TWI809848B - 蒸發部構造以及具備蒸發部構造之熱輸送構件 - Google Patents

Abstract

提供一種蒸發部構造，其係在液相之動作流體的蒸發特性優異，前述液相之動作流體係被封入容器。 一種熱輸送構件之蒸發部構造，前述熱輸送構件係具有封入動作流體之內部空間的容器包括：蒸發部，係液相之前述動作流體從液相向氣相進行相變化；及凝結部，係被配置於與前述蒸發部係不同的部位，並氣相之前述動作流體從氣相向液相進行相變化，前述蒸發部構造係： 在前述容器之前述蒸發部的內面，設置燒結體層，其係將含有金屬之原料粒子燒結；是平均厚度n之前述燒結體層由第1部位與第2部位所構成，前述第1部位係前述容器之內面側之n/2的區域，前述第2部位係前述內部空間側之n/2的區域，前述第1部位之空隙率比前述第2部位之空隙率更小。

Description

蒸發部構造以及具備蒸發部構造之熱輸送構件

本發明係有關於一種蒸發部構造以及具備蒸發部構造之熱輸送構件，前述蒸發部構造係在液相之動作流體的蒸發特性優異，前述液相之動作流體係被封入容器，藉此，可對熱輸送構件賦與優異的熱輸送特性。

在電性、電子機器所搭載之半導體元件等電子元件係因高功能化所伴隨的高密度搭載等，發熱量增大，近年來，其冷卻成為更重要。作為電子元件等發熱體的冷卻方法，有的使用具備容器之熱輸送構件，前述容器係具有封入動作流體的內部空間。前述熱輸送構件係在容器之內部空間所封入的動作流體藉由在容器之蒸發部從液相向氣相進行相變化，從是冷卻對象之電子元件受熱，藉由在容器之凝結部從氣相向液相進行相變化，釋出從冷卻對象所接受之熱，藉此，冷卻冷卻對象。

為了使從氣相向液相進行相變化之動作流體從凝結部回流至蒸發部，在容器內部之從凝結部至蒸發部，設置具有毛細管力之燈芯構造體。因此，燈芯構造體係在蒸發部，要求在從凝結部所回流之液相之動作流體的蒸發特性優異。作為燈芯構造體，例如，有的使用將金屬粉燒結所形成的燒結體層。

作為使金屬粉燒結所形成的燒結體層，係例如提議作成燒結粉末層，其係形成多孔構造之粉末燒結體，接著，使粒徑比構成前述粉末燒結體之原料粉末更小的原料粉末在介於前述粉末燒結體與容器的內壁面之間的狀態燒結，藉此，將前述粉末燒結體固定於前述容器的內壁面(專利文獻1)。

在專利文獻1，係不是使燒結粉末層與容器機械性地結合，而是金屬性地結合，藉此，減少熱管之在燒結粉末層與容器之間的熱阻，而提高液相之動作流體的蒸發特性。又，在專利文獻1，係燈芯構造體為接合層與燒結粉末層之雙層構造，前述接合層係由小的原料粉末所形成，前述燒結粉末層係由大的原料粉末所形成，藉由前述雙層構造採用在其厚度方向之空隙的大小相異之構造，即使為了得到與容器之連結強度而將空隙設定成密，亦作成在液相之動作流體的流動性優異。

可是，雙層構造係由小的原料粉末所形成的接合層與由大的原料粉末所形成的燒結粉末層，在是雙層構造之燈芯構造體的專利文獻1，係由大的原料粉末所形成之燒結粉末層的空隙率高，而無法得到在燒結粉末層之優異的導熱性。因此，在專利文獻1，係在蒸發部之液相的動作流體之蒸發特性具有改善的必要性。 [先行專利文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2000－055577號公報

[發明所欲解決的問題]

鑑於上述之情況，本發明係目的在於提供一種蒸發部構造以及具備前述蒸發部構造之熱輸送構件，前述蒸發部構造係在液相之動作流體的蒸發特性優異，前述液相之動作流體係被封入容器。 [用以解決問題的手段]

