CN101858701A - 传热装置、电子设备及传热装置制造方法 - Google Patents

Abstract

一种传热装置，其包括工作流体、蒸发部、冷凝部、流路部、凹部、和突起部。蒸发部使工作流体从液相蒸发到汽相。冷凝部与蒸发部连通，并使工作流体从汽相冷凝到液相。流路部使工作流体在冷凝部冷凝到液相以流到蒸发部。凹部设置于蒸发部和流路部的至少一方，液相工作流体在凹部中流动。突起部由纳米材料制成，所述纳米材料从凹部的内壁侧突起使得突起部局部地覆盖凹部的开口面。

Description

传热装置、电子设备及传热装置制造方法

技术领域

对于干粉气雾剂，所吸入药物的效果的关键因素是溶解入肺液。缓慢的本发明涉及热连接到电子设备的热源的传热装置、包括传热装置的电子设备及传热装置制造方法。

背景技术

比如散热器、热管或毛细泵环的传热装置已经被用作热连接到比如PC(个人计算机)的CPU(中央处理器)的电子设备的热源的装置，用以吸收并传播热源的热。例如，已知的有由例如铜板制成的固态金属传热装置，并且最近已经提出了包括工作流体的传热装置。

已知比如碳纳米管的纳米材料具有高的导热率并且有助于蒸发的加速。已知有使用碳纳米管、热管的传热装置(例如，见美国专利第7213637；列3第66行至列4第12行，图1，下文中参考为专利文献1)。

发明内容

碳纳米管具有高的导热率。然而，由于与其中用于工作流体的流路等是由具有平的表面的金属板等制成的情况相比，碳纳米管具有纳米结构，摩擦和压损较大。所以，担心的是工作流体不能在传热装置中适当地流动，结果使得不适当地传热。

考虑到上述的情况，希望提供能实现更高的传热效率的传热装置及包括该传热装置的电子设备。另外希望的是提供能以更高的可靠性实现更为容易的制造的传热装置制造方法。

根据本发明的实施方式，提供的传热装置包括：工作流体、蒸发部、冷凝部、流路部、凹部及突起部。蒸发部使得工作流体从流相蒸发到气相。冷凝部与蒸发部连通，并使得工作流体从气相冷凝到液相。流路部使工作流体在冷凝部中冷凝到液相，以流到蒸发部。凹部被设置于蒸发部和流路部中的至少一方，液相工作流在凹部中流动。突起部由从凹部的内壁侧表面突起的纳米材料制成，使得突起部局部地覆盖凹部的开口面。

根据本发明的实施方式，纳米材料可以是碳纳米管。

根据本实施方式，突起部由具有大的特定表面面积的纳米材料制成，由此加速工作流体的蒸发并实现更高的传热率。在其中突起部由具有高的导热率的碳纳米管制成的情况中，液相工作流体的蒸发被进一步加速，传热装置更为有效地传导热量。

另外，由于突起部由从凹部的内壁侧表面突起的碳纳米管制成，在凹部中流动的液相工作流体很少与碳纳米管制成的并且具有极小的纳米结构的突起部的极小顶部接触。因此，抑制了流过凹部和突起部的液相工作流体的摩擦阻力及压损。结果，传热装置更为有效地导热。

根据本发明的实施方式，凹部的开口表面可以具有汽相流路，汽相工作流体在该汽相流路中流动，汽相流路没有突起部。突起部、朝向突起部的凹部的底面、及凹部的内壁侧表面可以形成液体流路，液相工作流体在该液体流路中流动。

根据本发明的实施方式，凹部可以是槽状。

根据本实施方式，液相工作流在包括由碳纳米管制成的突起部的液体流路中流动。由于液相工作流与碳纳米管制成的突起部接触，碳纳米管的高的导热率使液相工作液体的蒸发加速。传热装置由此更为有效地导热。

在其中突起部设置于槽状凹部的朝向于彼此的内壁侧表面，多个液体流路形成在凹部中。液相工作液体的流动和蒸发由此被进一步加速。传热装置由此更为有效地导热。

另外，凹部的开口表面可以具有汽相流路，汽相工作液体在该流路中流动，汽相流路没有突起部。因此，液体流路中蒸发的汽相工作流体经由流路流到冷凝部，而不会被设置于凹部的突起部阻挡。液相工作液体的流动和冷凝由此被加速，并且传热装置由此更为有效地导热。

根据本发明的实施方式，提供有包括热源和热连接于该热源的传热装置。传热装置包括工作流体、蒸发部、冷凝部、流路部、凹部及突起部。蒸发部使工作液体从液相蒸发到汽相。冷凝部与蒸发部连通并使工作流从汽相冷凝到液相。流路部使得冷凝部中冷凝到液相的工作流体流动到蒸发部。凹部设置于蒸发部和流路部中的至少一方，液相工作流体在该凹部中流动。突起部由从凹部的内壁侧表面突起的纳米材料制成，使得突起部局部地覆盖凹部的开口表面。

