特許 7591187 ベーパーチャンバ、電子機器およびベーパーチャンバの製造方法

(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】2024-11-20

(45)【発行日】2024-11-28

(54)【発明の名称】ベーパーチャンバ、電子機器およびベーパーチャンバの製造方法

(51)【国際特許分類】

   F28D 15/02 20060101AFI20241121BHJP

   H01L 23/427 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

F28D15/02 101H

F28D15/02 L

F28D15/02 102A

F28D15/02 106F

F28D15/02 106Z

H01L23/46 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020092624

(22)【出願日】2020-05-27

(65)【公開番号】P2021188800

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-03-28

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002897

【氏名又は名称】大日本印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100150717

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 和也

(72)【発明者】

【氏名】太田 貴之

(72)【発明者】

【氏名】高橋 伸一郎

(72)【発明者】

【氏名】武田 利彦

(72)【発明者】

【氏名】小田 和範

(72)【発明者】

【氏名】小澤 昂平

【審査官】豊島 ひろみ

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１９６８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３９６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１５８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８９３４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｄ １５／００ － １５／０６

Ｈ０１Ｌ ２３／４２７

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作動流体が封入されて被冷却装置を冷却するベーパーチャンバであって、
第１本体面と、前記第１本体面とは反対側に設けられた第２本体面と、を有する本体シートと、
前記本体シートの前記第１本体面に設けられた第１シートと、
前記本体シートの前記第１本体面に設けられ、前記第１シートで覆われる空間部と、
前記本体シートと前記第１シートとの間に設けられ、前記空間部に連通した溝集合体と、を備え、
前記本体シートの厚さは、前記第１シートの厚さよりも厚く、
前記本体シートの熱膨張係数は、前記第１シートの熱膨張係数よりも小さい、ベーパーチャンバ。

【請求項2】

前記第１シートの前記本体シートの側の面に、前記本体シートと同じ材料で構成された表面処理層が設けられている、請求項１に記載のベーパーチャンバ。

【請求項3】

作動流体が封入されて被冷却装置を冷却するベーパーチャンバであって、
第１本体面と、前記第１本体面とは反対側に設けられた第２本体面と、を有する本体シートと、
前記本体シートの前記第１本体面に設けられた第１シートと、
前記本体シートの前記第１本体面に設けられ、前記第１シートで覆われる空間部と、
前記本体シートと前記第１シートとの間に設けられ、前記空間部に連通した溝集合体と、
前記本体シートの前記第２本体面に設けられた第２シートと、を備え、
前記本体シートの厚さは、前記第１シートの厚さよりも厚く、
前記本体シートの熱膨張係数は、前記第１シートの熱膨張係数以下であり、
前記空間部は、前記第１本体面から前記第２本体面に延び、
前記本体シートの厚さは、前記第２シートの厚さよりも厚く、
前記本体シートの熱膨張係数は、前記第２シートの熱膨張係数よりも小さい、ベーパーチャンバ。

【請求項4】

前記第１シートの前記本体シートの側の面および前記第２シートの前記本体シートの側の面のうちの少なくとも一方に、前記本体シートと同じ材料で構成された表面処理層が設けられている、請求項３に記載のベーパーチャンバ。

【請求項5】

前記第１シートと前記第２シートは、同じ材料で構成されている、請求項３または４に記載のベーパーチャンバ。

【請求項6】

ハウジングと、
前記ハウジング内に収容されたデバイスと、
前記デバイスに熱的に接触した、請求項１～５のいずれか一項に記載のベーパーチャンバと、を備えた、電子機器。

【請求項7】

作動流体が封入されて被冷却装置を冷却するベーパーチャンバの製造方法であって、
第１シートを準備する第１シート準備工程と、
第１本体面と、前記第１本体面とは反対側に設けられた第２本体面と、を有する本体シートであって、前記第１本体面に空間部が形成された本体シートを準備する本体シート準備工程と、
前記本体シートの前記第１本体面に前記第１シートを配置して前記空間部を覆い、前記第１シートと前記本体シートとを接合する接合工程と、を備え、
前記本体シート準備工程において、前記本体シートの厚さが前記第１シートの厚さよりも厚く、前記本体シートの熱膨張係数が、前記第１シートの熱膨張係数よりも小さい、ベーパーチャンバの製造方法。

【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、電子機器およびベーパーチャンバの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯端末やタブレット端末といったモバイル端末等で使用される中央演算処理装置（ＣＰＵ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）、パワー半導体等の発熱を伴うデバイス（被冷却装置の一例）は、ヒートパイプ等の放熱用部材によって冷却されている（例えば、特許文献１参照）。近年では、モバイル端末等の薄型化のために、放熱用部材の薄型化も求められており、ヒートパイプより薄型化を図ることができるベーパーチャンバの開発が進められている。ベーパーチャンバ内には、作動流体が封入されており、この作動流体がデバイスの熱を吸収、拡散することで、デバイスの冷却を行っている。

【0003】

より具体的には、ベーパーチャンバ内の作動流体は、デバイスに近接した部分（蒸発部）でデバイスから熱を受けて蒸発して蒸気（作動蒸気）になる。その作動蒸気は、蒸気流路部内で蒸発部から離れる方向に拡散して冷却され、凝縮して液状になる。ベーパーチャンバ内には、毛細管構造（ウィック）としての液流路部が設けられており、凝縮して液状になった作動流体（作動液）は、蒸気流路部から液流路部に入り込み、液流路部を流れて蒸発部に向かって輸送される。そして、作動液は、再び蒸発部で熱を受けて蒸発する。このようにして、作動流体が、相変化、すなわち蒸発と凝縮とを繰り返しながらベーパーチャンバ内を還流することによりデバイスの熱を拡散させ、放熱効率を高めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－８２６９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、被冷却装置の冷却効率を向上させることができるベーパーチャンバ、電子機器およびベーパーチャンバの製造方法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】

【0006】

本発明は、
作動流体が封入されて被冷却装置を冷却するベーパーチャンバであって、
第１本体面と、前記第１本体面とは反対側に設けられた第２本体面と、を有する本体シートと、
前記本体シートの前記第１本体面に設けられた第１シートと、
前記本体シートの前記第１本体面に設けられ、前記第１シートで覆われる空間部と、
前記本体シートと前記第１シートとの間に設けられ、前記空間部に連通した溝集合体と、を備え、
前記本体シートの厚さは、前記第１シートの厚さよりも厚く、
前記本体シートの熱膨張係数は、前記第１シートの熱膨張係数以下である、ベーパーチャンバ
を提供する。

【0007】

なお、上述したベーパーチャンバにおいて、
前記本体シートの熱膨張係数は、前記第１シートの熱膨張係数よりも小さい、
ようにしてもよい。

【0008】

また、上述したベーパーチャンバにおいて、
前記第１シートの前記本体シートの側の面に、前記本体シートと同じ材料で構成された表面処理層が設けられている、
ようにしてもよい。

【0009】

また、上述したベーパーチャンバにおいて、
前記本体シートの前記第２本体面に設けられた第２シートを更に備え、
前記空間部は、前記第１本体面から前記第２本体面に延びて、前記第２本体面において前記第２シートで覆われ、
前記本体シートの厚さは、前記第２シートの厚さよりも厚く、
前記本体シートの熱膨張係数は、前記第２シートの熱膨張係数以下である、
ようにしてもよい。

【0010】

また、上述したベーパーチャンバにおいて、
前記本体シートの熱膨張係数は、前記第２シートの熱膨張係数よりも小さい、
ようにしてもよい。

【0011】

また、上述したベーパーチャンバにおいて、
前記第１シートの前記本体シートの側の面および前記第２シートの前記本体シートの側の面に、前記本体シートと同じ材料で構成された表面処理層が設けられている、
ようにしてもよい。

【0012】

また、上述したベーパーチャンバにおいて、
前記第１シートと前記第２シートは、同じ材料で構成されている、
ようにしてもよい。

【0013】

また、本発明は、
ハウジングと、
前記ハウジング内に収容されたデバイスと、
前記デバイスに熱的に接触した上述のベーパーチャンバと、を備えた、電子機器、
を提供する。

【0014】

また、本発明は、
作動流体が封入されて被冷却装置を冷却するベーパーチャンバの製造方法であって、
第１シートを準備する第１シート準備工程と、
第１本体面と、前記第１本体面とは反対側に設けられた第２本体面と、を有する本体シートであって、前記第１本体面に空間部が形成された本体シートを準備する本体シート準備工程と、
前記本体シートの前記第１本体面に前記第１シートを配置して前記空間部を覆い、前記第１シートと前記本体シートとを接合する接合工程と、を備え、
前記本体シート準備工程において、前記本体シートの厚さが前記第１シートの厚さよりも厚く、前記本体シートの熱膨張係数が、前記第１シートの熱膨張係数以下である、ベーパーチャンバの製造方法、
を提供する。

【0015】

なお、上述したベーパーチャンバの製造方法において、
第２シートを準備する第２シート準備工程を更に備え、
前記本体シート準備工程において準備される前記本体シートにおいて、前記空間部は、前記第１本体面から前記第２本体面に延び、
前記接合工程において、前記本体シートの前記第２本体面に前記第２シートを配置して前記空間部を覆い、前記第２シートと前記本体シートとが接合され、
前記本体シート準備工程において、前記本体シートの前記厚さは、前記第２シートの厚さよりも厚く、前記本体シートの熱膨張係数は、前記第２シートの熱膨張係数以下である、
ようにしてもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、被冷却装置の冷却効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明の第１の実施の形態による電子機器を説明する模式斜視図である。

【図2】図２は、本発明の第１の実施の形態によるベーパーチャンバを示す上面図である。

【図3】図３は、図２のベーパーチャンバを示すＡ－Ａ線断面図である。

【図4】図４は、図３の下側シートの上面図である。

【図5】図５は、図３の上側シートの下面図である。

【図6】図６は、図３のウィックシートの上面図である。

【図7】図７は、図３のウィックシートの下面図である。

【図8】図８は、図３の部分拡大断面図である。

【図9】図９は、図６に示す液流路部の部分拡大上面図である。

【図10】図１０は、第１の実施の形態によるベーパーチャンバの製造方法において、ウィックシートの準備工程を説明するための図である。

【図11】図１１は、第１の実施の形態によるベーパーチャンバの製造方法において、エッチング工程を説明するための図である。

【図12】図１２は、第１の実施の形態によるベーパーチャンバの製造方法の接合工程を説明するための図である。

【図13】図１３は、図１２の接合工程の加熱加圧工程におけるベーパーチャンバを示す部分拡大断面図である。

【図14】図１４は、図１２の接合工程の冷却工程におけるベーパーチャンバを示す部分拡大断面図である。

【図15】図１５は、図８に示すベーパーチャンバの変形例を示す部分拡大断面図である。

【図16】図１６は、図１５に示すベーパーチャンバの変形例を示す部分拡大断面図である。

【図17】図１７は、本発明の第２の実施の形態におけるベーパーチャンバを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

