TWI670587B - 蒸氣腔室 - Google Patents

Abstract

本發明的目的是提供一種散熱構件，搭載於薄型的框體並且具有優秀的發熱體的冷卻性能及發熱體的熱擴散性能。一種安裝於框體內的蒸氣腔室，包括：平板狀的容器，具有空洞部；毛細構造體，設置於該空洞部；動作流體，封入該空洞部；以及樹脂製的安裝構件，設置於該容器，用以對該框體進行安裝。

Description

蒸氣腔室

本發明係有關於能夠搭載於薄型框體的蒸氣腔室。

電氣‧電子機器在近年來薄型化變得更為重要。然而，搭在於薄型的電氣‧電子機器中的半導體元件等的電子零件隨著高機能化而增加發熱量，因此冷卻變得更重要。又，隨著電子零件的發熱量增大，處理電氣‧電子機器時，為了防止作業者接觸到電子零件發出的熱，將電子零件發出的熱從電子零件擴散到其周邊部也變得更重要。

做為搭載於薄型的框體的電子零件等的發熱體的冷卻方法、發熱體的熱擴散方法，會使用到散熱板。因此，有一種提案是對於薄型的平板裝置散熱板，散熱板熱連接到一端與發熱體熱連接的線狀散熱管(專利文獻1)。專利文獻1中，該散熱板沿著電池單元的面延展，透過線狀散熱管將熱從發熱體傳達到電池單元。又，專利文獻1中，散熱板的外周部形成有平板狀的固定部，散熱板在固定部的位置藉由螺絲固定於外蓋。

然而，專利文獻1中，散熱板是板材，因為散熱管的形狀是線狀，所以在散熱板具有的熱傳導性與線狀散熱管的 熱輸送性上，會有無法將熱充分地擴散到散熱板的表面全體的情況。因此，專利文獻1中，也提出了藉由在散熱板上貼上熱擴散片，將熱均等地傳達到電池單元。

從上述記載可知，專利文獻1中存在有散熱板的冷卻性能或散熱板的熱擴散特性有時不夠充分的問題，甚至是散熱板的冷卻性能或發熱體的熱擴散性能有時不夠充分的問題。

專利文獻1：日本特開2016-161625號公報

有鑑於上述問題，本發明的目的是提供一種散熱構件，搭載於薄型的框體並且具有優秀的發熱體的冷卻性能及發熱體的熱擴散性能。

本發明的態樣是一種蒸氣腔室，安裝於框體內，包括：平板狀的容器，具有空洞部；毛細構造體，設置於該空洞部；動作流體，封入該空洞部；以及樹脂製的安裝構件，設置於該容器，用以對該框體進行安裝。

上述態樣中，藉由形成於蒸氣腔室的樹脂製的安裝構件，蒸氣腔室安裝並且固定於薄型的框體內部。因為蒸氣腔室的容器是金屬製，所以容器與安裝構件是不同種類的構件形成。又，平板狀的容器之中，藉由發熱體熱連接到對應空洞部的位置，使發熱體熱連接到蒸氣腔室。

蒸氣腔室的空洞部沿著容器的平面方向延展，與發熱體熱連接的部位會發揮受熱部的功能，與受熱部分離的部位會發揮散熱部的功能。該蒸氣腔室的空洞部會形成經過脫氣處理的減壓狀態。因此，封入空洞部的動作流體會在受熱部受 到發熱體的熱而從液相相變化成氣相，在空洞部內從受熱部往散熱部流動。從受熱部往散熱部流動的氣相的動作流體會在散熱部將受到發熱體的熱放出並且從氣相相變化成液相，液相的動作流體會因為儲存在空洞部的毛細管力的作用，而從散熱部回流到受熱部。因此，來自熱連接到蒸氣腔室的發熱體的熱會圓滑地擴散到蒸氣腔室的平面全體。

本發明的態樣是該蒸氣腔室中，該樹脂製的安裝構件與該容器一體成形。

上述態樣該蒸氣腔室中，樹脂製的安裝構件與容器之間不是獨立個體，而是形成一體。

本發明的態樣是該蒸氣腔室中，該樹脂製的安裝構件設置於該容器的周緣部。

本發明的態樣是該蒸氣腔室中，該樹脂製的安裝構件是可自由拆裝地安裝於該框體內的嵌合部之嵌合構件。

上述態樣中，蒸氣腔室使用嵌合手段而安裝於框體內，因此不需要使用螺絲來做螺絲鎖合固定。

本發明的態樣是該蒸氣腔室中，該蒸氣腔室係用來冷卻搭載於智慧型手機、平板裝置、或筆記型電腦中的發熱體。

根據本發明的態樣，藉由樹脂製的安裝構件安裝於框體內而與發熱體熱連接的蒸氣腔室，能夠將受到發熱體的熱圓滑地擴散到蒸氣腔室平面全體，因此即使對於搭載於薄型框體內的發熱體，也能夠發揮優秀的冷卻性能與熱擴散性能。

