內表面20a與第2中間片材面30b相接。第1片材10之第1片材內表面10b與毛細結構片材30之第1中間片材面30a亦可擴散接合。第1片材內表面10b與第1中間片材面30a亦可相互永久接合。同樣地，第2片材20之第2片材內表面20a與毛細結構片材30之第2中間片材面30b亦可擴散接合。第2片材內表面20a與第2中間片材面30b亦可相互永久接合。「永久接合」之用語並不侷限於嚴格之含義，而是用作意指以於蒸氣腔1動作時能夠維持密封空間3之密封性之程度接合之用語。
毛細結構片材30劃定下述蒸氣流路部50。更具體而言，如圖3、圖6及圖7所示，毛細結構片材30包含框體部32與複數個岸台部33。框體部32劃定蒸氣流路部50，且於俯視下沿著X方向及Y方向形成為矩形框形狀。岸台部33位於蒸氣流路部50內，且於俯視下位於框體部32之內側。框體部32及岸台部33係於下述蝕刻步驟中未被蝕刻，而使毛細結構片材30之材料殘留之部分。於框體部32與相鄰之岸台部33之間形成有供作動蒸氣2a流通之下述第1蒸氣通路51。於相互鄰接之岸台部33之間形成有供作動蒸氣2a流通之下述第2蒸氣通路52。
岸台部33亦可於俯視下以X方向為長邊方向延伸成細長狀。岸台部33之平面形狀亦可為細長之矩形形狀。各岸台部33亦可相互平行地定位。X方向為第1方向之一例，相當於圖6及圖7中之左右方向。Y方向為第2方向之一例，相當於俯視下與X方向正交之方向。Y方向相當於圖6及圖7中之上下方向。將與X方向及Y方向之各者正交之方向設為Z方向。Z方向相當於圖3中之上下方向，且相當於厚度方向。
如圖8所示，岸台部33之寬度w1例如亦可為100 μm～1500 μm。此處，岸台部33之寬度w1係Y方向上之岸台部33之尺寸。寬度w1為Y方向之尺寸，且為第1中間片材面30a及第2中間片材面30b上之岸台部33之尺寸。圖8中示出了第1中間片材面30a上之岸台部33之寬度與第2中間片材面30b上之岸台部33之寬度相等之例子。然而，第1中間片材面30a上之岸台部33之寬度與第2中間片材面30b上之岸台部33之寬度亦可不同。
框體部32及各岸台部33擴散接合到第1片材10，並且擴散接合到第2片材20。藉此，提高蒸氣腔1之機械強度。毛細結構片材30之第1中間片材面30a及第2中間片材面30b亦可跨及框體部32及各岸台部33地形成為平坦狀。
如圖3所示，蒸氣流路部50亦可設置於毛細結構片材30之第1中間片材面30a。蒸氣流路部50係封入有作動流體2a、2b之空間部之一例。蒸氣流路部50亦可為主要供作動蒸氣2a流通之流路。作動液2b亦可於蒸氣流路部50中流通。於本實施方式中，蒸氣流路部50亦可從第1中間片材面30a延伸至第2中間片材面30b，亦可貫通毛細結構片材30。蒸氣流路部50亦可於第1中間片材面30a被第1片材10覆蓋，亦可於第2中間片材面30b被第2片材20覆蓋。第2片材20從與第1片材10相反之側覆蓋蒸氣流路部50。
如圖6及圖7所示，本實施方式之蒸氣流路部50亦可包含第1蒸氣通路51與複數個第2蒸氣通路52。第1蒸氣通路51形成於框體部32與岸台部33之間。第1蒸氣通路51係空間周緣部之一例。第1蒸氣通路51於框體部32之內側且於岸台部33之外側形成為連續狀。第1蒸氣通路51之平面形狀亦可沿著X方向及Y方向形成矩形框形狀。第2蒸氣通路52形成於相互鄰接之岸台部33之間。第2蒸氣通路52之平面形狀亦可為細長之矩形形狀。藉由複數個岸台部33，將蒸氣流路部50劃分為第1蒸氣通路51與複數個第2蒸氣通路52。
如圖3所示，第1蒸氣通路51及第2蒸氣通路52包含設置於第1中間片材面30a之第1蒸氣流路凹部53與設置於第2中間片材面30b之第2蒸氣流路凹部54。第1蒸氣流路凹部53與第2蒸氣流路凹部54連通。
第1蒸氣流路凹部53亦可藉由在下述蝕刻步驟中對毛細結構片材30之第1中間片材面30a進行蝕刻而形成。第1蒸氣流路凹部53呈凹狀形成於第1中間片材面30a。如圖8所示，第1蒸氣流路凹部53之寬度w2例如亦可為100 μm～5000 μm。寬度w2為Y方向之尺寸，且為第1中間片材面30a上之第1蒸氣流路凹部53之尺寸。
第2蒸氣流路凹部54亦可藉由在下述蝕刻步驟中對毛細結構片材30之第2中間片材面30b進行蝕刻而形成。第2蒸氣流路凹部54呈凹狀形成於第2中間片材面30b。如圖8所示，第2蒸氣流路凹部54之寬度w3與上述第1蒸氣流路凹部53之寬度w2同樣地，例如亦可為100 μm～5000 μm。寬度w3為Y方向之尺寸，且為第2中間片材面30b上之第2蒸氣流路凹部54之尺寸。
如圖8所示，於本實施方式中，第1蒸氣通路51之剖面形狀及第2蒸氣通路52之剖面形狀以包含貫通部34之方式形成。貫通部34係由以蒸氣流路凹部53、54之壁面向內側突出之方式形成之稜線劃定。然而，並不限定於此。例如，第1蒸氣通路51之剖面形狀及第2蒸氣通路52之剖面形狀亦可為梯形形狀或平行四邊形形狀，或者亦可為桶形形狀。
包含以此方式構成之第1蒸氣通路51及第2蒸氣通路52之蒸氣流路部50構成上述密封空間3之一部分。各蒸氣通路51、52以供作動蒸氣2a流通之方式具有相對較大之流路截面面積。
此處，圖8中，為了使圖式清晰，將第1蒸氣通路51及第2蒸氣通路52放大來表示。蒸氣通路51、52等之個數或位置與圖3、圖6及圖7不同。
雖未圖示，但亦可於各蒸氣通路51、52內設置有複數個將岸台部33支持於框體部32之支持部。又，亦可設置有對相互鄰接之岸台部33彼此予以支持之支持部。該等支持部亦可形成為不妨礙於蒸氣流路部50中擴散之作動蒸氣2a之流動。
