TWI681160B - 平面型熱導管 - Google Patents

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虎谷智明
中村良則
稲垣義勝
青木博史
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日商古河電氣工業股份有限公司
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Abstract

本發明是在於提供一種即使薄型化也不易變形，且能夠維持高熱輸送能力的平面型熱導管。 　　平面型熱導管(100)，是具有：藉由大致平行所配置的金屬製板材(110(110a、110b))而於內部形成有空洞部(130S)的容器(130)、及封入於上述空洞部(130S)的動作液、以及插入於上述容器內的毛細物構造體(150)的平面型熱導管，上述毛細物構造體(150)是包含第1薄片狀構件(140)，於上述第1薄片狀構件(140)，形成有朝向上述容器(130)的高度方向突出之中空的突起部(170)。

Description

平面型熱導管
本發明，是關於冷卻發熱部件的熱導管，特別是關於使用在薄型電子機器內的平面型熱導管者。
近年，為了效率良好地冷卻構裝在平板電腦、智慧型手機，筆記型PC等之小型化、薄型化，高性能化筐體內的半導體元件(CPU、GPU等)等的發熱體，故強烈期望被小型化、薄型化的冷卻機構。其代表性的冷卻機構之一是從高溫部(吸熱側)朝低溫部(散熱側)進行熱輸送的熱導管，並對熱導管要求薄型扁平化。
熱導管，是在真空脫氣後的密封金屬管等之容器(container)的內部，封入冷凝性的流體作為動作液者，藉由產生溫度差而自動地作動。於熱導管的內部設有成為動作液之流路的空間，容納於該空間的動作液，藉由蒸發、冷凝等之相變化或進行移動，進行熱的移動。於熱導管的吸熱側，藉由熱傳導而傳達於構成熱導管之容器的材料中之發熱體所發的熱，使動作液蒸發，該蒸氣移動至熱導管的散熱側。亦即，熱導管，是藉由使在高溫部蒸發的動作液流動至低溫部進行散熱、冷凝，作為動作液的潛熱來進行熱輸送。
於散熱側，動作液的蒸氣被冷卻而再次回到液相狀態。如此之回到液相狀態的動作液再次朝吸熱側移動(回流(reflux))。又，為了有效率地將動作液再次回流於吸熱側，周知有在容器內配置顯現毛細管作用的毛細物(wick)、或在容器內壁形成微細的溝槽。
對於熱導管，依形狀雖有圓管形狀或平面型等，不過在追求如上述之小型輕量化的電子機器中，從對發熱體的安裝容易、取得廣泛接觸面而言，較佳是採用平面型(亦稱為平板型、薄片狀)熱導管。
被真空脫氣後知容器的內壓，依動作液的狀態由於會成為大氣壓力以下，故薄型的平面型熱導管之情形時，構成容器之上側、下側的板材(平板)易於凹陷、扭歪地變形。其結果，動作液的蒸氣流路變窄，而會造成熱輸送能力(最大熱輸送量)降低。在此，對於平面型熱導管，被提案有設置支撐容器之上下側平板的支柱，抑制容器之變形的方法(例如，專利文獻1、2)。
於專利文獻1所記載的平面型熱導管，其容器的上側平板具有朝向下側平板突出的部分(於專利文獻1中的凹形部)，藉由該凹形部接合於下側平板，而實現作為支撐容器之支柱的功能。又，在專利文獻2中，揭示有在容器內另外設有成為實心支柱之柱狀構件的平面型熱導管。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2002-22380號公報 　　[專利文獻2] 日本特開2002-62067號公報
[發明所欲解決的問題]
然而，隨著平面型熱導管之薄型化的要求升高，產生構成容器之平板的板厚亦必須薄化，其結果，發生沒有支柱支撐之平板部分的凹陷、應變變大的問題。作為該對策，雖可採取使用先前技術增加支柱的數量、或是縮短支柱間隔的方法，不過由於支柱，會有造成動作液的蒸氣流路變窄，熱輸送能力降低的課題。亦即，於先前技術中，由於支柱造成動作液之蒸氣路徑的阻礙、熱輸送能力降低，因此在實際情形上是難以兼顧平面型熱導管的薄型化與高熱輸送能力。
本發明是為了解決如此之問題所研創，其目的在於提供一種即使薄型化也不易變形，且能夠維持高熱輸送能力的平面型熱導管。 [用以解決問題之手段]
為了達成上述之目的，本發明的平面型熱導管，是具有：藉由相對向的2片金屬製板材而於內部形成有空洞部的容器、及封入於上述空洞部的動作液、以及插入於上述容器內的毛細物構造體，的平面型熱導管，其特徵為：上述毛細物構造體是包含第1薄片狀構件，於上述第1薄片狀構件，形成有朝向上述容器的高度方向突出之中空的突起部。
