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环路热管及其制造方法

阅读:551发布:2024-02-07

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1.一种环路热管,具有:使工作流体汽化蒸发器;使所述工作流体液化冷凝器;将所述蒸发器与所述冷凝器连接的液管;以及将所述蒸发器与所述冷凝器连接,并且与所述液管共同形成环路的蒸汽管,
其中,所述液管具有作为最外层的两个金属层、以及在所述最外层之间层叠两个以上金属层而形成的内层,
在所述内层中设有使所述工作流体流过的一个以上的流路、以及与所述流路连通的多孔体,
在构成所述内层的一个金属层中,形成有向与所述一个金属层相邻的另一个金属层侧开口的第一有底槽,
在构成所述内层的所述另一个金属层中,形成有向所述一个金属层侧开口的第二有底槽,
所述流路包括将所述第一有底槽与所述第二有底槽以使其在厚度方向上连通的方式相对地设置而形成的流路。
2.根据权利要求1所述的环路热管,其中,
所述第一有底槽包括在所述一个金属层内排列、并且向所述另一个金属层侧开口并在平面方向上连通的多个有底槽,
所述第二有底槽包括在所述另一个金属层内排列、并且向所述一个金属层侧开口并在平面方向上连通的多个有底槽,
所述流路包括将在所述一个金属层内排列的多个有底槽与在所述另一个金属层内排列的多个有底槽以使其在厚度方向上连通的方式相对地设置而形成的流路。
3.根据权利要求1或2所述的环路热管,其中,
所述流路包括在所述一个金属层及所述另一个金属层内设置在所述多孔体两侧的两个流路。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的环路热管,其中,
所述内层包括与所述另一个金属层相邻的第三金属层,
在所述另一个金属层中,形成有向所述第三金属层侧开口的第三有底槽,在所述第三金属层中,形成有向所述另一个金属层侧开口的第四有底槽,所述流路包括将所述第三有底槽与所述第四有底槽以使其在厚度方向上连通的方式相对地设置而形成的流路。
5.根据权利要求4所述的环路热管,其中,
所述多孔体设在所述一个金属层、所述另一个金属层、以及所述第三金属层中。
6.根据权利要求4或5所述的环路热管,其中,
所述内层包括与所述第三金属层相邻的第四金属层,
在所述第三金属层中,形成有向所述第四金属层侧开口的第五有底槽,在所述第四金属层中,形成有向所述第三金属层侧开口的第六有底槽,所述流路包括将所述第五有底槽与所述第六有底槽以使其在厚度方向上连通的方式相对地设置而形成的流路。
7.根据权利要求6所述的环路热管,其中,
所述多孔体设在所述一个金属层、所述另一个金属层、所述第三金属层、以及所述第四金属层中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的环路热管,其中,
构成所述流路的有底槽为内壁面由弯曲面形成的凹形。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的环路热管,其中,
所述多孔体形成在构成所述内层的至少一个金属层中,
所述多孔体具有从所述至少一个金属层的一个表面侧凹入的第一有底孔、从另一个表面侧凹入的第二有底孔、以及将所述第一有底孔与所述第二有底孔部分地连通而形成的细孔。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的环路热管,其中,
所述最外层的金属层为实心状。
11.一种环路热管的制造方法,所述环路热管具有使工作流体汽化的蒸发器、使所述工作流体液化的冷凝器、以及将所述蒸发器与所述冷凝器连接的液管,所述液管具有作为最外层的两个金属层、以及在所述最外层之间层叠两个以上金属层而形成的内层,在所述内层中设有使所述工作流体流过的一个以上的流路、以及与所述流路连通的多孔体,其中,所述环路热管的制造方法具有在所述内层中形成所述流路的步骤,形成所述流路的步骤包括:
对将成为所述内层的一个金属片进行半蚀刻,以形成第一有底槽的步骤;
对将成为所述内层的另一个金属片进行半蚀刻,以形成第二有底槽的步骤;以及以使所述第一有底槽的开口侧与所述第二有底槽的开口侧相对的方式对所述一个金属片和所述另一个金属片进行层叠,并且形成使所述第一有底槽与所述第二有底槽在厚度方向上连通的流路的步骤。

说明书全文

环路热管及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种环路热管及其制造方法。

背景技术

[0002] 热管作为用于对装载在电子设备中的CPU(Central Processing Unit:中央处理器)等发热部件进行冷却的设备为人所知。热管是利用工作流体相变化来传输热量的设备。
[0003] 例如,提出了一种对多个金属层进行层叠以形成流路的热管。在该热管中,为了防止由于在制造步骤中所实施的针对多个金属层的压加工处理等处理而引起的流路的变形,在流路内设有层叠有多个金属层的支柱。
[0004] 专利文献1:日本发明专利第6146484号

发明内容

[0005] 然而,在流路内设有层叠有多个金属层的支柱的情况下,必然需要在预定部位设置用于使支柱与管壁之间具有接触点的吊挂部。设置吊挂部不仅会阻碍各金属层的设计自由度,而且会使将成为流路的空间减小。如果流路变得狭窄,则工作流体在流路内流动时的作为能量损失的压力损失会变大,该压力损失会阻碍工作流体的流动,会使热管的热传输性能大幅恶化。
[0006] 鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种对热传输性能的恶化进行抑制的环路热管。
