KR20220075763A

KR20220075763A - The Vapor Chamber

Info

Publication number: KR20220075763A
Application number: KR1020200164196A
Authority: KR
Inventors: 김연신; 강호영; 유동우; 이진규
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2022-06-08

Abstract

본 출원은 증기 챔버에 관한 것이다. 본 출원의 증기 챔버는 정해진 크기 내에서도 다양한 성능, 예를 들어 향상된 열부하 용량(heat load capacity) 및 유효 열전도도(effective thermal conductivity) 등을 가질 수 있다.This application relates to a vapor chamber. The vapor chamber of the present application may have various performances within a given size, for example, improved heat load capacity and effective thermal conductivity.

Description

증기 챔버{The Vapor Chamber}The Vapor Chamber

본 출원은 증기 챔버에 관한 것이다.This application relates to a vapor chamber.

전자 제품의 성능 향상에 따라 그 제품의 발열량 또한 증가하였다. 전자 제품의 발열량이 증가한 만큼 그 제품에서 열을 효과적으로 방출시키기 위한 수단, 예를 들어 방열 소자(heat-radiating element) 등의 수단 개발이 요구되었다.As the performance of electronic products improved, the calorific value of the products also increased. As the amount of heat generated by an electronic product increases, a means for effectively dissipating heat from the product, for example, a means such as a heat-radiating element, has been required.

방열 소자의 대표적인 예로서 증기 챔버(vapor chamber)가 알려져 있다. 비특허문헌 1에서도 언급하는 것처럼, 증기 챔버는 보통 직육면체 형상의 밀봉된 케이스, 케이스의 내부 공간의 테두리를 따라 형성된 다공성 윅(wick) 및 케이스의 내부 공간을 채우는 작동 유체로 구성되어 있다. 외부 열원에 증기 챔버를 위치시키면 외부 열원의 열에 의해 작동 유체가 증발된다. 증발은 흡열반응이기 때문에, 작동 유체의 증발에 따라 온도는 감소한다. 증발한 작동 유체는 증기 챔버의 내부 공간을 따라 이동하게 되고, 그 과정에서 응축된다. 응축은 발열반응이기 때문에, 응축과정에서 열원의 반대측에서 열이 방출된다. 그 결과 증기 챔버를 이용하면 열원에서 발생한 열을 외부로 방출시킬 수 있다. 또한 작동 유체의 응축 과정에서 생성된 작동 액체는 윅을 따라 증발이 일어나는 영역으로 이동하게 된다(도 1 참조). 이때 윅에 작용하는 작동 유체의 모세관 힘으로 작동 유체가 이동한다. 또한 증기 챔버의 열의 전달 방향은 면방향이기 때문에, 증기 챔버는 보통 넓은 면적의 열원에도 적용 가능한 이점이 있다.A vapor chamber is known as a representative example of a heat dissipation element. As mentioned in Non-Patent Document 1, the vapor chamber is usually composed of a sealed case having a rectangular parallelepiped shape, a porous wick formed along the rim of the internal space of the case, and a working fluid filling the internal space of the case. When the vapor chamber is placed on an external heat source, the working fluid is evaporated by the heat of the external heat source. Since evaporation is an endothermic reaction, the temperature decreases as the working fluid evaporates. The evaporated working fluid moves along the interior space of the vapor chamber and is condensed in the process. Since condensation is an exothermic reaction, heat is released from the opposite side of the heat source during the condensation process. As a result, if the vapor chamber is used, the heat generated from the heat source can be discharged to the outside. In addition, the working liquid generated during the condensation of the working fluid moves along the wick to an area where evaporation occurs (see FIG. 1 ). At this time, the working fluid moves by the capillary force of the working fluid acting on the wick. In addition, since the heat transfer direction of the vapor chamber is in the planar direction, the vapor chamber has an advantage that can be applied to a heat source of a large area.

증기 챔버의 성능은 보통 그 내부에 형성된 윅의 특성에 의해 결정된다. 특허문헌 1과 비특허문헌 2에 언급된 것처럼 윅은 증기 챔버 내에서 일정한 모양과 형상을 가지는 패턴 형태로 존재한다. 그렇지만 증기 챔버는 보통 일정한 규격을 가지기 때문에, 상기 내용으로는 정해진 크기 내에서 방열 특성을 개선하는데에는 한계가 있다.The performance of a vapor chamber is usually determined by the properties of the wick formed therein. As mentioned in Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, the wick exists in the form of a pattern having a certain shape and shape in the vapor chamber. However, since the vapor chamber usually has a certain size, there is a limit to improving the heat dissipation characteristics within the predetermined size as described above.

일본 특허공보 제6587164호Japanese Patent Publication No. 6587164

Entropy, 2020, 22(1), 35 Entropy, 2020, 22(1), 35 Applied Thermal Engineering Vol. 167 (2020), 114726 Applied Thermal Engineering Vol. 167 (2020), 114726

본 출원의 목적은 증기 챔버를 제공하는 것이다. 본 출원에서는, 정해진 증기 챔버의 크기 내에서도 다양한 성능, 예를 들어 향상된 열부하 용량(heat load capacity) 및 유효 열전도도(effective thermal conductivity) 등을 가질 수 있는 증기 챔버를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.It is an object of the present application to provide a vapor chamber. An object of the present application is to provide a vapor chamber capable of having various performances, for example, improved heat load capacity and effective thermal conductivity, etc. within a given vapor chamber size.

본 출원의 목적은 상기 목적에 제한되는 것은 아니다.The purpose of the present application is not limited to the above purpose.

본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 그 결과에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상온에서 측정한 물성이다. 용어 상온은 가온되거나 감온되지 않은 자연 그대로의 온도로서 통상 약 10°C 내지 30°C의 범위 내의 한 온도 또는 약 23°C 또는 약 25°C 정도의 온도이다. 또한, 본 명세서에서 특별히 달리 언급하지 않는 한, 온도의 단위는 ℃이다.Among the physical properties mentioned in this specification, when the measured temperature affects the result, unless otherwise specified, the corresponding physical property is a physical property measured at room temperature. The term ambient temperature is the natural temperature, whether heated or not reduced, usually a temperature in the range of about 10°C to 30°C, or a temperature on the order of about 23°C or about 25°C. In addition, unless otherwise specified in this specification, the unit of temperature is °C.

본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 압력이 그 결과에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상압에서 측정한 물성이다. 용어 상압은 가압되거나 감압되지 않은 자연 그대로의 온도로서 통상 약 1 기압 정도를 상압으로 지칭한다.Among the physical properties mentioned in this specification, when the measured pressure affects the result, unless otherwise specified, the corresponding physical property is a physical property measured at normal pressure. The term atmospheric pressure refers to a natural temperature that has not been pressurized or depressurized, and usually about 1 atmosphere is referred to as atmospheric pressure.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 증기 챔버를 상세하게 설명한다. An exemplary vapor chamber of the present invention is described in detail below with reference to the drawings.

이하의 설명에 있어서, 이해를 쉽게 하기 위하여 도면은 과장되게 표현될 수 있으나, 이는 구성요소 간의 상호관계를 중심으로 보면 이해될 수 있다.In the following description, the drawings may be exaggerated for easy understanding, but this may be understood by focusing on the interrelationship between the components.

본 출원은 배터리나 각종 전자 기기 작동 과정에서 발생되는 열을 효과적으로 제어할 수 있는 방열 소자에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 출원은 방열 소자로서의 증기 챔버에 관한 것이다. 통상적으로 알려진 히트파이프(heat-pipe)가 한 방향(1-direction)으로 열을 전달한다면, 증기 챔버는 두 방향(2-direction)으로 열을 전달하는 이점이 있다.The present application relates to a heat dissipation device capable of effectively controlling heat generated during the operation of a battery or various electronic devices. More specifically, the present application relates to a vapor chamber as a heat dissipation element. While conventionally known heat-pipes transfer heat in one direction (1-direction), the vapor chamber has the advantage of transferring heat in two directions (2-direction).

도 2 는 본 출원에 따른 증기 챔버의 예시적인 모식도이다. 도 2를 참고하면, 본 출원에 따른 증기 챔버는 제1 기판(100); 제1 기판과 대향 배치되는 제2 기판(200); 제1 기판 및 제2 기판 사이에 위치하고 작동 유체가 봉입되는 밀폐공간(300)을 포함한다. 2 is an exemplary schematic diagram of a vapor chamber according to the present application. Referring to FIG. 2 , the vapor chamber according to the present application includes a first substrate 100 ; a second substrate 200 facing the first substrate; It is positioned between the first substrate and the second substrate and includes a closed space 300 in which the working fluid is sealed.

상기 제 1 및 제 2 의 표현이 기판의 선후 내지는 상하 관계를 규정하는 것은 아니다.The above first and second expressions do not prescribe a front-to-back or up-and-down relationship of the substrate.

하나의 예로서, 상기 제1 기판 또는 제2 기판은 금속 기판일 수 있다. 보다 바람직하게는 제1 기판 및 제2 기판은 각각 금속 기판일 수 있다. As an example, the first substrate or the second substrate may be a metal substrate. More preferably, each of the first substrate and the second substrate may be a metal substrate.

상기 금속기판으로는 열전도성 기판을 사용할 수 있다. 일 예시에서 상기 제1 기판 및 제2 기판의 열전도도는 각각, 약 8 W/mK 이상, 약 10 W/mK 이상, 약 15 W/mK 이상, 약 20 W/mK 이상, 약 25 W/mK 이상, 약 30 W/mK 이상, 약 35 W/mK 이상, 약 40 W/mK 이상, 약 45 W/mK 이상, 약 50 W/mK 이상, 약 55 W/mK 이상, 약 60 W/mK 이상, 약 65 W/mK 이상, 약 70 W/mK 이상, 약 75 W/mK 이상, 약 80 W/mK 이상, 약 85 W/mK 이상 또는 약 90 W/mK 이상일 수 있다. 금속 기판은, 열전도도가 높을수록 우수한 방열 효율을 가지는 증기 챔버가 얻어질 수 있어서, 그 상한은 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 약 1,000 W/mK 이하 정도일 수 있다.A thermally conductive substrate may be used as the metal substrate. In one example, the thermal conductivity of the first substrate and the second substrate is about 8 W/mK or more, about 10 W/mK or more, about 15 W/mK or more, about 20 W/mK or more, about 25 W/mK or more, respectively. or more, about 30 W/mK or more, about 35 W/mK or more, about 40 W/mK or more, about 45 W/mK or more, about 50 W/mK or more, about 55 W/mK or more, about 60 W/mK or more , about 65 W/mK or more, about 70 W/mK or more, about 75 W/mK or more, about 80 W/mK or more, about 85 W/mK or more, or about 90 W/mK or more. The metal substrate may obtain a vapor chamber having excellent heat dissipation efficiency as the thermal conductivity is higher, and thus the upper limit thereof is not particularly limited, and may be, for example, about 1,000 W/mK or less.

