WO2023085350A1 - 熱拡散デバイス - Google Patents

熱拡散デバイス Download PDF

Info

Publication number
WO2023085350A1
WO2023085350A1 PCT/JP2022/041867 JP2022041867W WO2023085350A1 WO 2023085350 A1 WO2023085350 A1 WO 2023085350A1 JP 2022041867 W JP2022041867 W JP 2022041867W WO 2023085350 A1 WO2023085350 A1 WO 2023085350A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wick
housing
wall surface
heat
diffusion device
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/041867
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
竜宏 沼本
Original Assignee
株式会社村田製作所
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 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to JP2023559887A priority Critical patent/JPWO2023085350A1/ja
Publication of WO2023085350A1 publication Critical patent/WO2023085350A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-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
    • F28D15/02Heat-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-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
    • F28D15/02Heat-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
    • F28D15/04Heat-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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present invention relates to heat diffusion devices.
  • a vapor chamber has a structure in which a working medium (also called a working fluid) and a wick that transports the working medium by capillary force are sealed inside a housing.
  • the working medium absorbs heat from a heat-generating element such as an electronic component in an evaporating section that absorbs heat from the heat-generating element, evaporates in the vapor chamber, moves in the vapor chamber, and is cooled to a liquid phase. return.
  • the working medium that has returned to the liquid phase moves again to the evaporating portion on the heating element side by the capillary force of the wick, and cools the heating element.
  • the vapor chamber can operate independently without external power, and heat can be two-dimensionally diffused at high speed by utilizing the latent heat of vaporization and latent heat of condensation of the working medium.
  • thinner vapor chambers are also required. It is difficult to ensure mechanical strength and heat transport efficiency in such a thin vapor chamber.
  • Patent Document 1 it has been proposed to provide a support inside the housing in order to maintain the internal space of the housing that constitutes the vapor chamber.
  • Patent Document 1 discloses a container in which a cavity is formed by one plate-shaped body to which a heating element is thermally connected and the other plate-shaped body facing the one plate-shaped body, and the cavity and a wick structure housed in the hollow portion and separate from the container, wherein the container is provided with a recess on the outer surface of the other plate-like member.
  • a supporting portion protruding from the inner surface of the other plate-like body toward the one plate-like body, and the supporting portion at the base rising from the inner surface of the other plate-like body of the supporting portion and the A vapor chamber that forms an obtuse angle with the inner surface of the other plate is disclosed.
  • the sum of the height of the support portion and the thickness of the wick structure corresponds to the thickness of the internal space, so by adjusting the height of the support portion and the thickness of the wick structure, It is possible to make the vapor chamber thinner. However, there is room for improvement from the viewpoint of increasing the heat dissipation efficiency of the vapor chamber.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a heat diffusion device with high heat dissipation efficiency. A further object of the present invention is to provide an electronic device comprising the above heat diffusion device.
  • a heat diffusion device of the present invention comprises a housing having a first inner wall surface and a second inner wall surface facing each other in a thickness direction, a working medium enclosed in an internal space of the housing, and the internal space of the housing. a sheet-like wick placed in the The wick has a curved portion protruding from the first inner wall surface toward the second inner wall surface. A liquid flow path for the working medium is formed in a space surrounded by the curved portion of the wick and the first inner wall surface.
  • the electronic device of the present invention includes the heat diffusion device of the present invention.
  • thermoelectric device it is possible to provide a heat diffusion device with high heat dissipation efficiency. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide an electronic device comprising the above heat diffusion device.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a heat diffusion device according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of the internal structure of the heat diffusion device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is an example of a cross-sectional view along line AA of the heat spreading device shown in FIG.
  • FIG. 4 is another example of a cross-sectional view along line AA of the heat spreading device shown in FIG.
  • FIG. 5 is a plan view schematically showing an example of the internal structure of the heat diffusion device according to the second embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is an example of a cross-sectional view along line AA of the heat spreading device shown in FIG.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing an example of the internal structure of the heat diffusion device according to the third embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is an example of a cross-sectional view along line AA of the heat spreading device shown in FIG.
  • the heat diffusion device of the present invention will be described below.
  • the present invention is not limited to the following embodiments, and can be appropriately modified and applied without changing the gist of the present invention.
  • a combination of two or more of the individual preferred configurations of the present invention described below is also the present invention.
  • a sheet-like wick is arranged in the internal space of the housing. Therefore, the size of the gas-liquid exchange surface is not restricted as compared with the case where linearly extending wicks are arranged.
  • the sheet-like wick has a curved portion protruding from the first inner wall surface of the housing toward the second inner wall surface, and is surrounded by the curved portion of the wick and the first inner wall surface.
  • a liquid flow path for a working medium is formed in the space. Therefore, not only can the wick located around the liquid channel exert a capillary force, but also the working medium can smoothly move through the liquid channel by reducing the resistance of the liquid passing through the liquid channel. . As a result, the transmittance can be made higher than that of the wick alone.
  • the maximum amount of heat transport increases, so the heat dissipation efficiency can be improved.
  • a vapor chamber will be described below as an example of an embodiment of the heat diffusion device of the present invention.
  • the heat diffusion device of the present invention can also be applied to heat diffusion devices such as heat pipes.
  • terms indicating the relationship between elements e.g., “perpendicular”, “parallel”, “orthogonal”, etc.
  • terms indicating the shape of elements are not expressions that express only strict meanings, but substantially It is an expression that means to include a difference in an equivalent range, for example, a few percent difference.
  • the curved portions of the wick are arranged in two or more rows parallel to each other. These curved portions are arranged so as to converge on the evaporating portion.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the heat diffusion device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of the internal structure of the heat diffusion device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is an example of a cross-sectional view along line AA of the heat spreading device shown in FIG.
  • a vapor chamber (heat diffusion device) 1 shown in FIG. 1 includes a hollow housing 10 that is hermetically sealed.
  • the housing 10 has a first inner wall surface 11a and a second inner wall surface 12a facing each other in the thickness direction Z, as shown in FIG.
  • the vapor chamber 1 further includes a working medium 20 enclosed in the inner space of the housing 10 and a wick 30 arranged in the inner space of the housing 10 .
  • the housing 10 is provided with an evaporation portion EP for evaporating the enclosed working medium 20 (see FIG. 3).
  • a heat source HS which is a heating element, is arranged on the outer wall surface of the housing 10 .
  • the heat source HS include electronic components of electronic equipment, such as a central processing unit (CPU).
  • CPU central processing unit
