环路式热管的制作方法

文档序号:31185642发布日期:2022-08-19 21:36阅读:70来源:国知局
环路式热管的制作方法

1.本公开涉及环路式热管。


背景技术:

2.在背景技术中,已经提出了使用工作流体的相变来传热的热管作为对安装在电子设备上的半导体器件(诸如cpu)的发热部件进行冷却的器件(例如,参见日本专利no.6291000和日本专利no.6400240)。
3.作为这种热管的示例,已知存在一种环路式热管,该环路式热管包括通过发热部件的热量使工作流体蒸发的蒸发器,以及对蒸发的工作流体进行冷却并且冷凝的冷凝器。在环路式热管中,通过液体管和蒸气管将蒸发器和冷凝器彼此连接而形成环状流道。在环路式热管中,工作流体沿一个方向流过环状流道。
4.流道由彼此堆叠的金属层形成。金属层具有设置在沿金属层堆叠方向的相反两端处的一对外金属层,以及设置在该一对外金属层之间的多个内金属层。包括孔隙的多孔体设置在内金属层中。通过使从每个内金属层的一侧凹陷的有底孔与从对应内金属层的另一侧凹陷的有底孔部分连通的这种部分连通来形成孔隙。内金属层在内金属层的堆叠方向上的一个端侧与外金属层中的一个结合,并且内金属层在内金属层的堆叠方向上的另一个端侧与另一个外金属层结合。
5.顺便提及,当处于液相的工作流体蒸发时,根据密封在流道内部的工作流体的特性,环路式热管中可能发生体积膨胀。此外,当环路式热管的环境温度低于工作流体的凝固点时,工作流体在环路式热管中凝固并且固化。在这种情况下,当工作流体经历液体至固体的相变时,可能发生体积膨胀。当发生这种体积膨胀时,外金属层可能变形成向外膨胀,使得外金属层与内金属层分离。


技术实现要素:

6.某些实施例提供一种环路式热管。
7.该环路式热管包括:
8.蒸发器,其使工作流体蒸发;
9.冷凝器,其使工作流体冷凝;
10.液体管,其将蒸发器和冷凝器彼此连接;
11.蒸气管,其将蒸发器和冷凝器彼此连接;以及
12.环状流道,其设置在蒸发器、冷凝器、液体管和蒸气管中的每一者中,并且工作流体流过环状流道。
13.蒸发器、冷凝器、液体管和蒸气管中的至少一者包括第一外金属层、第二外金属层以及设置在第一外金属层和第二外金属层之间的内金属层。
14.内金属层包括多孔体。
15.多孔体包括:
16.第一有底孔,其形成在内金属层的一个面中;
17.第二有底孔,其形成在内金属层的另一个面中;
18.孔隙,其中第一有底孔和第二有底孔通过孔隙而彼此部分连通;以及
19.第一柱部,其设置在第一有底孔内部,其中,第一柱部与第一外金属层结合。
附图说明
20.图1是示出了根据实施例的环路式热管的示意性平面图;
21.图2a是示出了根据实施例的液体管的示意性截面图(沿图1中的线2-2截取的截面图);
22.图2b是将图2a所示的液体管的一部分放大的放大截面图;
23.图3是示出了根据实施例的多孔体的示意性平面图;
24.图4a至图4d是示出了根据实施例的环路式热管的制造方法的示意性截面图;
25.图5a至图5d是示出了根据实施例的环路式热管的制造方法的示意性截面图;
26.图6a至图6b是示出了根据实施例的环路式热管的制造方法的示意性截面图;
27.图7是示出了根据变型例的环路式热管的示意性截面图;并且
28.图8是示出了根据另一变型例的环路式热管的示意性截面图。
具体实施方式
29.下文将参照附图对实施例进行描述。顺便提及,为了方便起见,附图可以以放大方式来示出每个特征部分以便易于理解特征,并且构成元件之间的尺寸比在附图之间可以不同。此外,为了使构件的截面结构在截面图中易于理解,一些需要填充阴影的构件将不填充阴影而是以缎纹图案绘制。顺便提及,在本说明书中,表述“在俯视时(平面图)”是指沿图2a和图2b等中的竖直方向(所示的上/下方向)观察到的物体的视图,并且表述“平面形状”是指沿图2a和图2b等中的竖直方向观察到的物体的形状。此外,本说明书中的“上/下方向”和“左/右方向”是在各个图中能够正确读取表示构件的附图标记的一侧设定在正常位置时的方向。
30.图1所示的环路式热管10例如容纳在诸如智能电话或平板终端等移动电子设备m1中。环路式热管10具有蒸发器11、蒸气管12、冷凝器13和液体管14。
