WO2021153444A1 - ベーパーチャンバ - Google Patents

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WO2021153444A1
WO2021153444A1 PCT/JP2021/002196 JP2021002196W WO2021153444A1 WO 2021153444 A1 WO2021153444 A1 WO 2021153444A1 JP 2021002196 W JP2021002196 W JP 2021002196W WO 2021153444 A1 WO2021153444 A1 WO 2021153444A1
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WO
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wick structure
container
vapor chamber
plate
shaped body
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/002196
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English (en)
French (fr)
Inventor
義勝 稲垣
川畑　賢也
博史 青木
Original Assignee
古河電気工業株式会社
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
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Publication of WO2021153444A1 publication Critical patent/WO2021153444A1/ja
Priority to US17/571,432 priority patent/US12117243B2/en

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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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • 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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes

Definitions

  • the present invention relates to a vapor chamber in which the wick structure is stably fixed in a predetermined position and the capillary force of the wick structure is excellent, so that the working fluid in the liquid phase is excellent in flowability.
  • heating elements such as electronic parts may be arranged in a narrow space due to the miniaturization of electronic devices.
  • a vapor chamber, a flat heat pipe, or the like may be used as a method for cooling a heating element such as an electronic component arranged in a narrow space.
  • the area of a portion requiring cooling may be increased, and accordingly, the area of a vapor chamber, a flat heat pipe, or the like may be required to be increased.
  • a vapor chamber provided with a wick structure in which the flowability of a working fluid is facilitated, an upper plate, a lower plate, a plurality of side walls arranged between the upper plate and the lower plate, and the upper side thereof.
  • a container sealed by a plate, the lower plate, and a plurality of the side walls, and a wick structure housed in the container and in contact with the upper plate and the lower plate are provided, and the wick structure is located at an evaporation portion.
  • a vapor having a plurality of first wick portions extending from each first end end toward the side wall and having a straight portion, and a second wick portion connecting the second ends of the plurality of first wick portions to each other.
  • Patent Document 1 A chamber has been proposed (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 since the plurality of first wick portions have a straight portion, the flow path of the working fluid of the gas phase extends straight to the low temperature region away from the evaporation portion, and the gas phase from the evaporation portion to the low temperature region. By shortening the path through which the working fluid passes, the working fluid in the gas phase can quickly move to the low temperature region, thereby improving the heat transport efficiency.
  • the wick structure is fixed in the container by being sandwiched between the upper plate and the lower plate of the container. Therefore, depending on the installation posture of the vapor chamber and the like, the position of the wick structure may shift from the heat receiving portion of the container. If the position of the wick structure deviates from the heat receiving part of the container, the working fluid of the liquid phase may not sufficiently return to the heat receiving part of the container, and the vapor chamber may not exhibit sufficient heat transport characteristics. In particular, when an increase in the area of the vapor chamber is required, there is room for improvement in prevention of misalignment of the wick structure, that is, in fixing stability of the wick structure.
  • the wick structure is also joined to the container with a joining material such as brazing material or solder.
  • a joining material such as brazing material or solder.
  • the joining material infiltrates the capillary structure of the wick structure and the capillary force of the wick structure is reduced, so that the recirculation characteristics of the wick structure are reduced. There was room for improvement.
  • the present invention provides a vapor chamber having excellent fixing stability inside the container of the wick structure and further having excellent capillary force of the wick structure and thus excellent reflux characteristics of the working fluid of the liquid phase.
  • the purpose is.
  • the gist of the structure of the present invention is as follows. [1] A container in which a cavity is formed by one plate-shaped body and the other plate-shaped body facing the one plate-shaped body. The working fluid enclosed in the cavity and A wick structure housed in the cavity and welded to the container to form a weld. A vapor chamber equipped with. [2] The welded portion is a welded portion formed by at least one type of spot welding selected from the group consisting of resistance spot welding in which an electrode is applied for welding and laser spot welding in which a laser is applied for welding. The vapor chamber according to [1].
  • the side surface of the wick structure is located at a distance X from the inner peripheral surface of the container facing the side surface of the wick structure, and the distance X is the wick structure in a direction parallel to the distance X.
  • the peripheral edge portion of the one plate-shaped body located outside the cavity and the peripheral edge of the other plate-shaped body located outside the cavity are joined by welding with a fiber laser.
  • the wick structure is joined and fixed to the container by welding to the container. From the above, a welded portion is formed in the wick structure, and the welded portion appears in the wick structure as a weld mark.
  • the contact portion between the wick structure and the container and the contact portion between the fine members constituting the wick structure are melted and joined to the container.
  • melting of the fine members constituting the wick structure is suppressed and melting of the container is suppressed at a portion other than the above-mentioned contact portions.
  • the "main surface of the wick structure” means a surface extending along the plane direction of the container, that is, the plane direction of one plate-shaped body and the other plate-shaped body. Further, the “side surface of the wick structure” means the surface of the wick structure in the thickness direction.
  • the wick structure is joined to the container by welding, it is possible to obtain a vapor chamber having excellent fixing stability of the wick structure inside the container. Therefore, according to the vapor chamber of the present invention, it is possible to prevent the wick structure from being displaced from the heat receiving portion of the container. Further, according to the aspect of the present invention, since the wick structure is joined to the container by welding, the contact portion between the wick structure and the container and the contact portion between the fine members constituting the wick structure are melted. The wick structure is joined to the container in a state where both the melting of the wick structure and the melting of the container are suppressed in the parts other than the above contact portions.
  • the vapor chamber of the present invention it is possible to prevent a joining material such as a brazing material or solder from infiltrating into the porous structure of the wick structure that generates a capillary force at the time of joining, so that the wick structure can be formed. Even if it is joined to a container, it has excellent capillary force and excellent recirculation characteristics of the working fluid in the liquid phase.
  • the welded portion is a welded portion formed by at least one kind of spot welding selected from the group consisting of resistance spot welding and laser spot welding, so that a wick structure for generating a capillary force is generated. Since it is possible to more reliably prevent the welding material such as brazing material and solder from infiltrating into the porous structure of the body, the recirculation characteristics of the working fluid of the liquid phase of the wick structure are surely improved.
  • the side surface of the wick structure is located at a distance X from the inner peripheral surface of the container facing the side surface, and the distance X is the wick structure in a direction parallel to the distance X.
  • the fixing stability of the wick structure inside the container is further improved, and the position accuracy of the wick structure inside the container is also improved. ..
  • the bonding strength between one plate-shaped body and the other plate-shaped body is improved, and excellent sealing performance can be imparted to the container. Since the heat load on the container at the time of joining one plate-shaped body and the other plate-shaped body can be prevented, excellent mechanical strength can be imparted to the container.
