CN110118501A - 环路热管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种环路热管及其制造方法,该环路热管具有:使工作流体的气化的蒸发器;对所述工作流体进行液化的冷凝器;对所述蒸发器和所述冷凝器进行连接的液管;设置在所述工作流体或由所述工作流体气化而成的蒸气进行流动的流路内的多孔质体;及对所述蒸发器和所述冷凝器进行连接并与所述液管一起形成环路的蒸气管。所述多孔质体包括第1金属层,所述第1金属层具备:从一个表面侧凹陷的第1有底孔;从另一个表面侧凹陷的第2有底孔;及藉由所述第1有底孔和所述第2有底孔部分连通而形成的细孔。其中,所述第1有底孔和所述第2有底孔为内壁面由曲面构成的凹状。
Description
技术领域
本发明涉及环路热管及其制造方法。
背景技术
作为对安装在电子设备上的CPU(Central Processing Unit)等发热部件进行冷却的装置,热管(Heat Pipe)是众所周知的。热管是一种利用工作流体的相变化对热进行传输的装置。
作为热管的一例,可列举出一种环路热管,其具备藉由发热部件的热量使工作流体气化的蒸发器和对气化了的工作流体进行冷却以使其液化的凝缩器(冷凝器),并藉由蒸气管与液管连接,该液管中由蒸发器和凝缩器形成了环状流路。环路热管中,工作流体在环状流路中沿一个方向进行流动。
此外,环路热管的蒸发器和/或液管内设置有多孔质体,由多孔质体所生成的毛细管力可将液管内的工作流体诱导至蒸发器,由此可抑制蒸气从蒸发器向液管的逆流(倒流)。多孔质体中形成了很多细孔。各细孔通过对形成有贯穿孔的金属层采用贯穿孔部分重叠的方式进行积层(层叠)而形成(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公报第2015/087451号
发明内容
发明要解决的课题
然而,由于以下原因,藉由对形成有贯穿孔的金属层采用贯穿孔部分重叠的方式进行层叠来形成所有的细孔较为困难。第一,对金属层进行层叠时会发生位置偏差。第二,当实施对多个金属层进行层叠时的加热处理时,会出现由金属层的膨胀和收缩引起的位置偏差。第三,金属层中形成的贯穿孔的位置本身也存在位置偏差。
发生了这样的位置偏差后,多孔质体内无法形成一定大小的细孔,所以存在基于细孔的毛细管力下降,从而不能充分获得对蒸气从蒸发器至液管的倒流进行抑制的效果的情况。
本发明是鉴于上述问题而提出的,其目的在于提供一种具备可提高基于细孔的毛细管力的多孔质体的环路热管。
用于解决课题的手段
本环路热管的特征在于,具有:使工作流体的气化的蒸发器;对所述工作流体进行液化的冷凝器;对所述蒸发器和所述冷凝器进行连接的液管;设置在所述工作流体或由所述工作流体气化而成的蒸气进行流动的流路内的多孔质体;及对所述蒸发器和所述冷凝器进行连接并与所述液管一起形成环路的蒸气管。所述多孔质体包括第1金属层,所述第1金属层具备:从一个表面侧凹陷的第1有底孔;从另一个表面侧凹陷的第2有底孔;及藉由所述第1有底孔和所述第2有底孔部分连通而形成的细孔。其中,所述第1有底孔和所述第2有底孔为内壁面由曲面构成的凹状。
发明效果
根据公开的技术,能够提供一种具备可提高基于细孔的毛细管力的多孔质体的环路热管。
附图说明
图1是对第1实施方式的环路热管进行例示的平面模式图。
图2是第1实施方式的环路热管的蒸发器及其周围的剖面图。
图3是第1实施方式的环路热管的蒸发器及其周围的平面图。
图4是对蒸发器内设置的多孔质体进行例示的剖面图(其1)。
图5是对第2层至第5层的各金属层中的有底孔的配置进行例示的平面图(其1)。
图6是第1实施方式的环路热管的制造步骤的例示图(其1)。
图7是第1实施方式的环路热管的制造步骤的例示图(其2)。
图8是对蒸发器内设置的多孔质体进行例示的剖面图(其2)。
图9是对相邻的金属层的界面处的有底孔的配置进行例示的平面图(其1)。
图10是对蒸发器内设置的多孔质体进行例示的剖面图(其3)。
图11是对第2层至第5层的各金属层中的有底孔的配置进行例示的平面图(其2)。
图12是对相邻的金属层的界面处的有底孔的配置进行例示的平面图(其2)。
图13是对蒸发器内设置的多孔质体进行例示的剖面图(其4)。
图14是对相邻的金属层的界面处的有底孔的配置进行例示的平面图(其3)。
图15是第1实施方式的变形例4的环路热管的蒸发器及其周围的平面图。
图16是对液管内设置的多孔质体进行例示的剖面图。
图17是对金属层内设置的有底孔的形状进行例示的图。
图18是使有底孔为内壁面由曲面构成的凹状的效果的说明图。
图19是对具有角部的有底孔的问题点进行说明的图。
图20是对1个金属层内设置的有底孔的深度进行改变的例子的示意图。
图21是对在1个金属层内设置大小不同的有底孔的例子进行表示的图。
图22是在蒸发器内的多孔质体和液管内的多孔质体中设置大小不同的有底孔的例子的示意图。
图23是针对1个有底孔设置多个细孔的例子的示意图。
图24是在1个金属层内设置有底孔和沟部的例子的示意图。
附图标记的说明:
1 环路热管
10 蒸发器
10x 贯穿孔
20 冷凝器
30 蒸气管
40 液管
40t、60、60A、70、70A 多孔质体
50 流路
61~66、71~76 金属层
62x~66x、61y~65y、72x~76x、71y~75y 有底孔
61z~66z、71z~79z 细孔
60k、60w 突起部
60v 连接部
80 空间
82x、82y 沟部
具体实施方式
以下,结合附图对用于实施发明的方式进行说明。需要说明的是,各图中,存在对相同构成部分赋予了相同符号,并对重复说明进行了省略的情况。
〈第1实施方式〉
[第1实施方式的环路热管的结构]
首先,对第1实施方式的环路热管的结构进行说明。图1是第1实施方式的环路热管的例示平面模式图。
参照图1,环路热管1具有蒸发器10、冷凝器20、蒸气管30、及液管40。环路热管1例如可内置于智能手机、平板终端等移动式电子设备2。
环路热管1中,蒸发器10具有使工作流体C气化从而生成蒸气Cv的功能。冷凝器20具有使工作流体C的蒸气Cv液化的功能。蒸发器10和冷凝器20藉由蒸气管30和液管40进行了连接,蒸气管30和液管40则形成了工作流体C或蒸气Cv进行流动的环路、即、流路50。
图2是第1实施方式的环路热管的蒸发器及其周围的剖面图。如图1和图2所示,蒸发器10上例如形成了4个贯穿孔10x。通过将螺栓150***蒸发器10上形成的各贯穿孔10x和电路基板100上形成的各贯穿孔100x,并从电路基板100的下表面侧由螺母160进行固定,可对蒸发器10和电路基板100进行固定。
例如,CPU等发热部件120可藉由***(bump)110实装在电路基板100上,发热部件120的上表面可与蒸发器10的下表面进行密着(密接)。发热部件120所发生的热量可使蒸发器10内的工作流体C气化,由此可生成蒸气Cv。
如图1所示,蒸发器10中生成的蒸气Cv可经过蒸气管30被导入冷凝器20,并可在冷凝器20中进行液化。据此,发热部件120所发生的热量可移动至冷凝器20,从而可抑制发热部件120的温度的上升。在冷凝器20中进行了液化的工作流体C可经过液管40被导入蒸发器10。蒸气管30的宽度W1例如可为8mm左右。此外,液管40的宽度W2例如可为6mm左右。
对工作流体C的种类并无特别限定,但为了可藉由蒸发潜热高效地对发热部件120进行冷却,优选使用蒸气压较高且蒸发潜热较大的流体。作为这样的流体,例如可列举出氨(Ammonia)、水(Water)、氟里昂(Freon)、酒精(Alcohol)及丙酮(Acetone)。
蒸发器10、冷凝器20、蒸气管30、及液管40例如可为多个金属层进行了层叠的结构。金属层例如为热传导性较优的铜层,并通过固相结合等互相之间进行了直接结合。每个金属层的厚度例如可为50μm~200μm左右。