【0019】

また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件および物理的特性並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度並びに物理的特性の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。さらに、図面においては、明瞭にするために、同様の機能を期待し得る複数の部分の形状を、規則的に記載しているが、厳密な意味に縛られることなく、当該機能を期待することができる範囲内で、当該部分の形状は互いに異なっていてもよい。また、図面においては、部材同士の接合面などを示す境界線を、便宜上、単なる直線で示しているが、厳密な直線であることに縛られることはなく、所望の接合性能を期待することができる範囲内で、当該境界線の形状は任意である。

【0020】

（第１の実施の形態）
図１～図１５を用いて、本発明の第１の実施の形態におけるベーパーチャンバ、電子機器およびベーパーチャンバの製造方法について説明する。本実施の形態におけるベーパーチャンバ１は、電子機器Ｅに収容された発熱体としてのデバイスＤ（被冷却装置の一例）を冷却するために、電子機器Ｅに搭載される装置である。デバイスＤの例としては、携帯端末やタブレット端末といったモバイル端末等で使用される中央演算処理装置（ＣＰＵ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、パワー半導体等の発熱を伴う電子デバイスが挙げられる。

【0021】

ここではまず、本実施の形態によるベーパーチャンバ１が搭載される電子機器Ｅについて、タブレット端末を例にとって説明する。図１に示すように、電子機器Ｅ（タブレット端末）は、ハウジングＨと、ハウジングＨ内に収容されたデバイスＤと、ベーパーチャンバ１と、を備えている。図１に示す電子機器Ｅでは、ハウジングＨの前面にタッチパネルディスプレイＴＤが設けられている。ベーパーチャンバ１は、ハウジングＨ内に収容されて、デバイスＤに熱的に接触するように配置される。このことにより、電子機器Ｅの使用時にデバイスＤで発生する熱をベーパーチャンバ１が受けることができる。ベーパーチャンバ１が受けた熱は、後述する作動流体２ａ、２ｂを介してベーパーチャンバ１の外部に放出される。このようにして、デバイスＤは効果的に冷却される。電子機器Ｅがタブレット端末である場合には、デバイスＤは、中央演算処理装置等に相当する。

【0022】

次に、本実施の形態によるベーパーチャンバ１について説明する。図２および図３に示すように、ベーパーチャンバ１は、作動流体２ａ、２ｂが封入された密封空間３を有しており、密封空間３内の作動流体２ａ、２ｂが相変化を繰り返すことにより、上述した電子機器ＥのデバイスＤを効果的に冷却するように構成されている。作動流体２ａ、２ｂの例としては、純水、エタノール、メタノール、アセトン等、およびそれらの混合液が挙げられる。なお、作動流体２ａ、２ｂは、凍結膨張性を有していてもよい。すなわち、作動流体２ａ、２ｂは、凍結時に膨張する流体であってもよい。凍結膨張性を有する作動流体２ａ、２ｂの例としては、純水、または純水にアルコールなどの添加物を加えた水溶液等が挙げられる。

【0023】

図２および図３に示すように、ベーパーチャンバ１は、下側シート１０（第１シートの一例）と、上側シート２０（第２シートの一例）と、下側シート１０と上側シート２０との間に介在されたウィックシート（本体シートの一例）と、蒸気流路部５０（空間部の一例）と、液流路部６０（溝集合体の一例）と、を備えている。本実施の形態によるベーパーチャンバ１は、下側シート１０、ウィックシート３０および上側シート２０が、この順番で重ねられている。

【0024】

ベーパーチャンバ１は、概略的に薄い平板状に形成されている。ベーパーチャンバ１の平面形状は任意であるが、図２に示すような矩形状であってもよい。ベーパーチャンバ１の平面形状は、例えば、１辺が１ｃｍで他の辺が３ｃｍの長方形であってもよく、１辺が１５ｃｍの正方形であってもよく、ベーパーチャンバ１の平面寸法は任意である。本実施の形態では、一例として、ベーパーチャンバ１の平面形状が、後述するＸ方向を長手方向とする矩形状である例について説明する。この場合、図４～図７に示すように、下側シート１０、上側シート２０およびウィックシート３０は、ベーパーチャンバ１と同様の平面形状を有していてもよい。また、ベーパーチャンバ１の平面形状は、矩形状に限られることはなく、円形状、楕円形状、Ｌ字形状、Ｔ字形状など、任意の形状とすることができる。

【0025】

図２に示すように、ベーパーチャンバ１は、作動流体２ａ、２ｂが蒸発する蒸発領域ＳＲと、作動流体２ａ、２ｂが凝縮する凝縮領域ＣＲと、を有している。

【0026】

蒸発領域ＳＲは、平面視でデバイスＤと重なる領域であり、デバイスＤが取り付けられる領域である。蒸発領域ＳＲは、ベーパーチャンバ１の任意の場所に配置することができる。本実施の形態においては、ベーパーチャンバ１のＸ方向における一側（図２における左側）に、蒸発領域ＳＲが形成されている。蒸発領域ＳＲにデバイスＤからの熱が伝わり、この熱によって液状の作動流体（適宜、作動液２ｂと記す）が蒸発領域ＳＲにおいて蒸発する。デバイスＤからの熱は、平面視でデバイスＤに重なる領域だけではなく、当該領域の周辺にも伝わり得る。このため、蒸発領域ＳＲは、平面視で、デバイスＤに重なっている領域とその周辺の領域とを含む。ここで平面視とは、ベーパーチャンバ１がデバイスＤから熱を受ける面（下側シート１０の後述する第１下側シート面１０ａ）および受けた熱を放出する面（上側シート２０の後述する第２上側シート面２０ｂ）に直交する方向から見た状態であって、例えば、図２に示すように、ベーパーチャンバ１を上方から見た状態、または下方から見た状態に相当している。

【0027】

凝縮領域ＣＲは、平面視でデバイスＤと重ならない領域であって、主として作動蒸気２ａが熱を放出して凝縮する領域である。凝縮領域ＣＲは、蒸発領域ＳＲの周囲の領域と言うこともできる。凝縮領域ＣＲにおいて作動蒸気２ａからの熱が下側シート１０に放出され、作動蒸気２ａが凝縮領域ＣＲにおいて冷却されて凝縮する。

【0028】

なお、ベーパーチャンバ１がモバイル端末内に設置される場合、モバイル端末の姿勢によっては、上下関係が崩れる場合もある。しかしながら、本実施の形態では、便宜上、デバイスＤから熱を受けるシートを上述の下側シート１０と称し、受けた熱を放出するシートを上述の上側シート２０と称する。このため、下側シート１０が下側に配置され、上側シート２０が上側に配置された状態で、以下説明する。

【0029】

図３に示すように、下側シート１０は、ウィックシート３０とは反対側に設けられた第１下側シート面１０ａと、第１下側シート面１０ａとは反対側（すなわちウィックシート３０の側）に設けられた第２下側シート面１０ｂと、を有している。本実施の形態においては、第２下側シート面１０ｂが、ウィックシート３０の後述する第１本体面３０ａに接している。図４に示すように、下側シート１０の四隅に、アライメント孔１２が設けられていてもよい。

【0030】

図３および図８に示すように、下側シート１０の全体は、実質的に平坦状に形成されていてもよく、下側シート１０の全体は実質的に一定の厚さを有していてもよい。この第１下側シート面１０ａに、上述のデバイスＤが取り付けられる。

【0031】

図３に示すように、上側シート２０は、ウィックシート３０の側に設けられた第１上側シート面２０ａと、第１上側シート面２０ａとは反対側に設けられた第２上側シート面２０ｂと、を有している。本実施の形態においては、第１上側シート面２０ａが、ウィックシート３０の後述する第２本体面３０ｂに接している。図５に示すように、上側シート２０の四隅に、アライメント孔２２が設けられていてもよい。

【0032】

図３および図８に示すように、上側シート２０の全体は、実質的に平坦状に形成されていてもよく、上側シート２０の全体は実質的に一定の厚さを有していてもよい。この第２上側シート面２０ｂに、上述のハウジングＨの一部を構成するハウジング部材Ｈａが取り付けられる。第２上側シート面２０ｂの全体が、ハウジング部材Ｈａで覆われてもよい。

【0033】

図３に示すように、ウィックシート３０は、第１本体面３０ａと、第１本体面３０ａとは反対側に設けられた第２本体面３０ｂと、を有している。第１本体面３０ａは、下側シート１０の側に配置されており、第１本体面３０ａに下側シート１０が設けられている。第２本体面３０ｂは、上側シート２０の側に配置されており、第２本体面３０ｂに上側シート２０が設けられている。

【0034】

下側シート１０の第２下側シート面１０ｂとウィックシート３０の第１本体面３０ａとは、拡散接合で、互いに恒久的に接合されていてもよい。同様に、上側シート２０の第１上側シート面２０ａとウィックシート３０の第２本体面３０ｂとは、拡散接合で、互いに恒久的に接合されていてもよい。なお、下側シート１０、上側シート２０およびウィックシート３０は、拡散接合ではなく、恒久的に接合できれば、ろう付け等の他の方式で接合されていてもよい。なお、「恒久的に接合」という用語は、厳密な意味に縛られることはなく、ベーパーチャンバ１の動作時に、密封空間３の密封性を維持可能な程度に、下側シート１０とウィックシート３０との接合を維持できるとともに、上側シート２０とウィックシート３０との接合を維持できる程度に接合されていることを意味する用語として用いている。

【0035】

本実施の形態によるウィックシート３０は、図３、図６および図７に示すように、平面視で矩形枠状に形成された枠体部３２と、枠体部３２内に設けられた複数のランド部３３と、を有している。枠体部３２およびランド部３３は、後述するエッチング工程においてエッチングされることなく、ウィックシート３０の材料が残る部分である。本実施の形態では、枠体部３２は、平面視で、矩形枠状に形成されている。枠体部３２の内側に、蒸気流路部５０が画定されている。すなわち、枠体部３２の内側であって、各ランド部３３の周囲に蒸気流路部５０が配置されており、各ランド部３３の周囲を作動蒸気２ａが流れるようになっている。