상기 금속 기판의 구체적인 종류는, 상기 언급된 열전도도를 가진다면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, SUS(Stainless Steel), 구리, 금, 은, 알루미늄, 은, 니켈, 철, 코발트, 마그네슘, 몰리브덴, 텅스텐, 백금, 마그네슘 및 아연으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 상기 중 2종 이상의 합금의 기판 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The specific type of the metal substrate is not particularly limited as long as it has the above-mentioned thermal conductivity, and for example, SUS (Stainless Steel), copper, gold, silver, aluminum, silver, nickel, iron, cobalt, magnesium, molybdenum. , may be any one selected from the group consisting of tungsten, platinum, magnesium and zinc, or a substrate of an alloy of two or more of the above, but is not limited thereto.

하나의 예로서, 상기 밀폐 공간에 봉입되는 작동 유체의 종류는 증기 챔버가 동작해야 하는 작동 온도 범위에 따라 결정될 수 있다. 작동 유체로는 다양한 종류가 알려져 있으며, 매우 낮은 온도(예를 들어, 2K 내지 4K의 범위 내의 온도)의 비점을 가지는 화합물에서부터 매우 높은 온도(예를 들어, 2,000K 내지 3,000K의 범위 내의 온도)의 비점을 가지는 화합물까지 다양한 종류의 성분이 적용 가능하다. 대표적인 작동 유체는 물이고, 물을 작동 유체로 적용하는 증기 챔버는 보통 20℃ 내지 150℃의 범위 내의 온도에서 작동 가능한 것으로 알려져 있다.As an example, the type of the working fluid enclosed in the sealed space may be determined according to an operating temperature range in which the vapor chamber should operate. Various types of working fluids are known, from compounds having a very low boiling point (eg, a temperature in the range of 2K to 4K) to a very high temperature (eg, a temperature in the range of 2,000K to 3,000K) Various kinds of components can be applied up to compounds having a boiling point of An exemplary working fluid is water, and it is known that vapor chambers applying water as the working fluid are operable at temperatures usually within the range of 20°C to 150°C.

상기 밀폐 공간에는 외부 열원에 의해 증발된 작동 유체의 증기가 통과하는 증기 유로부 및 액상의 작동 유체가 통과하는 액 유로부가 형성되며, 밀폐 공간은 외부 열원에 의해 작동 유체의 증발이 이루어지는 증발영역을 포함한다. A vapor flow path part through which the vapor of the working fluid evaporated by an external heat source passes and a liquid flow path part through which a liquid working fluid passes are formed in the sealed space, and the sealed space includes an evaporation area where the working fluid is evaporated by an external heat source. include

상기에서 외부 열원은 외부로부터 증기 챔버로 전달되는 열을 의미하고, 예를 들면, 배터리나 각종 전자기기의 작동 과정에서 발생하는 열을 의미할 수 있다. In the above, the external heat source means heat transferred from the outside to the vapor chamber, and for example, may mean heat generated during the operation of a battery or various electronic devices.

상기에서 증발 영역이란 작동 유체가 증발되어 증기가 생성되는 영역을 의미할 수 있고, 이는 증기 챔버 중 외부 열원과 인접한 부위의 영역을 의미할 수 있다. 외부 열원은 증기 챔버의 구조 및 증기 챔버의 방열 효율을 고려하여 증기 챔버 상에 위치할 수 있으며, 예를 들면 외부 열원은 증기 챔버의 중심부위 상에 위치할 수 있다. 상기 증기 챔버의 중심부위란, 증기 챔버의 장축 방향(예를 들면, 도 2에서 x 방향) 중 1/2의 위치에서 장축 방향과 수직하는 방향 및 증기 챔버의 단축 방향(예를 들면, 도 2에서 y 방향) 중 1/2의 위치에서 단축 방향과 수직하는 방향이 교차하는 지점에 위치하는 부위를 의미할 수 있다. 이하, 증기 챔버의 중심 부위 상에 증발 영역이 위치하는 것을 가정하여 설명하나, 증발 영역이 증기 챔버의 중심 부위에 제한되는 것은 아니다.In the above description, the evaporation region may mean a region in which a working fluid is evaporated to generate steam, which may mean a region in a vapor chamber adjacent to an external heat source. The external heat source may be located on the vapor chamber in consideration of the structure of the vapor chamber and heat dissipation efficiency of the vapor chamber, for example, the external heat source may be located on the central portion of the vapor chamber. The central portion of the vapor chamber refers to a direction perpendicular to the long axis direction at 1/2 of the long axis direction (eg, the x direction in FIG. 2 ) and the short axis direction of the vapor chamber (eg, FIG. 2 ). in the y-direction) may mean a portion located at a point where the direction perpendicular to the short-axis direction intersects at 1/2 of the position. Hereinafter, it is assumed that the evaporation region is positioned on the central portion of the vapor chamber, but the evaporation region is not limited to the central portion of the vapor chamber.

도 3은 종래 증기 챔버의 밀폐공간(300)을 보여주는 모식도이다. 종래 증기 챔버의 밀폐 공간(300)에는 증기 챔버의 장축 방향(x 방향)으로 복수개의 액 유로부(310)가 위치하고, 상기 복수개의 액 유로부 사이에는 증기 유로부(320)가 위치하며, 증기 챔버의 중심 부위에 증발 영역(330)이 위치하는 구조이다. 또한, 복수개의 액 유로부의 폭 및 증기 유로부의 폭이 일정하다. 상기와 같이 종래의 증기 챔버는 일정한 규격을 가지기 때문에, 정해진 크기 내에서 방열 특성을 개선하는데 한계가 있다. 예를 들면, 외부 열원의 온도가 높은 경우, 외부 열원이 위치하는 증기 챔버의 증발 영역에서의 드라이 아웃(dry-out) 현상이 쉽게 발생하여 증기 챔버에 의한 방열 효율성이 떨어지는 문제가 존재하였다. 3 is a schematic diagram showing a closed space 300 of a conventional vapor chamber. In the closed space 300 of the conventional vapor chamber, a plurality of liquid passage units 310 are positioned in the long axis direction (x-direction) of the vapor chamber, and a vapor passage portion 320 is positioned between the plurality of liquid passage portions, and the vapor It has a structure in which the evaporation region 330 is located at the center of the chamber. In addition, the width of the plurality of liquid passage portions and the width of the vapor passage portion are constant. As described above, since the conventional vapor chamber has a certain standard, there is a limit to improving heat dissipation characteristics within a predetermined size. For example, when the temperature of the external heat source is high, a dry-out phenomenon easily occurs in the evaporation region of the vapor chamber in which the external heat source is located, thereby reducing the heat dissipation efficiency by the vapor chamber.

본 발명은 외부 열원의 온도가 높은 경우에도, 증발 영역에서의 dry-out 현상을 효과적으로 억제할 수 있어, 향상된 방열 효과, 예를 들어, 향상된 열부하 용량(heat load capacity) 및 유효 열전도도(effective thermal conductivity)를 가진다. 이하, 본 출원의 예시적인 실시형태에 대해서 구체적으로 설명한다. The present invention can effectively suppress the dry-out phenomenon in the evaporation region even when the temperature of the external heat source is high, so that an improved heat dissipation effect, for example, improved heat load capacity and effective thermal conductivity conductivity). Hereinafter, exemplary embodiments of the present application will be described in detail.

도 4은 본 출원의 일예에 따른 증기 챔버의 밀폐공간을 보여주는 모식도이다. 본 출원의 일예에 따른 증기 챔버의 밀폐공간(300)에는 외부 열원에 의해 증발된 작동유체의 증기가 통과하는 증기 유로부(320) 및 액상의 작동유체가 통과하는 액 유로부(310)가 밀폐공간의 폭 방향을 따라 각각 구비되며, 상기 액 유로부는 밀폐공간의 폭 방향의 중앙부에 위치한 중심 윅(311) 및 상기 중심 윅의 양쪽 방향으로 중심윅과 평행하게 각각 배치되는 복수의 주변 윅(312, 313)을 포함하며, 상기 중심 윅의 폭은 상기 복수 개의 주변 윅 중 어느 하나의 폭 보다 큰다.4 is a schematic diagram showing a closed space of a vapor chamber according to an example of the present application. In the sealed space 300 of the vapor chamber according to an example of the present application, the vapor flow path part 320 through which the vapor of the working fluid evaporated by an external heat source passes and the liquid flow path part 310 through which the liquid working fluid passes are sealed. A plurality of peripheral wicks 312 respectively provided along the width direction of the space, wherein the liquid flow passage part is disposed parallel to the central wick in both directions of the central wick 311 and the central wick located in the central part of the closed space in the width direction , 313), wherein a width of the central wick is greater than a width of any one of the plurality of peripheral wicks.

상기에서 밀폐공간의 폭 방향은 증기 챔버의 단축 방향, 예를 들면 도 3에서 y 방향을 의미한다. 따라서, 밀폐공간의 폭 방향의 중앙부는 밀폐공간의 단축 방향 중 1/2 지점을 의미하고, 중심 윅은 밀폐 공간의 단축 방향 중 1/2 지점에 위치하는 액 유로부를 의미하며, 주변 윅은 중심 윅 이외의 액 유로부를 의미한다. 한편, 상기 용어 윅(wick)은 작동 유체가 이동하는 통로로서 작용하는 모세관 구조의 액 유로부를 의미한다.In the above, the width direction of the enclosed space refers to the short axis direction of the vapor chamber, for example, the y direction in FIG. 3 . Accordingly, the central part in the width direction of the enclosed space means a 1/2 point in the short axis direction of the closed space, the central wick means a liquid flow path part located at 1/2 point in the short axis direction of the closed space, and the peripheral wick is the center It means a liquid flow path part other than the wick. On the other hand, the term wick (wick) refers to a liquid passage portion of a capillary structure that acts as a passage through which the working fluid moves.

외부 열원에 의해 증발 영역에서 증발된 작동 유체의 증기가 증발영역과 멀어지는 방향(또는, 응축 영역 방향)으로 이동하여 냉각되고 응축되어 액상의 작동 유체가 된다. 상기 액상의 작동 유체는 중심 윅 및 주변 윅으로 들어가고 모세관 힘에 의해 증발 영역으로 이동한다. The vapor of the working fluid evaporated in the evaporation region by the external heat source moves in a direction away from the evaporation region (or in the direction of the condensation region), is cooled and condensed to become a liquid working fluid. The liquid working fluid enters the central wick and the peripheral wick and moves to the evaporation zone by capillary force.