需要说明的是,金属层并不限定于铜层,还可由不锈钢层、铝层、镁合金层等形成。另外,对金属层的层叠数量也无特别限定。
图3是第1实施方式的环路热管的蒸发器及其周围的平面图。需要说明的是,图3中示出了蒸发器10内的多孔质体60的平面形状,所以对成为多孔质体60的一个最外层的金属层(图4所示的金属层61)的图示进行了省略。此外,图3所示的X方向表示从液管40侧朝向蒸气管30侧的长度方向,Y方向则表示与从液管40侧朝向蒸气管30侧的长度方向垂直的长度方向。
图3所示的蒸发器10内的多孔质体60具有连接部60v和突起部60w。
连接部60v在平面图中设置在X方向的最靠近液管40的一侧(液管40与蒸发器10连接的一侧),并沿Y方向进行了延伸。连接部60v的液管40侧的表面的一部分与蒸发器10的管壁相接,剩余的一部分与设置在液管40的流路内的多孔质体40t相连。此外,连接部60v的蒸气管30侧的表面的一部分与突起部60w相连,剩余的一部分与空间80相接。
突起部60w在平面图中从连接部60v向蒸气管30侧突起了多个。
各突起部60w按照预定的间隔沿Y方向并排设置,各突起部60w的蒸气管30侧的端部与蒸发器10的管壁进行了分离。另外,各突起部60w的蒸气管30侧的端部并没有相互连接。另一方面,各突起部60w的液管40侧的端部则介由连接部60v进行了连接。换言之,蒸发器10内的多孔质体60在平面图中被形成为具有连接部60v和多个突起部60w的栉齿状。
蒸发器10内,没有设置多孔质体60的区域形成了空间80。空间80与蒸气管30的流路相连。
工作流体C可从液管40侧被导入蒸发器10,并可渗透至多孔质体60。蒸发器10内渗透至多孔质体60的工作流体C藉由发热部件120所产生的热量进行气化,从而生成蒸气Cv,蒸气Cv可经过蒸发器10内的空间80流向蒸气管30。需要说明的是,图3中,突起部60w(栉齿)的数量为7个仅是一例,可适当地对突起部60w(栉齿)的数量进行确定。如果突起部60w和空间80的接触面积增大,则工作流体C容易蒸发,并可减小压力损失。以下对多孔质体60进行详细说明。
图4是蒸发器10内设置的多孔质体60的例示剖面图(其1),示出了沿图3的A-A线的剖面。需要说明的是,图4是也包含了在图3中被省略了图示的成为多孔质体60的一个最外层(最上层)的金属层61的剖面图。
图5是对第2层至第5层的各金属层中的有底孔的配置进行例示的平面图(其1)。图5中,A-A线所示的部分相当于图4的剖面。需要说明的是,图3中对A-A线进行了简化并由直线进行了表示,但实际的A-A线则如图5所示。
多孔质体60例如可为金属层61~66的6层进行了层叠的结构。金属层61~66例如为热传导性较优的铜层,并藉由固相结合等互相之间进行了直接结合。金属层61~66的每层的厚度例如可为50μm~200μm左右。需要说明的是,金属层61~66并不限定于铜层,也可由不锈钢层、铝层、镁合金层等形成。此外,对金属层的层叠数量也无限定,还可对5层以下或7层以上的金属层进行层叠。
需要说明的是,图4和图5中,将金属层61~66的层叠方向作为Z方向,将与Z方向垂直的平面内的任意的方向作为X方向,并将该平面内与X方向垂直的方向作为Y方向(其他图中也一样)。
多孔质体60中,第1层(一个最外层)的金属层61和第6层(另一个最外层)的金属层66内没有形成孔部和/或沟部。相对于此,如图4和图5的(a)所示,第2层的金属层62中分别形成了从上表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔62x和从下表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔62y。
有底孔62x和有底孔62y在平面图中沿X方向交互配置。此外,有底孔62x和有底孔62y在平面图中沿Y方向交互配置。沿X方向交互配置的有底孔62x和有底孔62y在平面图中部分重叠,重叠的部分进行连通从而形成了细孔62z。沿Y方向交互配置的有底孔62x和有底孔62y被形成为具有预定的间隔,在平面图中不重叠。为此,沿Y方向交互配置的有底孔62x和有底孔62y不形成细孔。
有底孔62x和62y例如可为直径100~300μm左右的圆形,但也可为椭圆形、多边形等任意的形状。有底孔62x和62y的深度例如可为金属层62的厚度的一半左右。相邻的有底孔62x的间隔L1例如可为100~400μm左右。相邻的有底孔62y的间隔L2例如可为100~400μm左右。
有底孔62x和62y的内壁可为从底面侧朝向开口侧宽度渐增的锥形(taper)形状。然而,并不限定于此,有底孔62x和62y的内壁也可与底面垂直。细孔62z的短边(宽度)方向的宽度W3例如可为10~50μm左右。此外,细孔62z的长边(长度)方向的宽度W4例如可为50~150μm左右。
如图4和图5的(b)所示,第3层的金属层63内分别形成了从上表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔63x和从下表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔63y。
金属层63中,仅由有底孔63x沿X方向配置的列和仅由有底孔63y沿X方向配置的列沿Y方向交互配置。在沿Y方向交互配置的列中,相邻的列的有底孔63x和有底孔63y在平面图中部分重叠,重叠的部分进行连通从而形成了细孔63z。
需要说明的是,就用于形成细孔63z的相邻的有底孔63x和有底孔63y而言,其中心位置沿X方向进行了错开(misaligned)。换言之,用于形成细孔63z的有底孔63x和有底孔63y沿与X方向和Y方向倾斜的方向交互配置。有底孔63x和63y及细孔63z的形状等例如可与有底孔62x和62y及细孔62z的形状等相同。
金属层62的有底孔62y和金属层63的有底孔63x在平面图中被形成在重叠的位置。为此,金属层62和金属层63的界面处没有形成细孔。
如图4和图5的(c)所示,第4层的金属层64内分别形成了从上表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔64x和从下表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔64y。
有底孔64x和有底孔64y在平面图中沿X方向交互配置。此外,有底孔64x和有底孔64y在平面图中沿Y方向交互配置。沿X方向交互配置的有底孔64x和有底孔64y在平面图中部分重叠,重叠的部分进行连通从而形成了细孔64z。沿Y方向交互配置的有底孔64x和有底孔64y被形成为具有预定的间隔,在平面图中不重叠。为此,沿Y方向交互配置的有底孔64x和有底孔64y不形成细孔。有底孔64x和64y及细孔64z的形状等例如可与有底孔62x和62y及细孔62z的形状等相同。
金属层63的有底孔63y和金属层64的有底孔64x在平面图中被形成在重叠的位置。为此,金属层63和金属层64的界面处不形成细孔。
如图4和图5的(d)所示,第5层的金属层65中分别形成了从上表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔65x和从下表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔65y。
金属层65中,仅由有底孔65x沿X方向配置的列和仅由有底孔65y沿X方向配置的列沿Y方向交互配置。沿Y方向交互配置的列中,相邻的列的有底孔65x和有底孔65y在平面图中部分重叠,重叠的部分进行连通从而形成了细孔65z。
需要说明的是,就用于形成细孔65z的相邻的有底孔65x和有底孔65y而言,其中心位置沿X方向进行了错开。换言之,用于形成细孔65z的有底孔65x和有底孔65y沿与X方向和Y方向倾斜的方向交互配置。有底孔65x和65y及细孔65z的形状等例如可与底孔62x和62y及细孔62z的形状等相同。
