(57)【要約】【課題】安定的に熱輸送を行うことのできる熱輸送装置及びこの熱輸送装置を備えた電子機器を提供すること。【解決手段】冷媒が封入されたヒートスプレッダ１の受熱部４に、複数の蒸発構造体７１からなる蒸発部７が設けられる。蒸発構造体７１は、流通部６に面した側面７２と、側面７２のＺ軸方向において異なる複数の位置にそれぞれ開口７３を有する複数の凹部７４とを有する。凹部７４は、Ｚ軸方向の成分を含む方向に傾斜した傾斜部７８を内面に有する。傾斜部７８は、流通部６を挟んで隣り合う２つの蒸発構造体７１との間にＶ溝部６１が形成されるように、凹部７４の内面において受熱部４寄りの部位に設けられる。これにより、液冷媒の液面の様々な高さにおいて、液冷媒を蒸発させて流通させる上で効率的な形状のメニスカス面を形成することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源の熱を受けるための受熱部と、
前記受熱部と第１の方向で対向して配置され、作動流体を気相から液相に凝縮させる凝縮部と、
前記受熱部に設けられ、前記作動流体を液相から気相に蒸発させる蒸発部とを具備し、
前記蒸発部は、前記第１の方向に対して直交する少なくとも一方向に、前記作動流体が流通可能な第１の流通部を挟んで配設された複数の蒸発構造体を有し、
前記蒸発構造体は、前記第１の方向において異なる複数の位置に前記第１の流通部に面してそれぞれ開口し、かつ内部に前記第１の方向の成分を含む方向に傾斜した傾斜面を有する複数の凹部を有する
熱輸送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱輸送装置であって、
複数の前記蒸発構造体は、前記第１の方向及び複数の前記蒸発構造体の配設方向に対してそれぞれ直交する第２の方向に沿った長尺状に設けられる
熱輸送装置。
【請求項３】
請求項２に記載の熱輸送装置であって、
前記傾斜面は、前記第１の流通部を挟んで隣り合う２つの蒸発構造体との間にＶ溝部が形成されるように、前記凹部の内面において前記受熱部寄りの部位に設けられる
熱輸送装置。
【請求項４】
請求項３に記載の熱輸送装置であって、
前記凹部は、前記傾斜面を挟んで前記開口から離間した位置に液相の前記作動流体を毛細管力により前記第２の方向に移動させる第２の流通部を有する
熱輸送装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の熱輸送装置であって、
前記蒸発構造体は、ポーラス材料からなる
熱輸送装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の熱輸送装置であって、
前記蒸発構造体の表面にカーボンナノチューブが生成されている
熱輸送装置。
【請求項７】
外装部を有する熱源と、
前記熱源の前記外装部に設けられた熱輸送装置とを具備し、
前記熱輸送装置は、熱源の熱を受けるための受熱部と、前記受熱部と第１の方向で対向して配置され、作動流体を気相から液相に凝縮させる凝縮部と、前記受熱部に設けられ、前記作動流体を液相から気相に蒸発させる蒸発部とを具備し、前記蒸発部は、前記第１の方向に対して直交する少なくとも一方向に、前記作動流体が流通可能な第１の流通部を挟んで配設された複数の蒸発構造体を有し、前記蒸発構造体は、前記第１の方向において異なる複数の位置に前記第１の流通部に面してそれぞれ開口し、かつ内部に前記第１の方向の成分を含む方向に傾斜した傾斜面を有する複数の凹部を有する
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の熱源に熱的に接続される熱輸送装置及びこの熱輸送装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の熱源、例えばＰＣ（Personal Computer）のＣＰＵ（Central Processing Unit）に熱的に接続され、熱源の熱を吸収して輸送する装置として、ヒートスプレッダ、ヒートパイプ及びＣＰＬ（Capillary Pumped Loop）等の熱輸送装置が使われている。熱輸送装置としては、銅板等からなるソリッド型の金属からなる熱輸送装置や、最近では蒸発部及び作動流体を有する相変化型の熱輸送装置が提案されている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
特許文献１に記載された相変化型の熱輸送装置は、熱源が熱的に接続される部位の内壁面に、液相の作動流体に対して毛細管力を生み出すことのできる断面略Ｖ字状の蒸発溝が設けられている。この熱輸送装置において、熱源からの熱が蒸発溝内の液相の作動流体に伝わって作動流体が加熱されると、この作動流体は蒸発して気相となる。このような作動流体の相変化により、熱輸送装置全体に熱が拡散される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４０２５６号（段落［００２７］−［００３１］、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような相変化型の熱輸送装置では、蒸発部に接続される熱源の熱密度等に応じて、蒸発溝内での液相の作動流体の液面位置が上下に変動する。断面略Ｖ字状の溝内において液面位置が下降すると、熱源の接続位置等によって作動流体の液面位置に偏りが生じやすくなる。液面位置に偏りが生じると、蒸発溝内への作動流体の供給が局所的に不足し、ドライアウトが生じるおそれがある。一方、断面略Ｖ字状の溝内において液面位置が上昇すると、毛細管力を決めるメニスカスの毛細管半径が大きくなる。毛細管半径が大きくなると毛細管力が小さくなり液相の作動流体の循環が良好に行われなくなるおそれがある。また、毛細管半径が大きくなると、液面と溝の壁面との間の液膜の薄い領域が小さくなり、作動流体の蒸発量が低下するおそれがある。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、作動流体の液面位置の上下変動に拘らず安定的に熱輸送を行うことのできる熱輸送装置及びこの熱輸送装置を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る熱輸送装置は、受熱部と、凝縮部と、蒸発部とを具備する。
上記受熱部は、熱源の熱を受けるためのものである。
