(57)【要約】  ヒートパイプ（１００）は、パイプ筐体（９０）と多孔質ウィック（３０）と封止部材（１９１、１９２）とを備える。パイプ筐体（９０）の両端部（９１、９２）は、封止部材（１９１、１９２）によって封止されている。封止部材（１９１、１９２）は、第１金属箔（１１６）と金属間化合物相（１１９）とによって構成されている。パイプ筐体（９０）は内部に作動液を封入する。多孔質ウィック（３０）は複数の孔（８０）によって、作動液に対して毛細管力を生じる。多孔質ウィック（３０）は、パイプ筐体（９０）の内部に設けられている。これにより、パイプ筐体（９０）及び多孔質ウィック（３０）は、パイプ筐体（９０）の長手方向へ伸びる空洞（９５）を形成する。多孔質ウィック（３０）は、第１金属粒子（１０６）と第２金属粒子（１０７）と金属間化合物相（１０９）とによって構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動液が封入されたパイプ筐体と、
前記パイプ筐体の内部に設けられた多孔質ウィックと、を備え、
前記多孔質ウィックは、少なくとも第１金属と前記第１金属より融点が高い第２金属とを含有する金属間化合物を含む、
ヒートパイプ。
【請求項２】
前記多孔質ウィックは、前記第１金属、前記第２金属、及び前記金属間化合物を含む材料で構成されている、請求項１に記載のヒートパイプ。
【請求項３】
前記多孔質ウィックの気孔率は、２０％以上である、請求項１又は請求項２に記載のヒートパイプ。
【請求項４】
作動液が封入されたパイプ筐体と、
前記パイプ筐体の内部に設けられたウィックと、
前記パイプ筐体を封止する封止部材と、を備え、
前記封止部材は、少なくとも第１金属と前記第１金属より融点の高い第２金属とを含有する金属間化合物を含む、
ヒートパイプ。
【請求項５】
前記封止部材は、前記パイプ筐体の端部を封止する、請求項４に記載のヒートパイプ。
【請求項６】
前記封止部材は、前記第１金属及び前記金属間化合物を含む材料で構成されている、請求項４又は請求項５に記載のヒートパイプ。
【請求項７】
前記第１金属は、ＳｎまたはＳｎ系合金からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属であり、
前記第２金属は、ＣｕＮｉ合金、ＣｕＭｎ合金、ＣｕＡｌ合金およびＣｕＣｒ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種の合金である、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のヒートパイプ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のヒートパイプを備える放熱部品。
【請求項９】
第１金属と前記第１金属より融点の高い第２金属とを含む金属組成物を、パイプ筐体の内部に設ける設置工程と、
前記金属組成物を加熱し、前記第１金属と前記第２金属とが反応することによって生成された金属間化合物を含む材料で構成される多孔質ウィックを、前記パイプ筐体の前記内部に形成する加熱工程と、を含む、ヒートパイプの製造方法。
【請求項１０】
第１金属と前記第１金属より融点の高い第２金属とを含む金属組成物を、パイプ筐体の端部に設ける設置工程と、
前記金属組成物を加熱し、前記第１金属と前記第２金属とが反応することによって生成された金属間化合物を含む材料で構成される封止部材を、前記パイプ筐体の前記端部に形成する加熱工程と、を含む、ヒートパイプの製造方法。
【請求項１１】
前記金属組成物は、ペースト状であり、
前記設置工程は、前記金属組成物を前記パイプ筐体の前記内部に塗布する工程である、請求項９に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項１２】
前記金属組成物はフラックスを含む、請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項１３】
前記加熱工程は、前記第１金属の融点以上前記第２金属の融点以下の範囲内の温度まで前記金属組成物を加熱する、請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載のヒートパイプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートパイプ、このヒートパイプを備える放熱部品、及びこのヒートパイプの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品などの発熱体を冷却するヒートパイプが知られている。例えば特許文献１は、パイプ筐体と多孔質ウィックとを備えるヒートパイプを開示している。パイプ筐体の長手方向の両端部は、発熱体と接触することによって加熱される加熱部と、例えば自然冷却される冷却部とを構成する。パイプ筐体は、作動液を封入する。作動液は、所定の温度で相変態する物質により構成される。作動液は例えば、水やアルコール類やアンモニア水等である。【０００３】
多孔質ウィックは、複数の孔を有し、作動液に対して毛細管力を生じる。多孔質ウィックは、パイプ筐体の内部に設けられている。これにより、パイプ筐体及び多孔質ウィックは、パイプ筐体の長手方向へ伸びる空洞を形成する。空洞は、複数の孔に連通する。多孔質ウィックは、パイプ筐体における加熱部と冷却部との間を繋ぐ。一般に、多孔質ウィックは、銅粒子がパイプ筐体の内部で焼結された焼結体で構成されている。【０００４】
以上より特許文献１のヒートパイプでは、作動液が加熱部で発熱体の熱によって蒸発して気体となる。その気体は、空洞を通過して冷却部へ移動し、冷却部で放熱されて液化する。液化した作動液は多孔質ウィックに浸透する。そして、多孔質ウィックによる毛細管力によって作動液が冷却部から加熱部へ向けて還流する。これにより、特許文献１のヒートパイプは、発熱体を冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５６８５６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のヒートパイプにおいて多孔質ウィックは、銅粒子がパイプ筐体の内部で焼結されることによって構成されている。そのため、パイプ筐体が銅粒子の融点（１０８４℃）より少し低い温度まで加熱される必要がある。【０００７】
また、パイプ筐体は一般的に溶接やロウ付けによって封止される。そのため、パイプ筐体が高い温度（例えばロウ付けの場合４５０℃）まで加熱される必要がある。【０００８】
したがって、特許文献１のヒートパイプでは、パイプ筐体が高い温度によって劣化（酸化など）してしまうという問題がある。【０００９】
本発明の目的は、パイプ筐体が劣化することを大幅に抑えることができるヒートパイプ、放熱部品、及びヒートパイプの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のヒートパイプは、パイプ筐体と多孔質ウィックとを備える。パイプ筐体には、作動液が封入される。多孔質ウィックは、パイプ筐体の内部に設けられている。多孔質ウィックは、少なくとも第１金属と第１金属より融点の高い第２金属とを含有する金属間化合物を含む。ここで、多孔質ウィックは、第１金属、第２金属、及び金属間化合物を含む材料で構成されていてもよい。【００１１】
この構成において第２金属は例えば、ＣｕＮｉ合金、ＣｕＭｎ合金、ＣｕＡｌ合金およびＣｕＣｒ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種の合金である。第１金属は例えば、ＳｎまたはＳｎ系合金からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属である。Ｓｎの融点は、２３１．９℃である。【００１２】
この構成では、第１金属の融点以上の温度で加熱することによって少なくとも第１金属と第２金属とが反応し、少なくとも第１金属と第２金属とを含有する金属間化合物が生成される。この反応で生成された金属間化合物が多孔質ウィックを構成する。そのため、この構成のヒートパイプは、前述の焼結温度より極めて低い温度で、多孔質ウィックをパイプ筐体の内部に得ることができる。【００１３】
従って、この構成のヒートパイプは、パイプ筐体が劣化することを抑制できる。【００１４】
また、本発明のヒートパイプは、パイプ筐体とウィックと封止部材とを備える。パイプ筐体には、作動液が封入される。ウィックは、パイプ筐体の内部に設けられている。封止部材は、パイプ筐体を封止する。封止部材は例えば、パイプ筐体の端部を封止する。封止部材は、少なくとも第１金属と第１金属より融点の高い第２金属とを含有する金属間化合物を含む。ここで、封止部材は、第１金属及び金属間化合物を含む材料で構成されていてもよい。【００１５】
この構成において第２金属は例えば、ＣｕＮｉ合金、ＣｕＭｎ合金、ＣｕＡｌ合金およびＣｕＣｒ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種の合金である。第１金属は例えば、ＳｎまたはＳｎ系合金からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属である。Ｓｎの融点は、２３１．９℃である。【００１６】