본 출원의 일실시예에 따른 증기 챔버는, 외부 열원이 위치하는 증기 챔버의 중심 부위에 폭이 넓은 중심 윅이 위치하여, 응축 영역에서 증발 영역으로 많은 양의 액상의 작동 유체를 신속하게 공급할 수 있다. 그러므로, 증발 영역에서의 dry-out이 발생하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 보다 넓은 작동 온도 범위에서도 유효한 방열 효과를 가질 수 있다.In the vapor chamber according to an embodiment of the present application, a wide central wick is positioned at the central portion of the vapor chamber where the external heat source is located, so that a large amount of liquid working fluid can be quickly supplied from the condensation region to the evaporation region. have. Therefore, it is possible to effectively suppress the occurrence of dry-out in the evaporation region. Therefore, it is possible to have an effective heat dissipation effect even in a wider operating temperature range.

하나의 예로서, 본 출원에 따른 증기 챔버는 하기 일반식 1을 추가로 만족할 수 있다. As an example, the vapor chamber according to the present application may further satisfy the following general formula (1).

[일반식 1][General formula 1]

1 < CW / SWn ≤ 101 < CW/SWn ≤ 10

상기 일반식 1에서, CW은 중심 윅의 폭이고, SW은 중심 윅의 양쪽 방향 중 어느 일 방향으로 중심 윅과 평행하게 배치되는 복수의 주변 윅 중 n번째 위치하는 주변 윅의 폭이고, n은 10 이하의 자연수이다.In Formula 1, CW is the width of the central wick, SW is the width of the n-th positioned peripheral wick among a plurality of peripheral wicks disposed parallel to the central wick in either direction of the central wick, n is It is a natural number less than or equal to 10.

상기 일반식 1에서 중심 윅의 폭과 어느 하나의 주변 윅의 폭의 비율(CW / SWn)은 다른예로 약 1.1 이상, 1.2 이상, 1.3 이상, 약 1.4 이상, 또는 약 1.5 이상일 수 있으며, 약 10 이하, 9 이하, 8 이하, 7 이하, 6 이하 또는 약 5 이하 일 수 있다. In General Formula 1, the ratio (CW / SWn) of the width of the central wick to the width of any one of the peripheral wicks may be, for example, about 1.1 or more, 1.2 or more, 1.3 or more, about 1.4 or more, or about 1.5 or more, 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, 6 or less, or about 5 or less.

중심 윅의 폭과 어느 하나의 주변 윅의 폭이 동일한 경우에는 증발영역에서의 dry-out 현상을 효과적으로 억제하는데 불리할 수 있다. 또한, 중심 윅의 폭과 어느 하나의 주변 윅의 폭의 비율이 10을 초과하는 경우에는 후술하는 증기 챔버의 제조 방법에서 액 유로부를 형성하는데 어려울 수 있다. 중심 윅의 폭과 어느 하나의 주변 윅의 폭의 비율이 상기 범위를 만족하는 경우, 증발 영역에서 dry-out 현상을 효과적으로 억제할 수 있고, 따라서 보다 넓은 작동 온도 범위에서도 유효한 방열 효과를 가질 수 있다.When the width of the central wick and the width of any one of the peripheral wicks are the same, it may be disadvantageous to effectively suppress the dry-out phenomenon in the evaporation region. Also, when the ratio of the width of the central wick to the width of any one of the peripheral wicks exceeds 10, it may be difficult to form the liquid flow passage in a method of manufacturing a vapor chamber to be described later. When the ratio of the width of the central wick to the width of any one of the peripheral wicks satisfies the above range, it is possible to effectively suppress the dry-out phenomenon in the evaporation region, and thus have an effective heat dissipation effect even in a wider operating temperature range. .

하나의 예로서, 상기 중심 윅의 폭은 약 1mm 내지 약 10 mm의 범위내일 수 있다. 또한, 상기 주변 윅의 폭은 약 0.5 mm 내지 4 mm의 범위 내일 수 있다. 중심 윅의 폭과 주변 윅의 폭이 상기 범위를 가지는 경우 전술한 일반식 1을 만족하는데 유리하다. 한편, 중심 윅의 폭이 10mm 를 초과하는 경우에는 액상의 작동 유체의 투과율(Permeability)이 떨어질 수 있다.As an example, the width of the central wick may range from about 1 mm to about 10 mm. Also, the width of the peripheral wick may be in the range of about 0.5 mm to 4 mm. When the width of the central wick and the width of the peripheral wick have the above ranges, it is advantageous to satisfy the above-mentioned general formula (1). On the other hand, when the width of the central wick exceeds 10 mm, the permeability of the liquid working fluid may be reduced.

하나의 예로서, 상기 증기 유로부는 액 유로부의 중심 윅의 양쪽 방향에 중심 윅과 평행하게 배치되는 복수의 증기 유로부(321, 322)를 포함하고, 하기 일반식 2를 만족할 수 있다.As an example, the vapor flow path part may include a plurality of vapor flow path parts 321 and 322 disposed in parallel with the central wick in both directions of the central wick of the liquid flow path part, and the following general formula (2) may be satisfied.

[일반식 2][General formula 2]

CV₁ ≥ CV_n CV ₁ ≥ CV _n

상기 일반식 2에서, CV₁는 액 유로부의 중심 윅의 양쪽 방향 중 어느 일 방향에서 상기 중심윅과 평행하게 배치되는 복수의 증기 유로부 중 중심 윅으로부터 첫번째 위치하는 증기 유로부의 폭이고, CV_n는 중심 윅과 평행하게 배치되는 복수의 증기 유로부 중 중심 윅으로부터 n 번째 위치하는 증기 유로부의 폭이며, n은 10 이하의 자연수이다.In Formula 2, CV ₁ is the width of the vapor flow path part located first from the central wick among the plurality of steam flow path parts arranged parallel to the central wick in either direction of the central wick of the liquid flow path part, CV _n is the width of the nth steam flow path part from the central wick among the plurality of steam flow path parts arranged parallel to the central wick, and n is a natural number equal to or less than 10.

상기에서 중심 윅으로부터 첫번째 위치하는 증기 유로부의 폭(CV₁)은 중심 윅으로부터 n번째 위치하는 증기 유로부의 폭(CV_n)과 동일하거나 클 수 있다. 한편, 중심 윅으로부터 첫번째 위치하는 증기 유로부의 폭(CV₁)은 중심 윅으로부터 n번째 위치하는 증기 유로부의 폭(CV_n)이 큰 경우, 증발 영역에서 외부 열원에 의해 증발된 다량의 작동 유체의 증기가 응축영역으로 보다 용이하고 신속하게 이동 할 수 있다. 따라서, 증기 챔버의 방열 효율을 보다 향상 시킬 수 있다. In the above, the width CV ₁ of the vapor passage portion located first from the central wick may be the same as or greater than the width CV _n of the vapor passage portion located at the nth position from the central wick. On the other hand, when the width (CV ₁ ) of the vapor passage portion located first from the central wick is large, the width (CV _n ) of the vapor passage portion located at the nth position from the central wick is large. The vapor can move more easily and quickly to the condensing zone. Therefore, the heat dissipation efficiency of the vapor chamber can be further improved.

하나의 예로서 증기 유로부와 액 유로부는 교대로 배치될 수 있다. 상기 교대로 배치된다는 것은, 예를 들면, 증기 챔버의 y 방향으로 증기 유로부 및 액 유로부가 번갈아 가면 배치되는 구조를 의미한다.As an example, the vapor flow passage portion and the liquid passage portion may be alternately disposed. The alternate arrangement means, for example, a structure in which the vapor flow path part and the liquid flow path part are alternately arranged in the y-direction of the vapor chamber.

하나의 예로서, 증기 유로부는 액 유로부의 중심 윅을 기준으로 대칭되는 구조를 가질 수 있다. 또한, 중심윅의 양쪽 방향으로 중심윅과 평행하게 각가 배치되는 복수의 주변 윅은 중심윅을 기준으로 대칭되는 구조를 가질 수 있다. As an example, the vapor flow path part may have a symmetrical structure with respect to the central wick of the liquid flow path part. In addition, a plurality of peripheral wicks angularly disposed parallel to the central wick in both directions of the central wick may have a symmetrical structure with respect to the central wick.

하나의 예로서, 상기 액 유로부는 밀폐 공간 100% 부피 대비 5% 내지 90% 부피의 범위를 차지할 수 있다. 다른 예로 액 유로부는 밀폐 공간 100 % 부피 대비 약 10% 이상, 15 % 이상 20 % 이상 또는 약 25 % 이상의 부피 범위를 차지하거나, 약 85% 이하, 80% 이하, 75% 이하 또는 약 70% 이하의 부피 범위를 차지할 수 있다. 밀폐 공간에서 액 유로부가 차지하는 부피가 5% 미만이거나 90%를 초과하는 경우 액상의 작동 유체 및 증기상의 작동 유체가 밀폐공간 내에서 원활한 흐름을 형성하는데 불리할 수 있다. 구체적으로 액 유로부가 차지하는 부피가 5% 미만의 경우에는 액상의 작동유체를 액 유로부를 통하여 증발 영역으로 이동시키는데 충분하지 않고, 액 유로부가 차지하는 부피가 90%를 초과하는 경우에는 증기상의 작동유체가 증기 유로부를 통하여 증발영역으로부터 멀어지는 방향(응축 영역 방향)으로 이동시키는데 충분하지 않을 수 있다.As an example, the liquid passage portion may occupy a range of 5% to 90% of the volume of 100% of the closed space. In another example, the liquid passage portion occupies about 10% or more, 15% or more, 20% or more, or about 25% or more of the volume of 100% of the volume of the sealed space, or about 85% or less, 80% or less, 75% or less, or about 70% or less can occupy a volume range of When the volume occupied by the liquid passage portion in the enclosed space is less than 5% or exceeds 90%, the liquid working fluid and the vapor phase working fluid may be disadvantageous in forming a smooth flow in the enclosed space. Specifically, when the volume occupied by the liquid flow passage part is less than 5%, it is not sufficient to move the liquid working fluid to the evaporation region through the liquid flow passage part. When the volume occupied by the liquid flow passage part exceeds 90%, the vapor phase working fluid It may not be enough to move in a direction away from the evaporation region (condensation region direction) through the vapor flow passage.

