CN100368756C - 热管座及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种热管座及其制造方法，是可供一热管装设，该热管具有至少一蒸发段，及至少一与该蒸发段连接的冷凝段，该蒸发段具有至少一弯曲部，及一管径，该弯曲部具有一曲率半径，该热管座包含至少一包覆座体，该包覆座体上有一实质上平行于一铅直参考面且可容置该蒸发段的包覆沟槽，该包覆沟槽具有至少一对应于该曲率半径且实质上平行于该铅直参考面的包覆曲率半径，及一对应于该管径的沟槽宽度。
Description
技术领域
本发明涉及一种热管座，特别是指一种热传导效率高的热管座及其制造方法。
背景技术
热管是目前一种大量运用于电子元件上的热传导元件，一般而言热管内部装填有流动性好、汽化热高、沸点较低且化学性质稳定的热传导介质，例如水、乙醇与丙酮等，且热管的内壁面通常形成有多数呈毛刺状凸起的毛细结构。在实际使用时，热管的其中一端是做为蒸发段而与一装设于一电子元件上的热管座连接，而热管的另一端则是做为冷凝段而可供多数的散热鳍片装设，如此，当热管的蒸发段受热时，在热管蒸发段内的热传导介质即会汽化并吸收大量汽化热，而使热管座的温度降低，而后当该热传导介质以汽态扩散至热管冷凝段时，该热传导介质即可贴附于该等毛细结构上并冷凝成液态而朝热管蒸发段回流，同时并借用该等散热鳍片将大量液化热散发出去。
如图1所示，为已知一种热管散热装置，包含一可装设于一电子元件(图未示)上的热管座1、一呈U字形的热管2，及多数的散热鳍片3。该热管2具有一呈扁平状而焊固于该热管座1上的蒸发段201、二可供该等散热鳍片3装设的冷凝段202，及二连接于该蒸发段201与该等冷凝段202之间的弯折段203。
虽然，此种热管散热装置借由装填于该蒸发段201内的热传导介质的汽、液两态转变，即可对该电子元件产生散热效果，但是，在实际制作、使用时，该热管散热装置却具有以下的缺陷：
一、该蒸发段201只能靠小部分的压平面积与该热管座1接触，因此，其热传导性能不佳。
二、由于电脑内部空间的限制，该热管2通常会有一最大的尺寸限制L，此外，由于该等弯折段203亦会有最小弯折半径R的限制(通常最小弯折半径R是等于热管管径的2～3倍)，因此，实际上该蒸发段201与该热管座1的直线接触范围W仅有尺寸限制L减去两倍最小弯折半径R的大小而已(即W＝L-2R)，如此，不仅会导致该蒸发段201的面积受到最小弯折半径R的限制，更会造成该蒸发段201的面积远小于该等冷凝段202的面积，而不利于热传导的循环机制。
三、该蒸发段201是被挤压成扁平状，因而会破坏该热管2内部的毛细结构，进而影响到该热传导介质液化后的回流作用，导致该热管2的热传导性能不佳。
四、该热传导介质必须通过弯折角度近乎九十度的该等弯折段203才能扩散至该等冷凝段202或回流至该蒸发段201，因此，热传导介质在通过该等弯折段203时会遭遇相当大的流阻，且弯折半径R越小，流阻越大，而不利于热传导。
五、该热管2除了需将该蒸发段201压扁外，更需经由两道弯折工序才能形成该弯折段203。
如图2所示，为已知另一种热管散热装置，包含一可装设于一电子元件(图未示)上的热管座4、二呈U字形的热管5，及多数的散热鳍片6。该热管座4具有二可供该等热管5装设的直线沟槽401，该等热管5分别具有一可固设于该等直线沟槽401内的蒸发段501、二可供该等散热鳍片6装设的冷凝段502，及二连接于该蒸发段501与该等冷凝段502之间的弯折段503。此种热管散热装置虽可借由该等直线沟槽401的设置而略为增加该等蒸发段501与该热管座4的接触面积，并避免该等蒸发段501被压扁破坏毛细结构，然而，除此之外，此种热管散热装置亦会产生与上述热管散热装置相同的缺陷，而不利于热传导，例如该等蒸发段501与该热管座4的直线接触范围亦会受限于该等弯折段503的最小弯折半径、热传导介质在通过该等弯折段503时亦会遭遇到相当大的流阻，及该等热管5亦需经由两道弯折工序才能形成该等弯折段503等等。