本發明之構成的主旨係如以下所示。 [1]一種蒸發部構造，係熱輸送構件之蒸發部構造，前述熱輸送構件係具有封入動作流體之內部空間的容器包括：蒸發部，係液相之前述動作流體從液相向氣相進行相變化；及凝結部，係被配置於與前述蒸發部係不同的部位，並氣相之前述動作流體從氣相向液相進行相變化；前述蒸發部構造係： 在前述容器之前述蒸發部的內面，設置燒結體層，其係將含有金屬之原料粒子燒結； 是平均厚度n之前述燒結體層由第1部位與第2部位所構成，前述第1部位係前述容器之內面側之n/2的區域，前述第2部位係前述內部空間側之n/2的區域，前述第1部位之空隙率比前述第2部位之空隙率更小。 [2]如[1]項之蒸發部構造，其中前述原料粒子為具有第1原料粒子與第2原料粒子之混合物，前述第1原料粒子係具有既定平均一次粒子徑，前述第2原料粒子係平均一次粒子徑比前述第1原料粒子更小。 [3]如[2]項之蒸發部構造，其中前述第1原料粒子之平均一次粒子徑為50μm以上且300μm以下，前述第2原料粒子之平均一次粒子徑為1.0nm以上且10μm以下。 [4]如[2]或[3]項之蒸發部構造，其中前述第2原料粒子之平均一次粒子徑為1.0nm以上且1000nm以下。 [5]如[2]至[4]項中任一項之蒸發部構造，其中前述第1原料粒子的平均一次粒子徑之對前述第2原料粒子的平均一次粒子徑之比係20以上且50000以下。 [6]如[2]至[5]項中任一項之蒸發部構造，其中前述原料粒子為相對前述第1原料粒子100質量份，包含10質量份以上且1000質量份以下之前述第2原料粒子。 [7]如[2]至[6]項中任一項之蒸發部構造，其中前述第1原料粒子為包含銅及/或銅合金之粒子，前述第2原料粒子為包含銅及/或銅合金之粒子。 [8]如[1]至[7]項中任一項之蒸發部構造，其中前述第2部位之空隙的平均尺寸為1μm以上且200μm以下。 [9]如[1]至[8]項中任一項之蒸發部構造，其中前述燒結體層之平均厚度n為100μm以上且1.0mm以下。 [10]一種熱輸送構件，其係具備如[1]至[9]項中任一項之蒸發部構造。 [11]如[10]項之熱輸送構件，其中為蒸發室。

上述「蒸發部」係將發熱體以熱性連接之容器的部位，前述發熱體係熱輸送構件之冷卻對象。上述[1]項之「空隙率」係使用掃描電子顯微鏡(SEM)等顯微鏡，觀察蒸發部構造之在截面之空隙的面積比例，藉此，可特定。

上述[2]項之蒸發部構造係具有將原料粒子燒結的燒結體層，前述原料粒子係具有第1原料粒子與第2原料粒子之混合物，前述第2原料粒子係平均一次粒子徑比前述第1原料粒子更小。因為平均一次粒子徑小的原料粒子係凝聚力強，所以藉由將上述原料粒子燒結，燒結體層中，在是容器之內面側的區域之第1部位，係主要第2原料粒子凝聚而成為塊狀的燒結體，在是內部空間側之區域的第2部位，係主要在第1原料粒子之間第2原料粒子凝聚，結果，成為形成多個空隙之燒結體。 [發明功效]

若依據本發明之蒸發部構造的形態，是平均厚度n之燒結體層由第1部位與第2部位所構成，前述第1部位係容器之內面側之n/2的區域，前述第2部位係內部空間側之n/2的區域，藉由第1部位之空隙率比第2部位之空隙率更小，可得到蒸發部構造，其係在容器所封入之液相之動作流體的蒸發特性優異。本發明之蒸發部構造在液相之動作流體的蒸發特性優異，係認為理由在於，燒結體層中，在是容器之內面側的區域之第1部位，係具有優異之導熱性，在是內部空間側的區域之第2部位，係因為是形成多個空隙的燒結體，所以成為液相之動作流體之蒸發的起點，即，在第2部位係成為蒸發促進構造。又，在本發明之蒸發部構造，係藉由具有上述第1部位與上述第2部位，減少容器與燒結體層之間的熱阻，而成為在蒸發特性優異的蒸發部構造。又，若依據本發明之蒸發部構造的形態，燒結體層是原料粒子為具有第1原料粒子與第2原料粒子之混合物的燒結體，前述第1原料粒子係具有既定平均一次粒子徑，前述第2原料粒子係平均一次粒子徑比前述第1原料粒子更小，是平均厚度n之燒結體層由第1部位與第2部位所構成，前述第1部位係容器之內面側之n/2的區域，前述第2部位係內部空間側之n/2的區域，藉由第1部位之空隙率比第2部位之空隙率更小，燒結體層中，在是容器之內面側的區域之第1部位，係因為主要是第2原料粒子凝聚而成為塊狀的燒結體，所以具有優異的導熱性，在是內部空間側之區域的第2部位，係因為是形成多個空隙之燒結體，所以成為液相之動作流體之蒸發的起點，即，因為在第2部位係成為蒸發促進構造，所以蒸發部構造在液相之動作流體的蒸發特性優異。

若依據本發明之蒸發部構造的形態，第1原料粒子之平均一次粒子徑為50μm以上且300μm以下，第2原料粒子之平均一次粒子徑為1.0nm以上且10μm以下，藉此，因為在是容器之內面側的區域之第1部位，係確實地得到優異的導熱性，在是內部空間側之區域的第2部位，係確實地得到蒸發促進構造，所以液相之動作流體的蒸發特性確實地提高。

