特開 2023-118134 熱伝導部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023118134

(43)【公開日】2023-08-25

(54)【発明の名称】熱伝導部材

(51)【国際特許分類】

   F28D 15/02 20060101AFI20230818BHJP

   H01L 23/427 20060101ALI20230818BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20230818BHJP

【ＦＩ】

F28D15/02 106Z

F28D15/02 M

F28D15/02 101H

F28D15/02 102G

F28D15/02 102H

H01L23/46 B

H05K7/20 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020103169

(22)【出願日】2020-06-15

(71)【出願人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】ニデック株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】503190785

【氏名又は名称】尼得科超▲しゅう▼科技股▲ふん▼有限公司

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１８４－３，Ｚｈｏｎｇｘｉｎｇ Ｎ．Ｓｔ．，Ｓａｎｃｈｏｎｇ Ｄｉｓｔ．，Ｎｅｗ Ｔａｉｐｅｉ Ｃｉｔｙ ２４１５８，Ｔａｉｗａｎ

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石田 淳一

(72)【発明者】

【氏名】花野 雅昭

【テーマコード（参考）】

5E322

5F136

【Ｆターム（参考）】

5E322DB08

5E322EA01

5F136CC14

5F136FA01

5F136FA02

5F136FA03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】金属板を繋ぎ合わせる接合部を有する熱伝導部材を、簡単且つ低コストで製造することができる技術を提供する。
【解決手段】熱伝導部材１は、内部に空間を有する筐体２と、前記空間に配置されるウィック構造体３と、前記空間に収容される作動液４と、を有する。前記筐体は、１又は複数の金属板２０と、前記金属板を繋ぎ合わせる接合部２１と、を有する。前記接合部は、前記金属板の一部で構成される第１層および第２層と、前記第１層と前記第２層との間に配置される接合層と、前記第１層と前記接合層との第１境界部と、前記第２層と前記接合層との第２境界部と、を有する。前記第１境界部は、前記第１層と前記接合層とに跨って存在する少なくとも１つの第１結晶粒により構成される第１領域を有する。前記第２境界部は、前記第２層と前記接合層とに跨って存在する少なくとも１つの第２結晶粒により構成される第２領域を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に空間を有する筐体と、
前記空間に配置されるウィック構造体と、
前記空間に収容される作動液と、
を有する熱伝導部材であって、
前記筐体は、
１又は複数の金属板と、
前記金属板を繋ぎ合わせる接合部と、
を有し、
前記接合部は、
前記金属板の一部で構成される第１層および第２層と、
前記第１層と前記第２層との間に配置される接合層と、
前記第１層と前記接合層との第１境界部と、
前記第２層と前記接合層との第２境界部と、
を有し、
前記第１境界部は、前記第１層と前記接合層とに跨って存在する少なくとも１つの第１結晶粒により構成される第１領域を有し、
前記第２境界部は、前記第２層と前記接合層とに跨って存在する少なくとも１つの第２結晶粒により構成される第２領域を有する、熱伝導部材。

【請求項2】

前記金属板は、
第１金属板と、
前記第１金属板と対向して配置される第２金属板と、
で構成され、
前記第１層は、前記第１金属板の一部であり、
前記第２層は、前記第２金属板の一部である、請求項１に記載の熱伝導部材。

【請求項3】

少なくとも１つの前記第１結晶粒は、前記第２結晶粒と繋がっている、請求項１又は２に記載の熱伝導部材。

【請求項4】

少なくとも１つの前記第１結晶粒は、前記第２結晶粒から離れている、請求項１から３のいずれか１項に記載の熱伝導部材。

【請求項5】

前記第１境界部は、前記第１層と前記接合層との界面により構成される第３領域を更に有し、
前記第２境界部は、前記第２層と前記接合層との界面により構成される第４領域を更に有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の熱伝導部材。

【請求項6】

前記接合層は、前記第１層および前記第２層よりも弾性が大きい、請求項１から５のいずれか１項に記載の熱伝導部材。

【請求項7】

前記接合部に対して前記空間側と、前記空間側の反対側とのうちの少なくとも一方側に、前記金属板同士が接触する接触部が設けられている、請求項６に記載の熱伝導部材。

【請求項8】

前記第１層、前記第２層、および、前記接合層は、同一の素材で構成される、請求項１から７のいずれか１項に記載の熱伝導部材。

【請求項9】

前記第１層および前記第２層を有する前記金属板は、ステンレス製である、請求項１から８のいずれか１項に記載の熱伝導部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、熱伝導部材に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えばヒートパイプおよびベーパーチャンバー等の、作動液を用いた熱伝導部材が知られる。

