TW202334604A - 熱擴散裝置及電子機器 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種即便在作動媒介之液量少之情形下，仍可抑制均熱性能及熱輸送性能之下降之熱擴散裝置。 熱擴散裝置1包含：殼體10，其具有在厚度方向Z上對向之第1內壁面11a及第2內壁面12a；作動媒介20，其封入於殼體10之內部空間；及芯30，其配置於殼體10之上述內部空間。芯30包含：支持體31，其與第1內壁面11a相接；及有孔體32，其與支持體31相接。有孔體32具有沿厚度方向Z貫通之貫通孔33。在貫通孔33之周緣沿與第1內壁面11a接近之方向設置有凸部34。
Description
本發明係關於一種熱擴散裝置及電子機器。
近年來，因元件之高積體化及高性能化所致之發熱量增加。又，由於因推進產品之小型化而發熱密度增加，故散熱對策變得重要。此狀況在智慧型手機及平板等行動終端之領域內特別顯著。作為熱對策構件，多使用石墨片等，但因其熱輸送量不充分，故研究各種熱對策構件之使用。其中，作為可非常有效果地使熱擴散之熱擴散裝置，推進研究面狀之熱管即熱導板之使用。
熱導板具有如下構造：在殼體之內部封入作動媒介(亦稱為作動流體)、及藉由毛細管力輸送作動媒介之芯。作動媒介於在吸收來自電子零件等之發熱元件之熱之蒸發部中吸收來自發熱元件之熱且在熱導板內蒸發之後，在熱導板內移動，冷卻後返回液相。返回液相之作動媒介藉由芯之毛細管力再次向發熱元件側之蒸發部移動，將發熱元件冷卻。藉由重複此操作，熱導板不具有外部動力地獨立作動，可利用作動媒介之蒸發潛熱及凝結潛熱，二維且高速地將熱進行擴散。
在專利文獻1中，揭示熱導板之一例即熱接地平面(thermal ground plane)。專利文獻1記載之熱接地平面包含：第1面狀基材(planar substrate member)、配置於上述第1面狀基材之複數個微米柱、與至少一部分上述微米柱接著之網、配置於上述第1面狀基材、上述微米柱及上述網中之至少1者之蒸氣芯(vapor core)、以及配置於上述第1面狀基材之第2面狀基材，上述網將上述微米柱自上述蒸氣芯分離，上述第1面狀基材及上述第2面狀基材包圍上述微米柱、上述網及上述蒸氣芯。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利第10、527、358號說明書
[發明所欲解決之課題]
在如專利文獻1記載之熱導板中，藉由微米柱等支柱與網等有孔體而構成芯。作為熱導板之有孔體，使用藉由蝕刻加工等而在金屬板形成孔部之有孔體等。在如此之有孔體中，在作動媒介之液流路側之部分，有孔體之表面與由孔部之周緣包圍之面相互成為同一平面。而且，在作動媒介之液流路側之部分，由孔部之周緣包圍之面藉由與作動媒介相接而產生毛細管力。然而，例如，在熱導板製造時之注液步驟中在因作動媒介之注液量少之製程上之問題等，而作動媒介之液量少之情形下，有在有孔體中之作動媒介之液流路側之部分，由孔部之周緣包圍之面不與作動媒介相接之情形，故在芯中有不易產生毛細管力之虞。該情形下，在熱導板中，因不易產生作動媒介之移動，故有熱導板之均熱性能及熱輸送性能下降之問題。
本發明係為了解決上述問題而完成者，其目的在於提供一種即便在作動媒介之液量少之情形下，仍可抑制均熱性能及熱輸送性能之下降之熱擴散裝置。進而，本發明之目的在於提供一種具備上述熱擴散裝置之電子機器。 [解決課題之技術手段]
本發明之熱擴散裝置包含：殼體，其具有在厚度方向上對向之第1內壁面及第2內壁面；作動媒介，其封入於上述殼體之內部空間；及芯，其配置於上述殼體之上述內部空間；且上述芯包含：支持體，其與上述第1內壁面相接；及有孔體，其與上述支持體相接；且上述有孔體具有沿上述厚度方向貫通之貫通孔，在上述貫通孔之周緣，沿與上述第1內壁面接近之方向設置有凸部。
本發明之電子機器包含本發明之熱擴散裝置。 [發明之效果]