[0007] 该环路热管具有:使工作流体汽化蒸发器;使所述工作流体液化冷凝器;将所述蒸发器与所述冷凝器连接的液管;以及将所述蒸发器与所述冷凝器连接,并且与所述液管共同形成环路的蒸汽管,其中,所述液管具有作为最外层的两个金属层、以及在所述最外层之间层叠两个以上金属层而形成的内层,在所述内层中设有使所述工作流体流过的一个以上的流路、以及与所述流路连通的多孔体,在构成所述内层的一个金属层中,形成有向与所述一个金属层相邻的另一个金属层侧开口的第一有底槽,在构成所述内层的所述另一个金属层中,形成有向所述一个金属层侧开口的第二有底槽,所述流路包括将所述第一有底槽与所述第二有底槽以使其在厚度方向上连通的方式相对地设置而形成的流路。
[0008] 根据公开的技术,能够提供一种对热传输性能的恶化进行抑制的环路热管。附图说明
[0009] 图1是示例性地示出第1实施方式中的环路热管的平面示意图。
[0010] 图2是第1实施方式中的环路热管的蒸发器及其周围的剖面图。
[0011] 图3A、图3B是示例性地示出第1实施方式中的环路热管的液管的图。
[0012] 图4A~图4D是示例性地示出第1实施方式中的环路热管的制造步骤的图(其1)。
[0013] 图5A、图5B是示例性地示出第1实施方式中的环路热管的制造步骤的图(其2)。
[0014] 图6A~图6C是示例性地示出比较例中的环路热管的液管的构造的图。
[0015] 图7A、图7B是示例性地示出第2实施方式中的环路热管的液管的图。
[0016] 图8A、图8B是示例性地示出第3实施方式中的环路热管的液管的图。
[0017] 图9A、图9B是示例性地示出第4实施方式中的环路热管的液管的图。
[0018] 图10A、图10B是示例性地示出第5实施方式中的环路热管的液管的图。
[0019] 图11A、图11B是示例性地示出第6实施方式中的环路热管的液管的图。
[0020] 图12是示出相对于一个有底孔设置多个细孔的示例的图。
[0021] 图13是示出在一个金属层中设置有底孔和槽的示例的图。
[0022] 其中,附图标记说明如下:
[0023] 1 环路热管
[0024] 10 蒸发器
[0025] 10x 贯穿孔
[0026] 20 冷凝器
[0027] 30 蒸汽管
[0028] 40、40A、40B、40C、40D、40E 液管
[0029] 50、51、51A、52、53、54、55 流路
[0030] 51x~55x、51y~55y 有底槽
[0031] 60、60A、60B1、60B2、60C1~60C3、60D1~60D4 多孔体
[0032] 61~66 金属层
[0033] 62x~65x、62y~65y 有底孔
[0034] 62z~65z、67z~69z 细孔
[0035] 82x、82y 槽

具体实施方式

[0036] 以下,参照附图对发明的实施方式进行说明。需要说明的是,在各附图中,对相同的构成部件赋予相同的符号,并且有时会省略重复的说明。
[0037] <第1实施方式>
[0038] [第1实施方式中的环路热管的构造]
[0039] 首先,对第1实施方式中的环路热管的构造进行说明。图1是示例性地示出第1实施方式中的环路热管的平面示意图。
[0040] 如图1所示,环路热管1具有蒸发器10、冷凝器20、蒸汽管30、以及液管40。环路热管1可以被容纳在例如智能电话或平板电脑终端等移动型的电子设备2中。
[0041] 需要说明的是,图1所示的X方向是冷凝器20的纵向(长度方向),Y方向是在图1的平面内与X方向正交的方向,Z方向表示图1的平面的法线方向(环路热管1的厚度方向)。
[0042] 在环路热管1中,蒸发器10具有使工作流体C汽化而生成蒸汽Cv的功能。冷凝器20具有使工作流体C的蒸汽Cv液化的功能。蒸发器10与冷凝器20通过蒸汽管30及液管40被连接,并且通过蒸汽管30及液管40形成用于使工作流体C或蒸汽Cv流过的作为环路的流路50。需要说明的是,在图1中,虽然图示为流路50,但流路50为流路的总称,实际上形成有如后所述的各种流路(例如流路51及52等)。
[0043] 图2是第1实施方式中的环路热管的蒸发器及其周围的剖面图。如图1及图2所示,在蒸发器10中例如形成4个贯穿孔10x。通过将螺栓150插入形成在蒸发器10中的各贯穿孔10x和形成在电路基板100中的各贯穿孔100x中,并通过螺母160从电路基板100的下表面侧进行固定,从而将蒸发器10与电路基板100固定。
[0044] 在电路基板100上,例如通过110安装有CPU等发热部件120,发热部件120的上表面与蒸发器10的下表面紧密接触。利用在发热部件120所产生的热量使蒸发器10内的工作流体C汽化,生成蒸汽Cv。
[0045] 如图1所示,蒸发器10中所生成的蒸汽Cv经由蒸汽管30被引导至冷凝器20,并在冷凝器20中液化。由此,在发热部件120所产生的热量移动至冷凝器20,发热部件120的温度上升被抑制。在冷凝器20液化的工作流体C经由液管40被引导至蒸发器10。蒸汽管30的宽度W1例如可以为大约8mm。另外,液管40的宽度W2例如可以为大约6mm。
[0046] 尽管对于工作流体C的种类并不进行特别限定,但为了通过蒸发潜热来有效地对发热部件120进行冷却,优选使用蒸汽压力较高、且蒸发潜热较大的流体。作为该类流体,例如可以举出、氟利昂、乙醇、以及丙
[0047] 蒸发器10、冷凝器20、蒸汽管30及液管40例如可以为层叠有多个金属层的构造。金属层例如是导热性优异的层,并且通过固相接合等方式互相被直接接合。各个金属层的厚度例如可以为大约50μm~200μm。