【0036】

本実施の形態では、ランド部３３は、平面視で、Ｘ方向（第１方向、図６における左右方向）を長手方向として細長状に延びていてもよく、ランド部３３の平面形状は、細長の矩形形状になっていてもよい。また、各ランド部３３は、Ｙ方向（第２方向、図６における上下方向）において等間隔に離間して、互いに平行に配置されていてもよい。各ランド部３３の周囲を作動蒸気２ａが流れて、凝縮領域ＣＲに向かって輸送されるように構成されている。これにより、作動蒸気２ａの流れが妨げられることを抑制している。ランド部３３の幅ｗ１（図８参照）は、例えば、１００μｍ～１５００μｍであってもよい。ここで、ランド部３３の幅ｗ１は、Ｙ方向におけるランド部３３の寸法であって、ウィックシート３０の厚さ方向において後述する貫通部３４が存在する位置における寸法を意味している。

【0037】

枠体部３２および各ランド部３３は、下側シート１０に拡散接合されるとともに、上側シート２０に拡散接合される。このことにより、ベーパーチャンバ１の機械的強度を向上させている。後述する下側蒸気流路凹部５３の壁面５３ａおよび上側蒸気流路凹部５４の壁面５４ａは、ランド部３３の側壁を構成している。ウィックシート３０の第１本体面３０ａおよび第２本体面３０ｂは、枠体部３２および各ランド部３３にわたって、平坦状に形成されていてもよい。

【0038】

蒸気流路部５０は、ウィックシート３０の第１本体面３０ａに設けられていてもよい。蒸気流路部５０は、主として、作動流体の蒸気（適宜、作動蒸気２ａと記す）が通る流路であってもよい。蒸気流路部５０には、作動流体の液体（適宜、作動液２ｂと記す）も通ってもよい。本実施の形態においては、蒸気流路部５０は、第１本体面３０ａから第２本体面３０ｂに延びており、ウィックシート３０を貫通している。蒸気流路部５０は、第１本体面３０ａにおいて、下側シート１０で覆われていてもよく、第２本体面３０ｂにおいて、上側シート２０で覆われていてもよい。

【0039】

図６および図７に示すように、本実施の形態における蒸気流路部５０は、第１蒸気通路５１と複数の第２蒸気通路５２とを有している。第１蒸気通路５１は、枠体部３２とランド部３３との間に形成されている。この第１蒸気通路５１は、枠体部３２の内側であってランド部３３の外側に連続状に形成されている。第１蒸気通路５１の平面形状は、矩形枠状になっている。第２蒸気通路５２は、互いに隣り合うランド部３３の間に形成されている。第２蒸気通路５２の平面形状は、細長の矩形形状になっている。複数のランド部３３によって、蒸気流路部５０は、第１蒸気通路５１と複数の第２蒸気通路５２とに区画されている。

【0040】

図３に示すように、第１蒸気通路５１および第２蒸気通路５２は、ウィックシート３０の第１本体面３０ａから第２本体面３０ｂに延びている。第１蒸気通路５１および第２蒸気通路５２は、第１本体面３０ａに設けられた下側蒸気流路凹部５３と、第２本体面３０ｂに設けられた上側蒸気流路凹部５４とによってそれぞれ構成されている。下側蒸気流路凹部５３と上側蒸気流路凹部５４とが連通して、蒸気流路部５０の第１蒸気通路５１および第２蒸気通路５２が、第１本体面３０ａから第２本体面３０ｂにわたって延びるように形成されている。

【0041】

下側蒸気流路凹部５３は、後述するエッチング工程において、ウィックシート３０の第１本体面３０ａからエッチングされることによって、第１本体面３０ａに凹状に形成されている。このことにより、下側蒸気流路凹部５３は、図８に示すように、湾曲状に形成された壁面５３ａを有している。この壁面５３ａは、下側蒸気流路凹部５３を画定し、図８に示す断面において、第２本体面３０ｂに向かって進むにつれて、対向する壁面５３ａに近づくように湾曲している。このような下側蒸気流路凹部５３は、第１蒸気通路５１の一部（下半分）および第２蒸気通路５２の一部（下半分）を構成している。

【0042】

下側蒸気流路凹部５３の幅ｗ２（Ｙ方向における寸法）は、例えば、１００μｍ～５０００μｍであってもよい。下側蒸気流路凹部５３の幅ｗ２は、第１本体面３０ａにおける寸法を意味しており、第１蒸気通路５１のうちＸ方向に延びる部分におけるＹ方向の寸法および第２蒸気通路５２におけるＹ方向の寸法に相当している。幅ｗ２は、第１蒸気通路５１のうちＹ方向に延びる部分におけるＸ方向寸法にも相当している。

【0043】

上側蒸気流路凹部５４は、後述するエッチング工程において、ウィックシート３０の第２本体面３０ｂからエッチングされることによって、第２本体面３０ｂに凹状に形成されている。このことにより、上側蒸気流路凹部５４は、図８に示すように、湾曲状に形成された壁面５４ａを有している。この壁面５４ａは、上側蒸気流路凹部５４を画定し、図８に示す断面において、第１本体面３０ａに向かって進むにつれて、対向する壁面５４ａに近づくように湾曲している。このような上側蒸気流路凹部５４は、第１蒸気通路５１の一部（上半分）および第２蒸気通路５２の一部（上半分）を構成している。

【0044】

上側蒸気流路凹部５４の幅ｗ３（Ｙ方向における寸法）は、上述した下側蒸気流路凹部５３の幅ｗ２と同様に、例えば、１００μｍ～５０００μｍであってもよい。上側蒸気流路凹部５４の幅ｗ３は、第２本体面３０ｂにおける寸法を意味しており、第１蒸気通路５１のうちＸ方向に延びる部分におけるＹ方向の寸法および第２蒸気通路５２におけるＹ方向の寸法に相当している。幅ｗ３は、第１蒸気通路５１のうちＹ方向に延びる部分におけるＸ方向寸法にも相当している。上側蒸気流路凹部５４の幅ｗ３は、下側蒸気流路凹部５３の幅ｗ２と等しくてもよいが、異なっていてもよい。

【0045】

図８に示すように、下側蒸気流路凹部５３の壁面５３ａと、上側蒸気流路凹部５４の壁面５４ａとが連接して貫通部３４が形成されている。壁面５３ａと壁面５４ａはそれぞれ貫通部３４に向かって湾曲している。このことにより、下側蒸気流路凹部５３と上側蒸気流路凹部５４とが互いに連通している。本実施の形態では、第１蒸気通路５１における貫通部３４の平面形状は、第１蒸気通路５１と同様に矩形枠状になっており、第２蒸気通路５２における貫通部３４の平面形状は、第２蒸気通路５２と同様に細長の矩形形状になっている。貫通部３４は、下側蒸気流路凹部５３の壁面５３ａと上側蒸気流路凹部５４の壁面５４ａとが合流し、稜線によって画定されていてもよい。当該稜線は、図８に示すように、蒸気通路５１、５２の内側に張り出すように形成されていてもよい。この貫通部３４において蒸気流路部５０の平面面積が最小になっている。このような貫通部３４の幅ｗ４（図８参照）は、例えば、４００μｍ～１６００μｍであってもよい。ここで、貫通部３４の幅ｗ４は、Ｙ方向において互いに隣り合うランド部３３の間のギャップに相当する。

【0046】

Ｚ方向（図８における上下方向）における貫通部３４の位置は、第１本体面３０ａと第２本体面３０ｂとの中間位置でもよく、中間位置から下側または上側にずれた位置でもよい。下側蒸気流路凹部５３と上側蒸気流路凹部５４とが連通すれば、貫通部３４の位置は任意である。

【0047】

また、本実施の形態では、第１蒸気通路５１および第２蒸気通路５２の断面形状が、内側に張り出すように形成された稜線によって画定された貫通部３４を含むように形成されているが、これに限られることはない。例えば、第１蒸気通路５１の断面形状および第２蒸気通路５２の断面形状は、台形形状や矩形形状であってもよく、あるいは樽形の形状になっていてもよい。

【0048】

このように構成された第１蒸気通路５１および第２蒸気通路５２を含む蒸気流路部５０は、上述した密封空間３の一部を構成している。図３に示すように、本実施の形態による蒸気流路部５０は、主として、下側シート１０と、上側シート２０と、上述したウィックシート３０の枠体部３２およびランド部３３によって画定されている。各蒸気通路５１、５２は、作動蒸気２ａが通るように比較的大きな流路断面積を有している。

【0049】

ここで、図３は、図面を明瞭にするために、第１蒸気通路５１および第２蒸気通路５２などを拡大して示しており、これらの蒸気通路５１、５２などの個数や配置は、図２、図６および図７とは異なっている。

【0050】

ところで、図示しないが、蒸気流路部５０内に、ランド部３３を枠体部３２に支持する支持部が複数設けられていてもよい。また、互いに隣り合うランド部３３同士を支持する支持部が設けられていてもよい。これらの支持部は、Ｘ方向においてランド部３３の両側に設けられていてもよく、Ｙ方向におけるランド部３３の両側に設けられていてもよい。支持部は、蒸気流路部５０を拡散する作動蒸気２ａの流れを妨げないように形成されていることが好ましい。例えば、ウィックシート３０の第１本体面３０ａおよび第２本体面３０ｂのうちの一方の側に配置されて、他方の側には、蒸気流路をなす空間が形成されるようにしてもよい。このことにより、支持部の厚さをウィックシート３０の厚さよりも薄くすることができ、第１蒸気通路５１および第２蒸気通路５２が、Ｘ方向およびＹ方向において分断されることを防止できる。

【0051】

図６および図７に示すように、ウィックシート３０の四隅には、下側シート１０および上側シート２０と同様に、アライメント孔３５が設けられていてもよい。

【0052】

また、図２に示すように、ベーパーチャンバ１は、Ｘ方向における一側の端縁に、密封空間３に作動液２ｂを注入する注入部４を更に備えていてもよい。図２に示す形態では、注入部４は、蒸発領域ＳＲの側に配置されており、蒸発領域ＳＲの側の端縁から外側に突出している。

【0053】

より具体的には、注入部４は、下側シート１０を構成する下側注入突出部１１（図４参照）と、上側シート２０を構成する上側注入突出部２１（図５参照）と、ウィックシート３０を構成するウィックシート注入突出部３６（図６および図７参照）と、を有するように構成されてもよい。このうちウィックシート注入突出部３６に注入流路３７が形成されている。この注入流路３７は、ウィックシート３０の第１本体面３０ａから第２本体面３０ｂに延びており、Ｚ方向においてウィックシート３０のウィックシート注入突出部３６を貫通している。また、注入流路３７は、蒸気流路部５０に連通しており、作動液２ｂは、注入流路３７を通過して密封空間３に注入される。なお、液流路部６０の配置によっては、注入流路３７は液流路部６０に連通させるようにしてもよい。ウィックシート注入突出部３６の上面および下面は、概略的には平坦状に形成されていてもよく、下側注入突出部１１の上面および上側注入突出部２１の下面も、概略的には平坦状に形成されていてもよい。各注入突出部１１、２１、３６の平面形状は等しくてもよい。