하나의 예로서, 상기 액 유로부는 열 전도성 금속 입자를 포함하는 다공성 금속층일 수 있다. 액 유로부가 열전도성 금속 입자를 포함하는 다공성 금속층인 경우, 방열 효율성을 향상 시킬 수 있다.As an example, the liquid passage part may be a porous metal layer including thermally conductive metal particles. When the liquid passage part is a porous metal layer including thermally conductive metal particles, heat dissipation efficiency may be improved.

한편, 상기 용어 다공성 금속층은, 금속을 주성분으로 포함하는 다공성 구조체를 의미한다. 상기에서 금속을 주성분으로 한다는 것은 금속층의 전체 중량을 기준으로 금속의 비율이 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상인 경우를 의미한다. 상기 주성분으로 포함되는 금속의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 100 중량%일 수 있다.Meanwhile, the term porous metal layer refers to a porous structure including a metal as a main component. In the above, having a metal as a main component means that the proportion of metal is 55 wt% or more, 60 wt% or more, 65 wt% or more, 70 wt% or more, 75 wt% or more, 80 wt% or more, 85 wt% based on the total weight of the metal layer. It means a case of weight % or more, 90 weight % or more, or 95 weight % or more. The upper limit of the ratio of the metal included as the main component is not particularly limited, and may be, for example, 100% by weight.

또한, 상기 용어 다공성은, 기공도(porosity)가 적어도 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상인 경우를 의미할 수 있다. 상기 기공도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 100% 미만, 약 99% 이하, 약 98% 이하, 약 95% 이하 또는 약 90% 이하 정도일 수 있다. 상기에서 기공도는 금속층의 밀도를 계산하여 공지의 방식으로 산출할 수 있다.In addition, the term porosity may mean a case in which the porosity is at least 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 75% or more, or 80% or more. The upper limit of the porosity is not particularly limited, and for example, may be less than about 100%, less than about 99%, less than about 98%, less than about 95%, or less than about 90%. In the above, the porosity may be calculated in a known manner by calculating the density of the metal layer.

상기 열전도성 금속 입자는, 일 예시에서 열전도도가, 약 8 W/mK 이상, 약 10 W/mK 이상, 약 15 W/mK 이상, 약 20 W/mK 이상, 약 25 W/mK 이상, 약 30 W/mK 이상, 약 35 W/mK 이상, 약 40 W/mK 이상, 약 45 W/mK 이상, 약 50 W/mK 이상, 약 55 W/mK 이상, 약 60 W/mK 이상, 약 65 W/mK 이상, 약 70 W/mK 이상, 약 75 W/mK 이상, 약 80 W/mK 이상, 약 85 W/mK 이상 또는 약 90 W/mK 이상일 수 있다. 금속 입자는, 열전도도가 높을수록 우수한 방열 효율을 가지는 액 유로부가 얻어질 수 있어서, 그 상한은 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 약 1,000 W/mK 이하 정도일 수 있다.The thermally conductive metal particles have, in one example, a thermal conductivity of about 8 W/mK or more, about 10 W/mK or more, about 15 W/mK or more, about 20 W/mK or more, about 25 W/mK or more, about 30 W/mK or more, about 35 W/mK or more, about 40 W/mK or more, about 45 W/mK or more, about 50 W/mK or more, about 55 W/mK or more, about 60 W/mK or more, about 65 W/mK or greater, about 70 W/mK or greater, about 75 W/mK or greater, about 80 W/mK or greater, about 85 W/mK or greater, or about 90 W/mK or greater. The metal particles may obtain a liquid channel portion having excellent heat dissipation efficiency as the thermal conductivity is higher, and thus the upper limit thereof is not particularly limited, and may be, for example, about 1,000 W/mK or less.

상기 금속 입자의 구체적인 종류는, 상기 언급된 열전도도를 가진다면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 구리, 금, 은, 알루미늄, 은, 니켈, 철, 코발트, 마그네슘, 몰리브덴, 텅스텐, 백금, 마그네슘 및 아연으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 상기 중 2종 이상의 합금 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specific types of the metal particles are not particularly limited as long as they have the above-mentioned thermal conductivity, and for example, copper, gold, silver, aluminum, silver, nickel, iron, cobalt, magnesium, molybdenum, tungsten, platinum, magnesium. And it may be any one selected from the group consisting of zinc or an alloy of two or more of the above, but is not limited thereto.

상기 금속 입자의 형태는 목적하는 액 유로부의 기공크기, 기공도 또는 기공 형태 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 입자는, 대략 구형, 침상, 판형, 덴드라이트형 또는 성형(star shape) 등의 다양한 형태를 가질 수 있다.The shape of the metal particles may be appropriately selected in consideration of the desired pore size, porosity, or pore shape of the liquid passage part. For example, the metal particles may have various shapes such as a substantially spherical shape, a needle shape, a plate shape, a dendrite shape, or a star shape.

하나의 예시에서 상기 금속 입자의 평균 입경은, 약 100 nm 내지 200 ㎛의 범위 내일 수 있다. 상기 범위 내에서 목적하는 다공성 금속층의 기공도나 기공크기 또는 기공 형태 등을 고려하여 평균 입경이 적절하게 선택될 수 있다.In one example, the average particle diameter of the metal particles may be in the range of about 100 nm to 200 μm. Within the above range, the average particle diameter may be appropriately selected in consideration of the porosity, pore size, or pore shape of the desired porous metal layer.

상기 액 유로부에 포함되는 열전도성 금속 입자는 평균 입경이 100nm 내지 200㎛의 범위 내일 수 있다. 상기 범위내에서 액 유로부의 기공 크기나 기공도 등을 고려하여 평균 입경이 적절하게 선택될 수 있다.The thermally conductive metal particles included in the liquid passage part may have an average particle diameter in the range of 100 nm to 200 μm. Within the above range, the average particle diameter may be appropriately selected in consideration of the pore size or porosity of the liquid channel portion.

하나의 예로서, 액 유로부는, 적정한 상대 투자율과 전도도를 가지는 금속을 적어도 포함할 수 있다. 이러한 금속의 적용은, 후술하는 증기 챔버의 제조방법에서 액 유로부를 형성 할 때에 유도 가열 방식이 적용될 경우에 해당 방식에 따른 소결이 원활하게 수행되도록 할 수 있다.As an example, the liquid passage part may include at least a metal having an appropriate relative permeability and conductivity. The application of such a metal may allow sintering according to the method to be smoothly performed when the induction heating method is applied when forming the liquid flow passage in a method of manufacturing a vapor chamber to be described later.

예를 들면, 상기 금속으로는, 상대 투자율이 90 이상인 금속이 사용될 수 있다. 상기에서 상대 투자율(μr)은, 해당 물질의 투자율(μ)과 진공속의 투자율(μ0)의 비율(μ/μ0)이다. 본 출원에서 사용하는 상기 금속은 상대 투자율이 95 이상, 100 이상, 110 이상, 120 이상, 130 이상, 140 이상, 150 이상, 160 이상, 170 이상, 180 이상, 190 이상, 200 이상, 210 이상, 220 이상, 230 이상, 240 이상, 250 이상, 260 이상, 270 이상, 280 이상, 290 이상, 300 이상, 310 이상, 320 이상, 330 이상, 340 이상, 350 이상, 360 이상, 370 이상, 380 이상, 390 이상, 400 이상, 410 이상, 420 이상, 430 이상, 440 이상, 450 이상, 460 이상, 470 이상, 480 이상, 490 이상, 500 이상, 510 이상, 520 이상, 530 이상, 540 이상, 550 이상, 560 이상, 570 이상, 580 이상 또는 590 이상일 수 있다. 상기 상대 투자율은 그 수치가 높을 수록 후술하는 증기챔버의 제조방법에서 유도 가열을 위한 전자기장의 인가 시에 보다 높은 열을 발생하게 되므로 그 상한은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 상대 투자율의 상한은 예를 들면, 약 300,000 이하일 수 있다.For example, as the metal, a metal having a relative magnetic permeability of 90 or more may be used. In the above, the relative permeability (μr) is the ratio (μ/μ0) of the magnetic permeability (μ) of the material to the magnetic permeability (μ0) in a vacuum. The metal used in the present application has a relative permeability of 95 or more, 100 or more, 110 or more, 120 or more, 130 or more, 140 or more, 150 or more, 160 or more, 170 or more, 180 or more, 190 or more, 200 or more, 210 or more, 220 or more, 230 or more, 240 or more, 250 or more, 260 or more, 270 or more, 280 or more, 290 or more, 300 or more, 310 or more, 320 or more, 330 or more, 340 or more, 350 or more, 360 or more, 370 or more, 380 or more , 390 or more, 400 or more, 410 or more, 420 or more, 430 or more, 440 or more, 450 or more, 460 or more, 470 or more, 480 or more, 490 or more, 500 or more, 510 or more, 520 or more, 530 or more, 540 or more, 550 or more or more, 560 or more, 570 or more, 580 or more, or 590 or more. The upper limit of the relative permeability is not particularly limited because the higher the value, the higher the heat is generated when an electromagnetic field for induction heating is applied in a method of manufacturing a vapor chamber to be described later. In one example, the upper limit of the relative permeability may be, for example, about 300,000 or less.

상기 금속은 20℃에서의 전도도가 약 8 MS/m 이상, 9 MS/m 이상, 10 MS/m 이상, 11 MS/m 이상, 12 MS/m 이상, 13 MS/m 이상 또는 14.5 MS/m 이상인 금속 또는 그러한 합금일 수 있다. 상기 전도도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 30 MS/m 이하, 25 MS/m 이하 또는 20 MS/m 이하일 수 있다. The metal has a conductivity at 20°C of about 8 MS/m or more, 9 MS/m or more, 10 MS/m or more, 11 MS/m or more, 12 MS/m or more, 13 MS/m or more, or 14.5 MS/m or more. It may be a metal or an alloy thereof. The upper limit of the conductivity is not particularly limited, and may be, for example, about 30 MS/m or less, 25 MS/m or less, or 20 MS/m or less.

본 출원에서 상기와 같은 상대 투자율과 전도도를 가지는 금속은 단순하게 전도성 자성 금속으로도 호칭될 수 있다.In the present application, the metal having the above relative permeability and conductivity may be simply referred to as a conductive magnetic metal.

상기 전도성 자성 금속을 적용함으로써, 후술하는 증기 챔버의 제조 방법에서 유도 가열 공정이 진행될 경우에 소결을 보다 효과적으로 진행할 수 있다. 이와 같은 금속으로는 니켈, 철 또는 코발트 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.By applying the conductive magnetic metal, sintering can be performed more effectively when an induction heating process is performed in a method of manufacturing a vapor chamber to be described later. Such a metal may be exemplified by nickel, iron or cobalt, but is not limited thereto.

