WO2019131599A1 - 放熱モジュール - Google Patents

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WO2019131599A1
WO2019131599A1 PCT/JP2018/047497 JP2018047497W WO2019131599A1 WO 2019131599 A1 WO2019131599 A1 WO 2019131599A1 JP 2018047497 W JP2018047497 W JP 2018047497W WO 2019131599 A1 WO2019131599 A1 WO 2019131599A1
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WO
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wick
container
flow path
steam flow
heat dissipation
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/047497
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
横山　雄一
川原　洋司
祐士 齋藤
Original Assignee
株式会社フジクラ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社フジクラ filed Critical 株式会社フジクラ
Publication of WO2019131599A1 publication Critical patent/WO2019131599A1/ja

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-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
    • F28D15/02—Heat-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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-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
    • F28D15/02—Heat-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
    • F28D15/04—Heat-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 with tubes having a capillary structure

Definitions

  • the present invention relates to a heat dissipation module.
  • Priority is claimed on Japanese Patent Application Nos. 2017-248438 and 2017-248439, filed Dec. 25, 2017, the content of which is incorporated herein by reference.
  • the heat pipe is disclosed by patent document 1 as one form of a thermal radiation module.
  • the heat pipe basically encloses a fluid such as water or alcohol that evaporates and condenses in a target temperature range as a working fluid in a container (container) in which a non-condensable gas such as air is degassed. Further, a wick for generating capillary force for refluxing the liquid phase working fluid is provided inside the container.
  • the working fluid When a temperature difference occurs in the container, the working fluid is heated and evaporated in the high temperature evaporation unit, and the internal pressure of the container also increases.
  • the working fluid vapor generated in the evaporation section moves toward the condensation section where the temperature and pressure are low, and transfers the heat received in the evaporation section to the condensation section as the latent heat of the vapor.
  • the condensation section the steam of the working fluid condenses due to heat radiation. Then, the condensed working fluid penetrates the wick and refluxes toward the evaporation portion by the capillary force of the wick.
  • a thin heat dissipation module In order to dissipate the heat of a CPU or the like mounted on such a thin electronic device, a thin heat dissipation module is required. In a thin heat dissipating module, it is required to suppress the bias of the operating load of the steam flow path while securing the mechanical strength.
  • This invention is made in view of the said problem, and aims at provision of the thermal radiation module which can suppress the bias
  • a heat dissipation module includes a container including an evaporation unit in which a working fluid is enclosed to evaporate the working fluid, and a condensation unit that condenses the evaporated working fluid, and the container A wick disposed inside the wick for transferring the condensed working fluid from the condensation portion to the evaporation portion by capillary force, the wick being in contact with each of a pair of opposing inner wall surfaces of the container A plurality of vapor flow paths of the working fluid formed by partitioning the inside of the container and vaporizing the working fluid are formed, and in the wick, a communication portion connecting at least two vapor flow paths among the plurality of vapor flow paths is provided. The communication portion is in contact with at least one of the pair of inner wall surfaces, and a column portion connected to both of the pair of inner wall surfaces is formed inside the container. To have.
  • the heat dissipation module according to the second aspect of the present invention is the heat dissipation module according to the first aspect, wherein the plurality of steam flow paths include steam flow paths having different flow path lengths, and the plurality of communication parts are the plurality The two steam flow paths including the steam flow path having at least the longest flow path among the steam flow paths are communicated with each other.
  • the heat dissipation module according to the third aspect of the present invention is the heat dissipation module according to the first or second aspect, wherein the communication portion allows the ends of the steam flow path on the condensing portion side to communicate with each other. The middle portions of the steam flow paths are not communicated with each other.
  • a heat dissipation module is the heat dissipation module according to any one of the first to third aspects, wherein the communicating portion is an end portion on the condensing portion side of the steam flow path. The end portions of the vapor flow path on the evaporation unit side are not communicated with each other.
  • a heat dissipation module is the heat dissipation module according to any one of the first to fourth aspects, wherein a vapor flow path is not formed between the wick and the column portion. .
  • a heat dissipation module according to a sixth aspect of the present invention is the heat dissipation module according to any one of the first to fifth aspects, wherein a gap which is not a vapor flow path is provided between the frame of the container and the wick. Is formed.
  • a heat dissipation module according to a seventh aspect of the present invention is the heat dissipation module according to any one of the first to sixth aspects, wherein the communicating portion is in the opposing direction in which the pair of inner wall surfaces face each other. There is a gap having a size of 20% to 50% of the thickness of the wick.
  • a heat dissipation module is the heat dissipation module according to any one of the first to seventh aspects, wherein the communicating portion is formed on the wick, and the pair of inner wall surfaces face each other. In the opposite direction to be recessed.
  • the heat dissipation module according to a ninth aspect of the present invention is the heat dissipation module according to the eighth aspect, wherein the wick has a second recess disposed in the evaporation portion.
  • a heat dissipation module according to a tenth aspect of the present invention is the heat dissipation module according to any one of the first to ninth aspects, wherein the wick is the pair of inner wall surfaces in the opposing direction of the pair of inner wall surfaces. And a through hole at a position separated from the through hole, and the through hole is the communication portion.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the vapor chamber shown in FIG. It is arrow III-III sectional drawing of the vapor chamber shown in FIG. It is a plane sectional view of a test device which evaluates performance of a vapor chamber concerning a 1st embodiment. It is a side view of FIG. 4A. It is a plane sectional view of a vapor chamber of a comparative example. It is a test result of the vapor chamber of FIG. 5A. It is a plane sectional view of a vapor chamber of an example. It is a test result of the vapor chamber of FIG. 5A.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the vapor chamber shown in FIG.
  • 11 is a cross-sectional view of the vapor chamber shown in FIG. It is a plane sectional view of a vapor chamber concerning a 1st modification of a 2nd embodiment. It is a plane sectional view of a vapor chamber concerning the 2nd modification of a 2nd embodiment. It is a plane sectional view of a vapor chamber concerning the 3rd modification of a 2nd embodiment. It is a plane sectional view of a vapor chamber concerning a 4th modification of a 2nd embodiment.
  • ⁇ P C capillary force
  • ⁇ P V pressure loss of vapor
  • ⁇ P L pressure loss of liquid
  • the wick disposed inside the container may be used as a pillar for maintaining the shape of the container.
  • Such a wick contacts each of a pair of opposing inner wall surfaces of the container, partitions the interior of the container, and forms a vapor flow path of the evaporated working fluid on both sides thereof.
  • these steam flow paths exist independently in the condensation section, for example, if the working distance (flow path length etc.) of the steam flow paths is different, the working load is biased, and the heat radiation module There is a problem that the thermal uniformity decreases.
  • the temperature in a specific portion of the steam flow channel may be significantly reduced to form a liquid pool, and part or all of the steam flow channel may not function.
  • a heat dissipation module (vapor chamber) capable of suppressing the bias of the operation load of the steam flow channel while securing the mechanical strength of the thin container
  • FIG. 1 is a plan cross-sectional view of the vapor chamber 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the vapor chamber 1 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the vapor chamber 1 shown in FIG.
  • the thickness direction of the thin vapor chamber that is, the direction in which the inner wall surfaces 14 and 15 described later face each other is referred to as the “opposing direction”.
  • One direction (left and right direction in FIG. 1) orthogonal to the opposite direction is referred to as "left and right direction”.
  • the direction orthogonal to both the facing direction and the left and right direction is referred to as the front-rear direction.
  • viewing from the opposite direction is referred to as “plan view”, and a cross-sectional view orthogonal to the opposite direction is referred to as “flat cross-sectional view”.
  • the vapor chamber 1 is a heat transfer element that utilizes the latent heat of the working fluid. As shown in FIG. 1, the vapor chamber 1 has a container 2 in which a working fluid is enclosed and a wick 3 disposed inside the container 2.
  • the working fluid is a known heat transport medium capable of phase change, and changes phase in the container 2 into liquid phase and gas phase.
  • water pure water
  • alcohol ammonia or the like
  • the working fluid in the liquid phase may be described as “liquid”
  • the working fluid in the gas phase may be described as “vapor”.
  • the working fluid in the case where the liquid phase and the gas phase are not particularly distinguished they may be described as working fluid. Also, the working fluid is not shown.
  • the container 2 is a sealed hollow container, and is formed in a flat shape whose dimensions in the left-right direction and the front-rear direction are larger than the dimensions in the thickness direction (opposite direction).
  • the thickness of the container 2 is, for example, about 0.3 mm to 3 mm.
  • the container 2 is formed in a substantially rectangular shape in a plan view.
  • the container 2 is provided with an evaporation unit 4 for evaporating the enclosed working fluid, and a condensation unit 5 for condensing the evaporated working fluid.
  • the evaporation unit 4 is set at the corner of the container 2 on the upper left side of the drawing in FIG.
  • the evaporation unit 4 is a region that receives heat from the heat source 100.
  • the evaporation unit 4 may receive heat not only from the same area as the outer shape (mounting area) of the heat source 100 but also from an area that is slightly larger than the outer shape.
  • the condensation part 5 is an area set around the evaporation part 4 and is an area other than the evaporation part 4.
  • the heat source 100 may be an electronic component of an electronic device, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the container 2 has a container body 10, a top plate 11 and a bottom plate 12 shown in FIG.
  • the container body 10 can be formed of, for example, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy or the like.
  • the top plate 11 and the bottom plate 12 are made of, for example, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, iron, stainless steel, composite material of copper and stainless steel (Cu-SUS), and composite material (Cu- It can be formed from SUS-Cu), a composite material of nickel and stainless steel (Ni-SUS), a composite material in which stainless steel is sandwiched between nickel (Ni-SUS-Ni), or the like.
  • the top plate 11 and the bottom plate 12 are preferably high hardness materials to prevent deformation of the container 2.
  • the top plate 11 and the bottom plate 12 are a composite material of copper and stainless steel (Cu-SUS), and a composite material (Cu- It is preferable to use SUS-Cu), a composite material of nickel and stainless steel (Ni-SUS), a composite material in which stainless steel is sandwiched between nickel (Ni-SUS-Ni), or the like.
  • the top plate 11 and the bottom plate 12 may be formed of the same material or may be formed of different materials.
  • the top plate 11 and the bottom plate 12 may have the same thickness or different thicknesses.
  • any one of the top plate 11 and the bottom plate 12 may be integrally formed with the container body 10. For example, by forming one of the top plate 11 and the bottom plate 12 by press molding and forming a groove, a member that doubles as the frame portion 10a and the column portion 10b of the container body 10 shown in FIG.
  • the container 2 may be formed by joining.
  • the container body 10 has a frame portion 10 a forming the outer shape of the container 2 and a plurality of column portions 10 b arranged in a region surrounded by the frame portion 10 a.
  • the plurality of column portions 10b are disposed at a constant interval in the left-right direction (the short direction of the container 2), and extend parallel to the front-rear direction (the longitudinal direction of the container 2).
  • a gap is formed between the frame portion 10 a and the column portion 10 b and between the adjacent column portions 10 b, and the gap becomes a channel 13 in which the wick 3 is disposed.
  • Four channels 13 of the present embodiment are formed.
  • the channel 13 has a pair of one inner wall surface 14 (first inner wall surface) of the container 2 and the other inner wall surface 15 (second inner wall surface) of the container 2 facing the inner wall surface 14.
  • the connection surface 16 connecting between the inner wall surfaces 14 and 15 of the The container 2 of this embodiment is configured to receive the heat of the heat source 100 from the bottom plate 12 side, for example.
  • the upper surface of the bottom plate 12 is the inner wall surface 14
  • the lower surface of the top plate 11 is the inner wall surface
  • the side surface of the pillar 10b (or the inner surface 10a1 of the frame 10a shown in FIG. 1) is the connection surface 16.
  • the pillar portion 10 b is connected to both of the pair of inner wall surfaces 14 and 15.
  • the column 10 b is separate from the top plate 11 and the bottom plate 12 as the form in which the column 10 b is connected to the inner wall surfaces 14 and 15, and the upper end of the column 10 b is the top plate The lower end of the column portion 10 b is in contact with the bottom plate 12.
  • the column portion 10 b may be integral with the top plate 11 or the bottom plate 12 as a form in which the column portion 10 b is connected to the inner wall surfaces 14, 15.
  • a protrusion may be provided on one of the top plate 11 and the bottom plate 12 so as to protrude toward the other, and this protrusion may be used as the pillar portion 10 b.
  • the pillar portion 10 b is connected to the inner wall surfaces 14 and 15 by bringing the end of the pillar portion 10 b into contact with the inner wall surface 14 or the inner wall surface 15. Further, the projection may be formed by drawing the top plate 11 or the bottom plate 12.
  • the protrusion is formed by drawing, the shape of the column portion 10b in the flat cross-sectional view is as shown in FIGS. 4A, 5A, and 6A.
  • the wick 3 is disposed in the channel 13.
  • the liquid evaporates and becomes vapor, and goes to the condensation unit 5.
  • the wick 3 moves (refluxes) the working fluid condensed in the condenser 5 to a liquid phase from the condenser 5 to the evaporator 4 by capillary force.
  • the wick 3 of the present embodiment is formed of, for example, a mesh in which a plurality of thin wires are woven in a grid.
  • a copper material having a high thermal conductivity can be suitably used as the thin line forming the wick 3.