搭載於薄型的框體內的蒸氣腔室的製作中，因為 特別要求厚度方向的高尺寸精度，最終步驟會需要使用延壓機等的蒸氣腔室的平面化步驟。根據本發明的態樣，即使有上述技術上的情況，因為將容器與安裝構件以不同的構件形成，所以藉由在容器的平面化步驟後設置安裝構件於容器，即使是設置有安裝構件的蒸氣腔室也能夠獲得精度良好的平面度。又，藉由在容器的平面化步驟後設置安裝構件，能夠提昇平面化步驟、甚至是蒸氣腔室的生產性的效率。

又，根據本發明的態樣，藉由設置樹脂製的安裝構件於容器，即使是平板狀的容器，藉由增加構成安裝構件的樹脂之厚度等，也能夠提昇安裝構件的強度。又，藉由做成樹脂製的安裝構件，即使對安裝構件施加應力，比較起金屬製的安裝構件，也能夠更確實地防止變形。

根據本發明的態樣，藉由樹脂製的安裝構件與容器一體成形，能夠使蒸氣腔室對框體內的安裝作業簡單化。又，即使蒸氣腔室的安裝領域在平面觀看下(從容器平面的鉛直方向觀看的態樣)的尺寸、形狀不同，不需要變更容器的尺寸、形狀，藉由變更樹脂製的安裝構件的平面觀看下的尺寸、形狀，就能夠將蒸氣腔室安裝到框體內，因此蒸氣腔室及發熱體的設計的自由度會提昇。

根據本發明的態樣，藉由樹脂製的安裝構件是嵌合構件，不需要使用螺絲來做螺絲鎖合固定，因此能夠使蒸氣腔室對框體內的安裝簡單化。又，藉由樹脂製的安裝構件是嵌合構件，不需要將鎖合螺絲用的螺絲孔部凸設於搭載在框體面或框體內部的構件等上，又因為不會有螺絲的頭部從螺絲固定 部突出的情況，因此不會增大框體的厚度方向的尺寸，就能夠將蒸氣室安裝到框體內。

1、2‧‧‧蒸氣腔室

10‧‧‧容器

11‧‧‧安裝構件

12‧‧‧一側的嵌合部

13‧‧‧基部

100‧‧‧智慧型手機

101‧‧‧背蓋

102、113‧‧‧另一側嵌合部

103‧‧‧顯示面板

111‧‧‧底部側框體

112‧‧‧電路基板

第1圖係本發明第1實施型態的蒸氣腔室的說明圖。

第2圖係本發明第1實施型態的蒸氣腔室的第1使用方法例的說明圖。

第3圖係本發明第1實施型態的蒸氣腔室的第2使用方法例的說明圖。

第4圖係本發明第2實施型態的蒸氣腔室的說明圖。

以下，使用圖式說明本發明的第1實施型態例的蒸氣腔室。如第1圖所示，第1實施型態例的蒸氣腔室1具備平板狀的容器10、設置於容器10的樹脂製的安裝構件11。容器10是藉由樹脂製的安裝構件11安裝於框體(未圖示)的內部。藉由容器10安裝於框體的內部，蒸氣腔室1會與搭載於框體內部的發熱體(未圖示)熱連接。

容器10是一塊板狀體與相對於該板狀體的另一塊板狀體重疊而成。一塊板狀體的中央部塑性變形成凸狀。一塊板狀體的朝向外側突出，塑性變形成凸狀的部位是容器10的凸部，凸部的內部形成空洞部。空洞部的內部空間透過脫氣處理減壓，並且封入動作流體。又，減壓的空洞部內部設置有具有毛細管力的毛細構造體。

容器10的形狀並沒有特別限定，但蒸氣腔室1中， 平面觀看下(垂直於蒸氣腔室1的平面觀看的態樣)形成矩形。容器10的厚度沒有特別限定，但例如能夠舉出0.3~0.6mm，一塊的板狀體與另一塊的板狀體的厚度並沒有特別限定，但各別例如能夠舉出0.05~0.3mm。