上記凝縮部は、上記受熱部と第１の方向で対向して配置され、作動流体を気相から液相に凝縮させる。
上記蒸発部は、上記第１の方向に対して直交する少なくとも一方向に、上記作動流体が流通可能な第１の流通部を挟んで配設された複数の蒸発構造体を有する。上記蒸発構造体は、上記第１の方向において異なる複数の位置に上記第１の流通部に面してそれぞれ開口し、かつ内部に上記第１の方向の成分を含む方向に傾斜した傾斜面を有する複数の凹部を有する。
【０００８】
上記熱輸送装置によれば、第１の流通部を挟んで隣り合う２つの蒸発構造体の第１の方向において異なる複数の位置に傾斜面が設けられる。これにより、作動流体の液面の異なる複数の高さ範囲で、作動流体を蒸発させて第１の流通部に移動させる上で効率的な形状の液面を確保することができる。これにより、蒸発部が作動流体を効率的に蒸発させることができる。
【０００９】
複数の上記蒸発構造体は、上記第１の方向及び複数の上記蒸発構造体の配設方向に対してそれぞれ直交する第２の方向に沿った長尺状に設けられてもよい。
【００１０】
上記熱輸送装置によれば、作動流体が隣り合う蒸発構造体の間の空間内を第２の方向に移動する。移動した作動流体は、液面位置の低下した領域に供給される。これにより、蒸発部における作動流体の液面位置を均等に保つことができ、ドライアウトの発生を抑止できる。
【００１１】
上記傾斜面は、上記第１の流通部を挟んで隣り合う２つの蒸発構造体との間にＶ溝部が形成されるように、上記凹部の内面において上記受熱部寄りの部位に設けられてもよい。
【００１２】
上記熱輸送装置によれば、第１の流通部を挟んで隣り合う２つの蒸発構造体の第１の方向において異なる複数の位置に設けられた傾斜面により、第１の方向において異なる複数の位置にＶ溝部が一体的に設けられる。このため、Ｖ溝部内に貯留された作動流体の液面が傾斜面と接触するので、作動流体の液面の異なる複数の高さ範囲で、作動流体を蒸発させて第１の流通部に移動させる上で効率的な形状の液面を確保することができる。これにより、蒸発部が作動流体を効率的に蒸発させることができる。
【００１３】
上記凹部は、上記傾斜面を挟んで上記開口から離間した位置に液相の上記作動流体を毛細管力により上記第２の方向に移動させる第２の流通部を有してもよい。
【００１４】
上記熱輸送装置によれば、作動流体の液面の異なる複数の高さ範囲で、作動流体が第２の流通部内を毛細管力により第２の方向に移動する。移動した作動流体は、Ｖ溝部内における作動流体の液面位置の低下した領域に供給される。これにより、Ｖ溝部内での作動流体の液面位置を均等に保つことができる。
【００１５】
上記蒸発構造体は、ポーラス材料からなってもよい。
上記熱輸送装置によれば、ポーラス（多孔質）材料の多数の細孔により、作動流体の液面の異なる複数の高さ範囲において、作動流体を蒸発させて第１の流通部に流通させる上で効率的な液膜の薄い領域を確保することができる。これにより、蒸発部が作動流体を効率的に蒸発させることができる。
【００１６】
上記蒸発構造体の表面にカーボンナノチューブが生成されていてもよい。
上記熱輸送装置によれば、カーボンナノチューブは表面にナノスケール構造を有するので、液冷媒の接触面積を増加させることができ、液冷媒の蒸発を促進することができる。
【００１７】
本発明の一形態に係る電子機器は、熱源と、熱輸送装置と具備する。
上記熱源は、外装部を有する。
上記熱輸送装置は、受熱部と、凝縮部と、蒸発部とを有する。上記受熱部は、熱源の熱を受けるためのものである。上記凝縮部は、上記受熱部と第１の方向で対向して配置され、作動流体を気相から液相に凝縮させる。上記蒸発部は、上記第１の方向に対して直交する少なくとも一方向に、上記作動流体が流通可能な第１の流通部を挟んで配設された複数の蒸発構造体を有する。上記蒸発構造体は、上記第１の方向において異なる複数の位置に上記第１の流通部に面してそれぞれ開口した複数の凹部を有する。上記凹部は、上記第１の方向の成分を含む方向に傾斜した傾斜面を有する。
【００１８】
上記熱輸送装置によれば、第１の流通部を挟んで隣り合う２つの蒸発構造体の第１の方向において異なる複数の位置に傾斜面が設けられる。これにより、作動流体の液面の異なる複数の高さ範囲で、作動流体を蒸発させて第１の流通部に移動させる上で効率的な形状の液面を確保することができる。これにより、蒸発部が作動流体を効率的に蒸発させることができる。上記電子機器によれば、熱源の外装部がこの熱輸送装置に熱的に接続されるため、熱輸送装置が熱源の熱を効率よく拡散することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明の熱輸送装置によれば、作動流体の液面位置の上下変動に拘らず安定的に熱輸送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るヒートスプレッダに熱源が接続された状態を示す側面図である。
【図２】ヒートスプレッダを示す平面図である。
【図３】図２に示したＡ−Ａ線断面から見たヒートスプレッダを示す概略断面図である。
【図４】蒸発部を示す部分拡大断面図である。
【図５】蒸発部での冷媒の流通を示す模式図である。
【図６】蒸発部での冷媒の流通を示す別の模式図である。
【図７】蒸発部での冷媒の流通を示すさらに別の模式図である。
【図８】ヒートスプレッダの動作を説明するための模式図である。
【図９】ヒートスプレッダを示す分解斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るヒートスプレッダを示す概略断面図である。
【図１１】蒸発部を示す部分拡大断面図である。
【図１２】ヒートスプレッダを備えた電子機器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
本発明の各実施形態では、熱輸送装置としてヒートスプレッダを一例に挙げて説明する。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
［ヒートスプレッダ１の構造］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るヒートスプレッダ１に熱源が接続された状態を示す側面図である。図２は、ヒートスプレッダ１を示す平面図である。
【００２３】