如圖2所示，蒸氣腔1亦可具備將作動液2b注入至密封空間3中之注入部4。注入部4包含與第1蒸氣通路51連通之注入流路36。注入部4之位置為任意的。如圖6及圖7所示，注入流路36亦可呈凹狀形成於第2中間片材面30b。或者，注入流路36亦可呈凹狀形成於第1中間片材面30a。再者，根據下述液體流路部60之構成，注入流路36亦可與液體流路部60連通。
如圖3及圖8所示，液體流路部60亦可形成於第1片材10與毛細結構片材30之間。於本實施方式中，液體流路部60形成於岸台部33之第1中間片材面30a。液體流路部60亦可為主要供作動液2b流通之流路。上述作動蒸氣2a亦可於液體流路部60中流通。液體流路部60構成上述密封空間3之一部分，與蒸氣流路部50連通。液體流路部60構成為用以將作動液2b輸送至蒸發區域SR之毛細管構造。液體流路部60有時亦稱為毛細結構。液體流路部60亦可遍及各岸台部33之全部第1中間片材面30a而形成。雖於圖6等中未圖示，但於框體部32之第1中間片材面30a中之內側部分亦可形成有液體流路部60。雖未圖示，但亦可於岸台部33之第2中間片材面30b形成有液體流路部，亦可於框體部32之第2中間片材面30b形成有液體流路部60。
如圖9所示，液體流路部60係包含複數個溝槽之溝槽集合體之一例。更具體而言，液體流路部60包含複數個主流溝槽61與複數個連接溝槽65。主流溝槽61及連接溝槽65係供作動液2b流通之溝槽。連接溝槽65與主流溝槽61連通。
如圖9所示，各主流溝槽61沿X方向延伸。主流溝槽61主要具有較小之流路截面面積以使作動液2b藉由毛細管作用而流動。主流溝槽61之流路截面面積小於蒸氣通路51、52之流路截面面積。主流溝槽61構成為將由作動蒸氣2a冷凝而成之作動液2b輸送至蒸發區域SR。
主流溝槽61係藉由在下述蝕刻步驟中對毛細結構片材30之第1中間片材面30a進行蝕刻而形成。如圖8所示，主流溝槽61之寬度w4亦可小於第1蒸氣流路凹部53之寬度w2。主流溝槽61之寬度w4例如亦可為5 μm～400 μm。寬度w4意指第1中間片材面30a中之主流溝槽61之尺寸。寬度w4相當於主流溝槽61之Y方向尺寸。主流溝槽61之深度h1例如亦可為3 μm～300 μm。深度h1相當於主流溝槽61之Z方向尺寸。
如圖9所示，各連接溝槽65沿與X方向不同之方向延伸。於本實施方式中，各連接溝槽65沿Y方向延伸，且與主流溝槽61垂直地形成。若干個連接溝槽65將相互鄰接之主流溝槽61彼此連通。其他連接溝槽65將第1蒸氣通路51或第2蒸氣通路52與主流溝槽61連通。
連接溝槽65主要具有較小之流路截面面積以使作動液2b藉由毛細管作用而流動。連接溝槽65之流路截面面積小於蒸氣通路51、52之流路截面面積。
連接溝槽65與主流溝槽61同樣地，藉由在下述蝕刻步驟中對毛細結構片材30之第1中間片材面30a進行蝕刻而形成。連接溝槽65之寬度w5亦可小於第1蒸氣流路凹部53之寬度w2。如圖9所示，連接溝槽65之寬度w5可與主流溝槽61之寬度w4相同，或者亦可不同。寬度w5意指第1中間片材面30a中之連接溝槽65之尺寸。寬度w5相當於連接溝槽65之X方向尺寸。連接溝槽65之深度可與主流溝槽61之深度h1相同，或者亦可不同。
液體流路部60包含設置於毛細結構片材30之第1中間片材面30a之複數個凸部64。凸部64係由相互鄰接之主流溝槽61及相互鄰接之連接溝槽65劃定。凸部64於俯視下以X方向成為長邊方向之方式形成為矩形形狀。凸部64係於下述蝕刻步驟中未被蝕刻而使毛細結構片材30之材料殘留之部分。凸部64亦可配置成錯位狀。更具體而言，於Y方向上相互鄰接之凸部64亦可於X方向上相互偏移。其偏移量亦可為X方向上之凸部64之排列間距之一半。
關於構成第1片材10、第2片材20及毛細結構片材30之材料，只要為以能夠確保作為蒸氣腔1之散熱性能之程度使熱導率良好之材料即可，並無特別限制。例如，各片材10、20、30亦可包含金屬材料。
第1片材10及第2片材20係包含金屬板40。金屬板40用於製造劃定封入有作動流體2a、2b之蒸氣腔1之蒸氣流路部50的第1片材10及第2片材20。
金屬板40亦可包含作為不鏽鋼之一種之SUS316L或SUS316LTA。金屬板40亦可形成為包含SUS316L或SUS316LTA之單一層。SUS316L及SUS316LTA分別包含碳(C)、矽(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、及鉬(Mo)。將各元素之成分之含量示於表1中。表1係按照JIS G 4304-2012及JIS G 4305-2012。 [表1]
元素 重量%
C 0.030以下
Si 1.00以下
Mn 2.00以下
P 0.045以下
S 0.030以下
Ni 12.00～15.00
Cr 16.00～18.00
Mo 2.00～3.00
SUS316LTA係藉由將包含SUS316L之板材一面施加拉力，一面進行退火處理而獲得。TA意指張力退火。上述記為SUS316L之材料係與SUS316LTA不同，未經張力退火之材料。
金屬板40之表面中之鐵元素之比率亦可為8.5 atomic%以下。於包含SUS316L之金屬板40之表面及包含SUS316LTA之金屬板40之表面，分別形成有氧化皮膜。氧化皮膜亦稱為鈍態覆膜。氧化皮膜係藉由使作為SUS316L及SUS316LTA之構成元素之鉻發生氧化而形成之膜。認為於未緻密地形成氧化皮膜之情形時，氧化鐵會從氧化皮膜之微小之孔露出。以此方式露出之氧化鐵所包含之鐵元素之比率相當於金屬板40之表面中之鐵元素之比率。藉由使鐵元素之比率為8.5 atomic%以下，能夠提高金屬板40之表面之耐蝕性。鐵元素之比率亦可為8.0 atomic%以下，亦可為7.5 atomic%以下。