根据本实施方式，在传热装置中，由于突起部由从凹部的内壁侧表面突起的纳米材料制成，在凹部中流动的液相工作流体优选地与不像顶部那样小的突起部的部分接触，并且很少与具有极小的纳米结构的突起部的顶部接触。因此，抑制了流过凹部和突起部的液相工作流体的摩擦阻力及压损。结果，传热装置更为有效地导热。

根据本发明的实施方式，提供了制造传热装置的方法，该传热装置包括：蒸发部，其使得工作流体从流相蒸发到气相；冷凝部，其使得工作流体从气相冷凝到液相；和流路部，其液相工作流体流到蒸发部。凹部形成在第一基部构件上。由纳米材料制成的突起部被形成在第一基部构件的凹部的内壁侧表面上，使得突起部局部地覆盖凹部的开口表面以获得至少在蒸发部和流路部的至少一方处的第二基部构件。窗口形成有至少第二基部构件。工作流体被引入到容器并且容器被密封。

根据本实施方式，在其中纳米材料被形成为从凹部的内壁侧表面突起以形成突起部的情况中，液相工作流体优选地与突起部的不像顶部那样细小的部分接触，并且很少与突起部的具有极小的纳米结构的顶部接触。因此，抑制了流过凹部和突起部的液相工作流体的摩擦阻力及压损。结果，能够以更高的可靠性容易地制造能够更为有效地导热的传热装置。

在以该方法制造的传热装置中，在其中突起部被设置于槽状凹部的朝向于彼此的内壁侧表面的情况中，多个流路形成在凹部中。由此液相工作流体的流动和蒸发被进一步地加速。传热装置由此更为有效地导热。

另外，凹部的开口表面具有汽相流路，汽相工作流体在该流路中流动，汽相流路没有突起部。因此，液体流路中蒸发的汽相工作流体经由流路流到冷凝部，而不会被设置于凹部的突起部阻挡。液相工作液体的流动和冷凝由此被加速，并且传热装置由此更为有效地导热。

根据地本发明的实施方式的传热装置，实现了更高的传热率。根据本发明的实施方式的传热装置制造方法，实现了更为容易的制造和更高的可靠性。

根据下面对于本发明的最佳模式实施方式的详细描述，本发明的这些和其它目标、特性和优点将变得明显，如附图所示。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的散热器的侧视图，该散热器热连接到热源；

图2是散热器的平面图；

图3是示出散热器的分解透视图；

图4是示出沿图2的线A-A截取的示出散热器的示意截面图；

图5是示出蒸发部的局部放大透视图；

图6是示出蒸发部的局部放大透视图；

图7是示出槽部中的液体冷却剂流路的截面图；

图8是示出散热器的操作的示意图；

图9是示出散热器的制造方法的流程图；

图10A-10C是顺序示出冷却剂注入容器的注入方法示意图；

图11是示出根据本发明的第二实施方式的散热器的截面图；

图12是示出蒸发部的局部透视图；

图13A-13C是示出线状透出部的生产方法的示意图；

图14是根据本发明的第三实施方式的散热器的分解透视图；

图15是示出流路板构件的局部分解透视图；

图16是示出本发明的第四实施方式的散热器的蒸发部的局部透视图；

图17A-17C是示出网状突出部的生产方法的示意图；和

图18是示出作为包括散热器的电子设备的桌面PC的透视图。

具体实施方式

下文中，将参考附图说明本发明的实施方式。

在下面的实施方式中，将采用散热器作为传热装置来进行说明。

(第一实施方式)

(散热器1的构造)

图1是示出本发明的第一实施方式的散热器1的侧视图，该散热器热连接到热源。图2是示出图1的散热器1的平面图。

如图1和图2所示，散热器1包括容器2。容器2包括热接收板4(第一基部构件)、热辐射板3、及侧壁5。热辐射板3被设置为朝向热接收板4。侧壁5牢固地结合热接收板4和热辐射板3。

热辐射板3、热接收板4和侧壁5可以通过铜焊即焊接而结合在一起，或者可以根据材料而用粘结材料结合在一起。热辐射板3、热接收板4、及侧壁5例如由金属材料制成。金属材料例如是具有高的导热率的铜、不锈钢、或铝，但并不局限于上述材料。在金属材料之外，可以采用比如碳的具有高的导热率的材料。热辐射板3、热接收板4及侧壁5可以分别由不同的材料形成，或者它们中的两者用相同材料制成，或者它们全部由相同的材料制成。

热源50热连接到热接收板4。短语“热连接”是直接连接之外的、例如经由热导体的连接。热源50例如是产生热的比如CPU(中央处理单元)或电阻器的电子设备、或者是比如显示器的电子设备。来自热源50的热经由热接收板4被传输到散热器1。

