▶ レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッドの特許一覧
(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】P2023180925
(43)【公開日】2023-12-21
(54)【発明の名称】ベーパーチャンバ及び電子機器
(51)【国際特許分類】
F28D 15/02 20060101AFI20231214BHJP
H01L 23/427 20060101ALI20231214BHJP
【ＦＩ】
F28D15/02 101H
F28D15/02 102A
H01L23/46 B
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022094612
(22)【出願日】2022-06-10
(71)【出願人】
【識別番号】505205731
【氏名又は名称】レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】北村 昌宏
(72)【発明者】
【氏名】安達 貴光
(72)【発明者】
【氏名】富沢 周作
(72)【発明者】
【氏名】吉沢 肇
【テーマコード（参考）】
5F136
【Ｆターム（参考）】
5F136CC14
5F136CC17
5F136CC24
5F136FA02
5F136FA03
5F136GA17
(57)【要約】
【課題】冷却効率を向上することができるベーパーチャンバ及び該ベーパーチャンバを備える電子機器を提供する。
【解決手段】ベーパーチャンバは、第１金属プレートと、外縁部が前記第１金属プレートと接合され、前記第１金属プレートとの間に作動流体が封入される密閉空間を形成する第２金属プレートと、前記密閉空間に収容されるウィック、を備え、前記第１金属プレートは、前記密閉空間に連通する貫通孔が形成され、さらに、前記貫通孔に挿入されて前記第１金属プレートと接合されることで前記貫通孔を封止すると共に、前記密閉空間側とは逆側にフラットな外面が設けられた金属ブロックを備える。
【選択図】図３
【解決手段】ベーパーチャンバは、第１金属プレートと、外縁部が前記第１金属プレートと接合され、前記第１金属プレートとの間に作動流体が封入される密閉空間を形成する第２金属プレートと、前記密閉空間に収容されるウィック、を備え、前記第１金属プレートは、前記密閉空間に連通する貫通孔が形成され、さらに、前記貫通孔に挿入されて前記第１金属プレートと接合されることで前記貫通孔を封止すると共に、前記密閉空間側とは逆側にフラットな外面が設けられた金属ブロックを備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベーパーチャンバであって、
第１金属プレートと、
外縁部が前記第１金属プレートと接合され、前記第１金属プレートとの間に作動流体が封入される密閉空間を形成する第２金属プレートと、
前記密閉空間に収容されるウィックと、
を備え、
前記第１金属プレートは、前記密閉空間に連通する貫通孔が形成され、
さらに、前記貫通孔に挿入されて前記第１金属プレートと接合されることで前記貫通孔を封止すると共に、前記密閉空間側とは逆側にフラットな外面が設けられた金属ブロックを備える
ことを特徴とするベーパーチャンバ。
第１金属プレートと、
外縁部が前記第１金属プレートと接合され、前記第１金属プレートとの間に作動流体が封入される密閉空間を形成する第２金属プレートと、
前記密閉空間に収容されるウィックと、
を備え、
前記第１金属プレートは、前記密閉空間に連通する貫通孔が形成され、
さらに、前記貫通孔に挿入されて前記第１金属プレートと接合されることで前記貫通孔を封止すると共に、前記密閉空間側とは逆側にフラットな外面が設けられた金属ブロックを備える
ことを特徴とするベーパーチャンバ。
【請求項2】
請求項１に記載のベーパーチャンバであって、
前記金属ブロックは、
前記貫通孔に埋め込まれるベース部と、
前記ベース部よりも大きな外形を有し、前記第１金属プレートの外面に接合されるフランジ部と、
を有する
ことを特徴とするベーパーチャンバ。
前記金属ブロックは、
前記貫通孔に埋め込まれるベース部と、
前記ベース部よりも大きな外形を有し、前記第１金属プレートの外面に接合されるフランジ部と、
を有する
ことを特徴とするベーパーチャンバ。
【請求項3】
請求項１に記載のベーパーチャンバであって、
前記金属ブロックは、
前記貫通孔に埋め込まれるベース部と、
前記ベース部よりも大きな外形を有し、前記密閉空間内で前記第１金属プレートの内面に接合されるフランジ部と、
を有する
ことを特徴とするベーパーチャンバ。
前記金属ブロックは、
前記貫通孔に埋め込まれるベース部と、
前記ベース部よりも大きな外形を有し、前記密閉空間内で前記第１金属プレートの内面に接合されるフランジ部と、
を有する
ことを特徴とするベーパーチャンバ。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載のベーパーチャンバであって、