另一方面，金屬板40之表面中之鐵元素之比率亦可為1.0 atomic%以上。藉此，高效率地形成因離子化傾向所導致之鉻之鈍態覆膜，因此能夠提高表面之耐蝕性。鐵元素之比率可為1.5 atomic%以上，亦可為2.0 atomic%以上。
同樣地，包含金屬板40之第1片材10之表面中之鐵元素之比率可為8.5 atomic%以下，亦可為8.0 atomic%以下，還可為7.5 atomic%以下。該鐵元素之比率可為1.0 atomic%以上，亦可為1.5 atomic%以上，還可為2.0 atomic%以上。於第1片材10為單體之狀態下，不論是第1片材10之第1片材外表面10a及第1片材內表面10b之哪一者，均為鐵元素之比率可為8.5 atomic%以下，亦可為8.0 atomic%以下，還可為7.5 atomic%以下。該鐵元素之比率可為1.0 atomic%以上，亦可為1.5 atomic%以上，還可為2.0 atomic%以上。於蒸氣腔1之完成狀態下，上述第1片材10之第1露出面10c中之鐵元素之比率可為8.5 atomic%以下，亦可為8.0 atomic%以下，還可為7.5 atomic%以下。該鐵元素之比率可為1.0 atomic%以上，亦可為1.5 atomic%以上，還可為2.0 atomic%以上。
同樣地，第2片材20之表面中之鐵元素之比率可為8.5 atomic%以下，亦可為8.0 atomic%以下，還可為7.5 atomic%以下。該鐵元素之比率可為1.0 atomic%以上，亦可為1.5 atomic%以上，還可為2.0 atomic%以上。於第2片材20為單體之狀態下，於第2片材20之第2片材內表面20a及第2片材外表面20b之任一者中，鐵元素之比率可為8.5 atomic%以下，亦可為8.0 atomic%以下，還可為7.5 atomic%以下。該鐵元素之比率可為1.0 atomic%以上，亦可為1.5 atomic%以上，還可為2.0 atomic%以上。於蒸氣腔1之完成狀態下，上述第2片材20之第2露出面20c中之鐵元素之比率可為8.5 atomic%以下，亦可為8.0 atomic%以下，還可為7.5 atomic%以下。該鐵元素之比率可為1.0 atomic%以上，亦可為1.5 atomic%以上，還可為2.0 atomic%以上。
如上所述，本實施方式之第1片材10可由包含金屬板40之單一層形成，亦可不於金屬板40之表面形成其他材料之層。另一方面，當於金屬板40之表面形成有由其他金屬材料形成之層時，能夠降低金屬板40之表面中之鐵元素之檢測比率，但於下述接合步驟等中，其他金屬材料可能擴散至金屬板40之內部。因此，第1片材10之第1露出面10c中之鐵元素之檢測比率變大，蒸氣腔1之性能可能下降。相對於此，於本實施方式中，第1片材10包含金屬板40，於金屬板40之表面未形成其他材料之層，因此能夠縮小第1露出面10c中之鐵元素之檢測比率，能夠提高蒸氣腔1之性能。又，當於金屬板40之表面形成有由熱膨脹係數與金屬板40不同之其他金屬材料形成之層時，認為存在若干問題。例如，認為存在第1片材10可能形成翹曲之問題、或第1片材10可能產生裂紋之問題。例如，認為存在由金屬板40向第1片材10之製造效率可能下降之問題、或第1片材10之製造成本可能增加之問題。然而，於如本實施方式般第1片材10由包含金屬板40之單一層形成之情形時，能夠避免該等問題。關於第2片材20，亦同樣如此，因此省略詳細之說明。
鐵元素之比率係藉由利用X射線光電子光譜法測定第1露出面10c及第2露出面20c等表面所獲得之比率。X射線光電子光譜法亦稱為XPS法。XPS法係測定藉由對試樣照射X射線而從試樣釋出之光電子之能量分佈，從而獲得從試樣之表面起數nm之範圍內之區域內之構成元素之種類或存在量的方法。各構成元素之存在量係與藉由將利用XPS法所測得之光譜中與各構成元素對應之峰面積進行積分而算出之峰面積值成正比。更具體而言，首先，算出與各構成元素對應之峰面積值。其次，算出各構成元素之峰面積值之合計值。其後，藉由使目標構成元素之峰面積值除以合計值，能夠算出目標構成元素之atomic%。構成元素之存在量與峰面積值之關係存在根據對X射線之感度等而因構成元素而異之情形。於此情形時，將用以修正感度之差之相對感度係數乘以各構成元素之峰面積值而算出修正峰面積值，其後，算出上述合計值或atomic%。
於測定蒸氣腔1之上述第1露出面10c及第2露出面20c中之鐵元素之比率之情形時，切斷蒸氣腔1，取出包含第1露出面10c之第1片材10之一部分作為片材片。同樣地，取出包含第2露出面20c之第2片材20之一部分作為片材片。於所取出之片材片之露出面10c、20c中之任意位置，利用上述XPS法測定鐵元素之比率。於測定構成第1片材10及第2片材20之金屬板40之表面中之鐵元素之比率之情形時，在金屬板40之表面之任意位置利用XPS法測定鐵元素之比率。
毛細結構片材30亦可包含銅或銅合金。銅及銅合金具有良好之熱導率、及使用純水作為作動流體時之耐腐蝕性。例如，毛細結構片材30亦可包含無氧銅(C1020)。無氧銅包含99.96重量%以上之銅元素。作為其他例子，可例舉：純銅、含錫之銅合金、含鈦之銅合金(C1990等)等。作為含錫之銅合金之例子，可例舉磷青銅(C5210等)。作為毛細結構片材30之材料之其他例子，可例舉卡遜系銅合金(C7025等)等。卡遜系銅合金係包含鎳、矽及鎂之銅合金。
