專利名稱:熱管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及熱管及其制造方法,尤其涉及適合應(yīng)用于薄型、且由 平板形所構(gòu)成的熱管。
背景技術(shù):
作為熱管,有由特開2002 - 039693號公報(bào)或特開2004-077120號公報(bào)等所介紹的熱管。這種熱管,是將多片由具有間隙的薄板所構(gòu)成的隔板等重疊,并 在上述重疊板上下重疊外壁構(gòu)件構(gòu)成容器,對由上述間隙所構(gòu)成容器 的內(nèi)空間封入制冷劑而形成。尤其在特開2002 - 039693號〃^才艮所記載 的技術(shù)中,上述多片隔板的重疊是朝向各間隙的寬度方向偏移而形成。然后,通過在容器周邊部,對構(gòu)成上述容器的各構(gòu)件進(jìn)行接合一 體化,而形成容器。另外, 一般對容器內(nèi)空間的制冷劑封入,是利用例如將孔設(shè)置于 熱管的側(cè)面或上面或者下面,并經(jīng)由上述孔將制冷劑注入內(nèi)部后,利 用鉚接等密封上述孔的方法。這種熱管,因?yàn)橐员“鍫顦?gòu)件構(gòu)成熱管,所以具有可提供平坦且 薄型的平面型熱管的優(yōu)點(diǎn)。另外,這種熱管,因各間隙相重疊的部分成為制冷劑流通的流路,而且間隙的偏移部分因毛細(xì)管現(xiàn)象成為移動 制冷劑的移動路,所以具有可提高導(dǎo)熱性的優(yōu)點(diǎn)。
專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2002 - 039693號7>寺艮專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2004 - 077120號公報(bào)可是,這種熱管,雖然具有在薄型且平板狀下可提高導(dǎo)熱性的優(yōu) 點(diǎn),但是為了高效率地冷卻總是高速持續(xù)運(yùn)作且熱量大的CPU(Central Processing Unit)等,在保持薄型下,需要進(jìn)一步提高導(dǎo)熱性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在解決上述的事項(xiàng)而被開發(fā),其目的在于提供一種小型 且薄型的熱管,通過提高液回流特性,而可比以往更提高導(dǎo)熱性。另外,其目的在于提供一種小型且薄型的熱管,通過提高散熱效 果,而可比以往更提能高導(dǎo)熱性。此外,其目的在于提供一種小型且薄型的熱管,通過將來自被冷 卻裝置的熱直接取入熱管,而可比以往更能提高導(dǎo)熱性。此外,其目的在于提供一種熱管,降低脫氣濃度,而可防止內(nèi)部 腐蝕所引起的壽命縮短。此外,其目的在于提供一種熱管,防止熱管因制冷劑的熱膨脹而 發(fā)生變形破損,而可提高熱管的耐熱性、可靠性。此外,其目的在于提供一種小熱管,提高熱管的生產(chǎn)力,而可使 熱管的價(jià)格變得更低,另外可防止熱管的外表面的平坦性因密封構(gòu)件而受損。本發(fā)明的熱管,是在下面具有凹部的平板形上構(gòu)件,和上面具有 凹部的平板形下構(gòu)件之間,介入一片或多片用以形成多條和上述上構(gòu) 板,在上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件的密封空間內(nèi)具備上述蒸氣擴(kuò)散流路.及上述凹部,而且將制冷劑封入上述密封空間內(nèi)的熱管,其特征在于上述中間板,在形成上述蒸氣擴(kuò)散流路部分以外的部分上,形成與上 述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件的凹部連通的垂直方向或垂直 平面兩方向的 毛細(xì)管流路。上述構(gòu)造的熱管優(yōu)選為,介入多片的上述中間板;在各上述中間 板上設(shè)有貫穿孔,通過將上述中間板重疊,而上述貫穿孔各自僅一部地形成用以安裝被冷卻裝置的多個突起。這些上述的構(gòu)造的熱管優(yōu)選為,上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件的平面 形狀是矩形;將中央部作為被冷卻裝置安裝部;上述蒸氣擴(kuò)散流路各 自相對于邊朝向斜方向。并且優(yōu)選為,上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件的平面形狀是矩形;將中 央部作為被冷卻裝置安裝部;上述蒸氣擴(kuò)散流路各自從上述中央部的 被冷卻裝置安裝部形成放射狀。冷卻裝置安裝部的周邊部乃至其附近形成接合用突起;上述下構(gòu)件、合。本發(fā)明的熱管的制造方法,其特征在于將上面具有凹部的平板 形的下構(gòu)件、下面具有凹部的平板形的上構(gòu)件、及設(shè)置于上述上構(gòu)件
及上述下構(gòu)件之間,并對形成多條和上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件的凹部 連通的平面方向的蒸氣擴(kuò)散流路的 一 片或多片平板形的中間板進(jìn)行層壓;對上述下構(gòu)件、上述中間板以及上述上構(gòu)件的彼此應(yīng)直接接合的周邊部、或上述周邊部與被冷卻裝置安裝部的周邊部乃至其附近所形成的接合用突起進(jìn)行熱壓;通過在上述接合用突起的形成位置將上述 下構(gòu)件、上述中間板以及上述上構(gòu)件加以直接接合而形成一體化。在上述方法中,優(yōu)選在下面具有凹部的平板形上構(gòu)件,和上面具 有凹部的平板形下構(gòu)件之間,介入用以形成多條和上述上構(gòu)件及上述 下構(gòu)件的凹部連通的蒸氣擴(kuò)散流路的一片或多片平板形中間板,并以 在上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件的密封空間內(nèi)構(gòu)成上述蒸氣擴(kuò)散流路及上 述凹部的方式層壓;在上述上構(gòu)件或下構(gòu)件的一方,形成上述密封空 間和外部連通的一個或多個制冷劑注入孔;在上述密封空間內(nèi)封入制 冷劑;上述制冷劑注入孔是用由可塑性金屬所構(gòu)成的密封栓密封封孔。另外,優(yōu)選在上述制冷劑注入孔各自的內(nèi)側(cè)面形成一條或多條排 氣槽,該排氣槽,至變成用上述密封栓完全密封封閉上述各制冷劑注 入孔的狀態(tài)為止,將保持外部和內(nèi)部空間連通的狀態(tài),而變成上述完 全密封的狀態(tài)時,被上述密封栓密封封閉。另外,優(yōu)選將各上述制冷劑注入孔作成上部的直徑比下部大;將 密封上述各制冷劑注入孔的上述密封栓表面制成不突出于形成上述制 冷劑注入孔的構(gòu)件外面。另外,優(yōu)選上述密封空間內(nèi)處于減壓狀態(tài)。本發(fā)明的熱管制造方法,其特征在于,具有一體化步驟將上面具有凹部的平板形下構(gòu)件、下面具有凹部的平板形上構(gòu)件、及將形成多條和上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件的凹部連通 的平面方向蒸氣擴(kuò)散流路的一片或多片平板形中間板層壓,對上述下述周邊部和被冷卻裝置安裝部的周邊部乃至其附近所形成的接合用突 起進(jìn)行熱壓,通過在上述接合用突起的形成位置上將上述下構(gòu)件、上述中間板以及上述上構(gòu)件加以直接接合而形成一體化;注入步驟在減壓狀態(tài)下,經(jīng)由在上述上構(gòu)件或下構(gòu)件中的至少 一方所形成的制冷劑注入孔,將制冷劑注入上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件 的密封空間內(nèi);及密封栓密封步驟將作為密封栓的可塑性金屬配置于上述各制冷 劑注入孔上,并利用加壓將上述可塑性金屬壓接,密封上述各制冷劑 注入孑L。根據(jù)本發(fā)明的熱管,因?yàn)槔靡黄蚨嗥虚g板,形成和上構(gòu)件及下構(gòu)件的凹部連通的垂直方向或垂直.平面兩方向的毛細(xì)管流;洛,所以利用蒸氣擴(kuò)散流路的蒸氣擴(kuò)散和毛細(xì)管流路的制冷劑返回,上述 制冷劑變成易循環(huán),液循環(huán)特性提高,進(jìn)而可提供導(dǎo)熱性比以往更高 的小型且薄型的熱管。尤其,通過對形成上述蒸氣擴(kuò)散流路部分以外的部分,更多地設(shè) 置朝向垂直方向或垂直 平面兩方向使制冷劑返回的微細(xì)的毛細(xì)管流 路,而將熱管的大致整個面變成有助于導(dǎo)熱的面積,因而可顯著地提 高導(dǎo)熱效果。
另外在上述構(gòu)造的熱管中,將多片中間板的各貫穿孔的各自 一部 分進(jìn)行重疊而形成毛細(xì)管流路,則可使各毛細(xì)管流^各的平面方向的截 面積,比各中間板的貫穿孔的平面方向的截面積更窄,從而取得了蒸 氣擴(kuò)散作用和毛細(xì)管現(xiàn)象的液循環(huán)作用的平衡,進(jìn)而可使導(dǎo)熱效果變 成最大且最佳。這作為中間板的貫穿孔的加工技術(shù),絕對可制作連比微細(xì)化的極 限更微細(xì)的毛細(xì)管流路。另外,在上構(gòu)件及下構(gòu)件的至少一方的外面, 一體地形成用以安 裝被冷卻裝置的多個突起,通過使被冷卻裝置直接接觸上述突起,可 進(jìn)一步加強(qiáng)該被冷卻裝置的冷卻效果。因此,通過將來自被冷卻裝置 的熱直接導(dǎo)入熱管,而可提供比以往具有更高的導(dǎo)熱性的小型且薄型熱管。因而,例如即使是發(fā)熱量大的5GHz水平的高速CPU(Central Processing Unit),亦可提供可確實(shí)地冷卻的散熱效果大且最佳的熱管。因?yàn)?,如一般的熱管般將在被冷卻裝置的底面的平坦面上粘接時, 將使用熱阻極大的粘接劑,在此情況很難提高導(dǎo)熱率。因此,對于如 CPU般發(fā)熱量大,并要求散熱效果強(qiáng)的被冷卻裝置,無法充分地得到 所需的散熱性的情況較多。而,本發(fā)明的熱管,因?yàn)閷⒍鄠€微細(xì)的突起設(shè)置于應(yīng)配置被冷卻 裝置的部分,并憑借設(shè)置于這些多個突起間的間隙上的粘接劑,可將 被冷卻裝置固定于熱管,所以上述各突起部分和被冷卻裝置直接接觸, 而盡可能地減少了粘接劑使用量,可將來自被冷卻裝置的熱傳至熱管。另外,如果上構(gòu)件及下構(gòu)件的平面形狀是矩形,將被冷卻裝置設(shè) 置于中央部,對邊朝向斜方向形成各蒸氣擴(kuò)散流路,或者由上述中央 部成放射狀地形成各蒸氣擴(kuò)散流路,則由中央部可有效地對角落部散 熱,可使熱管的包含角落部的面積的大致整體面積變得有助于散熱, 而可進(jìn)一步提高散熱效果。如果依據(jù)本發(fā)明的熱管,不僅在下構(gòu)件、中間板以及上構(gòu)件的周 邊部,而且在被冷卻裝置安裝部的周邊部乃至其附近,利用熱管經(jīng)由 接合用突起直接接合,藉此防止熱管因制冷劑的熱膨脹而發(fā)生變形破 損,可提高熱管的耐熱性、可靠性。另外,因?yàn)殡y發(fā)生變形破損,可 延長熱管的壽命。根據(jù)本發(fā)明的熱管的制造方法,因?yàn)閷ο聵?gòu)件、中間板以及上構(gòu) 件的彼此應(yīng)直接接合的周邊部、或上述周邊部與被冷卻裝置安裝部的 周邊部乃至其附近所形成的接合用突起,進(jìn)行熱壓,所以熱、壓力集 中于接合用突起的形成位置上,在這些接合用突起的形成位置可直接 接合,而不需要焊接劑或粘接劑等,就可完成熱管的一體化所不可欠 缺的接合。因此,避免了因焊接劑或粘接劑而有雜質(zhì)混入熱管內(nèi),所以可提 供能夠防止內(nèi)部腐敗所引起的壽命縮短的熱管。此外,可更簡單且迅 速地制造熱管,另外因?yàn)椴皇褂勉y焊接劑等昂貴的粘接構(gòu)件,所以可 降低熱管的價(jià)格。如果依據(jù)本發(fā)明的熱管及熱管的制造方法,則能夠?qū)⒖伤苄越饘?放置于各熱管的制冷劑注入孔上,并對這多支熱管同時進(jìn)行可塑性金 屬的加壓及加熱,而使全部的可塑性金屬產(chǎn)生塑性流動而可同時將制 冷劑密封。于是,和以往分別地對各制冷劑注入孔進(jìn)行鉚接的密封方
