WO2021141110A1 - ベーパーチャンバ用のウィックシート、ベーパーチャンバおよび電子機器 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a wick sheet for a vapor chamber, a vapor chamber and an electronic device.
- Electronic devices that generate heat are used in electronic devices such as mobile terminals.
- this electronic device include a central processing unit (CPU), a light emitting diode (LED), a power semiconductor, and the like.
- Examples of mobile terminals include mobile terminals, tablet terminals, and the like.
- Such an electronic device is cooled by a heat radiating device such as a heat pipe (see, for example, Patent Document 1).
- a heat radiating device such as a heat pipe
- a vapor chamber that can be made thinner than a heat pipe is being developed. The vapor chamber cools the electronic device by absorbing and diffusing the heat of the electronic device by the working fluid enclosed in the vapor chamber.
- the working fluid in the vapor chamber receives heat from the electronic device in a portion (evaporation part) close to the electronic device.
- the working fluid evaporates and changes into working steam.
- the working steam diffuses and is cooled in the steam flow path portion formed in the vapor chamber in a direction away from the evaporation portion.
- the working vapor condenses and changes into a working liquid.
- a liquid flow path portion as a capillary structure also referred to as a wick
- the hydraulic fluid enters the liquid flow path portion from the vapor flow path portion. After that, the hydraulic fluid flows through the liquid flow path portion and is transported toward the evaporation portion.
- the hydraulic fluid transported to the evaporation section receives heat again in the evaporation section and evaporates.
- the working fluid refluxes in the vapor chamber while repeating phase changes, that is, evaporation and condensation.
- the heat of the electronic device is diffused.
- the heat dissipation efficiency of the vapor chamber is improved.
- An object of the present invention is to provide a wick sheet, a vapor chamber and an electronic device for a vapor chamber that can improve heat dissipation efficiency.
- the present invention provides as a first solution.
- a wick sheet for the vapor chamber interposed between the first sheet and the second sheet of the vapor chamber in which the working fluid is sealed.
- a seat body having a first body surface and a second body surface provided on a side opposite to the first body surface.
- a first steam flow path portion extending from the first main body surface of the seat main body to the second main body surface and through which steam of the working fluid passes.
- a liquid flow path portion provided on the surface of the second main body and communicating with the first vapor flow path portion to allow the liquid of the working fluid to pass through.
- the seat body has a land portion having a longitudinal direction in the first direction and a land portion in which the first steam flow path portion is arranged around the seat body.
- the second steam flow path portion is a wick for a vapor chamber having a steam flow path groove extending from one side edge of the land portion to the other side edge in a second direction orthogonal to the first direction. Sheet, I will provide a.
- the second steam flow path portion has a plurality of the steam flow path grooves.
- a steam flow path convex portion that abuts on the first sheet is provided between the pair of steam flow path grooves that are adjacent to each other. You may do so.
- the second steam flow path portion has a steam flow path connecting groove provided on the convex portion of the steam flow path and communicating with a pair of the steam flow path grooves adjacent to each other. You may do so.
- the seat body has a plurality of the land portions and has a plurality of land portions.
- the second steam flow path portion is provided in each of the land portions.
- the steam flow path groove of one of the land portions of the pair of land portions adjacent to each other in the second direction and the steam flow path groove of the other land portion are viewed along the second direction. It is placed in a position where it overlaps when You may do so.
- the second steam flow path portion may be arranged on one side of the land portion in the first direction.
- a communication portion provided on the sheet body and communicating with the liquid flow path portion and the second vapor flow path portion is further provided. You may do so.
- the communication portion includes a through hole that penetrates the sheet body and extends from the liquid flow path portion to the vapor flow path groove. You may do so.
- the liquid flow path portion communicates with a plurality of liquid flow path main flow grooves extending in the first direction and through which the liquid of the working fluid passes, and the liquid flow path main flow groove extending in a direction different from the first direction.
- Has a flow path connecting groove The liquid flow path main flow groove further includes a liquid flow path intersection communicating with the liquid flow path communication groove. The through hole extends to the liquid flow path intersection and the vapor flow path groove. You may do so.
- the present invention provides a second solution.
- a wick sheet for the vapor chamber interposed between the first sheet and the second sheet of the vapor chamber in which the working fluid is sealed.
- a seat body having a first body surface and a second body surface provided on a side opposite to the first body surface.
- a through space extending from the first main body surface of the seat main body to the second main body surface, and A first main body surface groove portion provided on the first main body surface and communicating with the through space, and a groove portion on the first main body surface.
- a second main body surface groove portion provided on the second main body surface and communicating with the through space is provided.
- the seat body has a land portion having a longitudinal direction in the first direction and a land portion in which the penetration space is arranged around the seat body.
- the first main body surface groove portion has a first groove extending from one side edge of the land portion to the other side edge in a second direction orthogonal to the first direction.
- the second main body surface groove portion has a second groove extending in the first direction.
- a wick sheet for a vapor chamber is provided in which the dimension of the first groove in the first direction is larger than the dimension of the second groove in the second direction.
- the present invention provides as a third solution.
- the first sheet and The second sheet and A vapor chamber comprising a wick sheet for a vapor chamber according to the first solution or the second solution described above, interposed between the first sheet and the second sheet. I will provide a.
- the present invention provides as a fourth solution.
- the second steam flow path portion is a vapor chamber, which is arranged in the evaporation region. I will provide a.
- the present invention provides as a fifth solution.
- An electronic device comprising a vapor chamber according to a third or fourth solution described above that is in thermal contact with the device. I will provide a.
- heat dissipation efficiency can be improved.
- FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating an electronic device according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a top view showing a vapor chamber according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA showing the vapor chamber of FIG.
- FIG. 4 is a top view of the lower sheet of FIG.
- FIG. 5 is a bottom view of the upper sheet of FIG.
- FIG. 6 is a top view of the wick sheet of FIG.
- FIG. 7 is a bottom view of the wick sheet of FIG.
- FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG.
- FIG. 9 is a partially enlarged top view of the liquid flow path portion shown in FIG. FIG.
- FIG. 10 is a partially enlarged bottom view of the second steam flow path portion shown in FIG. 7.
- FIG. 11A is a diagram showing a partial cross section along the line BB of FIG. 7 together with the lower sheet.
- FIG. 11B is a partial cross-sectional view showing a modified example of FIG. 11A.
- FIG. 11C is a partial cross-sectional view showing another modification of FIG. 11A.
- FIG. 12 is a diagram for explaining a wick sheet preparation step in the method for manufacturing a vapor chamber according to an embodiment.
- FIG. 13 is a diagram for explaining an etching process in the method for manufacturing a vapor chamber according to an embodiment.
- FIG. 14 is a diagram for explaining a joining step in the method for manufacturing a vapor chamber according to an embodiment.
- FIG. 11A is a diagram showing a partial cross section along the line BB of FIG. 7 together with the lower sheet.
- FIG. 11B is a partial cross-sectional view showing a modified example of FIG. 11A
- FIG. 15 is a partially enlarged bottom view showing a second steam flow path portion as a first modification.
- FIG. 16A is a partially enlarged bottom view showing the second steam flow path portion as a second modification.
- 16B is a partially enlarged bottom view of FIG. 16A.
- FIG. 16C is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 16B.
- FIG. 17 is a partially enlarged bottom view showing the second steam flow path portion as a third modification.
- FIG. 18 is a partially enlarged bottom view showing the second steam flow path portion as a fourth modification.
- FIG. 19 is a partially enlarged top view showing the liquid flow path portion as a fifth modification.
- FIG. 20 is a partially enlarged bottom view showing the second steam flow path portion as a sixth modification.
- FIG. 21 is a partially enlarged bottom view showing the second steam flow path portion as a seventh modification.
- the geometric conditions, the physical properties, the terms that specify the degree of the geometric conditions or the physical properties, the numerical values indicating the geometric conditions or the physical properties, etc. are strictly referred to. I will interpret it without being bound by meaning. Then, these geometric conditions, physical characteristics, terms, numerical values, etc. shall be interpreted including the range in which similar functions can be expected. Examples of terms that specify geometric conditions include “length”, “angle”, “shape” or “arrangement”. Examples of terms that specify geometric conditions include “parallel”, “orthogonal”, “identical”, and the like. Further, in order to clarify the drawing, the shapes of a plurality of parts that can be expected to have the same function are regularly described.
- the shapes of the portions may be different from each other within the range in which the function can be expected.
- the boundary line indicating the joint surface between members is shown by a simple straight line for convenience, but it is not limited to a strict straight line and is within a range in which desired joining performance can be expected.
- the shape of the boundary line is arbitrary.
- the wick sheet for the vapor chamber, the vapor chamber, and the electronic device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 21.
- the vapor chamber 1 in the present embodiment is housed in the housing H of the electronic device E together with the electronic device D that generates heat, and is a device for cooling the electronic device D.
- Examples of the electronic device E include mobile terminals such as mobile terminals and tablet terminals.
- Examples of the electronic device D include a central processing unit (CPU), a light emitting diode (LED), a power semiconductor, and the like.
- the electronic device D may be referred to as a device to be cooled.
- the electronic device E on which the vapor chamber 1 according to the present embodiment is mounted will be described by taking a tablet terminal as an example.
- the electronic device E includes a housing H, an electronic device D housed in the housing H, and a vapor chamber 1.
- a touch panel display TD is provided on the front surface of the housing H.
- the vapor chamber 1 is housed in the housing H and is arranged so as to be in thermal contact with the electronic device D.
- the vapor chamber 1 can receive the heat generated by the electronic device D when the electronic device E is used.
- the heat received by the vapor chamber 1 is released to the outside of the vapor chamber 1 via the working fluids 2a and 2b described later. In this way, the electronic device D is effectively cooled.
- the electronic device D corresponds to a central processing unit or the like.
- the vapor chamber 1 As shown in FIGS. 2 and 3, the vapor chamber 1 has a sealed space 3 in which working fluids 2a and 2b are sealed, and the working fluids 2a and 2b in the sealed space 3 repeatedly undergo phase changes.
- the electronic device D of the electronic device E described above is cooled.
- the working fluids 2a and 2b include pure water, ethanol, methanol, acetone and the like, and a mixed solution thereof.
- the working fluids 2a and 2b may have freeze-expandability. That is, the working fluids 2a and 2b may be fluids that expand during freezing.
- the freeze-expandable working fluids 2a and 2b include pure water, an aqueous solution obtained by adding an additive such as alcohol to pure water, and the like.
- the vapor chamber 1 includes a lower sheet 10, an upper sheet 20, and a wick sheet 30 for the vapor chamber.
- the lower sheet 10 is an example of the first sheet.
- the upper sheet 20 is an example of the second sheet.
- the wick sheet 30 for the vapor chamber is interposed between the lower sheet 10 and the upper sheet 20.
- the wick sheet 30 for the vapor chamber is hereinafter simply referred to as the wick sheet 30.
- the lower sheet 10, the wick sheet 30, and the upper sheet 20 are laminated in this order.
- the vapor chamber 1 is generally formed in a thin flat plate shape.
- the planar shape of the vapor chamber 1 is arbitrary, but it may be rectangular as shown in FIG.
- the planar shape of the vapor chamber 1 may be, for example, a rectangle having one side of 1 cm and another side of 3 cm, or a square having one side of 15 cm, and the planar dimension of the vapor chamber 1 is arbitrary. ..
- the planar shape of the vapor chamber 1 is a rectangular shape having the X direction as a longitudinal direction, which will be described later, will be described.
- the lower sheet 10, the upper sheet 20, and the wick sheet 30 may have the same planar shape as the vapor chamber 1.
- the planar shape of the vapor chamber 1 is not limited to a rectangular shape, and may be any shape such as a circular shape, an elliptical shape, an L shape, or a T shape.
- the vapor chamber 1 has an evaporation region SR in which the working fluids 2a and 2b evaporate, and a condensation region CR in which the working fluids 2a and 2b condense.
- the evaporation region SR is a region that overlaps with the electronic device D in a plan view, and is a region to which the electronic device D is attached.
- the evaporation region SR can be arranged at any location in the vapor chamber 1.
- the evaporation region SR is formed on one side (left side in FIG. 2) of the vapor chamber 1 in the X direction.
- the heat from the electronic device D is transferred to the evaporation region SR, and the liquid of the working fluid evaporates in the evaporation region SR by this heat.
- the heat from the electronic device D can be transferred not only to the region where the electronic device D overlaps in a plan view but also to the periphery of the region where the electronic device D overlaps.
- the evaporation region SR includes a region overlapping the electronic device D and a region around the region in a plan view.
- the plan view is a state in which the vapor chamber 1 is viewed from a direction orthogonal to a surface that receives heat from the electronic device D and a surface that releases the received heat.
- the surface that receives heat corresponds to the second upper sheet surface 20b described later of the upper sheet 20.
- the surface that releases heat corresponds to the first lower sheet surface 10a described later of the lower sheet 10.
- a state in which the vapor chamber 1 is viewed from above or a state in which the vapor chamber 1 is viewed from below corresponds to a plan view.
- the gas of the working fluid is referred to as working vapor 2a
- the liquid of the working fluid is referred to as working fluid 2b.
- the condensation region CR is a region that does not overlap with the electronic device D in a plan view, and is a region in which the working steam 2a mainly releases heat and condenses.
- the condensed region CR can also be said to be a region around the evaporation region SR.
- the heat from the working steam 2a is released to the lower sheet 10 in the condensing region CR, and the working steam 2a is cooled and condensed in the condensing region CR.
- the vapor chamber 1 When the vapor chamber 1 is installed in the tablet terminal, the hierarchical relationship may be broken depending on the posture of the tablet terminal.
- the sheet that receives heat from the electronic device D is referred to as the above-mentioned upper sheet 20, and the sheet that releases the received heat is referred to as the above-mentioned lower sheet 10. Therefore, the configuration of the vapor chamber 1 will be described with the lower sheet 10 arranged on the lower side and the upper sheet 20 arranged on the upper side.
- the lower seat 10 has a first lower seat surface 10a provided on the side opposite to the wick seat 30 and a second seat surface 10a provided on the opposite side of the first lower seat surface 10a. It has a lower seat surface 10b.
- the second lower seat surface 10b is provided on the side of the wick seat 30.
- the lower sheet 10 may be formed flat as a whole.
- the lower sheet 10 may have a constant thickness as a whole.
- a housing member Ha that forms a part of the housing H described above is attached to the first lower seat surface 10a.
- the entire first lower seat surface 10a may be covered with the housing member Ha.
- alignment holes 12 may be provided at the four corners of the lower sheet 10.
- the upper sheet 20 includes a first upper sheet surface 20a provided on the side of the wick sheet 30 and a second upper sheet surface 20b provided on the side opposite to the first upper sheet surface 20a. ,have.
- the second upper seat surface 20b is provided on the side opposite to the wick seat 30.
- the upper sheet 20 may be formed flat as a whole.
- the upper sheet 20 may have a constant thickness as a whole.
- the above-mentioned electronic device D is attached to the second upper seat surface 20b.
- alignment holes 22 may be provided at the four corners of the upper sheet 20.
- the wick sheet 30 includes a sheet main body 31, a first vapor flow path portion 50 provided in the sheet main body 31, a liquid flow path portion 60, and a second vapor flow path portion 70.
- the seat body 31 has a first body surface 31a and a second body surface 31b provided on the side opposite to the first body surface 31a.
- the first main body surface 31a is arranged on the side of the lower sheet 10.
- the second main body surface 31b is arranged on the side of the upper sheet 20.
- the above-mentioned sealed space 3 is formed by the first vapor flow path portion 50, the liquid flow path portion 60, and the second vapor flow path portion 70.
- the second lower sheet surface 10b of the lower sheet 10 and the first body surface 31a of the sheet body 31 may be diffusion-bonded.
- the second lower seat surface 10b and the first main body surface 31a may be permanently joined to each other.
- the first upper sheet surface 20a of the upper sheet 20 and the second body surface 31b of the sheet body 31 may be diffusion-bonded.
- the first upper sheet surface 20a and the second main body surface 31b may be permanently joined to each other.
- the lower sheet 10, the upper sheet 20, and the wick sheet 30 may be joined by other methods such as brazing as long as they can be permanently joined instead of diffusion joining.
- the term "permanently joined” is not bound by a strict meaning, but means that the sealed space 3 is joined to the extent that the sealing property of the sealed space 3 can be maintained during the operation of the vapor chamber 1. I am using it.
- the seat body 31 of the wick sheet 30 has a frame body portion 32 and a plurality of land portions 33.
- the frame body portion 32 is formed in a rectangular frame shape in a plan view.
- the land portion 33 is provided in the frame body portion 32.
- the frame body portion 32 and the land portion 33 are portions where the material of the wick sheet 30 remains without being etched in the etching step described later.
- a first steam flow path portion 50 is defined inside the frame body portion 32. That is, the first steam flow path portion 50 is arranged inside the frame body portion 32 and around each land portion 33.
- the working steam 2a flows around each land portion 33.
- the land portion 33 may extend in an elongated shape with the X direction as the longitudinal direction in a plan view.
- the planar shape of the land portion 33 may be an elongated rectangular shape.
- the X direction is an example of the first direction.
- the X direction corresponds to the left-right direction in FIG.
- the land portions 33 are spaced apart at equal intervals in the Y direction.
- the Y direction is an example of the second direction.
- the Y direction corresponds to the vertical direction in FIG.
- the land portions 33 may be arranged parallel to each other.
- the working steam 2a flows around each land portion 33 and is transported toward the condensed region CR. This prevents the flow of the working steam 2a from being obstructed.
- the width w1 see FIG.
- the land portion 33 may be, for example, 100 ⁇ m to 1500 ⁇ m.
- the width w1 of the land portion 33 is the dimension of the land portion 33 in the Y direction.
- the width w1 means the dimension at the position where the penetration portion 34 described later exists in the thickness direction of the wick sheet 30.
- the frame body portion 32 and each land portion 33 are diffusion-bonded to the lower sheet 10 and diffusion-bonded to the upper sheet 20. This makes it possible to improve the mechanical strength of the vapor chamber 1.
- the first main body surface 31a and the second main body surface 31b of the seat main body 31 may be formed flat over the frame body portion 32 and each land portion 33.
- the first steam flow path portion 50 is an example of a penetration space penetrating the seat body 31.
- the first steam flow path portion 50 is mainly a flow path through which the working steam 2a passes.
- the first steam flow path portion 50 extends from the first main body surface 31a to the second main body surface 31b and penetrates the sheet main body 31 of the wick sheet 30. That is, the first steam flow path portion 50 is configured as a through space extending from the first main body surface 31a to the second main body surface 31b.
- the first steam passage portion 50 in the present embodiment has a first steam passage 51 and a plurality of second steam passages 52.
- the first steam passage 51 is formed between the frame body portion 32 and the land portion 33.
- the first steam passage 51 is continuously formed inside the frame body portion 32 and outside the land portion 33.
- the plane shape of the first steam passage 51 is a rectangular frame shape.
- the second steam passage 52 is formed between the land portions 33 adjacent to each other.
- the planar shape of the second steam passage 52 is an elongated rectangular shape.
- the first steam passage section 50 is divided into a first steam passage 51 and a plurality of second steam passages 52 by a plurality of land portions 33.