如图3所示，为已知另一种热管散热装置，包含一可装设于一电子元件(图未示)上的热管座7、二热管8，及多数的散热鳍片9。该热管座7具有二呈水平设置而可供该等热管8装设的沟槽701，该等热管8分别具有一呈水平设置而可固设于该等直线沟槽701内的蒸发段801、二相对于该蒸发段801呈铅直设置而可供该等散热鳍片9装设的冷凝段802，及二连接于该蒸发段801与该等冷凝段802之间的弯角段803。
此种热管散热装置虽亦可借由该等沟槽701的设置而增加该等蒸发段801与该热管座7的接触面积，并避免该等蒸发段801被压扁破坏毛细结构，然而，除此之外，此种热管散热装置却具有以下的缺陷：
一、该等冷凝段802相对于该蒸发段801是夹九十度夹角，而形成该等弯角段803，因此，该等弯角段803内的毛细构造往往亦会因剧烈的弯折变形而被破坏，进而影响到该热传导介质液化的回流作用，导致该等热管8的热传导性能不佳。
二、热传导介质必须通过弯折角度呈九十度的该等弯角段803才能扩散至该等冷凝段802或回流至该蒸发段801，因此，热传导介质在通过该等弯角度803时会遭遇更大的流阻，而不利于热传导。
三、该等热管8除了弯折形成该蒸发段801外，更需经由两道弯折工序才能使该等冷凝段802垂直于该蒸发段801。
四、该热管座4必须对称地开设呈水平设置的该等沟槽701，来供呈水平设置的该等蒸发段801固设，因此，该热管座7会占用较大的面积与空间。
发明内容
本发明目的在于提供一种热传导效率高的热管座及一种热传导效率高的热管座的制造方法。
本发明的技术方案是：一种热管座，是可供一热管装设，该热管具有至少一蒸发段，及至少一与该蒸发段连接的冷凝段，该蒸发段具有至少一弯曲部，及一管径，该弯曲部具有一曲率半径，该热管座包含至少一包覆座体，该包覆座体具有一实质上平行于一铅直参考面且可容置该蒸发段的包覆沟槽，该包覆沟槽具有至少一对应于该曲率半径且实质上平行于该铅直参考面的包覆曲率半径，及一对应于该管径的沟槽宽度。
一种热管座，是可供一热管装设，该热管具有至少一蒸发段，及至少一与该蒸发段连接的冷凝段，该蒸发段具有至少一弯曲部，及一管径，该弯曲部具有一曲率半径，该热管座包含：
至少一包覆单元，具有二包覆座体，及一可容置该蒸发段的包覆沟槽，该等包覆座体分别具有一可对合在一起的对合面，该包覆沟槽是形成于该等对合面之间，并具有至少一对应于该曲率半径的包覆曲率半径，及一对应于该管径的沟槽宽度。
本发明热管座的制造方法，包含：一、准备一加工件。二、切削该加工件，使该加工件形成一具有至少一曲率半径且实质上平行于一铅直参考面的包覆沟槽。
本发明与现有技术相比，具有下列优点：一、由于该包覆沟槽的包覆曲率半径与沟槽宽度是分别对应于该蒸发段的曲率半径与该管径，且该包覆沟槽的沟槽深度是大于或等于该管径，因此，当该蒸发段装设于该包覆沟槽内时，该蒸发段与该包覆沟槽的接触面积可达到最大化，而可大幅增进热传导性能。
二、相较于已知技术的热管会形成无法与该等热管座接触且亦无法供该等散热鳍片装设的弯折段，本发明热管座的包覆沟槽是可包覆该蒸发段的整个弯折弧度，因此，该热管的整个长度均可产生作用，而完全不会产生无法与热管座接触且亦无法供散热鳍片装设的无效弯折段，此外，由于该蒸发段函盖该热管的所有弯折部份，因此，该蒸发段的长度与面积并不会如已知技术般被弯折段的最小弯折半径所限制，所以，该蒸发段与该等冷凝段不会产生面积差距过大的问题，而有利于热传导的循环机制。
三、与本发明热管座配合使用的热管的蒸发段并不需压扁，且在相同的散热尺寸限制下，该蒸发段的曲率半径可达最大，而不会产生如已知技术曲率半径过小的弯折段，或如已知技术在两互相垂直平面上的连续弯角段，因此，该热管内部的毛细结构受到弯折制程所产生的破坏最小，又该蒸发段的曲率半径明显大于已知弯折段或弯角段的曲率半径，是以，热传导介质汽化后即可直接从该蒸发段流动至该等冷凝段，同时热传导介质液化后亦可直接从该等冷凝段流动至该蒸发段，因此，热传导介质在流动时并不会遭遇过大的流阻，而有利于热传导。
