专利名称:热传输单元和电子设备的制作方法
技术领域：
本实用新型通常涉及一种热传输单元，且更具体地，涉及能够有效地传输从发热体(heat-producing body)接收的热的电子装置内的热传输单元。
背景技术：
诸如半导体集成电路、LED组件和功率装置的电组件用于电设备、工业设备、汽车及类似物中。这些电组件是通过流过其中的电流产生热的发热体。当由这些发热体产生的热使温度升高到某一点之上时，则存在不能保证操作的问题，以及可能对其他组件和框架造成不利影响，从而导致使电子设备或工业设备本身性能降低的可能性。
已经推荐使用通过其中填充的冷却剂的蒸发和冷凝而具有冷却效果的热管(heatpipe)的冷却装置，以便冷却这些类型的发热体。
热管在其中填充的冷却剂被蒸发时从发热体除去热。已经蒸发的冷却剂通过热的辐射来冷却并冷凝，并且冷凝的冷却剂随后再次循环。热管通过重复的蒸发和冷凝来冷却发热体。也就是说，热管扩散并传输热。而且，通过与热辐射构件或类似物结合，热型冷却扩散或传输的热。当与由金属制成的热扩散构件相比时，热管通过使用冷却剂来可有效地扩散或传输更多的热。
最近，受到冷却的电子组件通常是极小的电子组件，如高强度发光二极管(LED)，而不仅仅是相对大的半导体集成电路如中央处理单元(CPU)和专用1C。该类型的小电子组件作为单独组件不仅尺寸小，而且通常位于多个电子组件的集合中。为此，使用热管的冷却装置通常必须冷却多个小电子组件。
通常，该类型的小电子组件被聚集在一起安装在电子基板的一部分上，且通常在安装位置具有小的空间余地，而且在此情形，通常热辐射和排放是不可能的。为此，需要在从电子组件除去热之后在特定方向上高速传输热，以及需要在传输目的地进行冷却。也就是说，需要用于在特定方向上以高速传输热的热传输构件，其中热传输构件使用冷却剂的蒸发和回流。
在此情形，推荐在特定方向上传输从发热体除去热的热管。例如，参见日本专利申请公开号 H11-101585 和 2002-039693
在使用热管的冷却装置中，热传输效率的提高(由蒸发冷却剂的扩散和冷却剂的回流的单一循环速度以及由单位时间间隔中循环的数量决定)在提高冷却能力方面是关键的。
在典型的热管中，在热吸收件中蒸发的冷却剂通过压差到达热辐射件，并且到达热辐射件的冷却剂通过在热辐射件处冷却而冷凝，并通过毛细管力沿作为芯(Wick)形成的毛细管流路径朝热吸收件流回。此时，蒸发的冷却剂的扩散和冷凝的冷却剂的回流处于彼此相反的方向。
剪切应力通过在这些彼此相反方向的蒸发的冷却剂的扩散和冷凝的冷却剂的回流之间的速度差而产生。蒸发的冷却剂和冷凝的冷却剂之间的速度差越大，这些剪切应力越大。为此，吸收的热量越大且蒸发的冷却剂的扩散速度越大，冷凝的冷却剂上的剪切应力越高，从而干扰冷凝的冷却剂的回流。该结果是热管中的热传输循环减小。
‘585专利(专利文献I)中公开的热管公开了板型热管，其中存在孔的阵列(其为比孔多的通路)。在’ 585专利文献中公开的热管中，每个单独通路实施蒸发的冷却剂的扩散和冷凝的冷却剂的回流。’585专利文献中公开的热管能够设置为通过这些孔朝特定方向传输热。也就是说，蒸发的冷却剂从孔的第一端部分扩散到其第二端部分，而冷凝的冷却剂从第二端部分流回到第一端部分。
然而，在’585专利文献中公开的热管中，不仅蒸发的冷却剂通过为通路的孔流回，而且冷凝的冷却剂也通过为通路的孔流回。为此，为气体的冷却剂和为液体的冷却剂在孔内碰撞并干扰，从而减少冷却剂的传输循环。该结果是在’585专利文献中公开的热管不能在特定方向上以高速传输热。
此外，’ 693专利文献(专利文献2)中公开的热管通过设置在多层构件中的相互偏移的狭缝形成用于蒸发的冷却剂的扩散路径和用于冷凝的冷却剂的回流路径。因为这些狭缝在特定方向上形成，所以冷却剂的扩散和回流处于特定方向。因此，’ 693专利文献中公开的热管能在特定方向上传输热。
然而，在’ 693专利文献中公开的热管中，用于蒸发的冷却剂的扩散的蒸气扩散路径和用于冷凝的冷却剂的回流的冷却剂回流路径沿特定方向部分地重迭。在该重迭区域，蒸发的冷却剂和冷凝的冷却剂碰撞或干扰，从而减少冷却剂的传输循环。因而，’ 693专利文献中公开的热管不能在特定方向上以高速传输热。这是因为蒸发的冷却剂从热管的第一端部分到第二端部分的扩散和冷凝的冷却剂从第二端部分到第一端部分的回流相互干扰。
如上所述，传统技术中的热管具有的问题在于，蒸发的冷却剂和冷凝的冷却剂之间存在干扰，阻止了热在特定方向上的高速传输。
当然，在其中需要蒸发并冷凝冷却剂的热管中，用于蒸发的冷却剂的扩散路径和用于冷凝的冷却剂的回流路径不能完全地分离。
也就是说，为了在特定方向上以高速传输从发热体除去的热，需要同时满足(I)两种冷却剂都能够来回移动，其中在蒸气扩散路径中冷凝的冷却剂移动到冷却剂回流路径，而在冷却剂回流路径中的冷却剂能够蒸发并移动到蒸气扩散路径；以及(2)蒸发的冷却剂的扩散和冷凝的冷却剂的回流不互相干扰。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供能够在特定方向上且以高速传输来自发热体的热的热传输单元，考虑到上述问题，本实施新型的热传输单元可满足上述(I)和(2)。注意，热传输单元具有利用了冷却剂的蒸发和冷凝的密封的热管结构。
考虑到上述问题，根据本实用新型的热传输单元包括上板；下板，其面向上板；可填充冷却剂的内部空间，其由上板和下板形成；用于扩散蒸发的冷却剂的蒸气扩散空间，其包括在内部空间内；用于冷凝的冷却剂的回流的冷却剂回流空间，其设置在内部空间中；以及防干扰板(interference-preventing plate),其防止在蒸气扩散空间中扩散的蒸发的冷却剂和在冷却剂回流空间中流回的冷凝的冷却剂之间的干扰；其中防干扰板具有使蒸气扩散空间中的冷凝的冷却剂移动到冷却剂回流空间内的多个孔；其中孔中的蒸气扩散空间侧的开口面积小于冷却剂回流空间侧上的开口面积。
根据本实用新型的热传输单元能在单一方向上以高速且有效地传输从发热体除去的热。
在热传输单元中，其中蒸发的冷却剂扩散的蒸气扩散空间和其中冷凝的蒸气流回的冷却剂回流空间由防干扰板分开，且因为蒸发的冷却剂在蒸气扩散空间中扩散且冷凝的冷却剂在冷却剂回流空间中流回，所以每个都高速移动。
在防干扰板中，通过孔使在蒸气扩散空间中冷凝的冷却剂移动到冷却剂回流空间内，且因而冷却剂能够在蒸气扩散空间和冷却剂回流空间之间移动。也就是说，这实现了利用冷却剂的蒸发和冷凝的热管功能。
另外，因为孔具有这样的结构，在该结构中，蒸气扩散空间中的剪切应力不传播到冷却剂回流空间，所以在蒸发的冷却剂的扩散和冷凝的冷却剂的回流之间没有干扰。为此，能满足(I)两种冷却剂都能够来回移动，其中在蒸气扩散路径中冷凝的冷却剂移动到冷却剂回流路径，而在冷却剂回流路径中的冷却剂能够蒸发并移动到蒸气扩散路径；以及(2)蒸发的冷却剂的扩散和冷凝的冷却剂的回流不互相干扰。结果，根据本实用新型的热传输单元能够在特定方向上且以高速传输从发热体除去的热。
根据本实用新型的第一实施方案的热传输单元包括上板；下板，其面向上板；可填充冷却剂的内部空间，其形成在上板和下板之间；用于扩散蒸发的冷却剂的蒸气扩散空间，其包括在内部空间内；用于冷凝的冷却剂的回流的冷却剂回流空间，其包括在内部空间中；以及防干扰板，其防止在蒸气扩散空间中扩散的蒸发的冷却剂和在冷却剂回流空间中流回的冷凝的冷却剂之间发生干扰；其中防干扰板具有使蒸气扩散空间中冷凝的冷却剂移动到冷却剂回流空间内的多个孔，其中孔的蒸气扩散空间侧上的开口面积小于冷却剂回流空间侧上的开口面积。
该结构使得热传输单元能够被分成用于在特定方向上扩散的蒸发的冷却剂的扩散空间，和用于在与该特定方向相反的方向上流回的冷凝的冷却剂的回流空间。即使当被分离时，在热传输单元中，孔使得冷却剂能够移动，同时防止蒸发的冷却剂的剪切应力的传播。分离和移动的满足使得热传输单元能够快速地且在特定方向上传输从发热体除去的热，同时防止蒸发的冷却剂的扩散和冷凝的冷却剂的回流之间的干扰。
在根据本实用新型的第二实施方案的热传输单元中，除了与第一实施方案相同的以外，蒸气扩散空间和冷却剂回流空间由防干扰板分开。
