CN102593083B - 一种具有亲水性化合物薄膜的散热单元及亲水性化合物薄膜沉积方法 - Google Patents
一种具有亲水性化合物薄膜的散热单元及亲水性化合物薄膜沉积方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种具有亲水性化合物薄膜的散热单元及亲水性化合物薄膜沉积方法，所述散热单元，包含：一个金属本体具有一个腔室及工作流体，所述腔室具有由一个蒸发部及一个冷凝部及一个连接部所构成的一个导流结构，并于所述腔室及所述导流结构表面涂布至少一个亲水性化合物薄膜，藉以增加所述散热单元内的工作流体流动性进而提升所述散热单元的热传效率。
Description
技术领域
一种具有亲水性化合物薄膜的散热单元及亲水性化合物薄膜沉积方法，尤指一种可提升散热单元的热传效率的具有亲水性化合物薄膜的散热单元及亲水性化合物薄膜沉积方法。
现有技术中电子设备随着运算速度的提升相对的电子元件亦将同时产生高温，故针对电子元件及晶片的散热相对重视，如未能充分解决散热的问题则将造成电子设备的损毁。
散热的相关产业的设计人员是透过在电子元件及晶片上设置散热器或各式散热模组及风扇的方式进行冷却散热，其中对于传导热能最为有效及最为普及使用的是热管，热管是使用铜质或铝质材料所制成，其中热管是具有腔室，并在腔室表面成形一个毛细结构，经通入工作流体并抽真空，再将未封闭的一端封闭形成一个真空密闭腔室，所述热管的型态具有管状及平板式的型态最为常见，影响所述热管传导热能最为显著的是热管内部的毛细结构，尤其平板式热管对于毛细力甚为要求，其一是毛细力要强，另一个要求是水流阻力要小，而这两者的要求对结构而言刚好相反，所以要解决这样的窘境只能从材料的特性做表面改质处理，一般的表面改质是要将毛细结构变成具有浸润性(Wettability)或称润湿性，使得热管的毛细力增加，要将材料表面改质变成浸润性的最有效方法是在表面制造奈米级的微结构，制造奈米级的微结构方式有：蚀刻法，其利用化学溶液腐蚀材料表面制作凹坑微结构，但是因为蚀刻法难以控制蚀刻速率，且有污染的问题；
台湾发明专利证书号I292028热管及其制造方法，揭示一个热管，包括一个两端密封的中空管壳；形成于中空管壳内壁周面的吸液芯，其表面形成有亲水性涂层；以及充满吸液芯并密封于管壳内的工作流体，其中，所述亲水性涂层包括奈米TiO2、奈米ZnO、奈米Al2O3或其混合物，其厚度范围为10奈米～200奈米，优选为20奈米～50奈米。
该项技术揭示在前述管壳外壁周面形成导热性涂层，包括奈米碳管、奈米铜、奈米铝或奈米铜铝合金薄膜，厚度范围为10奈米～500奈米，优选为20奈米～200奈米。
所述吸液芯包括奈米碳球及碳纤维，其厚度范围为0.1毫米～0.5毫米，优选为0.2毫米～0.3毫米。
所述热管制造方法是包括下列步骤：提供一个中空管壳；在中空管内壁周面形成吸液芯，并在吸液芯表面形成亲水性涂层；及将适量工作流体真空封闭在中空管内。
并在所述中空管壳内壁周面及外壁周面分别预先经过雷射毛化处理。
所述亲水性涂层是透过真空镀膜法方法形成。
上述现有技术中的制造方法所使用的设备仪器相当昂贵故需耗费大量成本；因此现有技术具有下列缺点：
1.不易生产；
2.成本过高；
3.设备昂贵。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可增加散热单元热传效率的具有亲水性化合物薄膜的散热单元。
本发明另一个目的在于提供一种散热单元的亲水性化合物薄膜沉积方法。