前記ウィックは、前記密閉空間内で前記第１金属プレートの内面に載置され、前記金属ブロックと接触している
ことを特徴とするベーパーチャンバ。
前記ウィックは、前記密閉空間内で前記第１金属プレートの内面に載置され、前記金属ブロックと接触している
ことを特徴とするベーパーチャンバ。
【請求項5】
請求項１に記載のベーパーチャンバであって、
さらに、前記密閉空間内で前記第１金属プレートと前記第２金属プレートとの間で起立する複数の支柱を備え、
前記支柱は、前記金属ブロックを避けた位置に配置されている
ことを特徴とするベーパーチャンバ。
さらに、前記密閉空間内で前記第１金属プレートと前記第２金属プレートとの間で起立する複数の支柱を備え、
前記支柱は、前記金属ブロックを避けた位置に配置されている
ことを特徴とするベーパーチャンバ。
【請求項6】
電子機器であって、
筐体と、
前記筐体内に設けられた発熱体と、
前記筐体内に設けられ、前記発熱体が発生する熱を吸熱するベーパーチャンバと、
を備え、
前記ベーパーチャンバは、
貫通孔が形成された第１金属プレートと、
外縁部が前記第１金属プレートと接合され、前記第１金属プレートとの間に作動流体が封入される密閉空間を形成する第２金属プレートと、
前記密閉空間に収容されるウィックと、
前記貫通孔に挿入されて前記第１金属プレートと接合されることで前記貫通孔を封止すると共に、前記密閉空間側とは逆側にフラットな外面が設けられた金属ブロックと、
前記金属ブロックの外面が、前記発熱体に接続される
ことを特徴とする電子機器。
筐体と、
前記筐体内に設けられた発熱体と、
前記筐体内に設けられ、前記発熱体が発生する熱を吸熱するベーパーチャンバと、
を備え、
前記ベーパーチャンバは、
貫通孔が形成された第１金属プレートと、
外縁部が前記第１金属プレートと接合され、前記第１金属プレートとの間に作動流体が封入される密閉空間を形成する第２金属プレートと、
前記密閉空間に収容されるウィックと、
前記貫通孔に挿入されて前記第１金属プレートと接合されることで前記貫通孔を封止すると共に、前記密閉空間側とは逆側にフラットな外面が設けられた金属ブロックと、
前記金属ブロックの外面が、前記発熱体に接続される
ことを特徴とする電子機器。
【請求項7】
請求項６に記載の電子機器であって、
さらに、前記発熱体が実装され、前記ベーパーチャンバと略平行に配置される基板を備え、
前記発熱体として、
第１の発熱体と、
前記基板からの突出高さが前記第１の発熱体よりも大きい第２の発熱体と、
を備え、
前記貫通孔として、
第１の貫通孔と、
前記第１の貫通孔とは前記第１金属プレートの異なる位置に形成された第２の貫通孔と、
を備え、
前記金属ブロックとして、
前記第１の貫通孔に挿入され、その外面が前記第１の発熱体に接続される第１の金属ブロックと、
前記第２の貫通孔に挿入され、前記第１及び第２の発熱体の突出高さの差分だけ前記第１の金属ブロックよりも板厚が薄く形成されることで、その外面が前記第２の発熱体に接続される第２の金属ブロックと、
を備える
ことを特徴とする電子機器。
さらに、前記発熱体が実装され、前記ベーパーチャンバと略平行に配置される基板を備え、
前記発熱体として、
第１の発熱体と、
前記基板からの突出高さが前記第１の発熱体よりも大きい第２の発熱体と、
を備え、
前記貫通孔として、
第１の貫通孔と、
前記第１の貫通孔とは前記第１金属プレートの異なる位置に形成された第２の貫通孔と、
を備え、
前記金属ブロックとして、
前記第１の貫通孔に挿入され、その外面が前記第１の発熱体に接続される第１の金属ブロックと、
前記第２の貫通孔に挿入され、前記第１及び第２の発熱体の突出高さの差分だけ前記第１の金属ブロックよりも板厚が薄く形成されることで、その外面が前記第２の発熱体に接続される第２の金属ブロックと、
を備える
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ベーパーチャンバ及び該ベーパーチャンバを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
ノート型ＰＣのような電子機器は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の発熱体を搭載している。このような電子機器は、筐体内に冷却モジュールを搭載し、発熱体が発生する熱を吸熱し、外部に放熱する。特許文献１には、ＣＰＵ等に対してベーパーチャンバを接続した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－０５９８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ベーパーチャンバは、大きな外形を有するため、その外面をフラットに形成することが難しい。このため、ベーパーチャンバは、ＣＰＵ等に直接的に接触しようとしても密着性が得られず、熱伝達効率が低下する。