31.通过蒸气管12和液体管14使蒸发器11和冷凝器13彼此连接。蒸发器11具有使工作流体c蒸发以产生蒸气cv的功能。通过蒸气管12将蒸发器11中产生的蒸气cv送至冷凝器13。冷凝器13具有使工作流体c的蒸气cv冷凝的功能。通过液体管14将冷凝的工作流体c
32.送至蒸发器11。蒸气管12和液体管14形成环状流道15,工作流体c或蒸气cv流过该流道15。
33.蒸气管12例如形成为长管状体。液体管14例如形成为长管状体。在本实施例中,蒸气管12和液体管14例如在长度方向上的尺寸(即长度)彼此相同。顺便提及,蒸气管12的长度和液体管14的长度可以彼此不同。例如,蒸气管12的长度可以短于液体管14的长度。此处,本说明书中的蒸发器11、蒸气管12、冷凝器13以及液体管14的“长度方向”是与各个构件中的工作流体c或蒸气cv的流动方向(参见图1中的箭头)一致的方向。
34.蒸发器11固定成与发热部件(未示出)紧密接触。通过由发热部件产生的热量使蒸
发器11中的工作流体c蒸发,从而产生蒸气cv。顺便提及,热界面材料(tim)可以介于蒸发器11和发热部件之间。tim减小了发热部件和蒸发器11之间的接触热阻,使热量从发热部件平稳传导至蒸发器11。
35.例如,蒸气管12具有在俯视时设置在与蒸气管12的长度方向正交的蒸气管12的宽度方向上的相反两侧的一对管壁12w以及设置在一对管壁12w之间的流道12r。流道12r与蒸发器11的内部空间连通。流道12r是环状流道15的一部分。在蒸发器11中产生的蒸气cv通过蒸气管12引导至冷凝器13。
36.例如,冷凝器13具有为了散热而增加面积的散热板13p以及在散热板13p内部蜿蜒蛇行的流道13r。流道13r是环状流道15的一部分。通过蒸气管12引导的蒸气cv在冷凝器13中冷凝。
37.例如,液体管14具有在俯视时设置在与液体管14的长度方向正交的液体管14的宽度方向上的相反两侧的一对管壁14w以及设置在一对管壁14w之间的流道14r。流道14r与冷凝器13的流道13r连通,并且与蒸发器11的内部空间连通。流道14r是环状流道15的一部分。
38.液体管14具有多孔体20。多孔体20例如形成为沿液体管14的长度方向从冷凝器13延伸至蒸发器11。多孔体20通过多孔体20中产生的毛细力将冷凝器13中冷凝的工作流体c引导至蒸发器11。即,通过液体管14将冷凝器13中冷凝的工作流体c引导至蒸发器11。顺便提及,尽管未示出,但是与多孔体20相似或相同的多孔体还设置在蒸发器11中。
39.因此,在环路式热管10中,由发热部件产生的热量传递至冷凝器13并且在冷凝器13中消散。结果,发热部件被冷却,从而可以抑制发热部件的温度升高。
40.此处,优选将蒸气压力高并且蒸发潜热大的流体用作工作流体c。通过使用这种工作流体c,发热部件可以通过蒸发潜热来进行有效冷却。例如,氨、水、含氯氟烃、醇、丙酮等可以用作工作流体c。
41.图2a示出了沿图1中的线2-2截取的液体管14的截面。该截面是与液体管14中的工作流体c的流动方向(图1中箭头所示的方向)正交的面。图2b是将图2a所示的液体管14的一部分放大的放大截面图。
42.如图2a所示,液体管14具有例如三个金属层31、32和33彼此堆叠的结构。换言之,液体管14具有作为内金属层的金属层32布置在作为一对外金属层的金属层31和33之间的结构。本实施例中的液体管14的内金属层仅由一个金属层32构成。
43.金属层31至33中的每一个例如是具有优良导热性的铜(cu)层。金属层31至33例如通过诸如扩散结合、压力焊接、摩擦焊接或超声波结合等固相结合而直接彼此结合。顺便提及,金属层31至33通过实线彼此区分以便在图2a中易于理解。例如,当金属层31至33通过扩散结合而为一体时,金属层31至33中的相邻金属层之间的界面可能消失,使得金属层31至33之间的边界可能不清楚。此处,固相结合是指这样的方法:待结合物体彼此不熔融而在固相(固体)状态下通过加热而软化,然后通过进一步加热而塑性变形,从而彼此结合。顺便提及,金属层31至33中的每一个不局限于铜层,而是可以由不锈钢层、铝层、镁合金层等形成。此外,形成堆叠金属层31至33中的一些金属层的材料可以与形成金属层31至33中的其它金属层的材料不同。金属层31至33中的每一个的厚度可以例如设定为约50μm至200μm的范围内。顺便提及,金属层31至33中的一些金属层可以制成与金属层31至33中的其它金属层的厚度不同,或者所有金属层31至33可以制成彼此厚度不同。