根據本發明，可提供一種即便在作動媒介之液量少之情形下，仍可抑制均熱性能及熱輸送性能之下降之熱擴散裝置。進而，根據本發明，可提供一種包含上述熱擴散裝置之電子機器。
以下，對於本發明之熱擴散裝置進行說明。 然而，本發明並不限定於以下之實施形態，可在不變更本發明之要旨之範圍內適當變更而適用。再者，將以下記載之本發明之各個較佳之構成組合2個以上者亦為本發明。
以下，作為本發明之熱擴散裝置之一實施形態，舉出熱導板為例進行說明。本發明之熱擴散裝置亦可適用於熱管等熱擴散裝置。
以下所示之圖式為示意性圖式，其尺寸或縱橫比之比例尺等有與實際之產品不同之情形。
圖1係示意性地顯示本發明之熱擴散裝置之一例之立體圖。圖2係沿著圖1所示之熱擴散裝置之II-II線之剖視圖之一例。
圖1及圖2所示之熱導板(熱擴散裝置)1具備密閉成氣密狀態之中空之殼體10。殼體10具有在厚度方向Z上對向之第1內壁面11a及第2內壁面12a。熱導板1進一步包含：作動媒介20，其封入於殼體10之內部空間；及芯30，其配置於殼體10之內部空間。
在殼體10，設定有使封入之作動媒介20蒸發之蒸發部。如圖1所示般，在殼體10之外壁面，配置有發熱元件即熱源(heat source)HS。作為熱源HS，舉出電子機器之電子零件、例如中央處理裝置(CPU)等。殼體10之內部空間中之熱源HS之附近且為被熱源HS加熱之部分，相當於蒸發部。
熱導板1較佳的是整體為面狀。亦即，殼體10較佳的是整體為面狀。此處，所謂「面狀」包含板狀及片材狀，意指寬度方向X之尺寸(以下稱為寬度)及長度方向Y之尺寸(以下稱為長度)相對於厚度方向Z之尺寸(以下稱為厚度或高度)為相當大之形狀，例如寬度及長度為厚度之10倍以上、較佳為100倍以上之形狀。
熱導板1之大小、即殼體10之大小並無特別限定。熱導板1之寬度及長度可根據用途而適當設定。熱導板1之寬度及長度分別例如為5 mm以上500 mm以下、20 mm以上300 mm以下或50 mm以上200 mm以下。熱導板1之寬度及長度可為相同，亦可為不同。
殼體10較佳的是由外緣部接合之對向之第1片材11及第2片材12構成。
在殼體10係由第1片材11及第2片材12構成時，構成第1片材11及第2片材12之材料並無特別限定，只要具有適宜於使用作熱導板之特性、例如熱傳遞性、強度、柔軟性、可撓性等即可。構成第1片材11及第2片材12之材料較佳為金屬，例如銅、鎳、鋁、鎂、鈦、鐵、或以該等為主成分之合金等，尤佳為銅。構成第1片材11及第2片材12之材料可為相同，亦可為不同，較佳為相同。
在殼體10係由第1片材11及第2片材12構成時，第1片材11及第2片材12在其等之外緣部相互接合。如此之接合之方法並無特別限定，例如可使用雷射熔接、電阻熔接、擴散接合、釺接、TIG熔接(鎢-惰性氣體熔接)、超音波接合或樹脂密封，較佳的是可使用雷射熔接、電阻熔接或釺接。
第1片材11及第2片材12之厚度並無特別限定，分別較佳為10 μm以上200 μm以下、更佳為30 μm以上100 μm以下、尤佳為40 μm以上60 μm以下。第1片材11及第2片材12之厚度可為相同，亦可為不同。又，第1片材11及第2片材12之各片材之厚度可遍及整體為相同，亦可一部分較薄。
第1片材11及第2片材12之形狀並無特別限定。例如，第1片材11及第2片材12可分別為外緣部較外緣部以外之部分厚之形狀。
熱導板1整體之厚度並無特別限定，較佳為50 μm以上500 μm以下。
自厚度方向Z觀察到之殼體10之平面形狀並無特別限定，例如可舉出三角形或矩形等多角形、圓形、橢圓形、組合該等而成之形狀等。又，殼體10之平面形狀可為L字型、C字型(コ字型)、階梯型等。又，殼體10可具有貫通口。殼體10之平面形狀可為與熱導板之用途、熱導板之組入部位之形狀、位於附近之其他零件相應之形狀。