하나의 예로서, 상기 액 유로부는 평균 기공 크기가 100 ㎛ 이하일 수 있다. 이러한 기공 크기는 예를 들면, SEM(Scanning electron microscope) 이미지 분석 등의 방식으로 확인할 수 있다. 상기 기공 크기의 하한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 1 nm 내지 1㎛ 정도일 수 있다. As an example, the liquid channel portion may have an average pore size of 100 μm or less. The pore size may be confirmed by, for example, scanning electron microscope (SEM) image analysis. The lower limit of the pore size is not particularly limited, and may be, for example, about 1 nm to 1 μm.

하나의 예로서, 상기 액 유로부는 기공도가 30% 이상일 수 있다. 상기에서 기공도는 액 유로부의 밀도를 계산하여 공지의 방식으로 산출할 수 있다. 상기 기공도는 다른 예시에서 약 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상 또는 약 65% 이상이거나, 약 99% 이하, 95% 이하, 90% 이하, 85% 이하, 80% 이하 또는 약 75% 이하 정도일 수 있다.As an example, the liquid channel portion may have a porosity of 30% or more. In the above, the porosity may be calculated in a known manner by calculating the density of the liquid channel portion. In another example, the porosity is about 35% or more, 40% or more, 45% or more, 50% or more, 55% or more, 60% or more, or about 65% or more, or about 99% or less, 95% or less, 90% or less , 85% or less, 80% or less, or about 75% or less.

하나의 예로서, 밀폐 공간에 봉입된 작동 유체의 충전률(R)은 하기 일반식 3을 만족할 수 있다. As an example, the filling rate (R) of the working fluid enclosed in the sealed space may satisfy the following general formula (3).

[일반식 3][General Formula 3]

30 ≤ R (%) = (Lv / Wv) * 100 ≤ 200 30 ≤ R (%) = (Lv / Wv) * 100 ≤ 200

상기 일반식 3에서, R은 밀폐 공간에 봉입된 작동 유체의 충전률이고, Lv는 밀폐 공간에 봉입된 작동 유체의 부피이며, Wv는 밀폐 공간에 존재하는 액 유로부 기공의 부피이다.In Formula 3, R is the filling rate of the working fluid enclosed in the sealed space, Lv is the volume of the working fluid enclosed in the sealed space, and Wv is the volume of pores in the liquid passage part existing in the sealed space.

상기 일반식 3에서 작동 유체의 충전률(R ) 은 다른예로 약 35 % 이상, 40 % 이상, 45 % 이상, 50 % 이상 또는 약 40 % 이상일 수 있으며, 약 190 % 이하, 180 % 이하, 170% 이하 또는 약 160% 이하일 수 있다. In Formula 3, the filling rate (R) of the working fluid may be, for example, about 35% or more, 40% or more, 45% or more, 50% or more, or about 40% or more, about 190% or less, 180% or less, 170% or less or about 160% or less.

밀폐 공간에 봉입되는 작동 유체의 충정률(R )이 30 %에 미치지 못하면, 증발 영역에서의 dry-out 현상이 심화될 수 있으며, 200%를 초과하는 경우에는 증기 챔버에서 작동 유체가 유출될 수 있다.If the filling rate (R ) of the working fluid enclosed in the enclosed space does not reach 30%, the dry-out phenomenon in the evaporation area may intensify, and if it exceeds 200%, the working fluid may leak from the vapor chamber. have.

액유로부가 상기와 같은 특징을 가지는 경우, 액상의 작동유체를 증발영역으로 보다 용이하게 이동 시킬 수 있으며, 따라서 증발영역에서의 dry-out 현상을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 또한 액 유로부는 열전도도가 우수하여 방열 효울성을 향상 시킬 수 있다.When the liquid flow passage part has the above characteristics, the liquid working fluid can be more easily moved to the evaporation area, and thus the dry-out phenomenon in the evaporation area can be more effectively suppressed. In addition, the liquid channel portion has excellent thermal conductivity, so that heat dissipation efficiency can be improved.

본 출원의 증기 챔버의 우수한 방열 특성은, 외부 열원이 함께 배치되었을 때 더욱 유의미하다. 예를 들어, 본 출원의 증기 챔버와 종래의 증기 챔버에 대해 증기 챔버의 증발영역에 외부 열원을 위치시키는 경우 본 출원의 증기 챔버가 상대적으로 우수한 방열 특성을 가진다(이 점은 후술하는 실시예에서 더욱 자세히 언급한다).The excellent heat dissipation characteristics of the vapor chamber of the present application are more significant when an external heat source is disposed together. For example, when an external heat source is positioned in the vaporization region of the vapor chamber with respect to the vapor chamber of the present application and the conventional vapor chamber, the vapor chamber of the present application has relatively excellent heat dissipation characteristics (this point is more detailed).

본 출원은 또한 증기 챔버의 제조 방법에 관한 것이다. 증기 챔버의 제조 방법에 사용되는 구성요소는 전술한 구성요소와 동일한 것을 사용할 수 있다. The present application also relates to a method for manufacturing a vapor chamber. The components used in the method of manufacturing the vapor chamber may be the same as those described above.

본 출원에 따른 증기 챔버의 제조 방법은 열 전도성 금속 입자를 포함하는 슬러리를 지지체 상에 패턴 코팅하고, 상기 패턴 코팅된 슬러리를 소결하여 지지체 상에 액 유로부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. The method of manufacturing a vapor chamber according to the present application may include pattern-coating a slurry including thermally conductive metal particles on a support, and sintering the pattern-coated slurry to form a liquid passage on the support.

상기 지지체 상의 패턴 코팅은 도 4, 도 5 또는 도 6에서 도시된 것과 같이, 밀폐공간에 형성된 액 유로부의 패턴과 동일한 패턴이 되도록 슬러리를 이용하여 지지체 상에 패턴 코팅할 수 있다. The pattern coating on the support may be pattern-coated on the support by using a slurry so as to have the same pattern as the pattern of the liquid flow passage formed in the closed space as shown in FIGS. 4, 5 or 6 .

필요한 경우에 상기 지지체 상의 패턴 코팅과 소결 공정의 사이에 패턴 코팅된 슬러리를 적정 조건에서 건조하는 단계가 수행될 수도 있다. 건조 공정이 진행될 경우에 그 조건은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 20℃ 내지 150℃ 정도의 범위 내의 온도에서 약 20분 내지 5 시간 정도 동안 수행할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.If necessary, drying the pattern-coated slurry under suitable conditions may be performed between the pattern coating on the support and the sintering process. When the drying process proceeds, the conditions are not particularly limited, and, for example, may be performed at a temperature within the range of about 20° C. to about 150° C. for about 20 minutes to 5 hours, but is not limited thereto.

상기 지지체 상에 패턴 코팅된 슬러리의 소결을 수행하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 패턴 코팅된 슬러리의 재료 구성이나 형태 등을 감안하여 적정한 열을 인가하는 공지의 소결법을 적용할 수 있다. 이 때 적용되는 소결 온도와 소결 시간은 특별히 제한되지 않고, 슬러리의 재료 구성이나, 형태 등을 감안하여 설정될 수 있다. A method of performing sintering of the pattern-coated slurry on the support is not particularly limited, and a known sintering method that applies appropriate heat in consideration of the material composition or shape of the pattern-coated slurry may be applied. The sintering temperature and sintering time applied at this time are not particularly limited, and may be set in consideration of the material composition or shape of the slurry.

하나의 예로서, 상기 소결을 유도 가열 방식으로도 수행할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 슬러리가 전도성 자성 금속을 포함하는 경우에는 유도 가열 방식이 적용될 수 있다. 이러한 방식에 의해서 균일하게 형성된 기공을 포함하면서, 기계적 특성이 우수하며, 기공도도 목적하는 수준으로 조절된 금속층의 제조가 보다 원활하게 될 수 있다.As an example, the sintering may be performed by an induction heating method. That is, as described above, when the slurry includes a conductive magnetic metal, an induction heating method may be applied. While including pores uniformly formed by this method, the mechanical properties are excellent, and the porosity of the metal layer is adjusted to a desired level can be more smoothly manufactured.

상기에서 유도 가열은, 전자기장이 인가되면 특정 금속에서 열이 발생하는 현상이다. 예를 들어, 적절한 전도성과 투자율을 가지는 전도성 자성 금속에 전자기장을 인가하면, 금속에 와전류(eddy currents)가 발생하고, 금속의 저항에 의해 줄열(Joule heating)이 발생한다. 이러한 현상을 통하여 지지체 상에 패턴 코팅된 슬러리의 소결 공정을 수행할 수 있다. 이와 같은 방식을 적용하면 지지체 상에 패턴 코팅된 액 유로부의 소결을 단시간 내에 수행할 수 있어서 공정성을 확보하고, 동시에 기공도가 높은 박막 형태이면서도, 작은 기공 크기를 가지고, 지지체와의 밀착성도 우수한 다공성 금속층을 제조할 수 있다. The induction heating is a phenomenon in which heat is generated in a specific metal when an electromagnetic field is applied. For example, when an electromagnetic field is applied to a conductive magnetic metal having appropriate conductivity and permeability, eddy currents are generated in the metal, and Joule heating is generated due to the resistance of the metal. Through this phenomenon, the sintering process of the pattern-coated slurry on the support may be performed. When this method is applied, sintering of the liquid channel portion coated with the pattern on the support can be carried out in a short time to ensure fairness, and at the same time, it is a thin film form with high porosity, has a small pore size, and has excellent adhesion to the support. A metal layer can be prepared.

따라서, 상기 소결 공정은, 상기 패턴 코팅된 슬러리에 열 또는 전자기장을 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기에서 열의 인가는 오븐 등의 적절한 수단을 사용하여 패턴 코팅된 슬러리를 약 300℃ 내지 2,000℃의 범위 내의 온도에서 30분 내지 10 시간의 범위 내의 시간 동안 처리하여 수행할 수 있다.Accordingly, the sintering process may include applying heat or an electromagnetic field to the pattern-coated slurry. In the above, the application of heat may be performed by treating the pattern-coated slurry at a temperature within the range of about 300° C. to 2,000° C. for a time within the range of 30 minutes to 10 hours using an appropriate means such as an oven.