[0048] 需要说明的是,金属层不限于铜层,也可以由不锈层、层、或镁合金层等形成。另外,对于金属层的层叠数量并不进行特别限定。
[0049] 图3A、图3B是示例性地示出第1实施方式中的环路热管的液管的图,图3A是图1的A部分的局部放大平面图,图3B是沿图3A的B-B线的剖面图。但是,在图3A中,为了示出液管40内的多孔体60的平面形状,省略了作为一个最外层的金属层(图3B所示的金属层61)的图示。
[0050] 如图3A、图3B所示,液管40是层叠有金属层61~64的4个金属层的构造。在液管40中,金属层61及64是最外层,金属层62及63是内层。但是,液管只要具有作为最外层的两个金属层、以及在最外层之间层叠两个以上金属层而形成的内层即可。换言之,内层也可以是3层以上。
[0051] 金属层61~64例如是导热性优异的铜层,并且通过固相接合等方式互相被直接接合。金属层61~64的各个金属层的厚度例如可以为大约50μm~200μm。金属层61~64并不限定于铜层,也可以由不锈钢层、铝层、或镁合金层等形成。另外,对于金属层的层叠数量并不进行特别限定,也可以层叠5个以上的金属层。
[0052] 在液管40的内层(金属层62及63)中,设有流路51及52、以及与流路51及52连通的多孔体60。流路51设在多孔体60的X方向的一端侧,流路52设在多孔体60的X方向的另一端侧。换言之,流路51及52以从两侧夹持多孔体60的方式设置。
[0053] 构成多孔体60的有底孔的至少一部分与流路51及52连通。由此,能够使工作流体C浸透到多孔体60内。另外,由于多孔体60设在液管40的大致的中央部,因此也可以起到支柱的功能。由此,能够防止例如由于固相接合时的加压而将液管40压碎的情况。
[0054] 流路51通过使有底槽51x与有底槽51y连通而形成。另外,流路52通过使有底槽52x与有底槽52y连通而形成。更具体来说,在金属层62中,形成有向金属层63侧开口的有底槽51x及52x。另外,在金属层63中,形成有向金属层62侧开口的有底槽51y及52y。有底槽51x及
52x、以及有底槽51y及52y例如可以为内壁面由弯曲面形成的半圆柱状的凹形。
[0055] 有底槽51x及52x、以及有底槽51y及52y的平行于XZ平面的剖面形状例如可以为大致的半圆形或大致的半椭圆形。在此,大致的半圆形不仅包括将正圆二等分的半圆,而且包括例如圆弧长于或短于半圆的形状。另外,大致的半椭圆形不仅包括将椭圆二等分的半椭圆,而且包括例如圆弧长于或短于半椭圆的形状。
[0056] 有底槽51x与有底槽51y的最大开口部的宽度大致相同,并且将开口侧彼此向着内侧设置在平面图中重叠的位置上。因此,有底槽51x与有底槽51y的开口侧彼此连通而形成流路51。同样地,有底槽52x与有底槽52y的最大开口部的宽度大致相同,并且将开口侧彼此向着内侧设置在平面图中重叠的位置上。因此,有底槽52x与有底槽52y的开口侧彼此连通而形成流路52。
[0057] 换言之,将有底槽51x与有底槽51y以使其在厚度方向(Z方向)上连通的方式相对地设置而形成流路51,将有底槽52x与有底槽52y以使其在厚度方向上连通的方式相对地设置而形成流路52。流路51及52的平行于XZ平面的剖面形状例如可以为大致的圆形或大致的椭圆形。
[0058] 在多孔体60中,在第1层(一个最外层)的金属层61以及第4层(另一个最外层)的金属层64中,未形成有孔或槽(换言之,最外层的金属层为实心状)。相比之下,在金属层62中,分别形成有多个从上表面侧凹入至厚度方向的大致的中央部的有底孔62x、以及从下表面侧凹入至厚度方向的大致的中央部的有底孔62y。
[0059] 有底孔62x和有底孔62y在平面图中在X方向上交替地设置。另外,有底孔62x和有底孔62y在平面图中在Y方向上交替地设置。在X方向上交替地设置的有底孔62x与有底孔62y在平面图中部分地重叠,并且重叠的部分连通而形成细孔62z。另外,在Y方向上交替地设置的有底孔62x与有底孔62y在平面图中部分地重叠,并且重叠的部分连通而形成细孔
62z。
[0060] 有底孔62x及62y的平面形状例如可以是直径为大约100~300μm的圆形,但其也可以为椭圆形或多边形等任意形状。有底孔62x及62y的深度例如可以为金属层62的厚度的大约一半。在X方向上相邻的有底孔62x的间隔L1例如可以为大约100~400μm。关于在Y方向上相邻的有底孔62x的间隔也同样。在X方向上相邻的有底孔62y的间隔L2例如可以为大约100~400μm。关于在Y方向上相邻的有底孔62y的间隔也同样。
[0061] 有底孔62x及62y的平行于XZ平面的剖面形状以及平行于YZ平面的剖面形状例如可以为大致的半圆形或大致的半椭圆形。但是,有底孔62x及62y的平行于XZ平面的剖面形状以及平行于YZ平面的剖面形状也可以为从底面侧向着开口侧宽度增大的锥形、或相对于底面垂直的形状。
[0062] 细孔62z的横向(宽度方向)的宽度W3例如可以为大约10~50μm。另外,细孔62z的纵向(长度方向)的宽度W4例如可以为大约50~150μm。
[0063] 在金属层63中,分别形成有多个从上表面侧凹入至厚度方向的大致的中央部的有底孔63x、以及从下表面侧凹入至厚度方向的大致的中央部的有底孔63y。
[0064] 有底孔63x和有底孔63y在平面图中在X方向上交替地设置。另外,有底孔63x和有底孔63y在平面图中在Y方向上交替地设置。在X方向上交替地设置的有底孔63x与有底孔63y在平面图中部分地重叠,并且重叠的部分连通而形成细孔63z。另外,在Y方向上交替地设置的有底孔63x与有底孔63y在平面图中部分地重叠,并且重叠的部分连通而形成细孔
63z。有底孔63x及63y、细孔63z的形状等例如可以与有底孔62x及62y、细孔62z的形状等同样。