- the first steam passage 51 and the second steam passage 52 extend from the first main body surface 31a of the seat main body 31 to the second main body surface 31b.
- the first steam passage 51 and the second steam passage 52 are formed by a lower steam passage recess 53 provided on the first lower seat surface 10a and an upper steam passage recess 54 provided on the upper seat 20 surface 20b. Each is configured.
- the first steam passage 51 and the second steam passage 52 of the first steam flow path portion 50 are connected to the first main body surface 31a to the second. It extends over the body surface 31b.
- the lower steam flow path recess 53 is formed by etching from the first main body surface 31a of the wick sheet 30 in the etching step described later.
- the lower steam flow path recess 53 is formed in a concave shape on the first main body surface 31a.
- the lower steam flow path recess 53 has a curved wall surface 53a as shown in FIG.
- the wall surface 53a defines a lower steam flow path recess 53.
- the wall surface 53a is curved so as to approach the opposite wall surface 53a as it approaches the second main body surface 31b.
- Such a lower steam passage recess 53 constitutes a part (lower half) of the first steam passage 51 and a part (lower half) of the second steam passage 52.
- the upper steam flow path recess 54 is formed by etching from the second main body surface 31b of the wick sheet 30 in the etching process described later.
- the upper steam flow path recess 54 is formed in a concave shape on the second main body surface 31b.
- the upper steam flow path recess 54 has a curved wall surface 54a as shown in FIG.
- the wall surface 54a defines the upper steam flow path recess 54.
- the wall surface 54a is curved so as to approach the opposite wall surface 54a as it approaches the first main body surface 31a.
- Such an upper steam passage recess 54 constitutes a part (upper half) of the first steam passage 51 and a part (upper half) of the second steam passage 52.
- the wall surface 53a of the lower steam flow path recess 53 and the wall surface 54a of the upper steam flow path recess 54 are connected to form a penetrating portion 34.
- the wall surface 53a and the wall surface 54a are curved toward the penetrating portion 34, respectively.
- the lower steam flow path recess 53 and the upper steam flow path recess 54 communicate with each other.
- the planar shape of the penetrating portion 34 in the first steam passage 51 is a rectangular frame like the first steam passage 51.
- the planar shape of the penetrating portion 34 in the second steam passage 52 is an elongated rectangular shape similar to the second steam passage 52.
- a ridge line may be formed by merging the wall surface 53a of the lower steam flow path recess 53 and the wall surface 54a of the upper steam flow path recess 54, and the penetrating portion 34 may be defined by this ridge line.
- the ridgeline may be formed so as to project inside the steam passages 51 and 52.
- the width w2 (see FIG. 8) of the penetrating portion 34 in such a second steam passage 52 may be, for example, 400 ⁇ m to 1600 ⁇ m.
- the width of the penetrating portion 34 in the first steam passage 51 is also the same.
- the width w2 of the penetrating portion 34 corresponds to the gap between the land portions 33 adjacent to each other in the Y direction.
- the position of the penetrating portion 34 in the Z direction may be an intermediate position between the first lower seat surface 10a and the upper seat 20 surface 20b.
- the position of the penetrating portion 34 may be a position shifted downward from the intermediate position, or may be a position shifted upward.
- the position of the penetrating portion 34 in the Z direction is arbitrary.
- the Z direction corresponds to the vertical direction in FIG.
- the cross-sectional shapes of the first steam passage 51 and the second steam passage 52 are formed so as to include a penetrating portion 34 defined by a ridge line formed so as to project inward. It is not limited to.
- the cross-sectional shape of the first steam passage 51 and the cross-sectional shape of the second steam passage 52 may be trapezoidal, rectangular, or barrel-shaped.
- the first steam passage portion 50 including the first steam passage 51 and the second steam passage 52 configured in this way constitutes a part of the sealed space 3 described above.
- the first steam flow path portion 50 according to the present embodiment is mainly defined by the lower sheet 10, the upper sheet 20, the frame body portion 32 and the land portion 33 of the sheet body 31 described above. Has been done.
- Each of the steam passages 51 and 52 has a relatively large flow path cross-sectional area through which the working steam 2a passes.
- FIG. 3 shows an enlarged view of the first steam passage 51, the second steam passage 52, and the like in order to clarify the drawing.
- the number and arrangement of these steam passages 51 and 52 are different from those in FIGS. 2, 6 and 7.
- a plurality of support portions for supporting the land portion 33 to the frame body portion 32 may be provided in the first steam flow path portion 50. Further, a support portion for supporting the land portions 33 adjacent to each other may be provided. These support portions may be provided on both sides of the land portion 33 in the X direction, or may be provided on both sides of the land portion 33 in the Y direction.
- the support portion is preferably formed so as not to obstruct the flow of the working steam 2a diffusing the first steam flow path portion 50. For example, it is arranged on one side of the first main body surface 31a and the second main body surface 31b of the sheet main body 31 of the wick sheet 30, and a space forming a steam flow path recess is formed on the other side. You may do so. As a result, the thickness of the support portion can be made thinner than the thickness of the seat body 31, and the first steam passage 51 and the second steam passage 52 can be prevented from being divided in the X direction and the Y direction.
- alignment holes 35 may be provided at the four corners of the seat body 31 of the wick sheet 30.
- the vapor chamber 1 may further include an injection section 4 for injecting the hydraulic fluid 2b into the sealed space 3 at one end edge in the X direction.
- the injection unit 4 is arranged on the side of the evaporation region SR. The injection unit 4 projects outward from the edge on the side of the evaporation region SR.
- the injection portion 4 may have a lower injection protrusion 11, an upper injection protrusion 21, and a wick sheet injection protrusion 36.
- the lower injection protrusion 11 is a portion constituting the lower sheet 10.
- the upper injection protrusion 21 is a portion constituting the upper sheet 20.
- the wick sheet injection protrusion 36 is a portion constituting the seat body 31.
- An injection flow path 37 is formed in the wick sheet injection protrusion 36. The injection flow path 37 extends from the first main body surface 31a of the sheet main body 31 to the second main body surface 31b, and penetrates the seat main body 31 (more specifically, the wick sheet injection protrusion 36) in the Z direction. There is.
- the injection flow path 37 communicates with the first steam flow path portion 50.
- the hydraulic fluid 2b is injected into the sealed space 3 through the injection flow path 37.
- the injection flow path 37 may communicate with the liquid flow path portion 60.
- the upper surface and the lower surface of the wick sheet injection protrusion 36 are formed flat.
- the upper surface of the lower injection protrusion 11 and the lower surface of the upper injection protrusion 21 are also formed flat.
- the planar shapes of the injection protrusions 11, 21, and 38 may be the same.
- the injection unit 4 is provided on one end edge of a pair of end edges in the X direction of the vapor chamber 1.
- the present invention is not limited to this, and the injection unit 4 can be provided at an arbitrary position.
- the injection flow path 37 provided in the wick sheet injection protrusion 36 does not have to penetrate the sheet body 31 as long as the hydraulic fluid 2b can be injected.
- the injection flow path 37 communicating with the first steam flow path portion 50 can be formed by the recess formed in one of the first main body surface 31a and the second main body surface 31b of the sheet main body 31.
- the liquid flow path portion 60 is provided on the second main body surface 31b of the sheet main body 31 of the wick sheet 30.
- the liquid flow path portion 60 may be a flow path through which the hydraulic fluid 2b mainly passes.
- the liquid flow path portion 60 constitutes a part of the sealed space 3 described above.
- the liquid flow path portion 60 communicates with the first vapor flow path portion 50.
- the liquid flow path portion 60 is configured as a capillary structure for transporting the hydraulic fluid 2b to the evaporation region SR.
- the liquid flow path portion 60 may be referred to as a wick.
- the liquid flow path portion 60 is provided on the second main body surface 31b of each land portion 33 of the wick sheet 30.
- the liquid flow path portion 60 may be formed over the entire second main body surface 31b of each land portion 33.
- the liquid flow path portion 60 may not be provided on the first main body surface 31a of each land portion 33.
- the liquid flow path portion 60 is an example of the second main body surface groove portion. More specifically, the liquid flow path portion 60 has a plurality of liquid flow path main flow grooves 61 and a plurality of liquid flow path connecting grooves 65.
- the liquid flow path main flow groove 61 is an example of the second groove.
- the liquid flow path main flow groove 61 and the liquid flow path connecting groove 65 are grooves through which the hydraulic fluid 2b passes.
- the liquid flow path connecting groove 65 communicates with the liquid flow path main flow groove 61.
- each liquid flow path mainstream groove 61 extends in the X direction.
- the liquid flow path main flow groove 61 mainly has a flow path cross-sectional area in which the hydraulic fluid 2b flows by capillary action.
- the flow path cross-sectional area of the liquid flow path main flow groove 61 is smaller than the flow path cross-sectional areas of the vapor passages 51 and 52.
- the liquid flow path main flow groove 61 is configured to transport the hydraulic fluid 2b condensed from the working vapor 2a to the evaporation region SR.
- the liquid flow path mainstream grooves 61 may be arranged at equal intervals along the Y direction orthogonal to the X direction.
- the liquid flow path main flow groove 61 is formed by etching from the second main body surface 31b of the sheet main body 31 of the wick sheet 30 in the etching step described later.
- the liquid flow path mainstream groove 61 has a curved wall surface 62 as shown in FIG.
- the wall surface 62 defines the liquid flow path main flow groove 61 and is curved so as to bulge toward the first main body surface 31a.
- the width w3 of the liquid flow path mainstream groove 61 may be, for example, 5 ⁇ m to 150 ⁇ m.
- the width w3 of the liquid flow path mainstream groove 61 means the dimension on the second main body surface 31b.
- the width w3 corresponds to the dimension in the Y direction.
- the depth h1 of the liquid flow path main flow groove 61 may be, for example, 3 ⁇ m to 150 ⁇ m.
- the depth h1 corresponds to the dimension in the Z direction.
- each liquid flow path connecting groove 65 extends in a direction different from the X direction.
- each liquid flow path connecting groove 65 extends in the Y direction.
- the liquid flow path connecting groove 65 is formed perpendicular to the liquid flow path main flow groove 61.
- Some liquid flow path connecting grooves 65 communicate with each other adjacent liquid flow path main flow grooves 61.
- the other liquid flow path connecting groove 65 communicates the first steam passage 51 or the second steam passage 52 with the liquid flow path main flow groove 61. That is, the liquid flow path connecting groove 65 extends from the side edge 33a of the land portion 33 in the Y direction to the liquid flow path main flow groove 61 adjacent to the side edge 33a. In this way, the first vapor passage 51 and the liquid flow path main flow groove 61 are communicated with each other, and the second vapor passage 52 and the liquid flow path main flow groove 61 are communicated with each other.
- the liquid flow path connecting groove 65 mainly has a flow path cross-sectional area through which the hydraulic fluid 2b flows by capillary action.
- the flow path cross-sectional area of the liquid flow path connecting groove 65 is smaller than the flow path cross-sectional areas of the vapor passages 51 and 52.
- the liquid flow path connecting grooves 65 may be arranged at equal intervals along the X direction.
- the liquid flow path connecting groove 65 is formed by etching like the liquid flow path main flow groove 61.
- the liquid flow path connecting groove 65 has a curved wall surface (not shown) similar to the liquid flow path main flow groove 61.
- the width w4 of the liquid flow path connecting groove 65 may be equal to the width w3 of the liquid flow path mainstream groove 61.
- the width w4 may be larger or smaller than the width w3.
- the width w4 corresponds to the dimension in the X direction.
- the depth of the liquid flow path connecting groove 65 may be equal to the depth h1 of the liquid flow path main flow groove 61.
- the depth of the liquid flow path connecting groove 65 may be deeper or shallower than the depth h1.
- the liquid flow path portion 60 has a convex portion row 63 provided on the second main body surface 31b of the sheet main body 31.
- the convex row 63 is provided between the liquid flow path main flow grooves 61 adjacent to each other.
- Each convex row 63 includes a plurality of convex 64s arranged in the X direction.
- the convex portion 64 is an example of a liquid flow path protruding portion.
- the convex portion 64 is provided in the liquid flow path portion 60.
- the convex portion 64 protrudes from the seat body 31 and is in contact with the upper seat 20.
- Each convex portion 64 is formed in a rectangular shape so that the X direction is the longitudinal direction in a plan view.
- a liquid flow path main flow groove 61 is interposed between the convex portions 64 adjacent to each other in the Y direction.
- a liquid flow path connecting groove 65 is interposed between the convex portions 64 adjacent to each other in the X direction.
- the liquid flow path connecting groove 65 extends in the Y direction, and communicates the liquid flow path main flow grooves 61 adjacent to each other in the Y direction. As a result, the hydraulic fluid 2b can flow between the main flow grooves 61 of the liquid flow path.
- the convex portion 64 is a portion where the material of the wick sheet 30 remains without being etched in the etching process described later.
- the planar shape of the convex portion 64 is rectangular.
- the planar shape of the convex portion 64 corresponds to the planar shape at the position of the second main body surface 31b of the seat main body 31.
- the convex portions 64 are arranged in a staggered pattern. More specifically, the convex portions 64 of the convex portion rows 63 adjacent to each other in the Y direction are arranged so as to be offset from each other in the X direction. This amount of deviation may be half of the arrangement pitch of the convex portions 64 in the X direction.
- the width w5 of the convex portion 64 may be, for example, 5 ⁇ m to 500 ⁇ m.
- the width w5 of the convex portion 64 means the dimension on the second main body surface 31b.
- the width w5 corresponds to the dimension in the Y direction.
- the arrangement of the convex portions 64 is not limited to the staggered shape, and may be arranged in parallel. In this case, the convex portions 64 of the convex portion rows 63 adjacent to each other in the Y direction are also aligned in the X direction (see FIG. 19).
- the liquid flow path main flow groove 61 includes the liquid flow path intersection 66.
- the liquid flow path intersection 66 is a portion of the liquid flow path main flow groove 61 that communicates with the liquid flow path connecting groove 65.
- the liquid flow path main flow groove 61 and the liquid flow path connecting groove 65 communicate with each other in a T shape.
- the liquid flow path connecting groove 65 on the other side is concerned. It is possible to avoid communicating with the main flow groove 61 of the liquid flow path.
- the upper liquid flow path connecting groove 65 and the lower liquid flow path connecting groove 65 in FIG. 9 it is possible to prevent the upper liquid flow path connecting groove 65 and the lower liquid flow path connecting groove 65 in FIG. 9 from communicating with each other. That is, when the liquid flow path connecting grooves 65 existing on both sides of one liquid flow path main flow groove 61 in the Y direction are arranged at the same position in the X direction, the liquid flow path main flow groove 61 and the liquid flow path communication are connected.
- the groove 65 intersects in a cross shape. In this case, the wall surface 62 (see FIG. 8) of the liquid flow path main flow groove 61 is cut out on both sides by the liquid flow path connecting groove 65 at the same position in the X direction.
- the liquid flow path connecting grooves 65 existing on both sides of one liquid flow path main flow groove 61 in the Y direction are arranged at different positions in the X direction.
- the wall surface 62 of the liquid flow path main flow groove 61 the position cut out by the liquid flow path connecting groove 65 on one side in the Y direction and the liquid flow path connecting groove 65 on the other side in the Y direction.
- the missing position can be different in the X direction.
- the wall surface 62 of the liquid flow path main flow groove 61 can remain on the other side in the Y direction. Therefore, at the position where the wall surface 62 of the liquid flow path mainstream groove 61 is cut out by the liquid flow path connecting groove 65, a continuous space is formed in a T shape, and the capillary action of the liquid flow path mainstream groove 61 is reduced. Can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the propulsive force of the hydraulic fluid 2b toward the evaporation region SR from decreasing at the liquid flow path intersection 66.
- the second steam flow path portion 70 is provided on the first main body surface 31a of the land portion 33 of the wick sheet 30.
- the second steam flow path portion 70 may be a portion through which the working steam 2a mainly passes.
- the second steam flow path portion 70 constitutes a part of the sealed space 3 described above.
- the second vapor flow path portion 70 communicates with the first vapor flow path portion 50 and also communicates with the liquid flow path portion 60 via the first vapor flow path portion 50.
- the second steam flow path portion 70 is provided on the first main body surface 31a of each land portion 33 of the wick sheet 30.
- the second steam flow path portion 70 according to the present embodiment may be arranged on one side of the land portion 33 in the X direction.
- the second steam flow path portion 70 may be formed on one side of the center of the land portion 33 in the X direction.
- the second steam flow path portion 70 according to the present embodiment may be arranged in the evaporation region SR.
- the present invention is not limited to this, and a part of the second steam flow path portion 70 may protrude to the outside of the evaporation region SR.
- the working vapor 2a evaporated from the hydraulic fluid 2b in the evaporation region SR receives the heat of the electronic device D and diffuses in the Y direction. It will be easier to do.
- the second steam flow path portion 70 is an example of the first main body surface groove portion. More specifically, the second steam flow path portion 70 includes the steam flow path groove 71.
- the steam flow path groove 71 is an example of the first groove.
- the steam flow path groove 71 extends from one side edge 33a of the land portion 33 to the other side edge 33a in the Y direction orthogonal to the X direction.
- one steam flow path groove 71 is formed in each land portion 33.
- the steam flow path groove 71 extends in the Y direction, which is a direction orthogonal to the second steam passage 52.
- the side edge 33a of the land portion 33 means the edge of the land portion 33 in the Y direction, and is used as a term meaning the position on the first main body surface 31a of the wall surface 53a of the lower steam flow path recess 53. ..
- the land portion 33 includes a pair of edge edges 33b.
- the edge 33b is the edge of the land portion 33 in the X direction.
- an edge convex portion 73 that abuts on the lower sheet 10 is provided between the steam flow path groove 71 and the edge 33b on one side. More specifically, the edge convex portion 73 is formed between the edge 33b arranged in the evaporation region SR in the X direction and the steam flow path groove 71.
- the edge convex portion 73 is formed on one side of the second steam flow path portion 70 in the X direction, and constitutes the first main body surface 31a. Therefore, the edge convex portion 73 is in contact with the lower sheet 10 and is joined.
- the first main body surface 31a remains on the other side of the steam flow path groove 71.
- the edge 33b of the land portion 33 means the edge of the land portion 33 in the X direction, and is used as a term meaning the position on the first main body surface 31a of the wall surface 53a of the lower steam flow path recess 53. ..
- the flow path cross-sectional area of the steam flow path groove 71 of the second steam flow path portion 70 is smaller than the flow path cross-sectional area of the steam passages 51 and 52.
- the flow path cross-sectional area of the vapor flow path groove 71 may be larger than the flow path cross-sectional area of the liquid flow path main flow groove 61 of the liquid flow path portion 60 described above.
- the capillary force acting on the hydraulic fluid 2b in the vapor flow path groove 71 may be smaller than the capillary force acting on the hydraulic fluid 2b in the liquid flow path mainstream groove 61.
- the steam flow path groove 71 is formed by etching from the first main body surface 31a of the sheet main body 31 of the wick sheet 30 in the etching step described later. As a result, the steam flow path groove 71 has a curved wall surface 71a as shown in FIG. 11A.
