JP6917006B2 - ベーパーチャンバ、ベーパーチャンバ用金属シートおよびベーパーチャンバの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、作動液が密封された密封空間を有するベーパーチャンバ、ベーパーチャンバ用金属シートおよびベーパーチャンバの製造方法に関する。

携帯端末やタブレット端末といったモバイル端末等で使用される中央演算処理装置（ＣＰＵ）等の発熱を伴うデバイスの冷却のために、ベーパーチャンバ（ヒートパイプとも言う）が使用されている（例えば、特許文献１乃至４参照）。ベーパーチャンバ内には、作動液が封入されており、この作動液がデバイスの熱を吸収して外部に放出することで、デバイスの冷却を行っている。

より具体的には、ベーパーチャンバ内の作動液は、デバイスに近接した部分（蒸発部）でデバイスから熱を受けて蒸発して蒸気になり、その後蒸気が、蒸発部から離れた位置に移動して冷却され、凝縮して液状になる。液状になった作動液は、ベーパーチャンバ内の流路を通過して蒸発部に輸送され、再び蒸発部で熱を受けて蒸発する。このようにして、作動液が、相変化、すなわち蒸発と凝縮とを繰り返しながらベーパーチャンバ内を還流することによりデバイスの熱を移動させ、熱輸送効率を高めている。

特開平１１−３１７６８号公報 特開２００７−２１２０２８号公報 特開２０１５−５９６９３号公報 特開２０１６−１７７０２号公報

ところで、ベーパーチャンバにおいては、デバイスが取り付けられる面とは反対側の面は、放熱面として構成されている。すなわち、ベーパーチャンバを構成する金属シートがデバイスから受け取る熱は、この放熱面から外部に放出される。このため、放熱面から熱を放出する際に熱抵抗が存在すると、効率良く熱輸送を行うことが困難になり得る。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、熱輸送効率を向上させることができるベーパーチャンバ、ベーパーチャンバ用金属シートおよびベーパーチャンバの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、
作動液が封入された密封空間を有し、被冷却装置を冷却するベーパーチャンバであって、
前記密封空間を画定する空間画定面と、
前記被冷却装置から熱を受ける受熱面と、
前記密封空間に対して前記受熱面の側とは反対側に設けられた放熱面と、
前記放熱面の少なくとも一部に設けられ、前記空間画定面の表面粗さよりも大きい表面粗さを有する粗面化部と、を備えた、ベーパーチャンバ、
を提供する。

なお、上述したベーパーチャンバにおいて、前記粗面化部は、前記受熱面の少なくとも一部にも設けられている、ようにしてもよい。

また、上述したベーパーチャンバにおいて、前記粗面化部は、材料の結晶の粒界面によって粗面化されている、ようにしてもよい。

また、上述したベーパーチャンバにおいて、前記粗面化部は、複数の電着物によって粗面化されている、ようにしてもよい。

また、上述したベーパーチャンバにおいて、前記放熱面から前記受熱面に延びる周縁外側面を更に備え、前記粗面化部は、前記周縁外側面にも設けられている、ようにしてもよい。

また、上述したベーパーチャンバにおいて、前記受熱面を有する第１金属シートと、前記第１金属シート上に設けられ、前記放熱面を有する第２金属シートと、を更に備え、前記第１金属シートと前記第２金属シートとの間に前記密封空間が形成されている、ようにしてもよい。

また、本発明は、
作動液が封入された密封空間を有し、被冷却装置を冷却するベーパーチャンバのためのベーパーチャンバ用金属シートであって、
前記密封空間の少なくとも一部が形成された第１面と、
前記密封空間を画定する空間画定面と、
前記第１面とは反対側に設けられた第２面と、
前記第２面の少なくとも一部に設けられ、前記空間画定面の表面粗さよりも大きい表面粗さを有する粗面化部と、を備えた、ベーパーチャンバ用金属シート、
を提供する。

また、本発明は、
作動液が封入された密封空間を有し、被冷却装置を冷却するベーパーチャンバの製造方法であって、
前記被冷却装置が取り付けられる第１金属シートと、第２金属シートとを準備する準備工程と、
前記第１金属シートおよび前記第２金属シートのうちの少なくとも一方に前記密封空間を画定する空間画定面を形成する画定面形成工程と、
粗面化部を形成する粗面化工程と、
前記第１金属シートと前記第２金属シートとを接合し、前記第１金属シートと前記第２金属シートとの間に前記密封空間を形成する接合工程と、
前記密封空間に前記作動液を封入する封入工程と、を備え、
前記第２金属シートは、前記密封空間の一部を画定する空間画定面と、前記被冷却装置の側とは反対側に設けられた放熱面と、を有し、
前記粗面化部は、前記空間画定面の表面粗さよりも大きい表面粗さを有し、
前記粗面化部を形成する工程において、前記粗面化部は、前記放熱面の少なくとも一部に形成される、ベーパーチャンバの製造方法、
を提供する。

なお、上述したベーパーチャンバの製造方法において、前記粗面化工程は、前記画定面形成工程と前記接合工程との間に行われる、ようにしてもよい。

また、上述したベーパーチャンバの製造方法において、前記粗面化工程は、前記封入工程の後に行われる、ようにしてもよい。

また、上述したベーパーチャンバの製造方法において、前記粗面化工程において、前記粗面化部は、ハーフエッチングによって形成される、ようにしてもよい。

また、上述したベーパーチャンバの製造方法において、前記粗面化工程において、前記放熱面に、パターン状のレジスト膜が形成され、その後、前記レジスト膜のレジスト開口から前記放熱面をハーフエッチングして前記粗面化部が形成される、ようにしてもよい。

また、上述したベーパーチャンバの製造方法において、前記画定面形成工程において、前記空間画定面はハーフエッチングによって形成され、前記粗面化工程において用いられるエッチング液は、前記画定面形成工程において用いられるエッチング液よりも浸食効果が小さい、ようにしてもよい。

また、上述したベーパーチャンバの製造方法において、前記粗面化工程において、前記粗面化部は、電気めっきによって形成される、ようにしてもよい。

本発明によれば、熱輸送効率を向上させることができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態によるベーパーチャンバを示す上面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。 図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図４は、図１のＣ−Ｃ線断面図である。 図５（ａ）〜（ｄ）は、図２〜図４に示す粗面化部の粗面化凸部の平面形状の例を示す平面図である。 図６（ａ）〜（ｅ）は、図２〜図４に示す粗面化部の粗面化凹部の横断面形状の例を示す断面図である。 図７は、図１のベーパーチャンバの製造方法において、上側金属シートの準備工程を説明するための図である。 図８は、図１のベーパーチャンバの製造方法において、上側金属シートの第１ハーフエッチング工程を説明するための図である。 図９は、図１のベーパーチャンバの製造方法において、上側金属シートの粗面化工程を説明するための図である。 図１０は、図９の粗面化工程において、上側金属シートの放熱面へのレジスト膜の形成工程を説明するための図である。 図１１は、図９の粗面化工程において、図１０のレジスト膜のパターン化工程を説明するための図である。 図１２は、図９の粗面化工程において、上側金属シートの第２ハーフエッチング工程を説明するための図である。 図１３は、図９の粗面化工程において、レジスト膜の除去工程を説明するための図である。 図１４は、図１のベーパーチャンバの製造方法において、仮止工程を説明するための図である。 図１５は、図１のベーパーチャンバの製造方法において、接合工程を説明するための図である。 図１６は、図１のベーパーチャンバの製造方法において、作動液の封入工程を説明するための図である。 図１７は、図４に示すベーパーチャンバの断面の変形例を示す図である。 図１８は、本発明の第２の実施の形態によるベーパーチャンバの断面図であって、図１のＣ−Ｃ線断面図に相当する断面図である。 図１９は、本発明の第３の実施の形態によるベーパーチャンバの断面図であって、図１のＣ−Ｃ線断面図に相当する断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