法相比,可提高熱管的批量生產(chǎn)性,另外,通過提高批量生產(chǎn)性,而
亦可降低熱管的價(jià)格。
另外,在此情況,用可塑性金屬將制冷劑注入孔密封時,通過作 成經(jīng)由排氣槽進(jìn)行真空脫氣,而即使在上述內(nèi)部空間內(nèi)有令熱管內(nèi)腐 蝕的有害成分,也因?yàn)閮?nèi)部空間內(nèi)的空氣經(jīng)由排氣槽被排出,所以, 可以從內(nèi)部空間內(nèi)確實(shí)地去除有害成分和該空氣,于是降低脫氣濃度, 而可提供可防止內(nèi)部腐蝕所引起的壽命縮短的熱管。
此外,對各制冷劑注入孔,如果將其作成其上部的直徑比下部大, 則'J 、徑的下部完全被填入狀態(tài)的可塑性金屬的殘余部分被納于大徑的 上部內(nèi),不會突出在熱管外面。
因此,可防止產(chǎn)生因密封而損害熱管外面的平坦性的突起。
另外,如果密封后的上述密封空間內(nèi)處于減壓下,則制冷劑的沸 點(diǎn)降低,所以從被冷卻裝置奪熱的制冷劑在比常溫稍高的溫度,利用 蒸氣擴(kuò)散流路的蒸氣擴(kuò)散和毛細(xì)管流路的制冷劑返回,而能夠?qū)崿F(xiàn)上 述制冷劑的循環(huán),提高散熱效果,進(jìn)而可提供比以往更提高導(dǎo)熱性的 小型且薄型的熱管。
圖1為表示第1實(shí)施例熱管的上外面及下外面外觀構(gòu)造的立體圖。
圖2為表示在A-A,剖面的上構(gòu)件、上側(cè)中間板、下側(cè)中間板及 下構(gòu)件的外觀構(gòu)造的立體圖。 圖3是表示上構(gòu)件、上側(cè)中間板、下側(cè)中間板及下構(gòu)件在一體化
時,在A _ A,剖面上的部分正面剖面構(gòu)造及在B - B,剖面上的構(gòu)造的概略圖。
圖4是表示在A - A,剖面的下構(gòu)件下外部外觀構(gòu)造的立體圖。
圖5(A)是表示上構(gòu)件的下內(nèi)面、上側(cè)中間板及下側(cè)中間板的上面 構(gòu)造、及下構(gòu)件的上內(nèi)面構(gòu)造的概略圖,(B)是表示將上側(cè)中間板、下 側(cè)中間板及下構(gòu)件層壓狀況的概略圖。
圖6是表示上側(cè)中間板的貫穿孔和下側(cè)中間板的貫穿孔配置狀況
的才既略圖。
圖7是表示將上側(cè)中間板、下側(cè)中間板及下構(gòu)件層壓時的詳細(xì)構(gòu)
造的概u略圖。
圖8是按照工序順序沿著(A) (E)表示實(shí)施例1的熱管制造方法的 一例的圖,(A)、 (B)、 (D)、 (E)表示剖面圖,另外(C)表示以由上觀察 的開口部分示意圖。
圖9是表示上構(gòu)件的制冷劑注入孔及排氣孔構(gòu)造的平面剖面圖。
圖10是簡單地表示在熱管密封空間內(nèi)的制冷劑循環(huán)現(xiàn)象原理的剖面圖。
圖11是表示通過蒸氣擴(kuò)散流路及毛細(xì)管流路的制冷劑的循環(huán)現(xiàn)象 狀況的詳細(xì)側(cè)剖面圖。
圖12是表示實(shí)施例2的熱管內(nèi)的蒸氣擴(kuò)散流路狀況的外觀圖。
圖13是表示對熱管和單純的銅板所進(jìn)行的有關(guān)熱擴(kuò)散性的模擬結(jié)
果概略圖。
圖14是表示厚度相異的銅板和本發(fā)明的熱管的關(guān)于熱擴(kuò)散性的實(shí) 驗(yàn)結(jié)果的溫度分布圖。
圖15是表示實(shí)施例3的熱管的上構(gòu)件、上側(cè)中間板、下側(cè)中間板 及下構(gòu)件的側(cè)剖面構(gòu)造的剖面圖。
圖16是表示下側(cè)中間板的外觀構(gòu)造、側(cè)剖面構(gòu)造、和在毛細(xì)管中 央形成區(qū)域所形成的中間板中央突起的外觀構(gòu)造概略圖。
圖17是表示實(shí)施例3,在其它實(shí)施形態(tài)時的中間板外觀構(gòu)造的概略圖。
圖18是表示實(shí)施例4的熱管上外面及下外面的外觀構(gòu)造的立體圖。
圖19是表示第4實(shí)施例的熱管的制造方法之一例(1 )的圖,(A) (C)
是按照工序順序表示制造方法的剖面圖。
圖20是表示在下構(gòu)件的上內(nèi)面的整體構(gòu)造的概略圖。
圖21是表示在上構(gòu)件的下內(nèi)面的整體構(gòu)造的概略圖。
圖22是表示實(shí)施例4的熱管制造方法的一例(2)的圖,(A) (C)是 按照工序順序表示制造方法的剖面圖。
圖23是表示形成在上構(gòu)件上的制冷劑注入孔的正面構(gòu)造及側(cè)剖面 構(gòu)造的圖,CA)圖是平面圖,(B)圖是剖面圖。
圖24是表示其它的實(shí)施形態(tài)的制冷劑注入孔或排氣孔的正面構(gòu) 造、側(cè)剖面構(gòu)造及密封構(gòu)件密封時的狀況(l), (A)圖是平面圖,(B)及(C)
圖是剖面圖。
圖25是表示其它實(shí)施形態(tài)的制冷劑注入孔或排氣孔的正面構(gòu)造、 側(cè)剖面構(gòu)造及密封構(gòu)件密封時的狀況(l)的圖,(A)圖是平面圖,(B)及(C)
圖是剖面圖。
主要組件符號說明
1 熱管
2a 上夕卜面
3 下構(gòu)件
3b 上內(nèi)面
5 定位孑L
1 0~蒸氣擴(kuò)散流路
12 密封空間
1 4 突起
1 6~外廓的周邊部
1 8 、 22 平面狀的突起柱
2 1 構(gòu)件側(cè) 一各子狀凹部
2 5 a~第 一 蒸氣擴(kuò)散流路孔
2 5 c~第三蒸氣擴(kuò)散流^各孔 27、 32~貫穿孔
3 1 毛細(xì)管形成區(qū)域
3 3 b 第二蒸氣擴(kuò)散流路孔 3 7~制^令劑注入孑L
3 9 密封構(gòu)件
4 2 印屆'j電3各^反 4 6 銅板
61~蒸氣擴(kuò)散流路 7 1 下構(gòu)件 7 3 ~上側(cè)中間板 7 5 接受部
7 7~區(qū)i成
8 0 毛細(xì)管形成區(qū)域
8 3 毛細(xì)管中央形成區(qū)域 8 6 上側(cè)中央突起
8 8 中間板
9 1 上構(gòu)件
2~上構(gòu)件 2b 下內(nèi)面 3 a 下夕卜面
4 被冷卻裝置安裝部 7 、 8 中間板 1 1 毛細(xì)管流^各 13 被冷卻裝置 14a 粘接樹月旨
1 7 格子狀凹部 20 外廓的周邊部
2 3 、 2 4 周邊部
25b 第二蒸氣擴(kuò)散流路孔 26~毛細(xì)管形成區(qū)域
3 0、 3 5 間壁
3 3 a 第 一 蒸氣擴(kuò)散流路孔 3 3c 第三蒸氣擴(kuò)散流路孔 3 8 4非氣孑L
3 9a 放置部分
4 5 內(nèi)部空間
6 0 熱管
70 表示第3實(shí)施例的熱管
7 2 下側(cè)中間*反 74 上構(gòu)件
7 6、 8 5 中間板中央突起 78 蒸氣擴(kuò)散流路孔
8 2 在毛細(xì)管形成區(qū)域 8 5 中間 一反中央突起
8 7、 89 中間寺反中央附近突起
9 0 熱管
9 1 a 上夕卜面91b 下內(nèi)面 92 制,令齊寸注入孑L 93 4非氣孑L 94~密佳于構(gòu)4牛
95 下構(gòu)件 9 5a 下夕卜面
央突起 突起 部
入孑L
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的熱管具有,將形成蒸氣擴(kuò)散流路及垂直方向(或垂直-平 面兩個方向)的毛細(xì)管流路的一片或多片中間板,介入于具有凹部的 上構(gòu)件和具有凹部的上構(gòu)件之間的結(jié)構(gòu),作為上述上構(gòu)件、下構(gòu)件及
中間板的材料,最適合使用導(dǎo)熱性高的銅。
配置這種熱管被冷卻裝置,例如IC(半導(dǎo)體集成電路裝置)、LSI(大 規(guī)模集成電路裝置)或CPU等的被冷卻裝置安裝部,雖然被設(shè)置于上構(gòu) 件和下構(gòu)件的其中一方,例如設(shè)置于下構(gòu)件的外側(cè)(下側(cè))面中央,但是 在如CPU等的散熱量多的被冷卻裝置的情況,優(yōu)選將突起和上述被冷 卻裝置安裝部配置成一體。
即,可通過將粘接劑介入于無突起的空隙部分的同時,另夕|、一方 面使突起直接接觸被冷卻裝置,進(jìn)而將被冷卻裝置安裝固定于被冷卻 裝置安裝部的所希望的位置下,能夠不經(jīng)由粘接劑而將來自被冷卻裝 置的熱迅速地傳至熱管 一 側(cè)。
一日,-J日,
中央接間 注
部板中連空槽劑
HH邊間側(cè)側(cè)封氣冷部
""周中下上密排制上
第第
~ ~02602400
6800011123
9911111111
起部起
突接突間
面oo用連用空部
內(nèi)2 4合側(cè)合部口床氣部
上"多接下接內(nèi)開壓排下
b~ ~ 15713611
579000-1-1-1 23
999 I- I-111111
構(gòu)成熱管外廓的上構(gòu)件和下構(gòu)件的平面形狀是矩形時,蒸氣擴(kuò)散 流路的方向雖然可以和熱管的長邊或短邊平行,但是將其作成傾斜較 佳。因?yàn)?,在和熱管的長邊或短邊平行的情況時,由熱管的中央部向 外側(cè)無法有效地散熱,而作成傾斜的情況時,可向角落部有效地散熱。
尤其,在由熱管中央部的被冷卻裝置放射狀地形成蒸氣擴(kuò)散流路 時,被冷卻裝置可從所配置的熱管中央部向包括四角落的全角落部周 圍整體、普遍并高效率散熱。因此,可提高導(dǎo)熱效果,可說最適合作
為熱管。
在此,在中間板有多片的情況,在各中間板的蒸氣擴(kuò)散流路孔相 重疊的區(qū)域,成為和上構(gòu)件及下構(gòu)件的凹部連通的寬區(qū)域,形成變成 蒸氣的制冷劑朝向平面方向流動的流路(以下將其稱為蒸氣擴(kuò)散流路)。 此外,中間板為l片時,蒸氣擴(kuò)散流路孔本身成為蒸氣擴(kuò)散流路。
蒸氣擴(kuò)散流路的形狀可以是帶狀或梯形、或者寬度尺寸由中央部 向周邊部逐漸變寬或變窄,或者可以是其它的各種形狀。
在中間板為多片的情況,可將重疊的蒸氣擴(kuò)散流路孔作成完全重 疊,也可作成蒸氣擴(kuò)散流路孔朝向?qū)挾确较蚱?。此外,在后述的?shí) 施例項(xiàng)目所記載的實(shí)施例中,中間板以蒸氣擴(kuò)散流路孔在寬度方向不 偏移的方式重疊。