【0005】
そこで、特許文献１の構成では、ベーパーチャンバの外面とＣＰＵ等の発熱体との間に銅ブロック等で形成された受熱板を挟むことで両者間の密着性を高め、熱伝達効率を向上させている。
【0006】
ところが、このような受熱板は、発熱体との間、及びベーパーチャンバとの間のそれぞれに熱伝導グリース等のＴＩＭ（Thermal Interface Material）を設ける必要がある。つまり受熱板を用いた構成では、発熱体と受熱板との間及び受熱板とベーパーチャンバとの間の合計２カ所にＴＩＭが介在する熱伝達部が設けられるため、発熱体とベーパーチャンバとの間での熱抵抗が増大する。その結果、この構成では、ベーパーチャンバと発熱体との間の熱伝達効率の向上効果は限定的なものとなり、発熱体の冷却効率の一層の改善が望まれている。
【0007】
本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、冷却効率を向上することができるベーパーチャンバ及び該ベーパーチャンバを備える電子機器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】
【0008】
本発明の第１態様に係るベーパーチャンバは、第１金属プレートと、外縁部が前記第１金属プレートと接合され、前記第１金属プレートとの間に作動流体が封入される密閉空間を形成する第２金属プレートと、前記密閉空間に収容されるウィックと、を備え、前記第１金属プレートは、前記密閉空間に連通する貫通孔が形成され、さらに、前記貫通孔に挿入されて前記第１金属プレートと接合されることで前記貫通孔を封止すると共に、前記密閉空間側とは逆側にフラットな外面が設けられた金属ブロックを備える。
【0009】
本発明の第２態様に係る電子機器は、筐体と、前記筐体内に設けられた発熱体と、前記筐体内に設けられ、前記発熱体が発生する熱を吸熱するベーパーチャンバと、を備え、前記ベーパーチャンバは、貫通孔が形成された第１金属プレートと、外縁部が前記第１金属プレートと接合され、前記第１金属プレートとの間に作動流体が封入される密閉空間を形成する第２金属プレートと、前記密閉空間に収容されるウィックと、前記貫通孔に挿入されて前記第１金属プレートと接合されることで前記貫通孔を封止すると共に、前記密閉空間側とは逆側にフラットな外面が設けられた金属ブロックと、前記金属ブロックの外面が、前記発熱体に接続される。
【発明の効果】
【0010】
本発明の上記態様によれば、冷却効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明に係るベーパーチャンバ及び電子機器について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【0013】
図１は、一実施形態に係る電子機器１０を上から見下ろした模式的な平面図である。図１に示すように、電子機器１０は、ディスプレイ筐体１２と筐体１４とをヒンジ１６で相対的に回動可能に連結したクラムシェル型のノート型ＰＣである。本発明に係る電子機器は、ノート型ＰＣ以外、例えばデスクトップ型ＰＣ、タブレット型ＰＣ、スマートフォン、又はゲーム機等でもよい。
【0014】
ディスプレイ筐体１２は、薄い扁平な箱体である。ディスプレイ筐体１２には、ディスプレイ１８が搭載されている。ディスプレイ１８は、例えば有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）や液晶で構成される。
【0015】
以下、筐体１４及びこれに搭載された各要素について、筐体１２，１４間を図１に示すように開いた状態とし、ディスプレイ１８を視認する姿勢を基準とし、手前側を前、奥側を後、幅方向を左右、高さ方向（筐体１４の厚み方向）を上下、と呼んで説明する。
【0016】
筐体１４は、薄い扁平な箱体である。筐体１４は、上面及び四周側面を形成するカバー部材１４Ａと、下面を形成するカバー部材１４Ｂとで構成されている。上側のカバー部材１４Ａは、下面が開口した略バスタブ形状を有する。下側のカバー部材１４Ｂは、略平板形状を有し、カバー部材１４Ａの下面開口を閉じる蓋体となる。カバー部材１４Ａ，１４Ｂは、厚み方向に重ね合わされて互いに着脱可能に連結される。筐体１４の上面には、キーボード２０及びタッチパッド２１が設けられている。筐体１４は、後端部がヒンジ１６を用いてディスプレイ筐体１２と連結されている。
【0017】
図２は、筐体１４の内部構造を模式的に示す平面図であり、筐体１４をキーボード２０の少し下で切断した模式的な平面断面図である。
【0018】
図２に示すように、筐体１４の内部には、冷却モジュール２２と、マザーボード２４と、バッテリ装置２６とが設けられている。筐体１４の内部には、さらに各種の電子部品や機械部品等が設けられる。
【0019】