- the wall surface 71a defines the steam flow path groove 71 and is curved so as to bulge toward the second main body surface 31b.
- FIG. 11A as described above, an example is shown in which the wall surface 71a is curved in a shape forming a part of an ellipse.
- the wall surface 71a When the wall surface 71a is formed in this way, for example, the force applied from above can be dispersed in the X direction, and the steam flow path groove 71 can be suppressed from being crushed. Further, the space at the center of the steam flow path groove 71 in the X direction can be made relatively large. As a result, the flow path resistance of the working steam 2a can be reduced, and the pressure loss of the working steam 2a flowing through the steam flow path groove 71 can be reduced.
- the shape of the wall surface 71a of the steam flow path groove 71 is not limited to the shape shown in FIG. 11A.
- the steam flow path groove 71 may have two curved wall surfaces 77 and a straight wall surface 78, as shown in FIG. 11B.
- the curved wall surface 77 is curved.
- the straight wall surface 78 is provided between the curved wall surfaces 77 and is formed in a straight line.
- the curved wall surface 77 is curved in a shape forming a part of an arc, but the present invention is not limited to this.
- the steam flow path groove 71 may have two curved wall surfaces 77 and an uneven wall surface 79, as shown in FIG. 11C.
- the curved wall surface 77 is curved.
- the uneven wall surface 79 is provided between the curved wall surfaces 77 and is formed in an uneven shape.
- the uneven shape of the uneven wall surface 79 can guide the flow of the working steam 2a.
- the flow path resistance of the working steam 2a can be reduced, and the pressure loss of the working steam 2a flowing through the steam flow path groove 71 can be reduced.
- the height of the unevenness formed on the uneven wall surface 79 may be smaller than the depth h2 of the steam flow path groove 71 described later.
- the planar shape of the unevenness is arbitrary.
- a straight wall surface 78 as shown in FIG. 11B may be formed on a part of the uneven wall surface 79.
- the above-mentioned second steam flow path portion 70 is provided on the first main body surface 31a of each land portion 33.
- the steam flow path groove 71 of one land portion 33 of the pair of land portions 33 adjacent to each other in the Y direction and the steam flow path groove 71 of the other land portion 33 overlap when viewed along the Y direction. It is placed in position. That is, the steam flow path grooves 71 of the land portions 33 adjacent to each other are continuously formed via the second steam passage 52, and are formed on the extension lines of each other.
- the steam flow path grooves 71 of the land portions 33 adjacent to each other may be arranged at the same position in the X direction. However, the arrangement of the steam flow path groove 71 is not limited to this.
- the steam flow path groove 71 of one land portion 33 and the steam flow path groove 71 of the other land portion 33 of the pair of land portions 33 adjacent to each other in the Y direction are viewed along the Y direction. It may be arranged at a position different from the position where it overlaps with. In this case, these steam flow path grooves 71 do not overlap when viewed along the Y direction, and are arranged at different positions in the X direction.
- the width w6 of the vapor flow path groove 71 may be larger than the width w3 (see FIG. 9) of the liquid flow path mainstream groove 61 described above.
- the width w6 may be, for example, 500 ⁇ m to 30,000 ⁇ m.
- the width w6 of the steam flow path groove 71 means the dimension on the first main body surface 31a.
- the width w6 corresponds to the dimension in the X direction.
- the depth h2 of the vapor flow path groove 71 may be larger than the depth h1 of the liquid flow path main flow groove 61 described above.
- the depth h2 may be, for example, 25 ⁇ m to 200 ⁇ m.
- the depth h2 corresponds to the dimension in the Z direction.
- the edge convex portion 73 is a portion where the material of the wick sheet 30 remains without being etched in the etching step described later.
- the planar shape of the edge convex portion 73 is rectangular.
- the planar shape of the edge convex portion 73 corresponds to the planar shape at the position of the first main body surface 31a of the seat main body 31.
- the materials constituting the lower sheet 10, the upper sheet 20 and the wick sheet 30 are not particularly limited as long as they are materials having good thermal conductivity.
- the lower sheet 10, upper sheet 20 and wick sheet 30 may contain, for example, copper or a copper alloy.
- the thermal conductivity of each of the sheets 10, 20, and 30 can be increased, and the heat dissipation efficiency of the vapor chamber 1 can be increased.
- corrosion can be prevented.
- Other metal materials such as aluminum and titanium, and other metal alloy materials such as stainless steel can be used for these sheets 10, 20 and 30 as long as desired heat dissipation efficiency can be obtained and corrosion can be prevented.
- the thickness t1 of the vapor chamber 1 shown in FIG. 3 may be, for example, 100 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
- the first steam flow path portion 50 can be appropriately secured. Therefore, the function of the vapor chamber 1 can be appropriately exerted.
- the thickness t1 to 1000 ⁇ m or less it is possible to prevent the vapor chamber 1 from becoming thicker.
- the thickness t2 of the lower sheet 10 may be, for example, 6 ⁇ m to 100 ⁇ m. By setting the thickness t2 of the lower sheet 10 to 6 ⁇ m or more, the mechanical strength of the lower sheet 10 can be ensured. On the other hand, by setting the thickness t2 of the lower sheet 10 to 100 ⁇ m or less, it is possible to prevent the thickness t1 of the vapor chamber 1 from becoming thick.
- the thickness t3 of the upper sheet 20 may be set in the same manner as the thickness t2 of the lower sheet 10. The thickness t3 of the upper sheet 20 and the thickness t2 of the lower sheet 10 may be different.
- the thickness t4 of the wick sheet 30 may be, for example, 50 ⁇ m to 400 ⁇ m.
- the first steam flow path portion 50 can be appropriately secured. Therefore, the function of the vapor chamber 1 can be appropriately exerted.
- the thickness t1 of the vapor chamber 1 is set to 400 ⁇ m or less.
- FIGS. 12 to 14 show a cross section similar to the cross section of FIG.
- a flat metal material sheet M is prepared.
- the metal material sheet M includes a first material surface Ma and a second material surface Mb.
- the metal material sheet M may be formed of a rolled material having a desired thickness.
- the metal material sheet M is etched from the first material surface Ma and the second material surface Mb.
- the first vapor flow path portion 50, the liquid flow path portion 60, and the second vapor flow path portion 70 are formed on the metal material sheet M.
- a patterned resist film (not shown) is formed on the first material surface Ma and the second material surface Mb of the metal material sheet M by photolithography technology. Subsequently, the first material surface Ma and the second material surface Mb of the metal material sheet M are etched through the openings of the patterned resist film. As a result, the first material surface Ma and the second material surface Mb of the metal material sheet M are etched in a pattern, and the first vapor flow path portion 50, the liquid flow path portion 60, and the second material flow path portion 60 as shown in FIG. 13 are etched.
- the steam flow path portion 70 is formed.
- the etching solution for example, an iron chloride-based etching solution such as a ferric chloride aqueous solution or a copper chloride-based etching solution such as a copper chloride aqueous solution can be used.
- the first material surface Ma and the second material surface Mb of the metal material sheet M may be etched at the same time.
- the present invention is not limited to this, and the etching of the first material surface Ma and the second material surface Mb may be performed as separate steps.
- the first vapor flow path portion 50, the liquid flow path portion 60, and the second vapor flow path portion 70 may be formed by etching at the same time, or may be formed by separate steps.
- etching step by etching the first material surface Ma and the second material surface Mb of the metal material sheet M, a predetermined outer contour shape as shown in FIGS. 6 and 7 can be obtained.
- the wick sheet 30 according to the present embodiment can be obtained.
- the lower sheet 10 and the upper sheet 20 may be formed of a rolled material having a desired planar shape and a desired thickness.
- the lower sheet 10, the wick sheet 30, and the upper sheet 20 are laminated in this order.
- the first main body surface 31a of the wick sheet 30 is overlapped with the second lower seat surface 10b of the lower sheet 10
- the first upper seat surface 20a of the upper sheet 20 is overlapped with the second main body surface 31b of the wick sheet 30.
- the alignment holes 12 of the lower sheet 10, the alignment holes 35 of the wick sheet 30, and the alignment holes 22 of the upper sheet 20 are used to align the sheets 10, 20, and 30 respectively.
- the lower sheet 10, the wick sheet 30, and the upper sheet 20 are temporarily fixed.
- these sheets 10, 20, and 30 may be temporarily fixed by spot resistance welding, or these sheets 10, 20, and 30 may be temporarily fixed by laser welding.
- Diffusion bonding means that the lower sheet 10, the wick sheet 30, and the upper sheet 20 are pressurized and heated in the stacking direction in a controlled atmosphere such as in a vacuum or an inert gas to generate atoms on the bonding surface. It is a method of joining using diffusion.
- a controlled atmosphere such as in a vacuum or an inert gas to generate atoms on the bonding surface. It is a method of joining using diffusion.
- Diffusion bonding heats the materials of the sheets 10, 20, and 30 to a temperature close to the melting point, but since it is lower than the melting point, it is possible to prevent the sheets 10, 20, and 30 from melting and deforming.
- the frame body portion 32 of the wick sheet 30 and the first main body surface 31a of each land portion 33 are diffusively joined to the second lower sheet surface 10b of the lower sheet 10. Further, the frame body portion 32 of the wick sheet 30 and the second main body surface 31b of each land portion 33 are diffusion-bonded to the first upper sheet surface 20a of the upper sheet 20 surface. In this way, the sheets 10, 20, and 30 are diffusion-bonded, and the first vapor flow path portion 50, the liquid flow path portion 60, and the second vapor flow path are between the lower sheet 10 and the upper sheet 20. A sealed space 3 having a portion 70 is formed. At this stage, the injection flow path 37 described above is not sealed.
- the lower injection protrusion 11 of the lower sheet 10 and the wick sheet injection protrusion 36 of the wick sheet 30 are diffusively joined. Further, the wick sheet injection protrusion 36 and the upper injection protrusion 21 of the upper sheet 20 are diffusively joined.
- the hydraulic fluid 2b is injected from the injection portion 4 into the sealed space 3.
- the hydraulic fluid 2b may be injected in an injection amount larger than the total volume of the space composed of each liquid flow path main flow groove 61 and each liquid flow path connecting groove 65 of the liquid flow path portion 60.
- the injection flow path 37 described above is sealed.
- the injection unit 4 may be irradiated with a laser beam so that the injection unit 4 is partially melted to seal the injection flow path 37.
- the communication between the sealed space 3 and the outside is cut off, and the sealed space 3 in which the hydraulic fluid 2b is sealed can be obtained. Therefore, the hydraulic fluid 2b in the sealed space 3 is prevented from leaking to the outside.
- the injection portion 4 may be crimped (or pressed to plastically deform) or brazed.
- the vapor chamber 1 according to the present embodiment can be obtained.
- the vapor chamber 1 obtained as described above is installed in the housing H of a mobile terminal or the like.
- An electronic device D such as a CPU, which is a device to be cooled, is attached to the second upper sheet surface 20b of the upper sheet 20.
- the hydraulic fluid 2b in the sealed space 3 adheres to the wall surface of the sealed space 3 due to its surface tension. More specifically, the hydraulic fluid 2b includes the wall surface 53a of the lower vapor flow path recess 53, the wall surface 54a of the upper vapor flow path recess 54, the wall surface 62 of the liquid flow path main flow groove 61 of the liquid flow path portion 60, and the liquid flow.
- the hydraulic fluid 2b may also adhere to the portion of the second lower sheet surface 10b of the lower sheet 10 exposed to the lower vapor flow path recess 53 and the vapor flow path groove 71. Further, the hydraulic fluid 2b may also adhere to the portion of the first upper sheet surface 20a of the upper sheet 20 that is exposed to the upper vapor flow path recess 54, the liquid flow path main flow groove 61, and the liquid flow path connecting groove 65.
- the hydraulic fluid 2b existing in the evaporation region SR receives heat from the electronic device D.
- the received heat is absorbed as latent heat, the hydraulic fluid 2b evaporates, and the working vapor 2a is generated.
- Most of the generated working steam 2a diffuses in the lower steam flow path recess 53 and the upper steam flow path recess 54 constituting the sealed space 3 (see the solid line arrow in FIG. 6).
- the working steam 2a diffuses mainly in the X direction.
- the working steam 2a diffuses mainly in the Y direction.
- the second steam flow path portion 70 is provided on the first main body surface 31a of the land portion 33.
- the second steam flow path portion 70 has a steam flow path groove 71 extending from one side edge 33a of the land portion 33 in the Y direction to the other side edge 33a. As a result, the working steam 2a diffuses mainly in the Y direction even in the steam flow path groove 71 of the second steam flow path portion 70.
- the working steam 2a in each of the steam flow path recesses 53 and 54 is separated from the evaporation region SR, and most of the working steam 2a is transported to the condensing region CR having a relatively low temperature.
- the working steam 2a In FIGS. 6 and 7, most of the working steam 2a is transported to the right side portion of the steam flow path portion 50.
- the working steam 2a In the condensation region CR, the working steam 2a mainly dissipates heat to the lower sheet 10 and is cooled. The heat received by the lower sheet 10 from the working steam 2a is transferred to the outside air via the housing member Ha (see FIG. 3).
- the working steam 2a dissipates heat to the lower sheet 10 in the condensation region CR.
- the working vapor 2a loses the latent heat absorbed in the evaporation region SR and condenses, and the working liquid 2b is generated.
- the generated hydraulic fluid 2b adheres to the wall surfaces 53a and 54a of the vapor flow path recesses 53 and 54, the second lower sheet surface 10b of the lower sheet 10, and the first upper sheet surface 20a of the upper sheet 20.
- the hydraulic fluid 2b in the region other than the evaporation region SR (that is, the condensation region CR) in the liquid flow path portion 60 is the main flow groove of each liquid flow path.
- each liquid flow path main flow groove 61 communicates with another adjacent liquid flow path main flow groove 61 via a corresponding liquid flow path connecting groove 65.
- the hydraulic fluid 2b is prevented from coming and going between the liquid flow path mainstream grooves 61 adjacent to each other, and the dryout is prevented from occurring in the liquid flow path mainstream groove 61. Therefore, the hydraulic fluid 2b in each liquid flow path main flow groove 61 is imparted with a capillary action, and the hydraulic fluid 2b is smoothly transported toward the evaporation region SR.
- the hydraulic fluid 2b that has reached the evaporation region SR by the liquid flow path portion 60 receives heat again from the electronic device D and evaporates.
- the working vapor 2a evaporated from the working liquid 2b moves through the liquid flow path connecting groove 65 in the evaporation region SR to the lower steam flow path recess 53 and the upper steam flow path recess 54 having a large flow path cross-sectional area.
- the working steam 2a diffuses in the steam flow path recesses 53 and 54.
- a part of the working steam 2a in the steam flow path recesses 53 and 54 passes through the second steam flow path portion 70 and diffuses in the Y direction.
- the working fluids 2a and 2b reflux in the sealed space 3 while repeating phase changes, that is, evaporation and condensation.
- the heat of the electronic device D is transported and released.
- the electronic device D is cooled.
- the second steam flow path portion 70 through which the working steam 2a passes is provided on the first main body surface 31a of the land portion 33.
- the second steam flow path portion 70 has a steam flow path groove 71 extending from one side edge 33a of the land portion 33 to the other side edge 33a in the Y direction.
- the working steam 2a evaporated in the evaporation region SR is not only diffused in the X direction in the first steam passage 51 and the second steam passage 52 of the first steam flow path portion 50, but also the steam flow path groove 71 is formed. It can also diffuse in the Y direction through it. Therefore, the heat of the electronic device D can be further diffused, and the heat dissipation efficiency of the vapor chamber 1 can be improved. In this case, the cooling efficiency of the electronic device D can be improved.
- the steam flow path groove 71 of one land portion 33 of the pair of land portions 33 adjacent to each other in the Y direction and the steam flow path groove 71 of the other land portion 33 are in the Y direction. It is arranged at an overlapping position when viewed along.
- the steam flow path groove 71 provided in the land portion 33 can be aligned in the Y direction with the steam flow path groove 71 provided in the other land portion 33 adjacent to the land portion 33. Therefore, the working steam 2a can be diffused in the Y direction so as to cross each land portion 33 through the steam flow path groove 71 provided in each land portion 33.
- the heat dissipation efficiency of the vapor chamber 1 can be further improved.
- the second steam flow path portion 70 is arranged on one side of the land portion 33 in the X direction.
- the portion where the second steam flow path portion 70 is arranged is set as the evaporation region SR, it is possible to suppress the obstruction of the flow of the working steam 2a evaporated in the evaporation region SR in the Y direction. Therefore, the diffusion of the working steam 2a in the Y direction can be promoted, and the heat dissipation efficiency of the vapor chamber 1 can be further improved.
- the lower sheet 10 is hit between the pair of edge 33b of the land portion 33 in the X direction and the edge 33b on the side where the second steam flow path portion 70 is arranged.
- the end edge convex portion 73 in contact is provided.
- the convex edge portion 73 can be brought into contact with the lower sheet 10 and joined. Therefore, the mechanical strength of the vapor chamber 1 can be improved.
- each steam flow path convex portion 74 is rectangular.
- the planar shape of the steam flow path convex portion 74 corresponds to the planar shape at the position of the first main body surface 31a of the sheet main body 31.
- the width w7 of the vapor flow path groove 71 may be larger than the width w3 of the liquid flow path mainstream groove 61 (see FIG. 9).
- the width w7 corresponds to the dimension in the X direction.
- the width w7 may be, for example, 30 ⁇ m to 2000 ⁇ m.
- the width w7 may be 30 ⁇ m to 500 ⁇ m or 30 ⁇ m to 200 ⁇ m.
- the depth h3 of the vapor flow path groove 71 (see FIG. 16C) may be larger than the depth h1 of the liquid flow path mainstream groove 61 (see FIG. 8).
- the depth h3 corresponds to the dimension in the Z direction and corresponds to h2 in FIG.
- the depth h3 may be, for example, 25 ⁇ m to 200 ⁇ m.
- the width w8 of the convex portion 74 of the steam flow path may be, for example, 30 ⁇ m to 500 ⁇ m.
- the steam flow path convex portion 74 is provided between the steam flow path grooves 71.
- the mechanical strength of the vapor chamber 1 can be improved while diffusing the working steam 2a evaporated in the evaporation region SR in the Y direction.
- each steam flow path groove 71 of one land portion 33 of the pair of land portions 33 adjacent to each other in the Y direction and the corresponding steam flow path groove 71 of the other land portion 33 are , Are arranged at overlapping positions when viewed along the Y direction.
- each steam flow path groove 71 provided in the land portion 33 can be aligned with the corresponding steam flow path groove 71 provided in the other land portion 33 adjacent to the land portion 33. Therefore, the working steam 2a can be diffused in the Y direction through each steam flow path groove 71 provided in each land portion 33, and the heat dissipation efficiency of the vapor chamber 1 can be further improved.
- the second steam flow path portion 70 has a plurality of steam flow path grooves 71, and the steam flow path convex portion is provided between the pair of steam flow path grooves 71 adjacent to each other.
- An example in which 74 is provided has been described.
- the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIGS. 16A and 16B, the second steam flow path portion 70 has a steam flow path connecting groove 72a provided in the steam flow path convex portion 74. You may be doing it.