该结构使得热传输单元能够被分成用于在特定方向上扩散的蒸发的冷却剂的扩散空间和用于在与该特定方向相反的方向上流回的冷凝的冷却剂的回流空间。即使当被分离时，在热传输单元中，孔使得冷却剂能够移动，同时防止蒸发的冷却剂的剪切应力的传播。
在根据本实用新型的第三实施方案的热传输单元中，除了第一实施方案和第二实施方案以外，蒸发的冷却剂在蒸气扩散空间中沿第一方向扩散，而冷凝的冷却剂在冷却剂回流空间中沿第二方向流回，该第二方向为与第一方向相反的方向。
该结构使得热传输单元能够以高速传输从发热体除去的热，在特定方向上这样做。
在根据本实用新型的第四实施方案的热传输单元中，除了与第三实施方案相同的以外，热传输单元具有第一端部分和位于第一端部分的相对侧上的第二端部分，其中填充的冷却剂通过布置在第一端部分附近的发热体的热而蒸发，蒸气扩散空间使蒸发的冷却剂沿第一方向扩散，孔使在从第一端部分扩散到第二端部分的过程中冷凝的冷却剂移动到冷却剂回流空间内，而冷却剂回流空间使移动到冷却剂回流空间内的冷凝的冷却剂沿第二方向流动。
该结构使得热传输单元能够使冷凝的冷却剂在通过蒸气扩散空间的途中移动到冷却剂回流空间，同时通过蒸发的冷却剂沿特定方向扩散从发热体除去的热。结果，使得热传输单元能够通过防止冷凝的冷却剂干扰蒸气扩散空间中的蒸发的冷却剂的扩散而在特定方向上且以高速传输热。
在根据本实用新型的第五实施方式的热传输单元中，除了与第一实施方式至第四实施方式中任一个相同的部分以外，孔不仅将在蒸气扩散空间中冷凝的冷却剂移动到冷却剂回流空间，而且也防止在蒸气扩散空间内扩散的蒸发的冷却剂的剪切应力传播到冷却剂回流空间。
该结构通过孔消除了扩散的蒸发的冷却剂的剪切应力到冷却剂回流空间的传播。该结果是热传输单元能够防止蒸气扩散空间干扰冷却剂回流空间。
在根据本实用新型的第六实施方案的热传输单元中，除了与第三实施方式至第五实施方式中任一个相同的部分以外，防干扰板通过防止剪切应力到冷却剂回流空间的传播来防止沿第一方向的蒸发的冷却剂干扰冷凝的冷却剂沿第二方向的回流。
该结构使得热传输单元能够通过防止蒸气扩散空间和冷却剂回流空间之间的干扰来以高速传输从发热体除去的热。
在根据本实用新型的第七实施方案的热传输单元中，除了与第四实施方式至第六实施方式中任一个相同的部分以外，第一端部分和/或第二端部分进一步设置有连接在蒸气扩散空间和冷却剂回流空间之间的开口部分。
在该结构中，在其中冷凝的冷却剂比蒸发的冷却剂多的末端部分处，热传输单元使得冷凝的冷却剂更有效地移动到冷却剂回流空间，且在其中蒸发的冷却剂比冷凝的冷却剂多的末端部分处，使热传输单元能够更有效地将蒸发的冷却剂移动到蒸气扩散空间。该结果是冷却剂传输循环较快，且热传输单元能够以高速传输从发热体除去的热。
在根据本实用新型的第八实施方案的热传输单元中，除了与第七实施方案相同的以外，在防干扰板中设置了开口部分，开口部分具有大于孔的开口面积的开口面积。
该结构使得热传输单元能够在蒸气扩散空间和冷却剂回流空间之间有效地移动冷却剂。
在根据本实用新型的第九实施方案的热传输单元中，除了与第一实施方案至第八实施方案中任一个相同的部分以外，孔具有这样的形状，其中其横截面积在接近冷却剂回流空间处比在蒸气扩散空间处大。
该结构使孔能够不会将由在蒸气扩散空间中扩散的蒸发的冷却剂引起的剪切应力传播到冷却剂回流空间。
在根据本实用新型的第十实施方案的热传输单元中，除了与第一实施方案至第九实施方案中任一个相同的部分以外，上板和/或下板具有多个凹槽，其中多个凹槽形成冷却剂回流空间。
该结构使热传输单元能够容易地形成冷却剂回流空间。
在根据本实用新型的第i^一实施方案的热传输单元中，除了与第十实施方案相同的以外，多个凹槽在第二方向上延伸。
该结构使冷却剂回流空间能够使冷凝的冷却剂沿第二方向流回。
在根据本实用新型的第十二实施方案的热传输单元中，除了第十实施方案或第十一实施方案以外，如果在上板和下板中都设置了凹槽，则第一防干扰板设置成面向上板，且第二防干扰板设置成面向下板。
该结构使热传输单元能够冷却发热体而不必选择装置的垂直方位(竖直定向)。另外，热传输单元能够更快速地传输热。
在根据本实用新型的第十三实施方案的热传输单元中，除了与第一实施方案至第十二实施方案中任何一个相同的部分以外，蒸气扩散空间和/或冷却剂回流空间的表面具有金属镀层(metal plating)。
该结构使蒸气扩散空间和冷却剂回流空间能够有效地移动蒸发的冷却剂和冷凝的冷却剂。
在根据本实用新型的第十四实施方案的热传输单元中，除了与第十三实施方案相同的部分以外，金属镀层为由从金、银、铜、铝、镍、钴或其合金中选择的一种或多种金属形成。
该结构使得蒸气扩散空间和冷却剂回流空间能够有效地移动蒸发的冷却剂和冷凝的冷却剂。
在根据本实用新型的第十五实施方案的热传输单元中，除了与第四实施方案至第十四实施方案中任一个相同的部分以外，还在第二端部分上设置了用于冷却蒸发的冷却剂的热福射部分。
传输的热被该结构快速地冷却，从而使得热传输单元能够产生快速的热传输循环。
在根据本实用新型的第十六实施方案的热传输单元中，除了与第四实施方案至第十五实施方案中任一个相同的部分以外，还在第一端部分上设置了用于与发热体热连接的连接部分。
该结构使得热传输单元能够从发热体有效地除去热。
本实用新型的组织、结构的方式和操作及其目的和优点将通过参照下述结合附图的详细描述而获得最好的理解，附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中
图1为根据本实用新型的 实施方式的第一形式的热传输单元的立体图。
图2为根据本实用新型的实施方式的第一形式的热传输单元的内部视图。
图3为根据本实用新型的实施方式的第一形式的热传输单元的侧截面图。[0062]图4为在根据本实用新型的实施方式的第一形式中的上板的立体图。
图5为在根据本实用新型的实施方式的第一形式中的上板的立体图。
图6为在根据本实用新型的实施方式的第一形式中的孔的立体图。
图7为在根据本实用新型的实施方式的第一形式中的孔的侧视图。
图8为根据本实用新型的实施方式的第一形式的热传输单元的组装立体图。
图9为根据本实用新型的实施方式的第一形式的热传输单元的组装立体图。
图10为根据本实用新型的实施方式的第一形式的热传输单元的侧截面图。
图11为示出比较例1、比较例2和实施方式的示例中的孔的结构的解释图。
图12为示出根据本实用新型的实施方式的第一形式的比较例I中的模拟结果的解释图。
图13为示出根据本实用新型的实施方式的第一形式的比较例2中的模拟结果的解释图。
图14为示出根据本实用新型的实施方式的第一形式的实施方式的示例中的模拟结果的解释图。
图15为示出根据本实用新型的实施方式的第一形式的模拟结果的图表。
图16为根据本实用新型的实施方式的第二形式的热传输单元的组装立体图。
图17为根据本实用新型的实施方式的第二形式的热传输单元的侧截面图。
图18为根据本实用新型的实施方式的第三形式的电子设备的示意图。
图19为根据本实用新型的实施方式的第三形式的电子设备的立体图。
具体实施方式
本实用新型可以设想以不同的形式来实施，这些不同的实施形式示出在附图中，且在此将以特定实施例的形式详细地描述，在此所披露的内容应视为本实用新型原理的体现，而并不旨在限制本实用新型。
在附图所示出的实施方式中，方向表示例如上、下、左、右、前、后等用于解释本实用新型的各个部件的结构和运动，这些方向表示并非是绝对的而是相对的。当所述部件处在如图所示的位置时，这些表示是合适的。然而，如果所述部件的位置发生变化，则这些方向表示也应相应变化。
根据本实用新型的实施方式的形式将在下面参考附图进行说明。
注意，本说明书中的“热管”指的是通过填充到其内部空间内的冷却剂、通过重复的蒸发、通过热被从发热体接收以及通过蒸发的冷却剂被冷却到冷凝来实现冷却发热体的功能的构件、组件或装置。而且，在本说明书中，热传输单元指的是具有通过冷却剂的移动来传输来自热生成构件的热的功能的构件、组件或装置。
根据本实用新型的热传输单元利用热管的功能和操作，且因而将先解释“热管”的概念。
热管以冷却剂填充，且其作为热接收表面的表面接触例如为电子组件的发热体。该内部冷却剂接收来发热体的待被蒸发的热，且在蒸发时，从发热体除去热。蒸发的冷却剂在热管内移动。发热体的热由该移动携带。已经移动的蒸发的冷却剂通过在热辐射表面或类似物(或通过诸如散热片或冷却风扇或类似物的第二冷却构件)被冷却来冷凝。冷凝以形成液体的冷却剂流回到热管内以再次移动到热接收表面。移动到热接收表面的冷却剂再次蒸发以从发热体除去热。