【0003】

例えば、従来の平面型ヒートパイプは、対向する２枚の板状体により空洞部が中央部に形成されたコンテナと、空洞部に封入された作動液とを有し、空洞部にウィック構造が備えられた構成とされる。当該平面型ヒートパイプにおいては、板状体の少なくとも一方は、２種類以上の金属部材が積層され一体化された複合部材とされる。空洞部の外周部は、３層以上の部材が積層された構成となり、レーザ溶接で封止される（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－０５０７１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

空洞部の外周部をレーザ溶接によって封止する構成では、レーザ光線の位置、或いは、レーザ光線にて溶接される部材の位置を動かしながら、接合作業を行う必要がある。このために、部材の接合に必要となる設備の構造が複雑となったり、高価となったりする可能性がある。

【0006】

本開示は、金属板を繋ぎ合わせる接合部を有する熱伝導部材を、簡単且つ低コストで製造することができる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の例示的な熱伝導部材は、内部に空間を有する筐体と、前記空間に配置されるウィック構造体と、前記空間に収容される作動液と、を有する。前記筐体は、１又は複数の金属板と、前記金属板を繋ぎ合わせる接合部と、を有する。前記接合部は、前記金属板の一部で構成される第１層および第２層と、前記第１層と前記第２層との間に配置される接合層と、前記第１層と前記接合層との第１境界部と、前記第２層と前記接合層との第２境界部と、を有する。前記第１境界部は、前記第１層と前記接合層とに跨って存在する少なくとも１つの第１結晶粒により構成される第１領域を有する。前記第２境界部は、前記第２層と前記接合層とに跨って存在する少なくとも１つの第２結晶粒により構成される第２領域を有する。

【発明の効果】

【0008】

本開示の例示的な熱伝導部材によれば、金属板を繋ぎ合わせる接合部を有する熱伝導部材を、簡単且つ低コストで製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示の実施形態に係る熱伝導部材の概略の構成を示す断面図である。

【図2】図２は、接合部、および、その周辺を拡大して示した断面図である。

【図3】図３は、接合部の一部を拡大して示した模式図である。

【図4】図４は、図３に示す第１境界部をＺ軸方向から見た平面図である。

【図5】図５は、接合部の状態を説明するための模式図である。

【図6】図６は、接合部の状態を説明するための他の模式図である。

【図7】図７は、変形例の熱伝導部材について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面においては、適宜、３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、鉛直方向（すなわち上下方向）を示し、＋Ｚ方向が上側であり、－Ｚ方向が下側である。Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向を指し、その一方向および逆方向を、それぞれ＋Ｘ方向および－Ｘ方向とする。Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向およびＸ軸方向の両方と直交する方向を指し、その一方向および逆方向を、それぞれ＋Ｙ方向および－Ｙ方向とする。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、水平面と平行な方向である。ただし、これらの方向は単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定する意図はない。

【0011】

＜１．熱伝導部材の概要＞
図１は、本開示の実施形態に係る熱伝導部材１の概略の構成を示す断面図である。なお、図１には、理解を容易とするために、熱伝導部材１の他に発熱体Ｈが示されている。

【0012】

本実施形態では、熱伝導部材１はベーパーチャンバーである。発熱体Ｈは、例えば、熱を発する電子部品、または、その電子部品を搭載する基板である。発熱体Ｈは、例えばＣＰＵなどを含む。発熱体Ｈは、熱伝導部材１による熱の輸送によって冷却される。熱伝導部材１は、例えば、スマートフォン或いはノート型パーソナルコンピュータなどの、発熱体Ｈを有する電子機器に搭載される。

【0013】

熱伝導部材１は、被加熱部１０１と、放熱部１０２とを有する。被加熱部１０１は、例えば発熱体Ｈと接して配置され、発熱体Ｈが発する熱によって加熱される。つまり、被加熱部１０１は、発熱体Ｈから放散された熱が伝達される部分である。放熱部１０２は、被加熱部１０１で加熱された後述の作動液４が有する熱を外部に放出する。