金属层64的有底孔64y和金属层65的有底孔65x在平面图中被形成在重叠的位置。为此,金属层64和金属层65的界面处没有形成细孔。
各金属层中形成的细孔相互连通,并且相互连通的细孔在多孔质体60内沿三维进行了扩展。为此,工作流体C可藉由毛细管力在相互连通的细孔内沿三维进行蔓延。
这样,蒸发器10中设置了多孔质体60。液相的工作流体C可渗透至蒸发器10内的多孔质体60中的靠近液管40的部分。此时,从多孔质体60作用至工作流体C的毛细管力可变为使工作流体C在环路热管1内进行循环的泵送力(pumping force)。
而且,由于该毛细管力可抵抗蒸发器10内的蒸气Cv,所以还可抑制蒸气Cv倒流至液管40。
需要说明的是,尽管液管40上还形成了用于注入工作流体C的注入口(未图示),但由于该注入口被密封部件进行了堵塞,所以也可保持环路热管1内的气密性。
[第1实施方式的环路热管的制造方法]
接着,以多孔质体的制造步骤为中心对第1实施方式的环路热管的制造方法进行说明。图6和图7是第1实施方式的环路热管的制造步骤的例示图,示出了与图4对应的剖面。
首先,在图6的(a)所示的步骤中,准备一个被形成为如图1所示的平面形状的金属片620。然后,在金属片620的上表面上形成光阻(resist)层310,并在金属片620的下表面上形成光阻层320。金属片620是最终成为金属层62的部件,例如可由铜、不锈钢、铝、镁合金等形成。金属片620的厚度例如可为50μm~200μm左右。作为光阻层310和320,例如可使用感光性干膜光阻等。
接着,在图6的(b)所示的步骤中,在金属片620的要形成多孔质体60的区域(成为蒸发器10的区域)对光阻层310进行曝光和显影,由此可形成对金属片620的上表面进行选择性露出的开口部310x。此外,还对光阻层320进行曝光和显影,由此可形成对金属片620的下表面进行选择性露出的开口部320x。开口部310x和320x的形状和配置被形成为与图5的(a)所示的有底孔62x和62y的形状和配置相对应。
然后,在图6的(c)所示的步骤中,从金属片620的上表面侧对开口部310x内露出的金属片620进行半蚀刻,并从金属片620的下表面侧对开口部320x内露出的金属片620进行半蚀刻。据此,可在金属片620的上表面侧形成有底孔62x,并可在下表面侧形成有底孔62y。此外,由于上下表面(表里)上沿X方向交互配置的开口部310x和开口部320x在平面图中进行了部分重叠,所以重叠的部分相互连通,从而可形成细孔62z。金属片620的半蚀刻例如可使用氯化铁(ferric chloride)溶液。
接着,在图6的(d)所示的步骤中,藉由剥离液对光阻层310和320进行剥离。据此,完成了金属层62的制作。
之后,在图7的(a)所示的步骤中,准备两个没有形成孔部和沟部的固(solid)状的金属层61和66。此外,采用与形成金属层62时同样的方法形成金属层63、64、及65。例如,金属层63、64、及65中形成的有底孔和细孔的位置如图5所示。
接下来,在图7的(b)所示的步骤中,按照图7的(a)所示的顺序对各金属层进行层叠,并藉由加压和加热进行固相结合。据此可使相邻的金属层直接结合,从而完成了具有蒸发器10、冷凝器20、蒸气管30、及液管40的环路热管1的制作,其中,蒸发器10内形成了多孔质体60。接着,使用真空泵等对液管40内进行排气,然后从未图示的注入口将工作流体C注入液管40内,之后对注入口进行密封。
这里,固相结合是指,不使结合对象熔融,在固相(固体)状态下进行加热以使其软化,再通过加压以使其塑性变形从而对其进行结合的方法。需要说明的是,为了通过固相结合使相邻的金属层进行良好的结合,金属层61~66的材料优选为都相同。
这样,通过为使从各金属层的两个表面侧形成的有底孔进行部分连通从而在各金属层内设置了细孔的结构,可消除对形成有贯穿孔的金属层采用贯穿孔部分重叠的方式进行层叠的以往的细孔形成方法的问题点。即,不会出现对金属层进行层叠时的位置偏差、对多个金属层实施层叠时的加热处理时由金属层的膨胀和收缩引起的位置偏差等,由此可在金属层内形成一定大小的细孔。
据此,可防止发生细孔大小不均导致的基于细孔的毛细管力下降的问题,并可稳定地获得对蒸气Cv从蒸发器10至液管40的倒流进行抑制的效果。
此外,在对金属层进行层叠的部分,通过为使相邻的有底孔整体重叠的结构,还可使金属层之间的接触面积变大,由此可进行牢固的结合。
〈第1实施方式的变形例1〉
第1实施方式的变形例1中,示出了在第1实施方式的多孔质体的最外层中也形成有底孔的例子。需要说明的是,在第1实施方式的变形例1中,存在对与已经说明了的实施方式相同的构成部分的记载进行了省略的情况。
图8是蒸发器内设置的多孔质体的例示剖面图(其2),示出了与图4对应的剖面。图9是相邻的金属层的界面处的有底孔的配置的例示平面图(其1)。图9的(a)例示了金属层61和金属层62的界面处的有底孔的配置,图9的(b)例示了金属层65和金属层66的界面处的有底孔的配置。图9中,A-A线所示的部分相当于图8的剖面。
图8和图9所示的多孔质体60A是与多孔质体60同样地对金属层61~66的6层的金属层进行了层叠的结构,另外金属层62~65的结构也与多孔质体60相同。需要说明的是,多孔质体60A在第1层(一个最外层)的金属层61和第6层(另一个最外层)的金属层66内也形成了有底孔这点上与多孔质体60不同。
如图9的(a)所示,第1层的金属层61中形成了从下表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔61y。
当对金属层61和62在平面图中进行观察时,有底孔61y沿X方向配置的列和有底孔62x沿X方向配置的列沿Y方向交互配置。在沿Y方向交互配置的列中,相邻的列的有底孔61y和有底孔62x在平面图中部分重叠,重叠的部分相互连通从而形成了细孔61z。
需要说明的是,就用于形成细孔61z的相邻的有底孔61y和有底孔62x而言,其中心位置沿X方向进行了错开。换言之,用于形成细孔61z的有底孔61y和有底孔62x沿与X方向和Y方向倾斜的方向交互配置。有底孔61y和细孔61z的形状等例如可与有底孔62x和细孔62z的形状等相同。
如图8和图9的(b)所示,第6层的金属层66中形成了从上表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔66x。
当对金属层65和66在平面图中进行观察时,有底孔66x和有底孔65y在平面图中沿X方向交互配置。此外,有底孔66x和有底孔65y在平面图中沿Y方向交互配置。沿X方向交互配置的有底孔66x和有底孔65y在平面图中部分重叠,重叠的部分相互连通从而形成了细孔66z。沿Y方向交互配置的有底孔66x和有底孔65y被形成为具有预定的间隔,在平面图中不重叠。为此,沿Y方向交互配置的有底孔66x和有底孔65y不形成细孔。有底孔66x和细孔66z的形状等例如可与有底孔62x和细孔62z的形状等相同。
这样,多孔质体60A中,仅在成为一个最外层的金属层61的与金属层62相接的一侧形成有底孔61y,并使其与金属层62中形成的有底孔62x进行部分连通,由此设置了细孔61z。此外,仅在成为另一个最外层的金属层66的与金属层65相接的一侧形成有底孔66x,并使其与金属层65中形成的有底孔65y进行部分连通,由此设置了细孔66z。
据此,与多孔质体60的细孔的数量相比,可增加多孔质体60A的细孔的数量,从而可进一步提高基于细孔的毛细管力。其结果为,可进一步增大对蒸气Cv从蒸发器10至液管40的倒流进行抑制的效果。
需要说明的是,细孔61z和66z与以往一样形成在金属层之间,所以存在细孔的大小会出现偏差(不均)的情况。然而,基本的毛细管力已经被金属层62~65的各层内形成的各细孔进行了稳定的确保,并且细孔61z和66z是发挥进一步增加毛细管力的作用的细孔。因此,并不会发生以往那样的毛细管力不足的问题。