- the steam flow path connecting groove 72a communicates with a pair of steam flow path grooves 71 adjacent to each other.
- the steam flow path connecting groove 72a extends in a direction different from the Y direction. As shown in FIGS. 16A and 16B, the steam flow path connecting groove 72a extends in the X direction.
- the steam flow path connecting groove 72a is formed perpendicular to the steam flow path groove 71.
- the flow path cross-sectional area of the steam flow path connecting groove 72a may be equal to the flow path cross-sectional area of the steam flow path groove 71.
- the flow path cross-sectional area of the steam flow path connecting groove 72a may be larger or smaller than the flow path cross-sectional area of the steam flow path groove 71.
- the steam flow path connecting groove 72a may be formed by etching, similarly to the steam flow path groove 71.
- One or a plurality of steam flow path connecting grooves 72a may be formed in each steam flow path convex portion 74.
- the steam flow path connecting grooves 72a may be arranged in a staggered pattern. More specifically, the steam flow path connecting groove 72a provided on one of the steam flow path convex portions 74 adjacent to each other and the steam flow path connecting groove 72a provided on the other side are viewed along the X direction. It may be arranged at a position different from the overlapping position at the time. In this case, these steam flow path connecting grooves 72a do not overlap when viewed along the X direction.
- the width w10 of the steam flow path connecting groove 72a may be equal to the width w7 of the steam flow path groove 71. However, the width w10 may be larger or smaller than the width w7.
- the width w10 corresponds to the dimension in the Y direction.
- the width w10 may be, for example, 30 ⁇ m to 2000 ⁇ m.
- the width w10 may be 30 ⁇ m to 500 ⁇ m or 30 ⁇ m to 200 ⁇ m.
- the depth h4 of the steam flow path connecting groove 72a may be equal to the depth h3 of the steam flow path groove 71. However, the depth h4 may be greater than or less than the depth h3.
- the depth h4 corresponds to the dimension in the Z direction.
- the depth h4 may be, for example, 25 ⁇ m to 200 ⁇ m.
- the second steam flow path portion 70 may have a steam flow path connecting groove 72b provided in the edge convex portion 73.
- the steam flow path connecting groove 72b communicates the steam flow path groove 71 with the first steam passage 51.
- the steam flow path connecting groove 72b may be formed in the same manner as the steam flow path connecting groove 72a described above.
- the edge convex portion 73 may be formed with one or more steam flow path connecting grooves 72b.
- the steam flow path connecting groove 72b may be arranged in a staggered manner together with the steam flow path connecting groove 72a.
- the steam flow path convex portion 74 is provided with a steam flow path connecting groove 72a that communicates with a pair of steam flow path grooves 71 that are adjacent to each other.
- the working steam 2a passes through the steam flow path groove 71, it can diffuse in the X direction through the steam flow path connecting groove 72a. Therefore, the working steam 2a in the second steam flow path portion 70 can be diffused not only in the Y direction but also in the X direction, and the heat of the electronic device D can be further diffused.
- the steam flow path connecting groove 72a provided on one of the steam flow path convex portions 74 adjacent to each other and the steam flow path connecting groove 72a provided on the other side are along the X direction. It is arranged at a position different from the overlapping position when viewed. As a result, the pair of steam flow path convex portions 74 adjacent to each other in the X direction can be arranged at different positions in the Y direction. Therefore, the mechanical strength of the vapor chamber 1 can be further improved.
- the steam flow path connecting groove 72a provided on one of the steam flow path convex portions 74 adjacent to each other and the steam flow path connecting groove 72a provided on the other side are in the X direction.
- An example of being placed at a position different from the overlapping position when viewed along the line has been described.
- the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. 17, a steam flow path connecting groove 72a provided in one of the steam flow path convex portions 74 adjacent to each other and a steam flow path connecting groove 72a provided in the other are provided.
- the steam flow path connecting grooves 72a may be arranged at overlapping positions when viewed along the X direction.
- the steam flow path connecting grooves 72a are arranged in a grid pattern.
- the steam flow path connecting groove 72b may be arranged in a grid pattern together with the steam flow path connecting groove 72a.
- the steam flow path connecting groove 72a provided in one of the steam flow path convex portions 74 adjacent to each other and the steam flow path connecting groove 72a provided in the other are X. They are arranged so that they overlap when viewed along the direction.
- the steam flow path connecting groove 72a provided in the steam flow path convex portion 74 is changed to the steam flow path connecting groove 72a provided in the other steam flow path convex portion 74 adjacent to the steam flow path convex portion 74.
- each steam flow path convex portion 74 is rectangular.
- the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. 18, the planar shape of each steam flow path convex portion 74 may be formed in a rounded rectangular shape. More specifically, as shown in FIG. 18, in a plan view, each corner of the convex portion 74 of the steam flow path may be provided with a rounded curved portion 75. At both ends of the convex portion 74 of the steam flow path in the Y direction, the curved portions 75 provided at the two corner portions may be integrally formed in a continuous manner.
- the flow path resistance of the steam flow path groove 71 of the second steam flow path portion 70 can be reduced by providing the curved portion 75 at the corner portion of the steam flow path convex portion 74. ..
- the working steam 2a can be smoothly flowed in the Y direction.
- the capillary force at the corner of the convex portion 74 of the vapor flow path can be reduced, and the hydraulic fluid 2b can be suppressed from accumulating at the corner.
- a similar curved portion 75 may be provided at the corner portion of the edge convex portion 73 on the side of the steam flow path groove 71. As a result, the flow path resistance of the steam flow path groove 71 adjacent to the edge convex portion 73 can be further reduced.
- the present invention is not limited to this, and as shown in FIGS. 19 and 20, for example, the sheet body 31 is provided with a plurality of communication portions 80 in which the liquid flow path portion 60 and the second vapor flow path portion 70 are communicated with each other. It may be provided.
- the communication portion 80 may be located in the evaporation region SR.
- the communication portion 80 includes a through hole 82 that penetrates the sheet body 31 and extends from the liquid flow path portion 60 to the second vapor flow path portion 70. You may stay.
- the through hole 82 is not inside the wall surface 53a of the lower steam flow path recess 53 or the wall surface 54a of the upper steam flow path recess 54, but inside the land portion 33 in a plan view.
- positioned. 19 and 20 show an example in which the through hole 82 is formed in a rectangular shape.
- the planar shape of the through hole 82 may be curved, such as a circular shape or an elliptical shape, and is arbitrary.
- the through hole 82 may extend to the liquid flow path intersection 66 of the liquid flow path portion 60 and the vapor flow path groove 71 of the second vapor flow path portion 70.
- one end of the through hole 82 is located at the liquid flow path intersection 66.
- the other end of the through hole 82 is located in the steam flow path groove 71.
- the through hole 82 does not have to communicate with the liquid flow path intersection 66 as long as it communicates with the liquid flow path main flow groove 61 or the liquid flow path connecting groove 65.
- the width w9 of the through hole 82 may be larger than the width w4 of the liquid flow path connecting groove 65 (see FIG. 9).
- the width w9 corresponds to the dimension in the X direction.
- the capillary force acting on the hydraulic fluid 2b in the through hole 82 can be made smaller than the capillary force acting on the hydraulic fluid 2b in the liquid flow path connecting groove 65.
- the through hole 82 is formed so as to cut out the convex portion 64.
- the width w9 of the through hole 82 may be smaller than the width w6 (see FIG. 10) of the steam flow path groove 71.
- the width w9 of the through hole 82 may be, for example, 10 ⁇ m to 100 ⁇ m.
- the width w9 of the through hole 82 means the dimension of the wick sheet 30 on the second main body surface 31b.
- a part of the working vapor 2a evaporated from the working fluid 2b by the heat received from the electronic device D in the liquid flow path portion 60 passes through the communicating portion 80 and the second steam flow. It can reach the steam flow path groove 71 of the road portion 70.
- the working steam 2a can be diffused in the Y direction in the steam flow path groove 71. That is, the working vapor 2a evaporated in the liquid flow path portion 60 can reach the second steam flow path portion 70 without passing through the first steam flow path portion 50.
- the working vapor 2a evaporated from the working liquid 2b can be smoothly diffused in the Y direction. Therefore, the heat of the electronic device D can be further diffused, and the heat dissipation efficiency of the vapor chamber 1 can be further improved.
- the communication portion 80 includes a through hole 82 that penetrates the seat body 31 and extends from the liquid flow path portion 60 to the second vapor flow path portion 70.
- the flow path resistance of the hydraulic fluid 2b from the liquid flow path portion 60 to the second vapor flow path portion 70 can be further reduced. Therefore, the working vapor 2a evaporated in the liquid flow path portion 60 can smoothly reach the second steam flow path portion 70.