これらの図に示すように、ヒートスプレッダ１は、コンテナ２を有する。コンテナ２は、互いに対向する２つの主面を構成する受熱板４と、放熱板３とを含む。受熱板４と放熱板３とは、側壁５を介して気密に接合される。コンテナ２には、冷媒（作動流体）が封止されている。
【００２４】
放熱板３、受熱板４及び側壁５は、例えば金属材料からなる。その金属材料としては、例えば高い熱伝導率を有する銅を用いればよい。そのほかにも金属材料としては、ステンレスやアルミニウムが挙げられるが、これらに限定されない。金属材料の他に、カーボン等の高熱伝導性の材料でもよい。放熱板３、受熱板４及び側壁５の全てが異なる材料で構成されていてもよいし、これらのうち一部が同じ材料で構成されていてもよいし、全てが同じ材料で構成されていてもよい。
【００２５】
受熱板４には熱源５０が熱的に接続されており、受熱板４は熱源５０の熱を受ける。熱的に接続とは、直接接続される場合の他に、例えば熱伝導体を介して接続される場合なども含まれる。熱源５０としては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、抵抗、その他の発熱電子部品、ディスプレイ等の電子機器が挙げられる。熱源５０からの熱は、この受熱板４を介してヒートスプレッダ１に伝達される。
【００２６】
放熱板３には、ヒートシンク５５等の放熱のための部材が熱的に接続されている。ヒートシンク５５には、ヒートスプレッダ１から熱が伝達され、この熱がヒートシンク５５から放熱される。
【００２７】
コンテナ２に封止される冷媒としては、例えば、純水にヒドロキシ基（ＯＨ基）を有する有機化合物を少量添加した溶液を用いればよい。ヒドロキシル基を有する有機化合物としては、例えば、アルコール類、ジオール類、ポリオール類、フェノール類等が挙げられる。より詳細には、ヒドロキシル基を有する有機化合物は、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のジオール類、グリセリン等のポリオール類及びフェノール、アルキルフェノール等のフェノール類等が挙げられる。
【００２８】
あるいは、冷媒としては、純水を上記アルコール類を添加せずにそのまま用いてもよいし、フロン系、代替フロン系、フッ素系、アンモニア、アセトン等を用いてもよい。しかし、これらに限定されない。
【００２９】
図３は、図２に示したＡ−Ａ線断面から見たヒートスプレッダ１を示す概略断面図である。
【００３０】
同図に示すように、受熱板４は、ヒートスプレッダ１の受熱部を構成し、コンテナ２の外壁面に相当する受熱面４１と、放熱板３に対向し、受熱面４１に表裏対向する蒸発面４２とを有する。
【００３１】
受熱面４１は、熱源５０が熱的に接続される面である。受熱面４１には、熱源５０からの熱を面方向に拡散し、ヒートスプレッダ１に対してより良好に伝えることが可能な高熱伝導固体層（図示せず。）を設けてもよい。高熱伝導固体層としては、およそ４００〜２０００ＷｍＫの熱伝導率を有する、カーボングラファイト層やダイヤモンド層等を用いることができる。また、高熱伝導固体層は、上記した単一の材料のほかにも、複合材料で形成してもよく、異なる材料からなる複数の層を積層することにより構成してもよい。
【００３２】
蒸発面４２は、側壁５に接合される接合領域４３を周縁部に有する。蒸発面４２には、蒸発部７が設けられている。蒸発部７は液相の冷媒（以下、液冷媒という。）を蒸発させる。なお、本図では、説明を分かりやすくするため、ヒートスプレッダ１に対する蒸発部７のスケール比を大きくするなど、実際の形状から変更して描いている。以下、同様の趣旨により、実際の形状から変更して描く場合がある。
【００３３】
コンテナ２の内部空間は、主に流通部６（第１の流通部）を構成する。この流通部６は、液冷媒及び気相の冷媒（以下、蒸気冷媒という。）の流路である。すなわち、流通部６は、液冷媒を放熱板３側から受熱板４側へと重力により流通させるとともに、蒸気冷媒を受熱板４側から放熱板３側へと流通させる。
【００３４】
放熱板３は、ヒートスプレッダ１の凝縮部を構成し、コンテナ２の外壁面に相当する放熱面３１と、受熱板４に対向し、放熱面３１に表裏対向する凝縮面３２とを有する。
凝縮面３２は、蒸発部７にて蒸発した蒸気冷媒を凝縮させる。
放熱面３１は、ヒートシンク５５等の放熱のための部材が熱的に接続される面である。
【００３５】
なお、本明細書において、「受熱部」は受熱板４の受熱面４１のみを指すものではなく、コンテナ２の内部空間の受熱板４付近の領域を含めてよい。同様に、「凝縮部」も放熱板３の凝縮面３２のみを指すものではなく、コンテナ２の内部空間の放熱板３付近の領域を含めてよい。また、「受熱部」及び「凝縮部」を示す領域は、熱源５０の熱量等により多少シフトする場合がある。
【００３６】
側壁５の内面は、液相流路５１を構成する。液相流路５１は、放熱板３の凝縮面３２にて凝縮された液冷媒を放熱板３側から受熱板４側へと毛細管力と重力とにより流通させる。
【００３７】
本実施形態のヒートスプレッダ１は平面略正方形状を有する。ヒートスプレッダ１の一辺の長さｅ（図２参照。）は、例えば３０〜５０ｍｍ程度である。ヒートスプレッダ１は、例えば側面略長方形状を有する。ヒートスプレッダ１の高さｈ（図１参照。）は、例えば２〜５ｍｍ程度である。上述したヒートスプレッダ１のサイズは、ヒートスプレッダ１に熱的に接続される熱源５０がＰＣ（Personal Computer）に用いられるＣＰＵであることを想定したものである。ヒートスプレッダ１のサイズは熱源５０に応じて適宜決めればよい。例えばヒートスプレッダ１に熱的に接続される熱源５０が大型ディスプレイ等の大容量熱源である場合、ｅはさらに大きくする必要があり、例えば２６００ｍｍ程度とすればよい。ヒートスプレッダ１のサイズは、冷媒が流通して適切に凝縮できるようなコンテナ２内を流通する冷媒の蒸発と凝縮のサイクルが滞りなく繰り返されるような値に設定される。ヒートスプレッダ１の動作温度範囲は、およそ−４０℃〜＋２００℃が想定されている。ヒートスプレッダ１の吸熱密度は、例えば８Ｗ／ｍｍ２以下である。
【００３８】
なお、コンテナ２は次のように設計すればよい。受熱板４の受熱面４１から見た透過熱伝達率αは大変大きな値を示すため、この熱伝達を有効に使うためには受熱面４１内に十分な熱が供給されることが望ましい。無次元数のＢｉｏｔ数Ｂｉ（Ｂｉ＝αｌ／λ）の変化の少ない面内熱伝導率λを有することがコンテナ２の構造において重要な要素である。ここで、代表長さｌはヒートスプレッダ１における熱源５０中心から気相冷媒が到達する最大距離とする。このとき、Ｂｉ数として代表的な値は０．１〜１０程度であり、Ｂｉ＜１が成立するようにすればよい。