  • the thin line has, for example, a diameter of several tens of ⁇ m to one hundred and several tens of ⁇ m.
  • the wick 3 includes a first wick portion 20 disposed in the channel 13 between the frame portion 10a and the column portion 10b, and a second wick portion 21 disposed in the channel 13 between the adjacent column portions 10b. Equipped with The first wick portion 20 and the second wick portion 21 are integrally formed.
  • the first wick portion 20 is disposed in a frame shape along the inner side surface 10a1 of the frame portion 10a.
  • the second wicks 21 of the present embodiment are provided in plurality (two of the second wicks 21 a and 21 b).
  • the plurality of second wicks 21 a and 21 b extend in the front-rear direction from the first wick 20 located in the condenser 5.
  • the plurality of second wicks 21a and 21b respectively pass through the channels 13 between the three adjacent pillars 10b.
  • the first ends 22 of the plurality of second wicks 21 a and 21 b are each independently inserted into the evaporator 4.
  • the wick 3 is in contact with a pair of opposing inner wall surfaces 14 and 15 of the container 2 as shown in FIG.
  • the gap 18 a formed at the interface between the wick 3 and the inner wall surface 14 and the inner wall surface 15 becomes a liquid flow path 18 for flowing the liquid, and the liquid is returned from the condenser 5 to the evaporator 4.
  • the thin line gap 18 b inside the wick 3 also serves as a liquid flow path 18 for flowing the liquid, and the liquid is returned from the condensing unit 5 to the evaporating unit 4. Since the space 18b of the thin line is smaller than the space 18a formed at the interface between the wick 3 and the inner wall surface 14 and the inner wall surface 15, the liquid flow path 18 of the space 18a is the liquid flow of the space 18b.
  • the transport capacity of the liquid is greater than that of the passage 18.
  • a working fluid vapor flow path 17 is formed between the side surface 3a of the wick 3 and the connection surface 16 spaced apart from the side surface 3a.
  • the second wick portion 21 is disposed at an intermediate position between adjacent column portions 10 b, and is a column that maintains the shape of the hollow portion (channel 13) of the container 2.
  • the second wick portion 21 is in contact with the pair of inner wall surfaces 14 and 15 to partition the inside of the container 2, and the steam flow path 17 is formed on both sides thereof.
  • the first wick portion 20 is also a pillar which is disposed along the inner side surface 10 a 1 of the frame portion 10 a and maintains the shape of the hollow portion (channel 13) of the container 2
  • the steam flow path 17 is formed in the one side (frame inner side).
  • the inside of the container 2 (more specifically, the space inside the frame of the first wick 20) is three by the two second wicks 21 (21a, 21b). It is partitioned into spaces, and three vapor flow paths 17 (17a, 17b, 17c) are formed inside the container 2.
  • the three vapor flow paths 17 independently extend from the evaporation unit 4 toward the condensation unit 5.
  • the steam channel 17 a has the shortest channel length (working distance) from the evaporating unit 4 to the end 17 a 1 on the condensing unit 5 side.
  • the steam flow passage 17 a extends linearly from the evaporation unit 4 along the front-rear direction.
  • the pillar part 10b is arrange
  • the steam channel 17b has the second shortest channel length (working distance) from the evaporating unit 4 to the end 17b1 on the condensing unit 5 side.
  • the steam flow passage 17 b extends from the evaporation portion 4 to an intermediate position in the left-right direction, and then bends in the front-rear direction and extends linearly along the front-rear direction.
  • the pillar part 10b is arrange
  • the steam channel 17 c has the longest channel length (working distance) from the evaporating unit 4 to the end 17 c 1 on the condensing unit 5 side.
  • the steam flow path 17b extends from the evaporation portion 4 to the end of the container 2 in the left-right direction, and then bends in the front-rear direction and extends linearly along the front-rear direction.
  • the pillar part 10b is arrange
  • a communication portion 30 is formed, which connects at least two of the plurality of vapor flow paths 17 with each other.
  • the communication portion 30 is formed in the base 23 of the second wick portion 21.
  • the base 23 is a portion of the second wick 21 connected to the first wick 20.
  • two communicating portions 30 are formed.
  • the vapor flow paths 17 a and 17 b communicate with each other at the end portions 17 a 1 and 17 b 1 on the condensing portion 5 side by the one communication portion 30.
  • the steam flow paths 17 b and 17 c communicate with each other at the end portions 17 b 1 and 17 c 1 on the condensing portion 5 side by the other communication portion 30.
  • the communication portion 30 is formed in each of the two second wicks 21 serving as partitions of the steam flow path 17 so that all the three steam flow paths 17 communicate with each other. It has become.
  • the communication portion 30 of the present embodiment is formed of a recess 24 formed in the wick 3 (second wick portion 21).
  • the recess 24 is recessed in the opposite direction from one of the pair of inner wall surfaces 14 and 15 (in the present embodiment, the inner wall surface 15) toward the other (in the present embodiment, the inner wall surface 14).
  • the dimension in the opposing direction of the communication portion 30 (concave portion 24) is referred to as a “gap D”.
  • the gap D has a size of 20% to 50% of the thickness T of the wick 3 in the opposing direction of the pair of inner wall surfaces 14 and 15.
  • the thickness T of the wick 3 is, for example, about 0.2 mm to 1.0 mm. If the thickness T of the wick 3 is 0.5 mm, the gap D has a size of 0.10 mm to 0.25 mm.
  • the communicating portion 30 can be formed without cutting the wick 3.
  • the wick 3 can be kept in contact with at least one of the pair of inner wall surfaces 14 and 15 (in the present embodiment, the inner wall surface 14).
  • the width W of the recess 24 in the longitudinal direction of the second wick portion 21 has a size equal to or larger than the gap D.
  • the width W is several to ten times larger than the gap D depending on the method of forming the recess 24 in the wick 3 (processing tool or the like).
  • Such a recess 24 can be formed, for example, by pressing a part of the wick 3 in the opposite direction (thickness direction).
  • the recess 24 can also be formed, for example, by partially cutting a part of the wick 3.
  • the heat transport cycle by the vapor chamber 1 of the said structure is demonstrated.
  • the liquid in the evaporation unit 4 evaporates.
  • the liquid permeating the wick 3 is evaporated.
  • the vapor generated in the evaporating unit 4 flows in the vapor flow path 17 toward the condensing unit 5 whose pressure and temperature are lower than those of the evaporating unit 4.
  • the condenser 5 the vapor that has reached the condenser 5 via the vapor flow path 17 is cooled and condensed.
  • the liquid produced in the condenser 5 penetrates the wick 3 and is refluxed from the condenser 5 to the evaporator 4.
  • the wick 3 extends from the condensing unit 5 to the evaporating unit 4 and causes the liquid to flow from the condensing unit 5 back to the evaporating unit 4 through the liquid flow path 18 formed by the gaps 18 a and 18 b shown in FIG. 2. Further, since the wick 3 is in contact with the opposing inner wall surfaces 14 and 15 of the container 2 from the condensation part 5 to the evaporation part 4, it becomes a pillar (reinforcement member) for supporting the container 2 and thin vapor chamber 1 Ensure mechanical strength of
  • the wick 3 serves as a partition, it becomes difficult for the vapor in the vapor flow path 17 on the both sides to flow back and forth between the flow paths.
  • the communication portion 30 is formed in a part of the wick 3 (second wick portion 21), and at least two vapor flow paths 17 are communicated with each other.
  • the communication portion 30 forms a gap D in the opposite direction between the container 2 and the wick 3, and allows the vapors in the adjacent steam flow paths 17 to flow back and forth across the wick 3.
  • the pressure and temperature distribution of the steam flow path 17 communicated via the communication portion 30 become substantially uniform, and the deviation of the operating load in each steam flow path 17 is eliminated. Therefore, the vapor chamber 1 can obtain high thermal uniformity.
  • the wick 3 is not cut at the communicating portion 30 and can be kept in contact with the inner wall surface 14, it is not necessary to interrupt the liquid flow path 18 halfway, and the deterioration of the liquid transport performance (transport distance) is prevented. Can.
  • the communication unit 30 includes at least two steam flow paths 17 b and 17 c including the steam flow path 17 c having the longest flow path length among the plurality of steam flow paths 17. Communication.
  • the steam flow path 17c having a long flow path length in particular, the working load tends to be uneven since the working distance of the steam flow path 17 is longer than the other steam flow paths 17a and 17b.
  • the pressure and temperature at the end 17c1 on the condensation unit 5 side are likely to be significantly reduced, and liquid accumulation is more likely to be formed than the other vapor flow passages 17a and 17b. Therefore, by disposing the communication portion 30 at the end 17c1 of the steam flow passage 17c, it is possible to effectively suppress the liquid accumulation at the end 17c1. In addition, this effect is similarly acquired in the other steam flow paths 17a and 17b.
  • the communication portion 30 (the recess 24) is formed by a press, the density of the wick 3 (the second wick portion 21) in the communication portion 30 is partially high, and the pressure loss of the liquid in that portion is high. However, since the communication portion 30 is disposed at the base 23 of the second wick portion 21, the influence exerted on the entire liquid transport performance in the second wick portion 21 is small.
  • Vapor chamber 1 'shown to FIG. 4A is a comparative example, and the communication part 30 is not formed.
  • the vapor chamber 'of the comparative example was prepared to compare the performance with the vapor chamber 1 in which the communication portion 30 was formed.
  • five vapor flow paths 17 a to 17 e having different flow path lengths are formed by the wick 3.
  • the vapor chamber 1 'shown in FIG. 4A differs from the embodiment shown in FIG. 1 described above in that the wick 3 is disposed along the column 10b as well as the frame 10a. That is, the vapor flow path 17 is not formed between the wick 3 and the column portion 10 b. In the vapor chamber 1 ′, the vapor flow path 17 is formed in the space between the wick 3 and the wick 3 separated by the wick 3. The vapor flow path 17 is similarly formed in the space between the wick 3 and the wick 3 in the embodiments shown in FIGS. 5A and 6A described later.
  • the heat source 100 is attached to one plate surface (for example, the bottom plate 12) of the vapor chamber 1 ′, and a plurality of the heat source 100 is attached to the other plate surface (for example, the top plate 11) of the vapor chamber 1 ′.
  • the temperature sensors T1 to T9 are attached.
  • the arrangement of the temperature sensors T1 to T9 is as shown in FIG. 4A. .
  • the temperature sensor T4 measures the temperature of the evaporation unit 4.
  • the temperature sensors T1 to T9 other than the temperature sensor T4 measure the temperature of the condensing unit 5.
  • the temperature of the heat source 100 can be adjusted by the temperature controller 101.
  • FIG. 5A is similar to the vapor chamber 1' shown in FIG. 4A.
  • FIG. 5B is a test result showing the temperatures of the temperature sensors T1 to T9 shown in FIG. 5A.
  • the temperature at the temperature sensor T4 is 65.8 ° C.
  • the temperatures at the temperature sensors T8 and T9 decrease to 53.0 ° C. and 59.7 ° C.
  • the temperature variation is relatively large.
  • a plurality of steam flow paths 17 including the steam flow path 17d having the longest flow path length are formed.
  • the vapor chamber 1 shown to FIG. 6A is the Example created in order to confirm the effect which provided the communication part 30.
  • FIG. 6A the communication part 30 (recessed part 24) which makes vapor
  • the communication portions 30 are formed at the bases of the four second wicks 21 (connections with the first wick 20). The other points are the same as in the vapor chamber 1 'of the comparative example.
  • the temperature at the temperature sensor T4 is 65.5 ° C.
  • the temperatures at the temperature sensors T8 and T9 are 61.0 ° C. and 63.8 ° C.
  • the temperature variation is significantly reduced, and it can be seen that the heat uniformity is improved. That is, it can be understood that the deviation of the operation load in the portion where the temperature sensors T8 and T9 are disposed (the portion including the steam flow path 17d having a long flow path length) is eliminated by the communication unit 30.
  • the vapor chamber 1 of the present embodiment is a container having the evaporation unit 4 in which the working fluid is enclosed and that evaporates the working fluid, and the condensing unit 5 that condenses the evaporated working fluid.
  • a wick 3 disposed inside the container 2 and moving the working fluid condensed by capillary force from the condensation unit 5 to the evaporation unit 4.
  • the wick 3 contacts the pair of opposing inner wall surfaces 14 and 15 of the container 2 to divide the inside of the container 2 and form a plurality of vapor flow paths 17 of the evaporated working fluid.
  • a communication portion 30 is formed, which connects at least two of the plurality of vapor flow paths 17 with each other.
  • the communicating portion 30 is in contact with at least one of the pair of inner wall surfaces 14 and 15, and a column portion 10 b connected to both of the pair of inner wall surfaces 14 and 15 is formed inside the container 2.
  • the plurality of steam flow paths 17 include steam flow paths 17a to 17c having different flow path lengths.
  • a drop in steam pressure is relatively likely to occur, and a deviation in operating load is more likely to occur. Therefore, as in the present embodiment, it is possible to more effectively suppress the deviation of the operating load by connecting the steam flow path 17c having the longest flow path length with the other steam flow path 17 by the communication unit 30. it can.
