特許 7564524 ベーパーチャンバー製造用金属部材、その製造方法及びベーパーチャンバーの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-01

(45)【発行日】2024-10-09

(54)【発明の名称】ベーパーチャンバー製造用金属部材、その製造方法及びベーパーチャンバーの製造方法

(51)【国際特許分類】

   F28D 15/02 20060101AFI20241002BHJP

【ＦＩ】

F28D15/02 106G

F28D15/02 101H

F28D15/02 102A

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2023118678

(22)【出願日】2023-07-04

(65)【公開番号】P2023139145

(43)【公開日】2023-10-03

【審査請求日】2023-07-04

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】518297514

【氏名又は名称】ＫＭＴ技研株式会社

(72)【発明者】

【氏名】小松 信夫

【審査官】古川 峻弘

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／１４９２２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１１－５３００５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０４１１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１０５７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７６５９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｄ １５／００－１５／０６

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｈ０１Ｌ ２３／３４－２３／４７３

Ｃ２３Ｆ １／００－ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属からなる第１の部材と、当該第１の部材と作動流体が封入される密閉空間を形成する金属からなる第２の部材を備えるベーパーチャンバーを製造する際に、少なくとも前記第１の部材を形成するものとして使用するベーパーチャンバー製造用金属部材であって、
前記ベーパーチャンバー製造用金属部材は、前記密閉空間を形成する側から第１の金属層、親水性アクリルモノマー又は親水性メタクリルモノマーを反応性希釈剤の量に対して１０重量％から９０重量％使用し、５重量部以上、６０重量部以下のＵＶを反射する金属微粉末を添加したフォトレジストを硬化させ、部分的に形成されるエッチング保護層、メッキにより形成される第２の金属層を順に備えることを特徴とするベーパーチャンバー製造用金属部材。

【請求項2】

請求項１に記載のベーパーチャンバー製造用金属部材において、
前記第２の金属層の外側にエッチングストップ層を備えることを特徴とするベーパーチャンバー製造用金属部材。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のベーパーチャンバー製造用金属部材において、
前記エッチング保護層が導電性を有することを特徴とするベーパーチャンバー製造用金属部材。

【請求項4】

請求項１又は請求項２に記載のベーパーチャンバー製造用金属部材において、
部分的に形成される前記エッチング保護層が連続して形成されることを特徴とするベーパーチャンバー製造用金属部材。

【請求項5】

請求項１又は請求項２に記載のベーパーチャンバー製造用金属部材において、
部分的に形成される前記エッチング保護層が孤立して形成されることを特徴とするベーパーチャンバー製造用金属部材。

【請求項6】

金属からなる第１の部材と、当該第１の部材と作動流体が封入される密閉空間を形成する金属からなる第２の部材を備えるベーパーチャンバーを製造する際に、少なくとも前記第１の部材を形成するものとして使用するベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法であって、
金属板を第１の金属層として、前記第１の金属層の一方の面の前記密閉空間を形成する領域の内側に親水性アクリルモノマー又は親水性メタクリルモノマーを反応性希釈剤の量に対して１０重量％から９０重量％使用し、５重量部以上、６０重量部以下のＵＶを反射する金属微粉末を添加したフォトレジストを硬化させることにより、部分的にエッチング保護層を形成し、
前記エッチング保護層側の面に、第２の金属層をメッキにより設けることを特徴とするベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法。

【請求項7】

請求項６に記載のベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法において、
前記第２の金属層の外側にエッチングストップ層を設けることを特徴とするベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法。

【請求項8】

請求項６に記載のベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法において、
前記第１の金属層の前記密閉空間を形成する領域の内側に、親水性アクリルモノマー又は親水性メタクリルモノマーを反応性希釈剤の量に対して１０重量％から９０重量％使用し、５重量部以上、６０重量部以下のＵＶを反射する金属微粉末を添加したフォトレジストを塗布し、所定の箇所の前記フォトレジストを硬化させ、未硬化の前記フォトレジストを除去することにより、前記エッチング保護層を形成することを特徴とするベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法。

【請求項9】

請求項６に記載のベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法において、
前記第１の金属層の前記密閉空間を形成する領域の内側の所定の箇所に、シルクスクリーン、インクジェト又はディスペンサーによりインクを塗布し、前記インクを硬化させることにより、前記前記エッチング保護層を形成することを特徴とするベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法。

【請求項10】

請求項６に記載のベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法において、
前記エッチング保護層に導電性付与し、第１の金属層及び部分的に形成される前記エッチング保護層の面にメッキにより第２の金属層を設けることを特徴とするベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法。

【請求項11】

請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に記載のベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法において、
前記エッチング保護層を連続して形成することを特徴とするベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法。

【請求項12】

請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に記載のベーパーチャンバー製造用金属部材製造方法において、
前記エッチング保護層を孤立して形成することを特徴とするベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法。

【請求項13】

金属からなる第１の部材と、当該第１の部材と作動流体が封入される密閉空間を形成する金属からなる第２の部材を備えるベーパーチャンバーの製造方法であって、
前記密閉空間を形成する側から第１の金属層、親水性アクリルモノマー又は親水性メタクリルモノマーを反応性希釈剤の量に対して１０重量％から９０重量％使用し、５重量部以上、６０重量部以下のＵＶを反射する金属微粉末を添加したフォトレジストを硬化させることにより部分的に形成されるエッチング保護層、メッキにより形成される第２の金属層を順に備えるベーパーチャンバー製造用金属部材の前記第１の金属層の前記密閉空間を形成する領域以外に外枠エッチング保護層を形成し、
前記外枠エッチング保護層の内側の前記第１の金属層側をエッチングし、前記第１の金属層の全て及び部分的に形成される前記エッチング保護層により被覆されない前記第２の金属層の一部を除去し、
前記外枠エッチング保護層及び部分的に形成される前記エッチング保護層を除去し、
片面に凹部が形成される部材を前記第１の部材とし、前記第２の部材により前記第１の部材の凹部を密閉することにより前記密閉空間を形成することを特徴とするベーパーチャンバーの製造方法。

【請求項14】

請求項１３に記載のベーパーチャンバーの製造方法において、
前記ベーパーチャンバー製造用金属部材の前記第２の金属層の外側にエッチングストップ層を設け、
前記エッチングにより、部分的に形成される前記エッチング保護層により被覆されない前記第２の金属層の全てを除去することを特徴とするベーパーチャンバーの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作動流体が封入される密閉空間を形成する金属からなるベーパーチャンバーを製造する際に使用するベーパーチャンバー製造用金属部材、その製造方法及びベーパーチャンバーの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子デバイスの小型化および高性能化が加速されている。高性能化に伴い、半導体素子や集積回路から発生する熱量も増大しており、その熱量の効率的な冷却方法が電子デバイスの更なる小型化と高性能化を押し進める上での課題となっている。

【0003】

半導体の放熱方法として、半導体のバック面にダイボンド材として高熱伝導ペーストやはんだを用い、熱をコールドプレートに導く方法がある。また、半導体のアクティブ面にサーマルビアを形成し、電子回路基板を介して、はんだ付けによりヒートコンダクターに導く方法もある。スマートフォンに代表されるモバイル機器では、実装の厚さに制限があり、現在ではグラファイトシートが使用されることもある。