圖3所示之蒸氣腔1之厚度t1例如亦可為100 μm～500 μm。藉由將厚度t1設為100 μm以上，能夠適宜地確保蒸氣流路部50。因此，蒸氣腔1能夠適宜地發揮功能。另一方面，藉由將厚度t1設為500 μm以下，能夠抑制厚度t1變厚。因此，能夠使蒸氣腔1變薄。
第1片材10之厚度及第2片材20之厚度亦可較毛細結構片材30之厚度薄。於本實施方式中，示出了第1片材10之厚度與第2片材20之厚度相等之例子。然而，並不限定於此，第1片材10之厚度與第2片材20之厚度亦可不同。
第1片材10之厚度t2例如亦可為5 μm～100 μm。藉由將厚度t2設為5 μm以上，能夠確保第1片材10之機械強度及蒸氣腔1之長期可靠性。另一方面，藉由將厚度t2設為100 μm以下，能夠抑制蒸氣腔1之厚度t1變厚。厚度t2亦可為5 μm～30 μm。藉由將厚度t2設為30 μm以下，能夠使蒸氣腔1之厚度t1更薄。又，於因安裝空間狹窄等理由而使蒸氣腔1彎曲之情形時，能夠維持蒸氣腔1整體之機械強度及性能，並且容易地彎曲加工。第2片材20之厚度t3亦可與第1片材10之厚度t2同樣地設定。
毛細結構片材30之厚度t4例如亦可為50 μm～400 μm。藉由將厚度t4設為50 μm以上，能夠適宜地確保蒸氣流路部50。因此，蒸氣腔1能夠適宜地發揮功能。另一方面，藉由將厚度t4設為400 μm以下，能夠抑制蒸氣腔1之厚度t1變厚。因此，能夠使蒸氣腔1變薄。毛細結構片材30之厚度t4亦可為第1中間片材面30a與第2中間片材面30b之距離。
其次，對包含此種構成之本實施方式之蒸氣腔1之製造方法進行說明。
首先，作為準備步驟，準備第1片材10、第2片材20及毛細結構片材30。
使用上述金屬板40作為第1片材10。例如，如圖10所示，準備將長條之金屬板40捲繞成圓筒狀而成之蒸氣腔用金屬條(以下，簡記為金屬條41)。金屬條41亦稱為金屬線圈。自金屬條41拉出金屬板40，利用切斷部70切斷成所需之大小。以此方式由金屬板40獲得第1片材10。或者，亦可將預先形成為單片狀之金屬板40切斷成所需之大小，用作第1片材10。亦可將預先形成為單片狀之金屬板40藉由蝕刻形成為所需之大小，用作第1片材10。第2片材20能夠與第1片材10同樣地準備。
金屬板40之表面中之鐵元素之比率亦可為8.5 atomic%以下。例如，亦可測定金屬板40之表面中之鐵元素之比率，選擇所測得之比率為8.5 atomic%以下之金屬板40，用作第1片材10及第2片材20。
準備步驟亦可包含毛細結構片材30之蝕刻步驟。更具體而言，亦可使用無氧銅等銅板作為毛細結構片材30。亦可藉由蝕刻將銅板形成為所需之形狀及大小。藉此，能夠獲得本實施方式之毛細結構片材30。於蝕刻步驟中，亦可使用利用光微影技術所得之圖案狀之抗蝕劑膜(未圖示)對銅板進行蝕刻。
繼而，作為接合步驟，將第1片材10、毛細結構片材30及第2片材20永久接合。各片材10、20、30亦可藉由擴散接合而接合。
其次，作為注入步驟，將密封空間3抽真空，並且從注入部4(參照圖2)將作動液2b注入至密封空間3。
於注入步驟之後，作為密封步驟，將上述注入流路36密封。藉此，將密封空間3與外部之連通阻斷，而將密封空間3密封。獲得封入有作動液2b之密封空間3。
如上所述，獲得本實施方式之蒸氣腔1。
其次，對蒸氣腔1之動作方法、即電子裝置D之冷卻方法進行說明。
如上所述般獲得之蒸氣腔1設置於行動終端等之殼體H內。當電子裝置D發熱時，存在於蒸發區域SR之作動液2b從電子裝置D接收熱。所接收之熱作為潛熱被吸收，而使作動液2b蒸發，產生作動蒸氣2a。所產生之作動蒸氣2a於構成密封空間3之第1蒸氣通路51及第2蒸氣通路52內擴散(參照圖6之實線箭頭)。
然後，各蒸氣通路51、52內之作動蒸氣2a從蒸發區域SR離開，擴散至溫度相對較低之冷凝區域CR。於冷凝區域CR內，作動蒸氣2a主要向第2片材20散熱而冷卻。第2片材20從作動蒸氣2a接收之熱經由殼體構件Ha(參照圖3)傳遞至外部大氣。
作動蒸氣2a於冷凝區域CR內散熱至第2片材20，藉此失去於蒸發區域SR內吸收之潛熱。藉此，作動蒸氣2a冷凝，產生作動液2b。於蒸發區域SR內，作動液2b繼續蒸發。因此，液體流路部60中之冷凝區域CR內之作動液2b藉由各主流溝槽61之毛細管作用而朝向蒸發區域SR輸送(參照圖6之虛線箭頭)。藉此，作動液2b通過液體流路部60之連接溝槽65進入至主流溝槽61。以此方式，將作動液2b填充至各主流溝槽61及各連接溝槽65。所填充之作動液2b藉由各主流溝槽61之毛細管作用而獲得朝向蒸發區域SR之推進力，從而朝向蒸發區域SR順利地輸送。
於液體流路部60中，各主流溝槽61經由對應之連接溝槽65與相鄰之其他主流溝槽61連通。藉此，作動液2b於相互鄰接之主流溝槽61彼此之間往返，從而抑制於主流溝槽61內發生蒸乾(dry out)。因此，對各主流溝槽61內之作動液2b賦予毛細管作用，而將作動液2b朝向蒸發區域SR順利地輸送。
達到蒸發區域SR之作動液2b從電子裝置D再次接收熱而蒸發。從作動液2b蒸發之作動蒸氣2a通過蒸發區域SR內之連接溝槽65移動至流路截面面積較大之第1蒸氣流路凹部53及第2蒸氣流路凹部54。然後，作動蒸氣2a於各蒸氣流路凹部53、54內擴散。以此方式，作動流體2a、2b一面反覆進行相變、即蒸發與冷凝，一面於密封空間3內回流。藉此，電子裝置D之熱擴散而釋出。其結果，電子裝置D被冷卻。