  • the wick structure since the wick structure has a metal mesh member, only the contact portion between the fine linear members which are the fine members constituting the wick structure and the contact portion between the fine linear member and the container. Since the melting is smoothed, the wick structure can exhibit even better capillary force while obtaining the fixing stability of the wick structure inside the container.
  • FIG. 1 is an explanatory view of a side cross section of a vapor chamber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating the inside of the vapor chamber according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory view of a welded portion of a wick structure of a vapor chamber according to an embodiment of the present invention.
  • the vapor chamber 1 has two opposing plate-shaped bodies, that is, one plate-shaped body 11 and one plate-shaped body 11 and the other plate facing each other. It has a flat container 10 in which a cavity 13 is formed by overlapping the body 12, and a working fluid (not shown) enclosed in the cavity 13. Further, a wick structure 15 having a capillary structure is housed in the internal space of the cavity 13. Further, the space between the inner surface of the other plate-shaped body 12 and the wick structure 15 is a steam flow path 18 through which the working fluid of the gas phase flows.
  • One plate-shaped body 11 has a flat plate shape as a whole including the central portion 31 and the peripheral edge portion 32 located outside the central portion 31.
  • the other plate-shaped body 12 is also flat, but the central portion 41 excluding the peripheral portion 42 is plastically deformed in a convex shape.
  • the central portion 41 has a flat flat plate shape
  • the peripheral edge portion 42 located outside the central portion 41 also has a flat flat plate shape.
  • the central portion 41 of the other plate-shaped body 12, which protrudes outward and is plastically deformed in a convex shape, is the convex portion 14 of the container 10, and the inside of the convex portion 14 is the hollow portion 13.
  • the peripheral edge portion position of the container 10 is located outside the cavity portion 13, and the peripheral edge portion 32 of one plate-shaped body 11 and the peripheral edge portion 42 of the other plate-shaped body 12 are located.
  • the cavity 13 is depressurized by the degassing treatment.
  • the wick structure 15 is a member housed in the cavity 13 that generates capillary force.
  • the wick structure 15 has a capillary structure because it is porous.
  • the wick structure 15 is a flat member and extends along the flat surface of the flat container 10.
  • the wick structure 15 is a separate body from the container 10, that is, a member different from the container 10.
  • the wick structure 15 extends on the inner surface of one plate-shaped body 11 in a state of being in surface contact with the inner surface of one plate-shaped body 11.
  • the main surface 50 of the wick structure 15 is exposed to the cavity 13.
  • the wick structure 15 is not particularly limited as long as it is a structure that generates capillary force, and examples thereof include structures having members such as a metal mesh, a braided metal wire, and a striatum of metal thin wire. can.
  • the material of the wick structure 15 can be appropriately selected according to the usage situation, and examples thereof include stainless steel, copper, copper alloy, iron, iron alloy, aluminum, aluminum alloy, nickel, and nickel alloy. Of these, stainless steel is preferable because it has light weight and mechanical strength and can be easily welded to the container 10. In the vapor chamber 1, a stainless steel mesh member is used as the wick structure 15.
  • the wick structure 15 is welded to the inner surface of the container 10.
  • the wick structure 15 is welded to the inner surface of one plate-like body 11.
  • a heating element 100 which is a cooling target of the vapor chamber 1
  • the heating element 100 is thermally connected to the central portion of the outer surface of one of the plate-shaped bodies 11.
  • the wick structure 15 is welded to the inner surface of one of the plate-shaped bodies 11, the wick structure 15 is formed with a welded portion 20 which is a welding mark.
  • the welded portion 20 extends in the thickness direction of the wick structure 15 and reaches from the main surface 50 to the inner surface of one plate-shaped body 11.
  • the wick structure 15 is joined and fixed to the inside of the container 10 by being welded to the inner surface of the container 10.
  • the wick structure 15 is welded to the inner surface of the container 10 at a plurality of locations (two locations in FIG. 2). Therefore, in the wick structure 15, welded portions 20 appear at a plurality of locations (two locations in FIG. 2) on the main surface 50.
  • the position of the welded portion 20 is not particularly limited, but in the vapor chamber 1, it is formed on the peripheral edge of the wick structure 15. That is, in a plan view, the welded portion 20 is formed at a portion that does not overlap with the portion where the heating element 100 is thermally connected.
  • plane view means the state which was visually recognized from the vertical direction with respect to the plane of vapor chamber 1.
  • the welded portion 20 is, for example, a welded portion formed by spot welding.
  • a method of forming the welded portion 20 by spot welding for example, one plate-shaped body 11 and a wick structure 15 are superposed to form a laminated body, and electrodes are applied from both sides of the laminated body to perform welding. Examples thereof include welding and laser spot welding in which welding is performed by irradiating a laser from one side of the laminated body.
  • the contact portion 21 between the wick structure 15 and the container 10 is formed by forming the welded portion 20 on the wick structure 15 by welding such as resistance spot welding and laser spot welding. And the contact portion 21'of the thin metal wire 15-1 extending in the first direction and the thin metal wire 15-2 extending in the second direction constituting the wick structure 15 are melted and integrated.
  • the wick structure 15 is joined to the container 10 in a state where the melting of the thin metal wires 15-1 and 15-2 and the melting of the container 10 are suppressed in the portions other than the contact portions 21 and 21'.
  • the vapor chamber 1 when joining the wick structure 15 to the container 10, it is not necessary to separately use a joining material such as a brazing material or solder. Therefore, in the vapor chamber 1, it is possible to prevent a bonding material such as a brazing material or solder from entering the fine voids 16 of the wick structure 15 that generates a capillary force. From the above, in the vapor chamber 1, even if the wick structure 15 is joined to the container 10, it is possible to prevent a decrease in the capillary force at the welded portion 20 of the wick structure 15.
  • the welded portion 20 is formed by resistance spot welding.
  • the fixed position of the wick structure 15 is not particularly limited, but for example, the side surface 51 of the wick structure 15 is predetermined from the inner peripheral surface of the container 10 facing the side surface 51 of the wick structure 15. It is preferable to have an interval of the distance X.
  • the peripheral edge portion 32 of one plate-shaped body 11 and the peripheral edge portion 42 of the other plate-shaped body 12 are joined. In sealing the cavity portion 13, it is possible to prevent the sealing property of the cavity portion 13 from being impaired by the presence of the wick structure 15.
  • the lower limit of the distance X is preferably more than 0% and particularly preferably 1% of the dimension of the wick structure 15 in the direction parallel to the distance X from the viewpoint of surely facilitating the sealing work of the cavity 13.