  • a portion of the internal space of the housing 10 that is in the vicinity of the heat source HS and is heated by the heat source HS corresponds to the evaporating section EP.
  • the vapor chamber 1 is preferably planar as a whole. That is, the housing 10 as a whole is preferably planar.
  • the “planar shape” includes a plate shape and a sheet shape, and the dimension in the width direction X (hereinafter referred to as width) and the dimension in the length direction Y (hereinafter referred to as length) are the thickness direction Z Shapes that are considerably large relative to their dimensions (hereinafter referred to as thickness or height), for example shapes whose width and length are 10 times or more, preferably 100 times or more, the thickness.
  • the size of the vapor chamber 1, that is, the size of the housing 10 is not particularly limited.
  • the width and length of the vapor chamber 1 can be appropriately set according to the application.
  • the width and length of the vapor chamber 1 are, for example, 5 mm or more and 500 mm or less, 20 mm or more and 300 mm or less, or 50 mm or more and 200 mm or less.
  • the width and length of the vapor chamber 1 may be the same or different.
  • the housing 10 is preferably composed of a first sheet 11 and a second sheet 12 that face each other and whose outer edges are joined.
  • the materials that constitute the first sheet 11 and the second sheet 12 should have properties suitable for use as a vapor chamber, such as thermal conductivity, strength, and the like. , flexibility, flexibility, etc., and is not particularly limited.
  • the material that constitutes the first sheet 11 and the second sheet 12 is preferably a metal, such as copper, nickel, aluminum, magnesium, titanium, iron, or an alloy containing them as a main component. Copper is particularly preferable. is.
  • the materials forming the first sheet 11 and the second sheet 12 may be the same or different, but are preferably the same.
  • the housing 10 is composed of the first sheet 11 and the second sheet 12
  • the first sheet 11 and the second sheet 12 are joined together at their outer edge portions.
  • the method of such bonding is not particularly limited, but for example, laser welding, resistance welding, diffusion bonding, brazing, TIG welding (tungsten-inert gas welding), ultrasonic bonding or resin sealing can be used, which is preferable. can use laser welding, resistance welding or brazing.
  • the thicknesses of the first sheet 11 and the second sheet 12 are not particularly limited, but each is preferably 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, still more preferably 40 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less.
  • the thicknesses of the first sheet 11 and the second sheet 12 may be the same or different. Further, the thickness of each sheet of the first sheet 11 and the second sheet 12 may be the same over the entire area, or may be thin in part.
  • first sheet 11 and the second sheet 12 are not particularly limited.
  • first sheet 11 and the second sheet 12 may each have a shape in which the outer edges are thicker than the portions other than the outer edges.
  • the thickness of the entire vapor chamber 1 is not particularly limited, it is preferably 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the planar shape of the housing 10 when viewed from the thickness direction Z is not particularly limited, and examples thereof include polygonal shapes such as triangles and rectangles, circular shapes, elliptical shapes, and shapes combining these shapes. Further, the planar shape of the housing 10 may be L-shaped, C-shaped (U-shaped), step-shaped, or the like. Moreover, the housing 10 may have a through hole. The planar shape of the housing 10 may be a shape according to the use of the vapor chamber, the shape of the location where the vapor chamber is installed, and other parts existing nearby.
  • the working medium 20 is not particularly limited as long as it can cause a gas-liquid phase change in the environment inside the housing 10.
  • water, alcohols, CFC alternatives, etc. can be used.
  • working medium 20 is an aqueous compound, preferably water.
  • the wick 30 is sheet-like as a whole.
  • sheet-like means a shape whose width and length are considerably larger than their thickness, for example, a shape whose width and length are 10 times or more, preferably 100 times or more, the thickness. .
  • the wick 30 has a capillary structure that can move the working medium 20 by capillary force.
  • the capillary structure of the wick 30 may be any known structure used in conventional vapor chambers.
  • the capillary structure includes fine structures having unevenness such as pores, grooves, and projections, such as porous structures, fiber structures, groove structures, and network structures.
  • the material of the wick 30 is not particularly limited, and for example, metal porous films, meshes, non-woven fabrics, sintered bodies, porous bodies, etc. formed by etching or metal processing are used.
  • the mesh that is the material of the wick 30 may be composed of, for example, a metal mesh, a resin mesh, or a surface-coated mesh thereof, preferably a copper mesh, a stainless steel (SUS) mesh, or a polyester mesh.
  • the sintered body that is the material of the wick 30 may be composed of, for example, a metal porous sintered body, a ceramic porous sintered body, or the like, and is preferably composed of a copper or nickel porous sintered body.
  • the porous body that is the material of the wick 30 may be composed of, for example, a metal porous body, a ceramic porous body, a resin porous body, or the like.
  • the thickness of the wick 30 is not particularly limited, it is, for example, 2 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, preferably 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, more preferably 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the thickness of the wick 30 may vary in parts, but is preferably constant.
  • the size and shape of the wick 30 are not particularly limited, it is preferable that the wicks 30 are arranged continuously in the internal space of the housing 10, for example.
  • the wick 30 is arranged in the entire internal space of the housing 10 , but the wick 30 may not be arranged in part of the internal space of the housing 10 .
  • the wick 30 is in contact with the outer periphery of the internal space of the housing 10 , but the wick 30 may not be in contact with the outer periphery of the internal space of the housing 10 .
  • the wick 30 is arranged along the first inner wall surface 11 a of the housing 10 .
  • the wick 30 has a curved portion 35 protruding from the first inner wall surface 11a toward the second inner wall surface 12a.
  • a liquid flow path 40 for the working medium 20 is formed in a space surrounded by the curved portion 35 of the wick 30 and the first inner wall surface 11a.
  • a vapor channel 50 for the working medium 20 is formed in a gap other than the liquid channel 40 inside the housing 10 .
  • the curved portion 35 of the wick 30 extends in the longitudinal direction of the housing 10 (longitudinal direction Y in FIGS. 2 and 3) in plan view from the thickness direction Z.
  • two or more rows of curved portions 35 are arranged parallel to each other, but one row of curved portions 35 may be arranged.
  • these curved portions 35 may be arranged so as to be concentrated in the evaporating section EP, as shown in FIG. That is, at least one row of curved portions 35 may have at least one bent portion in plan view from the thickness direction Z so as to be concentrated in the evaporation portion EP.
  • the working medium 20 can be circulated over a short distance by concentrating the curved portion 35 on the evaporating portion EP.
  • the width of the curved portion 35 in a cross-sectional view perpendicular to the extending direction of the curved portion 35 is not particularly limited, it is, for example, 10 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the width of the curved portion 35 corresponds to the width of the liquid channel 40 .
  • the width of the curved portion 35 may be constant in the thickness direction Z, or may not be constant.
  • the width of the widest portion is defined as the width of the curved portion 35 .
  • the height of the curved portion 35 is not particularly limited, but is, for example, 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the height of the curved portion 35 corresponds to the height of the liquid channel 40 .
  • the height of the curved portion 35 may be constant in the width direction X and the length direction Y, or may not be constant. When the height of the curved portion 35 differs in the width direction X and the length direction Y, the height of the highest portion is defined as the height of the curved portion 35 .
  • a pillar 60 is arranged in the internal space of the housing 10 so as to contact the second inner wall surface 12a.
  • a strut 60 is positioned within the steam flow path 50 .