若依據本發明之蒸發部構造的形態，第1原料粒子的平均一次粒子徑之對第2原料粒子的平均一次粒子徑之比係20以上且50000以下，藉此，因為在是容器之內面側的區域之第1部位，係確實地得到優異的導熱性，在是內部空間側之區域的第2部位，係確實地得到蒸發促進構造，所以液相之動作流體的蒸發特性確實地提高。

若依據本發明之蒸發部構造的形態，第2部位之空隙的平均尺寸為1μm以上且200μm以下，藉此，可得到更優異之蒸發促進構造。此外，空隙之平均尺寸係使用掃描電子顯微鏡(SEM)等顯微鏡，觀察蒸發部構造之在截面的複數個空隙，特定各空隙之尺寸，再算出平均值，藉此，可特定。

若依據本發明之蒸發部構造的形態， 燒結體層之平均厚度n為100μm以上且1.0mm以下，藉此，一面液相之動作流體確實地向蒸發部回流，一面確實地確保氣相之動作流體所流通的蒸氣流路。

在以下，詳細地說明說明本發明的第1實施形態例之在熱輸送構件的蒸發部構造。此外，圖1係表示具備本發明之第1實施形態例的蒸發部構造之熱輸送構件之整體的側視圖。圖2係說明本發明之第1實施形態例的蒸發部構造之概要的立體圖。圖3係圖2之A-A’剖面圖。圖4係表示本發明之第1實施形態例的蒸發部構造之細節的說明圖。

如圖1所示，具備本發明之第1實施形態例的蒸發部構造1之熱輸送構件100係包括：容器10，係藉由將相對向的2片板狀體，即，一方之板狀體11及與一方之板狀體11相對向之另一方的板狀體12重疊，形成是空洞部13之內部空間；動作流體(未圖示)，係被封入空洞部13；以及蒸氣流路，係氣相之動作流體所流通，並被設置於空洞部13。藉在內部形成空洞部13之容器10、動作流體以及蒸氣流路，形成熱輸送構件100。可以使用蒸氣室作為圖1中具備蒸發部構造1之熱輸送構件100。

容器10係薄型之板狀容器，並具有平面部17與從平面部17向外方向突出的凸部16。容器10之凸部16的內部空間係與平面部17的內部空間連通，由凸部16的內部空間與平面部17的內部空間形成容器10之空洞部13。因此，動作流體係在凸部16的內部空間與平面部17的內部空間之間可流通。空洞部13係密閉空間，並藉脫氣處理被降壓。

容器10的形狀係無特別地限定，在熱輸送構件100，係例如，在平面圖(從鉛垂方向觀察容器10之平面部17的狀態)，列舉四角形等多角形、圓形、橢圓形、具有直線部與彎曲部的形狀等。

在容器10之凸部16，係未設置散熱片等熱交換裝置。在熱輸送構件100，係在凸部16之頭端及側面，都未設置散熱片等熱交換裝置。容器10之凸部16係以熱性連接是被冷卻體之發熱體200的部位，凸部16係作用為熱輸送構件100之受熱部，即，容器10之蒸發部。發熱體200係與凸部16之頭端以熱性連接。在容器10之蒸發部，係液相之動作流體藉由從發熱體200受熱而往氣相進行相變化。作為發熱體200，係無特別地限定，例如，列舉在配線基板(未圖示)所搭載之中央運算處理裝置等電子元件。

另一方面，在容器10之平面部17，係立設是熱交換裝置之複數片散熱片110、110、110、…，並將複數片散熱片110、110、110、…與容器10以熱性連接。散熱片110係沿著平面部17的延伸方向，隔著既定間隔並列地排列。散熱片110係分別被立設於容器10之雙面，即，一方之板狀體11與另一方的板狀體12。 在圖1，係在容器10之平面部17立設複數片散熱片110、110、110、…，而形成散熱裝置120。

將散熱片110以熱性連接之容器10的部位作用為熱輸送構件100之散熱部，即，容器10之凝結部。在容器10之凝結部，係藉熱交換裝置之熱交換功能，氣相之動作流體往液相進行相變化，而釋出潛熱。

從上述，容器10係具有是封作動作流體之內部空間的空洞部13，前述容器10係包括：蒸發部，係液相之動作流體從液相向氣相進行相變化；及凝結部，係被配置於與蒸發部係不同的部位，並氣相之前述動作流體從氣相向液相進行相變化。從上述，熱輸送構件100係具有蒸發部構造，其係對應於容器10之蒸發部。

在容器10之空洞部13，係設置產生毛細管力之燈芯構造體(在圖1係未圖示)。燈芯構造體係例如在容器10整體所設置。藉燈芯構造體之毛細管力，在容器10之凝結部從氣相向液相進行相變化之動作流體從容器10之凝結部向蒸發部回流。

