特許ウォッチ

公開番号2025010135
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024159656,2023118678
出願日2024-09-16,2023-07-04
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
出願人KMT技研株式会社
代理人
主分類F28D 15/02 20060101AFI20250109BHJP(熱交換一般)
要約【課題】従来に比べ簡易に、ベーパーチャンバーの密閉空間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を提供する。
【解決手段】金属からなる第1の部材、および第2の部材により作動流体が封入される密閉空間を形成するベーパーチャンバーを製造する際に、少なくとも第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、ベーパーチャンバー製造用金属部材は、密閉空間を形成する側から第1の金属層5、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、炭素微粉末、炭素繊維、グラファイトのいずれか1種以上である導電性を付与するカーボン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6、メッキにより形成される第2の金属層7を順に備えることを特徴とする。
【選択図】図2A
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、炭素微粉末、炭素繊維、グラファイトのいずれか1種以上である導電性を付与するカーボン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。
続きを表示（約 1,600 文字）【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、
前記カーボンの添加量は、前記エッチング保護層のカーボン以外の成分量に対して、１重量部以上、８０重量部以下であ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、炭素微粉末、炭素繊維、グラファイトのいずれか1種以上である導電性を付与するカーボン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、炭素微粉末、炭素繊維、グラファイトのいずれか1種以上である導電性を付与するカーボン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を付与し、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】以降は省略されています）
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。
続きを表示（約 1,600 文字）【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、密閉空問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】以降は省略されています）

関連特許