WO2023171408A1 - 熱拡散デバイス及び電子機器 - Google Patents

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WO2023171408A1
WO2023171408A1 PCT/JP2023/006680 JP2023006680W WO2023171408A1 WO 2023171408 A1 WO2023171408 A1 WO 2023171408A1 JP 2023006680 W JP2023006680 W JP 2023006680W WO 2023171408 A1 WO2023171408 A1 WO 2023171408A1
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WO
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inner edge
wick
diffusion device
casing
housing
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PCT/JP2023/006680
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English (en)
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Inventor
浩士 福田
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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    • 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
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to heat diffusion devices and electronic equipment.
  • Graphite sheets and the like are often used as materials for heat dissipation, but their heat transport capacity is not sufficient, so the use of various heat diffusion devices that can diffuse heat is being considered. .
  • a heating part to which heat is transferred from the outside is provided in a part of a thin plate-shaped main body, and the heat transmitted to the heating part is diffused from the heating part to other parts of the main body.
  • a plurality of hollow passages are formed inside the main body part so as to pass through the heating part, and each hollow passage communicates with each other in the heating part, so that the inside of the hollow passage is heated and evaporated.
  • a working fluid that radiates heat and condenses is sealed, and a wick that generates capillary force by penetrating the liquid-phase working fluid into each hollow passage causes the vapor of the working fluid to flow inside each hollow passage.
  • the wicks are arranged with the steam flow path open, a part of each wick is located in the heating part, and the steam flow paths formed inside each hollow passage communicate with each other in the heating part.
  • a heat spreader plate having the following characteristics.
  • wicks In the heat diffusion plate described in Patent Document 1, as shown in FIG. 1 or FIG. 4 of Patent Document 1, a large number of wicks (hereinafter referred to as wicks) are provided inside the main body. Therefore, in a heat diffusion device such as the heat diffusion plate described in Patent Document 1, the area occupied by the steam flow path inside the main body is limited, which not only reduces the uniform heat area but also reduces the thermal conductivity itself. A problem arises in that the value also decreases.
  • the present invention was made to solve the above problems, and aims to provide a heat diffusion device that can improve thermal conductivity and maximum heat transport amount. Another object of the present invention is to provide an electronic device having the above heat diffusion device.
  • the heat diffusion device of the present invention includes a casing having a first inner surface and a second inner surface facing each other in the thickness direction and an internal space, and a working medium sealed in the internal space of the casing. , a partition wall provided on the first inner surface of the housing along at least a part of the inner edge at a distance from the inner edge of the housing when viewed from the thickness direction; 2, a wick provided partially between the inner surface and the partition wall, and provided along at least a part of the partition wall, and having the same cross section along a first direction orthogonal to the thickness direction.
  • the inner edge of the housing includes a first inner edge portion and a second inner edge portion facing in the first direction
  • the partition wall includes a second inner edge portion provided on the first inner edge side
  • the wick includes a first partition wall portion and a second partition wall portion provided on the second inner edge side, and the wick includes a first partition wall portion provided between the second inner surface of the housing and the first partition wall portion.
  • the distance in the first direction between the end located on the inner edge side and the end of the second partition wall located on the second inner surface side and the first inner edge side of the casing is B, It is characterized in that the relationship A ⁇ B is satisfied when defined as .
  • the electronic device of the present invention is characterized by comprising the heat diffusion device of the present invention and an electronic component provided on the outer surface of the casing of the heat diffusion device.
  • thermo conductivity and maximum heat transport amount it is possible to provide a heat diffusion device that can improve thermal conductivity and maximum heat transport amount. Further, according to the present invention, it is possible to provide an electronic device having the above heat diffusion device.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a heat diffusion device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the disassembled state of the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing an example of the internal structure of the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section of the heat diffusion device shown in FIG. 3 along line segment a1-a2.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing an example of the disassembled state of the heat diffusion device of Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing an example of the internal structure of a heat diffusion device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section of the heat diffusion device shown in FIG. 6 along line b1-b2.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing an example of the internal structure of a heat diffusion device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic plan view showing an example of the internal structure of a heat diffusion device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing an example of the internal structure of a heat diffusion device according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic plan view showing an example of the internal structure of a heat diffusion device according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic plan view showing an example of the internal structure of a heat diffusion device according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic perspective view showing an example of the electronic device of the present invention.
  • the present invention is not limited to the following configuration, and may be modified as appropriate without departing from the gist of the present invention. Furthermore, the present invention also includes a combination of a plurality of individual preferred configurations described below.
  • a vapor chamber is shown as an example of the heat diffusion device of the present invention.
  • the heat diffusion device of the present invention is also applicable to heat diffusion devices such as heat pipes.
  • the heat diffusion device of the present invention includes a casing having a first inner surface and a second inner surface facing each other in the thickness direction and provided with an internal space; a working medium sealed in the internal space of the casing; a partition wall provided on the first inner surface of the body along at least a part of the inner edge at a distance from the inner edge of the casing when viewed from the thickness direction; and a partition wall provided between the second inner surface of the casing and the partition wall. and a wick provided along at least a part of the partition wall, and when looking at the same cross section along the first direction perpendicular to the thickness direction, the inner edge of the housing is in the first direction.
  • the partition includes a first partition wall and a second partition wall that are opposite to each other in the direction, and the partition wall includes a first partition wall provided on the first inner edge side and a second partition wall provided on the second inner edge side.
  • the wick includes a first wick portion provided between the second inner surface of the casing and the first partition portion, and a wick provided between the second inner surface of the casing and the second partition portion. and a second wick part, and the minimum distance in the first direction between the end of the first wick part on the second inner edge part side and the end part of the second wick part on the first inner edge part side is defined as A.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a heat diffusion device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the vapor chamber (thermal diffusion device) 1A shown in FIG. 1 has a housing 10.
  • the housing 10 is hermetically sealed and has a hollow structure.
  • a heat source HS which is a heat generating element, is provided on the outer surface of the housing 10.
  • Examples of the heat source HS include electronic components.
  • the length direction, thickness direction, and width direction are defined by L, T, and W, respectively, as shown in FIG. 1 and the like.
  • the length direction L, the thickness direction T, and the width direction W are orthogonal to each other.
  • a direction perpendicular to the thickness direction T and including the length direction L and the width direction W is defined as a surface direction.
  • the vapor chamber 1A has a planar shape as a whole. That is, it is preferable that the housing 10 has a planar shape as a whole.
  • a planar shape includes a plate-like shape and a sheet-like shape, and the lengthwise dimension and the widthwise dimension are considerably larger than the thickness direction dimension, e.g. It means a shape in which the dimension in the direction and the dimension in the width direction are 10 times or more, preferably 100 times or more, the dimension in the thickness direction.
  • the size of the vapor chamber 1A is not particularly limited.
  • the dimension in the length direction L and the dimension in the width direction W of the vapor chamber 1A are preferably 5 mm or more and 500 mm or less, more preferably 20 mm or more and 300 mm or less, and still more preferably 50 mm or more and 200 mm or less.
  • the dimension in the length direction L and the dimension in the width direction W of the vapor chamber 1A may be the same or different.
  • the dimension of the vapor chamber 1A in the thickness direction T is preferably 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the dimensions in the length direction L, the thickness direction T, and the width direction W of the vapor chamber 1A are determined as the maximum dimensions in the length direction L, thickness direction T, and width direction W, respectively.
  • the housing 10 is preferably composed of a first sheet 11 and a second sheet 12 whose outer edges are joined together.
  • the first sheet 11 and the second sheet 12 may overlap so that their ends match, or may overlap with their ends shifted.
  • Examples of methods for joining the outer edges of the first sheet 11 and the second sheet 12 include laser welding, resistance welding, diffusion bonding, brazing welding, TIG welding (tungsten-inert gas welding), ultrasonic bonding, and resin sealing. Examples include stopping. Among these, laser welding, resistance welding, or brazing welding is preferred.
  • the constituent materials of the first sheet 11 and the second sheet 12 are not particularly limited as long as they have properties suitable for a vapor chamber, such as thermal conductivity, strength, flexibility, flexibility, etc.
  • the constituent material of 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 at least one of these metals as a main component. Preferably it is copper.
  • the constituent materials of the first sheet 11 and the second sheet 12 may be the same or different.
  • the first sheet 11 and the second sheet 12 can exhibit different functions.
  • Such functions include, but are not particularly limited to, heat conduction functions, electromagnetic shielding functions, and the like.
  • the shapes of the first sheet 11 and the second sheet 12 are not particularly limited.
  • the first sheet 11 may have a flat plate shape with a constant dimension in the thickness direction T
  • the second sheet 12 may have a shape in which the outer edge has a larger dimension in the thickness direction T than the portion other than the outer edge.
  • the first sheet 11 has a flat plate shape with a constant dimension in the thickness direction T
  • the second sheet 12 has a constant dimension in the thickness direction T
  • the portion other than the outer edge is on the outside. It may also have a convex shape.
  • a recess will be provided at the outer edge of the housing 10.
  • Such a recess on the outer edge of the housing 10 can be used when mounting the vapor chamber 1A.
  • other components can be placed in the recess on the outer edge of the housing 10.
  • the dimensions of the first sheet 11 and the second sheet 12 in the thickness direction T are preferably 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and still more preferably 40 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less.
  • the dimensions of the first sheet 11 and the second sheet 12 in the thickness direction T may be the same or different.
  • the dimensions in the thickness direction T of the first sheet 11 and the second sheet 12 may be the same throughout, or may be different in part.
  • planar shape of the casing 10 when viewed from the thickness direction T include polygons such as triangles and rectangles, circles, ellipses, and combinations thereof. Further, the planar shape of the casing 10 may be an L-shape, a C-shape (U-shape), a staircase shape, or the like. Further, the housing 10 may be provided with a through hole in the thickness direction T.
  • the planar shape of the casing 10 may be a shape depending on the use of the vapor chamber 1A, a shape depending on the mounting location of the vapor chamber 1A, or a shape depending on other components existing nearby. It may also have a different shape.
  • the size of the housing 10 is not particularly limited.
  • the dimension in the length direction L and the dimension in the width direction W of the casing 10 are respectively preferably 5 mm or more and 500 mm or less, more preferably 20 mm or more and 300 mm or less, and still more preferably 50 mm or more and 200 mm or less.
  • the dimension in the length direction L and the dimension in the width direction W of the housing 10 may be the same or different from each other.
  • the dimension of the casing 10 in the thickness direction T is preferably 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the dimension in the length direction L, the dimension in the thickness direction T, and the dimension in the width direction W of the casing 10 are determined as the maximum dimension in the length direction L, thickness direction T, and width direction W, respectively.
  • FIG. 1 illustrates an example in which the casing 10 is composed of two sheets, the first sheet 11 and the second sheet 12, the casing 10 may be composed of one sheet or three or more sheets. It may be composed of sheets.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the disassembled state of the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing an example of the internal structure of the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section of the heat diffusion device shown in FIG. 3 along line segment a1-a2.
  • the vapor chamber 1A shown in FIGS. 2, 3, and 4 includes a housing 10, a working medium 20, a partition wall 30, and a wick 40.
  • the housing 10 has a first inner surface 10a and a second inner surface 10b facing each other in the thickness direction T.
  • the casing 10 is composed of a first sheet 11 and a second sheet 12, the inner surface of the first sheet 11 corresponds to the first inner surface 10a of the casing 10, and the inner surface of the second sheet 12 corresponds to the first inner surface 10a of the casing 10.
  • the inner surface corresponds to the second inner surface 10b of the housing 10.
  • the housing 10 is provided with an internal space. More specifically, the housing 10 is provided with an internal space surrounded by a first inner surface 10a and a second inner surface 10b.
  • the housing 10 preferably has an evaporation section EP in the internal space.
  • the evaporation part EP is a part that evaporates a liquid-phase working medium 20, which will be described later, to change it into a gas-phase working medium 20. More specifically, the evaporation portion EP corresponds to a portion of the internal space of the housing 10 that is near the heat source HS shown in FIG. 1 and is heated by the heat source HS.
  • the number of evaporation parts EP may be one as shown in FIG. 3, or may be plural. In other words, only one heat source HS or a plurality of heat sources HS may be provided on the outer surface of the housing 10.
  • the heat source HS may be provided on the outer surface of the casing 10 opposite to the first inner surface 10a, here, the outer surface of the first sheet 11, or may be provided on the outer surface of the casing 10 opposite to the second inner surface 10b. It may be provided on the outer surface, here, the outer surface of the second sheet 12.
  • the working medium 20 is sealed in the internal space of the housing 10.
  • the working medium 20 is not particularly limited as long as it can cause a gas-liquid phase change in the environment inside the casing 10.
  • Examples of the working medium 20 include water, alcohols, and alternative fluorocarbons.
  • the working medium 20 is preferably an aqueous compound, particularly preferably water.
  • the partition wall 30 is provided along the entire circumference of the inner edge 15 of the housing 10 when viewed from the thickness direction T.
  • the partition wall 30 may be provided in the internal space of the housing 10 so as to protrude in the thickness direction T from the first inner surface 10a toward the second inner surface 10b.
  • the direction in which the partition wall 30 projects from the first inner surface 10a of the housing 10 does not need to be strictly parallel to the thickness direction T.
  • the partition wall 30 may be integrated with the first inner surface 10a of the housing 10.
  • the partition wall 30 is formed, for example, by etching the first inner surface 10a of the housing 10, here, the inner surface of the first sheet 11.
  • the partition wall 30 may be joined to the first inner surface 10a of the housing 10.
  • the partition wall 30 is bonded to the first inner surface 10a of the housing 10, here, the inner surface of the first sheet 11, by a bonding method such as diffusion bonding, for example.
  • constituent material of the partition wall 30 examples include resins, metals, ceramics, and mixtures or laminates of two or more of these.
  • the wick 40 has a capillary structure that can move the working medium 20 by capillary force.
  • the capillary structure of the wick 40 may be a known structure used in conventional heat diffusion devices (vapor chambers, etc.).
  • Examples of such a capillary structure include a fine structure having irregularities such as pores, grooves, and protrusions, such as a porous structure, a fiber structure, a groove structure, and a network structure.
  • the wick 40 functions as a liquid transport unit that sucks up and transports the liquid phase working medium 20 by capillary force.
  • FIG. 2 As shown in FIG. 2, FIG. 3, and FIG. It is provided.
  • the wick 40 is provided along the entire circumference of the partition wall 30 when viewed from the thickness direction T.
  • the wick 40 is preferably in contact with the second inner surface 10b of the housing 10 in the thickness direction T.
  • the wick 40 is preferably in contact with the partition wall 30 in the thickness direction T. In this case, the wick 40 is supported by the partition wall 30. Therefore, even if the wick 40 tries to deform due to external pressure, the liquid flow path 50, which will be described later, is less likely to collapse. As a result, the permeability of the liquid-phase working medium 20 through the liquid channel 50 is ensured.
  • the wick 40 be in contact with at least one of the second inner surface 10b of the housing 10 and the partition wall 30 in the thickness direction T.
  • the wick 40 be in contact with both the second inner surface 10b of the housing 10 and the partition wall 30 in the thickness direction T.
  • the wick 40 is preferably fixed to the second inner surface 10b of the housing 10.
  • the wick 40 be joined to the second inner surface 10b of the housing 10.
  • Examples of the method for joining the wick 40 and the second inner surface 10b of the housing 10 include diffusion bonding, ultrasonic bonding, spot welding, and the like.
  • the wick 40 is preferably fixed to the partition wall 30.
  • the wick 40 is preferably joined to the partition wall 30.
  • methods for joining the wick 40 and the partition wall 30 include diffusion bonding, ultrasonic bonding, and spot welding.
  • the wick 40 is preferably separated from the first inner surface 10a of the housing 10.
  • the bent portion is likely to become a starting point for physical damage.
  • the bent portion of the wick 40 will be wasted from the viewpoint of ensuring a wide steam flow path 60 for the working medium 20, which will be described later. .
  • the wick 40 is made of a porous material.
  • porous body examples include a sintered body, a nonwoven fabric, a mesh, an etched perforated plate, and a fiber bundle.