另外,在中間板為多片的情況,通過將這些中間板重疊,而形成 重疊的貫穿孔,將上構(gòu)件及下構(gòu)件的凹部連通,并形成制冷劑朝向垂 直方向或垂直、平面兩方向流動的流路(以下將其稱為毛細(xì)管流路)。此 外,亦有以相異的型式形成各中間板的貫穿孔的情況,亦有以相同的
型式形成各中間板的貫穿孔的情況。另外,中間板為1片時,貫穿孔 本身成為毛細(xì)管流^各。
即,可得到以各中間板的各貫穿孔的位置、形狀、大小完全一致,
樣的毛細(xì)管流路的方式,形成將中間板設(shè)置于上構(gòu)件和下構(gòu)件的間的形態(tài)。
在此情況的貫穿孔,進(jìn)而毛細(xì)管流路的形狀,可以例如是矩形(例
如正方形或長方形),也可在其角具有圓角R。另外,基本上雖然是矩
形,但是也可作成其一部分乃至全部的邊的面為波狀、鈹狀等,也可 做成其表面積變寬。因?yàn)?,毛?xì)管流路的內(nèi)側(cè)面的表面積越寬,冷卻 效果越變強(qiáng)。另外,毛細(xì)管流路的形狀可以是六角形,可以是圓形, 還可以是橢圓形。
可是,為了更小地形成毛細(xì)管流路的截面積,該截面積是從與平 板形的上構(gòu)件及下構(gòu)件的平面部平行的方向所看到的毛細(xì)管流路截面 積,而將多片中間板作成比其貫穿孔之間完全重疊的位置適當(dāng)?shù)仄疲?而僅部分重疊時,可使毛細(xì)管流路的實(shí)質(zhì)的截面積制成比各中間板的 貫穿孔的平面方向的截面積小。
具體而言,例如在中間板為2片的情況,且上述2片中間板的貫 穿孔的大小、形狀、配置間距相同時,將其配置位置朝向既定方向(如, 橫方向(后述的圖l(A)的XI方向))僅挪移上述配置間距的1/2,則可 使毛細(xì)管流路的實(shí)際截面積變小至各中間板的貫穿孔的截面積的約 1/2。
此外,將2片中間板的貫穿孔的配置位置,朝向和上述一方向交
叉的方向(例如縱向(后述的圖1 (A)的Y1方向))同樣挪移時,可使毛細(xì) 管流路的實(shí)際截面積變小至各中間板的貫穿孔的截面積的約1/4。
另外,各中間板中,在將貫穿孔有偏差地配置時,形成制冷劑不 僅朝向垂直方向,或者朝向垂直、平面兩方向流動的毛細(xì)管流路。
另外,上述上構(gòu)件及下構(gòu)件的凹部,雖然在以下的實(shí)施例中利用 突起柱隔開而形成格子狀,但是還可形成其它的例如網(wǎng)孔等的形狀圖 案。與其對應(yīng),突起柱的橫截面呈正方形、橢圓形、多角形、星形的 柱狀。上構(gòu)件或下構(gòu)件單體的板厚在500 2000pm的范圍內(nèi),凹部的深 度(即,突起柱的高度)在100 1000|im的范圍內(nèi)。此外,中間板的板 厚在50~500(im的范圍內(nèi)。
另外,關(guān)于熱管的制造,作為下構(gòu)件、中間板以及上構(gòu)件,可將 接合用突起設(shè)置在彼此應(yīng)直接接合的構(gòu)件的應(yīng)接合部分一側(cè),各自分 開制造,進(jìn)而,在對準(zhǔn)位置后加以層壓,并以熱壓直4妻才妻合而一體化,
在此,直接接合是指在貼緊的狀態(tài)下,通過對將要接合的第一及 第二面部一面進(jìn)行加壓的同時,施加熱處理,而利用作用于第一及第 二面部間的原子間力將原子相互堅(jiān)固地接合。因而,不使用粘接劑等, 就可將第一及第二面部加以一體化。
在此情況的接合用突起,例如框形地形成于上構(gòu)件或中間板的周 圍。然后,在減壓下(例如真空中),經(jīng)由在熱管的一部分(例如上構(gòu)件 或下構(gòu)件)上制作的2個制冷劑注入孔(一個為制冷劑注入孔,另夕|、一個 為排氣孔)注入既定量的制冷劑。接著,通過以可塑性金屬將制冷劑注入孔(一個為制冷劑注入孔,另外一個為排氣孔)密封,而完成熱管的制造。此外,作為利用上述熱壓直接接合的條件,上述加壓壓力在優(yōu)選40 150kg/cm2的范圍內(nèi),溫度在250 400°C的范圍內(nèi)。關(guān)于制冷劑的注 入量,例如為水的場合,優(yōu)選設(shè)為和貫穿孔的總體積相等。在上述熱管,在下構(gòu)件、中間板以及上構(gòu)件的周邊部以及被冷卻 裝置安裝部的周邊乃至其附近形成接合用突起,這些下構(gòu)件、中間板 以及上構(gòu)件利用熱壓經(jīng)由接合用突起直接接合。因而,在被冷卻裝置 安裝部的周邊部乃至其附近也能夠直接接合而可實(shí)施一體化,防止熱 管因制冷劑的熱膨脹而發(fā)生變形破損,可提高熱管的耐熱性、可靠性。 另外,因?yàn)椴灰装l(fā)生變形破損,可使熱管的壽命變長。即,在上述熱管,可防止制冷劑的溫度因由被冷卻裝置所產(chǎn)生的(以下將其稱為爆米花現(xiàn)象)的發(fā)生。被冷卻裝置安裝部的周邊部乃至其 附近所形成的接合用突起,例如只要至少一個以上即可,另外其形狀 是角柱(包含正方形柱或長方形柱等)、圓柱、橢圓柱都可。而,密封能以如下所示的批量生產(chǎn)性高的方法進(jìn)行。在此情況,在以熱壓將下構(gòu)件、中間板以及上構(gòu)件直接接合而一 體化的熱管(在此階段為未完成的狀態(tài)),對上構(gòu)件和下構(gòu)件的其中一 方,設(shè)置例如2個制冷劑注入孔(一個為制冷劑注入孔,另夕|、一個為排氣孔)(制冷劑注入孔未必要多個,亦可是1個),在大氣壓下對內(nèi)部密 封空間(在此階段尚未密封)內(nèi)注入既定量的制冷劑。然后,將焊劑等的 可塑性金屬(密封栓)放置于各制冷劑注入孔。
在此狀態(tài)下,在低溫(0。C 常溫(例如約25。C))下經(jīng)由排氣槽,利用 減壓進(jìn)行真空脫氣(例如氣壓0.5KPa)例如約IO分鐘,然后,在上述低 溫狀態(tài)下,利用壓床由上對密封構(gòu)件施加加壓(10 80kg/cm、數(shù)分鐘, 而進(jìn)4刊氐溫加壓變形。依以上的方式,通過進(jìn)^M氐溫真空加壓處理, 而將制冷劑注入孔暫時密封。此時用可塑性金屬將制冷劑注入孔密封。接著,低溫真空加壓處理結(jié)束時,在高溫(常溫(例如約25°C) 180 。C)下、真空度例如為0.5Kpa,再利用壓床由上對可塑性金屬施加加壓 (30 150kg/cm2),例如約進(jìn)行10分鐘。因而,上述可塑性金屬產(chǎn)生塑 性流動,產(chǎn)生高溫加壓變形,通過可塑性金屬,變?yōu)楦鼒?jiān)固地密封制 冷劑注入孔的狀態(tài)。根據(jù)這種熱管的制造方法,將可塑性金屬放置于各熱管的制冷劑 注入孔上,并對這些多個熱管同時進(jìn)行可塑性金屬的加壓及加熱,而 使全部的可塑性金屬產(chǎn)生塑性流動,進(jìn)而可同時將制冷劑密封。于是, 和以往對各制冷劑注入孔個別地進(jìn)行鉚接的密封方法相比,因?yàn)榭赏?時且可在平面上簡單地將熱管密封,所以可提高熱管的批量生產(chǎn)性。 另外,通過提高批量生產(chǎn)性,而能夠降低熱管的價(jià)格。另外,關(guān)于制冷劑注入孔的配置,如果作成一側(cè)(例如制冷劑注入 孔)位于矩形的熱管的一方的角落部,另外一側(cè)(例如排氣孔)位于上述 角落部的對角位置時,可簡單順暢地對熱管內(nèi)部整體供給制冷劑。另外,密封后的密封空間將變得比大氣壓低的低壓狀態(tài),所以制 冷劑的沸點(diǎn)降低,從被冷卻裝置奪熱的制冷劑在比常溫稍高的溫度下 氣化并向蒸氣擴(kuò)散流路擴(kuò)散,在熱管整體可達(dá)成熱均勻化。在此情況 的密封空間的壓力優(yōu)選在0.3 0.8Kpa。
另外,可將制冷劑注入孔作成上部的直徑比下部大的形狀。這樣 則能夠?qū)⑼耆钊胄降南虏康臓顟B(tài)的可塑性金屬殘余部分收納于大 徑的上部內(nèi),不會由熱管外面突出。因此,可防止產(chǎn)生因密封而損害熱管外面的平坦性的突起。此外,構(gòu)成熱管本體的上構(gòu)件、中間板以及下構(gòu)件優(yōu)選是導(dǎo)熱性 佳的銅、銅合金、鋁、鋁合金、鐵、鐵合金、不銹鋼等,另外,制冷 劑優(yōu)選是水(純水、蒸餾水等)、乙醇、曱醇、丙酮等。實(shí)施例1以下,根據(jù)圖示的實(shí)施例說明本發(fā)明。圖l(A)及(B)是表示第1實(shí)施例的熱管1的上外面及下外面的外觀 構(gòu)造圖。上述熱管1具備由導(dǎo)熱性高的銅等的高導(dǎo)熱材料所形成的上構(gòu)件2及下構(gòu)件3,將例如IC(半導(dǎo)體積體裝置)、LSI(大規(guī)模集成電路 裝置)或CPU等的被冷卻裝置13安裝在設(shè)置于下構(gòu)件3的下外面3a 的中央部的被冷卻裝置安裝部4上。上構(gòu)件2及下構(gòu)件3在構(gòu)造上,平板形的平面部例如由矩形(正方 形)構(gòu)成,上外面2a無凹凸,而可^是高向i更攜式才幾器或小型才幾器內(nèi)的組 裝的自由度。另外,在上構(gòu)件2及下構(gòu)件3上,在4個角落部各自鉆 設(shè)有定位孔5,根據(jù)上述定位孔5將上構(gòu)件2及下構(gòu)件3定位,在此狀 態(tài)重疊并加以直4妻4妻合。在此,圖2是表示圖1A-A,剖面部分的上構(gòu)件2、上側(cè)中間板7、 下側(cè)中間板8及下構(gòu)件3的外觀構(gòu)造圖,在該熱管1的上構(gòu)件2及下 構(gòu)件3之間,根據(jù)定位孔5將上側(cè)中間板7及下側(cè)中間板8定位,并
依次層壓。另外,圖3(A)表示將上構(gòu)件、上側(cè)中間板、下側(cè)中間板及下構(gòu)件呈一體化時的部分正面剖面構(gòu)造,圖3(B)表示圖3(A)B-B,剖 面,如圖3(A)及(B)所示,通過這些下側(cè)中間板8及上側(cè)中間板7形成 蒸氣擴(kuò)散流路10及毛細(xì)管流路11 。在此,在熱管1內(nèi)的密封空間l2內(nèi)將由水所構(gòu)成的制冷劑(未圖示) 減壓,并封入既定量,該制冷劑利用來自被冷卻裝置13的熱可在蒸氣 擴(kuò)散流路10及毛細(xì)管流路11循環(huán)。實(shí)際上,在上述熱管1,制冷劑利用來自被冷卻裝置13的熱被加 溫而蒸發(fā),而蒸氣經(jīng)由朝向在對角線的角落部之間的方向平行的平面 方向(由和由平板形構(gòu)成的上構(gòu)件2及下構(gòu)件3的平面部平行的第1圖 中的XI方向、及和上述平面部平行且和XI方向正交方向的Yl方向 構(gòu)成的方向)延伸的多條蒸氣擴(kuò)散流路10向周邊部側(cè)擴(kuò)散的同時,在周 邊部側(cè),因散熱而凝結(jié)并液化的制冷劑,利用毛細(xì)管現(xiàn)象通過垂直方 向(和XI方向及Yl方向垂直的方向)的毛細(xì)管流3各11、和形成于下構(gòu)構(gòu)件側(cè)格子狀凹部)17,再回到中央部側(cè),連續(xù)地重復(fù)進(jìn)行這種制冷劑 的循環(huán)現(xiàn)象。因而,在熱管1中,利用制冷劑蒸發(fā)時的潛熱,從被冷 卻裝置13奪熱,并在上構(gòu)件2的整個面和被冷卻裝置安裝部4以外的 下構(gòu)件3、及蒸氣擴(kuò)散流路10上進(jìn)行散熱,藉此可高效率地冷卻該被 冷卻裝置13。因此,設(shè)置于下構(gòu)件3下外面3a的中央部的被冷卻裝置安裝部 4(圖l(B)),是對應(yīng)于被冷卻裝置13的形狀(在此情況,大致正方形)而 形成,如表示在圖1(B)A-A,剖面的下構(gòu)件的構(gòu)造的圖4所示,具有多 個配合被冷卻裝置13外廓并由小面積構(gòu)成的突起14。