【００３９】
［蒸発部７の構造］
図４は、蒸発部７を示す部分拡大断面図である。
蒸発部７は、受熱板４の蒸発面４２の接合領域４３を除いた領域に設けられる。蒸発部７は、Ｚ軸方向（第１の方向）に直交する一方向（Ｘ軸方向）に、冷媒が流通可能な流通部６（第１の流通部）を挟んで配設された複数の蒸発構造体７１を有する。複数の蒸発構造体７１は、それぞれＹ軸方向（第２の方向）に沿って互いに平行に長尺状に配設される。
【００４０】
蒸発構造体７１は、Ｚ軸方向において異なる複数の位置（高さ）に流通部６に面してそれぞれ開口し、Ｙ軸方向に沿った長尺状の複数の凹部７４を複数段に有する。
【００４１】
各複数の凹部７４は、放熱板３寄りの第１の面７５と、受熱板４寄りの第２の面７６と、第３の面７７と、受熱板４寄りの傾斜面７８とにより形成される。
第１の面７５及び第２の面７６は、所定の距離を挟んで対向されており、それぞれＸ軸とＹ軸とがなす平面又はこの平面にほぼ沿った平面により構成される。
第３の面７７は、第１の面７５と第２の面７６とを連結し、Ｙ軸とＺ軸とがなす平面又はこの平面にほぼ沿った平面により構成される。
傾斜面７８は、第２の面７６から連続して設けられ、第１の面７５に対向する。傾斜面７８は、流通部６から遠ざかるにつれて放熱板３側に近づく傾斜を有している。より具体的には、その角度は、液冷媒を蒸発させる上で効率的な形状のメニスカス面を形成することができるような値に選定されている。傾斜面７８の流通部６寄りの一端と、第１の面７５の流通部６寄りの一端とにより、凹部７４の開口のＺ軸方向での幅が決められる。
【００４２】
ここで、第１の面７５と第２の面７６との距離は、毛細管力を生み出すことのできる値に選定されている。すなわち、第２の面７６、第３の面７７及びこの第３の面７７に対向する第１の面７５の一部によって、毛細管力により液冷媒をＹ軸方向に流通させるための矩形溝部６２（第２の流通部）が形成される。なお、矩形溝部６２のＺ軸方向の幅は、例えば、およそ１０〜５００μｍである。
【００４３】
上記凹部７４の形状は、蒸発構造体７１にＺ軸方向の異なる複数の位置にそれぞれ設けられた複数の凹部７４において、最上段の凹部７４を除いて共通の形状である。最上段の凹部７４は、傾斜面７８、第２の面７６及び第３の面７７により形成され、これら傾斜面７８、第２の面７６及び第３の面７７は、流通部６に露出している。また、最下段の凹部７４の傾斜面７８は、上段の凹部７４の傾斜面７８の流通部６寄りの一端より同じ傾斜角度のまま延長され、Ｘ軸方向で隣り合う２つの蒸発構造体７１の間の流通部６のＸ軸方向の中心まで達している。これにより、Ｘ軸方向で隣り合う２つの蒸発構造体７１それぞれの最下段の傾斜面７８によって最下段のＶ溝部６１ａが形成される。また、Ｘ軸方向で隣り合う２つの蒸発構造体７１それぞれの中段の傾斜面７８の流通部６寄りの各一端は流通部６を挟んで離間している。したがって、Ｘ軸方向で隣り合う２つの蒸発構造体７１それぞれの中段の傾斜面７８は最下段のＶ溝部６１ａの上に一体に設けられた中段のＶ溝部６１ｂとして機能する。同様に、Ｘ軸方向で隣り合う２つの蒸発構造体７１それぞれの最上段の傾斜面７８の流通部６寄りの各一端も流通部６を挟んで離間され、中段のＶ溝部６１ｂの上に一体に設けられた最上段のＶ溝部６１ｃとして機能する。これにより、Ｘ軸方向で隣り合う２つの蒸発構造体７１の間には３段のＶ溝部６１ａ，６１ｂ，６１ｃが間に矩形溝部６２を介して互いに一体に設けられることとなる。
【００４４】
なお、各Ｖ溝部６１ａ，６１ｂ，６１ｃのＸ軸方向の幅は、例えば、およそ１０〜１０００μｍである。
【００４５】
本図では、凹部７４はＺ軸方向に３段設けられている。ここで、最下段の凹部７４の符号を７４ａとし、最上段の凹部７４の符号を７４ｃとし、中段の凹部７４の符号を７４ｂとする。同様に、これら凹部７４ａ，７４ｂ，７４ｃに係る各部位について、それぞれａ，ｂ，ｃを付した符号とすることがある。また、凹部７４ａ，７４ｂ，７４ｃのうち、その構成が同じ部分については、任意の１つの凹部７４について説明し、その場合、「凹部７４」と呼ぶ。なお、凹部７４の数は３段に限定されず何段設けられてもよい。同様に、最下段のＶ溝部６１ａ、中段のＶ溝部６１ｂ、最上段のＶ溝部６１ｃのうち、その構成が同じ部分については、任意の１つのＶ溝部６１について説明し、その場合、「Ｖ溝部６１」と呼ぶ。
【００４６】
［蒸発部７での冷媒の流通］
次に、上記構成を有する蒸発部７での冷媒の流通について説明する。
ここでは、蒸発部７内の液冷媒の液面が最下段のＶ溝部６１ａに位置する場合（図５）、中段のＶ溝部６１ｂに位置する場合（図６）及び最上段のＶ溝部６１ｃに位置する場合（図７）における蒸発部７での冷媒の流通について、各図を参照して説明する。
【００４７】
図５は、蒸発部７での冷媒の流通を示す模式図である。
同図を参照して、蒸発部７内の液冷媒の液面が最下段のＶ溝部６１ａに位置する場合の冷媒の流通を説明する。蒸発部７内の液冷媒の液面が最下段のＶ溝部６１ａに位置する場合とは、例えば、受熱板４に熱的に接続される熱源５０の熱密度が高いときに、液冷媒の蒸発量が大きくなり蒸発部７内の液冷媒の液面が低くなる場合である。
【００４８】
液冷媒の液面の高さが最下段のＶ溝部６１ａにあるとき、液冷媒の液面は表面張力によってメニスカス面Ｍとなる。液面がメニスカス面Ｍとなることで、液冷媒には、傾斜面７８ａ，７８ａの放熱板３寄りの部位に液膜の薄い部分Ｆが生じる。受熱板４に熱的に接続された熱源５０が発した熱は、蒸発構造体７１に伝わり、傾斜面７８ａ，７８ａを介して液膜の薄い部分Ｆの液冷媒に伝わる。この部分Ｆでは液膜が薄いので、蒸発構造体７１からの熱により液冷媒が速やかに沸騰し、蒸発する。主に液膜の薄い部分Ｆから蒸発した気相冷媒は、図中矢印で示すように、隣り合う蒸発構造体７１，７１の間の流通部６をＺ軸方向に移動し、放熱板３側へと向かう。
【００４９】
液面が最下段のＶ溝部６１ａに位置するときは、蒸発部７内の液冷媒の量が少ないため、熱源５０の直上に位置する部位での液冷媒の蒸発が他の部位での液冷媒の蒸発より促進される等、蒸発部７における液冷媒の蒸発が局所的に促進されることがある。このとき、液冷媒の蒸発が促進された領域では液冷媒が減少する。液冷媒はＶ溝部６１ａ内を毛細管力によりＹ軸方向に移動されることから、液冷媒が減少した領域内に周囲から液冷媒が補われ、液冷媒の局所的な減少に起因するドライアウトが生じるおそれが低減する。