（第１の実施の形態）
図１乃至図１７を用いて、本発明の第１の実施の形態におけるベーパーチャンバ、ベーパーチャンバ用金属シートおよびベーパーチャンバの製造方法について説明する。ここで、本実施の形態におけるベーパーチャンバ１は、作動液２が封入された密封空間３を有しており、密封空間３内の作動液２が相変化を繰り返すことにより、携帯端末やタブレット端末といったモバイル端末等で使用される中央演算処理装置（ＣＰＵ）等の発熱を伴うデバイス（被冷却装置）を冷却するための装置である。ベーパーチャンバ１は、概略的に薄い平板状に形成されている。

図１乃至図４に示すように、本実施の形態によるベーパーチャンバ１は、下側金属シート１０（第１金属シート）と、下側金属シート１０上に設けられた上側金属シート２０（第２金属シート）と、を備えている。このうち、下側金属シート１０の下面（後述する受熱面１０ｂ、とりわけ、後述する蒸発部１１の下面）に、冷却対象物であるデバイスＤが取り付けられる。

ベーパーチャンバ１は、密封空間３を画定する空間画定面３ａと、デバイスＤから熱を受ける受熱面１０ｂと、密封空間３に対して受熱面１０ｂの側とは反対側に設けられた放熱面２０ｂと、粗面化部３０と、を備えている。このうち、受熱面１０ｂは、上述した下側金属シート１０の下面に相当し、放熱面２０ｂは、上述した上側金属シート２０の上面に相当する。また、ベーパーチャンバ１は、放熱面２０ｂから受熱面１０ｂに延びる周縁外側面５を更に備えている。この周縁外側面５は、下側金属シート１０の外側面１０ｃ（後述）と、上側金属シート２０の外側面２０ｃ（後述）と、によって構成されている。

下側金属シート１０と上側金属シート２０との間には、作動液２が封入された密封空間３が形成されている。作動液２の例としては、純水、エタノール、メタノール、アセトン等が挙げられる。

下側金属シート１０と上側金属シート２０とは、後述する拡散接合によって接合されている。図１に示す形態では、下側金属シート１０および上側金属シート２０は、平面視でいずれも矩形状に形成されている例が示されているが、これに限られることはない。ここで平面視とは、ベーパーチャンバ１がデバイスＤから熱を受ける受熱面１０ｂ、および受けた熱を放出する放熱面２０ｂに直交する方向から見た状態であって、例えば、ベーパーチャンバ１を上方から見た状態（図１参照）、または下方から見た状態に相当している。

なお、ベーパーチャンバ１がモバイル端末内に設置される場合、モバイル端末の姿勢によっては、下側金属シート１０と上側金属シート２０との上下関係が崩れる場合もある。しかしながら、本実施の形態では、デバイスＤから熱を受ける液相側の金属シートを下側金属シート１０と称し、受けた熱を放出する気相側の金属シートを上側金属シート２０と称して、下側金属シート１０が下側に配置され、上側金属シート２０が上側に配置された状態で説明する。

図１乃至図４に示すように、下側金属シート１０は、上面１０ａ（第１面、上側金属シート２０の側の面）と、上面１０ａとは反対側に設けられた受熱面１０ｂ（第２面）と、外側面１０ｃと、作動液２が蒸発して蒸気を生成する蒸発部１１と、上面１０ａに設けられ、平面視で矩形状に形成された下側流路凹部１２と、を有している。このうち下側流路凹部１２は、上述した密封空間３の一部を構成しており、主として、蒸発部１１で生成された蒸気から凝縮した作動液２（図２乃至図４参照）を蒸発部１１に輸送するように構成されている。この蒸発部１１は、下側金属シート１０の受熱面１０ｂに取り付けられるデバイスＤから熱を受けて、密封空間３内の作動液２が蒸発する部分である。このため、蒸発部１１という用語は、デバイスＤに重なっている部分に限られる概念ではなく、デバイスＤに重なっていなくても作動液２が蒸発可能な部分をも含む概念として用いている。ここで蒸発部１１は、下側金属シート１０の任意の場所に設けることができるが、図１においては、下側金属シート１０の中央部に設けられている例が示されている。この場合、ベーパーチャンバ１が設置されたモバイル端末の姿勢が、ベーパーチャンバ１の動作の安定化に影響を及ぼすことを抑制できる。

本実施の形態では、図１乃至図４に示すように、下側金属シート１０の下側流路凹部１２内に、下側流路凹部１２の底面１２ａ（後述）から上方（底面１２ａに垂直な方向）に突出する複数の下側流路突出部１３が設けられている。本実施の形態では、下側流路突出部１３は、円柱状のボスとして形成されている例が示されており、上面１３ａと側面１３ｂとを含んでいる。また、各下側流路突出部１３は、ベーパーチャンバ１の長手方向（図１における左右方向）に沿って、等間隔に離間して配置されている。また、下側流路突出部１３は、ベーパーチャンバ１の横断方向（長手方向に直交する横方向、図１における上下方向）にも沿って配置されている。このようにして配置された下側流路突出部１３の周囲には、下側流路凹部１２の底面１２ａが形成されている。このようにして、下側流路突出部１３の周囲を作動液２が流れるように構成されており、作動液２の流れが妨げられることを抑制している。また、下側流路突出部１３は、上側金属シート２０の対応する上側流路突出部２２（後述）に平面視で重なるように配置されており、ベーパーチャンバ１の機械的強度の向上を図っている。なお、底面１２ａおよび下側流路突出部１３の側面１３ｂは、上述した密封空間３の空間画定面３ａを構成している。

図２乃至図４に示すように、下側流路凹部１２には、ウィックＷが設けられている。ここで、ウィックとは、例えば銅線を不定形状に圧接した金属メッシュや、多孔質焼結体により形成され、毛細管作用を発揮する部材である。このウィックＷは、毛細管作用を発揮することにより、下側流路凹部１２内の作動液２に、蒸発部１１に向かう推進力を与えることができるように構成されている。このようにして、蒸気から凝縮した下側流路凹部１２内の作動液２が、蒸発部１１に向かってスムースに輸送されるようになっている。なお、図２乃至図４に示すように、ウィックＷは、下側流路凹部１２の底面１２ａの全領域に設けられていてもよい。底面１２ａのうち蒸発部１１に設けられたウィックＷは、液状の作動液２とデバイスＤから受けた熱との熱交換面積を増大させ、熱効率向上をさせることに寄与し得る。一方、底面１２ａのうち蒸発部１１の周囲に設けられたウィックＷは、液状の作動液２を、蒸発部１１に効果的に輸送することに寄与し得る。なお、ウィックＷは、下側流路凹部１２のうち下側流路突出部１３の間の領域に嵌められるように取り付けられており、ベーパーチャンバ１の姿勢によってウィックＷが移動することを防止している。また、ウィックＷの高さは、蒸発部１１における熱交換面積を増大させることや、毛細管作用によって蒸発部１１に向かう作動液２の流量を確保することができれば任意とすることができる。

図１乃至図４に示すように、下側金属シート１０の周縁部には、下側周縁壁１４が設けられている。下側周縁壁１４は、密封空間３、とりわけ下側流路凹部１２を囲むように形成されており、密封空間３を画定している。下側周縁壁１４は、後述する上側周縁壁２３の下面２３ａに当接する上面１４ａを有している。また、図１に示すように、平面視で下側周縁壁１４の四隅に、下側金属シート１０と上側金属シート２０との位置決めをするための下側アライメント孔１５がそれぞれ設けられている。

本実施の形態では、上側金属シート２０は、粗面化部３０が形成されていることを除いては、下側金属シート１０と同一の構造を有している。すなわち、本実施の形態によるベーパーチャンバ１は、粗面化部３０を除くと、下側金属シート１０を上下反転させると上側金属シート２０になるように構成されている。このため、下側金属シート１０と上側金属シート２０とを接合した後に粗面化部３０を形成する場合には、下側金属シート１０と同一構造の金属シートを２枚作製して、一方を上下反転させて互いに接合させることもできる。以下に、上側金属シート２０の構成についてより詳細に説明する。