四、与本发明热管座配合使用的热管的蒸发段并不需压扁，且该蒸发段与该等冷凝段之间并不需弯折形成已知的弯折段或弯角段，因此，相较于已知技术的热管，该热管仅需经一道弯折工序形成该蒸发段即可完成制作。
五、本发明热管座的包覆沟槽是平行于该铅直参考面而形成于该包覆座体上，并非呈水平设置，因此，本发明的热管座较不占空间，而有利于电脑内部空间的安排。
此外，值得一提的是，当本发明的热管座与已知的热管配合使用时，当然，该包覆沟槽亦可形成二对应于该等弯折段的弯弧段，及一对应于该蒸发段的平直段，惟，相较于已知技术，该包覆沟槽除了可包覆该蒸发段外，仍可进一步包覆该等弯折段，而产生较佳的热传导效果。
附图说明
附图1是已知一种热管散热装置的侧视示意图；
附图2是已知另一种热管散热装置的立体示意图；
附图3是已知另一种热管散热装置的立体分解示意图；
附图4是本发明热管座的一第一较佳实施例与一热管的立体分解示意图；
附图5该第一较佳实施例与该热管的立体组合示意图；
附图6该第一较佳实施例与该热管的组合剖视示意图；
附图7是该第一较佳实施例的一种制造流程示意图；
附图8是该第一较佳实施例的另一种制造示意图；
附图9是本发明热管座的一第二较佳实施例与一热管的立体组合示意图；
附图10是本发明热管座的一第三较佳实施例与数热管的立体组合示意图；
附图11是本发明热管座的一第四较佳实施例与数热管的立体组合示意图；
附图12是本发明热管座的一第五较佳实施例与一热管的立体组合示意图；
附图13是第五较佳实施例与该热管的组合剖视示意图。
其中：1、热管座；2、热管；201、蒸发段；202、冷凝段；203、弯折段；3、散热鳍片；L、尺寸限制；R、弯折半径；W、接触范围；4、热管座；401、直线沟槽；5、热管；501、蒸发段；502、冷凝段；503、弯折段；6、散热鳍片；7、热管座；701、沟槽；8、热管；801、蒸发段；802、冷凝段；803、弯角段；9、散热鳍片；200、热管；210、蒸发段；220、冷凝段；230、散热鳍片；D、管径；R1、曲率半径；300、加工件；310、部份；400、圆形锯片；10、包覆座体；11、包覆沟槽；12、顶面；13、接触底平面；20、基座体；21、顶面；22、接触底平面；30、基座体；31、顶面；32、接触底平面；40、包覆单元；41、包覆座体；411、对合面；412、接触底平面；42、沟槽；X、铅直参考面；R2、包覆曲率半径；W、沟槽宽度；Z、沟槽深度；
具体实施方式
有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之五较佳实施例的详细说明中，将可清楚的明白。
在提出详细说明之前，要注意的是，在以下的说明中，类似的元件是以相同的编号来表示。
参见附图4-附图6，为本发明热管座的一第一较佳实施例，该热管座是可供一热管200装设，该热管200具有一装填有热传导物质的蒸发段210，及二与该蒸发段210连接而可供多数的散热鳍片230装设的冷凝段220，该蒸发段210是由一弯曲部构成，并具有一管径D及一曲率半径R1，该热管座包含：一包覆座体10，及一基座体20。
该包覆座体10具有一实质上平行于一铅直参考面X且可容置该蒸发段210的包覆沟槽11，该包覆沟槽11具有一对应于该曲率半径R1且实质上平行于该铅直参考面X的包覆曲率半径R2、一对应于该管径D的沟槽宽度W，及一不小于该管径D的二分之一的沟槽深度Z。在本实施例中，该沟槽深度Z是大于或等于该管径D。
该基座体20具有一顶面21，及一相反于该顶面21而可装设于一电子元件(图未示)上的接触底平面22。在本实施例中，该包覆座体10是一体形成于该基座体20的顶面21上，当然，该包覆座体10亦可与该基座体20分开制作，然后再固接于该基座体20的顶面21上。