又，本發明的平面型熱導管，其中上述突起部之內部空間的高度是上述第1薄片狀構件的厚度以上為佳。
又，本發明的平面型熱導管，其中上述突起部是對上述第1薄片狀構件進行壓花加工所形成的突起為佳。
又，本發明的平面型熱導管，其中上述第1薄片狀構件，是具有：網目構造、或是不織狀構造、或是多孔構造為佳。
又，本發明的平面型熱導管，其中上述毛細物構造體，是進一步包含：網目構造、或是不織狀構造、或是多孔構造之大致平坦的薄片狀構件為佳。
又，本發明的平面型熱導管，其中上述毛細物構造體的材料，是銅、鐵、不鏽鋼、以及以銅或是鐵作為主成分的合金金屬中之任一者為佳。
又，本發明的平面型熱導管，其中上述板材的表面是大致平坦為佳。 [發明效果]
根據本發明，能夠提供一種即使薄型化也不易變形，且能夠維持高熱輸送能力的平面型熱導管。
[用以實施本發明的形態]
以下，對於本發明之較佳實施形態中之平面型熱導管的例子，參照圖面詳細地說明。又，對於具有同一功能的各構成部，為了簡略化圖示及說明，以標示同一符號來顯示。
第1圖，是將本實施形態之平面型熱導管100的基本構成要件予以分解表示的整體概略圖。平面型熱導管100，係具有：藉由配置成大致平行的平板(板材)110(上側平板110a、下側平板110b)而於內部形成空洞部130S的容器130、及封入於空洞部130S的動作液(圖示省略)、以及插入於容器130內，使動作液以毛細管力滲透的毛細物構造體150。
平板110，在本實施形態中，藉由在下側平板110b的周緣設置側壁平板110c來連接各平板110a、110b、110c，而構成於內部具有空洞部130S的容器130。側壁平板110c亦可以設置於上側平板110a、或將上下側平板110a、110b的一部分予以折彎來形成，只要是在容器130內形成空洞部130S而形成被密封之構成即可，並不侷限配置成大致平行之平板110a、110b的連接方法。
平板110，是由熱傳導率高、難以變形之金屬等的材料所形成，在本實施形態中是採用不鏽鋼。上下側平板110a、110b，由於其至少一方會成為與發熱體的接觸面，故為平面狀，且該發熱體側的表面是以大致平坦為佳。藉此，可取得與發熱體廣泛的接觸面積，並由於可以與發熱體緊密貼著，所以可以減少熱接觸阻抗。再者，由於發熱體在上側平板110a、下側平板110b上之任何場所皆可以減少熱接觸阻抗，所以增大使用平面型熱導管100之機器的設計自由度。又，上下側平板110a、110b之空洞部130S側的表面，為了使冷凝後的動作液易於從低溫部朝高溫部回流，故亦可以設置提高動作液之沾濕性的層、或者沿著回流方向設置複數條溝槽(groove)。
動作液的種類是能夠依據使用溫度等來作適當地選擇。具體而言，雖然一般會使用少量的水來作為動作液，不過也可以使用含有不凍液的水、乙醇、環戊烷、氨水等。
毛細物構造體150是含有薄片狀構件(第1薄片狀構件)140的構造體，該薄片狀構件140，具有：網目(mesh)構造、不織狀構造、多孔構造等能夠發揮毛細管力的構造，如圖所示地，薄片狀構件140係具有：朝容器130的高度方向(上下側平板110a、110b間)突出後之俯視觀察形狀為圓形的突起部170、以及平面部(沒有形成突起部170的部分)160。 　　在此，突起部170，雖是在薄片狀構件140上並列(格子狀)地排列所形成，不過也可以配置成交錯狀(60°交錯、45°交錯)。又，突起部170之俯視觀察形狀為長圓或橢圓之情形時，其長邊方向是以與蒸氣之流路方向，也就是與熱的移動方向平行地配置為佳。
其次參照第2圖，對於毛細物構造體150更加詳細地說明。第2圖，是平面型熱導管100的長邊方向斷面圖，(a)為整體圖，(b)為部分放大圖。如第2圖所示，毛細物構造體150之中，突起部170是內接於上側平板110a，沒有形成有突起部170的平面部160是內接於下側平板110b。藉此，突起部170得以實現與先前技術的支柱同樣的功能，由於毛細物構造體150可以支撐上下側平板110a、110b，故可以抑制容器130的變形。
突起部170是形成為中空，於本實施形態中，是藉由對大致平坦的薄片狀構件施以壓花加工(沖壓加工)而形成突起部170。因此，突起部170與平面部160是一體地形成，由於不用蝕刻等的製程，所以可以容易且低成本地製造具有突起部170的毛細物構造體150。作為能夠壓花加工，並具有較高的強度及熱傳導性之毛細物構造體150之材料者，可舉銅、鐵、不鏽鋼、以及以銅或是鐵作為主成分的合金金屬等。