在本實(shí)施形態(tài)的情況,在15000fxm正方的被冷卻裝置安裝部4, 以間隔等距離(在此情況,500 1000|im節(jié)距)規(guī)則地配置突起14,該置 突起14是由角柱狀構(gòu)成,而由四邊形構(gòu)成的前端面為50 300pm正方。在被冷卻裝置安裝部4上,將例如環(huán)氧類樹脂或硅類粘接樹脂等 的粘接樹脂14a設(shè)置于無突起14的空隙部分,將被冷卻裝置13粘在 該粘接樹脂14a。因而,被冷卻裝置13和這些多個突起14的前端面, 可直接密接,而不必經(jīng)由粘接劑等。圖5(A)是表示圖1A-A,剖面部分的上構(gòu)件、上側(cè)中間板及下側(cè)中 間板的上面構(gòu)造圖,圖5(B)是表示將上側(cè)中間板、下側(cè)中間板及下構(gòu) 件層壓時的狀況圖。如圖5(A)所示,在下構(gòu)件3上,除了鉆設(shè)于角落 部的定位孔5的周圍,和成為外廓的周邊部16以外之處,形成下構(gòu)件分別設(shè)有將前端部作成平面狀的突起柱18。此外,在本實(shí)施形態(tài)中, 下構(gòu)件3的厚度如約為800(im,在上述下構(gòu)件3的上內(nèi)面3b上形成有 深度例如約為200)im的下構(gòu)件側(cè)才各子狀凹部17。另外,在上構(gòu)件2上,除了鉆設(shè)于角落部的定位孔5的周圍,和 成為外廓的周邊部20以外,在下內(nèi)面2b整個面上形成有由既定的深上構(gòu)件側(cè)格子狀凹部21所劃分的各區(qū)域上,分別設(shè)置有將前端部作成 平面狀的突起柱22。此外,在本實(shí)施形態(tài)的情況,上構(gòu)件2與下構(gòu)件3具有相同的形 狀及尺寸,例如厚度選定為約800|im,而且在構(gòu)造上在該上構(gòu)件2的 下面形成有深度例如約200(im的上構(gòu)件側(cè)一各子狀凹部21,在該下內(nèi)面 2b上規(guī)則地形成有前端部由平面狀構(gòu)成的四角柱形的突起柱22。上側(cè)中間板7及下側(cè)中間板8是厚度為例如約100pm的平板形, 由銅等高導(dǎo)熱材料構(gòu)成,外廓的形狀和上構(gòu)件2及下構(gòu)件3相同,因 而在構(gòu)造上,周邊部23、 24和上構(gòu)件2及下構(gòu)件3的周邊部16、 20一致。如圖5(A)所示,在上側(cè)中間板7上,以貫穿厚度的方式鉆設(shè)有和 下側(cè)中間板8 —起形成蒸氣擴(kuò)散流路10的第一蒸氣擴(kuò)散流路孔25a、 第二蒸氣擴(kuò)-敬流5各孔25b、以及第三蒸氣擴(kuò)散流;洛孔25c。而且在和這 些第一蒸氣擴(kuò)散流路孔25a、第二蒸氣擴(kuò)散流路孔25b、以及第三蒸氣 擴(kuò)散流路孔25c依次互交地設(shè)置有毛細(xì)管形成區(qū)域26,如圖5(B)所示, 將和下側(cè)中間板8 —起形成毛細(xì)管流路11的多個貫穿孔27按照第一 型式(后述)鉆設(shè)于該毛細(xì)管形成區(qū)域26上。在此,帶狀地形成第一蒸氣擴(kuò)散流路孔25a、第二蒸氣擴(kuò)散流路孔 25b、以及第三蒸氣擴(kuò)散流路孔25c,并且以在對角線上的一對角落部 之間進(jìn)行延伸的方式形有第 一 蒸氣擴(kuò)散流路孔25a,在該第 一蒸氣擴(kuò)散 流路孔25a的兩側(cè),以具有既定距離的間隔,且平行地形成第二蒸氣 擴(kuò)散流路孔25b及第三蒸氣擴(kuò)散流路孔25c。在毛細(xì)管形成區(qū)域26中,具有格子狀的間壁30,由該間壁30所 劃分的各區(qū)域成為貫穿孔27。該貫穿孔27呈四邊形,作為第一型式, 按照既定間隔規(guī)則地被配置,而且和上側(cè)中間板7的外廓的周邊部四 邊各自平行的方式配置其各四邊。因而,在本實(shí)施形態(tài)的情況,貫穿
孔27的寬度選定為例如約280(im,而且間壁30的寬度選定為例如約 70,。另夕l、一方面,雖然和上側(cè)中間板7 —樣地形成下側(cè)中間板8,但是 在毛細(xì)管形成區(qū)域31以第二型式(后述)形成貫穿孔32上是相異。即, 在下側(cè)中間板8上,以貫穿厚度的方式鉆設(shè)和上側(cè)中間板7 —起形成 蒸氣擴(kuò)散流路10的第一蒸氣擴(kuò)散流路孔33a、第二蒸氣擴(kuò)散流路孔 33b、以及第三蒸氣擴(kuò)散流路孔33c,而且在和這些第一蒸氣擴(kuò)散流路 孔33a、第二蒸氣擴(kuò)散流路孔33b、以及第三蒸氣擴(kuò)散流^各孔33c依次 相交地設(shè)置的各毛細(xì)管形成區(qū)域31上,按照第二型式(后述)鉆設(shè)和上 側(cè)中間板7 —起形成毛細(xì)管流路11的多個貫穿孔32。在此,第一蒸氣擴(kuò)散流路孔33a、第二蒸氣擴(kuò)散流^各孔33b、以及 第三蒸氣擴(kuò)散流路孔33c如圖3(A)及(B)所示,形成為和上側(cè)中間板7 的第一蒸氣擴(kuò)散流路孔25a、第二蒸氣擴(kuò)散流路孔25b、以及第三蒸氣 擴(kuò)散流路孔25c相同的形狀及位置,和上述上側(cè)中間板7的第一蒸氣 擴(kuò)散流路孔25a、第二蒸氣擴(kuò)散流路孔25b、以及第三蒸氣擴(kuò)散流路孔 25c無偏差i也重疊。因而,在上側(cè)中間板7的第一蒸氣擴(kuò)散流路孔25a、第二蒸氣擴(kuò)散 流路孔25b 、以及第三蒸氣擴(kuò)散流路孔25c,和下側(cè)中間+反8的第 一 蒸 氣擴(kuò)散流路孔33a、第二蒸氣擴(kuò)散流路孔33b、以及第三蒸氣擴(kuò)散流路 孔33c重疊的區(qū)域上,可形成從上構(gòu)件2的上構(gòu)件側(cè);格子狀凹部21至 下構(gòu)件3的下構(gòu)件側(cè)格子狀凹部17為止連通并廣范圍連續(xù)的寬區(qū)域蒸 氣擴(kuò)散流5各10。 如圖5(B)所示,這些蒸氣擴(kuò)散流路10的形狀為,和第一蒸氣擴(kuò)散流路孔33a、第二蒸氣擴(kuò)散流路孔33b、以及第三蒸氣擴(kuò)散流路孔33c 相同的帶狀,可配置成和位于對角線上的一對角落部之間的方向平行。另外,在毛細(xì)管形成區(qū)域31上形成有格子狀的間壁35,由該間壁 35所劃分的各區(qū)域成為貫穿孔32(圖5(A))。上述貫穿孔32由四邊形構(gòu) 成,作為第二型式,和第一型式一樣,按照既定間隔規(guī)則地配置,而 且以和下側(cè)中間板8的外廓的周邊部的四邊各自平行的方式配置其各 四邊,只是與上側(cè)中間板7的貫穿孔27偏移既定距離。圖6是表示上側(cè)中間板7的貫穿孔27和下側(cè)中間板8的貫穿孔32 的配置狀況的示意圖。在本實(shí)施形態(tài)的情況,作為第二型式,下側(cè)中 間板8的貫穿孔32的中心部01 ,朝向在上側(cè)中間板7的貫穿孔27 — 側(cè)的邊方向(X2方向)僅偏移邊長的1/2,而且朝向和在上側(cè)中間板7的 貫穿孔27的X2方向正交的另夕l、一側(cè)邊方向(Y2方向^又偏移邊長的 1/2。即,在下側(cè)中間板8中,以和上側(cè)中間板7的貫穿孔27的中心部 03 —致的方式,配置間壁35的交叉部分02,該間壁35的交叉部分 02相當(dāng)于下側(cè)中間板8相鄰4個貫穿孔32的中央部分。進(jìn)而在上側(cè) 中間板7的一個貫穿孔27的區(qū)域內(nèi),將下側(cè)中間板8的4個貫穿孔32 重疊,而可形成4條毛細(xì)管流;洛11。在此,圖7是表示將上側(cè)中間板7、下側(cè)中間板8及下構(gòu)件3層壓 時的詳細(xì)構(gòu)造圖。如圖7所示,在上側(cè)中間板7及下側(cè)中間板8上形 成,在上側(cè)中間板7的各貫穿孔27上,各自可形成由該貫穿孔27的 面積的約1/4的毛細(xì)管流;洛11。因而,在上側(cè)中間玲反7及下側(cè)中間斧反8 上,可形成更多遠(yuǎn)小于上側(cè)中間板7的貫穿孔27,且細(xì)劃分的,表面積大的毛細(xì)管流3各11。其次,說明熱管1的制造方法如下。圖8(A) (C)是表示熱管1的 制造方法的一例,如圖8(A)所示,首先準(zhǔn)備下構(gòu)件3、下側(cè)中間板8、 上側(cè)中間板7以及上構(gòu)件2后,自下依次進(jìn)行層壓。在此,圖9是表示在上構(gòu)件2的制冷劑注入孔37及排氣孔38構(gòu) 造的平面剖面圖,如圖9所示,對上構(gòu)件2,在下內(nèi)面2b的周邊部20 的一部分加工制冷劑注入孔37及排氣孔38。另外,對上構(gòu)件2,除了 制冷劑注入孔37及排氣孔38以外,在周邊部20上形成由下內(nèi)面2b 突出的框形的接合用突起40a。因而,上構(gòu)件2經(jīng)由接合用突起40a可 和上側(cè)中間板7直接接合。另外,在上側(cè)中間板7上,沿著周邊部23形有從下面所突出的框 狀接合用突起40b,并經(jīng)由接合用突起40b可和下側(cè)中間板8直接接合。 另外,在下側(cè)中間板8上,沿著周邊部24形成有從下面所突出的框狀 的接合用突起40c,并經(jīng)由接合用突起40c可和下構(gòu)件3直接接合。因而,在本實(shí)施形態(tài)的情況,接合用突起40a、 40b、以及40c的 高度可選定為例如約35(im,寬度可選定為例如約50|im。另外,對下構(gòu)件3,也和上構(gòu)件2—樣,設(shè)有制冷劑注入孔37及 排氣孔38。然后,根據(jù)定位孔5,將下構(gòu)件3、下側(cè)中間板8、上側(cè)中 間板7以及上構(gòu)件2定位,藉此可在使外廓的周邊部16、 20、 23以及 24全部一致的在最佳位置重疊并層壓。因而,在上構(gòu)件2及下構(gòu)件3之間,通過上側(cè)中間板7的第一蒸 氣擴(kuò)散流路孔25a、第二蒸氣擴(kuò)散流路孔25b、以及第三蒸氣擴(kuò)散流路