容器10的材料例如銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、不鏽鋼、鈦、鎂合金等。又因應需要，容器10的表面也可以設置腐蝕防止用塗層，例如電鍍處理的金屬。封入空洞部的內部空間的動作流體能夠因應容器10的材料的適合性而適當地選擇。例如能夠舉出水，其他能夠舉出替代氟碳替代物、碳氟化合物、環戊烷、乙二醇、它們與水的混合物等。又，毛細構造體例如能夠舉出銅粉等的金屬粉的燒結體、金屬組成的金屬網、凹槽、不織布等。

如第1圖所示，蒸氣腔室1中，容器10設置了樹脂製的安裝構件11。蒸氣腔室1中，安裝構件11設置於容器10的周緣部。也就是說，安裝構件11沿著容器10的外周部包圍容器10設置。安裝構件11具有沿著容器10的外周部形成的平面觀看為框型的基部13、形成於基部13的安裝手段。第1圖中，安裝手段是一側的嵌合部12。基部13與容器10彼此位於同一平面上或略同一平面上。

做為安裝手段的一側的嵌合部12位於蒸氣腔室1(容器10)的外周部。一側的嵌合部12在基部13上的位置及設置數能夠因應使用狀況而適當地選擇，蒸氣腔室1中，一側的嵌合部12在基部13上略等間隔地設置複數個(第1圖中是6個)。

又，安裝蒸氣腔室1的框體或搭載於框體的構件的 既定部位，會形成另一側的嵌合部。藉由將一側的嵌合部12嵌入另一側的嵌合部，使蒸氣腔室1安裝於框體內。

一側的嵌合部12與另一側的嵌合部的態樣並沒有特別限定，例如第1圖所示，能夠將一側的嵌合部12做成相對於容器10的平面突起、具有爪的突部。在這個情況下，能夠將另一側的嵌合部做成接收該突部的接收部，突部能夠相對於該接收部自由拆裝。又，也可取而代之，將另一側的嵌合部做成具有爪的突部，將一側的嵌合部12做成接收該突部的接收部。

如上述，樹脂製的安裝構件11是嵌合構件，藉此不需要使用螺絲來做鎖合固定，能夠使蒸氣腔室1對框體內的安裝作業簡單化。又，樹脂製的安裝構件11是嵌合構件，不需要將鎖合螺絲用的螺絲孔部凸設於搭載在框體面或框體內部的構件上，又因為不會有螺絲的頭部從螺絲固定部突出的情況，因此不會增大框體的厚度方向的尺寸，就能夠將蒸氣腔室1安裝到框體內。

在容器10形成樹脂製的安裝構件11的方法並沒有特別限定，例如將***品(設置毛細構造體與動作流體的容器10)預先裝入模具內後，關閉模具注入樹脂，藉由***成型能夠將容器10與樹脂製的安裝構件11形成一體的單元。藉由樹脂製的安裝構件11與容器10一體成形，使蒸氣腔室1對框體內的安裝作業簡單化。

又，樹脂製的安裝構件11的樹脂種類並沒有特別限定，例如聚乙烯、聚丙烯，聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺等的熱塑性樹脂。又，上述樹脂也可以再配合碳粒子，碳 纖維等的熱傳導性優秀的材料來使用。

將蒸氣腔室1安裝於框體內，藉此能夠與框體內的發熱體(未圖示)熱連接，因此能夠藉由蒸氣腔室1的熱輸送特性，將受到來自發熱體的熱圓滑地擴散到容器10的平面全體，發揮優秀的冷卻性能與熱擴散性能。又，樹脂製的安裝構件11的基部13與容器10位於同一平面上或略同一平面上，因此即使對於搭載於薄型的框體內部的發熱體，也能夠圓滑地進行熱連接，能夠發揮優秀的冷卻性能與熱擴散性能。

蒸氣腔室1中，容器10與安裝構件11是由不同的構件形成，因此能夠在容器10的平面化步驟後形成安裝構件11於容器10。藉此即使是設置了安裝構件11的蒸氣腔室1，也能夠獲得高精度的容器10的平面度。又，藉由在容器10的平面化步驟後設置安裝構件11於容器10，能夠防止安裝構件11對容器10的平面化步驟造成阻礙，因此能夠提昇容器10的平面化步驟，甚至是蒸氣腔室1的生產性的效率。

又，蒸氣腔室1中，藉由將樹脂製的安裝構件11設置於平板狀的容器10，即使容器10是薄的平板狀，能夠藉由增加構成安裝構件11的樹脂厚度，例如使一側的嵌合部12的厚度增厚等，來提昇安裝構件11的強度。又，藉由做成樹脂製的安裝構件11，即使從外部施加應力於安裝構件11，比起金屬製的安裝構件也能夠更確實地防止變形。

