CN101900505A - 热管及其制造方法 - Google Patents

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    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
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Abstract

本发明提供一种热管及其制造方法，该热管的制造方法包括下列步骤：首先，提供一金属管。其次，在金属管的内侧壁上设置一毛细结构。再次，对毛细结构进行氧化。然后，将氧化后的毛细结构进行还原，使毛细结构的表面粗糙化，从而增加毛细结构的毛细力。由于毛细结构经过氧化后再还原的处理，所以其表面会形成多个孔隙，这些孔隙可增加毛细结构的毛细力，从而使工作流体能在毛细结构中的回流速度更快，从而提高热管的散热效能。

Description

热管及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种热管及其制造方法，尤其涉及一种在制造过程中牵涉到氧化与还原过程的热管及其制造方法。
背景技术
一般来说，市面上的散热模块主要包括风扇与散热鳍片，常应用于电子装置中以提供散热效果。然而，随着电子装置中的中央处理器的运作速度增快，其所发出的热量也就愈多，所以目前有愈来愈多的散热模块更进一步包括有热管，以提供更高的散热效率。
请参照图1，图1示出了热管的运作示意图。热管100包括一铜管110与一烧结层120，其中烧结层120是设置在铜管110的内部侧壁上，该烧结层120是由铜粉末所烧结而成。此外，在铜管110内部还包括有工作流体(working fluid)，此工作流体例如为纯水。在图1中，箭头的方向代表的是工作流体的流向。
当热管100用以散热时，热管100的吸热端102是靠近热源的，所以位于其中的工作流体吸收此处的热量而蒸发为气体。此时，由于压力差的关系，工作流体会在流动空间106中往散热端104流动。工作流体在散热端104冷却凝结后进入烧结层120的孔隙中，之后再通过烧结层120的毛细力而回流至吸热端102。
由上述可知，当热管100在运作时，其内部的工作流体能通过相变化吸收大量的热量，所以热管100具有良好的散热效果。然而，由于电子产品的体积愈来愈轻薄已渐成趋势，所以相对地对热管的散热效能的要求也愈来愈高。
因此，如何让热管具有更高的散热效能，是值得所属技术领域的技术人员去思量的。
发明内容
本发明的目的是提供一种热管及其制造方法，该热管具有较高的散热效能。
根据上述目的与其他目的，本发明提供一种热管的制造方法，该热管的制造方法包括下列步骤：首先，提供一金属管。其次，在金属管的内侧壁上设置一毛细结构。再次，对毛细结构进行氧化。然后，将氧化后的毛细结构进行还原，使毛细结构的表面粗糙化，从而增加毛细结构的毛细力。
在上述的毛细结构被氧化的过程中，工作环境的温度例如设定在100℃～500℃，氧气浓度例如设定在10％～30％。而且，所属技术领域的技术人员可在氧化过程中添加催化剂以增加毛细结构的氧化速度，此催化剂例如为铂、铑、钯、或稀土元素。
在上述的热管的制造方法中，毛细结构例如为一烧结层，此烧结层是由金属粉末烧结而成。
在上述的热管的制造方法中，毛细结构包括多个沟槽，这些沟槽是一体成形在金属管的内侧壁上。
在上述的热管的制造方法中，毛细结构包括一内管，该内管是设置在金属管的内部，且内管的长度小于金属管的长度。
根据上述目的与其他目的，本发明提供一种热管，此热管是由上述的制造方法所制成。
在上述的热管的制造方法中，由于毛细结构经过氧化后再还原的处理，所以其表面会形成多个孔隙，这些孔隙可增加毛细结构的毛细力，从而使工作流体能在毛细结构中的回流速度更快，进而提高热管的散热效能。
为让本发明的上述目的、特征和优点更能明显易懂，下文将以实施例并配合所附图示，作详细说明。
附图说明
图1示出了热管的运作示意图。
图2示出了本发明的热管的制造流程方块图。
图3A～图3E示出了本发明的第一实施例的热管的制造流程示意图。
图4示出了本发明的第二实施例的热管的局部区域的内部视图。
图5示出了本发明的第三实施例的热管的局部区域的内部视图。
图6示出了本发明的第四实施例的热管的立体图。
图7示出了本发明的第四实施例的热管的运作模式图。
具体实施方式
图2示出了本发明的热管的制造流程方块图，图3A～图3E示出了本发明的第一实施例的热管的制造流程示意图。首先，请同时参照图2的步骤S110与图3A，在制造流程开始时先提供一金属管210，此金属管210例如是由铜所制成。接着，请同时参照图2的步骤S120与图3B，在金属管210的内部形成一毛细结构220。在本实施例中，毛细结构220为烧结层，其是由金属粉墨(例如：铜粉)所烧结而成。