この構成では、第１金属の融点以上の温度で加熱することによって少なくとも第１金属と第２金属とが反応し、少なくとも第１金属と第２金属とを含有する金属間化合物が生成される。この反応で生成された金属間化合物が封止部材を構成する。そのため、この構成のヒートパイプは、前述の焼結温度より極めて低い温度で、封止部材を得ることができる。【００１７】
従って、この構成のヒートパイプは、パイプ筐体が劣化することを抑制できる。【００１８】
また、本発明の放熱部品は、本発明のヒートパイプを備える。そのため、本発明の放熱部品は、本発明のヒートパイプと同様の効果を奏する。【００１９】
また、本発明のヒートパイプの製造方法は、設置工程と加熱工程とを含む。設置工程は、金属組成物をパイプ筐体の内部に設ける。金属組成物は、第１金属と第１金属より融点の高い第２金属とを含む。金属組成物はフラックスを含んでいることが好ましい。加熱工程は、例えば第１金属の融点以上第２金属の融点以下の範囲内の温度まで金属組成物を加熱し、多孔質ウィックをパイプ筐体の内部に形成する。多孔質ウィックは、第１金属と第２金属とが反応することによって生成された金属間化合物を含む材料で構成される。ここで、金属組成物は、ペースト状であり、設置工程は、金属組成物をパイプ筐体の内部に塗布する工程でもよい。【００２０】
このヒートパイプの製造方法は、前述の多孔質ウィックを備える本発明のヒートパイプを製造する方法である。そのため、本発明のヒートパイプの製造方法は、前述の多孔質ウィックを備える本発明のヒートパイプと同様の効果を奏する。【００２１】
また、本発明のヒートパイプの製造方法は、設置工程と加熱工程とを含む。設置工程は、金属組成物をパイプ筐体の端部に設ける。金属組成物は、第１金属と第１金属より融点の高い第２金属とを含む。金属組成物はフラックスを含んでいることが好ましい。加熱工程は、例えば第１金属の融点以上第２金属の融点以下の範囲内の温度まで金属組成物を加熱し、封止部材をパイプ筐体の端部に形成する。封止部材は、第１金属と第２金属とが反応することによって生成された金属間化合物を含む材料で構成される。【００２２】
このヒートパイプの製造方法は、前述の封止部材を備える本発明のヒートパイプを製造する方法である。そのため、本発明のヒートパイプの製造方法は、前述の封止部材を備える本発明のヒートパイプと同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、パイプ筐体が劣化することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るヒートパイプ１００の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示すヒートパイプ１００の第１端部９１を示す断面図である。
【図３】図１に示すヒートパイプ１００の中央部９３を示す断面図である。
【図４】図１に示すヒートパイプ１００の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】図４に示すヒートパイプ１００の製造方法で用意されるパイプ筐体９０の外観を示す斜視図である。
【図６】図６（Ａ）は、図４に示すヒートパイプ１００の製造方法で用意される金属ペースト１０５の断面図である。図６（Ｂ）は、図４に示すヒートパイプ１００の製造方法で用意される金属シート１５５の断面図である。
【図７】図４に示す塗布工程の様子を示す断面図である。
【図８】図４に示す貼付工程の様子を示す断面図である。
【図９】図４に示す加熱工程によって金属ペースト１０５から生成される金属間化合物相１０９の様子を示す拡大断面図である。
【図１０】図４に示す加熱工程によって金属シート１５５から生成される金属間化合物相１１９の様子を示す拡大断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るヒートパイプ２００の中央部を示す断面図である。
【図１２】図１１に示すヒートパイプ２００の製造方法で行われる塗布工程の様子を示す断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るヒートパイプ３００の外観を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示すヒートパイプ３００の製造方法を示すフローチャートである。
【図１５】図１４に示す塗布工程の様子を示す断面図である。
【図１６】図１４に示す巻き工程の様子を示す断面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係るヒートパイプ４００の中央部を示す断面図である。
【図１８】図１７に示すヒートパイプ４００の製造方法を示すフローチャートである。
【図１９】図１８に示すヒートパイプ４００の製造方法で用意される複数の箔４９１、４９２、４９３の外観および塗布工程の様子を示す斜視図である。
【図２０】図１８に示す積層工程の様子を示す断面図である。
【図２１】図１８に示す挿入工程の様子を示す断面図である。
【図２２】本発明の第５実施形態に係るヒートパイプ５００の中央部を示す断面図である。
【図２３】図２２に示すヒートパイプ５００の製造方法を示すフローチャートである。
【図２４】図２３に示すヒートパイプ５００の製造方法で用意される複数の箔５９１、５９２、５９３、５９４の外観および塗布工程の様子を示す斜視図である。
【図２５】図２３に示す積層工程の様子を示す断面図である。
【図２６】本発明の第６実施形態に係るヒートパイプ６００の外観を示す斜視図である。
【図２７】図２６に示すヒートパイプ６００の第１端部９１を示す断面図である。
【図２８】図２６に示すヒートパイプ６００の製造方法における貼付工程の様子を示す断面図である。
【図２９】本発明の第７実施形態に係るヒートパイプ７００の中央部を示す断面図である。
【図３０】図２９に示すヒートパイプ７００の製造方法で行われる塗布工程の様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の第１実施形態に係るヒートパイプ１００について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１実施形態に係るヒートパイプ１００の外観を示す斜視図である。図２は、図１に示すヒートパイプ１００の第１端部９１を示す断面図である。図３は、図１に示すヒートパイプ１００の中央部９３を示す断面図である。図３は、図１に示すＳ−Ｓ線の断面図である。
【００２７】
ヒートパイプ１００は、パイプ筐体９０と多孔質ウィック３０と封止部材１９１、１９２とを備える。ヒートパイプ１００は、放熱部品に備えられ、電子部品などの発熱体を冷却する。放熱部品は例えば、ヒートシンクやヒートスプレッダなどである。
【００２８】
パイプ筐体９０は、円筒形状である。パイプ筐体９０は、パイプ筐体９０の長手方向の両端部９１、９２と、両端部９１、９２の間に位置する中央部９３と、を有する。パイプ筐体９０の第１端部９１は、発熱体と接触することによって加熱される加熱部９１を構成し、第２端部９２は、例えば自然冷却される冷却部９２を構成する。パイプ筐体９０の材料は例えばＣｕである。
【００２９】
パイプ筐体９０の両端部９１、９２は、封止部材１９１、１９２によって封止されている。封止部材１９１は、第１金属箔１１６と金属間化合物相１１９とによって構成されている。封止部材１９２も、第１金属箔１１６と金属間化合物相１１９とによって構成されている。
【００３０】
なお、ヒートパイプ１００に関して、第２端部９２の構成は第１端部９１の構成と同じであり、封止部材１９２の構成は封止部材１９１の構成と同じである。そのため、パイプ筐体９０の第２端部９２及び封止部材１９２の説明を省略する。
【００３１】
パイプ筐体９０は内部に作動液を封入する。作動液は、所定の温度で相変態する物質により構成される。作動液は例えば、水やアルコール類やアンモニア水等である。
【００３２】
多孔質ウィック３０は、図２、図３に示すように複数の孔８０を有する。複数の孔８０は、基本的には多孔質ウィック３０の外部に連通したオープンポアである。多孔質ウィック３０の気孔率は例えば２０〜７０％である。多孔質ウィック３０は複数の孔８０によって、作動液に対して毛細管力を生じる。
【００３３】
多孔質ウィック３０は、円筒形状である。多孔質ウィック３０は、パイプ筐体９０の内部に設けられている。多孔質ウィック３０は、パイプ筐体９０の長手方向へ伸び、パイプ筐体９０における加熱部９１と冷却部９２との間を繋ぐ。
【００３４】
これにより、パイプ筐体９０及び多孔質ウィック３０は、パイプ筐体９０の長手方向へ伸びる空洞９５を形成する。空洞９５は、複数の孔８０に連通する。多孔質ウィック３０は、第１金属粒子１０６と第２金属粒子１０７と金属間化合物相１０９とによって構成されている。
【００３５】