  • the upper limit of the distance X is a wick structure 15 in the direction parallel to the distance X from the viewpoint of sufficiently refluxing the working fluid of the liquid phase to the heat receiving portion to prevent the vapor chamber 1 from drying out. 5% is preferable, and 4% is particularly preferable.
  • the average thickness of the wick structure 15 is not particularly limited, but for example, the main surface 50 of the wick structure 15 exposed to the cavity 13 is a predetermined distance from the inner surface of the container 10 facing the main surface 50. It is preferable to have an interval of Y. By having a predetermined distance Y between the main surface 50 of the wick structure 15 and the inner surface of the container 10, the vapor flow path 18 of the working fluid of the gas phase can be surely secured, and as a result, the operation of the gas phase The flow characteristics of the fluid are improved.
  • the lower limit of the distance Y is preferably 0.7 mm, preferably 0.9 mm, from the viewpoint of more reliably securing the vapor flow path 18 of the working fluid of the gas phase and further improving the flow characteristics of the working fluid of the gas phase. Is particularly preferable.
  • the upper limit of the distance Y is preferably 1.3 mm, particularly preferably 1.1 mm, from the viewpoint of ensuring a sufficient volume of the wick structure 15 and smoothly refluxing the working fluid of the liquid phase to the heat receiving portion. .. In the vapor chamber 1, the value of Y is about 1.0 mm.
  • the thickness of the wick structure 15 can be, for example, 0.02 mm to 0.20 mm.
  • the thickness of the wick structure 15 is, for example, such that a plurality of sheet-shaped mesh members are stacked or one sheet-shaped mesh member is bent, if necessary. Therefore, it can be adjusted by stacking the sheet shapes in the thickness direction.
  • one sheet-shaped mesh member is laid flat over substantially the entire inner surface of the central portion 31 of one plate-shaped body 11.
  • the plan view shape of the container 10 is not particularly limited, and a circular shape, a long fence shape, a polygonal shape, or the like can be appropriately selected depending on the usage conditions of the vapor chamber 1 and the like. As shown in FIG. 2, the vapor chamber 1 has a quadrangular shape.
  • the material of the container 10 examples include stainless steel, copper, aluminum, titanium, copper alloy, aluminum alloy, titanium alloy and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Further, the material of the container 10 may be the same as or different from the material of the wick structure 15. When the material of the container 10 and the material of the wick structure 15 are the same, for example, the material of the wick structure 15 may be stainless steel, and the material of the container 10 may also be stainless steel.
  • the thickness of the vapor chamber 1 for example, 0.2 mm to 1.0 mm can be mentioned. Further, the average thickness of one plate-shaped body 11 and the other plate-shaped body 12 may be the same, and examples thereof include 0.05 mm to 0.1 mm, respectively. Further, the average thickness of one plate-shaped body 11 and the average thickness of the other plate-shaped body 12 may be different. By making the average thickness of one plate-shaped body 11 thicker than the average thickness of the other plate-shaped body 12, deformation of one plate-shaped body 11 is prevented, and heat is generated from the container 10. Thermal connectivity with body 100 is improved.
  • the container 10 which is a closed container is formed by joining the entire circumferences of the peripheral edges 32 and 42 in a state where the peripheral edge 32 of one plate 11 and the peripheral edge 42 of the other plate 12 are overlapped with each other. Is formed, and the cavity 13 is sealed.
  • the bonding method of the peripheral edges 32 and 42 is not particularly limited, and examples thereof include diffusion bonding, brazing, laser welding, ultrasonic welding, friction welding, and pressure welding. Of these, laser welding is preferable from the viewpoint of excellent productivity and sealing performance of the container 10.
  • the one plate-shaped body 11 and the other plate-shaped body 12 Laser welding with a fiber laser is particularly preferable because it can prevent a heat load on the container 10 at the time of joining and impart excellent mechanical strength to the container 10.
  • the joining width of the peripheral portions 32 and 42 is not particularly limited, and for example, 1.0 mm to 4.0 mm can be mentioned.
  • the working fluid sealed in the cavity 13 can be appropriately selected depending on the compatibility with the material of the container 10.
  • water can be mentioned, and other CFC substitutes, fluorocarbons, and cyclopentane can be used. , Ethylene glycol, a mixture of these with water, and the like.
  • a portion thermally connected to the heating element 100 (a portion in contact between the heating element 100 and the container 10) functions as a heat receiving portion.
  • the working fluid of the liquid phase enclosed in the cavity 13 changes phase from the liquid phase to the gas phase at the heat receiving part, and the working fluid of the phase-changed gas phase changes to steam. It flows through the flow path 18 and moves from the heat receiving portion of the vapor chamber 1 to the heat radiating portion (a portion separated from the contact portion between the heating element 100 and the container 10 by a predetermined distance).
  • the working fluid of the gas phase that has moved from the heat receiving section to the heat radiating section dissipates latent heat at the heat radiating section, and undergoes a phase change from the gas phase to the liquid phase.
  • the latent heat released in the heat radiating section is further released to the external environment of the vapor chamber 1.
  • the working fluid whose phase has changed from the gas phase to the liquid phase in the heat radiating part is returned from the heat radiating part to the heat receiving part by the capillary force of the wick structure 15 welded to the container 10.
  • the wick structure 15 is placed on the inner surface of one plate-shaped body 11, and the wick structure 15 is placed on the inner surface of one plate-shaped body 11 by welding means such as spot welding. Weld and fix.
  • welding means such as spot welding. Weld and fix.
  • one plate-shaped body 11 on which the wick structure 15 is mounted and the other plate-shaped body 12 in which the central portion 41 excluding the peripheral portion 42 is plastically deformed in a convex shape are superposed on one side.
  • the peripheral edge portion 32 of the plate-shaped body 11 and the peripheral edge portion 42 of the other plate-shaped body 12 are laminated.
  • the one plate-shaped body 11 and the other plate-shaped body 12 are overlapped so that the wick structure 15 is housed in the central portion 41 of the other plate-shaped body 12 which is plastically deformed in a convex shape.
  • the peripheral edge portion 32 of one plate-shaped body 11 and the peripheral edge portion 42 of the other plate-shaped body 12 are welded in the circumferential direction except for the portion serving as the liquid injection port to form the container 10 having the cavity portion 13. do.
  • the working fluid is injected into the cavity 13 from the injection port, the cavity 13 is degassed, the pressure is reduced, and then the injection port is sealed, whereby the vapor chamber 1 can be manufactured.
