CN1296671C - 传热装置和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种传热装置包括蒸发器、冷凝器以及连接该蒸发器和冷凝器的蒸气槽道和多个液体槽道。该蒸发器产生毛细作用力,以便使工作流体循环。该结构防止由于蒸气相工作流体进入液体槽道而使装置的性能降低和出现故障。因为液体槽道的横截面面积从冷凝器朝着蒸发器逐渐减小,因此可以增加在液体槽道中的毛细作用力,并防止蒸气相工作流体进入液体槽道。即使在由于过多输入而引起变于后,芯和靠近该芯的液体槽道也充满液相工作流体,从而能够稳定工作。

Description

传热装置和电子装置

技术领域

本发明涉及一种具有蒸发器和冷凝器的传热装置以及一种电子装置。特别是,本发明涉及一种传热技术,它通过将CPL(毛细管泵送循环)、环形热管等用于流体MEMS(微机电系统)中而使得尺寸和厚度减小。

背景技术

各种装置(例如热管、散热器和散热片)广泛用于热辐射和冷却中。因为近来在电子装置技术和微机械加工技术中的进步,因此可以生产紧凑的装置。为了制造这样的紧凑装置,已经注意到了使用半导体制造技术的所谓MEMS技术,并研究将该MEMS技术用于传热装置中。这是因为需要能用于紧凑和高性能电子装置的热源冷却系统,因为必须能从性能(例如处理速度)显著提高的装置中高效散热,该装置例如CPU(中央处理器)。

例如,在毛细管泵送循环中,重复进行这样的循环,其中,通过在蒸发器中蒸发冷却剂并在冷凝器中使蒸发的冷却剂返回液体,从而使目标物体散热,如Jeffrey Kirshberg,Dorian Liepmann,Kirk L.Yerkes的“Micro-Cooler for Chip-Level Temperature Control”,Aerospace Power Systems Conference Proceedings(US),Societyof Automotive Engineers,Inc.,1999年4月,P-341,233至238页。

在包括蒸发器和冷凝器的系统中,传热基本以下述方式进行:(1)供给冷凝器的液相工作流体通过液体槽道到达蒸发器,并在该蒸发器中通过来自外部的热量蒸发。

(2)蒸发的工作流体通过蒸气槽道高速流向冷凝器,并在冷凝器中发散热量,以便再次返回液体。

(3)在闭合管路中重复进行上述传热处理(1)和(2)。

不过,已知装置在传热效率和能力方面有以下问题。

在包括蒸发器和冷凝器的传热系统中,当蒸气槽道中的蒸气在到达冷凝器之前散热和冷凝成液相时,蒸气的运动受到液体的阻碍,传热效率降低。

当液体槽道中的液体在到达蒸发器之前通过来自外部的热量而蒸发时,液体的运动受到该蒸气的阻碍,并可能降低传热效率。在开始工作的初始状态,液体槽道和芯(用于保持工作流体和使工作流体流动)必须充满液相工作流体。因此,为了进行稳定传热,液体槽道的横截面面积需要减小,以便通过毛细作用力来增加保持液相工作流体的力。

这时,当在液体槽道中的流体阻力增加时,可以传热的距离减小,热量可能减少。也就是,在工作流体通过芯的有限毛细作用力来循环的传热装置中,传热效率(传热的距离以及传热量)降低。特别是,当装置在由于过多热量输入而变干(蒸发器干燥的现象)后重新起动时,工作流体并不供给芯,因此该传热装置不能进行工作。

对于解决由于蒸气槽道和液体槽道与外部之间的换热而引起的工作流体相变所导致的问题(工作流体的流动受阻和传热效率降低)的方法,已知一种这样的方法,其中,在较大系统中,通过用绝热部件覆盖蒸气槽道和液体槽道而抑制与外部的换热。不过,该方法使得传热装置的结构复杂,且不能同样用于工作流体槽道布置在基片中的较小传热装置中。在这样的装置中,较小和较薄的结构很重要,几乎没有采用抑制与外部换热的装置,因此传热效率降低。