比如散热片55的热辐射构件被热连接到热辐射板3。从散热器1传输到散热片55的热从散热片55辐射出。

容器2另外包括封装在其中的冷却剂(工作液体，如图6和图7中所示)。冷却剂可以通过将少量的载有羟基团(OH团)的有机化合物添加到纯净水中而制备出。添加到纯净水中的载有羟基团(OH团)的有机化合物的具体实例包括醇类、二醇、多羟基化合物、及酚类。载有羟基团(OH团)的有机化合物更具体实例包括比如甲醇、乙醇、丙醇、酚类、及己醇、比如乙二醇和丙二醇的二醇、比如丙三醇的甲醇、及比如苯酚和烷基酚的酚类。

可替换地，作为冷却剂，可以使用未添加醇类的纯净水、氟氯烃化合物、氢氟氯烃化合物、氟、氨、丙酮等，但并不局限于上面所述。

图3是示出散热器具的分解透视图。图4是示出图2的沿线A-A截取的散热器1的示意截面图。

热接收板4包括热接收面41和蒸发面42(蒸发部)。热接收面41对应于容器2的外表面。蒸发面42是热接收面41的背面，并且朝向热辐射板3。

热源50热连接到热接收面41。

围绕蒸发面42的区域是用于结合侧壁5的结合区域43。蒸发部7被设置于蒸发面42。蒸发部7使液相冷却剂(下文中参考为“液体冷却剂”)蒸发。

容器2的内部空间主要用作用于液体冷却剂和汽相冷却剂(下文中参考为“汽相冷却剂”)的流路6。即，在流路6中，液体冷却剂由于重力而从热辐射板3侧流到热接收板4侧，并且汽相冷却剂从热接收板4侧流到热辐射板3侧。

热辐射板3包括热辐射面31和冷凝面32(冷凝部)。热辐射面31对应于容器2的外表面。冷凝面32是热辐射面31的背面，并且朝向热接收板4。

冷凝面32使在蒸发部7中蒸发的汽相冷却剂冷凝。

比如散热片55的热辐射构件被热连接到热辐射面31。

侧壁5的内壁构成毛细流路51(流路部)。毛细流路51是用于在热接收板3的冷凝面32上冷凝的液体冷却剂的流路。即，在毛细流路51中，液体冷却剂从热辐射板3侧通过毛细力和重力流到热接收板4侧。

注意在图4中，为更易于理解，改变了构件的实际构造。例如，蒸发部7与散热器1的大小比例

本实施方式的散热器1在平面图中大致为方形。散热器1在各侧例如为大约30-50mm长(e)(见图2)。散热器1在侧视图中大致为矩形。散热器1例如具有大约2-5mm的高度(h)。具有这样的尺寸的散热器1是用于PC(个人计算机)的CPU，热源50热连接到散热器1。散热器1的尺寸可以根据热源50的尺寸来确定。例如，在其中热连接到散热器1的热源50是大尺寸显示器等的大容量热源时，长度e需要制作的更大，并且可以如约2600mm一样大。散热器1的尺寸被限定为使得冷却剂能够适当地流动和冷凝，即，能够顺畅地重复在容器2中流动的冷却剂的蒸发和冷凝的循环。散热器1的操作温度范围例如近似地是-40C到+200C。散热器1的热流密度例如是8W/mm²或更低。

(蒸发部7的结构)

图5是示出设置于热接收板4的蒸发面42的蒸发部7的局部放大透视图。图6是示出设置于蒸发部7的槽部71的突起部75的局部放大透视图。

如图5、图6所示，蒸发部7包括多个槽部71(凹部)和突起部75。槽部71形成在热接收板4的蒸发面42上。突起部75被设置在槽部71上。具体地，蒸发部7具有下面的结构。

多个线性槽部71形成在热接收板4(第二基部构件)的蒸发面42上。槽部71被形成，从而使液体冷却剂在槽部71中由于毛细力而在纵向方向上流动。槽部71具有矩形的凹陷截面。槽部71具有底面72和朝向彼此的一对内壁侧面73。注意，槽部71可以具有矩形截面或方形截面。

槽部71的底面72平行于或大致平行于热接收板4的蒸发面42而形成。在矩形截面中，底面72的宽度例如大约是10μm到1mm。槽部71的深度例如是大约10μm到1mm。

注意，槽部71可以具有如上所述的矩形凹陷截面，或者可以具有V-形截面、半圆形截面、圆角矩形截面、或圆角V-形截面。多个槽部71平行地形成，如附图中所示，但并不局限于上面所述。槽部71可以任意地布置，只要冷却剂能够在整个槽部71中均匀地流动。例如，多个槽部可以是同心圆或同心多边形。可选地，一个或多个槽部可以是螺旋状。可选地，可以以彼此交叉的方式设置同心圆槽、同心多边形槽、或螺旋槽或星形槽。可选地，可以设置类似栅格的槽。

突起部75以突起的方式被分别设置在内壁侧面73上。突起部75从内壁侧面73侧局部地覆盖槽部71的开口部。突起部75被设置在内壁侧面73的远离底面72的位置(区域)处，使得在槽部71的突起部75和底面72之间形成空间。在图5中，突起部75被设置在槽部71的纵向方向(Y轴方向)的整个区域中。可选地，突起部75可以设置在槽部71的一部分中。