藉由將突起部170作成中空，即使有增加突起部170的數量、或者縮短突起部170的間隔之情形時，仍可以抑制動作液的蒸氣路徑變窄而造成熱輸送能力降低的問題。具體而言，於第2圖(a)中，可思考為發熱體(圖示省略)是接觸於下側平板110b的左端部，藉由加熱而成為蒸氣的動作液是以第2圖(b)的箭頭所示的方向(從左向右)移動在容器130內之情形。此情形下，突起部170為中空，由於蒸氣如箭頭般地可以通過突起部170，所以突起部170不會成為動作液之蒸氣路徑的阻礙，因此能夠維持高的熱輸送能力。
為了在突起部170內確保蒸氣(動作液)通過的充分空間，於第4圖(a)中如以毛細物構造體150的斷面圖(第1圖的A-A方向斷面)所示般，突起部170之內部空間的高度d1，是用以構成毛細物構造體150之薄片狀構件的厚度d2以上為佳。在此，上述內部空間的高度d1，如圖示般，是作為從構成突起部170之薄片狀構件的下表面170a到構成平面部160之薄片狀構件的下表面160a為止的距離。又，薄片狀構件是具有網目構造等，上述突起部170的下表面170a及上述平面部160的下表面160a在微觀下包含凹凸形狀之情形時，上述內部空間的高度d1，是作為從上述下表面170a之凸部的前端到上述下表面160a之凸部的前端為止的距離。
在此，毛細物構造體150於其突起部170(於突起部170中的薄片狀構件140)的空隙率是以60%以上90%以下為佳。若空隙率過低，則有無法充分地取得抑制容器130變形之效果的可能性，若過高則蒸氣會變得難以通過突起部170。
再者，毛細物構造體150，其平面部160的空隙率以比突起部170還低為佳。更具體而言，平面部160的空隙率，是比突起部170的空隙率更低10%以上，為50%以上80%以下為佳。藉由將毛細物構造體150之平面部160的空隙率設為如此之範圍，就能夠有效果地將在低溫部冷凝後的動作液往高溫部輸回。
如此地空隙率在平面部160及突起部170為不同之狀況，例如，在使用具有網目構造的金屬製薄片當作薄片狀構件140之情形時，可以利用壓花加工藉由將網目狀的空隙予以拉伸而實現。又，在使用具有多孔構造的燒結金屬薄片當作薄片狀構件140之情形時，可以使燒結金屬的粗細(尺寸)變化而實現。再者，藉由將貫穿孔形成在：位於突起部170中的薄片狀構件140，也可以實現空隙率不同的狀況。
其次參照第3圖，對於毛細物構造體之另一實施例(毛細物構造體250)進行說明。第3圖，是將具有毛細物構造體250之平面型熱導管200的基本構成要件予以分解所示的整體概略圖。在第1圖的毛細物構造體150中，突起部170雖為圓柱狀，並相對於短邊方向及長邊方向分別被等間隔地排列為4列、7列，不過相對於此，在第3圖的毛細物構造體250中，突起部170，是相對於短邊方向及長邊方向分別被等間隔地排列為4列、1列。毛細物構造體250，比起第1圖的毛細物構造體150，由於突起部170與上側平板110a之接觸面積較大，所以抑制容器130變形的效果較高。再者，在第3圖的平面型熱導管200中，由於中空的突起部170連續於長邊方向，故可確保蒸氣路徑，而能夠維持較高的熱輸送能力。
第4圖(b)，是第3圖的毛細物構造體250之B-B方向斷面圖，若與在第4圖(a)所示之第1圖的毛細物構造體150之A-A方向斷面圖相比較時，於毛細物構造體250中之突起部170間的間隔d3是較長地形成。亦即毛細物構造體250，由於突起部170與上側平板110a的接觸面積較大，抑制容器130變形的效果較高，故能夠將突起部170的間隔d3設成比毛細物構造體150更長。
又，上述之毛細物構造體150、250的突起部170之形狀或大小僅為一例，除此之外也可以是多角形柱狀、圓錐狀等，只要突起部170(的上表面)內接於上側平板110a，使沒有形成有突起部170的平面部160(的下表面)內接於下側平板110b，來支撐上下側平板110a、110b即可。又，對於突起部170的數量、間隔、排列(整齊排列、不規則排列等)，是能夠配合突起部170的形狀或大小、上下側平板110a、110b的厚度或大小等，適切地變更。又，於該等變形例中亦是為了確保如上所述之使蒸氣(動作液)通過的充分空間，故突起部170之內部空間的高度d1，是構成毛細物構造體150之薄片狀構件的厚度d2以上為佳。