【0004】

放熱能力の向上のため、ヒートパイプの原理を用いた平板状の放熱デバイスであるベーパーチャンバーの導入も検討されている。しかしながら、スマートフォンでは、ケースの厚みが制約されることからベーパーチャンバーの厚さは、０．３ｍｍ以下が要求され、実現されていない（非特許文献１）。

【0005】

ベーパーチャンバーは、ヒートパイプの原理を用いた平面放熱デバイスで、熱を放散させるヒートスプレターである。ベーパーチャンバーの内部は減圧された密閉空間があり、熱を移動させるための作動流体が封入されている。作動流体が熱源によって加熱されると、作動流体は潜熱を吸収して蒸発する。蒸気は密閉空間内に拡散し、ヒートシンクに接している上部内壁面に到達すると冷却され、潜熱を放出して液体に戻る。ベーパーチャンバーの内壁または密閉空間内には、毛細管力を発生させるウイックと呼ばれる構造体が配置されており、液体に戻った作動流体は毛細管現象によって移動する。ウイックは、作動流体を熱源方向に誘導するような形状をしており、再度作動流体が吸熱を行って蒸発するといったサイクルが繰り返される。これにより、小さな熱源から発生した熱を、広い面積に拡散させることができる。

【0006】

ベーパーチャンバーは、作動流体を循環させることで放熱を行っているため、ウイックの構造設計は、ベーパーチャンバーの性能を大きく左右する。ベーパーチャンバーに関する先行技術には、次のようなものがある。例えば、特許文献１には、複数の中間板を密閉空間内に積層して配置することで毛細管流路を形成したベーパーチャンバーが記載されている。各中間板には、微細な穴が流路として設けられており、作動流体が、毛細管現象によって熱源まで誘導される構造となっている。

【0007】

特許文献２には、密閉空間内の上下に突起を設けたベーパーチャンバーが記載されている。金属板を掘り起こすことによって、起立させた板状のフィンを所定の間隔で設けることで、コンテナとー体化したウイックを形成することができるという特徴がある。

【0008】

特許文献３には、アルミニウム製の筐体に、溶解した銅の粉未を噴射することでウイックを形成するベーパーチャンバーが記載されている。当該ベーパーチャンバーは、溶射成形によってウイックを形成するため、前述したものと比較すると、微細な構造物を形成する工程を経なくてもよいという特徴がある。

【0009】

特許文献４には、作動流体を循環させる密閉空間を作ったのち、金属により被覆されたウイックを金属メッキにより作製するものである。

【0010】

特許文献５では、作動流体を循環させる密閉空間をエッチング、若しくはプレス加工で形成することが記載されている。特許文献６には、エッチングにより密閉空間を形成し、さらに密閉空間の壁面に細かな凹部をエッチングにより設けることも提案されている。

【0011】

特許文献７には、エッチングされる金属層の下部に部分的にエッチングストップ層を設け、その下部の金属層の一部をエッチングすることで、ウイックを形成する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【文献】特開２０１０－２８０５５号公報

【文献】特開２００７－３１６４号公報

【文献】特開２０１１－１０２６９１号公報

【文献】特開２０１５－１０７６５号公報

【文献】特開２０１７－１７２８７１号公報

【文献】特開２０１８－１２８２０８号公報

【文献】国際公開２０２０／１４９２２３号

【0013】

【文献】Ａｐｐｌｅ、ｉＰｈｏｎｅにモバイル端末用ベーパーチャンバーを採用か 熱伝導性を上げ、さらに効率の良い冷却システムを導入へ Ｍａｙ２５．２０１７ Ｃｏｒｒｅｉｅｎｔｅ．Ｔｏｐ

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

半導体の高機能化と小型化により、半導体チップの発熱が問題となっており、より効率の良い放熱の方法が必要となっている。前述の通り、半導体の裏面から熱を逃がす方法が主に用いられている。半導体のバック面に放熱グリース、銀ペーストやはんだといった接合材を介し、ヒートコンダクターやヒートシンクに接続するものが多用されている。しかしながら、上記の方法では、素子からヒートシンクまでの距離や接合材の熱伝導性により熱抵抗が高くなる。より効率の良い放熱機構が求められている。

【0015】

ヒートパイプの原理を利用するベーパーチャンバーは、半導体の冷却に適している。ベーパーチャンバーを携帯電話のような薄型のモバイルに使用するには、より薄いベーパーチャンバーが求められる。ベーパーチャンバーの冷却能力は、作動流体の移動を容易にする形状のウイックに依存する。作動流体の毛細管現象による移動を容易に行うウイックを形成しなければならない。

【0016】

薄いベーパーチャンバーを得るためには、金属部材をエッチングすることにより密閉空間を形成する凹部を設けることが有効な方法である、ウイックの形成もエッチングにより行うこととなる。特許文献６では、１回目のハーフエッチングにより溝を形成し、形成された溝をさらにハーフエッチングすることによりウイックを形成している、ハーフエッチングにより均一なエッチング深さを制御することは困難である。

【0017】

特許文献７では、第１の金属層と第２の金属層の間に開口を有するエッチングストップ層を設け、エッチングにより第１の金属層を除去し、エッチングストップ層の開口部に接する第２の金属層の一部をエッチングすることでウイックを設ける方法が開示されている。しかし、開口部を有するエッチングストップ層を設ける方法が煩雑である。

【0018】

上述のように、金属部材の一方の面からエッチングを行い、金属部材に密閉空間を形成する凹部を設けるものであって、従来に比べ、簡易に凹部の壁面にウイックを設けることができるベーパーチャンバーの製造方法がもとめられている。

【課題を解決するための手段】

【0019】

本発明に係るベーパーチャンバー製造用金属部材は、金属からなる第１の部材と、当該第１の部材と作動流体が封入される密閉空間を形成する金属からなる第２の部材を備えるベーパーチャンバーを製造する際に、少なくとも前記第１の部材を形成するものとして使用するベーパーチャンバー製造用金属部材であって、前記ベーパーチャンバー製造用金属部材は、前記密閉空間を形成する側から第１の金属層、親水性アクリルモノマー又は親水性メタクリルモノマーを反応性希釈剤の量に対して１０重量％から９０重量％使用し、５重量部以上、６０重量部以下のＵＶを反射する金属微粉末を添加したフォトレジストを硬化させ、部分的に形成されるエッチング保護層、メッキにより形成される第２の金属層を順に備えることを特徴とする。