这样，热管通过冷却剂以此方式重复的蒸发和冷凝来冷却发热体。为此，较佳地，热管在其内部具有用于扩散蒸发的冷却剂的蒸气扩散空间和用于使冷凝的冷却剂流回的冷却剂回流空间。具有蒸气扩散空间和冷却剂回流空间的这样的热管能在特定方向上传输从发热体除去的热。
将利用图1至图3来解释根据实施方式的第一形式的热传输单元的总述。
图1是根据本实用新型的实施方式的第一形式的热传输单元的立体图。图2是根据本实用新型的实施方式的第一形式的热传输单元的内部视图。图3是根据本实用新型的实施方式的第一形式的热传输单元的侧视图。
图1显示出其中热传输单元I的末端部分被剖开以暴露内部的状态。图2显示出当从上面观察设置在热传输单元I内的防干扰板的状态。图3显示出其中热传输单元I的内部是可见的状态，其中用虚线箭头表示了蒸发的冷却剂和冷凝的冷却剂的动作路径。
热传输单元I具有上板2、面向上板2的下板3以及由上板2和下板3形成的内部空间4。冷却剂能被填充到内部空间4内。另外，热传输单元I设置有包括在内部空间4内的蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6。蒸气扩散空间5扩散蒸发的冷却剂。冷却剂回流空间6使冷凝的冷却剂流回。另外，热传输单元I设置有用于防止在蒸气扩散空间5内扩散的蒸发的冷却剂(下面称为“蒸发的冷却剂”)和在冷却剂回流空间内流回的冷凝的冷却剂(下面称为“冷凝的冷却剂”)之间发生干扰的防干扰板7。
防干扰板7具有使在蒸气扩散空间5内冷凝的冷却剂移动到冷却剂回流空间6内的多个孔，其中孔8在蒸气扩散空间5侧上的开口面积小于在冷却剂回流空间6侧上的开口面积。
热传输单元I首先由上板2和下板3形成内部空间4。此时，上板2和下板3的末端部分具有密封内部空间4的结构。当上板2和下板3被放在一起时，形成具有闭合外围的内部空间4。防干扰板7在上板2和下板3之间成层(形成层结构)，其中防干扰板7设置在内部空间4内。
冷却剂被填充在内部空间4内，且在该内部空间4内，蒸发的冷却剂扩散，而冷凝的冷却剂流回，并且内部空间4被防干扰板7分成上板2侧和下板3侧。上板2侧上的空间形成用于扩散蒸发的冷却剂的蒸气扩散空间5，而下板3侧上的空间形成使冷凝的冷却剂流回的冷却剂回流空间6。注意，“上板2”和“下板3”是为了方便区分的术语，但它们不必在物理上上下匹配。当然，蒸气扩散空间5不必在物理上位于内部空间4内的顶部，冷却剂回流空间6也不必在物理上位于内部空间4内的底部。
这样，防干扰板7将内部空间4分成蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6。结果是，填充到内部空间4内的冷却剂在其蒸发以变成蒸发的冷却剂时在蒸气扩散空间5内以特定方向(图1的第一方向)扩散，而在其冷凝以变成冷凝的冷却剂时，其在冷却剂回流空间3内以特定方向(与图1的第一方向相反的方向)流回。
在热传输单元I中，蒸发的冷却剂利用蒸气扩散空间5在第一方向上扩散，而冷凝的冷却剂利用冷却剂回流空间6在与第一方向相反的方向上流回。结果是，热传输单元I能够快速地且沿第一方向传输从发热体除去的热。[0094]如果内部空间4不被分成蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6，则由来自发热体的热蒸发的冷却剂的扩散和通过冷却冷凝的冷却剂的回流将互相干扰。该干扰将减慢蒸发的冷却剂的扩散速度和冷凝流的回流速度。如果扩散速度和回流速度被减慢，则将减慢从发热体除去的热的传输速度。
另一方面，在实施方式的第一形式中示出的被防干扰板7分成蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6的热传输单元I在蒸发的冷却剂的扩散和冷凝的冷却剂的回流之间不产生干扰，因而提高了扩散速度和回流速度。结果，热传输单元I能够以高速传输从发热体除去的热。
另外，防干扰板7具有多个孔8。当在蒸气扩散空间5内扩散的蒸发的冷却剂冷凝时，孔8使冷凝的冷却剂从蒸气扩散空间5移动到冷却剂回流空间6。该移动使冷凝的冷却剂到达冷却剂回流空间6，使得冷凝的冷却剂通过冷却剂回流空间6流回。由于热传输单元I的外部环境，通过蒸气扩散空间5扩散的蒸发的冷却剂可在蒸气扩散空间5的末端部分处冷凝，或者可替代地可以在通过的途中冷凝。防干扰板7设置有多个孔8，使得不管冷却剂在通过蒸气扩散空间5的途中冷凝还是冷却剂在蒸气扩散空间5的末端部分处冷凝，冷凝的冷却剂都能通过孔8从蒸气扩散空间5移动到冷却剂回流空间6。
这里，孔8在蒸气扩散空间5侧上的开口面积小于在冷却剂回流空间6侧上的开口面积。孔8的开口面积的不平衡防止在蒸气扩散空间5内扩散的蒸发的冷却剂的剪切应力传播到冷却剂回流空间6。
结果是，孔8不仅在蒸气扩散空间5内的各种位置移动冷凝的冷却剂，而且也能防止蒸发的冷却剂的剪切应力的传播。
如图2所示，防干扰板7具有横过(横越)其整体的孔8。当然，横过其整体的设置不是绝对的要求，而是孔8可代替地只在防干扰板7的一部分中设置。孔8具有移动冷凝的冷却剂的作用，且因而孔的直径可以是便于施加毛细管力的尺寸。
接下来将利用图3来解释热传输单元I的操作机制。
图3示出其中热传输单元I的内侧从侧面可见的状态。内部空间4被防干扰板7分成蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6。
热传输单元I具有平的矩形板形状，且具有在第一方向上长的形状。发热体20布置在下板3的底面,其是为热传输单兀I的末端部分的一端的第一端部分13。发热体20包括产生大量热的组件，如电子组件、发光组件、功率装置及类似组件。
在热传输单元I中，冷却剂被提前填充到内部空间4内，且为液体形式的冷却剂累积在冷却剂回流空间6中。下板3从发热体20除去热。冷却剂被该热蒸发，且蒸发的冷却剂穿过孔8以从冷却剂回流空间6移动到蒸气扩散空间5。该移动由虚线箭头18表示。
这之后，蒸发的冷却剂在蒸气扩散空间5中沿第一方向扩散。作为热源的发热体20位于热传输单元I的末端部分处，因此蒸发的冷却剂具有将其从高温位置移动到低温位置的力，且蒸发的冷却剂沿第一方向扩散。虚线箭头15表示蒸发的冷却剂在蒸气扩散空间5中沿第一方向扩散的状态。
蒸发的冷却剂在蒸气扩散空间5中扩散的同时由外部环境的作用冷却。蒸发的冷却剂的一些或全部由该冷却冷凝。蒸发的冷却剂可在通过蒸气扩散空间5的途中冷凝，或者可在到达第二端部分14之后冷凝。一般地，在通过蒸气扩散空间5的途中冷凝的冷却剂和在到达第二端部分14之后冷凝的冷却剂可被认为混合在一起。
孔8设置在防干扰板中，与蒸气扩散空间5的整体相对应。为此，在通过蒸气扩散空间5的途中冷凝的冷却剂穿过设置在通过蒸气扩散空间5的中途的孔8移动到冷却剂回流空间6中。此外，在蒸气扩散空间5的第二端部分14处冷凝的冷却剂穿过设置在第二端部分14附近的孔8移动到冷却剂回流空间6。虚线箭头17表示冷凝的冷却剂穿过孔8移动到冷却剂回流空间6的状态。
孔8设置在蒸气扩散空间5内的多个位置且因而冷凝的冷却剂能移动到最靠近冷凝的冷却剂的冷却剂回流空间6内。冷凝的冷却剂在蒸气扩散空间5中基本上没有累积，因而当蒸发的冷却剂在蒸气扩散空间5内扩散时不存在妨碍。因为没有妨碍，所以蒸气扩散空间5能在第一方向上以高速扩散蒸发的冷却剂。
移动的冷凝的冷却剂在冷却剂回流空间6中沿与第一方向相反的第二方向流回。这是因为通过对热的吸收在布置发热体20的第一端部分14处减小了气体压力，以及冷凝的冷却剂移动到气体压力被减小的第一端部分13。虚线箭头16表示冷凝的冷却剂沿第二方向的回流。
在冷却剂回流空间6中沿第二方向流回的冷凝的冷却剂流回到第一端部分13。流回到第一端部分13的冷凝的冷却剂再次通过发热体20的热而蒸发，并且穿过孔8移动到蒸气扩散空间5内。移动到蒸气扩散空间5内的蒸发的冷却剂再次沿第一方向扩散。