  • the fixing stability of the wick structure 15 inside the container 10 is excellent. Therefore, according to the vapor chamber 1, it is possible to prevent the wick structure 15 from being displaced from the heat receiving portion of the container 10, so that a sufficient amount of the working fluid of the liquid phase can be reliably returned to the heat receiving portion. Further, in the vapor chamber 1, since the wick structure 15 is joined to the container 10 by welding, it is possible to prevent joining materials such as brazing material and solder from entering the capillary structure of the wick structure 15 at the time of joining. Therefore, even if the wick structure is joined to the container, it has excellent capillary force and excellent recirculation characteristics of the working fluid in the liquid phase.
  • the welded portion 20 is a welded portion formed by at least one kind of spot welding selected from the group consisting of resistance spot welding and laser spot welding, capillary force is generated at the time of joining. Since it is possible to more reliably prevent the welding material such as a brazing material and solder from infiltrating into the capillary structure of the wick structure 15 to be wicked, the recirculation characteristics of the working fluid of the liquid phase of the wick structure 15 are further improved. Further, in the vapor chamber 1, since a plurality of welded portions 20 are formed, the fixing stability of the wick structure 15 inside the container 10 is further improved, and the wick structure inside the container 10 is further improved. Positional accuracy is also improved.
  • the wick structure 15 is a metal mesh member, the contact portions of the fine metal wires 15-1 and 15-2 and the thin metal wires 15-, which are the fine members constituting the wick structure 15, are formed. Melting of only the contact portion between 1, 15-2 and the container 10 is facilitated. Therefore, the wick structure 15 can exert even more excellent capillary force while obtaining the fixing stability of the wick structure 15 inside the container 10.
  • the central portion 41 of the other plate-shaped body 12 had a flat flat plate shape, but instead, the pressure was reduced by providing a plurality of recesses on the outer surface of the other plate-shaped body 12.
  • a plurality of support portions for maintaining the internal space of the hollow portion 13 may be formed.
  • a plurality of support portions are convexly provided on the inner surface of the other plate-shaped body 12 corresponding to the cavity portion 13 side.
  • the tip end portion of the support portion is preferably in contact with the main surface 50 of the wick structure 15 from the viewpoint of reliably maintaining the internal space of the cavity portion 13.
  • the wick structure 15 may be a single sheet-shaped mesh member at a portion other than the heat receiving portion. That is, the thickness of the wick structure 15 in the heat receiving portion may be thicker than the thickness of the wick structure 15 in the portion other than the heat receiving portion.
  • a plurality of sheet-shaped mesh members are superposed on each other, so that the capillary force of the wick structure 15 in the heat receiving portion and the storage amount of the working fluid in the liquid phase are further improved. Even if the amount of heat generated by the heating element 100 increases, dryout in the heat receiving portion can be reliably prevented.