  • the steam flow path 50 is divided between the struts 60 .
  • the curved portion 35 of the wick 30 is arranged in a region not sandwiched between the strut 60 and the first inner wall surface 11a, as shown in FIGS. preferably. In other words, it is preferable that the curved portion 35 of the wick 30 is not arranged between the support 60 and the first inner wall surface 11a in the thickness direction Z.
  • the number of curved portions 35 arranged between the struts 60 may be the same. can be different.
  • the post 60 may be in contact with the wick 30 or may be fixed to the wick 30. If the strut 60 is fixed to the wick 30, assembly of the vapor chamber 1 is facilitated. For example, if the wick 30 and the struts 60 are made of metal, the wick 30 may be bonded to the struts 60 . Although the bonding method is not particularly limited, diffusion bonding or the like can be used, for example. Also, the wick 30 may be adhered to the post 60 via a silica film or the like.
  • the struts 60 may be arranged entirely within the steam flow path 50 , or the struts 60 may not be arranged in a part of the steam flow path 50 .
  • the material forming the pillars 60 is not particularly limited, but examples thereof include resins, metals, ceramics, mixtures thereof, laminates, and the like. Further, the support 60 may be integrated with the housing 10, or may be formed by etching the inner wall surface of the housing 10, for example.
  • the shape of the support 60 is not particularly limited as long as it can support the housing 10 and the wick 30, but the shape of the cross section of the support 60 perpendicular to the height direction may be, for example, a polygon such as a rectangle, a circle, or an ellipse. shape, etc.
  • the height of the struts 60 may be the same or different in one vapor chamber.
  • the width of the support 60 is not particularly limited as long as it provides strength capable of suppressing deformation of the housing 10. is, for example, 100 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less, preferably 300 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the equivalent circle diameter of the strut 60 By increasing the equivalent circle diameter of the strut 60, the deformation of the housing 10 can be further suppressed.
  • the equivalent circle diameter of the strut 60 it is possible to ensure a wider space for the vapor of the working medium 20 to move.
  • the arrangement of the struts 60 is not particularly limited, they are preferably arranged evenly in a predetermined area, more preferably evenly over the entire area, for example, so that the distance between the struts 60 is constant. By arranging the struts 60 evenly, it is possible to ensure uniform strength throughout the vapor chamber 1 .
  • the curved portion 35 of the wick 30 that forms the liquid flow path 40 has a shape obtained by bending the wick 30 .
  • the curved portion 35 of the wick 30 can be formed by molding the wick 30, for example.
  • the cross-sectional shape of the curved portion 35 perpendicular to the extending direction is not particularly limited.
  • the cross-sectional shape of the curved portion 35 perpendicular to the extending direction is a quadrangle such as a rectangle.
  • the cross-sectional shapes of the curved portions 35 may be the same or different.
  • FIG. 4 is another example of a cross-sectional view along line AA of the heat spreading device shown in FIG.
  • the curved portion 35 perpendicular to the extending direction has a semicircular cross-sectional shape.
  • the cross-sectional shape of the curved portion 35 perpendicular to the stretching direction may be semicircular, semielliptical, or polygonal such as a triangle. Also, the corners of the polygon may be rounded. If the curved section 35 has a rounded cross-sectional shape, the liquid resistance passing through the liquid channel 40 can be reduced.
  • the curved portion of the wick extends only in one direction.
  • FIG. 5 is a plan view schematically showing an example of the internal structure of the heat diffusion device according to the second embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is an example of a cross-sectional view along line AA of the heat spreading device shown in FIG.
  • the curved portion 35 of the wick 30 is not arranged so as to concentrate on the evaporating portion EP, but extends only in one direction. Therefore, the curved portion 35 does not have a curved portion in plan view from the thickness direction Z. As shown in FIG. Specifically, the curved portion 35 extends only in the longitudinal direction (longitudinal direction Y in FIGS. 5 and 6) of the housing 10 in plan view from the thickness direction Z. As shown in FIG.
  • two or more rows of curved portions 35 are arranged parallel to each other, but one row of curved portions 35 may be arranged.
  • the curved portion of the wick is arranged along the outer peripheral portion of the internal space of the housing.
  • the curved portion of the wick is not arranged over the entire interior space of the housing. Therefore, a wide steam flow path is ensured. Therefore, since the heat conduction in the central portion of the internal space of the housing is excellent, the heat uniformity performance is improved.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing an example of the internal structure of a heat diffusion device according to the third embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is an example of a cross-sectional view along line AA of the heat spreading device shown in FIG.
  • the curved portion 35 of the wick 30 is arranged along the outer peripheral portion of the internal space of the housing 10 .
  • the curved portions 35 in two or more rows are not arranged in the central portion of the internal space of the housing 10, but are collectively arranged along the outer peripheral portion of the internal space of the housing 10. It is
  • two or more rows of curved portions 35 are arranged parallel to each other, but one row of curved portions 35 may be arranged. In either case, the curved portion 35 is not arranged in the central portion of the internal space of the housing 10 , but is arranged only in the outer peripheral portion of the internal space of the housing 10 .
  • the heat diffusion device of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various applications and modifications can be made within the scope of the present invention regarding the structure of the heat diffusion device, manufacturing conditions, and the like.
  • the housing may have one evaporator or may have a plurality of evaporators. That is, one heat source may be arranged on the outer wall surface of the housing, or a plurality of heat sources may be arranged.
  • the number of evaporators and heat sources is not particularly limited.
  • the first sheet and the second sheet when the housing is composed of the first sheet and the second sheet, the first sheet and the second sheet may be overlapped so that the edges are aligned, or the edges may overlap. may be shifted and overlapped.
  • the material of the first sheet and the material of the second sheet may be different.
  • the stress applied to the housing can be dispersed.
  • one sheet can have one function and the other sheet can have another function.
  • the above functions are not particularly limited, but include, for example, a heat conduction function, an electromagnetic wave shielding function, and the like.
  • the heat diffusion device of the present invention can be mounted on electronic equipment for the purpose of heat dissipation. Therefore, an electronic device including the heat diffusion device of the present invention is also one aspect of the present invention.
  • Examples of the electronic device of the present invention include smart phones, tablet terminals, notebook computers, game machines, wearable devices, and the like.
  • the heat diffusion device of the present invention can operate independently without requiring external power, and can diffuse heat two-dimensionally and at high speed by utilizing the latent heat of vaporization and latent heat of condensation of the working medium. Therefore, an electronic device equipped with the heat diffusion device of the present invention can effectively dissipate heat in a limited space inside the electronic device.
  • the heat diffusion device of the present invention can be used for a wide range of applications in fields such as personal digital assistants. For example, it can be used to lower the temperature of a heat source such as a CPU and extend the operating time of electronic equipment, and can be used in smartphones, tablet terminals, laptop computers, and the like.
  • vapor chamber heat diffusion device 10 housing 11 first sheet 11a first inner wall surface 12 second sheet 12a second inner wall surface 20 working medium 30 wick 35 curved portion 40 liquid channel 50 steam channel 60 support column EP evaporator HS heat source X width direction Y length direction Z thickness direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