  • the sintered body examples include porous metal sintered bodies, porous ceramic sintered bodies, and the like. Among these, metal porous sintered bodies are preferred, and copper or nickel porous sintered bodies are more preferred.
  • nonwoven fabric examples include metal nonwoven fabric.
  • the wick 40 is made of nonwoven fabric, it can be manufactured at low cost.
  • the mesh examples include metal mesh, resin mesh, and surface-coated meshes of these. Among these, copper mesh, stainless steel (SUS) mesh, or polyester mesh is preferred. When the wick 40 is made of mesh, it can be manufactured at low cost.
  • the etched perforated plate is produced, for example, by etching a flat metal plate.
  • the wick 40 is composed of the etched perforated plate produced in this manner, it has excellent flatness.
  • a fiber bundle is produced, for example, by linearly bundling a plurality of fibers.
  • the fiber bundle functions as a liquid holding section that sucks up and holds the working medium 20 in the liquid phase by capillary force, and also functions as a liquid transport section that transports the sucked up working medium 20 in the liquid phase.
  • the wick 40 When the wick 40 is composed of a fiber bundle, it is preferably composed of a braided fiber bundle.
  • a braided fiber bundle in which a plurality of fibers are woven tends to have irregularities on its surface, so when the wick 40 is composed of a braided fiber bundle, the liquid phase working medium 20 is easily transported.
  • the fibers constituting the fiber bundle include metal wires such as copper, aluminum, and stainless steel wires, and non-metal wires such as carbon fibers and glass fibers.
  • metal wire is preferred because of its high thermal conductivity.
  • a fiber bundle can be obtained by bundling about 200 copper wires with a diameter of about 0.03 mm.
  • the dimension of the wick 40 in the thickness direction T is preferably 2 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and even more preferably 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the dimensions of the wick 40 in the thickness direction T may be the same throughout, or may be different in some parts.
  • the internal space of the housing 10 has a liquid flow path 50 for the liquid-phase working medium 20 and a vapor flow path 60 for the gas-phase working medium 20.
  • the partition wall 30 is provided on the first inner surface 10a of the housing 10 along at least a portion of the inner edge 15 of the housing 10 at a distance from the inner edge 15.
  • the wick 40 is partially provided between the second inner surface 10b of the housing 10 and the partition wall 30, and is provided along at least a portion of the partition wall 30. Due to the arrangement of the partition wall 30 and the wick 40, the liquid flow path 50 is formed in an area surrounded by a part of the case 10, a part of the partition wall 30, and a part of the wick 40 in the internal space of the case 10. and is provided along at least a portion of the inner edge 15 of the housing 10.
  • the internal space of the casing is a region surrounded by a part of the casing, a part of the partition wall, and a part of the wick. It has a liquid flow path for a liquid phase working medium provided along a part thereof.
  • the capillary force of the wick 40 acts on the liquid phase working medium 20 existing in the liquid flow path 50.
  • the liquid flow path 50 is configured as a cavity in which the wick 40 and the like are not provided, so that the liquid phase working medium 20 can move smoothly within the liquid flow path 50.
  • the permeability of the liquid-phase working medium 20 is improved, and as a result, the liquid transport ability is improved.
  • the vapor flow path 60 is provided in an area other than the liquid flow path 50 in the internal space of the housing 10.
  • the internal space of the casing has a vapor flow path for a gaseous working medium provided in an area other than the liquid flow path.
  • the vapor flow path 60 is located in the inner space of the housing 10 with respect to the liquid flow path 50. It is provided in the plane direction. Thereby, in the vapor chamber 1A, the vapor flow path 60 is ensured widely in the surface direction in the internal space of the housing 10. As a result, in the vapor chamber 1A, a wide soaking area is ensured, and thermal conductivity is improved.
  • the vapor flow path 60 is ensured wide in the surface direction.
  • the dimension of the internal space of the housing 10 in the thickness direction T is as small as 100 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, the vapor flow path 60 is ensured widely in the surface direction.
  • the dimension of the internal space of the housing 10 in the thickness direction T is determined as the maximum dimension. In this way, in the vapor chamber 1A, even if the internal space of the casing 10 is thin in the thickness direction T, the vapor flow path 60 is secured widely in the plane direction, so a wide soaking area is secured, and the thermal conductivity is improved. do.
  • the vapor flow path 60 is ensured widely in the plane direction, thereby improving thermal conductivity, and when looking at the same cross section along the first direction orthogonal to the thickness direction T. , the maximum heat transport amount is improved when the positional relationship between the partition wall 30 and the wick 40 satisfies the following conditions.
  • the positional relationship between the partition wall 30 and the wick 40 will be described below with reference to FIG. 4. Note that although FIG. 4 shows an example of a cross section along the line segment a1-a2 of the vapor chamber 1A shown in FIG. 3, below, the cross section along the line segment a1-a2 shown in FIG. It is shown as an example of a cross section along the first direction orthogonal to T.
  • the inner edge 15 of the housing 10 includes a first inner edge portion 15a and a second inner edge portion 15b.
  • the first inner edge portion 15a and the second inner edge portion 15b face each other in the first direction (here, the direction in which the line segment a1-a2 shown in FIG. 3 extends).
  • the partition 30 includes a first partition 30a and a second partition 30b.
  • the first partition wall portion 30a is provided on the first inner edge portion 15a side
  • the second partition wall portion 30b is provided on the second inner edge portion 15b side.
  • the wick 40 includes a first wick part 40a and a second wick part 40b.
  • the first wick part 40a is provided between the second inner surface 10b of the casing 10 and the first partition part 30a
  • the second wick part 40b is provided between the second inner surface 10b of the casing 10 and the second partition part 30a. 30b.
  • the first wick portion 40a is preferably in contact with the second inner surface 10b of the housing 10 in the thickness direction T.
  • the first wick portion 40a is in contact with the first partition wall portion 30a in the thickness direction T.
  • the first wick portion 40a is in contact with at least one of the second inner surface 10b of the housing 10 and the first partition wall portion 30a in the thickness direction T.
  • the first wick portion 40a is in contact with both the second inner surface 10b of the housing 10 and the first partition wall portion 30a in the thickness direction T.
  • the first wick portion 40a is preferably fixed to the second inner surface 10b of the housing 10.
  • the first wick portion 40a is preferably joined to the second inner surface 10b of the housing 10.
  • first wick part 40a is fixed to the first partition part 30a.
  • first wick part 40a is joined to the first partition part 30a.
  • the first wick portion 40a is preferably separated from the first inner surface 10a of the housing 10.
  • the second wick portion 40b is preferably in contact with the second inner surface 10b of the housing 10 in the thickness direction T.
  • the second wick portion 40b is preferably in contact with the second partition wall portion 30b in the thickness direction T.
  • the second wick portion 40b is in contact with at least one of the second inner surface 10b of the housing 10 and the second partition wall portion 30b in the thickness direction T.
  • the second wick portion 40b is in contact with both the second inner surface 10b of the housing 10 and the second partition wall portion 30b in the thickness direction T.
  • the second wick portion 40b is preferably fixed to the second inner surface 10b of the housing 10.
  • the second wick portion 40b is preferably joined to the second inner surface 10b of the housing 10.
  • the second wick part 40b is fixed to the second partition part 30b.
  • the second wick part 40b is joined to the second partition part 30b.
  • the second wick portion 40b is preferably separated from the first inner surface 10a of the housing 10.
  • the minimum in the first direction between the end 40ap of the first wick part 40a on the second inner edge 15b side and the end 40bp of the second wick part 40b on the first inner edge 15a side. Define the distance as A. Further, as shown in FIG. 4, an end 30ap of the first partition 30a located on the second inner surface 10b side and the second inner edge 15b side of the casing 10, and an end 30ap of the casing 10 on the second partition 30b. The distance in the first direction between the end portion 30bp located on the second inner surface 10b side and the first inner edge portion 15a side is defined as B. At this time, in the vapor chamber 1A, as shown in FIG. 4, the relationship A ⁇ B is satisfied.
  • the surface area exposed to the vapor flow path 60 is increased for at least one of the first wick part 40a and the second wick part 40b.
  • the gas-liquid exchange surface becomes larger. As a result, the maximum heat transport amount of the vapor chamber 1A is improved.
  • a cross section along the line a1-a2 shown in FIG. 3 is shown as an example of a cross section along the first direction in which the relationship A ⁇ B is satisfied in the vapor chamber 1A, but the first partition part 30a, As long as it includes the second partition wall portion 30b, the first wick portion 40a, and the second wick portion 40b, it is not limited to the cross section along line segment a1-a2 shown in FIG.
  • the relationship A ⁇ B may also be satisfied in other cross sections along the direction orthogonal to the thickness direction T. .
  • the relationship A ⁇ B may be satisfied only in the cross section along line segment a1-a2 shown in FIG.
  • the relationship A ⁇ B may be satisfied not in the cross section along the line segment a1-a2 shown in FIG. 3 but in another cross section along the direction perpendicular to the thickness direction T.
  • it is sufficient that the relationship A ⁇ B is satisfied in at least one cross section along the direction orthogonal to the thickness direction T. That is, in the vapor chamber 1A, it is sufficient that there is at least one cross section along the first direction that satisfies the relationship A ⁇ B.
  • a heat diffusion device that can improve thermal conductivity and maximum heat transport amount can be realized.
  • the effect of improving the thermal conductivity and the maximum heat transport amount by the vapor chamber 1A is particularly noticeable when the vapor chamber 1A is made thinner, more specifically when the internal space of the casing 10 is made thinner in the thickness direction T. can be obtained.
  • the minimum distance in the first direction between the first inner edge portion and the second inner edge portion is C, and the end portion of the first wick portion on the first inner edge side and the end portion of the second wick portion
  • the relationship BA>CD ⁇ 0 is satisfied.
  • the minimum distance in the first direction between the first inner edge portion 15a and the second inner edge portion 15b is defined as C. Further, as shown in FIG. 4, in the first direction between the end 40aq of the first wick part 40a on the first inner edge 15a side and the end 40bq of the second wick part 40b on the second inner edge 15b side.
  • the maximum distance at is defined as D.
  • the following effects can be obtained by satisfying the relationship BA>CD ⁇ 0.
  • the maximum heat transport amount of the vapor chamber 1A is improved as described above.
  • the wick 40 can be placed in the internal space of the casing 10 when manufacturing the vapor chamber 1A. It becomes easier.
  • the wick 40 is shifted from the state of the vapor chamber 1A shown in FIG. 4 so that it contacts the inner edge 15 in the first direction. Even if provided, the wick 40 is reliably supported by the partition wall 30. In the vapor chamber 1A, the wick 40 is reliably supported by the partition wall 30, so that even if the wick 40 tries to deform due to external pressure, the permeability of the liquid phase working medium 20 through the liquid channel 50 is ensured. Therefore, the maximum heat transport amount can be easily improved.
  • the maximum heat transport amount is improved and manufacturing efficiency is also improved.
  • the minimum distance in the first direction between the first inner edge portion and the second inner edge portion is C, and the end portion of the first wick portion on the first inner edge side and the end portion of the second wick portion
  • D the maximum distance in the first direction from the end on the second inner edge side
  • the minimum distance in the first direction between the end of the first wick portion on the first inner edge side and the first inner edge is E1.
  • the relationship E1>0 is satisfied.
  • the minimum distance in the first direction between the end 40aq of the first wick portion 40a on the first inner edge 15a side and the first inner edge 15a is defined as E1.
  • the relationship C>D is satisfied, it is preferable that the relationship E1>0 is satisfied as shown in FIG.
  • the first wick portion 40a is preferably separated from the first inner edge portion 15a.
  • E1 is 1 mm or less. That is, E1 is preferably larger than 0 mm and smaller than 1 mm.
  • the minimum distance in the first direction between the end of the second wick portion on the second inner edge side and the second inner edge is E2.
  • the relationship E2>0 is satisfied.
  • the minimum distance in the first direction between the end 40bq of the second wick portion 40b on the second inner edge 15b side and the second inner edge 15b is defined as E2.
  • the relationship C>D when the relationship C>D is satisfied, it is preferable that the relationship E2>0 is satisfied as shown in FIG.
  • the second wick portion 40b is preferably separated from the second inner edge portion 15b.
  • E2 is 1 mm or less. That is, E2 is preferably greater than 0 mm and less than or equal to 1 mm.
  • E1 and E2 may be the same or different.
  • the heat diffusion device of the present invention there is a gap between the end of the first partition wall located on the second inner surface side and the first inner edge side of the casing and the end of the first wick portion located on the first inner edge side.
  • the minimum distance in the first direction is F1, between the end of the first partition wall located on the second inner surface side and the second inner edge side of the casing and the end of the first wick part on the second inner edge side.
  • the end 30ar of the first partition wall 30a is located on the second inner surface 10b side and the first inner edge 15a side of the housing 10, and the end 30ar of the first wick portion 40a is located on the first inner edge 15a side.
  • the minimum distance in the first direction from the end portion 40aq is defined as F1.
  • the minimum distance in the first direction from the side end 40ap is defined as G1.
  • the relationship G1>F1>0 is satisfied.
  • the following effects can be obtained by satisfying the relationship G1>F1>0.
  • the relationship F1>0 is satisfied.
  • the end 40aq of the first wick portion 40a on the first inner edge portion 15a side is located closer to the first inner edge portion 15a than the first partition wall portion 30a in the first direction. is preferred.
  • the first wick portion 40a exposed to the vapor flow path 60 is Since the surface area becomes larger, the gas-liquid exchange surface by the wick 40 becomes larger. As a result, the maximum heat transport amount of the vapor chamber 1A is improved.
  • the relationship G1>0 is satisfied.
  • the end 40ap of the first wick portion 40a on the second inner edge portion 15b side is located closer to the second inner edge portion 15b than the first partition wall portion 30a in the first direction. is preferred.
  • the following effects can be obtained by satisfying the relationship G1>F1.
  • the liquid phase working medium 20 sucked up by capillary force from the liquid flow path 50 to the wick 40 evaporates from the wick 40 by absorbing heat from the heat source HS (see FIG. 1).
  • the working medium 20 changes into a gas phase and moves to the vapor flow path 60 . Therefore, in the vapor chamber 1A, since the relationship G1>F1 is satisfied in the region near the evaporation part EP, the surface area of the first wick part 40a exposed to the vapor flow path 60 becomes large, so that The evaporation efficiency of the liquid phase working medium 20 is improved.
  • the cross-sectional structure of a region away from the evaporation part EP (for example, a region that does not overlap with the evaporation part EP in the width direction W) is also the same as that shown in FIG.
  • the vapor phase working medium 20 generated in the evaporation section EP passes through the vapor flow path 60, and then is cooled in a region away from the evaporation section EP and changes into the liquid phase working medium 20.
  • the relationship G1>0 is satisfied, the liquid phase working medium 20 can be recovered in the first wick portion 40a exposed to the vapor flow path 60. Therefore, in the vapor chamber 1A, the relationship G1>F1 is satisfied in the region away from the evaporation part EP, so that the recovery efficiency of the liquid phase working medium 20 by the wick 40 is improved.
  • the evaporation efficiency of the liquid phase working medium 20 from the wick 40 is improved in the region near the evaporation part EP, and the evaporation efficiency is improved. In a region away from the portion EP, the recovery efficiency of the liquid phase working medium 20 by the wick 40 is improved. As a result, the maximum heat transport amount of the vapor chamber 1A is improved.
  • G1 may be the same or different in the region near the evaporation section EP and the region away from the evaporation section EP.
  • G1 in the region near the evaporation section EP may be larger than G1 in the region away from the evaporation section EP, or the recovery of the liquid-phase working medium 20 may be performed.
  • G1 in the region away from the evaporator EP may be larger than G1 in the region near the evaporator EP.
  • the maximum heat transport amount is improved by satisfying the relationship G1>F1>0.
  • the heat diffusion device of the present invention there is a gap between the end of the second partition wall located on the second inner surface side and the second inner edge side of the casing and the end of the second wick part located on the second inner edge side.
  • the minimum distance in the first direction is F2, between the end of the second partition wall located on the second inner surface side and the first inner edge side of the casing and the end of the second wick part on the first inner edge side.
  • the end portion 30br of the second partition wall portion 30b is located on the second inner surface 10b side and the second inner edge portion 15b side of the housing 10, and the end portion 30br of the second wick portion 40b is located on the second inner edge portion 15b side.