  • the wick structure 15 is welded to the container 10 at two places, and the welded portions 20 are formed at two places. Instead, the wick structure 15 has three or more places and the container 10 is formed. There may be three or more welded portions 20 formed by welding to.
  • the vapor chamber of the present invention can be used in a wide range of fields because it has excellent fixing stability inside the container of the wick structure and also has excellent recirculation characteristics of the working fluid of the liquid phase due to the excellent capillary force of the wick structure. For example, it has high utility value in the field of cooling electronic components mounted on highly functional electronic devices such as portable information terminals and personal computers such as 2in1 tablets.
  • Vapor chamber 10 Container 11
  • One plate-like body 12 The other plate-like body 13 Cavity part 15 Wick structure 20 Welded part

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Abstract

本発明は、ウィック構造体のコンテナ内部における固定安定性に優れ、さらに、ウィック構造体の毛細管力が優れることで液相の作動流体の還流特性に優れたベーパーチャンバを提供する。　一方の板状体と該一方の板状体と対向する他方の板状体とにより空洞部が形 成されたコンテナと、前記空洞部に封入された作動流体と、前記空洞部に収容された、前記コンテナに溶接されて溶接部が形成されたウィック構造体と、を備えるベーパーチャンバ。

Description

ベーパーチャンバ
　本発明は、ウィック構造体が所定の位置に安定して固定され、さらに、ウィック構造体の毛細管力が優れることで、液相の作動流体の流通性に優れたベーパーチャンバに関するものである。
　電気・電子機器に搭載されている半導体素子等の電子部品は、高機能化に伴う高密度搭載等により、発熱量が増大し、近年、その冷却がより重要となっている。また、電子部品等の発熱体は、電子機器の小型化から、狭小空間に配置されることがある。狭小空間に配置された電子部品等の発熱体の冷却方法として、ベーパーチャンバ、平面型ヒートパイプ等が使用されることがある。また、電子機器の高機能化から、冷却を要する部位の面積が増大化する場合があり、これに応じて、ベーパーチャンバ、平面型ヒートパイプ等の面積の増大化が要求される場合がある。
　作動流体の流通性が円滑化された、ウィック構造体を備えたベーパーチャンバとして、上板と、下板と、前記上板と前記下板との間に配置された複数の側壁と、前記上板、前記下板、および複数の前記側壁によって密閉されたコンテナと、該コンテナ内に収容され、前記上板および前記下板に接するウィック構造体を備え、前記ウィック構造体は、蒸発部に位置するそれぞれの第１終端から前記側壁に向けて延び、直線部を有する複数の第１ウィック部と、複数の第１ウィック部の第２終端同士を接続する第２ウィック部と、を有したベーパーチャンバが提案されている（特許文献１）。特許文献１では、複数の第１ウィック部が直線部を有することで、気相の作動流体の流路が蒸発部から離れた低温領域まで真っ直ぐに延び、蒸発部から低温領域に向かう気相の作動流体が通る経路を短くして、気相の作動流体が速やかに低温領域まで移動できることで、熱輸送効率を高めるものである。
　しかし、特許文献１では、ウィック構造体はコンテナの上板と下板に狭持されることで、コンテナ内に固定されている。従って、ベーパーチャンバの設置姿勢等によっては、ウィック構造体の位置がコンテナの受熱部からずれてしまうことがあった。ウィック構造体の位置がコンテナの受熱部からずれてしまうと、液相の作動流体がコンテナの受熱部に十分に還流されず、ベーパーチャンバが十分な熱輸送特性を発揮できなくなる場合があった。特に、ベーパーチャンバの面積の増大化が要求される場合には、ウィック構造体の位置ずれ防止、すなわち、ウィック構造体の固定安定性に改善の余地があった。
　そこで、コンテナ内部におけるウィック構造体の位置ずれを防止するために、ろう材やはんだ等の接合用材料でウィック構造体をコンテナに接合することも行われている。しかし、接合用材料を用いてウィック構造体をコンテナに接合すると、接合用材料がウィック構造体の毛細管構造に浸入してウィック構造体の毛細管力が低下してしまうので、ウィック構造体の還流特性に改善の余地があった。
国際公開第２０１７／１０４８１９号
　上記事情に鑑み、本発明は、ウィック構造体のコンテナ内部における固定安定性に優れ、さらに、ウィック構造体の毛細管力が優れることで液相の作動流体の還流特性に優れたベーパーチャンバを提供することを目的とする。
　本発明の構成の要旨は、以下の通りである。
　［１］一方の板状体と該一方の板状体と対向する他方の板状体とにより空洞部が形成されたコンテナと、
前記空洞部に封入された作動流体と、
前記空洞部に収容された、前記コンテナに溶接されて溶接部が形成されたウィック構造体と、
を備えるベーパーチャンバ。
　［２］前記溶接部が、電極を当てて溶接を行う抵抗スポット溶接及びレーザを当てて溶接を行うレーザスポット溶接からなる群から選択された少なくとも１種のスポット溶接で形成された溶接部である［１］に記載のベーパーチャンバ。
　［３］前記ウィック構造体の側面が、該ウィック構造体の側面に対向する前記コンテナの内周面から距離Ｘに位置し、該距離Ｘが、該距離Ｘに対して平行方向の前記ウィック構造体の寸法の０％超５％以下である［１］または［２］に記載のベーパーチャンバ。
　［４］前記溶接部が、複数、形成されている［１］乃至［３］のいずれか１つに記載のベーパーチャンバ。
　［５］前記一方の板状体の前記空洞部の外方に位置する周縁部と前記他方の板状体の前記空洞部の外方に位置する周縁部とが、ファイバレーザによる溶接にて接合されてコンテナが形成されている［１］乃至［４］のいずれか１つに記載のベーパーチャンバ。
　［６］前記ウィック構造体が、金属製のメッシュ部材を有する［１］乃至［５］のいずれか１つに記載のベーパーチャンバ。
　［７］前記メッシュ部材が、ステンレス製のメッシュ部材である［１］乃至［６］のいずれか１つに記載のベーパーチャンバ。
　本発明のベーパーチャンバでは、ウィック構造体はコンテナに溶接されることでコンテナに接合、固定されている。上記から、ウィック構造体には溶接部が形成され、該溶接部は溶接痕としてウィック構造体に現れている。ウィック構造体はコンテナに溶接されることで、ウィック構造体とコンテナの接触部及びウィック構造体を構成する微細部材同士の接触部が溶融してコンテナに接合される。ウィック構造体がコンテナに接合されるにあたり、上記各接触部以外の部位では、ウィック構造体を構成する微細部材の溶融が抑制され、またコンテナの溶融が抑制されている。