以上よりヒートパイプ１００では、作動液が加熱部９１で発熱体の熱によって蒸発して気体となる。その気体は、空洞９５を通過して冷却部９２へ移動し、冷却部９２で放熱されて液化する。液化した作動液は多孔質ウィック３０の複数の孔８０に浸透する。そして、多孔質ウィック３０による毛細管力によって作動液が冷却部９２から加熱部９１へ向けて還流する。これにより、ヒートパイプ１００は、発熱体を冷却する。
【００３６】
なお、図２及び図３の孔８０は模式的に現されたものである。多孔質ウィック３０には、図２及び図３に現れない微小な孔８０や粒子界面レベルの孔８０も存在している。そのため、作動液は、多孔質ウィック３０中をこれらの孔８０を伝って、パイプ筐体９０の長手方向へ移動することができる。
【００３７】
ここで、金属間化合物相１０９及び金属間化合物相１１９は、金属間化合物から成る相である。金属間化合物相１０９及び金属間化合物相１１９の相違点については後述する。金属間化合物は、第１金属と第２金属とから成る。第１金属の材料は、ＳｎまたはＳｎ系合金である。Ｓｎ系合金は例えば、ＳｎＡｇＣｕ合金、ＳｎＡｇ合金、ＳｎＣｕ合金、ＳｎＢｉ合金、ＳｎＳｂ合金、ＳｎＡｕ合金、ＳｎＰｂ合金、ＳｎＺｎ合金などである。第２金属は、溶融する第１金属と反応し、金属間化合物を生成する金属である。第２金属の材料は、ＣｕＮｉ合金、ＣｕＭｎ合金、ＣｕＡｌ合金およびＣｕＣｒ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種である。金属間化合物の材料は、例えば（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５、Ｃｕ４Ｎｉ２Ｓｎ５、Ｃｕ５ＮｉＳｎ５、（Ｃｕ，Ｎｉ）３Ｓｎ、ＣｕＮｉ２Ｓｎ、Ｃｕ２ＮｉＳｎ等である。
【００３８】
第２金属の融点は、第１金属の融点より高い。金属間化合物の融点は、第１金属の融点より高い。金属間化合物の融点は、例えば４００℃以上である。第１金属粒子１０６の材料がＳｎである場合、第１金属粒子１０６の融点は、２３１．９℃である。なお、図３に示す第１金属粒子１０６と第２金属粒子１０７とは、後述の加熱工程において反応せずに残留したものである。
【００３９】
ここで、ヒートパイプ１００では、第１金属の融点以上の温度で加熱することによって、溶融した第１金属と第２金属とが反応し、第１金属と第２金属とからなる金属間化合物が生成される。この反応で生成された金属間化合物相１０９が多孔質ウィック３０を構成する。また、この反応で生成された金属間化合物相１１９が封止部材１９１、１９２を構成する。
【００４０】
そのため、ヒートパイプ１００は、前述の焼結温度より極めて低い温度で、多孔質ウィック３０をパイプ筐体９０の内部に得ることができる。同様に、ヒートパイプ１００は、前述の焼結温度より極めて低い温度で、封止部材１９１、１９２をパイプ筐体９０の両端部９１、９２に得ることができる。
【００４１】
従って、ヒートパイプ１００とヒートパイプ１００を備える放熱部品とは、パイプ筐体９０が劣化することを抑制できる。
【００４２】
また、金属間化合物相１０９は、高い融点（例えば４００℃以上）を有する。そのため、金属間化合物相１０９で構成される多孔質ウィック３０は、高い耐熱性を有する。また、金属間化合物相１１９も、高い融点（例えば４００℃以上）を有する。そのため、金属間化合物相１１９で構成される封止部材１９１、１９２は、高い耐熱性を有する。
【００４３】
特に、金属間化合物が、第１金属よりも高い融点を有することで、ヒートパイプ１００をさらにリフローなどの加熱により他の装置、部品、基板などに実装する際にも、多孔質ウィック３０及び封止部材１９１、１９２の構造は損なわれず、ヒートパイプ１００の機能を維持できる。
【００４４】
以上に示したヒートパイプ１００は例えば、以下の製造方法で製造することができる。
【００４５】
図４は、図１に示すヒートパイプ１００の製造方法を示すフローチャートである。図５は、図４に示すヒートパイプ１００の製造方法で用意されるパイプ筐体９０の外観を示す斜視図である。図６（Ａ）は、図４に示すヒートパイプ１００の製造方法で用意される金属ペースト１０５の断面図である。図６（Ｂ）は、図４に示すヒートパイプ１００の製造方法で用意される金属シート１５５の断面図である。図７は、図４に示す塗布工程の様子を示す断面図である。図８は、図４に示す貼付工程の様子を示す断面図である。図９は、図４に示す加熱工程によって金属ペースト１０５から生成される金属間化合物相１０９の様子を示す拡大断面図である。図１０は、図４に示す加熱工程によって金属シート１５５から生成される金属間化合物相１１９の様子を示す拡大断面図である。
【００４６】
まず、図５、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、パイプ筐体９０と金属ペースト１０５と金属シート１５５とを用意する。なお、金属ペースト１０５及び金属シート１５５のそれぞれが、本発明の金属組成物の一例に相当する。
【００４７】
金属ペースト１０５は、図６（Ａ）に示すように、金属成分１１０と有機成分１０８とを含む。金属成分１１０は、第１金属粒子１０６と、第２金属粒子１０７と、からなる。第１金属粒子１０６と第２金属粒子１０７とは、有機成分１０８中に均一に分散している。
【００４８】
金属シート１５５は、図６（Ｂ）に示すように、塗膜１１５と第１金属箔１１６とを有するシートである。塗膜１１５は、金属成分である第２金属粒子１０７が有機成分１１８中に均一に分散した膜である。
【００４９】
なお、ヒートパイプ１００の製造方法は、第１金属粒子１０６の材料にＳｎを使用し、第２金属粒子１０７の材料にＣｕＮｉ合金を使用している。ＣｕＮｉ合金は、溶融するＳｎと反応し、金属間化合物であるＣｕＮｉＳｎ合金を生成する材料である。
【００５０】
第１金属粒子１０６の平均粒径（Ｄ５０）は、１〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。さらに、第２金属粒子１０７の平均粒径（Ｄ５０）は、０．１〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。特に第２金属粒子１０７の平均粒径は、金属間化合物の生成量に大きく影響する。ここで、平均粒径（Ｄ５０）は例えば、レーザ回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径を意味する。
【００５１】
第１金属粒子１０６の平均粒径が１μｍよりも小さい場合、Ｓｎ粒子の表面積が増加する。そのため、より多くの酸化物がＳｎ粒子の表面に形成し、第２金属粒子１０７に対するＳｎ粒子の濡れ性が低下し、生成反応が抑制されてしまう傾向がある。一方、第１金属粒子１０６の平均粒径が１００μｍよりも大きい場合、Ｓｎの量が過剰になり、多孔質ウィック３０の気孔率が著しく低下してしまうおそれがある。
【００５２】
また、第２金属粒子１０７の平均粒径が０．１μｍよりも小さい場合、ＣｕＮｉ合金粒子の表面積が増加する。そのため、より多くの酸化物がＣｕＮｉ合金粒子の表面に形成し、溶融したＳｎに対するＣｕＮｉ合金粒子の濡れ性が低下し、生成反応が阻害されてしまう傾向がある。
【００５３】
一方、第２金属粒子１０７の平均粒径が３０μｍよりも大きい場合、ＣｕＮｉ合金粒子間の隙間のサイズが増大する。これにより、ＣｕＮｉ合金粒子の中心部分まで金属間化合物の生成反応に利用することができず、生成反応に利用されるＣｕＮｉ合金が不足する。そのため、金属間化合物の生成量が低減してしまう。
【００５４】
また、金属ペースト１０５において、第１金属粒子１０６と第２金属粒子１０７との配合比は、重量比で、第２金属粒子１０７：第１金属粒子１０６＝５０：５０〜２０：８０の範囲内であることが好ましい。
【００５５】
また、金属ペースト１０５と金属シート１５５の塗膜１１５とにおいて、金属成分と有機成分との配合比は、重量比で、金属成分：有機成分＝７５：２５〜９９．５：０．５の範囲内であることが好ましい。金属成分の配合量が上記よりも多いと、十分な粘性を得ることができず、有機成分から金属成分が剥落するおそれがある。一方、金属成分の配合量が上記よりも少ないと、第１金属を十分に反応させることができず、金属間化合物相１０９又は金属間化合物相１１９中に未反応の第１金属粒子１０６が多量に残存するおそれがある。
【００５６】
次に、有機成分１０８は、フラックス、溶剤、チキソ剤などを含む。有機成分１０８の粘性は、有機成分１１８の粘性より低い。なお、その他の構成は有機成分１０８と同じであるため、有機成分１１８の説明は省略する。
【００５７】
フラックスは、ロジンと活性剤を含む。フラックスは、パイプ筐体９０、第１金属粒子１０６、及び第２金属粒子１０７のそれぞれの表面の酸化被膜を除去する還元機能を果たす。
【００５８】
ロジンは例えば、天然ロジン、水素化ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、不飽和二塩基酸変性ロジン、アクリル酸変性ロジンなどのロジン誘導体等、またはこれらの混合材などである。ロジンは例えば、重合ロジンＲ−９５を用いる。