【0054】

なお、本実施の形態では、注入部４は、ベーパーチャンバ１のＸ方向における一対の端縁のうちの一側の端縁に設けられている例が示されているが、これに限られることはなく、任意の位置に設けることができる。また、ウィックシート注入突出部３６に設けられた注入流路３７は、作動液２ｂを注入できれば、ウィックシート注入突出部３６を貫通していなくてもよい。この場合、ウィックシート３０の第１本体面３０ａおよび第２本体面３０ｂのうちの一方に形成された凹部で、蒸気流路部５０に連通する注入流路３７を構成することができる。

【0055】

図３、図６および図８に示すように、液流路部６０は、下側シート１０とウィックシート３０との間に設けられていてもよい。本実施の形態においては、液流路部６０は、ウィックシート３０の第１本体面３０ａに設けられている。液流路部６０は、主として作動液２ｂが通る流路であってもよい。液流路部６０には、上述した作動蒸気２ａが通ってもよい。液流路部６０は、上述した密封空間３の一部を構成しており、蒸気流路部５０に連通している。液流路部６０は、作動液２ｂを蒸発領域ＳＲに輸送するための毛細管構造（ウィック）として構成されている。本実施の形態においては、液流路部６０は、ウィックシート３０の各ランド部３３の第１本体面３０ａに設けられている。液流路部６０は、各ランド部３３の第１本体面３０ａの全体にわたって形成されていてもよい。図３等では図示していないが、各ランド部３３の第２本体面３０ｂには、液流路部６０が設けられていてもよい。

【0056】

図９に示すように、液流路部６０は、複数の溝を含む溝集合体となっている。より具体的には、液流路部６０は、作動液２ｂが通る複数の液流路主流溝６１と、液流路主流溝６１に連通する複数の液流路連絡溝６５と、を有している。

【0057】

各液流路主流溝６１は、図９に示すように、Ｘ方向に延びるように形成されている。液流路主流溝６１は、主として、作動液２ｂが毛細管作用によって流れるように、蒸気流路部５０の第１蒸気通路５１または第２蒸気通路５２よりも小さな流路断面積を有している。このことにより、液流路主流溝６１は、作動蒸気２ａから凝縮した作動液２ｂを蒸発領域ＳＲに輸送するように構成されている。各液流路主流溝６１は、Ｘ方向に直交するＹ方向に沿って、等間隔に離間して配置されていてもよい。

【0058】

液流路主流溝６１は、後述するエッチング工程において、ウィックシート３０の第１本体面３０ａからエッチングされることによって形成されている。このことにより、液流路主流溝６１は、図８に示すように、湾曲状に形成された壁面６２を有している。この壁面６２は、液流路主流溝６１を画定し、第２本体面３０ｂに向かって膨らむような形状で湾曲している。

【0059】

図８および図９に示すように、液流路主流溝６１の幅ｗ５（Ｙ方向における寸法）は、例えば、５μｍ～４００μｍであってもよい。なお、液流路主流溝６１の幅ｗ５は、第１本体面３０ａにおける寸法を意味している。また、図８に示すように、液流路主流溝６１の深さｈ１（Ｚ方向における寸法）は、例えば、３μｍ～３００μｍであってもよい。

【0060】

図９に示すように、各液流路連絡溝６５は、Ｘ方向とは異なる方向に延びている。本実施の形態においては、各液流路連絡溝６５は、Ｙ方向に延びるように形成されており、液流路主流溝６１に垂直に形成されている。いくつかの液流路連絡溝６５は、互いに隣り合う液流路主流溝６１同士を連通するように配置されている。他の液流路連絡溝６５は、蒸気流路部５０（第１蒸気通路５１または第２蒸気通路５２）と液流路主流溝６１とを連通するように配置されている。すなわち、当該液流路連絡溝６５は、Ｙ方向におけるランド部３３の側縁３３ａから当該側縁３３ａに隣り合う液流路主流溝６１に延びている。このようにして、蒸気流路部５０の第１蒸気通路５１または第２蒸気通路５２と液流路主流溝６１とが連通されている。

【0061】

液流路連絡溝６５は、主として、作動液２ｂが毛細管作用によって流れるように、蒸気流路部５０の第１蒸気通路５１または第２蒸気通路５２よりも小さな流路断面積を有している。各液流路連絡溝６５は、Ｘ方向に沿って、等間隔に離間して配置されていてもよい。

【0062】

液流路連絡溝６５も、液流路主流溝６１と同様に、エッチングによって形成され、液流路主流溝６１と同様の湾曲状に形成された壁面（図示せず）を有している。図９に示すように、液流路連絡溝６５の幅ｗ６（Ｘ方向における寸法）は、液流路主流溝６１の幅ｗ５と等しくてもよいが、幅ｗ５よりも大きくても、小さくてもよい。液流路連絡溝６５の深さは、液流路主流溝６１の深さｈ１と等しくてもよいが、深さｈ１よりも深くても、浅くてもよい。

【0063】

図９に示すように、液流路部６０は、ウィックシート３０の第１本体面３０ａに設けられた凸部列６３を有している。凸部列６３は、互いに隣り合う液流路主流溝６１の間に設けられている。各凸部列６３は、Ｘ方向に配列された複数の凸部６４（液流路突出部の一例）を含んでいる。凸部６４は、液流路部６０内に設けられており、上側シート２０に当接している。各凸部６４は、平面視で、Ｘ方向が長手方向となるように矩形状に形成されている。Ｙ方向において互いに隣り合う凸部６４の間に、液流路主流溝６１が介在され、Ｘ方向において互いに隣り合う凸部６４の間には、液流路連絡溝６５が介在されている。液流路連絡溝６５は、Ｙ方向に延びるように形成され、Ｙ方向において互いに隣り合う液流路主流溝６１同士を連通している。このことにより、これらの液流路主流溝６１の間で作動液２ｂが往来可能になっている。

【0064】

凸部６４は、後述するエッチング工程においてエッチングされることなく、ウィックシート３０の材料が残る部分である。本実施の形態では、図９に示すように、凸部６４の平面形状（ウィックシート３０の第１本体面３０ａの位置における形状）が、矩形状になっている。

【0065】

本実施の形態においては、凸部６４は、千鳥状に配置されている。より具体的には、Ｙ方向において互いに隣り合う凸部列６３の凸部６４が、Ｘ方向において互いにずれて配置されている。このずれ量は、Ｘ方向における凸部６４の配列ピッチの半分であってもよい。凸部６４の幅ｗ７（Ｙ方向における寸法）は、例えば、５μｍ～５００μｍであってもよい。なお、凸部６４の幅ｗ７は、第１本体面３０ａにおける寸法を意味している。なお、凸部６４の配置は、千鳥状であることに限られることはなく、並列配列されていてもよい。この場合、Ｙ方向において互いに隣り合う凸部列６３の凸部６４が、Ｙ方向においても整列される。

【0066】

液流路主流溝６１は、液流路連絡溝６５と連通する液流路交差部６６を含んでいる。液流路交差部６６において、液流路主流溝６１と液流路連絡溝６５とがＴ字状に連通している。このことにより、一の液流路主流溝６１と、一方の側（例えば、図９における上側）の液流路連絡溝６５とが連通している液流路交差部６６において、他方の側（例えば、図９における下側）の液流路連絡溝６５が当該液流路主流溝６１に連通することを回避できる。

【0067】

すなわち、一の液流路主流溝６１のＹ方向における両側（図９における上下両側）に存在する液流路連絡溝６５が、Ｘ方向において同じ位置に配置される場合、当該液流路主流溝６１と当該液流路連絡溝６５とが、十字状に交わる。この場合、当該液流路主流溝６１の壁面６２（図８参照）が、Ｘ方向における同じ位置で、当該液流路連絡溝６５によって両側（図９における上側および下側）で切り欠かれる。この切り欠かれた位置では、十字状に連続した空間が形成され、液流路主流溝６１の毛細管作用が低下し得る。

【0068】

これに対して本実施の形態によれば、一の液流路主流溝６１のＹ方向における両側（図９における上下両側）に存在する液流路連絡溝６５が、Ｘ方向において異なる位置に配置されている。このことにより、当該液流路主流溝６１の壁面６２のうち、Ｙ方向の一側で液流路連絡溝６５によって切り欠かれる位置と、Ｙ方向の他側で液流路連絡溝６５によって切り欠かれる位置とを、Ｘ方向で異ならせることができる。この場合、液流路主流溝６１は、Ｙ方向における一側で液流路連絡溝６５と連通するため、Ｙ方向における他側では、当該液流路主流溝６１の壁面６２を残存させることができる。このため、液流路主流溝６１の壁面６２が液流路連絡溝６５によって切り欠かれた位置では、連続する空間はＴ字状に形成され、液流路主流溝６１の毛細管作用の低下を抑制することができる。このため、蒸発領域ＳＲに向かう作動液２ｂの推進力が液流路交差部６６で低下することを抑制できる。

【0069】

ところで、下側シート１０、上側シート２０およびウィックシート３０を構成する材料は、ベーパーチャンバ１としての放熱効率を確保することができる程度に熱伝導率が良好な材料であれば、特に限られることはない。また、ウィックシート３０の熱膨張係数が、下側シート１０の熱膨張係数以下となるような材料を下側シート１０およびウィックシート３０に用いてもよい。同様に、ウィックシート３０の熱膨張係数が、上側シート２０の熱膨張係数以下となるような材料を上側シート２０およびウィックシート３０に用いてもよい。

【0070】

ウィックシート３０の材料としては、良好な熱伝導率と、作動流体として純水を使用する場合の耐腐食性と、を有する銅（より詳細には、純銅（または無酸素銅、Ｃ１０２０等））または銅合金が挙げられる。銅合金の例としては、錫を含む銅合金（例えば、りん青銅（Ｃ５２１０等））、チタンを含む銅合金（Ｃ１９９０等）、ニッケル、シリコンおよびマグネシウムを含む銅合金であるコルソン系銅合金（Ｃ７０２５等）などが挙げられる。

【0071】

下側シート１０の材料および上側シート２０の材料には、ウィックシート３０の熱膨張係数と等しい熱膨張係数を有する材料を用いてもよい。例えば、下側シート１０の材料および上側シート２０の材料は、ウィックシート３０の材料と同じであってもよい。