为达上述目的，本发明提出一种具有亲水性化合物薄膜的散热单元，包含：一个金属本体具有一个腔室，所述腔室具有：一个蒸发部、一个冷凝部、一个连接部、一个亲水性化合物薄膜，并腔室内具有工作液体；所述蒸发部设于所述腔室内，所述蒸发部具有复数第一导流部，所述第一导流部是由复数第一导流体间隔排列所组成，所述第一导流体间形成至少一个第一流道，所述第一流道至少一端为自由端并连接一个自由区域；所述冷凝部设于前述腔室内相反前述蒸发部的另一侧，所述冷凝部内具有复数第二导流部，所述第二导流部是由复数第二导流体间隔排列所组成，所述第二导流体间形成至少一个第二流道；所述连接部设于前述蒸发部及所述冷凝部之间，所述连接部具有至少一个第一连通孔组及至少一个第二连通孔组，所述第一、二连通孔组连通所述蒸发部及所述冷凝部；所述亲水性化合物薄膜披附于前述蒸发部及所述冷凝部及所述连接部及所述腔室表面。
为达上述目的，本发明提出一种散热单元的亲水性化合物薄膜沉积方法，包含下列步骤：提供一个具有腔室及导流结构的散热单元；在前述散热单元的腔室及导流结构表面涂布至少一个化合物涂层；在高温环境下通入一个还原气体对所述散热单元的腔室内化合物涂层进行热处理及还原作业；在热处理及还原作业后，在前述散热单元的腔室及导流结构表面形成一个亲水性化合物薄膜。
透过在散热单元的腔室及导流结构表面沉积至少一层亲水性化合物薄膜，可令所述散热单元内的工作流体在腔室内流动更顺畅，藉以提升热传效率。
附图说明
图1是本发明具有亲水性化合物薄膜的散热单元较佳实施例立体分解图。
图2是本发明具有亲水性化合物薄膜的散热单元较佳实施例立体组合图。
图3是本发明具有亲水性化合物薄膜的散热单元较佳实施例剖视图。
图4是本发明具有亲水性化合物薄膜的散热单元第二实施例蒸发部俯视图。
图5是本发明具有亲水性化合物薄膜的散热单元第二实施例冷凝部仰视图。
图6是本发明具有亲水性化合物薄膜的散热单元第三实施例蒸发部俯视图。
图7是本发明具有亲水性化合物薄膜的散热单元第三实施例冷凝部仰视图。
图8是本发明散热单元的亲水性化合物薄膜沉积方法流程图。
图9是本发明散热单元的亲水性化合物薄膜沉积制造示意图。
图10是本发明散热单元的亲水性化合物薄膜沉积制造示意图。
图中元件符号说明：
散热单元1
金属本体1a
腔室11
导流结构11a
蒸发部111
第一导流部1111
第一导流体1111a
第一流道1111b
自由区域1111c
冷凝部112
第二导流部1121
第二导流体1121a
第二流道1121b
连接部113
第一连通孔组1131
第二连通孔组1132
凹坑115
工作液体2
还原气体3
亲水性化合物薄膜4
水溶液5
槽体6
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。
请参阅图1、2、3，是本发明的具有亲水性化合物薄膜的散热单元较佳实施例立体分解及组合及剖视图，所述具有亲水性化合物薄膜的散热单元1，包含：一个金属本体1a具有一个腔室11，所述腔室11具有：一个蒸发部111、一个冷凝部112、一个连接部113、一个亲水性化合物薄膜4，并腔室11内具有工作液体2；
所述蒸发部111及冷凝部112及连接部113共同界定一个导流结构11a。
所述蒸发部111设于所述腔室11内，所述蒸发部111具有复数第一导流部1111，所述第一导流部1111是由复数第一导流体1111a间隔排列所组成，所述第一导流体1111a间形成至少一个第一流道1111b，所述第一流道1111b至少一端为自由端并连接一自由区域1111c；所述第一导流体1111a是一个长条状肋条，所述长条状肋条横向间隔排列，所述第一流道1111b形成于所述长条状肋条之间。