作動媒介20並無特別限定，只要可在殼體10內之環境下發生氣-液之相變化者即可，例如可使用水、聚乙烯醇類、代替氟利昂等。例如，作動媒介20為水性化合物，較佳為水。
芯30具有可藉由毛細管力使作動媒介20移動之毛細管構造。
芯30之大小及形狀並無特別限定，例如較佳的是在殼體10之內部空間內連續地配置芯30。自厚度方向Z觀察，可於殼體10之內部空間之整體配置芯30，亦可自厚度方向Z觀察，在殼體10之內部空間之一部分配置芯30。
圖3係示意性地顯示構成圖2所示之熱擴散裝置之芯及作動媒介之一例之將一部分放大後之剖視圖。圖4係自支持體側觀察圖3所示之芯之平面圖。
如圖2、圖3及圖4所示般，芯30包含：支持體31，其與第1內壁面11a相接；及有孔體32，其與支持體31相接。
在芯30中，有孔體32係由與支持體31相同之材料構成。在有孔體32係由與支持體31相同之材料構成之情形下，構成支持體31及有孔體32之材料並無特別限定，例如可舉出樹脂、金屬、陶瓷、或該等之混合物、積層物等。構成支持體31及有孔體32之材料較佳為金屬。
在芯30中，支持體31及有孔體32可一體地構成。在本說明書中，所謂「支持體31及有孔體32一體地構成」，意指在支持體31與有孔體32之間不存在界面，具體而言，意指無法在支持體31與有孔體32之間判別邊界。
支持體31及有孔體32一體地構成之芯30例如可藉由蝕刻技術、藉由多層塗覆而實現之印刷技術、其他多層技術等而製作。
在芯30中，在有孔體32係由與支持體31相同之材料構成之情形下，支持體31及有孔體32亦可非為一體地構成。例如，在作為支持體31之銅柱、與作為有孔體32之銅網藉由擴散接合或點銲等固定之芯30中，因難以將支持體31與有孔體32之間遍及全面地接合，故在支持體31與有孔體32之間之一部分處產生間隙。在如此之芯30中，因可在支持體31與有孔體32之間判別邊界，故支持體31與有孔體32非為一體地構成，但可謂有孔體32由與支持體31相同之材料構成。
在芯30中，支持體31例如包含複數個柱狀構件。藉由在柱狀構件之間保持液相之作動媒介20，可提高熱導板1之熱輸送性能。此處， 所謂「柱狀」意指底面之長邊之長度之比相對於底面之短邊之長度為未達5倍之形狀。
柱狀構件之形狀並無特別限定，例如可舉出圓柱形狀、角柱形狀、圓錐台形狀、角錐台形狀等形狀。
柱狀構件只要高度與周圍相比相對高即可。因此，柱狀構件除了自第1內壁面11a突出之部分以外，亦包含因形成於第1內壁面11a之凹窪而高度相對高之部分。
支持體31之形狀並無特別限定，如圖2及圖3所示般，支持體31較佳的是具有自有孔體32向第1內壁面11a寬度變窄之錐形形狀。藉此，抑制有孔體32向支持體31之間之陷入，且可在殼體10側擴寬支持體31之間之流路。其結果，透過率上升，最大熱輸送量變大。
支持體31之配置並無特別限定，較佳的是在特定之區域均等、更佳的是遍及整體均等地例如以支持體31之中心間距離(節距)成為一定之方式配置。
支持體31之中心間距離(圖4中以P
31所示之長度)例如為60 μm以上800 μm以下。支持體31之寬度(圖4中以W
31所示之長度)例如為20 μm以上500 μm以下。支持體31之高度(圖3中以T
31所示之長度)例如為10 μm以上100 μm以下。
有孔體32具有沿厚度方向Z貫通之貫通孔33。在貫通孔33內，作動媒介20可藉由毛細管現象而移動。貫通孔33較佳的是自厚度方向Z觀察設置於不存在支持體31之部分。貫通孔33之形狀並無特別限定，較佳的是在與厚度方向Z垂直之面之剖面為圓形或橢圓形。
有孔體32之貫通孔33之配置並無特別限定，較佳的是在特定之區域均等、更佳的是遍及整體均等地例如以有孔體32之貫通孔33之中心間距離(節距)成為一定之方式配置。
有孔體32之貫通孔33之中心間距離(圖4中以P
33所示之長度)例如為3 μm以上150 μm以下。貫通孔33之第1內壁面11a側之端面之直徑(圖4中以ϕ