図１乃至図４に示すように、上側金属シート２０は、下面２０ａ（第１面、下側金属シート１０の側の面）と、下面２０ａとは反対側に設けられた放熱面２０ｂ（第２面）と、外側面２０ｃと、下面２０ａに設けられた上側流路凹部２１と、を有している。この上側流路凹部２１は、密封空間３の一部を構成しており、主として、蒸発部１１で生成された蒸気を拡散して冷却するように構成されている。より具体的には、上側流路凹部２１内の蒸気は、蒸発部１１から離れる方向に拡散して、蒸気の多くは、比較的温度の低い周縁部に輸送される。

本実施の形態では、図１に示すように、上側金属シート２０の上側流路凹部２１内に、上側流路凹部２１の天井面２１ａ（上側金属シート２０を上下反転させた場合には上側流路凹部２１の底面に相当する）から下方（天井面２１ａに垂直な方向）に突出する複数の上側流路突出部２２が設けられている。本実施の形態では、上側流路突出部２２は、円柱状のボスとして形成されている例が示されており、下面２２ａと側面２２ｂとを含んでいる。また、各上側流路突出部２２は、ベーパーチャンバ１の長手方向に沿って、等間隔に離間して配置されている。また、上側流路突出部２２は、ベーパーチャンバ１の横断方向にも沿って配置されている。このようにして配置された上側流路突出部２２の周囲には、上側流路凹部２１の天井面２１ａ（下側流路凹部１２の底面１２ａに相当する面）が形成されている。このようにして、上側流路突出部２２の周囲を作動液２の蒸気が流れるように構成されており、蒸気の流れが妨げられることを抑制している。また、上側流路突出部２２は、下側金属シート１０の対応する下側流路突出部１３に平面視で重なるように配置されており、ベーパーチャンバ１の機械的強度の向上を図っている。なお、天井面２１ａおよび上側流路突出部２２の側面２２ｂは、上述した密封空間３の空間画定面３ａを構成している。

図１乃至図４に示すように、上側金属シート２０の周縁部には、上側周縁壁２３が設けられている。上側周縁壁２３は、密封空間３、とりわけ上側流路凹部２１を囲むように形成されており、密封空間３を画定している。上側周縁壁２３は、下側周縁壁１４の上面１４ａに当接する下面２３ａを有している。また、図１に示すように、平面視で上側周縁壁２３の四隅に、下側金属シート１０と上側金属シート２０との位置決めをするための上側アライメント孔２４がそれぞれ設けられている。すなわち、各上側アライメント孔２４は、後述する仮止め時に、上述した各下側アライメント孔１５に重なるように配置され、下側金属シート１０と上側金属シート２０との位置決めが可能に構成されている。

このような下側金属シート１０と上側金属シート２０とは、好適には拡散接合で、互いに恒久的に接合されている。より具体的には、図２乃至図４に示すように、下側金属シート１０の下側周縁壁１４の上面１４ａと、上側金属シート２０の上側周縁壁２３の下面２３ａとが当接し、下側周縁壁１４と上側周縁壁２３とが互いに接合されている。このことにより、下側金属シート１０と上側金属シート２０との間に、作動液２を密封した密封空間３が形成されている。また、下側金属シート１０の下側流路突出部１３の上面１３ａと、上側金属シート２０の上側流路突出部２２の下面２２ａとが当接し、各下側流路突出部１３と対応する上側流路突出部２２とが互いに接合されている。このことにより、ベーパーチャンバ１の機械的強度を向上させている。とりわけ、本実施の形態による下側流路突出部１３および上側流路突出部２２は等間隔に配置されているため、ベーパーチャンバ１の各位置における機械的強度を均等化させることができる。なお下側金属シート１０と上側金属シート２０とは、拡散接合ではなく、恒久的に接合できれば、ろう付け等の他の方式で接合されていてもよい。

また、図１および図３に示すように、ベーパーチャンバ１は、長手方向における一対の端部のうちの一方の端部に、密封空間３に作動液２を注入する注入部４を更に備えている。この注入部４は、下側金属シート１０の端面から突出する下側注入突出部１６と、上側金属シート２０の端面から突出する上側注入突出部２５と、を有している。このうち下側注入突出部１６の上面に下側注入流路凹部１７が形成され、上側注入突出部２５の下面に上側注入流路凹部２６が形成されている。下側注入流路凹部１７は、下側流路凹部１２に連通しており、上側注入流路凹部２６は、上側流路凹部２１に連通している。下側注入流路凹部１７および上側注入流路凹部２６は、下側金属シート１０と上側金属シート２０とが接合された際、作動液２の注入流路を形成する。当該注入流路を通過して作動液２は密封空間３に注入される。なお、本実施の形態では、注入部４は、ベーパーチャンバ１の長手方向における一対の端部のうちの一方の端部に設けられている例が示されているが、これに限られることはない。

次に、本実施の形態による粗面化部３０について、より詳細に説明する。本実施の形態では、ハーフエッチングにより粗面化部３０が形成される例について説明する。

粗面化部３０は、密封空間３の空間画定面３ａ（すなわち、下側流路凹部１２の底面１２ａ、下側流路突出部１３の側面１３ｂ、上側流路凹部２１の天井面２１ａ、および上側流路突出部２２の側面２２ｂ）の表面粗さよりも大きい表面粗さを有している。本実施の形態では、図２乃至図４に示すように、この粗面化部３０は、上側金属シート２０の放熱面２０ｂの全体に設けられている。

粗面化部３０の表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１で規定されている算術平均粗さで表わしたとき、Ｒａが０．１μｍ〜５．０μｍであることが好適であるが、なお、粗面化部３０の表面粗さは、０．１μｍ未満であってもよく、または５．０μｍを越えていてもよい。一方、密封空間３の空間画定面３ａは、後述するようにエッチングで形成されており、Ｒａが０．０１μｍ〜０．０７μｍの表面粗さを有している。このため、粗面化部３０の表面粗さを上述した数値範囲内に収めることにより、粗面化部３０の表面粗さを、空間画定面３ａの表面粗さより大きくすることができる。なお、Ｒａの測定には、例えば、光波干渉式表面粗さ計（ＺＹＧＯ社製、Ｎｅｗ ｖｉｅｗ ５０３２）、レーザマイクロスコープ（キーエンス社製、ＶＫ−９５００）などを用いることが好適である。

本実施の形態では、図２乃至図４に示すように、粗面化部３０は、離間配置された複数の粗面化凸部３１と、互いに隣り合う粗面化凸部３１の間に設けられた粗面化凹部３２と、を有している。このうち粗面化凹部３２が後述するハーフエッチングによって形成されている。粗面化凸部３１と粗面化凹部３２とが、微細に形成されることにより、粗面化部３０が、所望の表面粗さを有するようになっている。

粗面化凸部３１の形状および配置は、上側金属シート２０の放熱面２０ｂの表面粗さを、所望の表面粗さにすることができれば、任意である。例えば、図５（ａ）に示すように、粗面化凸部３１は、平面視で円形状に形成され、格子状に配列されていてもよい。この場合、粗面化凸部３１の平面視における直径を、１０μｍ〜２０００μｍ、粗面化凸部３１の配列ピッチを、２０μｍ〜４０００μｍ、粗面化凸部３１の高さを０．２μｍ〜１０μｍとすることにより、粗面化部３０の表面粗さを上述した数値範囲に収めることができる。粗面化凸部３１の直径や配列ピッチは、任意の値を設定することができる。なお、所望の表面粗さに応じて、粗面化凸部３１の高さの数値は、上述した数値範囲外の数値を採用してもよい。あるいは、図５（ｂ）に示すように、粗面化凸部３１は、平面視で矩形状に形成されて、格子状に配列されていてもよい。また、図５（ｃ）に示すように、粗面化凸部３１は、平面視で円形状に形成され、千鳥状に配列されていてもよく、さらには図５（ｄ）に示すように、粗面化凸部３１は、平面視で六角形状に形成され、千鳥状（またはハニカム状）に配列されていてもよい。