如圖2、圖3所示，在是容器10的蒸發部之凸部16的內面20，係作為燈芯構造體，設置燒結體層30，其係將含有金屬之原料粒子燒結。是燈芯構造體之燒結體層30形成蒸發部構造1。在蒸發部構造1，凸部16的內面20中，在將發熱體200以熱性連接之凸部16的頭端，即，凸部16的底面部21，設置燒結體層30，其係形成蒸發部構造1。燒結體層30的表面係對容器10之內部空間露出。在蒸發部構造1，凸部16的底面部21係成為平坦面。另一方面，凸部16的內面20中，在側面部22並未設置燒結體層30。

又，燒結體層30係只設置於容器10之蒸發部，在容器10之凝結部等蒸發部以外的部位，係未設置燒結體層30。在容器10之蒸發部以外的部位，係因應於需要，亦可設置燈芯構造體，其係與燒結體層30相異之構造。

如圖4所示，形成蒸發部構造1之燒結體層30係平均厚度n，並由第1部位31與第2部位32所構成，前述第1部位31係容器10之底面部21的內面側之n/2的區域，前述第2部位32係容器10的內部空間(空洞部13)側之n/2的區域。從上述，燒結體層30係在其厚度方向，具有容器10之內面側的第1部位31、與是容器10的內部空間之空洞部13側的第2部位32。第2部位32的表面係對空洞部13露出。

是燒結體層30的原料之含有金屬之原料粒子的粒子徑係無特別地限定，例如，是燒結體層30的原料之含有金屬的原料粒子係具有第1原料粒子與第2原料粒子之混合物，前述第1原料粒子係具有既定平均一次粒子徑，前述第2原料粒子係平均一次粒子徑比第1原料粒子更小。因此，燒結體層30係具有第1原料粒子燒結部33與第2原料粒子燒結部34，前述第1原料粒子燒結部33係將第1原料粒子燒結所形成，前述第2原料粒子燒結部34係將第2原料粒子燒結所形成。與容器10以熱性連接之發熱體200的熱H係經由容器10向形成蒸發部構造1之燒結體層30傳達。

如圖4所示，燒結體層30係在內部具有複數個空隙35。在燒結體層30，係第1部位31之空隙率比第2部位32之空隙率更小。在燒結體層30，係第1部位31之空隙35成為比第2部位32之空隙35更多個及/或更大型。在蒸發部構造1，係作為原料粒子，使用具有第1原料粒子與第2原料粒子之混合物，而前述第1原料粒子係具有既定平均一次粒子徑，前述第2原料粒子係平均一次粒子徑比第1原料粒子更小，將前述原料粒子燒結，形成第1原料粒子燒結部33與第2原料粒子燒結部34，藉此，可得到燒結體層30，其係第1部位31之空隙率比第2部位32之空隙率更小。因為平均一次粒子徑小的原料粒子係凝聚力強，所以藉由將是第1原料粒子與第2原料粒子之混合物的原料粒子燒結，燒結體層30中，認為在是容器10之內面側的區域之第1部位31，係主要第2原料粒子凝聚而成為塊狀的燒結體。又，藉由將是第1原料粒子與第2原料粒子之混合物的原料粒子燒結，認為在是空洞部13側之區域的第2部位32，係主要在第1原料粒子與第1原料粒子之間第2原料粒子凝聚，結果，成為燒結體，其係形成多個及/或大型化的空隙35。

形成蒸發部構造1之上述構造的燒結體層30係可賦與熱輸送構件100之蒸發部構造，其係在容器10所封入之液相之動作流體的蒸發特性優異。熱輸送構件100之蒸發部構造1在液相之動作流體的蒸發特性優異，係認為理由在於，燒結體層30中，在是容器10之內面側的區域之第1部位31，係因為是主要第2原料粒子凝聚而成為塊狀的燒結體，所以具有優異之導熱性，另一方面，在是空洞部13側的區域之第2部位32，係因為是形成比第1部位31多個及/或大型化的空隙35的燒結體，所以成為液相之動作流體之蒸發的起點，即，在第2部位32係成為蒸發促進構造，前述空洞部13係容器10之內部空間。又，在熱輸送構件100之蒸發部構造1，係藉由具有上述構造之第1部位31與上述構造之第2部位32，減少容器10與燒結體層30之間的熱阻，而成為在蒸發特性優異的蒸發部構造。

又，上述構造之燒結體層30係藉由具有第1原料粒子燒結部33，因為可抑制在燒結部之界面的導熱損失，所以可發揮優異之導熱性，上述第1原料粒子燒結部33係來自粒子徑相對地大之原料粒子。

作為將含有金屬的原料粒子燒結而形成燒結體層30之燒結的條件，係例如，列舉加熱溫度500℃~1000℃、加熱溫度60分鐘~180分鐘。

作為第1原料粒子之平均一次粒子徑，係無特別地限定，但是，其下限值係根據以下的觀點，50μm為佳，70μm尤其佳，前述觀點係使第2部位32之空隙率比第1部位31之空隙率更大，一面確實地得到第2部位32之蒸發促進構造，一面確實得到在第1部位31之優異的導熱性。另一方面，第1原料粒子之平均一次粒子徑的上限值係根據以下的觀點，300μm為佳，200μm尤其佳，前述觀點係一面使第2部位32之蒸發部構造，一面提高燒結體層30之毛細管力。