熱拡散デバイスの一実施形態であるベーパーチャンバー1は、厚さ方向Zに対向する第1内壁面11aおよび第2内壁面12aを有する筐体10と、筐体10の内部空間に封入される作動媒体20と、筐体10の上記内部空間に配置されるシート状のウィック30と、を備える。ウィック30は、第1内壁面11aから第2内壁面12aに向かって突出することにより設けられた曲部35を有する。ウィック30の曲部35と第1内壁面11aとによって囲まれた空間には、作動媒体20の液体流路40が形成されている。

Description

熱拡散デバイス
 本発明は、熱拡散デバイスに関する。
 近年、素子の高集積化および高性能化による発熱量が増加している。また、製品の小型化が進むことで、発熱密度が増加するため、放熱対策が重要となっている。この状況はスマートフォンおよびタブレットなどのモバイル端末の分野において特に顕著である。熱対策部材としては、グラファイトシートなどが用いられることが多いが、その熱輸送量は充分ではないため、様々な熱対策部材の使用が検討されている。中でも、非常に効果的に熱を拡散させることが可能である熱拡散デバイスとして、面状のヒートパイプであるベーパーチャンバーの使用の検討が進んでいる。
 ベーパーチャンバーは、筐体の内部に、作動媒体(作動流体ともいう)と、毛細管力によって作動媒体を輸送するウィックとが封入された構造を有する。上記作動媒体は、電子部品などの発熱素子からの熱を吸収する蒸発部において発熱素子からの熱を吸収してベーパーチャンバー内で蒸発した後、ベーパーチャンバー内を移動し、冷却されて液相に戻る。液相に戻った作動媒体は、ウィックの毛細管力によって再び発熱素子側の蒸発部に移動し、発熱素子を冷却する。これを繰り返すことにより、ベーパーチャンバーは外部動力を有することなく自立的に作動し、作動媒体の蒸発潜熱および凝縮潜熱を利用して、二次元的に高速で熱を拡散することができる。
 スマートフォンおよびタブレットなどのモバイル端末の薄型化に対応するため、ベーパーチャンバーにも薄型化が求められている。このような薄型のベーパーチャンバーでは、機械的強度および熱輸送効率の確保が難しくなる。
 そこで、特許文献1に記載されているように、ベーパーチャンバーを構成する筐体の内部空間を維持するために、筐体の内部に支持部を設けることが提案されている。
 特許文献1には、発熱体が熱的に接続される一方の板状体と、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、上記空洞部に封入された作動流体と、上記空洞部に収容された、上記コンテナとは別体であるウィック構造体と、を備え、上記コンテナは、上記他方の板状体の外面に凹部を設けることで、該他方の板状体の内面から上記一方の板状体方向へ突出している支持部を有し、上記支持部の上記他方の板状体の内面からの立ち上がり基部における該支持部と上記他方の板状体の内面とのなす角度が、鈍角であるベーパーチャンバーが開示されている。
特開2021-76355号公報
 特許文献1に記載のベーパーチャンバーでは、支持部の高さとウィック構造体の厚さとの合計が内部空間の厚さに相当するため、支持部の高さとウィック構造体の厚さとを調整することによってベーパーチャンバーの薄型化が可能となる。しかしながら、ベーパーチャンバーの放熱効率を高める観点からは、改善の余地がある。
 なお、上記の問題は、ベーパーチャンバーに限らず、ベーパーチャンバーと同様の構成によって熱を拡散させることが可能な熱拡散デバイスに共通する問題である。
 本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、放熱効率の高い熱拡散デバイスを提供することを目的とする。さらに、本発明は、上記熱拡散デバイスを備える電子機器を提供することを目的とする。
 本発明の熱拡散デバイスは、厚さ方向に対向する第1内壁面および第2内壁面を有する筐体と、上記筐体の内部空間に封入される作動媒体と、上記筐体の上記内部空間に配置されるシート状のウィックと、を備える。上記ウィックは、上記第1内壁面から上記第2内壁面に向かって突出することにより設けられた曲部を有する。上記ウィックの上記曲部と上記第1内壁面とによって囲まれた空間には、上記作動媒体の液体流路が形成されている。
 本発明の電子機器は、本発明の熱拡散デバイスを備える。
 本発明によれば、放熱効率の高い熱拡散デバイスを提供することができる。さらに、本発明によれば、上記熱拡散デバイスを備える電子機器を提供することができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る熱拡散デバイスの一例を模式的に示す斜視図である。 図2は、本発明の第1実施形態に係る熱拡散デバイスの内部構造の一例を模式的に示す平面図である。 図3は、図2に示す熱拡散デバイスのA-A線に沿った断面図の一例である。 図4は、図2に示す熱拡散デバイスのA-A線に沿った断面図の別の一例である。 図5は、本発明の第2実施形態に係る熱拡散デバイスの内部構造の一例を模式的に示す平面図である。 図6は、図5に示す熱拡散デバイスのA-A線に沿った断面図の一例である。 図7は、本発明の第3実施形態に係る熱拡散デバイスの内部構造の一例を模式的に示す平面図である。 図8は、図7に示す熱拡散デバイスのA-A線に沿った断面図の一例である。
 以下、本発明の熱拡散デバイスについて説明する。
 しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい構成を2つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
 本発明の熱拡散デバイスでは、筐体の内部空間にシート状のウィックが配置されている。そのため、線状に延びるウィックが配置されている場合と比べて、気液交換面の大きさが制限されることがない。
 シート状のウィックは、筐体の第1内壁面から第2内壁面に向かって突出することにより設けられた曲部を有しており、ウィックの曲部と第1内壁面とによって囲まれた空間に作動媒体の液体流路が形成されている。そのため、液体流路の周囲に位置するウィックによって毛細管力を発現させることができるだけでなく、液体流路を通過する液体抵抗が小さくなることで作動媒体が液体流路をスムーズに移動することができる。その結果、ウィック単体よりも透過率を高くすることができる。
 以上より、本発明の熱拡散デバイスでは、最大熱輸送量が大きくなるため、放熱効率を高めることができる。