44.由堆叠的金属层31至33构成的液体管14具有设置在与金属层31至33的堆叠方向正交的液体管14的宽度方向(图2a中的左右方向)上的相反两端处的一对管壁14w,以及设置在一对管壁14w之间的多孔体20。多孔体20例如与管壁14w连续形成。
45.金属层31堆叠在金属层32的上表面上。一个或多个槽部31g形成在金属层31的下表面中。槽部31g中的每一个形成为从金属层31的下表面凹陷至金属层31的厚度方向中央部。
46.金属层32设置在金属层31和金属层33之间。金属层32的上表面与金属层31的下表面结合。金属层32的下表面与金属层33的上表面结合。金属层32具有设置在液体管14的宽度方向相反两端处的一对壁部32w,以及设置在该一对壁部32w之间的多孔体32s。
47.金属层33设置在金属层32的下表面上。一个或多个槽部33g形成在金属层33的上表面中。槽部33g中的每一个形成为从金属层33的上表面凹陷至金属层33的厚度方向中央部。
48.接下来,将对管壁14w中的每一个的具体结构进行描述。
49.管壁14w例如分别由作为内金属层的金属层32的壁部32w构成。本实施例中的管壁14w中的每一个仅由壁部32w构成。在壁部32w中的每一个中不形成有孔或槽部。
50.接下来,将对多孔体20的具体结构进行描述。
51.例如,多孔体20具有属于作为内金属层的金属层32的多孔体32s,以及分别属于作为外金属层的金属层31和33的槽部31g和33g。
52.首先,将对多孔体32s的具体结构进行描述。
53.多孔体32s具有有底孔40、有底孔50和孔隙60。有底孔40中的每一个从金属层32的上表面凹陷至金属层32的厚度方向中央部。有底孔50中的每一个从金属层32的下表面凹陷至金属层32的厚度方向中央部。孔隙60通过有底孔40和有底孔50之间的部分连通而形成。有底孔40和50中的每一个的深度可以例如设定在约25μm至100μm的范围内。
54.如图2b所示,有底孔40和50的内表面例如形成为从开口侧(金属层32的上/下表面侧)到底面侧的连续弧形形状。在截面图中,有底孔40和50的内侧面形成为弧形曲面。有底孔40和50的内侧面的截面形状例如形成为弧形曲面,使得有底孔40和50的深度方向的中间的开口宽度最宽。有底孔40和50的底面例如形成为弧形曲面。有底孔40和50的底面例如与有底孔40和50的内侧面连续形成。有底孔40和50的底面的曲率半径可以与有底孔40和50的内侧面的曲率半径相等,或可以与有底孔40和50的内侧面的曲率半径不同。在本文中,本说明书中的表述“相等”不仅包括待比较对象完全相等的情况,还包括由于尺寸公差等的影响而使待比较对象之间存在一些差异的情况。
55.顺便提及,有底孔40和50的内表面可以形成为截面为半圆形或半椭圆形的凹形形状。此处,本说明书中的表述“半圆”不仅包括作为正圆的一半部分的半圆,而且包括例如长于或短于半圆的弧。另外,在本说明书中的表述“半椭圆”,不仅包括作为椭圆的一半部分的半椭圆,还包括例如长于或短于半椭圆的弧。此外,有底孔40和50的内表面可以形成为从底面侧朝向开口侧变宽的渐扩形状。此外,有底孔40和50的底面可以形成为与金属层32的上表面平行的平坦面,并且有底孔40和50的内侧面可以形成为垂直于底面延伸。
56.如图3所示,有底孔40和50中的每一个例如在俯视时形成为圆形。有底孔40、50的直径可以例如设定在约100μm至400μm的范围内。顺便提及,有底孔40和50可以形成为诸如
在俯视时为椭圆形或多边形的任何形状。有底孔40和有底孔50在俯视时彼此部分重叠。如图2a和图3所示,使有底孔40和有底孔50彼此部分连通的孔隙60形成在俯视时有底孔40和有底孔50彼此重叠的部分处。
57.有底孔40中的每一个在内部具有柱部41。即,金属层32具有分别设置在有底孔40内部的柱部41。柱部41中的每一个设置成与有底孔40的内侧面的整个周部间隔开。即,在柱部41的外周面与有底孔40的内侧面之间的有底孔40的整个周部上形成空间。换言之,在俯视时,柱部41设置在有底孔40的中心部处。如图3所示,在俯视时,本实施例中的柱部41设置在有底孔40的中心处。在俯视时,柱部41例如设置在不与有底孔50的任何部分重叠的位置处。