孔25c,和下側(cè)中間板8的第一蒸氣擴(kuò)散流路孔33a、第二蒸氣擴(kuò)散流 路孔33b、以及第三蒸氣擴(kuò)散流路孔33c的重疊而可形成多條和一對角 落部之間方向平行且朝向周邊部16、 20延伸的蒸氣擴(kuò)散流路IO(圖 3(A))。同時,在上構(gòu)件2及下構(gòu)件3之間,通過上側(cè)中間々反7的毛細(xì)管 形成區(qū)域26和下側(cè)中間板8的毛細(xì)管形成區(qū)域31的重疊,而在形成 蒸氣擴(kuò)散流路10以外的部分可形成多條微細(xì)的毛細(xì)管流路11。接著,在最佳的位置,對下構(gòu)件3、下側(cè)中間板8、上側(cè)中間板7 以及上構(gòu)件2進(jìn)行層壓的狀態(tài)下, 一面將這些下構(gòu)件3、下側(cè)中間板8、 上側(cè)中間板7以及上構(gòu)件2以熔點(diǎn)以下的溫度加熱, 一面加壓(即熱壓 (溫度例如為300。C,壓力例如為100kg/cm2)),而直4妻接合。根據(jù)以上的方式,如第8(B)圖所示,在下構(gòu)件3、下側(cè)中間板8、 上側(cè)中間板7以及上構(gòu)件2上,利用接合用突起40a、 40b以及40c, 將周邊部16、 20、 23以及24直接接合,藉此加以一體化,而熱管1 的內(nèi)部空間45和外部^又經(jīng)由制冷劑注入孔37及排氣孔38而變成連通 的狀態(tài)。接著,以制冷劑注入孔37及排氣孔38配置于上方的方式,將熱 管1豎立于放置臺(未圖示)上后,在大氣壓下由該制冷劑注入孔37向 熱管1的內(nèi)部空間45內(nèi)注入既定量的液態(tài)制冷劑。此時,熱管1的內(nèi) 部空間45內(nèi)的空氣由排氣孔38排放。此外,關(guān)于制冷劑的封入量, 例如在水的情況,優(yōu)選設(shè)為和毛細(xì)管流路的總體積相等。然后,對熱管1的內(nèi)部空間45內(nèi)已完成制冷劑的注入時,如圖8(C) 及(D)所示,將球體狀的密封構(gòu)件39放置于制冷劑注入孔37及排氣孔 38部分。在此狀態(tài)下,經(jīng)由制冷劑注入孔37及排氣孔38和密封構(gòu)件 39的間隙,在低溫(0。C 常溫(例如約25。C))下利用減壓進(jìn)行真空脫氣 (例如氣壓0.5KPa),例如約進(jìn)行10分鐘,然后,在上述低溫狀態(tài)下, 利用壓床(未圖示)由上對密封構(gòu)件39施加加壓(10 80kg/cm"數(shù)分鐘, 而進(jìn)行低溫加壓變形。依以上的方式,通過進(jìn)行低溫真空加壓處理, 而將制冷劑注入孔37及排氣孔38暫時密封。此時制冷劑注入孔37及 排氣孔38將會被密封構(gòu)件39所密封。因此,進(jìn)行真空脫氣的溫度最好為2(TC左右的低溫,且令密封構(gòu) 件39低溫加壓變形的壓力最好為60kg/cm"左右。在此,制冷劑注入孔37及排氣孔38,如圖8(C)所示,由長度方向 為600|im、寬度方向?yàn)?00|im的矩形構(gòu)成,在密封構(gòu)件39的由截面 圓形所構(gòu)成的放置部分39a和角落部附近之間可形成間隙。因而,在 制冷劑注入孔37和排氣孔38,在用密封構(gòu)件39密封時,經(jīng)由間隙可 進(jìn)行內(nèi)部空間45的排氣。接著,低溫真空加壓處理結(jié)束時,在高溫(常溫(例如約25°C) 180 。C)下、真空度例如為0.5Kpa,再利用壓床由上對密封構(gòu)件39施加加 壓(30 150kg/cm"例如約10分鐘。因而,上述可塑性金屬產(chǎn)生塑性流 動而產(chǎn)生高溫加壓變形,如圖8(E)所示,密封構(gòu)件39變成密封栓,成 為更堅(jiān)固地封閉制冷劑注入孔37及排氣孔38的狀態(tài)。因而,內(nèi)部空 間45變成密封空間12,進(jìn)而可制造封入制冷劑的熱管1。因此,作為再進(jìn)行加壓時的溫度,優(yōu)選是約120。C的高溫,另外, 作為使密封構(gòu)件39產(chǎn)生高溫加壓變形的壓力,優(yōu)選是約100kg/cm2。
在此,圖IO(A)是表示在熱管1的蒸氣擴(kuò)散流路10的位置的側(cè)剖面構(gòu)造圖,是表示來自被冷卻裝置13的熱的傳導(dǎo)狀態(tài)的示意圖,圖10(B) 是和圖IO(A)—樣地表示在熱管1的蒸氣擴(kuò)散流路10的位置的側(cè)剖面 構(gòu)造圖,是表示蒸氣擴(kuò)散的狀況的示意圖。另外,圖IO(C)是表示在熱管1的毛細(xì)管流路11的位置的側(cè)剖面 構(gòu)造圖,是表示制冷劑通過毛細(xì)管流路11并被引至下構(gòu)件側(cè)格子狀凹 部17為止的狀況的示意圖,圖IO(D)和圖IO(C)—樣是表示在熱管1的 毛細(xì)管流路11的位置的側(cè)剖面構(gòu)造圖,是表示制冷劑通過下構(gòu)件側(cè)格 子狀凹部17并被引至中央部為止的狀況的示意圖。在以上的構(gòu)造中,在上述熱管1中通過將和位于對角線的一對角 落部之間的方向平行并朝向周邊部16、 20延伸的蒸氣擴(kuò)散流路10設(shè) 置于密封空間12內(nèi),而如圖IO(A)所示,制冷劑吸收例如來自于被放 置于印刷電路板42的被冷卻裝置13的熱量,因而制冷劑被加溫而蒸 發(fā)時,蒸氣被引至無阻力的蒸氣擴(kuò)散流路10,如圖IO(B)所示,蒸氣通 過蒸氣擴(kuò)卞在流3各10并向周邊部16、 20側(cè)擴(kuò)散,蒸氣在熱管1的周邊 部16、 20散熱并埃是結(jié)。另外,在上述熱管1,通過在形成蒸氣擴(kuò)散流路10以外的部分形 成多條ITi細(xì)的毛細(xì)管流;洛11,而如第IO(C)圖所示,在周邊部16、 20 側(cè)或上構(gòu)件2、毛細(xì)管流路11散熱并凝結(jié)而液化的制冷劑,利用毛細(xì) 管現(xiàn)象通過毛細(xì)管流路11,并被引至下構(gòu)件側(cè)格子狀凹部17,如第 IO(D)圖所示,經(jīng)由上述下構(gòu)件側(cè)^"子狀凹部17可再回到中央部側(cè)(即 被冷卻裝置安裝部4側(cè))。根據(jù)以上的方式,在熱管1,通過連續(xù)地進(jìn) 行如圖10(A) (D)所示的制冷劑循環(huán)而用制冷劑蒸發(fā)時的潛熱,從被冷 卻裝置13奪熱并散熱,可高效率地冷卻被冷卻裝置13。另外,在上述熱管1中,作成只是以僅根據(jù)定位孔5使上側(cè)中間板7及下側(cè)中間板8周邊部一致的方式重疊,使鉆設(shè)于該上側(cè)中間板7 的貫穿孔27和鉆設(shè)于下側(cè)中間板8的貫穿孔32部分重疊,并僅偏離 既定3巨離。因而,在熱管1中,利用下側(cè)中間板8的間壁35將上側(cè)中間板7 的貫穿孔27分割成多個,作為對上側(cè)中間板7或下側(cè)中間板8的貫穿 孔27、 32的加工技術(shù),可容易地形成比微細(xì)化的極限更微細(xì)的毛細(xì)管 流路11 。而且,在這種熱管1,因?yàn)槊?xì)管流路11越微細(xì),可使毛細(xì)管現(xiàn) 象所引起的毛細(xì)管力越大,所以利用該毛細(xì)管力可將制冷劑確實(shí)地引 至下構(gòu)件側(cè)格子狀凹部17,于是可更確實(shí)并連續(xù)地重復(fù)制冷劑的循環(huán) 現(xiàn)象。另外,在熱管l中,通過形成將上側(cè)中間板7的貫穿孔27和下 側(cè)中間板8的貫穿孔32細(xì)分的毛細(xì)管流路ll,而可使上述熱管1的表 面積變大,結(jié)果蒸氣附著于毛細(xì)管流路11的量增加,可使上述蒸氣便 于散熱。在此,圖11是表示在依次相交地形成熱管1的蒸氣擴(kuò)散流路10 及毛細(xì)管流路11的位置的側(cè)剖面細(xì)部構(gòu)造圖。如圖11所示,通過向 比下側(cè)中間板8的貫穿孔32更接近周邊部16、 20側(cè)(即遠(yuǎn)離被冷卻裝 置安裝部4的方向)挪移的方式配置上側(cè)中間板7的貫穿孔27,而不僅 形成朝向垂直方向延伸的毛細(xì)管流^各11,而且還可形成在由上構(gòu)件2 往下構(gòu)件3時,朝向周邊部16、 20側(cè)傾斜的毛細(xì)管流^各11 。因而,熱量大、產(chǎn)生蒸氣比較多的被冷卻裝置13附近,因?yàn)樯鲜?蒸氣不僅被引至蒸氣擴(kuò)散流路IO(第11圖中的箭頭al的方向),而且還 經(jīng)由各毛細(xì)管流^各11由中央部側(cè)向周邊部16、 20側(cè),朝名+上方上升, 所以在毛細(xì)管流路11上升的過程中,還向周邊擴(kuò)散,可更促進(jìn)對周邊部16、 20側(cè)或上構(gòu)件2、毛細(xì)管流^各11的熱擴(kuò)散,于是可高效率地進(jìn)行散熱。另外,在熱管1,在周邊部16、 20側(cè)或上構(gòu)件2、毛細(xì)管流路ll 散熱并凝結(jié)而被液化的制冷劑,利用毛細(xì)管力通過毛細(xì)管流路11,并 往下構(gòu)件側(cè);格子狀凹部17,以垂直方向下降(圖11中的箭頭a2的方向), 再經(jīng)由該下構(gòu)件側(cè)才各子狀凹部17可使制冷劑再高效率地回到中央部側(cè)。此外,在熱管1中,在周邊部16、 20側(cè)或上構(gòu)件2、毛細(xì)管流路 11中散熱并凝結(jié)而被液化的制冷劑,利用毛細(xì)管力由周邊部16、 20側(cè) 或上構(gòu)件2、毛細(xì)管流路11往中央部側(cè)傾斜的斜方向毛細(xì)管流路ll(第 11圖中的箭頭a3的方向),向中央部側(cè)的下構(gòu)件側(cè)格子狀凹部17直接 下降,因而可使制冷劑高效率地回到中央部側(cè)。順便地,在周邊部16、 20側(cè)或上構(gòu)件2、毛細(xì)管流路ll中散熱并 凝結(jié)而被液化的制冷劑,雖然主要經(jīng)由毛細(xì)管流路11被引至下構(gòu)件側(cè) 格子狀凹部17,但是在蒸氣擴(kuò)散流路10中,也有一部分經(jīng)由蒸氣擴(kuò)散 流路IO被引至下構(gòu)件側(cè)格子狀凹部17。于是,在熱管1中,通過連續(xù) 地重復(fù)進(jìn)行這種制冷劑的循環(huán)現(xiàn)象,而可更有效地進(jìn)行被冷卻裝置13 的散熱。此外,在上述熱管1中,蒸氣擴(kuò)散流路10和毛細(xì)管流路11未直 接連通,而是通過經(jīng)由下構(gòu)件側(cè)格子狀凹部17及上構(gòu)件側(cè)格子狀凹部 21,間接地連通,進(jìn)而使在毛細(xì)管流路11的毛細(xì)管力不會妨礙蒸氣在
蒸氣擴(kuò)散流路10的擴(kuò)散,可將成為蒸氣的制冷劑確實(shí)地引至周邊部16、20為止,另外因?yàn)樵诿?xì)管流路ll的毛細(xì)管力不會因蒸氣在蒸氣擴(kuò)散 流路10的擴(kuò)散而減弱,所以利用毛細(xì)管流路11可將成為液體的制冷 劑確實(shí)地引至下構(gòu)件側(cè)格子狀凹部17。此外,在熱管1, 一面使作為粘接劑的粘接樹脂14a介入在被冷卻 裝置安裝部4的突起14間所形成的空隙部分, 一面使突起直接接觸被 冷卻裝置13,而可在將被冷卻裝置13安裝固定于被冷卻裝置安裝部4 的所要的位置下,不經(jīng)由粘接樹脂14a,而經(jīng)由突起14將來自被冷卻 裝置13的熱迅速地傳至熱管側(cè)。另外,使具有寬廣面積的面之間密接時,易產(chǎn)生將微小的空氣封 閉于該密接部分內(nèi)部之現(xiàn)象。因此,將被冷卻裝置13直接安裝于熱管 1的由平面狀所構(gòu)成的下外面3a時,熱阻極大的空氣層可能介入下外 面3a和被冷卻裝置13之間,進(jìn)而,發(fā)生熱效率降低的問題。在本實(shí)施形態(tài)的情況,通過將前端面為50 300(im正方的突起14, 在15000|im正方的被冷卻裝置安裝部4上,隔著500 1000(im節(jié)距規(guī) 則地配置,而避免在寬的面之間,密接被冷卻裝置13和下構(gòu)件3,因 而在密接的面之間難形成熱阻極大的空氣層,而可將被冷卻裝置13的 熱確實(shí)地持續(xù)傳至下構(gòu)件3。此外,形成突起14的銅的導(dǎo)熱率是390W/mK,而粘接樹脂14a 的導(dǎo)熱率是4 6W/mK,另外空氣的導(dǎo)熱率是接近OW/mK。另外,在上述熱管1中,可形成多條和位于對角線的一對角落部 間之方向平行的蒸氣擴(kuò)散流路10,因?yàn)檎魵馔ㄟ^這些蒸氣擴(kuò)散流路10 而擴(kuò)散,所以上述周邊部16、 20或上構(gòu)件2、毛細(xì)管流路ll、及上述