[0065] 另外,金属层62的有底孔62y与金属层63的有底孔63x在平面图中部分地重叠,并且重叠的部分连通而形成细孔67z。
[0066] 在各个金属层中形成的细孔彼此互相连通,并且互相连通的细孔在多孔体60内三维地扩展。因此,工作流体C能够通过毛细管力在互相连通的细孔内三维地扩展。
[0067] 但是,虽然在图3A、图3B中示例性地示出了有底孔62x与有底孔63x、以及有底孔62y与有底孔63y在平面图中重叠的形态,但是不限于此。换言之,只要是互相连通的细孔在多孔体60内三维地扩展的形态,则有底孔62x与有底孔63x也可以不一定在平面图中重叠,有底孔62y与有底孔63y也可以不一定在平面图中重叠。
[0068] 这样一来,多孔体60被设在液管40中,并且多孔体60沿着液管40延伸至蒸发器10附近。由此,利用在多孔体60中所产生的毛细管力,将液管40内的液相的工作流体C引导致蒸发器10。
[0069] 因此,即使由于来自蒸发器10的热泄漏等使得蒸汽Cv将在液管40内逆流,也能够利用从多孔体60作用于液相的工作流体C的毛细管力将蒸汽Cv推回,并能够防止蒸汽Cv的逆流。
[0070] 再有,在蒸发器10中也设有多孔体60。液相的工作流体C浸透到蒸发器10内的多孔体60之中靠近液管40的部分。此时,从多孔体60作用于工作流体C的毛细管力成为用于使工作流体C在环路热管1中循环的抽吸力(pumping force)。
[0071] 并且,由于该毛细管力对抗蒸发器10内的蒸汽Cv,因此能够抑制蒸汽Cv向液管40的逆流。
[0072] 需要说明的是,尽管在液管40中设有用于注入工作流体C的注入口(未图示),但该注入口被密封部件阻塞,环路热管1内保持气密。
[0073] [第1实施方式中的环路热管的制造方法]
[0074] 接着,以流路及多孔体的制造步骤为中心对第1实施方式中的环路热管的制造方法进行说明。图4A~图4D及图5A、图5B是示例性地示出第1实施方式中的环路热管的制造步骤的图,示出了与图3B对应的剖面。
[0075] 首先,在图4A所示的步骤中,准备形成为图1的平面形状的金属片620。并且,在金属片620的上表面形成抗蚀剂层310,在金属片620的下表面形成抗蚀剂层320。金属片620是最终成为金属层62的部件,例如可以由铜、不锈钢、铝、镁合金等形成。金属片620的厚度例如可以为大约50μm~200μm。作为抗蚀剂层310及320,例如可以使用感光性的干膜抗蚀剂等。
[0076] 接着,在图4B所示的步骤中,在金属片620的将形成流路51、流路52以及多孔体60的区域中,对抗蚀剂层310进行曝光及显影,从而形成用于选择性地露出金属片620的上表面的开口部310x。另外,对抗蚀剂层320进行曝光及显影,从而形成用于选择性地露出金属片620的下表面的开口部320x。开口部310x的形状及布置以与图3A、图3B所示的有底孔62x的形状及布置对应的方式形成。另外,开口部320x的形状及布置以与图3A、图3B所示的有底槽51x及52x、以及有底孔62y的形状及布置对应的方式形成。
[0077] 接着,在图4C所示的步骤中,从金属片620的上表面侧对在开口部310x内露出的金属片620进行半蚀刻,并且从金属片620下表面侧对在开口部320x内露出的金属片620进行半蚀刻。由此,在金属片620的上表面侧形成有底孔62x,并在下表面侧形成有底槽51x及52x、以及有底孔62y。另外,由于在表面及背面上在X方向上交替地设置的开口部310x和开口部320x在平面图中部分地重叠,因此重叠的部分连通而形成细孔62z。关于金属片620的半蚀刻,例如可以使用氯化溶液。
[0078] 接着,在图4D所示的步骤中,利用剥离液将抗蚀剂层310及320剥离。由此,完成了金属层62。
[0079] 接着,在图5A所示的步骤中,准备未形成有孔或槽的实心状的金属层61和66。另外,利用与金属层62同样的方法形成金属层63。在金属层63中所形成的有底槽、有底孔及细孔的位置例如如图3A、图3B所示。
[0080] 接着,在图5B所示的步骤中,按照图5A所示的顺序对各金属层进行层叠,并通过加压及加热来进行固相接合。由此,相邻的金属层彼此被直接接合,完成了包括蒸发器10、冷凝器20、蒸汽管30及液管40的环路热管1,并且在液管40中形成流路51及52、以及多孔体60。之后,在使用真空等对液管40内进行排气后,从未图示的注入口向液管40内注入工作流体C,并随后将注入口封闭。
[0081] 在此,固相接合是通过在固相(固体)状态下进行加热使接合对象物软化而不使接合对象物熔化、并进一步进行加压使接合对象物塑性变形而将接合对象物彼此接合的方法。需要说明的是,优选全部金属层61~64的材料均相同,从而能够通过固相接合将相邻的金属层彼此良好地接合。
[0082] 这样一来,通过构成为使从各金属层的两表面侧所形成的有底孔部分地连通而在各金属层内设置细孔的构造,从而能够克服以使贯穿孔部分地重叠的方式对形成有贯穿孔的金属层彼此进行层叠的以往的细孔形成方法的问题。换言之,能够在金属层内形成一定大小的细孔,而不会发生对金属层进行层叠时的位置偏移、对多个金属层进行层叠时因加热处理时的金属层膨胀及收缩所引起的位置偏移。
[0083] 由此,能够防止由于细孔大小上的偏差所引起的毛细管力的下降,并且能够稳定地抑制蒸汽Cv从蒸发器10向液管40的逆流。
[0084] 另外,通过设为在对金属层进行层叠的部分使相邻的有底孔全部重叠的构造,从而能够增大金属层彼此接触的面积,因而能够实现牢固的接合。
[0085] 另外,由于最外层的金属层为实心状且未形成孔或槽,因此能够通过最外层的金属层来确保液管40的刚性(能够抑制液管40的变形)。