如此，根據本實施方式，用於製造劃定蒸氣腔1之蒸氣流路部50之第1片材10及第2片材20的金屬板40包含SUS316L或SUS316LTA。藉此，能夠提高第1片材10及第2片材20之機械強度。因此，能夠確保蒸氣腔1之機械強度。亦能夠使第1片材10之厚度及第2片材20之厚度變薄，亦能夠實現蒸氣腔1之薄型化。
又，根據本實施方式，金屬板40之表面中之鐵元素之比率為8.5 atomic%以下。藉此，能夠抑制鐵元素自形成於金屬板40之表面之氧化皮膜之露出量，從而能夠提高金屬板40之表面之耐蝕性。因此，即便於使用該金屬板40製作之第1片材10及第2片材20與封入於蒸氣腔1中之作為作動流體2a、2b之水相接之情形時，亦能夠抑制片材10、20腐蝕。於此情形時，能夠抑制因腐蝕而產生之氣體滯留於蒸氣流路部50內，能夠抑制作動蒸氣2a之擴散範圍受到限制。其結果，能夠確保蒸氣腔1之機械強度並且能夠抑制熱傳輸性能下降。
又，根據本實施方式，毛細結構片材30包含無氧銅。藉此，能夠提高毛細結構片材30之熱導率，從而能夠提高蒸氣腔1之散熱性能。於毛細結構片材30之蝕刻步驟中，能夠提高液體流路部60等之微細加工之加工性。能夠對毛細結構片材30賦予柔軟性，於使蒸氣腔1彎曲之情形時，能夠提高彎曲性。
又，根據本實施方式，第1片材10包含金屬板40，該金屬板40包含SUS316L或SUS316LTA。藉此，能夠提高第1片材10之機械強度。因此，能夠確保蒸氣腔1之機械強度。能夠使第1片材10之厚度變薄，亦能夠實現蒸氣腔1之薄型化。能夠提高第1片材10之機械強度，因此能夠抑制第1片材10進入至液體流路部60之主流溝槽61及連接溝槽65。因此，能夠降低主流溝槽61之流路阻力及連接溝槽65之流路阻力。又，第1片材10包含露出於蒸氣流路部50之第1露出面10c，第1片材10之第1露出面10c中之鐵元素之比率為8.5 atomic%以下。藉此，能夠抑制來自形成於第1露出面10c之氧化皮膜之鐵元素之露出量，能夠提高第1露出面10c之耐蝕性。因此，即便於第1露出面10c與封入於蒸氣腔1中之作為作動流體2a、2b之水相接之情形時，亦能夠抑制第1露出面10c腐蝕。於此情形時，能夠抑制因腐蝕而產生之氣體滯留於蒸氣流路部50內，能夠抑制作動蒸氣2a之擴散範圍受到限制。其結果，能夠確保蒸氣腔1之機械強度並且能夠抑制熱傳輸性能下降。
又，根據本實施方式，藉由第1片材10包含金屬板40，該金屬板40包含SUS316L或SUS316LTA，能夠提高第1片材外表面10a之耐蝕性。藉此，能夠抑制因第1片材10變脆而導致機械強度下降，從而能夠提高長期可靠性。亦能夠使第1片材10具有電磁波屏蔽效果。電磁波屏蔽效果不僅能夠將IC(Integrated Circuit，積體電路)等電子裝置D之熱源有效率地冷卻，而且能夠減輕電磁波對IC等電子裝置之影響，能夠抑制IC等電子裝置D之性能下降。SUS316L之密度及SUS316LTA之密度分別小於銅或銅合金之密度，因此能夠實現第1片材10之輕量化。藉此，即便於使第1片材10之厚度變厚之情形時、或者使蒸氣腔1之平面尺寸變大之情形時，亦能夠抑制質量增大，能夠實現蒸氣腔1之輕量化。
又，根據本實施方式，第2片材20包含上述金屬板40。藉此，能夠確保蒸氣腔1之機械強度。亦能夠實現蒸氣腔1之薄型化。又，能夠抑制鐵元素自形成於第2片材20之第2露出面20c之氧化皮膜之露出量，能夠提高第2露出面20c之耐蝕性。因此，即便於第2露出面20c與封入於蒸氣腔1中之作為作動流體2a、2b之水相接之情形時，亦能夠抑制第2露出面20c腐蝕。其結果，能夠確保蒸氣腔1之機械強度並且能夠抑制熱傳輸性能下降。
又，根據本實施方式，藉由第2片材20包含上述金屬板40，能夠提高第2片材外表面20b之耐蝕性。藉此，能夠抑制因第2片材20變脆所導致之機械強度下降，從而能夠提高長期可靠性。亦能夠使第2片材20具有電磁波屏蔽效果。亦能夠實現第2片材20之輕量化。藉此，即便於使第2片材20之厚度變厚之情形時、或者使蒸氣腔1之平面尺寸變大之情形時，亦能夠抑制質量增大，能夠實現蒸氣腔1之輕量化。
再者，於上文所述之本實施方式中，對第1片材10包含金屬板40並且第2片材20包含金屬板40之例子進行了說明。然而，本實施方式並不限定於此。例如，亦可使第1片材10及第2片材20之一者包含金屬板40，且使另一者包含其他金屬材料。毛細結構片材30亦可包含金屬板40。例如，亦可使與電子裝置D相接之片材包含銅或銅合金，不與電子裝置D相接之片材包含金屬板40。於圖3所示之例子中，亦可使與電子裝置D相接之第1片材10包含銅或銅合金，不與電子裝置D相接之第2片材20包含金屬板40。於此情形時，能夠提高第1片材10之熱導率，從而能夠提高作動液2b之蒸發效率。因此，能夠提高蒸氣腔1之散熱性能，並且能夠利用第2片材20之金屬板40提高蒸氣腔1之機械強度。
又，於上文所述之本實施方式中，對電子裝置D與第1片材10之第1片材外表面10a相接，且殼體構件Ha與第2片材20之第2片材外表面20b相接之例子進行了說明。然而，本實施方式並不限於此。例如，亦可使殼體構件Ha與第1片材外表面10a相接，且電子裝置D與第2片材外表面20b相接。於此情形時，亦可使第1片材10及第2片材20兩者包含金屬板40，亦可使第1片材10包含金屬板40並且第2片材20包含銅或銅合金。