一對角落部附近,可有助于到處散熱,于是能高效率進(jìn)行散熱,而提高導(dǎo)熱效果。此外,在上述熱管1中,通過接合用突起40a、 40b以及40c,將 下構(gòu)件3 、下側(cè)中間板8、上側(cè)中間板7以及上構(gòu)件2直接接合而一體 化,在將下構(gòu)件3、下側(cè)中間板8、上側(cè)中間板7以及上構(gòu)件2—體化 時,因?yàn)椴恍枰褂煤附觿┗蛘辰觿┑?,可避免因焊接劑或粘接劑?有雜質(zhì)混入熱管1內(nèi)。實(shí)施例2圖12是表示本發(fā)明的第2實(shí)施例的熱管60,除了由被冷卻裝置安 裝部4的中心點(diǎn)成放射狀地形成蒸氣擴(kuò)散流路61以外,和上述的第1 實(shí)施例相同。根據(jù)這種熱管60,更可實(shí)現(xiàn)由中央部往角落部的有效的散熱,可 有助于普遍并高效率地散熱熱管60的包含角落部的面積的大致整體,, 利用蒸氣擴(kuò)散流路的蒸氣擴(kuò)散流、利用毛細(xì)管流路的制冷劑回送,可 實(shí)現(xiàn)上述制冷劑從中央部往角落部的有效循環(huán),于是可更提高導(dǎo)熱效果。在此,對這種熱管60和銅制熱散布器進(jìn)行關(guān)于熱擴(kuò)散性的模擬實(shí) 驗(yàn),得到以下的結(jié)果。具體而言,使用如圖13(A)所示的由40mm正方 構(gòu)成,且厚度為lmm的銅板46,和如圖13(B)所示的大小及厚度和該 銅板46相同的本發(fā)明的熱管60 ,以444kW/m2加熱這些銅板46及熱 管60的下外面中央15mm平方的區(qū)域,對熱擴(kuò)散性進(jìn)行模擬。如圖13(A)所示,在銅板46,其中央部變成約67。C的高溫。另夕卜, 其環(huán)形的周圍變成比其稍低的約52°C,另外,其環(huán)形的周圍變成約47 27。C的溫度。此外,其最外周部變成約22。C的溫度。如此,在銅板 46,中央部和最外周部的溫差變得很大。而,在如圖13(B)所示的熱管60,在整個區(qū)域變成約47 27。C的溫 度。如此,在上述熱管60,溫度分布是大致均勻,不會發(fā)生67。C的高溫位置。即,由圖13(A)及(B)所示的溫度分布,可發(fā)現(xiàn),熱管60的散熱效 果比單純銅板46的情況更優(yōu)異。且對表面溫度進(jìn)行比較時,本發(fā)明的 熱管60可得到比單純銅板46約20倍的散熱效果。其次,對厚度lmm的銅制熱散布器(比較例1),和由上構(gòu)件2的 上面至下構(gòu)件3的下面的厚度為1.2mm的熱管60,進(jìn)行熱擴(kuò)散性實(shí)驗(yàn)。 此外,任一樣品都使用大小為40mm正方的樣品,將設(shè)置成,被冷卻 裝置13的中央部分別加熱至變成50°C、 45°C、 40。C以及35。C。即,在本實(shí)驗(yàn),因?yàn)閷⒅醒氩考訜嶂料嗤臏囟?,所以供給導(dǎo)熱 性佳的本發(fā)明的熱管60的熱量比比較例1大。圖14(a)及(b)表示本實(shí)驗(yàn)的溫度分布(溫度變動)的圖形。圖14(a) 表示比較例1,圖14(b)表示本發(fā)明的熱管60。在此,圖14(a)及(b)是 表示,在圖13(A)所示的樣品的橫向(平面方向之中的一個方向;XI方 向)的溫度分布。另外,圖14(a)及(b)所示的圖形的橫軸,中央部分表 示設(shè)置被冷卻裝置13的位置,將樣品的XI方向的長度規(guī)格化成1來在此情況,在將比較例1的樣品的中央部"i殳為5(TC時,如第14(a) 圖所示,熱難傳至遠(yuǎn)離中央部的周邊部,可發(fā)現(xiàn)在上述中央部和其周 邊部有大的溫差。
而,在熱管60,如圖14(b)所示,可確^人在中央部和其周邊部的溫差為小。即,本發(fā)明的熱管60,通過制冷劑在內(nèi)部循環(huán),而有助于包含角落部的全區(qū)域普遍地散熱,得知熱擴(kuò)散效果遠(yuǎn)高于比較例1。其次,在將比較例1的樣品及本發(fā)明的熱管60的中央部各自設(shè)為 45。C及40。C時,也和上述一樣,在比較例l中,可確認(rèn)在該中央部和 其周邊部有大的溫差,而在熱管60,可確認(rèn)到在中央部和其周邊部的 溫差為小。另外,將比較例1的樣品的中央部設(shè)為35。C時,如圖14(a)所示, 熱難傳至遠(yuǎn)離中央部的周邊部,可確認(rèn)在上述中央部和其周邊部有大 的溫差,而在本發(fā)明的熱管60,如圖14(b)所示,將中央部設(shè)為35°C 時,還可確認(rèn)在上述中央部和其周邊部的溫差比比較例1小。即得知, 在本發(fā)明的熱管60,即使中央部低于5(TC,熱擴(kuò)散效果還是極高,另 外得知即使中央部為比常溫稍高的35°C,熱擴(kuò)散效果也同樣極高。實(shí)施例3在表示上構(gòu)件、上側(cè)中間板、下側(cè)中間板及下構(gòu)件的側(cè)剖面構(gòu)造 的圖15中,70表示實(shí)施例3的熱管,將下構(gòu)件71、下側(cè)中間板72、 上側(cè)中間板73以及上構(gòu)件74層壓,并利用熱壓將周邊部16、 20、 23 以及24直接接合,而且將被冷卻裝置安裝部4的區(qū)域部分直接接合上, 和上述的實(shí)施例2相異。實(shí)際上,在下構(gòu)件71上,將接受部75形成于和被冷卻裝置安裝 部4的角落部附近向相對的位置。上述接受部75承受由下側(cè)中間板72 的下面稍微地突出的接合用突起(以下將其稱為中間板中央突起)76,利 用熱壓可將中間板中央突起76直接接合。
在下側(cè)中間板72,如圖16(A)所示,相應(yīng)^皮冷卻裝置安裝部4的 區(qū)域,設(shè)置正方形的毛細(xì)管中央部形成區(qū)域77,如表示圖16(A)的C -C,部分的剖面構(gòu)造的圖16(B)及下側(cè)中間板72主要部分的平面圖的 圖16(C)所示,將中間板中央突起76設(shè)置于上述毛細(xì)管中央部形成區(qū) 域77的4個角的角落部。在本實(shí)施形態(tài)的情況,將中間板中央突起76選定為,寬度W1約 50|im,高度H1約35pm的微小的角柱形狀,將其長度方向配置成朝向中央部。在本實(shí)施形態(tài)的情況,在下側(cè)中間板72,以從毛細(xì)管中央形成區(qū) 域77成放射狀延伸的方式鉆設(shè)有8個蒸氣擴(kuò)散流路孔78,而在這些蒸 氣擴(kuò)散流路孔78之間具有按照第二型式鉆設(shè)有貫穿孔79的毛細(xì)管形 成區(qū)域80。此外,在毛細(xì)管中央形成區(qū)域77上還按照第二型式鉆設(shè)貫 穿孔32。另外,和下側(cè)中間板72 —體化的上側(cè)中間板73,雖然和下側(cè)中間 板72 —樣地形成,但是在毛細(xì)管形成區(qū)域82及毛細(xì)管中央形成區(qū)域 83上,按照第一型式鉆設(shè)貫穿孔27的這點(diǎn)上相異。此外,上側(cè)中間板 73在和接受部75相對的位置具備由下面稍微突出的中間板中央突起 85,并利用熱壓經(jīng)由上述中間板中央突起85和下側(cè)中間板72直接接 合。因而,上側(cè)中間板73及下側(cè)中間板72可一體化。此外,上構(gòu)件74,在和下構(gòu)件71的接受部75相對位置具備由下g(以下將其稱為上側(cè)中央突起)86,利用熱壓 經(jīng)由該上側(cè)中央突起86可和上側(cè)中間板73直接接合。藉此可將上構(gòu) 件74及上側(cè)中間板73 —體化。
根據(jù)以上的方式可制造制冷劑封入前的熱管70,進(jìn)行和上述第2實(shí)施例 一樣地操作,將制冷劑封入內(nèi)部空間。在以上的構(gòu)造,在上述熱管70中,除了可得到和上述的第2實(shí)施 例同樣的效果以外,通過將中間板中央突起76、 85及上側(cè)中央突起86 設(shè)置于和被冷卻裝置安裝部4相對的位置,而不僅在周邊部16、 20、 23以及24,而且在和被冷卻裝置安裝部4相對的中央部分上直接接合 而一體化,并通過在和被冷卻裝置安裝部4相對的中央部分具備支柱 構(gòu)造,而可提高機(jī)械強(qiáng)度。然而,在以往的熱管(未圖示)中,由被冷卻裝置所產(chǎn)生的熱而導(dǎo)致 制冷劑的溫度上升時,因該制冷劑的熱膨脹而發(fā)生大約從中央部位向 外側(cè)鼓起的現(xiàn)象(爆米花現(xiàn)象),進(jìn)而有時上構(gòu)件和下構(gòu)件的接合受到破 壞,發(fā)生熱管故障的問題。而,在本發(fā)明的熱管70中,通過在和被冷卻裝置安裝部4相對的 中央部分設(shè)置支柱結(jié)構(gòu),而可提高機(jī)械強(qiáng)度,可防止發(fā)生爆米花現(xiàn)象。 進(jìn)而,能防止熱管70本身受到爆米花現(xiàn)象破壞,可提高熱管70的可 靠性,而且可延長壽命。根據(jù)以上的構(gòu)造,在下構(gòu)件71中、下側(cè)中間板72、上側(cè)中間板 73以及上構(gòu)件74,因?yàn)椴粌H在應(yīng)該彼此直接接合的周邊部16、 20、 23 以及24,而且在和^皮冷卻裝置安裝部4的周邊部對應(yīng)的部分設(shè)置中間 板中央突起76、 85及上側(cè)中央突起86,且在這些中間板中央突起76、 85及上側(cè)中央突起86的形成位置上利用熱壓直接接合,所以可防止被 冷卻裝置13所產(chǎn)生的熱所引起的膨脹,而且還可防止熱管70本身受 到上述膨脹的破壞,可提高熱管70的可靠性,并可延長壽命。 此外,在上述的實(shí)施形態(tài)中,雖然說明了將中間板中央突起76設(shè)置于相當(dāng)于被冷卻裝置安裝部4的周邊部的毛細(xì)管中央形成區(qū)域774 個角落部的情況,但是本發(fā)明不限定于此。如表示其它的實(shí)施形態(tài)的 中間板88的外觀構(gòu)造的圖17所示,不僅相當(dāng)于被冷卻裝置安裝部4 的周邊部的毛細(xì)管中央形成區(qū)域774個角落部,而且還可將中間板中 央附近突起87、 89設(shè)置于被冷卻裝置安裝部4的周邊部乃至其附近。具體而言,在中間板88中,將中間板中央附近突起89設(shè)置在除 了毛細(xì)管中央形成區(qū)域77的4個角落部,還在設(shè)置在毛細(xì)管中央形成 區(qū)域77的中心部,而且還可將中間板中央附近突起87設(shè)置于由呈放 射狀延伸的毛細(xì)管形成區(qū)域80的中所任意選擇的毛細(xì)管形成區(qū)域80 , 總之只要可防止爆米花現(xiàn)象所? 1起的破壞,就可將中間板中央附近突 起設(shè)置于被冷卻裝置安裝部4的周邊部乃至其附近位置的中的任一位 置。實(shí)S包例4在表示熱管的上外面的外觀構(gòu)造的圖18(A)中,90表示本發(fā)明的 熱管,上述熱管90在制冷劑的封入方法上具有自己的特征。熱管90 在結(jié)構(gòu)上,將制冷劑注入孔92及排氣孔93鉆設(shè)于上構(gòu)件91的上外面 91a,例如將由焊劑等的可塑性金屬構(gòu)成的、作為密封栓的密封構(gòu)件的 94,產(chǎn)生塑性流動,并將上述制冷劑注入孔92及排氣孔93密封。在本實(shí)施形態(tài)的情況,制冷劑注入孔92設(shè)置于相向的一對角落部 的中的一方的角落部附近,而且排氣孔93設(shè)置于和上述一方的角落部 相向的另夕l、一方的角落部附近。而且,本熱管90在構(gòu)造上,利用經(jīng)由 制冷劑注入孔92纟皮封入密封空間的制冷劑,如表示熱管90的下外面