  • the communication unit 30 allows the end portions of the steam flow passage 17 on the condensing unit 5 side to be in communication with each other, and the middle portions of the steam flow passage 17 are not in communication with each other. With this configuration, the flow of the working fluid in the vapor phase in the steam flow path 17 can be made smoother.
  • the communication unit 30 allows the ends of the steam flow passage 17 on the side of the condensation unit 5 to be in communication with each other, and does not allow the ends of the steam flow passage 17 on the side of the evaporation unit 4 to be in communication.
  • the communication unit 30 allows the ends of the steam flow passage 17 on the side of the condensation unit 5 to be in communication with each other, and does not allow the ends of the steam flow passage 17 on the side of the evaporation unit 4 to be in communication.
  • the steam flow path does not need to be formed between the wick 3 and the pillar part 10b.
  • the gas working fluid of the gas phase
  • the liquid may not be returned to the wick 3, which leads to a decrease in cooling efficiency. That is, by not forming a vapor flow path between the wick 3 and the column portion 10b, the occurrence of such a phenomenon can be suppressed, and a decrease in cooling efficiency can be prevented.
  • the clearance gap which is not a steam flow path may be formed between the wick 3 and the frame part 10a.
  • the thermal expansion of the wick 3 due to heating to press the container body 10 (frame portion 10a). Therefore, it is possible to suppress the deformation of the container body 10 or the occurrence of a crack or the like in the container body 10 to cause the working fluid to leak.
  • FIGS. 7A to 9 modifications shown in FIGS. 7A to 9 can be employed.
  • the same or equivalent components as or to those of the embodiment described above are designated by the same reference numerals, any explanation of which will be simplified or omitted.
  • the vapor chambers 1A to 1C shown in FIGS. 7A to 7C have a simple structure including one channel 13 in which the wick 3 is disposed at the center of the container 2.
  • the evaporation unit 4 is disposed at one end in the front-rear direction (longitudinal direction of the container 2), and the steam flow paths 17a and 17b extend from the evaporation unit 4 toward the other end in the front-rear direction It exists.
  • the end portions 17a1 and 17b1 of the steam flow paths 17a and 17b communicate with each other by a communication portion 30 (recess portion 24) formed at the other end of the wick 3.
  • the deviation of the operating load is not a problem, but, for example, even if a liquid pool occurs in the middle of either one of the steam flow paths 17a and 17b, it always occurs.
  • Providing the communication portion 30 is effective because the vapor can be sent to the entire container 2.
  • the evaporation part 4 is arrange
  • the steam flow passages 17a and 17b extend from the evaporation unit 4 toward the other end in the front-rear direction, and the steam flow passages 17c and 17d extend from the evaporation unit 4 toward the one end in the front-rear direction.
  • the end portions 17a1 and 17b1 of the steam flow paths 17a and 17b communicate with each other by the communication portion 30 (recess 24) formed at the other end of the wick 3, and the end portions 17c1 and 17d1 of the steam flow paths 17c and 17d.
  • the arrangement and the internal structure of the evaporation portion 4 are the same as in the vapor chamber 1B shown in FIG. 7B, but also in the evaporation portion 4 a recess 24a (second recess) is formed in the wick 3 ing.
  • the recess 24 a has an effect of reducing the thermal resistance of the evaporating unit 4 by increasing the surface area of the wick 3 in the evaporating unit 4 and securing a large evaporation area of the working fluid.
  • the steam flow paths 17 can be communicated with each other as in the recess 24 (communication portion 30) disposed in the condenser 5.
  • the vapor chamber 1D shown in FIG. 8 is obtained by applying the recess 24a shown in FIG. 7C to the vapor chamber 1 shown in FIG.
  • the first end 22 of the second wick 21 is connected to the inner side of the frame of the first wick 20, and a recess 24a (second recess) is formed in the connection.
  • a recess 24a second recess
  • the communication portion 30 is formed by the through hole 25 which penetrates the middle portion of the wick 3 (a position separated from the pair of inner wall surfaces 14 and 15) in the opposing direction of the pair of inner wall surfaces 14 and 15. It is formed. According to this configuration, the wick 3 can be kept in contact with both of the pair of inner wall surfaces 14 and 15. For this reason, it is not necessary to block any one of the liquid flow paths 18 of the gap 18 a having a larger liquid transport capacity than the gap 18 b.
  • the plurality of steam flow paths 17 includes the steam flow path 17 communicated by the communication unit 30 and the communication portion A separate steam flow path 17 not in communication by 30 may be included.
  • the wick is formed from a mesh
  • the wick is formed from a fiber, metal powder, felt, a groove formed in the container 2, or a combination thereof. It may be done.
  • the vapor chamber was illustrated as a heat dissipation module in the above-mentioned embodiment, the above-mentioned composition may be applied to a heat pipe which is another form of a heat dissipation module.
  • the application of the heat dissipation module of the present embodiment is not particularly limited, but as an example, a smartphone, a tablet type terminal, a mobile phone, a personal computer, a server, a copier, a game machine, a multifunction device, a projector, an electronic device, a fuel cell, An artificial satellite etc. are mentioned.
  • FIG. 10 is a cross-sectional plan view of the vapor chamber 1F according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the vapor chamber 1F shown in FIG. 10 taken along the line AA.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the vapor chamber 1F shown in FIG. 10, taken along the line BB.
  • the thickness direction of the thin vapor chamber that is, the direction in which the inner wall surfaces 14 and 15 described later face each other is referred to as the “opposing direction”.
  • One direction orthogonal to the opposing direction (left and right direction in FIG. 10) is referred to as “left and right direction”.
  • the direction orthogonal to both the facing direction and the left and right direction is referred to as the front-rear direction.
  • viewing from the opposite direction is referred to as “plan view”, and a cross-sectional view orthogonal to the opposite direction is referred to as “flat cross-sectional view”.
  • the vapor chamber 1F is a heat transfer element that utilizes the latent heat of the working fluid. As shown in FIG. 10, the vapor chamber 1F has a container 2 in which a working fluid is enclosed and a wick 3 disposed inside the container 2.
  • the working fluid is a known heat transport medium capable of phase change, and changes phase in the container 2 into liquid phase and gas phase.
  • water pure water
  • alcohol ammonia or the like
  • the working fluid in the liquid phase may be described as “liquid”
  • the working fluid in the gas phase may be described as “vapor”.
  • the working fluid in the case where the liquid phase and the gas phase are not particularly distinguished they may be described as working fluid. Also, the working fluid is not shown.
  • the container 2 is a sealed hollow container, and is formed in a flat shape whose dimensions in the left-right direction and the front-rear direction are larger than the dimensions in the thickness direction (opposite direction).
  • the thickness of the container 2 is, for example, about 0.3 mm to 3 mm.
  • the container 2 is formed in a substantially rectangular shape in a plan view.
  • the container 2 is provided with an evaporation unit 4 for evaporating the enclosed working fluid, and a condensation unit 5 for condensing the evaporated working fluid.
  • the evaporating unit 4 is set at the corner of the container 2 on the upper left side of the drawing in FIG.
  • the evaporation unit 4 is a region that receives heat from the heat source 100.
  • the evaporation unit 4 may receive heat not only from the same area as the outer shape (mounting area) of the heat source 100 but also from an area that is slightly larger than the outer shape.
  • the condensation part 5 is an area set around the evaporation part 4 and is an area other than the evaporation part 4.
  • the heat source 100 the electronic component of an electronic device, for example, CPU etc. are mentioned.
  • the container 2 has a container body 10, a top plate 11 and a bottom plate 12 shown in FIG.
  • the container body 10 can be formed of, for example, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy or the like.
  • the top plate 11 and the bottom plate 12 are made of, for example, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, iron, stainless steel, composite material of copper and stainless steel (Cu-SUS), and composite material (Cu- It can be formed from SUS-Cu), a composite material of nickel and stainless steel (Ni-SUS), a composite material in which stainless steel is sandwiched between nickel (Ni-SUS-Ni), or the like.
  • the top plate 11 and the bottom plate 12 are preferably high hardness materials to prevent deformation of the container 2.
  • the top plate 11 and the bottom plate 12 are a composite material of copper and stainless steel (Cu-SUS), and a composite material (Cu- It is preferable to use SUS-Cu), a composite material of nickel and stainless steel (Ni-SUS), a composite material in which stainless steel is sandwiched between nickel (Ni-SUS-Ni), or the like.
  • the top plate 11 and the bottom plate 12 may be formed of the same material or may be formed of different materials.
  • the top plate 11 and the bottom plate 12 may have the same thickness or different thicknesses.
  • any one of the top plate 11 and the bottom plate 12 may be integrally formed with the container body 10.
  • the container 2 may be formed by joining.
  • the container body 10 has, as shown in FIG. 10, a frame portion 10a forming the outer shape of the container 2, and a plurality of column portions 10b arranged in a region surrounded by the frame portion 10a.
  • the plurality of column portions 10b are disposed at a constant interval in the left-right direction (the short direction of the container 2), and extend parallel to the front-rear direction (the longitudinal direction of the container 2).
  • a gap is formed between the frame portion 10a and the column portion 10b and between the adjacent column portions 10b, and the gap is a channel 13 in which the wick 3 is disposed. In the present embodiment, four channels 13 are formed.
  • the channel 13 has one inner wall surface 14 (first inner wall surface) of the container 2 and the other inner wall surface 15 (second inner wall surface) of the container 2 facing the inner wall surface 14.
  • the connection surface 16 connecting between the inner wall surfaces 14 and 15 of the The container 2 of this embodiment is configured to receive the heat of the heat source 100 from the bottom plate 12 side, for example.
  • the upper surface of the bottom plate 12 is the inner wall surface 14
  • the lower surface of the top plate 11 is the inner wall surface 15, and the side surface of the column portion 10b (or the inner surface 10a 'of the frame portion 10a shown in FIG. .
  • the wick 3 is disposed in the channel 13.
  • the liquid evaporates and becomes vapor, and goes to the condensation unit 5.
  • the wick 3 moves (refluxes) the working fluid condensed in the condenser 5 to a liquid phase from the condenser 5 to the evaporator 4 by capillary force.
  • the wick 3 of the present embodiment is formed of, for example, a mesh in which a plurality of thin wires are woven in a grid.
  • a copper material having a high thermal conductivity can be suitably used as the thin line forming the wick 3.
  • the thin line has, for example, a diameter of several tens of ⁇ m to one hundred and several tens of ⁇ m.
  • the wick 3 includes a first wick portion 20 disposed in the channel 13 between the frame portion 10a and the column portion 10b, and a second wick portion 21 disposed in the channel 13 between the adjacent column portions 10b. Equipped with The first wick portion 20 and the second wick portion 21 are integrally formed.
  • the first wick portion 20 is disposed in a frame shape along the inner side surface 10 a ′ of the frame portion 10 a.
  • the second wicks 21 of the present embodiment are provided in plurality (two of the second wicks 21 a and 21 b).
  • the plurality of second wicks 21 a and 21 b extend in the front-rear direction from the first wick 20 located in the condenser 5.
  • the first end 22 of the second wick 21 is connected to the inner side of the frame of the evaporation portion 4 of the first wick 20, and the second end 23 of the second wick 21 is a condensation of the first wick 20. Connected to the inside of the frame at 5.
  • the wick 3 is in contact with the pair of opposing inner wall surfaces 14 and 15 of the container 2 as shown in FIG.
  • the gap 18 a formed at the interface between the wick 3 and the inner wall surface 14 and the inner wall surface 15 becomes a liquid flow path 18 for flowing the liquid, and the liquid is returned from the condenser 5 to the evaporator 4.
  • the thin line gap 18 b inside the wick 3 also serves as a liquid flow path 18 for flowing the liquid, and the liquid is returned from the condensing unit 5 to the evaporating unit 4. Since the space 18b of the thin line is smaller than the space 18a formed at the interface between the wick 3 and the inner wall surface 14 and the inner wall surface 15, the liquid flow path 18 of the space 18a is the liquid flow of the space 18b.
  • the transport capacity of the liquid is greater than that of the passage 18.
  • a working fluid vapor flow path 17 is formed between the side surface 3a of the wick 3 and the connection surface 16 spaced apart from the side surface 3a.
  • the second wick portion 21 is disposed at an intermediate position between adjacent column portions 10 b, and is a column that maintains the shape of the hollow portion (channel 13) of the container 2.
  • the second wick portion 21 is in contact with the pair of inner wall surfaces 14 and 15 to partition the inside of the container 2, and the steam flow path 17 is formed on both sides thereof.
  • the first wick portion 20 is also disposed along the inner side surface 10a ′ of the frame portion 10a, and is a pillar maintaining the shape of the hollow portion around the container 2
  • the steam flow path 17 is formed on the inside of the frame).
  • the inside of the container 2 (more specifically, the space inside the frame of the first wick 20) is three by the two second wicks 21 (21a, 21b). It is partitioned into spaces, and three vapor flow paths 17 (17a, 17b, 17c) are formed inside the container 2.
  • the three vapor flow paths 17 independently extend from the evaporation unit 4 toward the condensation unit 5.
  • Column portions 10 b are disposed in the three steam flow paths 17, respectively.
  • a recess 24 is formed in the wick 3.
  • the recess 24 is formed at the first end 22 of the second wick 21, and at least a portion of the recess 24 is disposed in the evaporator 4.
  • the recess 24 formed at the first end 22 of the second wick 21 a extends from the region inside the evaporation portion 4 to the region outside the evaporation portion 4 (condensing portion 5) .