- the through hole 82 extends to the liquid flow path intersection 66 and the steam flow path groove 71, the working vapor 2a from the liquid flow path portion 60 to the steam flow path groove 71 The flow path resistance of the above can be further reduced.
- a plurality of convex portions 76 may be provided in the steam flow path groove 71 so as to protrude from the land portion 33 and come into contact with the lower sheet 10.
- a plurality of convex portions 76 may be provided in the steam flow path groove 71.
- the convex portion 76 may be arranged so as not to obstruct the flow of the working steam 2a through the steam flow path groove 71. As shown in FIG. 21, such a convex portion 76 may be formed in a circular shape in a plan view, or may be formed in an elliptical shape (not shown).
- the convex portion 76 may be formed in a rectangular shape in a plan view. In this case, unlike the above-mentioned steam flow path convex portion 74, it may not extend to one side edge 33a of the land portion 33, or may not extend to the other side edge 33a. Further, in the example shown in FIG. 21, an example in which the convex portions 76 are arranged in parallel is shown. However, the convex portions 76 may be arranged in a staggered manner in a plan view.
- the present invention is not limited to this, and the second steam flow path portion 70 may not be provided in all the land portions 33.
- the second steam flow path portion 70 may be provided only in any one land portion 33, or the second steam flow path portion 70 may be provided in some land portions 33.
- the planar shape of the electronic device D is small, the second vapor flow path portion 70 may be selectively provided in any land portion 33 according to the region covered by the electronic device D. The same applies when the vapor chamber 1 is not a simple rectangular shape.
- the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications as they are, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof.
- various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in each of the above-described embodiments and modifications. Some components may be removed from all the components shown in each embodiment and each modification.
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Abstract
本発明によるベーパーチャンバ用のウィックシートは、第1本体面と第2本体面とを有するシート本体と、作動流体の蒸気が通る第1蒸気流路部と、第2本体面に設けられ、第1蒸気流路部と連通して作動流体の液体が通る液流路部と、第1本体面に設けられ、第1蒸気流路部と連通して作動流体の蒸気が通る第2蒸気流路部と、を備えている。シート本体は、第1方向に長手方向を有する、周囲に第1蒸気流路部が配置されたランド部を有している。第2蒸気流路部は、第1方向に直交する第2方向においてランド部の一方の側縁から他方の側縁に延びる蒸気流路溝を有している。
Description
本発明は、ベーパーチャンバ用のウィックシート、ベーパーチャンバおよび電子機器に関する。
モバイル端末等の電子機器には、発熱を伴う電子デバイスが用いられている。この電子デバイスの例としては、中央演算処理装置(CPU)、発光ダイオード(LED)またはパワー半導体等が挙げられる。モバイル端末の例としては、携帯端末またはタブレット端末等が挙げられる。
このような電子デバイスは、ヒートパイプ等の放熱装置によって冷却されている(例えば、特許文献1参照)。近年では、電子機器の薄型化のために、放熱装置の薄型化が求められている。放熱装置として、ヒートパイプより薄型化できるベーパーチャンバの開発が進められている。ベーパーチャンバは、ベーパーチャンバ内に封入された作動流体が電子デバイスの熱を吸収して拡散することにより、電子デバイスを冷却する。
より具体的には、ベーパーチャンバ内の作動流体は、電子デバイスに近接した部分(蒸発部)で電子デバイスから熱を受ける。このことにより、作動流体が蒸発して作動蒸気に変化する。その作動蒸気は、ベーパーチャンバ内に形成された蒸気流路部内で、蒸発部から離れる方向に拡散して冷却される。そして、作動蒸気は、凝縮して作動液に変化する。ベーパーチャンバ内には、毛細管構造(ウィックとも称する)としての液流路部が設けられている。このことにより、作動液は、蒸気流路部から液流路部に入り込む。その後、作動液は、液流路部を流れて、蒸発部に向かって輸送される。そして、蒸発部に輸送された作動液は、再び蒸発部で熱を受けて蒸発する。このようにして、作動流体が、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。このようにして、電子デバイスの熱を拡散している。この結果、ベーパーチャンバの放熱効率が高められている。
本発明は、放熱効率を向上できるベーパーチャンバ用のウィックシート、ベーパーチャンバおよび電子機器を提供することを目的とする。
本発明は、第1の解決手段として、
作動流体が封入されるベーパーチャンバの第1シートと第2シートとの間に介在されるベーパーチャンバ用のウィックシートであって、
第1本体面と、前記第1本体面とは反対側に設けられた第2本体面と、を有するシート本体と、
前記シート本体の前記第1本体面から前記第2本体面に延び、前記作動流体の蒸気が通る第1蒸気流路部と、
前記第2本体面に設けられ、前記第1蒸気流路部と連通して前記作動流体の液体が通る液流路部と、
前記第1本体面に設けられ、前記第1蒸気流路部と連通して前記作動流体の蒸気が通る第2蒸気流路部と、を備え、
前記シート本体は、第1方向に長手方向を有する、周囲に前記第1蒸気流路部が配置されたランド部を有し、
前記第2蒸気流路部は、前記第1方向に直交する第2方向において前記ランド部の一方の側縁から他方の側縁に延びる蒸気流路溝を有している、ベーパーチャンバ用のウィックシート、
を提供する。
作動流体が封入されるベーパーチャンバの第1シートと第2シートとの間に介在されるベーパーチャンバ用のウィックシートであって、
第1本体面と、前記第1本体面とは反対側に設けられた第2本体面と、を有するシート本体と、
前記シート本体の前記第1本体面から前記第2本体面に延び、前記作動流体の蒸気が通る第1蒸気流路部と、
前記第2本体面に設けられ、前記第1蒸気流路部と連通して前記作動流体の液体が通る液流路部と、
前記第1本体面に設けられ、前記第1蒸気流路部と連通して前記作動流体の蒸気が通る第2蒸気流路部と、を備え、
前記シート本体は、第1方向に長手方向を有する、周囲に前記第1蒸気流路部が配置されたランド部を有し、
前記第2蒸気流路部は、前記第1方向に直交する第2方向において前記ランド部の一方の側縁から他方の側縁に延びる蒸気流路溝を有している、ベーパーチャンバ用のウィックシート、
を提供する。
上述した第1の解決手段によるベーパーチャンバ用のウィックシートにおいて、
前記第2蒸気流路部は、複数の前記蒸気流路溝を有し、
互いに隣り合う一対の前記蒸気流路溝の間に、前記第1シートに当接する蒸気流路凸部が設けられている、
ようにしてもよい。
前記第2蒸気流路部は、複数の前記蒸気流路溝を有し、
互いに隣り合う一対の前記蒸気流路溝の間に、前記第1シートに当接する蒸気流路凸部が設けられている、
ようにしてもよい。
上述した第1の解決手段によるベーパーチャンバ用のウィックシートにおいて、
前記第2蒸気流路部は、前記蒸気流路凸部に設けられた、互いに隣り合う一対の前記蒸気流路溝を連通する蒸気流路連絡溝を有している、
ようにしてもよい。
前記第2蒸気流路部は、前記蒸気流路凸部に設けられた、互いに隣り合う一対の前記蒸気流路溝を連通する蒸気流路連絡溝を有している、
ようにしてもよい。
上述した第1の解決手段によるベーパーチャンバ用のウィックシートにおいて、
互いに隣り合う前記蒸気流路凸部のうちの一方に設けられた前記蒸気流路連絡溝と、他方に設けられた前記蒸気流路連絡溝は、前記第1方向に沿って見たときに重なる位置とは異なる位置に配置されている、
ようにしてもよい。
互いに隣り合う前記蒸気流路凸部のうちの一方に設けられた前記蒸気流路連絡溝と、他方に設けられた前記蒸気流路連絡溝は、前記第1方向に沿って見たときに重なる位置とは異なる位置に配置されている、
ようにしてもよい。
上述した第1の解決手段によるベーパーチャンバ用のウィックシートにおいて、
互いに隣り合う前記蒸気流路凸部のうちの一方に設けられた前記蒸気流路連絡溝と、他方に設けられた前記蒸気流路連絡溝は、前記第1方向に沿って見たときに重なる位置に配置されている、
ようにしてもよい。
互いに隣り合う前記蒸気流路凸部のうちの一方に設けられた前記蒸気流路連絡溝と、他方に設けられた前記蒸気流路連絡溝は、前記第1方向に沿って見たときに重なる位置に配置されている、
ようにしてもよい。
上述した第1の解決手段によるベーパーチャンバ用のウィックシートにおいて、
前記シート本体は、複数の前記ランド部を有し、
前記第2蒸気流路部は、前記ランド部の各々に設けられ、
前記第2方向において互いに隣り合う一対の前記ランド部のうちの一方の前記ランド部の前記蒸気流路溝と、他方の前記ランド部の前記蒸気流路溝は、前記第2方向に沿って見たときに重なる位置に配置されている、
ようにしてもよい。
前記シート本体は、複数の前記ランド部を有し、
前記第2蒸気流路部は、前記ランド部の各々に設けられ、
前記第2方向において互いに隣り合う一対の前記ランド部のうちの一方の前記ランド部の前記蒸気流路溝と、他方の前記ランド部の前記蒸気流路溝は、前記第2方向に沿って見たときに重なる位置に配置されている、
ようにしてもよい。
上述した第1の解決手段によるベーパーチャンバ用のウィックシートにおいて、
前記第2蒸気流路部は、前記第1方向において前記ランド部の一側に配置されている、ようにしてもよい。
前記第2蒸気流路部は、前記第1方向において前記ランド部の一側に配置されている、ようにしてもよい。
上述した第1の解決手段によるベーパーチャンバ用のウィックシートにおいて、
前記第2蒸気流路部の前記蒸気流路溝と、前記第1方向における前記ランド部の一対の端縁のうち前記第2蒸気流路部が配置されている側の前記端縁との間に、前記第1シートに当接する端縁凸部が設けられている、
ようにしてもよい。
前記第2蒸気流路部の前記蒸気流路溝と、前記第1方向における前記ランド部の一対の端縁のうち前記第2蒸気流路部が配置されている側の前記端縁との間に、前記第1シートに当接する端縁凸部が設けられている、
ようにしてもよい。
上述した第1の解決手段によるベーパーチャンバ用のウィックシートにおいて、
前記シート本体に設けられ、前記液流路部と前記第2蒸気流路部とに連通する連通部を更に備える、
ようにしてもよい。
前記シート本体に設けられ、前記液流路部と前記第2蒸気流路部とに連通する連通部を更に備える、
ようにしてもよい。
上述した第1の解決手段によるベーパーチャンバ用のウィックシートにおいて、
前記連通部は、前記シート本体を貫通して、前記液流路部から前記蒸気流路溝に延びる貫通孔を含む、
ようにしてもよい。
前記連通部は、前記シート本体を貫通して、前記液流路部から前記蒸気流路溝に延びる貫通孔を含む、
ようにしてもよい。
上述した第1の解決手段によるベーパーチャンバ用のウィックシートにおいて、
前記液流路部は、第1方向に延びる、前記作動流体の液体が通る複数の液流路主流溝と、前記第1方向とは異なる方向に延びる、前記液流路主流溝に連通する液流路連絡溝と、を有し、
前記液流路主流溝は、前記液流路連絡溝と連通する液流路交差部を更に含み、
前記貫通孔は、前記液流路交差部および前記蒸気流路溝に延びている、
ようにしてもよい。
前記液流路部は、第1方向に延びる、前記作動流体の液体が通る複数の液流路主流溝と、前記第1方向とは異なる方向に延びる、前記液流路主流溝に連通する液流路連絡溝と、を有し、
前記液流路主流溝は、前記液流路連絡溝と連通する液流路交差部を更に含み、
前記貫通孔は、前記液流路交差部および前記蒸気流路溝に延びている、
ようにしてもよい。
本発明は、第2の解決手段として、
作動流体が封入されるベーパーチャンバの第1シートと第2シートとの間に介在されるベーパーチャンバ用のウィックシートであって、
第1本体面と、前記第1本体面とは反対側に設けられた第2本体面と、を有するシート本体と、
前記シート本体の前記第1本体面から前記第2本体面に延びる貫通空間と、
前記第1本体面に設けられ、前記貫通空間と連通した第1本体面溝部と、
前記第2本体面に設けられ、前記貫通空間と連通した第2本体面溝部と、を備え、
前記シート本体は、第1方向に長手方向を有する、周囲に前記貫通空間が配置されたランド部を有し、
前記第1本体面溝部は、前記第1方向に直交する第2方向において前記ランド部の一方の側縁から他方の側縁に延びる第1溝を有し、
前記第2本体面溝部は、前記第1方向に延びる第2溝を有し、
前記第1溝の前記第1方向における寸法は、前記第2溝の前記第2方向における寸法よりも大きい、ベーパーチャンバ用のウィックシート
を提供する。
作動流体が封入されるベーパーチャンバの第1シートと第2シートとの間に介在されるベーパーチャンバ用のウィックシートであって、
第1本体面と、前記第1本体面とは反対側に設けられた第2本体面と、を有するシート本体と、
前記シート本体の前記第1本体面から前記第2本体面に延びる貫通空間と、
前記第1本体面に設けられ、前記貫通空間と連通した第1本体面溝部と、
前記第2本体面に設けられ、前記貫通空間と連通した第2本体面溝部と、を備え、
前記シート本体は、第1方向に長手方向を有する、周囲に前記貫通空間が配置されたランド部を有し、
前記第1本体面溝部は、前記第1方向に直交する第2方向において前記ランド部の一方の側縁から他方の側縁に延びる第1溝を有し、
前記第2本体面溝部は、前記第1方向に延びる第2溝を有し、
前記第1溝の前記第1方向における寸法は、前記第2溝の前記第2方向における寸法よりも大きい、ベーパーチャンバ用のウィックシート
を提供する。
本発明は、第3の解決手段として、
第1シートと、
第2シートと、
前記第1シートと前記第2シートとの間に介在された、上述した第1の解決手段または第2の解決手段によるベーパーチャンバ用のウィックシートと、を備えた、ベーパーチャンバ、
を提供する。
第1シートと、
第2シートと、
前記第1シートと前記第2シートとの間に介在された、上述した第1の解決手段または第2の解決手段によるベーパーチャンバ用のウィックシートと、を備えた、ベーパーチャンバ、
を提供する。
本発明は、第4の解決手段として、
第1シートと、
第2シートと、
前記第1シートと前記第2シートとの間に介在された、上述した第1の解決手段によるベーパーチャンバ用のウィックシートと、
前記作動流体が蒸発する蒸発領域と、を備え、
前記第2蒸気流路部は、前記蒸発領域に配置されている、ベーパーチャンバ、
を提供する。
第1シートと、
第2シートと、
前記第1シートと前記第2シートとの間に介在された、上述した第1の解決手段によるベーパーチャンバ用のウィックシートと、
前記作動流体が蒸発する蒸発領域と、を備え、
前記第2蒸気流路部は、前記蒸発領域に配置されている、ベーパーチャンバ、
を提供する。
本発明は、第5の解決手段として、
ハウジングと、
前記ハウジング内に収容されたデバイスと、
前記デバイスに熱的に接触した上述した第3の解決手段または第4の解決手段によるベーパーチャンバと、を備えた、電子機器、
を提供する。
ハウジングと、
前記ハウジング内に収容されたデバイスと、
前記デバイスに熱的に接触した上述した第3の解決手段または第4の解決手段によるベーパーチャンバと、を備えた、電子機器、
を提供する。
本発明によれば、放熱効率を向上できる。
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。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。
本明細書において用いる、幾何学的条件と、物理的特性と、幾何学的条件または物理的特性の程度を特定する用語と、幾何学的条件または物理的特性を示す数値等については、厳密な意味に縛られることなく解釈することとする。そして、これらの幾何学的条件、物理的特性、用語、および数値等については、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。幾何学的条件を特定する用語の例としては、「長さ」、「角度」、「形状」または「配置」等が挙げられる。幾何学的条件を特定する用語の例としては、「平行」、「直交」または「同一」等が挙げられる。さらに、図面を明瞭にするために、同様の機能を期待し得る複数の部分の形状を、規則的に記載している。しかしながら、厳密な意味に縛られることなく、当該機能を期待できる範囲内で、当該部分の形状は互いに異なっていてもよい。また、図面においては、部材同士の接合面などを示す境界線を、便宜上、単なる直線で示しているが、厳密な直線であることに縛られることはなく、所望の接合性能を期待できる範囲内で、当該境界線の形状は任意である。
図1~図21を用いて、本発明の実施の形態におけるベーパーチャンバ用のウィックシート、ベーパーチャンバおよび電子機器について説明する。本実施の形態におけるベーパーチャンバ1は、発熱を伴う電子デバイスDとともに電子機器EのハウジングHに収容されており、電子デバイスDを冷却するための装置である。電子機器Eの例としては、携帯端末またはタブレット端末等のモバイル端末等が挙げられる。電子デバイスDの例としては、中央演算処理装置(CPU)、発光ダイオード(LED)またはパワー半導体等が挙げられる。電子デバイスDは、被冷却装置と称する場合もある。
ここではまず、本実施の形態によるベーパーチャンバ1が搭載される電子機器Eについて、タブレット端末を例にとって説明する。図1に示すように、電子機器Eは、ハウジングHと、ハウジングH内に収容された電子デバイスDと、ベーパーチャンバ1と、を備えている。図1に示す電子機器Eでは、ハウジングHの前面にタッチパネルディスプレイTDが設けられている。ベーパーチャンバ1は、ハウジングH内に収容されて、電子デバイスDに熱的に接触するように配置される。このことにより、電子機器Eの使用時に電子デバイスDで発生する熱をベーパーチャンバ1が受けることができる。ベーパーチャンバ1が受けた熱は、後述する作動流体2a、2bを介してベーパーチャンバ1の外部に放出される。このようにして、電子デバイスDは効果的に冷却される。電子機器Eがタブレット端末である場合には、電子デバイスDは、中央演算処理装置等に相当する。
次に、本実施の形態によるベーパーチャンバ1について説明する。図2および図3に示すように、ベーパーチャンバ1は、作動流体2a、2bが封入された密封空間3を有しており、密封空間3内の作動流体2a、2bが相変化を繰り返すことにより、上述した電子機器Eの電子デバイスDが冷却される。作動流体2a、2bの例としては、純水、エタノール、メタノールまたはアセトン等、およびそれらの混合液が挙げられる。作動流体2a、2bは、凍結膨張性を有していてもよい。すなわち、作動流体2a、2bは、凍結時に膨張する流体であってもよい。凍結膨張性を有する作動流体2a、2bの例としては、純水、または純水にアルコールなどの添加物を加えた水溶液等が挙げられる。
図2および図3に示すように、ベーパーチャンバ1は、下側シート10と、上側シート20と、ベーパーチャンバ用のウィックシート30と、を備えている。下側シート10は、第1シートの一例である。上側シート20は、第2シートの一例である。ベーパーチャンバ用のウィックシート30は、下側シート10と上側シート20との間に介在されている。ベーパーチャンバ用のウィックシート30を、以下、単にウィックシート30と記す。本実施の形態では、下側シート10、ウィックシート30および上側シート20が、この順番で積層されている。
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。ベーパーチャンバ1の平面形状は任意であるが、図2に示すような矩形状であってもよい。ベーパーチャンバ1の平面形状は、例えば、1辺が1cmで他の辺が3cmの長方形であってもよく、1辺が15cmの正方形であってもよく、ベーパーチャンバ1の平面寸法は任意である。本実施の形態では、一例として、ベーパーチャンバ1の平面形状が、後述するX方向を長手方向とする矩形状である例について説明する。この場合、図4~図7に示すように、下側シート10、上側シート20およびウィックシート30は、ベーパーチャンバ1と同様の平面形状を有していてもよい。また、ベーパーチャンバ1の平面形状は、矩形状に限られることはなく、円形状、楕円形状、L字形状またはT字形状等、任意の形状であってもよい。
図2に示すように、ベーパーチャンバ1は、作動流体2a、2bが蒸発する蒸発領域SRと、作動流体2a、2bが凝縮する凝縮領域CRと、を有している。