【0014】

図１に示すように、熱伝導部材１は、筐体２と、ウィック構造体３と、作動液４とを有する。

【0015】

筐体２は、内部に空間２ａを有する。空間２ａは、詳細には密閉空間である。空間２ａは、大気圧よりも気圧が低い減圧状態に維持されることが好ましい。筐体２のＺ軸方向の厚みは、例えば１００μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。本実施形態においては、筐体２は直方体形状である。ただし、筐体２は、例えば円柱状等の他の形状であってよい。なお、筐体２の一部は、被加熱部１０１に含まれる。筐体２の他の一部は、放熱部１０２に含まれる。

【0016】

筐体２は、１又は複数の金属板２０と、金属板２０を繋ぎ合わせる接合部２１とを有する。金属板２０は、金属を主成分とする板状部材である。金属板２０は、例えば、銅、鉄、アルミニウム、亜鉛、銀、金、マグネシウム、マンガン、チタン、或いは、これらの金属を含む合金等で構成される。筐体２が有する接合部２１は、１つの金属板２０の一部と他の一部、又は、複数の金属板２０同士を繋ぎ合わせる接合構造のことを指す。接合部２１の詳細については後述する。

【0017】

本実施形態では、金属板２０は、第１金属板２０１と第２金属板２０２とで構成される。すなわち、筐体２は、第１金属板２０１と第２金属板２０２との２つの金属板２０を有する。接合部２１は、第１金属板２０１と第２金属板２０２とを繋ぎ合わせる。第２金属板２０２は、第１金属板２０１と対向して配置される。詳細には、第１金属板２０１と第２金属板２０２とは、Ｚ軸方向に対向して配置される。

【0018】

なお、上述のように、筐体２が有する金属板２０は１つであってもよい。この場合には、例えば、１つの金属板２０が折り曲げられて、１つの金属板２０の端部同士が繋ぎ合わされて接合部２１が形成される構成としてよい。

【0019】

第１金属板２０１は、ウィック構造体３を－Ｚ方向側から支持する。第１金属板２０１は、好ましくは、銅又はステンレス製である。本実施形態では、第１金属板２０１は、－Ｚ方向に凹む凹形状である。第１金属板２０１は、Ｚ軸方向からの平面視において矩形状であり、その凹部も矩形状である。ただし、第１金属板２０１は平板であってもよい。また、第１金属板２０１およびその凹部は、矩形状以外であってもよい。

【0020】

第２金属板２０２は、第１金属板２０１に対して＋Ｚ方向側に配置され、第１金属板２０１上のウィック構造体３を覆う。第２金属板２０２は、第１金属板２０１と同じ金属材料で構成されることが好ましい。すなわち、第１金属板２０１が銅製である場合、第２金属板２０２も銅製であることが好ましい。第１金属板２０１がステンレス製である場合、第２金属板２０２もステンレス製であることが好ましい。

【0021】

第２金属板２０２は、詳細には、＋Ｚ方向に凹む凹形状である。第２金属板２０２は、Ｚ軸方向からの平面視において矩形状であり、その凹部も矩形状である。なお、第２金属板２０２およびその凹部は、矩形状以外であってもよい。また、第２金属板２０２は、複数のリブ２０２ａを有する。リブ２０２ａは、第２金属板２０２の－Ｚ方向側の面から－Ｚ方向に延びてウィック構造体３と接触する。リブ２０２ａは、例えば、円柱状や角柱状等であってよい。リブ２０２ａは、例えば、ＸＹ平面内において規則的に並んで配置される。Ｚ軸方向においてリブ２０２ａがウィック構造体３と接触することにより、筐体２の厚みが一定に保たれる。なお、第２金属板２０２とリブ２０２ａとは、単一部材であってもよいし、別部材であってもよい。また、リブ２０２ａは、必須ではなく、設けられなくてもよい。

【0022】

ウィック構造体３は、空間２ａに配置される。上述のように、本実施形態では、ウィック構造体３は第１金属板２０１に支持される。ウィック構造体３は、毛細管構造を有する部材であればよい。ここで、毛細管構造とは、毛管圧力により作動液４を移動させることができる構造を指す。毛細管構造としては、例えば、多孔構造、繊維構造、溝構造、および、網目構造が挙げられる。ウィック構造体３のＺ軸方向の厚みは、例えば、５μｍ以上２００μｍ以下であってよい。Ｚ軸方向からの平面視において、ウィック構造体３は、空間２ａと同程度の面積を有することが好ましい。