作為分別具有毛細物構造體150、250之平面型熱導管100、200的理想實施例者，可舉如以下般的設計例。 (實施例1：平面型熱導管100) 　　‧上下側平板110a、110b：厚度0.1mm的不鏽鋼板 　　‧容器130之空洞部130S的高度：0.4mm 　　‧構成毛細物構造體150的薄片狀構件140：將不鏽鋼線材編織成的不鏽鋼網目，厚度d2=0.1mm，線材直徑為50～200μm 　　‧突起部170：直徑1mm的圓柱狀，內部空間的高度d1=0.2mm，間隔d3=5mm (實施例2：平面型熱導管100) 　　‧上下側平板110a、110b：厚度0.05mm的不鏽鋼板 　　‧容器130之空洞部130S的高度：0.6mm 　　‧構成毛細物構造體150的薄片狀構件140：固化不鏽鋼之微細纖維後之不織狀構造的薄片，厚度d2=0.2mm，纖維直徑8～20μm 　　‧突起部170：單邊0.8mm的大致四角柱狀，內部空間的高度d1=0.2mm，間隔d3=1.6mm (實施例3：平面型熱導管200) 　　‧上下側平板110a、110b：厚度0.1mm的不鏽鋼板 　　‧容器130之空洞部130S的高度：0.4mm 　　‧構成毛細物構造體250的薄片狀構件140：於不鏽鋼設有微細貫穿孔的多孔質薄片，厚度d2=0.12mm 　　‧突起部170：橢圓之短邊方向的寬幅1mm，內部空間的高度d1=0.2mm，間隔d3=7mm
實施例2，由於其上下側平板110a、110b的厚度較薄為0.05mm，容易產生容器130的變形，故是將突起部170的間隔d3設為比實施例1的5mm更短之1.6mm的實施例。又，實施例3，由於其所配設之毛細物構造體250具有較高之容器130變形抑制效果，故突起部170的間隔d3設為7mm，成為比實施例1及2更長的實施例。
其次參照第5圖，對於本發明之另一實施形態的平面型熱導管300進行說明。本實施形態的平面型熱導管300，是在第1、3圖所示之平面型熱導管100中之形成有突起部170的薄片狀構件140與下側平板110b之間，追加大致平坦的薄片狀構件(第2薄片狀構件)180者。換言之，在平面型熱導管300中的毛細物構造體350，是相對於毛細物構造體150、250，更進一步具備有網目構造或是不織狀構造或是多孔構造的大致平坦薄片狀構件180者。
毛細物構造體350，是藉由大致平坦的薄片狀構件180，而可以提高將動作液再次回流於吸熱側(發熱體側)的效果。在平面型熱導管100、200中，如第2圖所示，由於藉由壓花加工等而於薄片狀構件形成有突起部170，故突起部170的底部並沒有與下側平板110b內接。因此，動作液在藉由毛細管作用而回流於吸熱側時，不會傳導至突起部170的底部，故動作液難以會有沿著下側平板110b回流的情形。在平面型熱導管300中，藉由以與下側平板110b內接的方式設置大致平坦的薄片構件180，使動作液可以易於沿著下側平板110b回流至吸熱側。 　　又，在第5圖中雖是以薄片狀構件140的突起部170是朝向上方(上側平板110a側)突出之形態進行了說明，不過也可以是朝向下方(下側平板110b側)突出。此時，薄片狀構件180，為了進行動作液的回流及保持，是被配置在平面型熱導管300之受熱面的內面。
如以上所述，根據本發明的平面型熱導管，形成於毛細物構造體150、250、350的突起部170，由於可以支撐上下側平板110a、110b，故可以抑制容器130的變形。又，由於突起部170為中空，動作液(蒸氣)可以通過突起部170，故即使為了薄型化而增加突起部170的數量、或者縮短突起部170之間隔的情形下，突起部170並不會成為蒸氣路徑的阻礙，因而能夠維持高熱輸送能力。
實際上，於第6圖顯示本發明之平面型熱導管與先前技術之平面型熱導管的熱輸送能力(最大熱輸送量)的比較結果。第6圖，是對於上述之實施例1的平面型熱導管100與先前技術之平面型熱導管的一例(以往例)，以橫軸為動作液的液量顯示出最大熱輸送量Qmax的測量結果。以往例，如第7圖所示，是於實施例1的平面型熱導管100中，沒有配設網目構造體150，相應的構成是在上下側平板110a、110b之間配設實心的支柱960。於以往例中，上述支柱的頂面是內接於上側平板110a，支柱960的底面是內接於下側平板110b，雖可抑制上下側平板110a、110b的變形，不過由於支柱960為實心，故與實施例1不同，並無法使蒸氣通過。
於本測量中，最大熱輸送量是如以下方式所測量。將各熱導管之長邊方向之一方的端部側安裝加熱器作為加熱部(高溫部)，將另一方的端部側作為冷卻部(低溫部)，當使加熱器的電力(加熱量)增加時，由於加熱部的溫度持續上昇，故動作液於加熱部造成全部蒸發而發生乾竭(dry-out)。由於當該乾竭發生時可說是達到熱導管的熱輸送限度，故以即將乾竭前之加熱器的電力值作為熱導管可以輸送的最大熱輸送量。並且，測量加熱部的溫度，將該溫度變得不安定而急劇上昇之時點視為乾竭發生。