[0086] 在此,参照比较例对在液管40中所形成的流路51及52所具有的效果进行说明。
[0087] 图6A~图6C是示例性地示出比较例中的环路热管的液管的构造的图,图6A是比较例中的液管的局部平面图。另外,图6B是沿图6A的C-C线的剖面图,图6C是沿图6A的D-D线的剖面图。需要说明的是,在图6A中,省略了金属层91的图示。另外,在图6A中,用箭头示意性地表示工作流体C的流动。
[0088] 如图6A~图6C所示,液管90例如为依次层叠有4个金属层91~94的构造。
[0089] 金属层91及94位于构成液管90的金属层的层叠构造的厚度方向的两个外侧,金属层92及93被层叠在金属层91与金属层94之间。金属层91及94为未形成有孔或槽的实心状,并且构成液管90的外壁的一部分。
[0090] 金属层92具有在X方向上分离地设置的相对的壁部921及922、支柱构成部923、以及吊挂部924。金属层93具有在X方向上分离地设置的相对的壁部931及932、支柱构成部933、以及吊挂部934。需要说明的是,吊挂部是相对于壁部对支柱构成部进行定位和保持的部件,在最外层以外的各金属层中在必要位置处设有必要个数的吊挂部。
[0091] 壁部921及931的层叠部构成液管90的一个管壁97(侧壁)。另外,壁部922及932的层叠部构成液管90的另一个管壁98(侧壁)。另外,支柱构成部923及933的层叠部构成液管90的作为管壁97与管壁98之间的隔壁的支柱99。
[0092] 并且,利用在X方向上相对的管壁97及支柱99、以及在Z方向上相对的金属层91及94对流路81进行界定。另外,利用在X方向上相对的管壁98及支柱99、以及在Z方向上相对的金属层91及94对流路82进行界定。
[0093] 这样一来,在比较例中的液管90中,如图6A~图6C所示,为了相对于壁部对支柱构成部进行定位和保持,在最外层以外的金属层中需要吊挂部。
[0094] 设置吊挂部不仅会阻碍最外层以外的各金属层的设计自由度,而且会使将成为流路的空间减小。如果流路变得狭窄,则工作流体C在流路内流动时的作为能量损失的压力损失会变大,该压力损失会阻碍工作流体C的流动,会使热管的热传输性能大幅恶化。
[0095] 另一方面,在本实施方式中,由于使在相邻的金属层中利用半蚀刻所形成有底槽彼此在厚度方向上连通而形成流路,因此无需吊挂部。因此,由于不具有吊挂部的分流路变宽,流路内的压力损失得到抑制,因此不会阻碍工作流体C的流动,能够对环路热管1的热传输性能的恶化进行抑制。
[0096] <第2实施方式>
[0097] 在第2实施方式中,示出了具有剖面形状与第1实施方式不同的流路的液管。需要说明的是,在第2实施方式中,针对与已经说明的实施方式相同的构成部,有时会省略其说明。
[0098] 图7A、图7B是示例性地示出第2实施方式中的环路热管的液管的图,图7A是与图3A对应的局部放大平面图,图7B是沿图7A的E-E线的剖面图。但是,在图7A中,为了示出液管40A内的多孔体60A的平面形状,省略了作为一个最外层的金属层(图7B所示的金属层61)的图示。
[0099] 如图7A、图7B所示,在液管40A内设有流路51A及52A、以及多孔体60A。流路51A设在多孔体60A的X方向的一端侧,流路52A设在多孔体60A的X方向的另一端侧。换言之,流路51A及52A以从两侧夹持多孔体60A的方式设置。需要说明的是,虽然为便于说明对多孔体60A赋予了另外的符号,但是由于其与多孔体60为相同构造,因此省略其说明。
[0100] 构成多孔体60A的有底孔的至少一部分与流路51A及52A连通。由此,能够使工作流体C浸透到多孔体60A内。另外,由于多孔体60A设在液管40A的大致的中央部,因此也可以起到支柱的功能。由此,能够防止例如由于固相接合时的加压而将液管40A压碎的情况。
[0101] 流路51A通过使有底槽51x1、51x2及51x3与有底槽51y1、51y2及51y3连通而形成。另外,流路52A通过使有底槽52x1、52x2及52x3与有底槽52y1、52y2及52y3连通而形成。
[0102] 更具体来说,在金属层62内,有底槽51x1、51x2及51x3使其纵向(长度方向)朝着Y方向并在X方向上排列,并且向金属层63侧开口以在平面方向(X方向)上连通。另外,在金属层62内,有底槽52x1、52x2及52x3使其纵向朝着Y方向并在X方向上排列,并且向金属层63侧开口以在平面方向(X方向)上连通。
[0103] 在金属层63内,有底槽51y1、51y2及51y3使其纵向朝着Y方向并在X方向上排列,并且向金属层62侧开口以在平面方向(X方向)上连通。另外,在金属层63内,有底槽52y1、52y2及52y3使其纵向朝着Y方向并在X方向上排列,并且向金属层62侧开口以在平面方向(X方向)上连通。
[0104] 有底槽51x1、51x2、51x3、52x1、52x2及52x3、以及有底槽51y1、51y2、51y3、52y1、52y2及52y3例如可以为内壁面由弯曲面形成的半圆柱状的凹形。
[0105] 有底槽51x1、51x2、51x3、52x1、52x2及52x3、以及有底槽51y1、51y2、51y3、52y1、52y2及52y3的平行于XZ平面的剖面形状例如可以为大致的半圆形或大致的半椭圆形。
[0106] 在X方向上连通的有底槽51x1、51x2及51x3、以及在X方向上连通的有底槽51y1、51y2及51y3的最大开口部的宽度大致相同,并且将开口侧彼此向着内侧设置在平面图中重叠的位置上。因此,在X方向上连通的有底槽51x1、51x2及51x3、以及在X方向上连通的有底槽51y1、51y2及51y3的开口侧彼此连通而形成流路51A。
