CN101941072A - 平板式热管的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一平板式热管的制造方法，包括以下步骤：提供一具有一第一型腔及与第一型腔连通的若干第二型腔的模具；提供第一金属粉、第二金属粉及与所述金属粉混合的粘结剂；提供若干间隔设置的消失性填充体，使其置于模具第一型腔及第二型腔中，并与第一、第二型腔的各内壁面间隔设置；依序将第一金属粉及第二金属粉经注射进入模具的第一型腔及第二型腔内；移除所述消失性填充体，从而形成一生胚；高温烧结生胚，使第一第一金属粉形成平板式热管的连续外腔体，第二金属粉形成一贴设于外腔体内表面的、连续的毛细结构及若干多孔隙支撑柱，此时形成一褐胚；将褐胚进行抽真空、注工作液体、封口处理而得到平板式热管。

Description

平板式热管的制造方法
技术领域
本发明涉及一种热管的制造方法，特别是指一种平板式热管的制造方法。
背景技术
目前业界普遍采用热管来解决高速计算机的高密度散热问题，如热导管、回路式热管、以及平板式热管(Vapor Chamber)等产品。
平板式热管的工作原理与传统热管相同，因其具有比传统热管更大的热传导面积，且符合“轻、薄、短、小”的高实用价值，而被大量应用在大型散热面的电子产品上。
一般的平板式热管具有以冲压制程制备的一上盖板、与上盖板配合的一下盖板及在此上、下盖板间的毛细结构。该上、下盖板通过焊接方式连接成一体。若干散热片通过焊接或粘结的方式固定于上盖板上，用以将平板式热管的热量散发到周围空气中。然而，散热片与平板式热管的上盖板之间的热阻较大，如此，平板式热管的散热性能不好。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种散热性能良好的平板式热管的制造方法。
一平板式热管的制造方法，包括以下步骤：
提供一模具，其包括一第一型腔及与第一型腔连通的若干第二型腔；
提供第一金属粉、第二金属粉及与所述第一、第二金属粉混合以使其粘结的粘结剂；
提供若干消失性填充体，并将所述消失性填充体置于模具第一型腔及第二型腔中，这些消失性填充体间隔设置，并使这些消失性填充体与第一、第二型腔的各内壁面间隔设置；
依序将混合有粘结剂的第一金属粉及第二金属粉经注射进入模具的第一型腔及第二型腔内；
移除所述消失性填充体，从而形成一生胚；
高温烧结生胚，使第一第一金属粉形成平板式热管的连续外腔体，第二金属粉形成一贴设于外腔体内表面的、连续的毛细结构及若干多孔隙支撑柱，此时形成一褐胚；
将褐胚进行抽真空、注工作液体、封口处理而得到平板式热管。
与现有技术相比，本发明的平板式热管的一体成型，各部分之间的热阻小，传热性能更好。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明第一实施例中平板式热管的填充体位于模具内的示意图。
图2是图1中的平板式热管生胚的剖视图。
图3是图1中的平板式热管褐胚的剖视图。
图4是本发明第二实施例中平板式热管的示意图。
图5是本发明第三实施例中平板式热管的示意图。
图6是本发明第四实施例中平板式热管的示意图。
图7是本发明第五实施例中平板式热管的示意图。
具体实施方式
图1至图3所示为本发明第一实施例的平板式热管100。平板式热管100利用粉末射出成型技术制成，具体步骤如下所示：
(1)提供一模具10，该模具10具有一第一型腔11及位于第一型腔11上方中部且与之连通、等距离间隔设置的六第二型腔13。第一、第二型腔11、13共同形成的空腔的形状与平板式热管100的外形尺寸相当。可以理解的，该第一型腔11及第二型腔13的形状可为长方体、圆柱体或其他几何形状，在本实施例中，其均为长方体状。
(2)提供一双色成型射出机(图未示)，此双色成型射出机具有两个独立方向的注射系统。