又，於上文所述之本實施方式中，對蒸氣腔1具備第1片材10、第2片材20及毛細結構片材30之例子進行了說明。然而，並不限於此。例如，如圖11所示，亦可使蒸氣腔1具備第1片材10及第2片材20，而不具備毛細結構片材30。由第1片材10及第2片材20劃定蒸氣流路部50。於第1片材10與第2片材20之間形成有構成密封空間3之蒸氣流路部50及液體流路部60。於第1片材10與第2片材20之間未介置毛細結構片材30，第1片材10與第2片材20直接擴散接合。
於圖11所示之例子中，第1片材10包含第1框體部12與複數個第1岸台部13。於第1框體部12與相鄰之第1岸台部13之間形成有第1蒸氣通路51，於相互鄰接之第1岸台部13之間形成有第2蒸氣通路52。第2片材20包含第2框體部22與複數個第2岸台部23。於第2框體部22與相鄰之第2岸台部23之間形成有第1蒸氣通路51，於相互鄰接之第2岸台部23之間形成有第2蒸氣通路52。
第1框體部12及第2框體部22相對於圖3等所示之毛細結構片材30之框體部32，且相互擴散接合。第1岸台部13及第2岸台部23相當於圖3等所示之毛細結構片材30之岸台部33，且相互擴散接合。第1岸台部13及第2岸台部23亦可與岸台部33同樣地，以X方向作為長邊方向延伸成細長狀。
於圖11所示之例子中，第1蒸氣流路凹部53形成於第1片材10之第1片材內表面10b，第2蒸氣流路凹部54形成於第2片材20之第2片材內表面20a。液體流路部60形成於第1片材內表面10b。第1蒸氣流路凹部53及液體流路部60亦可藉由對第1片材10之第1片材內表面10b進行蝕刻而形成。第2蒸氣流路凹部54亦可藉由對第2片材20之第2片材內表面20a進行蝕刻而形成。液體流路部60亦可形成於第2片材內表面20a，而不形成於第1片材內表面10b。
第1片材10及第2片材20中之至少一者亦可包含上述金屬板40。於圖11所示之例子中，第1片材10及第2片材20兩者包含金屬板40。然而，亦可僅第1片材10包含金屬板40、或者僅第2片材20包含金屬板40。例如，亦可使與電子裝置D相接之片材包含銅或銅合金，不與電子裝置D相接之片材包含金屬板40。更具體而言，亦可使與電子裝置D相接之第1片材10包含銅或銅合金，不與電子裝置D相接之第2片材20包含金屬板40。於此情形時，能夠提高第1片材10之熱導率，能夠提高作動液2b之蒸發效率。因此，能夠提高蒸氣腔1之散熱性能，並且能夠利用第2片材20之金屬板40提高蒸氣腔1之機械強度。
於圖11所示之例子中，第1露出面10c構成為第1蒸氣流路凹部53之壁面。第1露出面10c露出於蒸氣流路部50，不與第2片材20相接，而與作動流體2a、2b相接。同樣地，第2露出面20c構成為第2蒸氣流路凹部54之壁面。第2露出面20c露出於蒸氣流路部50，不與第1片材10相接，而與作動流體2a、2b相接。
再者，於圖11所示之例子中，對在第1片材10與第2片材20之間形成有液體流路部60之例子進行了說明。然而，並不限定於此。例如，如圖12A所示，第1片材10與第2片材20之間亦可未形成液體流路部60。於此情形時，亦可於蒸氣流路部50內設置有毛細結構構件80。於圖12A所示之例子中，毛細結構構件80位於密封空間3中。毛細結構構件80係由金屬絲網或多孔質燒結體形成，發揮毛細管作用之構件。於毛細結構構件80由金屬絲網形成之情形時，亦可將銅線或不鏽鋼線以平織、斜紋編織、荷蘭平織(plain dutch weave)或荷蘭斜紋編織(twilled dutch weave)等形狀形成金屬絲網。毛細結構構件80構成為能夠藉由發揮毛細管作用，而對作動液2b賦予朝向蒸發區域SR之推進力。
如圖12A所示，亦可未形成第1岸台部13。毛細結構構件80亦可配置於密封空間3中之由第1片材10劃定之部分。毛細結構構件80亦可直接固定於第1片材10，但亦可收容於未圖示之殼體構件而固定於第1片材10。蒸氣流路部50亦可包含密封空間3中之由第2片材20劃定之部分。第2岸台部23亦可形成為柱狀，亦可抵接於毛細結構構件80。如圖12B所示，第2岸台部23亦可於俯視下形成為圓形，但第2岸台部23之平面形狀為任意的。
第1片材10及第2片材20中之至少一者亦可包含上述金屬板40。於圖12A所示之例子中，第1片材10及第2片材20兩者包含金屬板40。然而，亦可僅第1片材10包含金屬板40，或者亦可僅第2片材20包含金屬板40。例如，亦可使與電子裝置D相接之片材包含銅或銅合金，不與電子裝置D相接之片材包含金屬板40。更具體而言，亦可使與電子裝置D相接之第1片材10包含銅或銅合金，不與電子裝置D相接之第2片材20包含金屬板40。於此情形時，能夠提高第1片材10之熱導率，從而能夠提高作動液2b之蒸發效率。因此，能夠提高蒸氣腔1之散熱性能，並且能夠利用第2片材20之金屬板40提高蒸氣腔1之機械強度。
使用圖11、圖12A及圖12B，對由第1片材10及第2片材20構成之蒸氣腔1之例子進行了說明。然而，具有此種構成之蒸氣腔1之形態並不限於圖11、圖12A及圖12B所示之形態，而是任意的。
本發明並不限定於上述實施方式及各變化例，於實施階段內能夠在不脫離其主旨之範圍內使構成要素變化來實現。又，藉由上述實施方式及各變化例所揭示之複數個構成要素之適宜之組合，能夠形成各種發明。亦可從實施方式及各變化例所示之全部構成要素刪除若干個構成要素。 [實施例]
其次，使用圖13～圖15，以實施例更具體地說明使用圖1～圖10所說明之實施方式。上述實施方式只要不脫離其主旨即可，並不限定於以下實施例之記載。
如表2所示，準備7個作為樣品之金屬板40。各樣品之材質及厚度如表2所示。 [表2]
ΔT1 ΔT2 ΔT3 ΔT4