其他，各熱導管之主要參數如以下所示。 　　‧從各熱導管的加熱部至冷卻部為止的長度：120mm 　　‧各熱導管之短邊方向的長度：30mm 　　‧於以往例中的容器130：材料、形狀、大小是與實施例1相同 　　‧於以往例中之實心的支柱960：直徑1mm的圓柱狀，高度0.4mm，支柱的間隔5mm，為不鏽鋼製
第6圖中，如於以往例之平面型熱導管的測量結果(以菱形記號圖示)所示，在動作液的液量較少的區域中，由於易於發生動作液的乾竭，所以最大熱輸送量較小，液量增加時不易發生乾竭，最大熱輸送量也增大。然後，當液量超過預定的值時，最大熱輸送量再次減少。動作液的液量變得過多時，則從高溫部往低溫部的蒸氣，會與從低溫部往高溫部回流之液體的流動造成干涉，液體被蒸氣吹散而造成液體的回流量減少。藉此變得容易再次發生動作液的乾竭，而使最大熱輸送量減少。因此，可得知最大熱輸送量，係如第6圖的虛線所示，相對於動作液的液量顯示出山狀的特性，通常，會選擇峰值附近的液量來封入。
相對於此，於實施例1之平面型熱導管100的測量結果(以圓形記號圖示)，山狀的特性轉移成液量增多的方向，而且，山狀的到達點變大。具體而言，可得知最大熱輸送量Qmax提升了30%左右。支撐上下側平板110a、110b的突起部170不會成為蒸氣路徑的阻礙，具有最大熱輸送量增大的效果。
以上，雖例示出本發明之平面型熱導管的一例，但在本實施形態中的記述，並非受此記述所限定。有關本實施形態中之平面型熱導管的細部構成等，在不脫離本發明之主旨的範圍內是能夠適當地變更。例如，上述之平面型熱導管100、200、300中，突起部170，是藉由在大致平坦的薄片狀構件施以壓花加工而一體形成，不過只要突起部170為中空，以支撐上下側平板110a、110b之方式形成為突起狀的話，也可以利用後續製程將由不同個體所形成者予以一體化。又例如，亦可以在大致平坦的薄片狀構件之上，接合將成為突起部170的薄片狀構件、或者在大致平坦的薄片狀構件，形成與突起部170的底面大致相同形狀的貫穿孔，並將突起部170插入於該貫穿孔後予以接合。再者，在平面型熱導管300中之大致平坦的薄片狀構件180，亦可以被包含在上述薄片狀構件140與上下側平板110a、110b的各別之間。此情形時，由於在平面型熱導管300的上下不會有異向性，所以可以擴大將平面型熱導管使用於電子機器等之時的安裝自由度。又，於上述的平面型熱導管100、200、300中，突起部170雖皆為中空的突起，不過也可以是中空的突起與非中空的突起之兩者混雜存在。
100、200、300‧‧‧平面型熱導管110‧‧‧(金屬)平板110a、110b‧‧‧平板110的上下側平板110c‧‧‧平板110的側壁平板130‧‧‧容器130S‧‧‧空洞部140、180‧‧‧薄片狀構件150、250、350‧‧‧毛細物構造體160‧‧‧平面部(沒有形成突起部的部分)170‧‧‧突起部d1‧‧‧突起部之內部空間的高度d2‧‧‧薄片狀構件的厚度d3‧‧‧突起部的間隔
第1圖是本發明之一實施形態的平面型熱導管的分解概略圖。 　　第2圖是第1圖所示之平面型熱導管的長邊方向斷面圖，(a)為整體圖，(b)為部分放大圖。 　　第3圖是顯示在第1圖所示的平面型熱導管中，將另一實施例配設於毛細物構造體的實施形態。 　　第4圖是在本發明之一實施形態之平面型熱導管中的毛細物構造體的斷面圖，(a)是在第1圖所示之毛細物構造體的A-A方向斷面圖，(b)是在第3圖所示之毛細物構造體的B-B方向斷面圖。 　　第5圖是本發明之另一實施形態的平面型熱導管的分解概略圖。 　　第6圖是顯示平面型熱導管的最大熱輸送量相對於動作液的液量的曲線圖，是顯示先前技術之一實施形態的平面型熱導管(以往例)與本發明之一實施形態(實施例1)的測量結果。 　　第7圖是先前技術之一實施形態的平面型熱導管(以往例)之長邊方向斷面圖。
100‧‧‧平面型熱導管
110‧‧‧(金屬)平板
110a、110b‧‧‧平板110的上下側平板
110c‧‧‧平板110的側壁平板
130‧‧‧容器
130S‧‧‧空洞部
140‧‧‧薄片狀構件
150‧‧‧毛細物構造體
160‧‧‧平面部(沒有形成突起部的部分)
170‧‧‧突起部

Claims (6)