【0072】

あるいは、下側シート１０の材料および上側シート２０の材料には、ウィックシート３０の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する材料を用いてもよい。このことにより、ウィックシート３０の熱膨張係数を、下側シート１０の熱膨張係数および上側シート２０の熱膨張係数よりも小さくすることができる。例えば、下側シート１０の材料および上側シート２０の材料の例としては、ウィックシート３０が純銅で構成されている場合には、りん青銅、チタンを含む銅合金（Ｃ１９９０等）等が挙げられ、ウィックシート３０がりん青銅で構成されている場合には、チタンを含む銅合金等が挙げられる。下側シート１０と上側シート２０は同じ材料で構成されていてもよいが、異なる材料で構成されていてもよい。

【0073】

図３に示すベーパーチャンバ１の厚さｔ１は、例えば、１００μｍ～５００μｍであってもよい。ベーパーチャンバ１の厚さｔ１を１００μｍ以上にすることにより、蒸気流路部５０を適切に確保することで、ベーパーチャンバ１として適切に機能させることができる。一方、厚さｔ１を５００μｍ以下にすることにより、ベーパーチャンバ１の厚さｔ１が厚くなることを抑制できる。

【0074】

ウィックシート３０の厚さは、下側シート１０の厚さよりも厚くてもよい。同様に、ウィックシート３０の厚さは、上側シート２０の厚さよりも厚くてもよい。本実施の形態においては、下側シート１０の厚さと上側シート２０の厚さが等しい例を示しているが、このことに限られることはなく、下側シート１０の厚さと上側シート２０の厚さは、異なっていてもよい。

【0075】

下側シート１０の厚さｔ２は、例えば、６μｍ～１００μｍであってもよい。下側シート１０の厚さｔ２を６μｍ以上にすることにより、下側シート１０の機械的強度および長期信頼性を確保することができる。一方、下側シート１０の厚さｔ２を１００μｍ以下にすることにより、ベーパーチャンバ１の厚さｔ１が厚くなることを抑制できる。なお、下側シート１０の厚さｔ２は、第１下側シート面１０ａと第２下側シート面１０ｂとの距離であってもよい。下同様に、上側シート２０の厚さｔ３は、下側シート１０の厚さｔ２と同様に設定されていてもよい。上側シート２０の厚さｔ３は、第１上側シート面２０ａと第２上側シート面２０ｂとの距離であってもよい。

【0076】

ウィックシート３０の厚さｔ４は、例えば、５０μｍ～４００μｍであってもよい。ウィックシート３０の厚さｔ４を５０μｍ以上にすることにより、蒸気流路部５０を適切に確保することで、ベーパーチャンバ１として適切に動作することができる。一方、４００μｍ以下にすることにより、ベーパーチャンバ１の厚さｔ１が厚くなることを抑制できる。なお、ウィックシート３０の厚さｔ４は、第１本体面３０ａと第２本体面３０ｂとの距離であってもよい。

【0077】

次に、このような構成からなる本実施の形態のベーパーチャンバ１の製造方法について、図１０～図１４を用いて説明する。

【0078】

ここでは、初めに、ウィックシート３０を準備するウィックシート準備工程（本体シート準備工程の一例）について説明する。

【0079】

まず、図１０に示すように、材料準備工程として、第１材料面Ｍａと第２材料面Ｍｂとを含む、平板状の金属材料シートＭを準備する。金属材料シートＭとしては、所望の厚さを有する圧延材で形成されていてもよい。

【0080】

材料準備工程の後、エッチング工程として、図１１に示すように、金属材料シートＭを、第１材料面Ｍａおよび第２材料面Ｍｂからエッチングして、蒸気流路部５０および液流路部６０を形成する。

【0081】

より具体的には、金属材料シートＭの第１材料面Ｍａおよび第２材料面Ｍｂに、フォトリソフィー技術によって、パターン状のレジスト膜（図示せず）が形成される。続いて、パターン状のレジスト膜の開口を介して、金属材料シートＭの第１材料面Ｍａおよび第２材料面Ｍｂがエッチングされる。このことにより、金属材料シートＭの第１材料面Ｍａおよび第２材料面Ｍｂがパターン状にエッチングされて、図１１に示すような蒸気流路部５０および液流路部６０が形成される。なお、エッチング液には、例えば、塩化第二鉄水溶液等の塩化鉄系エッチング液、または塩化銅水溶液等の塩化銅系エッチング液を用いることができる。

【0082】

エッチングは、金属材料シートＭの第１材料面Ｍａおよび第２材料面Ｍｂを同時にエッチングしてもよい。しかしながら、このことに限られることはなく、第１材料面Ｍａと第２材料面Ｍｂのエッチングは別々の工程として行われてもよい。また、蒸気流路部５０および液流路部６０が同時にエッチングで形成されてもよく、別々の工程で形成されてもよい。

【0083】

また、エッチング工程においては、金属材料シートＭの第１材料面Ｍａおよび第２材料面Ｍｂをエッチングすることにより、図６および図７に示すようなウィックシート３０の所定の外形輪郭形状が得られる。

【0084】

このようにして、第１本体面３０ａと第２本体面３０ｂとを有するウィックシート３０であって、蒸気流路部５０および液流路部６０が形成されたウィックシート３０が得られる。

【0085】

また、下側シート準備工程（第１シート準備工程の一例）として、下側シート１０が準備される。この際、下側シート１０は、所望の厚さを有する圧延材で形成されていてもよい。

【0086】

同様にして、上側シート準備工程（第２シート準備工程の一例）として、上側シート２０が準備される。この際、上側シート２０は、所望の厚さを有する圧延材で形成されていてもよい。

【0087】

ウィックシート準備工程において準備されたウィックシート３０の厚さは、下側シート１０の厚さよりも厚く、上側シート２０の厚さよりも厚くなっていてもよい。また、このウィックシート３０の熱膨張係数は、下側シート１０の熱膨張係数以下であるとともに、上側シート２０の熱膨張係数以下であってもよい。

【0088】

各準備工程の後、接合工程として、図１２に示すように、下側シート１０、上側シート２０およびウィックシート３０が接合される。なお、下側シート１０および上側シート２０は、所望の厚さを有する圧延材で形成されていてもよい。接合工程は、仮止め工程と、加熱加圧工程と、冷却工程と、を有していてもよい。

【0089】

仮止め工程として、図１２に示すように、下側シート１０、ウィックシート３０および上側シート２０が仮止めされる。

【0090】

より具体的には、まず、下側シート１０、ウィックシート３０および上側シート２０をこの順番で重ねる。この場合、ウィックシート３０の第１本体面３０ａに下側シート１０が配置されて、蒸気流路部５０を覆う。下側シート１０の第２下側シート面１０ｂには、ウィックシート３０の第１本体面３０ａが重ね合わされる。また、ウィックシート３０の第２本体面３０ｂに上側シート２０が配置されて、蒸気流路部５０を覆う。ウィックシート３０の第２本体面３０ｂには、上側シート２０の第１上側シート面２０ａが重ね合わされる。下側シート１０のアライメント孔１２（図４参照）と、ウィックシート３０のアライメント孔３５（図６、図７参照）と、上側シート２０のアライメント孔２２（図５参照）とを利用して、各シート１０、２０、３０が位置合わせされてもよい。

【0091】

続いて、下側シート１０、ウィックシート３０および上側シート２０が仮止めされる。例えば、スポット的に抵抗溶接を行って、これらのシート１０、２０、３０が仮止めされてもよく、レーザ溶接でこれらのシート１０、２０、３０が仮止めされてもよい。仮止めされた下側シート１０、ウィックシート３０および上側シート２０の組合体を、以下の説明ではベーパーチャンバ中間体７０と称する。

【0092】

次に、図１２に示すように、下側シート１０と、ウィックシート３０と、上側シート２０とが、拡散接合によって恒久的に接合される。拡散接合とは、接合する下側シート１０とウィックシート３０を密着させるとともにウィックシート３０と上側シート２０を密着させて、真空や不活性ガス中などの制御された雰囲気中で、積層方向に加圧するとともに加熱して、接合面に生じる原子の拡散を利用して接合する方法である。拡散接合は、各シート１０、２０、３０の材料を融点に近い温度まで加熱するが、融点よりは低いため、各シート１０、２０、３０が溶融して変形することを回避できる。

【0093】

加熱加圧工程においては、ウィックシート３０の枠体部３２および各ランド部３３における第１本体面３０ａが、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂに拡散接合される。また、ウィックシート３０の枠体部３２および各ランド部３３における第２本体面３０ｂが、上側シート２０面の第１上側シート面２０ａに拡散接合される。このようにして、各シート１０、２０、３０が拡散接合されて、下側シート１０と上側シート２０との間に、蒸気流路部５０と液流路部６０とを有する密封空間３が形成される。上述した注入部４においては、下側シート１０の下側注入突出部１１とウィックシート３０のウィックシート注入突出部３６とが拡散接合されるとともに、このウィックシート注入突出部３６と上側シート２０の上側注入突出部２１とが拡散接合され、注入流路３７が閉じた空間となる。

【0094】

加熱加圧工程においては、上述したように、ベーパーチャンバ中間体７０が加熱されている。このことにより、下側シート１０、上側シート２０およびウィックシート３０が、それぞれ全体的に熱膨張する。

【0095】

ここで、ウィックシート３０の熱膨張係数が、下側シート１０の熱膨張係数および上側シート２０の熱膨張係数以下であるため、ウィックシート３０の伸びが、下側シート１０の伸びおよび上側シート２０の伸びと等しいか、それよりも小さくなる。例えば、蒸気流路部５０は、図１３に示すようにＹ方向に拡大する。図１３においては、下側蒸気流路凹部５３の壁面５３ａと上側蒸気流路凹部５４の壁面５４ａとが、加熱前の位置を示す二点鎖線の位置から、加熱時の位置を示す実線の位置に移動している例が示されている。このようにして伸びた状態で、各シート１０、２０、３０が拡散接合されて、ウィックシート３０の枠体部３２および各ランド部３３における第１本体面３０ａと、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂとが、拡散接合されて互いに固定される。同様に、ウィックシート３０の枠体部３２および各ランド部３３における第２本体面３０ｂと、上側シート２０面の第１上側シート面２０ａとが、拡散接合されて互いに固定される。

【0096】

次に、冷却工程として、図１４に示すように、加熱および加圧された複数のベーパーチャンバ中間体７０が冷却される。より具体的には、加熱加圧工程においてベーパーチャンバ中間体７０に加えられていた圧力が除去されて、ベーパーチャンバ中間体７０が常温環境下で冷却される。このことにより、下側シート１０、上側シート２０およびウィックシート３０が、それぞれ収縮する。