【００５９】
また、活性剤はフラックスの還元反応を促進する。活性剤は例えば、モノカルボン酸（例えば、ギ酸、酢酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、安息香酸など）、ジカルボン酸（例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸など）、ブロモアルコール類（例えば、１−ブロモー２−ブタノールなど）、有機アミンのハロゲン化水素酸塩類、ブロモアルカン類、ブロモアルケン類、ベンジルブロマイド類、ポリアミン類、塩素系活性剤などである。活性剤は例えば、アジピン酸を用いる。
【００６０】
溶剤は、金属ペースト１０５の粘度を調整する。同様に溶剤は、金属シート１５５の塗膜１１５の粘度を調整する。溶剤は例えば、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、芳香族系、炭化水素類などである。溶剤は例えば、ヘキシルジグリコール（ＨｅＤＧ）を用いる。
【００６１】
チキソ剤は、金属成分と有機成分を均一に混和させた後、金属成分と有機成分が分離しないように維持する。チキソ剤は例えば、硬化ヒマシ油、カルナバワックス、アミド類、ヒドロキシ脂肪酸類、ジベンジリデンソルビトール、ビス（ｐ−メチルベンジリデン）ソルビトール類、蜜蝋、ステアリン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸エチレンビスアミドなどである。
【００６２】
なお、金属ペースト１０５及び金属シート１５５には、添加物として、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｃ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｚｎ等が含まれていても良い。また、金属ペースト１０５及び金属シート１５５には、これらの添加物だけでなく、添加剤として金属錯体、金属化合物等が含まれていても良い。
【００６３】
次に、図７に示すように、均一の厚みとなるよう金属ペースト１０５をパイプ筐体９０の内面に塗布する（Ｓ１：塗布工程）。すなわち、この塗布工程は、均一の厚みとなるよう金属ペースト１０５をパイプ筐体９０の内面に設ける。具体的な塗布方法としては、例えば、金属ペースト１０５をパイプ筐体９０に圧縮空気で圧送することにより、パイプ９０の内面に塗布することができる。
【００６４】
次に、図１、図２に示すようにパイプ筐体９０の第１端部９１を封止部材１９１によって封止するため、図８に示すように、金属シート１５５をパイプ筐体９０の第１端部９１に貼付する（Ｓ２：貼付工程）。すなわち、この貼付工程は、金属シート１５５をパイプ筐体９０の第１端部９１に設ける。
【００６５】
次に、パイプ筐体９０を、例えばリフロー装置を用いて加熱する（Ｓ３：加熱工程）。加熱工程は、Ｓｎの融点以上ＣｕＮｉ合金の融点以下の範囲内の温度まで、金属ペースト１０５及び金属シート１５５を加熱する。Ｓｎの融点は、２３１．９℃である。ＣｕＮｉ合金の融点は、Ｎｉの含有量によって変化し、例えば１２２０℃から１３００℃である。例えば、加熱工程は、１５０℃〜２３０℃でプレヒートを行った後、加熱温度２５０℃〜４００℃で２分〜１０分の間、加熱する。ピーク温度は４００℃に到達させる。
【００６６】
加熱により金属ペースト１０５がＳｎの融点以上に達すると、第１金属粒子１０６が溶融する。溶融したＳｎと第２金属粒子１０７との反応によって、例えば図９に示すような金属間化合物相１０９が生成される。この反応は、例えば、液相拡散接合（「ＴＬＰ接合：ＴｒａｎｓｉｅｎｔＬｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ ＤｉｆｆｕｓｉｏｎＢｏｎｄｉｎｇ」）に伴う反応である。
【００６７】
同様に、加熱により金属シート１５５がＳｎの融点以上に達すると、第１金属箔１１６が溶融する。溶融したＳｎと第２金属粒子１０７との反応によって、例えば図１０に示すような金属間化合物相１１９が生成される。この反応は、例えば、液相拡散接合（「ＴＬＰ接合：ＴｒａｎｓｉｅｎｔＬｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ ＤｉｆｆｕｓｉｏｎＢｏｎｄｉｎｇ」）に伴う反応である。
【００６８】
なお、有機成分１０８、１１８に含まれる溶剤は、加熱工程が加熱を開始してから、プレヒートを終了するまでの間に、揮発または蒸発する。
【００６９】
リフロー装置が加熱を停止した後、溶融したＳｎと第２金属粒子１０７との反応が終了する。これにより、図２、図３、図９、図１０に示すような多孔質ウィック３０及び封止部材１９１が得られる。リフロー装置が加熱を停止した後、多孔質ウィック３０及び封止部材１９１は常温まで自然冷却していく。
【００７０】
なお、第１金属粒子１０６の一部と第２金属粒子１０７の一部とは、図３に示すように、反応せずに多孔質ウィック３０中に残留する。そのため、多孔質ウィック３０は、第１金属粒子１０６と第２金属粒子１０７と金属間化合物相１０９とによって構成されている。
【００７１】
また、第１金属箔１１６の一部も、図２に示すように、反応せずに残留する。ここで、過剰なＳｎは、図２に示すように、金属間化合物相１１９の外周に流動し、金属間化合物相１１９を覆う。即ち、過剰なＳｎは、パイプ筐体９０をより確実に封止する。
【００７２】
次に、作動液をパイプ筐体９０の内部に充填する（Ｓ４：充填工程）。
【００７３】
次に、図８に示すＳ２の貼付工程と同様に、金属シート１５５をパイプ筐体９０の第２端部９２に貼付する（Ｓ５：貼付工程）。すなわち、この貼付工程は、金属シート１５５をパイプ筐体９０の第２端部９２に設ける。
【００７４】
次に、Ｓ３の加熱工程と同様に、パイプ筐体９０の第２端部９２を、例えばリフロー装置を用いて加熱する（Ｓ６：加熱工程）。加熱工程は、Ｓｎの融点以上ＣｕＮｉ合金の融点以下の範囲内の温度まで、パイプ筐体９０の第２端部９２に貼付した金属シート１５５を加熱する。
【００７５】
ここで、Ｓｎの融点は、２３１．９℃である。ＣｕＮｉ合金の融点は、Ｎｉの含有量によって変化し、例えば１２２０℃から１３００℃である。そのため、加熱工程は例えば、１５０℃〜２３０℃でプレヒートを行った後、加熱温度２５０℃〜４００℃で２分〜５分の間、加熱する。ピーク温度は４００℃に到達させる。
【００７６】
加熱により金属シート１５５がＳｎの融点以上に達すると、第１金属箔１１６が溶融する。溶融したＳｎと第２金属粒子１０７との反応によって、例えば図１０に示すような金属間化合物相１１９が生成される。この反応は、例えば、液相拡散接合（「ＴＬＰ接合：ＴｒａｎｓｉｅｎｔＬｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ ＤｉｆｆｕｓｉｏｎＢｏｎｄｉｎｇ」）に伴う反応である。
【００７７】
なお、有機成分１１８に含まれる溶剤は、加熱工程が加熱を開始してから、プレヒートを終了するまでの間に、揮発または蒸発する。
【００７８】
リフロー装置が加熱を停止した後、溶融したＳｎと第２金属粒子１０７との反応は終了する。これにより、図２に示す封止部材１９１と同様に、封止部材１９２が得られる。リフロー装置が加熱を停止した後、封止部材１９２は常温まで自然冷却していく。
【００７９】
なお、封止部材１９２における第１金属箔１１６の一部は、図２に示す封止部材１９１と同様に、反応せずに残留する。過剰なＳｎは、図２に示す封止部材１９１と同様に、金属間化合物相１１９の外周に流動し、金属間化合物相１１９を覆う。即ち、過剰なＳｎは、パイプ筐体９０をより確実に封止する。
【００８０】
以上の製造方法によって、ヒートパイプ１００が得られる。以上の製造方法で実際にヒートパイプ１００を製造した結果、次のような多孔質ウィック３０及び封止部材１９１、１９２が得られた。多孔質ウィック３０の気孔率は６０％である（図９参照）。多孔質ウィック３０の気孔径は１μｍ以上６０μｍ以下である。多孔質ウィック３０の熱伝導率は例えば、２１〜２３（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。一方、封止部材１９１、１９２の気孔率は２％以下である（図１０参照）。なお、本実施形態において気孔率は、単位体積（ｃｍ３）当たりに占める気孔の体積で表している。
【００８１】
以上の製造方法において、第２金属は、第１金属と反応して金属間化合物を生成する材料である。第２金属は、ＣｕＮｉ合金である。第１金属は、Ｓｎである。Ｓｎの融点は、２３１．９℃である。
【００８２】
以上の製造方法では、第１金属の融点以上の温度で加熱することによって溶融した第１金属と第２金属とが反応し、第１金属と第２金属とからなる金属間化合物が生成される。この反応で生成された金属間化合物相１０９が多孔質ウィック３０を構成する。同様に、この反応で生成された金属間化合物相１１９が封止部材１９１、１９２を構成する。
【００８３】