【0020】

また、本発明に係るベーパーチャンバー製造用金属部材において、前記第２の金属層の外側にエッチングストップ層を備えると好適である。

【0021】

また、本発明に係るベーパーチャンバー製造用金属部材において、 前記エッチング保護層が導電性を有すると好適である。

【0022】

また、本発明に係るベーパーチャンバー製造用金属部材において、部分的に形成される前記エッチング保護層が連続して形成されると好適である。

【0023】

また、本発明に係るベーパーチャンバー製造用金属部材において、部分的に形成される前記エッチング保護層が孤立して形成されると好適である。

【0024】

本発明に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法は、金属からなる第１の部材と、当該第１の部材と作動流体が封入される密閉空間を形成する金属からなる第２の部材を備えるベーパーチャンバーを製造する際に、少なくとも前記第１の部材を形成するものとして使用するベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法であって、金属板を第１の金属層として、前記第１の金属層の一方の面の前記密閉空間を形成する領域の内側に親水性アクリルモノマー又は親水性メタクリルモノマーを反応性希釈剤の量に対して１０重量％から９０重量％使用し、５重量部以上、６０重量部以下のＵＶを反射する金属微粉末を添加したフォトレジストを硬化させることにより、部分的にエッチング保護層を形成し、前記エッチング保護層側の面に、第２の金属層をメッキにより設けることを特徴とする。

【0025】

また、本発明に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法において、前記第２の金属層の外側にエッチングストップ層を設けると好適である。

【0026】

また、本発明に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法において、前記第１の金属層の前記密閉空間を形成する領域の内側に、親水性アクリルモノマー又は親水性メタクリルモノマーを反応性希釈剤の量に対して１０重量％から９０重量％使用し、５重量部以上、６０重量部以下のＵＶを反射する金属微粉末を添加したフォトレジストを塗布し、所定の箇所の前記フォトレジストを硬化させ、未硬化の前記フォトレジストを除去することにより、前記エッチング保護層を形成すると好適である。

【0027】

また、本発明に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法において、前記第１の金属層の前記密閉空間を形成する領域の内側の所定の箇所に、シルクスクリーン、インクジェト又はディスペンサーによりインクを塗布し、前記インクを硬化させることにより、前記前記エッチング保護層を形成すると好適である。

【0028】

また、本発明に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法において、前記エッチング保護層に導電性付与し、第１の金属層及び部分的に形成される前記エッチング保護層の面にメッキにより第２の金属層を設けると好適である。

【0029】

また、本発明に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法において、前記エッチング保護層を連続して形成すると好適である。

【0030】

また、本発明に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法において、前記エッチング保護層を孤立して形成すると好適である。

【0031】

本発明に係るベーパーチャンバーの製造方法は、金属からなる第１の部材と、当該第１の部材と作動流体が封入される密閉空間を形成する金属からなる第２の部材を備えるベーパーチャンバーの製造方法であって、前記密閉空間を形成する側から第１の金属層、親水性アクリルモノマー又は親水性メタクリルモノマーを反応性希釈剤の量に対して１０重量％から９０重量％使用し、５重量部以上、６０重量部以下のＵＶを反射する金属微粉末を添加したフォトレジストを硬化させることにより部分的に形成されるエッチング保護層、メッキにより形成される第２の金属層を順に備えるベーパーチャンバー製造用金属部材の前記第１の金属層の前記密閉空間を形成する領域以外に外枠エッチング保護層を形成し、前記外枠エッチング保護層の内側の前記第１の金属層側をエッチングし、前記第１の金属層の全て及び部分的に形成される前記エッチング保護層により被覆されない前記第２の金属層の一部を除去し、前記外枠エッチング保護層及び部分的に形成される前記エッチング保護層を除去し、片面に凹部が形成される部材を前記第１の部材とし、前記第２の部材により前記第１の部材の凹部を密閉することにより前記密閉空間を形成することを特徴とする。

【0032】

また、本発明に係るベーパーチャンバーの製造方法において、前記ベーパーチャンバー製造用金属部材の前記第２の金属層の外側にエッチングストップ層を設け、前記エッチングにより、部分的に形成される前記エッチング保護層により被覆されない前記第２の金属層の全てを除去すると好適である。

【発明の効果】

【0033】

本発明により、冷却効率の良い薄型のベーパーチャンバーを提供できる。また、本発明のベーパーチャンバーの製造工程を簡略化することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1A】は本発明の実施の形態に係るベーパーチャンバーの断面を示す。

【図1B】は本発明の実施の形態に係る他のベーパーチャンバーの断面を示す。

【図2A】は本発明の実施の形態１に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の断面を示す。

【図2B】は本発明の実施の形態１に係るベーパーチャンバー製造用金属部材に形成されるエッチング保護層の平面を示す。

【図2C】は本発明の実施の形態１に係る他のベーパーチャンバー製造用金属部材に形成されるエッチング保護層の平面を示す。

【図2D】は本発明の実施の形態１に係る他のベーパーチャンバー製造用金属部材に形成されるエッチング保護層の平面を示す。

【図2E】は本発明の実施の形態１に係る他のベーパーチャンバー製造用金属部材に形成されるエッチング保護層の平面を示す。

【図3】は本発明の実施の形態２に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の断面を示す。

【図4】は本発明の実施の形態３に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の断面を示す。

【図5】は本発明の実施の形態に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法のエッチング保護層塗布工程を示す。

【図6】は本発明の実施の形態に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法の他のエッチング保護層塗布工程を示す。

【図7】は本発明の実施の形態１に係るベーパーチャンバーの製造方法外枠エッチング保護層塗布工程を示す。

【図8】は本発明の実施の形態１に係るベーパーチャンバーの製造方法のエッチング工程を示す。

【図9】は本発明の実施の形態１に係るベーパーチャンバーの製造方法のエッチング保護層除去工程を示す。

【図10】は本発明の実施の形態２に係るベーパーチャンバーの製造方法のエッチング保護層除去工程を示す。

【図11】は本発明の実施の形態３に係るベーパーチャンバーの製造方法のエッチング保護層除去工程を示す。

【図12A】は本発明の実施の形態に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の多面付けにおける作動流体封入路を示す。

【図12B】は本発明の実施の形態に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の多面付けにおける他の作動流体封入路を示す。

【図13A】は本発明の実施の形態に係る他のベーパーチャンバー製造用金属部材に形成される外枠エッチング保護層の平面を示す。

【図13B】は本発明の実施の形態に係る他のベーパーチャンバー製造用金属部材に形成される外枠エッチング保護層の平面を示す。

【図14】は本発明の実施の形態３に係るベーパーチャンバーの製造方法のエッチングストップ層除去工程を示す。

【図15】は本発明の実施の形態１に係るベーパーチャンバーの製造方法のエッチング保護層除去後の凹部壁面端部を示す。

【発明を実施するための形態】

【0035】

本発明の実施形態に係るベーパーチャンバー１の断面を図１示す。ベーパーチャンバー１は、金属からなる第１の部材２、及び第１の部材２と作動流体が封入される密閉空間４を形成する金属からなる第２の部材３を備える。密閉空間４は、第１の部材２に形成される凹部を第２の部材３により密閉することにより形成される。密閉空間４には作動流体が封入される。第１の部材２に形成される凹部の周辺に、第２の部材３を接着させることにより第１の部材２を密閉する。