No. 材質 厚度 μm 鐵 atomic% P1－P4 ℃ P1－P4 ℃ P1－P3 ℃ P3－P4 ℃ 判定 結果
1 SUS316LTA 20 8.11 1.4 1.3 1.2 0.1 OK
2 SUS316LTA 38 8.92 1.9 16.1 0.8 15.3 NG
3 SUS316L 100 9.01 1.8 8.7 1.1 7.6 NG
4 SUS316LTA 20 6.63 0.5 0.9 0.4 0.5 OK
5 SUS316LTA 25 7.06 1.2 1.8 0.8 1.0 OK
6 SUS316L 20 7.44 2.6 1.3 1.0 0.3 OK
7 SUS316L 25 7.05 0.9 0.9 0.4 0.5 OK
針對各樣品，使用上文所述之XPS法測定表面中之鐵元素之比率。測定中使用ULVAC-PHI公司製造之Quantum2000。測定裝置之設定如下所述。 入射X射線：monochromated Al kα (單色化X射線，hv＝1486.6 eV) X射線輸出：15 kV·30 W 測定區域：200 μm X射線入射角(來自照射部之光電子之照射方向與表面所成之角度)：45度 光電子擷取角：90度
測定係於1片金屬板40之同一表面之任意2個部位進行，從表面起之測定深度為數nm。測定深度對應於X射線輸出。於各樣品之不同位置進行測定，針對各樣品求出2個測定值之平均值，而獲得表2之比率。
繼而，以各樣品之金屬板40製作第1片材10及第2片材20，並且擴散接合到毛細結構片材30。於毛細結構片材30上蝕刻包含無氧銅(C1020)之銅板，形成上文所述之形狀。於擴散接合後，將作為作動液之純水注入至密封空間3，密封注入流路36。以此方式，獲得相同形狀之7個作為樣品之蒸氣腔1。
其次，針對各樣品，進行初始狀態之動作性能確認試驗。
關於動作性能，如圖13及圖14所示，針對各樣品基於4個測定點P1～P4之溫度進行確認。測定點P1配置於蒸氣腔1之靠近X方向上之一端部之位置。測定點P1配置於蒸氣腔1之第2片材外表面20b。於與測定點P1相反之側之第1片材外表面10a安裝有熱源71。安裝有熱源71之區域對應於上文所述之蒸發區域SR。測定點P4配置於蒸氣腔1之靠近X方向上之另一端部之位置。於P1與P4之間配置有2個測定點P2、P3。如圖13所示，將蒸氣腔1之外形尺寸設為105 mm×17 mm，且均等地設定測定點P1～P4之間隔。於各測定點P1～P4安裝有熱電偶。
對熱源71供給電源而使其發熱。從熱源71供給至各樣品之熱量為3 W。藉由使熱源71發熱，如上所述，封入至蒸氣腔1中之作動流體2a、2b一面反覆進行蒸發與冷凝，一面於密封空間3內回流。藉此，從熱源71接收之熱發生擴散，不僅測定點P1之溫度上升，測定點P2～P4之溫度亦上升。
於使熱源71發熱且視為恆定狀態之狀態下，測定各測定點P1～P4之溫度。求出測定點P1之溫度與測定點P4之溫度之溫度差ΔT1。將其結果示於表2中。
其次，針對各樣品進行可靠性試驗。可靠性試驗係使樣品加速劣化而進行動作性能確認之試驗。為了使樣品加速劣化，將各樣品投入至烘箱中，於120℃之溫度環境下放置100小時。其後，從烘箱中取出樣品，放置至常溫。
與上述初始狀態之動作性能確認試驗同樣地，測定測定點P1～P4之溫度。求出測定點P1之溫度與測定點P4之溫度之溫度差ΔT2。將其結果示於表2中。表2中亦示出了測定點P1之溫度與測定點P3之溫度之溫度差ΔT3、及測定點P3之溫度與測定點P4之溫度之溫度差ΔT4。
基於是否能夠作為蒸氣腔1傳輸熱，進行動作性能之判定。將判定結果示於表2中。
如表2所示，關於樣品1，藉由初始狀態下之動作確認試驗所獲得之ΔT1及藉由可靠性試驗所獲得之ΔT2兩者相對較小。於此情形時，可謂之能夠良好地傳輸熱，因此可將樣品1之動作性能判定為「合格(OK)」。另一方面，關於樣品2，ΔT1相對較小，但ΔT2相對較大。於此情形時，可謂之於初始狀態下熱之傳輸良好，但加速劣化後之熱之傳輸不充分，因此可將樣品2之動作性能判定為「不合格(NG)」。關於樣品3亦同樣如此。
作為將樣品2及3之判定結果評價為不合格之理由，可例舉金屬板40之表面中之鐵元素之比率相對較大。認為與作為封入至蒸氣腔1中之作動流體2a、2b之水相接之金屬板40之面發生了腐蝕。可能發生腐蝕之面係第1片材10之第1露出面10c及第2片材20之第2露出面20c。一般認為，雖於表面形成有氧化覆膜，但鐵元素自該氧化皮膜露出，表面因水而腐蝕從而產生非冷凝性氣體。非冷凝性氣體於蒸氣腔1動作時，不發生冷凝，而是繼續以氣體之形式存在。另一方面，作動流體2a、2b一面反覆進行蒸發與冷凝，一面於密封空間3內移動。因此，非冷凝性氣體被擠至密封空間3中之遠離熱源71之端部並滯留。非冷凝性氣體之滯留使作動蒸氣2a之擴散範圍受到限制，遠離熱源71之測定點P4之溫度變低。其結果，如表2所示，樣品2及樣品3之ΔT3與其他樣品同樣地相對較小，但樣品2及樣品3之ΔT4大於其他樣品。如此，關於樣品2及樣品3，熱傳輸性能可能下降。
樣品之動作性能之判定亦可基於ΔT3與ΔT4進行。例如，如表2所示，於ΔT4未達ΔT3之2倍之情形時，能夠抑制作動蒸氣2a之擴散範圍受到限制。於此情形時，可謂之能夠良好地進行熱傳輸，可將樣品之動作性能判定為「合格」。另一方面，於ΔT4為ΔT3之2倍以上之情形時，熱傳輸可能不充分，因此可將樣品之動作性能判定為「不合格」。關於樣品1，由於ΔT4未達ΔT3之2倍，故基於該方面而言亦可將樣品1之動作性能判定為「合格」。