そのため、ヒートパイプ１００の製造方法は、前述の焼結温度より極めて低い温度で、多孔質ウィック３０をパイプ筐体９０の内部に形成することができる。同様に、ヒートパイプ１００の製造方法は、前述の焼結温度より極めて低い温度で、封止部材１９１、１９２をパイプ筐体９０の両端部９１、９２に形成することができる。
【００８４】
従って、ヒートパイプ１００の製造方法は、パイプ筐体９０が劣化することを抑制できる。
【００８５】
また、金属間化合物相１０９は、高い融点（例えば４００℃以上）を有する。そのため、以上の製造方法で作成された多孔質ウィック３０は、高い耐熱性を有する。また、金属間化合物相１１９は、高い融点（例えば４００℃以上）を有する。そのため、以上の製造方法で作成された封止部材１９１、１９２は、高い耐熱性を有する。
【００８６】
特に、金属間化合物が、第１金属よりも高い融点を有することで、ヒートパイプ１００をさらにリフローなどの加熱により他の装置、部品、基板などに実装する際にも、多孔質ウィック３０及び封止部材１９１、１９２の構造は損なわれず、ヒートパイプ１００の機能を維持できる。
【００８７】
また、封止部材１９１、１９２の金属間化合物相１１９は前述したように、気孔率が極めて小さい緻密な構造を有する（図１０参照）。よって、ヒートパイプ１００は、パイプ筐体９０の内部に封入した作動液の漏洩を確実に防ぐことができる。また、封止部材１９１、１９２は、耐衝撃性にも優れる。
【００８８】
また、ヒートパイプ１００の製造方法は、パイプ筐体９０の内面が湾曲していても、金属ペースト１０５を均一の厚みにパイプ筐体９０の内面に塗布するだけで、均一の厚みを持つ多孔質ウィック３０をパイプ筐体９０の内面に得ることができる。
【００８９】
また、ヒートパイプ１００の製造方法は、前述したように気孔率の高い多孔質ウィック３０をパイプ筐体９０の内部に形成することができる（図９参照）。そのため、ヒートパイプ１００は、高い液浸透性および高い毛細管力を有することができる。即ちヒートパイプ１００は、高い熱伝導度を有することができる。
【００９０】
なお、ヒートパイプ１００の製造方法は、金属ペースト１０５や金属シート１５５に使用する材料、各材料の含有量または加熱温度等を調整することで、多孔質ウィック３０や封止部材１９１、１９２の気孔率を１％以上８０％以下の範囲で設定することができる。
【００９１】
ここで、ヒートパイプ１００の製造方法は、多孔質ウィック３０の気孔率を２０％以上に設定した場合、ヒートパイプ１００の放熱特性を向上させることができる。特に、ヒートパイプ１００の製造方法は、多孔質ウィック３０の気孔率を４５％以上に設定することができ、焼結体で実現できない気孔率を実現できる。
【００９２】
また、ヒートパイプ１００の製造方法は、金属ペースト１０５や金属シート１５５に使用する材料、含有量または加熱温度等を調整することで、多孔質ウィック３０の気孔径を１μｍ以上１００μｍ以下の範囲で設定することができる。ここで、多孔質ウィック３０の気孔径は、毛細管現象による輸送性の観点から小さい方が好ましい。例えば、ヒートパイプ１００の製造方法は、パイプ筐体９０の長さ、傾き又は作動液の比重などの条件に応じて、多孔質ウィック３０の気孔径を、５μｍ以上４０μｍ以下の範囲や、１０μｍ以上３０μｍ以下の範囲で設定することができる。
【００９３】
以下、本発明の第２実施形態に係るヒートパイプ２００について説明する。
【００９４】
図１１は、本発明の第２実施形態に係るヒートパイプ２００の中央部を示す断面図である。ヒートパイプ２００がヒートパイプ１００と相違する点は、パイプ筐体２９０及び多孔質ウィック２３０の形状である。パイプ筐体９０は円筒形状であるのに対してパイプ筐体２９０は角筒形状である。多孔質ウィック３０は円筒形状であるのに対して多孔質ウィック２３０は直方体形状である。
【００９５】
多孔質ウィック２３０は図１、図２に示す多孔質ウィック３０と同様に、パイプ筐体２９０の長手方向へ伸び、パイプ筐体２９０における加熱部９１と冷却部９２との間を繋ぐ。そして、パイプ筐体２９０及び多孔質ウィック２３０は、パイプ筐体２９０の長手方向へ伸びる空洞２９５を形成する。その他の構成については同じであるため説明を省略する。
【００９６】
次に、ヒートパイプ２００の製造方法について説明する。
【００９７】
図１２は、図１１に示すヒートパイプ２００の製造方法で行われる塗布工程の様子を示す断面図である。ヒートパイプ２００の製造方法がヒートパイプ１００の製造方法と相違する点は、図４に示すＳ１の工程である。その他の工程については同じであるため説明を省略する。
【００９８】
ヒートパイプ２００の製造方法では、金属ペースト１０５の代わりに圧紛体２０５を使用する。圧紛体２０５は、第１金属粒子１０６と第２金属粒子１０７と有機成分２１８とを含む。有機成分２１８の粘性は、有機成分１０８の粘性より高い。なお、その他の構成は有機成分１０８と同じであるため、有機成分２１８の説明は省略する。
【００９９】
そして、図１２に示すように、圧紛体２０５をパイプ筐体２９０の短手方向の中央部に設ける。
【０１００】
その後、Ｓ２〜Ｓ６の工程を経ると、多孔質ウィック２３０をパイプ筐体２９０の短手方向の中央部に備えるヒートパイプ２００が得られる。ヒートパイプ２００ではヒートパイプ１００と同様に、第１金属の融点以上の温度で加熱することによって、溶融した第１金属と第２金属とが反応し、第１金属と第２金属とからなる金属間化合物が生成される。この反応で生成された金属間化合物相１０９が多孔質ウィック２３０を構成する。
【０１０１】
そのため、ヒートパイプ２００は、前述の焼結温度より極めて低い温度で、多孔質ウィック２３０をパイプ筐体２９０の内部に得ることができる。
【０１０２】
従って、ヒートパイプ２００とヒートパイプ２００を備える放熱部品とは、ヒートパイプ１００と同様の効果を奏する。同様に、ヒートパイプ２００の製造方法は、ヒートパイプ１００の製造方法と同様の効果を奏する。
【０１０３】
以下、本発明の第３実施形態に係るヒートパイプ３００について説明する。
【０１０４】
図１３は、本発明の第３実施形態に係るヒートパイプ３００の外観を示す斜視図である。なお、図１３は、説明簡略化のため、封止部材１９１、１９２の図示を省略している。
【０１０５】
ヒートパイプ３００がヒートパイプ１００と相違する点は、パイプ筐体３９０及び多孔質ウィック３３０の形状である。パイプ筐体３９０及び多孔質ウィック３３０のそれぞれの断面は、螺旋状である。そして、パイプ筐体３９０及び多孔質ウィック３３０のそれぞれは、パイプ筐体３９０の長手方向に、略同じ断面形状のまま伸びている。
【０１０６】
多孔質ウィック３３０は図１、図２に示す多孔質ウィック３０と同様に、パイプ筐体３９０における加熱部３９１と冷却部３９２との間を繋ぐ。そして、パイプ筐体３９０及び多孔質ウィック３３０は、パイプ筐体３９０の長手方向へ伸びる空洞３９５を形成する。その他の構成についてはヒートパイプ１００と同じであるため説明を省略する。
【０１０７】
次に、ヒートパイプ３００の製造方法について説明する。
【０１０８】
図１４は、図１３に示すヒートパイプ３００の製造方法を示すフローチャートである。図１５は、図１４に示す塗布工程の様子を示す断面図である。図１６は、図１４に示す巻き工程の様子を示す断面図である。
【０１０９】
ヒートパイプ３００の製造方法がヒートパイプ１００の製造方法と相違する点は、図４に示すＳ１をＳ３１〜Ｓ３３に置き替えた点である。その他の工程については同じであるため説明を省略する。
【０１１０】
ヒートパイプ３００の製造方法では、芯材３９６及び箔３８０を用意する。箔３８０の材料は例えば銅である。
【０１１１】
そして、図１５に示すように、金属ペースト１０５を、箔３８０の表面に塗布する（図１４：Ｓ３１）。
【０１１２】
次に、図１６に示すように、箔３８０の金属ペースト１０５が設けられた側の面が内側になるように、芯材３９６を軸にして箔３８０を巻く（図１４：Ｓ３２）。これにより、螺旋状の断面を有する金属ペースト１０５及びパイプ筐体３９０が得られる。
【０１１３】
次に、金属シート１５５をパイプ筐体３９０の第１端部３９１に貼付する（Ｓ２：貼付工程）。
【０１１４】
次に、パイプ筐体３９０を、例えばリフロー装置を用いて加熱する（Ｓ３：加熱工程）。これにより、溶融したＳｎと第２金属粒子１０７との反応によって金属間化合物相１０９が生成され、螺旋状の断面を有する多孔質ウィック３３０が得られる。
【０１１５】
次に、Ｓ２、Ｓ３の工程を経た後、芯材３９６を多孔質ウィック３３０及びパイプ筐体３９０から抜く（図１４：Ｓ３３）。これにより、芯材３９６が存在していた領域が空洞３９５になる。
【０１１６】
その後、Ｓ４〜Ｓ６の工程を経ると、ヒートパイプ３００が得られる。ヒートパイプ３００ではヒートパイプ１００と同様に、第１金属の融点以上の温度で加熱することによって、溶融した第１金属と第２金属とが反応し、第１金属と第２金属とからなる金属間化合物が生成される。この反応で生成された金属間化合物相１０９が多孔質ウィック３３０を構成する。
【０１１７】