 以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。第2実施形態以降では、第1実施形態と共通の事項についての記述は省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎には逐次言及しない。
 以下の説明において、各実施形態を特に区別しない場合、単に「本発明の熱拡散デバイス」という。
 以下では、本発明の熱拡散デバイスの一実施形態として、ベーパーチャンバーを例にとって説明する。本発明の熱拡散デバイスは、ヒートパイプ等の熱拡散デバイスにも適用可能である。
 以下に示す図面は模式的なものであり、その寸法や縦横比の縮尺などは実際の製品とは異なる場合がある。
 本明細書において、要素間の関係性を示す用語(例えば「垂直」、「平行」、「直交」など)および要素の形状を示す用語は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。
[第1実施形態]
 本発明の第1実施形態に係る熱拡散デバイスでは、ウィックの曲部が、互いに並列するように2列以上配置されている。これらの曲部は、蒸発部に集約するように配置されている。
 図1は、本発明の第1実施形態に係る熱拡散デバイスの一例を模式的に示す斜視図である。図2は、本発明の第1実施形態に係る熱拡散デバイスの内部構造の一例を模式的に示す平面図である。図3は、図2に示す熱拡散デバイスのA-A線に沿った断面図の一例である。
 図1に示すベーパーチャンバー(熱拡散デバイス)1は、気密状態に密閉された中空の筐体10を備える。筐体10は、図3に示すように、厚さ方向Zに対向する第1内壁面11aおよび第2内壁面12aを有する。ベーパーチャンバー1は、さらに、筐体10の内部空間に封入される作動媒体20と、筐体10の内部空間に配置されるウィック30と、を備える。
 筐体10には、図2に示すように、封入した作動媒体20(図3参照)を蒸発させる蒸発部(evaporation portion)EPが設定されている。図1に示すように、筐体10の外壁面には、発熱素子である熱源(heat source)HSが配置される。熱源HSとしては、電子機器の電子部品、例えば中央処理装置(CPU)等が挙げられる。筐体10の内部空間のうち、熱源HSの近傍であって熱源HSによって加熱される部分が、蒸発部EPに相当する。
 ベーパーチャンバー1は、全体として面状であることが好ましい。すなわち、筐体10は、全体として面状であることが好ましい。ここで、「面状」とは、板状およびシート状を包含し、幅方向Xの寸法(以下、幅という)および長さ方向Yの寸法(以下、長さという)が厚さ方向Zの寸法(以下、厚さまたは高さという)に対して相当に大きい形状、例えば幅および長さが、厚さの10倍以上、好ましくは100倍以上である形状を意味する。
 ベーパーチャンバー1の大きさ、すなわち、筐体10の大きさは、特に限定されない。ベーパーチャンバー1の幅および長さは、用途に応じて適宜設定することができる。ベーパーチャンバー1の幅および長さは、各々、例えば、5mm以上500mm以下、20mm以上300mm以下または50mm以上200mm以下である。ベーパーチャンバー1の幅および長さは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
 筐体10は、外縁部が接合された対向する第1シート11および第2シート12から構成されることが好ましい。
 筐体10が第1シート11および第2シート12から構成される場合、第1シート11および第2シート12を構成する材料は、ベーパーチャンバーとして用いるのに適した特性、例えば熱伝導性、強度、柔軟性、可撓性等を有するものであれば、特に限定されない。第1シート11および第2シート12を構成する材料は、好ましくは金属であり、例えば銅、ニッケル、アルミニウム、マグネシウム、チタン、鉄、またはそれらを主成分とする合金等であり、特に好ましくは銅である。第1シート11および第2シート12を構成する材料は、同じであってもよく、異なっていてもよいが、好ましくは同じである。
 筐体10が第1シート11および第2シート12から構成される場合、第1シート11および第2シート12は、これらの外縁部において互いに接合される。かかる接合の方法は、特に限定されないが、例えば、レーザー溶接、抵抗溶接、拡散接合、ロウ接、TIG溶接(タングステン-不活性ガス溶接)、超音波接合または樹脂封止を用いることができ、好ましくはレーザー溶接、抵抗溶接またはロウ接を用いることができる。
 第1シート11および第2シート12の厚さは、特に限定されないが、各々、好ましくは10μm以上200μm以下、より好ましくは30μm以上100μm以下、さらに好ましくは40μm以上60μm以下である。第1シート11および第2シート12の厚さは、同じであってもよく、異なっていてもよい。また、第1シート11および第2シート12の各シートの厚さは、全体にわたって同じであってもよく、一部が薄くてもよい。
 第1シート11および第2シート12の形状は、特に限定されない。例えば、第1シート11および第2シート12は、各々、外縁部が外縁部以外の部分よりも厚い形状であってもよい。
 ベーパーチャンバー1全体の厚さは、特に限定されないが、好ましくは50μm以上500μm以下である。
 厚さ方向Zから見た筐体10の平面形状は特に限定されず、例えば、三角形または矩形などの多角形、円形、楕円形、これらを組み合わせた形状などが挙げられる。また、筐体10の平面形状は、L字型、C字型(コの字型)、階段型などであってもよい。また、筐体10は貫通口を有してもよい。筐体10の平面形状は、ベーパーチャンバーの用途、ベーパーチャンバーの組み入れ箇所の形状、近傍に存在する他の部品に応じた形状であってもよい。
 作動媒体20は、筐体10内の環境下において気-液の相変化を生じ得るものであれば特に限定されず、例えば、水、アルコール類、代替フロンなどを用いることができる。例えば、作動媒体20は水性化合物であり、好ましくは水である。
 図2および図3に示すように、ウィック30は、全体としてシート状である。ここで、「シート状」とは、幅および長さが厚さに対して相当に大きい形状、例えば幅および長さが、厚さの10倍以上、好ましくは100倍以上である形状を意味する。