  1. 一種平面型熱導管，是具有：藉由相對向的2片金屬製板材而於內部形成有空洞部的容器、及封入於上述空洞部的動作液、以及插入於上述容器內的毛細物構造體，的平面型熱導管，其特徵為：上述毛細物構造體是包含第1薄片狀構件，於上述第1薄片狀構件，形成有：朝向上述容器的高度方向突出之中空的突起部、以及沒有形成上述突起部的平面部；中空的上述突起部，是形成為能夠使蒸氣通過；上述突起部的空隙率為60%以上90%以下，上述平面部的空隙率是比上述突起部的空隙率更低10%以上，為50%以上80%以下；上述毛細物構造體，是進一步具備：網目構造、或是不織狀構造、或是多孔構造之大致平坦的第2薄片狀構件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的平面型熱導管，其中，上述突起部之內部空間的高度是上述第1薄片狀構件的厚度以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的平面型熱導管，其 中，上述第1薄片狀構件，是具有：網目構造、或是不織狀構造、或是多孔構造。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述的平面型熱導管，其中，上述毛細物構造體的材料，是銅、鐵、不鏽鋼、以及以銅或是鐵作為主成分的合金金屬中之任一者。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述的平面型熱導管，其中，上述板材的表面是大致平坦的。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述的平面型熱導管，其中，上述突起部，是對上述第1薄片狀構件進行壓花加工所形成的突起。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110572981B (zh) * 2019-07-31 2020-12-22 华为技术有限公司 一种导热装置及终端设备
CN110567304A (zh) * 2019-10-15 2019-12-13 联德精密材料（中国）股份有限公司 薄型毛细结构支撑均温板
JP7444704B2 (ja) * 2020-06-04 2024-03-06 古河電気工業株式会社 伝熱部材および伝熱部材を有する冷却デバイス
JP2023009837A (ja) * 2021-07-08 2023-01-20 明正 陳 放熱ネット及びその放熱ネットが設置されたベイパーチャンバー
TW202332876A (zh) 2021-09-30 2023-08-16 日商大日本印刷股份有限公司 蒸氣腔、電子機器及蒸氣腔之製造方法
CN118265887A (zh) 2021-11-12 2024-06-28 大日本印刷株式会社 蒸发室、电子设备以及蒸发室用的主体片材
JP7344481B1 (ja) 2021-12-06 2023-09-14 大日本印刷株式会社 ベーパーチャンバおよび電子機器
EP4246077A1 (en) * 2022-03-14 2023-09-20 Abb Schweiz Ag A vapor chamber
JPWO2023189232A1 (zh) * 2022-03-29 2023-10-05
KR102661400B1 (ko) * 2022-11-29 2024-04-26 주식회사 엠디엠 열전 플레이트 및 이를 포함하는 반도체 패키지

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09329396A (ja) * 1996-06-10 1997-12-22 Akutoronikusu Kk 複合型プレートヒートパイプ
JPH1038484A (ja) * 1995-12-21 1998-02-13 Furukawa Electric Co Ltd:The 平面型ヒートパイプ
JP2004238672A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Fujikura Ltd 平板型ヒートパイプの製造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62131277U (zh) * 1986-02-05 1987-08-19
JPH03247994A (ja) * 1990-02-26 1991-11-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ヒートパイプ機能を有するサンドイッチパネル
US5427174A (en) * 1993-04-30 1995-06-27 Heat Transfer Devices, Inc. Method and apparatus for a self contained heat exchanger