【0097】

ここで、ウィックシート３０の熱膨張係数が、下側シート１０の熱膨張係数および上側シート２０の熱膨張係数以下であるため、ウィックシート３０の縮みが、下側シート１０の縮みおよび上側シート２０の縮みと等しいか、それよりも小さくなる。

【0098】

しかしながら、上述したように、加熱加圧工程において、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂとウィックシート３０の第１本体面３０ａとが拡散接合されて互いに固定されているとともに、上側シート２０の第１上側シート面２０ａとウィックシート３０の第２本体面３０ｂとが拡散接合されて互いに固定されている。このことにより、下側シート１０とウィックシート３０とが、拡散接合された面では互いに拘束されながら収縮する。また、上側シート２０とウィックシート３０とが、拡散接合された面では互いに拘束されながら収縮する。

【0099】

例えば、蒸気流路部５０は、図１４に示すようにＹ方向に収縮する。図１４においては、下側蒸気流路凹部５３の壁面５３ａと上側蒸気流路凹部５４の壁面５４ａとが、冷却前の位置を示す二点鎖線の位置から、冷却後の位置を示す実線の位置に移動している例が示されている。

【0100】

ウィックシート３０の縮みが、下側シート１０の縮みと等しい場合、下側シート１０とウィックシート３０とは同程度縮むことができる。このため、下側シート１０のうち蒸気流路部５０に重なる部分が撓むことを抑制でき、下側シート１０の第１下側シート面１０ａの平坦度を高めることができる。

【0101】

ウィックシート３０の縮みが下側シート１０の縮みよりも小さい場合、蒸気流路部５０の縮みは小さくなる。また、ウィックシート３０の厚さは、下側シート１０の厚さよりも厚くなっている。このことにより、ウィックシート３０の収縮が支配的になる。このため、下側シート１０のうち蒸気流路部５０に重なる部分は、収縮しきれず、引張応力σ_Ｔが残留した状態になる。この結果、下側シート１０の当該部分は張力が付与された状態になる。このため、下側シート１０のうち蒸気流路部５０に重なる部分が撓むことをより一層抑制でき、下側シート１０の第１下側シート面１０ａの平坦度をより一層高めることができる。なお、ウィックシート３０の収縮を支配的にするためには、例えば、ウィックシート３０の厚さｔ４は、下側シート１０の厚さｔ２の３倍～２０倍であってもよい。

【0102】

同様に、ウィックシート３０の縮みが、上側シート２０の縮みと等しい場合、上側シート２０とウィックシート３０とは同程度縮むことができる。このため、上側シート２０のうち蒸気流路部５０に重なる部分が撓むことを抑制でき、上側シート２０の第２上側シート面２０ｂの平坦度を高めることができる。

【0103】

ウィックシート３０の縮みが上側シート２０の縮みよりも小さい場合、蒸気流路部５０の縮みは小さくなる。また、ウィックシート３０の厚さは、上側シート２０の厚さよりも厚くなっている。このことにより、ウィックシート３０の収縮が支配的になる。このため、上側シート２０のうち蒸気流路部５０に重なる部分は、収縮しきれず、引張応力σ_Ｔが残留した状態になる。この結果、上側シート２０の当該部分は張力が付与された状態になる。このため、上側シート２０のうち蒸気流路部５０に重なる部分が撓むことをより一層抑制でき、上側シート２０の第２上側シート面２０ｂの平坦度をより一層高めることができる。なお、ウィックシート３０の収縮を支配的にするためには、例えば、ウィックシート３０の厚さｔ４は、上側シート２０の厚さｔ３の３倍～２０倍であってもよい。

【0104】

接合工程の後、注入部４から密封空間３に作動液２ｂが注入される。この際、作動液２ｂは、液流路部６０の各液流路主流溝６１と各液流路連絡溝６５で構成される空間の合計体積よりも多い注入量で注入されてもよい。

【0105】

その後、上述した注入流路３７が封止される。例えば、注入部４にレーザ光を照射し、注入部４を部分的に溶融させて注入流路３７を封止するようにしてもよい。このことにより、密封空間３と外部との連通が遮断されて、作動液２ｂが密封空間３に封入され、密封空間３内の作動液２ｂが外部に漏洩することが防止される。なお、注入流路３７の封止のためには、注入部４をかしめてもよく（押圧して塑性変形させてもよく）、またはろう付けしてもよい。なお、封止後、注入部４は、レーザ光を照射することによって切断されてもよく、または切断刃で切断されてもよい。

【0106】

以上のようにして、本実施の形態によるベーパーチャンバ１が得られる。

【0107】

次に、ベーパーチャンバ１の作動方法、すなわち、デバイスＤの冷却方法について説明する。

【0108】

上述のようにして得られたベーパーチャンバ１は、モバイル端末等のハウジングＨ内に設置されて、ハウジング部材Ｈａが上側シート２０の第２上側シート面２０ｂに取り付けられる（あるいは、ハウジング部材Ｈａにベーパーチャンバ１が取り付けられる）。また、下側シート１０の第１下側シート面１０ａに、被冷却装置であるＣＰＵ等のデバイスＤが取り付けられる（あるいは、デバイスＤにベーパーチャンバ１が取り付けられる）。密封空間３内の作動液２ｂは、その表面張力によって、密封空間３の壁面、すなわち、下側蒸気流路凹部５３の壁面５３ａ、上側蒸気流路凹部５４の壁面５４ａ、液流路部６０の液流路主流溝６１の壁面６２および液流路連絡溝６５の壁面に付着する。また、作動液２ｂは、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂのうち下側蒸気流路凹部５３に露出した部分にも付着し得る。さらに、作動液２ｂは、上側シート２０の第１上側シート面２０ａのうち上側蒸気流路凹部５４、液流路主流溝６１および液流路連絡溝６５に露出した部分にも付着し得る。

【0109】

この状態でデバイスＤが発熱すると、蒸発領域ＳＲ（図６および図７参照）に存在する作動液２ｂが、デバイスＤから熱を受ける。受けた熱は潜熱として吸収されて作動液２ｂが蒸発（気化）し、作動蒸気２ａが生成される。生成された作動蒸気２ａの多くは、密封空間３を構成する第１蒸気通路５１および第２蒸気通路５２内で拡散する（図６の実線矢印参照）。より具体的には、蒸気流路部５０の第１蒸気通路５１のうちＸ方向に延びる部分および第２蒸気通路５２において、作動蒸気２ａは、主としてＸ方向に拡散する。一方、第１蒸気通路５１のうちＹ方向に延びる部分においては、作動蒸気２ａは、主としてＹ方向に拡散する。

【0110】

そして、各蒸気通路５１、５２内の作動蒸気２ａは、蒸発領域ＳＲから離れ、作動蒸気２ａの多くは、比較的温度の低い凝縮領域ＣＲ（図６および図７における右側の部分）に輸送される。凝縮領域ＣＲにおいて、作動蒸気２ａは、主として上側シート２０に放熱して冷却される。上側シート２０が作動蒸気２ａから受けた熱は、ハウジング部材Ｈａ（図３参照）を介して外気に伝達される。

【0111】

作動蒸気２ａは、凝縮領域ＣＲにおいて上側シート２０に放熱することにより、蒸発領域ＳＲにおいて吸収した潜熱を失って凝縮し、作動液２ｂが生成される。生成された作動液２ｂは、各蒸気流路凹部５３、５４の壁面５３ａ、５４ａおよび下側シート１０の第２下側シート面１０ｂおよび上側シート２０の第１上側シート面２０ａに付着する。ここで、蒸発領域ＳＲでは作動液２ｂが蒸発し続けているため、液流路部６０のうち蒸発領域ＳＲ以外の領域（すなわち、凝縮領域ＣＲ）における作動液２ｂは、各液流路主流溝６１の毛細管作用により、蒸発領域ＳＲに向かって輸送される（図６の破線矢印参照）。このことにより、各壁面５３ａ、５４ａ、第２下側シート面１０ｂおよび第１上側シート面２０ａに付着した作動液２ｂは、液流路部６０に移動し、液流路連絡溝６５を通過して液流路主流溝６１に入り込む。このようにして、各液流路主流溝６１および各液流路連絡溝６５に、作動液２ｂが充填される。このため、充填された作動液２ｂは、各液流路主流溝６１の毛細管作用により、蒸発領域ＳＲに向かう推進力を得て、蒸発領域ＳＲに向かってスムースに輸送される。

【0112】

液流路部６０においては、各液流路主流溝６１が、対応する液流路連絡溝６５を介して、隣り合う他の液流路主流溝６１と連通している。このことにより、互いに隣り合う液流路主流溝６１同士で、作動液２ｂが往来し、液流路主流溝６１でドライアウトが発生することが抑制されている。このため、各液流路主流溝６１内の作動液２ｂに毛細管作用が付与されて、作動液２ｂは、蒸発領域ＳＲに向かってスムースに輸送される。

【0113】

蒸発領域ＳＲに達した作動液２ｂは、デバイスＤから再び熱を受けて蒸発する。作動液２ｂから蒸発した作動蒸気２ａは、蒸発領域ＳＲ内の液流路連絡溝６５を通って、流路断面積が大きい下側蒸気流路凹部５３および上側蒸気流路凹部５４に移動し、各蒸気流路凹部５３、５４内で拡散する。このようにして、作動流体２ａ、２ｂが、相変化、すなわち蒸発と凝縮とを繰り返しながら密封空間３内を還流してデバイスＤの熱を拡散させて放出する。この結果、デバイスＤが冷却される。

【0114】

ここで、上述したように、下側シート１０のうち蒸気流路部５０に重なる部分には引張応力σ_Ｔが残留している。このことにより、下側シート１０の第１下側シート面１０ａの平坦度が高められている。このため、デバイスＤとベーパーチャンバ１との密着性が向上し、ベーパーチャンバ１はデバイスＤから効率良く熱を受けることができる。また、デバイスＤと下側シート１０の第１下側シート面１０ａとの間に熱伝導シート（図示せず）が介在されている場合には、熱伝導シートと第１下側シート面１０ａとの密着性を向上させることができる。この点においても、デバイスＤとベーパーチャンバ１との密着性が向上し、ベーパーチャンバ１はデバイスＤから効率良く熱を受けることができる。このようにして、デバイスＤとベーパーチャンバ１との間の熱抵抗を低減させることができ、デバイスＤを効率良く冷却することができる。