发明内容

因此,本发明的目的是提供一种紧凑和较薄的传热装置,该传热装置有很高的传热能力和很高的传热效率。

根据一个方面,本发明提供了一种传热装置,它包括蒸发器、冷凝器和多个连接该蒸发器和冷凝器的液体槽道,其中,蒸发器产生毛细作用力,以便使工作流体循环。

多个液体槽道可以防止由于蒸气相工作流体进入液体槽道而使装置的性能降低和出现故障。例如,即使液相工作流体的流动由于蒸气相工作流体进入一个液体槽道而受到阻碍,液相工作流体也可以通过其余良好状态的液体槽道供给芯,因此可以防止变干等。因此,可以提高传热能力和效率。

优选的是,液体槽道的、与纵向方向成直角的横截面面积从冷凝器朝着蒸发器逐渐减小。

这可以增加液体槽道的毛细作用力,并可以防止蒸气相工作流体进入液体槽道。因此,即使在由于过多输入而引起变干后,芯和靠近该芯的液体槽道也充满液相工作流体,从而能够实现稳定工作。

当提供有多个液体槽道,且液体槽道的横截面面积从冷凝器朝着蒸发器逐渐减小时,可以减小由于液相工作流体在液体槽道中流动引起的压力损失。

通过下面参考附图对优选实施例的说明,可以清楚本发明的其它目的、特征和优点。

附图说明

图1是表示本发明的基本结构的示意图;图2是本发明实施例的传热装置的分解透视图;图3是图2中所示的传热装置在装配后的透视图;图4A是表示布置在第一基片中的槽道、蒸发器、冷凝器等的平面图,图4B是沿图4A中的线VIB-VIB的剖视图,而图4C是沿图4A中的线VIC-VIC的剖视图;图5是沿图3中的线VIC-VIC的放大剖视图;图6是沿图3中的线VIB-VIB的放大剖视图;图7是表示布置在第一基片中的槽道等的透视图,以便结合图8和9解释制造方法;图8是表示布置在第二基片中的芯、绝热部分等的透视图;图9是表示布置在第三基片中的连接孔的透视图。

具体实施方式

本发明的传热装置适于用作采用毛细管泵送循环、循环热管等的装置,并可用于各种电子装置的散热和冷却系统。例如,在用于信息处理装置例如计算机、便携式装置等中,该传热装置能够在不增加装置的尺寸和厚度的情况下,有效提高各种装置(例如CPU、图像拾取装置、发光元件、用于小硬盘驱动器中和光学介质驱动器中的驱动马达,以及用于热限制状态中的促动器)的散热和冷却效率。

这里,“传热装置”的狭义意思是用于通过工作流体等从发热元件中传送热量的装置,但是广义意思是包括发热元件、冷却或散热装置、温度控制器等的整个系统。

图1是表示本发明的传热装置的基本结构的示意图。

传热装置1包括:蒸发器E,液相工作流体在该蒸发器E中蒸发;以及冷凝器C,蒸气相工作流体在该冷凝器C中冷凝。尽管为了便于说明,图1中表示了一个蒸发器E和一个冷凝器C,但是本发明并不局限于这样一个对一个的对应关系。当然,多个蒸发器可以对应于一个冷凝器,也可以多个冷凝器对应于一个蒸发器。

传热装置1还包括液体槽道lq,液相工作流体流过该液体槽道;以及蒸气槽道vp,蒸气相工作流体流过该蒸气槽道。该液体槽道lq和蒸气槽道vp连接蒸发器E和冷凝器C。

如图1所示,液相工作流体通过多个液体槽道lq从冷凝器C向蒸发器E传送。蒸气槽道vp的数目并没有限制,并提供了至少一个蒸气槽道。蒸气相工作流体通过一个或多个蒸气槽道从蒸发器E向冷凝器C传送。