〈第1实施方式的变形例2〉
第1实施方式的变形例2中,示出了在相邻的金属层的界面处也形成细孔的例子。需要说明的是,在第1实施方式的变形例2中,存在对与已经说明了的实施方式相同的构成部分的记载进行了省略的情况。
图10是蒸发器内设置的多孔质体的例示剖面图(其3),示出了与图4对应的剖面。图11是第2层至第5层的各金属层中的有底孔的配置的例示平面图(其2)。图12是相邻的金属层的界面处的有底孔的配置的例示平面图(其2)。图12的(a)例示了金属层72和金属层73的界面处的有底孔的配置,图12的(b)例示了金属层73和金属层74的界面处的有底孔的配置,图12的(c)例示了金属层74和金属层75的界面处的有底孔的配置。图11和图12中,A-A线所示的部分相当于图10的剖面。
如图10所示,多孔质体70是对金属层71~76的6层的金属层进行了层叠的结构。金属层71~76的材料、厚度、结合方法等可与形成金属层61~66时相同。此外,金属层72~75中形成的有底孔和/或细孔的大小也可为与金属层62~65中形成的有底孔和/或细孔的大小相同。
多孔质体70中,第1层(一个最外层)的金属层71和第6层(另一个最外层)的金属层76内没有形成孔部和沟部。相对于此,如图10和图11的(a)所示,第2层的金属层72中形成了从上表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔72x,并形成了从下表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔72y。
有底孔72x和有底孔72y的位置关系与有底孔62x和有底孔62y的位置关系(参照图5的(a))相同。即,沿X方向交互配置的有底孔72x和有底孔72y在平面图中部分重叠,重叠的部分相互连通从而形成了细孔72z。沿Y方向交互配置的有底孔72x和有底孔72y被形成为具有预定的间隔,在平面图中不重叠。为此,沿Y方向交互配置的有底孔72x和有底孔72y并不形成细孔。
如图11的(b)所示,第3层的金属层73中形成了从上表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔73x,并形成从下表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔73y。
有底孔73x和有底孔73y在平面图中沿X方向交互配置。此外,有底孔73x和有底孔73y在平面图中沿Y方向交互配置。沿X方向交互配置的有底孔73x和有底孔73y在平面图中部分重叠,重叠的部分相互连通从而形成了细孔73z。沿Y方向交互配置的有底孔73x和有底孔73y被形成为具有预定的间隔,在平面图中不重叠。为此,沿Y方向交互配置的有底孔73x和有底孔73y不形成细孔。
需要说明的是,就金属层72中沿X方向交互配置的有底孔72x和有底孔72y的各孔的中心连线和金属层73中沿X方向交互配置的有底孔73x和有底孔73y的各孔的中心连线而言,在平面图中被配置为沿Y方向错开了大约各孔的半径大小的量。此外,就金属层72中沿Y方向交互配置的有底孔72x和有底孔72y的各孔的中心连线和金属层73中沿Y方向交互配置的有底孔73x和有底孔73y的各孔的中心连线而言,在平面图中被配置为沿X方向错开了大约各孔的半径大小的量。
为此,如图12的(a)所示,在金属层72和金属层73的界面处,有底孔72y和有底孔73x在平面图中部分重叠,重叠的部分相互连通从而形成了细孔77z。用于形成细孔77z的有底孔72y和有底孔73x沿与X方向和Y方向倾斜的方向交互配置。
如图10和图11的(c)所示,第4层的金属层74中形成了从上表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔74x,并形成了从下表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔74y。
有底孔74x和有底孔74y的位置关系与有底孔72x和有底孔72y的位置关系(参照图11的(a)参照)相同。即,沿X方向交互配置的有底孔74x和有底孔74y在平面图中部分重叠,重叠的部分相互连通从而形成了细孔74z。沿Y方向交互配置的有底孔74x和有底孔74y被形成为具有预定的间隔,在平面图中不重叠。为此,沿Y方向交互配置的有底孔74x和有底孔74y没有形成细孔。
如图12的(b)所示,在金属层73和金属层74的界面处,有底孔73y和有底孔74x在平面图中部分重叠,重叠的部分相互连通从而形成了细孔78z。用于形成细孔78z的有底孔73y和有底孔74x沿与X方向和Y方向倾斜的方向交互配置。
如图11的(d)所示,第5层的金属层75中形成了从上表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔75x,并形成了从下表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔75y。
有底孔75x和有底孔75y的位置关系与有底孔73x和有底孔73y的位置关系(参照图11的(b))相同。即,沿X方向交互配置的有底孔75x和有底孔75y在平面图中部分重叠,重叠的部分相互连通从而形成了细孔75z。沿Y方向交互配置的有底孔75x和有底孔75y被形成为具有预定的间隔,在平面图中不重叠。为此,沿Y方向交互配置的有底孔75x和有底孔75y不形成细孔。
如图12的(c)所示,在金属层74和金属层75的界面处,有底孔74y和有底孔75x在平面图中部分重叠,重叠的部分相互连通从而形成了细孔79z。用于形成细孔79z的有底孔74y和有底孔75x沿与X方向和Y方向倾斜的方向交互配置。
这样,多孔质体70内,金属层72~75中的相邻的金属层的界面处也设置了细孔。
据此,与多孔质体60的细孔的数量相比,可增加多孔质体70的细孔的数量,由此可进一步提高基于细孔的毛细管力。其结果为,可进一步增大对蒸气Cv从蒸发器10至液管40的倒流进行抑制的效果。
需要说明的是,相邻的金属层的界面处设置的细孔与以往一样存在大小会出现偏差(不均)的情况。然而,基本的毛细管力已经被金属层72~75的各层内形成的各细孔进行了稳定的确保,并且相邻的金属层的界面处设置的细孔是发挥进一步增加毛细管力的作用的细孔。因此,并不会发生以往那样的毛细管力不足的问题。
〈第1实施方式的变形例3〉
第1实施方式的变形例3中,示出了在第1实施方式的变形例2的多孔质体的最外层内也形成有底孔的例子。需要说明的是,在第1实施方式的变形例3中,存在对与已经说明了的实施方式相同的构成部分的记载进行了省略的情况。
图13是蒸发器内设置的多孔质体的例示剖面图(其4),示出了与图4对应的剖面。图14是相邻的金属层的界面处的有底孔的配置的例示平面图(其3)。图14的(a)例示了金属层71和金属层72的界面处的有底孔的配置,图14的(b)例示了金属层75和金属层76的界面处的有底孔的配置。图14中,A-A线所示的部分相当于图13的剖面。
图13和图14所示的多孔质体70A与多孔质体70同样也是对金属层71~76的6层的金属层进行了层叠的结构,另外金属层72~75的结构也与多孔质体70相同。需要说明的是,多孔质体70A在第1层(一个最外层)的金属层71和第6层(另一个最外层)的金属层76中也形成了有底孔这点上与多孔质体70不同。
如图14的(a)所示,第1层的金属层71中形成了从下表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔71y。有底孔71y和有底孔72x的位置关系与有底孔61y和有底孔62x的位置关系(参照图9的(a))相同,有底孔71y和有底孔72x在平面图中部分重叠,重叠的部分相互连通从而形成了细孔71z。