  • the recess 24 formed at the first end 22 of the second wick 21 b is disposed in the region inside the evaporation unit 4.
  • the recess 24 is recessed in the opposite direction from one of the pair of inner wall surfaces 14 and 15 (the inner wall surface 15 in the present embodiment) to the other (the inner wall surface 14 in the present embodiment).
  • the gap D has a size of 20% to 50% of the thickness T of the wick 3 in the opposing direction of the pair of inner wall surfaces 14 and 15.
  • the thickness T of the wick 3 is, for example, about 0.2 mm to 1.0 mm. If the thickness T of the wick 3 is 0.5 mm, the gap D has a size of 0.10 mm to 0.25 mm.
  • the wick 3 can be kept in contact with at least one of the pair of inner wall surfaces 14 and 15 (in the present embodiment, the inner wall surface 14).
  • the width W of the recess 24 in the longitudinal direction of the second wick portion 21 has a size equal to or larger than the gap D.
  • the width W is several to ten times larger than the gap D depending on the method of forming the recess 24 in the wick 3 (processing tool or the like).
  • Such a recess 24 can be formed, for example, by pressing a part of the wick 3 in the opposite direction (thickness direction).
  • the recess 24 can also be formed, for example, by partially cutting a part of the wick 3.
  • the heat transport cycle by the vapor chamber 1F of the said structure is demonstrated.
  • the vapor chamber 1F evaporates the liquid in the evaporation unit 4.
  • the liquid permeating the wick 3 is evaporated.
  • the vapor generated in the evaporating unit 4 flows in the vapor flow path 17 toward the condensing unit 5 whose pressure and temperature are lower than those of the evaporating unit 4.
  • the condenser 5 the vapor that has reached the condenser 5 via the vapor flow path 17 is cooled and condensed.
  • the liquid produced in the condenser 5 penetrates the wick 3 and is refluxed from the condenser 5 to the evaporator 4.
  • the wick 3 extends from the condensation unit 5 to the evaporation unit 4 and causes the liquid to flow back from the condensation unit 5 to the evaporation unit 4 by the liquid flow path 18 formed by the gaps 18 a and 18 b shown in FIG. 11. Further, since the wick 3 is in contact with the pair of opposing inner wall surfaces 14 and 15 of the container 2 from the condensation part 5 to the evaporation part 4, it becomes a pillar (reinforcement member) supporting the container 2 and thin vapor chamber 1F Ensure mechanical strength of
  • evaporation of the working fluid in the evaporation part 4 occurs in the part (part which contacts space, such as steam flow path 17) where wick 3 is not in contact with a pair of inner wall surfaces 14 and 15.
  • evaporation of the working fluid also occurs in the recess 24 formed in the wick 3 in addition to the side surface 3 a of the wick 3. That is, as shown in FIG. 12, since the recess 24 is formed with a gap from the inner wall surface 14, a large area in which the wick 3 contacts the space is secured as compared with the conventional wick structure without the recess 24. be able to. For this reason, the evaporation area of the working fluid in the evaporation part 4 becomes large, the temperature in the evaporation part 4 can be lowered, and this makes it possible to reduce the thermal resistance of the vapor chamber 1F.
  • the recess 24 is formed to have a size of 20% to 50% of the thickness of the wick 3 in the opposing direction of the pair of inner wall surfaces 14 and 15. According to this configuration, the gap D formed by the recess 24 is unlikely to be closed by, for example, a liquid reservoir of the working fluid, and the evaporation area of the wick 3 in the recess 24 can be reliably ensured.
  • the wick 3 has the first wick portion 20 formed in a frame shape and the second wick portion 21 disposed inside the frame of the first wick portion 20, and the recess 24 has , And the second wick portion 21. Since the second wick portion 21 is a partition that divides the steam flow path 17, forming the recess 24 in such a second wick portion 21 allows each vapor flow separated by the second wick portion 21. It is possible to flow the steam generated in the recess 24 into the passage 17. Thereby, the deviation of the operation load in each steam channel 17 can be reduced, and high thermal uniformity can be obtained.
  • a container including the evaporation unit 4 that encloses the working fluid and evaporates the enclosed working fluid, and the condensation unit 5 that condenses the evaporated working fluid. 2 and a wick 3 in contact with each of a pair of opposing inner wall surfaces 14 and 15 of the container 2 to move the working fluid condensed by capillary force from the condensation part 5 to the evaporation part 4;
  • FIGS. 13A to 14 modifications shown in FIGS. 13A to 14 can be employed.
  • the same or equivalent components as or to those of the embodiment described above are designated by the same reference numerals, any explanation of which will be simplified or omitted.
  • the vapor chambers 1G to 1I shown in FIGS. 13A to 13C have a simple structure including one channel 13 in which the wick 3 is disposed at the center of the container 2.
  • the evaporation unit 4 is disposed at one end of the container 2 in the longitudinal direction, and the steam flow paths 17a and 17b extend from the evaporation unit 4 toward the other end of the container 2 in the longitudinal direction. doing.
  • the recess 24 is formed at one end of the wick 3. According to such a configuration, as in the above-described embodiment, the evaporation area of the working fluid in the evaporation unit 4 is increased, and the thermal resistance of the vapor chamber 1A can be reduced. In addition, the steam generated in the recess 24 can be flowed into the steam flow paths 17a and 17b, and high uniformity of heat uniformity can be obtained.
  • the evaporating unit 4 is disposed at a position eccentric from the central position in the longitudinal direction of the container 2, and the steam flow paths 17a and 17b are from the evaporating unit 4 to the other end in the longitudinal direction of the container 2.
  • the steam flow paths 17 c and 17 d extend from the evaporation portion 4 toward one end of the container 2 in the longitudinal direction.
  • the recess 24 is formed at a substantially central position in the longitudinal direction of the wick 3. According to such a configuration, as in the above-described embodiment, the evaporation area of the working fluid in the evaporation unit 4 is increased, and the thermal resistance of the vapor chamber 1A can be reduced.
  • the operation load tends to be uneven between the steam flow channels 17a and 17b and the steam flow channels 17c and 17d.
  • the bias of the operation load can be reduced and high uniformity of heat can be obtained.
