CN102003904B

CN102003904B - 平板式热管及其制造方法

Info

Publication number: CN102003904B
Application number: CN200910306547.3A
Authority: CN
Inventors: 张盛超; 周志勇
Original assignee: Hong Jun Precision Industry Co ltd; Fuzhun Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Current assignee: JIANGSU LIANZHONG CASING CO Ltd
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: CN102003904A; US20110048341A1

Abstract

一种平板式热管，包括一板状的密封壳体、形成于壳体内壁的毛细结构、容置于壳体内的工作流体，所述壳体内设有一片状的支撑结构，所述支撑结构包括若干向上凸设的支撑部，每一支撑部顶端开设有一通孔，相邻二支撑部之间形成有一上、下贯穿的通道，所述支撑部的顶端抵顶贴设于壳体上侧壁面的毛细结构，其底端抵顶贴设于壳体下侧壁面的毛细结构。支撑结构位于平板式热管内，支撑平板式热管的上下内壁，从而使平板式热管抗压，不易变形，进而不易在使用过程中损坏而具有稳定的性能。

Description

平板式热管及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种平板式热管及其制造方法，特别是指一种性能稳定的平板式热管及其制造方法。

背景技术

随着电子技术的进步，电子元件集成程度日益增高，工作时产生的热量也越来越多。然而电子元件表面积大小却趋向变小，热流密度日益增大，这对电子元件散热十分不利。

为将电子元件产生的大量的热迅速高效地分散到散热装置的散热面积上，利用相变化原理传热的平板式热管(vapor Chamber)是一种较好的选择。传统的平板式热管具有一与电子元件贴设的底盖及与底盖配合的一顶盖。所述底盖及顶盖通过焊接而共同形成一密闭的腔室，若干工作液体及毛细结构收容于该密闭的腔室内。然而，这种平板式热管在使用时，其底盖及顶盖极易因受压而变形，从而影响其热传导性能。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一性能稳定的平板式热管及其制造方法。

一种平板式热管，包括一板状的密封壳体、形成于壳体内壁的毛细结构、容置于壳体内的工作流体，所述壳体内设有一片状的支撑结构，所述支撑结构包括若干向上凸设的支撑部，每一支撑部顶端开设有一通孔，相邻二支撑部之间形成有一上、下贯穿的通道，所述支撑部的顶端抵顶贴设于壳体上侧壁面的毛细结构，其底端抵顶贴设于壳体下侧壁面的毛细结构

一种平板式热管的制造方法，包括以下步骤：提供一扁平的壳体，其至少一端具有开口；在所述壳体内壁表面形成一层毛细结构；提供一片状的支撑结构，所述支撑结构包括若干向上凸设的支撑部，每一支撑部顶端开设有一通孔，相邻二支撑部之间形成有一上、下贯穿的通道；将所述支撑结构塞入所述壳体内，且使支撑结构的上下端分别抵接在所述壳体上下侧壁；填充工作流体后将壳体的开口进行封口。

与现有技术相比，上述支撑结构位于平板式热管内，支撑平板式热管的上下内壁，从而使平板式热管抗压，不易变形，进而不易在使用过程中损坏而具有稳定的性能。

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立体示意图。

图2是用于制造图1中平板式热管壳体的金属管体的立体示意图。

图3是图2中金属管体被压扁并在内壁形成烧结式毛细结构时的结构示意图。

图4是图1中平板式热管的支撑结构的示意图。

图5是图4中支撑结构塞入图3中金属管体内的示意图。

图6是本发明第二实施例中平板式热管的支撑结构的立体示意图。

图7是图6中支撑结构的侧向示意图。

图8是本发明第三实施例中平板式热管的支撑结构的立体示意图。

图9是本发明第四实施例中平板式热管的支撑结构的立体示意图。

图10是图9中支撑结构的侧向示意图。

具体实施方式

请参照图1至图5，本发明第一个实施例中的平板式热管包括一壳体11、形成于壳体11内壁的一毛细结构13及容置于壳体11内且抵接毛细结构13的一支撑结构15。适量工作流体填充在壳体11内。

上述壳体11由一金属管体10压扁形成，使壳体11呈密封的扁平板状。上述毛细结构13通过烧结形成于壳体11内壁。可以理解地，上述毛细结构13可以是其他形式的毛细结构，如丝网、沟槽等。

请再次参阅图4，上述支撑结构15在一些实施例中为一冲压成型的金属片体，其具有一定强度，以对其上下两侧的毛细结构13及壳体11提供有力的支撑，以防止平板式热管在内、外作用力的共同作用下产生变形而影响壳体11的平面度。在本实施例中，该支撑结构15由一金属片向两侧冲压形成，其包括若干第一支撑部151、第二支撑部153、第一连接部155及第二连接部156。

这些第一支撑部151沿支撑结构15的宽度方向排列形成若干间隔设置的纵列。每一列第一支撑部151包括若干间隔设置的倒U形第一支撑体1513及二倒U形的第二支撑体1515。二第二支撑体1515位于相应列第一支撑部151的相对两端，从而将第一支撑体1513夹设其间。每一第一支撑体1513的中部开设有一第一通孔1514、其前后两侧形成一贯穿的通槽1516，用以供气态的工作介质穿行。每一第二支撑体1515的前后两侧亦形成一贯穿的通槽1517。所述通槽1516、1517连通设置。可以理解的，第二支撑体1515的中部亦可开设所述第一通孔1514。第一支撑体1513及第二支撑体1515的顶面共面，用于抵顶贴设壳体11上表面的毛细结构13，其最下端亦共面，用以抵顶贴设壳体11下表面的毛细结构13。

第二支撑部153亦沿支撑结构15的宽度方向排列形成若干间隔设置的纵列且每一第二支撑部153夹设于二第一支撑部151之间。每一第二支撑部153包括一纵长的支撑板1531及自支撑板1531相对两侧垂直延伸的若干间隔的侧壁1533。支撑板1531开设有若干间隔的第二通孔1534，用以为气态的工作介质向壳体11上部流动提供通路。支撑板1531的上表面与第一支撑部151的第一、第二支撑体1513、1515的顶面共面。

每一第一连接部155为一方形片体，这些第一连接部155沿支撑结构15的宽度方向排列形成若干间隔设置的纵列。每一列中的第一连接部155间隔设置，位于相邻的两列第一、第二支撑部151、153之间。每一第一连接部155用于连接相邻列第一支撑部151第一、第二支撑体1513，1515的底部及第二支撑部153对应的侧壁1533。第一连接部155的下表面与第一支撑部151的最底端及第二支撑部153侧壁的最底端共面。位于中部的每一第一连接部155的中部开设有一第三通孔1551。可以理解的，每一第一连接部155的中部均可开设所述第三通孔1551。

每一第二支撑部153及其相对两侧相邻的二列第一支撑部151以及连接第一、第二支撑部151、153的二列第一连接部155共同形成一支撑段。每一第二连接部156为一纵长的金属片体。每一第二连接部156夹设于二支撑段之间，且其相对两侧垂直连接相邻二支撑段中相邻二列第一支撑部151第一、第二支撑体1513、1515的最底端。第二连接部156的下表面与第一连接部155的下表面共面。每一第二连接部156的中部间隔的开设有若干第四通孔1561。

可以理解的，本发明中，第一连接部155可取代第二连接部156而连接二支撑段。同理，第二连接部156亦可取代第一连接部155。

本实施例中，支撑结构15进一步包括位于其相对两侧的二安装部157。每一安装部157为一纵长金属条，其下表面与第一支撑部151的最顶端共面，用于抵顶位于壳体11下表面的毛细结构13。

本实施例中，第一支撑部151的第一、第二支撑体1513、1515及连接部155的横截面均为长方形，可以理解的，在其他实施例中，这些横截面亦可为圆形、三角形等其他形状。

使用时，平板式热管的底部紧贴热源以吸收热量，壳体11内的工作介质从其底部吸热气化为蒸汽而上升穿过支撑结构15的第一、第二、第三、第四通孔1514、1534、1551、1561及第一支撑体1513及第一连接部155之间的空隙到达壳体11顶部，气态的工作介质在该处遇冷放出热量而冷却为液态。液态的工作介质通过毛细结构13顶部流回至底部进行相变化循环。

请同时参阅6及图7，为本发明第二实施例中支撑结构16的示意图。该支撑结构16为一长方形的金属片体，其上冲设有若干向上凸起的、倒U形第一支撑部161及若干向下凹陷的、U形的第二支撑部163。这些第一支撑部161及第二支撑部163沿支撑结构16的宽度方向排列成若干间隔的列。每一列第一支撑部161的一侧最下端与相邻列对应的第二支撑部163的顶端一体连接。相应的第一支撑部161与相应的第二支撑部163共同形成一对S的支撑体。每一第一、第二支撑部161、163的中部分别开设有一通孔164，用于供蒸汽流通。同一列相邻二支撑体之间形成有方形的开口165。第一、第二支撑部161、163与第一实施例中的第一支撑体1513的结构相同。

请参阅图8，为本发明第三实施例中支撑结构17的示意图。该支撑结构17为一长方形的金属片体，其上冲设有若干向上凸起的、内空的、棱台装的支撑部171，用于抵顶壳体11上表面的毛细结构13。支撑结构17上开设有若干方形的通孔173，用以供蒸汽流通。这些支撑部171沿支撑结构17的长度方向排列成若干间隔的行。每一行支撑部171之间夹设有一通孔173。每一支撑部171的顶端可开设一通孔175，以供气态工作介质穿行。

请同时参阅9及图10，为本发明第三实施例中支撑结构18的示意图。该支撑结构18为一方形金属片体，其冲设有若干向上凸起的、圆台状的第一支撑部181及若干向下凹陷的、圆台状的第二支撑部183。第一支撑部181及第二支撑部183沿支撑结构18的宽度方向排列成若干间隔的列。每一列第一、第二支撑部181、183相邻二第一支撑部181及第二支撑部183之间冲设有一通孔185。第二支撑部183位于第一支撑部181一侧，且与第一支撑部181交错设置。每一第一、第二支撑部181、183中部开设有一通孔187。

该平板式热管的具体制造步骤及其过程如下所示：

(1)提供一一定长度的金属管体10，该金属管体10通常为一导热性能良好的铜管。

(2)将金属管体10压扁，使其成为具有一定宽度的、内空的长方形板状壳体11，该壳体11两端各形成一长条形开口。

(3)提供一板形芯模，该芯模的长度及宽度均小于壳体11的长度或宽度，将该芯模塞入壳体11中，再在芯模与壳体11之间填充金属粉末，对壳体11进行高温烧结，使金属粉末烧结于壳体11内壁而形成烧结式毛细结构13，其中该芯模可以是实体芯模，在烧结后抽出，也可以是金属纤维芯模，与金属粉末一起烧结于壳体11内壁。

(4)提供一所述支撑结构15(也可以为支撑结构16、17、18)，并将所述支撑结构15塞入壳体11内，采用扩散焊接将支撑结构15的第一支撑部151、第二支撑部153的顶端及安装部157及连接部155的底端抵接于壳体11的上下内壁上的毛细结构13上。

(5)填充相变化工作流体，将壳体11腔体抽成真空，再通过冲压将壳体11两端开口压合在一起来实现对壳体11的封口，而完成平板式热管的制作。

Claims

1.一种平板式热管，包括一板状的密封壳体、形成于壳体内壁的毛细结构、容置于壳体内的工作流体，其特征在于：所述壳体内设有一片状的支撑结构，所述支撑结构包括若干向上凸设的支撑部，每一支撑部顶端开设有一通孔，相邻二支撑部之间形成有一上、下贯穿的通道，所述支撑部的顶端抵顶贴设于壳体上侧壁面的毛细结构，其底端抵顶贴设于壳体下侧壁面的毛细结构。

2.如权利要求1所述的平板式热管，其特征在于：所述支撑部包括沿其宽度方向排的二列第一支撑部及夹设于二列第一支撑部之间的一第二支撑部，所述每一列第一支撑部由若干间隔设置的第一支撑体组成，每一支撑体的顶端开设有一通孔，所述第二支撑部为一板体，其上开设有若干通孔。

3.如权利要求2所述的平板式热管，其特征在于：所述每一第一支撑体呈倒U形且其前后两侧连通设置而形成一前后贯穿的通槽，所述第二支撑部为相对两侧向下延伸有若干间隔设置的侧壁的板体，若干间隔设置的第一连接部夹设于第一支撑体及第二支撑部之间且连接第一支撑体一侧底端及第二支撑部一侧侧壁的底端。

4.如权利要求3所述的平板式热管，其特征在于：所述每一第一连接部为一片体，其下表面与第一、第二支撑部的最下端共面。

5.如权利要求3所述的平板式热管，其特征在于：所述每一第一连接部的中部开设有一通孔。

6.如权利要求2所述的平板式热管，其特征在于：所述每一第一支撑体呈倒U形，所述第二支撑部为相对两侧向下延伸有若干间隔设置的侧壁的板体，一第二连接部夹设于第一支撑体及第二支撑部之间且连接第一支撑体一侧底端及第二支撑部一侧侧壁的底端。

7.如权利要求6所述的平板式热管，其特征在于：所述第二连接部为一片体，其下表面与第一、第二支撑部的最下端共面。

8.如权利要求1所述的平板式热管，其特征在于：所述支撑结构进一步包括位于其相对两侧的二纵长安装部，所述二安装部分别连接支撑部的最底端，且与支撑部最底端共面。

9.如权利要求1所述的平板式热管，其特征在于：所述支撑结构进一步包括向下凸设的另一支撑部，所述另一支撑部抵顶贴设于壳体下侧壁面的毛细结构。

10.如权利要求9所述的平板式热管，其特征在于：所述另一支撑部中部开设有一通孔。

11.如权利要求9所述的平板式热管，其特征在于：所述朝向相反的二支撑部的一侧相互连接而使其形成一S形的支撑体。

12.如权利要求11所述的平板式热管，其特征在于：所述支撑体沿支撑结构的宽度方向排列，且二支撑体之间开设一开口。

13.如权利要求10所述的平板式热管，其特征在于：所述另一支撑部位于所述支撑部的一侧且与所述支撑部交错设置。

14.如权利要求1所述平板式热管的制造方法，包括以下步骤：

提供一扁平的壳体，其至少一端具有开口；

在所述壳体内壁表面形成一层毛细结构；

提供一所述支撑结构；

将所述支撑结构塞入所述壳体内，且使支撑结构的上、下端分别抵接在所述壳体上下侧壁;

填充工作流体后对所述壳体的开口进行封口。