蒸发器E具有用于产生毛细作用力以便使工作流体循环的结构(所谓的芯),该结构由槽、网、线、烧结金属等形成(在下面的实施例中,具有槽的芯布置在基片上)。

例如,如图1中的虚线所示,当电子装置中的发热部分(例如电子部件或发热元件)与蒸发器E热连接,且散热或冷却装置与冷凝器C热连接时,液相工作流体通过液体槽道lq到达蒸发器E,并通过来自发热部分的热量而蒸发。蒸气相工作流体通过蒸气槽道vp流向冷凝器C,并散热以便返回液体。这样的循环形成于传热装置1中。

在该结构中,当蒸气相流体混合到蒸发器E的芯中和靠近该芯的一部分液体槽道中,并在该状态下加热时,将促使蒸发,并产生蒸气相组份和封闭一部分液体槽道。因此,液相工作流体不会供给芯,且不能按照设计进行传热。

解决上述问题的一个简单方法是使液体槽道lq制成为从冷凝器C到蒸发器E均匀细小。该方法能更有效地防止蒸气相工作流体进入。不过,例如在液相工作流体通过芯的毛细作用力循环的传热装置中,传热距离必须缩短,或者必须降低最大传热能力,因为它难以产生极强的毛细作用力。

因此,为了提高传热能力,本发明实施例的传热装置具有以下特征:(1)提供有多个液体槽道。

(2)通过使靠近芯处的液体槽道变细而实现稳定工作。也就是,液体槽道的、与纵向方向成直角的横截面面积制成为在冷凝器侧大于蒸发器侧。

(3)液体槽道的、与纵向方向成直角的横截面面积从冷凝器侧朝着蒸发器侧逐渐减小(这将在后面详细介绍)。

也就是,由于液体槽道中的液相工作流体而产生的压力损失通过使靠近芯处的液体槽道局部变细而增加。为了减小压力损失,优选是提供多个液体槽道和使液体槽道的横截面面积从冷凝器朝着蒸发器逐渐减小。这从防止变干和提高可靠性的观点来看也优选,因为即使当一个液体槽道充满蒸气相工作流体并因此阻碍液相工作流体的流动时,液相工作流体可以通过其它液体槽道供给芯。

在本发明中,如图1所示,沿液体槽道lq和蒸气槽道vp提供有绝热部分I,以便抑制槽道之间的传热。因此,可以抑制在蒸气和液体槽道以及外部之间的换热。也就是,因为工作流体在液体和蒸气槽道中流动时不会改变它的相,因此它能够稳定流动。这提高了传热效率。如后面所述,例如绝热部分I为气密密封腔或开口腔。例如,绝热部分I布置在液体和蒸气槽道以及槽道外部之间,如图1所示。也可选择,绝热部分可以布置成其它形式。例如,可以采用双管结构,其中,内部管用作蒸气和液体槽道,而在内部管和外部管之间的空间布置成减压状态或可以充满低导热率的气体,以便作为绝热部分。

图2至9表示了本发明实施例的传热装置的结构。该传热装置用于水平位置。

图2是传热装置1的分解透视图。该传热装置1为三层结构,包括第一基片2A、第二基片2B和第三基片2C。作为中间层的第二基片2B固定在基片2A和2C之间。不过该结构并不局限于三层结构,也可以为两层结构,例如,当第二基片2B的厚度较小时,优选是该第二基片2B可以保持在其它基片(2A和2C)之间,以便进行增强。