そのため、ヒートパイプ３００は、前述の焼結温度より極めて低い温度で、多孔質ウィック３３０をパイプ筐体３９０の内部に得ることができる。
【０１１８】
従って、ヒートパイプ３００とヒートパイプ３００を備える放熱部品とは、ヒートパイプ１００と同様の効果を奏する。同様に、ヒートパイプ３００の製造方法は、ヒートパイプ１００の製造方法と同様の効果を奏する。
【０１１９】
以下、本発明の第４実施形態に係るヒートパイプ４００について説明する。
【０１２０】
図１７は、本発明の第４実施形態に係るヒートパイプ４００の中央部を示す断面図である。ヒートパイプ４００は、図１１に示すヒートパイプ２００の多孔質ウィック２３０を積層体４３０に置き替えたものである。積層体４３０は、箔４９１、多孔質ウィック４３１、箔４９２、多孔質ウィック４３２、及び箔４９３が積層されたものである。パイプ筐体２９０及び積層体４３０は、パイプ筐体２９０の長手方向へ伸びる空洞４９５を形成する。その他の構成については同じであるため説明を省略する。
【０１２１】
次に、ヒートパイプ４００の製造方法について説明する。
【０１２２】
図１８は、図１７に示すヒートパイプ４００の製造方法を示すフローチャートである。図１９は、図１８に示すヒートパイプ４００の製造方法で用意される複数の箔４９１、４９２、４９３の外観および塗布工程の様子を示す斜視図である。図２０は、図１８に示す積層工程の様子を示す断面図である。図２１は、図１８に示す挿入工程の様子を示す断面図である。
【０１２３】
ヒートパイプ４００の製造方法は図１８に示すように、図４に示すＳ１を、Ｓ４１〜Ｓ４３に置き替えたものである。その他の工程については同じであるため説明を省略する。
【０１２４】
ヒートパイプ４００の製造方法では、図１９に示すように、箔４９１、箔４９２、及び箔４９３を用意する。箔４９１は複数の開口部４４０を有する。箔４９３は複数の開口部４４０を有する。箔４９１、箔４９２、及び箔４９３の材料は例えば銅である。
【０１２５】
そして、図１９に示すように、金属ペースト１０５を、箔４９１の複数の開口部４４０と箔４９２の両面と箔４９３の複数の開口部４４０とに塗布する（図１８：Ｓ４１）。
【０１２６】
次に、図２０に示すように、箔４９１、箔４９２、及び箔４９３を積層する（図１８：Ｓ４２）。
【０１２７】
次に、図２１に示すように、箔４９１、箔４９２、及び箔４９３の積層体をパイプ筐体２９０の内部に挿入する（図１８：Ｓ４３）。
【０１２８】
次に、金属シート１５５をパイプ筐体２９０の端部に貼付する（Ｓ２：貼付工程）。
【０１２９】
次に、パイプ筐体２９０を、例えばリフロー装置を用いて加熱する（Ｓ３：加熱工程）。これにより、溶融したＳｎと第２金属粒子１０７との反応によって金属間化合物相１０９が生成され、多孔質ウィック４３１及び多孔質ウィック４３２が得られる。
【０１３０】
その後、Ｓ４〜Ｓ６の工程を経ると、ヒートパイプ４００が得られる。ヒートパイプ４００ではヒートパイプ１００と同様に、第１金属の融点以上の温度で加熱することによって、溶融した第１金属と第２金属とが反応し、第１金属と第２金属とからなる金属間化合物が生成される。この反応で生成された金属間化合物相１０９が多孔質ウィック４３１、４３２を構成する。
【０１３１】
そのため、ヒートパイプ４００は、前述の焼結温度より極めて低い温度で、多孔質ウィック４３１、４３２をパイプ筐体２９０の内部に得ることができる。
【０１３２】
従って、ヒートパイプ４００とヒートパイプ４００を備える放熱部品とは、ヒートパイプ１００と同様の効果を奏する。同様に、ヒートパイプ４００の製造方法は、ヒートパイプ１００の製造方法と同様の効果を奏する。
【０１３３】
なお、ヒートパイプ４００の製造方法は、３枚の箔４９１〜４９３を使用しているが、これに限るものではない。実施の際、例えば３枚の金属板を使用してもよい。また、積層する箔や金属板などの枚数は３枚に限られず、２枚以上の複数であればよい。
【０１３４】
以下、本発明の第５実施形態に係るヒートパイプ５００について説明する。
【０１３５】
図２２は、本発明の第５実施形態に係るヒートパイプ５００の中央部を示す断面図である。ヒートパイプ５００は、図１１に示すヒートパイプ２００の多孔質ウィック２３０を多孔質ウィック５３１、５３２に置き替えたものである。パイプ筐体２９０及び多孔質ウィック５３１、５３２は、パイプ筐体２９０の長手方向へ伸びる空洞５９５を形成する。その他の構成については同じであるため説明を省略する。
【０１３６】
次に、ヒートパイプ５００の製造方法について説明する。
【０１３７】
図２３は、図２２に示すヒートパイプ５００の製造方法を示すフローチャートである。図２４は、図２３に示すヒートパイプ５００の製造方法で用意される複数の箔５９１、５９２、５９３、５９４の外観および塗布工程の様子を示す斜視図である。図２５は、図２３に示す積層工程の様子を示す断面図である。
【０１３８】
ヒートパイプ５００の製造方法では、図２２に示す構造を得るため、図２４に示すように、箔５９１、箔５９２、箔５９３、及び箔５９４を用意する。箔５９２は開口部５４０を有する。箔５９３は開口部５４０を有する。箔５９１、箔５９２、箔５９３、及び箔５９４の材料は例えば銅である。
【０１３９】
そして、図２４に示すように、金属ペースト１０５を、箔５９４に対向する箔５９１の面と箔５９１に対向する箔５９４の面とに塗布する（図２３：Ｓ５１）。
【０１４０】
次に、図２５に示すように、箔５９１、箔５９２、箔５９３、及び箔５９４を積層する（図２３：Ｓ５２）。
【０１４１】
次に、箔５９１、箔５９２、箔５９３、及び箔５９４の積層体を、例えばリフロー装置を用いて加熱する（図２３：Ｓ５３）。これにより、溶融したＳｎと第２金属粒子１０７との反応によって金属間化合物相１０９が生成され、図２２に示すような多孔質ウィック５３１、５３２及びパイプ筐体２９０が得られる。リフロー装置が加熱を停止した後、多孔質ウィック５３１、５３２及びパイプ筐体２９０は常温まで自然冷却していく。
【０１４２】
次に、作動液をパイプ筐体２９０の内部に充填する（Ｓ４：充填工程）。
【０１４３】
次に、パイプ筐体２９０の第２端部２９２を封止するため、図２５に示す積層体５９０をパイプ筐体２９０の第２端部２９２に接合する（Ｓ５４：接合工程）。積層体５９０は、４枚の箔が積層した積層体である。この接合は例えば、パイプ筐体２９０の第２端部２９２の接合面と積層体５９０の接合面とを活性化した後に加熱することによって、実施される。
【０１４４】
以上の製造方法によってヒートパイプ５００が得られる。ヒートパイプ５００ではヒートパイプ１００と同様に、第１金属の融点以上の温度で加熱することによって、溶融した第１金属と第２金属とが反応し、第１金属と第２金属とからなる金属間化合物が生成される。この反応で生成された金属間化合物相１０９が多孔質ウィック５３１、５３２を構成する。
【０１４５】
そのため、ヒートパイプ５００は、前述の焼結温度より極めて低い温度で、多孔質ウィック５３１、５３２をパイプ筐体２９０の内部に得ることができる。
【０１４６】
従って、ヒートパイプ５００とヒートパイプ５００を備える放熱部品とは、ヒートパイプ１００と同様の効果を奏する。同様に、ヒートパイプ５００の製造方法は、ヒートパイプ１００の製造方法と同様の効果を奏する。
【０１４７】
なお、ヒートパイプ５００の製造方法は、４枚の箔５９１〜５９４を使用しているが、これに限るものではない。実施の際、例えば４枚の金属板を使用してもよい。また、積層する箔や金属板などの枚数は４枚に限られず、２枚以上の複数であればよい。
【０１４８】
以下、本発明の第６実施形態に係るヒートパイプ６００について説明する。
【０１４９】
図２６は、本発明の第６実施形態に係るヒートパイプ６００の外観を示す斜視図である。図２７は、図２６に示すヒートパイプ６００の第１端部９１を示す断面図である。ヒートパイプ６００がヒートパイプ１００と異なる点は、封止部材６９１、６９２である。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。
【０１５０】
パイプ筐体９０の両端部９１、９２は、封止部材６９１、６９２によって封止されている。封止部材６９１は、第２金属箔６１６と第１金属箔１１６と金属間化合物相１１９とによって構成されている。
【０１５１】
なお、ヒートパイプ６００に関して、第２端部９２の構成は第１端部９１の構成と同じであり、封止部材６９２の構成は封止部材６９１の構成と同じである。そのため、パイプ筐体９０の第２端部９２及び封止部材６９２の説明を省略する。
【０１５２】
次に、ヒートパイプ６００の製造方法について説明する。
【０１５３】
図２８は、図２６に示すヒートパイプ６００の製造方法における貼付工程の様子を示す断面図である。ヒートパイプ６００の製造方法がヒートパイプ１００の製造方法と相違する点は、図４に示すＳ２、Ｓ５の貼付工程において図６（Ｂ）に示す金属シート１５５の代わりに、金属シート６５５及び塗膜１１５を用いる点である。金属シート６５５は、図２８に示すように、第２金属箔６１６と第１金属箔１１６とを有するシートである。その他の点については同じであるため説明を省略する。