マザーボード２４は、電子機器１０のメインボードである。マザーボード２４は、筐体１４の後方寄りに配置され、左右方向に沿って延在している。マザーボード２４は、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１の他、パワーコンポーネント、通信モジュール、メモリ、及び接続端子等の各種電子部品が実装されたプリント基板である。マザーボード２４は、キーボード２０の下に配置され、キーボード２０の裏面やカバー部材１４Ａの内面にねじ止めされている。マザーボード２４は、上面がカバー部材１４Ａに対する取付面となり、下面がＣＰＵ３０等の実装面２４ａとなる（図３参照）。
【0020】
ＣＰＵ３０は、マザーボード２４の実装面２４ａの左右中央の左寄りに配置されている。ＣＰＵ３０は、電子機器１０の主たる制御や処理に関する演算を行う。ＧＰＵ３１は、実装面２４ａでＣＰＵ３０の右側に並んで配置されている。ＧＰＵ３１は、３Ｄグラフィックス等の画像描写に必要な演算を行う。
【0021】
バッテリ装置２６は、電子機器１０の電源となる充電池である。バッテリ装置２６は、マザーボード２４の前方に配置され、筐体１４の前端部に沿って左右に延在している。
【0022】
次に、冷却モジュール２２の構成を説明する。
【0023】
ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１は、筐体１４内に搭載された電子部品中で最大級の発熱量の発熱体である。そこで、冷却モジュール２２は、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１が発生する熱を吸熱及び拡散し、さらに筐体１４外へと排出する。冷却モジュール２２は、例えばマザーボード２４の実装面２４ａの一部を覆うように積層される。
【0024】
図２に示すように、冷却モジュール２２は、ベーパーチャンバ３６と、ヒートパイプ３８と、左右一対のヒートシンク４０，４１と、左右一対のファン４２，４３と、熱伝導プレート４４と、を備える。
【0025】
ヒートパイプ３８は、パイプ型の熱輸送デバイスである。ヒートパイプ３８は、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１と上下方向にオーバーラップする位置でベーパーチャンバ３６の下面３６ａに接続されている。本実施形態では、２本のヒートパイプ３８ａ，３８ｂを前後に２本１組で並列し、これらの両端部を左右のヒートシンク４０，４１に接続した構成を例示している。ヒートパイプ３８は、１本や３本以上で用いてもよい。ヒートパイプ３８は、例えば２本１組のものを２組設け、一方の組をヒートシンク４０に接続し、他方の組をヒートシンク４１に接続した構成等としてもよい。ヒートパイプ３８ａ，３８ｂは、金属パイプを薄く扁平に潰して断面楕円形状に形成し、金属パイプ内に形成された密閉空間に作動流体を封入した構成であり、一般的なヒートパイプと同一又は同様の構造でよい。
【0026】
左側のヒートシンク４０は、複数のプレート状のフィンを左右方向に等間隔に並べた構造である。各フィンは、上下方向に起立し、前後方向に延在している。隣接するフィンの間には、ファン４２から送られた空気が通過する隙間が形成されている。ヒートシンク４０は、アルミニウムや銅のような高い熱伝導率を有する金属で形成されている。右側のヒートシンク４１は、大きさ等は多少異なるが、基本的な構成は左側のヒートシンク４０と左右対称であるため、詳細な説明を省略する。
【0027】
左側のファン４２は、ヒートシンク４０の直前に配置され、排気口４２ａがヒートシンク４０に面している。ファン４２は、ファン筐体４２ｂの内部に収容されたインペラをモータによって回転させる遠心ファンである。ファン４２は、ファン筐体４２ｂの上下面にそれぞれ開口した吸気口４２ｃから吸い込んだ筐体１４内の空気を排気口４２ａから排出する。排気口４２ａからの送風は、ヒートシンク４０を通過し、放熱を促進する。
【0028】
右側のファン４３は、大きさ等は多少異なるが、基本的な構成は左側のファン４２と左右対称であるため、詳細な説明を省略する。すなわち、ファン４３についても、ヒートシンク４１に面した排気口４３ａと、ファン筐体４３ｂの上下面に開口した吸気口４３ｃとを有する。
【0029】
熱伝導プレート４４は、ベーパーチャンバ３６の前縁部に連結され、前方に突出している。熱伝導プレート４４は、アルミニウムや銅等の金属やグラファイト等の熱伝導率が高い材質で形成された薄いプレートである。熱伝導プレート４４は、例えばマザーボード２４に実装されたパワーコンポーネントを覆うように設けられている。
【0030】
次に、ベーパーチャンバ３６の構成を説明する。
【0031】
図３は、ベーパーチャンバ３６の模式的な側面断面図であり、ベーパーチャンバ３６をマザーボード２４に実装されたＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１に接続した状態を示している。
【0032】