参见附图7，本发明热管座的制造方法的较佳实施例，是包含以下步骤：
一、准备一加工件300，在本实施例中，该加工件300是以铜材挤制成形，且该加工件300具有该基座体20，及形成于该基座体20的顶面21上的包覆座体10。
二、将该加工件300裁切成预定长度。
三、切削该加工件300，使该加工件300形成具有该包覆曲率半径R2的该包覆沟槽11，在本实施例中，是利用一圆形锯片400切削该包覆座体10的一顶面12，而使该包覆座体10形成该包覆沟槽11。
四、对应该包覆沟槽11的弧度切除该包覆座体10在该包覆沟槽11两侧的肉厚。
此外，如附图8所示，本发明热管座亦可由下述的制造方法制成：
一、准备一横断面呈矩形的加工件300。
二、将该加工件300载切成预定长度。
三、切削该加工件300，使该加工件300形成该包覆沟槽11。
四、切除该加工件300在该包覆沟槽11两侧的部份310，使该加工件300形成该基座体20与该包覆座体10。
五、对应该包覆沟槽11的弧度切除该包覆座体10在该包覆沟槽11两侧的肉厚。
借此，如附图4-附图6所示，该热管200仅需经一道弯折工序形成呈连续弯弧状的该蒸发段210，即可与本发明的热管座配合使用，而当该蒸发段210装设于该包覆沟槽11内时，由于该包覆沟槽11的包覆曲率半径R2与沟槽宽度W是分别对应于该蒸发段210的曲率半径R1与该管径D，且该包覆沟槽11的沟槽深度Z是大于或等于该管径D，因此，该蒸发段210与该包覆沟槽11的接触面积可达到最大化，而可有效增进热传导性能。
如附图9所示，为本发明的一第二较佳实施例，该第二较佳实施例是类似该第一较佳实施例，其差异之处在于：
该第二较佳实施例仅包含该包覆座体10，且该包覆座体具有一相反于该包覆沟槽11而可装设于一电子元件(图未示)上的接触底平面13。如此，该第二较佳实施例除了可达到与上述第一较佳实施例相同的目的与功效外，更可进一步减少所占空间。
如附图10所示，为本发明的一第三较佳实施例，该第三较佳实施例是类似于该第一较佳实施例，其差异之处在于：
该第三较佳实施例是包含数包覆座体10，及一基座体30。该基座体30具有一顶面31，及一相反于该顶面31而可装设于一电子元件(图未示)上的接触底平面32，该等包覆座体10是间隔设置于该基座体30的顶面31上。如此，该第三较佳实施例亦可达到与上述第一较佳实施例相同的目的与功效。
如附图11所示，为本发明的一第四较佳实施例，该第四较佳实施例是类似于该第一较佳实施例，其差异之处在于：
该第四较佳实施例是包含数并靠在一起的包覆座体10且该等包覆座体10是分别具有一相反于该包覆沟槽11而可装设于一电子元件(图未示)上的接触底平面13。如此，该第四较佳实施例亦可达到与上述第一较佳实施例相同的目的与功效。
如附图12、13所示，为本发明的一第五较佳实施例，该第五较佳实施例是类似于该第一较佳实施例，其差异之处在于：
该第五较佳实施例包含一包覆单元40，该包覆单元40具有二包覆座体41，及一可容置该蒸发段210的包覆沟槽42。该等包覆座体41分别具有一可对合在一起的对合面411，及一相反于该包覆沟槽42而可装设于一电子元件(图未示)上的接触底平面412。该包覆沟槽42是形成于该等对合面411之间，并亦具有一对应于该曲率半径R1的包覆曲率半径R2，及一对应于该管径D的沟槽宽度W。
如此，由于该包覆沟槽42可完全包覆该蒸发段210，因此，该第五较佳实施例除了可达到与上述第一较佳实施例相同的目的与功效外，更可产生更佳的热传导性能。
此外，该第五较佳实施例当然亦可如上述第一、三、四较佳实施例进行相关的配置变化，例如将该包覆单元40设置于一基座体上，或将数个包覆单元40间隔设置于一基座体上，亦或将数个包覆单元40并靠在一起。
归纳上述，本发明之热管座及其制造方法，不仅具有良好的热传导性能，更可有效改善已知热管的诸多缺失，故确实能达到发明之目的。
惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。