又，蒸氣腔室1的安裝領域的平面觀看下的尺寸、形狀即使不同，不需變更容器10的尺寸、形狀，藉由變更樹脂製的安裝構件11的平面觀看下的尺寸、形狀，就能夠將蒸氣腔 室1安裝到框體內。也就是說，不需要變更構成容器10的一側的板狀體或另一側的板狀體的模具或毛細構造體，只要變更安裝構件11的模具，就能夠將蒸氣腔室1安裝到框體內。因此，蒸氣腔室1與發熱體的設計自由度提昇。

接著，使用圖式說明第1實施型態的蒸氣腔室1的第1使用方法例。如第2圖所示，蒸氣腔室1能夠搭載於智慧型手機100。

第2圖中，構成智慧型手機100的框體的背蓋101的內面側周緣部形成有另一側的嵌合部102。蒸氣腔室1的平面觀看下的形狀、尺寸形成與背蓋101的平面觀看下的形狀、尺寸近似或略相同。又，背蓋101的內面裝入了電路基板(未圖示)，電路基板上實裝了做為發熱體的中央處理單元(CPU)等的電子零件。將蒸氣腔室1的安裝構件11的一側的嵌合部12，嵌入形成在裝有電路基板的背蓋101的內面側周緣部之另一側的嵌合部102，再將顯示面板103從蒸氣腔室1側安裝到背蓋101。藉此，能夠將蒸氣腔室1安裝到智慧型手機100的框體內，又，能夠將蒸氣腔室1的容器10與實裝在電路基板上的發熱體，也就是CPU等的電子零件熱連接。

將蒸氣腔室1的一側的嵌合部12嵌合到背蓋101的另一側的嵌合部102，能夠將蒸氣腔室1安裝到框體內，因此能夠確實防止蒸氣腔室1與背蓋101的變形。

又，因應需要，也可以做成蒸氣腔室1的側面部(安裝構件11的側面部)露出的態樣，或是做成安裝構件11的側面部覆蓋背蓋101的側面部的態樣，使蒸氣腔室1的側面部(安裝 構件11的側面部)構成智慧型手機100的框體的一部分，也就是框體的側面部。如前所述，因為能夠確實防止蒸氣腔室1與背蓋101的變形，所以藉由上述的態樣，能夠提昇智慧型手機100的防水性。

接著，使用圖式說明第1實施型態例的蒸氣腔室1的第2使用方法例。如第3圖所示，蒸氣腔室1能夠搭載於平板裝置。

第3圖中，平板裝置的底部側框體111內，裝入了電路基板112，電路基板112上實裝了做為發熱體的CPU等的電子零件(未圖示)。電路基板112上，在發熱體的CPU等的電子零件週邊部，形成有另一側的嵌合部113。蒸氣腔室1的平面觀看下的形狀、尺寸會比平板裝置的底部側框體111的平面觀看下的形狀、尺寸小。又，蒸氣腔室1的安裝構件11的一側的嵌合部12會位於對應到設置在電路基板112上的另一側的嵌合部113的位置。

因此，將蒸氣腔室1的安裝構件11的一側的嵌合部12嵌合到形成於電路基板112上的另一側的嵌合部113，能夠將蒸氣腔室1安裝到平板裝置的底部側框體111內。又，將安裝構件11的一側的嵌合部12嵌合到電路基板112的另一側的嵌合部113，能夠將蒸氣腔室1的容器10與實裝在電路基板112上的發熱體熱連接。

習知技術中，將板材的散熱板熱連接到實裝在電路基板上的電子零件等的發熱體時，需要將散熱板載置於發熱體上，將該散熱板的周緣部以螺絲鎖在電路基板上。也就是 說，鎖合螺絲的螺絲孔部會凸設於電路基板上，然後螺絲的頭部會從螺絲固定部突出，因此無法充分地減低平板裝置的框體的厚度方向的尺寸。相對於此，上述的第2使用方法例中，樹脂製的安裝構件11是嵌合構件，藉此不需要凸設用來鎖合螺絲用的螺絲孔部於電路基板112，且螺絲的頭部也不會從螺絲固定部突出，因此不需要增大平板裝置的框體的厚度方向的尺寸，就能夠將蒸氣腔室1安裝於底部側框體111內。