【0023】

ウィック構造体３としては、例えば、ワイヤー、メッシュ、および、多孔質体が挙げられる。多孔質体は、例えば焼結体である。ウィック構造体３は、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、チタン、これらの合金、炭素繊維、或いは、セラミック等で構成される。ウィック構造体３は、例えば銅製であることが好ましい。なお、ウィック構造体３は、例えば第１金属板２０１自体に設けられてもよい。ウィック構造体３は、例えば、第１金属板２０１の＋Ｚ方向側の面に形成された溝又は凹凸構造であってよい。

【0024】

作動液４は、空間２ａに収容される。詳細には、作動液４は空間２ａに封入される。空間２ａが減圧状態である場合、空間２ａに封入される作動液４は蒸発し易くなる。作動液４は、熱伝導部材１の使用環境において蒸発および凝縮する液体であればよい。作動液４は、例えば、水、アルコール、或いは、エチレングリコール等であってよい。作動液４は、水であることが好ましい。

【0025】

以上のように構成される熱伝導部材１では、発熱体Ｈで発生した熱により、被加熱部１０１が加熱される。被加熱部１０１の温度が上昇すると、筐体２の内部の空間２ａに収容された作動液４が蒸発する。この際、被加熱部１０１は、蒸発潜熱の吸収により冷却される。作動液４の蒸発により発生した蒸気は、空間２ａを放熱部１０２側に移動する。放熱部１０２では、放熱によって蒸気が凝縮する。この際、放熱部１０２は、蒸発潜熱の放出により加熱される。放熱部１０２には、放熱効率を高めるために放熱フィンが設けられることが好ましい。凝縮した作動液４は、毛細管現象によってウィック構造体３中を被加熱部１０１に向かって移動する。なお、図１では、作動液４が蒸発して発生する蒸気の流れを黒矢印で示し、凝縮した作動液４の流れを白抜き矢印で示す。以上のように作動液４が状態変化を伴いながら移動することにより、被加熱部１０１側から放熱部１０２側への熱の輸送が連続的に行われる。

【0026】

＜２．接合部の詳細＞
図２は、接合部２１、および、その周辺を拡大して示した断面図である。図２に示すように、金属板２０の接合には、接合部材２２が利用される。すなわち、接合部２１は、接合部材２２を用いて構成される。本実施形態では、第１金属板２０１と第２金属板２０２とのＺ軸方向間に接合部材２２が配置され、第１金属板２０１と第２金属板２０２とは、接合部材２２を介して接合されている。

【0027】

図３は、接合部２１の一部を拡大して示した模式図である。図３は、図２の破線で囲んだ部分を拡大して示した模式図である。図３に示すように、接合部２１は、第１層２１ａおよび第２層２１ｂと、接合層２１ｃと、第１境界部２１ｄと、第２境界部２１ｅと、を有する。

【0028】

第１層２１ａおよび第２層２１ｂは、金属板２０の一部で構成される。本実施形態では、第１層２１ａは、第１金属板２０１の一部である。第２層２１ｂは、第２金属板２０２の一部である。第１層２１ａは、第１金属板２０１の＋Ｚ方向側の外縁部に位置する。第１層２１ａは、Ｚ軸方向からの平面視において矩形の環状である。第２層２１ｂは、第２金属板２０２の－Ｚ方向側の外縁部に位置する。第２層２１ｂは、Ｚ軸方向からの平面視において矩形の環状である。第１層２１ａおよび第２層２１ｂは、Ｚ軸方向に対向して配置される。

【0029】

本実施形態のように金属板２０を２つとし、２つの金属板２０を接合部２１にて繋ぎ合わせて筐体２を形成する構成とすると、ウィック構造体３および作動液４が内部に配置される筐体２を製造し易くすることができる。すなわち、熱伝導部材１の製造を簡単とすることができる。

【0030】

なお、第１層２１ａおよび第２層２１ｂを有する金属板２０は、ステンレス製であることがより好ましい。このような構成とすれば、例えば、金属板２０を銅で構成する場合に比べて熱伝導部材１を軽量化することができる。また、このような構成とすれば、例えば、金属板２０を銅で構成する場合に比べて、筐体２を薄型化した場合においても強度を確保することができる。