【0036】

ベーパーチャンバー１を構成する第１の部材２の下面２ａには、冷却対象物である半導体のようなデバイスが接触して接続される。デバイスにより構成されるモバイルの形態及び使用状態によっては、第１の部材２ではなく、デバイスは第２の部材３に接触して接続されることもある。密閉空間４に封入される作動流体は、冷却対象物であるデバイスの熱により、液体から気体に気化する。作動流体の気化熱によりデバイスが冷却される。気化した作動流体は、密閉空間４内をデバイスと接触しない側に移動する。デバイスと接触しない密閉空間４に移動した作動流体は冷却されて液体となる。液体となった作動流体は、第１の部材２の密閉空間４を形成する凹部の内面に形成される流路を通って、デバイス側に移動し、デバイスの熱により気化する。第１の部材２の凹部内面に形成されるウイックが流路となる。作動流体の気化及び液化を繰り返すことで、ベーパーチャンバー１の冷却能力が発揮される。

【0037】

ベーパーチャンバー１は、デバイスと接触してデバイスを冷却する気化部、及び接触せずに気化した作動流体を冷却して液化する液化部を備える。形状は特に限定されず、電子機器内の熱源と熱誘導路によって形状をデザインすることができ、作動流体の流路幅も実用に沿って任意に設計できる。ベーパーチャンバー１の熱源であるデバイスとの接触面は、接触面積を大きくすることが望ましい。ベーパーチャンバー１は気化部及び液化部を備える必要があり、冷却対象であるデバイスの大きさにより、ベーパーチャンバー１の大きさは変化する。例えば、ベーパーチャンバー１は、幅１ｍｍ以上かつ長さは３ｍｍ以上、幅１００ｍｍ未満かつ長さは３００ｍｍ未満が好ましい。幅１ｍｍ未満かつ長さは３ｍｍ未満では、十分なベーパーチャンバー１の密閉空間４が確保できず冷却効果が不十分である。幅１００ｍｍ以上かつ長さ３００ｍｍ以上の場合は、作動流体の移動が迅速に行われず、冷却効果が不十分である。ベーパーチャンバー１は、少なくとも１つの密閉空間４を備えるが、複数以上であっても構わない。各々の密閉空間４は、気化部及び液化部を備える。

【0038】

ベーパーチャンバー１の密閉空間４の平面形状は直線、曲線により形成され、曲線は渦巻き状又は放射状であっても構わない。熱源から全方向に均一に放熱したい場合、密閉空間４を渦巻き状、若しくは放射状に形成することが好ましい。

【0039】

図１Ａでは、ベーパーチャンバー１を構成する第１の部材２に凹部が形成されているが、図１Ｂのように第２の部材３にも凹部が形成されていても構わない。

【0040】

作動流体は水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン等の沸点が５０℃以上、１２０℃以下の液体が好ましい。特に、衛生上安全であることから水が好ましい。水とはイオン交換水、ＲＯ水、蒸留水等の純水である。

【0041】

第１の部材２を製造するために使用されるベーパーチャンバー製造用金属部材、その製造方法及びベーパーチャンバー製造用金属部材を使用するベーパーチャンバーの製造方法について以下に述べる。

【0042】

（実施の形態１）
実施の形態１に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の断面を図２Ａに示す。実施の形態１に係るベーパーチャンバー製造用金属部材は、第１の金属層５、第１の金属層５の片面に部分的に形成されるエッチング保護層６、及び第１の金属層５並びに部分的に形成されるエッチング保護層６に接する第２の金属層７を備える。ベーパーチャンバー製造用金属部材の平面の大きさは、ベーパーチャンバー１の大きさと同等又はそれ以上でなければならない。外形は直線から形成される矩形であっても、曲線を含むものであっても構わない。１つのベーパーチャンバー製造用金属部材から複数以上のベーパーチャンバー１を製造する場合、ベーパーチャンバー製造用金属部材はそれに見合う大きさとなる。

【0043】

第１の金属層５は、ベーパーチャンバー１が使用される温度で、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ^２・Ｋ以上の金属が使用可能である。化学的に腐食させることにより、一部を除去するエッチングが容易にできる、銅、銅モリブデン合金、アルミニウム等の金属が第１の金属層５を構成する金属として好ましい。第１の金属層５の厚さは９μｍ以上、１００００μｍ以下が好ましい。９μｍ未満では、エッチング工程時間が短く制御が困難であり、１００００μｍを超える場合、形成されるベーパーチャンバー１が厚くなる。加工性を考慮すると、５０μｍから５００μｍが好適である。第１の金属層５は、銅、銅モリブデン合金、アルミニウム等の金属であって、９μｍ以上、１００００μｍ以下の厚さの板が使用できる。特に、第１の金属層５は、めっきやエッチングといった加工性と熱伝導率の観点から銅が好ましい。銅はエッチングし易く、熱伝導率が高い。

【0044】

第１の金属層５の片面に部分的に形成されるエッチング保護層６は、第１の金属層５をエッチングするときに第２の金属層７がエッチングされないように保護することができれば、どのようなものであっても構わない。エッチング保護層６の厚さは、０．１μｍ以上、３０μｍ以下が好ましい。０．１μｍ未満では、エッチング保護層６にピンホールが発生し易く、エッチング工程で使用されるエッチング液に溶解もしくは剥離するおそれがある。３０μｍを超えると、第２の金属層７をメッキにより形成するときに、第２の金属層７の第１の金属層５の反対面に凹凸ができ、平滑性が保てなくなり、ベーパーチャンバー１と冷却対象となるデバイスの密着が悪くなり、冷却効果が低下する。

【0045】

部分的に形成されるエッチング保護層６の平面図を図２Ｂ及び図２Ｃに示す。形状は特に制限されないが、図２Ｂ及び図２Ｃはベーパーチャンバー製造用金属部材が矩形の場合を示す。図２Ｂでは、部分的に形成されるエッチング保護層６は、矩形の長辺方向に短冊のように形成される。エッチング保護層６である短冊と短冊の間は、ベーパーチャンバー１が形成されるとき、液化した作動流体が毛細管現象により移動する流路となる。したがって、短冊の間隔は液化した作動流体が毛細管現象により移動できる流路の幅となる。エッチング保護層６は、このベーパーチャンバー製造用金属部材が、ベーパーチャンバー１の製造に使用されたとき、製造されるベーパーチャンバー１の気化部及び液化部を構成する箇所に設けられる。短冊は、直線として示すが、曲線であっても構わない。また、複数の短冊状のエッチング保護層６の幅は、相違しても構わない。さらに、長さ方向に幅が増減しても構わない。この場合、エッチング保護層６は、ベーパーチャンバー製造用金属部材の端部から対向する端部に連続して設けられる。

【0046】

図２Ｃは、ベーパーチャンバー製造用金属部材の端部から対向する端部に、エッチング保護層６が孤立して設けられる場合を示す。図２Ｃに示すように、エッチング保護層６が円形である場合、円形の径は３μｍ以上、３００μｍ以下が好ましい。円形のエッチング保護層６の径は相違しても構わない。円形でなくても正方形、長方形、楕円等、どのような形状であっても構わない。また、孤立したエッチング保護層６の大きさ、形状が相違しても構わない。孤立するエッチング保護層６の中心の間隔は、３．５μｍ以上、３００μｍ以下が好ましい。円形の径が３μｍ未満で中心の間隔が３．５μｍ未満の場合は、エッチング保護層６の形成が難しい。図２Ｃでは、部分的に形成されるエッチング保護層６は、ベーパーチャンバー製造用金属部材の端部から対向する端部に孤立して設けられる。ベーパーチャンバー１が形成されるとき、孤立したエッチング保護層６以外の部分が、液化した作動流体が毛細管現象により移動する流路となる。したがって、エッチング保護層６が設けられる箇所以外の間隔は、液化した作動流体が毛細管現象により移動できる流路の幅となる。