58.柱部41可以形成为在俯视时具有任何尺寸的任何形状。柱部41的平面形状可以是与有底孔40的平面形状相同的形状,或可以是与有底孔40的平面形状不同的形状。柱部41的平面形状例如可以设定为具有有底孔40的平面形状的约10%至20%的尺寸。例如,柱部41的形状可以是在俯视时具有直径为约10μm至50μm的圆形。在本实施例中,柱部41形成为与有底孔40的内侧面同心的形状。
59.如图2b所示,柱部41在金属层32的厚度方向上从有底孔40的底面延伸至金属层32的上表面。柱部41的上表面41a与金属层32的上表面形成在同一平面上。柱部41的厚度设定为与有底孔40的深度相同。柱部41与构成有底孔40的内表面的金属层32一体连续形成。
60.柱部41具有在柱部41的厚度方向上的近端和远端。柱部41的近端与有底孔40的底面连接。柱部41的远端沿柱部41的厚度方向设置在近端的相反侧。柱部41的远端具有柱部41的上表面41a。柱部41例如形成为柱部41的厚度方向中央部薄于(宽度方向尺寸小于)柱部41的近端和远端中的每一个(的宽度方向尺寸)。柱部41例如形成为柱部41的厚度方向中央部最薄(宽度方向尺寸最小)。柱部41的外周面的截面形状形成为曲线状,以便在柱部41的厚度方向中央部中具有“收缩部”。柱部41的外周面在截面图中形成为弧形曲面。柱部41形成为从柱部41的厚度方向中央部朝向柱部41的远端变厚(宽度方向尺寸变大)。柱部41形成为从柱部41的厚度方向中央部朝向柱部41的近端变厚(宽度方向尺寸变大)。柱部41的远端例如形成为薄于(宽度方向尺寸小于)柱部41的近端。柱部41的上表面41a形成为与金属层32的上表面平行的平坦面。
61.有底孔50中的每一个在内部具有柱部51。即,金属层32具有分别设置在有底孔50内部的柱部51。柱部51中的每一个设置成与有底孔50的内侧面的整个周部间隔开。即,在柱部51的外周面与有底孔50的内侧面之间的有底孔50的整个周部上形成空间。换言之,在俯视时,柱部51设置在有底孔50的中心部处。如图3所示,在俯视时,本实施例中的柱部51设置在有底孔50的中心处。在俯视时,柱部51例如设置在不与有底孔40的任何部分重叠的位置处。
62.柱部51可以形成为在俯视时具有任何尺寸的任何形状。柱部51的平面形状可以是与有底孔50的平面形状相同的形状,或可以是与有底孔50的平面形状不同的形状。柱部51的平面形状例如可以设定为具有有底孔50的平面形状的约10%至20%的尺寸。例如,柱部51的形状可以是在俯视时具有直径为约10μm至50μm的圆形。在本实施例中,柱部51形成为与有底孔50的内侧面同心的形状。
63.如图2b所示,柱部51在金属层32的厚度方向上从有底孔50的底面延伸至金属层32
的上表面。柱部51的下表面51a与金属层32的下表面形成在同一平面上。柱部51的厚度设定为与有底孔50的深度相同。柱部51与构成有底孔50的内表面的金属层32一体连续形成。
64.柱部51具有在柱部51的厚度方向上的近端和远端。柱部51的近端与有底孔50的底面连接。柱部51的远端具有柱部51的下表面51a。柱部51例如形成为柱部51的厚度方向中央部薄于柱部51的近端和远端中的每一个。柱部51例如形成为柱部51的厚度方向中央部最薄。柱部51的外周面的截面形状形成为曲线状,以便在柱部51的厚度方向中央部中具有“收缩部”。柱部51的外周面在截面图中形成为弧形曲面。柱部51形成为从柱部51的厚度方向中央部朝向柱部51的远端变厚。柱部51形成为从柱部51的厚度方向中央部朝向柱部51的近端变厚。柱部51的远端例如形成为薄于柱部51的近端。柱部51的下表面51a形成为与金属层32的下表面平行的平坦面。
65.如图2a所示,柱部41的上表面41a与金属层31的下表面结合。例如,柱部41的整个上表面41a与金属层31的下表面结合。柱部51的下表面51a与金属层33的上表面结合。例如,柱部51的整个下表面51a与金属层33的上表面结合。
66.接下来,将对槽部31g和33g的具体结构进行描述。