【0031】

接合層２１ｃは、第１層２１ａと第２層２１ｂとの間に配置される。詳細には、接合層２１ｃは、Ｚ軸方向に互いに対向する第１層２１ａと第２層２１ｂとの間に配置される。本実施形態では、接合層２１ｃは、Ｚ軸方向からの平面視において矩形の環状である。接合層２１ｃは、上述の接合部材２２で構成される。接合層２１ｃは、単一層であってもよいし、複数の層が積層された構成でもよい。複数の層が積層された構成の場合には、各層間は接合される。

【0032】

接合層２１ｃは、好ましい形態として金属層である。接合層２１ｃは、例えば、銅、鉄、アルミニウム、亜鉛、銀、金、マグネシウム、マンガン、チタン、或いは、これらの金属を含む合金等で構成される。第１層２１ａ、第２層２１ｂ、および、接合層２１ｃは、同一の素材で構成されてよい。このような構成とすれば、同一条件の接合処理で、第１層２１ａと接合層２１ｃとの接合状態と、第２層２１ｂと接合層２１ｃとの接合状態との差異を小さくすることができる。すなわち、接合処理が複雑となることを避けることができ、接合処理の効率化を図ることができる。

【0033】

なお、接合層２１ｃは、第１層２１ａおよび第２層２１ｂよりも弾性が大きい構成とされてもよい。このような構成とすれば、金属板２０の接合時において、接合層２１ｃにおいてＺ軸方向の厚みのばらつきを吸収することができる。この場合において、第１層２１ａと第２層２１ｂとは、同一の素材で構成されてもよいし、互いに異なる素材で構成されてもよい。

【0034】

第１境界部２１ｄは、第１層２１ａと接合層２１ｃとの境界部である。第１境界部２１ｄは、第１層２１ａと接合層２１ｃとに跨って存在する第１結晶粒ＣＰ１により構成される第１領域Ａ１を有する。第１結晶粒ＣＰ１は、第１層２１ａと接合層２１ｃとの間で結晶組織が再構成されて生成される。具体的には、第１結晶粒ＣＰ１は 金属組織が再構成されて生成される。第１領域Ａ１では、第１層２１ａと接合層２１ｃとの界面が消失して、両層が単一化している。すなわち、第１領域Ａ１が形成されることにより、第１層２１ａと接合層２１ｃとを接合することができる。

【0035】

第２境界部２１ｅは、第２層２１ｂと接合層２１ｃとの境界部である。第２境界部２１ｅは、第２層２１ｂと接合層２１ｃとに跨って存在する第２結晶粒ＣＰ２により構成される第２領域Ａ２を有する。第２結晶粒ＣＰ２は、第２層２１ｂと接合層２１ｃとの間で結晶組織が再構成されて生成される。具体的には、第２結晶粒ＣＰ２は 金属組織が再構成されて生成される。第２領域Ａ２では、第２層２１ｂと接合層２１ｃとの界面が消失して、両層が単一化している。すなわち、第２領域Ａ２が形成されることにより、第２層２１ｂと接合層２１ｃとを接合することができる。

【0036】

第１層２１ａと接合層２１ｃとが接合され、第２層２１ｂと接合層２１ｃとが接合されるために、第１層２１ａと第２層２１ｂとは接合層２１ｃを介して接合される。すなわち、接合部２１により金属板２０を繋ぎ合わせることができる。第１層２１ａと接合層２１ｃとの接合、および、第２層２１ｂと接合層２１ｃとの接合は、金属板２０間に接合部材２２を挟んだ状態で、加熱加圧処理をすることにより形成できる。すなわち、本実施形態の構成によれば、レーザ接合とは異なる方法で金属板２０の接合を行うことができ、簡単且つ低コストで金属板２０を繋ぎ合わせることができる。ここで、加熱加圧処理は、加熱しながら加圧処理を行う処理のことを指す。

【0037】

なお、接合部材２２は、ろう材とは異なる。第１金属板２０１と第２金属板２０２との間に配置される部材がろう材である場合には、結晶組織の再構成によって生成される上述の結晶粒ＣＰ１、ＣＰ２は生じない。また、ろう材を用いて接合する場合には、接合処理時にろう材が液化するために、ろう材が漏れ出さない工夫が必要とされる。例えば、第１金属板２０１と第２金属板２０２とのうちの少なくとも一方に、ろう材を収容する溝が設けられる。しかし、本実施形態の構成では、接合部材２２は、接合処理の際に液化しないために、このような溝の形成は必ずしも必要でない。すなわち、本実施形態の構成によれば、簡単且つ低コストで金属板２０を繋ぎ合わせることができる。