　本明細書中、「ウィック構造体の主表面」とは、コンテナの平面方向、すなわち、一方の板状体と他方の板状体の平面方向に沿って延在した表面を意味する。また、「ウィック構造体の側面」とは、ウィック構造体の厚さ方向の表面を意味する。
　本発明の態様によれば、ウィック構造体がコンテナに溶接にて接合されていることにより、コンテナ内部におけるウィック構造体の固定安定性に優れたベーパーチャンバを得ることができる。従って、本発明のベーパーチャンバによれば、ウィック構造体がコンテナの受熱部から位置ずれすることを防止できる。また、本発明の態様によれば、ウィック構造体がコンテナに溶接にて接合されていることにより、ウィック構造体とコンテナの接触部及びウィック構造体を構成する微細部材同士の接触部が溶融し、上記各接触部以外の部位はウィック構造体の溶融もコンテナの溶融も抑制された状態で、ウィック構造体がコンテナに接合されている。また、ウィック構造体をコンテナに接合するにあたり、接合用材料を用いる必要はない。従って、本発明のベーパーチャンバによれば、接合時に、毛細管力を生じさせるウィック構造体の多孔質構造に、ろう材やはんだ等の接合用材料が浸入することを防止できるので、ウィック構造体がコンテナに接合されていても、優れた毛細管力を有し、液相の作動流体の還流特性に優れている。
　本発明の態様によれば、溶接部が、抵抗スポット溶接及びレーザスポット溶接からなる群から選択された少なくとも１種のスポット溶接で形成された溶接部であることにより、毛細管力を生じさせるウィック構造体の多孔質構造に、ろう材やはんだ等の接合用材料が浸入することをより確実に防止できるので、ウィック構造体の、液相の作動流体の還流特性が確実に向上する。
　本発明の態様によれば、ウィック構造体の側面が、該側面に対向するコンテナの内周面から距離Ｘに位置し、該距離Ｘが、該距離Ｘに対して平行方向の前記ウィック構造体の寸法の０％超５％以下であることにより、ウィック構造体によって、一方の板状体と他方の板状体との間の封止性が損なわれることを防止しつつ、液相の作動流体を受熱部に十分に還流させてベーパーチャンバのドライアウトを確実に防止できるので、ベーパーチャンバの冷却特性及び液相の作動流体の還流特性が確実に向上する。
　本発明の態様によれば、溶接部が、複数、形成されていることにより、コンテナ内部におけるウィック構造体の固定安定性がさらに向上し、また、コンテナ内部におけるウィック構造体の位置精度も向上する。
　コンテナの周縁部が、ファイバレーザ溶接にて封止されていることにより、一方の板状体と他方の板状体間の接合強度が向上してコンテナに優れた封止性を付与でき、また、一方の板状体と他方の板状体の接合時におけるコンテナへの熱負荷を防止できるので、コンテナに優れた機械的強度を付与できる。
　本発明の態様によれば、ウィック構造体が金属製のメッシュ部材を有することにより、ウィック構造体を構成する微細部材である細線状部材同士の接触部及び細線状部材とコンテナの接触部のみの溶融が円滑化されるので、コンテナ内部におけるウィック構造体の固定安定性を得つつ、ウィック構造体はさらに優れた毛細管力を発揮することができる。
本発明の実施形態例に係るベーパーチャンバの側面断面の説明図である。 本発明の実施形態例に係るベーパーチャンバの内部を説明する平面図である。 本発明の実施形態例に係るベーパーチャンバのウィック構造体の溶接部の説明図である。
　以下に、本発明の実施形態例に係るベーパーチャンバについて、図面を用いながら説明する。図１は、本発明の実施形態例に係るベーパーチャンバの側面断面の説明図である。図２は、本発明の実施形態例に係るベーパーチャンバの内部を説明する平面図である。図３は、本発明の実施形態例に係るベーパーチャンバのウィック構造体の溶接部の説明図である。
　図１に示すように、本発明の実施形態例に係るベーパーチャンバ１は、対向する２枚の板状体、すなわち、一方の板状体１１と一方の板状体１１と対向する他方の板状体１２とを重ねることにより空洞部１３が形成された、平面型であるコンテナ１０と、空洞部１３内に封入された作動流体（図示せず）と、を有している。また、空洞部１３の内部空間には、毛細管構造を有するウィック構造体１５が収容されている。また、他方の板状体１２の内面とウィック構造体１５との間の空間部が、気相の作動流体が流通する蒸気流路１８となっている。
　一方の板状体１１は、中央部３１と中央部３１の外方に位置する周縁部３２を含めて全体が平坦な平板状である。他方の板状体１２も平板状であるが、周縁部４２を除いた中央部４１が凸状に塑性変形されている。また、他方の板状体１２では、中央部４１は平坦な平板状となっており、中央部４１の外方に位置する周縁部４２も平坦な平板状となっている。他方の板状体１２の、外側に向かって突出し、凸状に塑性変形された中央部４１が、コンテナ１０の凸部１４であり、凸部１４の内部が空洞部１３となっている。従って、空洞部１３の外方に、コンテナ１０の周縁部位置が位置し、一方の板状体１１の周縁部３２と他方の板状体１２の周縁部４２が位置している。空洞部１３は、脱気処理により減圧されている。
　ウィック構造体１５は、空洞部１３に収容された、毛細管力を生じる部材である。ウィック構造体１５は、多孔質であることで毛細管構造を有している。また、ウィック構造体１５は、平面状の部材であり、平面型であるコンテナ１０の平面に沿って延在している。ベーパーチャンバ１では、ウィック構造体１５は、コンテナ１０とは別体、すなわち、コンテナ１０とは別の部材である。ウィック構造体１５は、一方の板状体１１の内面上に、一方の板状体１１の内面と面状に接触した状態で延在している。ウィック構造体１５の主表面５０は、空洞部１３に対して露出している。
　ウィック構造体１５は、毛細管力を生じる構造であれば、特に限定されず、例えば、金属製のメッシュ、金属細線の編組体、金属細線の線条体等の部材を有する構造体を挙げることができる。ウィック構造体１５の材質は、使用状況に応じて適宜選択可能であり、ステンレス、銅、銅合金、鉄、鉄合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金等をあげることができる。このうち、軽量性と機械的強度を有し、コンテナ１０への溶接が容易な点から、ステンレスが好ましい。なお、ベーパーチャンバ１では、ウィック構造体１５として、ステンレス製のメッシュ部材が用いられている。
　図１、２に示すように、ウィック構造体１５は、コンテナ１０の内面に溶接されている。ベーパーチャンバ１では、ウィック構造体１５は、一方の板状体１１の内面に溶接されている。また、一方の板状体１１の外面には、ベーパーチャンバ１の冷却対象である発熱体１００が熱的に接続される。図２では、一方の板状体１１の外面の中央部に発熱体１００が熱的に接続されている。
　ウィック構造体１５は一方の板状体１１の内面に溶接されているので、ウィック構造体１５には、溶接痕である溶接部２０が形成されている。溶接部２０は、ウィック構造体１５の厚さ方向に延在し、主表面５０から一方の板状体１１の内面まで達している。ウィック構造体１５は、コンテナ１０の内面に溶接されることで、コンテナ１０の内部に、接合、固定されている。ベーパーチャンバ１では、ウィック構造体１５は、コンテナ１０の内面に複数箇所（図２では、２箇所）にて溶接されている。従って、ウィック構造体１５は、主表面５０に複数箇所（図２では、２箇所）の溶接部２０が現れている。溶接部２０の位置は、特に限定されないが、ベーパーチャンバ１では、ウィック構造体１５の周縁部に形成されている。すなわち、平面視において、発熱体１００が熱的に接続されている部位と重なり合わない部位に、溶接部２０が形成されている。なお、本明細書中、「平面視」とは、ベーパーチャンバ１の平面に対して鉛直方向から視認した状態を意味する。