67.槽部31g和33g中的每一个的内表面可以形成为任何截面形状。槽31g和33g的底面例如形成为弧形曲面。例如,槽部31g和33g的内侧面形成为垂直于金属层31的下表面延伸。顺便提及,槽部31g和33g的内侧面可以形成为从底面侧朝向开口侧变宽的渐扩形状。槽部31g和33g的内表面可以形成为从开口侧到底面侧的连续弧形形状。槽部31g和33g的内表面可以形成为截面为半圆形或半椭圆形的凹形形状。
68.如图3所示,槽部31g中的每一个设置在俯视时与有底孔40中的相应有底孔的部分重叠的位置处。槽部31g形成为与相应有底孔40连通。槽部31g形成为使得相应有底孔40中的相邻有底孔可以通过槽部31g彼此连通。槽部31g形成为在俯视时沿相应有底孔40排列的方向延伸。各槽部31g例如形成为彼此平行延伸。槽部31g中的每一个形成为在俯视时不与柱部41中的相应柱部的任何部分重叠。即,槽部31g设置在俯视时与相应柱部41完全不重叠的位置处。槽部31g形成为在俯视时不与柱部51的相应柱部的任何部分重叠。
69.槽部33g中的每一个设置在俯视时与有底孔50中的相应有底孔的部分重叠的位置处。槽部33g形成为与相应有底孔50连通。槽部33g形成为使得相应有底孔50中的相邻有底孔可以通过槽部33g彼此连通。槽部33g形成为在俯视时沿相应有底孔50排列的方向延伸。各槽部33g例如形成为彼此平行延伸。槽部33g例如形成为在俯视时沿与槽部33g相交的方向延伸。槽部33g中的每一个形成为在俯视时不与柱部51中的相应柱部的任何部分重叠。即,槽部33g设置在俯视时与相应柱部51完全不重叠的位置处。槽部33g形成为在俯视时不与柱部41的相应柱部的任何部分重叠。
70.如图2a所示,形成在金属层32中的有底孔40、50和孔隙60以及形成在金属层31和33中的槽部31g和33g分别彼此连通。由彼此连通的有底孔40和50、孔隙60以及槽部31g和33g形成的空间三维扩展。有底孔40和50、孔隙60以及槽部31g和33g(即,属于多孔体20的流道)用作供液相的工作流体c(参见图1)流过的流道14r。
71.虽然未示出,但是注入工作流体c(参见图1)的入口设置在液体管14中。然而,利用密封构件对入口进行密封,并且环路式热管10的内部保持气密。
72.图1所示的蒸发器11、蒸气管12和冷凝器13由以与图2a所示的液体管14相似或相
同的方式将三个金属层31至33彼此堆叠形成。即,图1所示的环路式热管10具有三个金属层31至33彼此堆叠的构造。例如,在蒸发器11中,设置在蒸发器11中的多孔体形成为梳齿状。在蒸发器11内部,在不存在多孔体的区域中形成空间。例如,形成从厚度方向穿透作为内金属层的金属层32的通孔,从而在蒸气管12中形成流道12r。例如,形成从厚度方向穿透作为内金属层的金属层32的通孔,从而在冷凝器13中形成流道13r。彼此堆叠的金属层的数量不局限于三个,而是可以设定为四个以上。
73.接下来,将对环路式热管10的效果进行描述。
74.环路式热管10具有使工作流体c蒸发的蒸发器11、使蒸气cv冷凝的冷凝器13、引导蒸发的工作流体(即,蒸气cv)流入冷凝器13的蒸气管12、以及引导冷凝的工作流体c流入蒸发器11的液体管14。
75.多孔体20设置在液体管14中。多孔体20沿液体管14的长度方向从冷凝器13延伸至蒸发器11。多孔体20通过在多孔体20中产生的毛细力将在冷凝器13中冷凝的液相工作流体c引导至蒸发器11。
76.此处,如图2a所示,在液体管14中,柱部41设置在形成在作为内金属层的金属层32中的有底孔40内部,并且柱部51设置在形成在金属层32中的有底孔50内部。柱部41的上表面41a与作为一个外金属层的金属层31的下表面结合,并且柱部51的下表面51a与作为另一个外金属层的金属层33的上表面结合。与不存在柱部41和51的情况相比,通过将柱部41和51与金属层31和33结合,可以增加金属层32与金属层31和33之间的结合面积。因此,可以提高金属层32与金属层31和33之间的结合强度。
77.在本实施例中,金属层31是第一外金属层的示例,金属层32是内金属层的示例,并且金属层33是第二外金属层的示例。此外,有底孔40是第一有底孔的示例,柱部41是第一柱部的示例,有底孔50是第二有底孔的示例,柱部51是第二柱部的示例,槽部31g是第一槽部的示例,并且槽部33g是第二槽部的示例。