【００５０】
図６は、蒸発部７での冷媒の流通を示す別の模式図である。
同図を参照して、蒸発部７内の液冷媒の液面が中段のＶ溝部６１ｂに位置する場合の冷媒の流通を説明する。蒸発部７内の液冷媒の液面が中段のＶ溝部６１ｂに位置する場合とは、例えば、受熱板４に熱的に接続される熱源５０の熱密度が前図に示した例よりも低いときに、液冷媒の蒸発量が小さくなり蒸発部７内の液冷媒の液面が上昇する場合である。
【００５１】
液冷媒の液面の高さが中段のＶ溝部６１ｂにあるとき、液冷媒の液面は表面張力によってメニスカス面Ｍとなる。液面がメニスカス面Ｍとなることで、液冷媒には、傾斜面７８ｂ，７８ｂの放熱板３寄りの部位に液膜の薄い部分Ｆが生じる。受熱板４に接続された熱源５０が発した熱は、蒸発構造体７１に伝わり、傾斜面７８ｂ，７８ｂを介して液膜の薄い部分Ｆの液冷媒に伝わる。この部分Ｆでは液膜が薄いので、蒸発構造体７１からの熱により液冷媒が速やかに沸騰し、蒸発する。主に液膜の薄い部分Ｆから蒸発した気相冷媒は、図中矢印ａで示すように、隣り合う蒸発構造体７１，７１の間の流通部６をＺ軸方向に移動し、放熱板３側へと向かう。
【００５２】
液面の高さがＶ溝部６１ｂの頂上付近まで達したときには、Ｖ溝部６１ｂの上部から矩形溝部６２ｂ内に液冷媒が毛細管力により吸い上げられて、図６に示す状態となる。この状態では矩形溝部６２ｂ内に吸い上げられて拘束された液冷媒は、流通部６に面した液面を形成する。この液面は、表面張力によってメニスカス面Ｍ１となる。このメニスカス面Ｍ１の毛細管半径は、Ｖ溝部６１ｂに形成されるメニスカス面Ｍの毛細管半径に比べて小さい。従って、矩形溝部６２ｂでは、より大きな毛細管力が生み出され、Ｙ軸方向の液冷媒の移動を効果的に助けることができる。これにより、蒸発部７内の液面位置が上昇した場合であっても、毛細管力による冷媒のＹ軸方向への移動を良好に行うことができ、液冷媒の循環を良好に行うことができる。
【００５３】
ここで、蒸発部７における液冷媒の蒸発が局所的に促進されると、液冷媒の蒸発が促進された領域ではＶ溝部６１ｂ内の液冷媒が減少する。このとき、液冷媒は矩形溝部６２ｂ内を毛細管力によりＹ軸方向に移動されることから、Ｖ溝部６１ｂ内の液冷媒が減少した領域内に矩形溝部６２ｂ内から液冷媒が補われる。これにより、Ｖ溝部６１ｂ内での液冷媒の局所的な減少に起因するドライアウトが生じるおそれが低減する。
【００５４】
また、液面がメニスカス面Ｍ１となることで、液冷媒には、第２の面７６ｂの傾斜面７８ｂ寄りの一部及びこれに対向する第１の面７５ｂの一部と液面との間で液膜の薄い部分Ｆ１が生じる。熱源５０が発した熱は、蒸発構造体７１に伝わり、第２の面７６ｂの傾斜面７８ｂ寄りの一部及びこれに対向する第１の面７５ｂの一部を介して液膜の薄い部分Ｆ１の液冷媒に伝わる。この部分Ｆ１では液膜が薄いので、蒸発構造体７１からの熱により液冷媒が速やかに沸騰し、蒸発する。主に液膜の薄い部分Ｆ１から蒸発した気相冷媒は、図中矢印ｂで示すように、隣り合う蒸発構造体７１，７１の間の流通部６をＺ軸方向に移動し、放熱板３側へと向かう。
【００５５】
なお、図示は省略するが、液冷媒の量の変化に伴い、最下段の矩形溝部６２ａにメニスカス面が生じ、液冷媒が矩形溝部６２ａ内を毛細管力によりＹ軸方向に移動される場合もある。また、第２の面７６ｃ及び第３の面７７ｃにより構成される最上段の矩形溝部６２ｃにメニスカス面が生じ、液冷媒が矩形溝部６２ｃ内を毛細管力によりＹ軸方向に移動される場合もある。これらの場合も、液冷媒が矩形溝部６２内を毛細管力によりＹ軸方向に移動されることから、Ｖ溝部６１内の液冷媒が減少した領域内に矩形溝部６２内から液冷媒が補われる。この構成によれば、大きな毛細管力を生み出す上で効率的な形状のメニスカス面を形成可能な矩形溝部が複数段に設けられているため、液面の位置に拘らず、液相の作動流体の毛細管力によるＹ軸方向への流通を促進させることができる。
【００５６】
図７は、蒸発部７での冷媒の流通を示すさらに別の模式図である。
同図を参照して、蒸発部７内の液冷媒の液面が最上段のＶ溝部６１ｃに位置する場合の冷媒の流通を説明する。蒸発部７内の液冷媒の液面が最上段のＶ溝部６１ｃに位置する場合とは、例えば、受熱板４に熱的に接続される熱源５０の熱密度が前図に示した例よりさらに低いときに、液冷媒の蒸発量がさらに小さくなり蒸発部７内の液冷媒の液面が上昇する場合である。
【００５７】
液冷媒の液面の高さが最上段のＶ溝部６１ｃにあるとき、液冷媒の液面は表面張力によってメニスカス面Ｍとなる。液面がメニスカス面Ｍとなることで、液冷媒には、傾斜面７８ｃ，７８ｃの放熱板３寄りの部位に液膜の薄い部分Ｆが生じる。受熱板４に接続された熱源５０が発した熱は、蒸発構造体７１に伝わり、傾斜面７８ｃ，７８ｃを介して液冷媒の部分Ｆに伝わる。この部分Ｆでは液膜が薄いので、蒸発構造体７１からの熱により液冷媒が速やかに沸騰し、蒸発する。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態によれば、蒸発部７は、複数段のＶ溝部６１及び矩形溝部６２が交互に一体的に設けられた構成を有する。
【００５９】
複数段のＶ溝部６１が一体的に設けられるので、液冷媒の液面の異なる複数の高さ範囲において、液冷媒を蒸発させて放熱板３へと流通させる上で効率的な形状のメニスカス面Ｍを確保することができる。
【００６０】
一般に、溝内の液冷媒を効率的に蒸発させるためには、Ｖ溝の傾斜面と液冷媒の液面との間に形成される液冷媒の液膜の薄い部分を大きくすればよいので、Ｖ溝の傾斜面の傾斜角度は緩やかであるとよい。しかしながら、一般的なＶ溝の傾斜面の傾斜角度を緩やかにしようとすると、Ｖ溝のＸ軸方向の幅が大きくなり、十分な毛細管力を得ることができず、液冷媒のＶ溝のＹ軸方向への移動が滞ってしまう。
【００６１】
これに対して、本実施形態によれば複数段のＶ溝部６１が一体的に設けられるので、複数の各Ｖ溝部６１の傾斜面７８の勾配を高い自由度で選定することができ、緩やかな勾配の傾斜面を実現することができる。これにより、複数の各Ｖ溝部６１それぞれにおいて、液冷媒の蒸発量を向上させることが可能である。従って、この蒸発部７によれば、液冷媒の液面の高さに拘らず、高い蒸発作用を安定的に生み出すことができる。