또한, 전자기장의 인가에 의해서도 상기 전도성 자성 금속에서 유도 가열 현상에 의해서 줄열(Joule heating)이 발생하고, 이에 의해 구조체는 소결될 수 있다. 이 때 전자기장을 인가하는 조건은 슬러리 내의 전도성 자성 금속의 종류 및 비율 등에 따라서 결정되는 것으로 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 유도 가열은, 코일 등의 형태로 형성된 유도 가열기를 사용하여 진행할 수 있다. 또한, 유도 가열은, 예를 들면, 100A 내지 1,000A 정도의 전류를 인가하여 수행할 수 있다. 상기 가해지는 전류의 크기는 다른 예시에서, 900A 이하, 800 A 이하, 700 A 이하, 600 A 이하, 500 A 이하 또는 400 A 이하일 수 있다. 상기 전류의 크기는 다른 예시에서 약 150 A 이상, 약 200 A 이상 또는 약 250 A 이상일 수 있다.In addition, Joule heating may be generated in the conductive magnetic metal due to an induction heating phenomenon even by application of an electromagnetic field, and thereby the structure may be sintered. In this case, the conditions for applying the electromagnetic field are not particularly limited as they are determined according to the type and ratio of the conductive magnetic metal in the slurry. For example, the induction heating may be performed using an induction heater formed in the form of a coil or the like. In addition, induction heating, for example, may be performed by applying a current of about 100A to 1,000A. In another example, the magnitude of the applied current may be 900 A or less, 800 A or less, 700 A or less, 600 A or less, 500 A or less, or 400 A or less. The magnitude of the current may be about 150 A or more, about 200 A or more, or about 250 A or more in another example.

유도 가열은, 예를 들면, 약 100kHz 내지 1,000kHz의 주파수로 수행할 수 있다. 상기 주파수는, 다른 예시에서, 900 kHz 이하, 800 kHz 이하, 700 kHz 이하, 600 kHz 이하, 500 kHz 이하 또는 450 kHz 이하일 수 있다. 상기 주파수는, 다른 예시에서 약 150 kHz 이상, 약 200 kHz 이상 또는 약 250 kHz 이상일 수 있다.Induction heating, for example, may be performed at a frequency of about 100 kHz to 1,000 kHz. In another example, the frequency may be 900 kHz or less, 800 kHz or less, 700 kHz or less, 600 kHz or less, 500 kHz or less, or 450 kHz or less. The frequency may be about 150 kHz or more, about 200 kHz or more, or about 250 kHz or more in another example.

상기 유도 가열을 위한 전자기장의 인가는 예를 들면, 약 1분 내지 10시간의 범위 내에서 수행할 수 있다. 상기 인가 시간은 다른 예시에서 약 10분 이상, 약 20 분 이상 또는 약 30 분 이상일 수 있다. 상기 인가 시간은, 다른 예시에서, 약 9시간 이하, 약 8 시간 이하, 약 7 시간 이하, 약 6 시간 이하, 약 5 시간 이하, 약 4 시간 이하, 약 3 시간 이하, 약 2 시간 이하, 약 1 시간 이하 또는 약 30분 이하일 수 있다.The application of the electromagnetic field for the induction heating may be performed within a range of, for example, about 1 minute to 10 hours. In another example, the application time may be about 10 minutes or more, about 20 minutes or more, or about 30 minutes or more. The application time is, in another example, about 9 hours or less, about 8 hours or less, about 7 hours or less, about 6 hours or less, about 5 hours or less, about 4 hours or less, about 3 hours or less, about 2 hours or less, about 2 hours or less, about It may be 1 hour or less or about 30 minutes or less.

상기 언급한 유도 가열 조건, 예를 들면, 인가 전류, 주파수 및 인가 시간 등은 전술한 바와 같이 전도성 자성 금속의 종류 및 비율 등을 고려하여 변경될 수 있다.The above-mentioned induction heating conditions, for example, an applied current, a frequency, and an application time may be changed in consideration of the type and ratio of the conductive magnetic metal as described above.

상기 지지체 상에 패턴 코팅된 액 유로부의 소결은, 상기 열 또는 전자기장의 인가 중 어느 하나의 수단에 의해서 수행하거나, 양자를 동시에 적용하는 방식, 즉 전자기장의 인가와 함께 적절한 열을 인가하는 방식으로도 수행할 수도 있다.The sintering of the liquid channel portion pattern-coated on the support is performed by either means of the application of the heat or the electromagnetic field, or both are applied simultaneously, that is, by applying appropriate heat together with the application of the electromagnetic field. can also be done

하나의 예로서, 상기 지지체는 금속 기판, 유리 기판, 또는 폴리머 기판일 수 있다. As an example, the support may be a metal substrate, a glass substrate, or a polymer substrate.

일구체예로 상기 지지체가 금속 기판인 경우, 증기 챔버의 제조 방법은 금속 기판(이하, '제 1 금속 기판'이라 호칭할 수 있음) 상에 패턴 코팅된 슬러리를 소결하여 제 1 금속 기판 상에 액 유로부를 형성하고, 제 1 금속 기판의 액유로부가 마주보도록 제 2 금속 기판을 대향 배치 시킨 상태에서 제 1 금속 기판과 제 2 금속 기판의 테두리를 접합하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 한편, 상기에서 제 2 금속 기판은 평면 금속 기판이거나, 또는 제1 금속 기판의 액 유로부와 마주보았을 때 동일한 패턴이 형성된 금속 기판일 수 있다. In one embodiment, when the support is a metal substrate, the method for manufacturing the vapor chamber includes sintering a pattern-coated slurry on a metal substrate (hereinafter, may be referred to as a 'first metal substrate') on the first metal substrate. The method may further include forming a liquid passage portion and bonding the edges of the first metal substrate and the second metal substrate in a state in which the second metal substrate is disposed to face the liquid passage portion of the first metal substrate. Meanwhile, in the above, the second metal substrate may be a planar metal substrate or a metal substrate having the same pattern formed when facing the liquid passage portion of the first metal substrate.

다른 구체예로 상기 지지체가 유리 기판이거나 폴리머 기판인 경우, 증기 챔버의 제조 방법은 유리 기판 또는 폴리머 기판 상에 패턴 코팅된 슬리를 소결하여 유리 기판 또는 폴리머 기판 상에 액 유로부를 형성하고, 상기 유리 기판 또는 폴리머 기판으로부터 패턴 형성된 액 유로부를 분리 한 후, 상기 분리한 액 유로부를 제 1 금속 기판 및 제 2 금속 기판 사이에 위치시킨 상태에서 제 1 금속 기판과 제 2 금속 기판의 테두리를 접합하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.In another embodiment, when the support is a glass substrate or a polymer substrate, the vapor chamber manufacturing method is to sinter the pattern-coated slip on the glass substrate or the polymer substrate to form a liquid passage portion on the glass substrate or the polymer substrate, and the glass substrate or the polymer substrate. Separating the pattern-formed liquid channel portion from the substrate or the polymer substrate, and then bonding the edges of the first and second metal substrates with the separated liquid channel portion positioned between the first and second metal substrates. may further include.

상기에서 제 1 금속 기판과 제 2 금속 기판을 접합하는 방법은 특별히 제한되지 않으며 공지의 금속의 부착 방식을 적용할 수 있다. 상기 제 1 금속 기판과 제 2 금속 기판의 접합에 의해서 제 1 금속 기판과 제 2 금속 기판 사이에는 밀폐 공간이 형성되게 된다. In the above, a method of bonding the first metal substrate and the second metal substrate is not particularly limited, and a known metal attachment method may be applied. An enclosed space is formed between the first metal substrate and the second metal substrate by bonding the first metal substrate and the second metal substrate.

한편, 상기 밀폐 공간에 작동 유체를 봉입하는 방법은 특별히 제한되지 않으며 공지의 봉입 방법을 이용할 수 있다. 일예로, 제 1 기판 또는 2 기판 중 적어도 하나에는 작동 유체가 주입되는 주입구가 구비되어 있어, 제 1 금속 기판과 제 2 금속 기판의 테두리를 접합한 이후에 제 1 기판 또는 제 2 기판 중 적어도 하나에 구비된 주입구를 통하여 작동 유체를 주입한 후에 주입구를 에폭시 수지 등 공지의 실링제를 사용하여 진공 실링(vacuum sealing)함으로써 작동유체를 밀폐 공간에 봉입 시킬 수 있다.Meanwhile, a method of encapsulating the working fluid in the sealed space is not particularly limited, and a known encapsulation method may be used. For example, at least one of the first and second substrates is provided with an injection hole through which a working fluid is injected, so that after bonding the edges of the first and second metal substrates, at least one of the first and second substrates After injecting the working fluid through the inlet provided in the , the working fluid can be sealed in the sealed space by vacuum sealing the inlet using a well-known sealing agent such as an epoxy resin.

본 출원의 증기 챔버는 정해진 크기 내에서도 다양한 성능, 예를 들어 향상된 열부하 용량(heat load capacity) 및 유효 열전도도(effective thermal conductivity) 등을 가질 수 있다.The vapor chamber of the present application may have various performances within a given size, for example, improved heat load capacity and effective thermal conductivity.

도 1은 증기 챔버의 구동 원리를 간략화한 것이다.
도 2 는 본 출원에 따른 증기 챔버의 예시적인 모식도이다.
도 3는 종래 증기 챔버에서 밀폐공간의 평면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 출원에 따른 증기 챔버에서 예시적인 밀폐공간의 평면도이다.
도 7은 본 출원의 증기 챔버의 제조 과정을 간략화한 것이다.1 is a simplified view of a driving principle of a vapor chamber.
2 is an exemplary schematic diagram of a vapor chamber according to the present application.
3 is a plan view of a closed space in a conventional vapor chamber.
4 to 6 are plan views of an exemplary closed space in the vapor chamber according to the present application.
7 is a simplified view of the manufacturing process of the vapor chamber of the present application.

이하, 실시예를 통해 본 출원을 상세히 설명한다. 그러나, 본 출원의 보호범위가 하기 설명되는 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in detail through examples. However, the protection scope of the present application is not limited by the examples described below.

Qmax 측정 Qmax measurement

Qmax는 최대 열수송 일률(maximum heat transport power, 단위: W)을 의미하고, 하기의 방식으로 측정된다. 즉 이 값이 높을 수록 방열 성능이 우수함을 의미한다. Qmax means maximum heat transport power (unit: W), and is measured in the following manner. That is, the higher this value, the better the heat dissipation performance.

(1)실시예 및 비교예에서 제조된 증기 챔버에서, 증발 영역에 열원(직류 전원 공급 장치)을 연결하고, 응축 영역에 냉각 장비(Cooling bath)를 연결시킨다. (1) In the vapor chambers manufactured in Examples and Comparative Examples, a heat source (direct current power supply) is connected to the evaporation region, and a cooling bath (Cooling bath) is connected to the condensation region.

(2)증기 챔버의 장축방향(x 방향)을 따라 12mm 간격을 두고 일정하게 배치된 7개의 지점에 thermocouple을 연결한다.(2) Connect the thermocouple to 7 points which are arranged at intervals of 12mm along the long axis direction (x direction) of the steam chamber.