【０１５４】
ヒートパイプ６００の製造方法では、図２８に示すように塗膜１１５をパイプ筐体９０の第１端部９１に塗布した後、金属シート６５５をパイプ筐体９０の第１端部９１に貼付する（図４：Ｓ２）。塗膜１１５は前述したように、第２金属粒子１０７が有機成分１１８中に均一に分散した膜である。
【０１５５】
次に、パイプ筐体９０の第１端部９１を、例えばリフロー装置を用いて加熱する（図４：Ｓ３）。これにより、溶融したＳｎと第２金属粒子１０７との反応によって金属間化合物相１１９が生成され、図２６、図２７に示すような封止部材６９１が第１端部９１に得られる。
【０１５６】
同様に、塗膜１１５をパイプ筐体９０の第２端部９２に塗布した後、金属シート６５５をパイプ筐体９０の第２端部９２に貼付する（図４：Ｓ５）。
【０１５７】
次に、パイプ筐体９０の第２端部９２を、例えばリフロー装置を用いて加熱する（図４：Ｓ３）。これにより、溶融したＳｎと第２金属粒子１０７との反応によって金属間化合物相１１９が生成され、図２６に示すような封止部材６９２が第２端部９２に得られる。
【０１５８】
以上の製造方法によってヒートパイプ６００が得られる。ヒートパイプ６００ではヒートパイプ１００と同様に、第１金属の融点以上の温度で加熱することによって、溶融した第１金属と第２金属とが反応し、第１金属と第２金属とからなる金属間化合物が生成される。この反応で生成された金属間化合物相１１９が封止部材６９１、６９２を構成する。
【０１５９】
そのため、ヒートパイプ６００は、前述の焼結温度より極めて低い温度で、封止部材６９１、６９２をパイプ筐体９０の両端部９１、９２に得ることができる。また、封止部材６９１、６９２の金属間化合物相１１９は、気孔率が極めて小さい緻密な構造を有する（図１０参照）。よって、ヒートパイプ６００は、パイプ筐体９０の内部に封入した作動液の漏洩を確実に防ぐことができる。また、封止部材６９１、６９２は、耐衝撃性にも優れる。
【０１６０】
従って、ヒートパイプ６００とヒートパイプ６００を備える放熱部品とは、ヒートパイプ１００と同様の効果を奏する。同様に、ヒートパイプ６００の製造方法は、ヒートパイプ１００の製造方法と同様の効果を奏する。
【０１６１】
以下、本発明の第７実施形態に係るヒートパイプ７００について説明する。
【０１６２】
図２９は、本発明の第７実施形態に係るヒートパイプ７００の中央部を示す断面図である。ヒートパイプ７００がヒートパイプ１００と相違する点は、多孔質ウィック７３０の気孔率が多孔質ウィック３０の気孔率より高い点である。多孔質ウィック７３０は、孔７８０を有する。多孔質ウィック７３０は、第１金属で構成される第１金属粒子１０６と、上述してきた第２金属で構成される第２金属粒子１０７と、第３金属で構成される第３金属粒子７２７と、金属間化合物で構成される金属間化合物粒子７０９とによって構成されている。多孔質ウィック７３０では、複数の金属間化合物粒子７０９が各第３金属粒子７２７を接合している。
【０１６３】
多孔質ウィック７３０は図１、図２に示す多孔質ウィック３０と同様に、パイプ筐体９０の長手方向へ伸び、パイプ筐体９０における加熱部９１と冷却部９２との間を繋ぐ。そして、パイプ筐体９０及び多孔質ウィック７３０は、パイプ筐体９０の長手方向へ伸びる空洞９５を形成する。その他の構成については同じであるため説明を省略する。
【０１６４】
次に、ヒートパイプ７００の製造方法について説明する。
【０１６５】
図３０は、図２９に示すヒートパイプ７００の製造方法で行われる塗布工程の様子を示す断面図である。ヒートパイプ７００の製造方法がヒートパイプ１００の製造方法と相違する点は、図４に示すＳ１の工程である。その他の工程については同じであるため説明を省略する。
【０１６６】
ヒートパイプ７００の製造方法では、金属ペースト１０５の代わりに金属ペースト７０５を使用する。そして、図３０に示すように、金属ペースト７０５をパイプ筐体９０の短手方向の中央部に設ける。
【０１６７】
金属ペースト７０５は、第１金属粒子１０６と、第２金属粒子１０７と、有機成分１０８と、に加え、第３金属粒子７２７を含んでいる。第３金属は、例えばＣｕである。
【０１６８】
ここで、第３金属粒子７２７は、以下の条件を満たすものである。
【０１６９】
・第３金属の融点が第１金属の融点より高い。
【０１７０】
・第３金属粒子７２７の径の大きさが第２金属粒子１０７の径の大きさより大きい。
【０１７１】
・第３金属は、第１金属と化学反応する。
【０１７２】
・第３金属粒子７２７の表面に金属間化合物が生成される。
【０１７３】
・第３金属粒子７２７と第１金属粒子１０６とが反応して金属間化合物を生成する際の反応速度は、第２金属粒子１０７と第１金属粒子１０６とが反応して金属間化合物を生成する際の反応速度より遅い。
【０１７４】
・第３金属粒子７２７は、水などの作動液に不溶である。
【０１７５】
なお、第３金属粒子７２７の径の大きさを第２金属粒子１０７の径の大きさより大きくすることで、第２金属粒子１０７の比表面積が、第３金属粒子７２７より大きくなる。そして、第１金属粒子１０６が比表面積の大きな第２金属粒子１０７と優先的に反応して第２金属粒子１０７と第１金属粒子１０６とからなる金属間化合物が生成しやすくなり、該金属間化合物を介して第３金属粒子７２７同士を結着することが可能になる。また、第３金属粒子７２７を大きくすることで、粒子間の隙間が大きくなるため、加熱後の孔７８０を大きくすることができる。
【０１７６】
塗布工程が終わった後、Ｓ２〜Ｓ６の工程を経ると、多孔質ウィック７３０をパイプ筐体９０の短手方向の中央部に備えるヒートパイプ７００が得られる。ヒートパイプ７００ではヒートパイプ１００と同様に、第１金属の融点以上の温度で加熱することによって、溶融した第１金属と第２金属とが反応し、第１金属と第２金属とからなる金属間化合物が生成される。この反応で生成された金属間化合物粒子７０９が多孔質ウィック７３０を構成する。
【０１７７】
そのため、ヒートパイプ７００は、前述の焼結温度より極めて低い温度で、多孔質ウィック７３０をパイプ筐体９０の内部に得ることができる。
【０１７８】
従って、ヒートパイプ７００とヒートパイプ７００を備える放熱部品とは、ヒートパイプ１００と同様の効果を奏する。同様に、ヒートパイプ７００の製造方法は、ヒートパイプ１００の製造方法と同様の効果を奏する。
【０１７９】
なお、本実施形態では、第３金属粒子７２７がＣｕで構成されているが、これに限るものではない。実施の際、第３金属はＣｕ以外の金属でも良い。例えば、第３金属がＮｉでも良い。また第２金属がＣｕＮｉＣｏで第３金属がＣｕＮｉでも良い。また、図２９及び図３０では全ての第３金属粒子７２７が球形で描かれているが、不定形でも良い。
【０１８０】
《他の実施形態》
なお、上述の実施形態では、パイプ筐体が、円筒形状、角筒形状などである例を示したが、これに限るものではない。パイプ筐体は、断面が多角形状、楕円形状などである筒形状でもよいし、外観形状が円錐形状であるような先細りする筒形状でもよいし、また、開口部の面積と側壁の面積とが同程度である筒形状でもよい。
【０１８１】
また、本実施形態の製造方法において金属ペースト１０５は、ペーストの形態であるが、これに限るものではない。実施の際、金属組成物は、たとえばパテ状の形態であってもよい。
【０１８２】
また、本実施形態の製造方法において第１金属粒子１０６の材料は、Ｓｎ単体であるが、これに限るものではない。実施の際は、第１金属粒子１０６の材料は、Ｓｎ系合金であってもよい。Ｓｎ系合金は例えば、ＳｎＡｇＣｕ合金、ＳｎＡｇ合金、ＳｎＣｕ合金、ＳｎＢｉ合金、ＳｎＳｂ合金、ＳｎＡｕ合金、ＳｎＰｂ合金、ＳｎＺｎ合金などである。
【０１８３】
また、本実施形態の製造方法において第２金属粒子１０７の材料は、ＣｕＮｉ合金であるが、これに限るものではない。実施の際は、第２金属粒子１０７の材料は、例えばＣｕＭｎ合金粒子、ＣｕＡｌ合金粒子およびＣｕＣｒ合金粒子からなる群より選ばれる少なくとも１種の合金であってもよい。Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｒの割合は５〜２０重量％のＣｕ合金粒子が好ましい。
【０１８４】
ＣｕＭｎ合金粒子を用いる場合、溶融したＳｎとＣｕＭｎ合金粒子との反応により、Ｃｕ、ＭｎおよびＳｎからなる群より選ばれる少なくとも２種を含んだ金属間化合物が生成される。この金属間化合物は例えば、（Ｃｕ,Ｍｎ）６Ｓｎ５、Ｃｕ４Ｍｎ２Ｓｎ５、Ｃｕ５ＭｎＳｎ５、（Ｃｕ,Ｍｎ）３Ｓｎ、Ｃｕ２ＭｎＳｎ、ＣｕＭｎ２Ｓｎである。
【０１８５】
また、本実施形態の加熱工程において、熱風加熱しているが、これに限るものではない。実施の際は、例えば遠赤外線加熱や高周波誘導加熱、ホットプレート等を用いてもよい。
【０１８６】
また、本実施形態の加熱工程において、大気中で熱風加熱しているが、これに限るものではない。実施の際は、例えばＮ２、Ｈ２、ギ酸、又は真空中で熱風加熱しても良い。
【０１８７】
また、本実施形態の加熱工程において、加熱中は加圧していないが、これに限るものではない。実施の際は、例えば加熱中、数ＭＰａ程度の加圧を行ってもよい。この場合、緻密な金属間化合物が得られ、接合強度が増大する。