  • the arrangement and internal structure of the evaporation portion 4 are the same as in the vapor chamber 1H shown in FIG. 13B, but also in the condensation portion 5 a recess 25 (second recess) is formed in the wick 3 ing.
  • the recess 25 brings the vapor flow channels 17a and 17b (and the vapor flow channels 17c and 17d) adjacent to each other across the wick 3 into communication with each other to allow the vapor to flow back and forth. Thereby, the bias of the operation load in each steam channel 17 is eliminated, and higher heat uniformity can be obtained.
  • the vapor chamber 1J shown in FIG. 14 is obtained by applying the recess 25 shown in FIG. 13C to the vapor chamber 1F shown in FIG.
  • the recess 25 is formed at the second end 23 of the second wick 21.
  • the vapor flow paths 17a, 17b and 17c adjacent to each other across the second wick portion 21 are made to communicate with each other in the condensation portion 5 to make the vapor flow back and forth. Can be eliminated to obtain high thermal uniformity.
  • the wick is formed from a mesh
  • the wick is formed from a fiber, metal powder, felt, a groove formed in the container 2, or a combination thereof. It may be done.
  • the vapor chamber was illustrated as a heat dissipation module in the above-mentioned embodiment, the above-mentioned composition may be applied to a heat pipe which is another form of a heat dissipation module.
  • the application of the heat dissipation module of the present embodiment is not particularly limited, but as an example, a smartphone, a tablet type terminal, a mobile phone, a personal computer, a server, a copier, a game machine, a multifunction device, a projector, an electronic device, a fuel cell, An artificial satellite etc. are mentioned.

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Abstract

放熱モジュールは、コンテナとウィックとを備えている。前記ウィックは、前記コンテナの対向する一対の内壁面のそれぞれに接触して前記コンテナの内部を仕切り、蒸発した作動流体の蒸気流路を複数形成している。前記ウィックには、前記複数の蒸気流路のうち、少なくとも２つの蒸気流路同士を連通させる連通部が形成されている。前記連通部は、前記一対の内壁面の少なくとも一方と接触している。前記コンテナの内部には、前記一対の内壁面の双方に接続された柱部が形成されている。

Description

放熱モジュール
　本発明は、放熱モジュールに関する。
　本願は、２０１７年１２月２５日に日本に出願された特願２０１７－２４８４３８号および特願２０１７－２４８４３９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　特許文献１には、放熱モジュールの一形態として、ヒートパイプが開示されている。ヒートパイプは、基本的には空気等の非凝縮性の気体を脱気したコンテナ（容器）の内部に、目的とする温度範囲で蒸発および凝縮する水やアルコール等の流体を作動流体として封入し、さらに液相の作動流体を還流させるための毛細管力を発生するウィックをコンテナの内部に設けたものである。
　コンテナに温度差が生じたとき、高温の蒸発部では作動流体が加熱されて蒸発し、コンテナの内部圧力も上昇する。蒸発部で生じた作動流体の蒸気は、温度及び圧力の低い凝縮部に向けて移動し、蒸発部で受けた熱を、蒸気の潜熱として、凝縮部に輸送する。凝縮部において、作動流体の蒸気は、放熱により凝縮する。そして、凝縮した作動流体は、ウィックに浸透し、ウィックの毛細管力により蒸発部に向けて還流する。
日本国特開平１１－１８３０６９号公報
　近年では、スマートフォン、タブレットＰＣ等の携帯型の電子機器の薄型化が著しい。このような薄型の電子機器に搭載されているＣＰＵ等の熱を放熱するために、薄型の放熱モジュールが求められている。薄型の放熱モジュールでは、機械的強度を確保しつつ、蒸気流路の作動負荷の偏りを抑制することが求められている。
　本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、薄型のコンテナの機械的強度を確保しつつ蒸気流路の作動負荷の偏りを抑制することができる放熱モジュールの提供を目的とする。
　本発明の第１の態様に係る放熱モジュールは、作動流体が内部に封入され、前記作動流体を蒸発させる蒸発部と、蒸発した前記作動流体を凝縮させる凝縮部と、を有するコンテナと、前記コンテナの内部に配置され、凝縮した前記作動流体を毛細管力によって前記凝縮部から前記蒸発部に移動させるウィックと、を備え、前記ウィックは、前記コンテナの対向する一対の内壁面のそれぞれに接触して前記コンテナの内部を仕切り、蒸発した前記作動流体の蒸気流路を複数形成しており、前記ウィックには、前記複数の蒸気流路のうち、少なくとも２つの蒸気流路同士を連通させる連通部が形成され、前記連通部は、前記一対の内壁面の少なくとも一方と接触し、前記コンテナの内部には、前記一対の内壁面の双方に接続された柱部が形成されている。
　本発明の第２の態様に係る放熱モジュールは、上記第１の態様に係る放熱モジュールにおいて、前記複数の蒸気流路は、流路長の異なる蒸気流路を含み、前記連通部は、前記複数の蒸気流路のうち、少なくとも最も流路長が長い蒸気流路を含む２つの蒸気流路同士を連通させる。
　本発明の第３の態様に係る放熱モジュールは、上記第１または第２の態様に係る放熱モジュールにおいて、前記連通部は、前記蒸気流路の前記凝縮部側の端部同士を連通させ、前記蒸気流路の中間部分同士を連通させない。
　本発明の第４の態様に係る放熱モジュールは、上記第１から第３のいずれか１つの態様に係る放熱モジュールにおいて、前記連通部は、前記蒸気流路の前記凝縮部側の端部同士を連通させ、前記蒸気流路の前記蒸発部側の端部同士を連通させない。
　本発明の第５の態様に係る放熱モジュールは、上記第１から第４のいずれか１つの態様に係る放熱モジュールにおいて、前記ウィックと前記柱部との間に、蒸気流路が形成されていない。
　本発明の第６の態様に係る放熱モジュールは、上記第１から第５のいずれか１つの態様に係る放熱モジュールにおいて、前記コンテナの枠部と前記ウィックとの間に、蒸気流路ではない隙間が形成されている。
　本発明の第７の態様に係る放熱モジュールは、上記第１から第６のいずれか１つの態様に係る放熱モジュールにおいて、前記連通部は、前記一対の内壁面が互いに対向する対向方向において、前記ウィックの厚みの２０％～５０％の大きさの隙間を有している。
　本発明の第８の態様に係る放熱モジュールは、上記第１から第７のいずれか１つの態様に係る放熱モジュールにおいて、前記連通部は、前記ウィックに形成された、前記一対の内壁面が対向する対向方向において窪む凹部である。
　本発明の第９の態様に係る放熱モジュールは、上記第８の態様に係る放熱モジュールにおいて、前記ウィックは、前記蒸発部に配置された第２の凹部を有している。
　本発明の第１０の態様に係る放熱モジュールは、上記第１から第９のいずれか１つの態様に係る放熱モジュールにおいて、前記ウィックは、前記一対の内壁面の対向方向において、前記一対の内壁面から離間した位置に貫通孔を有し、前記貫通孔が、前記連通部である。
　上記本発明の態様によれば、薄型のコンテナの機械的強度を確保しつつ蒸気流路の作動負荷の偏りを抑制することができる放熱モジュールを提供できる。
第１実施形態に係るベーパーチャンバーの平断面図である。 図１に示すベーパーチャンバーの矢視ＩＩ－ＩＩ断面図である。 図１に示すベーパーチャンバーの矢視ＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 第１実施形態に係るベーパーチャンバーの性能を評価する試験装置の平断面図である。 図４Ａの側面図である。 比較例のベーパーチャンバーの平断面図である。 図５Ａのベーパーチャンバーの試験結果である。 実施例のベーパーチャンバーの平断面図である。 図５Ａのベーパーチャンバーの試験結果である。 第１実施形態の第１の変形例に係るベーパーチャンバーの平断面図である。 第１実施形態の第２の変形例に係るベーパーチャンバーの平断面図である。 第１実施形態の第３の変形例に係るベーパーチャンバーの平断面図である。 第１実施系形態の第４の変形例に係るベーパーチャンバーの平断面図である。 第１実施形態の第５の変形例に係るウィックの連通部における縦断面図である。 第２実施形態に係るベーパーチャンバーの平断面図である。 図１０に示すベーパーチャンバーの矢視Ａ－Ａ断面図である。 図１０に示すベーパーチャンバーの矢視Ｂ－Ｂ断面図である。 第２実施形態の第１の変形例に係るベーパーチャンバーの平断面図である。 第２実施形態の第２の変形例に係るベーパーチャンバーの平断面図である。 第２実施形態の第３の変形例に係るベーパーチャンバーの平断面図である。 第２実施形態の第４の変形例に係るベーパーチャンバーの平断面図である。
（第１実施形態）
　以下、本発明の第１実施形態に係る放熱モジュールを、図面を参照しながら説明する。
　放熱モジュールの作動条件は、以下の計算式（１）で表される。計算式（１）において、ΔＰＣは毛細管力であり、ΔＰＶは蒸気の圧力損失であり、ΔＰＬは液体の圧力損失である。
　ΔＰＣ　≧　ΔＰＶ＋ΔＰＬ　…（１）
　この計算式（１）から分かるように、放熱モジュールの最大熱輸送量を大きくするためには、毛細管力を大きくし、蒸気と液体の圧力損失を小さくする必要がある。
　近年、スマートフォン、タブレットＰＣ等の携帯機器の薄型化は著しく、その携帯機器に搭載されているＣＰＵ等の熱を放熱するために、薄型の放熱モジュールが求められている。このような薄型の放熱モジュールでは、最大熱輸送量の低下の抑制と、その機械的強度を維持する工夫が必要となる。すなわち、比較的大きな放熱モジュールに関しては、広い蒸気流路と液体流路を確保できるため、蒸気と液体の圧力損失を小さくすることができるが、薄型の放熱モジュールにおいては、これらを広く確保することが難しい。また、薄型の放熱モジュールにおいては、コンテナの肉厚も薄くなり、その機械的強度を確保することが困難になる。
　ここで、コンテナの機械的強度を確保するために、コンテナの内部に配置されたウィックを、コンテナの形状を保つための柱として利用する場合がある。このようなウィックは、コンテナの対向する一対の内壁面のそれぞれに接触し、コンテナの内部を仕切り、その両側には蒸発した作動流体の蒸気流路が形成される。しかしながら、これら蒸気流路は、それぞれ凝縮部において独立して存在することとなるため、例えば、蒸気流路の作動距離（流路長など）が異なると、作動負荷に偏りが生じ、放熱モジュールの均熱性が低下するという問題がある。放熱モジュールの均熱性が低下すると、例えば、蒸気流路の特定の部分における温度が著しく低下して液溜まりが形成され、当該蒸気流路の一部もしくは全部が機能しなくなるおそれがある。一方で、蒸気流路の仕切りとなっているウィックを凝縮部で切断するという方法も考えられるが、そうするとウィックが形成する液体流路が途中で遮られることとなり液体の搬送距離が短くなると共に、ウィックの点数も増え、製造性を低下させるという問題が生じる。
　上記事情を鑑みて、以下では、薄型のコンテナの機械的強度を確保しつつ、蒸気流路の作動負荷の偏りを抑制することができる放熱モジュール（ベーパーチャンバー）について説明する。
　図１は、本実施形態に係るベーパーチャンバー１の平断面図である。図２は、図１に示すベーパーチャンバー１の矢視ＩＩ－ＩＩ断面図である。図３は、図１に示すベーパーチャンバー１の矢視ＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。
（方向定義）
　本明細書では、薄型のベーパーチャンバーの厚さ方向、すなわち、後述する内壁面１４、１５が互いに対向する方向を「対向方向」という。対向方向に直交する一方向（図１の左右方向）を「左右方向」という。対向方向および左右方向の双方に直交する方向を前後方向という。また、対向方向から見ることを「平面視」といい、対向方向に直交する断面図を「平断面図」という。
　ベーパーチャンバー１は、作動流体の潜熱を利用する熱輸送素子である。このベーパーチャンバー１は、図１に示すように、作動流体を内部に封入したコンテナ２と、コンテナ２の内部に配置されたウィック３と、を有する。
　作動流体は、相変化が可能な周知の熱輸送媒体であって、コンテナ２内で液相と気相とに相変化する。例えば、作動流体として、水（純水）やアルコールやアンモニア等を採用できる。なお、本明細書では、液相の作動流体を「液体」、気相の作動流体を「蒸気」と記載して説明することがある。また、液相と気相とを特に区別しない場合には作動流体と記載することがある。また、作動流体は図示されていない。
　コンテナ２は、密閉された中空容器であり、左右方向および前後方向の寸法が、厚み方向（対向方向）の寸法よりも大きい扁平形状に形成されている。コンテナ２の厚みは、例えば、０．３ｍｍ～３ｍｍ程である。また、コンテナ２は、平面視で略長方形状に形成されている。このコンテナ２には、封入した作動流体を蒸発させる蒸発部４と、該蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部５とが設定されている。本実施形態では、蒸発部４が、図１において紙面左上方のコンテナ２の隅に設定されている。