另外，当蒸发的冷却剂的扩散和冷凝的冷却剂的回流重复时，在蒸气扩散空间5内扩散的蒸发的冷却剂的剪切力难以通过孔8传播到冷却剂回流空间6。这是因为孔8在蒸气扩散空间5侧上的开口面积小于孔8在冷却剂回流6侧上的开口面积。结果是，当冷凝的冷却剂经过冷却剂回流空间6流回时没有干扰，因而冷却剂回流空间6能使冷凝的冷却剂沿第二方向快速流回。
通过防止经过蒸气扩散空间5传播的蒸发的冷却剂的剪切应力传播到冷却剂回流空间6，防干扰板7防止蒸发的冷却剂在第一方向的扩散干扰冷凝的冷却剂沿第二方向的回流。
这样，通过重复蒸发的冷却剂沿第一方向的扩散和冷凝的冷却剂沿第二方向的回流，热传输单元I能够快速地且沿第一方向传输从发热体20除去的热。特别是，当蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6被防干扰板7分开时，蒸发的冷却剂的扩散和冷凝的冷却剂的回流通过孔8彼此不干扰。该不干扰提高了蒸发的冷却剂的扩散速度和冷凝的冷却剂的回流速度。
给定上述内容，根据实施方式的第一形式的热传输单元I能够在特定方向上以高速传输热。来自布置在一个位置的发热体的热能通过热的高速传输被以高速移动到另一位置，因而使得能够灵活地对安装在具有复杂形状的例如电子设备、运输设备、工业设备或类似设备中的发热体进行冷却。
下面将解释每个部分的细节。
下面将解释上板2。
上板2具有扁平形状，且较佳地为具有短方向和长方向的矩形。当然，上板2可具有部分地不同于矩形形状的形状，且可具有弯曲或屈曲的形状。但是，因为上板2具有短方向和长方向，所以热传输单兀I具有短方向和长方向，因而热传输单兀I能够在特定方向上传输来自布置在其末端部分处的发热体的热。
上板2由金属、塑料或类似物形成，且较佳地，由具有高导热性和高抗腐蚀性(或高耐用性)的金属形成，如由铜、铝、银、铝合金、铁、铁合金、不锈钢或类似物形成。
上板2与下板3—起形成内部空间4。例如，上板2和下板3围绕其外围边缘具有凸起部分或壁构件以便形成内部空间4。上板2和下板3凭借通过这些凸起部分或壁构件的连接而在上板2和下板3之间形成内部空间4。当接触下板3时，凸起部分或壁构件形成包围内部空间4的侧壁。当然，这些凸起部分或壁构件可为与上板2分离的构件或为同一构件。
另外，上板部分2可沿其纵向方向具有多个凹槽，如图4所示。图4是根据本实用新型的实施方式的第一形式中的上板的立体图。凹槽30形成冷却剂回流空间6。尽管蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6可形成在上板2侧上或下板3侧上，但是这取决于应用和使用条件，因此用于形成冷却剂回流空间6的凹槽30也可形成在上板2上。
另外，较佳地，上板2至少在接触内部空间4的表面(蒸发的冷却剂通过的表面)上具有金属镀层。金属镀层的设置促进蒸发的冷却剂的扩散。可选择金、银、铜、铝、镍、钴和/或其合金作为其金属镀层的金属。当然，金属镀层可为单层镀、多层镀、电解镀或非电解镀。
尽管上板2名义上为“上”，但是实际上其不必设置在上面，而是一个为了方便的术语。生热部可连接到上板2，或者可连接到下板3。
另外，上板2设置有用于填充冷却剂的填充洞。当通过将上板2和下板3放在一起而形成内部空间4时，则有必要将冷却剂填充到内部空间4内。在冷却剂被填充之后，堵塞填充开口。
注意，可在上板2和下板3被放在一起之后通过填充开口来填充冷却剂，或者可在上板2和下板3被放在一起时填充冷却剂。另外，较佳地在真空下或在减压下进行冷却剂的填充。在真空下或在减压下填充可使冷却剂在如下状态下被填充，即，在内部空间4处于真空下或减压下的状态。当在减压下时，冷却剂的蒸发和冷凝温度将被减小，且因此将有益于活化冷却剂的重复蒸发和冷凝。
而且，如图5所示，上板2可设置有具有格栅形状的凹槽31。格栅形状的凹槽31以与图4情形相同的方式形成冷却剂回流空间6。图5为根据本实用新型的实施方式的第一形式中的上板的立体图。
具有格栅形状的凹槽31产生毛细管力，使得冷却剂回流空间6更容易引起冷凝的冷却剂流回。
下面将解释下板3。下板3具有与上板2相同的形状和结构。为此，下板3通过替换到作为上板2平面图的图4和图5中来示出。
下板3具有扁平形状，且较佳地具有短方向和长方向。特别是，下板3面向上板2而接触且因此较佳地具有与上板2基本上相同的形状和相同的面积。但是，下板3也可具有与上板2不同的面积和形状，只要下板3能与上板2 —起形成内部空间4。当然，下板3可具有部分地不同于矩形的形状，且可具有弯曲或屈曲的形状。注意，与上板2 —样，下板3为具有短方向和长方向的矩形形状，且因此热传输单元I为具有短方向和长方向的矩形形状，因而热传输单元I能够在特定方向上传输来自布置在其末端部分处的发热体的热。[0128]下板3由金属、塑料或类似物形成，且较佳地，由具有高导热性和高抗腐蚀性(或高耐用性)的金属形成，如由铜、铝、银、铝合金、铁、铁合金、不锈钢或类似物形成。
下板3与上板2放在一起，以形成内部空间，且因此围绕其外围边缘可具有凸起部分或壁构件以便形成内部空间4。当与上板2放在一起时，这些凸起部分或壁构件形成包围内部空间4的侧壁。当然，凸起部分或壁构件可为与下板3分离的构件或可为相同的构件。注意，上板部分2和下板3都可具有凸起部分或壁构件，或者也可以是上板2或下板3，即，一个或另一个具有凸起部分或壁构件。
而且，与上板2—样，下板3可设置有凹槽30或31，如图4和图5所示。这些凹槽30和31形成冷却剂回流空间6。当下板3沿第二方向(第一方向)设置有凹槽30时，冷凝的冷却剂沿第二方向流回，而当设置有格栅形状的凹槽31时，冷凝的冷却剂的回流通过毛细管力而变得更容易。
另外，与上板2 —样，下板3可具有用于冷却剂的填充洞。
下板3面向上板2而放在一起以便形成内部空间4。
另外，较佳地，下板3至少在接触内部空间4的表面(蒸发的冷却剂通过的表面)上具有金属镀层。金属镀层的设置促进蒸发的冷却剂的扩散。可选择金、银、铜、铝、镍、钴和/或其合金作为用于其金属镀层的金属。当然，金属镀层可为单层镀、多层镀、电解镀或非电解镀。
尽管下板3名义上为“下”，但是实际上其不必设置在下面，而是一个为了方便的术语。生热部可连接到下板3，或者可连接到上板2。
下面将解释防干扰板7。防干扰板7不仅将内部空间4分成蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6，而且也防止在蒸气扩散空间5中扩散的蒸发的冷却剂和在冷却剂回流空间6中流回的冷凝的冷却剂之间的干扰。
防干扰板7面向上板2和下板3，且在其间成层。可设置有单个防干扰板7或多个防干扰板7。
防干扰板7具有多个孔8，其中孔8使在蒸气扩散空间5中冷凝的冷却剂移动到冷却剂回流空间6中。孔8在蒸气扩散空间5侧上的开口面积小于孔8在冷却剂回流空间6侧上的开口面积。这样，孔8在冷却剂回流空间6侧上的较大的开口面积防止在蒸气扩散空间5中扩散的蒸发的冷却剂的剪切应力传播到冷却剂回流空间6。该防止阻止了在蒸气扩散空间5中以第一方向扩散的蒸发的冷却剂干扰在冷却剂回流空间6中流动的冷凝的冷却剂。
如图3所示，单个防干扰板7可在上板2和下板3之间成层，且上板2侧可为蒸气扩散空间5，而下板3侧可为冷却剂回流空间6。这样，内部空间4被防干扰板7分成上部和下部，其中上侧作为蒸气扩散空间5而下侧作为冷却剂回流空间6。
因为防干扰板7在上板2和下板3之间成层，所以具有与上板2和下板3相同的形状、材料和尺寸是恰当的。也就是说，当上板2和下板3为具有短方向和长方向的矩形时，则防干扰板7也将具有相同的结构。
防干扰板7可由金属或塑料制成，但是较佳地由具有高导热性或高抗腐蚀性(或耐用性)的金属制成，例如由铜、铝、银、铝合金、铁、铁合金、不锈钢或类似物形成。另外，防干扰板7与上板2 —起形成蒸气扩散空间5，且较佳地壁构件或凸起部分设置在防干扰板7的外围边缘上，使得在上板2和防干扰板7之间具有特定的面向(面对)距离(facingdistance)。
另外，较佳地，防干扰板7至少在接触内部空间4的表面(蒸发的冷却剂通过的表面)上具有金属镀层。金属镀层的设置促进蒸发的冷却剂的扩散。可选择金、银、铜、铝、镍、钴和/或其合金作为用于其金属镀层的金属。当然，金属镀层可为单层镀、多层镀、电解镀或非电解镀。
防干扰板7与上板2和下板3 —起成层(形成层结构)。