接著，使用圖式說明本發明的第2實施型態例的蒸氣腔室。第1實施型態例的蒸氣腔室1中，安裝構件11具有平面觀看下為框狀的基部13，但取而代之地，如第4圖所示，第2實施型態例的蒸氣腔室2中，安裝構件11的基部13是平面觀看下為平板狀，在平板狀的基板13的希望的位置設置有容器10的態樣。前述希望的位置例如能夠舉出對應到實裝在電路基板(未圖示)的CPU等的電子零件的位置。又。蒸氣腔室1中，做為形成於基部13的安裝手段之一側的嵌合部12，形成了相對於容器10的平面突起且具有爪部之突部，但取而代之地，如第4圖所示，蒸氣腔室2中，做為一側的嵌合部12，會形成相同於容器10的平面突起且具有圓錐狀的頭部之突部。另外，蒸氣腔室2中，基部13的周緣部會設置複數(第4圖是8個)的一側的嵌合部12。

第2實施型態例的蒸氣腔室2例如能夠將用來製造第1實施型態例的蒸氣腔室1的***成型的模具，變更成平板狀的基部13與圓錐狀的頭部的突部之規格來製造。

蒸氣腔室2的框體的一部分，在第4圖中，形成平 面觀看下的一側的框體部分。又，平面觀看下之另一側的框體部分(未圖示)的周緣部會形成收容該突部的接收部(凹入接收部)的另一側的嵌合部，來與一側的嵌合部12嵌合。另一側的框體部分的內面會設置例如實裝了CPU等的電子零件的電路基板。將一側的嵌合部12嵌合到另一側的嵌合部，做為蒸氣腔室2的一側的框體部分會與該另一側的框體部分組合，形成容器10配置在內部的框體。也就是說，藉由蒸氣腔室2的一側的嵌合部12嵌合到另一側的框體部分的另一側的嵌合部，在希望的位置(例如與實裝在電路基板上的CPU等的電子零件相向的位置)上形成配置容器10的框體。

蒸氣腔室2中，因為是容器10設置在一側的框體部分的態樣，因此能夠對於對應到CPU等的電子零件的部位的位置，防止局部的溫度上升。做為該框體，能夠舉出例如筆記型電腦的框體。

接著，說明本發明的蒸氣腔室的其他實施型態例。上述各實施型態例的蒸氣腔室中，容器的周緣部全體會以安裝構件的基部包圍，但取而代之地，也可以只設置安裝構件的基部於容器的周緣部的一部分。又，上述各實施型態例的蒸氣腔室中，容器與安裝構件形成一體，但取而代之地，也可以是獨立個體。將容器與安裝構件做成獨立個體的情況下，例如能夠舉出容器嵌入已成形的安裝構件的態樣。

上述各實施型態的蒸氣腔室中，做為安裝構件的安裝手段使用了一側的嵌合部，但取而代之地，也可以使用卡合構件等的其他的安裝手段。又，做為安裝構件的安裝手段， 也可以取代一側的嵌合部，或者是除了一側的嵌合部再加上，在基部形成具有螺絲溝的貫通孔，以螺絲***該貫通孔來安裝蒸氣腔室於框體內。在這個情況下，在蒸氣腔室的對應到具有螺絲溝的貫通孔的位置之框體內位置，形成具有螺絲溝的孔部，藉此使蒸氣腔室以螺絲鎖合於框體內。又，做為一側的嵌合部12，第1實施型態例的蒸氣腔室中使用具有爪的突部，第2實施型態例的蒸氣腔室中各自使用具有圓錐狀頭部的突部，但取而代之地，也可以是合併使用具有爪的突部與具有錐狀頭部的突部之態樣。

本發明的蒸氣腔室，對於搭載於薄型的框體的發熱體，具有優秀的冷卻性能以及從發熱體熱擴散性能，因此在例如智慧型手機、平板裝置、筆記型電腦等的需要薄型化的電氣‧電子機器的領域，特別具有高利用價值。

Claims (4)

1. 一種蒸氣腔室，安裝於框體內，包括：平板狀的容器，具有空洞部；毛細構造體，設置於該空洞部；動作流體，封入該空洞部；以及樹脂製的安裝構件，設置於該容器，用以對該框體進行安裝；該樹脂製的安裝構件是可自由拆裝地安裝於該框體內的嵌合部之嵌合構件，該嵌合構件具有突部或接收該突部的接收部；對該框體內不以螺絲來做鎖合固定。
2. 如申請專利範圍第1項所述之蒸氣腔室，其中該樹脂製的安裝構件與該容器一體成形。
3. 如申請專利範圍第1項所述之蒸氣腔室，其中該樹脂製的安裝構件設置於該容器的周緣部。
4. 如申請專利範圍第1至3項任一項所述之蒸氣腔室，其中該蒸氣腔室係用來冷卻搭載於智慧型手機、平板裝置、或筆記型電腦中的發熱體。