【0115】

また、上述したように、上側シート２０のうち蒸気流路部５０に重なる部分には引張応力σ_Ｔが残留している。このことにより、上側シート２０の第２上側シート面２０ｂの平坦度が高められている。このため、ハウジング部材Ｈａとベーパーチャンバ１との密着性が向上し、ハウジング部材Ｈａは、ベーパーチャンバ１から効率良く熱を受けることができる。また、ハウジング部材Ｈａと上側シート２０の第２上側シート面２０ｂとの間に熱伝導シート（図示せず）が介在されている場合には、熱伝導シートと第２上側シート面２０ｂとの密着性を向上させることができる。この点においても、ハウジング部材Ｈａとベーパーチャンバ１との密着性が向上し、ハウジング部材Ｈａはベーパーチャンバ１から効率良く熱を受けることができる。このようにして、ハウジング部材Ｈａとベーパーチャンバ１との間の熱抵抗を低減させることができ、ベーパーチャンバ１は効率良く放熱することができる。

【0116】

このように本実施の形態によれば、ウィックシート３０の厚さが、下側シート１０の厚さよりも厚くなっている。そして、ウィックシート３０の熱膨張係数が、下側シート１０の熱膨張係数以下になっている。このことにより、接合工程の冷却工程において、ウィックシート３０の収縮を下側シート１０の収縮と同程度か、それよりも小さくすることができる。このため、下側シート１０のうち蒸気流路部５０に重なる部分が撓むことを抑制でき、下側シート１０の第１下側シート面１０ａの平坦度を高めることができる。この結果、デバイスＤと下側シート１０との密着性を向上させることができ、デバイスＤとベーパーチャンバ１との間の熱抵抗を低減させることができる。従って、デバイスＤの冷却効率を向上させることができる。

【0117】

また、本実施の形態によれば、ウィックシート３０の熱膨張係数が、下側シート１０の熱膨張係数よりも小さい場合には、接合工程の冷却工程において、ウィックシート３０の収縮を下側シート１０の収縮よりも小さくすることができる。このため、下側シート１０のうち蒸気流路部５０に重なる部分に引張応力σ_Ｔを残留させることができ、下側シート１０の当該部分の平坦度をより一層高めることができる。この結果、デバイスＤと下側シート１０との密着性をより一層向上させることができ、デバイスＤとベーパーチャンバ１との間の熱抵抗をより一層低減させることができる。従って、デバイスＤの冷却効率をより一層向上させることができる。

【0118】

また、本実施の形態によれば、ウィックシート３０の厚さが、上側シート２０の厚さよりも厚くなっている。そして、ウィックシート３０の熱膨張係数が、上側シート２０の熱膨張係数以下になっている。このことにより、接合工程の冷却工程において、ウィックシート３０の収縮を上側シート２０の収縮と同程度か、それよりも小さくすることができる。このため、上側シート２０のうち蒸気流路部５０に重なる部分が撓むことを抑制でき、上側シート２０の第２上側シート面２０ｂの平坦度を高めることができる。この結果、ハウジング部材Ｈａと上側シート２０との密着性を向上させることができ、ハウジング部材Ｈａとベーパーチャンバ１との間の熱抵抗を低減させることができる。従って、ベーパーチャンバ１の放熱効率を向上させることができ、デバイスＤの冷却効率を向上させることができる。

【0119】

また、本実施の形態によれば、ウィックシート３０の熱膨張係数が、上側シート２０の熱膨張係数よりも小さい場合には、接合工程の冷却工程において、ウィックシート３０の収縮を上側シート２０の収縮よりも小さくすることができる。このため、上側シート２０のうち蒸気流路部５０に重なる部分に引張応力σ_Ｔを残留させることができ、上側シート２０の当該部分の平坦度をより一層高めることができる。この結果、ハウジング部材Ｈａと上側シート２０との密着性をより一層向上させることができ、ハウジング部材Ｈａとベーパーチャンバ１との間の熱抵抗をより一層低減させることができる。従って、ベーパーチャンバ１の放熱効率を向上させることができ、デバイスＤの冷却効率をより一層向上させることができる。

【0120】

また、本実施の形態によれば、下側シート１０と上側シート２０とは、同じ材料で構成されている。このことにより、接合工程の冷却工程において、下側シート１０の縮みと上側シート２０の縮みとの差を低減することができる。このため、下側シート１０の残留応力と上側シート２０の残留応力との差を低減することができ、ベーパーチャンバ１が全体として反ることを抑制することができる。この結果、下側シート１０の第１下側シート面１０ａの平坦度を高めることができ、デバイスＤと下側シート１０との密着性を向上させることができる。また、上側シート２０の第２上側シート面２０ｂの平坦度を高めることができ、ハウジング部材Ｈａと上側シート２０との密着性を向上させることができる。

【0121】

また、本実施の形態によれば、ウィックシート３０の熱膨張係数が、下側シート１０の熱膨張係数および上側シート２０の熱膨張係数よりも小さくなっている。この場合、ウィックシート３０が純銅で構成されるとともに、下側シート１０および上側シート２０がりん青銅で構成されていてもよい。このことにより、ウィックシート３０は熱伝導率を向上させることができ、ベーパーチャンバ１の放熱効率を向上させることができる。また、下側シート１０および上側シート２０は機械的強度を向上させることができる。

【0122】

なお、上述した本実施の形態においては、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂが、ウィックシート３０の第１本体面３０ａに接しているとともに、上側シート２０の第１上側シート面２０ａが、ウィックシート３０の第２本体面３０ｂに接している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。

【0123】

例えば、図１５に示すように、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂに、下側表面処理層１６が設けられていてもよい。この場合、下側表面処理層１６は、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂとウィックシート３０の第１本体面３０ａとの間に介在される。

【0124】

下側表面処理層１６は、ウィックシート３０と同じ材料で構成されていてもよい。例えば、ウィックシート３０が純銅で構成されている場合には、下側表面処理層１６は、純銅で構成されていてもよい。このことにより、蒸気流路部５０および液流路部６０において作動流体が接する面が異なる材料で構成されることを回避でき、腐食を抑制することができる。

【0125】

下側表面処理層１６の厚さは、下側シート１０の厚さよりも薄くてもよい。下側表面処理層１６の厚さｔ５は、例えば、０．０５μｍ～１０μｍであってもよい。このような下側表面処理層１６は、例えば、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂに、電気メッキで形成されていてもよく、またはスパッタリングで形成されていてもよい。

【0126】

図１５に示す例においても、接合工程の冷却工程において、下側シート１０およびウィックシート３０が収縮した際に、下側表面処理層１６も収縮する。すなわち、上述したように、下側表面処理層１６の厚さを下側シート１０の厚さよりも薄くすることにより、下側シート１０と下側表面処理層１６との関係では下側シート１０の収縮が支配的になり、下側表面処理層１６は、下側シート１０に追従するように収縮する。下側シート１０の収縮を支配的にするためには、例えば、下側シート１０の厚さｔ２は、下側表面処理層１６の厚さｔ５の３倍～２０倍であってもよい。

【0127】

同様に、図１５に示すように、上側シート２０の第１上側シート面２０ａに、上側表面処理層２６が設けられていてもよい。この場合、上側表面処理層２６は、上側シート２０の第１上側シート面２０ａとウィックシート３０の第２本体面３０ｂとの間に介在される。

【0128】

上側表面処理層２６は、ウィックシート３０と同じ材料で構成されていてもよい。例えば、ウィックシート３０が純銅で構成されている場合には、上側表面処理層２６は、純銅で構成されていてもよい。このことにより、蒸気流路部５０および液流路部６０において作動流体が接する面が異なる材料で構成されることを回避でき、腐食を抑制することができる。

【0129】

上側表面処理層２６の厚さは、上側シート２０の厚さよりも薄くてもよい。上側表面処理層２６の厚さｔ６は、例えば、０．０５μｍ～１０μｍであってもよい。このような上側表面処理層２６は、例えば、上側シート２０の第１上側シート面２０ａに、電気メッキで形成されていてもよく、またはスパッタリングで形成されていてもよい。

【0130】

図１５に示す例においても、接合工程の冷却工程において、上側シート２０およびウィックシート３０が収縮した際に、上側表面処理層２６も収縮する。すなわち、上述したように、上側表面処理層２６の厚さを上側シート２０の厚さよりも薄くすることにより、上側シート２０と上側表面処理層２６との関係では上側シート２０の収縮が支配的になり、上側表面処理層２６は、上側シート２０に追従するように収縮する。上側シート２０の収縮を支配的にするためには、例えば、上側シート２０の厚さｔ３は、上側表面処理層２６の厚さｔ６の３倍～２０倍であってもよい。

【0131】

なお、図１５に示す変形例では、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂに、下側表面処理層１６が接している例が示されているが、このことに限られることはない。例えば、下側シート１０と下側表面処理層１６との間には、図１６に示すように、下側バリア層１７が介在されていてもよい。下側バリア層１７は、ウィックシート３０と下側表面処理層１６を互いに接合する際に、下側シート１０を形成する材料を構成する金属元素が、下側表面処理層１６に向かって透過することを防止可能なバリア材料で形成されていてもよい。

【0132】

同様に、上側表面処理層２６と上側シート２０との間には、図１６に示すように、上側バリア層２７（第２バリア層）が介在されていてもよい。上側バリア層２７は、ウィックシート３０と上側表面処理層２６を互いに接合する際に、上側シート２０を形成する材料を構成する金属元素が、上側表面処理層２６に向かって透過することを防止可能なバリア材料で形成されていてもよい。

【0133】

下側バリア層１７および上側バリア層２７を構成するバリア材料は、上述したシート１０、２０の材料を構成する金属元素が、表面処理層１６、２６に向かって透過することを防止可能な材料であれば特に限られることはない。このようなバリア材料は、例えば、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）およびモリブデン（Ｍｏ）のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。バリア材料は、タングステン、チタン、タンタルおよびモリブデンのうちのいずれか１つのみで構成されていてもよい。この場合には、バリア層１７、２７は、単相膜として形成される。あるいは、バリア材料は、タングステン、チタン、タンタルおよびモリブデンのうちの任意の２つ以上の材料を組み合わせて構成されていてもよい。この場合には、バリア層１７、２７は、合金膜として形成される。このような合金膜の例としては、タングステンとチタンの合金膜を挙げることができる。また、バリア材料は、上述した４つの金属元素と、これ以外の金属元素との組み合わせでもよい。この場合の合金膜の例としては、ニッケルとタングステンの合金膜などを挙げることができる。