  • the minimum distance in the first direction from the end portion 40bq is defined as F2.
  • the minimum distance in the first direction from the side end 40bp is defined as G2.
  • the following effects can be obtained by satisfying the relationship G2>F2>0.
  • the relationship F2>0 is satisfied.
  • the end 40bq of the second wick portion 40b on the second inner edge portion 15b side is located closer to the second inner edge portion 15b than the second partition wall portion 30b in the first direction. is preferred.
  • the relationship G2>0 is satisfied.
  • the end 40bp of the second wick portion 40b on the first inner edge portion 15a side is located closer to the first inner edge portion 15a than the second partition wall portion 30b in the first direction. is preferred.
  • the liquid phase from the wick 40 is reduced in the region near the evaporation part EP, as in the case where the relationship G1>F1 is satisfied.
  • the evaporation efficiency of the working medium 20 is improved, and the recovery efficiency of the liquid phase working medium 20 by the wick 40 is improved in a region away from the evaporation section EP.
  • the maximum heat transport amount of the vapor chamber 1A is improved.
  • G2 may be the same or different in the region near the evaporation section EP and the region away from the evaporation section EP.
  • G2 in the region near the evaporation section EP may be larger than G2 in the region away from the evaporation section EP, or the recovery of the liquid-phase working medium 20 may be performed.
  • G2 in the region away from the evaporator EP may be larger than G2 in the region near the evaporator EP.
  • the maximum heat transport amount is improved by satisfying the relationship G2>F2>0.
  • F1 and F2 may be the same or different.
  • the relationship A ⁇ B since the relationship A ⁇ B is satisfied as described above, at least one of the relationships G1>0 and G2>0 is satisfied. Among these, in the vapor chamber 1A, it is preferable that the relationships G1>0 and G2>0 are satisfied.
  • G1 and G2 may be the same or different from each other.
  • the vapor chamber 1A further includes a plurality of supports 70 in the vapor flow path 60.
  • the plurality of supports 70 can support at least one of the housing 10 and the wick 40.
  • the plurality of support columns 70 are in contact with the first inner surface 10a of the housing 10 and the wick 40 in the thickness direction T. ing.
  • the wick 40 is supported by the plurality of support columns 70 from the steam flow path 60 side, so that even if the wick 40 tries to deform due to external pressure, the steam flow path 60 is difficult to collapse.
  • the permeability of the gas phase working medium 20 through the vapor flow path 60 is ensured.
  • the plurality of pillars 70 may be in contact with the wick 40 as shown in FIG. 4, or may not be in contact with the wick 40.
  • a plurality of struts 70 are provided on the first inner surface 10a and the second inner surface 10b of the casing 10 in the thickness direction T. It is in contact with As a result, the casing 10 is supported from the steam flow path 60 side by the plurality of supports 70, so that even if the casing 10 tries to deform due to external pressure, the steam flow path 60 is less likely to collapse. As a result, the permeability of the gas phase working medium 20 through the vapor flow path 60 is ensured.
  • the plurality of supports 70 may be in contact with at least one of the first inner surface 10a and the second inner surface 10b of the housing 10, as shown in FIG. They don't have to be in contact.
  • the plurality of support columns 70 are preferably provided throughout the steam flow path 60.
  • a plurality of support columns 70 are provided in both a region of the steam flow path 60 that overlaps with the wick 40 in the thickness direction T and a region that does not overlap with the wick 40 in the thickness direction T.
  • a plurality of struts 70 may be provided in a part of the steam flow path 60.
  • the plurality of support columns 70 may not be provided in some regions of the steam flow path 60.
  • the plurality of support columns 70 may be provided only in one of a region of the steam flow path 60 that overlaps with the wick 40 in the thickness direction T and a region that does not overlap with the wick 40 in the thickness direction T.
  • the plurality of support columns 70 are preferably provided evenly in the steam flow path 60 so that the distance between the support columns 70 is constant.
  • the plurality of struts 70 are preferably provided evenly in a part of the steam flow path 60, and more preferably evenly provided over the entire region. In the area where the plurality of support columns 70 are evenly provided, the strength of the vapor chamber 1A is ensured uniformly.
  • the plurality of support columns 70 may be integrated with the first inner surface 10a of the housing 10.
  • the plurality of pillars 70 are formed, for example, by etching the first inner surface 10a of the housing 10, here, the inner surface of the first sheet 11.
  • the plurality of support columns 70 may be joined to the first inner surface 10a of the housing 10.
  • the plurality of support columns 70 are bonded to the first inner surface 10a of the housing 10, here, the inner surface of the first sheet 11, for example, by a bonding method such as diffusion bonding.
  • the plurality of support columns 70 may be integrated with the second inner surface 10b of the housing 10.
  • the plurality of support columns 70 are formed, for example, by etching the second inner surface 10b of the housing 10, here, the inner surface of the second sheet 12.
  • the plurality of support columns 70 may be joined to the second inner surface 10b of the housing 10.
  • the plurality of support columns 70 are bonded to the second inner surface 10b of the housing 10, here, the inner surface of the second sheet 12, by a bonding method such as diffusion bonding, for example.
  • a plurality of pillars 70 may be connected to each other to constitute one support body.
  • two support columns 70 are connected in the thickness direction T to constitute one support body, and the support body There are multiple locations.
  • Examples of the constituent materials of the plurality of pillars 70 include resins, metals, ceramics, and mixtures or laminates of two or more of these.
  • the constituent materials of the plurality of pillars 70 may be the same, different from each other, or partially different.
  • the constituent material of the plurality of struts 70 may be the same between a region of the steam flow path 60 that overlaps with the wick 40 in the thickness direction T and a region that does not overlap with the wick 40 in the thickness direction T. However, they may be different.
  • the plurality of struts 70 may each be independently composed of a single layer or a plurality of layers.
  • the planar shape of the plurality of support columns 70 when viewed from the thickness direction T includes, for example, polygons such as triangles and rectangles, circles, ellipses, and combinations thereof.
  • planar shapes of the plurality of support columns 70 may be the same, different from each other, or partially different.
  • the planar shape of the plurality of support columns 70 may be the same between a region of the steam flow path 60 that overlaps with the wick 40 in the thickness direction T and a region that does not overlap with the wick 40 in the thickness direction T. However, they may be different.
  • the cross-sectional shape of each of the plurality of pillars 70 when viewed in cross-section from the plane direction includes, for example, a polygon such as a rectangle.
  • the cross-sectional shape of each of the plurality of support columns 70 may be tapered as shown in FIG. 4, or may be tapered different from that shown in FIG.
  • the cross-sectional shapes of the plurality of pillars 70 may be the same, different from each other, or partially different.
  • the cross-sectional shape of the plurality of struts 70 may be the same between a region of the steam flow path 60 that overlaps with the wick 40 in the thickness direction T and a region that does not overlap with the wick 40 in the thickness direction T. However, they may be different.
  • the dimension in the plane direction of the plurality of columns 70 (for example, the dimension in the width direction W in FIG. 4) is each converted into the equivalent circle diameter of the cross section along the plane direction at the end of the thickness direction T of the column 70. , for example, 100 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less, preferably 300 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the dimension of the support column 70 in the plane direction increases, deformation of the casing 10 and deformation of the wick 40 due to external pressure is further suppressed.
  • the dimension of the column 70 in the planar direction becomes smaller, the steam flow path 60 is secured wider.
  • the dimensions of the plurality of support columns 70 in the plane direction may be the same, different from each other, or partially different.
  • the dimensions in the planar direction of the plurality of support columns 70 are the same between a region of the steam flow path 60 that overlaps with the wick 40 in the thickness direction T and a region that does not overlap with the wick 40 in the thickness direction T. It may be different or it may be different.
  • the dimensions of the plurality of support columns 70 in the thickness direction T may be the same, different from each other, or partially different.
  • the dimensions of the plurality of support columns 70 in the thickness direction T are the same between a region of the steam flow path 60 that overlaps with the wick 40 in the thickness direction T and a region that does not overlap with the wick 40 in the thickness direction T. It may be different or it may be different.
  • the dimensions, shape, number, arrangement, etc. of the plurality of support columns 70 may be different from the examples shown in FIGS. 2, 3, and 4 in the actual product.
  • the vapor chamber 1A operates as follows.
  • the working medium 20 in the liquid phase is evaporated by absorbing heat from the heat source HS in the wick 40 and the liquid flow path 50 that are present in the area near the evaporation part EP, and the working medium 20 in the gas phase is evaporated by absorbing heat from the heat source HS.
  • Changes to The gas phase working medium 20 generated in the evaporation section EP passes through the vapor flow path 60 to a region away from the evaporation section EP, for example, to a side opposite to the evaporation section EP in the longitudinal direction L of the vapor flow path 60. , where it is cooled and changed into a liquid phase working medium 20. Then, the liquid phase working medium 20 is recovered into the wick 40 and the liquid channel 50, and then transported to the evaporation section EP.
  • the above process is repeated, whereby the working medium 20 circulates while undergoing a gas-liquid phase change.
  • the heat from the heat source HS is absorbed as latent heat of evaporation that changes the liquid-phase working medium 20 into the gas-phase working medium 20 in the evaporator section EP, and then is absorbed into the vapor-phase working medium 20 in a region away from the evaporator section EP. It is released as latent heat of condensation which transforms the medium 20 into the working medium 20 in the liquid phase.
  • the vapor chamber 1A operates autonomously without requiring external power, and furthermore, by utilizing the latent heat of vaporization and latent heat of condensation of the working medium 20, the vapor chamber 1A can generate heat from the heat source HS in two dimensions. can spread rapidly. Furthermore, in the vapor chamber 1A, as described above, the vapor flow path 60 is ensured widely and the gas-liquid exchange surface by the wick 40 is large, so that the thermal conductivity and the maximum amount of heat transport are improved.
  • the heat diffusion device of the present invention further includes a plurality of supports supporting the wick in the liquid flow path of the liquid-phase working medium.
  • a heat diffusion device that is different from the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention in this respect will be described below as a heat diffusion device of Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing an example of the disassembled state of the heat diffusion device of Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing an example of the internal structure of a heat diffusion device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section of the heat diffusion device shown in FIG. 6 along line b1-b2.
  • the vapor chamber 1B shown in FIGS. 5, 6, and 7 has a plurality of columns 71 that support the wick 40 in the liquid flow path 50.
  • a plurality of support columns 71 are in contact with the first inner surface 10a of the housing 10 and the wick 40 in the thickness direction T. In this manner, the plurality of support columns 71 support the wick 40 in the liquid flow path 50, so that the liquid flow path 50 is less likely to collapse even if the wick 40 tries to deform due to external pressure. As a result, the permeability of the liquid-phase working medium 20 through the liquid channel 50 is ensured.
  • the plurality of support columns 71 may be in contact with the first inner surface 10a of the casing 10, as shown in FIG. 7, or may not be in contact with the first inner surface 10a of the casing 10.
  • the plurality of support columns 71 are preferably provided throughout the liquid flow path 50.
  • the plurality of support columns 71 may be provided in a part of the liquid flow path 50. In other words, the plurality of support columns 71 may not be provided in some areas of the liquid flow path 50.
  • the plurality of support columns 71 are provided evenly in the liquid flow path 50 so that the distance between the support columns 71 is constant.
  • the plurality of support columns 71 are preferably provided evenly in a part of the liquid flow path 50, and more preferably evenly provided over the entire region. In the area where the plurality of support columns 71 are evenly provided, the strength of the vapor chamber 1B is ensured uniformly.
  • the distance between the plurality of columns 71 may be the same as the distance between the plurality of columns 70, or may be different.
  • the plurality of support columns 71 may be integrated with the first inner surface 10a of the housing 10.
  • the plurality of support columns 71 are formed, for example, by etching the first inner surface 10a of the housing 10, here, the inner surface of the first sheet 11.
  • the plurality of support columns 71 may be joined to the first inner surface 10a of the housing 10.
  • the plurality of support columns 71 are bonded to the first inner surface 10a of the housing 10, here, the inner surface of the first sheet 11, by a bonding method such as diffusion bonding, for example.
  • Examples of the constituent materials of the plurality of pillars 71 include resins, metals, ceramics, and mixtures or laminates of two or more of these.
  • the constituent materials of the plurality of pillars 71 may be the same, different from each other, or partially different.
  • the constituent material of the plurality of columns 71 may be the same as the constituent material of the plurality of columns 70, or may be different.
  • the plurality of pillars 71 may each independently be made of a single layer or may be made of multiple layers.
  • the planar shape of the plurality of support columns 71 when viewed from the thickness direction T includes, for example, polygons such as triangles and rectangles, circles, ellipses, and combinations thereof.
  • planar shapes of the plurality of support columns 71 may be the same, different from each other, or partially different.
  • the planar shape of the plurality of support columns 71 may be the same as or different from the planar shape of the plurality of support columns 70.
  • each of the plurality of support columns 71 when viewed in cross section from the plane direction includes, for example, a polygon such as a rectangle.
  • Each of the plurality of support columns 71 may have a tapered shape shown in FIG. 7, or may have a different tapered shape from that shown in FIG.
  • the cross-sectional shapes of the plurality of pillars 71 may be the same, different from each other, or partially different.
  • the cross-sectional shape of the plurality of struts 71 may be the same as or different from the cross-sectional shape of the plurality of struts 70.
  • the dimension in the plane direction of the plurality of columns 71 (for example, the dimension in the width direction W in FIG. 7) is converted into the equivalent circle diameter of the cross section along the plane direction at the end of the thickness direction T of the column 71. , for example, 100 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less, preferably 300 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the dimension of the support column 71 in the plane direction increases, deformation of the wick 40 due to external pressure is further suppressed.
  • the dimension of the support column 71 in the planar direction becomes smaller, a wider liquid flow path 50 is ensured.
  • the dimensions of the plurality of support columns 71 in the plane direction may be the same, different from each other, or partially different.
  • the dimensions of the plurality of support columns 71 in the plane direction may be the same as the dimensions of the plurality of support columns 70 in the plane direction, or may be different.
  • the dimensions of the plurality of support columns 71 in the thickness direction T may be the same, different from each other, or partially different.
  • the dimension in the thickness direction T of the plurality of support columns 71 may be the same as the dimension in the thickness direction T of the plurality of support columns 70, or may be different.
  • the dimensions, shape, number, arrangement, etc. of the plurality of support columns 71 may be different from the examples shown in FIGS. 5, 6, and 7 in the actual product.
  • Embodiment 2 of the present invention an example of an aspect in which a plurality of support columns are provided in the liquid flow path is shown with respect to the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention, but other embodiments of the present invention A plurality of struts may also be provided in the liquid flow path for the heat spreading device of the embodiment.
  • the partition wall and the wick do not need to be provided along the entire circumference of the inner edge of the casing when viewed from the thickness direction.
  • a thermal diffusion device that is different from the thermal diffusion device of Embodiment 1 of the present invention in this respect will be described below as a thermal diffusion device of Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing an example of the internal structure of a heat diffusion device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the partition wall 30 and the wick 40 are not provided along the entire circumference of the inner edge 15 of the housing 10 when viewed from the thickness direction T.
  • the partition wall 30 and the wick 40 are each provided in a U-shape when viewed from the thickness direction T.
  • the region along the inner edge 15 of the housing 10 where the partition wall 30 and the wick 40 are not provided may be a region as shown in FIG. 8, or a region different from FIG. It may be.
  • the vapor chamber 1C only needs to have at least one cross section along the first direction that satisfies the relationship A ⁇ B.
  • the relationship A ⁇ B is satisfied in a cross section along the line c1-c2 shown in FIG.
  • the casing may have an evaporation section in the internal space, and when viewed from the thickness direction, the evaporation section may overlap the liquid flow path of the liquid-phase working medium. good.
  • the evaporation section may overlap the inner edge of the casing when viewed from the thickness direction.
  • a thermal diffusion device that is different from the thermal diffusion device of Embodiment 1 of the present invention in this respect will be described below as a thermal diffusion device of Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic plan view showing an example of the internal structure of a heat diffusion device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the evaporation part EP overlaps the liquid flow path 50 when viewed from the thickness direction T. Therefore, in the vapor chamber 1D, when viewed from the thickness direction T, the evaporation portion EP overlaps the inner edge 15 of the housing 10.