再次，请同时参照图2的步骤S130与图3C，将氧气灌入于金属管210的内部，以使毛细结构220的表面氧化。在本实施例中，氧气浓度介于10％至30％之间，当然所属技术领域的技术人员可依需要调整氧气的浓度，但需注意的是，若氧气的浓度太低则氧化的速度可能变慢，若氧气浓度太高则可能使设备产生氧化。而且，在毛细结构220被氧化的过程中，其工作环境的温度是介于100℃至500℃之间。而且，在氧化过程中还可添加催化剂以增加毛细结构220的氧化速度，此催化剂可为铂、铑、钯或稀土元素。在本实施例中，毛细结构220表面上的铜被氧化成氧化铜，其反应式如下：
2Cu+O2→2CuO
之后，请参照图2的步骤S140与图3D，将表面被氧化的毛细结构220进行还原。在进行还原反应的过程中，在金属管210内部通过氮气与氢气，其中氮气是用于保护毛细结构220，而氢气则是与氧化铜相反应而使氧化铜还原成铜，其反应式如下：
2CuO+2H2→2Cu+2H2O
在经过上述的氧化程序与还原程序后，毛细结构220的表面会形成许多孔隙，从而使毛细结构220的表面粗糙化。之后，请参照图2的步骤S150与图3E，在毛细结构220完成氧化与还原程序后，接着便进行后续的制造流程，例如：注入工作流体、抽真空和密封金属管210。最后，请参照图2的步骤S160，便完成热管200的制做。
由于热管200中的毛细结构220表面具有多个孔隙，所以可增加毛细力，使工作流体在毛细结构220中的回流速度更快，从而提高本实施例的热管的散热效能。
在上述的实施例中，毛细结构220是由金属粉末所烧结而成，但所属技术领域的技术人员也可将毛细结构设计成其他种型态。请参照图4，图4示出了本发明的第二实施例的热管的局部区域的内部视图，此热管300的金属管310的内部设置有多个沟槽312，此沟槽312即是做为本实施例的热管300的毛细结构。另外，请参照图5，图5示出了本发明的第三实施例的热管的局部区域的内部视图，此热管400的金属管410的内部除了设置有多个沟槽412外，在金属管410的内侧壁上还设置有一烧结层420，此烧结层420与沟槽412构成了该热管的毛细结构。在图5中，将左半部分的烧结层420隐藏，以使沟槽412能显现在图中。
请参照图6，图6示出了本发明的第四实施例的热管的立体图。其中，在金属管510的内部设置有一内管520，此内管520的长度小于金属管的长度。请同时参照图7，图7示出了本发明的第四实施例的热管的运作模式图，其中箭头表示的方向即为工作流体的流动方向。由图7可知，凝结后的工作流体是在内管520中回流至吸热端512，所以内管520在本实施例中可视为热管500的毛细结构。
在上述的所有实施例中，其毛细结构皆经过氧化后再还原的处理程序，亦即图2中的步骤S130与步骤S140。因此，毛细结构的表面会形成多个孔隙(void)，这些孔隙可增加毛细结构的毛细力，从而使工作流体能在毛细结构中的回流速度更快，从而提高热管的散热效能。
本发明以实施例说明如上，然其并非用以限定本发明所主张的专利权利范围。其专利保护范围应当以权利要求书及其等同领域而定。凡所属技术领域的技术人员，在不脱离本专利精神或范围内，所做的变动或修改，均属于本发明所揭示的精神下完成的等效改变或设计，且应包含在权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种热管的制造方法，其特征在于，包括：
提供一金属管；及
在该金属管的内侧壁上设置一毛细结构；
对该毛细结构进行氧化；及
将氧化后的该毛细结构进行还原，使该毛细结构的表面粗糙化。
2.根据权利要求1所述的热管的制造方法，其特征在于，在该毛细结构被氧化的过程中，工作环境的温度设定在100℃～500℃。
3.根据权利要求1所述的热管的制造方法，其特征在于，在该毛细结构被氧化的过程中，工作环境的氧气浓度设定在10％～30％。
4.根据权利要求1所述的热管的制造方法，其特征在于，在该毛细结构被氧化的过程中，包括以下步骤：
添加催化剂以增加该毛细结构的氧化速度。
5.根据权利要求4所述的热管的制造方法，其特征在于，该催化剂为铂、铑、或钯。
6.根据权利要求4所述的热管的制造方法，其特征在于，该催化剂为稀土元素。
7.根据权利要求1所述的热管的制造方法，其特征在于，该毛细结构包括一烧结层，该烧结层是由金属粉末烧结而成。
8.根据权利要求1所述的热管的制造方法，其特征在于，该毛细结构包括多个沟槽，这些沟槽是一体成形在该金属管的内侧壁上。
9.根据权利要求1所述的热管的制造方法，其特征在于，该毛细结构包括一内管，该内管是设置在该金属管的内部，且该内管的长度小于该金属管的长度。
10.根据权利要求1所述的热管的制造方法，其特征在于，于该毛细结构进行还原的过程中，在该金属管的内部通过氮气与氢气。
11.一种热管，其特征在于，该热管是由权利要求1～10项中任一项所述的热管的制造方法所制成。
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