【0047】

図２Ａは、実施の形態１に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の断面を示すが、図２ＢのＡ－Ａ線断面図及び図２ＣのＢ－Ｂ線断面図を示している。

【0048】

図２Ｄは、ベーパーチャンバー製造用金属部材の端部から対向する端部に連続して設けられるエッチング保護層６に、孤立してレジストが設けられない場合を示す。孤立してレジストが設けられない形状は、図２Ｄに示すような円形でなくても正方形、長方形、楕円等、どのような形状であっても構わない。また、孤立してレジストが設けられない形状の大きさが相違しても構わない。孤立してレジストが設けられない形状の面積は１平方マイクロメートル以上、９００００平方マイクロメートル以下が好ましい。１平方マイクロメートル未満の場合は、レジストの形成が難しく、また、エッチング工程で使用されるエッチング液が、金属層７に接触することが難しい。

【0049】

エッチング保護層６の形成は、図５に示すように、金属板である第１の金属層５の片面にフォトレジスト層９を塗布し、塗布されたフォトレジスト層９の部分的に形成すべきエッチング保護層６に該当する箇所のフォトレジスト層９にＵＶを照射し、ＵＶが照射されたフォトレジスト層９を硬化させ、未硬化のフォトレジスト層９を現像液により溶解させて除去する現像を行う。ＵＶを照射するとき、硬化させるフォトレジスト層９以外の箇所をマスクし、ＵＶを照射しない。フォトレジストを塗布するのではなく、感光性ドライフィルムを貼付しても構わない。

【0050】

フォトレジストは、（メタ）アクリレート化合物であるベースポリマー、光重合性モノマー、ダイマー及びオリゴマーである反応性希釈剤、光重合開始剤、重合促進剤。必要に応じてシリカ、硫酸バリウムやタルク等のフィラー、着色顔料、消泡レベリング剤、重合禁止材、有機溶剤、エポキシ硬化剤等を含む。ベースポリマーは、６０重量％以下、反応性希釈剤は５重量％以上、光重合開始剤は１重量％以上、１０重量％以下配合することが好ましい。

【0051】

ベースポリマーは、例えば、ノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ基にアクリル酸を付加し、光架橋性基を有するエポキシアクリレートを合成し、次に、一段階目の反応で生じた水酸基にテトラヒドロ無水フタル酸などの酸無水物を反応させることで側鎖にカルボキシル基を有するアルカリ水溶液溶解性樹脂を得る。このカルボキシル基含有ノボラック型エポキシアクリレートは、カルボキシル基が分子内に残るため、苛性ソーダのようなアルカリ水溶液に溶解する可剥製フォトレジストのベースポリマーとなる。ベースポリマーの出発樹脂として、ノボラック型、ビスフェノール型、脂肪族型等のエポキシアクリレートのほか、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、アクリルアクリレートが例示できる。

【0052】

反応性希釈剤は、ＵＶ照射による光重合反応によって、自身も硬化して固体となる、分子内に（メタ）アクリレート基を持つモノマーやオリゴマーであり、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、アクリルアクリレート、ポリエステルアクリレート等である。反応性希釈剤は、フォトレジストの粘度を低減させ塗布し易くし、ＵＶ照射後のフォトレジストの架橋密度を上げる目的で使用される。

【0053】

光重合開始剤は、ＵＶを吸収してラジカルを発生させ、重合を開始させる反応剤で、ベンゾフェノン系、アセトフェノン系、ベンゾインエーテル系、チオキサントン等である。

【0054】

フォトレジストは、ＵＶを照射することにより、ベースポリマー及び反応性希釈剤の末端アクリレート基同士が結合し、架橋することで硬化する。未硬化のフォトレジストは、炭酸ナトリウム等の弱アルカリ性溶液等に溶解することで除去される。硬化したフォトレジストは部分的に形成されるエッチング保護層６となる。

【0055】

フォトレジストは、光の照射により発色する発色剤、フォトレジストの長期保存を可能とする安定剤、フォトレジストの存在を確認できる染料、塗布を容易とする有機溶剤等を含んでも構わない。第１の金属層５及び第２の金属層７との密着を上げるために、フォトレジストに含まれる反応性希釈剤として、２－ヒドロキシエチルアクリレート，２－ヒドロキシプロピルアクリレート，Ｎ－ビニルピロリドン，メラミンアクリレート又はこれらのアクリレートに対応するメタクリレート類等の親水性アクリルモノマー又は親水性メタクリルモノマーを反応性希釈剤の量に対して１０重量％から９０重量％使用することが好ましい。１０重量％未満では、フォトレジストにより形成されるエッチング保護層６は、第１の金属層５及び第２の金属層７との密着が十分でなく、９０重量％を超えるとエッチング液に溶解してしまう。

【0056】

エッチング保護層６は、スクリーン、インクジェット又はディスペンサーによる塗布によって形成されても構わない。スクリーン、インクジェット又はディスペンサーによる塗布とは、部分的に形成されるエッチング保護層６を必要な箇所にスクリーンインク、インクジェットインク又はディスペンサーにより吐出されるインクを塗布することである。フォトレジストによりエッチング保護層６を設けることに比べ、現像が必要でなく、工程が簡略となる。エッチング保護層６を形成するインクはエッチング工程において、第２の金属層７を保護することができれば、どのようなものでも構わない。エッチング後にインクにより形成されたエッチング保護層６を除去する。エッチング保護層６を除去した後、第２の金属層７の面を粗面化することで、ウイックの形成がし易い。エッチング保護層６を第２の金属層７に接して残しても構わない。

【0057】

スクリーン印刷に使用されるインクは、溶剤を含む場合、乾燥によりインクを固化させる。熱硬化タイプは加熱して硬化させる。ＵＶ硬化タイプはＵＶを照射することにより硬化させる。

【0058】

インクジェット印刷に使用されるインキは、市販のインクジェット用インク、ＵＶ硬化タイプはＵＶを照射することにより硬化させる。熱硬化タイプであっても構わない。

【0059】

スクリーンインク、インクジェットインク又はディスペンサーにより吐出されるインクは、ＵＶ硬化タイプとして、前述のフォトレジストが使用可能である。インクはＵＶ未硬化部を除去する必要がない。例えば、前述のカルボキシル基含有ノボラック型エポキシアクリレートのカルボキシル基と反応するエポキシ樹脂を配合すると、カルボキシル基とグリシジル基が反応し、耐熱性が向上し塗膜も強固になり、アルカリ水溶液に溶解しない永久レジストが得られる。インクとして永久レジストを使用して、ＵＶ照射により硬化させても構わない。

【0060】

エッチング保護層６を形成するスクリーンインク、インクジェットインク又はディスペンサーにより吐出されるインクは、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂としても構わない。熱可塑性樹脂とは、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂等であり、溶剤又は水に溶解又は分散させて使用しても構わない。また、塗布前に硬化剤を混合し、塗布後に常温又は加熱により硬化させて、熱硬化樹脂としても構わない。