【0038】

本実施形態では、第１境界部２１ｄは、第１層２１ａと接合層２１ｃとの界面Ｓ１により構成される第３領域Ａ３を更に有する。第１層２１ａと接合層２１ｃとの界面Ｓ１では、互いの結晶組織にずれが認められる。すなわち、第３領域Ａ３では、第１層２１ａと接合層２１ｃとの間で金属組織の再構成は起こっておらず、第１層２１ａと接合層２１ｃとは単一化するに至ってはいない。ただし、第３領域Ａ３では、第１層２１ａと接合層２１ｃとは完全に分離しておらず、弱い結合で接合されていることが好ましい。これにより、第３領域Ａ３が存在するにもかかわらず、流体が第１境界部２１ｄを通り抜けて筐体２の外部に漏れることを抑制することができる。なお、本実施形態では、流体は、作動液４および作動液４の蒸気である。以下の同様の意味で、流体との文言を使用する場合がある。

【0039】

また、第２境界部２１ｅは、第２層２１ｂと接合層２１ｃとの界面Ｓ２により構成される第４領域Ａ４を更に有する。第２層２１ｂと接合層２１ｃとの界面Ｓ２では、互いの結晶組織にずれが認められる。すなわち、第４領域Ａ４では、第２層２１ｂと接合層２１ｃとの間で金属組織の再構成は起こっておらず、第２層２１ｂと接合層２１ｃとは単一化するには至っていない。ただし、第４領域Ａ４では、第２層２１ｂと接合層２１ｃとは完全に分離しておらず、弱い結合で接合されていることが好ましい。これにより、第４領域Ａ４が存在するにもかかわらず、流体が第２境界部２１ｅを通り抜けて筐体２の外部に漏れることを抑制することができる。

【0040】

以上からわかるように、本実施形態では、第１境界部２１ｄにおいては、部分的に第１層２１ａと接合層２１ｃとが単一化し、両層の区別がなくなっている。また、第２境界部２１ｅにおいては、部分的に第２層２１ｂと接合層２１ｃとが単一化し、両層の区別がなくなっている。すなわち、本実施形態の接合部２１は、第１層２１ａと接合層２１ｃとが全体的に区別がなくなる条件と、第２層２１ｂと接合層２１ｃとが全体的に区別がなくなる条件とのいずれの場合よりも、緩い条件での加熱加圧処理により形成することができる。このために、本実施形態の構成によれば、簡単且つ低コストで金属板２０を繋ぎ合わせることができる。

【0041】

なお、第１層２１ａと接合層２１ｃとが全体的に区別がなくなる条件とは、第１層２１ａと接合層２１ｃとが、いわゆる、拡散接合される条件である。第２層２１ｂと接合層２１ｃとが全体的に区別がなくなる条件とは、第２層２１ｂと接合層２１ｃとが、いわゆる、拡散接合される条件である。

【0042】

また、加熱加圧処理において設定される設定値には、温度、圧力、および、処理時間が含まれる。本実施形態の構成では、これらの設定値が適切な値に調整されることにより、接合部２１は、拡散接合とは異なる接合となっている。

【0043】

接合部２１から無作為に選択された１０箇所において、第１境界部２１ｄの１ｍｍの範囲を断面観察した際に、全ての第１境界部２１ｄは、図３に示すように、第１領域Ａ１と第３領域Ａ３とが交互に存在していることが好ましい。また、接合部２１から無作為に選択された１０箇所において、第２境界部２１ｅの１ｍｍの範囲を断面観察した際に、全ての第２境界部２１ｅは、図３に示すように、第２領域Ａ２と第４領域Ａ４とが交互に存在していることが好ましい。このように第１領域Ａ１と第３領域Ａ３、および、第２領域Ａ２と第４領域Ａ４がミクロレベルで混在することにより、筐体２の密閉性を向上することができる。

【0044】

図４は、図３に示す第１境界部２１ｄをＺ軸方向から見た平面図である。図４に示すように、第１境界部２１ｄにおいては、不連続相として存在する複数の第１領域Ａ１が、連続相として存在する第３領域Ａ３内に不規則に散在されていることが好ましい。このように構成することにより、筐体２の密閉性を更に向上することができる。以下、これについて説明する。