作為第2原料粒子之平均一次粒子徑，係只要是比第1原料粒子之平均一次粒子徑更小的粒子徑，無特別地限定，但是，其下限值係根據對第2原料粒子賦與適當之凝聚力而確實地得到第2部位32之蒸發促進構造的觀點，1.0nm為佳，10nm較佳，20nm尤其佳。另一方面，第2原料粒子之平均一次粒子徑的上限值係根據防止第1原料粒子燒結部33之間之粗大的空隙之發生並提高燒結體層30之毛細管力與導熱性的觀點，10μm為佳，3.0μm較佳，1000nm 更佳，500nm尤其佳。

第1原料粒子的平均一次粒子徑之對第2原料粒子的平均一次粒子徑之比係只要是超過1.0，無特別地限定，但是，根據以下之觀點，20以上且50000以下為佳，30以上且10000以下尤其佳，前述觀點係在是容器10之內面側的區域之第1部位31係確實地得到優異的導熱性，在是空洞部13側之區域的第2部位32係確實地得到蒸發促進構造，並液相之動作流體的蒸發特性確實地提高。

第1原料粒子與第2原料粒子之調配比例係無特別地限定，但是，例如，根據以下之觀點，相對第1原料粒子100質量份，包含10質量份以上且1000質量份以下之第2原料粒子者為佳，包含20質量份以上且500質量份以下者尤其佳，前述觀點係在是容器10之內面側的區域之第1部位31係確實地得到優異的導熱性，在是空洞部13側之區域的第2部位32係確實地得到蒸發促進構造，並液相之動作流體的蒸發特性確實地提高。

作為第2部位32之空隙35的平均尺寸，係例如，根據可得到更優異之蒸發促進構造的觀點，1μm以上且200μm以下為佳，10μm以上且100μm以下尤其佳。第2部位32之空隙35的平均尺寸係藉由適當地選擇第1原料粒子之平均一次粒子徑與第2原料粒子之平均一次粒子徑，可調整。又，作為第1部位31之空隙35的平均尺寸，係例如，根據可得到更優異之導熱性的觀點，0.5nm以上且5μm以下為佳，5nm以上且1μm以下尤其佳。第1部位31之空隙35的平均尺寸係藉由適當地選擇第1原料粒子之平均一次粒子徑與第2原料粒子之平均一次粒子徑，可調整。

燒結體層30之平均厚度n係根據熱輸送構件100之使用條件等，可適當地選擇，在熱輸送構件100為蒸氣室的情況，從一面液相之動作流體向蒸發部確實地回流，一面確實地確保氣相之動作流體所流通的蒸氣流路之觀點，100μm以上且1.0mm以下為佳。

作為第1原料粒子，係可列舉銅粉、銅合金粉、不銹鋼粉等金屬粉。又，作為第2原料粒子，係與第1原料粒子一樣，可列舉銅粉、銅合金粉、不銹鋼粉等金屬粉。第1原料粒子與第2原料粒子係亦可是材料種類相同的粉體，亦可是材料種類相異的粉體。

容器10之材質係無特別地限定，但是，例如，根據在導熱係數優異的觀點，可列舉銅、銅合金，根據重量輕的觀點，可列舉鋁、鋁合金，根據改善機械性強度的觀點，可列舉不銹鋼等金屬。又，作為在容器10所封入之動作流體，係因應於容器10之材質，可適當地選擇，例如，可列舉水、替代氯氟碳化物、全氟碳化物、環戊烷等。

作為在容器10之蒸發部以外的部位所設置之構造與燒結體層30係相異的燈芯構造體，係例如，列舉是平均一次粒子徑與燒結體層30之原料粒子係相異之原料粒子的燒結體、原料粒子由第1原料粒子所構成的燒結體等。

其次，說明使用具備蒸發部構造1之熱輸送構件100的散熱裝置120之冷卻功能的機制。首先，將是被冷卻體之發熱體200與容器10之凸部16的頭端以熱性連接。容器10在凸部16從發熱體200受熱時，在容器10之凸部16，從發熱體200向在蒸發部構造1的燒結體層30所滯留之液相的動作流體傳熱，而液相的動作流體往氣相之動作流體進行相變化。氣相之動作流體係在空洞部13之蒸氣流路，從容器10之凸部16向平面部17逐漸地流通，並在平面部17整體逐漸地擴散。藉由氣相之動作流體從容器10之凸部16在平面部17整體逐漸地擴散，容器10將來自發熱體200之熱從凸部16向容器10整體輸送，而來自發熱體200之熱向容器10整體擴散。在容器10整體可流通之氣相的動作流體係藉散熱片110之熱交換作用，釋出潛熱，而從氣相向液相進行相變化。所釋出之潛熱係向與容器10以熱性連接的散熱片110傳達。從容器10向散熱片110所傳達的熱係經由散熱片110，向散熱裝置120之外部環境釋出。釋出潛熱而從氣相向液相進行相變化之動作流體係藉在容器10所設置之燈芯構造體的毛細管力，從容器10之平面部17向凸部16回流。