　溶接部２０は、例えば、スポット溶接で形成された溶接部である。スポット溶接による溶接部２０の形成方法としては、例えば、一方の板状体１１とウィック構造体１５を重ね合わせて積層体を形成し、該積層体の両側から電極を当てて溶接を行う抵抗スポット溶接、該積層体の片側からレーザを当てて溶接を行うレーザスポット溶接が挙げられる。
　図３に示すように、ベーパーチャンバ１では、抵抗スポット溶接、レーザスポット溶接等の溶接にて、ウィック構造体１５に溶接部２０を形成することにより、ウィック構造体１５とコンテナ１０の接触部２１及びウィック構造体１５を構成する第１の方向に延びる金属細線１５－１と第２の方向に延びる金属細線１５－２の接触部２１’が溶融して一体化している。一方で、接触部２１、２１’以外の部位は金属細線１５－１、１５－２の溶融もコンテナ１０の溶融も抑制された状態で、ウィック構造体１５がコンテナ１０に接合されている。また、ベーパーチャンバ１では、ウィック構造体１５をコンテナ１０に接合するにあたり、別途、ろう材やはんだ等の接合用材料を用いる必要はない。従って、ベーパーチャンバ１では、毛細管力を生じさせるウィック構造体１５の微細空隙１６に、ろう材やはんだ等の接合用材料が浸入することを防止できる。上記から、ベーパーチャンバ１では、ウィック構造体１５がコンテナ１０に接合されていても、ウィック構造体１５の溶接部２０における毛細管力の低下を防止できる。
　また、ベーパーチャンバ１では、抵抗スポット溶接、レーザスポット溶接等の溶接にて、ウィック構造体１５に溶接部２０を形成することにより、ウィック構造体１５とコンテナ１０間に、優れた接合強度を付与することができる。なお、ベーパーチャンバ１では、抵抗スポット溶接にて溶接部２０を形成している。
　図１に示すように、ウィック構造体１５の固定位置は、特に限定されないが、例えば、ウィック構造体１５の側面５１が、ウィック構造体１５の側面５１に対向するコンテナ１０の内周面から所定の距離Ｘの間隔を有することが好ましい。ウィック構造体１５の側面５１とコンテナ１０の内周面が所定の距離Ｘの間隔を有することにより、一方の板状体１１の周縁部３２と他方の板状体１２の周縁部４２を接合して空洞部１３を封止するにあたり、ウィック構造体１５の存在によって空洞部１３の封止性が損なわれることを防止できる。距離Ｘの下限値としては、空洞部１３の封止作業を確実に容易化する点から、距離Ｘに対して平行方向のウィック構造体１５の寸法の０％超好ましく、１％が特に好ましい。一方で、距離Ｘの上限値は、液相の作動流体を受熱部に十分に還流させてベーパーチャンバ１のドライアウトを確実に防止する点から、距離Ｘに対して平行方向のウィック構造体１５の寸法の５％が好ましく、４％が特に好ましい。
　また、ウィック構造体１５の平均厚さは、特に限定されないが、例えば、ウィック構造体１５の、空洞部１３に露出した主表面５０が、主表面５０に対向するコンテナ１０の内面から所定の距離Ｙの間隔を有することが好ましい。ウィック構造体１５の主表面５０とコンテナ１０の内面が所定の距離Ｙの間隔を有することにより、気相の作動流体の蒸気流路１８を確実に確保することができ、結果、気相の作動流体の流通特性が向上する。距離Ｙの下限値としては、気相の作動流体の蒸気流路１８をより確実に確保して、気相の作動流体の流通特性をさらに向上させる点から、０．７ｍｍが好ましく、０．９ｍｍが特に好ましい。一方で、距離Ｙの上限値は、ウィック構造体１５の容積を十分に確保して液相の作動流体を受熱部に円滑に還流させる点から、１．３ｍｍが好ましく、１．１ｍｍが特に好ましい。なお、ベーパーチャンバ１では、Ｙの値は約１．０ｍｍとなっている。
　ウィック構造体１５の厚さは、例えば、０．０２ｍｍ～０．２０ｍｍを挙げることができる。ウィック構造体１５としてメッシュ部材を用いる場合、ウィック構造体１５の厚さは、例えば、必要に応じて、複数のシート状のメッシュ部材を積み重ねたり、１枚のシート状のメッシュ部材を折り曲げたりして、シート状を厚さ方向に重ねることで調整することができる。ベーパーチャンバ１では、ウィック構造体１５として、一方の板状体１１の中央部３１内面の略全体にわたって、１枚のシート状のメッシュ部材を平面状に敷いている。
　コンテナ１０の平面視の形状は、特に限定されず、ベーパーチャンバ１の使用条件等により、円形状、長柵状、多角形状等、適宜選択可能である。なお、図２に示すように、ベーパーチャンバ１では、四角形状となっている。
　コンテナ１０の材料としては、例えば、ステンレス、銅、アルミニウム、チタン、銅合金、アルミニウム合金、チタン合金等を挙げることができる。これらは、単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。また、コンテナ１０の材料は、ウィック構造体１５の材料と同じでもよく、異なっていてもよい。コンテナ１０の材料とウィック構造体１５の材料が同じ場合、例えば、ウィック構造体１５の材料をステンレス、コンテナ１０の材料もステンレスとしてもよい。
　ベーパーチャンバ１の厚さとしては、例えば、０．２ｍｍ～１．０ｍｍを挙げることができる。また、一方の板状体１１と他方の板状体１２の平均厚さは、同じでもよく、例えば、それぞれ、０．０５ｍｍ～０．１ｍｍを挙げることができる。また、一方の板状体１１の平均厚さと他方の板状体１２の平均厚さは、異なっていてもよい。なお、一方の板状体１１の平均厚さが、他方の板状体１２の平均厚さよりも肉厚化されることで、一方の板状体１１の変形が防止されて、コンテナ１０と発熱体１００との熱的接続性が向上する。
　また、一方の板状体１１の周縁部３２と他方の板状体１２の周縁部４２を重ね合わせた状態で、周縁部３２、４２の全周を接合することで、密閉容器であるコンテナ１０が形成され、空洞部１３が封止される。周縁部３２、４２の接合方法としては、特に限定されず、例えば、拡散接合、ろう付け、レーザ溶接、超音波溶接、摩擦接合、圧接接合等を挙げることができる。このうち、優れた生産性とコンテナ１０の封止性の点から、レーザ溶接が好ましい。また、一方の板状体１１と他方の板状体１２間の接合強度が向上してコンテナ１０に優れた封止性を付与しつつ、一方の板状体１１と他方の板状体１２の接合時におけるコンテナ１０への熱負荷を防止してコンテナ１０に優れた機械的強度を付与できる点から、ファイバレーザによるレーザ溶接が特に好ましい。
　周縁部３２、４２の接合幅としては、特に限定されないが、例えば、１．０ｍｍ～４．０ｍｍを挙げることができる。
　空洞部１３に封入される作動流体としては、コンテナ１０の材料との適合性に応じて、適宜選択可能であり、例えば、水を挙げることができ、その他に、代替フロン、フルオロカーボン類、シクロペンタン、エチレングリコール、これらと水との混合物等を挙げることができる。
　次に、本発明の実施形態例に係るベーパーチャンバ１の動作について、図１、２を用いながら説明する。ベーパーチャンバ１のうち、発熱体１００と熱的に接続された部位（発熱体１００とコンテナ１０が接触している部位）が受熱部として機能する。ベーパーチャンバ１が発熱体１００から受熱すると、空洞部１３に封入された液相の作動流体が、受熱部にて液相から気相へ相変化し、相変化した気相の作動流体が、蒸気流路１８を流通してベーパーチャンバ１の受熱部から放熱部（発熱体１００とコンテナ１０の接触部から所定距離離れた部位）へ移動する。受熱部から放熱部へ移動した気相の作動流体は、放熱部にて潜熱を放熱して、気相から液相へ相変化する。放熱部にて放出された潜熱は、さらにベーパーチャンバ１の外部環境へ放出される。放熱部にて気相から液相へ相変化した作動流体は、コンテナ１０に溶接されたウィック構造体１５の毛細管力にて、放熱部から受熱部へ還流される。