突起部75由纳米材料制成。纳米材料的实例包括碳纳米管、碳纳米线等。在本实施方式中，突起部75由碳纳米管阵列制成。

突起部75的突起长度限定为使得在从一对内壁侧面73突起的突起部75的顶端部之间设置有空间部76(汽相流路)。空间部76是这样的地带，在其中槽部71的开口面不由突起部75覆盖。槽部71中的汽相冷却剂经由该空间部76流到流路6。

在蒸发部7的槽部71中产生的大部分汽相冷却剂经由槽部71的空间部76流到容器2中的流路6。然后蒸发冷却剂流到热辐射板3。注意，一些汽相冷却剂穿过构成突起部75的密集生成的碳纳米管阵列中的间隙而流到流路6。

注意，碳纳米管对于纯净水具有疏水性。所在，在使用纯净水作为冷却剂的情况中，毛细力可能并不足够地大。因此，根据要使用的冷却剂的组成，期望改造突起部75的表面，以改进润湿能力。表面改选处理的实例包括用紫外处理来引入比如羧基团的亲水基团。结果，改进了突起部75的表面的润湿能力并改进了毛细力。

例如，紫外处理如下地进行。准备波长为172nm的准分子灯(例如，灯管表面的光强为50mW/cm²)。作为突起部75的碳纳米管阵列配置在准分子灯下方2mm处。突起部75的表面在大气中由紫外线照射以改选表面。例如，照射时间为1分钟。通过紫外处理，从大所中的氧产生活性氧或臭氧以氧化碳纳米管阵列。比如羧基(COOH)团的具有亲水性的亲水基团由此形成在突起部75的表面上。

下面，将说明冷却剂在具有上述结构的蒸发部7的槽部71中的流动。

图7是示出槽部71中的液体冷却剂流路的截面图。

如图7中所示，散热器1的容器2中的液体冷却剂R由于蒸发部7中的毛细力而在槽71中沿纵向方向流动。此时。液体冷却剂R由于毛细力而在两个液体冷却剂流路74(液体流路)中流动。液体冷却剂流路74形成在槽部71的沿宽度方向的两个端部处。各液体冷却剂流路74由内壁侧面73、突起部75、和底面72形成。液体冷却剂R接收来自热接收板4的热并蒸发成为汽相冷却剂。突起部75由具有高的导热率的碳纳米管阵列制成。因此，突起部75像热接收板4一样有效地将热传输到液体冷却剂R。另外，如小尺寸的金属材料相比，突起部75确保了更大的与液体冷却剂R的接触面积。结果，散热器1能够传输更大量的热。

两个液体冷却剂流路74以朝向彼此的方式形成在槽部71中。液体冷却剂流路74中的液体冷却剂R的表面，即朝向内壁侧面73的面，由于表面张力而成为半月面M。因此，在液体冷却剂流路74中，使得液体冷却剂R与突起部75和底面72的接触面积更大。另外，形成了薄膜带F，液体冷却剂R在该薄膜带F中的蒸发被加速。

在该实施方式中，碳纳米管阵列形成在槽部71的平行于或大致平行于底部72的内壁侧面73上，以形成突起部75。总的来讲，碳纳米管阵列朝向其顶部逐渐变小。在其中碳纳米管阵列与液体冷却剂R的接触过小的情况中，液体冷却剂R沿槽部71的流动的摩擦阻力增加。结果，液体冷却剂R不能适当地在蒸发部7中流动。在本实施方式中，由于碳纳米管阵列产生在槽部71的平行于或大致平行于底部72的内壁侧表面73上以形成突起部75，碳纳米管阵列的不与顶部一样小的部分优选地与液体冷却剂R接触。因此，液体冷却剂R能够适当地在蒸发部7中流动。

总的来讲，使得液体冷却剂R在液体冷却剂流路74中流动的毛细力在半月圆半径减小时增大。然而，在通过比如切割或蚀刻的通常方法形成槽的情况中，对于使流路宽度更小存在限制。因此对于使半月圆半径更小存在限制。另外，在由用于热接收板的金属材料等制成的板构件上形成具有小的宽度的流路的情况中，液体冷却剂R的流量减小，并且蒸发效率降低。

相反，根据本实施方式，纳米材料生产在槽部71的内壁侧面73上以形成突起部75。具有小的半月半径的液体冷却剂流路74由此形成在槽部71中。另外，两个液体冷却剂流路74形成一个槽部71中。因此，毛细力增加，而不会使槽部71的槽宽更小，并且液体冷却剂R的流量不会减小。

在本实施方式中，碳纳米管阵列产生在槽部71的平行于或大致平行于槽部71的底部72的内壁侧面73上以形成突起部75。然而，槽部71的形状和碳纳米管阵列的产生方向并不局限于如上所述。例如，碳纳米管阵列可以沿在朝向热辐射板3的方向上包括组件的方向突起。在该情况中，突起部75与液体冷却剂R的接触面积增加，由此进一步加速了蒸发。另外，薄液膜带F变得更大，由此进一步加速了蒸发。注意，该构件也适用于下面的实施方式，并具有相同效果。