蒸発領域SRは、平面視で電子デバイスDと重なる領域であり、電子デバイスDが取り付けられる領域である。蒸発領域SRは、ベーパーチャンバ1の任意の場所に配置できる。本実施の形態においては、ベーパーチャンバ1のX方向における一側(図2における左側)に、蒸発領域SRが形成されている。蒸発領域SRに電子デバイスDからの熱が伝わり、この熱によって作動流体の液体が蒸発領域SRにおいて蒸発する。電子デバイスDからの熱は、平面視で電子デバイスDに重なる領域だけではなく、電子デバイスDが重なる領域の周辺にも伝わり得る。このため、蒸発領域SRは、平面視で、電子デバイスDに重なっている領域とその周辺の領域とを含む。ここで平面視とは、ベーパーチャンバ1が電子デバイスDから熱を受ける面および受けた熱を放出する面に直交する方向から見た状態である。熱を受ける面とは、上側シート20の後述する第2上側シート面20bに相当する。熱を放出する面とは、下側シート10の後述する第1下側シート面10aに相当する。例えば、図2に示すように、ベーパーチャンバ1を上方から見た状態、または下方から見た状態が、平面視に相当している。作動流体の気体を作動蒸気2aと記し、作動流体の液体を、作動液2bと記す。
凝縮領域CRは、平面視で電子デバイスDと重ならない領域であって、主として作動蒸気2aが熱を放出して凝縮する領域である。凝縮領域CRは、蒸発領域SRの周囲の領域と言うこともできる。凝縮領域CRにおいて作動蒸気2aからの熱が下側シート10に放出され、作動蒸気2aが凝縮領域CRにおいて冷却されて凝縮する。
ベーパーチャンバ1がタブレット端末内に設置される場合、タブレット端末の姿勢によっては、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、便宜上、電子デバイスDから熱を受けるシートを上述の上側シート20と称し、受けた熱を放出するシートを上述の下側シート10と称する。このため、下側シート10が下側に配置され、上側シート20が上側に配置された状態で、ベーパーチャンバ1の構成を説明する。
図3に示すように、下側シート10は、ウィックシート30とは反対側に設けられた第1下側シート面10aと、第1下側シート面10aとは反対側に設けられた第2下側シート面10bと、を有している。第2下側シート面10bは、ウィックシート30の側に設けられている。下側シート10は、全体的に平坦状に形成されていてもよい。下側シート10は、全体的に一定の厚さを有していてもよい。この第1下側シート面10aに、上述のハウジングHの一部を構成するハウジング部材Haが取り付けられる。第1下側シート面10aの全体が、ハウジング部材Haで覆われてもよい。図4に示すように、下側シート10の四隅に、アライメント孔12が設けられていてもよい。
図3に示すように、上側シート20は、ウィックシート30の側に設けられた第1上側シート面20aと、第1上側シート面20aとは反対側に設けられた第2上側シート面20bと、を有している。第2上側シート面20bは、ウィックシート30とは反対側に設けられている。上側シート20は、全体的に平坦状に形成されていてもよい。上側シート20は、全体的に一定の厚さを有していてもよい。この第2上側シート面20bに、上述の電子デバイスDが取り付けられる。図5に示すように、上側シート20の四隅に、アライメント孔22が設けられていてもよい。
図3に示すように、ウィックシート30は、シート本体31と、シート本体31に設けられた第1蒸気流路部50と、液流路部60と、第2蒸気流路部70と、を備えている。シート本体31は、第1本体面31aと、第1本体面31aとは反対側に設けられた第2本体面31bと、を有している。第1本体面31aは、下側シート10の側に配置されている。第2本体面31bは、上側シート20の側に配置されている。第1蒸気流路部50と液流路部60と第2蒸気流路部70とにより、上述した密封空間3が構成されている。
下側シート10の第2下側シート面10bとシート本体31の第1本体面31aとは、拡散接合されていてもよい。第2下側シート面10bと第1本体面31aとは、互いに恒久的に接合されていてもよい。同様に、上側シート20の第1上側シート面20aとシート本体31の第2本体面31bとは、拡散接合されていてもよい。第1上側シート面20aと第2本体面31bとは、互いに恒久的に接合されていてもよい。下側シート10、上側シート20およびウィックシート30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。「恒久的に接合」という用語は、厳密な意味に縛られることはなく、ベーパーチャンバ1の動作時に、密封空間3の密封性を維持可能な程度に、接合されていることを意味する用語として用いている。下側シート10とウィックシート30とが恒久的に接合されることにより、ベーパーチャンバ1の動作時に、下側シート10とウィックシート30との接合が維持できていればよい。上側シート20とウィックシート30とが恒久的に接合されることにより、ベーパーチャンバ1の動作時に、上側シート20とウィックシート30との接合が維持できていればよい。
本実施の形態によるウィックシート30のシート本体31は、枠体部32と、複数のランド部33と、を有している。枠体部32は、図2、図6および図7に示すように、平面視で矩形枠状に形成されている。ランド部33は、枠体部32内に設けられている。枠体部32およびランド部33は、後述するエッチング工程においてエッチングされることなく、ウィックシート30の材料が残る部分である。枠体部32の内側に、第1蒸気流路部50が画定されている。すなわち、枠体部32の内側であって、各ランド部33の周囲に第1蒸気流路部50が配置されている。各ランド部33の周囲を作動蒸気2aが流れる。
本実施の形態では、ランド部33は、平面視で、X方向を長手方向として細長状に延びていてもよい。ランド部33の平面形状は、細長の矩形状になっていてもよい。X方向は、第1方向の一例である。X方向は、図6における左右方向に相当する。また、各ランド部33は、Y方向において等間隔に離間している。Y方向は、第2方向の一例である。Y方向は、図6における上下方向に相当する。各ランド部33は、互いに平行に配置されていてもよい。各ランド部33の周囲を作動蒸気2aが流れて、凝縮領域CRに向かって輸送される。これにより、作動蒸気2aの流れが妨げられることを抑制している。ランド部33の幅w1(図8参照)は、例えば、100μm~1500μmであってもよい。ここで、ランド部33の幅w1は、Y方向におけるランド部33の寸法である。幅w1は、ウィックシート30の厚さ方向において後述する貫通部34が存在する位置における寸法を意味している。
枠体部32および各ランド部33は、下側シート10に拡散接合されるとともに、上側シート20に拡散接合される。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できる。後述する下側蒸気流路凹部53の壁面53aおよび上側蒸気流路凹部54の壁面54aは、ランド部33の側壁を構成している。シート本体31の第1本体面31aおよび第2本体面31bは、枠体部32および各ランド部33にわたって、平坦状に形成されていてもよい。
第1蒸気流路部50は、シート本体31を貫通する貫通空間の一例である。第1蒸気流路部50は、主として、作動蒸気2aが通る流路である。第1蒸気流路部50は、第1本体面31aから第2本体面31bに延びており、ウィックシート30のシート本体31を貫通している。すなわち、第1蒸気流路部50は、第1本体面31aから第2本体面31bに延びる貫通空間として構成されている。
図6および図7に示すように、本実施の形態における第1蒸気流路部50は、第1蒸気通路51と複数の第2蒸気通路52とを有している。第1蒸気通路51は、枠体部32とランド部33との間に形成されている。この第1蒸気通路51は、枠体部32の内側であってランド部33の外側に連続状に形成されている。第1蒸気通路51の平面形状は、矩形枠状になっている。第2蒸気通路52は、互いに隣り合うランド部33の間に形成されている。第2蒸気通路52の平面形状は、細長の矩形状になっている。複数のランド部33によって、第1蒸気流路部50は、第1蒸気通路51と複数の第2蒸気通路52とに区画されている。
図3に示すように、第1蒸気通路51および第2蒸気通路52は、シート本体31の第1本体面31aから第2本体面31bに延びている。第1蒸気通路51および第2蒸気通路52は、第1下側シート面10aに設けられた下側蒸気流路凹部53と、上側シート20面20bに設けられた上側蒸気流路凹部54とによってそれぞれ構成されている。下側蒸気流路凹部53と上側蒸気流路凹部54とが連通することにより、第1蒸気流路部50の第1蒸気通路51および第2蒸気通路52が、第1本体面31aから第2本体面31bにわたって延びている。
下側蒸気流路凹部53は、後述するエッチング工程において、ウィックシート30の第1本体面31aからエッチングされることによって形成されている。下側蒸気流路凹部53は、第1本体面31aに凹状に形成されている。このことにより、下側蒸気流路凹部53は、図8に示すように、湾曲した壁面53aを有している。この壁面53aは、下側蒸気流路凹部53を画定している。壁面53aは、図8に示す断面において、第2本体面31bに近づくにつれて、対向する壁面53aに近づくように湾曲している。このような下側蒸気流路凹部53は、第1蒸気通路51の一部(下半分)および第2蒸気通路52の一部(下半分)を構成している。
上側蒸気流路凹部54は、後述するエッチング工程において、ウィックシート30の第2本体面31bからエッチングされることによって形成されている。上側蒸気流路凹部54は、第2本体面31bに凹状に形成されている。このことにより、上側蒸気流路凹部54は、図8に示すように、湾曲した壁面54aを有している。この壁面54aは、上側蒸気流路凹部54を画定している。壁面54aは、図8に示す断面において、第1本体面31aに近づくにつれて、対向する壁面54aに近づくように湾曲している。このような上側蒸気流路凹部54は、第1蒸気通路51の一部(上半分)および第2蒸気通路52の一部(上半分)を構成している。
図8に示すように、下側蒸気流路凹部53の壁面53aと、上側蒸気流路凹部54の壁面54aとが連接して貫通部34が形成されている。壁面53aと壁面54aはそれぞれ貫通部34に向かって湾曲している。このことにより、下側蒸気流路凹部53と上側蒸気流路凹部54とが互いに連通している。本実施の形態では、第1蒸気通路51における貫通部34の平面形状は、第1蒸気通路51と同様に矩形枠状になっている。第2蒸気通路52における貫通部34の平面形状は、第2蒸気通路52と同様に細長の矩形状になっている。下側蒸気流路凹部53の壁面53aと上側蒸気流路凹部54の壁面54aとが合流して稜線が形成され、この稜線によって貫通部34が画定されていてもよい。当該稜線は、図8に示すように、蒸気通路51、52の内側に張り出すように形成されていてもよい。この貫通部34において第1蒸気通路51の平面面積が最小になっているとともに、第2蒸気通路52の平面面積が最小になっている。このような第2蒸気通路52における貫通部34の幅w2(図8参照)は、例えば、400μm~1600μmであってもよい。第1蒸気通路51における貫通部34の幅も同様である。ここで、貫通部34の幅w2は、Y方向において互いに隣り合うランド部33の間のギャップに相当する。
Z方向における貫通部34の位置は、第1下側シート面10aと上側シート20面20bとの中間位置でもよい。あるいは、貫通部34の位置は、中間位置から下側にずれた位置でもよく、または上側にずれた位置でもよい。下側蒸気流路凹部53と上側蒸気流路凹部54とが連通すれば、Z方向における貫通部34の位置は任意である。Z方向は、図8における上下方向に相当する。
本実施の形態では、第1蒸気通路51および第2蒸気通路52の断面形状が、内側に張り出すように形成された稜線によって画定された貫通部34を含むように形成されているが、これに限られることはない。例えば、第1蒸気通路51の断面形状および第2蒸気通路52の断面形状は、台形状や矩形状であってもよく、あるいは樽形の形状になっていてもよい。
このように構成された第1蒸気通路51および第2蒸気通路52を含む第1蒸気流路部50は、上述した密封空間3の一部を構成している。図3に示すように、本実施の形態による第1蒸気流路部50は、主として、下側シート10と、上側シート20と、上述したシート本体31の枠体部32およびランド部33によって画定されている。各蒸気通路51、52は、作動蒸気2aが通るように比較的大きな流路断面積を有している。
ここで、図3は、図面を明瞭にするために、第1蒸気通路51および第2蒸気通路52などを拡大して示している。これらの蒸気通路51、52の個数や配置は、図2、図6および図7とは異なっている。
ところで、図示しないが、第1蒸気流路部50内に、ランド部33を枠体部32に支持する支持部が複数設けられていてもよい。また、互いに隣り合うランド部33同士を支持する支持部が設けられていてもよい。これらの支持部は、X方向においてランド部33の両側に設けられていてもよく、Y方向におけるランド部33の両側に設けられていてもよい。支持部は、第1蒸気流路部50を拡散する作動蒸気2aの流れを妨げないように形成されていることが好ましい。例えば、ウィックシート30のシート本体31の第1本体面31aおよび第2本体面31bのうちの一方の側に配置されて、他方の側には、蒸気流路凹部を構成する空間が形成されるようにしてもよい。このことにより、支持部の厚さをシート本体31の厚さよりも薄くでき、第1蒸気通路51および第2蒸気通路52が、X方向およびY方向において分断されることを防止できる。
図6および図7に示すように、ウィックシート30のシート本体31の四隅に、アライメント孔35が設けられていてもよい。
図2に示すように、ベーパーチャンバ1は、X方向における一側の端縁に、密封空間3に作動液2bを注入する注入部4を更に備えていてもよい。図2に示す形態では、注入部4は、蒸発領域SRの側に配置されている。注入部4は、蒸発領域SRの側の端縁から外側に突出している。
より具体的には、注入部4は、下側注入突出部11と、上側注入突出部21と、ウィックシート注入突出部36と、を有していてもよい。下側注入突出部11は、図4に示すように、下側シート10を構成する部分である。上側注入突出部21は、図5に示すように、上側シート20を構成する部分である。ウィックシート注入突出部36は、図6および図7に示すように、シート本体31を構成する部分である。ウィックシート注入突出部36に注入流路37が形成されている。この注入流路37は、シート本体31の第1本体面31aから第2本体面31bに延びており、Z方向においてシート本体31(より詳細には、ウィックシート注入突出部36)を貫通している。また、注入流路37は、第1蒸気流路部50に連通している。この注入流路37を通過して、作動液2bが密封空間3に注入される。液流路部60の配置によっては、注入流路37は液流路部60に連通するようにしてもよい。ウィックシート注入突出部36の上面および下面は、平坦状に形成されている。下側注入突出部11の上面および上側注入突出部21の下面も、平坦状に形成されている。各注入突出部11、21、38の平面形状は等しくてもよい。
本実施の形態では、注入部4は、ベーパーチャンバ1のX方向における一対の端縁のうちの一側の端縁に設けられている例が示されている。しかしながら、このことに限られることはなく、注入部4は、任意の位置に設けることができる。また、ウィックシート注入突出部36に設けられた注入流路37は、作動液2bを注入できれば、シート本体31を貫通していなくてもよい。この場合、シート本体31の第1本体面31aおよび第2本体面31bのうちの一方に形成された凹部で、第1蒸気流路部50に連通する注入流路37を形成できる。
液流路部60は、図3、図6および図8に示すように、ウィックシート30のシート本体31の第2本体面31bに設けられている。液流路部60は、主として作動液2bが通る流路であってもよい。この液流路部60は、上述した密封空間3の一部を構成している。液流路部60は、第1蒸気流路部50に連通している。液流路部60は、作動液2bを蒸発領域SRに輸送するための毛細管構造として構成されている。液流路部60は、ウィックと称する場合もある。本実施の形態においては、液流路部60は、ウィックシート30の各ランド部33の第2本体面31bに設けられている。液流路部60は、各ランド部33の第2本体面31bの全体にわたって形成されていてもよい。各ランド部33の第1本体面31aには、液流路部60は設けられていなくてもよい。
図9に示すように、液流路部60は、第2本体面溝部の一例である。より具体的には、液流路部60は、複数の液流路主流溝61と、複数の液流路連絡溝65と、を有している。液流路主流溝61は、第2溝の一例である。液流路主流溝61および液流路連絡溝65は、作動液2bが通る溝である。液流路連絡溝65は、液流路主流溝61に連通している。
各液流路主流溝61は、図9に示すように、X方向に延びている。液流路主流溝61は、主として、作動液2bが毛細管作用によって流れるような流路断面積を有している。液流路主流溝61の流路断面積は、蒸気通路51、52の流路断面積よりも小さい。このことにより、液流路主流溝61は、作動蒸気2aから凝縮した作動液2bを蒸発領域SRに輸送するように構成されている。各液流路主流溝61は、X方向に直交するY方向に沿って、等間隔に離間して配置されていてもよい。
液流路主流溝61は、後述するエッチング工程において、ウィックシート30のシート本体31の第2本体面31bからエッチングされることによって形成されている。このことにより、液流路主流溝61は、図8に示すように、湾曲した壁面62を有している。この壁面62は、液流路主流溝61を画定し、第1本体面31aに向かって膨らむような形状で湾曲している。
図8および図9に示すように、液流路主流溝61の幅w3は、例えば、5μm~150μmであってもよい。液流路主流溝61の幅w3は、第2本体面31bにおける寸法を意味している。幅w3は、Y方向における寸法に相当している。また、図8に示すように、液流路主流溝61の深さh1は、例えば、3μm~150μmであってもよい。深さh1は、Z方向における寸法に相当している。
図9に示すように、各液流路連絡溝65は、X方向とは異なる方向に延びている。本実施の形態においては、各液流路連絡溝65は、Y方向に延びている。液流路連絡溝65は、液流路主流溝61に垂直に形成されている。いくつかの液流路連絡溝65は、互いに隣り合う液流路主流溝61同士を連通している。他の液流路連絡溝65は、第1蒸気通路51または第2蒸気通路52と、液流路主流溝61とを連通している。すなわち、当該液流路連絡溝65は、Y方向におけるランド部33の側縁33aから、当該側縁33aに隣り合う液流路主流溝61に延びている。このようにして、第1蒸気通路51と液流路主流溝61とが連通されているとともに、第2蒸気通路52と液流路主流溝61とが連通されている。
液流路連絡溝65は、主として、作動液2bが毛細管作用によって流れるような流路断面積を有している。液流路連絡溝65の流路断面積は、蒸気通路51、52の流路断面積よりも小さい。各液流路連絡溝65は、X方向に沿って、等間隔に離間して配置されていてもよい。
液流路連絡溝65は、液流路主流溝61と同様に、エッチングによって形成されている。液流路連絡溝65は、液流路主流溝61と同様の湾曲した壁面(図示せず)を有している。図9に示すように、液流路連絡溝65の幅w4は、液流路主流溝61の幅w3と等しくてもよい。しかしながら、幅w4は、幅w3よりも大きくてもよく、または小さくてもよい。幅w4は、X方向における寸法に相当している。液流路連絡溝65の深さは、液流路主流溝61の深さh1と等しくてもよい。しかしながら、液流路連絡溝65の深さは、深さh1よりも深くてもよく、または浅くてもよい。
図9に示すように、液流路部60は、シート本体31の第2本体面31bに設けられた凸部列63を有している。凸部列63は、互いに隣り合う液流路主流溝61の間に設けられている。各凸部列63は、X方向に配列された複数の凸部64を含んでいる。凸部64は、液流路突出部の一例である。凸部64は、液流路部60内に設けられている。凸部64は、シート本体31から突出して上側シート20に当接している。各凸部64は、平面視で、X方向が長手方向となるように矩形状に形成されている。Y方向において互いに隣り合う凸部64の間に、液流路主流溝61が介在されている。X方向において互いに隣り合う凸部64の間に、液流路連絡溝65が介在されている。液流路連絡溝65は、Y方向に延びており、Y方向において互いに隣り合う液流路主流溝61同士を連通している。このことにより、これらの液流路主流溝61の間で作動液2bが往来可能になっている。
凸部64は、後述するエッチング工程においてエッチングされることなく、ウィックシート30の材料が残る部分である。本実施の形態では、図9に示すように、凸部64の平面形状が、矩形状になっている。凸部64の平面形状は、シート本体31の第2本体面31bの位置における平面形状に相当している。
本実施の形態においては、凸部64は、千鳥状に配置されている。より具体的には、Y方向において互いに隣り合う凸部列63の凸部64が、X方向において互いにずれて配置されている。このずれ量は、X方向における凸部64の配列ピッチの半分であってもよい。凸部64の幅w5は、例えば、5μm~500μmであってもよい。凸部64の幅w5は、第2本体面31bにおける寸法を意味している。幅w5は、Y方向における寸法に相当している。凸部64の配置は、千鳥状であることに限られることはなく、並列配列されていてもよい。この場合、Y方向において互いに隣り合う凸部列63の凸部64が、X方向においても整列される(図19参照)。
液流路主流溝61は、液流路交差部66を含んでいる。液流路交差部66は、液流路主流溝61のうち液流路連絡溝65と連通する部分である。液流路交差部66において、液流路主流溝61と液流路連絡溝65とがT字状に連通している。このことにより、一の液流路主流溝61と、一方の側の液流路連絡溝65とが連通している液流路交差部66において、他方の側の液流路連絡溝65が当該液流路主流溝61に連通することを回避できる。例えば、一の液流路交差部66において、図9における上側の液流路連絡溝65と下側の液流路連絡溝65とが連通することを回避できる。すなわち、一の液流路主流溝61のY方向における両側に存在する液流路連絡溝65が、X方向において同じ位置に配置される場合、当該液流路主流溝61と当該液流路連絡溝65とが、十字状に交わる。この場合、当該液流路主流溝61の壁面62(図8参照)が、X方向における同じ位置で、当該液流路連絡溝65によって両側で切り欠かれる。この切り欠かれた位置では、十字状に連続した空間が形成され、液流路主流溝61の毛細管作用が低下し得る。これに対して本実施の形態によれば、一の液流路主流溝61のY方向における両側に存在する液流路連絡溝65が、X方向において異なる位置に配置されている。このことにより、当該液流路主流溝61の壁面62のうち、Y方向の一側で液流路連絡溝65によって切り欠かれる位置と、Y方向の他側で液流路連絡溝65によって切り欠かれる位置とを、X方向で異ならせることができる。この場合、液流路主流溝61は、Y方向における一側で液流路連絡溝65と連通するため、Y方向における他側では、当該液流路主流溝61の壁面62を残存できる。このため、液流路主流溝61の壁面62が液流路連絡溝65によって切り欠かれた位置では、連続する空間はT字状に形成され、液流路主流溝61の毛細管作用の低下を抑制できる。このため、蒸発領域SRに向かう作動液2bの推進力が液流路交差部66で低下することを抑制できる。