　蒸発部４とは、熱源１００から熱を受ける領域である。なお、蒸発部４は、熱源１００の外形（実装面積）と同じ領域からだけでなく、その外形よりも一回り大きな領域からも熱を受けることがある。一方、凝縮部５とは、蒸発部４の周囲に設定された領域であって、蒸発部４以外の領域である。なお、熱源１００としては、電子機器の電子部品、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等が挙げられる。
　コンテナ２は、コンテナボディ１０と、図２に示す、トッププレート１１と、ボトムプレート１２と、を有する。コンテナボディ１０は、例えば、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金等から形成することができる。また、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、例えば、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金、鉄、ステンレス、銅とステンレスの複合材（Cu-SUS）、銅でステンレスを挟み込んだ複合材（Cu-SUS-Cu）、ニッケルとステンレスの複合材（Ni-SUS）、ニッケルでステンレスを挟み込んだ複合材（Ni-SUS-Ni）等から形成することができる。
　コンテナボディ１０をトッププレート１１及びボトムプレート１２よりも熱伝導率の高い材料から形成した場合、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、コンテナ２の変形を防止するため硬度の高い材料であることが好ましい。例えば、コンテナボディ１０を、熱伝導率の高い銅から形成した場合、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、銅とステンレスの複合材（Cu-SUS）、銅でステンレスを挟み込んだ複合材（Cu-SUS-Cu）、ニッケルとステンレスの複合材（Ni-SUS）、ニッケルでステンレスを挟み込んだ複合材（Ni-SUS-Ni）等から形成することが好ましい。
　なお、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、同一の材料から形成しても、異なる材料から形成してもよい。また、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、同一の厚みであっても、異なる厚みであってもよい。また、トッププレート１１及びボトムプレート１２のいずれか一方は、コンテナボディ１０と一体で形成されていてもよい。例えば、トッププレート１１及びボトムプレート１２のいずれか一方をプレス成型で溝付き加工等することで、図１に示すコンテナボディ１０の枠部１０ａ及び柱部１０ｂを兼ねる部材を形成し、それに他方を接合することでコンテナ２を形成する構成であってもよい。
　コンテナボディ１０は、図１に示すように、コンテナ２の外形を形成する枠部１０ａと、枠部１０ａによって囲まれた領域に配置された複数の柱部１０ｂと、を有する。複数の柱部１０ｂは、左右方向（コンテナ２の短手方向）において一定の間隔をあけて配置され、前後方向（コンテナ２の長手方向）に平行に延在している。枠部１０ａと柱部１０ｂとの間、及び、隣り合う柱部１０ｂ同士の間には、隙間が形成されており、この隙間がウィック３を配置するチャンネル１３となる。本実施形態のチャンネル１３は、４つ形成されている。
　チャンネル１３は、図２に示すように、コンテナ２の一方の内壁面１４（第１内壁面）と、内壁面１４と対向するコンテナ２の他方の内壁面１５（第２内壁面）と、一対の内壁面１４，１５の間を接続する接続面１６と、によって形成されている。本実施形態のコンテナ２は、例えば、ボトムプレート１２側から熱源１００の熱を受ける構成となっている。ボトムプレート１２の上面が内壁面１４となり、トッププレート１１の下面が内壁面１５となり、柱部１０ｂの側面（または図１に示す枠部１０ａの内側面１０ａ１）が接続面１６となっている。
　柱部１０ｂは、一対の内壁面１４、１５の双方に接続されている。柱部１０ｂが内壁面１４、１５に接続される形態として、図２の例では、柱部１０ｂはトッププレート１１およびボトムプレート１２とは別体となっており、柱部１０ｂの上端がトッププレート１１に接し、柱部１０ｂの下端がボトムプレート１２と接している。ただし、柱部１０ｂが内壁面１４、１５に接続される形態として、柱部１０ｂはトッププレート１１またはボトムプレート１２と一体であってもよい。例えば、トッププレート１１およびボトムプレート１２のうちの一方に、他方に向けて突出する突部を設けて、この突部を柱部１０ｂとしてもよい。この場合、柱部１０ｂの先端を内壁面１４または内壁面１５に接触させることで、柱部１０ｂが内壁面１４、１５に接続される。また、前記突部は、トッププレート１１またはボトムプレート１２を絞り加工することで形成してもよい。突部（柱部１０ｂ）を絞り加工により形成した場合には、平断面図における柱部１０ｂの形状は、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａに示すような形状となる。
　チャンネル１３には、図１に示すように、ウィック３が配置されている。蒸発部４では液体が蒸発して蒸気となり、凝縮部５に向かう。ウィック３は、凝縮部５内において凝縮して液相になった作動流体を、毛細管力によって凝縮部５から蒸発部４に移動（還流）させる。本実施形態のウィック３は、例えば、複数の細線を格子状に編み込んだメッシュから形成されている。ウィック３を形成する細線としては、例えば、熱伝導率が高い銅材を好適に用いることができる。この細線は、例えば、直径が数十μｍ～百数十数μｍである。
　ウィック３は、枠部１０ａと柱部１０ｂとの間のチャンネル１３に配置される第１ウィック部２０と、隣り合う柱部１０ｂ同士の間のチャンネル１３に配置される第２ウィック部２１と、を備える。第１ウィック部２０及び第２ウィック部２１は、一体で形成されている。第１ウィック部２０は、枠部１０ａの内側面１０ａ１に沿って枠状に配置されている。本実施形態の第２ウィック部２１は、複数（第２ウィック部２１ａ、２１ｂの２本）設けられている。複数の第２ウィック部２１ａ、２１ｂは、凝縮部５に位置する第１ウィック部２０から前後方向に延伸している。複数の第２ウィック部２１ａ、２１ｂは、３本の隣り合う柱部１０ｂの間のチャンネル１３をそれぞれ通っている。複数の第２ウィック部２１ａ、２１ｂの第１端部２２はそれぞれ、蒸発部４に独立して挿入されている。
　ウィック３は、図２に示すように、コンテナ２の対向する一対の内壁面１４，１５に接触している。ウィック３と内壁面１４及び内壁面１５との界面に形成される隙間１８ａは、液体を流動させる液体流路１８となり、液体を凝縮部５から蒸発部４へ還流させる。また、ウィック３の内部の細線の隙間１８ｂも、液体を流動させる液体流路１８となり、液体を凝縮部５から蒸発部４へ還流させる。なお、細線の隙間１８ｂは、ウィック３と内壁面１４及び内壁面１５との界面に形成される隙間１８ａよりも空間が小さいため、隙間１８ａの液体流路１８の方が、隙間１８ｂの液体流路１８よりも液体の搬送能力は大きい。
　ウィック３の側面３ａと、この側面３ａに対して空間をあけて配置された接続面１６との間には、作動流体の蒸気流路１７が形成される。第２ウィック部２１は、隣り合う柱部１０ｂの中間位置に配置され、コンテナ２の中空部（チャンネル１３）における形状を保つ柱となっている。この第２ウィック部２１は、一対の内壁面１４，１５に接触してコンテナ２の内部を仕切っており、その両側に蒸気流路１７が形成されている。なお、第１ウィック部２０も、図１に示すように、枠部１０ａの内側面１０ａ１に沿って配置され、コンテナ２の外回りの中空部（チャンネル１３）における形状を保つ柱となっており、その片側（枠内側）に蒸気流路１７が形成されている。
　本実施形態では、図１に示すように、２本の第２ウィック部２１（２１ａ，２１ｂ）によってコンテナ２の内部（より具体的には第１ウィック部２０の枠内側の空間）が３つの空間に仕切られ、コンテナ２の内部に３つの蒸気流路１７（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）が形成されている。３つの蒸気流路１７は、それぞれ独立して蒸発部４から凝縮部５に向かって延在している。
　蒸気流路１７ａは、３つの蒸気流路１７の中で、蒸発部４から凝縮部５側の端部１７ａ１までの流路長（作動距離）が最も短い。この蒸気流路１７ａは、蒸発部４から前後方向に沿って直線状に延在している。なお、蒸気流路１７ａの長手方向に延びる直線部には、柱部１０ｂが配置されている。
　蒸気流路１７ｂは、３つの蒸気流路１７の中で、蒸発部４から凝縮部５側の端部１７ｂ１までの流路長（作動距離）が２番目に短い。この蒸気流路１７ｂは、蒸発部４から左右方向の中間位置まで延在した後、前後方向に屈曲し、前後方向に沿って直線状に延在している。なお、蒸気流路１７ｂの長手方向に延びる直線部にも、柱部１０ｂが配置されている。
　蒸気流路１７ｃは、３つの蒸気流路１７の中で、蒸発部４から凝縮部５側の端部１７ｃ１までの流路長（作動距離）が最も長い。この蒸気流路１７ｂは、蒸発部４から左右方向におけるコンテナ２の端部まで延在した後、前後方向に屈曲し、前後方向に沿って直線状に延在している。なお、蒸気流路１７ｃの長手方向に延びる直線部にも、柱部１０ｂが配置されている。
　ウィック３には、複数の蒸気流路１７のうち、少なくとも２つの蒸気流路１７同士を連通させる連通部３０が形成されている。連通部３０は、第２ウィック部２１の基部２３に形成されている。基部２３とは、第２ウィック部２１のうち、第１ウィック部２０に接続される部分である。本実施形態では、連通部３０が２つ形成されている。一方の連通部３０により、蒸気流路１７ａ，１７ｂは、凝縮部５側の端部１７ａ１，１７ｂ１において互いに連通する。また、他方の連通部３０により、蒸気流路１７ｂ，１７ｃは、凝縮部５側の端部１７ｂ１，１７ｃ１において互いに連通する。このように、本実施形態では、蒸気流路１７の仕切りとなっている２本の第２ウィック部２１のそれぞれに連通部３０が形成され、３つの蒸気流路１７の全てが連通するようになっている。
　本実施形態の連通部３０は、図３に示すように、ウィック３（第２ウィック部２１）に形成された凹部２４によって形成されている。凹部２４は、一対の内壁面１４，１５のいずれか一方（本実施形態では内壁面１５）から他方（本実施形態では内壁面１４）に向けて、対向方向に窪んでいる。本実施形態では、連通部３０（凹部２４）の対向方向における寸法を「隙間Ｄ」という。隙間Ｄは、一対の内壁面１４，１５の対向方向において、ウィック３の厚みＴの２０％～５０％の大きさである。ウィック３の厚みＴは、例えば、０．２ｍｍ～１．０ｍｍ程度である。仮にウィック３の厚みＴが０．５ｍｍである場合、隙間Ｄは０．１０ｍｍ～０．２５ｍｍの大きさである。
　このような凹部２４によれば、ウィック３を切断することなく連通部３０を形成できる。これにより、ウィック３は、一対の内壁面１４，１５の少なくとも一方（本実施形態では内壁面１４）との接触状態を保つことができる。なお、第２ウィック部２１の長手方向における凹部２４の幅Ｗは、隙間Ｄ以上の大きさを有する。幅Ｗは、ウィック３に凹部２４を形成する方法（加工工具など）によって、隙間Ｄよりも数倍～十数倍大きくなる。このような凹部２４は、例えば、ウィック３の一部を対向方向（厚み方向）でプレスすることで形成できる。また、凹部２４は、例えば、ウィック３の一部を部分的に切削することでも形成できる。
　続いて、上記構成のベーパーチャンバー１による熱輸送サイクルについて説明する。
　ベーパーチャンバー１は、熱源１００で生じた熱を受け取ることによって、蒸発部４内の液体が蒸発する。蒸発部４では、ウィック３に浸透している液体が蒸発する。蒸発部４で生じた蒸気は、蒸発部４よりも圧力および温度が低い凝縮部５へ向けて、蒸気流路１７内を流動する。凝縮部５では、蒸気流路１７を介して凝縮部５に到達した蒸気が冷却されて凝縮する。凝縮部５で生じた液体は、ウィック３に浸透し、凝縮部５から蒸発部４へ還流される。
　ウィック３は、凝縮部５から蒸発部４まで延在しており、図２に示す隙間１８ａ，１８ｂによって形成した液体流路１８によって、液体を凝縮部５から蒸発部４へ還流させる。また、ウィック３は、凝縮部５から蒸発部４にかけて、コンテナ２の対向する一対の内壁面１４，１５と接触しているため、コンテナ２を支える柱（補強部材）となり、薄型のベーパーチャンバー１の機械的強度を確保する。
　ところで、このような構造においては、ウィック３が仕切りとなるため、その両側の蒸気流路１７内の蒸気は、互いの流路を行き来することが困難になる。また、図１に示すように、流路長の異なる蒸気流路１７（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）が含まれている場合、作動負荷に偏りが生じ易く、ベーパーチャンバー１の均熱性が低下する場合がある。このため、本実施形態では、ウィック３（第２ウィック部２１）の一部に連通部３０を形成し、少なくとも２つの蒸気流路１７同士を連通させている。
　連通部３０は、図３に示すように、コンテナ２とウィック３との間に対向方向の隙間Ｄを形成し、ウィック３を隔てて隣り合う蒸気流路１７内の蒸気を互いに行き来させる。これにより、連通部３０を介して連通する蒸気流路１７の圧力や温度分布が略均一になり、各蒸気流路１７における作動負荷の偏りが解消される。したがって、ベーパーチャンバー１は、高い均熱性を得ることができる。また、ウィック３は、連通部３０において切断されず、内壁面１４との接触状態を保てるので、液体流路１８を途中で遮らずに済み、液体の搬送性能（搬送距離）の低下を防ぐことができる。また、ウィック３の配置数を増やす必要も無いため、ベーパーチャンバー１の製造しやすさの低下も防ぐことが可能となる。
　また、本実施形態では、図１に示すように、連通部３０は、複数の蒸気流路１７のうち、少なくとも最も流路長が長い蒸気流路１７ｃを含む２つの蒸気流路１７ｂ，１７ｃ同士を連通させている。流路長が長い蒸気流路１７ｃにおいては、蒸気流路１７の作動距離が他の蒸気流路１７ａ，１７ｂよりも長いため、特に作動負荷が偏り易い。このような蒸気流路１７ｃを他の蒸気流路１７ｂと連通させることで、作動負荷の偏りを効果的に解消することができる。
　また、蒸気流路１７ｃにおいては、凝縮部５側の端部１７ｃ１における圧力及び温度が著しく低下し易く、他の蒸気流路１７ａ，１７ｂよりも液溜まりが形成されやすい。このため、蒸気流路１７ｃの端部１７ｃ１に連通部３０を配置することで、端部１７ｃ１における液溜まりを効果的に抑制することができる。なお、この効果は、他の蒸気流路１７ａ，１７ｂにおいても同様に得られる。また、連通部３０（凹部２４）をプレスによって形成した場合、連通部３０におけるウィック３（第２ウィック部２１）の密度が部分的に高くなり、その部分における液体の圧力損失が高くなる。しかしながら、当該連通部３０は第２ウィック部２１の基部２３に配置されているため、第２ウィック部２１における液体の搬送性能全体に与える影響は小さい。
　ベーパーチャンバー１の性能を評価するため、図４Ａ、図４Ｂに示すような試験装置を作成した。図４Ａに示すベーパーチャンバー１´は比較例であり、連通部３０が形成されていない。比較例のベーパーチャンバー´は、連通部３０を形成したベーパーチャンバー１との性能を比較するために作成した。このベーパーチャンバー１´には、ウィック３によって流路長の異なる５つの蒸気流路１７ａ～１７ｅが形成されている。