所述冷凝部112设于前述腔室11内相反前述蒸发部111的另侧，所述冷凝部112内具有复数第二导流部1121，所述第二导流部1121是由复数第二导流体1121a间隔排列所组成，所述第二导流体1121a间形成至少一个第二流道1121b；所述第二导流体1121a是一个长条状肋条，所述长条状肋条横向间隔排列，所述第二流道1121b形成于所述长条状肋条之间。
所述连接部113设于所述蒸发部111及所述冷凝部112之间，所述连接部113具有至少一个第一连通孔组1131及至少一个第二连通孔组1132，所述第一、二连通孔组1131、1132连通所述蒸发部111及所述冷凝部112。
所述亲水性化合物薄膜4披附于前述蒸发部111及所述冷凝部112及所述连接部113及所述腔室11表面。
所述亲水性化合物薄膜4可以是氧化物或硫化物其中任一，并所述氧化物是选自于氧化硅(SiO2)及氧化钛(TiO2)及氧化铝(A12O3)及氧化锆(ZrO2)及氧化钙(CaO)及氧化钾(K2O)及氧化锌(ZnO)所组成的群组。
所述散热单元1是均温板及平板式热管其中任一，本实施例是以均温板作为实施例但并不引以为限。
所述金属本体1a是选自于铜及铝及镍及不锈钢所组成的群组。
请参阅图4、5，是本发明具有亲水性化合物薄膜的散热单元第二实施例的蒸发部俯视图及冷凝部仰视图，本实施例是与前述较佳实施例部分结构及连结关系相同，故在此不再赘述，唯本实施例与前述较佳实施例不同处是所述第一导流体1111a纵向间隔排列；所述第二导流体1121a纵向间隔排列。
请参阅图6、7，是本发明具有亲水性化合物薄膜的散热单元第三实施例的蒸发部俯视图及冷凝部仰视图，本实施例是与前述较佳实施例部分结构及连结关系相同，故在此不再赘述，唯本实施例与前述较佳实施例不同处是所述第一、二导流体1111a、1121a间具有复数凹坑115；所述凹坑115是呈圆形及方形及三角形及鱼鳞状其中任一，本实施例是以鱼鳞状作为说明，但并不引以为限。
请参阅图8、9、10，是本发明散热单元的亲水性化合物薄膜沉积方法流程图及制造示意图，并一并参阅图1至7，如图所示，所述散热单元的亲水性化合物薄膜沉积方法，包含下列步骤：
S1：提供一个具有腔室及导流结构的散热单元；
是提供一个具有腔室11并所述腔室11内具有导流结构11a的散热单元1，如热管、均温板、平板式热管、回路型热管......等，本实施例是以均温板作为实施例，但并不引以为限。
S2：在前述散热单元的腔室及导流结构表面涂布至少一个亲水性化合物薄膜。
将前述具有腔室11及导流结构11a的散热单元1的腔室11及导流结构11a表面涂布至少一个亲水性化合物薄膜4；所述亲水性化合物薄膜4是可为氧化物或硫化物其中任一，并所述氧化物是选自于氧化硅(SiO2)及氧化钛(TiO2)及氧化铝(Al2O3)及氧化锆(ZrO2)及氧化钙(CaO)及氧化钾(K2O)及氧化锌(ZnO)所组成的群组。
在散热单元1涂布亲水性化合物薄膜4是采用物理气相沉积(PVD)及化学气相沉积(CVD)及溶胶凝胶法(solgel)，本实施例是以溶胶凝胶法(solgel)作为说明但并不引以为限，所述溶胶凝胶法(solgel)是为浸渍拉提式及沉降式及旋转涂布式及旋转涂布式及涂刷式及沾湿式及浸渍拉提法其中任一，本实施例是使用溶胶凝胶法的浸渍拉提法进行涂布亲水性化合物薄膜4作业，但并不引以为限，所述溶胶凝胶法是选自由氧化铝(Al2O3)颗粒浸泡于水溶液5中，并令所述水溶液5及前述氧化铝(Al2O3)颗粒一同注入一个槽体6内均匀混合分散，其后将所述散热单元1具有的导流结构11a的部位浸泡于所述槽体6的水溶液5中，并将所述散热单元1静置于槽体6的水溶液5中，最后再将所述散热单元1从水溶液5中取出或将水溶液5全数由槽体6中漏除，令所述氧化铝(Al2O3)颗粒附着于所述导流结构11a表面(如图10所示)。