  • the vapor chamber 1D only needs to have at least one cross section along the first direction that satisfies the relationship A ⁇ B.
  • the relationship A ⁇ B is satisfied.
  • the liquid flow path may be provided in a region other than the inner edge of the casing, and when viewed from the thickness direction, the evaporation part may not overlap the inner edge of the casing. good.
  • a heat diffusion device that is different from the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention in this respect will be described below as a heat diffusion device of Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing an example of the internal structure of a heat diffusion device according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the liquid flow path 50 is also provided in a region other than the inner edge 15 of the casing 10.
  • the evaporation portion EP when viewed from the thickness direction T, the evaporation portion EP does not overlap the inner edge 15 of the housing 10. Therefore, in the vapor chamber 1E, when viewed from the thickness direction T, the evaporation portion EP overlaps the liquid flow path 50.
  • the planar shape of the casing 10 when viewed from the thickness direction T may be an L-shape as shown in FIG. 10, or may be a different shape from FIG.
  • the vapor chamber 1E only needs to have at least one cross section along the first direction that satisfies the relationship A ⁇ B.
  • the relationship A ⁇ B is satisfied in the cross section along the line segment e1-e2 shown in FIG.
  • the liquid flow path may be provided so as to pass through the inside of the evaporation section when viewed from the thickness direction.
  • a heat diffusion device that is different from the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention in this respect will be described below as a heat diffusion device of Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic plan view showing an example of the internal structure of a heat diffusion device according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the liquid flow path 50 is provided so as to pass through the inside of the evaporation part EP.
  • the liquid flow path 50 is provided so as to pass through the inside of the evaporation part EP.
  • the vapor chamber 1F only needs to have at least one cross section along the first direction that satisfies the relationship A ⁇ B.
  • the relationship A ⁇ B is satisfied in the cross section along the line segment f1-f2 shown in FIG.
  • the liquid flow path may be provided along the outer periphery of the evaporation section when viewed from the thickness direction.
  • a heat diffusion device that is different from the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention in this respect will be described below as a heat diffusion device of Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic plan view showing an example of the internal structure of a heat diffusion device according to Embodiment 7 of the present invention.
  • the liquid flow path 50 is provided along the outer periphery of the evaporation part EP.
  • the evaporation part EP when viewed from the thickness direction T, the evaporation part EP may be provided closer to the center of the housing 10 as shown in FIGS. 11 and 12, or as shown in FIGS. It may be provided in a position different from that shown in FIG. In this manner, in the heat diffusion device of the present invention, the evaporation section may be provided at the center of the casing or the periphery thereof when viewed from the thickness direction.
  • the vapor chamber 1G only needs to have at least one cross section along the first direction that satisfies the relationship A ⁇ B.
  • the relationship A ⁇ B is satisfied in a cross section along the line g1-g2 shown in FIG.
  • An electronic device of the present invention is characterized by comprising the heat diffusion device of the present invention and an electronic component provided on the outer surface of a casing of the heat diffusion device.
  • FIG. 13 is a schematic perspective view showing an example of the electronic device of the present invention.
  • the electronic device 100 shown in FIG. 13 includes a vapor chamber 1A and an electronic component 110.
  • the electronic component 110 corresponds to the heat source HS shown in FIG.
  • the electronic component 110 is provided on the outer surface of the casing 10 of the vapor chamber 1A. More specifically, the electronic component 110 is mounted on the outer surface of the case 10 opposite to the first inner surface 10a of the vapor chamber 1A shown in FIG. Alternatively, it may be provided on the outer surface of the housing 10 opposite to the second inner surface 10b, here, the outer surface of the second sheet 12.
  • the electronic component 110 may be provided directly on the outer surface of the housing 10, or may be provided via another member such as a highly thermally conductive adhesive, sheet, or tape.
  • the electronic component 110 When the electronic component 110 is provided on the outer surface of the casing 10 shown in FIG. 3, it overlaps the evaporation part EP when viewed from the thickness direction T.
  • Examples of the electronic component 110 include a central processing unit (CPU), a light emitting diode (LED), and a heat generating element such as a power semiconductor.
  • CPU central processing unit
  • LED light emitting diode
  • heat generating element such as a power semiconductor
  • Examples of the electronic device 100 include a smartphone, a tablet terminal, a notebook computer, a game device, a wearable device, and the like.
  • the electronic device 100 further includes a device housing 120.
  • the vapor chamber 1A and the electronic component 110 are provided in the internal space of the device housing 120.
  • the housing 10 and the device housing 120 are joined via a joining member. More specifically, the outer surface of the casing 10 and the inner surface of the device casing 120 are preferably joined via a joining member. In this case, the adhesion between the housing 10 and the device housing 120 is improved.
  • the joining member that joins the housing 10 and the device housing 120 is preferably a thermally conductive member.
  • heat from the heat source HS here heat from the electronic component 110
  • the heat from the heat source HS in this case, the heat from the electronic component 110, is more likely to diffuse through the path from the casing 10 to the device casing 120.
  • thermally conductive member examples include a thermally conductive tape, a thermally conductive adhesive, and the like.
  • the vapor chamber 1A operates autonomously without requiring external power, and further utilizes the latent heat of vaporization and latent heat of condensation of the working medium 20 to absorb heat from the heat source HS, here , heat from the electronic component 110 can be diffused two-dimensionally at high speed. Furthermore, in the vapor chamber 1A, as described above, the vapor flow path 60 is ensured widely and the gas-liquid exchange surface by the wick 40 is large, so that the thermal conductivity and the maximum amount of heat transport are improved. From the above, the electronic device 100 having the vapor chamber 1A can effectively dissipate heat in a limited space inside the electronic device 100.
  • the heat diffusion device of the present invention can be used for a wide range of applications in the field of mobile information terminals and the like.
  • the heat diffusion device of the present invention can be used, for example, to lower the temperature of a heat source such as a central processing unit and extend the usage time of electronic devices, and can be used in smartphones, tablet terminals, notebook computers, game devices, wearable devices, etc. Available for use.
  • Vapor chamber (thermal diffusion device) 10 Housing 10a First inner surface 10b Second inner surface 11 First sheet 12 Second sheet 15 Inner edge 15a First inner edge 15b Second inner edge 20 Working medium 30 Partition 30a First partition 30ap Housing at first partition End portion 30ar located on the second inner surface side and second inner edge side End portion 30b located on the second inner surface side and first inner edge side of the casing in the first partition portion Second partition portion 30bp In the second partition portion End portion 30br located on the second inner surface side and first inner edge side of the casing End portion 40 located on the second inner surface side and second inner edge side of the casing in the second partition portion Wick 40a First wick portion 40ap End portion 40aq of the first wick portion on the second inner edge side End portion 40b of the first wick portion on the first inner edge portion side Second wick portion 40bp End portion 40bq of the second wick portion on the first inner edge portion side Second wick end 50 on the second inner edge side

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Abstract