(3)열원에서 0.5 W으로 열을 인가하고, 열평형이 일어나서 각 지점의 온도 변화량이 0.1℃ 미만일 때, 상기 7개 각 지점의 온도를 측정한다. (3) Apply heat at 0.5 W from the heat source, and when thermal equilibrium occurs and the temperature change at each point is less than 0.1°C, the temperature of each of the seven points is measured.

(4)이 때 상기 7개의 지점에서 열원에 가장 가까운 지점과 가장 먼 지점의 온도 차이가 6℃가 될 때, 상기 열원에서 인가한 일률에서 측정 환경에 따른 오차인 0.4W를 감하여 Qmax를 구한다.(4) At this time, when the temperature difference between the point closest to the heat source and the point farthest from the heat source at the seven points becomes 6°C, Qmax is obtained by subtracting 0.4W, which is an error depending on the measurement environment, from the power applied from the heat source.

한편, Qmax 평가는 비교예 1에서 외부 열원의 위치가 증발영역에 있을 때 Qmax 값을 기준으로 나머지 제조예의 Qmax 값의 비율로 기재하였다.On the other hand, Qmax evaluation was described as a ratio of the Qmax values of the remaining preparation examples based on the Qmax value when the position of the external heat source in Comparative Example 1 was in the evaporation region.

최대 온도(Max temperature)의 측정Measurement of Max temperature

최대 온도는 하기 실시예 및 비교예에서 제작된 증기 챔버가 원활하게 작동할 수 있는 온도를 의미하고, 하기의 방식으로 측정된다. 한편, 최대 온도가 높을수록 증발영역에서 드라이 아웃(dry-out) 현상을 억제하는 성능이 우수함을 의미한다. The maximum temperature means a temperature at which the vapor chambers manufactured in the following Examples and Comparative Examples can operate smoothly, and is measured in the following manner. On the other hand, the higher the maximum temperature, the better the performance of suppressing the dry-out phenomenon in the evaporation region.

(1)Qmax 측정 방법과 같이 증기 챔버 증발 영역에 열원(직류 전원 공급 장치)을 연결하고, 응축 영역에 냉각 장비(Cooling bath)를 연결시킨다.(1) As in the Qmax measurement method, connect a heat source (DC power supply) to the vapor chamber evaporation area, and connect a cooling bath to the condensation area.

(3)열원에서 0.2 W으로 열을 인가하고, 냉각 장비의 온도가 열원의 온도와 6℃ 차이가 나도록 설정한다. (3) Apply heat at 0.2 W from the heat source, and set the temperature of the cooling equipment to be 6℃ different from the temperature of the heat source.

(4)열원에 0.2 W으로 열을 인가한 후로부터 10분 이내에, 상기 일정하게 배치된 7개의 지점에서 각각 평형 상태(온도변화가 0.05℃ 이내)가 이루어지고, 상기 평형 상태가 2분 이상 유지된다면 증기 챔버 내부 유체와 기체가 잘 순환되고 열 전달이 잘 이루어진다고 판단하였다. 열원의 온도를 20℃에서 0.1℃ 씩 상승시켜 평형 상태가 이루어지는지 여부를 평가 하였으며, 평형 상태가 이루어지는 온도 중 가장 높은 온도를 최대 온도로 하였다.(4) Within 10 minutes from applying heat at 0.2 W to the heat source, an equilibrium state (temperature change within 0.05° C.) is achieved at each of the seven constantly arranged points, and the equilibrium state is maintained for 2 minutes or more If so, it was judged that the fluid and gas inside the vapor chamber circulate well and heat transfer was performed well. Whether an equilibrium state was achieved by increasing the temperature of the heat source by 0.1 °C from 20 °C was evaluated, and the highest temperature among the equilibrium states was set as the maximum temperature.

최대 온도의 측정은 비교예 1의 증기 챔버에서 측정한 최대 온도를 기준으로 나머지 제조예의 최대 온도를 가감하여 기재하였다.The measurement of the maximum temperature was described by adding or subtracting the maximum temperature of the remaining Preparation Examples based on the maximum temperature measured in the vapor chamber of Comparative Example 1.

실시예1. 증기 챔버의 제조Example 1. Fabrication of the vapor chamber

하기 과정을 통해 증기 챔버를 제조하였다. 그 과정을 간략화하여 도 7에도 도시하였다. A vapor chamber was manufactured through the following process. The process is simplified and shown in FIG. 7 as well.

(1)평균 입경(D50 입경)이 약 10μm 내지 20μm 정도인 구리(Cu) 분말을 금속 성분으로 사용하여 슬러리를 제조한다. 분산제로서, 에틸렌글리콜(EG) 및 바인더로서 에틸셀룰로오스(EC)가 4:5의 중량 비율(EG:EC)로 혼합된 혼합물에 상기 구리 분말을 상기 바인더와 구리 분말이 약 10:1의 중량 비율(Cu:EC)이 되도록 혼합하여 슬러리를 제조한다.(1) A slurry is prepared using copper (Cu) powder having an average particle diameter (D50 particle diameter) of about 10 μm to 20 μm as a metal component. As a dispersant, ethylene glycol (EG) and ethyl cellulose (EC) as a binder are mixed in a 4:5 weight ratio (EG:EC) of the copper powder, and the binder and copper powder are mixed in a weight ratio of about 10:1 (Cu:EC) is mixed to prepare a slurry.

(2)두께가 대략 100㎛이고, 가로 및 세로 길이가 대략 24mm 및 78mm인 직육면체 형태의 구리 foil 상에 도 4에서 도시된 밀폐 공간(300)의 형상(특정패턴)을 인쇄할 수 있도록 마련된 틀(인쇄 면적은 가로 18mm, 세로 72mm이다)을 위치시킨 후, 상기 (1)에서 준비된 슬러리를 도포하여 특정 패턴을 가지도록 슬러리를 구리 foil 상에 인쇄한다. 상기 특정 패턴은, 구체적으로 액 유로부는 5개이고 폭의 비율은 1:2:4:2:1(SW2:SW2:CW:SW1:SW2)이며, 증기 유로부는 4개이고 폭의 비율은 2:2:2:2(CV2:CV1:CV1:CV2)가 되도록 하였다. (2) A frame provided to print the shape (specific pattern) of the closed space 300 shown in FIG. 4 on a copper foil in the form of a cuboid having a thickness of about 100 μm and a width and length of about 24 mm and 78 mm After positioning (the printing area is 18mm in width and 72mm in length), the slurry prepared in (1) is applied and the slurry is printed on the copper foil to have a specific pattern. Specifically, the specific pattern has five liquid flow passages, a width ratio of 1:2:4:2:1 (SW2:SW2:CW:SW1:SW2), four vapor flow passages, and a width ratio of 2:2 :2:2 (CV2:CV1:CV1:CV2).

(3)인쇄된 슬러리를 건조기를 이용하여 120℃에서 30분간 건조한다.(3) Dry the printed slurry at 120°C for 30 minutes using a dryer.

(4)건조된 슬러리를 소결로(sintering furnace)를 이용하여 1,000℃에서 1시간 동안 소결하여 금속폼을 제조한다. (4) The dried slurry is sintered at 1,000° C. for 1 hour using a sintering furnace to prepare a metal foam.

(5)금속폼이 제조된 구리 foil 상에 (2)에서 준비한 것과 동일 규격의 구리 foil을 합지시켜서 양 구리 foil 사이의 내부 공간에 금속폼이 존재하도록 한 후, 주입구를 제외한 나머지 테두리를 결합한다.(5) Lay the copper foil of the same size as prepared in (2) on the copper foil prepared with metal foam so that the metal foam exists in the inner space between both copper foils, and then combine the remaining edges except the injection hole .

(6)주입구를 통해 50μL의 물(작동 유체)을 공급하고, 주입구를 통해 비활성가스를 주입하며, 주입구를 에폭시 수지를 이용하여 밀봉함으로써 상기 내부 공간에 진공 분위기를 조성한다.(6) Create a vacuum atmosphere in the inner space by supplying 50 μL of water (working fluid) through the inlet, injecting an inert gas through the inlet, and sealing the inlet using an epoxy resin.

실시예2. 증기 챔버의 제조Example 2. Fabrication of the vapor chamber

실시예 1의 (2)과정에서 도 5에서 도시된 밀폐 공간(300)의 형상을 인쇄할 수 있도록 마련된 틀을 적용한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방식으로 증기 챔버를 제조하였다. 한편, 상기 도 5에서 도시된 밀폐 공간의 형상(특정 패턴)은, 액 유로부는 5개이고 폭의 비율은 1:2:4:2:1(SW2:SW2:CW:SW1:SW2)이며, 증기 유로부는 4개이고 폭의 비율은 1.5:2.5:2.5:1.5(CV2:CV1:CV1:CV2)가 되도록 하였다.A vapor chamber was manufactured in the same manner as in Example 1, except that in the process (2) of Example 1, a frame prepared to print the shape of the closed space 300 shown in FIG. 5 was applied. On the other hand, the shape (specific pattern) of the closed space shown in FIG. 5 has five liquid flow passages and a width ratio of 1:2:4:2:1 (SW2:SW2:CW:SW1:SW2), and steam There are 4 flow passages, and the width ratio is 1.5:2.5:2.5:1.5 (CV2:CV1:CV1:CV2).

실시예3. 증기 챔버의 제조Example 3. Fabrication of the vapor chamber

실시예 1의 (2)과정에서 도 6에서 도시된 밀폐 공간(300)의 형상을 인쇄할 수 있도록 마련된 틀을 적용한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방식으로 증기 챔버를 제조하였다. 한편, 상기 도 5에서 도시된 밀폐 공간의 형상(특정 패턴)은, 액 유로부는 5개이고 폭의 비율은 2:1.5:3:1.5:3(SW2:SW2:CW:SW1:SW2)이며, 증기 유로부는 4개이고 폭의 비율은 2:2:2:2(CV2:CV1:CV1:CV2)가 되도록 하였다.A vapor chamber was manufactured in the same manner as in Example 1, except that in the process (2) of Example 1, a frame prepared to print the shape of the closed space 300 shown in FIG. 6 was applied. On the other hand, the shape (specific pattern) of the sealed space shown in FIG. 5 has five liquid flow passages and a width ratio of 2:1.5:3:1.5:3 (SW2:SW2:CW:SW1:SW2), and steam There are 4 flow passages, and the width ratio is 2:2:2:2 (CV2:CV1:CV1:CV2).