【0061】

第１の金属層５及び部分的に形成されるエッチング保護層６に接して、第２の金属層７を設ける。第２の金属層７は、銅、銅モリブデン合金、アルミニウム等の金属であって、厚さは１μｍ以上、２００μｍ以下が好ましい。１μｍ未満であると、形成されるベーパーチャンバー１の密閉空間４に形成されるウイックが小さく、液化した作動流体の移動速度が遅くなり、冷却効率が悪い。２００μｍ以上では、ベーパーチャンバー１の製造時の工程であるエッチングの作業効率が悪く、生産性が著しく低下する。さらに加工性を考慮すると、２μｍ以上、５０μｍ以下が好適である。

【0062】

第２の金属層７は、メッキにより形成することが好ましい。メッキにより第２の金属層７を設けるためには、エッチング保護層６に導電性を付与することが好ましい。エッチング保護層６に導電性を付与するために、エッチング保護層６に銀、ニッケル、銅等の金属微粉末を添加する。エッチング保護層６を形成するために、使用するフォトレジスト、スクリーン印刷インク、インクジェット印刷インクまたはディスペンサーにより吐出されるインクに金属微粉末を添加して、金属微粉末を添加したフォトレジスト又はインクを第１の金属層５の一方の面に塗布し、エッチング保護層６として形成する。金属微粉末は、粒径が５．０μｍ以下であることが好ましい。５．０μｍ以下とすることで、エッチング保護層６の薄膜化に対応することができる。金属微粉末は、エッチング保護層６の金属微粉末以外の成分量に対して、１重量部以上、８０重量部以下含まれることが好ましい。１重量部未満では、第２の金属層７をメッキにより形成するときに、エッチング保護層６の面への金属の形成が不十分となる。８０重量部を超えると、エッチング保護層６の強度が低下し、工程中に欠落するおそれがある。

【0063】

塗布された導電性を付与したフォトレジスト又はインクは、溶媒を含む場合は乾燥され、及びＵＶ照射、加熱等の工程により硬化され、エッチング保護層６を形成する。ＵＶ照射による硬化が最も作業効率として好適である。ＵＶ硬化タイプの導電性を付与したエッチング保護層６を形成するフォトレジストは、前述のフォトレジストと同様の構成である。フォトレジストは、（メタ）アクリレート化合物であるベースポリマー、光重合性モノマー、ダイマー及びオリゴマーである反応性希釈剤、光重合開始剤、重合促進剤。必要に応じてシリカ、硫酸バリウムやタルク等のフィラー、着色顔料、消泡レベリング剤、重合禁止材、有機溶剤、エポキシ硬化剤等を含み、ベースポリマーは、６０重量％以下、反応性希釈剤は５重量％以上、光重合開始剤は１重量％以上、１０重量％以下、及び金属微粉末を含む。

【0064】

ＵＶ照射によりエッチング保護層６を硬化させる場合、金属微粉末により反射するＵＶの散乱により、ＵＶ照射時に金属微粉末の影となるところにも、ＵＶが照射されることによりフォトレジストを硬化させることができる。金属微粉末は、エッチング保護層６に１重量部以上、８０重量部以下含まれることが好ましい。１重量部未満では、第２の金属層７をメッキにより形成するときに、エッチング保護層６の面への金属の形成が不十分となる。８０重量部を超えると、エッチング保護層６の強度が低下し、工程中に欠落するおそれがある。また、ＵＶ照射によるフォトレジスト、スクリーン印刷インク、インクジェット印刷インクまたはディスペンスにより塗布されるインクの硬化が十分に行われないおそれがある。さらに加工性を考慮すると５重量部以上、６０重量部以下が好適である。

【0065】

エッチング保護層６に導電性を付与するために、エッチング保護層６にカーボンを添加しても構わない。カーボンとは炭素微粉末、炭素繊維、グラファイト等の炭素からなり、導電性を有するものである。カーボンの添加量は、エッチング保護層６のカーボン以外の成分量に対して、１重量部以上、８０重量部以下含まれることが好ましい。さらに、５重量部以上、６０重量部以下が好適である。

【0066】

第１の金属層５並びに部分的に形成されるエッチング保護層６に接する第２の金属層７をメッキにより設けるには、以下の方法による。金属層７を設けるメッキは、電気メッキである。エッチング保護層６が非導電性の場合は、第２の金属層７をメッキにより形成する前に、エッチング保護層６への無電解メッキ等によりエッチング保護層６の表面の導電化が必要である。エッチング保護層６が導電性の場合は、導電化は必要なく、直接電気メッキを行うことができ、工程の簡略化及び品質の安定化を行うことができる。金属層７として銅メッキを行う場合、一般に広く行われている工法が使用できる。エッチング保護層６はアルカリ液で溶解ないし剥離するので、酸性浴でメッキを行う必要があり、硫酸銅浴によるめっきが好ましい。

【0067】

図２Ａに示す実施の形態１に係るベーパーチャンバー製造用金属部材により、ベーパーチャンバー１を製造するために、ベーパーチャンバー１を構成する第１の部材２を形成する。図７に示すように、第１の金属層５の密閉空間４を形成する領域以外に、外枠エッチング保護層１０を形成する。

【0068】

外枠エッチング保護層１０は、第１の金属層５の面にフォトレジストを塗布、又は感光性ドライフィルムを貼付し、外枠エッチング保護層１０を形成する箇所以外をマスクにより遮蔽し、ＵＶ照射することで、外枠エッチング保護層１０を硬化させ、未硬化のフォトレジスト又は感光性ドライフィルムを現像することにより除去する。

【0069】

外枠エッチング保護層１０を形成した後、第１の金属層５側をエッチングする。図８に示すように、外枠エッチング保護層１０を設けない部分の第１の金属層５は、エッチングにより除去される。また、エッチング保護層６が形成されない第２の金属層７の一部がエッチングにより除去される。エッチングにより除去される第２の金属層７の深さは、０．５μｍ以上、５０μｍ以下である。

【0070】

一度のエッチングにより、第１の金属層５の全て、及び第２の金属層７の一部をエッチングすることができる。特許文献６に開示されるベーパーチャンバーの製造方法では、第１の金属層５のエッチングと第２の金属層７の一部のエッチングを別個に２回行わなければならない。各々のエッチングはいずれもハーフエッチングであり、エッチング条件の設定は煩雑である。本願発明に係るベーパーチャンバー製造用金属部材を使用するベーパーチャンバーの製造方法では、一度のエッチングによりベーパーチャンバー１を構成する第１の部材２を得ることができる。

【0071】

第１の金属層５及び第２の金属層７が銅の場合、エッチングは塩化第二鉄溶液もしくは塩化第二銅溶液により行う。塩化第二鉄溶液は、４０ボーメ、比重１．３８５（２０℃）、塩化第二鉄５２０ｇ／ｌ以上、塩酸１－２％が用いられるが、これに限るものではない。

【0072】

エッチング後、外枠エッチング保護層１０及びエッチング保護層６を除去し、図９の第１の部材２を得る。得られた第１の部材２の凹部を図１Ａに示すように、第２の部材３を接合することにより密封し、密閉空間４を備えるベーパーチャンバー１を得ることができる。エッチング保護層６は、エッチング後に除去するが、残すことで強度付与等の役割があれば、除去せずに残しても構わない。