在本实施方式中，槽部71和突起部75仅设置在热接收板4的蒸发面42上，但并不局限于如上所述。例如，在侧壁5(第一基部构件)的毛细流路51上，线性槽可以沿热接收板4的蒸发面42与热辐射板3的冷凝面32彼此连通的方向形成。类似于突起部75的突起部可以设置在槽(第二基部构件)上。因此，加速了在热辐射板3的冷凝面32上冷凝的液体冷却剂由于毛细力而到热接收板4的蒸发面42的流动。注意，该构件也适用于如下的实施方式，并具有相同效果。

(散热器1的操作)

图8是示出散热器1的操作的示意图。

如图8所示，当热源50产生热时，热接收板4的热接收面41接收热。然后，液体冷却剂由于毛细力而在设置于热接收板4的蒸发面42上的蒸发部7的槽部71中流动(箭头A)。具体地，液体冷却剂由于毛细力而在形成在槽部71中的朝向于彼此的两个液体冷却剂流路74中流动。液体冷却剂流路74中的液体冷却剂接收热并蒸发为汽相冷却剂。一些汽相冷却剂在蒸发部7的槽部71中流动，但大部分的汽相冷却剂经由形成在朝向于彼此的突起部75之间的空间部76流到热辐射板3侧(箭头B)。随着汽相冷却剂在流路6中流动，热被散发，并且汽相冷却剂在热辐射板3的冷凝面32上冷凝到液相(箭头C)。因此，由散热器1散发的热从热辐射板3的热辐射面31传递到散热片55。散热片55辐射热(箭头D)。液体冷却剂由于毛细力而在毛细流路51中流动或由于重力而在流路6中流动以返回到蒸发部7的槽部71(箭头E)。通过重复上面的操作，散热器1传递热源50的热。

箭头A到E所示的操作带仅是粗略的示意或粗略的标准，并且未清晰地限定，因为各个操作带可以根据热源50等产生的热量来变换。

(散热器1的制造方法)

这个实施例将描述散热器1的制造方法。

图9是示出散热器1的制作方法的流程图。

槽部71通过切割或蚀刻而形成在热接收板4的蒸发面42上(步骤101)。

接着，比如铁、镍、或钴层的触媒层(未示出)被形成在槽部71的内壁侧面73的上部。碳纳米管密集地产生在触媒层上，以由此形成碳纳米管阵列来作为突起部75(步骤102)。碳纳米管阵列例如形成为平行于底面72。在提供的触媒层中，可以施加并保留抗蚀剂。碳纳米管阵列可以通过等离子CVD(化学汽相沉积)或热CVD而产生在触媒层上，但并不局限于如上所述。突起部75的面可以通过紫外处理进行改选以改进亲水性。

接着，具有槽部71和突起部75(第二基部构件)的热接收板4、侧壁5、及热辐射板3被结合以形成容器2(步骤103)。在结合过程中，各个构件被精确地对准。

接着，冷却剂被注入容器2并且容器2被密封(步骤104)。

图10是按顺序示出冷却剂被注入容器2的注入方法的示意图。

热接收板4包括注入口45和注入路径46。

如图10A所示，例如，流路6的压力经由注入口45和注入路径46而减小，并且冷却剂从分配器(未示出)经由注入口45和注入路径46被注入内流路。

如图10B所示，压力区47被施压，并且注入路径46被闭合(临时封闭)。流路6的压力经由另一个注入口46和另一个注入路径46而减小，并且当流路6的压力达到目标压力时，压力区47被施压并且注入路径46被闭合(临时封闭)。

如图10C所示，在比压力区47更接近于注入口45的侧上，注入路径46通过例如激光焊接而闭合(最终封闭)。因此，散热器1的内部空间被紧密地密封。通过如上所述地将冷却剂注入容器2并密封容器2，制成散热器1。

接着，热源50被安装在热接收板4的热接收面41上(步骤105)。在其中热源50是CPU的情况中，该过程例如是回流焊接过程。回流过程和散热器1的制造过程可以在不同的区域(例如不同的工厂)执行。这样，在其中在回流过程后执行工作液体的注入的情况中，需要将散热器1传输到或离开工厂，这导致了成本、人工、时间、或工厂之间的传输的碎料的产生的问题。根据该制造方法，可以在散热器1完工之后执行回流处理，从而解决了上述问题。

根据上述的制造方法，在步骤102中，碳纳米管密集地产生在槽部71的内壁侧面73的上部以由此形成碳纳米管阵列作为突起部75。形成具有小的半月半径的半月面M的液体冷却剂流路74由此得以形成，而没有具有小的宽度的槽。

另外，形成突起部75的碳纳米管阵列平行于或大致平行于底面72形成。这样，在液体冷却剂流路74中流动的液体冷却剂R优选地与碳纳米管阵列的不与顶部一样小的部分接触，并且很少与碳纳米管阵列的小的顶部接触。这样，能够抑制液体冷却剂R和突起部75的摩擦阻力及压损。