第2蒸気流路部70は、図3、図7および図8に示すように、ウィックシート30のランド部33の第1本体面31aに設けられている。第2蒸気流路部70は、主として作動蒸気2aが通る部分であってもよい。この第2蒸気流路部70は、上述した密封空間3の一部を構成している。第2蒸気流路部70は、第1蒸気流路部50に連通しているとともに、第1蒸気流路部50を介して液流路部60に連通している。本実施の形態においては、第2蒸気流路部70は、ウィックシート30の各ランド部33の第1本体面31aに設けられている。
図7に示すように、本実施の形態による第2蒸気流路部70は、X方向においてランド部33の一側に配置されていてもよい。第2蒸気流路部70は、X方向においてランド部33の中心よりも当該一側に形成されていてもよい。本実施の形態による第2蒸気流路部70は、蒸発領域SRに配置されていてもよい。しかしながら、このことに限られることはなく、第2蒸気流路部70の一部が、蒸発領域SRの外側にはみ出していてもよい。第2蒸気流路部70の少なくとも一部が蒸発領域SRに配置されている場合、電子デバイスDの熱を受けて、蒸発領域SRにおいて作動液2bから蒸発した作動蒸気2aが、Y方向に拡散しやすくなる。
図10示すように、第2蒸気流路部70は、第1本体面溝部の一例である。より具体的には、第2蒸気流路部70は、蒸気流路溝71を含んでいる。蒸気流路溝71は、第1溝の一例である。蒸気流路溝71は、X方向に直交するY方向においてランド部33の一方の側縁33aから他方の側縁33aに延びている。本実施の形態では、各ランド部33に、1つの蒸気流路溝71が形成されている。蒸気流路溝71は、第2蒸気通路52とは直交する方向であるY方向に延びている。図10では、蒸気流路溝71のY方向寸法が、X方向寸法よりも小さくなっている例が示されているが、このことに限られることはない。ランド部33の側縁33aは、Y方向におけるランド部33の縁を意味しており、下側蒸気流路凹部53の壁面53aのうち第1本体面31aにおける位置を意味する用語として用いている。
ランド部33は、一対の端縁33bを含んでいる。端縁33bは、ランド部33のX方向における端縁である。図10に示すように、蒸気流路溝71と、一側の端縁33bとの間に、下側シート10に当接する端縁凸部73が設けられている。より具体的には、端縁凸部73は、X方向において蒸発領域SRに配置された端縁33bと蒸気流路溝71との間に形成されている。この端縁凸部73は、X方向における第2蒸気流路部70の一側に形成されており、第1本体面31aを構成している。このため、端縁凸部73は、下側シート10と当接し、接合されている。蒸気流路溝71の他側には、第1本体面31aが残存している。ランド部33の端縁33bは、X方向におけるランド部33の縁を意味しており、下側蒸気流路凹部53の壁面53aのうち第1本体面31aにおける位置を意味する用語として用いている。
第2蒸気流路部70の蒸気流路溝71の流路断面積は、蒸気通路51、52の流路断面積よりも小さい。しかしながら、蒸気流路溝71の流路断面積は、上述した液流路部60の液流路主流溝61の流路断面積よりも大きくてもよい。このことにより、蒸気流路溝71内の作動液2bに作用する毛細管力を、液流路主流溝61内の作動液2bに作用する毛細管力よりも小さくしてもよい。
蒸気流路溝71は、後述するエッチング工程において、ウィックシート30のシート本体31の第1本体面31aからエッチングされることによって形成されている。このことにより、蒸気流路溝71は、図11Aに示すように、湾曲した壁面71aを有している。この壁面71aは、蒸気流路溝71を画定し、第2本体面31bに向かって膨らむような形状で湾曲している。図11Aに示す断面においては、上述したように、壁面71aが、楕円の一部を構成する形状で湾曲している例が示されている。このように壁面71aが形成されている場合には、例えば、上方から与えられる力をX方向に分散でき、蒸気流路溝71が押し潰されることを抑制できる。また、蒸気流路溝71のX方向における中央部の空間を相対的に大きくできる。このことにより、作動蒸気2aの流路抵抗を小さくでき、蒸気流路溝71を流れる作動蒸気2aの圧力損失を低減できる。
しかしながら、蒸気流路溝71の壁面71aの形状は、図11Aに示す形状に限られることはない。
例えば、蒸気流路溝71は、図11Bに示すように、2つの湾曲壁面77と、直線壁面78と、を有していてもよい。湾曲壁面77は、湾曲している。直線壁面78は、湾曲壁面77の間に設けられており、直線状に形成されている。図11Bでは、湾曲壁面77は、円弧の一部を構成する形状で湾曲しているが、これに限られることはない。このように蒸気流路溝71が形成されている場合には、直線壁面78に毛細管作用が発生することを抑制でき、作動液2bが蒸気流路溝71に流入することを抑制できる。また、蒸気流路溝71のうち直線壁面78で画定される部分において、作動蒸気2aの流路抵抗を小さくでき、蒸気流路溝71を流れる作動蒸気2aの圧力損失を低減できる。
例えば、蒸気流路溝71は、図11Cに示すように、2つの湾曲壁面77と、凹凸壁面79と、を有していてもよい。湾曲壁面77は、湾曲している。凹凸壁面79は、湾曲壁面77の間に設けられており、凹凸状に形成されている。この凹凸壁面79の凹凸形状で、作動蒸気2aの流れを誘導できる。この場合、作動蒸気2aの流路抵抗を小さくでき、蒸気流路溝71を流れる作動蒸気2aの圧力損失を低減できる。凹凸壁面79に形成される凹凸の高さは、後述する蒸気流路溝71の深さh2よりも小さくてもよい。また、凹凸の平面形状は任意である。凹凸壁面79の一部に、図11Bに示すような直線壁面78が形成されていてもよい。
図7および図10に示すように、各ランド部33の第1本体面31aに、上述した第2蒸気流路部70が設けられている。Y方向において互いに隣り合う一対のランド部33のうちの一方のランド部33の蒸気流路溝71と、他方のランド部33の蒸気流路溝71は、Y方向に沿って見たときに重なる位置に配置されている。すなわち、互いに隣り合うランド部33の蒸気流路溝71は、第2蒸気通路52を介して連続状に形成されており、互いの延長線上に形成されている。互いに隣り合うランド部33の蒸気流路溝71は、X方向において同じ位置に配置されていてもよい。しかしながら、蒸気流路溝71の配置はこれに限られることはない。例えば、Y方向において互いに隣り合う一対のランド部33のうちの一方のランド部33の蒸気流路溝71と、他方のランド部33の蒸気流路溝71は、Y方向に沿って見たときに重なる位置とは異なる位置に配置されていてもよい。この場合、これらの蒸気流路溝71は、Y方向に沿って見たときに重ならず、X方向において互いに異なる位置に配置される。
図10に示すように、蒸気流路溝71の幅w6は、上述した液流路主流溝61の幅w3(図9参照)よりも大きくてもよい。幅w6は、例えば、500μm~30000μmであってもよい。蒸気流路溝71の幅w6は、第1本体面31aにおける寸法を意味している。幅w6は、X方向における寸法に相当している。また、図8に示すように、蒸気流路溝71の深さh2は、上述した液流路主流溝61の深さh1よりも大きくてもよい。深さh2は、例えば、25μm~200μmであってもよい。深さh2は、Z方向における寸法に相当している。
端縁凸部73は、後述するエッチング工程においてエッチングされることなく、ウィックシート30の材料が残る部分である。本実施の形態では、図10に示すように、端縁凸部73の平面形状が、矩形状になっている。端縁凸部73の平面形状は、シート本体31の第1本体面31aの位置における平面形状に相当している。
ところで、下側シート10、上側シート20およびウィックシート30を構成する材料は、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。下側シート10、上側シート20およびウィックシート30は、例えば、銅または銅合金を含んでいてもよい。この場合、各シート10、20、30の熱伝導率を高めることができ、ベーパーチャンバ1の放熱効率を高めることができる。また、作動流体2a、2bとして純水を使用する場合には、腐食することを防止できる。所望の放熱効率を得るとともに腐食を防止できれば、これらのシート10、20、30には、アルミニウムやチタン等の他の金属材料や、ステンレスなどの他の金属合金材料を用いることもできる。
図3に示すベーパーチャンバ1の厚さt1は、例えば、100μm~1000μmであってもよい。ベーパーチャンバ1の厚さt1を100μm以上にすることにより、第1蒸気流路部50を適切に確保できる。このため、ベーパーチャンバ1の機能を適切に発揮できる。一方、厚さt1を1000μm以下にすることにより、ベーパーチャンバ1の厚さt1が厚くなることを抑制できる。
下側シート10の厚さt2は、例えば、6μm~100μmであってもよい。下側シート10の厚さt2を6μm以上にすることにより、下側シート10の機械的強度を確保できる。一方、下側シート10の厚さt2を100μm以下にすることにより、ベーパーチャンバ1の厚さt1が厚くなることを抑制できる。同様に、上側シート20の厚さt3は、下側シート10の厚さt2と同様に設定されていてもよい。上側シート20の厚さt3と、下側シート10の厚さt2は、異なっていてもよい。
ウィックシート30の厚さt4は、例えば、50μm~400μmであってもよい。ウィックシート30の厚さt4を50μm以上にすることにより、第1蒸気流路部50を適切に確保できる。このため、ベーパーチャンバ1の機能を適切に発揮できる。一方、400μm以下にすることにより、ベーパーチャンバ1の厚さt1が厚くなることを抑制できる。
次に、このような構成からなる本実施の形態のベーパーチャンバ1の製造方法について、図12~図14を用いて説明する。図12~図14では、図3の断面図と同様の断面を示している。
ここでは、初めに、ウィックシート30の作製工程について説明する。
まず、図12に示すように、準備工程として、平板状の金属材料シートMを準備する。金属材料シートMは、第1材料面Maと、第2材料面Mbと、を含んでいる。金属材料シートMは、所望の厚さを有する圧延材で形成されていてもよい。
準備工程の後、エッチング工程として、図13に示すように、金属材料シートMを、第1材料面Maおよび第2材料面Mbからエッチングする。このことにより、金属材料シートMに、第1蒸気流路部50、液流路部60および第2蒸気流路部70を形成する。
より具体的には、金属材料シートMの第1材料面Maおよび第2材料面Mbに、フォトリソフィー技術によって、パターン状のレジスト膜(図示せず)が形成される。続いて、パターン状のレジスト膜の開口を介して、金属材料シートMの第1材料面Maおよび第2材料面Mbがエッチングされる。このことにより、金属材料シートMの第1材料面Maおよび第2材料面Mbがパターン状にエッチングされて、図13に示すような第1蒸気流路部50、液流路部60および第2蒸気流路部70が形成される。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。
エッチングは、金属材料シートMの第1材料面Maおよび第2材料面Mbを同時にエッチングしてもよい。しかしながら、このことに限られることはなく、第1材料面Maと第2材料面Mbのエッチングは別々の工程として行われてもよい。また、第1蒸気流路部50、液流路部60および第2蒸気流路部70が同時にエッチングで形成されてもよく、別々の工程で形成されてもよい。
エッチング工程においては、金属材料シートMの第1材料面Maおよび第2材料面Mbをエッチングすることにより、図6および図7に示すような所定の外形輪郭形状が得られる。
このようにして、本実施の形態によるウィックシート30が得られる。
ウィックシート30の作製工程の後、接合工程として、図14に示すように、下側シート10、上側シート20およびウィックシート30が接合される。下側シート10および上側シート20は、所望の平面形状および所望の厚さを有する圧延材で形成されていてもよい。
より具体的には、まず、下側シート10、ウィックシート30および上側シート20をこの順番で積層する。この場合、下側シート10の第2下側シート面10bにウィックシート30の第1本体面31aが重ね合わされ、ウィックシート30の第2本体面31bに、上側シート20の第1上側シート面20aが重ね合わされる。この際、下側シート10のアライメント孔12と、ウィックシート30のアライメント孔35と、上側シート20のアライメント孔22とを利用して、各シート10、20、30が位置合わせされる。
続いて、下側シート10、ウィックシート30および上側シート20が仮止めされる。例えば、スポット的に抵抗溶接を行って、これらのシート10、20、30が仮止めされてもよく、レーザ溶接でこれらのシート10、20、30が仮止めされてもよい。
次に、下側シート10と、ウィックシート30と、上側シート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、真空や不活性ガス中などの制御された雰囲気中で、下側シート10とウィックシート30と上側シート20とを積層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。加圧する際には、下側シート10とウィックシート30とが密着するとともにウィックシート30と上側シート20とが密着する。拡散接合は、各シート10、20、30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、各シート10、20、30が溶融して変形することを回避できる。より具体的には、ウィックシート30の枠体部32および各ランド部33における第1本体面31aが、下側シート10の第2下側シート面10bに拡散接合される。また、ウィックシート30の枠体部32および各ランド部33における第2本体面31bが、上側シート20面の第1上側シート面20aに拡散接合される。このようにして、各シート10、20、30が拡散接合されて、下側シート10と上側シート20との間に、第1蒸気流路部50と液流路部60と第2蒸気流路部70とを有する密封空間3が形成される。この段階では、上述した注入流路37は封止されていない。上述した注入部4においては、下側シート10の下側注入突出部11とウィックシート30のウィックシート注入突出部36とが拡散接合される。また、このウィックシート注入突出部36と上側シート20の上側注入突出部21とが拡散接合される。
接合工程の後、注入部4から密封空間3に作動液2bが注入される。この際、作動液2bは、液流路部60の各液流路主流溝61と各液流路連絡溝65で構成される空間の合計体積よりも多い注入量で注入されてもよい。
その後、上述した注入流路37が封止される。例えば、注入部4にレーザ光を照射し、注入部4が部分的に溶融して注入流路37を封止するようにしてもよい。このことにより、密封空間3と外部との連通が遮断されて、作動液2bが封入された密封空間3が得られる。このため、密封空間3内の作動液2bが外部に漏洩することが防止される。注入流路37の封止のためには、注入部4をかしめてもよく(または押圧して塑性変形してもよく)、またはろう付けしてもよい。
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。
次に、ベーパーチャンバ1の作動方法、すなわち、電子デバイスDの冷却方法について説明する。
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H内に設置される。上側シート20の第2上側シート面20bに、被冷却装置であるCPU等の電子デバイスDが取り付けられる。密封空間3内の作動液2bは、その表面張力によって、密封空間3の壁面に付着する。より具体的には、作動液2bは、下側蒸気流路凹部53の壁面53a、上側蒸気流路凹部54の壁面54a、液流路部60の液流路主流溝61の壁面62および液流路連絡溝65の壁面、並びに第2蒸気流路部70の蒸気流路溝71の壁面71aに付着する。また、作動液2bは、下側シート10の第2下側シート面10bのうち下側蒸気流路凹部53および蒸気流路溝71に露出した部分にも付着し得る。さらに、作動液2bは、上側シート20の第1上側シート面20aのうち上側蒸気流路凹部54、液流路主流溝61および液流路連絡溝65に露出した部分にも付着し得る。
この状態で電子デバイスDが発熱すると、蒸発領域SR(図6および図7参照)に存在する作動液2bが、電子デバイス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2bが蒸発し、作動蒸気2aが生成される。生成された作動蒸気2aの多くは、密封空間3を構成する下側蒸気流路凹部53および上側蒸気流路凹部54内で拡散する(図6の実線矢印参照)。
より具体的には、第1蒸気流路部50の第1蒸気通路51のうちX方向に延びる部分および第2蒸気通路52において、作動蒸気2aは、主としてX方向に拡散する。一方、第1蒸気通路51のうちY方向に延びる部分においては、作動蒸気2aは、主としてY方向に拡散する。また、本実施の形態においては、ランド部33の第1本体面31aに、第2蒸気流路部70が設けられている。この第2蒸気流路部70は、Y方向におけるランド部33の一方の側縁33aから他方の側縁33aに延びる蒸気流路溝71を有している。このことにより、第2蒸気流路部70の蒸気流路溝71内においても、作動蒸気2aは、主としてY方向に拡散する。
そして、各蒸気流路凹部53、54内の作動蒸気2aは、蒸発領域SRから離れ、作動蒸気2aの多くは、比較的温度の低い凝縮領域CRに輸送される。図6および図7においては、作動蒸気2aの多くは、蒸気流路部50における右側の部分に輸送される。凝縮領域CRにおいて、作動蒸気2aは、主として下側シート10に放熱して冷却される。下側シート10が作動蒸気2aから受けた熱は、ハウジング部材Ha(図3参照)を介して外気に伝達される。
作動蒸気2aは、凝縮領域CRにおいて下側シート10に放熱する。このことにより、作動蒸気2aは、蒸発領域SRにおいて吸収した潜熱を失って凝縮し、作動液2bが生成される。生成された作動液2bは、各蒸気流路凹部53、54の壁面53a、54aおよび下側シート10の第2下側シート面10bおよび上側シート20の第1上側シート面20aに付着する。ここで、蒸発領域SRでは作動液2bが蒸発し続けているため、液流路部60のうち蒸発領域SR以外の領域(すなわち、凝縮領域CR)における作動液2bは、各液流路主流溝61の毛細管作用により、蒸発領域SRに向かって輸送される(図6の破線矢印参照)。このことにより、各壁面53a、54a、第2下側シート面10bおよび第1上側シート面20aに付着した作動液2bは、液流路部60に移動する。この際、作動液2bは、液流路連絡溝65を通過して液流路主流溝61に入り込む。このようにして、各液流路主流溝61および各液流路連絡溝65に、作動液2bが充填される。このため、充填された作動液2bは、各液流路主流溝61の毛細管作用により、蒸発領域SRに向かう推進力を得る。このようにして、作動液2bは、蒸発領域SRに向かってスムースに輸送される。
液流路部60においては、各液流路主流溝61が、対応する液流路連絡溝65を介して、隣り合う他の液流路主流溝61と連通している。このことにより、互いに隣り合う液流路主流溝61同士で、作動液2bが往来し、液流路主流溝61でドライアウトが発生することが抑制されている。このため、各液流路主流溝61内の作動液2bに毛細管作用が付与されて、作動液2bは、蒸発領域SRに向かってスムースに輸送される。
液流路部60によって蒸発領域SRに達した作動液2bは、電子デバイスDから再び熱を受けて蒸発する。作動液2bから蒸発した作動蒸気2aは、蒸発領域SR内の液流路連絡溝65を通って、流路断面積が大きい下側蒸気流路凹部53および上側蒸気流路凹部54に移動する。そして、作動蒸気2aは、各蒸気流路凹部53、54内で拡散する。各蒸気流路凹部53、54内の作動蒸気2aの一部は、上述したように、第2蒸気流路部70を通り、Y方向に拡散する。このようにして、作動流体2a、2bが、相変化、すなわち蒸発と凝縮とを繰り返しながら密封空間3内を還流する。このことにより、電子デバイスDの熱が輸送されて放出される。この結果、電子デバイスDが冷却される。
このように本実施の形態によれば、ランド部33の第1本体面31aに、作動蒸気2aが通る第2蒸気流路部70が設けられている。第2蒸気流路部70は、Y方向においてランド部33の一方の側縁33aから他方の側縁33aに延びる蒸気流路溝71を有している。このことにより、蒸発領域SRにおいて蒸発した作動蒸気2aを、第1蒸気流路部50の第1蒸気通路51および第2蒸気通路52でX方向に拡散するだけでなく、蒸気流路溝71を通って、Y方向にも拡散できる。このため、電子デバイスDの熱をより一層拡散でき、ベーパーチャンバ1の放熱効率を向上できる。この場合、電子デバイスDの冷却効率を向上できる。
本実施の形態によれば、Y方向において互いに隣り合う一対のランド部33のうちの一方のランド部33の蒸気流路溝71と、他方のランド部33の蒸気流路溝71は、Y方向に沿って見たときに重なる位置に配置されている。このことにより、ランド部33に設けられた蒸気流路溝71を、当該ランド部33に隣り合う他のランド部33に設けられた蒸気流路溝71とY方向に整列できる。このため、作動蒸気2aは、各ランド部33に設けられた蒸気流路溝71を通って各ランド部33を横断するようにY方向に拡散できる。この結果、ベーパーチャンバ1の放熱効率をより一層向上できる。
本実施の形態によれば、第2蒸気流路部70は、X方向においてランド部33の一側に配置されている。このことにより、第2蒸気流路部70が配置されている部分を蒸発領域SRとする場合には、蒸発領域SRで蒸発した作動蒸気2aのY方向への流れが妨げられることを抑制できる。このため、作動蒸気2aのY方向への拡散を促進でき、ベーパーチャンバ1の放熱効率をより一層向上できる。
本実施の形態によれば、X方向におけるランド部33の一対の端縁33bのうち第2蒸気流路部70が配置されている側の端縁33bとの間に、下側シート10に当接する端縁凸部73が設けられている。このことにより、端縁凸部73を下側シート10に当接させて接合できる。このため、ベーパーチャンバ1の機械的強度を向上できる。
(第1変形例)
上述した本実施の形態においては、各ランド部33に設けられた第2蒸気流路部70は、1つの蒸気流路溝71を有し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、例えば、図15に示すように、各ランド部33に設けられた第2蒸気流路部70が、複数の蒸気流路溝71を有していてもよい。この場合、各ランド部33に、複数の蒸気流路溝71がX方向に配列される。そして、互いに隣り合う一対の蒸気流路溝71の間に、下側シート10に当接する蒸気流路凸部74が設けられていてもよい。図15では、蒸気流路溝71のX方向寸法が、Y方向寸法よりも小さくなっている例が示されているが、このことに限られることはない。図15に示す例では、各蒸気流路凸部74の平面形状が、矩形状になっている。蒸気流路凸部74の平面形状は、シート本体31の第1本体面31aの位置における平面形状に相当している。