【0073】

図８に示すように、エッチングによりエッチング保護層６により被覆されていない第２の金属層７の一部が除去される。このとき、第１の金属層５が除去されて形成される凹部の壁面が、エッチング保護層６の端部と一致していれば図８のように、凹部が形成される。しかし、エッチング保護層６が凹部の壁面の下部に及ぶ可能性がある。この場合、エッチング保護層６を除去すると、凹部の壁面の第１の金属層５側の端部と第２の金属層７の間に隙間が形成される。このような隙間は、ベーパーチャンバー１の強度を小さくする可能性があり、避けることが好ましい。

【0074】

インクによりエッチング保護層６を形成するとき、エッチングにより形成される第１の金属層５の凹部の領域の際には、硬化したフォトレジストを除去するとき、除去されないような永久レジストからなるエッチング保護層６を設け、他の箇所は除去可能なフォトレジスト又は樹脂等によるエッチング保護層６を設ける。エッチング後、除去可能なエッチング保護層６を除去した後の状態を図１５に示す。除去可能なエッチング保護層６を除去したが、凹部の壁面下部の第１の金属層５と第２の金属層７の間に除去されなかったエッチング保護層６が残存する。第１の金属層５の凹部の壁面の端部と第２の金属層７の間に隙間が形成され、ベーパーチャンバー１の強度を低下させることがない。

【0075】

エッチング保護層６の除去は、エッチング保護層６を形成するフォトレジスト又はインクの除去に適した方法で行う。アルカリ剥離または溶解可能なフォトレジスト又はインクの場合、水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウム溶液が用いられ、溶剤剥離可能なフォトレジスト又はインクの場合、極性溶剤や炭化水素系溶剤が使用される。フォトレジストまたインクを除去できる溶液又は溶剤により、エッチング保護層６を溶解又は剥離することで除去する。

【0076】

エッチング保護層６を除去した後、さらに微細なウイックを作成するため、粗面化処理を行っても構わない。粗面化処理には、市販の粗化処理剤が使用でき、メック社エッチボンドＣＺ、マクダーミッド・パフォーマンス・ソリューションズ・ジャパン株式会社のマルチボンドシリーズ等の粗化処理剤により、図９に示される凹部の内面を処理する。粗面化処理により、凹部内面に微細な凹凸を付与する。付与された凹凸の凹部を伝って液体となった作動流体の移動が可能となり、ウイックの役割を担うことができる。粗面化処理により微細な凹凸の形成により、密閉空間４内の表面積が増大し、冷却能力が向上するという効果もある。

【0077】

図２Ｅに示すのは、凹部を形成する領域全体にエッチング保護層６を形成する場合である。このベーパーチャンバー製造用金属部材をエッチングすると、第１の金属層５がエッチングにより除去された後、エッチング保護層６が全面にあり、第２の金属層７はエッチングされない。エッチング保護層６を除去した後、全面に現れる第２の金属層７の面を粗面化処理する。第２の金属層７の面を粗面化処理することで、第２の金属層７の面に微細な凹凸を付与する。付与された微細な凹凸の凹部を伝って液体となった作動流体の移動が可能となり、ウイックの役割を担うことができる。

【0078】

第１の部材２と第２の部材３の接合は、リフロー装置、レーザー加熱装置又はボックスオーブンが使用できる。接合材は、熱伝導性が良好で、ベーパーチャンバー１の作動時の内圧で破壊されないものであれば、使用可能であり、はんだ、有機系接着剤が例示できる。はんだは、通常一般に用いるＳｎＡｇＣｕ系やＳｎＰｂ等が使用できるが、低温はんだや高温はんだも使用できる。はんだ付けの方法は、手付によるもの、はんだペーストを用いるメタルマスク印刷し、リフロー炉やレーザー光での加熱によるもの、フローソルダーによるものが例示できる。必要に応じ治具やロボットを使って第１の部材２と第２の部材３を治具等で密着固定することもできる。第１の部材２と第２の部材３との接合は、ベーパーチャンバーンバー１の作動時にベーパーチャンバー１が破損しない程度であればどのような方法により行っても構わない。

【0079】

第２の部材３は金属であって、ベーパーチャンバー１が使用される温度で、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ^２・Ｋ以上の金属が使用可能である。銅、銅モリブデン合金、アルミニウム等である。第２の部材３として金属板を使用する場合、厚さは９μｍ以上、１００００μｍ以下が好ましい。

【0080】

第２の部材３は、金属板ではなく、第１の部材２のように凹部が形成された金属部材を使用しても構わない。第２の部材３は第１の部材２と同一であっても構わない。

【0081】

作動流体の密閉空間４への封入は、ヒートパイプや他のベーパーチャンバーと同様に、一般的な方法で封入できる。必要に応じて冷却しながら充填口から作動流体を注入し、充填口を物理的につぶし、さらにはんだ付けやろう付け、溶接等で封止するものである。充填口は第１の部材２又は第２の部材３に設けてもよいし、第１の部材２及び第２の部材３の両方に形成してもよい。作動流体を封入することによりベーパーチャンバー１は完成する。

【0082】

ベーパーチャンバー１は、その一部が発熱体であるデバイスと接触する気化部となり、一部は気化した作動流体が液化する液化部となる。液化した作動流体は気化部に戻らなければならない。液化した作動流体は、第２の金属層７のエッチングされた溝を流路として移動することにより気化部に戻る。溝は狭い幅で形成されており、作動流体は毛細管現象により移動することで迅速に気化部に戻ることができる。エッチングにより形成される第２の金属層７の溝は、毛細管現象を生じさせる程度の幅に形成される。

【0083】

（実施の形態２）
実施の形態２に係るベーパーチャンバー製造用金属部材を図３に示す。実施の形態２に係るベーパーチャンバー製造用金属部材は、実施の形態１に係るベーパーチャンバー製造用金属部材の第２の金属層７の面にエッチングストップ層８を備えるものである。エッチングストップ層８を構成する金属は、ニッケル、アルミニウム、錫、銀、銅、はんだ等である。第１の金属層５及び第２の金属層７を同時にエッチングするエッチング液によりエッチングされない金属である。エッチングストップ層８の厚さは、０．１μｍ以上、２００μｍ以下が好ましく、さらに０．５μｍ以上、１００μｍ以下が好ましい。０．１μｍより薄いと、ピンホール等によりエッチングストップ層８として機能をしない。また、２００μｍを超えると、冷却能力が劣る。

【0084】

実施の形態２に係るベーパーチャンバー製造用金属部材は、実施の形態１のベーパーチャンバー製造用金属部材の第２の金属層７の面にエッチングストップ層８を設けており、第１の金属層５、エッチング保護層６及び第２の金属層７は、実施の形態１と同様である。ベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法も実施の形態１と同様である。