(3)提供一种粒径大小为5～20(m的第一金属粉(图未示)、另一种粒径大小为50～150(m的第二金属粉(图未示)及与第一金属粉及第二金属粉充分混合的粘结剂(图未示)。
(4)提供六消失性填充体15。其中，每一消失性填充体15包括一第一填充部151及一第二填充部153。可以理解的，第一、第二填充部151、153的横截面可具有多种形状，如长方形、梯形及圆锥形等，在本实施例中，其横截面均为长方形。第一填充部151等距离间隔设置于模具10第一型腔11中，且每一第一填充部151的上侧、下侧边缘及位于左右相对两侧的二第一填充部151的外侧边缘距第一型腔11的各内侧面0.2～0.7mm的距离。相邻二第一填充部151之间的间隙位于对应的二第二填充部153之间的正下方，且其宽度小于二第二填充部153之间间隔的宽度。第二填充部153自第一填充部151上侧边缘向上延伸，且置于模具10的第二型腔13中。每一第二填充部153的上侧边缘及左右相对两侧边缘距第二型腔13的顶端内侧面及左右相对二内侧面0.2～0.7mm的距离。
(5)依序将与粘结剂充分混合后的第一金属粉及第二金属粉经由不同方向的注射系统注射进入模具10的第一、第二型腔11、13内，使第一金属粉填充至第一填充部151的上侧、下侧边缘及位于左右相对两侧的二第一填充部151的外侧边缘与第一型腔11的各内侧面之间及第二填充部153与第二型腔13之间，且与第一、第二填充部151、153各表面之间形成一均匀的间隙；第二金属粉填充至二相邻第一填充部151之间的间隙中及第一金属粉与第一、第二填充部151、153之间的间隙中。
(6)通过化学脱脂或热裂解脱脂处理，移除第一、第二金属粉内部的消失性填充体15，从而形成一生胚。
(7)高温烧结生胚，使第一金属粉形成平板式热管100的外腔体20，第二金属粉形成一贴设于外腔体20内表面的、连续的毛细结构40及若干多孔隙支撑柱30，从而形成平板式热管100的褐胚。位于模具10第一型腔11中的部分形成与热源贴设的一长方体的吸热部21，位于模具10第二型腔13中的部分形成六长方体的散热片23。支撑柱30的上端抵顶二相邻散热片23连接处的下表面，其下端抵顶吸热部21底部的上表面。这些支撑柱30具有适当的强度以克服其吸热部21内部发生相变化作用时产生的由内向外的蒸汽压力，以确保平板式热管100的外观形状完好。此时，该褐胚内形成有六第一收容槽25，每一散热片23内形成一第二收容槽27，第一、第二收容槽25、27相互连通。
(8)将褐胚进行抽真空、注工作液体、除气、定长、封口及表面热处理而得到本发明第一实施例的平板式热管100。
上述消失性填充体15为高分子材料或腊基材料，其作用在于通过化学反应或热裂解方式自生胚内移除，以形成褐胚的收容腔。
不同颗粒尺寸大小的金属粉，经由相同的烧结温度条件下，金属粉颗粒越小其曲率半径越小、颗粒表面的活化能越高，因而小颗粒金属粉键结后所显现的致密化速度较快。因此，在相同烧结温度下，第一金属粉键结而形成本发明中平板式热管100致密的连续外腔体20，而第二金属粉键结形成位于外腔体20内表面的、连续的、多孔隙的毛细结构40及支撑柱30。
由于本实施例的平板式热管100一体成型，散热片23与吸热部21之间的热阻小。散热片23内具有与吸热部21的第一收容槽25连通的第二收容槽27，平板式热管100内部的蒸汽与平板式热管100的接触面积增大，散热快，加快了工作液体的回流速度，保证了平板式热管100的性能稳定。同时，回流的工作液体可以沿支撑柱30回流，缩短了工作液体的回流路径。
请同时参阅图4，为本发明第二实施例的平板式热管200的示意图，其制造方法及制造过程与第一实施例相同，其与第一实施例的区别是：模具10的第二型腔13为若干均匀间隔设置的内空圆柱，第二填充部153为与第二型腔13间隔设置的圆柱体，如此，使填充于第二型腔13与第二填充部153之间的第一金属粉烧结后形成若干内部具有圆柱状第二收容槽(图未视)的、圆柱状的散热片23a。这些散热片23a呈矩阵排列。