Claims (22)
1.一种热管座，可供一热管装设，该热管具有至少一蒸发段，及至少与该蒸发段连接的冷凝段，该蒸发段具有至少一弯曲部，及一管径，该弯曲部具有曲率半径，其特征在于：该热管座包含：至少一包覆座体，具有一实质上平行于一铅直参考面且可容置该蒸发段的包覆沟槽，该包覆沟槽具有至少一对应于该曲率半径且实质上平行于该铅直参考面的包覆曲率半径，及一对应于该管径的沟槽宽度。
2.根据权利要求1所述的热管座，其特征在于：该包覆沟槽更具有一不小于该管径的二分之一的沟槽深度。
3.根据权利要求1所述的热管座，其特征在于：更包括一基座体，该基座体具有一顶面，及一相反于该顶面的接触底平面，该包覆座体是设置于该顶面上。
4.根据权利要求3所述的热管座，其特征在于：该包覆座体是一体形成于该基座体的顶面上。
5.根据权利要求1所述的热管座，其特征在于：该包覆座体更具有一相反于该包覆沟槽的接触底平面。
6.根据权利要求1所述的热管座，其特征在于：包含数包覆座体。
7.根据权利要求6所述的热管座，其特征在于：更包含一基座体，该基座体具有一顶面，及一相反于该顶面的接触底平面，该等包覆座体是设置于该基座体的顶面上。
8.根据权利要求7所述的热管座，其特征在于：该等包覆座体是间隔设置于该基座体的顶面上。
9.根据权利要求6所述的热管座，其特征在于：该等包覆座体是并靠在一起，且该等包覆座体更分别具有一相反于该包覆沟槽的接触底平面。
10.一种热管座的制造方法，包含：
(A)准备一加工件；及
(B)切削该加工件，使该加工件形成一具有至少一曲率半径且实质上平行于一铅直参考面的包覆沟槽。
11.根据权利要求10所述的热管座的制造方法，其特征在于：在步骤(A)中，该加工件是以铜材挤制成形，该加工件具有一基座体，及一形成于该基座体的一顶面上的包覆座体。
12.根据权利要求11所述的热管座的制造方法，其特征在于：在步骤(B)中，切削该包覆座体的一顶面，使该包覆座体形成该包覆沟槽。
13.根据权利要求12所述的热管座的制造方法，其特征在于：在步骤(B)中，利用一圆形锯片切削该包覆座体的顶面，使该包覆座体形成该包覆沟槽。
14.根据权利要求10所述的热管座的制造方法，其特征在于：更包含一在步骤(A)、(B)之间的步骤(A1)，在步骤(A1)中，将该加工件裁切成预定长度。
15.根据权利要求10所述的热管座的制造方法，其特征在于：更包含一在步骤(B)之后的步骤(C)，在步骤(C)中，切除该加工件在该包覆沟槽两侧的部分。
16.一种热管座，是可供一热管装设，该热管具有至少一蒸发段，及至少一与该蒸发段连接的冷凝段，该蒸发段具有至少一弯曲部，及一管径，该弯曲部具有一曲率半径，其特征在于：该热管座包含：
至少一包覆单元，具有二包覆座体，及一可容置该蒸发段的包覆沟槽，该等包覆座体分别具有一可对合在一起的对合面，该包覆沟槽是形成于该等对合面之间，并具有至少一对应于该曲率半径的包覆曲率半径，及一对应于该管径的沟槽宽度。
17.根据权利要求16所述的热管座，其特征在于：该等包覆座体更分别具有一相反于该包覆沟槽的接触底平面。
18.根据权利要求16所述的热管座，其特征在于：更包含一基座体，该基座体具有一顶面，及一相反于该顶面的接触底平面，该包覆单元是设置于该顶面上。
19.根据权利要求16所述的热管座，其特征在于：包含数包覆单元。
20.根据权利要求19所述的热管座，其特征在于：更包含一基座体，该基座体具有一顶面，及一相反于该顶面的接触底平面，该等包覆单元是设置于该基座体的顶面上。
21.根据权利要求20所述的热管座，其特征在于：该等包覆单元是间隔设置于该基座体的顶面上。
22.根据权利要求19所述的热管座，其特征在于：该等包覆单元是并靠在一起，且该等包覆单元的包覆座体更分别具有一相反于该包覆沟槽的接触底平面。
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