33所示之長度)例如為100 μm以下。有孔體32之厚度(圖3中以T
32所示之長度)例如為5 μm以上50 μm以下。再者，有孔體32之厚度意指在未設置後述之凸部34之部分處之有孔體32之厚度。
在貫通孔33之周緣，沿與第1內壁面11a接近之方向設置有凸部34。
凸部34具有第1內壁面11a側之第1端部35及第2內壁面12a側之第2端部36。
在圖3中，作動媒介20藉由與由凸部34之內壁包圍之面相接，而被毛細管力吸至貫通孔33內。因此，在自厚度方向Z觀察芯30而不存在貫通孔33之部分，無論作動媒介20之液面是否位於較有孔體32靠第1內壁面11a側，作動媒介20被吸至貫通孔33內。如此般，在熱導板1中，即便在作動媒介20之液量少之情形下，仍可將作動媒介20吸至貫通孔33內。因此，即便在作動媒介20之液量少之情形下，仍可防止在芯30中不易產生毛細管力。根據以上內容，熱導板1即便在作動媒介20之液量少之情形下，仍可抑制均熱性能及熱輸送性能之下降。
在熱導板1中，即便在作動媒介20之液量少之情形下，仍可抑制均熱性能及熱輸送性能之下降，故例如，製造步驟中之作動媒介20之注液量之設計值之變更、製造步驟中之作動媒介20之注液量之偏差及使用時之作動媒介20之液量之變動等對均熱性能或熱輸送性能帶來之影響小。即，熱導板1可謂在對於作動媒介20之液量之穩健性上優異。
凸部34較佳的是設置於貫通孔33之周緣整體。凸部34只要為可藉由毛細管力吸起作動媒介20之形狀即可，亦可僅設置於貫通孔33之周緣之一部分。
凸部34可設置於有孔體32之所有貫通孔33之周緣，亦可僅設置於有孔體32之一部分貫通孔33之周緣。在凸部34僅設置於有孔體32之一部分貫通孔33之周緣時，較佳的是至少在位於熱源HS之正上方之貫通孔33之周緣設置凸部34。在位於熱源HS之正上方之貫通孔33設置凸部34之情形下，即便作動媒介20之液量少之情形下，仍可抑制在蒸發部中不易產生作動媒介20之蒸發。亦可僅在位於熱源HS之正上方之貫通孔33之周緣，設置凸部34。
貫通孔33及凸部34例如可藉由對構成有孔體32之金屬等進行基於衝壓加工之沖裁而製作。在基於衝壓加工之沖裁中，藉由適當調整沖裁之深度等，而可調節凸部之形成及凸部之形狀等。再者，所謂沖裁之深度，例如意指在藉由沖切刀具進行沖裁時，在沖裁方向上將沖切刀具壓入至何種程度。
凸部34之尺寸並無特別限定。例如，凸部34之高度可大於貫通孔33之直徑，凸部34之高度亦可小於貫通孔33之直徑，凸部34之高度亦可與貫通孔33之直徑相同。再者，在圖3之凸部34中，凸部34之高度意指第1端部35及第2端部36之間之厚度方向Z上之距離。
圖5係示意性地顯示凸部之第1變化例之將一部分放大後之剖視圖。
圖5所示之凸部34a具有第1內壁面11a側之第1端部35a及第2內壁面12a側之第2端部36a。凸部34a自厚度方向Z觀察，第1端部35a之內壁所包圍之區域之剖面積，小於第2端部36a之內壁所包圍之區域之剖面積。自厚度方向Z觀察，若第1端部35a之內壁所包圍之區域之剖面積小於第2端部36a之內壁所包圍之區域之剖面積，則可提高在由第1端部35a之內壁包圍之區域內產生之毛細管力。因此，因可提高芯30之毛細管力，故可提高熱導板1之最大熱輸送量。
在凸部34a中，自厚度方向Z觀察，第1端部35a之內壁可位於較第2端部36a之內壁靠內側。
凸部34a在沿著厚度方向Z之剖面內，具有向與第1內壁面11a接近之方向，凸部34a之外壁間之距離變窄之錐形形狀。
凸部34a在沿著厚度方向Z之剖面內，為向第1內壁面11a側(圖5中為下側)凸出之形狀。換言之，凸部34a在沿著厚度方向Z之剖面內，為相對於連結第1端部35a及第2端部36a之線段向第1內壁面11a側(圖5中為下側)彎曲之形狀。
圖6係示意性地顯示凸部之第2變化例之將一部分放大後之剖視圖。