【0045】

第１領域Ａ１では、第１層２１ａと接合層２１ｃとが単一化している。このために、流体は第１領域Ａ１を通過できない。一方、第３領域Ａ３では、第１層２１ａと接合層２１ｃとは、弱い結合で繋がっているが、単一化している状態ではない。このために、流体が第３領域Ａ３を通過する可能性がある。

【0046】

図４において、Ｆは流体であり、矢印は流体Ｆの移動方向を示す。図４において、流体Ｆは、－Ｘ方向に直進した場合に、最短距離で筐体２の内部の空間２ａから外部へと至る。流体Ｆは、可能な限り－Ｘ方向に直進しようとする。しかし、流体Ｆは、第１境界部２１ｄ内に散在する第１領域Ａ１を直進することができないために、第１領域Ａ１を回避しながら第３領域Ａ３を移動する。このために、流体Ｆは、屈曲しながら第１境界部２１ｄを移動することになり、あたかも迷路内を移動するかの如く長距離の移動を強いられることになる。これにより、流体Ｆが筐体２の内部から外部に至る可能性を低減することができる。

【0047】

同様に、第２境界部２１ｅにおいても、不連続相として存在する複数の第２領域Ａ２が、連続相として存在する第４領域Ａ４内に不規則に散在されていることが好ましい。このように構成することにより、第１境界部２１ｄの場合と同様に、筐体２の密閉性を更に向上することができる。

【0048】

少なくとも１つの第１結晶粒ＣＰ１は、第２結晶粒ＣＰ２から離れている構成としてよい。換言すると、少なくとも１つの第１結晶粒ＣＰ１は、第２結晶粒ＣＰ２と別の粒子として構成されてよい。熱伝導部材１をこのような構成とする場合、接合部２１を緩い条件での加熱加圧処理により形成することができ、例えば製造時間を短縮化することができる。なお、図３においては、図中の全ての第１結晶粒ＣＰ１が第２結晶粒ＣＰ２から離れている。接合部２１に存在する全ての第１結晶粒ＣＰ１が第２結晶粒ＣＰ２から離れている構成としてよい。

【0049】

少なくとも１つの第１結晶粒ＣＰ１は、第２結晶粒ＣＰ２と繋がっている構成としてよい。換言すると、少なくとも１つの第１結晶粒ＣＰ１は、第２結晶粒ＣＰ２と単一の粒子を構成していることとしてよい。熱伝導部材１をこのような構成とする場合、全ての第１結晶粒ＣＰ１が第２結晶粒ＣＰ２から離れている構成とする場合に比べて強い条件での加熱加圧処理が必要となり、接合部２１の接合強度を向上することができる。

【0050】

図５は、接合部２１の状態を説明するための模式図である。図５は、図３に示す状態と異なる状態を示す断面図である。図５においては、図中の全ての第１結晶粒ＣＰ１が第２結晶粒ＣＰ２と繋がっている。接合部２１に存在する全ての第１結晶粒ＣＰ１が第２結晶粒ＣＰ２と繋がっている構成としてもよい。

【0051】

図６は、接合部２１の状態を説明するための他の模式図である。図６は、図３および図５に示す状態と異なる状態を示す断面図である。図６においては、図中の一部の第１結晶粒ＣＰ１が第２結晶粒ＣＰ２と繋がり、残りの一部の第１結晶粒ＣＰ１は第２結晶粒ＣＰ２から離れている。接合部２１の全体において、一部の第１結晶粒ＣＰ１が第２結晶粒ＣＰ２と繋がっており、残りの一部の第１結晶粒ＣＰ１が第２結晶粒ＣＰ２から離れている構成としてもよい。

【0052】

＜３．熱伝導部材の製造方法＞
以下、本実施形態に係る熱伝導部材１の製造方法を例示する。熱伝導部材１の製造方法は、例えば、配置工程と、接合工程と、注入工程とを有する。熱伝導部材１の製造方法は、例えば、配置工程、接合工程、注入工程の順に進められる。

【0053】

配置工程においては、ウィック構造体３を支持した第１金属板２０１を用意する。そして、ウィック構造体３を覆うように、第１金属板２０１に対して第２金属板２０２を対向配置する。この際、第１金属板２０１と第２金属板２０２との外縁において、両者の対向方向間に接合部材２２を配置する。これにより、内部の空間２ａにウィック構造体３が配置された仮設筐体が形成される。仮設筐体は、接合部２１を有しないという点で、本実施形態に係る熱伝導部材１が備える筐体２と相違する。