上述した本実施の形態においては、各ランド部33に設けられた第2蒸気流路部70は、1つの蒸気流路溝71を有し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、例えば、図15に示すように、各ランド部33に設けられた第2蒸気流路部70が、複数の蒸気流路溝71を有していてもよい。この場合、各ランド部33に、複数の蒸気流路溝71がX方向に配列される。そして、互いに隣り合う一対の蒸気流路溝71の間に、下側シート10に当接する蒸気流路凸部74が設けられていてもよい。図15では、蒸気流路溝71のX方向寸法が、Y方向寸法よりも小さくなっている例が示されているが、このことに限られることはない。図15に示す例では、各蒸気流路凸部74の平面形状が、矩形状になっている。蒸気流路凸部74の平面形状は、シート本体31の第1本体面31aの位置における平面形状に相当している。
第1変形例においては、蒸気流路溝71の幅w7は、液流路主流溝61の幅w3(図9参照)よりも大きくてもよい。幅w7は、X方向における寸法に相当している。幅w7は、例えば、30μm~2000μmであってもよい。幅w7は、30μm~500μmであってもよく、30μm~200μmであってもよい。蒸気流路溝71の深さh3(図16C参照)は、液流路主流溝61の深さh1(図8参照)よりも大きくてもよい。深さh3は、Z方向の寸法に相当しており、図8のh2に相当している。深さh3は、例えば、25μm~200μmであってもよい。蒸気流路凸部74の幅w8は、例えば、30μm~500μmであってもよい。
このように第1変形例によれば、蒸気流路溝71の間に、蒸気流路凸部74が設けられている。このことにより、蒸発領域SRにおいて蒸発した作動蒸気2aを、Y方向に拡散させつつ、ベーパーチャンバ1の機械的強度を向上できる。
図15に示す例においては、Y方向において互いに隣り合う一対のランド部33のうちの一方のランド部33の各蒸気流路溝71と、他方のランド部33の対応する蒸気流路溝71は、Y方向に沿って見たときに重なる位置に配置されている。このことにより、ランド部33に設けられた各蒸気流路溝71を、当該ランド部33に隣り合う他のランド部33に設けられた対応する蒸気流路溝71と整列できる。このため、作動蒸気2aは、各ランド部33に設けられた各蒸気流路溝71を通ってY方向に拡散でき、ベーパーチャンバ1の放熱効率をより一層向上できる。
(第2変形例)
上述した第1変形例においては、第2蒸気流路部70が、複数の蒸気流路溝71を有しており、互いに隣り合う一対の蒸気流路溝71の間に、蒸気流路凸部74が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、例えば、図16Aおよび図16Bに示すように、第2蒸気流路部70は、蒸気流路凸部74に設けられた蒸気流路連絡溝72aを有していてもよい。蒸気流路連絡溝72aは、互いに隣り合う一対の蒸気流路溝71を連通している。
上述した第1変形例においては、第2蒸気流路部70が、複数の蒸気流路溝71を有しており、互いに隣り合う一対の蒸気流路溝71の間に、蒸気流路凸部74が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、例えば、図16Aおよび図16Bに示すように、第2蒸気流路部70は、蒸気流路凸部74に設けられた蒸気流路連絡溝72aを有していてもよい。蒸気流路連絡溝72aは、互いに隣り合う一対の蒸気流路溝71を連通している。
蒸気流路連絡溝72aは、Y方向とは異なる方向に延びている。図16Aおよび図16Bに示すように、蒸気流路連絡溝72aは、X方向に延びている。蒸気流路連絡溝72aは、蒸気流路溝71に垂直に形成されている。蒸気流路連絡溝72aの流路断面積は、蒸気流路溝71の流路断面積と等しくてもよい。あるいは、蒸気流路連絡溝72aの流路断面積は、蒸気流路溝71の流路断面積よりも大きくてもよく、または小さくてもよい。蒸気流路連絡溝72aは、蒸気流路溝71と同様に、エッチングによって形成されていてもよい。各蒸気流路凸部74には、1つまたは複数の蒸気流路連絡溝72aが形成されていてもよい。
図16Aおよび図16Bに示すように、蒸気流路連絡溝72aは、千鳥状に配置されていてもよい。より具体的には、互いに隣り合う蒸気流路凸部74のうちの一方に設けられた蒸気流路連絡溝72aと、他方に設けられた蒸気流路連絡溝72aは、X方向に沿って見たときに重なる位置とは異なる位置に配置されていてもよい。この場合、これらの蒸気流路連絡溝72aは、X方向に沿って見たときに重なっていない。
図16Bに示すように、蒸気流路連絡溝72aの幅w10は、蒸気流路溝71の幅w7と等しくてもよい。しかしながら、幅w10は、幅w7よりも大きくてもよく、または小さくてもよい。幅w10は、Y方向における寸法に相当している。幅w10は、例えば、30μm~2000μmであってもよい。幅w10は、30μm~500μmであってもよく、30μm~200μmであってもよい。図16Cに示すように、蒸気流路連絡溝72aの深さh4は、蒸気流路溝71の深さh3と等しくてもよい。しかしながら、深さh4は、深さh3よりも大きくてもよく、または小さくてもよい。深さh4は、Z方向における寸法に相当している。深さh4は、例えば、25μm~200μmであってもよい。
図16Aに示すように、第2蒸気流路部70は、端縁凸部73に設けられた蒸気流路連絡溝72bを有していてもよい。蒸気流路連絡溝72bは、蒸気流路溝71と第1蒸気通路51とを連通している。蒸気流路連絡溝72bは、上述した蒸気流路連絡溝72aと同様に形成されていてもよい。端縁凸部73には、1つまたは複数の蒸気流路連絡溝72bが形成されていてもよい。蒸気流路連絡溝72bは、蒸気流路連絡溝72aとともに千鳥状に配置されていてもよい。
このように第2変形例によれば、蒸気流路凸部74に、互いに隣り合う一対の蒸気流路溝71を連通する蒸気流路連絡溝72aが設けられている。このことにより、作動蒸気2aが蒸気流路溝71を通る際、蒸気流路連絡溝72aを通ってX方向に拡散できる。このため、第2蒸気流路部70内の作動蒸気2aを、Y方向だけでなくX方向に拡散でき、電子デバイスDの熱をより一層拡散できる。
第2変形例によれば、互いに隣り合う蒸気流路凸部74のうちの一方に設けられた蒸気流路連絡溝72aと、他方に設けられた蒸気流路連絡溝72aは、X方向に沿って見たときに重なる位置とは異なる位置に配置されている。このことにより、X方向において互いに隣り合う一対の蒸気流路凸部74を、Y方向において異なる位置に配置することができる。このため、ベーパーチャンバ1の機械的強度をより一層向上できる。
(第3変形例)
上述した第2変形例においては、互いに隣り合う蒸気流路凸部74のうちの一方に設けられた蒸気流路連絡溝72aと、他方に設けられた蒸気流路連絡溝72aは、X方向に沿って見たときに重なる位置とは異なる位置に配置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、例えば、図17に示すように、互いに隣り合う蒸気流路凸部74のうちの一方に設けられた蒸気流路連絡溝72aと、他方に設けられた蒸気流路連絡溝72aは、X方向に沿って見たときに重なる位置に配置されていてもよい。この場合、蒸気流路連絡溝72aは、格子状に配置される。端縁凸部73に、上述した蒸気流路連絡溝72bが形成される場合には、蒸気流路連絡溝72bは、蒸気流路連絡溝72aとともに格子状に配置されていてもよい。
上述した第2変形例においては、互いに隣り合う蒸気流路凸部74のうちの一方に設けられた蒸気流路連絡溝72aと、他方に設けられた蒸気流路連絡溝72aは、X方向に沿って見たときに重なる位置とは異なる位置に配置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、例えば、図17に示すように、互いに隣り合う蒸気流路凸部74のうちの一方に設けられた蒸気流路連絡溝72aと、他方に設けられた蒸気流路連絡溝72aは、X方向に沿って見たときに重なる位置に配置されていてもよい。この場合、蒸気流路連絡溝72aは、格子状に配置される。端縁凸部73に、上述した蒸気流路連絡溝72bが形成される場合には、蒸気流路連絡溝72bは、蒸気流路連絡溝72aとともに格子状に配置されていてもよい。
このように第3変形例によれば、互いに隣り合う蒸気流路凸部74のうちの一方に設けられた蒸気流路連絡溝72aと、他方に設けられた蒸気流路連絡溝72aは、X方向に沿って見たときに重なる位置に配置されている。このことにより、蒸気流路凸部74に設けられた蒸気流路連絡溝72aを、当該蒸気流路凸部74に隣り合う他の蒸気流路凸部74に設けられた蒸気流路連絡溝72aと整列できる。このため、作動蒸気2aは、各蒸気流路凸部74に設けられた各蒸気流路連絡溝72aを通ってX方向に拡散できる。このため、第2蒸気流路部70内の作動蒸気2aを、X方向により一層拡散でき、電子デバイスDの熱をより一層拡散できる。
(第4変形例)
上述した第1変形例においては、各蒸気流路凸部74の平面形状が、矩形状になっ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、例えば、図18に示すように、各蒸気流路凸部74の平面形状は、丸みを帯びた矩形状に形成されていてもよい。より具体的には、図18に示すように、平面視において、蒸気流路凸部74の角部の各々に、丸みを帯びた湾曲部75が設けられていてもよい。Y方向における蒸気流路凸部74の両端部において、2つの角部に設けられた湾曲部75が連続状に一体的に形成されていてもよい。
上述した第1変形例においては、各蒸気流路凸部74の平面形状が、矩形状になっ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、例えば、図18に示すように、各蒸気流路凸部74の平面形状は、丸みを帯びた矩形状に形成されていてもよい。より具体的には、図18に示すように、平面視において、蒸気流路凸部74の角部の各々に、丸みを帯びた湾曲部75が設けられていてもよい。Y方向における蒸気流路凸部74の両端部において、2つの角部に設けられた湾曲部75が連続状に一体的に形成されていてもよい。
このように第4変形例によれば、蒸気流路凸部74の角部に湾曲部75が設けられることにより、第2蒸気流路部70の蒸気流路溝71の流路抵抗を低減できる。このことにより、作動蒸気2aをスムースにY方向に流すことができる。また、蒸気流路凸部74の角部における毛管力を低減でき、作動液2bが当該角部に溜まることを抑制できる。
図18に示すように、端縁凸部73の角部のうち蒸気流路溝71の側の角部にも、同様の湾曲部75が設けられていてもよい。このことにより、端縁凸部73に隣り合う蒸気流路溝71の流路抵抗をより一層低減できる。
(第5変形例)
上述した本実施の形態においては、第2蒸気流路部70が、第1蒸気流路部50を介して液流路部60に連通し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、例えば図19および図20に示すように、シート本体31に、液流路部60と第2蒸気流路部70とを連通した複数の連通部80が設けられていてもよい。連通部80は、蒸発領域SR内に位置していてもよい。
上述した本実施の形態においては、第2蒸気流路部70が、第1蒸気流路部50を介して液流路部60に連通し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、例えば図19および図20に示すように、シート本体31に、液流路部60と第2蒸気流路部70とを連通した複数の連通部80が設けられていてもよい。連通部80は、蒸発領域SR内に位置していてもよい。
より具体的には、図19および図20に示すように、連通部80は、シート本体31を貫通して、液流路部60から第2蒸気流路部70に延びる貫通孔82を含んでいてもよい。図19および図20に示す第5変形例では、貫通孔82は、下側蒸気流路凹部53の壁面53aまたは上側蒸気流路凹部54の壁面54aではなく、平面視でランド部33の内部に位置している。図19よび図20では、貫通孔82が矩形状に形成されている例が示されている。しかしながら、貫通孔82の平面形状は、円形状または楕円形状等の湾曲していてもよく、任意である。
貫通孔82は、液流路部60の液流路交差部66および第2蒸気流路部70の蒸気流路溝71に延びていてもよい。図19および図20に示す第5変形例では、貫通孔82の一端は、液流路交差部66に位置している。貫通孔82の他端は、蒸気流路溝71に位置している。貫通孔82は、液流路主流溝61または液流路連絡溝65に連通されていれば、液流路交差部66に連通されていなくてもよい。
図19に示すように、貫通孔82の幅w9は、液流路連絡溝65の幅w4(図9参照)よりも大きくてもよい。幅w9は、X方向における寸法に相当している。このことにより、貫通孔82内の作動液2bに作用する毛細管力を、液流路連絡溝65内の作動液2bに作用する毛細管力よりも小さくできる。この場合、貫通孔82内に作動液2bが滞留することを抑制できる。また、この場合、貫通孔82は、凸部64を切り欠くように形成される。また、貫通孔82の幅w9は、蒸気流路溝71の幅w6(図10参照)よりも小さくてもよい。貫通孔82の幅w9は、例えば、10μm~100μmであってもよい。貫通孔82の幅w9は、ウィックシート30の第2本体面31bにおける寸法を意味している。
このように第5変形例によれば、液流路部60内において電子デバイスDから受けた熱によって作動液2bから蒸発した作動蒸気2aの一部は、連通部80を通って第2蒸気流路部70の蒸気流路溝71に達することができる。このことにより、作動蒸気2aは、蒸気流路溝71内でY方向に拡散できる。すなわち、液流路部60内において蒸発した作動蒸気2aは、第1蒸気流路部50を通らずに、第2蒸気流路部70に達することができる。このことにより、作動液2bから蒸発した作動蒸気2aを、スムースにY方向に拡散できる。このため、電子デバイスDの熱をより一層拡散でき、ベーパーチャンバ1の放熱効率をより一層向上できる。
第5変形例によれば、連通部80は、シート本体31を貫通して、液流路部60から第2蒸気流路部70に延びる貫通孔82を含んでいる。このことにより、液流路部60から第2蒸気流路部70への作動液2bの流路抵抗をより一層減らすことができる。このため、液流路部60内で蒸発した作動蒸気2aは、第2蒸気流路部70にスムースに達することができる。さらに、第5変形例によれば、貫通孔82が、液流路交差部66および蒸気流路溝71に延びていることにより、液流路部60から蒸気流路溝71への作動蒸気2aの流路抵抗をより一層減らすことができる。
(第6変形例)
上述した本実施の形態においては、各ランド部33に設けられた第2蒸気流路部70が、1つの蒸気流路溝71を有している例について説明した。この場合、蒸気流路溝71内に、ランド部33から突出して下側シート10に当接する複数の凸部76が設けられていてもよい。凸部76は、蒸気流路溝71内に複数設けられていてもよい。凸部76は、蒸気流路溝71を通る作動蒸気2aの流れが妨げられないように配置されていてもよい。このような凸部76は、例えば、図21に示すように、平面視で円形状に形成されていてもよく、あるいは、図示しないが楕円形状に形成されていてもよい。また、図示しないが、凸部76は、平面視で矩形状に形成されていてもよい。この場合、上述した蒸気流路凸部74とは異なり、ランド部33の一方の側縁33aまで延びていなくてもよく、または他方の側縁33aまで延びていなくてもよい。また、図21に示す例では、凸部76は、並列配列されている例が示されている。しかしながら、凸部76は、平面視で千鳥状に配置されていてもよい。
上述した本実施の形態においては、各ランド部33に設けられた第2蒸気流路部70が、1つの蒸気流路溝71を有している例について説明した。この場合、蒸気流路溝71内に、ランド部33から突出して下側シート10に当接する複数の凸部76が設けられていてもよい。凸部76は、蒸気流路溝71内に複数設けられていてもよい。凸部76は、蒸気流路溝71を通る作動蒸気2aの流れが妨げられないように配置されていてもよい。このような凸部76は、例えば、図21に示すように、平面視で円形状に形成されていてもよく、あるいは、図示しないが楕円形状に形成されていてもよい。また、図示しないが、凸部76は、平面視で矩形状に形成されていてもよい。この場合、上述した蒸気流路凸部74とは異なり、ランド部33の一方の側縁33aまで延びていなくてもよく、または他方の側縁33aまで延びていなくてもよい。また、図21に示す例では、凸部76は、並列配列されている例が示されている。しかしながら、凸部76は、平面視で千鳥状に配置されていてもよい。
(第7変形例)
上述した本実施の形態においては、第2蒸気流路部70が、ウィックシート30の各ランド部33の第1本体面31a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、第2蒸気流路部70は、全てのランド部33に設けられていなくてもよい。例えば、任意の一のランド部33のみに第2蒸気流路部70が設けられていてもよく、いくつかのランド部33に第2蒸気流路部70が設けられていてもよい。例えば、電子デバイスDの平面形状が小さい場合には、電子デバイスDで覆われる領域に応じて、任意のランド部33に選択的に第2蒸気流路部70が設けられていてもよい。また、ベーパーチャンバ1が単純な矩形状ではない場合も、同様である。
上述した本実施の形態においては、第2蒸気流路部70が、ウィックシート30の各ランド部33の第1本体面31a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、第2蒸気流路部70は、全てのランド部33に設けられていなくてもよい。例えば、任意の一のランド部33のみに第2蒸気流路部70が設けられていてもよく、いくつかのランド部33に第2蒸気流路部70が設けられていてもよい。例えば、電子デバイスDの平面形状が小さい場合には、電子デバイスDで覆われる領域に応じて、任意のランド部33に選択的に第2蒸気流路部70が設けられていてもよい。また、ベーパーチャンバ1が単純な矩形状ではない場合も、同様である。
本発明は上記各実施の形態および各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、上記各実施の形態および各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。各実施の形態および各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。
Claims (15)
- 作動流体が封入されるベーパーチャンバの第1シートと第2シートとの間に介在されるベーパーチャンバ用のウィックシートであって、
第1本体面と、前記第1本体面とは反対側に設けられた第2本体面と、を有するシート本体と、
前記シート本体の前記第1本体面から前記第2本体面に延び、前記作動流体の蒸気が通る第1蒸気流路部と、
前記第2本体面に設けられ、前記第1蒸気流路部と連通して前記作動流体の液体が通る液流路部と、
前記第1本体面に設けられ、前記第1蒸気流路部と連通して前記作動流体の蒸気が通る第2蒸気流路部と、を備え、
前記シート本体は、第1方向に長手方向を有する、周囲に前記第1蒸気流路部が配置されたランド部を有し、
前記第2蒸気流路部は、前記第1方向に直交する第2方向において前記ランド部の一方の側縁から他方の側縁に延びる蒸気流路溝を有している、ベーパーチャンバ用のウィックシート。 - 前記第2蒸気流路部は、複数の前記蒸気流路溝を有し、
互いに隣り合う一対の前記蒸気流路溝の間に、前記第1シートに当接する蒸気流路凸部が設けられている、請求項1に記載のベーパーチャンバ用のウィックシート。 - 前記第2蒸気流路部は、前記蒸気流路凸部に設けられた、互いに隣り合う一対の前記蒸気流路溝を連通する蒸気流路連絡溝を有している、請求項2に記載のベーパーチャンバ用のウィックシート。
- 互いに隣り合う前記蒸気流路凸部のうちの一方に設けられた前記蒸気流路連絡溝と、他方に設けられた前記蒸気流路連絡溝は、前記第1方向に沿って見たときに重なる位置とは異なる位置に配置されている、請求項3に記載のベーパーチャンバ用のウィックシート。
- 互いに隣り合う前記蒸気流路凸部のうちの一方に設けられた前記蒸気流路連絡溝と、他方に設けられた前記蒸気流路連絡溝は、前記第1方向に沿って見たときに重なる位置に配置されている、請求項3に記載のベーパーチャンバ用のウィックシート。
- 前記シート本体は、複数の前記ランド部を有し、
前記第2蒸気流路部は、前記ランド部の各々に設けられ、
前記第2方向において互いに隣り合う一対の前記ランド部のうちの一方の前記ランド部の前記蒸気流路溝と、他方の前記ランド部の前記蒸気流路溝は、前記第2方向に沿って見たときに重なる位置に配置されている、請求項1~5のいずれか一項に記載のベーパーチャンバ用のウィックシート。 - 前記第2蒸気流路部は、前記第1方向において前記ランド部の一側に配置されている、請求項1~6のいずれか一項に記載のベーパーチャンバ用のウィックシート。
- 前記第2蒸気流路部の前記蒸気流路溝と、前記第1方向における前記ランド部の一対の端縁のうち前記第2蒸気流路部が配置されている側の前記端縁との間に、前記第1シートに当接する端縁凸部が設けられている、請求項7に記載のベーパーチャンバ用のウィックシート。
- 前記シート本体に設けられ、前記液流路部と前記第2蒸気流路部とに連通する連通部を備えた、請求項1に記載のベーパーチャンバ用のウィックシート。
- 前記連通部は、前記シート本体を貫通して、前記液流路部から前記蒸気流路溝に延びる貫通孔を含む、請求項9に記載のベーパーチャンバ用のウィックシート。
- 前記液流路部は、第1方向に延びる、前記作動流体の液体が通る複数の液流路主流溝と、前記第1方向とは異なる方向に延びる、前記液流路主流溝に連通する液流路連絡溝と、を有し、
前記液流路主流溝は、前記液流路連絡溝と連通する液流路交差部を更に含み、
前記貫通孔は、前記液流路交差部および前記蒸気流路溝に延びている、請求項10に記載のベーパーチャンバ用のウィックシート。 - 作動流体が封入されるベーパーチャンバの第1シートと第2シートとの間に介在されるベーパーチャンバ用のウィックシートであって、
第1本体面と、前記第1本体面とは反対側に設けられた第2本体面と、を有するシート本体と、
前記シート本体の前記第1本体面から前記第2本体面に延びる貫通空間と、
前記第1本体面に設けられ、前記貫通空間と連通した第1本体面溝部と、
前記第2本体面に設けられ、前記貫通空間と連通した第2本体面溝部と、を備え、
前記シート本体は、第1方向に長手方向を有する、周囲に前記貫通空間が配置されたランド部を有し、
前記第1本体面溝部は、前記第1方向に直交する第2方向において前記ランド部の一方の側縁から他方の側縁に延びる第1溝を有し、
前記第2本体面溝部は、前記第1方向に延びる第2溝を有し、
前記第1溝の前記第1方向における寸法は、前記第2溝の前記第2方向における寸法よりも大きい、ベーパーチャンバ用のウィックシート。 - 第1シートと、
第2シートと、
前記第1シートと前記第2シートとの間に介在された、請求項1~12のいずれか一項に記載のベーパーチャンバ用のウィックシートと、を備えた、ベーパーチャンバ。 - 第1シートと、
第2シートと、
前記第1シートと前記第2シートとの間に介在された、請求項1~11のいずれか一項に記載のベーパーチャンバ用のウィックシートと、
前記作動流体が蒸発する蒸発領域と、を備え、
前記第2蒸気流路部は、前記蒸発領域に配置されている、ベーパーチャンバ。 - ハウジングと、
前記ハウジング内に収容されたデバイスと、
前記デバイスに熱的に接触した、請求項13または14に記載のベーパーチャンバと、を備えた、電子機器。
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