如图13和图14的(b)所示,第6层的金属层76中形成了从上表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔76x。
当对金属层75和76在平面图中进行观察时,有底孔75y沿X方向配置的列和有底孔76x沿X方向配置的列沿Y方向交互配置。在沿Y方向交互配置的列中,相邻的列的有底孔75y和有底孔76x在平面图中部分重叠,重叠的部分相互连通从而形成了细孔76z。
需要说明的是,就用于形成细孔76z的相邻的有底孔75y和有底孔76x而言,其中心位置沿X方向进行了错开。换言之,用于形成细孔76z的有底孔75y和有底孔76x沿与X方向和Y方向倾斜的方向交互配置。
这样,多孔质体70A中,仅在成为一个最外层的金属层71的与金属层72相接的一侧形成有底孔71y,并使其与金属层72中形成的有底孔72x进行部分连通,由此设置了细孔71z。此外,仅在成为另一个最外层的金属层76的与金属层75相接的一侧形成有底孔76x,并使其与金属层75中形成的有底孔75y进行部分连通,由此设置了细孔76z。
据此,与孔质体70的细孔的数量相比,可增加多孔质体70A的细孔的数量,由此可进一步提高基于细孔的毛细管力。其结果为,可进一步增大对蒸气Cv从蒸发器10至液管40的倒流进行抑制的效果。
需要说明的是,细孔71z和76z与以往一样形成在金属层之间,所以存在细孔的大小会发生偏差(不仅)的情况。然而,基本的毛细管力已经被金属层72~75的各层内形成的各细孔进行了稳定的确保,并且细孔71z和76z是发挥进一步增加毛细管力的作用的细孔。因此,并不会发生先前那样的毛细管力不足的问题。
〈第1实施方式的变形例4〉
图15是第1实施方式的变形例4的环路热管的蒸发器及其周围的平面图。需要说明的是,图15中示出了蒸发器10内的多孔质体60的平面形状,所以,成为多孔质体60的一个最外层的金属层(图4所示的金属层61)的图示被进行了省略。
图15所示的蒸发器10内的多孔质体60具有连接部60v和突起部60k。
连接部60v在平面图中设置在X方向的最靠近液管40的一侧(液管40与蒸发器10连接的一侧),并沿Y方向进行了延伸。连接部60v的液管40侧的表面的一部分与蒸发器10的管壁相接,剩余的一部分与液管40的流路内设置的多孔质体40t相连。此外,连接部60v的蒸气管30侧的表面的一部分与突起部60k连接,剩余的一部分则与空间80相接。
突起部60k在平面图中从连接部60v向蒸气管30侧进行了突起(图15中,突起部60k为一个)。
突起部60k的蒸气管30侧的端部与蒸发器10的管壁进行了分离。另一方面,突起部60k的液管40侧的端部介由连接部60v进行了连接。换言之,蒸发器10内的多孔质体60在平面图中为具有连接部60v和1个突起部60k的形状。蒸发器10内,在没有设置多孔质体60的区域形成了空间80。空间80与蒸气管30的流路相连。
这样,蒸发器10内的多孔质体60的平面形状也可不为图3所示的栉齿状,而可为图15所示的具有连接部60v和1个突起部60k的形状。或者,还可为图3和图15之外的形状。总之,只要在蒸发器10内具有用于使工作流体C进行渗透的多孔质体和用于使气化了的蒸气Cv流向蒸气管30的空间的形状即可。
〈第2实施方式〉
第2实施方式中,对除了在蒸发器内还在液管内也设置多孔质体的例子进行说明。需要说明的是,在第2实施方式中,存在对与已经说明了的实施方式相同的构成部分的记载进行了省略的情况。
图16是液管内设置的多孔质体的例示剖面图,示出了沿图1的B-B线的剖面。如图16所示,液管40内设置了与蒸发器10同样的多孔质体60。此外,在多孔质体60的两个侧面和两侧的管壁面60x(金属层62~65的内壁面)之间还形成了供工作流体C流动的流路50。
用于构成多孔质体60的有底孔的至少一部分与流路50连通。据此,工作流体C可渗透至多孔质体60内。此外,多孔质体60由于设置在了液管40的大致中央处,所以可作为支柱而发挥作用。据此,例如可防止固相结合时的加压所导致的液管40的压扁。
液管40内设置的多孔质体60原则上与蒸发器10内设置的多孔质体60相同。例如,金属层62~65中形成的有底孔和细孔的位置可与图4和图5相同。所以,这里参照第1实施方式中使用的附图对液管40内设置的多孔质体60进行说明。
多孔质体60例如可为对金属层61~66的6层进行了层叠的结构。金属层61~66例如为热传导性较优的铜层,并藉由固相结合等相互之间进行了直接结合。金属层61~66的每个层的厚度例如可为50μm~200μm左右。需要说明的是,金属层61~66并不限定于铜层,也可由不锈钢层、铝层、镁合金层等形成。此外,对金属层的层叠数量也无限定,还可对5层以下或7层以上的金属层进行层叠。
多孔质体60中,第1层(一个最外层)的金属层61和第6层(另一个最外层)的金属层66内没有形成孔部和沟部。相对于此,如图4和图5的(a)所示,第2层的金属层62中形成了从上表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔62x,并形成了从下表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔62y。
有底孔62x和有底孔62y在平面图中沿X方向交互配置。此外,有底孔62x和有底孔62y在平面图中沿Y方向交互配置。沿X方向交互配置的有底孔62x和有底孔62y在平面图中部分重叠,重叠的部分进行连通从而形成了细孔62z。沿Y方向交互配置的有底孔62x和有底孔62y被形成为具有预定的间隔,在平面图中不重叠。为此,沿Y方向交互配置的有底孔62x和有底孔62y并不形成细孔。
有底孔62x和62y例如可为直径100~300μm左右的圆形,但也可为椭圆形、多边角形等的任意的形状。有底孔62x和62y的深度例如可为金属层62的厚度的一半左右。相邻的有底孔62x的间隔L1例如可为100~400μm左右。相邻的有底孔62y的间隔L2例如可为100~400μm左右。
有底孔62x和62y的内壁可为从底面侧朝向开口侧宽度渐增的锥形形状。然而,并不限定于此,有底孔62x和62y的内壁也可与底面垂直。细孔62z的短边方向的宽度W3例如可为10~50μm左右。此外,细孔62z的长边方向的宽度W4例如可为50~150μm左右。
如图4和图5的(b)所示,第3层的金属层63中形成了从上表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔63x,并形成了从下表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔63y。
金属层63中,仅由有底孔63x沿X方向配置的列和仅由有底孔63y沿X方向配置的列沿Y方向交互配置。沿Y方向交互配置的列中,相邻的列的有底孔63x和有底孔63y在平面图中部分重叠,重叠的部分进行连通从而形成了细孔63z。
需要说明的是,就用于形成细孔63z的相邻的有底孔63x和有底孔63y而言,其中心位置沿X方向进行了错开。换言之,用于形成细孔63z的有底孔63x和有底孔63y沿与X方向和Y方向倾斜的方向交互配置。有底孔63x和63y及细孔63z的形状等例如可与有底孔62x和62y及细孔62z的形状等相同。
金属层62的有底孔62y和金属层63的有底孔63x在平面图中形成在重叠位置处。为此,金属层62和金属层63的界面处不形成细孔。
如图4和图5的(c)所示,第4层的金属层64内形成了从上表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔64x,并形成从下表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔64y。
有底孔64x和有底孔64y在平面图中沿X方向交互配置。此外,有底孔64x和有底孔64y在平面图中沿Y方向交互配置。沿X方向交互配置的有底孔64x和有底孔64y在平面图中部分重叠,重叠的部分进行连通从而形成了细孔64z。沿Y方向交互配置的有底孔64x和有底孔64y被形成为具有预定的间隔,在平面图中不重叠。为此,沿Y方向交互配置的有底孔64x和有底孔64y不形成细孔。有底孔64x和64y及细孔64z的形状等例如可与有底孔62x和62y及细孔62z的形状等相同。
金属层63的有底孔63y和金属层64的有底孔64x在平面图中形成在重叠位置处。为此,金属层63和金属层64的界面处不形成细孔。
如图4和图5的(d)所示,第5层的金属层65中形成了从上表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔65x,并形成了从下表面侧凹陷至厚度方向的大致中央部的多个有底孔65y。
金属层65中,仅由有底孔65x沿X方向配置的列和仅由有底孔65y沿X方向配置的列沿Y方向交互配置。沿Y方向交互配置的列中,相邻的列的有底孔65x和有底孔65y在平面图中部分重叠,重叠的部分进行连通从而形成了细孔65z。
需要说明的是,就用于形成细孔65z的相邻的有底孔65x和有底孔65y而言,其中心位置沿X方向进行了错开。换言之,用于形成细孔65z的有底孔65x和有底孔65y沿与X方向和Y方向倾斜的方向交互配置。有底孔65x和65y及细孔65z的形状等例如可与有底孔62x和62y及细孔62z的形状等相同。
金属层64的有底孔64y和金属层65的有底孔65x在平面图中形成在重叠位置处。为此,金属层64和金属层65的界面处不形成细孔。
各金属层中形成的细孔之间相互连通,并且相互连通的细孔在多孔质体60内沿三维进行了扩展。为此,工作流体C藉由毛细管力可在相互连通的细孔内沿三维蔓延。
需要说明的是,对在液管40内的哪个部位设置多孔质体60并无特别限定,但优选采用从液管40的管壁开始隔开预定间隔的方式设置多孔质体60。据此,可在管壁和多孔质体60之间形成工作流体C进行流动的微细流路50,故工作流体C就可在液管40内容易地进行流动。
这样,液管40内设置了多孔质体60,并且多孔质体60沿液管40延伸至蒸发器10的附近(近傍)。据此,藉由多孔质体60所生成的毛细管力,液管40内的液相的工作流体C就可被诱导至蒸发器10。
其结果为,即使出现了蒸发器10的热泄漏等导致蒸气Cv要倒流至液管40的情况,基于多孔质体60并作用于液相的工作流体C的毛细管力也会将蒸气Cv按压回去,由此可防止蒸气Cv的倒流。
另外,蒸发器10内也设置了多孔质体60。液相的工作流体C会渗透至蒸发器10内的多孔质体60中的靠近液管40的部分。此时,来自多孔质体60并作用于工作流体C的毛细管力可变为使工作流体C在环路热管1内进行循环的泵送力。
而且,该毛细管力可抵抗蒸发器10内的蒸气Cv,所以还可抑制蒸气Cv向液管40的倒流。
需要说明的是,尽管液管40上还形成了用于使工作流体C注入的注入口(未图示),但注入口被密封部件进行了堵塞,所以也可保持环路热管1内的气密性。
[第2实施方式的环路热管的制造方法]
接着,以多孔质体的制造步骤为中心对第2实施方式的环路热管的制造方法进行说明。
首先,与图6的(a)所示的步骤同样地,准备一个被形成为如图1所示的平面形状的金属片620。然后,在金属片620的上表面上形成光阻层310,并在金属片620的下表面上形成光阻层320。金属片620是最终成为金属层62的部件,例如可由铜、不锈钢、铝、镁合金等形成。金属片620的厚度例如可为50μm~200μm左右。作为光阻层310和320,例如可使用感光性干膜光阻等。
接着,与图6的(b)所示的步骤同样地,在金属片620的要形成多孔质体60的区域(成为蒸发器10和液管40的区域)对光阻层310进行曝光和显影,由此可形成使金属片620的上表面选择性露出的开口部310x。此外,还对光阻层320进行曝光和显影,藉此可形成使金属片620的下表面选择性露出的开口部320x。就开口部310x和320x的形状和配置而言,可被形成为与图5的(a)所示的有底孔62x和62y的形状和配置相对应。
之后,与图6的(c)所示的步骤同样地,从金属片620的上表面侧对开口部310x内露出的金属片620进行半蚀刻,并从金属片620的下表面侧对开口部320x内露出的金属片620进行半蚀刻。据此,可在金属片620的上表面侧形成有底孔62x,并可在下表面侧形成有底孔62y。此外,由于上下表面(表里)上沿X方向交互配置的开口部310x和开口部320x在平面图中部分重叠,所以重叠的部分相互连通,从而可形成细孔62z。金属片620的半蚀刻例如可使用氯化铁溶液。
接着,与图6的(d)所示的步骤同样地,藉由剥离液对光阻层310和320进行剥离。据此,完成了金属层62的制作。
然后,与图7的(a)所示的步骤同样地,准备两个没有形成孔部和沟部的固状的金属层61和66。此外,采用与形成金属层62时同样的方法形成金属层63、64、及65。例如,金属层63、64、及65内形成的有底孔和细孔的位置如图5所示。
接着,与图7的(b)所示的步骤同样地,按照图7的(a)所示的顺序对各金属层进行层叠,并通过加压和加热进行固相结合。据此,相邻的金属层被直接结合,由此完成了具有蒸发器10、冷凝器20、蒸气管30、及液管40的环路热管1的制作,其中,蒸发器10和液管40内还形成了多孔质体60。此外,通过从液管40的管壁留有间隔地设置多孔质体60,可在管壁和多孔质体60之间也形成供工作流体C流动的微细流路50。接下来,使用真空泵等对液管40内进行排气后,从未图示的注入口向液管40内注入工作流体C,然后对注入口进行密封。
这样,通过为使从各金属层的两个表面侧形成的有底孔进行部分连通从而在各金属层内设置了细孔的结构,可消除对形成有贯穿孔的金属层采用贯穿孔部分重叠的方式进行层叠的以往的细孔形成方法的问题点。即,不会出现对金属层进行层叠时的位置偏差、对多个金属层实施层叠时的加热处理时由金属层的膨胀和收缩引起的位置偏差等,由此可在金属层内形成一定大小的细孔。
据此,可防止出现细孔大小不均导致的基于细孔的毛细管力下降的问题,并可稳定地获得对蒸气Cv从蒸发器10至液管40的倒流进行抑制的效果。
此外,在对金属层进行层叠的部分,通过为使相邻的有底孔整体重叠的结构,还可使金属层之间的接触面积变大,由此可进行牢固的结合。
需要说明的是,就液管内的多孔质体而言,也可与第1实施方式的变形例1、第1实施方式的变形例2、及第1实施方式的变形例3同样地对其进行变形。此外,还可仅在液管内设置多孔质体。
〈第2实施方式的变形例1〉
液管内设置的多孔质体60可被变形为与图8和图9所示的多孔质体60A相同的形状。就图8和图9而言,由于是与已经说明了的第1实施方式的变形例1相同的构成,所以这里对其说明进行了省略。
〈第2实施方式的变形例2〉
液管内设置的多孔质体60也可被变形为与图10、图11、及图12所示的多孔质体70相同的形状。就图10、图11、及图12而言,由于是与已经说明了的第1实施方式的变形例2相同的构成,所以这里对其说明进行了省略。
〈第2实施方式的变形例3〉
液管内设置的多孔质体60还可被变形为与图13和图14所示的多孔质体70A相同的形状。就图13和图14而言,由于是与已经说明了的第1实施方式的变形例3相同的构成,所以这里对其说明进行了省略。
接着,对第1实施方式(多孔质体60)和第1实施方式的变形例1~3(多孔质体60A、70、70A)、及第2实施方式(多孔质体60)和第2实施方式的变形例1~3(多孔质体60A、70、70A)的实施方式的变形例进行说明。
〈变形例1〉
变形例1中示出了剖面形状不同的有底孔的例子。需要说明的是,在变形例1中,存在对与已经说明了的实施方式相同的构成部分的记载进行了省略的情况。
图17是金属层中设置的有底孔的形状的例示图,图17的(a)是剖面图,图17的(b)是平面图,图17的(c)是仅对有底孔进行表示的斜视图。如图17所示,金属层62中可使有底孔62x和62y为内壁面由曲面(弯曲面)构成的凹状(凹形形状)。
作为内壁面由曲面构成的凹状,例如可列举出剖面形状为大致半圆形或大致半椭圆形的凹状。这里,大致半圆形是指,不仅包括将真圆(perfect circle)进行二等分而得的半圆形状,还包含例如圆弧大于或小于半圆的圆弧形状。此外,大致半椭圆形是指,不仅包括将椭圆进行二等分而得的半椭圆形状,还包括例如圆弧大于或小于半椭圆的圆弧形状。
如果藉由上下表面(表里)的有底孔进行重叠而形成的细孔的直径变大,则对工作流体进行吸引的毛细管力会下降,导致液体的流动性变差,所以细孔的直径较小为佳。通过使有底孔的形状为内壁面由曲面构成的凹状,如图18所示,在仍使藉由表里的有底孔进行重叠而形成的细孔保持小径的情况下,与壁面被垂直形成的有底孔92x和92y的情况相比,可增加有底孔的体积。其结果为,有底孔本身的空间体积变大,可获得较高的空隙率,所以可减小多孔质体内的压力损失。
此外,如图19所示,在金属层62中通过形成剖面形状为矩形或具有角部的锥形形状的有底孔68x和68y从而设置细孔68z的情况下,工作流体会停留在有底孔68x和68y的底面和侧面相交的角部D,导致液体的流动性下降。通过如图17所示的有底孔62x和62y那样使有底孔的形状为内壁面由曲面构成的凹状,可使有底孔的角部消失,所以可提高液体的流动性。
需要说明的是,有底孔62x和有底孔62y的深度也可不相同。例如,如
图20所示可使有底孔62x的深度比有底孔62y的深度还深。此情况下,通过使尤其是水(液体)因自重而容易积存的下表面侧的孔部较浅,可将不均匀性导入液流,由此可促进基于毛细管现象的水(液体)的移动,进而可防止液流完全停止。据此可实现散热性的稳定和提高。需要说明的是,根据需要也可使有底孔62y的深度比有底孔62x的深度还深。
以上尽管以金属层62为例进行了说明,但金属层63~65也可为与结合图17、图18、图20所说明的金属层62相同的结构。
接着,对第1实施方式(多孔质体60)和第1实施方式的变形例1~5(多孔质体60A、70、70A)、第2实施方式(多孔质体60)和第2实施方式的变形例1~4(多孔质体60A、70、70A)、及变形例1的实施方式的其他实施方式进行说明。
〈其他实施方式1〉
其他实施方式1中示出了多孔质体具有大小不同的有底孔的例子。需要说明的是,在其他实施方式1中,存在对与已经说明了的实施方式相同的构成部分的记载进行了省略的情况。
图21是在1个金属层中设置大小不同的有底孔的例子的示意图。如图21所示,例如可使金属层62中的有底孔62y的大小(size)比有底孔62x的大小还大。或者,也可使有底孔62y的大小比有底孔62x的大小还小。此外,还可使相邻的金属层中的一方的有底孔的大小与另一方的有底孔的大小不同。例如,可使金属层62的有底孔62y的大小与金属层63的有底孔63x的大小不同。
这样,通过改变上下相邻的有底孔的大小,可改变藉由上下相邻的有底孔而形成的细孔的大小,所以可对来自多孔质体60并作用于工作流体C的毛细管力进行调节。此外,通过对一部分有底孔的尺寸(size)进行大型化,由于空间体积变大了,所以也可减小有底孔内流动的工作流体C的压力损失。
〈其他实施方式2〉
其他实施方式2中示出了在蒸发器内的多孔质体和液管内的多孔质体中设置大小不同的有底孔的例子。需要说明的是,在其他实施方式2中,存在对与已经说明了的实施方式相同的构成部分的记载进行了省略的情况。
图22是在蒸发器内的多孔质体和液管内的多孔质体中设置大小不同的有底孔的例子的示意图。如图22所示,例如可使蒸发器10内的金属层62的有底孔62x的大小与液管40内的金属层62的有底孔62x的大小不同。
例如,可使蒸发器10内的金属层62的有底孔62x的大小比液管40内的金属层62的有底孔62x的大小还小。据此,液管40内,工作流体C可在较大的有底孔62x内顺畅流动,并可使工作流体C快速移动至蒸发器10。此外,蒸发器10内,基于较小的有底孔62x的毛细管力可作为一种止回阀(防止流体逆流的阀)而对液相的工作流体C发生作用,由此可有效地抑制蒸气Cv的倒流。
〈其他实施方式3〉
其他实施方式3中示出了针对1个有底孔设置多个细孔的例子。需要说明的是,在其他实施方式3中,存在对与已经说明了的实施方式相同的构成部分的记载进行了省略的情况。
图23是针对1个有底孔设置多个细孔的例子的示意图。如图23所示,例如金属层62中可使有底孔62x的大小比有底孔62y的大小还大,并可使多个有底孔62y在平面图中配置在有底孔62x的周围。据此,有底孔62x和各有底孔62y在平面图中部分重叠,由此可针对1个有底孔62x形成多个细孔62z。
这样,通过针对1个有底孔形成多个细孔,即使在单一金属层内细孔之间也可相互连通,所以工作流体C藉由毛细管力可在相互连通的细孔内容易地进行蔓延。此外,通过使一部分有底孔的尺寸大型化,由于空间体积变大了,所以也可减小有底孔内流动的工作流体C的压力损失。
以上尽管以金属层62为例进行了说明,但金属层63~65也可为与结合图21~图23所说明的金属层62相同的结构。
〈其他实施方式4〉
其他实施方式4中示出了多孔质体除了有底孔还具有沟部的例子。需要说明的是,在其他实施方式4中,存在对与已经说明了的实施方式相同的构成部分的记载进行了省略的情况。
图24是在1个金属层上设置有底孔和沟部的例子的示意图。如图24所示,例如可在金属层62中设置从上表面侧凹陷至中央部侧的沟部82x和从下表面侧凹陷至中央部侧的沟部82y。图24中,藉由1个沟部82x对相邻的有底孔62x进行了连通,并藉由1个沟部82y对相邻的有底孔62y进行了连通。沟部82x和82y可与有底孔同样地通过半蚀刻来形成。需要说明的是,沟部82x和沟部82y并没有进行连通。
这样,通过使相邻的有底孔介由沟部进行连通,可辅助工作流体C的渗透性。需要说明的是,即使在仅设置了沟部82x和沟部82y中的任意一个的情况下也可获得一定的效果。
以上尽管以金属层62为例进行了说明,但金属层63~65也可为与结合图24所说明的金属层62相同的结构。
以上尽管对较佳实施方式进行了详细说明,但并不限定于上述实施方式,只要不脱离权利要求书记载的范围,还可对上述实施方式进行各种各样的变形和置换。
例如,有底孔的配置并不限定于上述实施方式(平面图),还可对其进行各种各样的变形和变更。
此外,例如多孔质体的突起部也可不形成在层叠金属层中的除了最外层之外的所有金属层上。例如,在金属层为6层层叠结构的情况下,可仅在第3层和第5层上形成突起部。
基于上述,提供一种环路热管,具有:使工作流体的气化的蒸发器;对所述工作流体进行液化的冷凝器;对所述蒸发器和所述冷凝器进行连接的液管;设置在所述工作流体或由所述工作流体气化而成的蒸气进行流动的流路内的多孔质体;及对所述蒸发器和所述冷凝器进行连接并与所述液管一起形成环路的蒸气管。所述多孔质体包括第1金属层,所述第1金属层具备:从一个表面侧凹陷的第1有底孔;从另一个表面侧凹陷的第2有底孔;及藉由所述第1有底孔和所述第2有底孔部分连通而形成的细孔。所述第1有底孔和所述第2有底孔为内壁面由曲面构成的凹状。
所述第1有底孔和所述第2有底孔中的一个有底孔比另一个有底孔深。
所述多孔质体设置在所述液管内。
所述多孔质体设置在所述蒸发器内。
所述多孔质体还包含与所述第1金属层相邻的第2金属层,述第2金属层具备:从一个表面侧凹陷的第1有底孔;从另一个表面侧凹陷的第2有底孔;及藉由所述第1有底孔和所述第2有底孔部分连通而形成的细孔。所述第1金属层的所述第2有底孔和所述第2金属层的所述第1有底孔部分连通从而形成细孔。
所述多孔质体还包括与所述第1金属层相邻的第2金属层,所述第2金属层具备:从一个表面侧凹陷的第1有底孔;从另一个表面侧凹陷的第2有底孔;及藉由所述第1有底孔和所述第2有底孔部分连通而形成的细孔。所述第1金属层的所述第2有底孔和所述第2金属层的所述第1有底孔在平面图中形成于重叠位置。
所述多孔质体还包括被层叠在所述第1金属层的一个表面上并成为一个最外层的金属层,成为所述一个最外层的金属层具备从与所述第1金属层的一个表面相接的表面侧凹陷的第3有底孔,所述第3有底孔和所述第1金属层的所述第1有底孔部分连通从而形成细孔。
所述多孔质体还包括成为另一个最外层的金属层,成为所述另一个最外层的金属层具备从与相邻的金属层相接的表面侧凹陷的第4有底孔,所述第4有底孔和所述相邻的金属层的在成为所述另一个最外层的金属层侧形成的有底孔部分连通从而形成细孔。
另外,还提供一种环路热管的制造方法,其中,在形成使工作流体气化的蒸发器、对所述工作流体进行液化的冷凝器、对所述蒸发器和所述冷凝器进行连接的液管、及对所述蒸发器和所述冷凝器进行连接并与所述液管一起形成环路的蒸气管的步骤中,在所述工作流体或由所述工作流体气化而成的蒸气进行流动的流路内形成多孔质体。所述多孔质体的形成步骤包括:形成用于构成所述多孔质体的第1金属层的步骤。所述第1金属层的形成步骤包括:对金属片从一个表面侧进行半蚀刻从而形成第1有底孔的步骤;及对所述金属片从另一个表面侧进行半蚀刻以形成用于与所述第1有底孔进行部分连通从而形成细孔的第2有底孔的步骤。所述第1有底孔和所述第2有底孔被形成为内壁面由曲面构成的凹状。
所述多孔质体的形成步骤还包括:形成与所述第1金属层相邻的第2金属层的步骤,所述第2金属层的形成步骤包括:对金属片从一个表面侧进行半蚀刻从而形成第1有底孔的步骤;及对所述金属片从另一个表面侧进行半蚀刻以形成用于与所述第1有底孔进行部分连通从而形成细孔的第2有底孔的步骤。所述第1金属层的所述第2有底孔和所述第2金属层的所述第1有底孔部分连通从而形成细孔。
所述多孔质体的形成步骤还包括:形成与所述第1金属层相邻的第2金属层的步骤,所述第2金属层的形成步骤包括:对金属片从一个表面侧进行半蚀刻从而形成第1有底孔的步骤;及对所述金属片从另一个表面侧进行半蚀刻以形成用于与所述第1有底孔进行部分连通从而形成细孔的第2有底孔的步骤。所述第1金属层的所述第2有底孔和所述第2金属层的所述第1有底孔在平面图中形成于重叠位置。
所述多孔质体的形成步骤还包括:形成被层叠在所述第1金属层的一个表面上并成为一个最外层的金属层的步骤。成为所述一个最外层的金属层的形成步骤包括:对金属片从与所述第1金属层的一个表面相接的表面侧进行半蚀刻从而形成第3有底孔的步骤。所述第3有底孔和所述第1金属层的所述第1有底孔部分连通从而形成细孔。
所述多孔质体的形成步骤还包括:对成为另一个最外层的金属层进行形成的步骤。对成为所述另一个最外层的金属层进行形成的步骤包括:对金属片从与相邻的金属层相接的表面侧进行半蚀刻从而形成第4有底孔的步骤。所述第4有底孔和所述相邻的金属层的在成为所述另一个最外层的金属层侧形成的有底孔部分连通从而形成细孔。
以上对本发明的实施方式进行了说明,但是上述内容并不是对本发明的内容进行限定的内容。
Claims (13)
1.一种环路热管,具有:
使工作流体的气化的蒸发器;
对所述工作流体进行液化的冷凝器;
对所述蒸发器和所述冷凝器进行连接的液管;
设置在所述工作流体或由所述工作流体气化而成的蒸气进行流动的流路内的多孔质体;及
对所述蒸发器和所述冷凝器进行连接并与所述液管一起形成环路的蒸气管,
所述多孔质体包括第1金属层,
所述第1金属层具备
从一个表面侧凹陷的第1有底孔;
从另一个表面侧凹陷的第2有底孔;及
藉由所述第1有底孔和所述第2有底孔部分连通而形成的细孔,
其中,所述第1有底孔和所述第2有底孔为内壁面由曲面构成的凹状。
2.如权利要求1所述的环路热管,其中,
所述第1有底孔和所述第2有底孔中的一个有底孔比另一个有底孔深。
3.如权利要求1或2所述的环路热管,其中,
所述多孔质体设置在所述液管内。
4.如权利要求1或2所述的环路热管,其中,
所述多孔质体设置在所述蒸发器内。
5.如权利要求1或2所述的环路热管,其中,
所述多孔质体还包含与所述第1金属层相邻的第2金属层,
所述第2金属层具备
从一个表面侧凹陷的第1有底孔;
从另一个表面侧凹陷的第2有底孔;及
藉由所述第1有底孔和所述第2有底孔部分连通而形成的细孔,
其中,所述第1金属层的所述第2有底孔和所述第2金属层的所述第1有底孔部分连通从而形成细孔。
6.如权利要求1或2所述的环路热管,其中,
所述多孔质体还包括与所述第1金属层相邻的第2金属层,
所述第2金属层具备
从一个表面侧凹陷的第1有底孔;
从另一个表面侧凹陷的第2有底孔;及
藉由所述第1有底孔和所述第2有底孔部分连通而形成的细孔,
其中,所述第1金属层的所述第2有底孔和所述第2金属层的所述第1有底孔在平面图中形成于重叠位置。
7.如权利要求1或2所述的环路热管,其中,
所述多孔质体还包括被层叠在所述第1金属层的一个表面上并成为一个最外层的金属层,
成为所述一个最外层的金属层具备从与所述第1金属层的一个表面相接的表面侧凹陷的第3有底孔,
所述第3有底孔和所述第1金属层的所述第1有底孔部分连通从而形成细孔。
8.如权利要求7所述的环路热管,其中,
所述多孔质体还包括成为另一个最外层的金属层,
成为所述另一个最外层的金属层具备从与相邻的金属层相接的表面侧凹陷的第4有底孔,
所述第4有底孔和所述相邻的金属层的在成为所述另一个最外层的金属层侧形成的有底孔部分连通从而形成细孔。
9.一种环路热管的制造方法,其中,
在形成使工作流体气化的蒸发器、对所述工作流体进行液化的冷凝器、对所述蒸发器和所述冷凝器进行连接的液管、及对所述蒸发器和所述冷凝器进行连接并与所述液管一起形成环路的蒸气管的步骤中,在所述工作流体或由所述工作流体气化而成的蒸气进行流动的流路内形成多孔质体,
所述多孔质体的形成步骤包括
形成用于构成所述多孔质体的第1金属层的步骤,
所述第1金属层的形成步骤包括
对金属片从一个表面侧进行半蚀刻从而形成第1有底孔的步骤;及
对所述金属片从另一个表面侧进行半蚀刻以形成用于与所述第1有底孔进行部分连通从而形成细孔的第2有底孔的步骤,
其中,所述第1有底孔和所述第2有底孔被形成为内壁面由曲面构成的凹状。
10.如权利要求9所述的环路热管的制造方法,其中,
所述多孔质体的形成步骤还包括
形成与所述第1金属层相邻的第2金属层的步骤,
所述第2金属层的形成步骤包括
对金属片从一个表面侧进行半蚀刻从而形成第1有底孔的步骤;及
对所述金属片从另一个表面侧进行半蚀刻以形成用于与所述第1有底孔进行部分连通从而形成细孔的第2有底孔的步骤,
其中,所述第1金属层的所述第2有底孔和所述第2金属层的所述第1有底孔部分连通从而形成细孔。
11.如权利要求9所述的环路热管的制造方法,其中,
所述多孔质体的形成步骤还包括
形成与所述第1金属层相邻的第2金属层的步骤,
所述第2金属层的形成步骤包括
对金属片从一个表面侧进行半蚀刻从而形成第1有底孔的步骤;及
对所述金属片从另一个表面侧进行半蚀刻以形成用于与所述第1有底孔进行部分连通从而形成细孔的第2有底孔的步骤,
其中,所述第1金属层的所述第2有底孔和所述第2金属层的所述第1有底孔在平面图中形成于重叠位置。
12.如权利要求9至11中的任一项所述的环路热管的制造方法,其中,
所述多孔质体的形成步骤还包括
形成被层叠在所述第1金属层的一个表面上并成为一个最外层的金属层的步骤,
成为所述一个最外层的金属层的形成步骤包括
对金属片从与所述第1金属层的一个表面相接的表面侧进行半蚀刻从而形成第3有底孔的步骤,
其中,所述第3有底孔和所述第1金属层的所述第1有底孔部分连通从而形成细孔。
13.如权利要求12所述的环路热管的制造方法,其中,
所述多孔质体的形成步骤还包括
对成为另一个最外层的金属层进行形成的步骤,
对成为所述另一个最外层的金属层进行形成的步骤包括
对金属片从与相邻的金属层相接的表面侧进行半蚀刻从而形成第4有底孔的步骤,
其中,所述第4有底孔和所述相邻的金属层的在成为所述另一个最外层的金属层侧形成的有底孔部分连通从而形成细孔。
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