【0054】

接合工程においては、仮設筐体を形成する第１金属板２０１および第２金属板２０２と、接合部材２２を加熱加圧処理することにより、接合部２１を形成する。加熱加圧処理の際に設定される温度、圧力、および、処理時間は、上述した第１領域Ａ１、第２領域Ａ２、第３領域Ａ３、および、第４領域Ａ４が形成される条件に設定される。当該設定値は、例えば実験によって決めることができる。なお、本例では、接合工程においては、仮設筐体の少なくとも１箇所に、作動液４を注入する注入口が残される。

【0055】

注入工程においては、接合工程において残しておいた注入口から、例えば水などの作動液４を空間２ａ内に注入する。作動液４の注入後、例えば溶接により注入口を閉じる。これにより、熱伝導部材１が完成する。なお、注入口を閉じる方法は、溶接以外でもよく、例えば、加熱加圧処理により注入口の位置に接合部２１を形成する構成としてもよい。また、注入口を閉じる際に、加熱により空間２ａ内の空気の一部を外部に追い出して、筐体２の空間２ａが大気圧より気圧が低い減圧状態とされることが好ましい。

【0056】

＜４．変形例＞
図７は、変形例の熱伝導部材１Ａについて説明するための図である。図７は、熱伝導部材１Ａの断面図の一部を示す。変形例の熱伝導部材１Ａにおいては、接合部２１に対して空間２ａ側と、空間２ａ側の反対側とのうちの少なくとも一方側に、金属板２０同士が接触する接触部２３が設けられている。空間２ａ側の反対側とは、筐体２の外部側が該当する。接合部２１に対して空間２ａ側は、接合部２１から見て内方であり、接合部２１に対して空間２ａ側の反対側は、接合部２１から見て外方である。

【0057】

図７に示す例では、接合部２１に対して空間２ａ側の反対側に、第１金属板２０１と第２金属板２０２とが接触する接触部２３が設けられている。なお、接触部２３においては、第１金属板２０１と第２金属板２０２とは接合されていても、接合されていなくてもよい。

【0058】

第１金属板２０１と第２金属板２０２との間に接合部材２２が挟まれている。この点を考慮して、本変形例では、第２金属板２０２の外縁に、第２境界部２１ｅより－Ｚ方向に突出する突起部２０２ｂを設け、接触部２３を形成している。接触部２３が形成されることにより、筐体２のＺ軸方向の厚みを精度良く製造することができる。本変形例では、接合部材２２は、第１金属板２０１および第２金属板２０２より弾性が大きい部材であることが好ましい。また、上述のリブ２０２ａは設けられない構成としてもよい。

【0059】

なお、接触部２３は、第２金属板２０２の外縁に突起部２０２ｂを設ける替わりに、例えば、第１金属板２０１の外縁に、第１境界部２１ｄよりも＋Ｚ方向に突出する突起部を設けて形成してもよい。また、接触部２３は、例えば、第１金属板２０１と第２金属板２０２との各外縁に突起部を設けて形成してもよい。

【0060】

＜５．留意事項＞
本明細書中に開示される種々の技術的特徴は、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の実施形態および変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。本開示の熱伝導部材の構成は、ベーパーチャンバーに限らず、例えばヒートパイプに適用されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0061】

本開示の熱伝導部材は、例えば電子機器に搭載される基板又は電子部品の放熱用の部材として利用することができる。

【符号の説明】

【0062】

１、１Ａ・・・熱伝導部材
２・・・筐体
２ａ・・・空間
３・・・ウィック構造体
４・・・作動液
２０・・・金属板
２１・・・接合部
２１ａ・・・第１層
２１ｂ・・・第２層
２１ｃ・・・接合層
２１ｄ・・・第１境界部
２１ｅ・・・第２境界部
２３・・・接触部
２０１・・・第１金属板
２０２・・・第２金属板
Ａ１・・・第１領域
Ａ２・・・第２領域
Ａ３・・・第３領域
Ａ４・・・第４領域
ＣＰ１・・・第１結晶粒
ＣＰ２・・・第２結晶粒
Ｓ１、Ｓ２・・・界面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】