请同时参阅图5，为本发明第三实施例的平板式热管300的示意图，其制造方法及制造过程与第一实施例相同，其与第一实施例的区别是：散热片23b为内空的圆台且呈矩阵排列。这些散热片23b接触面积大的一端与平板式热管300的吸热部21b一体连接。
请同时参阅图6，为本发明第四实施例的平板式热管400的示意图，其制造方法及制造过程与第一实施例相同，其与第一实施例的区别是：散热片23c为内空的长方体且呈矩阵排列。这些散热片23c之间间隔的距离较大，能利用其角度变化改变散热片23c间的气流运动方向。
请同时参阅图7，为本发明第五实施例的平板式热管500的示意图，其制造方法及制造过程与第一实施例相同，其与第一实施例的区别是：散热片23d为内空的棱柱且呈矩阵排列。这些散热片23d之间的间隔较小，适合运用于单向流场中，以利用其角度变化改变散热片23d间的气流运动方向。

Claims (10)

1.一平板式热管的制造方法，包括以下步骤：
提供一模具，其包括一第一型腔及与第一型腔连通的若干第二型腔；
提供第一金属粉、第二金属粉及与所述第一、第二金属粉混合以使其粘结的粘结剂；
提供若干消失性填充体，并将所述消失性填充体置于模具第一型腔及第二型腔中，这些消失性填充体间隔设置，并使这些消失性填充体与第一、第二型腔的各内壁面间隔设置；
依序将混合有粘结剂的第一金属粉及第二金属粉经注射进入模具的第一型腔及第二型腔内；
移除所述消失性填充体，从而形成一生胚；
高温烧结生胚，使第一第一金属粉形成平板式热管的连续外腔体，第二金属粉形成一贴设于外腔体内表面的、连续的毛细结构及若干多孔隙支撑柱，此时形成一褐胚；
将褐胚进行抽真空、注工作液体、封口处理而得到平板式热管。
2.如权利要求1所述的平板式热管的制造方法，其特征在于：所述每一消失性填充体包括一第一填充部及自第一填充部上侧向上延伸的一第二延伸部，所述第一填充部位于模具的第一型腔内，所述第二填充部位于模具的第二型腔内。
3.如权利要求2所述的平板式热管的制造方法，其特征在于：所述每一第一填充部的上侧、下侧边缘及位于左右相对两侧的二第一填充部的外侧边缘距第一型腔的各内侧面0.2～0.7mm的间隙，所述第一金属粉填充至这些间隙中以形成外腔体，且所述第一填充部的各外表面与所述第一金属粉之间形成一连续的另一间隙，所述第二金属粉体填充至所述另一间隙中，以形成毛细结构。
4.如权利要求2所述的平板式热管的制造方法，其特征在于：每一第二填充部的上侧边缘及左右相对两侧边缘距第二型腔的顶端内侧面及左右相对二内侧面0.2～0.7mm的间隙，所述第一金属粉填充至这些间隙中以形成所述外腔体，且第一金属粉与第二填充体的各外表面之间形成一连续的另一间隙，所述第二金属粉填充至所述另一间隙中，以形成毛细结构。
5.如权利要求3所述的平板式热管的制造方法，其特征在于：所述第二金属粉进一步填充至二相邻第一填充部之间的间隙中，形成所述支撑柱。
6.如权利要求5所述的平板式热管的制造方法，其特征在于：所述相邻二第一填充部之间的间隙位于对应的二第二填充部之间的正下方，且其宽度小于二第二填充部之间的距离。
7.如权利要求1所述的平板式热管的制造方法，其特征在于：所述褐胚位于模具第一型腔中的部分形成有一第一收容槽，位于第二型腔中的部分形成有若干第二收容槽，所述第一、第二收容槽相互连通。
8.如权利要求7所述的平板式热管的制造方法，其特征在于：所述第二型腔为内空的长方体、圆台、棱柱、圆柱体等，且呈矩阵排列。
9.如权利要求1所述的平板式热管的制造方法，其特征在于：所述消失性填充体为高分子材料或腊基材料。
10.如权利要求1所述的平板式热管的制造方法，其特征在于：所述第一、第二金属粉通过一具有两个独立方向的注射系统的双色成型射出机射出。
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