關於樣品4～7，ΔT1及ΔT2兩者均相對較小。ΔT4未達ΔT3之2倍。因此，於表2中，可將樣品4～7之動作性能判定為「合格」。
圖15中示出將各樣品之鐵元素之比率與溫度差ΔT2之關係進行繪圖所得之曲線圖。橫軸表示鐵元素之比率，縱軸表示可靠性試驗後之溫度差ΔT2。
如圖15所示，關於鐵元素之比率相對較小之樣品之群組，ΔT2較小，關於鐵元素之比率相對較大之樣品之群組，ΔT2較大。藉此，可知於兩個群組之間，能夠設定熱傳輸性能是否良好之閾值。作為此種閾值，圖15中示出了鐵元素之比率為8.5 atomic%之基準線。該基準線係樣品1之鐵元素之比率與樣品2之鐵元素之比率之大致中間值。
如此，藉由使用鐵元素之比率為8.5 atomic%以下之金屬板40，能夠減小ΔT2。因此，可知能夠使從熱源71接收之熱良好地擴散，從而能夠抑制蒸氣腔1之熱傳輸性能下降。
1:蒸氣腔 2a:作動流體(作動蒸氣) 2b:作動流體(作動液) 3:密封空間 4:注入部 10:第1片材 10a:第1片材外表面 10b:第1片材內表面 10c:第1露出面 12:第1框體部 13:第1岸台部 20:第2片材 20a:第2片材內表面 20b:第2片材外表面 20c:露出面(第2露出面) 22:第2框體部 23:第2岸台部 30:毛細結構片材 30a:第1中間片材面 30b:第2中間片材面 32:框體部 33:岸台部 34:貫通部 36:注入流路 40:金屬板 41:金屬條 50:蒸氣流路部 51:蒸氣通路(第1蒸氣通路) 52:蒸氣通路(第2蒸氣通路) 53:蒸氣流路凹部(第1蒸氣流路凹部) 54:蒸氣流路凹部(第2蒸氣流路凹部) 60:液體流路部 61:主流溝槽 64:凸部 65:連接溝槽 70:切斷部 71:熱源 80:毛細結構構件 CR:冷凝區域 D:電子裝置 E:電子機器 H:殼體 Ha:殼體構件 P1:測定點 P2:測定點 P3:測定點 P4:測定點 SR:蒸發區域 TD:觸控面板顯示器
圖1係對本發明之實施方式之電子機器進行說明之模式立體圖。 圖2係表示圖1所示之蒸氣腔之俯視圖。 圖3係圖2之A-A線剖視圖。 圖4係表示圖3所示之第1片材之內表面之俯視圖。 圖5係表示圖3所示之第2片材之內表面之俯視圖。 圖6係表示圖3所示之毛細結構片材之第1中間片材面之俯視圖。 圖7係表示圖3所示之毛細結構片材之第2中間片材面之俯視圖。 圖8係圖3之局部放大剖視圖。 圖9係圖6所示之液體流路部之局部放大圖。 圖10係用以對由本實施方式之蒸氣腔用金屬條製作第1片材及第2片材之方法進行說明之模式圖。 圖11係表示圖3所示之蒸氣腔之變化例之剖視圖。 圖12A係表示圖11所示之蒸氣腔之變化例之剖視圖。 圖12B係用以對圖12A所示之蒸氣腔之內部構造進行說明之俯視圖。 圖13係表示本實施例中之動作性能確認時之溫度測定點之俯視圖。 圖14係圖13之側視圖。 圖15係表示鐵元素之比率與可靠性試驗後之動作性能確認時所獲得之溫度差之關係的曲線圖。
1:蒸氣腔
3:密封空間
10:第1片材
10a:第1片材外表面
10b:第1片材內表面
10c:第1露出面10c
20:第2片材
20a:第2片材內表面
20b:第2片材外表面
20c:露出面(第2露出面)
30:毛細結構片材
30a:第1中間片材面
30b:第2中間片材面
32:框體部
33:岸台部
40:金屬板
50:蒸氣流路部
51:蒸氣通路(第1蒸氣通路)
52:蒸氣通路(第2蒸氣通路)
53:蒸氣流路凹部(第1蒸氣流路凹部)
54:蒸氣流路凹部(第2蒸氣流路凹部)
60:液體流路部
D:電子裝置
Ha:殼體構件

Claims (11)

  1. 一種蒸氣腔用金屬板，其係用於製造劃定封入有作動流體之蒸氣腔之空間部的片材者，且 包含SUS316L或SUS316LTA， 上述蒸氣腔用金屬板之表面中之鐵元素之比率為8.5 atomic%以下。
  2. 如請求項1之蒸氣腔用金屬板，其中 上述鐵元素之比率係藉由利用X射線光電子光譜法測定上述蒸氣腔用金屬板之表面所獲得之比率。
  3. 如請求項1或2之蒸氣腔用金屬板，其中 上述蒸氣腔用金屬板之厚度為5 μm～30 μm。
  4. 一種蒸氣腔用金屬條，其具備如請求項1或2之蒸氣腔用金屬板，且 上述蒸氣腔用金屬板被捲繞成圓筒狀。
  5. 一種蒸氣腔，其係封入有作動流體者，且具備： 空間部，其封入有上述作動流體；及 第1片材，其劃定上述空間部；且 上述第1片材包含金屬板， 上述金屬板包含SUS316L或SUS316LTA， 上述第1片材包含露出於上述空間部之第1露出面， 上述第1露出面中之鐵元素之比率為8.5 atomic%以下。
  6. 如請求項5之蒸氣腔，其中 上述鐵元素之比率係藉由利用X射線光電子光譜法測定上述第1露出面所獲得之比率。
  7. 如請求項5或6之蒸氣腔，其中 上述金屬板之厚度為5 μm～30 μm。
  8. 如請求項5或6之蒸氣腔，其具備從與上述第1片材相反之側劃定上述空間部之第2片材， 上述第2片材包含上述金屬板， 上述第2片材包含露出於上述空間部之第2露出面， 上述第2露出面中之鐵元素之比率為8.5 atomic%以下。
  9. 如請求項8之蒸氣腔，其具備介置於上述第1片材與上述第2片材之間且劃定上述空間部之中間片材。
  10. 如請求項9之蒸氣腔，其中 上述中間片材包含無氧銅。
  11. 一種電子機器，其具備： 殼體； 裝置，其收容於上述殼體內；及 如請求項5或6之蒸氣腔，其與上述裝置熱接觸。
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