另外，当上板2和下板3两者各自设置有凹槽30和31使得任一个可形成冷却剂回流空间6时，第一防干扰板7面向上板2成层而第二防干扰板7面向底板3形成。以这种方式成层使得在热传输单兀I中在其厚度方向的中心部分中形成蒸气扩散空间5,而在其顶部和底部上形成冷却剂回流空间6。
孔8为设置在防干扰板7中的多个通孔，以在蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6之间物理地连接。
孔8可横跨防干扰板7的整个纵向方向形成，或者可以仅在其一部分中形成。而且，孔8可横跨防干扰板7的整个短方向形成，或者可以仅在其一部分中形成。
当孔8形成在防干扰板7的在纵向方向上的仅一部分中时，较佳地，孔8仅在纵向方向上的两个末端部分中以及中心附近形成。这是因为蒸发的冷却剂倾向于主要在末端部分处以及在中心附近冷凝。
另外，当孔8形成在防干扰板7的短方向的仅一部分中时，较佳地，孔8主要设置在外围边缘处。这是因为蒸发的冷却剂主要在外围边缘处冷凝。
多个孔8可以按相等间隔形成，或者可以按不相等间隔设置。多个孔8可具有相互不同或相同的尺寸和横截面积，且其形状可不同或相同。
在分隔蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6的防干扰板7中设置孔8，使得在蒸气扩散空间5中冷凝的冷却剂移动到冷却剂回流空间6。当然，相反地，其也使在冷却剂回流空间6中蒸发的冷却剂移动到蒸气扩散空间5。这样，作为第一功能，孔8实现冷却剂在由防扩散板7分开的蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6之间的移动。
此外，孔8在蒸气扩散空间5侧上的开口面积小于孔8在冷却剂回流空间6侧上的开口面积。这样，在蒸气扩散空间5侧上的开口面积小于在冷却剂回流空间6侧上的开口面积能防止在蒸气扩散空间5中扩散的蒸发的冷却剂的剪切应力传播到冷却剂回流空间6。这是因为在蒸气扩散空间5侧上的开口面积小于在冷却剂回流空间6侧上的开口面积使得蒸发的冷却剂难以进入孔8，与由毛细管力移动的冷凝的冷却剂不同。
图6是根据本实用新型的实施方式的第一形式中的孔的立体图。图7是根据本实用新型的实施方式的第一形式中的孔的侧视图。两者显示出了孔8在蒸气扩散空间5侧上的开口面积小于孔8在冷却剂回流空间6侧上的开口面积。注意，图6显示出其中从冷却剂回流空间6侧看孔8的状态，以便显示出孔8的形状来方便理解。
图6和图7中显示的孔8具有纺锤形状(锥形形状)，即，具有其横截面尺寸从蒸气扩散空间5朝冷却剂回流空间6逐渐增加的形状。以这种方式具有纺锤形状可防止在蒸气扩散空间5中扩散的蒸发的冷却剂的剪切应力传播到冷却剂回流空间6。
图7能清楚地看到横截面积的逐渐加大。[0154]当然，因为孔8的形状被形成为以便防止在蒸气扩散空间5中扩散的蒸发的冷却剂的剪切应力传播到冷却剂空间6，所以孔的形状包括实现开口面积中的该不平衡的各种形状。例如，可在孔8的内侧设置螺旋形凹槽。相反地，可设置台阶形状。但是，因为在防干扰板7中形成多个孔8，所以为了方便制造过程而形成纺锤形状的孔8，如图7所示。
如上所述，孔8不仅实现冷却剂在由防扩散板7分开的蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6之间的移动，而且作为第二功能，防止在蒸气扩散空间5中扩散的蒸发的冷却剂的剪切应力传播到冷却剂回流空间6。
在蒸气扩散空间5中，蒸发的冷却剂在第一方向上扩散，而在冷却剂回流空间6中，冷凝的冷却剂在第二方向(与第一方向相反的方向)上流回。防止剪切应力传播到冷却剂回流空间6使得，能防止蒸发的冷却剂在蒸气扩散空间5中沿第一方向的扩散干扰冷凝的冷却剂在冷却剂回流空间6中沿第二方向的回流。
结果，蒸发的冷却剂在蒸气扩散空间5中沿第一方向的扩散速度和冷凝的冷却剂在冷却剂回流空间6中沿第二方向的回流速度将更快，从而增加了在热传输单元I中以特定方向的热传输循环。
蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6由上板2和下板3之间的接触以及在上板2和下板3之间成层的防干扰板7形成。当单个防干扰板7在上板2和下板3之间成层时，在上板2侧上形成蒸气扩散空间5，而在下板3侧上形成冷却剂回流空间6。这在图3中显示。当然，上板2和下板3是名义上的，仅是为了方便，而并不意味着蒸气扩散空间5必须形成在热传输单元I的顶侧上，冷却剂回流空间6也不是必须形成在底部。
如图3所示，当热传输单元I设置有单个蒸气扩散空间5和单个冷却剂回流空间6时，则当通过蒸气扩散空间5扩散的蒸发的冷却剂冷凝时，冷却剂通过孔8移动到冷却剂回流空间6，且因而移动的冷凝的冷却剂经过冷却剂回流空间6流回。
另外，当单个防干扰板7在上板2和下板3之间成层时，在其中上板2和防干扰板7彼此面对的该空间中形成了蒸气扩散空间5。为此，较佳地，在上板2和/或防干扰板7的彼此面对的侧上围绕外围边缘设置了壁构件。因为上板2和防干扰板7 —起成层，由于壁构件的原因，其间具有特定的面向距离，所以该面向距离形成蒸气扩散空间5。
相比之下，当通过凹槽30形成冷却剂回流空间时，该成层可在下板3和防干扰板7之间没有面向距离。
当热传输单元I具有单个蒸气扩散空间5和单个冷却剂回流空间6时，较佳地，则在底部上布置冷却剂回流空间6，以便有利于冷凝的冷却剂从蒸气扩散空间5移动到冷却剂回流空间6。
另一方面，如图8所示，上板2和下板3都可具有凹槽30，且不仅设置在上板2中的凹槽30可形成蒸气扩散空间5，而且设置在下板3中的凹槽30可形成冷却剂回流空间6。在此情形，第一防干扰板7可面向上板2成层，而第二防干扰板7可面向下板3成层。这将在热传输单元I的顶部和底部处形成冷却剂回流空间6，且蒸气扩散空间5将被夹在于其顶表面和底表面处形成的冷却剂回流空间6之间而形成。
也就是说，蒸发的冷却剂将通过介于热传输单元I的顶侧上的冷却剂回流空间6和热传输单元I的底侧上的冷却剂回流空间6之间的蒸气扩散空间5来扩散。当蒸发的冷却剂在通过蒸气扩散空间5的途中或在其末端部分处冷凝时，冷却剂通过孔8移动到顶部的冷却剂回流空间6或移动到底部的冷却剂回流空间6。顶部的冷却剂回流空间6和底部的冷却剂回流空间6使冷凝的冷却剂流回。
图8是根据本实用新型的实施方式的第一形式的热传输单元的组装立体图。热传输单元I通过使上板2、下板3和两个防干扰板7成层而形成。注意，在图8中，为了能观察上板2的凹槽30，上板2被显示处于其中顶面未被覆盖的状态。而且，在图8中，热传输单元I具有这样的结构，在该结构中，两个防干扰板7在上板2和下板3之间成层，且用于形成蒸气扩散空间5的中间板40也成层。中间板40保证了两个防干扰板7之间的面向距离，其中该面向距离形成蒸气扩散空间5。也就是说，两个防干扰板7分开蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6。
从图8的顶部依次成层的是上板2、防干扰板7、中间板40、防干扰板7和下板3。
另外，如图9所示，热传输单元I可通过具有格栅形状的凹槽31的上板2和下板3形成。图9是根据本实用新型的实施方式的第一形式的热传输单元的组装立体图。图9以与图8相同的方式显示构造热传输单元I的每个构件。
冷却剂回流空间6由格栅形状的凹槽31形成。因为冷却剂回流空间6具有格栅形状的凹槽31，所以提供了强大的毛细管力，使冷凝的冷却剂有效地流回成为可能。从图9的顶部依次设置上板2、防干扰板7、中间板40、防干扰板7和下板3，以构造图10所示的热传输单兀。
图10是根据本实用新型的实施方式的第一形式的热传输单元的侧截面视图。因为图10通过堆栈图9所示的构件而构造成，所以冷却剂回流空间6设置在上板2侧和下板3侧中(也就是说，凹槽31形成冷却剂回流空间6)，而蒸气扩散空间5形成在冷却剂回流空间6之间(介于两个防干扰板7之间)。也就是说，蒸气扩散空间5在热传输单元I的厚度方向上形成在热传输单元I的中心附近，其中冷却剂在蒸气扩散空间5以及顶部和底部的冷却剂回流空间6之间移动。
如图10中的虚线箭头所示，蒸发的冷却剂在蒸气扩散空间5内沿第一方向扩散。在通过蒸气扩散空间5的途中或在其末端部分处冷凝的冷却剂通过孔8移动到上板2侧上的冷却剂回流空间6内，或者通过孔8移动到下板3侧上的冷却剂回流空间6内。根据使用状态，冷凝的冷却剂可移动到上板2侧上的冷却剂回流空间6内，或者可移动到下板3侧上的冷却剂回流空间6内。