圖6所示之凸部34b具有第1內壁面11a側之第1端部35b及第2內壁面12a側之第2端部36b。凸部34b在沿著厚度方向Z之剖面內 ，具有向與第1內壁面11a接近之方向，凸部34b之外壁間之距離變窄之錐形形狀。凸部34b在沿著厚度方向Z之剖面內，為向第2內壁面12a側(圖6中為上側)凸出之形狀。換言之，凸部34b在沿著厚度方向Z之剖面內，為相對於連結第1端部35b及第2端部36b之線段向第2內壁面12a側(圖6中為上側)彎曲之形狀。
圖7係示意性地顯示凸部之第3變化例之將一部分放大後之剖視圖。
圖7所示之凸部34c具有第1內壁面11a側之第1端部35c及第2內壁面12a側之第2端部36c。凸部34c自厚度方向Z觀察，第1端部35c之內壁所包圍之區域之剖面積，小於第2端部36c之內壁所包圍之區域之剖面積。凸部34c在第1端部35c處，具備縮窄凸部34c之開口之蓋部37。在凸部34c中，與在自厚度方向Z觀察時，在第1端部35c不存在蓋部37之凸部34b相比，第1端部35c之內壁所包圍之區域之剖面積變窄。
縮窄凸部34c之開口之蓋部37，例如可藉由對第1端部35c進行衝壓加工而形成。縮窄凸部34c之開口的蓋部37之大小或形狀並無特別限定，只要可縮窄凸部34c在第1端部35c側之開口即可。縮窄凸部34c之開口之蓋部37較佳為平坦面。縮窄凸部34c之開口之蓋部37較佳的是相對於厚度方向Z為垂直之平坦面。縮窄凸部34c之開口之蓋部37可一部分或整體為曲面狀。縮窄凸部34c之開口之蓋部37亦可表面具有凹凸形狀。縮窄凸部34c之開口之蓋部37之厚度可與凸部34c之厚度相同，亦可不同。
圖8係示意性地顯示凸部之第4變化例之將一部分放大後之剖視圖。
圖8所示之凸部34d具有第1內壁面11a側之第1端部35d及第2內壁面12a側之第2端部36d。凸部34d自厚度方向Z觀察，第1端部35d之內壁所包圍之區域之剖面積，大於第2端部36d之內壁所包圍之區域之剖面積。在厚度方向Z觀察，若第1端部35d之內壁所包圍之區域之剖面積，大於第2端部36d之內壁所包圍之區域之剖面積，則可增加作動媒介20向貫通孔33內之吸起量。若作動媒介20向貫通孔33內之吸起量多，則在熱導板1內之作動媒介20減少之情形下，直至作動媒介20無法完全吸至貫通孔33內為止的作動媒介20之變動之容許值變大。因此，熱導板1之對於作動媒介20之液量之穩健性提高。
在凸部34d中，自厚度方向Z觀察，第1端部35d之內壁可位於較第2端部36d之內壁靠外側。
圖9係示意性地顯示凸部之第5變化例之將一部分放大後之剖視圖。
圖9所示之凸部34e具有第1內壁面11a側之第1端部35e及第2內壁面12a側之第2端部36e。凸部34e自厚度方向Z觀察，第1端部35e之內壁所包圍之區域之剖面積，大於第2端部36e之內壁所包圍之區域之剖面積。凸部34e在第1端部35e處，具備縮窄凸部34e之開口之蓋部37。在凸部34e中，與在自厚度方向Z觀察時，在第1端部35e不存在蓋部37之凸部34d相比，包圍第1端部35e之內壁之區域之剖面積變窄。
縮窄凸部34e之開口之蓋部37例如可藉由對第1端部35e進行衝壓加工而形成。縮窄凸部34e之開口之蓋部37之大小或形狀並無特別限定，只要可縮窄凸部34e之第1端部35e側之開口即可。縮窄凸部34e之開口之蓋部37較佳為平坦面。縮窄凸部34e之開口之蓋部37較佳的是相對於厚度方向Z為垂直之平坦面。縮窄凸部34e之開口之蓋部37可一部分或整體為曲面狀。縮窄凸部34e之開口之蓋部37亦可表面具有凹凸形狀。縮窄凸部34e之開口之蓋部37之厚度可與凸部34e之厚度相同，亦可不同。
圖10係示意性地顯示芯之第1變化例之將一部分放大後之剖視圖。
在圖10所示之芯30A中，例如藉由利用衝壓加工等將金屬箔之一部分彎曲而凹入，而在凹入之部分形成支持體31。因在支持體31之凹入之部分形成蒸氣空間，故熱傳遞率提高。不限於圖10所示之例，在對金屬箔進行衝壓加工時，亦可根據衝壓加工之情況，在將金屬箔之一部分彎曲時在凹入之部分形成貫通孔。