熱拡散デバイス(1A)は、筐体(10)と、筐体(10)の第1内面(10a)に設けられた隔壁(30)と、ウィック(40)と、を備え、筐体(10)の内縁(15)は、第1内縁部(15a)と、第2内縁部(15b)と、を含み、隔壁(30)は、第1隔壁部(30a)と、第2隔壁部(30b)と、を含み、第1ウィック部(40a)における筐体(10)の第2内縁部(15b)側の端部(40ap)と、第2ウィック部(40b)における筐体(10)の第1内縁部(15a)側の端部(40bp)との間の第1方向における最小距離をA、第1隔壁部(30a)における筐体(10)の第2内面(10b)側かつ第2内縁部(15b)側に位置する端部(30ap)と、第2隔壁部(30b)における筐体(10)の第2内面(10b)側かつ第1内縁部(15a)側に位置する端部(30bp)との間の第1方向における距離をB、と定義するとき、A<Bの関係が満たされる。

Description

熱拡散デバイス及び電子機器
 本発明は、熱拡散デバイス及び電子機器に関する。
 近年、素子の高集積化及び高性能化により、発熱量が増加している。また、製品の小型化により、発熱密度が増加している。このような状況は、スマートフォン、タブレット等のモバイル端末の分野において特に顕著である。このような事情から、放熱対策を行うことが重要となっている。
 放熱対策用の部材としては、グラファイトシート等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、熱を拡散させることが可能である様々な熱拡散デバイスの使用が検討されている。
 特許文献1には、薄い板状の本体部の一部に外部から熱が伝達される加熱部が設けられ、加熱部に伝達された熱を加熱部から本体部の他の部分に拡散させる熱拡散板において、複数本の中空路が本体部の内部に加熱部を通るように形成されるとともに、各中空路が加熱部で互いに連通しており、中空路の内部に、加熱されて蒸発しかつ放熱して凝縮する作動流体が封入され、各中空路の内部に、液相の作動流体が浸透することにより毛管力を発生するウイックが、各中空路の内部に作動流体の蒸気が流動する蒸気流路をあけた状態に配置され、各ウイックの一部が加熱部に位置するとともに、各中空路の内部に形成されている各蒸気流路が加熱部で互いに連通している、ことを特徴とする熱拡散板が開示されている。
特開2016-223673号公報
 特許文献1に記載の熱拡散板では、特許文献1の図1又は図4に示されているように、多数のウイック(以下、ウィックと言う)が本体部の内部に設けられている。したがって、特許文献1に記載の熱拡散板のような熱拡散デバイスでは、本体部の内部に占める蒸気流路の領域が制限されるため、均熱領域が減少するだけではなく、熱伝導率そのものも低下する、という問題が生じる。
 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、熱伝導率及び最大熱輸送量を向上可能な熱拡散デバイスを提供することを目的とするものである。また、本発明は、上記熱拡散デバイスを有する電子機器を提供することを目的とするものである。
 本発明の熱拡散デバイスは、厚み方向に対向する第1内面及び第2内面を有し、かつ、内部空間が設けられた筐体と、上記筐体の上記内部空間に封入された作動媒体と、上記筐体の上記第1内面に、上記厚み方向から見たときの上記筐体の内縁から間隔を空けて上記内縁の少なくとも一部に沿って設けられた隔壁と、上記筐体の上記第2内面と上記隔壁との間に一部が設けられ、かつ、上記隔壁の少なくとも一部に沿って設けられたウィックと、を備え、上記厚み方向に直交する第1方向に沿う同一の断面を見たとき、上記筐体の上記内縁は、上記第1方向に対向する、第1内縁部と、第2内縁部と、を含み、上記隔壁は、上記第1内縁部側に設けられた第1隔壁部と、上記第2内縁部側に設けられた第2隔壁部と、を含み、上記ウィックは、上記筐体の上記第2内面と上記第1隔壁部との間に設けられた第1ウィック部と、上記筐体の上記第2内面と上記第2隔壁部との間に設けられた第2ウィック部と、を含み、上記第1ウィック部における上記第2内縁部側の端部と、上記第2ウィック部における上記第1内縁部側の端部との間の上記第1方向における最小距離をA、上記第1隔壁部における上記筐体の上記第2内面側かつ上記第2内縁部側に位置する端部と、上記第2隔壁部における上記筐体の上記第2内面側かつ上記第1内縁部側に位置する端部との間の上記第1方向における距離をB、と定義するとき、A<Bの関係が満たされる、ことを特徴とする。
 本発明の電子機器は、本発明の熱拡散デバイスと、上記熱拡散デバイスの上記筐体の外面に設けられた電子部品と、を備える、ことを特徴とする。
 本発明によれば、熱伝導率及び最大熱輸送量を向上可能な熱拡散デバイスを提供できる。また、本発明によれば、上記熱拡散デバイスを有する電子機器を提供できる。
図1は、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスの一例を示す斜視模式図である。 図2は、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスが分解された状態の一例を示す斜視模式図である。 図3は、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスの内部構造の一例を示す平面模式図である。 図4は、図3に示す熱拡散デバイスの線分a1-a2に沿う断面の一例を示す断面模式図である。 図5は、本発明の実施形態2の熱拡散デバイスが分解された状態の一例を示す斜視模式図である。 図6は、本発明の実施形態2の熱拡散デバイスの内部構造の一例を示す平面模式図である。 図7は、図6に示す熱拡散デバイスの線分b1-b2に沿う断面の一例を示す断面模式図である。 図8は、本発明の実施形態3の熱拡散デバイスの内部構造の一例を示す平面模式図である。 図9は、本発明の実施形態4の熱拡散デバイスの内部構造の一例を示す平面模式図である。 図10は、本発明の実施形態5の熱拡散デバイスの内部構造の一例を示す平面模式図である。 図11は、本発明の実施形態6の熱拡散デバイスの内部構造の一例を示す平面模式図である。 図12は、本発明の実施形態7の熱拡散デバイスの内部構造の一例を示す平面模式図である。 図13は、本発明の電子機器の一例を示す斜視模式図である。
 以下、本発明の熱拡散デバイスと、本発明の電子機器とについて説明する。なお、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更されてもよい。また、以下において記載する個々の好ましい構成を複数組み合わせたものもまた本発明である。
 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す構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。実施形態2以降では、実施形態1と共通の事項についての記載は省略し、異なる点を主に説明する。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」及び「本発明の電子機器」と言う。
 以下の各実施形態では、本発明の熱拡散デバイスの一例として、ベーパーチャンバーを示す。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図であり、その寸法、縦横比の縮尺等は実際の製品と異なる場合がある。
[熱拡散デバイス]
 本発明の熱拡散デバイスは、厚み方向に対向する第1内面及び第2内面を有し、かつ、内部空間が設けられた筐体と、筐体の内部空間に封入された作動媒体と、筐体の第1内面に、厚み方向から見たときの筐体の内縁から間隔を空けて内縁の少なくとも一部に沿って設けられた隔壁と、筐体の第2内面と隔壁との間に一部が設けられ、かつ、隔壁の少なくとも一部に沿って設けられたウィックと、を備え、厚み方向に直交する第1方向に沿う同一の断面を見たとき、筐体の内縁は、第1方向に対向する、第1内縁部と、第2内縁部と、を含み、隔壁は、第1内縁部側に設けられた第1隔壁部と、第2内縁部側に設けられた第2隔壁部と、を含み、ウィックは、筐体の第2内面と第1隔壁部との間に設けられた第1ウィック部と、筐体の第2内面と第2隔壁部との間に設けられた第2ウィック部と、を含み、第1ウィック部における第2内縁部側の端部と、第2ウィック部における第1内縁部側の端部との間の第1方向における最小距離をA、第1隔壁部における筐体の第2内面側かつ第2内縁部側に位置する端部と、第2隔壁部における筐体の第2内面側かつ第1内縁部側に位置する端部との間の第1方向における距離をB、と定義するとき、A<Bの関係が満たされる、ことを特徴とする。
<実施形態1>
 本発明の熱拡散デバイスの一例を、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
 図1は、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスの一例を示す斜視模式図である。
 図1に示すベーパーチャンバー(熱拡散デバイス)1Aは、筐体10を有している。
 筐体10は、気密状態に密閉されており、中空構造を有している。
 筐体10の外面には、発熱素子である熱源HSが設けられている。
 熱源HSとしては、例えば、電子部品等が挙げられる。
 本明細書中、長さ方向、厚み方向、及び、幅方向を、図1等に示すように、各々、L、T、及び、Wで定められる方向とする。長さ方向Lと厚み方向Tと幅方向Wとは、互いに直交している。また、厚み方向Tに直交する方向であって、長さ方向L及び幅方向Wを包含する方向を、面方向とする。
 ベーパーチャンバー1A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。
 本明細書中、面状とは、板状及びシート状を包含する形状であり、長さ方向の寸法及び幅方向の寸法が、厚み方向の寸法に対して相当に大きい形状、例えば、長さ方向の寸法及び幅方向の寸法が、厚み方向の寸法の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1Aの大きさは、特に限定されない。
 ベーパーチャンバー1Aの長さ方向Lの寸法及び幅方向Wの寸法は、各々、好ましくは5mm以上、500mm以下、より好ましくは20mm以上、300mm以下、更に好ましくは50mm以上、200mm以下である。
 ベーパーチャンバー1Aの長さ方向Lの寸法及び幅方向Wの寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 ベーパーチャンバー1Aの厚み方向Tの寸法は、好ましくは50μm以上、500μm以下である。
 ベーパーチャンバー1Aの長さ方向Lの寸法、厚み方向Tの寸法、及び、幅方向Wの寸法は、各々、長さ方向L、厚み方向T、及び、幅方向Wの最大寸法として定められる。
 筐体10は、外縁部同士が接合された第1シート11及び第2シート12で構成されることが好ましい。この場合、第1シート11と第2シート12とは、端部同士が一致するように重なっていてもよいし、端部同士がずれて重なっていてもよい。
 第1シート11及び第2シート12の外縁部同士の接合方法としては、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、樹脂封止等が挙げられる。中でも、レーザー溶接、抵抗溶接、又は、ロウ接が好ましい。
 第1シート11及び第2シート12の構成材料は、ベーパーチャンバーに適した特性、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及び第2シート12の構成材料は、好ましくは金属、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、マグネシウム、チタン、鉄、これらの金属の少なくとも1種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及び第2シート12の構成材料は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 第1シート11及び第2シート12の構成材料が互いに異なる場合、第1シート11及び第2シート12で異なる機能を発揮させることができる。このような機能としては、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。
 第1シート11及び第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は、厚み方向Tの寸法が一定の平板状であり、第2シート12は、外縁部が外縁部以外の部分よりも厚み方向Tの寸法が大きい形状であってもよい。あるいは、第1シート11は、厚み方向Tの寸法が一定の平板状であり、第2シート12は、厚み方向Tの寸法が一定で、かつ、外縁部に対して外縁部以外の部分が外側に凸の形状であってもよい。この場合、筐体10の外縁部に凹みが設けられることになる。このような筐体10の外縁部の凹みは、ベーパーチャンバー1Aを搭載する際に利用可能である。また、筐体10の外縁部の凹みには、他の部品を配置できる。
 第1シート11及び第2シート12の厚み方向Tの寸法は、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、更に好ましくは40μm以上、60μm以下である。
 第1シート11及び第2シート12の厚み方向Tの寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 第1シート11及び第2シート12の厚み方向Tの寸法は、各々、全体にわたって同じであってもよいし、一部で異なっていてもよい。
 厚み方向Tから平面視したときの筐体10の平面形状としては、例えば、三角形、矩形等の多角形、円形、楕円形、これらを組み合わせた形状等が挙げられる。また、筐体10の平面形状は、L字型、C字型(コの字型)、階段型等であってもよい。また、筐体10には、厚み方向Tに貫通口が設けられていてもよい。筐体10の平面形状は、ベーパーチャンバー1Aの用途に応じた形状であってもよいし、ベーパーチャンバー1Aの搭載箇所に応じた形状であってもよいし、近傍に存在する他の部品に応じた形状であってもよい。
 筐体10の大きさは、特に限定されない。
 筐体10の長さ方向Lの寸法及び幅方向Wの寸法は、各々、好ましくは5mm以上、500mm以下、より好ましくは20mm以上、300mm以下、更に好ましくは50mm以上、200mm以下である。
 筐体10の長さ方向Lの寸法及び幅方向Wの寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 筐体10の厚み方向Tの寸法は、好ましくは50μm以上、500μm以下である。
 筐体10の長さ方向Lの寸法、厚み方向Tの寸法、及び、幅方向Wの寸法は、各々、長さ方向L、厚み方向T、及び、幅方向Wの最大寸法として定められる。
 図1では、筐体10が第1シート11及び第2シート12の2つのシートで構成される態様を例示したが、筐体10は、1つのシートで構成されてもよいし、3つ以上のシートで構成されてもよい。
 図2は、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスが分解された状態の一例を示す斜視模式図である。図3は、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスの内部構造の一例を示す平面模式図である。図4は、図3に示す熱拡散デバイスの線分a1-a2に沿う断面の一例を示す断面模式図である。
 図2、図3、及び、図4に示すベーパーチャンバー1Aは、筐体10と、作動媒体20と、隔壁30と、ウィック40と、を有している。
 図4に示すように、筐体10は、厚み方向Tに対向する第1内面10a及び第2内面10bを有している。図4に示す例では、筐体10が第1シート11及び第2シート12で構成されており、第1シート11の内面が筐体10の第1内面10aに該当し、第2シート12の内面が筐体10の第2内面10bに該当する。
 筐体10には、内部空間が設けられている。より具体的には、筐体10には、第1内面10a及び第2内面10bで囲まれた内部空間が設けられている。
 図3に示すように、筐体10は、蒸発部EPを内部空間に有していることが好ましい。
 蒸発部EPは、後述する液相の作動媒体20を蒸発させて、気相の作動媒体20に変化させる部分である。より具体的には、蒸発部EPは、筐体10の内部空間のうち、図1に示す熱源HSの近傍部分であって、熱源HSによって加熱される部分に該当する。
 蒸発部EPの数は、熱源HSの数に応じて、図3に示すように1つのみであってもよいし、複数であってもよい。つまり、筐体10の外面には、熱源HSが、1つのみ設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。
 なお、熱源HSは、筐体10の第1内面10aと反対側の外面、ここでは、第1シート11の外面に設けられていてもよいし、筐体10の第2内面10bと反対側の外面、ここでは、第2シート12の外面に設けられていてもよい。
 図3及び図4に示すように、作動媒体20は、筐体10の内部空間に封入されている。
 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、特に限定されない。作動媒体20としては、例えば、水、アルコール類、代替フロン等が挙げられる。作動媒体20は、水性化合物であることが好ましく、中でも、水であることが特に好ましい。
 図2、図3、及び、図4に示すように、隔壁30は、筐体10の第1内面10aに、厚み方向Tから見たときの筐体10の内縁15から間隔を空けて内縁15の少なくとも一部に沿って設けられている。図2及び図3に示す例では、隔壁30が、厚み方向Tから見たときに、筐体10の内縁15の全周に沿って設けられている。
 図4に示すように、隔壁30は、筐体10の内部空間で、第1内面10aから第2内面10bに向かって厚み方向Tに突出するように設けられていてもよい。隔壁30が筐体10の第1内面10aから突出する方向は、厚み方向Tに厳密に平行である必要はない。
 図4に示すように、隔壁30は、筐体10の第1内面10aと一体化していてもよい。この場合、隔壁30は、例えば、筐体10の第1内面10a、ここでは、第1シート11の内面をエッチング加工すること等により形成される。
 隔壁30は、筐体10の第1内面10aに接合されていてもよい。この場合、隔壁30は、例えば、拡散接合等の接合方法により、筐体10の第1内面10a、ここでは、第1シート11の内面に接合される。
 隔壁30の構成材料としては、例えば、樹脂、金属、セラミックス、これらの複数種以上の混合物又は積層物等が挙げられる。
 ウィック40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している。
 ウィック40の毛細管構造としては、従来の熱拡散デバイス(ベーパーチャンバー等)で用いられる公知の構造であってもよい。このような毛細管構造としては、細孔、溝、突起等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、網目構造等が挙げられる。
 ウィック40は、液相の作動媒体20を毛細管力により吸い上げて輸送する液輸送部として機能する。
 図2、図3、及び、図4に示すように、ウィック40は、筐体10の第2内面10bと隔壁30との間に一部が設けられ、かつ、隔壁30の少なくとも一部に沿って設けられている。図2及び図3に示す例では、ウィック40が、厚み方向Tから見たときに、隔壁30の全周に沿って設けられている。
 図4に示すように、ウィック40は、筐体10の第2内面10bに厚み方向Tで接していることが好ましい。
 図4に示すように、ウィック40は、隔壁30に厚み方向Tで接していることが好ましい。この場合、ウィック40は、隔壁30によって支持される。そのため、ウィック40が外部からの圧力で変形しようとしても、後述する液体流路50が潰れにくくなる。その結果、液体流路50による液相の作動媒体20の透過率が確保される。
 以上のように、ウィック40は、筐体10の第2内面10bと隔壁30との少なくとも一方に厚み方向Tで接していることが好ましい。中でも、図4に示すように、ウィック40は、筐体10の第2内面10bと隔壁30との両方に厚み方向Tで接していることが特に好ましい。
 ウィック40は、筐体10の第2内面10bに固定されていることが好ましい。例えば、ウィック40は、筐体10の第2内面10bに接合されていることが好ましい。ウィック40と筐体10の第2内面10bとの接合方法としては、例えば、拡散接合、超音波接合、スポット溶接等が挙げられる。
 ウィック40は、隔壁30に固定されていることが好ましい。例えば、ウィック40は、隔壁30に接合されていることが好ましい。ウィック40と隔壁30との接合方法としては、例えば、拡散接合、超音波接合、スポット溶接等が挙げられる。
 図4に示すように、ウィック40は、筐体10の第1内面10aから離れていることが好ましい。例えば、ウィック40が筐体10の第1内面10aに接するように曲がっていると、その曲がった箇所が物理的な破損の起点となりやすい。また、ウィック40が筐体10の第1内面10aに接するように曲がっていると、後述する作動媒体20の蒸気流路60を広く確保する観点で、ウィック40の曲げられた部分が無駄となる。