 ウィック30は、毛細管力により作動媒体20を移動させることができる毛細管構造を有する。ウィック30の毛細管構造は、従来のベーパーチャンバーにおいて用いられている公知の構造であってもよい。毛細管構造としては、細孔、溝、突起などの凹凸を有する微細構造、例えば、多孔構造、繊維構造、溝構造、網目構造などが挙げられる。
 ウィック30の材料は特に限定されず、例えば、エッチング加工または金属加工により形成される金属多孔膜、メッシュ、不織布、焼結体、多孔体などが用いられる。ウィック30の材料となるメッシュは、例えば、金属メッシュ、樹脂メッシュ、もしくは表面コートしたそれらのメッシュから構成されるものであってよく、好ましくは銅メッシュ、ステンレス(SUS)メッシュまたはポリエステルメッシュから構成される。ウィック30の材料となる焼結体は、例えば、金属多孔質焼結体、セラミックス多孔質焼結体などから構成されてもよく、好ましくは銅またはニッケルの多孔質焼結体から構成される。ウィック30の材料となる多孔体は、例えば、金属多孔体、セラミックス多孔体、樹脂多孔体などから構成されてもよい。
 ウィック30の厚さは、特に限定されないが、例えば2μm以上200μm以下であり、好ましくは5μm以上100μm以下、より好ましくは10μm以上40μm以下である。ウィック30の厚さは、部分的に異なっていてもよいが、一定であることが好ましい。
 ウィック30の大きさおよび形状は、特に限定されないが、例えば、筐体10の内部空間において連続してウィック30が配置されていることが好ましい。図2および図3に示す例では、筐体10の内部空間の全体にウィック30が配置されているが、筐体10の内部空間の一部にウィック30が配置されていなくてもよい。例えば、図2および図3では、筐体10の内部空間の外周部にウィック30が接しているが、筐体10の内部空間の外周部にウィック30が接していなくてもよい。
 図3に示すように、ウィック30は、筐体10の第1内壁面11aに沿って配置されている。ウィック30は、第1内壁面11aから第2内壁面12aに向かって突出することにより設けられた曲部35を有する。ウィック30の曲部35と第1内壁面11aとによって囲まれた空間には、作動媒体20の液体流路40が形成されている。一方、筐体10内の液体流路40以外の隙間には、作動媒体20の蒸気流路50が形成されている。
 ウィック30の曲部35は、図2および図3に示すように、厚さ方向Zからの平面視で、筐体10の長手方向(図2および図3では長さ方向Y)に延伸している。
 図2および図3に示す例では、互いに並列するように2列以上の曲部35が配置されているが、1列の曲部35が配置されていてもよい。
 2列以上の曲部35が配置されている場合、これらの曲部35は、図2に示すように、蒸発部EPに集約するように配置されていてもよい。すなわち、蒸発部EPに集約するように、厚さ方向Zからの平面視で少なくとも1列の曲部35が少なくとも1つの屈曲部を有してもよい。曲部35を蒸発部EPに集約させることで、短い距離で作動媒体20を循環させることができる。
 曲部35の延伸方向に垂直な断面視において、曲部35の幅は特に限定されないが、例えば、10μm以上1000μm以下である。曲部35の幅が液体流路40の幅に相当する。曲部35の幅は、厚さ方向Zで一定でもよく、一定でなくてもよい。なお、厚さ方向Zで曲部35の幅が異なる場合には、最も広い部分の幅を曲部35の幅と定義する。
 曲部35の延伸方向に垂直な断面視において、曲部35の高さは特に限定されないが、例えば、10μm以上100μm以下である。曲部35の高さが液体流路40の高さに相当する。曲部35の高さは、幅方向Xおよび長さ方向Yで一定でもよく、一定でなくてもよい。なお、幅方向Xおよび長さ方向Yで曲部35の高さが異なる場合には、最も高い部分の高さを曲部35の高さと定義する。
 図2および図3に示すように、筐体10の内部空間には、第2内壁面12aに接する支柱60が配置されていることが好ましい。支柱60は、蒸気流路50内に配置される。支柱60間では、蒸気流路50が分断される。筐体10の内部空間に支柱60を配置することによって、筐体10を支持することが可能である。また、支柱60によってウィック30を押さえ付けることによって、ウィック30を支持することも可能である。
 筐体10の内部空間に支柱60が配置される場合、ウィック30の曲部35は、図2および図3に示すように、支柱60と第1内壁面11aとに挟まれない領域に配置されていることが好ましい。言い換えると、厚さ方向Zにおいて、支柱60と第1内壁面11aとの間には、ウィック30の曲部35が配置されていないことが好ましい。液体流路40を形成する曲部35を支柱60間に配置することにより、ベーパーチャンバー1全体の厚さを大きくすることなく、最大熱輸送量を大きくすることができる。
 支柱60と第1内壁面11aとに挟まれない領域に2列以上の曲部35が配置される場合、支柱60間に配置される曲部35の数は、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
 支柱60は、ウィック30に接していてもよく、ウィック30に固定されていてもよい。支柱60がウィック30に固定されている場合、ベーパーチャンバー1の組み立てが容易になる。例えば、ウィック30および支柱60が金属から構成される場合、ウィック30が支柱60に接合されていてもよい。接合の方法は特に限定されないが、例えば、拡散接合などを用いることができる。また、シリカ膜などを介してウィック30が支柱60に接着されていてもよい。
 支柱60は、蒸気流路50内の全体に配置されていてもよく、蒸気流路50内の一部に支柱60が配置されていなくてもよい。
 支柱60を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、樹脂、金属、セラミックス、またはそれらの混合物、積層物などが挙げられる。また、支柱60は、筐体10と一体であってもよく、例えば、筐体10の内壁面をエッチング加工すること等により形成されていてもよい。
 支柱60の形状は、筐体10およびウィック30を支持できる形状であれば特に限定されないが、支柱60の高さ方向に垂直な断面の形状としては、例えば、矩形などの多角形、円形、楕円形などが挙げられる。
 支柱60の高さは、一のベーパーチャンバーにおいて、同じであってもよく、異なっていてもよい。
 図3に示す断面において、支柱60の幅は、筐体10の変形を抑制できる強度を与えるものであれば特に限定されないが、支柱60の端部の高さ方向に垂直な断面の円相当径は、例えば100μm以上2000μm以下であり、好ましくは300μm以上1000μm以下である。支柱60の円相当径を大きくすることにより、筐体10の変形をより抑制することができる。一方、支柱60の円相当径を小さくすることにより、作動媒体20の蒸気が移動するための空間をより広く確保することができる。