【0134】

下側バリア層１７の厚さｔ７は、バリア機能を発揮させることができれば、任意である。また、下側バリア層１７の厚さｔ７は、接合工程の冷却工程において下側シート１０の収縮を支配的にすることができる厚さであってもよい。下側バリア層１７の厚さｔ７は、例えば、１０ｎｍ～１０００ｎｍである。下側バリア層１７の厚さｔ７を、１０ｎｍ以上にすることにより、上述した下側シート１０の材料を構成する金属元素が透過することを効果的に防止することができる。一方、１０００ｎｍ以下にすることにより、スパッタリング処理で容易に作製することができるとともに、ベーパーチャンバ１の厚さｔ１が厚くなることを抑制できる。更には、１０００ｎｍ以下にすることにより、熱伝導が阻害されることを抑制できる。

【0135】

上側バリア層２７の厚さｔ８は、バリア機能を発揮させることができれば、任意であり、下側バリア層１７の厚さｔ７と同様とすることができる。

【0136】

ここで、下側バリア層１７と上側バリア層２７の成分を確認する方法について説明する。まず、バリア層１７、２７の有無は、ベーパーチャンバ１を任意の位置で切断して得られた断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で撮像して得られた画像で確認する。バリア層１７、２７の成分は、ベーパーチャンバ１の下面または上面を少し削り取り、削り取られた成分をエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）で分析し、そして更に削り取って成分を分析する。このようにして成分分析を繰り返していくことで、バリア層１７、２７の成分を確認することができる。

【0137】

下側バリア層１７は、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂに、スパッタリング処理によって形成されてもよい。例えば、タングステン、チタン、タンタルおよびモリブデンのうちの少なくとも一つを含むスパッタリングターゲット材を用いてスパッタリング処理することにより、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂにバリア機能を有する下側バリア層１７を形成することができる。

【0138】

このようにして形成された下側バリア層１７の下側シート１０とは反対側の面（図１６における下側バリア層１７の上面）に、めっき処理によって下側表面処理層１６が形成される。例えば、銅または銅合金を含むめっき液を用いてめっき処理することにより、下側バリア層１７の上面に下側表面処理層１６を形成することができる。

【0139】

このような下側バリア層１７を構成する金属元素の融点は高いため、加熱接合工程時に、下側バリア層１７内で、下側シート１０を形成する材料の金属元素が、下側バリア層１７内を拡散することを抑制できる。このことにより、下側シート１０の材料の金属元素が、下側表面処理層１６に向かって下側バリア層１７を透過することを抑制できる。このため、下側シート１０の材料の金属元素が、下側表面処理層１６内で拡散することを抑制でき、下側表面処理層１６のうち下側蒸気流路凹部５３に露出されている部分（露出面）、並びに液流路部６０の液流路主流溝６１に露出されている部分（露出面）および液流路連絡溝６５に露出されている部分（露出面）に析出することを抑制できる。ここで、このような金属元素がこれらの部分に析出すると、ベーパーチャンバ１の性能が低下する場合がある。この原因としては、金属元素が作動流体２ａ、２ｂと反応して密封空間３内にガスが発生したり、露出面に対する作動液２ｂの表面張力が変化したりすることが挙げられる。本実施の形態では、上述したように、下側シート１０の材料の金属元素が露出面に析出されることを抑制できるため、このようなベーパーチャンバ１の性能を低下させる現象が発生することを抑制できる。すなわち、ベーパーチャンバ１の性能低下を抑制することができる。

【0140】

上側バリア層２７および上側表面処理層２６も、下側バリア層１７および下側表面処理層１６と同様にして形成することができる。上側シート２０の材料の金属元素も同様に、上側表面処理層２６に向かって上側バリア層２７を透過することを抑制できる。このため、ベーパーチャンバ１の性能低下を抑制することができる。

【0141】

下側バリア層１７と下側表面処理層１６との間に密着層１８が形成されてもよい。この場合、まず、下側バリア層１７の下側シート１０とは反対側の面に、密着層１８が形成され、その後、密着層１８の上面に、下側表面処理層１６が形成される。密着層１８の厚さは、接合工程の冷却工程において下側シート１０の収縮を支配的にすることができる厚さであってもよい。密着層１８の例としては、ストライクめっき層、シード層などが挙げられる。例えば、下側バリア層１７をモリブデンを含む材料で形成し、下側表面処理層１６を銅で形成する場合には、銅を含むスパッタリングターゲット材を用いてスパッタリング処理を行うことによって、銅の材料を含むシード層を介在させるようにしてもよい。ストライクめっき層およびシード層の厚さは、例えば、５０ｎｍ～５００ｎｍである。あるいは、下側表面処理層１６を圧延材から形成し、下側シート１０をめっき処理で形成するようにしてもよい。更には、下側表面処理層１６および下側シート１０のいずれか一方を、めっき処理で形成し、更にめっき処理をすることで他方を積層形成するようにしてもよい。

【0142】

上側バリア層２７と上側表面処理層２６との間にも密着層２８が形成されてもよい。この密着層２８も、上述した密着層１８と同様に形成することができる。

【0143】

また、上述した本実施の形態においては、液流路部６０が、ウィックシート３０の第１本体面３０ａに設けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、液流路部６０は、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂに設けられていてもよい。また、液流路部６０は、下側シート１０とウィックシート３０との間に設けることに加えて、上側シート２０とウィックシート３０との間に設けられていてもよい。この場合、液流路部６０は、ウィックシート３０の第２本体面３０ｂに設けられていてもよく、あるいは、上側シート２０の第１上側シート面２０ａに設けられていてもよい。液流路部６０が、上側シート２０とウィックシート３０との間に設けられる場合には、下側シート１０とウィックシート３０との間に設けられていなくてもよい。

【0144】

（第２の実施の形態）
次に、図１７を用いて、本発明の第２の実施の形態におけるベーパーチャンバ、電子機器およびベーパーチャンバの製造方法について説明する。

【0145】

図１７に示す第２の実施の形態においては、ベーパーチャンバが下側シートとウィックシートとで構成されており、蒸気流路部が第１本体面に形成されて、ウィックシートを貫通していない点が主に異なり、他の構成は、図１～図１６に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１７において、図１～図１６に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【0146】

本実施の形態におけるベーパーチャンバ１は、図１７に示すように、下側シート１０（第１シートの一例）と、ウィックシート３０（本体シートの一例）と、を備えているが、上側シート２０（第２シートの一例）を、備えていない。ハウジング部材Ｈａは、ウィックシート３０の第２本体面３０ｂに取り付けられてもよい。作動蒸気２ａの熱は、ウィックシート３０からハウジング部材Ｈａに伝わる。

【0147】

蒸気流路部５０は、第１本体面３０ａに設けられているが、第２本体面３０ｂまで延びておらず、ウィックシート３０を貫通していない。すなわち、本実施の形態による蒸気流路部５０の第１蒸気通路５１および第２蒸気通路５２は、下側蒸気流路凹部５３で構成されており、ウィックシート３０には上側蒸気流路凹部５４は設けられていない。

【0148】

本実施の形態においては、蒸気流路部５０の第１蒸気通路５１および第２蒸気通路５２は、下側シート１０で覆われておいる。下側シート１０の全体は、実質的に平坦状に形成されており、下側シート１０のうち第１蒸気通路５１に重なる部分および第２蒸気通路５２に重なる部分の平坦度が高められている。

【0149】

図１７に示すベーパーチャンバ１の厚さｔ１１は、例えば、１００μｍ～５００μｍであってもよい。ベーパーチャンバ１の厚さｔ１１を１００μｍ以上にすることにより、蒸気流路部５０を適切に確保することで、ベーパーチャンバ１として適切に機能させることができる。一方、厚さｔ１１を５００μｍ以下にすることにより、ベーパーチャンバ１の厚さｔ１１が厚くなることを抑制できる。

【0150】

下側シート１０の厚さは、ウィックシート３０の厚さよりも薄くてもよい。下側シート１０の厚さｔ１２は、例えば、６μｍ～１００μｍであってもよい。下側シート１０の厚さｔ１２を６μｍ以上にすることにより、下側シート１０の機械的強度および長期信頼性を確保することができる。一方、下側シート１０の厚さｔ１２を１００μｍ以下にすることにより、ベーパーチャンバ１の厚さｔ１１が厚くなることを抑制できる。なお、下側シート１０の厚さｔ１２は、第１下側シート面１０ａと第２下側シート面１０ｂとの距離であってもよい。

【0151】

ウィックシート３０の厚さｔ１３は、例えば、５０μｍ～４００μｍであってもよい。ウィックシート３０の厚さｔ１３を５０μｍ以上にすることにより、蒸気流路部５０を適切に確保することで、ベーパーチャンバ１として適切に動作することができる。一方、４００μｍ以下にすることにより、ベーパーチャンバ１の厚さｔ１１が厚くなることを抑制できる。なお、ウィックシート３０の厚さｔ１４は、第１本体面３０ａと第２本体面３０ｂとの距離であってもよい。

【0152】

このように本実施の形態によれば、ウィックシート３０の厚さが、下側シート１０の厚さよりも厚くなっている。そして、ウィックシート３０の熱膨張係数が、下側シート１０の熱膨張係数以下になっている。このことにより、ウィックシート３０の収縮を下側シート１０の収縮と同程度か、それよりも小さくすることができる。このため、下側シート１０のうち蒸気流路部５０に重なる部分が撓むことを抑制でき、下側シート１０の第１下側シート面１０ａの平坦度を高めることができる。この結果、デバイスＤと下側シート１０との密着性を向上させることができ、デバイスＤとベーパーチャンバ１との間の熱抵抗を低減させることができる。従って、デバイスＤの冷却効率を向上させることができる。

【0153】

また、本実施の形態によれば、ベーパーチャンバ１が、下側シート１０と、ウィックシート３０と、を備えているが、上側シート２０を備えていない。このことにより、ベーパーチャンバ１を２層構成とすることができ、ベーパーチャンバ１の構造を簡素化することができる。このため、ベーパーチャンバ１の厚さを低減することができる。

【0154】

なお、上述した本実施の形態においては、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂが、ウィックシート３０の第１本体面３０ａに接している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、例えば、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂに、下側表面処理層１６（図１５参照）が設けられていてもよい。

【0155】

また、上述した本実施の形態においては、液流路部６０が、ウィックシート３０の第１本体面３０ａに設けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、液流路部６０は、下側シート１０の第２下側シート面１０ｂに設けられていてもよい。

【0156】

本発明は上記各実施の形態および各変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施の形態および各変形例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。各実施の形態および各変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

【符号の説明】

【0157】

１ ベーパーチャンバ
２ａ 作動蒸気
２ｂ 作動液
１０ 下側シート
１６ 下側表面処理層
２０ 上側シート
２６ 上側表面処理層
３０ ウィックシート
３０ａ 第１本体面
３０ｂ 第２本体面
５０ 蒸気流路部
６０ 液流路部
Ｈ ハウジング
Ｄ デバイス
Ｅ 電子機器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】