図２及び図３に示すように、ベーパーチャンバ３６は、プレート型の熱輸送デバイスである。ベーパーチャンバ３６は、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１に接続され、これらの熱を吸熱及び拡散すると共に、その下面３６ａに接続されたヒートパイプ３８に伝達することができる。本実施形態のベーパーチャンバ３６は、左右のファン４２，４３の間に配置され、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１を覆う。ベーパーチャンバ３６は、薄く変形し易いため、例えば上面３６ｂの外周縁部や中央部に金属製のフレーム４６を接合し、補強している（図２参照）。フレーム４６は、省略されてもよい。
【0033】
ベーパーチャンバ３６は、第１金属プレート５０と、第２金属プレート５１と、密閉空間５２と、ウィック５４と、第１金属ブロック５６と、第２金属ブロック５７と、を有する。
【0034】
金属プレート５０，５１は、銅、アルミニウム又はステンレスのような熱伝導率が高い金属で形成された薄いプレートである。本実施形態の金属プレート５０，５１は、銅プレートを用いている。ベーパーチャンバ３６は、金属プレート５０，５１の外縁部同士を接合して封止し、内側に作動流体が封入される密閉空間５２を形成したものである。金属プレート５０，５１の外縁部は、例えば互いに溶接され、耳状の封止部３６ｃを成している。
【0035】
本実施形態では、ベーパーチャンバ３６の上面３６ｂ、つまり第１金属プレート５０の外面５０ａがＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１に対する接続面となる構成を例示している。この第１金属プレート５０には、外面５０ａから密閉空間５２まで連通する一対の貫通孔５８，５９が形成されている。貫通孔５８，５９は、それぞれ金属ブロック５６，５７の埋め込み穴となるものであり、例えば平面視で略矩形状の孔部である。
【0036】
密閉空間５２は、作動流体が相変化を生じながら流通する流路となる。作動流体としては、例えば水、代替フロン、アセトン又はブタン等を例示できる。ウィック５４は、密閉空間５２内に収容される。ウィック５４は、凝縮した作動流体を毛細管現象で送液するためのものであり、例えば金属製の細線を綿状に編んだメッシュや微細流路等の多孔質体で形成される。本実施形態では、ウィック５４は、密閉空間５２内で第１金属プレート５０の内面５０ｂに載置され、内面５０ｂ及び金属ブロック５６，５７と接触している。このようにウィック５４は、密閉空間５２内で第２金属プレート５１よりも金属ブロック５６，５７が取り付けられる第１金属プレート５０に近い位置に配置されることが好ましい。
【0037】
ベーパーチャンバ３６は、密閉空間５２内の各所に支柱６０が配置されている。支柱６０は、密閉空間５２の潰れや変形を抑制する補強部材である。支柱６０は、第１金属プレート５０の内面５０ｂから起立して先端が第２金属プレート５１に当接する。支柱６０は、第２金属プレート５１に形成されてもよい。ウィック５４には、各支柱６０が挿通される孔部が適宜形成される。各支柱６０は、密閉空間５２内の各支柱６０が金属ブロック５６，５７を避けた位置に配置されるとよい（図２及び図３参照）。
【0038】
金属ブロック５６，５７は、銅、アルミニウム又はステンレスのような熱伝導率が高い金属で形成された薄いブロック状或いはプレート状の部材である。金属ブロック５６，５７は、ベーパーチャンバ３６をＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１に接続する際、実際にＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１のダイの頂面に接触する部材である。
【0039】
電子機器１０は、その仕様によってはＧＰＵ３１を搭載しない場合もある。この場合には、ベーパーチャンバ３６は、第２金属ブロック５７を省略し、第１金属ブロック５６のみを備えた構成とすればよい。また、ベーパーチャンバ３６の接続対象が、３以上の場合、金属ブロック５６，５７に加えて、さらに別の金属ブロックを設けてもよい。
【0040】
第１金属ブロック５６は、矩形板状のベース部５６ａと、ベース部５６ａよりも大きな外形を有する矩形板状のフランジ部５６ｂとを有し、全体として階段状の山形に形成されている。ベース部５６ａは、貫通孔５８に挿入され、その外周面５６ｃが貫通孔５８の内周面と接合される。フランジ部５６ｂは、密閉空間５２及び貫通孔５８の外側に配置され、ベース部５６ａ側の面５６ｄが第１金属プレート５０の外面５０ａと接合される。図３中に破線で示す参照符号Ｗは、外周面５６ｃ及び面５６ｄと第１金属プレート５０とを接合する溶接部である。
【0041】
第２金属ブロック５７は、その形状や大きさが多少異なる以外、基本的な構成は第１金属ブロック５６と同一又は同様でよい。すなわち第２金属ブロック５７も、矩形板状のベース部５７ａと、ベース部５７ａよりも大きな外形を有する矩形板状のフランジ部５７ｂとを有する。第２金属ブロック５７は、ベース部５７ａが貫通孔５９に挿入され、その外周面５６ｃが貫通孔５９の内周面と溶接部Ｗで接合される。フランジ部５７ｂは、密閉空間５２及び貫通孔５９の外側に配置され、ベース部５７ａ側の面５７ｄが外面５０ａと溶接部Ｗで接合される。