進行衝壓加工等之前之金屬箔之厚度較佳為一定。惟，亦有金屬箔在被彎曲之部分處變薄之情形。根據以上內容，在芯30A中，支持體31之厚度較佳的是與有孔體32之厚度相同、或小於有孔體32之厚度。
芯30A較佳的是藉由一併進行形成支持體31之衝壓加工、與形成貫通孔33及凸部34之衝壓加工而形成。
在芯30A中，凸部34之厚度可與支持體31之厚度相同。在芯30A中，凸部34之厚度可與有孔體32之厚度相同。如圖10所示般，在芯30A中，支持體31之厚度、有孔體32之厚度及凸部34之厚度可為一定
在芯30A中，凸部34之厚度可與支持體31之厚度不同。在芯30A中，凸部34之厚度可與有孔體32之厚度不同。
圖11係示意性地顯示圖10所示之芯中之凸部之第1變化例之將一部分放大後之剖視圖。
圖11所示之凸部34b具有與圖6所示之凸部34b相同之形狀。凸部34b具有第1內壁面11a側之第1端部35b及第2內壁面12a側之第2端部36b。凸部34b在沿著厚度方向Z之剖面內 ，具有向與第1內壁面11a接近之方向，凸部34b之外壁間之距離變窄之錐形形狀。凸部34b在沿著厚度方向Z之剖面內，為向第2內壁面12a側(圖11中為上側)凸出之形狀。換言之，凸部34b在沿著厚度方向Z之剖面內，為相對於連結第1端部35b及第2端部36b之線段向第2內壁面12a側(圖11中為上側)彎曲之形狀。
凸部34b之厚度可與支持體31之厚度相同，亦可不同。凸部34b之厚度可與有孔體32之厚度相同，亦可不同。
圖12係示意性地顯示圖10所示之芯中之凸部之第2變化例之將一部分放大後之剖視圖。。
圖12所示之凸部34c具有與圖7所示之凸部34c相同之形狀。凸部34c具有第1內壁面11a側之第1端部35c及第2內壁面12a側之第2端部36c。凸部34c自厚度方向Z觀察，第1端部35c之內壁所包圍之區域之剖面積，小於第2端部36c之內壁所包圍之區域之剖面積。凸部34c在第1端部35c處，具備縮窄凸部34c之開口之蓋部37。
凸部34c之厚度可與支持體31之厚度相同，亦可不同。凸部34c之厚度可與有孔體32之厚度相同，亦可不同。縮窄凸部34c之開口之蓋部37之厚度可與支持體31之厚度相同，亦可不同。縮窄凸部34c之開口之蓋部37之厚度可與有孔體32之厚度相同，亦可不同。
圖10所示之凸部34可為與圖5所示之凸部34a、圖8所示之凸部34d、或圖9所示之凸部34e相同之形狀。
圖13係示意性地顯示芯之第2變化例之將一部分放大後之剖視圖。
在圖13所示之芯30B中，有孔體32係由與支持體31不同之材料構成。構成支持體31之材料並無特別限定，例如可舉出樹脂、金屬、陶瓷、或該等之混合物、積層物等。構成有孔體32之材料並無特別限定，例如可舉出樹脂、金屬、陶瓷、或該等之混合物、積層物等。構成有孔體32之材料較佳為金屬。
圖13所示之凸部34可為與圖5所示之凸部34a、圖6所示之凸部34b、圖7所示之凸部34c、圖8所示之凸部34d、或圖9所示之凸部34e相同之形狀。
圖14係示意性地顯示芯之第3變化例之平面圖。再者，圖14係自支持體側觀察到之芯之平面圖。
在圖14所示之芯30C中，支持體31包含複數個軌道狀構件。藉由在軌道狀構件之間保持液相之作動媒介20，可提高熱導板1之熱輸送性能。此處，所謂「軌道狀」，意指底面之長邊之長度之比相對於底面之短邊之長度為5倍以上之形狀。
軌道狀構件之與延伸方向垂直之剖面形狀並無特別限定，例如，可舉出四角形等多角形、半圓形、半橢圓形、組合該等而成之形狀等。
軌道狀構件只要高度與周圍相比相對高即可。因此，軌道狀構件除了自第1內壁面11a突出之部分以外，亦包含因形成於第1內壁面11a之槽而高度相對高之部分。
又，芯30C並不限定於圖14揭示之形狀，亦可不是配置於內部空間之整體而是局部地配置而利用。例如，亦可在內部空間沿著外周構成軌道狀之支持體31，在其上配置沿著外周之形狀之有孔體32。