　次に、本発明の実施形態例に係るベーパーチャンバ１の製造方法について説明する。ベーパーチャンバ１では、先ず、一方の板状体１１の内面中央部にウィック構造体１５を載置し、スポット溶接等の溶接手段にて、ウィック構造体１５を一方の板状体１１の内面に溶接して固定する。次に、ウィック構造体１５を搭載した一方の板状体１１と、周縁部４２を除いた中央部４１が凸状に塑性変形されている他方の板状体１２と、を重ね合わせて、一方の板状体１１の周縁部３２と他方の板状体１２の周縁部４２を積層させる。このとき、ウィック構造体１５が凸状に塑性変形されている他方の板状体１２の中央部４１に収容されるように、一方の板状体１１と他方の板状体１２を重ね合わせる。その後、一方の板状体１１の周縁部３２と他方の板状体１２の周縁部４２を、注液口となる部位を除いて周方向に溶接して、空洞部１３を有するコンテナ１０を形成する。次に、注液口から、作動流体を空洞部１３へ注入し、空洞部１３を脱気して減圧処理後、注液口を封止することで、ベーパーチャンバ１を製造することができる。
　ベーパーチャンバ１では、ウィック構造体１５がコンテナ１０に溶接にて接合されていることにより、コンテナ１０の内部におけるウィック構造体１５の固定安定性に優れている。従って、ベーパーチャンバ１によれば、ウィック構造体１５がコンテナ１０の受熱部から位置ずれすることを防止できるので、十分な量の液相の作動流体を受熱部に確実に還流させることができる。また、ベーパーチャンバ１では、ウィック構造体１５がコンテナ１０に溶接にて接合されていることにより、接合時にウィック構造体１５の毛細管構造にろう材やはんだ等の接合用材料が浸入することを防止できるので、ウィック構造体がコンテナに接合されても、優れた毛細管力を有し、液相の作動流体の還流特性に優れている。
　また、ベーパーチャンバ１では、溶接部２０が、抵抗スポット溶接及びレーザスポット溶接からなる群から選択された少なくとも１種のスポット溶接で形成された溶接部であることにより、接合時に、毛細管力を生じさせるウィック構造体１５の毛細管構造に、ろう材やはんだ等の接合用材料が浸入することをより確実に防止できるので、ウィック構造体１５の、液相の作動流体の還流特性がさらに向上する。また、ベーパーチャンバ１では、溶接部２０が、複数、形成されていることにより、コンテナ１０の内部におけるウィック構造体１５の固定安定性がさらに向上し、また、コンテナ１０の内部におけるウィック構造体の位置精度も向上する。
　また、ベーパーチャンバ１では、ウィック構造体１５が金属製のメッシュ部材であることにより、ウィック構造体１５を構成する微細部材である金属細線１５－１、１５－２の接触部及び金属細線１５－１、１５－２とコンテナ１０の接触部のみの溶融が円滑化される。従って、コンテナ１０の内部におけるウィック構造体１５の固定安定性を得つつ、ウィック構造体１５はさらに優れた毛細管力を発揮することができる。
　次に、本発明のベーパーチャンバの他の実施形態例について説明する。ベーパーチャンバ１では、他方の板状体１２の中央部４１は平坦な平板状となっていたが、これに代えて、他方の板状体１２外面に複数の凹部を設けることで、減圧されている空洞部１３の内部空間を維持する複数の支持部が形成されていてもよい。この場合、空洞部１３側に相当する他方の板状体１２の内面に、複数の支持部が凸設されていることとなる。また、支持部の先端部は、空洞部１３の内部空間を確実に維持する点から、ウィック構造体１５の主表面５０と接していることが好ましい。
　また、ベーパーチャンバ１では、ウィック構造体１５として、一方の板状体１１の中央部３１内面２１の略全体にわたって、１枚のシート状のメッシュ部材を平面状に敷いていた。これに代えて、発熱体１００が熱的に接続される一方の板状体１１の受熱部では、ウィック構造体１５として、複数枚のシート状のメッシュ部材が重ね合わされて積層された態様としてもよい。この場合、受熱部以外の部位では、ウィック構造体１５は１枚のシート状のメッシュ部材としてもよい。すなわち、受熱部におけるウィック構造体１５の厚さが、受熱部以外の部位におけるウィック構造体１５の厚さよりも厚い態様としてもよい。一方の板状体１１の受熱部では複数枚のシート状のメッシュ部材が重ね合わされていることにより、受熱部におけるウィック構造体１５の毛細管力及び液相の作動流体の貯留量がさらに向上して、発熱体１００の発熱量が増大しても、受熱部におけるドライアウトを確実に防止できる。
　また、ベーパーチャンバ１では、ウィック構造体１５は２箇所でコンテナ１０に溶接され、溶接部２０が２箇所に形成されていたが、これに代えて、ウィック構造体１５は３箇所以上でコンテナ１０に溶接されて溶接部２０が３箇所以上形成されていてもよい。
　本発明のベーパーチャンバは、ウィック構造体のコンテナ内部における固定安定性に優れ、さらに、ウィック構造体の毛細管力が優れることで液相の作動流体の還流特性に優れるので、広汎な分野で利用可能であり、例えば、携帯用の情報端末や２in１タブレット等のパーソナルコンピュータなどの高機能化された電子機器に搭載された電子部品を冷却する分野で利用価値が高い。
　１　　　　　　　　　　　ベーパーチャンバ
　１０　　　　　　　　　　コンテナ
　１１　　　　　　　　　　一方の板状体
　１２　　　　　　　　　　他方の板状体
　１３　　　　　　　　　　空洞部
　１５　　　　　　　　　　ウィック構造体
　２０　　　　　　　　　　溶接部

Claims (7)

  1. 　一方の板状体と該一方の板状体と対向する他方の板状体とにより空洞部が形成されたコンテナと、
    前記空洞部に封入された作動流体と、
    前記空洞部に収容された、前記コンテナに溶接されて溶接部が形成されたウィック構造体と、
    を備え、
    前記ウィック構造体は前記コンテナに溶接されることで、前記ウィック構造体と前記コンテナの接触部及び前記ウィック構造体を構成する微細部材同士の接触部が溶融して前記コンテナに接合され、
    前記ウィック構造体は、前記一方の板状体の内面上に、該一方の板状体の内面と面状に接触した状態で延在し、放熱部にて気相から液相へ相変化した前記作動流体は、前記ウィック構造体のみの毛細管力にて、前記放熱部から受熱部へ還流されるベーパーチャンバ。
  2. 　前記溶接部が、電極を当てて溶接を行う抵抗スポット溶接及びレーザを当てて溶接を行うレーザスポット溶接からなる群から選択された少なくとも１種のスポット溶接で形成された溶接部である請求項１に記載のベーパーチャンバ。
  3. 　前記ウィック構造体の側面が、該ウィック構造体の側面に対向する前記コンテナの内周面から距離Ｘに位置し、該距離Ｘが、該距離Ｘに対して平行方向の前記ウィック構造体の寸法の０％超５％以下である請求項１または２に記載のベーパーチャンバ。
  4. 　前記溶接部が、複数、形成されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載のベーパーチャンバ。
  5. 　前記一方の板状体の前記空洞部の外方に位置する周縁部と前記他方の板状体の前記空洞部の外方に位置する周縁部とが、ファイバレーザによる溶接にて接合されてコンテナが形成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のベーパーチャンバ。
  6. 　前記ウィック構造体が、金属製のメッシュ部材を有し、前記ウィック構造体を構成する前記微細部材である、第１の方向に延びる第１の金属細線、第２の方向に延びる第２の金属細線において、前記ウィック構造体と前記コンテナの接触部及び前記第１の金属細線と前記第２の金属細線の接触部が溶融して一体化している請求項１乃至５のいずれか１項に記載のベーパーチャンバ。　
  7. 　前記メッシュ部材が、ステンレス製のメッシュ部材である請求項１乃至６のいずれか１項に記載のベーパーチャンバ。
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