前述各实施例中的散热单元1是均温板及平板式热管其中任一。
Claims (10)
1.一种具有亲水性化合物薄膜之散热单元，其特征在于，包含：
一个金属本体，具有一个腔室，所述腔室具有：
一个蒸发部，设于所述腔室内，所述蒸发部具有复数第一导流部，所述第一导流部系由复数第一导流体间隔排列所组成，所述第一导流体间形成至少一个第一流道，所述第一流道至少一端为自由端并连接一个自由区域；
一个冷凝部，设于前述腔室内相反前述蒸发部之另侧，所述冷凝部内具有复数第二导流部，所述第二导流部是由复数第二导流体间隔排列所组成，所述第二导流体间形成至少一个第二流道；
一个连接部，设于前述蒸发部及所述冷凝部之间，所述连接部具有至少一个第一连通孔组及至少一个第二连通孔组，所述第一、二连通孔组连通所述蒸发部及所述冷凝部，所述蒸发部及所述冷凝部及所述连接部共同界定一个导流结构；
一个亲水性化合物薄膜，披附于前述蒸发部及所述冷凝部及所述连接部及所述腔室表面；所述亲水性化合物薄膜系为氧化物或硫化物；
所述第一、二导流体间具有复数凹坑；
所述凹坑系呈圆形及方形及三角形及鱼鳞状其中任一；
所述亲水性化合物薄膜用一种散热单元的亲水性化合物薄膜沉积方法制备，系包含下列步骤：
提供一个具有腔室及导流结构的散热单元；
于前述散热单元之腔室及导流结构表面涂布至少一个亲水性化合物；
于前述散热单元涂布亲水性化合物系采用物理气相沉积(PVD)及化学气相沉积(CVD)及溶胶凝胶法(solgel)。
2.如权利要求1所述的具有亲水性化合物薄膜之散热单元，其特征在于，所述散热单元系为均温板及平板式热管其中任一。
3.如权利要求1所述的具有亲水性化合物薄膜之散热单元，其特征在于，所述氧化物系选自于氧化硅(SiO2)及氧化钛(TiO2)及氧化铝(Al2O3)及氧化锆(ZrO2)及氧化钙(CaO)及氧化钾(K2O)及氧化锌(ZnO)所组成之群组。
4.如权利要求1所述的具有亲水性化合物薄膜之散热单元，其特征在于，所述金属本体系选自于铜及铝及镍及不锈钢所组成之群组。
5.如权利要求1所述的具有亲水性化合物薄膜之散热单元，其特征在于，所述第一导流体系为一个长条状肋条，所述长条状肋条横向间隔排列，所述第一流道形成于所述长条状肋条之间。
6.如权利要求1所述的具有亲水性化合物薄膜之散热单元，其特征在于，所述第一导流体纵向间隔排列。
7.如权利要求1所述的具有亲水性化合物薄膜之散热单元，其特征在于，所述第二导流体系为一个长条状肋条，所述长条状肋条横向间隔排列，所述第二流道形成于所述长条状肋条之间。
8.如权利要求1所述的具有亲水性化合物薄膜之散热单元，其特征在于，所述第二导流体纵向间隔排列。
9.如权利要求1所述的具有亲水性化合物薄膜之散热单元，其特征在于，所述散热单元系为均温板及平板式热管其中任一。
10.如权利要求1所述的具有亲水性化合物薄膜之散热单元，其特征在于，所述溶胶凝胶法系为浸渍拉提式及沉降式及旋转涂布式及旋转涂布式及涂刷式及沾湿式及浸渍拉提法其中任一。
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