JPH07208884A (ja) * 1994-01-19 1995-08-11 Fujikura Ltd 平板型ヒートパイプ
JP2000022369A (ja) * 1998-07-02 2000-01-21 Showa Alum Corp 電子機器用放熱装置
US6115252A (en) 1998-07-01 2000-09-05 Showa Aluminum Corporation Heat sink device for electronic devices
JP4278739B2 (ja) * 1998-08-28 2009-06-17 古河電気工業株式会社 扁平ヒートパイプとその製造方法
JP3659844B2 (ja) * 1999-09-21 2005-06-15 株式会社フジクラ 平板状ヒートパイプ
JP2002022380A (ja) * 2000-07-07 2002-01-23 Fujikura Ltd エンボスウィックを備えた平板型ヒートパイプ
JP4516676B2 (ja) 2000-08-21 2010-08-04 株式会社フジクラ 平板型ヒートパイプ
JP3084218U (ja) * 2001-08-22 2002-03-08 至達科技股▲ふん▼有限公司 プレートタイプホットチューブ
US20040118553A1 (en) * 2002-12-23 2004-06-24 Graftech, Inc. Flexible graphite thermal management devices
JP2007064523A (ja) * 2005-08-30 2007-03-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 圧接式平面型ヒートパイプ、製造装置およびその製造方法
TW201124068A (en) * 2009-12-29 2011-07-01 Ying-Tong Chen Heat dissipating unit having antioxidant nano-film and its method of depositing antioxidant nano-film.
CN101846471B (zh) * 2010-05-15 2012-10-17 中山伟强科技有限公司 一种均热板
CN201715908U (zh) * 2010-06-07 2011-01-19 锘威科技(深圳)有限公司 一体式烧结型平板热管
JP3163111U (ja) * 2010-07-16 2010-09-30 昆山巨仲電子有限公司 放熱板の毛細構造
EP2527776A1 (en) * 2011-05-24 2012-11-28 Thermal Corp. Capillary device for use in heat pipe and method of manufacturing such capillary device
CN102818467B (zh) * 2012-09-12 2014-06-18 锘威科技(深圳)有限公司 平板热管及其制作方法
TWM532046U (zh) * 2016-06-02 2016-11-11 Tai Sol Electronics Co Ltd 具有液汽分離結構的均溫板

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1038484A (ja) * 1995-12-21 1998-02-13 Furukawa Electric Co Ltd:The 平面型ヒートパイプ
JPH09329396A (ja) * 1996-06-10 1997-12-22 Akutoronikusu Kk 複合型プレートヒートパイプ
JP2004238672A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Fujikura Ltd 平板型ヒートパイプの製造方法

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Publication number Publication date
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