另外，如图10所示，不仅通过两个防干扰板7在厚度方向上的中心部分中形成了蒸气扩散空间5，而且也在厚度方向上的顶部和底部(也就是说，在上板2侧和下板3侧)形成了冷却剂回流空间6，以形成竖直对称的热传输单元I。热传输单元I的结构为竖直对称意味着当安装热传输单元I时无需选择顶部或底部。
当从外侧观察热传输单元I时，难以在顶部和底部之间进行区分。可能存在这样的情形，在该情形中，例如，如果热传输单元I被安装成冷却剂回流空间6位于顶部而蒸气扩散空间5位于底部，则在位于底部的蒸气扩散空间5中冷凝的冷却剂很难移动到位于顶部的冷却剂回流空间6。
具有图10所示的竖直对称的热传输单元1，不管哪一侧放置在上面，仍有位于蒸气扩散空间5下方的冷却剂回流空间6。在此情形，在蒸气扩散空间5中冷凝的冷却剂能容易地通过孔8移动到冷却剂回流空间6。[0174]如上所述，图10所示的热传输单元I能在不用选择安装方位的情况下使用。
当然，孔8通过毛细管力移动冷凝的冷却剂，且因而能将冷凝的冷却剂从位于底部的蒸气扩散空间5移动到位于顶部的冷却剂回流空间6。
接下来将解释制造流程。如图8和图9所示，通过使上板2、下板3、中间板40和防干扰板7的各个构件形成层结构来制造热传输单元I。
以特定的位置关系将上板2、下板3、中间板40和防干扰板7各自对准。上板2、下板3、中间板40和/或防干扰板7具有结合突起。这些构件在对准之后一起形成层结构，且通过凭借热压进行直接结合而成为一体。此时，每个构件通过结合突起直接结合在一起。
这里，直接结合是指在其中待结合的两个构件的表面彼此紧密接触的状态下应用压力和热处理，且是利用在表面部分之间操作的原子之间的力进行的原子之间的强结合，以使两个构件的表面能彼此整合，而不利用粘着剂。此时，结合突起实现强结合。也就是说，结合突起被压碎且结合表面被加大以实现热结合，且结合突起在结合中起很大的作用。
接下来，通过设置在上板2或下板3的一部分中的填充开口填充冷却剂。在此之后，堵塞填充开口以完成热传输单元I。注意，在真空下或在减压下进行冷却剂的填充。在真空下或在减压下填充使得冷却剂在如下的状态下填充，即，在热扩散部分或热传输部分内的内部空间处于真空下或减压下的状态。当在真空下时，冷却剂的蒸发和冷凝温度被降低，且因而有益于活化冷却剂的蒸发和冷凝的重复。
通过上述制造流程来制造热传输单元I。注意，这里显示出的制造流程为示例，且可通过不同的制造流程来制造。
孔8通过利用纺锤形状(锥形形状)，如图6和图7所示，防止在蒸气扩散空间5中扩散的蒸发的冷却剂的剪切应力传播的能力将利用模拟结果来解释。
在模拟中，比较例I为这样的情形，在该情形中，孔8具有直的形状(其中蒸气扩散空间5侧上的开口面积与冷却剂回流空间6侧上的开口面积相等)，比较例2为这样的情形，在该情形中，孔8具有倒纺锤形状(其中蒸气扩散空间5侧上的开口面积大于冷却剂回流空间6侧上的开口面积)，而实施方式的示例为这样的情形，在该情形中，孔8具有纺锤形状(其中蒸气扩散空间5侧上的开口面积小于冷却剂回流空间6侧上的开口面积)。
图11为显示比较例1、比较例2和实施方式的示例中的孔的结构的解释图。对于每个孔显示了侧视图。从左到右，图11显示出比较例1、比较例2和实施方式的示例。在所有情形下，在图11中，蒸气扩散空间5位于顶部，而冷却剂回流空间6位于底部。孔8连接在蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6之间。
在比较例I中，如图11清楚所示的，蒸气扩散空间5侧上的开口面积与冷却剂回流空间6侧上的开口面积相等。在比较例2中，蒸气扩散空间5侧上的开口面积大于冷却剂回流空间6侧上的开口面积。在实施方式的示例中，蒸气扩散空间5侧上的开口面积小于冷却剂回流空间6侧上的开口面积。
蒸发的冷却剂在蒸气扩散空间5中沿虚线箭头的“扩散方向”扩散，而冷凝的冷却剂在冷却剂回流空间6中沿虚线箭头的“回流方向”流回。利用如下条件(I)至(7)进行模拟
(I)在蒸气扩散空间的右端应用的蒸发的冷却剂的扩散速度。
(2)蒸发的冷却剂从图11的右侧向左侧扩散。[0188](3)冷凝的冷却剂从图11的左侧向右侧流回。
(4)左端为左边的自由流动。
(5)温度为均等的298. 15K。
(6)以Om/s和20m/s的蒸发的冷却剂扩散速度进行各个仿真。
(7)孔的尺寸如图11所示。
图12显示出第一比较例的模拟结果。图12是显示根据本实用新型的实施方式的第一形式中的第一比较例的模拟结果的解释图。
在第一比较例中，在其中蒸发的冷却剂的扩散速度为Om/s的情形下,蒸发的冷却剂相和冷凝的冷却剂相具有基本上对称的形状，且在它们之间没有干扰。但是，在蒸发的冷却剂的扩散速度为20m/s的情形下，存在变形，其中冷凝的冷却剂相的接口被来自蒸发的冷却剂的剪切应力移动。也就是说，由于蒸发的冷却剂的扩散引起的剪切应力被传播到冷却剂回流空间6，且干扰冷凝的冷却剂的回流。当产生了这种类型的干扰时，冷凝的冷却剂的回流速度在冷却剂回流空间6中被减小，从而减低了热传输单元I中的热传输速度(热传输的效率)。
这样，当孔8在蒸气扩散空间5侧上的开口面积与冷却剂回流空间6侧上的开口面积相等时，热传输单元I的热传输效率被降低。
注意在图12中，具有浅的阴影的区域为蒸发的冷却剂相，而具有深的阴影的区域为冷凝的冷却剂相。
图13显示出第二比较例的模拟结果。图13是显示根据本实用新型的实施方式的第一形式中的第二比较例的模拟结果的解释图。
在第二比较例中，在其中蒸发的冷却剂的扩散速度为Om/s的情形中，蒸发的冷却剂相和冷凝的冷却剂相具有基本上对称的形状，且在它们之间没有干扰。但是，在蒸发的冷却剂的扩散速度为20m/s的情形中，存在变形，其中冷凝的冷却剂相的接口被来自蒸发的冷却剂的剪切应力移动。也就是说，由于蒸发的冷却剂的扩散引起的剪切应力被传播到冷却剂回流空间6，且干扰冷凝的冷却剂的回流。当产生了这种类型的干扰时，冷凝的冷却剂的回流速度在冷却剂回流空间6中被减小，从而减低了热传输单元I中的热传输速度(热传输的效率)。
这样，当孔8在蒸气扩散空间5侧上的开口面积大于冷却剂回流空间6侧上的开口面积时，热传输单兀I的热传输效率被降低。
注意在图13中，具有浅的阴影的区域为蒸发的冷却剂相，而具有深的阴影的区域为冷凝的冷却剂相。
接下来，在实施方式的示例中，在其中蒸发的冷却剂的扩散速度为Om/s的情形中，蒸发的冷却剂相和冷凝的冷却剂相具有基本上对称的形状，且在它们之间没有干扰。而且，在蒸发的冷却剂的扩散速度为20m/s的情形中，在冷凝的冷却剂的相中基本上没有变化，且可以说来自蒸发的冷却剂的影响很小。这表明来自蒸发的冷却剂的剪切应力基本上没有传播到冷却剂回流空间6。也就是说，蒸发的冷却剂的扩散不干扰冷却剂回流空间6中的冷凝的冷却剂的流动。(当然，反过来说，在冷却剂回流空间6中流回的冷凝的冷却剂也不干扰在蒸气扩散空间5中扩散的蒸发的冷却剂)。
孔8在蒸气扩散空间5侧上的开口面积小于在冷却剂回流空间6侧上的开口面积使得，增加了蒸发的冷却剂的扩散速度和冷凝的冷却剂的回流速度，并且因而提高了热传输单元I的热传输效率。
提高了热传输单元I的热传输效率使得热传输单元I能将从发热体除去的热以高速传输到另一位置。以高速传输的热被排放到容易排放的位置，因而使得能容易地实现对于来自安装在具有复杂形状的装置如电子设备、运输设备、工业设备或类似物中的发热体的热的排放。
注意在图14中，具有浅的阴影的区域为蒸发的冷却剂相，而具有深的阴影的区域为冷凝的冷却剂相。
图15为比较例1、比较例2和实施方式的示例的模拟结果的图表。图15为显示根据本实用新型的实施方式的第一形式中的模拟结果的图表。在图15中，从顶部起排列了三个图表，且从顶部按顺序，有第一比较例中的图表，第二比较例中的图表，以及实施方式的示例中的图表。
在图15中的每个图表中，竖直轴显示冷却剂回流空间6中的冷凝的冷却剂的回流速度，而水平轴显示冷却剂回流空间6的宽度。在每个图表中，当蒸发的冷却剂的扩散速度为Om/s时冷凝的冷却剂的回流速度以虚线表示，而当蒸发的冷却剂的扩散速度为20m/s时冷凝的冷却剂的回流速度以实线表示。