[0107] 同样地,在X方向上连通的有底槽52x1、52x2及52x3、以及在X方向上连通的有底槽52y1、52y2及52y3的最大开口部的宽度大致相同,并且将开口侧彼此向着内侧设置在平面图中重叠的位置上。因此,在X方向上连通的有底槽52x1、52x2及52x3、以及在X方向上连通的有底槽52y1、52y2及52y3的开口侧彼此连通而形成流路52A。
[0108] 换言之,将有底槽51x1、51x2及51x3与有底槽51y1、51y2及51y3以使其在厚度方向上连通的方式相对地设置而形成流路51A。同样地,将有底槽52x1、52x2及52x3与有底槽52y1、52y2及52y3以使其在厚度方向上连通的方式相对地设置而形成流路52A。流路51A及
52A的平行于XZ平面的剖面形状例如可以为使大致的圆形或大致的椭圆形互相连通并且在X方向上排列的形状。
[0109] 这样一来,流路的平行于XZ平面的剖面形状可以为1个大致的圆形或大致的椭圆形,也可以为使大致的圆形或大致的椭圆形互相连通并且在X方向上排列有多个的形状。
[0110] 但是,在形成1个大致的圆形或大致的椭圆形的情况下,需要利用半蚀刻在相邻的金属层中分别形成1个大致半圆形或大致半椭圆形的有底槽。在利用半蚀刻形成1个大致半圆形或大致半椭圆形的有底槽的情况下,由于在深度方向和宽度方向上同时进行蚀刻,因此有底槽的宽度相对于金属层的厚度被限制。因此,难以在X方向上形成宽度较宽的流路。
[0111] 相比之下,在形成使大致的圆形或大致的椭圆形互相连通并且在X方向上排列有多个的形状的流路的情况下,即使利用半蚀刻所形成的大致半圆形或大致半椭圆形的1个有底槽的宽度被限制也不会成为问题。其原因是,即使有底槽的宽度由于半蚀刻而被限制,也能够通过使多个有底槽互相连通并且在X方向上排列而在X方向上容易地形成宽度较宽的流路。换言之,即使1个有底槽的宽度被限制,也能够通过改变所连通的有底槽的数量而容易地调整流路的X方向的宽度。
[0112] 需要说明的是,虽然在图7A、图7B的示例中是将流路的平行于XZ平面的剖面形状设为使大致的圆形或大致的椭圆形互相连通并且在X方向上排列有3个的形状,但是并不限定于此,流路的平行于XZ平面的剖面形状也可以为使大致的圆形或大致的椭圆形互相连通并且在X方向上排列有2个或4个以上的形状。
[0113] <第3实施方式>
[0114] 在第3实施方式中,示出了流路的形成位置与第2实施方式不同的液管的示例。需要说明的是,在第3实施方式中,针对与已经说明的实施方式相同的构成部,有时会省略其说明。
[0115] 图8A、图8B是示例性地示出第3实施方式中的环路热管的液管的图,图8A是与图3A对应的局部放大平面图,图8B是沿图8A的F-F线的剖面图。但是,在图8A中,为了示出液管40B内的多孔体60B1及60B2的平面形状,省略了作为一个最外层的金属层(图8B所示的金属层61)的图示。
[0116] 如图8A、图8B所示,在液管40B内设有流路51A、以及多孔体60B1及60B2。
[0117] 多孔体60B1设在流路51A的X方向的一端侧,多孔体60B2设在流路51A的X方向的另一端侧。换言之,多孔体60B1及60B2以从两侧夹持流路51A的方式设置。
[0118] 需要说明的是,流路51A的构造与利用图7A、图7B所说明的内容同样。另外,虽然为便于说明对多孔体60B1及60B2赋予了另外的符号,但是由于其与多孔体60为相同构造,因此省略其说明。
[0119] 构成多孔体60B1及60B2的有底孔的至少一部分与流路51A连通。由此,能够使工作流体C浸透到多孔体60B1及60B2内。
[0120] 这样一来,流路与多孔体只要互相连通,则可以任意布置。需要说明的是,也可以将第1实施方式如第3实施方式般进行变形。
[0121] <第4实施方式>
[0122] 在第4实施方式中,示出了层叠5个金属层而形成的液管的示例。需要说明的是,在第4实施方式中,针对与已经说明的实施方式相同的构成部,有时会省略其说明。
[0123] 图9A、图9B是示例性地示出第4实施方式中的环路热管的液管的图,图9A是与图3A对应的局部放大平面图,图9B是沿图9A的G-G线的剖面图。但是,在图9A中,为了示出液管40C内的多孔体60C1的平面形状,省略了作为一个最外层的金属层(图9B所示的金属层61)的图示。
[0124] 如图9A、图9B所示,液管40C是层叠有5个金属层61~65的构造,在液管40C内设有流路51、52及53、以及多孔体60C1、60C2及60C3。
[0125] 在液管40C的金属层62及63中,设有流路51及52、以及多孔体60C1。流路51设在多孔体60C1的X方向的一端侧,流路52设在多孔体60C1的X方向的另一端侧。换言之,流路51及52以从两侧夹持多孔体60C1的方式设置。
[0126] 需要说明的是,流路51及52的构造与利用图3A、图3B所说明的内容同样。但是,有底槽51y及52y分别与各自的有底孔63y连通。另外,虽然对于多孔体60C1将有底孔的个数改变并为便于说明对其赋予了另外的符号,但是由于其基本上与多孔体60为相同构造,因此省略其说明。
[0127] 在液管40C的金属层63及64中,设有流路53、以及多孔体60C2及60C3。多孔体60C2设在流路53的X方向的一端侧,多孔体60C3设在流路53的X方向的另一端侧。换言之,多孔体60C2及60C3以从两侧夹持流路53的方式设置。
[0128] 流路53通过使有底槽53x与有底槽53y连通而形成。更具体来说,在金属层63中,形成有向金属层64侧开口的有底槽53x。有底槽53x与有底孔63x连通。另外,在金属层64中,形成有向金属层63侧开口的有底槽53y。有底槽53x及有底槽53y例如可以为内壁面由弯曲面形成的半圆柱状的凹形。
[0129] 有底槽53x及53y的平行于XZ平面的剖面形状例如可以为大致的半圆形或大致的半椭圆形。有底槽53x与有底槽53y的最大开口部的宽度大致相同,并且将开口侧彼此向着内侧设置在平面图中重叠的位置上。因此,有底槽53x与有底槽53y的开口侧彼此连通而形成流路53。
[0130] 换言之,将有底槽53x与有底槽53y以使其在厚度方向上连通的方式相对地设置而形成流路53。流路53的平行于XZ平面的剖面形状例如可以为大致的圆形或大致的椭圆形。
[0131] 在多孔体60C2及60C3具有有底孔63x、63y、64x及64y。在金属层64中,分别形成有多个从上表面侧凹入至厚度方向的大致的中央部的有底孔64x、以及从下表面侧凹入至厚度方向的大致的中央部的有底孔64y。
[0132] 有底孔64x和有底孔64y在平面图中在X方向上交替地设置。另外,有底孔64x和有底孔64y在平面图中在Y方向上交替地设置。在X方向上交替地设置的有底孔64x与有底孔64y在平面图中部分地重叠,并且重叠的部分连通而形成细孔64z。另外,在Y方向上交替地设置的有底孔64x与有底孔64y在平面图中部分地重叠,并且重叠的部分连通而形成细孔
64z。有底孔64x及64y、细孔64z的形状等例如可以与有底孔62x及62y、细孔62z的形状等同样。
[0133] 另外,金属层63的有底孔63y与金属层64的有底孔64x在平面图中部分地重叠,并且重叠的部分连通而形成细孔68z。
[0134] 构成多孔体60C1的有底孔的至少一部分与流路51、52及53连通。另外,构成多孔体60C2的有底孔的至少一部分与流路51及53连通。另外,构成多孔体60C3的有底孔的至少一部分与流路52及53连通。由此,工作流体C能够浸透到多孔体60C1、60C2及60C3内。
[0135] 这样一来,液管也不一定需要层叠4个金属层而形成,例如也可以层叠5个金属层而形成。在层叠5个金属层而形成液管的情况下,流路及多孔体可以在作为内层的金属层62~64的任意位置形成任意个数。
[0136] <第5实施方式>
[0137] 在第5实施方式中,示出了层叠6个金属层而形成的液管的示例。需要说明的是,在第5实施方式中,针对与已经说明的实施方式相同的构成部,有时会省略其说明。
[0138] 图10A、图10B是示例性地示出第5实施方式中的环路热管的液管的图,图10A是与图3A对应的局部放大平面图,图10B是沿图10A的H-H线的剖面图。但是,在图10A中,为了示出液管40D内的多孔体60D1的平面形状,省略了作为一个最外层的金属层(图10B所示的金属层61)的图示。
[0139] 如图10A、图10B所示,液管40D是层叠有6个金属层61~66的构造,在液管40D内设有流路51、52、53、54及55、以及多孔体60D1、60D2、60D3及60D4。
[0140] 在液管40D的金属层62及63中,设有流路51及52、以及多孔体60D1。流路51设在多孔体60D1的X方向的一端侧,流路52设在多孔体60D1的X方向的另一端侧。换言之,流路51及52以从两侧夹持多孔体60D1的方式设置。
[0141] 需要说明的是,流路51及52的构造与利用图3A、图3B所说明的内容同样。但是,有底槽51y及52y分别与各自的有底孔63y连通。另外,虽然对于多孔体60D1将有底孔的个数改变并为便于说明对其赋予了另外的符号,但是由于其基本上与多孔体60为相同构造,因此省略其说明。
[0142] 在液管40D的金属层63及64中,设有流路53、以及多孔体60D2及60D3。多孔体60D2设在流路53的X方向的一端侧,多孔体60D3设在流路53的X方向的另一端侧。换言之,多孔体60D2及60D3以从两侧夹持流路53的方式设置。
[0143] 需要说明的是,流路53的构造与利用图9A、图9B所说明的内容同样。但是,有底槽53y与有底孔64y连通。另外,虽然对于多孔体60D2及60D3为便于说明对其赋予了另外的符号,但是由于其与多孔体60C2及60C3为相同构造,因此省略其说明。
[0144] 在液管40D的金属层64及65中,设有流路54及55、以及多孔体60D4。流路54设在多孔体60D4的X方向的一端侧,流路55设在多孔体60D4的X方向的另一端侧。换言之,流路54及55以从两侧夹持多孔体60D4的方式设置。
[0145] 流路54通过使有底槽54x与有底槽54y连通而形成。另外,流路54通过使有底槽55x与有底槽55y连通而形成。更具体来说,在金属层64中,形成有向金属层65侧开口的有底槽54x及55x。另外,在金属层65中,形成有向金属层64侧开口的有底槽54y及55y。有底槽54x及
55x、以及有底槽54y及55y例如可以为内壁面由弯曲面形成的半圆柱状的凹形。
[0146] 有底槽54x及55x、以及有底槽54y及55y的平行于XZ平面的剖面形状例如可以为大致的半圆形或大致的半椭圆形。有底槽54x与有底槽54y的最大开口部的宽度大致相同,并且将开口侧彼此向着内侧设置在平面图中重叠的位置上。因此,有底槽54x与有底槽54y的开口侧彼此连通而形成流路54。同样地,有底槽55x与有底槽55y的最大开口部的宽度大致相同,并且将开口侧彼此向着内侧设置在平面图中重叠的位置上。因此,有底槽55x与有底槽55y的开口侧彼此连通而形成流路55。
[0147] 换言之,将有底槽54x与有底槽54y以使其在厚度方向上连通的方式相对地设置而形成流路54,将有底槽55x与有底槽55y以使其在厚度方向上连通的方式相对地设置而形成流路55。流路54及55的平行于XZ平面的剖面形状例如可以为大致的圆形或大致的椭圆形。