【０１８８】
最後に、前記実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲は、特許請求の範囲と均等の範囲とを含む。
【符号の説明】
【０１８９】
３０、７３０…多孔質ウィック
８０、７８０…孔
９０…パイプ筐体
９１…第１端部（加熱部）
９２…第２端部（冷却部）
９３…中央部
９５…空洞
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００…ヒートパイプ
１０５、７０５…金属ペースト
１０６…第１金属粒子
１０７…第２金属粒子
１０８…有機成分
１０９…金属間化合物相
１１０…金属成分
１１５…塗膜
１１６…第１金属箔
１１８…有機成分
１１９…金属間化合物相
１５５…金属シート
１９１、１９２…封止部材
２０５…圧紛体
２１８…有機成分
２３０…多孔質ウィック
２５０…加熱温度
２９０…パイプ筐体
２９１…第１端部（加熱部）
２９２…第２端部（冷却部）
２９５…空洞
３３０…多孔質ウィック
３８０…箔
３９０…パイプ筐体
３９１…第１端部（加熱部）
３９２…第２端部（冷却部）
３９５…空洞
３９６…芯材
４３０…積層体
４３１、４３２…多孔質ウィック
４４０…開口部
４９１、４９２、４９３…箔
４９５…空洞
５３１…多孔質ウィック
５４０…開口部
５９０…積層体
５９１、５９２、５９３、５９４…箔
５９５…空洞
６１６…第２金属箔
６５５…金属シート
６９１、６９２…封止部材
７０９…金属間化合物粒子
７２７…第３金属粒子
【図１】
2017056842.tif 000003
【図２】
2017056842.tif 000004
【図３】
2017056842.tif 000005
【図４】
2017056842.tif 000006
【図５】
2017056842.tif 000007
【図６】
2017056842.tif 000008
【図７】
2017056842.tif 000009
【図８】
2017056842.tif 000010
【図９】
2017056842.tif 000011
【図１０】
2017056842.tif 000012
【図１１】
2017056842.tif 000013
【図１２】
2017056842.tif 000014
【図１３】
2017056842.tif 000015
【図１４】
2017056842.tif 000016
【図１５】
2017056842.tif 000017
【図１６】
2017056842.tif 000018
【図１７】
2017056842.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2017056842.tif 000021
【図２０】
2017056842.tif 000022
【図２１】
2017056842.tif 000023
【図２２】
2017056842.tif 000024
【図２３】
2017056842.tif 000025
【図２４】
2017056842.tif 000026
【図２５】
2017056842.tif 000027
【図２６】
2017056842.tif 000028
【図２７】
2017056842.tif 000029
【図２８】
2017056842.tif 000030
【図２９】
2017056842.tif 000031
【図３０】
2017056842.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月14日(2017.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動液が封入されたパイプ筐体と、
前記パイプ筐体の内部に設けられた多孔質ウィックと、を備え、
前記多孔質ウィックは、少なくとも第１金属と前記第１金属より融点が高い第２金属と前記第１金属より融点が高い第３金属と前記第１金属および前記第２金属を含有する金属間化合物とを含む、
ヒートパイプ。
【請求項２】
前記多孔質ウィックの気孔率は、２０％以上である、請求項１に記載のヒートパイプ。
【請求項３】
作動液が封入されたパイプ筐体と、
前記パイプ筐体の内部に設けられたウィックと、
前記パイプ筐体を封止する封止部材と、を備え、
前記封止部材は、少なくとも第１金属と前記第１金属より融点の高い第２金属と前記第１金属より融点が高い第３金属と前記第１金属および前記第２金属を含有する金属間化合物とを含む、
ヒートパイプ。
【請求項４】
前記封止部材は、前記パイプ筐体の端部を封止する、請求項３に記載のヒートパイプ。
【請求項５】
前記第１金属は、ＳｎまたはＳｎ系合金からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属であり、
前記第２金属は、ＣｕＮｉ合金、ＣｕＭｎ合金、ＣｕＡｌ合金およびＣｕＣｒ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種の合金である、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のヒートパイプ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のヒートパイプを備える放熱部品。
【請求項７】
第１金属と前記第１金属より融点の高い第２金属と前記第１金属より融点が高い第３金属とを含む金属組成物を、パイプ筐体の内部に設ける設置工程と、
前記第１金属と、前記第２金属と、前記第３金属と、前記金属組成物を加熱し、前記第１金属と前記第２金属とが反応することによって生成された金属間化合物と、を含む材料で構成される多孔質ウィックを、前記パイプ筐体の前記内部に形成する加熱工程と、を含む、ヒートパイプの製造方法。
【請求項８】
第１金属と前記第１金属より融点の高い第２金属とを含む金属組成物を、パイプ筐体の端部に設ける設置工程と、
前記金属組成物を加熱し、前記第１金属と前記第２金属とが反応することによって生成された金属間化合物を含む材料で構成される封止部材を、前記パイプ筐体の前記端部に形成する加熱工程と、を含む、ヒートパイプの製造方法。
【請求項９】
前記金属組成物は、ペースト状であり、
前記設置工程は、前記金属組成物を前記パイプ筐体の前記内部に塗布する工程である、請求項７に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項１０】
前記金属組成物はフラックスを含む、請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項１１】
前記加熱工程は、前記第１金属の融点以上前記第２金属の融点以下の範囲内の温度まで前記金属組成物を加熱する、請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載のヒートパイプの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明のヒートパイプは、パイプ筐体と多孔質ウィックとを備える。パイプ筐体には、作動液が封入される。多孔質ウィックは、パイプ筐体の内部に設けられている。多孔質ウィックは、少なくとも第１金属と第１金属より融点の高い第２金属と第１金属より融点が高い第３金属と第１金属および第２金属を含有する金属間化合物とを含む。多孔質ウィックの気孔率は例えば、２０％以上である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明のヒートパイプは、パイプ筐体とウィックと封止部材とを備える。パイプ筐体には、作動液が封入される。ウィックは、パイプ筐体の内部に設けられている。封止部材は、パイプ筐体を封止する。封止部材は例えば、パイプ筐体の端部を封止する。封止部材は、少なくとも第１金属と第１金属より融点の高い第２金属と第１金属より融点が高い第３金属と第１金属および第２金属を含有する金属間化合物とを含む。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本発明のヒートパイプの製造方法は、設置工程と加熱工程とを含む。設置工程は、金属組成物をパイプ筐体の内部に設ける。金属組成物は、第１金属と第１金属より融点の高い第２金属と第１金属より融点が高い第３金属とを含む。金属組成物はフラックスを含んでいることが好ましい。加熱工程は、金属組成物を加熱し、多孔質ウィックをパイプ筐体の内部に形成する。多孔質ウィックは、第１金属と、第２金属と、第３金属と、第１金属と第２金属とが反応することによって生成された金属間化合物と、を含む材料で構成される。ここで、金属組成物は、ペースト状であり、設置工程は、金属組成物をパイプ筐体の内部に塗布する工程でもよい。
【国際調査報告】
2017056842.tif 000033
2017056842.tif 000034
2017056842.tif 000035
2017056842.tif 000036