 支柱60の配置は、特に限定されないが、好ましくは所定の領域において均等に、より好ましくは全体にわたって均等に、例えば支柱60間の距離が一定となるように配置される。支柱60を均等に配置することにより、ベーパーチャンバー1の全体にわたって均一な強度を確保することができる。
 液体流路40を形成するウィック30の曲部35は、ウィック30を曲げた形状を有している。ウィック30の曲部35は、例えば、ウィック30に型付け加工を行うことにより形成することができる。延伸方向に垂直な曲部35の断面形状は特に限定されず、例えば、図3に示すベーパーチャンバー1では、延伸方向に垂直な曲部35の断面形状が矩形などの四角形である。2列以上の曲部35が配置されている場合、曲部35の断面形状は、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
 図4は、図2に示す熱拡散デバイスのA-A線に沿った断面図の別の一例である。
 図4に示すベーパーチャンバー(熱拡散デバイス)1Aでは、延伸方向に垂直な曲部35の断面形状が半円形である。
 図4に示すように、延伸方向に垂直な曲部35の断面形状は、半円形または半楕円形でもよく、三角形などの多角形でもよい。また、多角形の角部に丸みが付けられていてもよい。曲部35の断面形状が丸みを有していると、液体流路40を通過する液体抵抗を小さくすることができる。
[第2実施形態]
 本発明の第2実施形態に係る熱拡散デバイスでは、ウィックの曲部が、一方向のみに延伸している。
 本発明の第2実施形態では、本発明の第1実施形態に比べてウィックの曲部を形成するための治具および工程が簡略になる。そのため、熱拡散デバイスの収率を高くすることができる。
 図5は、本発明の第2実施形態に係る熱拡散デバイスの内部構造の一例を模式的に示す平面図である。図6は、図5に示す熱拡散デバイスのA-A線に沿った断面図の一例である。
 図5および図6に示すベーパーチャンバー(熱拡散デバイス)2では、ウィック30の曲部35は、蒸発部EPに集約するように配置されておらず、一方向のみに延伸している。したがって、厚さ方向Zからの平面視で曲部35が屈曲部を有していない。具体的には、曲部35は、厚さ方向Zからの平面視で、筐体10の長手方向(図5および図6では長さ方向Y)のみに延伸している。
 図5および図6に示す例では、互いに並列するように2列以上の曲部35が配置されているが、1列の曲部35が配置されていてもよい。
[第3実施形態]
 本発明の第3実施形態に係る熱拡散デバイスでは、ウィックの曲部が、筐体の内部空間の外周部に沿って配置されている。
 本発明の第3実施形態では、ウィックの曲部が筐体の内部空間の全体にわたって配置されない。そのため、蒸気流路が広く確保される。したがって、筐体の内部空間の中央部における熱伝導に優れるため、均熱性能が向上する。
 図7は、本発明の第3実施形態に係る熱拡散デバイスの内部構造の一例を模式的に示す平面図である。図8は、図7に示す熱拡散デバイスのA-A線に沿った断面図の一例である。
 図7および図8に示すベーパーチャンバー(熱拡散デバイス)3では、ウィック30の曲部35は、筐体10の内部空間の外周部に沿って配置されている。図7および図8に示す例では、2列以上の曲部35は、筐体10の内部空間の中央部に配置されておらず、筐体10の内部空間の外周部に沿ってまとまって配置されている。
 図7および図8に示す例では、互いに並列するように2列以上の曲部35が配置されているが、1列の曲部35が配置されていてもよい。いずれの場合であっても、曲部35は、筐体10の内部空間の中央部には配置されず、筐体10の内部空間の外周部のみに配置される。
[その他の実施形態]
 本発明の熱拡散デバイスは、上記実施形態に限定されるものではなく、熱拡散デバイスの構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
 本発明の熱拡散デバイスにおいて、筐体は、1個の蒸発部を有してもよく、複数の蒸発部を有してもよい。すなわち、筐体の外壁面には、1個の熱源が配置されてもよく、複数の熱源が配置されてもよい。蒸発部および熱源の数は特に限定されない。
 本発明の熱拡散デバイスにおいて、筐体が第1シートおよび第2シートから構成される場合、第1シートと第2シートとは、端部が一致するように重なっていてもよいし、端部がずれて重なっていてもよい。
 本発明の熱拡散デバイスにおいて、筐体が第1シートおよび第2シートから構成される場合、第1シートを構成する材料と、第2シートを構成する材料とは異なっていてもよい。例えば、強度の高い材料を第1シートに用いることにより、筐体にかかる応力を分散させることができる。また、両者の材料を異なるものとすることにより、一方のシートで一の機能を得、他方のシートで他の機能を得ることができる。上記の機能としては、特に限定されないが、例えば、熱伝導機能、電磁波シールド機能等が挙げられる。
 本発明の熱拡散デバイスは、放熱を目的として電子機器に搭載され得る。したがって、本発明の熱拡散デバイスを備える電子機器も本発明の1つである。本発明の電子機器としては、例えばスマートフォン、タブレット端末、ノートパソコン、ゲーム機器、ウェアラブルデバイス等が挙げられる。本発明の熱拡散デバイスは上記のとおり、外部動力を必要とせず自立的に作動し、作動媒体の蒸発潜熱および凝縮潜熱を利用して、二次元的に高速で熱を拡散することができる。そのため、本発明の熱拡散デバイスを備える電子機器により、電子機器内部の限られたスペースにおいて、放熱を効果的に実現することができる。
 本発明の熱拡散デバイスは、携帯情報端末等の分野において、広範な用途に使用できる。例えば、CPU等の熱源の温度を下げ、電子機器の使用時間を延ばすために使用することができ、スマートフォン、タブレット端末、ノートパソコン等に使用することができる。
 1、1A、2、3 ベーパーチャンバー(熱拡散デバイス)
 10 筐体
 11 第1シート
 11a 第1内壁面
 12 第2シート
 12a 第2内壁面
 20 作動媒体
 30 ウィック
 35 曲部
 40 液体流路
 50 蒸気流路
 60 支柱
 EP 蒸発部
 HS 熱源
 X 幅方向
 Y 長さ方向
 Z 厚さ方向