78.接下来,将对制造环路式热管10的方法进行描述。
79.首先,在图4a所示步骤中,制备平板状金属板71。金属板71是最终将成为金属层31(参见图2a)的构件。金属板71例如由铜、不锈钢、铝、镁合金等制成。金属板71的厚度例如可以设定在约50μm至200μm的范围内。
80.随后,在金属板71的上表面上形成抗蚀层72,并且在金属板71的下表面上形成抗蚀层73。例如,光敏干膜抗蚀剂等可以用作抗蚀层72和73中的每一个。
81.接下来,在图4b所示步骤中,使抗蚀层73曝光和显影,从而在抗蚀层73中形成使金属板71的下表面选择性露出的开口部73x。开口部73x形成为与图2a所示的槽部31g相对应。
82.随后,在图4c所示步骤中,从金属板71的下表面侧对在开口部73x中露出的金属板71进行蚀刻。因此,在金属板71的下表面中形成槽部31g。例如,可以通过使用抗蚀层72和73作为蚀刻掩模而在金属板71上进行湿蚀刻来形成槽部31g。当铜用作金属板71的材料时,氯化铁水溶液或氯化铜水溶液可以用作蚀刻溶液。
83.接下来,使用剥离液剥离抗蚀层72和73。因此,如图4d所示,可以形成下表面具有槽部31g的金属层31。接下来,在图5a所示步骤中,制备平板状的金属板74。金属板74是最终将成为金属层32(参见图2a)的构件。金属板74例如由铜、不锈钢、铝、镁合金等制成。金属板74的厚度可以例如设定在约50μm至200μm的范围内。
84.随后,在金属板74的上表面上形成抗蚀层75,并且在金属板74的下表面上形成抗蚀层76。例如,光敏干膜抗蚀剂等可以用作抗蚀层75和76中的每一个。
85.接下来,在图5b所示步骤中,使抗蚀层75曝光和显影,从而在抗蚀层75中形成使金属板74的上表面选择性露出的开口部75x。以相似或者相同的方式,使抗蚀剂层76曝光和显影,从而在抗蚀层76中形成使金属板74的下表面选择性露出的开口部76x。开口部75x形成为与图2a所示的有底孔40相对应。开口部76x形成为与图2a所示的有底孔50相对应。抗蚀层75具有在金属板74的上表面中的抗蚀图案75a,利用抗蚀图案75a覆盖将形成图2b所示的柱部41的部分。抗蚀图案75a设置在开口部75x内部。抗蚀层76具有在金属板74的下表面中的抗蚀图案76a,利用抗蚀图案76a覆盖将形成图2b所示的柱部51的部分。抗蚀图案76a设置在开口部76x内部。
86.接下来,在图5c所示步骤中,从金属板74的上表面侧对从抗蚀层75露出的金属板74进行蚀刻,并且从金属板74的下表面侧对从抗蚀层76露出的金属板74进行蚀刻。由于抗蚀图案75a和开口部75x,在金属板74的上表面中形成具有柱部41的有底孔40。此外,由于抗蚀图案76a和开口部76x,在金属板74的下表面中形成具有柱部51的有底孔50。有底孔40和有底孔50形成为在俯视时彼此部分重叠。孔隙60形成在有底孔40与有底孔50彼此连通的重叠部分处。例如,可以通过使用抗蚀层75和76作为蚀刻掩模而在金属板74上进行湿蚀刻来形成有底孔40、50和柱部41、51。当铜用作金属板74的材料时,氯化铁水溶液或氯化铜水溶液可以用作蚀刻溶液。
87.接下来,使用剥离液剥离抗蚀层75和76。因此,如图5d所示,可以形成具有一对壁部32w和多孔体32s的金属层32。
88.随后,在图6a所示步骤中,通过与图4a至图4d所示的步骤相似或相同的方法形成金属层33。然后,将金属层32布置在金属层31和金属层33之间。
89.接下来,在图6b所示步骤中,将堆叠的金属层31至33在预定温度(例如,约900℃)下加热的同时加压(按压),从而通过固相结合使金属层31至33彼此结合。因此,在堆叠方向上相邻的金属层31、32和33直接彼此结合。在这种情况下,金属层31的下表面与柱部41的上表面41a直接结合。此处,在俯视时,有底孔40和50与槽部31g和33g不形成在金属层31至33中与柱部41重叠的部分中。因此,在俯视时,在金属层31至33中与柱部41重叠的部分中没有形成空间。因此,在加压期间,可以将压力适当施加至金属层31的下表面和柱部41的上表面41a,使得金属层31的下表面和柱部41的上表面41a可以适当结合。以相似或相同的方式,金属层33的上表面和柱部51的下表面51a直接结合。此处,在俯视时,有底孔40和50以及槽部31g和33g不形成在金属层31至33中与柱部51重叠的部分中。因此,在俯视时,在金属层31至33中与柱部51重叠的部分中没有形成空间。因此,在加压期间,可以将压力适当施加至金属层33的上表面和柱部51的下表面51a,使得金属层34的上表面和柱部51的下表面51a可以适当结合。
90.通过上述步骤,形成金属层31、32和33彼此堆叠的结构体。形成了图1所示的具有蒸发器11、冷凝器13、蒸气管12和液体管14的环路式热管10。在这种情况下,多孔体20形成在液体管14中。
91.例如,在通过真空泵等将液体管14内部的空气排出后,将工作流体c从未示出的注入口注入至液体管14,然后密封注入口。
92.接下来,将对本实施例的效果进行描述。
93.(1)柱部41设置在形成在作为内金属层的金属层32中的有底孔40内部,并且柱部41的上表面41a与作为外金属层的金属层31的下表面结合。因此,与不存在柱部41的情况相比,可以增加金属层31与金属层32的结合面积。因此,可以提高金属层31与金属层32之间的结合强度。因此,当例如流过液体管14的工作流体c经历了液固相变时,即使随着相变而发生体积膨胀,也可以防止金属层31与金属层32分离。即,即使在金属层31随着体积膨胀而变形成向外膨胀的情况下,因为金属层31和金属层32彼此牢固结合,所以可以防止金属层31与金属层32分离。因此,即使在具有环路式热管10的电子设备m1在环境温度低于工作流体c的凝固点的环境(例如在寒冷地区或冬天)中使用,并且液相工作流体c凝固而导致凝固膨胀的情况下,也可以防止金属层31和33与金属层32分离。
94.(2)柱部51设置在形成在作为内金属层的金属层32中的有底孔50内部,并且柱部51的下表面51a与作为外金属层的金属层33的上表面结合。因此,与不存在柱部51的情况相比,可以增加金属层33与金属层32的结合面积。因此,可以提高金属层33和金属层32之间的结合强度。因此,在例如流过液体管14的工作流体c经历了液固相变的情况下,即使随着相变而发生体积膨胀,也可以防止金属层33与金属层32分离。即,即使在金属层33随着体积膨胀而变形成向外膨胀的情况下,因为金属层33和金属层32彼此牢固结合,所以可以防止金属层33与金属层32分离。
95.(3)在金属层31中设置有在有底孔40中的相邻有底孔之间建立连通的槽部31g,并且在金属层33中设置有在有底孔50中的相邻有底孔之间建立连通的槽部33g,并且内金属层仅由单个金属层32构成。由于如此形成槽部31g和33g,所以即使在内金属层具有单层结构的情况下,由彼此连通的有底孔40和50、孔隙60以及槽部31g和33g形成的空间也可以三维扩展。因此,内金属层可以仅由单个金属层32构成,并且液体管14可以由三个金属层31至33构成。因此,可以将液体管14制造得更薄。因此,可以将环路式热管10制造得更薄。
96.(4)槽部31g形成为在俯视时不与柱部41的任何部分重叠。即,槽部31g形成为在俯视时即使一部分也不与柱部41重叠。因此,柱部41的整个上表面41a可以与金属层31的下表面结合。因此,与槽部31g形成为在俯视时与柱部41的部分重叠的情况,即,与槽部31g形成为使柱部41的部分露出的情况相比,可以增加金属层31和金属层32之间的结合面积。因此,可以进一步提高金属层31与金属层32之间的结合强度。
97.(5)柱部41中的每一个形成为使得柱部41的厚度方向中央部尺寸薄于柱部41的近端和远端中的每一个。通过使柱部41的厚度方向中央部形成为较薄,可以确保有底孔40中的空间较宽。另外,由于柱部41的远端形成为厚于柱部41的厚度方向中央部,所以柱部41的上表面41a可以形成为较宽。因此,可以在确保有底孔40中的空间较宽的同时,增加金属层31与柱部41的上表面41a之间的结合面积。
98.(其它实施例)
99.上述实施例可以如下变型和执行。上述实施例和以下任意变型例可以在彼此技术上不一致的程度上组合执行。
100.如图7所示,可以替代地在液体管14中设置多孔体20和流道21(第一流道)。本变型例中的液体管14具有一对管壁14w、与一对管壁14w连续形成的一对多孔体20、以及设置在一对多孔体20之间的流道21。在本变型例中的液体管14中,液体管14的流道14r由属于多孔
体20的流道以及流道21构成。顺便提及,多孔体20中的每一个以与上述实施例相似或相同的方式由金属层32的多孔体32s以及金属层31和33的槽部31g和33g构成。
101.流道21的截面积例如形成为大于属于多孔体20的流道的截面积。流道21由从厚度方向穿透作为内金属层的金属层32的通孔32x构成。例如,流道21与属于多孔体20的流道连通。例如,通孔32x与金属层32的有底孔40和50中的至少一个连通。
102.在这种情况下,柱部41和51分别设置在有底孔40和50内部。柱部41的上表面41a与金属层31的下表面结合,并且柱部51的下表面51a与金属层33的上表面结合。
103.如图8所示,可以替代地在液体管14中设置多孔体20和多个流道22(第一流道)。在本变型例中的液体管14具有一对管壁14w、与管壁14w隔开设置的多孔体20、以及设置在管壁14w和多孔体20之间的两个流道22。在本变型例中的液体管14中,液体管14的流道14r由属于多孔体20的流道以及两个流道22构成。本变型例中的多孔体20设置在液体管14的宽度方向中央部处。多孔体20设置为通过流道22与管壁14w隔离。顺便提及,多孔体20以与前述实施例相似或相同的方式由金属层32的多孔体32s以及金属层31和33的槽部31g和33g构成。
104.流道22中的每一个的截面积例如形成为大于属于多孔体20的流道的截面积。流道22由从厚度方向穿透作为内金属层的金属层32的通孔32y构成。例如,流道22与属于多孔体20的流道连通。例如,通孔32y与金属层32的有底孔40和50中的至少一个连通。
105.即使在这种情况下,柱部41和51也分别设置在有底孔40和50内部。柱部41的上表面41a与金属层31的下表面结合,并且柱部51的下表面51a与金属层33的上表面结合。
106.在上述实施例中,包括具有柱部41和51的有底孔40和50的多孔体20设置在液体管14中。然而,本公开的实施例不局限于此。例如,多孔体20可以设置在蒸发器11、蒸气管12或冷凝器13中。例如,多孔体20设置在蒸发器11、蒸气管12、冷凝器13和液体管14中的至少一个的结构体中就足够了。例如,多孔体20可以仅设置在蒸气管12中。
107.根据上述实施例的多孔体20中的有底孔40和50以及柱部41和51的形状可以适当改变。在根据上述实施例的多孔体20中,金属层32的上表面中的有底孔40的每一个的深度和金属层32的下表面中的有底孔50的每一个的深度可以彼此不同。
108.在上述实施例中,柱部41和51设置在两个有底孔40和50内部。然而,本公开的实施例不局限于此。例如,柱部41可以替代地仅设置在有底孔40和50中的有底孔40内部。即,可以移除柱部51。例如,柱部51可以替代地仅设置在有底孔40和50中的有底孔50内部。即,可以移除柱部41。
109.在上述实施例中,柱部41设置在有底孔40中的每一个内部。然而,本公开的实施例不局限于此。例如,柱部41设置在有底孔40中的至少一个中就足够了。
110.在上述实施例中,柱部51设置在有底孔50中的每一个中内部。然而,本公开的实施例不局限于此。例如,柱部51设置在有底孔50中的至少一个中就足够了。
111.在上述实施例中,多个柱部41可以替代地设置在一个有底孔40内部,并且多个柱部51可以替代地设置在一个有底孔50内部。
112.在上述实施例中,内金属层仅由单个金属层32构成。即,内金属层具有单层结构。然而,本公开的实施例不局限于此。例如,内金属层可以形成为多个金属层彼此堆叠的层压结构。在这种情况下的内金属层由堆叠在金属层31和金属层33之间的多个金属层构成。另
外,构成内金属层的金属层中的每一个具有与多孔体32s相似或相同的多孔体。
113.尽管上文已经对优选实施例等进行详细描述,但是本公开不局限于上述实施例等,并且在不脱离权利要求中描述的范围的情况下,可以对上述实施例等添加各种变型和替换。
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