另外，当碳纳米管密集在产生在槽部71的内壁侧面73的上部以由此形成碳纳米管阵列时，汽相冷却剂流动所穿过的空间部76容易地形成在朝向于彼此的突起部75之间。例如，在其中对应于突起部75的部分由金属板等制成的情况中，需要在热接收板4上层压板构件并通过蚀刻等形成微孔以由此形成空间部76。相反，根据本实施方式的制造方法，通过控制碳纳米管阵列的长度，能形成各自具有预定的形状的突起部75和空间部76，而不用进行细化过程。

(第二实施方式)

(散热器11的结构)

图11是示出根据本发明的第二实施方式的截面图。

下文中，与第一实施方式的散热器1中的部件、功能等类似的部件、功能等将标注为类似的参考标记，并且将简化或省略对它们的描述，并且将主要说明不同的部分。

散热器11包括容器12。容器12包括热接收板14、热辐射板13和侧壁15。热辐射板13设置为朝向热接收板14。侧壁15紧固地结合热接收板14和热辐射板13。容器12还包括密封在其中的冷却剂。容器12的内部空间主要用作用于冷却剂的流路16。

热接收板14包括热接收面141、蒸发面142和结合区域143。热源热连接到热接收面141。蒸发部17被设置在蒸发面142上。

热辐射板13具有的结构与热辐射板3的结构相同，并且包括热辐射板面131和冷凝面132。比如散热片的热辐射构件被热连接到热辐射面131。侧壁15的内部面构成毛细流路151。

(蒸发部17的结构)

图12是示出设置于热接收板14的蒸发面142的蒸发部17的局部透视图。

如图12所示，蒸发部17包括多条线171和突起部175。线171设置于热接收板14的蒸发面142。突起部175设置于线171。注意，在图12中，为易于理解，示出了五条线171。

线171由比如金属材料或碳的具有高的导热率的材料制成。金属材料的示例包括铜、不锈钢、和铝。线171被隔开并平行地布置，并通过铜焊即焊接被结合到热接收板14的蒸发面142，或者可以用粘结材料被结合。一条线171、邻接于一条线171的另一条线171、及蒸发面142构成与第一实施方式的槽部(凹部)对应的部分。线171可以具有圆形截面，但并不局限于如上所述。线171可以可选地具有多边形截面。另外，根据形成突起部175的碳纳米管的突起方向，线171可以被适当地处理并且线171的形状可以任意地改变。

碳纳米管阵列设置于线171的离开蒸发面142的部分，使得分别产生于邻近的线171的碳纳米管阵列朝向于彼此，由此形成突起部175。突起部175经由空间部176而朝向于彼此。经由空间部176朝向于彼此的突起部175局部地覆盖隔开并平行地布置的相邻两条线171之间的空间。

在蒸发部17中，突起部175、线171的周面、及热接收板14的蒸发面142形成液体冷却剂流路174。液体冷却剂在液体冷却剂流路174中通过毛细力沿液体冷却剂流路174的纵向方向流动，即，沿线171的纵向方向流动。在液体冷却剂流路174中流动的液体冷却剂具有半月面。另外，薄液膜带形成在半月面的附近。在薄液膜带中，液体冷却剂的蒸发被加速。

具有如上结构的散热器11的操作与散热器1的操作类似。

(散热器11的制造方法)

接着，将说明本实施方式的散热器的制造方法。具体地，将说明线171上的突起部175的生产方法，其不同于第一实施方式的散热器11的制造方法。

图13是示出线171上的突起部175的生产方法的示意图。

如图13A所示，线171的绕圆形截面的圆心对称的两个部分被以预定的角度按压。线171的两个部分配置为朝向热辐射板13。线171可以可选地通过切割等进行处理。

图13B示出了处理过的线171。在图13B中，面177和面178形成在线171上。面177经由线171的截面的中心朝向彼此。面178与面177正交。在形成于线171的面177上，通过汽相沉积法或溅射法形成比如铁、镍、或钴层的触媒层(未示出)。碳纳米管密集地产生在触媒层上以由此形成碳纳米管阵列作为突起部175。

图13C示出了由此形成的突起部175。具有突起部175的线171及热接收板14的蒸发面142通过铜焊即焊接而结合或者用粘结材料结合。

蒸发部17由此形成在热接收板14的蒸发面142上。此后，散热器11仅需要通过散热器1的制造方法来制造邮购。

(第三实施方式)

(散热器21的结构)

图14是根据本发明的第三实施方式的散热器21的分解透视图。

散热器21包括容器22。容器22包括热接收板24、热辐射板23、和多个流路板构件28的结合区域281。热辐射板23设置为朝向热接收板24。容器22另外包括密封在其中的冷却剂。

热接收板24具有的结构与热接收板4的结构相同。热接收板24包括热接收面241、蒸发面242、和结合区域243。

结合区域243被结合到多个流路板构件28的结合区域281。

具有与蒸发部7的结构相同的结构的蒸发部27设置在蒸发面242上。

热源热连接到热接收面241。

热辐射板23具有的结构与热辐射板3的结构相同。热辐射板23包括热辐射231和冷凝面232。比如散热片的热辐射构件被热连接到热辐射面231。

多个流路板构件28被层叠在热接收板24和热辐射板23之间并形成用于冷却剂的流路26。流路板构件28的数目根据从热连接到热接收板24的热接收面241的热源所产生的热量任意改变。

图15是示出流路板构件28的局部分解透视图。

下文中，在多个流路板构件28的各说明中，各构件将被参考为“流路板构件28a”、“流路板构件28b”等。

如图15所示，流路板构件28具有的结构类似于具有蒸发部7的热接收板4的结构。流路板构件28另外具有开口282，这不同于热接收板4。

流路板构件28具有结合区域281和线性槽部291(凹部)。结合区域281设置于流路板构件28的一个面的周部。槽部291具有矩形截面，并彼此平行地形成，且设置于流路板构件28的除结合区域281之外的整个区域。槽部291包括底面292和内壁侧面293。突起部295设置于槽部291的内壁侧面293的上啊的沿纵向方向的整个区域。突起部295经由空间部朝向彼此。在突起部295与槽部291的底面292之间，形成类似于液体冷却剂流路74的液体冷却剂流路。液体冷却剂在液体冷却剂流路中通过毛细力沿液体冷却剂流路的纵向方向流动，即，沿槽部291的纵向方向流动。

多个开口282设置于形成在流路板构件28上的槽部291的底面292。开口282穿过流路板构件28，并以一定间隔沿槽部291的纵向方向设置。

多个流路板构件28彼此层叠，使得设置于一个流路板构件28a的线性槽部291a和设置于与一个流路板构件28a邻接的另一个流路板构件28a的线性槽部291a彼此正交。即，多个流路板构件28彼此层叠，使得流路板构件28在XY平面中旋转90度。设置于槽部291a的底面292a的多个开口282a和设置于槽部291b的底面292b的多个开口282b沿Z轴方向穿过彼此。多个开口282a和多个开口282b沿Z方向从热接收板24的蒸发面242到热辐射板23的冷凝面242彼此连通，由此形成用于汽相冷却剂的流路26。在热辐射板23的冷凝面232上冷凝的液体冷却剂通过毛细力在流路板构件28上流动，由此返回热接收板24的蒸发部27。可选地，穿过孔可以设置在流路板构件28的结合区域281的周围，由此形成加速液体冷却剂至蒸发部27的流动的返回流路。

热接收板24、多个流路板构件28、及彼此层叠的热辐射板23被扩散结合。由此形成散热器21。在层叠中，各个板构件被精确地对准。在扩散结合中，进行金属结合。由此改进了散热器21的强度或刚度。

在本实施方式中，除提供了开口282之外，流路板构件28具有的结构与第一实施方式的热接收板4的结构相同。这样，流路板构件28在各线性槽部291中具有两个液体冷却剂流路。因此，增加了液体冷却剂流路的数目并且使在液体冷却剂流路中流动的液体冷却剂的薄液膜带更大，由此加速了蒸发。

(第四实施方式)

本发明的根据第四实施方式的散热器31包括容器。容器包括热接收板、热辐射板、和侧壁。热辐射板设置为朝向热接收板。侧壁紧固地结合热接收板和热辐射板。容器还包括密封在其中的冷却剂。容器的内部空间主要用作用于冷却剂的流路。在散热器31的热接收板上未形成槽。蒸发部37被设置于热接收板的热接收面。

(蒸发部37的结构)

图16是示出本发明的第四实施方式的散热器31的蒸发部37的局部透视图。

如图16所示，蒸发部37包括网状部371和突起部375。突起部375设置于网状部371。

网状部371是由比如金属材料或碳的具有高的导热率的材料制成的线379的网状部。金属材料的示例包括铜、不锈钢、和铝。网状部371并通过铜焊即焊接被结合到热接收板的蒸发面，或者用粘结材料被结合。网状部371和蒸发面形成凹部。线379可以具有圆形截面或多边形截面，但并不局限于如上所述。根据突起部375的突起方向，网状部371可以适当地处理并且网状部的形状可以任意地改变。

突起部375设置于网状部371的预定部分。例如，碳纳米管阵列被形成于网状啊371的与热接收板的蒸发面平行的预定部分，使得碳纳米管阵列朝向于彼此。由此形成突起部375。

在蒸发部37中，突起部375、网状部371的线379的周面、及热接收板的蒸发面形成液体冷却剂流路。即，两条朝向于彼此的液体冷却剂流路形成在沿X轴方向隔开并平行地布置的两条线379之间。另外，两条朝向于彼此的液体冷却剂流路形成在沿Y轴方向隔开并平行地布置的两条线379之间。另外，碳纳米管平行于热接收板的蒸发面而产生，由此形成碳纳米管阵列作为突起部375。这样，液体冷却剂渗入的网状部371很少与碳纳米管阵列的顶部接触。这样，抑制了液体冷却剂与突起部375之间的摩擦阻力和压损。因此，本实施方式的散热器31的操作类似于散热器1的操作方式。

注意，各自具有突起部375的多个网状部371可以彼此层叠。在该情况中，网状部371的开口371a和另一网状部371的开口371a沿Z轴方向穿过彼此。即，多个开口371a沿Z方向从热接收板的蒸发面到热辐射板的冷凝面彼此连通，由此形成用于汽相冷却剂的流路。另外，在热辐射板的冷凝面上冷凝的液体冷却剂通过毛细力在网状部371和突起部375的表面流动，由此返回热接收板的蒸发部。

(散热器31的制造方法)

下面，将说明散热器31的制造方法。具体地，将说明网状部371上突起部375的生产方法，其不同于第一实施方式的散热器1的制造方法。

图17是示出网状部371上的突起部375的生产方法的示意图。

图17A的网状部371被从以预定角度朝向热辐射板的侧按压。

图17B示出网状部371。在图17B中，面377和面378形成于网状部371的线379。面377经由网状部371的线379的截面的直径朝向彼此。在形成于线379的面377上，通过汽相沉积法或溅射法形成比如铁、镍、或钴层的触媒层(未示出)。碳纳米管密集地生产在触媒层上，以由此形成碳纳米管阵列作为突起部375。

图17C示出了由此形成的突起中375。在图17C中，多个突起部375沿X方向和Y方向设置。具有突起部375的网状部371和热接收板的蒸发面通过铜焊即焊接结合，或者用粘结材料结合。之后，散热器31仅需要通过散热器1的制造方法来制造出。

(电子设备)

图18是示出作为包括散热器1的电子设备的桌面PC120的透视图。

在PC120的壳体121中，设置有电路板122，并且例如作为热源的CPU123安装在电路板122上。CPU123热连接到散热器1(11、21、31)，并且散热器1(11、21、31)热连接到散热片。

根据本发明的实施方式不局限于上述的实施方式，并且可以期望多种变形例。

作为传热装置，示例性地示出了散热器。但是，传热装置并不局限如上所述，而可以是热管或CPL。

散热器1(11、21、31)的形状在平面图中是方形。但是，平面图中的形状可以是圆形、椭圆形、多边形或另外的任意形状。

作为电子设备，示例性地示出了桌面PC，但并不局限于如上所述。作为电子设备，可以采用膝上型PC、PDA(个人数字助理)、电子词典、照相机、显示设备、AV设备、投影仪、移动电话、游戏机、机器人设备、或另外的电子设备。

本申请包括涉及2009年4月3日在日本专利办公室提交的日本专利权申请JP 2009-091215中公开的主旨内容，这里并入其整个内容作为参考。

Claims (6)

1.一种传热装置，包括：

工作流体；

蒸发部，其使所述工作流体从液相蒸发到汽相；

冷凝部，其与所述蒸发部连通，并使所述工作流体从汽相冷凝到液相；

流路部，其使所述工作流体在所述冷凝部冷凝到液相以流到所述蒸发部；

凹部，设置于所述蒸发部和所述流路部的至少一方，液相的所述工作流体在所述凹部中流动；和

由纳米材料制成的突起部，所述纳米材料从所述凹部的内壁侧面突起，使得所述突起部局部地覆盖所述凹部的开口面。

2.如权利要求1所述的传热装置，其特征在于，

所述纳米材料是碳纳米管。

3.如权利要求2所述的传热装置，其特征在于，

所述凹部的所述开口面具有汽相流路，汽相的工作流体在所述汽相流路中流动，且所述汽相流路无所述突起部；并且

所述突起部、所述凹部的朝向所述突起部的底面、以及所述凹部的所述内壁侧面形成液体流路，液相的工作流体在该液体流路中流动。

4.如权利要求3所述的传热装置，其特征在于，

所述凹部是槽状的。

5.一种电子设备，包括：

热源；和

热连接到所述热源的传热装置，所述传热装置包括：工作流体；蒸发部，其使所述工作流体从液相蒸发到汽相；冷凝部，其与所述蒸发部连通并使所述工作流体从汽相冷凝到液相；流路部，其使在所述冷凝部冷凝到液相的所述工作流体流动到所述蒸发部；凹部，其设置于所述蒸发部和所述流路中的至少一方，液相的工作流体在该凹部中流动；及由纳米材料制成的突起部，其从所述凹部的内壁侧面突起，使得所述突起部局部地覆盖所述凹部的开口面。

6.一种制造传热装置的方法，所述传热装置包括：蒸发部，其使所述工作流体从液相蒸发到汽相；冷凝部，其使所述工作流体从汽相冷凝到液相；和流路部，其使液相的工作流体流动到所述蒸发部，该方法包括：

在第一基部构件上形成凹部；

在所述第一基部构件的所述凹部的内壁侧面上设置纳米材料制成的突起部，使得所述突起部局部地覆盖所述凹部的开口面以获得第二基部构件，该第二基部构件作为所述蒸发部和所述流路部的至少一方；

形成具有至少所述第二基部构件的容器；和

将所述工作流体引入到所述容器并密封所述容器。

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