首先参考图2至7介绍第一基片2A。该实施例的传热装置1包括两个液体槽道和一个蒸气槽道。在图2中,工作流体在第一基片2A中的流动方向由黑箭头表示。

如图4和7所示,第一基片2A的一个表面(内表面)有:槽(凹口)3A,该槽构成蒸发器3;以及槽(凹口)4A,该槽构成冷凝器4。

用作蒸气槽道5的槽5A直线延伸,并连接蒸发器3和冷凝器4。两个液体槽道6和7也连接蒸发器3和冷凝器4,并相对于穿过蒸气槽道5延伸的中心轴线对称布置。也就是,构成液体槽道6的槽6A和构成液体槽道7的槽7A与蒸气槽道5的中心槽5A一起形成叉形。槽6A和7A在冷凝器4的槽4A的端部和蒸发器3的槽3A的端部之间延伸,并靠近传热装置1的最外侧边缘。例如,如图4A所示,连接冷凝器4的槽4A的上侧左端的槽6A是弯曲的,且朝着蒸发器3的槽3A宽度逐渐减小,并到达布置在槽3A附近的最狭窄的直线部分8A。连接冷凝器4的槽4A的底侧左端的槽7A朝着蒸发器3的槽3A弯曲,且宽度逐渐减小,并到达布置在槽3A附近的最狭窄的直线部分9A。这样,槽6A和7A分别有宽度朝着蒸发器3逐渐减小的通路10A和11A。

因为两个液体槽道6和7相对于穿过蒸气槽道5、蒸发器3和冷凝器4的中心的轴线对称布置,工作流体均匀流入液体槽道,且液体槽道的阻力、流速等的差别很小。

尽管所示蒸气槽道5有直槽5A,且它的横截面面积固定,但是该横截面面积可以逐渐变化。

槽12A和13A构成用于供给工作流体的供给槽道12和13。例如,如图4A所示,槽12A布置在冷凝器4的槽4A的右侧。基本为角状的U形的槽13A布置在蒸发器3的槽3A的左侧和直部分8A和9A的侧部。

参考图2和3,用于工作流体的供给孔14A和15A布置成穿过第一基片2A的另一表面(外表面)与供给槽道12A和13A连通。也就是,工作流体通过供给槽道12从供给孔14A供给到冷凝器4,并通过供给槽道13从供给孔15A供给到蒸发器3。当不供给工作流体时,供给孔14A和15A通过盖体等封闭。

第一基片2A的材料例如为玻璃或者合成树脂如聚酰亚胺、聚四氟乙烯或PDMS(聚二甲基硅氧烷)。这是因为当第一基片2A由具有过高导热率的材料制成时,由基片产生的热扩散可能对传热装置1的传热系数有不利影响。例如,蒸气槽道5、液体槽道6和7、蒸发器3、冷凝器4和供给槽道12和13的槽,例如通过喷砂、RIE(干蚀刻)、湿蚀刻、UV(紫外线)蚀刻、激光蚀刻、质子束蚀刻、电子束蚀刻或微模制而形成于第一基片2A中。

下面将参考图2、3、5、6和8介绍第二基片2B。

参考图2和8,第二基片2B包括:蒸发器芯3B,用于蒸发工作流体;冷凝器芯4B,用于冷凝工作流体;液体槽道密封部分6B和7B;在蒸气槽道5中的槽5B;绝热部分16等。

蒸发器芯3B与上述槽3A一起构成蒸发器3,它为非均匀形状,并有沿预定方向延伸的细槽。

冷凝器芯4B与上述槽4A一起构成冷凝器4,并有形成于具有预定深度的矩形凹口内的凹坑和凸起。也就是,在第一实施例中,槽布置在多个肋17之间。

槽5B布置成与上述槽5A相对应,以便与该槽5A一起构成蒸气槽道5。第一和第二基片2A和2B都提供有槽5A和5B,以便增加蒸气槽道5的横截面面积,因为蒸气相工作流体从蒸发器3流向冷凝器4的速度较高。槽5B与冷凝器芯4B中的均匀直通路18相连,从而将蒸气槽道固定在冷凝器4上(也就是,直通路18作为蒸气槽道,蒸气相工作流体平滑进入该冷凝器4,以便通过散热而冷凝)。

液体槽道密封部分6B和7B封闭第一基片2A中的槽6A和7A,以便形成用于工作流体的槽道,并防止工作流体流出槽道。也就是,密封部分6B形成为与槽6A相对应的类似平表面,并在基片2A和2B组合时构成液体槽道6。同样,密封部分7B形成为与槽7A相对应的类似平表面,并在基片2A和2B组合时构成液体槽道7。液体槽道6和7包括只布置在第一基片2A中的槽6A和7A,而不包括在第二基片2B中的槽,以便防止蒸气相工作流体流入。

槽12B构成供给槽道12,并布置成与第一基片2A的槽12A相对应,也就是在冷凝器芯4B的侧部。节距小于上述肋17的节距的凹坑和凸起19布置在该槽12B和冷凝器芯4B之间的交界处。第二基片2B的、与第一基片2A的槽13A相对应的部分为平坦形,没有槽。也就是,考虑到不可压的蒸气易于积累,第二基片2B只有在供给槽道12中的槽12B。凹坑和凸起19例如用于防止蒸气返回。

如图2和8所示,绝热部分16是由第二基片2B中的通孔16B、第一基片2A和第三基片2C的封闭该通孔16B的部分构成的空穴。也就是,该空穴是通过将布置在第二基片2B的中心和外周的通孔16B夹在第一基片2A和第三基片2C之间而形成。在本实施例中,在第二基片2B的中心的两个空穴布置在蒸气槽道5以及液体槽道6和7之间。在第二基片2B外周的空穴布置在蒸发器3和液体槽道6和7的两侧以及冷凝器4的两侧。

尽管优选是绝热部分16的内部布置成减压状态,但是它们也可以充满低导热率的气体,例如空气、氮气或氩气。绝热部分16对抑制导热非常有效,特别是对抑制在第三基片2C以及蒸气槽道5和液体槽道6和7之间的传热非常有效。

优选的是,第二基片2B包括具有较高导热率的材料,例如硅(Si)。不过,该材料并不局限于硅,它可以包括金属例如Cu、Al、Ni、Au、Ag或Pt,或者导热率等于金属的导热聚合物或陶瓷。

蒸发器芯3B和冷凝器芯4B的槽、绝热部分16的通孔16B以及蒸气槽道5的槽5B例如通过喷砂、RIE(干蚀刻)、湿蚀刻、UV(紫外线)蚀刻、激光蚀刻、质子束蚀刻、电子束蚀刻或微模制而形成。

下面将参考图2、3、5、6和9介绍第三基片2C。

第三基片2C包括第一连接孔20和第二连接孔21,它们对着第二基片2B的、远离蒸发器芯3B和冷凝器芯4B的表面。

第一连接孔20布置成与蒸发器芯3B的背面相对应,而第二连接孔21布置成与冷凝器芯4B的背面相对应。作为热源的装置(热元件例如CPU、图形芯片、IC驱动器)通过第一连接孔20与蒸发器芯3B的背面彼此连接,且该装置的热量传递给蒸发器3,以便进行冷却。另一方面,散热装置(例如用于向外部散热的散热片)或冷却装置通过第二连接孔21布置在冷凝器芯4B的背面。

第三基片2C的材料例如为玻璃或者合成树脂如聚酰亚胺、聚四氟乙烯或PDMS(聚二甲基硅氧烷),因为当第三基片2C由具有过高导热率的材料制成时,由基片产生的热扩散可能对传热装置1的传热系数有不利影响,与第一基片2A类似。第一连接孔20和第二连接孔21例如通过喷砂、RIE(干蚀刻)、湿蚀刻、UV(紫外线)蚀刻、激光蚀刻、质子束蚀刻、电子束蚀刻或微模制而形成于第三基片2C中。

工作流体的实例为水、乙醇、甲醇、丙醇(包括同分异构体)、乙醚、乙二醇、氟化液(FluorinertTM)以及氨。将使用这些冷却剂中的一种,该冷却剂的特性例如沸点和抗菌性满足传热装置1的设计要求。工作流体在低于大气压力的情况下从供给孔14A和15A供给传热装置1。

如上所述,本实施例的传热装置1有由第一至第三基片2A至2C构成的三层结构。液体槽道6和7以及蒸气槽道5布置在作为中间层的第二基片2B以及与该第二基片2B相连的第一基片2A之间。这可以减小装置的尺寸。不过,因为绝热部分16可以与基片形成一体,传热装置1的尺寸和宽度都可以减小。特别是,当需要在有限空间中布置多个液体槽道和蒸气槽道时,它们之间的距离缩短。这时,能够在槽道之间高效提供绝热部分。

下面介绍传热装置1的操作。

通过液体槽道6和7流向蒸发器3的液相工作流体穿过直部分8A和9A,并由于蒸发器芯3B中的细槽的毛细作用力而散布到整个蒸发器芯3B中。液相工作流体通过来自热源(未示出)的热量而蒸发,该热源安装在第二基片2B的、远离蒸发器3的表面上。也就是,来自发热元件例如电子装置的热量从第三基片2C的第一连接孔20通过热传导而朝着蒸发器芯3B传递,并通过热传递而从蒸发器芯3B的表面传递给工作流体。

蒸发的工作流体通过蒸气槽道5流入冷凝器4。在冷凝器芯4B中,蒸气相工作流体放出潜热,并再次回到液相。由工作流体放出的热量通过第三基片2C的第二连接孔21而传递给散热装置例如散热片,并向外排出。液相工作流体因为冷凝器芯4B的毛细作用力而流过冷凝器芯4B的细槽,并通过液体槽道6和7从该冷凝器4流向蒸发器3的蒸发器芯3B。这些传热处理在传热装置1中重复进行。

在上述传热处理中,如图5所示,绝热部分16布置在第二基片2B的、构成蒸气槽道5和液体槽道6和7的部分中,并形成由第二基片2B的通孔16B以及第一和第三基片2A和2C确定的空穴。因此,蒸气槽道5和液体槽道6和7只受到第三基片2C的热影响,热源、散热器等安装在该第三基片2C上。因为第一基片2A由低导热率的材料形成,且与第三基片2C相比不易受周围部分的热影响,因此在第一基片2A和工作流体之间的热传递程度较低。因此,将抑制在蒸气槽道5和液体槽道6和7以及传热装置1的外部之间的换热,工作流体在蒸气槽道5和液体槽道6和7中流动时不会改变相。因此,工作流体能够稳定流动,并可以获得较高传热效率。通过使空穴内部处于减压状态,可以进一步抑制通过该空穴的换热。通过使空穴的内部充满导热率低于基片材料的导热率的气体,可以提高该效果。

下面将参考图2、3和7至9介绍上述传热装置1的制造方法。

如图7所示,在第一基片2A的一个表面(内表面)中例如通过喷砂而形成蒸气槽道5的槽5A、与蒸气槽道5连通的蒸发器3的槽3A、冷凝器4的槽4A以及用于工作流体的供给槽道12和13的槽12A和13A。在第一基片2A的另一表面(外表面)中形成与供给槽道12和13连通的供给孔14A和15A。

随后,如图8所示,在第二基片2B中例如通过喷砂形成蒸发器芯3B、冷凝器芯4B、蒸气槽道5的槽5B以及绝热部分16的通孔16B。在蒸发器芯3B和冷凝器芯4B中形成槽。

然后,如图9所示,在第三基片2C中例如通过喷砂形成第一连接孔20和第二连接孔21.该第一连接孔20布置成与第二基片2B中蒸发器芯3B的背面相对应,而第二连接孔21布置成与第二基片2B中的冷凝器芯4B的背面相对应。

如图2和3所示,第一基片2A与第二基片2B连接,同时使第一基片2A的、上面布置有槽道(蒸气和液体槽道)的表面与第二基片2B的、上面布置有蒸发器芯3B和冷凝器芯4B的表面彼此相对,且使蒸发器3的槽3A与蒸发器芯3B对齐,使冷凝器4的槽4A与冷凝器芯4B对齐。

第三表面2C与第二基片2B的、远离芯3B和4B的表面相连,同时第一连接孔20与蒸发器芯3B的背面对齐,第二连接孔21与冷凝器芯4B的背面对齐(见图2和3)。并布置成使热量通过第一连接孔20从发热装置等传递给第二基片2B,使热量通过第二连接孔21从第二基片2B的冷凝器4传递给散热装置并向外发散。