【００６２】
また、複数段の矩形溝部６２が一体的に設けられるので、液冷媒の液面の異なる複数の高さ範囲において、液冷媒を毛細管力によりＹ軸方向へ移動させる上で効率的な形状のメニスカス面Ｍ１を確保することができる。これにより、複数段に設けられた各矩形溝部６２それぞれにおいて大きな毛細管力が生み出され、Ｙ軸方向の液冷媒の移動を効果的に助けることができる。従って、この蒸発部７によれば、液冷媒の液面の高さに拘らず、大きな毛細管力を安定的に生み出すことができる。
【００６３】
さらに、複数段のＶ溝部６１及び矩形溝部６２が交互に一体的に設けられているので、矩形溝部６２内を毛細管力によりＹ軸方向に移動した液冷媒は、Ｖ溝部６１内の液面位置が低下した部分に補われる。より具体的には、Ｖ溝部６１内に貯留される液冷媒の液面位置に偏りが生じた場合、このＶ溝部６１の上部に位置する矩形溝部６２内を液冷媒が毛細管力によりＹ軸方向に移動して、この液冷媒がＶ溝部６１内の液面位置が低下した部分に補われる。従って、この蒸発部７によれば、液冷媒の液面の高さに拘らず、蒸発部７内での液冷媒の液面位置を均等に保つことができ、ヒートスプレッダ１による熱輸送を安定的に行うことができる。
【００６４】
なお、蒸発をさらに促進させるため、必要に応じて蒸発構造体７１の表面、例えば傾斜面７８，７８の表面に、熱伝導率の高い材料を設けてもよい。熱伝導率の高い材料としては、例えば、カーボンナノチューブを用いることができる。カーボンナノチューブは表面にナノスケール構造を有するので、液冷媒の接触面積を増加させることができ、液冷媒の蒸発を促進することができる。カーボンナノチューブは超撥水性を有するため、冷媒に純水等を用いる場合、液冷媒がカーボンナノチューブに対して十分な濡れ性を生み出せない場合がある。従って、使用する冷媒の組成によっては、カーボンナノチューブの表面に、濡れ性を高めるための改善処理を行うことが望ましい。表面改善処理の一例としては、紫外線処理によるカルボキシル基等の親水基の導入等が挙げられる。これにより、カーボンナノチューブ表面の濡れ性が向上し、液冷媒の蒸発をさらに向上させることができる。
【００６５】
［ヒートスプレッダの動作］
図８は、ヒートスプレッダ１の動作を説明するための模式図である。
同図に示すように、熱源５０が熱を発生すると、この熱を受熱板４の受熱面４１が受ける。そうすると、受熱板４の蒸発面４２に設けられた蒸発部７の主に傾斜面７８，７８において上述のように毛細管力により液冷媒が流通する（矢印Ａ）。液冷媒は、蒸発部７にて加熱されて蒸発し、蒸気冷媒となる。蒸気冷媒は、放熱板３側に向かうように流通部６を流通する（矢印Ｂ）。蒸気冷媒が流通部６を流通することで熱が拡散し、放熱板３の凝縮面３２において蒸気冷媒が凝縮し、液相に戻る（矢印Ｃ）。これによりヒートスプレッダ１により拡散させられた熱が、放熱板３の放熱面３１からヒートシンク５５に伝達され、ヒートシンク５５から放熱される（矢印Ｄ）。液冷媒は液相流路５１を毛細管力により流通して、あるいは流通部６を重力により流通して、蒸発部７へと戻る（矢印Ｅ）。このような動作が繰り返されることにより、熱源５０の熱がヒートスプレッダ１により移動する。
【００６６】
矢印Ａ〜Ｅで示した各動作の領域は、ある程度の目安あるいは基準を示すものである。熱源５０の熱量等によりそれらの各動作領域が多少シフトする場合があるので、各動作が領域ごとに明確に分けられるわけではない。
【００６７】
［ヒートスプレッダ１の製造方法］
次に、ヒートスプレッダ１の製造方法について説明する。
図９は、ヒートスプレッダ１を示す分解斜視図である。
ヒートスプレッダ１は、複数の板材４，８ａ，９ａ，８ｂ，９ｂ，８ｃ，１０，３が積層され互いに接合されることにより形成されている。
【００６８】
まず、受熱板４の蒸発面４２の接合領域４３を除いた領域に、互いに平行な複数の長尺状のＶ溝部６１ａを切削加工又はエッチング等により形成する。隣り合うＶ溝部６１ａの間にはリブ４５が設けられる。複数のリブ４５がＶ溝部６１ａを挟んで対向する面は、蒸発構造体７１の傾斜面７８ａを構成する面である。
【００６９】
板材に断面台形状の貫通溝を形成し、蒸発構造体７１の第１の面７５、第２の面７６及び傾斜面７８を構成する複数の第１の板材９（９ａ，９ｂ）を作製する。第１の板材９の表裏対向する主面は、蒸発構造体７１の第１の面７５及び第２の面７６を構成する面である。第１の板材９には、周縁部である接合領域９１を除いた領域に、長尺を有する断面台形状の貫通溝９２が切削加工又はエッチング等により互いに平行に複数形成される。隣り合う貫通溝９２の間にはリブ９３が設けられる。複数のリブ９３の貫通溝９２を挟んで対向する側面は蒸発構造体７１の傾斜面７８を構成する面であり、第１の板材９の主面に対して傾斜している。
【００７０】
ここで、第１の板材９の厚さによりＶ溝部６１のＺ軸方向の高さが決まり、リブ９３の側面の勾配によりＶ溝部６１の勾配が決まり、貫通溝９２の幅によりＶ溝部６１のＸ軸方向の幅が決まる。従って、第１の板材９の厚さ及びリブ９３の側面の勾配は、液冷媒を蒸発させるのに適した値に選定される。また、貫通溝９２の幅は、液冷媒がＶ溝部６１を効率的に流通することができるような値に選定される。
【００７１】
板材に断面矩形状の貫通溝を形成し、蒸発構造体７１の第３の面７７を構成する複数の第２の板材８（８ａ，８ｂ，８ｃ）を作製する。第２の板材８には、周縁部である接合領域８１を除いた領域に、長尺を有する断面矩形状の貫通溝８２が切削加工又はエッチング等により互いに平行に複数形成される。隣り合う貫通溝８２の間にはリブ８３が設けられる。隣り合うリブ８３同士が貫通溝８２を挟んで対向する面は互いに平行であり、この面は蒸発構造体７１の第３の面７７を構成する面である。
【００７２】
ここで、第２の板材８の厚さにより矩形溝部６２のＺ軸方向の幅が決まるので、第２の板材８の厚さは、液冷媒を毛細管力により移動させるのに適した値に選定される。
【００７３】
続いて、これら板材４，８（８ａ，８ｂ，８ｃ），９（９ａ，９ｂ）を、受熱板４、第２の板材８ａ、第１の板材９ａ、第２の板材８ｂ、第１の板材９ｂ、第２の板材８ｃの順に積層する。ここで、板材４，８ａ，９ａ，８ｂ，９ｂ，８ｃは、複数のリブ４５，８３，９３がＹ軸方向に配設され、接合領域４３，８１，９１及び複数のリブ４５，８３，９３がそれぞれＺ軸方向にて互いに接し合うように積層される。
【００７４】
積層された接合領域４３，８１，９１はコンテナ２の側壁５の一部を構成し、積層された複数のリブ４５，８３，９３は、それぞれ蒸発部７の蒸発構造体７１を構成する。それぞれの隣り合う２つのリブ４５，８３，９３の間のＶ溝部６１ａ及び貫通溝８２，９２は、Ｘ軸方向で隣り合う２つの蒸発構造体７１の間に一体に設けられる３段のＶ溝部６１ａ，６１ｂ，６１ｃを構成する。
【００７５】
上記積層された板材４，８ａ，９ａ，８ｂ，９ｂ，８ｃの最上面に位置する第２の板材８ｃの接合領域８１に、側壁５の一部を構成する枠状の板材１０を介して放熱板３を積層する。なお、この枠状の板材１０は、一体的に形成されたものに限定されず、４枚の平板状の板材からなるものとしてもよい。
【００７６】
これら積層された各板材４，８ａ，９ａ，８ｂ，９ｂ，８ｃ，１０，３を接合する。接合時には、各部材の精密な位置合わせが行われる。これにより、内部に蒸発部７を有するコンテナ２が形成される。
【００７７】
続いて、形成されたコンテナ２内に冷媒を注入し、封止する。冷媒を注入するための注入口及び注入路（図示せず。）が例えば受熱板４に設けられており、これら注入口及び注入路を介してコンテナ２内が減圧され、冷媒がコンテナ２に注入される。冷媒が注入されたコンテナ２が封止されて、ヒートスプレッダ１が完成する。
【００７８】
以上説明したように、蒸発部７のＶ溝部６１の勾配や寸法を液冷媒を蒸発させるのに適した値とするためには、第１の板材９の厚さ及び形成するリブ９３及び貫通溝９２の寸法を調整すればよい。従って、Ｖ溝部６１の傾斜面の勾配を高い自由度で選定することができる。また、矩形溝部６２の溝幅を液冷媒を毛細管力により移動させるのに適した値とするためには、第２の板材８の厚さを調整すればよい。従って、矩形溝部６２の溝幅を高い自由度で選定することができる。以上により、本実施形態のヒートスプレッダ１の製造方法によれば、効率的な熱輸送を行うことのできるヒートスプレッダ１を容易に製造することができる。
【００７９】
なお、ヒートスプレッダ１の製造方法は上記に限定されない。例えば、次のようにヒートスプレッダ１を製造してもよい。受熱板４の接合領域４３に、側壁５を接合する。側壁５が接合された受熱板４の蒸発面４２に、複数の貫通溝が切削加工又はエッチング等により互いに平行に形成された複数の板材を積層して接合し、複数の蒸発構造体７１を作製する。この複数の板材は、それぞれ平面視したときの寸法が受熱板４の接合領域４３を除いた領域の寸法と等しいかこれよりわずかに小さい。側壁５の受熱板４に対向する側の部位に放熱板３を接合し、これにより、内部に蒸発部７を有するコンテナ２が作製される。
【００８０】
＜第２の実施形態＞
［ヒートスプレッダ１１の構造］
図１０は、本発明の第２の実施形態に係るヒートスプレッダ１１を示す概略断面図である。
これ以降の説明では、第１の実施形態に係るヒートスプレッダ１の部材や機能等について同様のものは同様の参照符号を付した上で説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００８１】
ヒートスプレッダ１１は、コンテナ１２を有する。コンテナ１２は、受熱板１４と、受熱板１４と対向して設けられた放熱板１３と、受熱板１４と放熱板１３とを気密に接合する側壁１５とからなる。コンテナ１２には、冷媒が封止されている。コンテナ１２の内部空間は、主にこの冷媒の流通部１６を構成する。
【００８２】
受熱板１４は、受熱面１４１と、蒸発面１４２と、接合領域１４３とを有する。受熱面１４１には熱源が熱的に接続される。蒸発面１４２には蒸発部１７が設けられている。
【００８３】
放熱板１３は、放熱面１３１と、凝縮面１３２とを有する。放熱面１３１には、ヒートシンク等の放熱のための部材が熱的に接続されている。側壁１５の内面は、液相流路１５１を構成する。
【００８４】
［蒸発部１７の構造］
図１１は、蒸発部１７を示す部分拡大断面図である。
同図に示すように、蒸発部１７は、受熱板１４の蒸発面１４２の接合領域１４３を除いた領域に設けられる。蒸発部１７は、冷媒が流通可能な流通部１６（第１の流通部）を挟んでＸ軸方向に配設された複数の蒸発構造体１７１を有する。複数の蒸発構造体１７１は、それぞれＹ軸方向に沿って、およそ数１０〜５００μｍの間隔を空けて互いに平行に長尺状に配設される。
【００８５】
蒸発構造体１７１は、ポーラス（多孔質）材料、例えばナノ材料を結合したポーラス材料からなる。ポーラス材料として、例えば、銅、ステンレス鋼、アルミニウムなどの金属やアルミナやシリカなどの無機セラミックスやゼオライト、あるいはアクリル樹脂などの高分子やカーボンナノチューブやカーボンファイバーを金属や高分子に練り込んだ複合樹脂を用いることができる。このポーラス材料は多数の細穴を有しており、その平均気孔径は例えばおよそ１〜５００μｍである。
【００８６】
蒸発構造体１７１は、Ｚ軸方向において異なる複数の位置にそれぞれ開口した多数の細穴１７４を有する。なお、本図では、説明を分かりやすくするため、蒸発構造体１７１に対する細穴１７４のスケール比を大きくし、細穴１７４の個数を減らすなど、実際の形状から変更して描いている。
【００８７】
これら多数の細穴１７４は、それぞれ種々の方向に種々の勾配で傾斜している。多数の細穴１７４の中には、Ｘ軸方向の成分及びＺ軸方向の成分を含む方向に傾斜する傾斜面１７８を内面に有する細穴１７４ａがある。この細穴１７４ａの少なくとも受熱板１４寄りの内面は、開口から離間した位置から流通部１６に向かう方向が放熱板１３側から受熱板１４側へと向かうように傾斜した傾斜面１７８となっている。また、多数の細穴１７４同士は、それぞれ種々の方向で蒸発構造体１７１内において互いに連通している。
【００８８】
液冷媒は、流通部１６の、隣り合う蒸発構造体１７１，１７１により構成される溝部１６１に満たされる。この液冷媒の液面が蒸発構造体１７１，１７１の間でメニスカス面Ｍを形成する。なお、溝部１６１はＶ字形、矩形、台形等の形状とすればよい。
【００８９】
細穴１７４ａの近傍に液面が位置するとき、細穴１７４ａの内面の傾斜面１７８に液冷媒が濡れ広がる。これにより、傾斜面１７８上の液冷媒には、液膜の薄い部分Ｆが生じる。受熱板１４に接続された熱源５０が発した熱は、蒸発構造体１７１に伝わり傾斜面１７８を介して液冷媒に伝わる。液膜の薄い部分Ｆでは、傾斜面１７８と、蒸発面としての液面との距離が近いため、液冷媒の沸騰及び蒸発が促進される。
【００９０】
主に液膜の薄い部分Ｆから蒸発した気相冷媒は、隣り合う蒸発構造体１７１，１７１の間の流通部１６をＺ軸方向に移動し、放熱板１３側へと向かう。
【００９１】
一方、傾斜面１７８ａの上部では、液冷媒が毛細管力により吸い上げられて、細穴１７４ａの開口から離間した壁面に拘束され、ここに液冷媒が毛細管力により移動することのできる蒸発構造体内流通部１６２（第２の流通部）が生じる。蒸発構造体内流通部１６２での液冷媒の液面は例えば流通部１６に面しており、表面張力によってメニスカス面Ｍ１となる。このメニスカス面Ｍ１の毛細管半径は、溝部１６１に形成されるメニスカス面Ｍの毛細管半径に比べて小さい。従って、蒸発構造体内流通部１６２では、より大きな毛細管力が生み出され、種々の方向、例えばＹ軸方向の液冷媒の移動を効果的に助けることができる。これにより、蒸発部７内の液面位置が上昇した場合であっても、毛細管力による冷媒の種々の方向、例えばＹ軸方向への移動を良好に行うことができ、液冷媒の循環を良好に行うことができる。
【００９２】
本実施形態によれば、液冷媒の液面の異なる複数の高さ範囲において、細穴１７４ａの傾斜面１７８にて、液冷媒を蒸発させて流通部１６に流通させる上で効率的な液膜の薄い部分Ｆを確保することができ、液冷媒の液面の位置によらずに効率的な蒸発作用を生み出すことができる。また、蒸発構造体内流通部１６２にて、液冷媒を毛細管力により種々の方向へ移動させる上で効率的な形状のメニスカス面Ｍ１を確保することができ、液冷媒の液面の高さに拘らず、大きな毛細管力を安定的に生み出すことができる。
【００９３】
本実施形態に係るヒートスプレッダ１１も、上記ヒートスプレッダ１と同様に、液冷媒が受熱板１４に設けられた蒸発部１７と放熱板１３との間で相変化を繰り返す。これにより、熱源５０の熱がヒートスプレッダ１１により移動可能となる。
【００９４】
なお、蒸発部１７の作製方法としては、蒸発部１７を構成するブロック状のポーラス材を準備し、このポーラス材に切削加工又はエッチング等により互いに平行な溝部１６１を形成すればよい。
【００９５】
あるいは、蒸発部１７を構成する複数の板状のポーラス材に切削加工又はエッチング等により、溝部１６１を構成する複数の貫通溝をそれぞれ形成する。この複数の板状のポーラス材を互いに積層して接合することにより、複数の蒸発構造体１７１が得られる。
【００９６】
あるいは、蒸発部１７の材料として、ポーラス構造を有さないソリッド材料を用いてもよい。蒸発部１７を構成するブロック状のソリッド材料に切削加工又はエッチング等により、溝部１６１及び蒸発構造体１７１を構成する凹凸を形成する。この凹凸に形成されたソリッド材にエッチング等により所定の深さを有する細穴１７４をランダムに形成する。これにより多数の細穴１７４を有する複数の蒸発構造体１７１が得られる。
【００９７】
以上説明したように、この蒸発部１７によれば、ポーラス材料が元々有する細穴又はランダムに形成された細穴により、液面の異なる複数の高さ範囲において、液冷媒を蒸発させ流通部１６に流通させる上で効率的な液膜の薄い部分Ｆを確保することができる。従って、本実施形態によれば、液冷媒の液面の位置によらずに効率的な蒸発作用を生み出すことのできる蒸発部１７を容易に作製することができる。
【００９８】
［電子機器］
図１２は、ヒートスプレッダ１（１１）を備えた電子機器として、デスクトップ型のＰＣ１２０を示す斜視図である。
【００９９】
ＰＣ１２０の筐体１２１内には、回路基板１２２が配置され、例えば回路基板１２２には熱源としてのＣＰＵ１２３が搭載されている。このＣＰＵ２３の外装部にヒートスプレッダ１（１１）が熱的に接続され、ヒートスプレッダ１（１１）にはヒートシンクが熱的に接続される。
【０１００】
本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
【０１０１】
例えば、第１の実施形態のヒートスプレッダ１を、第２の実施形態に示したような板状のポーラス材や細穴をランダムに形成した板材により作製してもよい。
【０１０２】
熱輸送装置としてヒートスプレッダを例に説明したが、これに限定されず、ヒートパイプやＣＰＬ（Capillary Pumped Loop）等の熱輸送装置でもよい。
【０１０３】
ヒートスプレッダ１（１１）の平面形状は四角形とした。しかし、その平面形状は、円形、楕円形、多角形、あるいは他の任意の形状であってもよい。
【０１０４】
電子機器としてデスクトップ型のＰＣを例に挙げた。しかし、これに限定されず電子機器としてはノート型のＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子辞書、カメラ、ディスプレイ装置、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、携帯電話、ゲーム機器、ロボット機器、その他の電化製品等が挙げられる。
【符号の説明】
【０１０５】
１、１１…ヒートスプレッダ
２、１２…コンテナ
３、１３…放熱板
４、１４…受熱板
５、１５…側壁
６、１６…流通部（第１の流通部）
６１、６１ａ、６１ｂ、６１ｃ…Ｖ溝部
６２、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ…矩形溝部（第２の流通部）
７、１７…蒸発部
７１、１７１…蒸発構造体
７４、７４ａ、７４ｂ、７４ｃ…凹部
７５…第１の面
７６…第２の面
７７…第３の面
７８、７８ａ、７８ｂ、７８ｃ、１７８…傾斜面
１６１…溝部
１６２…蒸発構造体内流通部
１７４、１７４ａ…細穴
【図１】
2011080679.tif 000003
【図２】
2011080679.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011080679.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011080679.tif 000011
【図１０】
2011080679.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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