Claims (7)

  1.  厚さ方向に対向する第1内壁面および第2内壁面を有する筐体と、
     前記筐体の内部空間に封入される作動媒体と、
     前記筐体の前記内部空間に配置されるシート状のウィックと、を備え、
     前記ウィックは、前記第1内壁面から前記第2内壁面に向かって突出することにより設けられた曲部を有し、
     前記ウィックの前記曲部と前記第1内壁面とによって囲まれた空間には、前記作動媒体の液体流路が形成されている、熱拡散デバイス。
  2.  前記筐体の前記内部空間に配置され、前記第2内壁面に接する支柱をさらに備え、
     前記ウィックの前記曲部は、前記支柱と前記第1内壁面とに挟まれない領域に配置されている、請求項1に記載の熱拡散デバイス。
  3.  前記ウィックの前記曲部は、前記筐体の長手方向に延伸している、請求項1または2に記載の熱拡散デバイス。
  4.  前記ウィックの前記曲部は、一方向のみに延伸している、請求項3に記載の熱拡散デバイス。
  5.  前記ウィックの前記曲部は、互いに並列するように2列以上配置されている、請求項3または4に記載の熱拡散デバイス。
  6.  前記ウィックの前記曲部は、前記筐体の前記内部空間の外周部に沿って配置されている、請求項3~5のいずれか1項に記載の熱拡散デバイス。
  7.  請求項1~6のいずれか1項に記載の熱拡散デバイスを備える、電子機器。
PCT/JP2022/041867 2021-11-15 2022-11-10 熱拡散デバイス WO2023085350A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023559887A JPWO2023085350A1 (ja) 2021-11-15 2022-11-10

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-185679 2021-11-15
JP2021185679 2021-11-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023085350A1 true WO2023085350A1 (ja) 2023-05-19

Family

ID=86335818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/041867 WO2023085350A1 (ja) 2021-11-15 2022-11-10 熱拡散デバイス

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2023085350A1 (ja)
WO (1) WO2023085350A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000074581A (ja) * 1998-08-28 2000-03-14 Furukawa Electric Co Ltd:The 扁平ヒートパイプとその製造方法
JP2000074579A (ja) * 1998-08-28 2000-03-14 Furukawa Electric Co Ltd:The 扁平ヒートパイプとその製造方法
WO2018198372A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 株式会社村田製作所 ベーパーチャンバー

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000074581A (ja) * 1998-08-28 2000-03-14 Furukawa Electric Co Ltd:The 扁平ヒートパイプとその製造方法
JP2000074579A (ja) * 1998-08-28 2000-03-14 Furukawa Electric Co Ltd:The 扁平ヒートパイプとその製造方法
WO2018198372A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 株式会社村田製作所 ベーパーチャンバー

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2023085350A1 (ja) 2023-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6747625B2 (ja) ベーパーチャンバー
US11445636B2 (en) Vapor chamber, heatsink device, and electronic device
TWI827944B (zh) 蒸氣腔及電子機器
JP2020193715A (ja) ベーパーチャンバー
JP7111266B2 (ja) ベーパーチャンバー
WO2023085350A1 (ja) 熱拡散デバイス
WO2023058595A1 (ja) 熱拡散デバイス
WO2022201918A1 (ja) 熱拡散デバイスおよび電子機器
JP7311057B2 (ja) 熱拡散デバイスおよび電子機器
WO2023026896A1 (ja) 熱拡散デバイス
JP7260062B2 (ja) 熱拡散デバイス
WO2023090265A1 (ja) 熱拡散デバイス
WO2023112616A1 (ja) 熱拡散デバイス及び電子機器
JP7283641B2 (ja) 熱拡散デバイス
JP7120494B1 (ja) 熱拡散デバイス
WO2023182029A1 (ja) 熱拡散デバイス及び電子機器
WO2023145397A1 (ja) 熱拡散デバイス及び電子機器
WO2024075631A1 (ja) 熱拡散デバイス及び電子機器
WO2023145396A1 (ja) 熱拡散デバイス及び電子機器
JP7222448B2 (ja) 熱拡散デバイス
WO2024018846A1 (ja) 熱拡散デバイス及び電子機器
WO2022230296A1 (ja) 熱拡散デバイス
WO2023238626A1 (ja) 熱拡散デバイス及び電子機器
WO2023021953A1 (ja) 熱拡散デバイス及び電子機器
WO2023182033A1 (ja) 熱拡散デバイス及び電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22892848

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023559887

Country of ref document: JP