【0042】
金属ブロック５６，５７は、密閉空間５２に臨む内面５６ｅ，５７ｅとは逆側の外面５６ｆ，５７ｆが高い平面度でフラットに形成されている。外面５６ｆ，５７ｆの平面度は、例えばプラスマイナス０．０５ｍｍ程度に設定してもよい。この平面度は、例えばＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１のダイの頂面に接触させた際、大きな隙間や傾きを生じることなく密着可能な程度である。図３中の参照符号６２は、熱伝導性グリースや液体金属等のＴＩＭであり、外面５６ｆ，５７ｆとＣＰＵ３０やＧＰＵ３１の頂面との密着性を高めるための部材である。
【0043】
ここで、本実施形態のベーパーチャンバ３６は、例えば、第１金属プレート５０の板厚は、貫通孔５８，５９が形成され、密閉空間５２を形成する部分が０．５ｍｍ程度、封止部３６ｃを形成する部分が０．４２ｍｍ程度である。また、第２金属プレート５１の板厚は、０．２８ｍｍ程度である。一方、金属ブロック５６，５７の板厚は、ベース部５６ａ，５７ａが０．５ｍｍ程度、フランジ部５６ｂが１．８ｍｍ程度、フランジ部５７ｂが０．２ｍｍ程度である。なお、これらの板厚の数値は例示であり、ベーパーチャンバ３６の用途や搭載機器等によって適宜変更されることは言うまでもない。
【0044】
なお、このようなフランジ部５６ｂ，５７ｂの板厚の違いは、マザーボード２４の実装面２４ａからのＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１の突出高さの差分に応じたものである。つまり突出高さが低いＣＰＵ３０に接続される第１金属ブロック５６のフランジ部５６ｂの板厚は、突出高さが高いＧＰＵ３１に接続される第２金属ブロック５７のフランジ部５７ｂの板厚よりも、上記差分だけ厚く構成されている。これによりベーパーチャンバ３６は、マザーボード２４と略平行に配置された状態で、金属ブロック５６，５７がＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１に密着する。その結果、ベーパーチャンバ３６は、金属ブロック５６，５７がＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１との間に隙間を生じること、或いははベーパーチャンバ３６が傾き等を生じることが抑制される。
【0045】
図２から明らかなように、平面視での金属ブロック５６，５７の外形（表面積）は、ベーパーチャンバ３６の外形よりも相当に小さい。このため、第１金属プレート５０と金属ブロック５６，５７とは、その板厚はあまり変わらないが、外面５６ｆ，５７ｆは外面５０ａよりも高い平面度のフラットな面に容易に加工できる。
【0046】
次に、図４Ａ～図４Ｄを参照して、ベーパーチャンバ３６の製造方法の一手順を説明する。上記したように、金属ブロック５６，５７は、その形状や大きさが多少異なる以外、基本的な構成は同一又は同様である。そこで、以下では、図４Ａ～図４Ｄに示すように、ベーパーチャンバ３６について、第１金属ブロック５６のみを設けた構成を例示して説明し、第２金属ブロック５７及びその取付方法についての説明は省略する。
【0047】
先ず、図４Ａに示すように、第１金属プレート５０に貫通孔５８を形成する。貫通孔５８は、第１金属プレート５０の成形時にプレス等で形成してもよいし、第１金属プレート５０の成形後に穴あけ加工等で形成してもよい。
【0048】
次に、図４Ｂに示すように、第１金属ブロック５６を第１金属プレート５０に固定する。第１金属ブロック５６は、ベース部５６ａを外面５０ａ側から貫通孔５８に挿入し、フランジ部５６ｂを外面５０ａに当接させる。そして、ベース部５６ａの外周面５６ｃを貫通孔５８の内周面に溶接し、フランジ部５６ｂの面５６ｄを外面５０ａに溶接する。これにより第１金属ブロック５６が、貫通孔５８を封止した状態で第１金属プレート５０と一体に固定される。
【0049】
ところで、図４Ｂに示すように、単にベース部５６ａを貫通孔５８に挿入し、両者を溶接部Ｗで接合しただけでは、ベース部５６ａの端面及び溶接部Ｗの余剰部Ｗ１が第１金属プレート５０の内面５０ｂ側に膨出し、段差を生じる可能性がある。密閉空間５２は、このような段差が形成されたままであると、ウィック５４の接触率が低下し、またウィック５４を流れる液相の作動流体の円滑な流通が阻害される。
【0050】
そこで、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、密閉空間５２に露出する段差の発生を解消すべく、内面５０ｂ側に膨出するベース部５６ａの端面及び余剰部Ｗ１をＣＮＣ工作機械等の刃具６４で切削する。これにより金属ブロック５６は、第１金属プレート５０の内面５０ｂと面一に形成されたフラットな内面５６ｅが形成される。
【0051】
続いて、図４Ｃ及び図４Ｄに示すように、第１金属プレート５０の内面５０ｂにウィック５４を設置した後、第１金属プレート５０に第２金属プレート５１を接合し、封止部３６ｃを形成する。この際、ウィック５４は、金属ブロック５６とオーバーラップする位置では、内面５６ｅに接触する。
【0052】
これにより金属プレート５０，５１間にウィック５４を収容した密閉空間５２が形成され、下面３６ａに第１金属ブロック５６の外面５６ｆが露出したベーパーチャンバ３６の製造が完了する。図２及び図３に示すように、ベーパーチャンバ３６が金属ブロック５６，５７を備える構成である場合は、上記した第１金属ブロック５６の取付工程と同時に又はこれと前後して第２金属ブロック５７の取付工程を実行すればよい。
【0053】
以上のように、本実施形態のベーパーチャンバ３６は、第２金属プレート５１と共に密閉空間５２を形成する第１金属プレート５０に密閉空間５２に連通する貫通孔５８，５９を形成している。そして、ベーパーチャンバ３６は、貫通孔５８，５９に挿入されて第１金属プレート５０と接合されることで貫通孔５８，５９を封止すると共に、密閉空間５２側とは逆側の外面５６ｆ，５７ｆがフラットに形成された金属ブロック５６，５７を備える。
【0054】
従って、当該ベーパーチャンバ３６は、その冷却対象であるＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１との間には、ＴＩＭ６２を介在させた熱伝達部が１カ所のみ設けられる。図３中に１点鎖線で示す矢印は、熱の流れを模式的に示したものである。例えばＣＰＵ３０が発生する熱は、先ず、ＣＰＵ３０の頂面からＴＩＭ６２を介して第１金属ブロック５６の外面５６ｆに伝達される。そして、外面５６ｆに伝達された熱は、高い熱伝導率を有する第１金属ブロック５６の内部を効率よく伝導した後、内面５６ｅから作動流体へと効率よく伝達され、迅速に拡散される。なお、ＧＰＵ３１とベーパーチャンバ３６との間の熱移動も同様である。
【0055】
これにより本実施形態のベーパーチャンバ３６は、従来のように受熱板を用いてＣＰＵ３０等と接続される構成と比べて、ＴＩＭを用いた熱伝達部が半減し、ＣＰＵ３０等とベーパーチャンバとの間での熱抵抗が大幅に低減される。このため、ベーパーチャンバ３６は、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１が発生する熱を効率よく吸熱でき、これらの冷却効率が向上する。その結果、ベーパーチャンバ３６を備える冷却モジュール２２の冷却性能も向上し、電子機器１０のパフォーマンスも向上する。
【0056】
図３に示すように、金属ブロック５６，５７は、貫通孔５８，５９を封止するベース部５６ａ，５７ａと一体に設けられたフランジ部５６ｂ，５７ｂを有する。これにより金属ブロック５６，５７の第１金属プレート５０に対する接合強度が向上する。またフランジ部５６ｂ，５７ｂは、製造時に第１金属プレート５０に対する金属ブロック５６，５７の位置決めを容易にする作用もあり、製造効率が向上する。
【0057】
図３に示すように、ベーパーチャンバ３６では、ウィック５４が金属ブロック５６，５７が接合される第１金属プレート５０の内面５０ｂに載置され、金属ブロック５６，５７と接触している。このため、ベーパーチャンバ３６は、放熱によって気相から液相に凝縮した作動流体により、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１の熱を金属ブロック５６，５７から直接的に吸熱することができる。その結果、ベーパーチャンバ３６は、金属ブロック５６，５７から作動流体への熱伝達効率が向上し、ＣＰＵ３０等の冷却性能が一層向上する。
【0058】
図２及び図３に示すように、ベーパーチャンバ３６は、各支柱６０が密閉空間５２内で金属ブロック５６，５７を避けた位置に配置されている。このため、金属ブロック５６，５７は、その内面５６ｅ，５７ｅが支柱６０で塞がれず、最大面積でウィック５４と接触する。その結果、ベーパーチャンバ３６は、金属ブロック５６，５７から作動流体への熱伝達効率が一層向上する。
【0059】
なお、上記では、金属ブロック５６，５７を設けた第１金属プレート５０に封止部３６ｃ及び密閉空間５２を形成するための略Ｌ字状の折曲部を設けた構成を例示したが、この折曲部は第２金属プレート５１側に設けても勿論よい。
【0060】
図５は、第１変形例に係るベーパーチャンバ７０の模式的な側面断面図である。図５において、図１～図４Ｄに示される参照符号と同一の参照符号は、同一又は同様な構成を示し、このため同一又は同様な機能及び効果を奏するものとして詳細な説明を省略し、以下の図６～図７Ｂについても同様とする。なお、図５～図７Ｂに示す構成例では、第１金属ブロック５６のみを代表的に図示しているが、これらの構成例でも図３に示す構成例と同様に２つの金属ブロック５６，５７を備えてもよいことは勿論である。
【0061】
図５に示すベーパーチャンバ７０が備える第１金属ブロック５６は、フランジ部５６ｂを有していない点が図３のベーパーチャンバ３６と異なる。すなわち、フランジ部５６ｂ，５７ｂによって第１金属プレート５０に対する接合強度を向上させる必要がない場合には、金属ブロック５６，５７は、フランジ部５６ｂ，５７ｂを省略することもできる。
【0062】
図６は、第２変形例に係るベーパーチャンバ７２の第２金属プレート５１及びウィック５４を分解した模式的な側面断面図である。
【0063】
図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、上記したベーパーチャンバ３６は、通常、その製造時に工作機械の刃具６４による切削工程が必要となる。一方、図６に示すベーパーチャンバ７２は、この切削工程を省略可能な構成を有する。
【0064】
図６に示すように、ベーパーチャンバ７２は、金属ブロック５６，５７とは構成の異なる金属ブロック７４を備える。金属ブロック７４は、フランジ部５６ｂに代えて、ベース部５６ａの密閉空間５２側に設けられたフランジ部７４ａを有する。フランジ部７４ａは、その上下両面がフラットに形成され、第１金属プレート５０の内面５０ｂに載置される。ウィック５４は、フランジ部７４ａの表面に設けられる。
【0065】
従って、ベーパーチャンバ７２は、第１金属プレート５０の内面５０ｂがフラットなフランジ部７４ａで覆われるため、溶接部Ｗの接合時に余剰部Ｗ１を生じ難く、ベース部５６ａの端面が密閉空間５２内に膨出することもない。その結果、ベーパーチャンバ７２は、上記した切削工程を省略することができ、製造コストを削減できる。但し、ベーパーチャンバ７２は、密閉空間５２内にフランジ部７４ａが配置される。このため、ベーパーチャンバ７２は、図３に示すベーパーチャンバ３６と比べて全体の板厚が厚くなる傾向にあり、逆に、上記したベーパーチャンバ３６は全体の板厚を薄くできるという利点がある。
【0066】
図７Ａは、参考例に係るベーパーチャンバ８０の第１金属プレート８２に切削加工を施す前の状態を模式的に示す側面断面図である。図７Ｂは、図７Ａに示す第１金属プレート８２に切削加工を施した状態を示す側面断面図であり、第２金属プレート５１及びウィック５４を分解して図示している。
【0067】
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、参考例に係るベーパーチャンバ８０は、第１金属プレート８２に切削加工を施すことで第１金属ブロック５６を成形したものである。図７Ａに示すように、第１金属プレート８２は、切削加工前の状態では、密閉空間５２を形成する部分の板厚が図３に示す第１金属ブロック５６又は第２金属ブロック５７の板厚と同等な厚みを有する。このような第１金属プレート８２は、その外面をＣＮＣ工作機械等の刃具６４で切削することで、一部に金属ブロック５６，５７の代わりとなる金属ブロック８４を形成した構成である。図７Ｂ中の参照符号Ｃは、刃具６４による切削面を示す。
【0068】
このようなベーパーチャンバ８０は、図４Ａ～図４Ｃに示す貫通孔５８，５９の形成工程と余剰部Ｗ１等の切削工程とが不要であるという利点がある。しかしながら、ベーパーチャンバ８０は、例えば１辺が１０ｃｍ以上もある第１金属プレート８２の大部分に切削加工を施す必要があり、図３に示すベーパーチャンバ３６等と比べて製造コストが顕著に高くなり、加工時間も長いため、量産性に劣る。つまり上記したベーパーチャンバ３６等は、製造時間や製造コストが比較的小さくて済むため、量産に適しているとも言える。
【0069】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【0070】
ファン４２，４３及びヒートシンク４０，４１は、左右一対ではなく、一方のみで構成されてもよく、熱伝導プレート４４は省略されてもよい。また、ベーパーチャンバ３６等は、ファン４２やヒートパイプ３８と組み合わせたモジュール構造ではなく、単独の冷却手段として電子機器に搭載することもできる。
【符号の説明】
【0071】
１０ 電子機器
１４ 筐体
２２ 冷却モジュール
２４ マザーボード
３０ ＣＰＵ
３１ ＧＰＵ
３６，７０，７２，８０ ベーパーチャンバ
５０，８２ 第１金属プレート
５１ 第２金属プレート
５２ 密閉空間
５４ ウィック
５６ 第１金属ブロック
５７ 第２金属ブロック
５８，５９ 貫通孔
６０ 支柱
７４、８４ 金属ブロック
１４ 筐体
２２ 冷却モジュール
２４ マザーボード
３０ ＣＰＵ
３１ ＧＰＵ
３６，７０，７２，８０ ベーパーチャンバ
５０，８２ 第１金属プレート
５１ 第２金属プレート
５２ 密閉空間
５４ ウィック
５６ 第１金属ブロック
５７ 第２金属ブロック
５８，５９ 貫通孔
６０ 支柱
７４、８４ 金属ブロック
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】