的外觀構(gòu)造的第18(B)圖所示,可高效率地冷卻設(shè)置于下構(gòu)件95的下 外面95a的被冷卻裝置13。如依順序表示上述熱管90的制造方法的圖19(A)所示,該熱管90 中,將第1中間板96、第2中間板97、第3中間板98以及第4中間 板99設(shè)置于上構(gòu)件91及下構(gòu)件95之間,將這些第1中間板96、第2 中間板97、第3中間板98以及第4中間板99層壓,并利用熱壓彼此 直接接合而形成一體化。實(shí)際上,第1中間板96、第2中間板97、第3中間板98以及第4 中間板99,在周邊部100的上面各自具有4妄合用突起101,而且在和 被冷卻裝置安裝部4對應(yīng)的位置具有從上面稍微突出的多個中間板中 央突起102,利用熱壓經(jīng)由這些接合用突起101及中間板中央突起102 直接接合而形成一體化。另外,如表示其上內(nèi)面的整體構(gòu)造的圖20所示,在下構(gòu)件95中, 形成有下構(gòu)件側(cè)一各子狀凹部17,而且將正方形的下側(cè)連4妄部105形成 于和在上內(nèi)面95b的被冷卻裝置安裝部4對應(yīng)的區(qū)域,并將稍微突出 的長方形下側(cè)中央突起106設(shè)置于該下側(cè)連接部105的各角落部。將下側(cè)中央突起106設(shè)置成能和沿著周邊部16所設(shè)置的接合用突 起107, —同因熱壓和第4中間板99直接接合而可一體化。而且,下側(cè)連4妄部105在將上構(gòu)件91、第1中間板96、第2中間 板97、第3中間板98、第4中間板99以及下構(gòu)件95 —體化時,通過 和第4中間板99而 一體化,而和中間板中央突起102及上側(cè)連接部110 一起,在其中央部分可形成支柱構(gòu)造。 如表示其下內(nèi)面的整體構(gòu)造的圖21所示,在上構(gòu)件91中,形成上構(gòu)件側(cè)4各子狀凹部21,而且上側(cè)連4妄部110形成于和下內(nèi)面91b的 被冷卻裝置安裝部4對應(yīng)的區(qū)域。上述上側(cè)連接部110在將上構(gòu)件91、 第1中間板96、第2中間板97、第3中間板98、第4中間板99以及 下構(gòu)件95 —體化時,通過和第4中間板99加以一體化,而可形成在 中央部分的支柱構(gòu)造。于是,將上構(gòu)件91 、第1中間板96、第2中間板97、第3中間板 98、第4中間板99以及下構(gòu)件95由下依次層壓,并才艮據(jù)定位孔5定 位后,利用熱壓,直4妻4妻合而可加以一體化,如圖19(B)所示。然后,如圖19(C)所示,從制冷劑注入孔92使用制冷劑分配器111 將制冷劑M(例如水)在大氣壓下向熱管90的內(nèi)部空間111注入既定量。 此時,排氣孔93在制冷劑供給時成為空氣的排出口,使可順利地向內(nèi) 部空間111注入制冷劑。此外,制冷劑M的封入量,在例如水的情況, 優(yōu)選和貫穿孔的總體積相等。其次,預(yù)先準(zhǔn)備由球體所構(gòu)成的密封構(gòu)件94,如依順序表示熱管 90的別的制造方法的圖22(A)所示,將密封構(gòu)件94放置于制冷劑注入 孔92及排氣孔93上。在此,作為制冷劑注入孔的這些制冷劑注入孔92及排氣孔93具 有相同的形狀,如表示制冷劑注入孔92的正面構(gòu)造的圖23(A)及表示 制冷劑注入孔92的側(cè)剖面構(gòu)造的圖23(B)所示,中央部具備最大開口 的圓柱形開口部113,并將多個排氣槽114設(shè)置于該開口部113的內(nèi)側(cè)面。
在本實(shí)施形態(tài)的情況,排氣槽114具有由直徑比開口部113小的半圓形構(gòu)成的構(gòu)造,并將4個等間隔地配置于開口部113的內(nèi)側(cè)面。然后,在此狀態(tài)下,在低溫(0。C 常溫(例如約25。C))下經(jīng)由排氣槽 114進(jìn)行減壓真空脫氣(例如氣壓0.5KPa)例如約10分鐘,然后,在該 低溫狀態(tài)下,利用壓床116由上向密封構(gòu)件94施加加壓(10 80kg/cm2) 數(shù)分鐘,而進(jìn)行低溫加壓變形。根據(jù)以上的方式,通過進(jìn)行低溫真空 加壓處理,而用密封構(gòu)件94將制冷劑注入孔92及排氣孔93暫時密封。 此時用密封構(gòu)件94將制冷劑注入孔92及排氣孔93密封;陂封閉。作為進(jìn)行真空脫氣的溫度,優(yōu)選約2CTC的低溫,另外,作為使密 封構(gòu)件94產(chǎn)生低溫加壓變形的壓力優(yōu)選,約60kg/cm2。在此,排氣槽114,如圖23(B)所示,即使在將球體的密封構(gòu)件94 放置于制冷劑注入孔92及排氣孔93上的狀態(tài)下,也可保持熱管90的 內(nèi)部空間111和外部的連通狀態(tài),因而,可對熱管90的內(nèi)部空間111 內(nèi)進(jìn)行排氣。此外,圖22(B)中的箭頭表示脫氣(排氣)方向。另外,上述排氣槽114不僅在密封構(gòu)件94被放置于制冷劑注入孔 92上的狀態(tài)時,而且即使是上述制冷劑注入孔92的密封已進(jìn)行某種程 度時,也能夠保持熱管90的內(nèi)部空間111和外部的連通狀態(tài),通過低 溫真空加熱處理后的加壓及加熱,而能夠利用密封構(gòu)件94密封進(jìn)行封閉。接著,當(dāng)?shù)蜏卣婵占訅禾幚斫Y(jié)束時,在高溫(常溫(例如約25°C) 180 。C)、真空度例如為0.5Kpa下,再利用壓床116由上方對密封構(gòu)件94 施加加壓(30 150kg/cm2),例如約10分鐘。因而,密封構(gòu)件94產(chǎn)生塑
性流動而進(jìn)行高溫加壓變形,如圖22(C)所示,變成用密封構(gòu)件94,更 堅(jiān)固地密封封閉了制冷劑注入孔92及排氣孔93的狀態(tài)。,作為再進(jìn)行加壓時的溫度優(yōu)選為,約120。C的高溫,作為使密封 構(gòu)件94產(chǎn)生高溫加壓變形的壓力,優(yōu)選約100kg/cm2。即,密封構(gòu)件94,主要利用加壓產(chǎn)生塑性流動的同時,作為輔助 利用加熱而產(chǎn)生塑性流動,可對包括排氣槽114,密封注入孔92及排 氣孔93進(jìn)行密封。最后,用密封構(gòu)件94封住制冷劑注入孔92及排氣 孔93并結(jié)束時,停止加熱、停止抽真空,及解除壓床116的加壓,結(jié) 束上述加壓、加熱、及抽真空處理,如圖22(C)所示,^求體密封構(gòu)件94 利用塑性流動成為制冷劑注入孔92及排氣孔93的形狀,成為事實(shí)上 的密封栓,將熱管90的內(nèi)部空間密封而生成密封空間112。在以上的構(gòu)造,在上述熱管90中,將具備有排氣槽114的制冷劑 注入孔92及排氣孔93設(shè)置于上構(gòu)件91的上外面91a,并由制冷劑注 入孔92注入制冷劑M后,將球體的密封構(gòu)件94放置于上述制冷劑注 入孔92及排氣孔93上, 一方面對內(nèi)部空間111進(jìn)4亍減壓, 一方面利 用壓床116將密封構(gòu)件94加以熱壓接。因而,在上述熱管90中,密 封構(gòu)件94產(chǎn)生塑性流動,并配合制冷劑注入孔92及排氣孔93的形狀 發(fā)生變形,而切實(shí)地成為密封栓,可在將內(nèi)部空間111加以減壓的狀 態(tài)下,確實(shí)地密封。根據(jù)本發(fā)明的熱管90的制造方法(制冷劑封入方法),則在真空下 排列多支熱管卯,并將密封構(gòu)件94放置于各熱管90的制冷劑注入孔 92及排氣孔93上,對這些多支熱管90同時進(jìn)行排氣,或密封構(gòu)件94 的加壓及加熱,而使全部的密封構(gòu)件94產(chǎn)生塑性流動,進(jìn)而同時封入
制冷劑。于是,和以往對各制冷劑注入孔個別地進(jìn)行鉚接的密封方法 相比,可提高熱管90的批量生產(chǎn)性,另外通過提高熱管的批量生產(chǎn)性,而可降低熱管90的價(jià)格。另外,在上述熱管90中,因密封構(gòu)件94產(chǎn)生塑性流動,并配合 制冷劑注入孔92及排氣孔93的形狀變形而成為密封栓,所以密封構(gòu) 件94不易從熱管90的上外面91a突出,可防止因密封而損害熱管90 的外面平坦性,可提高對便攜式機(jī)器或小型機(jī)器的組裝由自度。另外,在上述熱管90中,因作為制冷劑注入孔92及排氣孔93, 另在開口部113的內(nèi)側(cè)面加工缺口而設(shè)置排氣槽114。因而,即使在成 為密封栓的密封構(gòu)件94被放置于制冷劑注入孔92及排氣孔93的狀態(tài) 時,或密封構(gòu)件94開始熔化而稍微進(jìn)行密封的狀態(tài)時,可預(yù)先經(jīng)由排 氣槽114將熱管90的內(nèi)部空間111和外部連通,于是密封構(gòu)件94不 會密封制冷劑注入孔92及排氣孔93,而可對熱管90的內(nèi)部空間111 內(nèi)確實(shí)地進(jìn)行脫氣。另外,在熱管卯中,在用密封構(gòu)件94,對制冷劑注入孔92及排 氣孔93進(jìn)行密封時,通過排氣槽114進(jìn)行真空脫氣而即使在該內(nèi)部空 間111內(nèi)有令熱管90內(nèi)腐蝕的有害成分,也因?yàn)榻?jīng)排氣槽114排出內(nèi) 部空間111內(nèi)的空氣,可乂人內(nèi)部空間111內(nèi),和上述空氣一起確實(shí);也去 除有害成分。因此,降低脫氣濃度,而提供可防止內(nèi)部腐蝕所引起的 壽命縮短的熱管90。而且,在上述熱管90中,因由可塑性金屬所構(gòu)成的密封構(gòu)件94 產(chǎn)生塑性流動,并變形而成為密封栓,所以可利用密封構(gòu)件94確實(shí)地 密封封閉排氣槽114,因而,可將制冷劑注入孔92及排氣孔93變成完 全封閉的狀態(tài),能將制冷劑M完全地封入熱管卯的內(nèi)部空間111,變成無制冷劑M泄漏的狀態(tài)。如此,在上述熱管90中,通過將密封空間112設(shè)為減壓狀態(tài)(在制 冷劑為水的情況,例如約0.5KPa),進(jìn)而即使制冷劑的沸點(diǎn)降低,例如 為低于50。C的比常溫稍高的溫度(例如約30。C 35。C),制冷劑也會容易 地變成蒸氣。因而,在上述熱管90中,即使來自被冷卻裝置13的微小的熱量, 也能使制冷劑M蒸發(fā),而該蒸氣經(jīng)由蒸氣擴(kuò)散流路10向周邊部16、 20側(cè)擴(kuò)散,而且在周邊部16、 20側(cè)凝結(jié)而液化的制冷劑M,利用毛 細(xì)管現(xiàn)象通過毛細(xì)管流路11并再回到中央部一側(cè),可連續(xù)且容易地重 復(fù)上述制冷劑M的循環(huán)現(xiàn)象。另外,在上述熱管90中,制冷劑M可通過在比常溫稍高的溫度 變成蒸氣,并連續(xù)地重復(fù)制冷劑M的循環(huán)現(xiàn)象而可使熱變成均勻,藉 此可高效率地冷卻凈皮冷卻裝置13。此外,在本發(fā)明的熱管卯中,不使用散熱片,而可得到和以往的 熱管一樣的冷卻效果,于是可使熱管90本身的零件數(shù)減少未使用散熱 片的量。在上述熱管90中,在上構(gòu)件91的上外面91a上,通過將制冷劑 注入孔92設(shè)置于一對角落部中的一方的角落部附近,而且將排氣孔93 設(shè)置于和上述一方的角落部相對的另外一方的角落部附近,而可對熱 管90的整體內(nèi)部空間111,圓滑并容易地供給制冷劑M。此外,在上述第4實(shí)施例中,雖然說明了應(yīng)用由將4個半圓形的 排氣槽114設(shè)置于上述開口部113的內(nèi)側(cè)面的形狀所構(gòu)成的制冷劑注