　なお、図４Ａに示すベーパーチャンバー１´は、上述した図１に示す実施形態と異なり、ウィック３が、枠部１０ａだけでなく柱部１０ｂに沿って配置されている。すなわち、ウィック３と柱部１０ｂとの間には、蒸気流路１７は形成されていない。ベーパーチャンバー１´において、蒸気流路１７は、ウィック３により仕切られた、ウィック３とウィック３の間の空間に形成されている。なお、後述する図５Ａ及び図６Ａに示す形態においても同様に、蒸気流路１７は、ウィック３とウィック３の間の空間に形成されている。
　試験装置は、図４Ｂに示すように、ベーパーチャンバー１´の一方の板面（例えばボトムプレート１２）に熱源１００を取り付け、ベーパーチャンバー１´の他方の板面（例えばトッププレート１１）に、複数の温度センサーＴ１～Ｔ９を取り付けた構成となっている。温度センサーＴ１～Ｔ９の配置は、図４Ａに示す通りである。。温度センサーＴ４は、蒸発部４の温度を計測する。また、温度センサーＴ４以外の温度センサーＴ１～Ｔ９は、凝縮部５の温度を計測する。また、熱源１００の温度は、温度コントローラー１０１によって調整可能となっている。
　図５Ａに示すベーパーチャンバー１´は、図４Ａに示すベーパーチャンバー１´と同様である。図５Ｂは、図５Ａに示す温度センサーＴ１～Ｔ９の温度を示す試験結果である。図５Ｂに示すように、このベーパーチャンバー１´においては、温度センサーＴ４における温度が６５．８℃であるのに対し、温度センサーＴ８，Ｔ９における温度が５３．０℃，５９．７℃と低下しており、温度のばらつきが比較的大きい。なお、温度センサーＴ８，Ｔ９が配置された部分には、流路長が最も長い蒸気流路１７ｄを含む複数の蒸気流路１７が形成されている。
　図６Ａに示すベーパーチャンバー１は、連通部３０を設けた効果を確認するために作成した実施例である。図６Ａに示すように、実施例のベーパーチャンバー１には、蒸気流路１７同士を連通させる連通部３０（凹部２４）が形成されている。連通部３０は、４つの第２ウィック部２１の基部（第１ウィック部２０との接続部）に、それぞれ形成されている。その他の点は、比較例のベーパーチャンバー１´と同様である。
　図６Ｂに示すように、このベーパーチャンバー１においては、温度センサーＴ４における温度が６５．５℃であるのに対し、温度センサーＴ８，Ｔ９における温度が６１．０℃，６３．８℃となっている。比較例のベーパーチャンバー１´と比較して、実施例のベーパーチャンバー１では、著しく温度のばらつきが小さくなっており、均熱性が改善されていることが分かる。すなわち、連通部３０によって、温度センサーＴ８，Ｔ９が配置された部分（流路長が長い蒸気流路１７ｄを含む部分）における作動負荷の偏りが解消されていることが分かる。
　以上説明したように、本実施形態のベーパーチャンバー１は、作動流体が内部に封入され、前記作動流体を蒸発させる蒸発部４と、前記蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部５と、を有するコンテナ２と、コンテナ２の内部に配置され、毛細管力によって凝縮した作動流体を凝縮部５から蒸発部４に移動させるウィック３と、を備えている。ウィック３は、コンテナ２の対向する一対の内壁面１４，１５のそれぞれに接触してコンテナ２の内部を仕切り、蒸発した作動流体の蒸気流路１７を複数形成している。ウィック３には、複数の蒸気流路１７のうち、少なくとも２つの蒸気流路１７同士を連通させる連通部３０が形成されている。連通部３０は、一対の内壁面１４、１５の少なくとも一方と接触し、コンテナ２の内部には、一対の内壁面１４、１５の双方に接続された柱部１０ｂが形成されている。
　このような構成を採用することによって、柱部１０ｂによって薄型のコンテナ２の機械的強度を確保することができる。さらに、連通部３０によって蒸気流路１７同士を連通させることで、蒸気流路１７の作動負荷の偏りを抑制し、高い均熱性を実現したベーパーチャンバー１が得られる。
　また、複数の蒸気流路１７は、流路長の異なる蒸気流路１７ａ～１７ｃを含んでいる。流路長が長い蒸気流路１７ｂでは、蒸気圧の降下が比較的生じやすく、作動負荷の偏りがより生じやすい。そこで本実施形態のように、最も流路長が長い蒸気流路１７ｃと、他の蒸気流路１７とを連通部３０で連通させることで、作動負荷の偏りをより効果的に抑制することができる。
　また、連通部３０は、蒸気流路１７の凝縮部５側の端部同士を連通させ、蒸気流路１７の中間部分同士を連通させていない。この構成により、蒸気流路１７における気相の作動流体の流れを、よりスムーズにすることができる。
　また、連通部３０は、蒸気流路１７の凝縮部５側の端部同士を連通させ、蒸気流路１７の蒸発部４側の端部同士を連通させていない。このように、凝縮部５側の端部同士のみを連通させることで、作動負荷の偏りが生じやすい凝縮部近傍において、効果的に作動負荷の偏りを抑制することができる。
　また、図６Ａに示すように、ウィック３と柱部１０ｂとの間に、蒸気流路が形成されていなくてもよい。この場合、柱部１０ｂに接触した気体（気相の作動流体）が凝縮して液体となってしまうことを抑制できる。なお、柱部１０ｂに接触した気体が凝縮して液体となると、ウィック３に液体が戻れなくなる場合があり、冷却効率の低下につながる。つまり、ウィック３と柱部１０ｂとの間に蒸気流路を形成しないことで、このような現象の発生を抑制し、冷却効率の低下を防ぐことができる。
　また、図１、図６Ａに示すように、ウィック３と枠部１０ａとの間に、蒸気流路ではない隙間が形成されていてもよい。この場合、ウィック３とコンテナボディ１０との間に熱膨張係数の差があったとしても、加熱によりウィック３が熱膨張してコンテナボディ１０（枠部１０ａ）を圧迫することを抑制できる。したがって、コンテナボディ１０が変形したり、コンテナボディ１０に亀裂などが生じて作動流体が漏れたりすることを抑制できる。
　以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。
　例えば、図７Ａ～図９に示す変形例を採用することができる。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
　図７Ａ～図７Ｃに示すベーパーチャンバー１Ａ～１Ｃは、ウィック３がコンテナ２の中央に配置された１つのチャンネル１３からなる単純構造となっている。
　図７Ａに示すベーパーチャンバー１Ａでは、蒸発部４が前後方向（コンテナ２の長手方向）の一端部に配置され、蒸気流路１７ａ，１７ｂが蒸発部４から前後方向の他端部に向かって延在している。そして、蒸気流路１７ａ，１７ｂの端部１７ａ１，１７ｂ１は、ウィック３の他端部に形成された連通部３０（凹部２４）によって連通している。通常、このような構造では、作動負荷の偏りが問題となることは少ないが、例えば、蒸気流路１７ａ，１７ｂのいずれか一方の途中で液溜まりが生じてしまった場合であっても、常に蒸気をコンテナ２の全体に送ることができるため、連通部３０を設けることは有効である。
　図７Ｂに示すベーパーチャンバー１Ｂでは、蒸発部４が前後方向（コンテナ２の長手方向）の中央からずれた位置に配置されている。蒸気流路１７ａ，１７ｂが蒸発部４から前後方向の他端部に向かって延在すると共に、蒸気流路１７ｃ，１７ｄが蒸発部４から前後方向の一端部に向かって延在している。そして、蒸気流路１７ａ，１７ｂの端部１７ａ１，１７ｂ１は、ウィック３の他端部に形成された連通部３０（凹部２４）によって連通すると共に、蒸気流路１７ｃ，１７ｄの端部１７ｃ１，１７ｄ１は、ウィック３の一端部に形成された連通部３０（凹部２４）によって連通している。このように、蒸発部４の位置が前後方向の中央からずれた位置に配置されている場合、蒸気流路１７ａ，１７ｂと蒸気流路１７ｃ，１７ｄとで作動負荷のばらつきが生じる。したがって、連通部３０を設けることは有効である。
　図７Ｃに示すベーパーチャンバー１Ｃでは、蒸発部４の配置と内部構造が図７Ｂに示すベーパーチャンバー１Ｂと同様であるが、蒸発部４においてもウィック３に凹部２４ａ（第２の凹部）が形成されている。凹部２４ａは、蒸発部４におけるウィック３の表面積を大きくし、作動流体の蒸発面積を大きく確保することで、蒸発部４の熱抵抗を低減させる効果がある。なお、凹部２４ａにおいても、凝縮部５に配置された凹部２４（連通部３０）と同様に、蒸気流路１７同士を連通させることができる。
　図８に示すベーパーチャンバー１Ｄは、図７Ｃに示す凹部２４ａを、図１に示すベーパーチャンバー１に適用したものである。ベーパーチャンバー１Ｄでは、第２ウィック部２１の第１端部２２が第１ウィック部２０の枠内側と接続されており、その接続部に凹部２４ａ（第２の凹部）が形成されている。この構成によれば、蒸発部４におけるウィック３の表面積を大きくし、作動流体の蒸発面積を大きく確保することで、蒸発部４の熱抵抗を低減させることができる。
　図９に示すベーパーチャンバー１Ｅでは、連通部３０が、一対の内壁面１４，１５の対向方向においてウィック３の中間部（一対の内壁面１４，１５から離間した位置）を貫通する貫通孔２５によって形成されている。この構成によれば、ウィック３は一対の内壁面１４，１５の両方との接触状態を保つことができる。このため、隙間１８ｂよりも液体の搬送能力が大きい隙間１８ａの液体流路１８のいずれか一方を遮らずに済む。
　また、例えば、上記実施形態では、連通部３０によって全ての蒸気流路１７を連通させる構成について説明したが、複数の蒸気流路１７は、連通部３０によって連通した蒸気流路１７と、連通部３０によって連通していない独立した蒸気流路１７とを、含んでいてもよい。
　また、例えば、上記実施形態では、ウィックをメッシュから形成する構成について説明したが、ウィックは、ファイバー、金属粉、フェルト、コンテナ２に形成されたグルーブ（溝）、もしくはそれらを組み合わせたものから形成されていてもよい。
　また、例えば、上記実施形態では、放熱モジュールとして、ベーパーチャンバーを例示したが、上記構成を放熱モジュールの別形態であるヒートパイプに適用してもよい。
　また、本実施形態の放熱モジュールの用途は特に限定されないが、例示として、スマートフォン、タブレット型端末、携帯電話、パーソナルコンピュータ、サーバー、コピー機、ゲーム機、複合機、プロジェクター、電子機器、燃料電池、人工衛星等が挙げられる。
（第２実施形態）
　以下、本発明の第２実施形態に係る放熱モジュールを、図面を参照しながら説明する。
　以下の説明では、放熱モジュールの一実施形態として薄型のベーパーチャンバーを例示する。
　図１０は、本実施形態に係るベーパーチャンバー１Ｆの平断面図である。図１１は、図１０に示すベーパーチャンバー１Ｆの矢視Ａ－Ａ断面図である。図１２は、図１０に示すベーパーチャンバー１Ｆの矢視Ｂ－Ｂ断面図である。
（方向定義）
　本明細書では、薄型のベーパーチャンバーの厚さ方向、すなわち、後述する内壁面１４、１５が互いに対向する方向を「対向方向」という。対向方向に直交する一方向（図１０の左右方向）を「左右方向」という。対向方向および左右方向の双方に直交する方向を前後方向という。また、対向方向から見ることを「平面視」といい、対向方向に直交する断面図を「平断面図」という。
　ベーパーチャンバー１Ｆは、作動流体の潜熱を利用する熱輸送素子である。このベーパーチャンバー１Ｆは、図１０に示すように、作動流体を内部に封入したコンテナ２と、コンテナ２の内部に配置されたウィック３と、を有する。
　作動流体は、相変化が可能な周知の熱輸送媒体であって、コンテナ２内で液相と気相とに相変化する。例えば、作動流体として、水（純水）やアルコールやアンモニア等を採用できる。なお、本明細書では、液相の作動流体を「液体」、気相の作動流体を「蒸気」と記載して説明することがある。また、液相と気相とを特に区別しない場合には作動流体と記載することがある。また、作動流体は図示されていない。
　コンテナ２は、密閉された中空容器であり、左右方向および前後方向の寸法が、厚み方向（対向方向）の寸法よりも大きい扁平形状に形成されている。コンテナ２の厚みは、例えば、０．３ｍｍ～３ｍｍ程である。また、コンテナ２は、平面視で略長方形状に形成されている。このコンテナ２には、封入した作動流体を蒸発させる蒸発部４と、該蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部５とが設定されている。本実施形態では、蒸発部４が、図１０において紙面左上方のコンテナ２の隅に設定されている。
　蒸発部４とは、熱源１００から熱を受ける領域である。なお、蒸発部４は、熱源１００の外形（実装面積）と同じ領域からだけでなく、その外形よりも一回り大きな領域からも熱を受けることがある。一方、凝縮部５とは、蒸発部４の周囲に設定された領域であって、蒸発部４以外の領域である。なお、熱源１００としては、電子機器の電子部品、例えば、ＣＰＵ等が挙げられる。
　コンテナ２は、コンテナボディ１０と、図１１に示す、トッププレート１１と、ボトムプレート１２と、を有する。コンテナボディ１０は、例えば、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金等から形成することができる。また、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、例えば、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金、鉄、ステンレス、銅とステンレスの複合材（Cu-SUS）、銅でステンレスを挟み込んだ複合材（Cu-SUS-Cu）、ニッケルとステンレスの複合材（Ni-SUS）、ニッケルでステンレスを挟み込んだ複合材（Ni-SUS-Ni）等から形成することができる。
　コンテナボディ１０をトッププレート１１及びボトムプレート１２よりも熱伝導率の高い材料から形成した場合、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、コンテナ２の変形を防止するため硬度の高い材料であることが好ましい。例えば、コンテナボディ１０を、熱伝導率の高い銅から形成した場合、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、銅とステンレスの複合材（Cu-SUS）、銅でステンレスを挟み込んだ複合材（Cu-SUS-Cu）、ニッケルとステンレスの複合材（Ni-SUS）、ニッケルでステンレスを挟み込んだ複合材（Ni-SUS-Ni）等から形成することが好ましい。
　なお、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、同一の材料から形成しても、異なる材料から形成してもよい。また、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、同一の厚みであっても、異なる厚みであってもよい。また、トッププレート１１及びボトムプレート１２のいずれか一方は、コンテナボディ１０と一体で形成されていてもよい。例えば、トッププレート１１及びボトムプレート１２のいずれか一方をプレス成型で溝付き加工等することで、図１０に示すコンテナボディ１０の枠部１０ａ及び柱部１０ｂを兼ねる部材を形成し、それに他方を接合することでコンテナ２を形成する構成であってもよい。
　コンテナボディ１０は、図１０に示すように、コンテナ２の外形を形成する枠部１０ａと、枠部１０ａによって囲まれた領域に配置された複数の柱部１０ｂと、を有する。複数の柱部１０ｂは、左右方向（コンテナ２の短手方向）において一定の間隔をあけて配置され、前後方向（コンテナ２の長手方向）に平行に延在している。枠部１０ａと柱部１０ｂとの間、及び、隣り合う柱部１０ｂの間には、隙間が形成されており、この隙間がウィック３を配置するチャンネル１３となっている。本実施形態では、チャンネル１３が４つ形成されている。