[0148] 在多孔体60D4具有有底孔64x、64y、65x及65y。在金属层65中,分别形成有多个从上表面侧凹入至厚度方向的大致的中央部的有底孔65x、以及从下表面侧凹入至厚度方向的大致的中央部的有底孔65y。
[0149] 有底孔65x和有底孔65y在平面图中在X方向上交替地设置。另外,有底孔65x和有底孔65y在平面图中在Y方向上交替地设置。在X方向上交替地设置的有底孔65x与有底孔65y在平面图中部分地重叠,并且重叠的部分连通而形成细孔65z。另外,在Y方向上交替地设置的有底孔65x与有底孔65y在平面图中部分地重叠,并且重叠的部分连通而形成细孔
65z。有底孔65x及65y、细孔65z的形状等例如可以与有底孔62x及62y、细孔62z的形状等同样。
[0150] 另外,金属层65的有底孔65y与金属层65的有底孔65x在平面图中部分地重叠,并且重叠的部分连通而形成细孔69z。
[0151] 构成多孔体60D1的有底孔的至少一部分与流路51、52及53连通。另外,构成多孔体60D2的有底孔的至少一部分与流路51、53及54连通。另外,构成多孔体60D3的有底孔的至少一部分与流路52、53及55连通。另外,构成多孔体60D4的有底孔的至少一部分与流路53、54及55连通。由此,工作流体C能够浸透到多孔体60D1、60D2、60D3及60D4内。
[0152] 这样一来,液管也不一定需要层叠4个金属层而形成,例如也可以层叠6个金属层而形成。在层叠6个金属层而形成液管的情况下,流路及多孔体可以在作为内层的金属层62~65的任意位置形成任意个数。
[0153] <第6实施方式>
[0154] 在第6实施方式中,示出了层叠6个金属层而形成的液管的另一个示例。需要说明的是,在第6实施方式中,针对与已经说明的实施方式相同的构成部,有时会省略其说明。
[0155] 图11A、图11B是示例性地示出第6实施方式中的环路热管的液管的图,图11A是与图3A对应的局部放大平面图,图11B是沿图11A的I-I线的剖面图。但是,在图11A中,为了示出液管40E内的多孔体60E的平面形状,省略了作为一个最外层的金属层(图11B所示的金属层61)的图示。
[0156] 如图11A、图11B所示,液管40E是层叠有6个金属层61~66的构造,在液管40E内设有流路51及52、以及多孔体60E。
[0157] 在液管40E的金属层62~65中,设有多孔体60E。多孔体60E具有设在金属层62中的有底孔62x及62y、设在金属层63中的有底孔63x及63y、设在金属层64中的有底孔64x及64y、以及设在金属层65中的有底孔65x及65y。金属层62~65中的各有底孔的布置与在液管40~40D中说明的内容同样。
[0158] 在液管40E的金属层63及64中,设有流路51及52。流路51及52的构造与在图3A、图3B中说明的内容同样。
[0159] 构成多孔体60E的有底孔的至少一部分与流路51及52连通。由此,能够使工作流体C浸透到多孔体60E内。另外,由于多孔体60E设在液管40E的大致的中央部,因此也可以起到支柱的功能。由此,能够防止例如由于固相接合时的加压而将液管40E压碎的情况。
[0160] 这样一来,液管也不一定需要层叠4个金属层而形成,例如也可以层叠6个金属层而形成。在层叠6个金属层而形成液管的情况下,流路及多孔体可以在作为内层的金属层62~65的任意位置形成任意个数。
[0161] <变形例1>
[0162] 在变形例1中,示出了相对于一个有底孔设置多个细孔的示例。需要说明的是,在变形例1中,针对与已经说明的实施方式相同的构成部,有时会省略其说明。
[0163] 图12是示出相对于一个有底孔设置多个细孔的示例的图。如图12所示,例如在金属层62中,可以使有底孔62x的大小大于有底孔62y的大小,并且将多个有底孔62y布置在平面图中的有底孔62x的周围。
[0164] 这样一来,通过使一部分有底孔的尺寸大型化,使得空间体积变大,因而能够降低在有底孔内流动的工作流体C的压力损失。
[0165] 虽然以上以金属层62为例进行了说明,但是金属层63~65也可以为与参照图12所说明的金属层62同样的构造。
[0166] 另外,变形例1可以应用于第1~6实施方式。
[0167] <变形例2>
[0168] 在变形例2中,示出了多孔体除了具有有底孔以外还具有槽的示例。需要说明的是,在变形例2中,针对与已经说明的实施方式相同的构成部,有时会省略其说明。
[0169] 图13是示出在一个金属层中设置有底孔和槽的示例的图。如图13所示,例如在金属层62中,可以设置从上表面侧向中央部侧凹入的槽82x、以及从下表面侧向中央部侧凹入的槽82y。在图13中,利用一个槽82x使相邻的有底孔62x彼此连通,利用一个槽82y使相邻的有底孔62y彼此连通。槽82x及82y可以与有底孔同样地通过半蚀刻来形成。需要说明的是,槽82x与槽82y并未连通。
[0170] 这样一来,通过经由槽使相邻的有底孔彼此连通,从而能够对工作流体C的浸透性进行辅助。需要说明的是,在仅设有槽82x及82y中任意一者的情况下,也能够获得一定的效果。
[0171] 虽然以上以金属层62为例进行了说明,但是金属层63~65也可以为与参照图13所说明的金属层62同样的构造。
[0172] 另外,变形例2可以应用于第1~6实施方式。
[0173] 以上对优选的实施方式进行了详细说明,但并不限定于上述实施方式,可以在本发明的范围内对上述实施方式进行各种变形及替换。
[0174] 例如,有底孔的布置不限于上述实施方式(平面图),可以对其进行各种改变、改变。
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