如从第一比较例和第二比较例的图表清楚所示的，在蒸发的冷却剂的扩散速度为20m/s时，冷凝的冷却剂的回流速度为Om/s的值。也就是说，由于由蒸发的冷却剂的扩散引起的剪切应力的影响，冷凝的冷却剂的回流速度非常慢。
另一方面，如从实施方式的示例的图表清楚所见，对于其中蒸发的冷却剂的扩散速度为20m/s的情形的冷凝的冷却剂的回流速度，与对于当蒸发的冷却剂的扩散速度为Om/s时的情形的冷凝的冷却剂的回流速度基本上相同。也就是说，可以看出，由于蒸发的冷却剂的扩散引起的剪切应力不会在冷凝的冷却剂的回流上施加干扰。因为没有干扰，所以会增加蒸发的冷却剂的扩散速度并增加冷凝流的回流速度，因此热传输单元I的热传输效率是高的。
注意，在实施方式的示例的图表中右端的速度低是因为，由于右侧为自由流动的条件的应用，在内部中产生了循环流。在实际的热传输单元I中，冷却剂在蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6之间的移动在右端产生，且因而在这种方式下将没有速度上的减小。(注意，在图12至图14中，左端与图15中的右端相同)。
从模拟结果可以看出，在实施方式的第一形式中设置在热传输单元I中的孔8使冷却剂能够移动，同时防止在蒸气扩散空间5中扩散的蒸发的冷却剂和在冷却剂回流空间6中流回的冷却剂之间的冷却剂干扰。
如上所述，在实施方式的第一形式中的热传输单元I能够使冷却剂在蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6之间产生移动，同时分开并防止蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6之间的干扰。
下面将解释实施方式的第二形式。
在实施方式的第二形式中，说明将针对其中防干扰板7在第一端部分中和/或第二端部分中设置有开口部分的情形，其中第一端部分为与第一方向对应的末端部分，而第二端部分为与第一端部分相对的侧。[0214]热传输单兀45以与实施方式的第一形式相同的方式包括上板2、下板3、防干扰板7和中间板40。
图16是根据本实用新型的实施方式的第二形式的热传输单元的组装立体图。图17是根据本实用新型的实施方式的第二形式中的热传输单元的侧截面视图。将利用图16和图17来说明实施方式的第二形式中的热传输单元45。图16从拆开状态的角度显示出构造热传输单元45的构件，而图17以从侧面观察的状态显示出由在图16中显示的构件形成层结构来形成的热传输单元45的内部。
热传输单元I具有带短方向和长方向的矩形形状，其中蒸发的冷却剂扩散的第一方向是沿长方向。在该第一方向上，热传输单兀I的两端中的一个为第一端部分46,而与第一端部分46相对的末端部分为第二端部分48。
上板2、下板3和中间板40与实施方式的第一形式中说明的那些相同。单个防干扰板7在上板2和中间板40之间成层，而单个防干扰板7在中间板40和下板3之间成层。两个防干扰板7的成层在热传输单元45的厚度方向上的中心形成蒸气扩散空间5，并在其顶部和底部形成冷却剂回流空间6。
另外，设置在上板2中的凹槽30形成上板2侧上的冷却剂回流空间6，而设置在下板3中的凹槽30形成下板3侧上的冷却剂回流空间6。注意，冷却剂回流空间6不是单独由凹槽30形成，而是通过其中防干扰板7和包括凹槽30的上板2彼此面对的空间(以及其中下板3和防干扰板7彼此面对的空间)来形成。
中间板40形成两个防干扰板7之间的面向距离，以形成蒸气扩散空间5。
这里，防干扰板7在热传输单元I和/或上板2中设置有开口部分47或49。注意，图16和图17显示的热传输单元45设置有两个防干扰板7，其中开口部分47和49可设置在两个防干扰板7中的每一个中，或者开口部分47或49可设置在两个防干扰板7中的任一个中。
开口部分47在第一端部分46处连接蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6。开口部分47的开口面积大于孔8的开口面积，以在蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6之间移动蒸发的冷却剂和冷凝的冷却剂。
类似地，开口部分49在第二端部分48中连接蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6。开口部分49的开口面积大于孔8的开口面积，以在蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6之间移动蒸发的冷却剂和冷凝的冷却剂。
开口部分47和49的开口面积大于孔8的开口面积，因此当蒸发的冷却剂比冷凝的冷却剂多时，开口部分47和49容易使蒸发的冷却剂从冷却剂回流空间6移动到蒸气扩散空间5。相反地，当冷凝的冷却剂比蒸发的冷却剂多时，开口部分47和49容易使冷凝的冷却剂从冷却剂回流空间6移动到蒸气扩散空间5。
例如，发热体被设置在第一端部分46处。
填充到冷却剂回流空间6内的冷却剂通过来自第一端部分46处的发热体的热而被蒸发。为此，在第一端部分46处，蒸发的冷却剂的量将大于冷凝的冷却剂的量。另一方面，蒸发的冷却剂在蒸气扩散空间5内以第一方向扩散，且当其到达第二端部分48时，冷却并冷凝。为此，在第二端部分48处，冷凝的冷却剂的量倾向大于蒸发的冷却剂的量。
当然，在通过蒸气扩散空间5的途中冷凝的冷却剂通过孔8移动到冷却剂回流空间6。但是，在通过蒸气扩散空间5的途中，冷凝的冷却剂的量是小的，且其中没有太多的蒸发的冷却剂也没有冷凝的冷却剂。
相比之下，在与发热体接触的第一端部分46处，有大量蒸发的冷却剂，且在第二端部分48处倾向有大量冷凝的冷却剂，第二端部分48距发热体最远。开口部分47和49使蒸发的冷却剂和冷凝的冷却剂在蒸气扩散空间5和冷却剂回流空间6之间有效地移动，从而应付在末端部分处有大量蒸发的冷却剂和冷凝的冷却剂的状态。有效地使蒸发的冷却剂和冷凝的冷却剂移动的开口部分47和49提高热传输单元45的热传输循环。因此，热传输单元45能够以高速传输来自发热体的热。
如上所述，实施方式的第二形式中的热传输单元45通过提高末端部分处的蒸发的冷却剂和冷凝的冷却剂的移动速度来提高热传输效率。
下面解释实施方式的第三形式。在实施方式的第三形式中，将说明还设置有热辐射部分和接触部分的热传输单元。图18是根据本实用新型的实施方式的第四形式中的电子设备的示意图。图18显示出其中在电子设备的外壳中包含热传输单元70的状态。
电子设备60设置有框架62和容纳在外壳中的电子电路板64。在电子电路板64上安装了发热体61。发热体61为产生热的电子组件。例如，这包括半导体集成电路、功率装置、发光组件、分散电子组件和类似物。
热传输单元70在接触部分71处实现与发热体61的热接触。
热传输单元70具有与在实施方式的第一形式至第三形式中说明的热传输单元I和45相同的功能和结构。
发热体61在热传输单元70的第一端部分65处实现热接触。热传输单元70将从发热体61接收的热传输到为与第一端部分相对的末端部分的第二端部分66。在该传输中，如实施方式的第一形式至第三形式中说明的，蒸发的冷却剂通过蒸气扩散空间5从第一端部分65朝第二端部66扩散，且蒸气扩散空间5中的冷凝的冷却剂通过孔8移动到冷却剂回流空间6。移动到冷却剂回流空间6的冷凝的冷却剂通过冷却剂回流空间6从第二端部分66朝第一端部分65流回。发热体61的热通过蒸发的冷却剂的扩散和冷凝的冷却剂的回流而从第一端部分65传输到第二端部分66。
在电子设备60中，通常，其中发热体61所安装的位置远离其中发热体61的热能被排放的位置。这是因为通常电子设备60的结构是复杂的。而且，电子设备60通常难以在发热体61附近排放热。这是因为对封装状态的依赖性。
这样，热传输单元70最佳地用于其中发热体61的位置远离热排放的位置的电子设备中。
热传输单元70具有热辐射部分63，该热辐射部分63在与第一端部分65相对的第二端部分66处冷却蒸发的冷却剂，第一端部分65与发热体61热接触。图18显示作为热辐射部分63的示例的冷却风扇。
冷却风扇冷却热传输单元70的第二端部分66。扩散的蒸发的冷却剂到达第二端部分66，且冷却风扇冷却蒸发的冷却剂。对于蒸发的冷却剂的冷却使其被冷凝成冷凝的冷却剂。冷凝的冷却剂通过孔8以及开口部分47和49以从蒸气扩散空间5移动到冷却剂回流空间6。