例如,当第二基片2B由玻璃基片制成时,非晶硅氢化物(a-Si:H)膜形成于第二基片2B的两个粘接表面上,且该粘接表面通过阳极连接(anode coupling)而与第一基片2A和第三基片2C连接。连接方法并不局限于阳极连接,各种方法都可以使用,例如使用树脂作为粘接剂的粘接剂粘接、压缩粘接例如热压缩、以及焊接例如激光焊。

三个基片2A、2B和2C在低于大气压力的情况下粘接,从而使通过粘接而形成的绝热部分16的内部处于减压状态。粘接可以在低导热率的气体中进行,例如空气、氮气或氩气。

工作流体在低于大气压力的情况下通过第一基片2A中的供给孔14A和15A供给传热装置1,并封闭该供给孔14A和15A,从而完成该传热装置1的制造。

传热装置1的上述制造方法的处理逐条列举如下:(1)槽道形成处理,用于在基片中形成:液体槽道,液相工作流体流过该液体槽道;蒸气槽道,蒸气相工作流体流过该蒸气槽道;以及芯,用于产生毛细作用力,以便使液相工作流体循环;(2)绝热部分形成处理,用于在基片中沿液体槽道和蒸气槽道形成绝热部分;以及(3)密封处理,用于在低于大气压力的情况下密封该绝热部分。

上述处理(1)和(2)可以组合成一个处理。密封处理(3)可以在导热率低于基片材料的导热率的气体中进行。

在该制造方法中,因为绝热部分沿基片中的蒸气槽道和液体槽道布置,因此抑制在蒸气和液体槽道以及传热装置外部之间的换热,并使工作流体稳定流动。

传热装置1有以下运动:(1)因为绝热部分16形成于第二基片2B中并邻近蒸气槽道5和液体槽道6和7,因此它们减小了靠近热源的第三基片2C的热影响。

(2)因为第一基片2A由低导热率材料构成,与第三基片2C相比不易受周围部件的热影响,因此可以减小在第一基片2A和工作流体之间的热传递。因此不会发生相变,例如工作流体在蒸气槽道5内部的液化以及工作流体在液体槽道6和7中的蒸发。

(3)因为绝热部分16可以与基片形成一体,因此可以减小传热装置1的尺寸和宽度。

尽管在上述实施例中,传热装置1有由三个基片2A、2B和2C构成的三层结构,且液体槽道和蒸气槽道布置在作为中心层的第二基片2B和第一基片2A之间,但是本发明并不局限于该实施例。例如,传热装置可以包括彼此连接的两个第一和第二基片、蒸发器和冷凝器。这时,蒸气槽道、液体槽道和绝热部分的槽形成于构成基座的第一和第二基片的粘接表面上。蒸发器和冷凝器的孔形成于一个基片中,以便与蒸气槽道和液体槽道连通,蒸发器芯和冷凝器芯的槽从孔中插入,然后粘接该基片。发热装置等与蒸发器芯的、远离槽的表面连接,而散热片等安装在冷凝器芯的、远离槽的表面上。

简单的说,可以采用使得布置成减压状态或充满低导热率的气体的绝热部分包围形成于基片中的蒸气槽道和液体槽道的任意结构。上述结构、材料等可以根据需要而变化。

Claims (15)