비교예 1. 증기챔버의 제조Comparative Example 1. Preparation of steam chamber

실시예 1의 (2)과정에서 도 3에서 도시된 밀폐 공간(300)의 형상을 인쇄할 수 있도록 마련된 틀을 적용한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방식으로 증기 챔버를 제조하였다. 한편, 상기 도 3에서 도시된 밀폐 공간의 형상(특정 패턴)은, 액 유로부는 5개이고 폭의 비율은 2:2:2:2:2(SW2:SW2:CW:SW1:SW2)이며, 증기 유로부는 4개이고 폭의 비율은 2:2:2:2(CV2:CV1:CV1:CV2)가 되도록 하였다.A vapor chamber was manufactured in the same manner as in Example 1, except that in the process (2) of Example 1, a frame prepared to print the shape of the closed space 300 shown in FIG. 3 was applied. On the other hand, the shape (specific pattern) of the sealed space shown in FIG. 3 has five liquid flow passages and a width ratio of 2:2:2:2:2 (SW2:SW2:CW:SW1:SW2), and vapor There are 4 flow passages, and the width ratio is 2:2:2:2 (CV2:CV1:CV1:CV2).

실시예 및 비교예의 증기 챔버의 방열특성을 Relative Qmax 및 최대 온도를 통해 평가하였고, 그 결과를 하기 표1에 정리하였다.The heat dissipation characteristics of the vapor chambers of Examples and Comparative Examples were evaluated through Relative Qmax and maximum temperature, and the results are summarized in Table 1 below.

비교예 1Comparative Example 1 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 Relative Qmax
(단위: W)Relative Qmax
(Unit: W) 1.001.00 1.21.2 1.21.2 1.11.1 최대 온도
(Max Temperature)maximum temperature
(Max Temperature) RefrereceRefresh +7+7 +10+10 +8+8

표 1을 참고하면, 중심 윅의 폭이 주변 윅의 폭보다 큰 구조의 증기 챔버에 관한 실시예가, 중심 윅의 폭과 주변 윅의 폭이 동일한 구조의 증기 챔버에 관한 비교예 보다 우수한 방열 성능을 나타내는 점을 확인할 수 있다. 또한, 실시예의 증기 챔버가 비교예의 증기 챔버와 비교하여 보다 높은 작동 온도 범위를 가지는 것을 확인하였다. 이를 통해, 실시예의 증기 챔버가 비교예의 증기 챔버보다 드라이 아웃(dry-out) 현상을 보다 효과적으로 억제할 수 있음을 알 수 있다.Referring to Table 1, the embodiment of the vapor chamber having a structure in which the width of the central wick is larger than the width of the peripheral wick has superior heat dissipation performance than the comparative example of the vapor chamber having a structure in which the width of the central wick and the width of the peripheral wick are the same. points can be identified. In addition, it was confirmed that the vapor chamber of the example has a higher operating temperature range compared to the vapor chamber of the comparative example. Through this, it can be seen that the vapor chamber of the embodiment can more effectively suppress the dry-out phenomenon than the vapor chamber of the comparative example.

10: 증기 챔버
100: 제1 기판
200: 제2 기판
300: 밀폐 공간
310: 액 유로부
311: 중심 윅
312, 313: 주변 윅
320, 321, 322: 증기 유로부
330: 증발 영역10: vapor chamber
100: first substrate
200: second substrate
300: enclosed space
310: liquid flow path part
311: center wick
312, 313: peripheral wick
320, 321, 322: steam passage part
330: evaporation area

Claims

제1 기판; 제1 기판과 대향 배치되는 제2 기판; 및 제1 기판 및 제2 기판 사이에 위치하고 작동 유체가 봉입된 밀폐 공간을 포함하고,
상기 밀폐 공간에는 외부 열원에 의해 증발된 작동유체의 증기가 통과하는 증기 유로부 및 액상의 작동유체가 통과하는 액 유로부가 밀폐공간의 폭 방향을 따라 각각 구비되며, 상기 액 유로부는 밀폐공간의 폭 방향의 중앙부에 위치한 중심 윅 및 상기 중심 윅의 양쪽 방향으로 중심윅과 평행하게 각각 배치되는 복수의 주변 윅을 포함하며,
상기 중심 윅의 폭은 상기 복수 개의 주변 윅 중 어느 하나의 폭 보다 큰 증기 챔버.a first substrate; a second substrate facing the first substrate; and a closed space positioned between the first substrate and the second substrate and sealed with a working fluid,
A vapor flow passage through which the vapor of a working fluid evaporated by an external heat source passes and a liquid flow passage through which a liquid working fluid passes are respectively provided in the closed space along the width direction of the closed space, and the liquid flow passage includes the width of the closed space a central wick positioned at a central portion of the direction and a plurality of peripheral wicks respectively disposed parallel to the central wick in both directions of the central wick;
a width of the central wick is greater than a width of any one of the plurality of peripheral wicks.

제 1 항에 있어서, 제1 기판 및 제1 기판과 대향 배치되는 제2 기판은 각각 금속 기판인 증기 챔버.The vapor chamber of claim 1 , wherein the first substrate and the second substrate facing the first substrate are each a metal substrate.

제 1 항에 있어서, 하기 일반식 1을 추가로 만족하는 증기 챔버:
[일반식 1]
1 < CW / SWn ≤ 10
상기 일반식 1에서, CW은 중심 윅의 폭이고, SW은 중심 윅의 양쪽 방향 중 어느 일 방향으로 중심 윅과 평행하게 배치되는 복수의 주변 윅 중 n번째 위치하는 주변 윅의 폭이고, n은 10 이하의 자연수이다.The vapor chamber according to claim 1, further satisfying the following general formula (1):
[General formula 1]
1 < CW/SWn ≤ 10
In Formula 1, CW is the width of the central wick, SW is the width of the n-th positioned peripheral wick among a plurality of peripheral wicks disposed parallel to the central wick in either direction of the central wick, n is It is a natural number less than or equal to 10.

제 1 항에 있어서, 상기 증기 유로부는 액 유로부의 중심 윅의 양쪽 방향에 중심 윅과 평행하게 배치되는 복수의 증기 유로부를 포함하고, 하기 일반식 2를 만족하는 증기 챔버:
[일반식 2]
CV₁ ≥ CV_n
상기 일반식 2에서, CV₁는 액 유로부의 중심 윅의 양쪽 방향 중 어느 일 방향에서 상기 중심윅과 평행하게 배치되는 복수의 증기 유로부 중 중심 윅으로부터 첫번째 위치하는 증기 유로부의 폭이고, CV_n는 중심 윅과 평행하게 배치되는 복수의 증기 유로부 중 중심 윅으로부터 n 번째 위치하는 증기 유로부의 폭이며, n은 10 이하의 자연수이다.The vapor chamber according to claim 1, wherein the vapor flow path part includes a plurality of vapor flow path parts disposed in parallel with the central wick in both directions of the central wick of the liquid flow path part, and satisfying the following general formula (2):
[General formula 2]
CV ₁ ≥ CV _n
In Formula 2, CV ₁ is the width of the vapor flow path part located first from the central wick among the plurality of steam flow path parts arranged parallel to the central wick in either direction of the central wick of the liquid flow path part, CV _n is the width of the nth steam flow path part from the central wick among the plurality of steam flow path parts arranged parallel to the central wick, and n is a natural number equal to or less than 10.

제 1 항에 있어서, 증기 유로부와 액 유로부는 교대로 배치되는 증기 챔버. The vapor chamber according to claim 1, wherein the vapor passage portions and the liquid passage portions are alternately arranged.

제 1 항에 있어서, 증기 유로부는 액 유로부의 중심 윅을 기준으로 대칭되는 구조를 가지는 증기 챔버.The vapor chamber of claim 1 , wherein the vapor passage portion has a symmetrical structure with respect to a central wick of the liquid passage portion.

제 1 항에 있어서, 상기 액 유로부는 밀폐 공간 100% 부피 대비 5% 내지 90% 부피의 범위를 차지하는 증기 챔버.The vapor chamber of claim 1 , wherein the liquid passage portion occupies a range of 5% to 90% of the volume of 100% of the sealed space.

제 1 항에 있어서, 상기 액 유로부는 열전도성 금속 입자를 포함하는 다공성 금속층인 증기 챔버.The vapor chamber of claim 1 , wherein the liquid passage part is a porous metal layer including thermally conductive metal particles.

제 8 항에 있어서, 상기 열전도성 금속 입자는 철 입자, 코발트 입자, 구리 입자, 금 입자, 알루미늄 입자, 은 입자, 니켈 입자, 몰리브덴 입자, 백금 입자 및 마그네슘 입자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2개 이상의 혼합인 증기 챔버.The method according to claim 8, wherein the thermally conductive metal particles are any one or two selected from the group consisting of iron particles, cobalt particles, copper particles, gold particles, aluminum particles, silver particles, nickel particles, molybdenum particles, platinum particles, and magnesium particles. A vapor chamber that is a mixture of more than one.

제 8 항에 있어서, 상기 열전도성 금속 입자는 평균 입경이 100nm 내지 200㎛의 범위 내인 증기 챔버.The vapor chamber of claim 8, wherein the thermally conductive metal particles have an average particle diameter in a range of 100 nm to 200 μm.

제 1 항에 있어서, 상기 액 유로부는 평균 기공 크기가 100 ㎛ 이하인 증기 챔버.The vapor chamber of claim 1 , wherein the liquid passage portion has an average pore size of 100 μm or less.

제 1 항에 있어서, 상기 액 유로부는 기공도가 30% 이상인 다공성 금속층인 증기 챔버.The vapor chamber of claim 1 , wherein the liquid passage part is a porous metal layer having a porosity of 30% or more.

제 11 항에 있어서, 밀폐 공간에 봉입된 작동 유체의 충전률(R)은 하기 일반식 3을 만족하는 증기 챔버:
[일반식 3]
30 ≤ R (%) = (Lv / Wv) * 100 ≤ 200
상기 일반식 3에서, R은 밀폐 공간에 봉입된 작동 유체의 충전률이고, Lv는 밀폐 공간에 봉입된 작동 유체의 부피이며, Wv는 밀폐 공간에 존재하는 액 유로부 기공의 부피이다.The vapor chamber according to claim 11, wherein the filling rate (R) of the working fluid enclosed in the sealed space satisfies the following general formula (3):
[General Formula 3]
30 ≤ R (%) = (Lv / Wv) * 100 ≤ 200
In Formula 3, R is the filling rate of the working fluid enclosed in the sealed space, Lv is the volume of the working fluid enclosed in the sealed space, and Wv is the volume of pores in the liquid passage part existing in the sealed space.