又，散熱裝置120係因應於需要，亦可藉送風風扇(未圖示)進行強迫冷卻。沿著散熱片110的主表面供給來自送風風扇的冷卻風，藉此，冷卻散熱片110。

其次，詳細地說明在本發明之第2實施形態例之在熱輸送構件的蒸發部構造。第2實施形態例的蒸發部構造係因為主要的構成元件與第1實施形態例的蒸發部構造共同，所以對與第1實施形態之蒸發部構造相同的構成元件，係使用相同的符號來說明。此外，圖5係說明本發明之第2實施形態例的蒸發部構造之概要的立體圖。圖6係圖5之A－A’剖面圖。

在第1實施形態例之蒸發部構造1，係凸部16的內面20中，在將發熱體200以熱性連接之凸部16的底面部21，設置燒結體層30，在凸部16之側面部22，係未設置燒結體層30，但是，替代之，如圖5、圖6所示，在第2實施形態例的蒸發部構造2，在是容器10之蒸發部的凸部16，係不僅在凸部16之內面20的底面部21，而且在側面部22，亦設置形成蒸發部構造2的燒結體層30。因此，在蒸發部構造2，係在凸部16之內面20的約整個面，設置燒結體層30。

在蒸發部構造2，係藉由在側面部22亦設置形成蒸發部構造2的燒結體層30，因為在凸部16之內面20的約整個面，在容器10所封入之液相的動作流體之蒸發特性提高，所以可作成液相之動作流體的蒸發特性更提高的蒸發部構造。

其次，詳細地說明本發明之第3實施形態例之在熱輸送構件的蒸發部構造。第3實施形態例的蒸發部構造係因為主要的構成元件與第1、第2實施形態例的蒸發部構造共同，所以對與第1、第2實施形態例之蒸發部構造相同的構成元件，係使用相同的符號來說明。此外，圖7係說明本發明之第3實施形態例的蒸發部構造之概要的立體圖。圖8係圖7之A－A’剖面圖。

如圖7、圖8所示，在第3實施形態例的蒸發部構造3，係在凸部16之內面20的底面部21，更立設複數支柱狀散熱片41、41、41、…。柱狀散熱片41係針散熱片。柱狀散熱片41係成為容器內面表面積增大部40，其係使容器10的內面之在蒸發部的表面積增大。複數支柱狀散熱片41、41、41、…係在底面部21，隔著既定間隔，並列地配置。柱狀之散熱片41的形狀係無特別地限定，在蒸發部構造3，係成為圓柱形。利用由複數支柱狀散熱片41、41、41、…所形成的容器內面表面積增大部40，使液相之動作流體的蒸發表面積增大，而經由容器10之從發熱體200往液相之動作流體的熱傳達成為圓滑。結果，促進液相的動作流體之往氣相的相變化。作為柱狀之散熱片41的形成方法，係例如，列舉藉焊接、軟焊、燒結等，將另外製作之柱狀散熱片41安裝於底面部21的方法。

在蒸發部構造3，係在凸部16之內面20的底面部21，設置形成蒸發部構造3的燒結體層30。又，在蒸發部構造3，係在柱狀之散熱片41的外面與凸部16的側面部22，係未設置燒結體層30。

在容器10之蒸發部設置容器內面表面積增大部40的蒸發部構造3，亦藉燒結體層30，可作成在液相之動作流體的蒸發特性優異的蒸發部構造，前述液相之動作流體係被封入容器10。又，在蒸發部構造3，係藉由設置由複數支柱狀之散熱片41、41、41、…所構成的容器內面表面積增大部40，液相之動作流體的蒸發表面積增大，而更減少液相的動作流體往氣相進行相變化時的熱阻。

其次，詳細地說明本發明的第4實施形態例之在熱輸送構件的蒸發部構造。第4實施形態例的蒸發部構造係因為主要的構成元件與第1~第3實施形態例的蒸發部構造共同，所以對與第1~第3實施形態之蒸發部構造相同的構成元件，係使用相同的符號來說明。此外，圖9係說明本發明之第4實施形態例的蒸發部構造之概要的立體圖。圖10係圖9之A－A’剖面圖。

在第3實施形態例的蒸發部構造3，係凸部16之內面20中，在將發熱體200以熱性連接之凸部16的底面部21，設置燒結體層30，而在柱狀之散熱片41的外面與凸部16的側面部22係未設置燒結體層30，但是，替代之，如圖9、圖10所示，在第4實施形態例的蒸發部構造4，在是容器10之蒸發部的凸部16，係不僅在凸部16之內面20的底面部21，而且在側面部22，亦設置形成蒸發部構造4的燒結體層30。又，在蒸發部構造4，係在柱狀之散熱片41的外面，亦設置形成蒸發部構造4的燒結體層30。因此，柱狀散熱片41係被燒結體層30被覆。

在蒸發部構造4，係藉由在側面部22亦設置形成蒸發部構造4的燒結體層30，因為在凸部16之內面20的約整個面，在容器10所封入之液相的動作流體之蒸發特性提高，所以可作成液相之動作流體的蒸發特性更提高的蒸發部構造。又，在蒸發部構造4，係藉由在柱狀之散熱片41的外面，亦設置形成蒸發部構造4的燒結體層30，可防止因液相的動作流體藉燒結體層30之毛細管力滯留於容器內面表面積增大部40，而在蒸發部之液相的動作流體乾涸。

其次，詳細地說明本發明之第5實施形態例之在熱輸送構件的蒸發部構造。第5實施形態例的蒸發部構造係因為主要的構成元件與第1~第4實施形態例的蒸發部構造共同，所以對與第1~第4實施形態之蒸發部構造相同的構成元件，係使用相同的符號來說明。此外，圖11係說明本發明之第5實施形態例的蒸發部構造之概要的立體圖。圖12係圖11之A－A’剖面圖。

在第3實施形態例的蒸發部構造3，係在凸部16之內面20的底面部21，立設複數支柱狀散熱片41、41、41、…，作為容器內面表面積增大部40，但是，替代之，如圖11、圖12所示，在第5實施形態例的蒸發部構造5，係立設複數片板狀散熱片42、42、42、…，作為容器內面表面積增大部40。複數片板狀散熱片42、42、42、…係在凸部16之內面20的底面部21，隔著既定間隔，並列地配置。板狀散熱片42的形狀係無特別地限定，在蒸發部構造5，係成為在正視圖為四角形，並在側視圖為四角形的薄板。利用由複數片板狀散熱片42、42、42、…所形成的容器內面表面積增大部40，使液相之動作流體的蒸發表面積增大，而經由容器10之從發熱體200往液相之動作流體的熱傳達成為圓滑。結果，促進液相的動作流體之往氣相的相變化。作為板狀散熱片42的形成方法，係例如，列舉藉焊接、軟焊、燒結等，將另外製作之板狀散熱片42安裝於底面部21的方法。

在蒸發部構造5，係在凸部16之內面20的底面部21，設置形成蒸發部構造5的燒結體層30。又，在蒸發部構造5，係在板狀散熱片42的外面與凸部16的側面部22，係未設置燒結體層30。

在容器10之蒸發部設置容器內面表面積增大部40的蒸發部構造5，亦藉燒結體層30，可作成在液相之動作流體的蒸發特性優異的蒸發部構造，前述液相之動作流體係被封入容器10。又，在蒸發部構造5，係藉由設置由複數片板狀散熱片42、42、42、…所構成的容器內面表面積增大部40，液相之動作流體的蒸發表面積增大，而更減少液相的動作流體往氣相進行相變化時的熱阻。

其次，詳細地說明本發明之第6實施形態例之在熱輸送構件的蒸發部構造。第6實施形態例的蒸發部構造係因為主要的構成元件與第1~第5實施形態例的蒸發部構造共同，所以對與第1~第5實施形態之蒸發部構造相同的構成元件，係使用相同的符號來說明。此外，圖13係說明本發明之第6實施形態例的蒸發部構造之概要的立體圖。圖14係圖13之A-A’剖面圖。

在第5實施形態例的蒸發部構造5，係凸部16之內面20中，在將發熱體200以熱性連接之凸部16的底面部21，設置燒結體層30，而在板狀散熱片42的外面與凸部16的側面部22係未設置燒結體層30，但是，替代之，如圖13、圖14所示，在第6實施形態例的蒸發部構造6，在是容器10之蒸發部的凸部16，係不僅在凸部16之內面20的底面部21，而且在側面部22，未設置形成蒸發部構造6的燒結體層30。又，在蒸發部構造6，在板狀散熱片42的外面，係設置形成蒸發部構造6的燒結體層30。

在蒸發部構造6，係藉由在板狀散熱片42的外面設置形成蒸發部構造6的燒結體層30，因為在凸部16之內面20的約整個面，在容器10所封入之液相的動作流體之蒸發特性提高，所以可作成液相之動作流體的蒸發特性更提高的蒸發部構造。又，在蒸發部構造6，係藉由設置由複數片板狀散熱片42、42、42、…所構成的容器內面表面積增大部40，液相之動作流體的蒸發表面積增大，而更減少液相的動作流體往氣相進行相變化時的熱阻。

其次，說明本發明的蒸發部構造之其他的實施形態例。在上述各實施形態例之蒸發部構造，係在容器10設置凸部16，並在是蒸發部之凸部16，設置燒結體層30，但是，替代之，亦可採用未設置凸部16的容器10，例如平面 狀的容器10。在未設置凸部16之容器10的情況，係在將是冷卻對象的發熱體以熱性連接之容器10的部位，設置燒結體層30，而形成蒸發部構造。

又，在凸部16之側面部22或容器內面表面積增大部40未設置形成蒸發部構造之燒結體層30的實施形態例，係因應於需要，亦可設置是構造與燒結體層30相異的燈芯構造體。作為構造與燒結體層30相異的燈芯構造體，係例如，列舉平均一次粒子徑與燒結體層30的原料粒子係相異之原料粒子的燒結體、原料粒子由第1原料粒子所構成的燒結體等。又，在第4實施形態例之蒸發部構造，形成蒸發部構造之燒結體層30係被設置於容器內面表面積增大部40之外面整體，但是，替代之，亦可燒結體層30係被設置於容器內面表面積增大部40之外面的部分區域。

在上述之各實施形態例的蒸發部構造，可以使用具備薄板狀容器的蒸氣室作為熱輸送構件，但是，只要是具備容器之熱輸送構件，前述容器係具有封入動作流體並進行降壓處理的內部空間，無特別地限定，例如，容器的形狀為管體的熱管亦可。

[產業上之可利用性]

本發明之蒸發部構造係因為在容器所封入之液相之動作流體的蒸發特性優異，所以例如在冷卻在狹窄空間所設置之高發熱量之發熱體的領域，利用價值高。

1,2,3.4,5,6:蒸發部構造

10:容器

13:空洞部

30:燒結體層

31:第1部位

32:第2部位

100:熱輸送構件

圖1係表示具備本發明之第1實施形態例的蒸發部構造之熱輸送構件之整體的側視圖。 圖2係說明本發明之第1實施形態例的蒸發部構造之概要的立體圖。 圖3係圖2之A－A’剖面圖。 圖4係表示本發明之第1實施形態例的蒸發部構造之細節的說明圖。 圖5係說明本發明之第2實施形態例的蒸發部構造之概要的立體圖。 圖6係圖5之A－A’剖面圖。 圖7係說明本發明之第3實施形態例的蒸發部構造之概要的立體圖。 圖8係圖7之A－A’剖面圖。 圖9係說明本發明之第4實施形態例的蒸發部構造之概要的立體圖。 圖10係圖9之A－A’剖面圖。 圖11係說明本發明之第5實施形態例的蒸發部構造之概要的立體圖。 圖12係圖11之A－A’剖面圖。 圖13係說明本發明之第6實施形態例的蒸發部構造之概要的立體圖。 圖14係圖13之A－A’剖面圖。

1:蒸發部構造

10:容器

16:凸部

20:內面

21:底面部

22:側面部

30:燒結體層

Claims (10)

1. 一種蒸發部構造，係熱輸送構件之蒸發部構造，該熱輸送構件係具有封入動作流體之內部空間的容器包括：蒸發部，係液相之該動作流體從液相向氣相進行相變化；及凝結部，係被配置於與該蒸發部係不同的部位，並氣相之該動作流體從氣相向液相進行相變化；該蒸發部構造係：在該容器之該蒸發部的內面，設置燒結體層，其係將含有金屬之原料粒子燒結；是平均厚度n之該燒結體層由第1部位與第2部位所構成，該第1部位係該容器之內面側之n/2的區域，該第2部位係該內部空間側之n/2的區域，該第1部位之空隙率比該第2部位之空隙率更小，其中該原料粒子為具有第1原料粒子與第2原料粒子之混合物，該第1原料粒子係具有既定平均一次粒子徑，該第2原料粒子係平均一次粒子徑比該第1原料粒子更小，其中由具有該第1原料粒子與該第2原料粒子的該混合物構成之該燒結體層係只設置於該容器之該蒸發部。
2. 如請求項1之蒸發部構造，其中該第1原料粒子之平均一次粒子徑為50μm以上且300μm以下，該第2原料粒子之平均一次粒子徑為1.0nm以上且10μm以下。
3. 如請求項1或2之蒸發部構造，其中該第2原料粒子之平均一次粒子徑為1.0nm以上且1000nm以下。
4. 如請求項1或2之蒸發部構造，其中該第1原料粒子的平均一次粒子徑之對該第2原料粒子的平均一次粒子徑之比係20以上且50000以下。
5. 如請求項1或2之蒸發部構造，其中該原料粒子為相對該第1原料粒子100質量份，包含10質量份以上且1000質量份以下之該第2原料粒子。
6. 如請求項1或2之蒸發部構造，其中該第1原料粒子為包含銅及/或銅合金之粒子，該第2原料粒子為包含銅及/或銅合金之粒子。
7. 如請求項1或2之蒸發部構造，其中該第2部位之空隙的平均尺寸為1μm以上且200μm以下。
8. 如請求項1或2之蒸發部構造，其中該燒結體層之平均厚度n為100μm以上且1.0mm以下。
9. 一種熱輸送構件，其係具備如請求項1或2之蒸發部構造。
10. 如請求項9之熱輸送構件，其中該熱輸送構件為蒸氣室。