　チャンネル１３は、図１１に示すように、コンテナ２の一方の内壁面１４（第１内壁面）と、内壁面１４と対向するコンテナ２の他方の内壁面１５（第２内壁面）と、一対の内壁面１４，１５の間を接続する接続面１６と、によって形成されている。本実施形態のコンテナ２は、例えば、ボトムプレート１２側から熱源１００の熱を受ける構成となっている。ボトムプレート１２の上面が内壁面１４となり、トッププレート１１の下面が内壁面１５となり、柱部１０ｂの側面（または図１０に示す枠部１０ａの内側面１０ａ’）が接続面１６となっている。
　チャンネル１３には、図１０に示すように、ウィック３が配置されている。蒸発部４では液体が蒸発して蒸気となり、凝縮部５に向かう。ウィック３は、凝縮部５内において凝縮して液相になった作動流体を、毛細管力によって凝縮部５から蒸発部４に移動（還流）させる。本実施形態のウィック３は、例えば、複数の細線を格子状に編み込んだメッシュから形成されている。ウィック３を形成する細線としては、例えば、熱伝導率が高い銅材を好適に用いることができる。この細線は、例えば、直径が数十μｍ～百数十数μｍである。
　ウィック３は、枠部１０ａと柱部１０ｂとの間のチャンネル１３に配置される第１ウィック部２０と、隣り合う柱部１０ｂ同士の間のチャンネル１３に配置される第２ウィック部２１と、を備える。第１ウィック部２０及び第２ウィック部２１は、一体で形成されている。第１ウィック部２０は、枠部１０ａの内側面１０ａ’に沿って枠状に配置されている。本実施形態の第２ウィック部２１は、複数（第２ウィック部２１ａ、２１ｂの２本）設けられている。複数の第２ウィック部２１ａ、２１ｂは、凝縮部５に位置する第１ウィック部２０から前後方向に延伸している。第２ウィック部２１の第１端部２２は、第１ウィック部２０の蒸発部４における枠内側に接続され、第２ウィック部２１の第２端部２３は、第１ウィック部２０の凝縮部５における枠内側に接続されている。
　ウィック３は、図１１に示すように、コンテナ２の対向する一対の内壁面１４，１５に接触している。ウィック３と内壁面１４及び内壁面１５との界面に形成される隙間１８ａは、液体を流動させる液体流路１８となり、液体を凝縮部５から蒸発部４へ還流させる。また、ウィック３の内部の細線の隙間１８ｂも、液体を流動させる液体流路１８となり、液体を凝縮部５から蒸発部４へ還流させる。なお、細線の隙間１８ｂは、ウィック３と内壁面１４及び内壁面１５との界面に形成される隙間１８ａよりも空間が小さいため、隙間１８ａの液体流路１８の方が、隙間１８ｂの液体流路１８よりも液体の搬送能力は大きい。
　ウィック３の側面３ａと、この側面３ａに対して空間をあけて配置された接続面１６との間には、作動流体の蒸気流路１７が形成される。第２ウィック部２１は、隣り合う柱部１０ｂの中間位置に配置され、コンテナ２の中空部（チャンネル１３）における形状を保つ柱となっている。この第２ウィック部２１は、一対の内壁面１４，１５に接触してコンテナ２の内部を仕切っており、その両側に蒸気流路１７が形成されている。なお、第１ウィック部２０も、図１０に示すように、枠部１０ａの内側面１０ａ’に沿って配置され、コンテナ２の外回りの中空部における形状を保つ柱となっており、その片側（枠内側）に蒸気流路１７が形成されている。
　本実施形態では、図１０に示すように、２本の第２ウィック部２１（２１ａ，２１ｂ）によってコンテナ２の内部（より具体的には第１ウィック部２０の枠内側の空間）が３つの空間に仕切られ、コンテナ２の内部に３つの蒸気流路１７（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）が形成されている。３つの蒸気流路１７は、それぞれ独立して蒸発部４から凝縮部５に向かって延在している。３つの蒸気流路１７には、それぞれ柱部１０ｂが配置されている。
　このウィック３には、凹部２４が形成されている。凹部２４は、第２ウィック部２１の第１端部２２に形成され、少なくともその一部が蒸発部４に配置されている。本実施形態では、第２ウィック部２１ａの第１端部２２に形成された凹部２４は、蒸発部４の内側の領域から蒸発部４の外側の領域（凝縮部５）まで延在している。また、第２ウィック部２１ｂの第１端部２２に形成された凹部２４は、蒸発部４の内側の領域に配置されている。
　凹部２４は、図１２に示すように、一対の内壁面１４，１５のいずれか一方（本実施形態では内壁面１５）から他方（本実施形態では内壁面１４）に向けて、対向方向に窪んでいる。本実施形態では、凹部２４の対向方向における寸法を「隙間Ｄ」という。隙間Ｄは、一対の内壁面１４，１５の対向方向において、ウィック３の厚みＴの２０％～５０％の大きさである。ウィック３の厚みＴは、例えば、０．２ｍｍ～１．０ｍｍ程度である。仮にウィック３の厚みＴが０．５ｍｍである場合、隙間Ｄは０．１０ｍｍ～０．２５ｍｍの大きさである。
　このような凹部２４によれば、ウィック３は、一対の内壁面１４，１５の少なくともいずれか一方（本実施形態では内壁面１４）との接触状態を保つことができる。なお、第２ウィック部２１の長手方向における凹部２４の幅Ｗは、隙間Ｄ以上の大きさを有する。幅Ｗは、ウィック３に凹部２４を形成する方法（加工工具など）によって、隙間Ｄよりも数倍～十数倍大きくなる。このような凹部２４は、例えば、ウィック３の一部を対向方向（厚み方向）でプレスすることで形成できる。また、凹部２４は、例えば、ウィック３の一部を部分的に切削することでも形成できる。
　続いて、上記構成のベーパーチャンバー１Ｆによる熱輸送サイクルについて説明する。
　ベーパーチャンバー１Ｆは、熱源１００で生じた熱を受け取ることによって、蒸発部４内の液体が蒸発する。蒸発部４では、ウィック３に浸透している液体が蒸発する。蒸発部４で生じた蒸気は、蒸発部４よりも圧力および温度が低い凝縮部５へ向けて、蒸気流路１７内を流動する。凝縮部５では、蒸気流路１７を介して凝縮部５に到達した蒸気が冷却されて凝縮する。凝縮部５で生じた液体は、ウィック３に浸透し、凝縮部５から蒸発部４へ還流される。
　ウィック３は、凝縮部５から蒸発部４まで延在しており、図１１に示す隙間１８ａ，１８ｂによって形成した液体流路１８によって、液体を凝縮部５から蒸発部４へ還流させる。また、ウィック３は、凝縮部５から蒸発部４にかけて、コンテナ２の対向する一対の内壁面１４，１５と接触しているため、コンテナ２を支える柱（補強部材）となり、薄型のベーパーチャンバー１Ｆの機械的強度を確保する。
　ところで、蒸発部４における作動流体の蒸発は、ウィック３が一対の内壁面１４，１５と接触していない部分（蒸気流路１７などの空間と接する部分）で生じる。本実施形態では、作動流体の蒸発が、ウィック３の側面３ａに加えて、ウィック３に形成された凹部２４においても生じる。すなわち、凹部２４は、図１２に示すように、内壁面１４と隙間をあけて形成されているため、凹部２４が無い従来のウィック構造に比べて、ウィック３が空間と接する面積を大きく確保することができる。このため、蒸発部４における作動流体の蒸発面積が大きくなり、蒸発部４における温度を下げることができ、これによりベーパーチャンバー１Ｆの熱抵抗を低減することが可能となる。
　また、本実施形態では、凹部２４は、一対の内壁面１４，１５の対向方向において、ウィック３の厚みの２０％～５０％の大きさで形成されている。この構成によれば、凹部２４が形成する隙間Ｄが、例えば作動流体の液溜まりなどによって閉塞され難くなり、凹部２４におけるウィック３の蒸発面積を確実に確保することができる。
　また、本実施形態では、ウィック３は、枠状に形成された第１ウィック部２０と、第１ウィック部２０の枠内側に配置された第２ウィック部２１と、を有し、凹部２４は、第２ウィック部２１に形成されている。第２ウィック部２１は、蒸気流路１７を仕切る仕切りとなっているため、このような第２ウィック部２１に凹部２４を形成することで、第２ウィック部２１によって隔てられたそれぞれの蒸気流路１７に、凹部２４で生じた蒸気を流れ込ませることが可能となる。これにより、各蒸気流路１７における作動負荷の偏りを低減させ、高い均熱性を得ることができる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、作動流体を内部に封入し、該封入した作動流体を蒸発させる蒸発部４と、該蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部５と、を有するコンテナ２と、コンテナ２の対向する一対の内壁面１４，１５のそれぞれに接触し、毛細管力によって凝縮した作動流体を凝縮部５から蒸発部４に移動させるウィック３と、を備え、ウィック３は、少なくとも蒸発部４において、一対の内壁面１４，１５のいずれか一方と隙間をあける凹部２４を有する、という構成を採用することによって、薄型のコンテナ２の機械的強度を確保しつつ熱抵抗を低減できるベーパーチャンバー１Ｆが得られる。
　以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。
　例えば、図１３Ａ～図１４に示す変形例を採用することができる。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
　図１３Ａ～図１３Ｃに示すベーパーチャンバー１Ｇ～１Ｉは、ウィック３がコンテナ２の中央に配置された１つのチャンネル１３からなる単純構造となっている。
　図１３Ａに示すベーパーチャンバー１Ｇでは、蒸発部４がコンテナ２の長手方向の一端部に配置され、蒸気流路１７ａ，１７ｂが蒸発部４からコンテナ２の長手方向の他端部に向かって延在している。そして、凹部２４は、ウィック３の一端部に形成されている。このような構成によれば、上記実施形態と同様に、蒸発部４における作動流体の蒸発面積が大きくなり、ベーパーチャンバー１Ａの熱抵抗を低減することが可能となる。また、凹部２４で生じた蒸気を蒸気流路１７ａ，１７ｂに流れ込ませ、高い均熱性を得ることができる。
　図１３Ｂに示すベーパーチャンバー１Ｈでは、蒸発部４がコンテナ２の長手方向の中央位置から偏心した位置に配置され、蒸気流路１７ａ，１７ｂが蒸発部４からコンテナ２の長手方向の他端部に向かって延在すると共に、蒸気流路１７ｃ，１７ｄが蒸発部４からコンテナ２の長手方向の一端部に向かって延在している。そして、凹部２４は、ウィック３の長手方向の略中央位置に形成されている。このような構成によれば、上記実施形態と同様に、蒸発部４における作動流体の蒸発面積が大きくなり、ベーパーチャンバー１Ａの熱抵抗を低減することが可能となる。また、蒸発部４の位置がコンテナ２の長手方向の中央位置から偏心した位置に配置されている場合、蒸気流路１７ａ，１７ｂ側と蒸気流路１７ｃ，１７ｄ側で作動負荷は偏り易くなるが、本構成では、凹部２４で生じた蒸気を各蒸気流路１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄに流れ込ませることができるため、作動負荷の偏りを低減し、高い均熱性を得ることができる。
　図１３Ｃに示すベーパーチャンバー１Ｉでは、蒸発部４の配置と内部構造が図１３Ｂに示すベーパーチャンバー１Ｈと同様であるが、凝縮部５においてもウィック３に凹部２５（第２の凹部）が形成されている。凹部２５は、ウィック３を隔てて隣り合う蒸気流路１７ａ，１７ｂ（及び蒸気流路１７ｃ，１７ｄ）同士を連通させ、蒸気を行き来させる。これにより、各蒸気流路１７における作動負荷の偏りが解消され、より高い均熱性を得ることができる。
　図１４に示すベーパーチャンバー１Ｊは、図１３Ｃに示す凹部２５を、図１０に示すベーパーチャンバー１Ｆに適用したものである。ベーパーチャンバー１Ｊでは、第２ウィック部２１の第２端部２３に凹部２５が形成されている。この構成によれば、第２ウィック部２１を隔てて隣り合う蒸気流路１７ａ，１７ｂ，１７ｃ同士を凝縮部５において連通させ、蒸気を行き来させることにより、各蒸気流路１７における作動負荷の偏りを解消させ、高い均熱性を得ることができる。
　また、例えば、上記実施形態では、ウィックをメッシュから形成する構成について説明したが、ウィックは、ファイバー、金属粉、フェルト、コンテナ２に形成されたグルーブ（溝）、もしくはそれらを組み合わせたものから形成されていてもよい。
　また、例えば、上記実施形態では、放熱モジュールとして、ベーパーチャンバーを例示したが、上記構成を放熱モジュールの別形態であるヒートパイプに適用してもよい。
　また、本実施形態の放熱モジュールの用途は特に限定されないが、例示として、スマートフォン、タブレット型端末、携帯電話、パーソナルコンピュータ、サーバー、コピー機、ゲーム機、複合機、プロジェクター、電子機器、燃料電池、人工衛星等が挙げられる。
　また、第１実施形態で説明した構成と、第２実施形態で説明した構成とを、組み合わせてもよい。
　１…ベーパーチャンバー（放熱モジュール）、２…コンテナ、３…ウィック、４…蒸発部、５…凝縮部、１４…内壁面、１５…内壁面、１７…蒸気流路、２０…第１ウィック部、２１…第２ウィック部、２２…先端部、２３…基部、２４…凹部、２４ａ…凹部（第２の凹部）、２５…貫通孔、３０…連通部、１００…熱源、Ｄ…隙間

Claims (10)

  1. 　作動流体が内部に封入され、前記作動流体を蒸発させる蒸発部と、蒸発した前記作動流体を凝縮させる凝縮部と、を有するコンテナと、
    　前記コンテナの内部に配置され、凝縮した前記作動流体を毛細管力によって前記凝縮部から前記蒸発部に移動させるウィックと、を備え、
    　前記ウィックは、前記コンテナの対向する一対の内壁面のそれぞれに接触して前記コンテナの内部を仕切り、蒸発した前記作動流体の蒸気流路を複数形成しており、
    　前記ウィックには、前記複数の蒸気流路のうち、少なくとも２つの蒸気流路同士を連通させる連通部が形成され、
    　前記連通部は、前記一対の内壁面の少なくとも一方と接触し、
    　前記コンテナの内部には、前記一対の内壁面の双方に接続された柱部が形成されている、放熱モジュール。
  2. 　前記複数の蒸気流路は、流路長の異なる蒸気流路を含み、
    　前記連通部は、前記複数の蒸気流路のうち、少なくとも最も流路長が長い蒸気流路を含む２つの蒸気流路同士を連通させる、請求項１に記載の放熱モジュール。
  3. 　前記連通部は、前記蒸気流路の前記凝縮部側の端部同士を連通させ、前記蒸気流路の中間部分同士を連通させない、請求項１または２に記載の放熱モジュール。
  4. 　前記連通部は、前記蒸気流路の前記凝縮部側の端部同士を連通させ、前記蒸気流路の前記蒸発部側の端部同士を連通させない、請求項１～３のいずれか一項に記載の放熱モジュール。
  5. 　前記ウィックと前記柱部との間に、蒸気流路が形成されていない、請求項１～４のいずれか一項に記載の放熱モジュール。
  6. 　前記コンテナの枠部と前記ウィックとの間に、蒸気流路ではない隙間が形成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の放熱モジュール。
  7. 　前記連通部は、前記一対の内壁面が互いに対向する対向方向において、前記ウィックの厚みの２０％～５０％の大きさの隙間を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の放熱モジュール。
  8. 　前記連通部は、前記ウィックに形成された、前記一対の内壁面が対向する対向方向において窪む凹部である、請求項１～７のいずれか一項に記載の放熱モジュール。
  9. 　前記ウィックは、前記蒸発部に配置された第２の凹部を有する、請求項８に記載の放熱モジュール。
  10. 　前記ウィックは、前記一対の内壁面の対向方向において、前記一対の内壁面から離間した位置に貫通孔を有し、
    　前記貫通孔が、前記連通部である、請求項１～９のいずれか一項に記載の放熱モジュール。
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