1.一种传热装置,包括蒸发器,该蒸发器有用于产生毛细作用力以便使工作流体循环的结构,液相工作流体在该蒸发器中蒸发;冷凝器,气相工作流体在该冷凝器中冷凝;多个液体槽道,这些液体槽道连接蒸发器和冷凝器,且液相工作流体流过这些液体槽道;至少一个蒸气槽道,气相工作流体流过该至少一个蒸气槽道;以及空穴形式的绝热部分,该绝热部分沿液体槽道和蒸气槽道布置,以便抑制在液体槽道和蒸气槽道以及外部之间的热传递,或者抑制在液体槽道和蒸气槽道之间的热传递。
2.根据权利要求1所述的传热装置,其中:多个液体槽道、蒸气槽道、蒸发器和冷凝器布置在同一基片中。
3.根据权利要求2所述的传热装置,其中:该基片有由第一、第二和第三基片构成的三层结构,且液体槽道和蒸气槽道布置在作为中心层的第二基片和靠近该第二基片的第一基片之间。
4.根据权利要求3所述的传热装置,其中:该绝热部分是由布置在第二基片中的通孔以及封闭该通孔的第一和第三基片确定的空穴。
5.根据权利要求4所述的传热装置,其中:该空穴的内部布置成减压状态。
6.根据权利要求4所述的传热装置,其中:该空穴的内部充满导热率低于第一至第三基片的材料的导热率的气体。
7.根据权利要求1所述的传热装置,其中:液体槽道的横截面面积在冷凝器侧大于蒸发器侧。
8.一种传热装置,包括蒸发器,该蒸发器有用于产生毛细作用力以便使工作流体循环的结构,液相工作流体在该蒸发器中蒸发;冷凝器,蒸气相工作流体在该冷凝器中冷凝;液体槽道,液相工作流体流过该液体槽道;蒸气槽道,气相工作流体流过该蒸气槽道;以及空穴形式的绝热部分,该绝热部分沿液体槽道和蒸气槽道布置,以便抑制在液体槽道和蒸气槽道以及外部之间的热传递,或者抑制在液体槽道和蒸气槽道之间的热传递;其中,液体槽道的、与纵向方向成直角的横截面面积从冷凝器朝着蒸发器逐渐减小。
9.根据权利要求8所述的传热装置,其中:该液体槽道、蒸气槽道、蒸发器和冷凝器布置在相同基片中。
10.根据权利要求9所述的传热装置,其中:该基片有由第一、第二和第三基片构成的三层结构,且液体槽道和蒸气槽道布置在作为中心层的第二基片和靠近该第二基片的第一基片之间。
11.根据权利要求10所述的传热装置,其中:该绝热部分是由布置在第二基片中的通孔以及封闭该通孔的第一和第三基片确定的空穴。
12.根据权利要求11所述的传热装置,其中:该空穴的内部布置成减压状态。
13.根据权利要求11所述的传热装置,其中:该空穴的内部充满导热率低于第一至第三基片的材料的导热率的气体。
14.一种电子装置,具有传热机构,其中,该传热机构包括:蒸发器,该蒸发器有用于产生毛细作用力以便使工作流体循环的结构,发热部分与该蒸发器热连接,且液相工作流体在该蒸发器中蒸发;冷凝器,气相工作流体在该冷凝器中冷凝;多个液体槽道,液相工作流体流过这些液体槽道,且这些液体槽道连接蒸发器和冷凝器;蒸气槽道,气相工作流体流过该蒸气槽道;以及空穴形式的绝热部分,该绝热部分沿液体槽道和蒸气槽道布置,以便抑制在液体槽道和蒸气槽道以及外部之间的热传递,或者抑制在液体槽道和蒸气槽道之间的热传递。
15.一种电子装置,具有传热机构,其中,该传热机构包括:蒸发器,该蒸发器产生毛细作用力以便使工作流体循环,发热部分与该蒸发器热连接,且液相工作流体在该蒸发器中蒸发;冷凝器,气相工作流体在该冷凝器中冷凝;液体槽道,液相工作流体流过该液体槽道;蒸气槽道,气相工作流体流过该蒸气槽道;以及空穴形式的绝热部分,该绝热部分沿液体槽道和蒸气槽道布置,以便抑制在液体槽道和蒸气槽道以及外部之间的热传递,或者抑制在液体槽道和蒸气槽道之间的热传递;其中,液体槽道的、与纵向方向成直角的横截面面积从冷凝器朝着蒸发器逐渐减小。
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