如圖2所示般，在殼體10之內部空間，可配置與第2內壁面12a相接之支柱40。藉由在殼體10之內部空間配置支柱40而可支持殼體10及芯30。
構成支柱40之材料並無特別限定，例如可舉出樹脂、金屬、陶瓷、或該等之混合物、積層物等。又，支柱40可與殼體10一體，例如可藉由將殼體10之第2內壁面12a進行蝕刻加工等而形成。
支柱40之形狀並無特別限定，只要為可支持殼體10及芯30之形狀即可，作為支柱40之與高度方向垂直之剖面之形狀，例如可舉出矩形等多角形、圓形、橢圓形等。
支柱40之高度在一個熱導板中可為相同，亦可不同。
在圖2所示之剖面中，支柱40之寬度並無特別限定，只要賦予可抑制殼體10之變形之強度即可，支柱40之端部之與高度方向垂直之剖面之等效圓直徑，例如為100 μm以上2000 μm以下，較佳為300 μm以上1000 μm以下。藉由增大支柱40之等效圓直徑，而可更加抑制殼體10之變形。另一方面，藉由減小支柱40之等效圓直徑，而可將用於作動媒介20之蒸氣移動之空間確保為更大。
支柱40之配置並無特別限定，較佳的是在特定之區域均等、更佳的是遍及整體均等地例如以支柱40間之距離成為一定之方式配置。藉由均等地配置支柱40，而可遍及熱導板1之整體確保均一之強度。
圖15係示意性地顯示熱擴散裝置之第1變化例之剖視圖。
在圖15所示之熱導板(熱擴散裝置)1A中，支持體31與殼體10之第1片材11一體地構成。在熱導板1A中，第1片材11及支持體31例如可藉由蝕刻技術、藉由多層塗覆而實現之印刷技術、其他多層技術等而製作。如圖15所示般，有孔體32較佳的是由與支持體31不同之材料構成。在熱導板(熱擴散裝置)1A中，有孔體32可由與支持體31及殼體10之第1片材11相同之材料構成，有孔體32可與支持體31及殼體10之第1片材11一體地構成。
圖16係示意性地顯示熱擴散裝置之第2變化例之剖視圖。
在圖16所示之熱導板(熱擴散裝置)1B中，例如藉由利用衝壓加工等將殼體10之第1內壁面11a之一部分彎曲而凹入，而在凹入之部分形成支持體31。
本發明之熱擴散裝置並不限定於上述實施形態，關於熱擴散裝置之構成、製造條件等，可在本發明之範圍內施加各種應用、變化。
在本發明之熱擴散裝置中，殼體可具有1個蒸發部，亦可具有複數個蒸發部。亦即，在殼體之外壁面可配置1個熱源，亦可配置複數個熱源。蒸發部及熱源之數目並無特別限定。
在本發明之熱擴散裝置中，在殼體係由第1片材及第2片材構成之情形下，第1片材與第2片材可以端部為一致之方式重疊，亦可端部偏移地重疊。
在本發明之熱擴散裝置中，在殼體係由第1片材及第2片材構成之情形下，構成第1片材之材料與構成第2片材之材料可不同。例如，藉由將強度高之材料使用於第1片材，可使施加於殼體之應力分散。又，藉由使兩者之材料不同，而可藉由一者之片材獲得一個功能，藉由另一片材獲得其他功能。作為上述之功能並無特別限定，例如可舉出熱傳遞功能、電磁波屏蔽功能等。
本發明之熱擴散裝置可以散熱為目的而搭載於電子機器。因此，包含本發明之熱擴散裝置之電子機器亦為本發明之一。作為本發明之電子機器，例如可舉出智慧型手機、平板終端、筆記型電腦、遊戲機器、可佩戴裝置等。本發明之熱擴散裝置如上述般，無需外部動力地獨立作動，可利用作動媒介之蒸發潛熱及凝結潛熱，二維且高速地將熱進行擴散。因此，根據具備本發明之熱擴散裝置之電子機器，可在電子機器內部之有限之空間內，有效果地實現散熱。
[產業上之可利用性]
本發明之熱擴散裝置可在可攜式資訊終端等之領域，使用於廣範圍之用途。例如，可為了降低CPU等之熱源之溫度、延長電子機器之使用時間而使用，可使用於智慧型手機、平板終端、筆記型電腦等。
1,1A,1B:熱導板(熱擴散裝置) 10:殼體
11:第1片材 11a:第1內壁面 12:第2片材 12a:第2內壁面 20:作動媒介 30,30A,30B,30C:芯 31:支持體