粗面化凹部３２の横断面形状は、放熱面２０ｂの表面粗さを、所望の表面粗さにすることができれば、任意である。例えば、図６（ａ）に示すように、粗面化凹部３２の横断面は、矩形状に形成されていてもよい。あるいは、図６（ｂ）に示すように、粗面化凹部３２の横断面は、半円状に形成されていてもよく、図６（ｃ）に示すように、三角形状若しくはＶ字状に形成されていてもよい。また、粗面化凹部３２の横断面は、逆テーパ状に形成されていてもよい。例えば、図６（ｄ）では、粗面化凹部３２が、凹部開口部３３と、凹部開口部３３よりも粗面化凹部３２の底側（図６（ｄ）における下側）に設けられた大幅部３４と、を有している。凹部開口部３３は、粗面化凹部３２のうち放熱面２０ｂに相当する位置における開口である。大幅部３４は、凹部開口部３３よりも図６（ｄ）における底側（下側）に配置されている。凹部開口部３３の幅をｗ１、大幅部３４の幅をｗ２としたときに、ｗ１＜ｗ２になっている。このような図６（ｄ）に示す粗面化凹部３２の横断面は、円弧状（Ｃ字状、タコつぼ形状）に形成されている。逆テーパ形状の他の例として、図６（ｅ）に示すように、粗面化凹部３２の横断面は、台形状に形成されていてもよい。なお、このような粗面化凹部３２の横断面形状は、スプレーエッチング方式を採用する場合に、エッチング液のスプレー圧を制御したり、後述する第２レジスト膜４０のパターン形状を変えたりすることにより、得ることができる。図６（ｄ）や図６（ｅ）に示すように逆テーパ状に形成する場合には、粗面化凹部３２の横断面視において、粗面化凹部３２の周囲長さを長くすることができ、表面積を増大させることができる。

ところで、下側金属シート１０および上側金属シート２０に用いる材料は、熱伝導率が良好な材料であれば特に限られることはないが、例えば、下側金属シート１０および上側金属シート２０は、銅または銅合金により形成されていることが好適である。このことにより、下側金属シート１０および上側金属シート２０の熱伝導率を高めることができる。このため、ベーパーチャンバ１の熱輸送効率を高めることができる。また、ベーパーチャンバ１の厚さＴ０は、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍである。図４では、下側金属シート１０の厚さＴ１および上側金属シート２０の厚さＴ２が等しい場合を示しているが、これに限られることはなく、下側金属シート１０の厚さＴ１と上側金属シート２０の厚さＴ２は、等しくなくてもよい。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。ここでは、まず、ベーパーチャンバ１の製造方法について、図７乃至図１６を用いて説明するが、下側金属シート１０のハーフエッチング工程の説明は簡略化する。なお、図７乃至図９および図１４乃至図１６では、図４の横断面と同様の横断面を示している。

まず、上側金属シート２０の準備工程として、図７に示すように、平板状の金属材料シートＭを準備する。

続いて、上側金属シート２０の画定面形成工程（第１ハーフエッチング工程）として、図８に示すように、金属材料シートＭがハーフエッチングされて、密封空間３の空間画定面３ａが形成される。このようにして、密封空間３の一部を構成する上側流路凹部２１を有する上側金属シート２０が形成される。

画定面形成工程においては、まず、金属材料シートＭの下面Ｍａに図示しない第１レジスト膜が、フォトリソグラフィー技術によって、複数の上側流路突出部２２および上側周縁壁２３に対応するパターン状に形成される。続いて、第１ハーフエッチング工程として、金属材料シートＭの下面Ｍａがハーフエッチングされる。このことにより、金属材料シートＭの下面Ｍａのうち第１レジスト膜の開口（図示せず）に対応する部分がハーフエッチングされて密封空間３の空間画定面３ａが形成され、図８に示すような上側流路凹部２１、上側流路突出部２２および上側周縁壁２３が形成される。この際、図１および図３に示す上側注入流路凹部２６も同時に形成され、また、金属材料シートＭが下面Ｍａおよび上面からエッチングされて、外側面２０ｃが形成されて、所定の外形輪郭形状が得られる。第１ハーフエッチング工程の後、第１レジスト膜が除去される。なお、ハーフエッチングとは、材料を貫通しないような凹部を形成するためのエッチングを意味している。このため、ハーフエッチングにより形成される凹部の深さは、上側金属シート２０の厚さの半分であることには限られない。エッチング液には、例えば、塩化第二鉄水溶液等の塩化鉄系エッチング液、または塩化銅水溶液等の塩化銅系エッチング液を用いることができる。

画定面形成工程の後、粗面化工程として、図９に示すように、上側金属シート２０の放熱面２０ｂに、粗面化部３０が形成される。ここでは、ハーフエッチングにより粗面化部３０が形成される。

粗面化工程においては、まず、図１０に示すように、上側金属シート２０の放熱面２０ｂに、第２レジスト膜４０が形成される。この際、第２レジスト膜４０は、上側金属シート２０の下面２０ａを含む全面に形成される。第２レジスト膜４０には、電界によって付着可能な電着レジスト材料を好適に使用することができるが、液状のレジスト材料など他の材料を用いてもよい。

続いて、図１１に示すように、第２レジスト膜４０がパターン化される。すなわち、第２レジスト膜４０が、フォトリソグラフィー技術によって、複数の粗面化凹部３２に対応するパターン状に形成され、レジスト開口４１が形成される。

続いて、図１２に示すように、第２ハーフエッチング工程として、上側金属シート２０の放熱面２０ｂがハーフエッチングされる。すなわち、第２レジスト膜４０のレジスト開口４１から放熱面２０ｂがハーフエッチングされて、粗面化部３０が形成される。このことにより、放熱面２０ｂのうち第２レジスト膜４０のレジスト開口４１に対応する部分がハーフエッチングされて、放熱面２０ｂに粗面化凹部３２が形成される。粗面化凹部３２に隣接したハーフエッチングされない部分が、粗面化凸部３１になる。第２ハーフエッチング工程で用いるエッチング液は、特に限られることはないが、第１ハーフエッチング工程で用いるエッチング液と同一であってもよい。

その後、図１３に示すように、第２レジスト膜４０が除去される。このようにして、図９に示すような粗面化部３０が形成された上側金属シート２０が得られる。

一方、上側金属シート２０と同様にして、下側金属シート１０用の金属材料シート（図示せず）が上面からハーフエッチングされて、下側流路凹部１２、下側流路突出部１３および下側周縁壁１４が形成される。そして、下側流路凹部１２の下側流路突出部１３の間にウィックＷが挿入されて嵌められる。このようにして、上述した下側金属シート１０が得られる。

次に、仮止工程として、図１４に示すように、下側流路凹部１２を有する下側金属シート１０と、上側流路凹部２１を有する上側金属シート２０とが仮止めされる。この場合、まず、下側金属シート１０の下側アライメント孔１５（図１参照）と上側金属シート２０の上側アライメント孔２４（図１参照）とを利用して、下側金属シート１０と上側金属シート２０とが位置決めされる。続いて、下側金属シート１０と上側金属シート２０とが固定される。固定の方法としては、特に限られることはないが、例えば、下側金属シート１０と上側金属シート２０とに対して抵抗溶接を行うことによって下側金属シート１０と上側金属シート２０とを固定してもよい。この場合、図１４に示すように、電極棒４２を用いてスポット的に抵抗溶接を行うことが好適である。抵抗溶接の代わりにレーザ溶接を行ってもよい。このようにして、下側金属シート１０と上側金属シート２０とが、位置決めされた状態で固定される。