这样，具有热辐射部分63的热传输单元70使得热传输单元70能有效地冷却蒸发的和传输的冷却剂。为此，较佳地，热辐射部分63冷却与热传输单元70中的发热体61相对的末端部分。冷却相对侧上的末端部分促进蒸发的冷却剂的冷凝，从而使热传输单元70沿第一方向更快速地传输从发热体61除去的热。
除了冷却风扇外，热辐射部分63还包括能散热的各种构件，如液体冷却的护套(jacket)、珀尔帖组件、散热片及类似物。
另外，热传输单元70较佳地具有实现与发热体61热接触的接触部分71。
接触部分71使得容易在发热体61和热传输单元70之间实现热接触。例如，较佳地，采用具有热接口材料(thermal interface material) (TIM)的接触部分71。
可以采用散热膏或其中填充物或类似物被添加到散热膏的材料作为热接触材料。这些热接触材料可被涂在接触部分71上。
使用了热接触材料的接触部分71使得能减小与发热体61的热阻，且由于减小的热阻，使得热传输单元70能够更容易地从发热体61接收热。
实现与包括在电子设备60中的发热体61热接触的热传输单元70，使得由发热体61产生的热被有效地传输到远离发热体61的位置。结果是，发热体61被有效地冷却。也就是说，这使得能防止由于电子设备60的发热而引起的故障。
另外，热传输单元70由使薄的扁平上板和下板成层(形成层结构)而构造成，且因而非常薄。为此，这不会妨碍电子设备的小型化。特别是，电子设备常常包含大量具有宽阔面积但小厚度的组件，如电子电路板64。为此，尽管在平面方向上存在额外的安装空间，但是在厚度方向上基本上没有额外的安装空间。在此情形，热传输单元70是薄的且能在平面方向上传输热，且因而能被应用于发热体61的冷却。
如上所述，热传输单元70能在不妨碍电子设备(被制造得较小且较薄)的情况下被安置在电子设备60内，且能有效地冷却发热体61。
例如图19中的移动装置较佳地用作电子设备的示例。图19是根据本实用新型的实施方式的第三形式中的电子设备的立体图。
电子设备80为必须是薄且小的行动终端，例如彩色电视或个人监测器。
电子设备80设置有显不器83、发光组件84和扬声器85。热传输单兀70安置在该电子设备80内，以实现发热体的冷却。
该类型的热传输单元70的使用使得能在不妨碍电子设备(被制造得较小且较薄)的情况下冷却发热体。也就是说，热传输单元70能以高速传输来自发热体的热，从而使得能防止发热体的发热。
热传输单元70能取代安装在笔记本电脑、移动设备、计算机终端或类似物中的热辐射散热片或液态冷却装置或类似物，能取代安装在工业设备中的冷却设备，且能取代安装在控制计算机单元中的散热框架和冷却装置。热传输单元70能比通常采用的热管更快速地传输热，且因而能提高冷却能力。而且，其也能灵活地适合于发热体，从而使得能冷却各种不同的电子组件。因此，热传输单元70具有宽范围的应用。
尽管热传输单元70具有平板形状，但是其由堆栈的平板构件形成，且也能被弄弯或弯曲。在此情形，冷凝的冷却剂的回流是与通路分离的通槽，其中蒸发的冷却剂经过通路扩散，且其中有回流穿过毛细管通路，且因而热传输单元能够高效率地传输热。特别是，因为在蒸发的冷却剂和冷凝的冷却剂之间没有干扰，所以热传输效率是高的。[0253]例如，根据电子设备内的形状，可能难以安装热传输单元70，除非其为弯曲形状。在此情形，可以安装弯曲的热传输单元70。
在上面阐述的实施方式的第一形式至第三形式中说明的热传输单元和电子设备是用于说明本实用新型的精神或意图的示例，且在不偏离本实用新型的精神或意图的范围内可以有改变和修改。
权利要求
1.一种热传输单元，其特征在于，所述热传输单元包括一上板；一下板，其面向该上板；一内部空间，其可填充一冷却剂，该内部空间由该上板和该下板形成；一蒸气扩散空间，其用于扩散一蒸发的冷却剂，该蒸气扩散空间包括在该内部空间中；一冷却剂回流空间，其用于使冷凝的冷却剂流回，该冷却剂回流空间包括在该内部空间中；以及一防干扰板，其用于防止在该蒸气扩散空间中扩散的蒸发的冷却剂和在该冷却剂回流空间中流回的冷凝的冷却剂之间的干扰；其中该防干扰板具有多个孔，所述多个孔用于使在该蒸气扩散空间中冷凝的冷却剂移动到该冷却剂回流空间；并且所述孔在该蒸气扩散空间侧上的开口面积小于在该冷却剂回流空间侧上的开口面积。
2.如权利要求
1所述的热传输单元，其特征在于，该蒸气扩散空间和该冷却剂回流空间由该防干扰板分开。
3.如权利要求
2所述的热传输单元，其特征在于，该蒸气扩散空间沿一第一方向扩散蒸发的冷却剂。
4.如权利要求
3所述的热传输单元，其特征在于，该冷却剂回流空间使冷凝的冷却剂在一第二方向上流回，该第二方向为与该第一方向相反的方向。
5.如权利要求
4所述的热传输单兀,其特征在于，该热传输单兀还包括一第一端部分和一第二端部分,该第二端部分与该第一端部分相对。
6.如权利要求
5所述的热传输单元；其特征在于，冷却剂通过设置在该第一端部分附近的发热体的热而被蒸发。
7.如权利要求
6所述的热传输单兀,其特征在于，该蒸气扩散空间沿该第一方向扩散蒸发的冷却剂。
8.如权利要求
7所述的热传输单元，其特征在于，所述多个孔使在从该第一端部分向该第二端部分扩散的过程中冷凝的冷却剂移动到该冷却剂回流空间。
9.如权利要求
8所述的热传输单元，其特征在于，该冷却剂回流空间使移动到该冷却剂回流空间的冷凝的冷却剂沿该第二方向流回。
10.如权利要求
9所述的热传输单元，其特征在于，所述多个孔使在该蒸气扩散空间内冷凝的流体移动到该冷却剂回流空间，并防止在该蒸气扩散空间内扩散的蒸发的冷却剂的剪切应力传播到该冷却剂回流空间。
11.如权利要求
10所述的热传输单元，其特征在于，该防干扰板通过防止剪切应力传播到该冷却剂回流空间来防止沿该第一方向的蒸发的冷却剂干扰冷凝的冷却剂沿该第二方向的回流。
12.如权利要求
11所述的热传输单元，其特征在于，该第一端部分或该第二端部分还设置有一开口部分，该开口部分连接在该蒸气扩散空间和该冷却剂回流空间之间。
13.如权利要求
12所述的热传输单元，其特征在于，该开口部分设置在该防干扰板中，且该开口部分的开口面积比孔的开口面积大。
14.如权利要求
13所述的热传输单元，其特征在于，所述孔具有如下的一形状，其中所述孔的横截面积从该蒸气扩散空间朝该冷却剂回流空间变大。
15.如权利要求
13所述的热传输单元，其特征在于，该上板或该下板中的一个具有多个凹槽，所述多个凹槽形成一冷却剂回流空间。
16.如权利要求
15所述的热传输单元，其特征在于，所述多个凹槽沿该第二方向。
17.如权利要求
16所述的热传输单元，其特征在于，当所述凹槽设置在该上板和该下板两者中时，一第一防干扰板被设置成面向该上板，而一第二防干扰板被设置成面向该下板。
18.如权利要求
17所述的热传输单元，其特征在于，该蒸气扩散空间或该冷却剂回流空间的其中一个在其表面上具有一金属镀层。
19.如权利要求
18所述的热传输单元，其特征在于，该热传输单元还包括一热辐射部分，其用于在一第二端部分处冷却蒸发的冷却剂。
20.如权利要求
19所述的热传输单元，其特征在于，该热传输单元还包括一接触部分，其用于在该第一端部分处实现与该发热体的热接触。
专利摘要
一种实用新型热传输单元，包括上板；下板，其面向上板；内部空间，其可填充冷却剂，并由上板和下板形成；蒸气扩散空间，其用于扩散蒸发的冷却剂，并被包括在内部空间中；冷却剂回流空间，其用于使冷凝的冷却剂流回；以及防干扰板，其用于防止在蒸气扩散空间中扩散的蒸发的冷却剂和在冷却剂回流空间中流回的冷凝的冷却剂之间的干扰，其中防干扰板具有多个孔，该多个孔用于使在蒸气扩散空间中冷凝的冷却剂移动到冷却剂回流空间，其中孔在蒸气扩散空间侧上的开口面积小于在冷却剂回流空间侧上的开口面积。
文档编号H05K7/20GKCN202889855SQ201190000281
公开日2013年4月17日 申请日期2011年1月18日
发明者上田享, 水田敬 申请人:日本莫仕股份有限公司, 国立大学法人鹿儿岛大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan