CN102589333A - 薄型热管结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种薄型薄型热管结构及其制造方法，所述薄型热管结构，包含：一个管体、一个薄片体、至少一个凸柱，所述管体具有一个容置空间并该容置空间内具有工作流体，该薄片体具有复数网格且该凸柱组设于该网格内，并与该薄片体一个同被设于该容置空间内；本发明的制造方法可缩减制造工时，更可防止制造时内部毛细结构受到破坏，藉以提升制造良率及降低成本者。

Description

薄型热管结构及其制造方法

技术领域

一种薄型热管结构及其制造方法，尤指一种可以增强薄型热管的支撑力并可提升热管制造良率的薄型热管结构及其制造方法。

背景技术

产业不断发展，冷却或热量的移除始终为电子产业发展的一大障碍。随着高效能的要求、整合度的提高以及多功能的应用，对于散热的要求也面临极大挑战，故对于热量移转效率的研发就成为电子工业的主要课题。

散热片(Heat Sink)通常被使用在将电子组件或系统产生的热量散逸在大气的中；而在热阻较低的情形下，显示该散热片具有较高的散热效率。一般来说，热阻由散热片内部的扩散热阻以及该散热片表面与大气环境的间的对流热阻所构成；在应用上，高传导性的材料如铜、铝等常被用以制作散热片以降低扩散热阻；然而，对流热阻则限制了散热片的效能，使其无法达成新一代电子组件的散热要求。

据此，目前市场均着眼于更有效率的散热机制，并陆续提出具有高导热效能的薄型热管(Heat pipe)及均热板(Vapor chamber)，并将其可与散热器作搭配组合，以有效解决现阶段的散热问题。

目前的薄型热管结构，其透过于薄型热管内的中空部分填入金属粉末，并透过烧结的方式于该薄型热管的内壁形成一烧结形式的毛细结构，又或者以金属网置入其中空部分作为毛细结构，其后将该薄型热管抽真空并填充工作流体最后封闭；由于习知的薄型热管因无支撑结构的设计则会造成蹋陷或热膨胀，因此当对该薄型热管加压时，该薄型热管内部的毛细结构(即烧结的金属粉末)易受到挤压破坏而由该薄型热管的内壁脱落，故令该薄型热管的热传效能大幅降低，并且因该薄型热管仅于该腔室内壁面具有毛细结构或中空部位具有金属网，故当工作液体由汽化冷凝为液态时，仅能靠重力或壁面的毛细结构回流，其汽液循环效率极为不佳；

台湾新型专利专利号M336673，揭示一种均温板及其支撑结构，该均温板包括壳体及容设于其壳体内部的毛细结构及支撑结构，此支撑结构包括一板体，于板体上开设有对应排列且间隔配置的复数槽道，于各槽道内部分别成型有一波浪片，此波浪片的上下两端面分别抵压于毛细组织，并使毛细组织与壳体的内壁面相互贴接；透过将该波浪片设置于均温板的中空部位，虽然该波浪片可解决前述烧结粉末受到压迫而垂落或蹋陷的现象并增加汽相变化量、增加热的传递速度，但波浪片并无显著帮助液态工作流体回流、增加毛细极限的效果。

现有技术中，无论是均温板或是薄型热管其内部支撑结构现阶段仍为积极改善的目标，具有下列缺点：

1.生产良率不佳；

2.汽液循环效率不佳；

3.支撑结构不良。

发明内容

为解决上述现有技术的缺点，本发明的主要目是，提供一种利用薄片体的复数网格增加汽相变化量、热的传递速度，以及利用凸柱增加较佳的支撑力、且可利用具有毛细结构的凸柱增加液态工作流体回流的速度以提高毛细极限。

本发明另一目的是提供一种提升生产良率，降低生产成本的薄型热管结构制造方法。

为达上述目的本发明提供一种薄型热管结构，包含：一个管体、一个薄片体、至少一个凸柱，所述管体具有一个容置空间，并该容置空间具有一个第一侧及一个第二侧，并该容置空间两端分别连接一个第一封闭端及一个第二封闭端，该容置空间内具有工作流体；该薄片体设于前述管体的容置空间内，该薄片体具有复数网格；所述凸柱固设于前述薄片体的网格内，并该凸柱两端分别连接该第一、二侧。

为达上述目的本发明提供一种薄型热管结构制造方法，包含下列步骤：

准备一个扁平状管材及一个具有复数网格及凸柱的薄片体；

将该薄片体置入该扁平状管材内，同时将该扁平状管材封闭。藉由上述的薄型热管结构，可大幅提升薄型热管结构的支撑度及热传效率，所述的制造方法可提升制程良率及降低生产成本者。

为使更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。

附图说明

第1a图为本发明的薄型热管结构第一实施例的立体分解图；

第1b图为本发明的薄型热管结构第一实施例的另一立体分解图；

第2图为本发明的薄型热管结构第一实施例的组合剖视图；

第3图为本发明的薄型热管结构第二实施例的组合剖视图；

第4图为本发明的薄型热管结构第三实施例的组合剖视图；

第5图为本发明的薄型热管结构第四实施例的组合剖视图；

第6图为本发明的薄型热管结构第五实施例的组合剖视图；

第7图为本发明的薄型热管结构第六实施例的组合剖视图；

第8图为本发明的薄型热管结构第七实施例的薄片体立体图；

第9图为本发明的薄型热管结构制造方法第一实施例的步骤流程图；

第10图为本发明的薄型热管结构制造方法第三实施例的步骤流程图；

第11图为本发明的薄型热管结构制造方法第一实施例加工示意图；

第12图为本发明的薄型热管结构制造方法第一实施例加工示意图；

第13图为本发明的薄型热管结构制造方法第二实施例加工示意图；

第14图为本发明的薄型热管结构制造方法第二实施例加工示意图。

主要组件符号说明

薄型热管结构1

管体11

薄片体12

第一延伸部12a

第二延伸部12b

通道12c

网格121

容置空间111

第一侧1111

第二侧1112

凸柱13

沟槽131

沟槽132

烧结粉末环体133

沟槽1331

工作流体2

冲压模具31

冲头32

金属粉末4

具体实施方式

本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。

请参阅第1a、1b、2图，为本发明的薄型热管结构第一实施例的立体分解图及组合剖视图，如图所示，所述薄型热管结构1，包含：一个管体11、一个薄片体12、至少一个凸柱13；

所述管体11呈扁平状具有一个容置空间111，并该容置空间111具有一个第一侧1111及一个第二侧1112，并该容置空间111两端分别连接一个第一封闭端112及一个第二封闭端113，该容置空间111内具有工作流体2。

所述薄片体12设于前述管体11的容置空间111内，该薄片体具有复数第一延伸部12a及复数第二延伸部12b，该等第一、二延伸部12a、12b相互交错连接，并共同界定复数网格121。

该凸柱13为一个烧结粉末体，选择固设于前述薄片体12的任一个网格121内，又或设置于每一个网格121内(如第1b图所示)，并该凸柱13两端分别连接该第一、二侧1111、1112。

该凸柱13可依客制化的需求增加或减少，又或针对于该薄片体12某一部位设置较为密集。

请参阅第3图，为本发明的薄型热管结构第二实施例的组合剖视图，如图所示，本实施例的部分结构与前述第一实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第一实施例不同处为，所述凸柱13外缘更具有至少一沟槽131。

请参阅第4图，为本发明的薄型热管结构第三实施例的组合剖视图，如图所示，本实施例的部分结构与前述第一实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第一实施例不同处为，所述凸柱13为一个铜柱。

请参阅第5图，为本发明的薄型热管结构第四实施例的组合剖视图，如图所示，本实施例的部分结构与前述第三实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第三实施例不同处为，所述凸柱13外缘具有至少一个沟槽132。

请参阅第6图，为本发明的薄型热管结构第五实施例的组合剖视图，如图所示，本实施例的部分结构与前述第三实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第三实施例不同处为，所述凸柱13外缘设有一烧结粉末环体133。

请参阅第7图，为本发明的薄型热管结构第六实施例的组合剖视图，如图所示，本实施例的部分结构与前述第五实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第五实施例不同处为，所述烧结粉末环体133具有至少一个沟槽1331。

请参阅第8图，为本发明的薄型热管结构第七实施例的薄片体立体图，如图所示，本实施例的部分结构与前述第一实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第一实施例不同处为，所述第一延伸端12a呈弧状，并于该等第一延伸端12a弧状内缘形成一个通道12c。

于前述各实施例中透过凸柱13的设置，不仅可大幅增加薄型热管结构1的支撑强度，更可增加薄型热管结构1内部的汽液循环效率，工作流体可由该凸柱13回流，藉以加速热传效率。

请参阅第9图，并一并参阅第1、2、11、12图，第9图为本发明的薄型热管结构制造方法第一实施例的步骤流程图，包含下列步骤：

S1：准备一个扁平状管材及一个具有复数网格及凸柱的薄片体；

提供一个扁平状的管材(即管体11)及一个具有复数网格(即网格121)与凸柱(即凸柱13)的薄片体(即薄片体12)该管材可为铜材质及铝材质或其中任一个热传效果较佳的材质，于本实施例中以铜材质作为说明，但并不引以为限，所述凸柱13为一个烧结粉末体，并藉由机械加工的冲压法，利用一个冲压模具31及一个冲头32透过将该凸柱13压入该薄片体12的网格121中与该薄片体12结合。

S2：将该薄片体置入该扁平状管材内，同时将该扁平状管材封闭。

将所述薄片体(即薄片体12)及设于其上的凸柱(即凸柱13)一同置入该管材(即管体11)内(即容置空间111)，其后将该管材进行封闭作业。

请复阅第9图，并一并参阅第1、2、13、14图，本发明的薄型热管结构制造方法第二实施例，包含下列步骤：

S1：准备一个扁平状管材及一个具有复数网格及凸柱的薄片体；

提供一个扁平状的管材(即管体11)及一个具有复数网格(即网格121)与凸柱(即凸柱13)的薄片体(即薄片体12)该管材可为铜材质及铝材质或其中任一个热传效果较佳的材质，于本实施例中以铜材质作为说明，但并不引以为限，所述凸柱13为一个烧结粉末体，并透过烧结的方式将金属粉末4与该薄片体12结合，其中烧结透过填粉步骤将该金属粉末4填入欲烧结成型凸柱13的处，其后将金属粉末4压实并同时进行烧结，使得凸柱13得以成型与该薄片体12结合(如第13及14图所示)。

本实施例的步骤S2与前述第一实施例相同故在此将不再赘述。

前述第一及第二实施例中的薄片体12的网格121透过冲压法所成型。

请参阅第10图，并一并参阅第1、2图，第10图为本发明的薄型热管结构制造方法第三实施例的步骤流程图，包含下列步骤：

本实施例的步骤S1及S2与前述第一实施例相同故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第一实施例不同处为于步骤S2(将该薄片体置入该扁平状管材内，同时将该扁平状管材封闭)后增加一步骤S3：对该凸柱及该扁平状管材进行扩散接合制程。

透过扩散接合的步骤可令所述凸柱13与该管体11紧密结合，藉以增加该凸柱13与该管体11的结合度避免热阻现象发生。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思的的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种薄型热管结构，其特征在于，包括：

一个管体，呈扁平状具有一个容置空间，并该容置空间具有一个第一侧及一个第二侧，并该容置空间两端分别连接一个第一封闭端及一个第二封闭端，该容置空间内具有工作流体；

一个薄片体，设于前述管体的容置空间内，该薄片体具有复数第一延伸部及复数第二延伸部，该等第一、二延伸部相互交错连接，并共同界定复数网格；

至少一个凸柱，固设于前述薄片体的任一个网格内，并该凸柱两端分别连接该第一、二侧。

2.如权利要求1所述的薄型热管结构，其特征在于，所述凸柱为一个铜柱。

3.如权利要求1所述的薄型热管结构，其特征在于，所述凸柱为一个铜柱，并该凸柱外缘具有至少一个沟槽。

4.如申请专利范围第1项所述的所述薄型热管结构，其特征在于，所述凸柱为一个烧结粉末体。

5.如权利要求1所述的薄型热管结构，其特征在于，所述所述凸柱为一个铜柱，该凸柱外缘设有一个烧结粉末环体。

6.如权利要求1所述的薄型热管结构，其特征在于，所述凸柱为一个烧结粉末体，并该外部具有至少一个沟槽。

7.如权利要求1所述的薄型热管结构，其特征在于，所述凸柱设置于每一个网格内。

8.如权利要求1所述的薄型热管结构，其特征在于，所述第一延伸部呈弧状，并于该等第一延伸端弧状内缘形成一个通道。

9.一种薄型热管结构制造方法，其特征在于，包括下列步骤：

准备一个扁平状管材及一个具有复数网格及凸柱的薄片体；

将该薄片体置入该扁平状管材内，同时将该扁平状管材封闭。

10.如权利要求9所述的薄型热管结构制造方法，其特征在于，所述凸柱透过冲压法与该薄片体结合。

11.如权利要求9所述的薄型热管结构制造方法，其特征在于，所述凸柱透过粉末烧结成型于该薄片体上。

12.如权利要求9所述的薄型热管结构制造方法，其特征在于，所述薄片体的该等网格透过冲压法所成型。

13.如权利要求9所述的薄型热管结构制造方法，其特征在于，将该薄片体置入该扁平状管材内，同时将该扁平状管材封闭此一步骤后更具有透过扩散接合的方式增加凸柱与该扁平状管材的结合度。

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