仮止工程の後、接合工程として、図１５に示すように、下側金属シート１０と上側金属シート２０とが、拡散接合によって恒久的に接合される。拡散接合とは、接合する下側金属シート１０と上側金属シート２０とを密着させ、減圧雰囲気中で、各金属シート１０、２０を密着させる方向に加圧するとともに加熱して、接合面に生じる原子の拡散を利用して接合する方法である。拡散接合は、下側金属シート１０および上側金属シート２０の材料を融点に近い温度まで加熱するが、融点よりは低いため、各金属シート１０、２０が溶融して変形することを回避できる。より具体的には、下側金属シート１０の下側周縁壁１４の上面１４ａと上側金属シート２０の上側周縁壁２３の下面２３ａとが、接合面となって拡散接合される。このことにより、下側周縁壁１４と上側周縁壁２３とによって、下側金属シート１０と上側金属シート２０との間に密封空間３が形成される。また、下側注入流路凹部１７（図１および図３参照）と上側注入流路凹部２６（図１および図３参照）とによって、密封空間３に連通する作動液２の注入流路が形成される。さらに、下側金属シート１０の下側流路突出部１３の上面１３ａと、上側金属シート２０の上側流路突出部２２の下面２２ａとが、接合面となって拡散接合され、ベーパーチャンバ１の機械的強度が向上する。

接合工程の後、封入工程として、図１６に示すように、注入部４（図１および図３参照）から密封空間３に作動液２が注入される。この際、まず、密封空間３が真空引きされて減圧され、その後に、作動液２が密封空間３に注入される。注入時、作動液２は、下側注入流路凹部１７と上側注入流路凹部２６とにより形成された注入流路を通過する。

作動液２の注入の後、上述した注入流路が封止される。例えば、注入部４にレーザを照射し、注入部４を部分的に溶融させて注入流路を封止することが好適である。このことにより、密封空間３と外気との連通が遮断され、作動液２が密封空間３に封入される。このようにして、密封空間３内の作動液２が外部に漏洩することが防止される。

以上のようにして、本実施の形態によるベーパーチャンバ１が得られる。

上述のようにして得られたベーパーチャンバ１は、モバイル端末等のハウジング内に設置されるとともに、下側金属シート１０の受熱面１０ｂに、被冷却対象物であるＣＰＵ等のデバイスＤが取り付けられる。この場合、上側金属シート２０の放熱面２０ｂは、他の部材に接することなく、ハウジング内に収容される。放熱面２０ｂの周囲は、ハウジング内の空気に覆われる。なお、放熱面２０ｂには、他の電子回路部品との接触を避けるための絶縁シートが貼り付けられる場合がある。

次に、ベーパーチャンバ１の作動方法、すなわち、デバイスＤの冷却方法について説明する。

下側金属シート１０が鉛直下方に配置され、上側金属シート２０が鉛直上方に配置される場合には、密封空間３に封入された作動液２の多くは、重力の影響を受けて、下側金属シート１０の下側流路凹部１２に滞留する。

この状態でデバイスＤが発熱すると、下側流路凹部１２のうち蒸発部１１に存在する作動液２が、デバイスＤから熱を受ける。受けた熱は潜熱として吸収されて作動液２が蒸発（気化）し、作動液２の蒸気が生成される。生成された蒸気の多くは、密封空間３内を上昇して上側流路凹部２１内に拡散する。生成された蒸気の一部は、下側金属シート１０の下側流路凹部１２内でも拡散する。上側流路凹部２１内および下側流路凹部１２内の蒸気は、蒸発部１１から離れ、蒸気の多くは、比較的温度の低い周縁部に輸送される（図３の実線矢印参照）。拡散した蒸気は、ベーパーチャンバ１の下側金属シート１０および上側金属シート２０に放熱して冷却される。

下側金属シート１０および上側金属シート２０が蒸気から受けた熱は、上側金属シート２０の放熱面２０ｂから周囲の空気に伝達されて放出される。この際、放熱面２０ｂには、密封空間３を画定する空間画定面３ａの表面粗さよりも大きい表面粗さを有する粗面化部３０（粗面化凸部３１および粗面化凹部３２）が形成されている。このことにより、粗面化部３０において、放熱面２０ｂと周囲の空気との接触面積が大きくなっており、放熱面２０ｂと周囲の空気との間の熱抵抗が低減されている。このことにより、放熱面２０ｂからは効率良く熱が放出される。言い換えると、下側金属シート１０および上側金属シート２０は、周囲の空気によって効率良く冷却され、これにより、密封空間３の下側流路凹部１２内および上側流路凹部２１内の作動液２の蒸気を効率良く冷却することができる。このため、密封空間３内の蒸気の凝縮速度を高めることができ、作動液２の相変化を促進することができる。

蒸気は、下側金属シート１０および上側金属シート２０に放熱することにより、蒸発部１１において吸収した潜熱を失って凝縮する。上側流路凹部２１内において液状になった作動液２は、上側流路凹部２１内を下降して、下側流路凹部１２に達する。蒸発部１１では作動液２が蒸発し続けているため、下側流路凹部１２のうち蒸発部１１以外の部分における作動液２は、蒸発部１１に向かって輸送される（図３の破線矢印参照）。この際、下側流路凹部１２には、毛細管作用を発揮することができるウィックＷが設けられている。このため、ウィックＷの毛細管作用により、作動液２は、蒸発部１１に向かう推進力を得て、蒸発部１１に向かってスムースに輸送される。

蒸発部１１に達した作動液２は、デバイスＤから再び熱を受けて蒸発する。このようにして、作動液２が、相変化、すなわち蒸発と凝縮とを繰り返しながらベーパーチャンバ１内を還流してデバイスＤの熱を移動させて放出する。この結果、デバイスＤが冷却される。

このように本実施の形態によれば、上側金属シート２０の放熱面２０ｂに粗面化部３０が設けられ、粗面化部３０が、密封空間３を画定する空間画定面３ａの表面粗さよりも大きい表面粗さを有している。このことにより、粗面化部３０において、放熱面２０ｂと、放熱面２０ｂの周囲の空気との接触面積を大きくすることができ、放熱面２０ｂと周囲の空気との間の熱抵抗を低減することができる。このため、密封空間３内の作動液２の蒸気を効率良く冷却して凝縮させることができる。この結果、熱輸送効率を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、粗面化部３０が、複数の粗面化凸部３１と、互いに隣り合う粗面化凸部３１の間に設けられた粗面化凹部３２と、を有している。このことにより、粗面化凸部３１の平面サイズ（平面視における直径）、配列ピッチ、ハーフエッチング深さ（高さ）を任意に設計することができる。このため、粗面化部３０に所望の接触面積を持たせることができ、粗面化部３０の熱抵抗を制御することができる。

なお、上述した本実施の形態においては、粗面化部３０は、上側金属シート２０の放熱面２０ｂの全体に設けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることなく、粗面化部３０は、放熱面２０ｂの一部に形成されるようにしてもよい。この場合においても、この粗面化部３０において、放熱面２０ｂと周囲の空気との間の熱抵抗を低減することができ、熱輸送効率を向上させることができる。

また、上述した本実施の形態においては、粗面化部３０は、上側金属シート２０の放熱面２０ｂに設けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図１７に示すように、粗面化部３０は、下側金属シート１０の受熱面１０ｂの少なくとも一部にも設けられていてよい。図１７は、粗面化部３０が、受熱面１０ｂの全体に設けられている例を示している。なお、受熱面１０ｂへの粗面化部３０の形成は、上側金属シート２０の放熱面２０ｂに粗面化部３０を形成する方法と同様の方法により形成することができる。

粗面化部３０が、受熱面１０ｂのうちデバイスＤが取り付けられる部分に設けられている場合には、デバイスＤと受熱面１０ｂとの間の熱抵抗を低減することができる。とりわけ、受熱面１０ｂとデバイスＤとの間に、軟質性の熱伝導シート（図示せず）が介在されている場合には、熱伝導シートが、粗面化部３０の粗面化凹部３２内に入り込むことができるため、受熱面１０ｂと熱伝導シートとの接触面積を大きくすることができる。このことにより、受熱面１０ｂとデバイスＤとの間の熱抵抗を低減することができ、熱輸送効率を向上させることができる。熱伝導シートの代わりに、熱を容易に伝導させるためのグリース等の半固体状部材が、受熱面１０ｂとデバイスＤとの間に介在されるようにしてもよい。

粗面化部３０が、受熱面１０ｂのうちデバイスＤが取り付けられる部分以外の部分に設けられている場合には、下側金属シート１０と周囲の空気との間の熱抵抗を低減することができ、密封空間３内の作動液２の蒸気をより一層冷却して凝縮させ、熱輸送効率を向上させることができる。

また、上述した本実施の形態においては、粗面化部３０が設けられた放熱面２０ｂが、他の部材に接することなく、空気に覆われている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、放熱面２０ｂに、モバイル端末等のハウジングの一部を構成するハウジング部材（図示せず）が配置されるようにしてもよい。この場合、放熱面２０ｂとハウジング部材との間に、軟質性の熱伝導シート（図示せず）が介在されていることが好適である。このような熱伝導シートは、粗面化部３０の粗面化凹部３２内に入り込むことができるため、放熱面２０ｂと熱伝導シートとの接触面積を大きくすることができる。このことにより、放熱面２０ｂと熱伝導シートとの間の熱抵抗、すなわち放熱面２０ｂとハウジング部材との間の熱抵抗を低減することができ、熱輸送効率を向上させることができる。熱伝導シートの代わりに、熱を容易に伝導させるためのグリース等の半固体状部材が、放熱面２０ｂとハウジング部材との間に介在されるようにしてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、粗面化部３０を形成する粗面化工程が、密封空間３の空間画定面３ａを形成する画定面形成工程と、下側金属シート１０と上側金属シート２０とを接合する接合工程との間（より詳細には、画定面形成工程と仮接合工程との間）に行われる例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、粗面化工程は、作動液２を封入する封入工程の後に行われるようにしてもよい。すなわち、図１６に示すように作動液２が封入された後、上側金属シート２０の放熱面２０ｂに、エッチングによって粗面化部３０を形成してもよい。また、粗面化工程は、画定面形成工程と同時に行われるようにしてもよい。この場合には、図１１および図１２に示すレジスト開口４１の幅を、粗面化凹部３２の幅よりも小さくすることが好適である。このことにより、レジスト開口４１に入り込むエッチング液の量が低減され、放熱面２０ｂのうちレジスト開口４１に対応する部分のエッチング速度が低下する。このため、所望の深さを有する上側流路凹部２１を形成しながら、レジスト開口４１によって形成される粗面化凹部３２の深さを浅くすることができる。このように粗面化工程と画定面形成工程とを同時に行う場合には、ハーフエッチング工程の回数を減らすことができ、製造効率を向上させることができる。

さらに、上述した本実施の形態においては、粗面化部３０は、エッチングにより形成される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、粗面化部３０は、機械加工で切削することによって形成されるようにしてもよい。

（第２の実施の形態）
次に、図１８を用いて、本発明の第２の実施の形態におけるベーパーチャンバ、ベーパーチャンバ用金属シートおよびベーパーチャンバの製造方法について説明する。

図１８に示す第２の実施の形態においては、粗面化部が、材料の結晶の粒界面によって粗面化されている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図１７に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１８において、図１乃至図１７に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１８に示すように、本実施の形態では、粗面化部３０は、上側金属シート２０の放熱面２０ｂの全体に設けられている。また、粗面化部３０は、ハーフエッチングによって形成されており、上側金属シート２０を構成する材料の結晶５０の粒界面５１によって粗面化されている。本実施の形態による粗面化部３０の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２０μｍ〜１．２０μｍであることが好適である。

また、本実施の形態では、粗面化部３０は、下側金属シート１０の受熱面１０ｂの全体および周縁外側面５の全体にも形成されている。すなわち、上側金属シート２０の放熱面２０ｂおよび外側面２０ｃと、下側金属シート１０の受熱面１０ｂおよび外側面１０ｃとに、粗面化部３０が形成されている。このようにして、ベーパーチャンバ１の全体にわたって粗面化部３０が形成されている。しかしながら、ベーパーチャンバ１の注入部４には、粗面化部３０は形成されていなくてもよい。

本実施の形態では、粗面化部３０を形成する粗面化工程は、作動液２を封入する封入工程の後に行われることが好適である。すなわち、図１６に示すように作動液２が封入された後、下側金属シート１０の受熱面１０ｂおよび外側面１０ｃ、上側金属シート２０の放熱面２０ｂおよび外側面２０ｃに、粗面化部３０を形成してもよい。

本実施の形態による粗面化部３０を形成するためのエッチング液は、浸食効果が小さいことが好適である。すなわち、粗面化部３０を形成する粗面化工程で用いるエッチング液は、密封空間３の空間画定面３ａを形成する画定面形成工程で用いるエッチング液よりも浸食効果が小さいことが好適である。このことにより、結晶５０の粒界面５１に関わることなく材料が浸食されることを防止し、粒界面５１に沿った形状を有する粗面化部３０を形成することができる。このようなエッチング液としては、画定面形成工程の第１ハーフエッチング工程で用いるエッチング液よりも浸食効果が小さいギ酸系のエッチング液であることが好ましく、例えば、メック社製のＣＺシリーズや、三菱ガス化学社製のＥＭＲシリーズを用いることが好適である。

このように本実施の形態によれば、下側金属シート１０の受熱面１０ｂに設けられた粗面化部３０が、下側金属シート１０を構成する材料の結晶５０の粒界面５１によって形成されて、上側金属シート２０の放熱面２０ｂに設けられた粗面化部３０が、上側金属シート２０を構成する材料の結晶５０の粒界面５１によって形成されている。このことにより、エッチングによって受熱面１０ｂおよび放熱面２０ｂを粗面化することができるため、受熱面１０ｂおよび放熱面２０ｂを容易に粗面化することができる。

また、本実施の形態によれば、上側金属シート２０の放熱面２０ｂだけではなく、下側金属シート１０の受熱面１０ｂにも、粗面化部３０が設けられている。このことにより、受熱面１０ｂのうちデバイスＤが取り付けられる部分に設けられた粗面化部３０によって、デバイスＤと受熱面１０ｂとの間の熱抵抗を低減することができる。このため、熱輸送効率を向上させることができる。また、受熱面１０ｂのうちデバイスＤが取り付けられる部分以外の部分に設けられた粗面化部３０によって、下側金属シート１０と周囲の空気との間の熱抵抗を低減することができる。このため、密封空間３内の作動液２の蒸気をより一層冷却して凝縮させることができ、熱輸送効率を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、ベーパーチャンバ１の周縁外側面５にも粗面化部３０が設けられている。このことにより、周縁外側面５と周囲の空気との間の熱抵抗を低減することができる。このため、密封空間３内の作動液２の蒸気をより一層冷却して凝縮させることができ、熱輸送効率をより一層向上させることができる。

さらに、本実施の形態によれば、粗面化工程が、封入工程の後に行われる。このことにより、粒界面５１が接合工程時の熱を受けることを防止でき、粒界面５１が熱を受けることによって粗面化が喪失されることを回避できる。

なお、上述した本実施の形態においては、粗面化部３０が、下側金属シート１０の受熱面１０ｂ、上側金属シート２０の放熱面２０ｂおよびベーパーチャンバ１の周縁外側面５に形成されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、粗面化部３０は、受熱面１０ｂに形成されていなくてもよい。あるいは、粗面化部３０は、周縁外側面５に形成されていなくてもよい。

（第３の実施の形態）
次に、図１９を用いて、本発明の第３の実施の形態におけるベーパーチャンバ、ベーパーチャンバ用金属シートおよびベーパーチャンバの製造方法について説明する。

図１９に示す第３の実施の形態においては、粗面化部が、複数の電着物によって粗面化されている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図１７に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１９において、図１乃至図１７に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１９に示すように、本実施の形態では、粗面化部３０は、上側金属シート２０の放熱面２０ｂの全体に設けられている。また、粗面化部３０は、電気めっきによって形成されており、複数のこぶ状の電着物５２によって粗面化されている。本実施の形態による粗面化部３０の表面粗さ（Ｒａ）は、０．１５μｍ〜０．３０μｍであることが好適である。

また、本実施の形態では、粗面化部３０は、下側金属シート１０の受熱面１０ｂの全体および周縁外側面５の全体にも形成されている。すなわち、上側金属シート２０の放熱面２０ｂおよび外側面２０ｃと、下側金属シート１０の受熱面１０ｂおよび外側面１０ｃとに、粗面化部３０が形成されている。このようにして、ベーパーチャンバ１全体にわたって粗面化部３０が形成されている。しかしながら、ベーパーチャンバ１の注入部４には、粗面化部３０は形成されていなくてもよい。

本実施の形態では、粗面化部３０を形成する粗面化工程は、作動液２を封入する封入工程の後に行われることが好適である。すなわち、図１６に示すように作動液２が封入された後、下側金属シート１０の受熱面１０ｂおよび外側面１０ｃと、上側金属シート２０の放熱面２０ｂおよび外側面２０ｃに、粗面化部３０を形成してもよい。

本実施の形態による粗面化部３０を構成するこぶ状の電着物５２は、こぶめっき（やけめっきとも言う）と称される電気めっきによって形成することができる。形成された電着物５２は丸みを帯びた突起物のようになる。電着物５２は、下側金属シート１０の材料と同じ材料（例えば、純銅）によって形成することが好適であり、この場合には、めっき液としてロームアンドハース社製マイクロポジットや、奥野製薬工業社製のトップルチナを使用することが好適である。

なお、本実施の形態による粗面化部３０の電着物５２は、針状に形成されていてもよい。この場合には、粗面化部３０の表面粗さ（Ｒａ）は、０．１０μｍ〜１．０μｍであることが好適である。針状の電着物を形成する場合には、電着条件や薬液添加剤の組成を調整すればよい。

このように本実施の形態によれば、下側金属シート１０の受熱面１０ｂに設けられた粗面化部３０が、複数の電着物５２によって形成されて、上側金属シート２０の放熱面２０ｂに設けられた粗面化部３０が、複数の電着物５２によって形成されている。このことにより、受熱面１０ｂおよび放熱面２０ｂを容易に粗面化することができる。また、めっきによって受熱面１０ｂおよび放熱面２０ｂを粗面化することができるため、めっき液の種類を変えることにより、電着物５２の材質を変えることもできる。

また、本実施の形態によれば、上側金属シート２０の放熱面２０ｂだけではなく、下側金属シート１０の受熱面１０ｂにも、粗面化部３０が設けられている。このことにより、受熱面１０ｂのうちデバイスＤが取り付けられる部分に設けられた粗面化部３０によって、デバイスＤと受熱面１０ｂとの間の熱抵抗を低減することができる。このため、熱輸送効率を向上させることができる。また、受熱面１０ｂのうちデバイスＤが取り付けられる部分以外の部分に設けられた粗面化部３０によって、下側金属シート１０と周囲の空気との間の熱抵抗を低減することができる。このため、密封空間３内の作動液２の蒸気をより一層冷却して凝縮させることができ、熱輸送効率を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、ベーパーチャンバ１の周縁外側面５にも粗面化部３０が設けられている。このことにより、周縁外側面５と周囲の空気との間の熱抵抗を低減することができる。このため、密封空間３内の作動液２の蒸気をより一層冷却して凝縮させることができ、熱輸送効率をより一層向上させることができる。

さらに、本実施の形態によれば、粗面化工程が、封入工程の後に行われる。このことにより、電着物５２が接合工程時の熱によって溶融することを防止でき、電着物５２が熱を受けることによって粗面化が喪失されることを回避できる。

なお、上述した本実施の形態においては、粗面化部３０が、下側金属シート１０の受熱面１０ｂ、上側金属シート２０の放熱面２０ｂおよびベーパーチャンバ１の周縁外側面５に形成されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、粗面化部３０は、受熱面１０ｂに形成されていなくてもよい。あるいは、粗面化部３０は、周縁外側面５に形成されていなくてもよい。

本発明は上記実施の形態および変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態および変形例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態および変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態および変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、上述した本実施の形態においては、下側金属シート１０の下側流路凹部１２内に、下側流路突出部１３がボスとして設けられるとともに、上側金属シート２０の上側流路凹部２１内に、上側流路突出部２２がボスとして設けられている例について説明した。しかしながら、下側流路突出部１３および上側流路突出部２２の形状や構成は、これに限られることはなく、任意である。

また、上述した本実施の形態においては、下側金属シート１０の上面１０ａに、密封空間３の一部として下側流路凹部１２が形成されるとともに、上側金属シート２０の下面２０ａに、密封空間３の一部として上側流路凹部２１が形成される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、密封空間３は、下側金属シート１０および上側金属シート２０のいずれか一方に形成されていれば他方に形成されていなくてもよい。

また、上述した本実施の形態において、粗面化部３０を針状に形成する場合には、電着による方法に限られることはない。例えば、下側金属シート１０および上側金属シート２０が銅で形成されている場合には、粗面化部３０を形成する面を酸化処理して酸化銅を析出させることで、針状の電着物を形成するようにしてもよい。あるいは、粗面化部３０を形成する面を還元処理し、亜酸化銅を析出させることで、針状の電着物を形成するようにしてもよい。この場合においても、上述した粗面化部３０の針状の電着物５２と同様に、粗面化部３０の表面粗さ（Ｒａ）を、０．１０μｍ〜１．０μｍにすることができる。

１ ベーパーチャンバ
２ 作動液
３ 密封空間
３ａ 空間画定面
５ 周縁外側面
３０ 粗面化部
３１ 粗面化凸部
３２ 粗面化凹部
３３ 凹部開口部
３４ 大幅部
５０ 結晶
５１ 粒界面
５２ 電着物

Claims (22)

1. 作動液が封入された密封空間を有し、被冷却装置を冷却するベーパーチャンバであって、
   前記密封空間を画定する空間画定面と、
   前記被冷却装置から熱を受ける受熱面と、
   前記密封空間に対して前記受熱面の側とは反対側に設けられた放熱面と、
   前記放熱面の少なくとも一部に設けられるとともに前記受熱面の少なくとも一部に設けられ、前記空間画定面の表面粗さよりも大きい表面粗さを有する粗面化部と、を備えた、ベーパーチャンバ。
2. 前記粗面化部は、材料の結晶の粒界面によって粗面化されている、請求項１に記載のベーパーチャンバ。
3. 前記粗面化部は、複数の電着物によって粗面化されている、請求項１に記載のベーパーチャンバ。
4. 前記放熱面から前記受熱面に延びる周縁外側面を更に備え、
   前記粗面化部は、前記周縁外側面にも設けられている、請求項２または３に記載のベーパーチャンバ。
5. 作動液が封入された密封空間を有し、被冷却装置を冷却するベーパーチャンバであって、
   前記密封空間を画定する空間画定面と、
   前記被冷却装置から熱を受ける受熱面と、
   前記密封空間に対して前記受熱面の側とは反対側に設けられた放熱面と、
   前記放熱面の少なくとも一部に設けられ、前記空間画定面の表面粗さよりも大きい表面粗さを有する粗面化部と、
   前記放熱面から前記受熱面に延びる周縁外側面と、を備え、
   前記粗面化部は、材料の結晶の粒界面によって、または複数の電着物によって粗面化され、
   前記粗面化部は、前記周縁外側面にも設けられている、ベーパーチャンバ。
6. 作動液が封入された密封空間を有し、被冷却装置を冷却するベーパーチャンバであって、
   前記密封空間を画定する空間画定面と、
   前記被冷却装置から熱を受ける受熱面と、
   前記密封空間に対して前記受熱面の側とは反対側に設けられた放熱面と、
   前記放熱面の少なくとも一部に設けられ、前記空間画定面の表面粗さよりも大きい表面粗さを有する粗面化部と、を備え、
   前記粗面化部は、離間配置された複数の粗面化凸部を有し、
   複数の粗面化凸部は、互いに交差する２つの方向に配列されている、ベーパーチャンバ。
7. 前記粗面化部は、前記受熱面の少なくとも一部にも設けられている、請求項６に記載のベーパーチャンバ。
8. 作動液が封入された密封空間を有し、被冷却装置を冷却するベーパーチャンバであって、
   前記密封空間を画定する空間画定面と、
   前記被冷却装置から熱を受ける受熱面と、
   前記密封空間に対して前記受熱面の側とは反対側に設けられた放熱面と、
   前記放熱面の少なくとも一部に設けられ、前記空間画定面の表面粗さよりも大きい表面粗さを有する粗面化部と、を備え、
   前記粗面化部は、材料の結晶の粒界面によって粗面化されている、ベーパーチャンバ。
9. 前記受熱面を有する第１金属シートと、
   前記第１金属シート上に設けられ、前記放熱面を有する第２金属シートと、を更に備え、
   前記第１金属シートと前記第２金属シートとの間に前記密封空間が形成されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のベーパーチャンバ。
10. 作動液が封入された密封空間を有し、被冷却装置を冷却するベーパーチャンバのためのベーパーチャンバ用金属シートであって、
    前記密封空間の少なくとも一部が形成された第１面と、
    前記密封空間を画定する空間画定面と、
    前記第１面とは反対側に設けられた第２面と、
    前記第２面の少なくとも一部に設けられ、前記空間画定面の表面粗さよりも大きい表面粗さを有する粗面化部と、を備え、
    前記粗面化部は、離間配置された複数の粗面化凸部を有し、
    複数の粗面化凸部は、互いに交差する２つの方向に配列されている、ベーパーチャンバ用金属シート。
11. 作動液が封入された密封空間を有し、被冷却装置を冷却するベーパーチャンバの製造方法であって、
    前記被冷却装置が取り付けられる第１金属シートと、第２金属シートとを準備する準備工程と、
    前記第１金属シートおよび前記第２金属シートのうちの少なくとも一方に前記密封空間を画定する空間画定面を形成する画定面形成工程と、
    粗面化部を形成する粗面化工程と、
    前記第１金属シートと前記第２金属シートとを接合し、前記第１金属シートと前記第２金属シートとの間に前記密封空間を形成する接合工程と、
    前記密封空間に前記作動液を封入する封入工程と、を備え、
    前記第１金属シートは、前記被冷却装置から熱を受ける受熱面を有し、
    前記第２金属シートは、前記密封空間の一部を画定する空間画定面と、前記被冷却装置の側とは反対側に設けられた放熱面と、を有し、
    前記粗面化部は、前記空間画定面の表面粗さよりも大きい表面粗さを有し、
    前記粗面化部を形成する工程において、前記粗面化部は、前記放熱面の少なくとも一部に形成されるとともに前記受熱面の少なくとも一部に形成される、ベーパーチャンバの製造方法。
12. 前記粗面化工程は、前記画定面形成工程と前記接合工程との間に行われる、請求項１１に記載のベーパーチャンバの製造方法。
13. 前記粗面化工程は、前記封入工程の後に行われる、請求項１１に記載のベーパーチャンバの製造方法。
14. 前記粗面化工程において、前記粗面化部は、ハーフエッチングによって形成される、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のベーパーチャンバの製造方法。
15. 前記粗面化工程において、前記放熱面に、パターン状のレジスト膜が形成され、その後、前記レジスト膜のレジスト開口から前記放熱面をハーフエッチングして前記粗面化部が形成される、請求項１４に記載のベーパーチャンバの製造方法。
16. 前記画定面形成工程において、前記空間画定面はハーフエッチングによって形成され、
    前記粗面化工程において用いられるエッチング液は、前記画定面形成工程において用いられるエッチング液よりも浸食効果が小さい、請求項１４に記載のベーパーチャンバの製造方法。
17. 前記粗面化工程において、前記粗面化部は、電気めっきによって形成される、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のベーパーチャンバの製造方法。
18. 作動液が封入された密封空間を有し、被冷却装置を冷却するベーパーチャンバの製造方法であって、
    前記被冷却装置が取り付けられる第１金属シートと、第２金属シートとを準備する準備工程と、
    前記第１金属シートおよび前記第２金属シートのうちの少なくとも一方に前記密封空間を画定する空間画定面を形成する画定面形成工程と、
    粗面化部を形成する粗面化工程と、
    前記第１金属シートと前記第２金属シートとを接合し、前記第１金属シートと前記第２金属シートとの間に前記密封空間を形成する接合工程と、
    前記密封空間に前記作動液を封入する封入工程と、を備え、
    前記第１金属シートは、前記被冷却装置からの熱を受ける受熱面を有し、
    前記第２金属シートは、前記密封空間の一部を画定する空間画定面と、前記被冷却装置の側とは反対側に設けられた放熱面と、を有し、
    前記粗面化部は、前記空間画定面の表面粗さよりも大きい表面粗さを有し、
    前記粗面化部を形成する工程において、前記粗面化部は、前記放熱面の少なくとも一部に形成され、
    前記粗面化部は、材料の結晶の粒界面によって、または複数の電着物によって粗面化され、
    前記粗面化部は、前記放熱面から前記受熱面に延びる周縁外側面にも形成されている、ベーパーチャンバの製造方法。
19. 前記粗面化部は、複数の前記電着物によって粗面化され、
    前記粗面化工程において、前記電着物は、電気めっきによって形成される、請求項１８に記載のベーパーチャンバの製造方法。
20. 前記粗面化工程は、前記封入工程の後に行われる、請求項１８または１９に記載のベーパーチャンバの製造方法。
21. 作動液が封入された密封空間を有し、被冷却装置を冷却するベーパーチャンバの製造方法であって、
    前記被冷却装置が取り付けられる第１金属シートと、第２金属シートとを準備する準備工程と、
    前記第１金属シートおよび前記第２金属シートのうちの少なくとも一方に前記密封空間を画定する空間画定面を形成する画定面形成工程と、
    粗面化部を形成する粗面化工程と、
    前記第１金属シートと前記第２金属シートとを接合し、前記第１金属シートと前記第２金属シートとの間に前記密封空間を形成する接合工程と、
    前記密封空間に前記作動液を封入する封入工程と、を備え、
    前記第２金属シートは、前記密封空間の一部を画定する空間画定面と、前記被冷却装置の側とは反対側に設けられた放熱面と、を有し、
    前記粗面化部は、前記空間画定面の表面粗さよりも大きい表面粗さを有し、
    前記粗面化部を形成する工程において、前記粗面化部は、前記放熱面の少なくとも一部に形成され、
    前記粗面化部は、離間配置された複数の粗面化凸部を有し、
    複数の粗面化凸部は、互いに交差する２つの方向に配列されている、ベーパーチャンバの製造方法。
22. 作動液が封入された密封空間を有し、被冷却装置を冷却するベーパーチャンバの製造方法であって、
    前記被冷却装置が取り付けられる第１金属シートと、第２金属シートとを準備する準備工程と、
    前記第１金属シートおよび前記第２金属シートのうちの少なくとも一方に前記密封空間を画定する空間画定面を形成する画定面形成工程と、
    粗面化部を形成する粗面化工程と、
    前記第１金属シートと前記第２金属シートとを接合し、前記第１金属シートと前記第２金属シートとの間に前記密封空間を形成する接合工程と、
    前記密封空間に前記作動液を封入する封入工程と、を備え、
    前記第２金属シートは、前記密封空間の一部を画定する空間画定面と、前記被冷却装置の側とは反対側に設けられた放熱面と、を有し、
    前記粗面化部は、前記空間画定面の表面粗さよりも大きい表面粗さを有し、
    前記粗面化部を形成する工程において、前記粗面化部は、前記放熱面の少なくとも一部に形成され、
    前記粗面化部は、材料の結晶の粒界面によって粗面化されている、ベーパーチャンバの製造方法。

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