 ウィック40は、多孔質体で構成されることが好ましい。
 多孔質体としては、例えば、焼結体、不織布、メッシュ、エッチング多孔板、繊維束等が挙げられる。
 焼結体としては、例えば、金属多孔質焼結体、セラミックス多孔質焼結体等が挙げられる。中でも、金属多孔質焼結体が好ましく、銅又はニッケルの多孔質焼結体がより好ましい。
 不織布としては、例えば、金属不織布等が挙げられる。ウィック40は、不織布で構成される場合、安価に作製可能である。
 メッシュとしては、例えば、金属メッシュ、樹脂メッシュ、表面コートされたこれらのメッシュ等が挙げられる。中でも、銅メッシュ、ステンレス(SUS)メッシュ、又は、ポリエステルメッシュが好ましい。ウィック40は、メッシュで構成される場合、安価に作製可能である。
 エッチング多孔板は、例えば、平板状の金属板をエッチング加工することにより作製される。ウィック40は、このように作製されたエッチング多孔板で構成される場合、平坦性に優れたものとなる。
 繊維束は、例えば、複数の繊維を線状に束ねることにより作製される。繊維束は、液相の作動媒体20を毛細管力により吸い上げて保持する液保持部として機能しつつ、吸い上げた液相の作動媒体20を輸送する液輸送部としても機能する。
 ウィック40は、繊維束で構成される場合、編み込み状の繊維束で構成されることが好ましい。複数の繊維が編み込まれた編み込み状の繊維束では、表面に凹凸が存在しやすくなるため、ウィック40が編み込み状の繊維束で構成される場合、液相の作動媒体20が輸送されやすくなる。
 繊維束を構成する繊維としては、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属線、カーボン繊維、ガラス繊維等の非金属線等が挙げられる。中でも、金属線は、熱伝導率が高いことから好ましい。例えば、直径が0.03mm程度の銅線を200本程度束ねることにより、繊維束とすることができる。
 ウィック40の厚み方向Tの寸法は、好ましくは2μm以上、200μm以下、より好ましくは5μm以上、100μm以下、更に好ましくは10μm以上、40μm以下である。
 ウィック40の厚み方向Tの寸法は、全体にわたって同じであってもよいし、一部で異なっていてもよい。
 図3及び図4に示すように、筐体10の内部空間は、液相の作動媒体20の液体流路50と、気相の作動媒体20の蒸気流路60と、を有している。
 上述したように、隔壁30は、筐体10の第1内面10aに、筐体10の内縁15から間隔を空けて内縁15の少なくとも一部に沿って設けられている。また、ウィック40は、筐体10の第2内面10bと隔壁30との間に一部が設けられ、かつ、隔壁30の少なくとも一部に沿って設けられている。このような隔壁30及びウィック40の配置により、液体流路50は、筐体10の内部空間において、筐体10の一部と隔壁30の一部とウィック40の一部とで囲まれた領域で、筐体10の内縁15の少なくとも一部に沿って設けられている。
 つまり、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスにおいて、筐体の内部空間は、筐体の一部と隔壁の一部とウィックの一部とで囲まれた領域で、筐体の内縁の少なくとも一部に沿って設けられた液相の作動媒体の液体流路を有している。
 ベーパーチャンバー1Aでは、上述したように液体流路50が設けられていることにより、液体流路50に存在する液相の作動媒体20に対して、ウィック40の毛細管力が働く。更に、ベーパーチャンバー1Aでは、液体流路50が、ウィック40等が設けられていない空洞として構成されるため、液相の作動媒体20が、液体流路50内をスムーズに移動できる。以上により、ベーパーチャンバー1Aでは、液相の作動媒体20の透過率が向上し、結果的に、液輸送能力が向上する。
 蒸気流路60は、筐体10の内部空間において、液体流路50以外の領域に設けられている。
 つまり、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスにおいて、筐体の内部空間は、液体流路以外の領域に設けられた気相の作動媒体の蒸気流路を有している。
 上述したように、液体流路50は筐体10の内縁15の少なくとも一部に沿って設けられているため、蒸気流路60は、筐体10の内部空間において、液体流路50に対して面方向に設けられている。これにより、ベーパーチャンバー1Aでは、筐体10の内部空間において、蒸気流路60が面方向に広く確保される。その結果、ベーパーチャンバー1Aでは、均熱領域が広く確保され、熱伝導率が向上する。
 ベーパーチャンバー1Aでは、筐体10の内部空間が厚み方向Tに薄くても、蒸気流路60が面方向に広く確保される。例えば、ベーパーチャンバー1Aでは、厚み方向Tにおける筐体10の内部空間の寸法が100μm以上、200μm以下と小さくても、蒸気流路60が面方向に広く確保される。なお、厚み方向Tにおける筐体10の内部空間の寸法は、最大寸法として定められる。このように、ベーパーチャンバー1Aでは、筐体10の内部空間が厚み方向Tに薄くても蒸気流路60が面方向に広く確保されるため、均熱領域が広く確保され、熱伝導率が向上する。
 ベーパーチャンバー1Aでは、上述したように蒸気流路60が面方向に広く確保されることで熱伝導率が向上するとともに、厚み方向Tに直交する第1方向に沿う同一の断面を見たときに、隔壁30及びウィック40の位置関係が以下の条件を満たすことで最大熱輸送量が向上する。このような隔壁30及びウィック40の位置関係について、図4を参照しつつ以下に説明する。なお、図4では、図3に示すベーパーチャンバー1Aの線分a1-a2に沿う断面の一例が示されているが、以下では、図3に示す線分a1-a2に沿う断面を、厚み方向Tに直交する第1方向に沿う断面の一例として示す。
 図4に示すように、筐体10の内縁15は、第1内縁部15aと、第2内縁部15bと、を含んでいる。内縁15において、第1内縁部15a及び第2内縁部15bは、第1方向(ここでは、図3に示す線分a1-a2が延びる方向)に対向している。
 図4に示すように、隔壁30は、第1隔壁部30aと、第2隔壁部30bと、を含んでいる。隔壁30において、第1隔壁部30aは第1内縁部15a側に設けられ、第2隔壁部30bは第2内縁部15b側に設けられている。
 図4に示すように、ウィック40は、第1ウィック部40aと、第2ウィック部40bと、を含んでいる。ウィック40において、第1ウィック部40aは筐体10の第2内面10bと第1隔壁部30aとの間に設けられ、第2ウィック部40bは筐体10の第2内面10bと第2隔壁部30bとの間に設けられている。
 図4に示すように、第1ウィック部40aは、筐体10の第2内面10bに厚み方向Tで接していることが好ましい。
 図4に示すように、第1ウィック部40aは、第1隔壁部30aに厚み方向Tで接していることが好ましい。
 以上のように、第1ウィック部40aは、筐体10の第2内面10bと第1隔壁部30aとの少なくとも一方に厚み方向Tで接していることが好ましい。中でも、図4に示すように、第1ウィック部40aは、筐体10の第2内面10bと第1隔壁部30aとの両方に厚み方向Tで接していることが特に好ましい。
 第1ウィック部40aは、筐体10の第2内面10bに固定されていることが好ましい。例えば、第1ウィック部40aは、筐体10の第2内面10bに接合されていることが好ましい。
 第1ウィック部40aは、第1隔壁部30aに固定されていることが好ましい。例えば、第1ウィック部40aは、第1隔壁部30aに接合されていることが好ましい。
 図4に示すように、第1ウィック部40aは、筐体10の第1内面10aから離れていることが好ましい。
 図4に示すように、第2ウィック部40bは、筐体10の第2内面10bに厚み方向Tで接していることが好ましい。
 図4に示すように、第2ウィック部40bは、第2隔壁部30bに厚み方向Tで接していることが好ましい。
 以上のように、第2ウィック部40bは、筐体10の第2内面10bと第2隔壁部30bとの少なくとも一方に厚み方向Tで接していることが好ましい。中でも、図4に示すように、第2ウィック部40bは、筐体10の第2内面10bと第2隔壁部30bとの両方に厚み方向Tで接していることが特に好ましい。
 第2ウィック部40bは、筐体10の第2内面10bに固定されていることが好ましい。例えば、第2ウィック部40bは、筐体10の第2内面10bに接合されていることが好ましい。
 第2ウィック部40bは、第2隔壁部30bに固定されていることが好ましい。例えば、第2ウィック部40bは、第2隔壁部30bに接合されていることが好ましい。
 図4に示すように、第2ウィック部40bは、筐体10の第1内面10aから離れていることが好ましい。
 図4に示すように、第1ウィック部40aにおける第2内縁部15b側の端部40apと、第2ウィック部40bにおける第1内縁部15a側の端部40bpとの間の第1方向における最小距離をA、と定義する。また、図4に示すように、第1隔壁部30aにおける筐体10の第2内面10b側かつ第2内縁部15b側に位置する端部30apと、第2隔壁部30bにおける筐体10の第2内面10b側かつ第1内縁部15a側に位置する端部30bpとの間の第1方向における距離をB、と定義する。このとき、ベーパーチャンバー1Aでは、図4に示すように、A<Bの関係が満たされている。
 ベーパーチャンバー1Aでは、A<Bの関係が満たされていることにより、第1ウィック部40a及び第2ウィック部40bの少なくとも一方について、蒸気流路60に露出する表面積が大きくなるため、ウィック40による気液交換面が大きくなる。その結果、ベーパーチャンバー1Aの最大熱輸送量が向上する。
 更に、ベーパーチャンバー1Aの製造時には、隔壁30及びウィック40をA<Bの関係が満たされるように配置すればよいため、例えば、A=Bの関係が満たされるように配置する場合と比較して、隔壁30とウィック40との間の位置ずれの許容範囲が大きくなる。そのため、ベーパーチャンバー1Aの製造効率が向上する。
 図4では、ベーパーチャンバー1Aにおける、A<Bの関係が満たされる第1方向に沿う断面の一例として、図3に示す線分a1-a2に沿う断面を示したが、第1隔壁部30a、第2隔壁部30b、第1ウィック部40a、及び、第2ウィック部40bを含むのであれば、図3に示す線分a1-a2に沿う断面に限定されない。例えば、ベーパーチャンバー1Aでは、図3に示す線分a1-a2に沿う断面に加えて、厚み方向Tに直交する方向に沿う他の断面においても、A<Bの関係が満たされていてもよい。あるいは、ベーパーチャンバー1Aでは、図3に示す線分a1-a2に沿う断面のみにおいて、A<Bの関係が満たされていてもよい。あるいは、ベーパーチャンバー1Aでは、図3に示す線分a1-a2に沿う断面ではなく、厚み方向Tに直交する方向に沿う他の断面において、A<Bの関係が満たされていてもよい。このように、ベーパーチャンバー1Aでは、厚み方向Tに直交する方向に沿う少なくとも1つの断面において、A<Bの関係が満たされていればよい。つまり、ベーパーチャンバー1Aでは、A<Bの関係が満たされる第1方向に沿う断面が少なくとも1つ存在していればよい。
 以上のことから、ベーパーチャンバー1Aによれば、熱伝導率及び最大熱輸送量を向上可能な熱拡散デバイスを実現できる。ベーパーチャンバー1Aによる熱伝導率及び最大熱輸送量の向上効果は、特に、ベーパーチャンバー1Aを薄型化する場合、より具体的には、筐体10の内部空間を厚み方向Tに薄くする場合に顕著に得られる。
 以下では、ベーパーチャンバー1Aにおける隔壁30及びウィック40の好ましい位置について、図4を参照しつつ説明する。
 本発明の熱拡散デバイスにおいて、第1内縁部と第2内縁部との間の第1方向における最小距離をC、第1ウィック部における第1内縁部側の端部と、第2ウィック部における第2内縁部側の端部との間の第1方向における最大距離をD、と定義するとき、B-A>C-D≧0の関係が満たされることが好ましい。
 図4に示すように、第1内縁部15aと第2内縁部15bとの間の第1方向における最小距離をC、と定義する。また、図4に示すように、第1ウィック部40aにおける第1内縁部15a側の端部40aqと、第2ウィック部40bにおける第2内縁部15b側の端部40bqとの間の第1方向における最大距離をD、と定義する。このとき、ベーパーチャンバー1Aでは、図4に示すように、B-A>C-D≧0の関係が満たされていることが好ましい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、B-A>C-D≧0の関係が満たされていることにより、以下の効果が得られる。
 まず、ベーパーチャンバー1Aでは、B-A>0の関係、すなわち、A<Bの関係が満たされていることにより、上述したようにベーパーチャンバー1Aの最大熱輸送量が向上する。
 次に、ベーパーチャンバー1Aでは、C-D≧0の関係、すなわち、C≧Dの関係が満たされていることにより、ベーパーチャンバー1Aの製造時に、ウィック40を筐体10の内部空間に配置しやすくなる。
 更に、ベーパーチャンバー1Aでは、B-A>C-Dの関係が満たされていることにより、図4に示すベーパーチャンバー1Aの状態から、ウィック40が内縁15に第1方向で接するようにずれて設けられても、ウィック40が隔壁30によって確実に支持される。ベーパーチャンバー1Aでは、ウィック40が隔壁30によって確実に支持されることにより、ウィック40が外部からの圧力で変形しようとしても、液体流路50による液相の作動媒体20の透過率が確保されるため、最大熱輸送量が向上しやすくなる。
 したがって、ベーパーチャンバー1Aでは、B-A>C-D≧0の関係が満たされていることにより、最大熱輸送量が向上するとともに、製造効率も向上する。
 本発明の熱拡散デバイスにおいて、第1内縁部と第2内縁部との間の第1方向における最小距離をC、第1ウィック部における第1内縁部側の端部と、第2ウィック部における第2内縁部側の端部との間の第1方向における最大距離をD、と定義するとき、C>Dの関係が満たされることが好ましい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、図4に示すように、C>Dの関係が満たされていることが好ましい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、C>Dの関係が満たされていることにより、C=Dの関係が満たされている場合と比較して、ベーパーチャンバー1Aの製造時に、ウィック40を筐体10の内部空間に配置しやすくなる。更に、ベーパーチャンバー1Aの製造時には、ウィック40をC>Dの関係が満たされるように配置すればよいため、例えば、C=Dの関係が満たされるように配置する場合と比較して、内縁15に対するウィック40の位置ずれの許容範囲が大きくなる。そのため、ベーパーチャンバー1Aの製造効率が向上する。
 なお、ベーパーチャンバー1Aでは、C=Dの関係が満たされていてもよいし、C<Dの関係が満たされていてもよい。
 本発明の熱拡散デバイスにおいて、C>Dの関係が満たされている場合、第1ウィック部における第1内縁部側の端部と第1内縁部との間の第1方向における最小距離をE1と定義するとき、E1>0の関係が満たされることが好ましい。
 図4に示すように、第1ウィック部40aにおける第1内縁部15a側の端部40aqと第1内縁部15aとの間の第1方向における最小距離をE1、と定義する。このとき、ベーパーチャンバー1Aでは、C>Dの関係が満たされている場合、図4に示すようにE1>0の関係が満たされていることが好ましい。言い換えれば、ベーパーチャンバー1Aにおいて、第1ウィック部40aは、第1内縁部15aから離れていることが好ましい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、E1>0の関係が満たされていることにより、E1=0の関係が満たされている場合と比較して、第1ウィック部40aにおける第1内縁部15a側の端部40aqと第1内縁部15aとの間でも液体流路50が確保されるため、液体流路50による液相の作動媒体20の透過率が向上し、結果的に、液輸送能力が向上する。
 E1は、1mm以下であることが好ましい。つまり、E1は、0mmよりも大きく、1mm以下であることが好ましい。
 本発明の熱拡散デバイスにおいて、C>Dの関係が満たされている場合、第2ウィック部における第2内縁部側の端部と第2内縁部との間の第1方向における最小距離をE2と定義するとき、E2>0の関係が満たされることが好ましい。
 図4に示すように、第2ウィック部40bにおける第2内縁部15b側の端部40bqと第2内縁部15bとの間の第1方向における最小距離をE2、と定義する。このとき、ベーパーチャンバー1Aでは、C>Dの関係が満たされている場合、図4に示すようにE2>0の関係が満たされていることが好ましい。言い換えれば、ベーパーチャンバー1Aにおいて、第2ウィック部40bは、第2内縁部15bから離れていることが好ましい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、E2>0の関係が満たされていることにより、E2=0の関係が満たされている場合と比較して、第2ウィック部40bにおける第2内縁部15b側の端部40bqと第2内縁部15bとの間でも液体流路50が確保されるため、液体流路50による液相の作動媒体20の透過率が向上し、結果的に、液輸送能力が向上する。
 E2は、1mm以下であることが好ましい。つまり、E2は、0mmよりも大きく、1mm以下であることが好ましい。
 以上のことから、ベーパーチャンバー1Aでは、C>Dの関係が満たされている場合、図4に示すように、E1>0かつE2>0の関係が満たされていることが好ましい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、E1=0の関係が満たされていてもよい。また、ベーパーチャンバー1Aでは、E2=0の関係が満たされていてもよい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、E1及びE2が、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 本発明の熱拡散デバイスにおいて、第1隔壁部における筐体の第2内面側かつ第1内縁部側に位置する端部と、第1ウィック部における第1内縁部側の端部との間の第1方向における最小距離をF1、第1隔壁部における筐体の第2内面側かつ第2内縁部側に位置する端部と、第1ウィック部における第2内縁部側の端部との間の第1方向における最小距離をG1、と定義するとき、G1>F1>0の関係が満たされることが好ましい。
 図4に示すように、第1隔壁部30aにおける筐体10の第2内面10b側かつ第1内縁部15a側に位置する端部30arと、第1ウィック部40aにおける第1内縁部15a側の端部40aqとの間の第1方向における最小距離をF1、と定義する。また、図4に示すように、第1隔壁部30aにおける筐体10の第2内面10b側かつ第2内縁部15b側に位置する端部30apと、第1ウィック部40aにおける第2内縁部15b側の端部40apとの間の第1方向における最小距離をG1、と定義する。このとき、ベーパーチャンバー1Aでは、図4に示すように、G1>F1>0の関係が満たされていることが好ましい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、G1>F1>0の関係が満たされていることにより、以下の効果が得られる。
 まず、ベーパーチャンバー1Aでは、F1>0の関係が満たされていることにより、F1=0の関係が満たされている場合と比較して、液体流路50に露出する第1ウィック部40aの表面積が大きくなるため、ウィック40の毛細管力が液体流路50に及びやすくなる。その結果、ベーパーチャンバー1Aの最大熱輸送量が向上しやすくなる。
 このように、ベーパーチャンバー1Aでは、F1>0の関係が満たされていることが好ましい。言い換えれば、ベーパーチャンバー1Aにおいて、第1ウィック部40aにおける第1内縁部15a側の端部40aqは、第1方向で、第1隔壁部30aよりも第1内縁部15a側に位置していることが好ましい。
 次に、ベーパーチャンバー1Aでは、G1>0の関係が満たされていることにより、G1=0の関係が満たされている場合と比較して、蒸気流路60に露出する第1ウィック部40aの表面積が大きくなるため、ウィック40による気液交換面が大きくなる。その結果、ベーパーチャンバー1Aの最大熱輸送量が向上する。
 このように、ベーパーチャンバー1Aでは、G1>0の関係が満たされていることが好ましい。言い換えれば、ベーパーチャンバー1Aにおいて、第1ウィック部40aにおける第2内縁部15b側の端部40apは、第1方向で、第1隔壁部30aよりも第2内縁部15b側に位置していることが好ましい。
 更に、ベーパーチャンバー1Aでは、G1>F1の関係が満たされていることにより、以下の効果が得られる。
 図3に示すベーパーチャンバー1Aの隔壁30及びウィック40について、図4では蒸発部EP近傍の領域の断面構造の一例を示したが、蒸発部EP近傍の領域(例えば、蒸発部EPに幅方向Wで重なる領域)では、液体流路50からウィック40に毛細管力で吸い上げられた液相の作動媒体20が、熱源HS(図1参照)からの熱を吸収することにより、ウィック40から蒸発して気相の作動媒体20に変化し、蒸気流路60に移動する。そのため、ベーパーチャンバー1Aでは、蒸発部EP近傍の領域でG1>F1の関係が満たされていることにより、蒸気流路60に露出する第1ウィック部40aの表面積が大きくなるため、ウィック40からの液相の作動媒体20の蒸発効率が向上する。
 一方、ベーパーチャンバー1Aの隔壁30及びウィック40について、蒸発部EPから離れた領域(例えば、蒸発部EPに幅方向Wで重ならない領域)の断面構造も図4と同様であることが好ましい。この場合、ベーパーチャンバー1Aでは、蒸発部EPで発生した気相の作動媒体20が、蒸気流路60を通った後、蒸発部EPから離れた領域で冷却されて液相の作動媒体20に変化したとすると、G1>0の関係が満たされていることにより、その液相の作動媒体20を、蒸気流路60に露出した第1ウィック部40aで回収できる。そのため、ベーパーチャンバー1Aでは、蒸発部EPから離れた領域でG1>F1の関係が満たされていることにより、ウィック40による液相の作動媒体20の回収効率が向上する。
 以上のように、ベーパーチャンバー1Aでは、G1>F1の関係が満たされていることにより、蒸発部EP近傍の領域においては、ウィック40からの液相の作動媒体20の蒸発効率が向上し、蒸発部EPから離れた領域においては、ウィック40による液相の作動媒体20の回収効率が向上する。その結果、ベーパーチャンバー1Aの最大熱輸送量が向上する。
 ベーパーチャンバー1Aにおいて、G1は、蒸発部EP近傍の領域と蒸発部EPから離れた領域とにおいて、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。例えば、液相の作動媒体20の蒸発効率の観点で、蒸発部EP近傍の領域におけるG1は、蒸発部EPから離れた領域におけるG1よりも大きくてもよいし、液相の作動媒体20の回収効率の観点で、蒸発部EPから離れた領域におけるG1は、蒸発部EP近傍の領域におけるG1よりも大きくてもよい。
 したがって、ベーパーチャンバー1Aでは、G1>F1>0の関係が満たされていることにより、最大熱輸送量が向上する。
 本発明の熱拡散デバイスにおいて、第2隔壁部における筐体の第2内面側かつ第2内縁部側に位置する端部と、第2ウィック部における第2内縁部側の端部との間の第1方向における最小距離をF2、第2隔壁部における筐体の第2内面側かつ第1内縁部側に位置する端部と、第2ウィック部における第1内縁部側の端部との間の第1方向における最小距離をG2、と定義するとき、G2>F2>0の関係が満たされることが好ましい。
 図4に示すように、第2隔壁部30bにおける筐体10の第2内面10b側かつ第2内縁部15b側に位置する端部30brと、第2ウィック部40bにおける第2内縁部15b側の端部40bqとの間の第1方向における最小距離をF2、と定義する。また、図4に示すように、第2隔壁部30bにおける筐体10の第2内面10b側かつ第1内縁部15a側に位置する端部30bpと、第2ウィック部40bにおける第1内縁部15a側の端部40bpとの間の第1方向における最小距離をG2、と定義する。このとき、ベーパーチャンバー1Aでは、図4に示すように、G2>F2>0の関係が満たされていることが好ましい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、G2>F2>0の関係が満たされていることにより、以下の効果が得られる。
 まず、ベーパーチャンバー1Aでは、F2>0の関係が満たされていることにより、F2=0の関係が満たされている場合と比較して、液体流路50に露出する第2ウィック部40bの表面積が大きくなるため、ウィック40の毛細管力が液体流路50に及びやすくなる。その結果、ベーパーチャンバー1Aの最大熱輸送量が向上しやすくなる。
 このように、ベーパーチャンバー1Aでは、F2>0の関係が満たされていることが好ましい。言い換えれば、ベーパーチャンバー1Aにおいて、第2ウィック部40bにおける第2内縁部15b側の端部40bqは、第1方向で、第2隔壁部30bよりも第2内縁部15b側に位置していることが好ましい。
 次に、ベーパーチャンバー1Aでは、G2>0の関係が満たされていることにより、G2=0の関係が満たされている場合と比較して、蒸気流路60に露出する第2ウィック部40bの表面積が大きくなるため、ウィック40による気液交換面が大きくなる。その結果、ベーパーチャンバー1Aの最大熱輸送量が向上する。
 このように、ベーパーチャンバー1Aでは、G2>0の関係が満たされていることが好ましい。言い換えれば、ベーパーチャンバー1Aにおいて、第2ウィック部40bにおける第1内縁部15a側の端部40bpは、第1方向で、第2隔壁部30bよりも第1内縁部15a側に位置していることが好ましい。
 更に、ベーパーチャンバー1Aでは、G2>F2の関係が満たされていることにより、G1>F1の関係が満たされている場合と同様に、蒸発部EP近傍の領域においては、ウィック40からの液相の作動媒体20の蒸発効率が向上し、蒸発部EPから離れた領域においては、ウィック40による液相の作動媒体20の回収効率が向上する。その結果、ベーパーチャンバー1Aの最大熱輸送量が向上する。
 ベーパーチャンバー1Aにおいて、G2は、蒸発部EP近傍の領域と蒸発部EPから離れた領域とにおいて、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。例えば、液相の作動媒体20の蒸発効率の観点で、蒸発部EP近傍の領域におけるG2は、蒸発部EPから離れた領域におけるG2よりも大きくてもよいし、液相の作動媒体20の回収効率の観点で、蒸発部EPから離れた領域におけるG2は、蒸発部EP近傍の領域におけるG2よりも大きくてもよい。
 したがって、ベーパーチャンバー1Aでは、G2>F2>0の関係が満たされていることにより、最大熱輸送量が向上する。
 以上のことから、ベーパーチャンバー1Aでは、図4に示すように、G1>F1>0かつG2>F2>0の関係が満たされていることが好ましい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、F1>0かつF2>0の関係が満たされていることが好ましい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、F1=0の関係が満たされていてもよい。また、ベーパーチャンバー1Aでは、F2=0の関係が満たされていてもよい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、F1及びF2が、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、上述したようにA<Bの関係が満たされているため、G1>0及びG2>0の少なくとも一方の関係が満たされている。中でも、ベーパーチャンバー1Aでは、G1>0かつG2>0の関係が満たされていることが好ましい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、G1=0及びG2=0の一方の関係が満たされていてもよい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、G1及びG2が、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、G1+G2>E1+E2+F1+F2の関係が満たされていることが好ましい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、G1>E1+F1の関係が満たされていることが好ましい。
 ベーパーチャンバー1Aでは、G2>E2+F2の関係が満たされていることが好ましい。
 図2、図3、及び、図4に示すように、ベーパーチャンバー1Aは、蒸気流路60において、複数の支柱70を更に有していることが好ましい。この場合、複数の支柱70により、筐体10及びウィック40の少なくとも一方を支持することが可能となる。
 図4に示す例では、蒸気流路60のうちの、ウィック40に厚み方向Tで重なる領域において、複数の支柱70が、筐体10の第1内面10aとウィック40とに厚み方向Tで接している。これにより、ウィック40が複数の支柱70で蒸気流路60側から支持されるため、ウィック40が外部からの圧力で変形しようとしても、蒸気流路60が潰れにくくなる。その結果、蒸気流路60による気相の作動媒体20の透過率が確保される。
 複数の支柱70は、図4に示すようにウィック40に接していてもよいし、ウィック40に接していなくてもよい。
 図4に示す例では、蒸気流路60のうちの、ウィック40に厚み方向Tで重ならない領域において、複数の支柱70が、筐体10の第1内面10a及び第2内面10bに厚み方向Tで接している。これにより、筐体10が複数の支柱70で蒸気流路60側から支持されるため、筐体10が外部からの圧力で変形しようとしても、蒸気流路60が潰れにくくなる。その結果、蒸気流路60による気相の作動媒体20の透過率が確保される。
 複数の支柱70は、図4に示すように筐体10の第1内面10a及び第2内面10bの少なくとも一方に接していてもよいし、筐体10の第1内面10a及び第2内面10bに接していなくてもよい。
 図2及び図3に示すように、複数の支柱70は、蒸気流路60の全体に設けられていることが好ましい。図4に示す例では、複数の支柱70が、蒸気流路60のうちの、ウィック40に厚み方向Tで重なる領域とウィック40に厚み方向Tで重ならない領域との両方に設けられている。
 複数の支柱70は、蒸気流路60の一部の領域に設けられていてもよい。言い換えれば、複数の支柱70は、蒸気流路60の一部の領域に設けられていなくてもよい。例えば、複数の支柱70は、蒸気流路60のうちの、ウィック40に厚み方向Tで重なる領域とウィック40に厚み方向Tで重ならない領域との一方のみに設けられていてもよい。
 図2及び図3に示すように、複数の支柱70は、蒸気流路60において、支柱70間の距離が一定となるように均等に設けられていることが好ましい。この場合、複数の支柱70は、蒸気流路60において、一部の領域で均等に設けられていることが好ましく、全体の領域にわたって均等に設けられていることがより好ましい。複数の支柱70が均等に設けられている領域では、ベーパーチャンバー1Aの強度が均一に確保される。
 複数の支柱70は、筐体10の第1内面10aと一体化していてもよい。この場合、複数の支柱70は、例えば、筐体10の第1内面10a、ここでは、第1シート11の内面をエッチング加工すること等により形成される。
 複数の支柱70は、筐体10の第1内面10aに接合されていてもよい。この場合、複数の支柱70は、例えば、拡散接合等の接合方法により、筐体10の第1内面10a、ここでは、第1シート11の内面に接合される。
 複数の支柱70は、筐体10の第2内面10bと一体化していてもよい。この場合、複数の支柱70は、例えば、筐体10の第2内面10b、ここでは、第2シート12の内面をエッチング加工すること等により形成される。
 複数の支柱70は、筐体10の第2内面10bに接合されていてもよい。この場合、複数の支柱70は、例えば、拡散接合等の接合方法により、筐体10の第2内面10b、ここでは、第2シート12の内面に接合される。
 複数の支柱70は、互いに接続されて1つの支持体を構成していてもよい。図4に示す例では、蒸気流路60のうちのウィック40に厚み方向Tで重ならない領域において、2つの支柱70が厚み方向Tに接続されて1つの支持体を構成し、その支持体が複数設けられている。
 複数の支柱70の構成材料としては、例えば、樹脂、金属、セラミックス、これらの複数種以上の混合物又は積層物等が挙げられる。
 複数の支柱70の構成材料は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。例えば、複数の支柱70の構成材料は、蒸気流路60のうちの、ウィック40に厚み方向Tで重なる領域とウィック40に厚み方向Tで重ならない領域との間で、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 複数の支柱70は、各々独立して、単層からなっていてもよいし、複数層からなっていてもよい。
 厚み方向Tから平面視したときの複数の支柱70の平面形状としては、各々、例えば、三角形、矩形等の多角形、円形、楕円形、これらを組み合わせた形状等が挙げられる。
 複数の支柱70の平面形状は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。例えば、複数の支柱70の平面形状は、蒸気流路60のうちの、ウィック40に厚み方向Tで重なる領域とウィック40に厚み方向Tで重ならない領域との間で、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 面方向から断面視したときの複数の支柱70の断面形状としては、各々、例えば、矩形等の多角形等が挙げられる。複数の支柱70の断面形状は、各々、図4に示すテーパー状であってもよいし、図4と異なるテーパー状であってもよい。
 複数の支柱70の断面形状は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。例えば、複数の支柱70の断面形状は、蒸気流路60のうちの、ウィック40に厚み方向Tで重なる領域とウィック40に厚み方向Tで重ならない領域との間で、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 複数の支柱70の面方向の寸法(例えば、図4では、幅方向Wの寸法)は、各々、支柱70における厚み方向Tの端部での面方向に沿う断面の円相当径に換算して、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70の面方向の寸法が大きくなると、外部からの圧力による、筐体10の変形及びウィック40の変形がより抑制される。支柱70の面方向の寸法が小さくなると、蒸気流路60がより広く確保される。
 複数の支柱70の面方向の寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。例えば、複数の支柱70の面方向の寸法は、蒸気流路60のうちの、ウィック40に厚み方向Tで重なる領域とウィック40に厚み方向Tで重ならない領域との間で、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 複数の支柱70の厚み方向Tの寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。例えば、複数の支柱70の厚み方向Tの寸法は、蒸気流路60のうちの、ウィック40に厚み方向Tで重なる領域とウィック40に厚み方向Tで重ならない領域との間で、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 複数の支柱70の寸法、形状、個数、配置等は、実際の製品において、図2、図3、及び、図4に示す例と異なっていてもよい。
 ベーパーチャンバー1Aは、以下のようにして作動する。
 ベーパーチャンバー1Aにおいて、液相の作動媒体20は、蒸発部EP近傍の領域に存在するウィック40及び液体流路50において、熱源HSからの熱を吸収することで蒸発し、気相の作動媒体20に変化する。そして、蒸発部EPで発生した気相の作動媒体20は、蒸気流路60を通って、蒸発部EPから離れた領域、例えば、蒸気流路60の長さ方向Lにおける蒸発部EPと反対側の端部周辺に移動し、そこで冷却されて液相の作動媒体20に変化する。そして、液相の作動媒体20は、ウィック40及び液体流路50に回収された後、蒸発部EPに輸送される。
 ベーパーチャンバー1Aでは、以上の過程が繰り返されることにより、作動媒体20が気-液の相変化を生じつつ循環する。この際、熱源HSからの熱は、蒸発部EPにおいて液相の作動媒体20を気相の作動媒体20に変化させる蒸発潜熱として吸収された後、蒸発部EPから離れた領域において気相の作動媒体20を液相の作動媒体20に変化させる凝縮潜熱として放出される。このようにして、ベーパーチャンバー1Aは、外部動力を必要とすることなく自立的に作動し、更には、作動媒体20の蒸発潜熱及び凝縮潜熱を利用することにより、熱源HSからの熱を二次元的に高速で拡散できる。更に、ベーパーチャンバー1Aでは、上述したように、蒸気流路60が広く確保されており、また、ウィック40による気液交換面が大きいため、熱伝導率及び最大熱輸送量が向上する。
<実施形態2>
 本発明の熱拡散デバイスは、液相の作動媒体の液体流路において、ウィックを支持する複数の支柱を更に備えることが好ましい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態2の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
 図5は、本発明の実施形態2の熱拡散デバイスが分解された状態の一例を示す斜視模式図である。図6は、本発明の実施形態2の熱拡散デバイスの内部構造の一例を示す平面模式図である。図7は、図6に示す熱拡散デバイスの線分b1-b2に沿う断面の一例を示す断面模式図である。
 図5、図6、及び、図7に示すベーパーチャンバー1Bは、液体流路50において、ウィック40を支持する複数の支柱71を有している。図7に示す例では、液体流路50において、複数の支柱71が、筐体10の第1内面10aとウィック40とに厚み方向Tで接している。このように、液体流路50において、複数の支柱71がウィック40を支持することにより、ウィック40が外部からの圧力で変形しようとしても、液体流路50が潰れにくくなる。その結果、液体流路50による液相の作動媒体20の透過率が確保される。
 複数の支柱71は、図7に示すように筐体10の第1内面10aに接していてもよいし、筐体10の第1内面10aに接していなくてもよい。
 図5及び図6に示すように、複数の支柱71は、液体流路50の全体に設けられていることが好ましい。
 複数の支柱71は、液体流路50の一部の領域に設けられていてもよい。言い換えれば、複数の支柱71は、液体流路50の一部の領域に設けられていなくてもよい。
 図5及び図6に示すように、複数の支柱71は、液体流路50において、支柱71間の距離が一定となるように均等に設けられていることが好ましい。この場合、複数の支柱71は、液体流路50において、一部の領域で均等に設けられていることが好ましく、全体の領域にわたって均等に設けられていることがより好ましい。複数の支柱71が均等に設けられている領域では、ベーパーチャンバー1Bの強度が均一に確保される。
 複数の支柱71間の距離は、複数の支柱70間の距離と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 複数の支柱71は、筐体10の第1内面10aと一体化していてもよい。この場合、複数の支柱71は、例えば、筐体10の第1内面10a、ここでは、第1シート11の内面をエッチング加工すること等により形成される。
 複数の支柱71は、筐体10の第1内面10aに接合されていてもよい。この場合、複数の支柱71は、例えば、拡散接合等の接合方法により、筐体10の第1内面10a、ここでは、第1シート11の内面に接合される。
 複数の支柱71の構成材料としては、例えば、樹脂、金属、セラミックス、これらの複数種以上の混合物又は積層物等が挙げられる。
 複数の支柱71の構成材料は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
 複数の支柱71の構成材料は、複数の支柱70の構成材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 複数の支柱71は、各々独立して、単層からなっていてもよいし、複数層からなっていてもよい。
 厚み方向Tから平面視したときの複数の支柱71の平面形状としては、各々、例えば、三角形、矩形等の多角形、円形、楕円形、これらを組み合わせた形状等が挙げられる。
 複数の支柱71の平面形状は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
 複数の支柱71の平面形状は、複数の支柱70の平面形状と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 面方向から断面視したときの複数の支柱71の断面形状としては、各々、例えば、矩形等の多角形等が挙げられる。複数の支柱71の断面形状は、各々、図7に示すテーパー状であってもよいし、図7と異なるテーパー状であってもよい。
 複数の支柱71の断面形状は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
 複数の支柱71の断面形状は、複数の支柱70の断面形状と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 複数の支柱71の面方向の寸法(例えば、図7では、幅方向Wの寸法)は、各々、支柱71における厚み方向Tの端部での面方向に沿う断面の円相当径に換算して、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71の面方向の寸法が大きくなると、外部からの圧力によるウィック40の変形がより抑制される。支柱71の面方向の寸法が小さくなると、液体流路50がより広く確保される。
 複数の支柱71の面方向の寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
 複数の支柱71の面方向の寸法は、複数の支柱70の面方向の寸法と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 複数の支柱71の厚み方向Tの寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
 複数の支柱71の厚み方向Tの寸法は、複数の支柱70の厚み方向Tの寸法と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 複数の支柱71の寸法、形状、個数、配置等は、実際の製品において、図5、図6、及び、図7に示す例と異なっていてもよい。
 本発明の実施形態2の熱拡散デバイスでは、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスに対して、複数の支柱が液体流路に設けられた態様の一例を示したが、本発明の他の実施形態の熱拡散デバイスに対しても、複数の支柱が液体流路に設けられてもよい。
<実施形態3>
 本発明の熱拡散デバイスにおいて、隔壁及びウィックは、各々、厚み方向から見たときに、筐体の内縁の全周に沿って設けられていなくてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態3の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
 図8は、本発明の実施形態3の熱拡散デバイスの内部構造の一例を示す平面模式図である。
 図8に示すベーパーチャンバー1Cにおいて、隔壁30及びウィック40は、各々、厚み方向Tから見たときに、筐体10の内縁15の全周に沿って設けられていない。図8に示す例では、隔壁30及びウィック40が、各々、厚み方向Tから見たときにU字状に設けられている。
 ベーパーチャンバー1Cにおいて、筐体10の内縁15に沿う領域のうちの、隔壁30及びウィック40が設けられていない領域は、図8に示すような領域であってもよいし、図8と異なる領域であってもよい。
 ベーパーチャンバー1Cにおいても、ベーパーチャンバー1Aと同様に、A<Bの関係が満たされる第1方向に沿う断面が少なくとも1つ存在していればよい。ベーパーチャンバー1Cでは、例えば、図8に示す線分c1-c2に沿う断面において、A<Bの関係が満たされている。
<実施形態4>
 本発明の熱拡散デバイスにおいて、筐体は、蒸発部を内部空間に有していてもよく、厚み方向から見たとき、蒸発部は、液相の作動媒体の液体流路に重なっていてもよい。この場合、本発明の熱拡散デバイスにおいて、厚み方向から見たとき、蒸発部は、筐体の内縁に重なっていてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態4の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
 図9は、本発明の実施形態4の熱拡散デバイスの内部構造の一例を示す平面模式図である。
 図9に示すベーパーチャンバー1Dにおいて、厚み方向Tから見たとき、蒸発部EPは、液体流路50に重なっている。そのため、ベーパーチャンバー1Dにおいて、厚み方向Tから見たとき、蒸発部EPは、筐体10の内縁15に重なっている。
 ベーパーチャンバー1Dにおいても、ベーパーチャンバー1Aと同様に、A<Bの関係が満たされる第1方向に沿う断面が少なくとも1つ存在していればよい。ベーパーチャンバー1Dでは、例えば、図9に示す線分d1-d2に沿う断面において、A<Bの関係が満たされている。
 以下の実施形態では、本発明の熱拡散デバイスについて、厚み方向から見たときに蒸発部が液体流路に重なっている態様の他の例を示す。
<実施形態5>
 本発明の熱拡散デバイスにおいて、液体流路は、筐体の内縁以外の領域にも設けられていてもよく、厚み方向から見たとき、蒸発部は、筐体の内縁に重なっていなくてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態5の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
 図10は、本発明の実施形態5の熱拡散デバイスの内部構造の一例を示す平面模式図である。
 図10に示すベーパーチャンバー1Eにおいて、液体流路50は、筐体10の内縁15以外の領域にも設けられている。一方、ベーパーチャンバー1Eにおいて、厚み方向Tから見たとき、蒸発部EPは、筐体10の内縁15に重なっていない。そのため、ベーパーチャンバー1Eにおいて、厚み方向Tから見たとき、蒸発部EPは、液体流路50に重なっている。
 ベーパーチャンバー1Eにおいて、厚み方向Tから平面視したときの筐体10の平面形状は、図10に示すようなL字型であってもよいし、図10と異なる形状であってもよい。
 ベーパーチャンバー1Eにおいても、ベーパーチャンバー1Aと同様に、A<Bの関係が満たされる第1方向に沿う断面が少なくとも1つ存在していればよい。ベーパーチャンバー1Eでは、例えば、図10に示す線分e1-e2に沿う断面において、A<Bの関係が満たされている。
<実施形態6>
 本発明の熱拡散デバイスにおいて、厚み方向から見たとき、液体流路は、蒸発部の内部を通るように設けられていてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態6の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
 図11は、本発明の実施形態6の熱拡散デバイスの内部構造の一例を示す平面模式図である。
 図11に示すベーパーチャンバー1Fにおいて、厚み方向Tから見たとき、液体流路50は、蒸発部EPの内部を通るように設けられている。
 なお、図10に示すベーパーチャンバー1Eにおいても、厚み方向Tから見たとき、液体流路50は、蒸発部EPの内部を通るように設けられている。
 ベーパーチャンバー1Fにおいても、ベーパーチャンバー1Aと同様に、A<Bの関係が満たされる第1方向に沿う断面が少なくとも1つ存在していればよい。ベーパーチャンバー1Fでは、例えば、図11に示す線分f1-f2に沿う断面において、A<Bの関係が満たされている。
<実施形態7>
 本発明の熱拡散デバイスにおいて、厚み方向から見たとき、液体流路は、蒸発部の外周に沿って設けられていてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態7の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
 図12は、本発明の実施形態7の熱拡散デバイスの内部構造の一例を示す平面模式図である。
 図12に示すベーパーチャンバー1Gにおいて、厚み方向Tから見たとき、液体流路50は、蒸発部EPの外周に沿って設けられている。
 図11に示すベーパーチャンバー1Fでは、図12に示すベーパーチャンバー1Gと比較して、筐体10の内部空間に占める蒸気流路60の広さの割合が大きく確保される。一方、図12に示すベーパーチャンバー1Gでは、図11に示すベーパーチャンバー1Fと比較して、蒸発部EPにおいて、熱源HS(図1参照)からの熱が作動媒体20に伝わりやすくなる。
 ベーパーチャンバー1F及びベーパーチャンバー1Gにおいて、厚み方向Tから見たとき、蒸発部EPは、図11及び図12に示すように筐体10の中央部寄りに設けられていてもよいし、図11及び図12と異なる位置に設けられていてもよい。このように、本発明の熱拡散デバイスにおいて、厚み方向から見たとき、蒸発部は、筐体の中央部又はその周辺に設けられていてもよい。
 ベーパーチャンバー1Gにおいても、ベーパーチャンバー1Aと同様に、A<Bの関係が満たされる第1方向に沿う断面が少なくとも1つ存在していればよい。ベーパーチャンバー1Gでは、例えば、図12に示す線分g1-g2に沿う断面において、A<Bの関係が満たされている。
[電子機器]
 本発明の電子機器は、本発明の熱拡散デバイスと、熱拡散デバイスの筐体の外面に設けられた電子部品と、を備える、ことを特徴とする。
 以下では、本発明の電子機器の一例として、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスを有する電子機器について説明する。本発明の他の実施形態の熱拡散デバイスを有する電子機器についても同様である。
 図13は、本発明の電子機器の一例を示す斜視模式図である。
 図13に示す電子機器100は、ベーパーチャンバー1Aと、電子部品110と、を有している。
 電子部品110は、図1に示す熱源HSに該当する。
 電子部品110は、ベーパーチャンバー1Aの筐体10の外面に設けられている。より具体的には、電子部品110は、図4に示すベーパーチャンバー1Aの筐体10に対して、筐体10の第1内面10aと反対側の外面、ここでは、第1シート11の外面に設けられていてもよいし、筐体10の第2内面10bと反対側の外面、ここでは、第2シート12の外面に設けられていてもよい。
 電子部品110は、筐体10の外面に直に設けられていてもよいし、熱伝導性の高い粘着剤、シート、テープ等の他の部材を介して設けられていてもよい。
 電子部品110は、図3に示す筐体10の外面に設けられたときに、厚み方向Tから見て蒸発部EPに重なっている。
 電子部品110としては、例えば、中央処理装置(CPU)、発光ダイオード(LED)、パワー半導体等の発熱素子が挙げられる。
 電子機器100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。
 図13に示すように、電子機器100は、機器筐体120を更に有していることが好ましい。図13に示す例では、ベーパーチャンバー1A及び電子部品110が、機器筐体120の内部空間に設けられている。
 筐体10と機器筐体120とは、接合部材を介して接合されていることが好ましい。より具体的には、筐体10の外面と機器筐体120の内面とは、接合部材を介して接合されていることが好ましい。この場合、筐体10と機器筐体120との密着性が向上する。
 筐体10と機器筐体120とを接合する接合部材は、熱伝導性部材であることが好ましい。この場合、熱源HSからの熱、ここでは、電子部品110からの熱が、筐体10から機器筐体120へ伝導しやすくなる。つまり、筐体10から機器筐体120への経路によっても、熱源HSからの熱、ここでは、電子部品110からの熱が拡散しやすくなる。
 熱伝導性部材としては、例えば、熱伝導性テープ、熱伝導性粘着剤等が挙げられる。
 上述したように、ベーパーチャンバー1Aは、外部動力を必要とすることなく自立的に作動し、更には、作動媒体20の蒸発潜熱及び凝縮潜熱を利用することにより、熱源HSからの熱、ここでは、電子部品110からの熱を二次元的に高速で拡散できる。更に、ベーパーチャンバー1Aでは、上述したように、蒸気流路60が広く確保されており、また、ウィック40による気液交換面が大きいため、熱伝導率及び最大熱輸送量が向上する。以上のことから、ベーパーチャンバー1Aを有する電子機器100により、電子機器100の内部の限られたスペースにおいて、放熱を効果的に実現できる。
 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、広範な用途に使用可能である。本発明の熱拡散デバイスは、例えば、中央処理装置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可能であり、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に使用可能である。
1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G ベーパーチャンバー(熱拡散デバイス)
10 筐体
10a 第1内面
10b 第2内面
11 第1シート
12 第2シート
15 内縁
15a 第1内縁部
15b 第2内縁部
20 作動媒体
30 隔壁
30a 第1隔壁部
30ap 第1隔壁部における筐体の第2内面側かつ第2内縁部側に位置する端部
30ar 第1隔壁部における筐体の第2内面側かつ第1内縁部側に位置する端部
30b 第2隔壁部
30bp 第2隔壁部における筐体の第2内面側かつ第1内縁部側に位置する端部
30br 第2隔壁部における筐体の第2内面側かつ第2内縁部側に位置する端部
40 ウィック
40a 第1ウィック部
40ap 第1ウィック部における第2内縁部側の端部
40aq 第1ウィック部における第1内縁部側の端部
40b 第2ウィック部
40bp 第2ウィック部における第1内縁部側の端部
40bq 第2ウィック部における第2内縁部側の端部
50 液体流路
60 蒸気流路
70、71 支柱
100 電子機器
110 電子部品
120 機器筐体
A 第1ウィック部における第2内縁部側の端部と、第2ウィック部における第1内縁部側の端部との間の第1方向における最小距離
B 第1隔壁部における筐体の第2内面側かつ第2内縁部側に位置する端部と、第2隔壁部における筐体の第2内面側かつ第1内縁部側に位置する端部との間の第1方向における距離
C 第1内縁部と第2内縁部との間の第1方向における最小距離
D 第1ウィック部における第1内縁部側の端部と、第2ウィック部における第2内縁部側の端部との間の第1方向における最大距離
E1 第1ウィック部における第1内縁部側の端部と第1内縁部との間の第1方向における最小距離
E2 第2ウィック部における第2内縁部側の端部と第2内縁部との間の第1方向における最小距離
F1 第1隔壁部における筐体の第2内面側かつ第1内縁部側に位置する端部と、第1ウィック部における第1内縁部側の端部との間の第1方向における最小距離
F2 第2隔壁部における筐体の第2内面側かつ第2内縁部側に位置する端部と、第2ウィック部における第2内縁部側の端部との間の第1方向における最小距離
G1 第1隔壁部における筐体の第2内面側かつ第2内縁部側に位置する端部と、第1ウィック部における第2内縁部側の端部との間の第1方向における最小距離
G2 第2隔壁部における筐体の第2内面側かつ第1内縁部側に位置する端部と、第2ウィック部における第1内縁部側の端部との間の第1方向における最小距離
EP 蒸発部
HS 熱源
L 長さ方向
T 厚み方向
W 幅方向

Claims (14)

  1.  厚み方向に対向する第1内面及び第2内面を有し、かつ、内部空間が設けられた筐体と、
     前記筐体の前記内部空間に封入された作動媒体と、
     前記筐体の前記第1内面に、前記厚み方向から見たときの前記筐体の内縁から間隔を空けて前記内縁の少なくとも一部に沿って設けられた隔壁と、
     前記筐体の前記第2内面と前記隔壁との間に一部が設けられ、かつ、前記隔壁の少なくとも一部に沿って設けられたウィックと、を備え、
     前記厚み方向に直交する第1方向に沿う同一の断面を見たとき、
     前記筐体の前記内縁は、前記第1方向に対向する、第1内縁部と、第2内縁部と、を含み、
     前記隔壁は、前記第1内縁部側に設けられた第1隔壁部と、前記第2内縁部側に設けられた第2隔壁部と、を含み、
     前記ウィックは、前記筐体の前記第2内面と前記第1隔壁部との間に設けられた第1ウィック部と、前記筐体の前記第2内面と前記第2隔壁部との間に設けられた第2ウィック部と、を含み、
     前記第1ウィック部における前記第2内縁部側の端部と、前記第2ウィック部における前記第1内縁部側の端部との間の前記第1方向における最小距離をA、前記第1隔壁部における前記筐体の前記第2内面側かつ前記第2内縁部側に位置する端部と、前記第2隔壁部における前記筐体の前記第2内面側かつ前記第1内縁部側に位置する端部との間の前記第1方向における距離をB、と定義するとき、A<Bの関係が満たされる、ことを特徴とする熱拡散デバイス。
  2.  前記第1内縁部と前記第2内縁部との間の前記第1方向における最小距離をC、前記第1ウィック部における前記第1内縁部側の端部と、前記第2ウィック部における前記第2内縁部側の端部との間の前記第1方向における最大距離をD、と定義するとき、B-A>C-D≧0の関係が満たされる、請求項1に記載の熱拡散デバイス。
  3.  前記第1内縁部と前記第2内縁部との間の前記第1方向における最小距離をC、前記第1ウィック部における前記第1内縁部側の端部と、前記第2ウィック部における前記第2内縁部側の端部との間の前記第1方向における最大距離をD、と定義するとき、C>Dの関係が満たされる、請求項1又は2に記載の熱拡散デバイス。
  4.  前記第1ウィック部における前記第1内縁部側の端部と前記第1内縁部との間の前記第1方向における最小距離をE1と定義するとき、E1>0の関係が満たされる、請求項3に記載の熱拡散デバイス。
  5.  前記第2ウィック部における前記第2内縁部側の端部と前記第2内縁部との間の前記第1方向における最小距離をE2と定義するとき、E2>0の関係が満たされる、請求項4に記載の熱拡散デバイス。
  6.  前記第1隔壁部における前記筐体の前記第2内面側かつ前記第1内縁部側に位置する端部と、前記第1ウィック部における前記第1内縁部側の端部との間の前記第1方向における最小距離をF1、前記第1隔壁部における前記筐体の前記第2内面側かつ前記第2内縁部側に位置する端部と、前記第1ウィック部における前記第2内縁部側の端部との間の前記第1方向における最小距離をG1、と定義するとき、G1>F1>0の関係が満たされる、請求項1~5のいずれかに記載の熱拡散デバイス。
  7.  前記第2隔壁部における前記筐体の前記第2内面側かつ前記第2内縁部側に位置する端部と、前記第2ウィック部における前記第2内縁部側の端部との間の前記第1方向における最小距離をF2、前記第2隔壁部における前記筐体の前記第2内面側かつ前記第1内縁部側に位置する端部と、前記第2ウィック部における前記第1内縁部側の端部との間の前記第1方向における最小距離をG2、と定義するとき、G2>F2>0の関係が満たされる、請求項6に記載の熱拡散デバイス。
  8.  液相の前記作動媒体の液体流路において、前記ウィックを支持する複数の支柱を更に備える、請求項6又は7に記載の熱拡散デバイス。
  9.  前記筐体は、蒸発部を前記内部空間に有し、
     前記厚み方向から見たとき、前記蒸発部は、液相の前記作動媒体の液体流路に重なっている、請求項1~8のいずれかに記載の熱拡散デバイス。
  10.  前記厚み方向から見たとき、前記蒸発部は、前記筐体の前記内縁に重なっている、請求項9に記載の熱拡散デバイス。
  11.  前記液体流路は、前記筐体の前記内縁以外の領域にも設けられ、
     前記厚み方向から見たとき、前記蒸発部は、前記筐体の前記内縁に重なっていない、請求項9に記載の熱拡散デバイス。
  12.  前記厚み方向から見たとき、前記液体流路は、前記蒸発部の内部を通るように設けられている、請求項9~11のいずれかに記載の熱拡散デバイス。
  13.  前記厚み方向から見たとき、前記液体流路は、前記蒸発部の外周に沿って設けられている、請求項9~11のいずれかに記載の熱拡散デバイス。
  14.  請求項1~13のいずれかに記載の熱拡散デバイスと、
     前記熱拡散デバイスの前記筐体の外面に設けられた電子部品と、を備える、ことを特徴とする電子機器。
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JP2004077120A (ja) * 2002-08-21 2004-03-11 Samsung Electronics Co Ltd 平板型熱伝逹装置及びその製造方法
WO2018198360A1 (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

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