【0085】

第２の金属層７の面へのエッチングストップ層８の形成は、電気めっきにより行われる。エッチングストップ層８は、第１の金属層５及び第２の金属層７をエッチングするエッチング液に不溶あれば使用できるが、ニッケル、アルミニウム、錫、銀、銅、はんだ等が使用できる。第１の金属層５及び第２の金属層７が銅で、エッチングストップ層８がニッケルの場合、エッチング液は、塩酸第二鉄もしくは塩酸第二銅溶液である。

【0086】

実施の形態２に係るベーパーチャンバー製造用金属部材は、実施の形態１に係るベーパーチャンバー製造用金属部材と同様に、図７に示すように、外枠エッチング保護層１０を形成する。外枠エッチング保護層１０を形成した後、金属層５側からエッチングを行う。外枠エッチング保護層１０を設けない部分の第１の金属層５は、エッチングにより除去される。また、エッチング保護層６が形成されない第２の金属層７はエッチングによりエッチングストップ層８に至るまで除去される。外枠エッチング保護層１０及びエッチング保護層６を除去した状態を図１０に示す。第２の金属層７はエッチングストップ層８まで除去される。エッチング液は第１の金属層５の全て、及び第２の金属層７のエッチング保護層６により被覆されない第２の金属層７は、エッチングストップ層８に至るまでを腐食し、除去される。

【0087】

外枠エッチング保護層１０及びエッチング保護層６を除去したベーパーチャンバー製造用金属部材を第１の部材２として、第２の部材３により、第１の部材２の凹部を密閉することにより密閉空間４を備えるベーパーチャンバー１を製造する。この方法は実施の形態１と同様である。

【0088】

実施の形態１のベーパーチャンバー製造用金属部材により、ベーパーチャンバー１を構成する第１の部材を製造する場合、第２の金属層７の全てをエッチングにより除去することができないため、エッチングを行うエッチング液、エッチング温度及びエッチング時間を調整することにより、第２の金属層７のエッチングを一部に留めなければならない。この調整は工程上煩雑である。エッチングストップ層８を設けることにより、第２の金属層７の全てを除去することが可能となり、エッチングの条件調整が容易となり、エッチング時間を短縮することが可能となる。

【0089】

第２の金属層７の全てをエッチングストップ層８まで除去するため、エッチングにより除去されない第２の金属層７により形成される溝は実施の形態１よりも深くなり。その深さは第２の金属層７の厚さと同一となる。実施の形態１の溝よりも深い溝は、より多い量の液化した作動流体の移動を可能にする。実施の形態２に係るベーパーチャンバー１は、実施の形態１に係るベーパーチャンバー１よりも迅速に液化した作動流体を液化部から気化部に移動させることが可能であり、ベーパーチャンバー１の冷却能力を向上させることができる。

【0090】

（実施の形態３）
実施の形態３に係るベーパーチャンバー製造用金属部材を図４に示す。実施の形態３に係るベーパーチャンバー製造用金属部材は、実施の形態２に係るベーパーチャンバー製造用金属部材のエッチングストップ層８の面に第３の金属層１１が備えられる。第１の金属層５、エッチング保護層６、第２の金属層７及びエッチングストップ層８は実施の形態２と同様である。第３の金属層１１を設けること以外は、ベーパーチャンバー製造用金属部材の製造方法は、実施の形態２と同様である。

【0091】

第３の金属層１１は、ベーパーチャンバー１が使用される温度で、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ^２・Ｋ以上の金属が使用可能である。第３の金属層１１は、銅、銅モリブデン合金、アルミニウム等の金属であって、９μｍ以上、１００００μｍ以下の厚さである。第３の金属層１１は、エッチングストップ層８の面に、メッキにより形成される。また、金属板を接着剤により、エッチングストップ層８の面に貼り合わせても構わない。

【0092】

実施の形態３に係るベーパーチャンバー製造用金属部材を実施の形態２と同様にエッチングする。エッチングにより得られる第１の部材２を図１１に示す。エッチングストップ層８の非エッチング側に第３の金属層１１を備えること以外、実施の形態２と同様である。実施の形態２と同様にベーパーチャンバー１を製造する。

【0093】

実施の形態３により得られるベーパーチャンバー１は、実施の形態２により得られるベーパーチャンバー１に比べ、エッチングストップ層８の外面に第３の金属層１１を備えることにより、ベーパーチャンバー１の強度を増すことできる。

【0094】

図１１は、第１の金属層５の全て及びエッチング保護層６により被覆されない第２の金属層７のエッチングストップ層８までをエッチングにより除去した状態を示している。この後、さらに第２の金属層７により被覆されないエッチングストップ層８をエッチングにより除去しても構わない。図１４にエッチングストップ層８を除去する工程を示す。エッチングストップ層８のエッチングは、第１の金属層５、第２の金属層７及び第３の金属層１１を腐食しないエッチング液により行う。

【0095】

エッチングストップ層８を除去することにより、第３の金属層１１が露出する。露出する第３の金属層１１の面を粗面化処理することで、第３の金属層１１の露出する面に微細な凹凸を形成し、微細な凹部によるウイックを形成することができる。

【0096】

実施の形態１乃至実施の形態３について、ペーパーチャンバー１を構成する第１の部材を製造するとき、図１２Ａに示すように、１枚の金属板である第１の金属層５から、ベーパーチャンバー１を構成する第１の部材２を多面付けで製造することができる。大判のベーパーチャンバー製造用金属部材を作成することにより、ベーパーチャンバー１を多面付けで製造することが可能となる。例えば、ベーパーチャンバー１の５×３倍から１００×８０倍の大きさのベーパーチャンバー製造用金属部材を多面付けにより製造することにより、ベーパーチャンバー１の製造コストを低減することができる。

【0097】

図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、第１の部材２を多面付けで製造できる大判の金属板を金属層５として、ベーパーチャンバー製造用金属部材を製造する。このような多面付けの場合、ベーパーチャンバー１を製造するとき、作動流体を密閉空間４に封入するために作動流体封入路１２を、第１の金属層５及び第２の金属層７をエッチングする際に、第１の金属層５の面をエッチングすることによりにより設けることができる。作動流体を封入する作動流体封入路１２は、図１２Ａ又は図１２Ｂのように密閉空間４を形成する凹部に接して設けられる。

【0098】

図１３Ａ及び図１３Ｂは、第１の部材の変形例である。図１３Ａは、第１の金属層５をエッチングし、凹部を形成するとき、凹部を渦巻き状に形成するものである。図１３Ａの黒色部分に外枠エッチング保護層１０を形成し、凹部を渦巻き状としてエッチングにより形成することができる。図１３Ｂは、金属層５をエッチングし、凹部を形成するとき、凹部を放射状に形成するものである。図１３Ｂの黒色部分に外枠エッチング保護層１０を形成することで、凹部を放射状としてエッチングにより形成することができる。デバイスから全方向に均一に放熱したい場合、密閉空間４を渦巻き状若しくは放射状に形成することが好ましい。

【符号の説明】

【0099】

１：ベーパーチャンバー
２：第１の部材
３：第２の部材
４：密閉空間
５：第１の金属層
６：エッチング保護層
７：第２の金属層
８：エッチングストップ層
９：フォトレジスト層
１０：外枠エッチング保護層
１１：第３の金属層
１２：作動流体封入路

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13A】

【図13B】

【図14】

【図15】