32:有孔體 33:貫通孔 34,34a,34b,34c,34d,34e:凸部 35,35a,35b,35c,35d,35e:第1端部 36,36a,36b,36c,36d,36e:第2端部 37:蓋部 40:支柱 HS:熱源 II-II:線 P
31:支持體之中心間距離 P
33:貫通孔之中心間距離 T
31:支持體之高度 T
32:有孔體之厚度 W
31:支持體之寬度 X:寬度方向 Y:長度方向 Z:厚度方向 ϕ
33:貫通孔之第1內壁面側之端面之直徑
圖1係示意性地顯示本發明之熱擴散裝置之一例之立體圖。 圖2係沿著圖1所示之熱擴散裝置之II-II線之剖視圖之一例。 圖3係示意性地顯示構成圖2所示之熱擴散裝置之芯及作動媒介之一例之將一部分放大後之剖視圖。 圖4係自支持體側觀察圖3所示之芯之平面圖。 圖5係示意性地顯示凸部之第1變化例之將一部分放大後之剖視圖。 圖6係示意性地顯示凸部之第2變化例之將一部分放大後之剖視圖。 圖7係示意性地顯示凸部之第3變化例之將一部分放大後之剖視圖。 圖8係示意性地顯示凸部之第4變化例之將一部分放大後之剖視圖。 圖9係示意性地顯示凸部之第5變化例之將一部分放大後之剖視圖。 圖10係示意性地顯示芯之第1變化例之將一部分放大後之剖視圖。 圖11示意性地顯示圖10所示之芯中之凸部之第1變化例之將一部分放大後之剖視圖。 圖12係示意性地顯示圖10所示之芯中之凸部之第2變化例之將一部分放大後之剖視圖。 圖13係示意性地顯示芯之第2變化例之將一部分放大後之剖視圖。 圖14係示意性地顯示芯之第3變化例之平面圖。 圖15係示意性地顯示熱擴散裝置之第1變化例之剖視圖。 圖16係示意性地顯示熱擴散裝置之第2變化例之剖視圖。
20:作動媒介
30:芯
31:支持體
32:有孔體
33:貫通孔
34:凸部
35:第1端部
36:第2端部
T31:支持體之高度
T32:有孔體之厚度
X:寬度方向
Y:長度方向
Z:厚度方向
Claims (11)
- 一種熱擴散裝置，其包含：殼體，其具有在厚度方向上對向之第1內壁面及第2內壁面； 作動媒介，其封入於前述殼體之內部空間；及 芯，其配置於前述殼體之前述內部空間；且 前述芯包含：支持體，其與前述第1內壁面相接；及有孔體，其與前述支持體相接；並且 前述有孔體具有沿前述厚度方向貫通之貫通孔， 在前述貫通孔之周緣，沿與前述第1內壁面接近之方向設置有凸部。
- 如請求項1之熱擴散裝置，其中前述凸部具有前述第1內壁面側之第1端部及前述第2內壁面側之第2端部， 自前述厚度方向觀察，前述第1端部之內壁所包圍之區域之剖面積，小於前述第2端部之內壁所包圍之區域之剖面積。
- 如請求項2之熱擴散裝置，其中自前述厚度方向觀察，前述第1端部之內壁位於較前述第2端部之內壁靠內側。
- 如請求項1之熱擴散裝置，其中前述凸部具有前述第1內壁面側之第1端部及前述第2內壁面側之第2端部， 自前述厚度方向觀察，前述第1端部之內壁所包圍之區域之剖面積，大於前述第2端部之內壁所包圍之區域之剖面積。
- 如請求項4之熱擴散裝置，其中自前述厚度方向觀察，前述第1端部之內壁位於較前述第2端部之內壁靠外側。
- 如請求項1至5中任一項之熱擴散裝置，其中前述支持體之厚度與前述有孔體之厚度相同、或小於前述有孔體之厚度。
- 如請求項1至5中任一項之熱擴散裝置，其中前述有孔體係由與前述支持體相同之材料構成。
- 如請求項1至5中任一項之熱擴散裝置，其中前述有孔體係由與前述支持體不同之材料構成。
- 如請求項1至5中任一項之熱擴散裝置，其中前述支持體包含複數個柱狀構件。
- 如請求項1至5中任一項之熱擴散裝置，其中前述支持體包含複數個軌道狀構件。
- 一種電子機器，其包含請求項1至10中任一項之熱擴散裝置。
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