入孔92及排氣孔93的情況,但是本發(fā)明并不限定于此。如表示制冷 劑注入孔92或排氣孔93的正面構(gòu)造的圖24(A),和表示側(cè)剖面構(gòu)造的 圖24(B)所示,可應(yīng)用上端的直徑大,而越往下直徑逐漸變小,在下端 側(cè)直徑變成最小的倒梯形圓錐形的制冷劑注入孔120及排氣孔121,即 使在此情況下,還是如表示利用密封構(gòu)件94所密封的狀況的圖24(C) 所示,球體的密封構(gòu)件94產(chǎn)生塑性流動,并相應(yīng)制冷劑注入孔120及 排氣孔121的形狀進(jìn)行變形,而變成密封栓,可確實(shí)地將內(nèi)部空間111 密封。另外,作為其它的實(shí)施形態(tài)的制冷劑注入孔及排氣孔,如表示別 的制冷劑注入孔133或排氣孔134的正面構(gòu)造的圖25(A)和表示側(cè)剖面 構(gòu)造的圖25(B)所示,可作成制冷劑注入孔133及排氣孔134,其是具 有由大徑的短圓柱形狀所構(gòu)成的上部130,和由小徑的短圓柱形狀所構(gòu) 成的下部131,并介于上部130及下部131 —體化地形成。在此情況下,如表示利用別的密封構(gòu)件94所密封的狀況的圖25(C) 所示,密封構(gòu)件94產(chǎn)生塑性流動,而完全填滿下部131時,密封構(gòu)件 94的殘余部分被容納于大徑的上部130之內(nèi),因而可防止密封構(gòu)件94, 從熱管90的上外面91a突出。因此,即使利用密封構(gòu)件94密封,也 能夠平坦地形成熱管90的上外面91a。此外,在圖24(A)和(B)及圖25(A)和(B)所示的4壬一個例子中,都 和在圖23(A)及(B)所示的例子一樣,可另外設(shè)置排氣槽114,在此情況 下,可得到和上述的效果一樣的效果。另外,在上述的第4實(shí)施例中,雖然作為一個或多個制冷劑注入 孔,應(yīng)用制冷劑注入孔37、 92及排氣孔38、 93,但是本發(fā)明并不限定
于此,例如可作成由制冷劑注入孔92和排氣孔93所一體成形的制冷 劑注入孔,或設(shè)置2個制冷劑注入孔92,將一方用作制冷劑注入孔, 另外一方用作排氣孔。
權(quán)利要求
1、一種熱管,在下面具有凹部的平板形的上構(gòu)件,和上面具有凹部的平板形的下構(gòu)件之間,介入一片或多片用以形成多條和上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件的凹部連通的平面方向蒸氣擴(kuò)散流路的平板形中間板,并在上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件的密封空間內(nèi)具備上述蒸氣擴(kuò)散流路及上述凹部,而且將制冷劑封入上述密封空間內(nèi),其特征在于上述中間板中,在形成上述蒸氣擴(kuò)散流路部分以外的部分,形成有和上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件的凹部連通的垂直方向或垂直、平面兩方向的毛細(xì)管流路。
2、 如權(quán)利要求l所述的熱管,其特征為, 介入多片上述中間板;在上述中間板分別鉆設(shè)有貫穿孔,通過將上述中間板重疊,而上 述貫穿孔各自僅一部分重疊,進(jìn)而形成比上述貫穿孔的上述平面方向 截面積窄的毛細(xì)管流;洛。
3、 如權(quán)利要求l所述的熱管,其特征為,在上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件的至少一方的外面, 一體地形成有用 以安裝被冷卻裝置的多個突起。
4、 如權(quán)利要求2所述的熱管,其特征為,在上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件的至少一方的外面, 一體地形成有用 以安裝被冷卻裝置的多個突起。
5、 如權(quán)利要求l、 2、 3或4任意一項(xiàng)所述的熱管,其特征為, 上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件的平面形狀是矩形; 將中央部作為^f皮冷卻裝置安裝部;上述蒸氣擴(kuò)散流3各各自相對于邊部,朝向斜方向。
6、 如權(quán)利要求l、 2、 3或4任意一項(xiàng)所述的熱管,其特征為, 上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件的平面形狀是矩形; 將中央部作為被冷卻裝置;上述蒸氣擴(kuò)散流路分別從上述中央部的被冷卻裝置安裝部成放射 狀地形成。
7、 如權(quán)利要求3或4所述的熱管,其特征為, 置安裝部的周邊部乃至其附近,形成有接合用突起;用突起直接接合。
8、 如權(quán)利要求5所述的熱管,其特征為,置安裝部的周邊部乃至其附近,形成有接合用突起;用突起直接接合。
9、 如權(quán)利要求6所述的熱管,其特征為,置安裝部的周邊部乃至其附近,形成有接合用突起; 用突起直接接合。
10、 一種熱管的制造方法,其特征在于將上面具有凹部的平板形的下構(gòu)件;下面具有凹部的平板形的上 構(gòu)件;及一片或多片設(shè)置于上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件之間,并形成多平板形中間板進(jìn)行層壓;的周邊部、或上述周邊部與被冷卻裝置安裝部的周邊部乃至其附近所 形成的接合用突起進(jìn)行熱壓;以及通過在上述接合用突起的形成位置上,將上述下構(gòu)件、上述中間 板以及上述上構(gòu)件加以直接接合而形成一體化。
11、 一種熱管,其特征在于在下面具有凹部的平板形的上構(gòu)件,和上面具有凹部的平板形的 下構(gòu)件之間,介入一片或多片用以形成多條和上述上構(gòu)件及上述下構(gòu) 件的凹部連通的蒸氣擴(kuò)散流路的平板形中間板,并以在上述上構(gòu)件及進(jìn)行層壓;在上述上構(gòu)件或下構(gòu)件的一方,形成上述密封空間和外部連通的 一個或多個制冷劑注入孔;在上述密封空間內(nèi)封入制冷劑;以及 上述制冷劑注入孔是用由可塑性金屬所構(gòu)成的密封栓密封封閉。
12、 如權(quán)利要求11所述的熱管,其特征為,在上述制冷劑注入孔的各自的內(nèi)側(cè)面上形成有 一 條或多條排氣槽;該排氣槽,至變成用上述密封栓完全密封上述各制冷劑注入孔的 狀態(tài)之前,保持將外部和內(nèi)部空間連通的狀態(tài),而變成上述完全密封 的狀態(tài)時,完全被上述密封栓所密封封閉。
13、 如權(quán)利要求11所述的熱管,其特征為,上述制冷劑注入孔各自為,上部的直徑比下部大;用于密封封閉上述各制冷劑注入孔的上述密封栓表面,不從形成 上述制冷劑注入孔的構(gòu)件的外面突出。
14、 如權(quán)利要求12所述的熱管,其特征為,上述制冷劑注入孔各自為,上部的直徑比下部大;用于密封封閉上述各制冷劑注入孔的上述密封栓表面,不從形成 上述制冷劑注入孔的構(gòu)件的外面突出。
15、 如權(quán)利要求1、 2、 3、 4、 8、 9、 11、 12、 13或14任意一項(xiàng) 所述的熱管,其特征為,上述密封空間內(nèi)處于減壓狀態(tài)。
16、 一種熱管的制造方法,其特征在于,具有一體化步驟將上面具有凹部的平板形的下構(gòu)件、下面具有凹部 的平板形的上構(gòu)件、及一片或多片形成多條和上述上構(gòu)件及上述下構(gòu) 件的凹部連通的平面方向蒸氣擴(kuò)散流路的平板形中間板進(jìn)行層壓, 對上述下構(gòu)件、上述中間板以及上述上構(gòu)件的彼此應(yīng)該直接接合 的周邊部、或上述周邊部與被冷卻裝置安裝部的周邊部乃至其附近所 形成的接合用突起進(jìn)行熱壓,通過在上述接合用突起的形成位置上,將上述下構(gòu)件、上述中間板以及上述上構(gòu)件加以直4妄"l姿合而形成一體化;注入步驟在減壓下,經(jīng)由在上述上構(gòu)件或下構(gòu)件的中的至少一 方所形成的制冷劑注入孔,將制冷劑注入到上述上構(gòu)件及上述下構(gòu)件 的密封空間內(nèi);及密封栓密封步驟將作為密封栓的可塑性金屬配置于上述各制冷 劑注入孔上,并利用加壓將上述可塑性金屬壓接,密封上述各制冷劑 注入孑L。
全文摘要
本發(fā)明提供一種更高導(dǎo)熱性的小型薄型的熱管及其制造方法。該熱管下內(nèi)面具有上構(gòu)件側(cè)格子狀凹部(21)的上構(gòu)件(2),和上內(nèi)面具有下構(gòu)件側(cè)格子狀凹部(17)的下構(gòu)件(3)之間,介入用以形成多條和上構(gòu)件(2)及下構(gòu)件(3)的上構(gòu)件側(cè)格子狀凹部(21)及下構(gòu)件側(cè)格子狀凹部(17)連通的平面方向蒸氣擴(kuò)散流路(10)的上側(cè)中間板(7)及下側(cè)中間板(8),將制冷劑封入上構(gòu)件(2)及下構(gòu)件(3)間的密封空間內(nèi),其特征為在上側(cè)中間板(7)及下側(cè)中間板(8)的形成蒸氣擴(kuò)散流路(10)的部分以外部分,形成和上構(gòu)件(2)及下構(gòu)件(3)的上構(gòu)件側(cè)格子狀凹部(21)及下構(gòu)件側(cè)格子狀凹部(17)連通的垂直方向或垂直、平面兩方向的毛細(xì)管流路(11)。
文檔編號H01L23/427GK101133295SQ20068000059
公開日2008年2月27日 申請日期2006年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者大澤健治, 鶴田克也 申請人:株式會社淵上微