CN111907001A - 具有均温腔的模塑热传组件及其成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其包含下列步骤：提供一模具，模具包含一公模以及一母模，母模形成一模穴，公模形成一柱体，且柱体的表面形成有沿柱体的纵向延伸的复数凸肋；将母模套接公模而闭合模具，使得柱体穿入模穴并且与模穴的内壁间隔配置；将混合金属颗粒的熔融塑料注入模穴，使得塑料填满柱体与模穴的内壁之间的空间；等待塑料固化形成包覆于柱体的一模塑热传组件；沿柱体的纵向将柱体连同模塑热传组件自模穴取出；沿柱体的纵向自柱体上取下模塑热传组件。

Description

具有均温腔的模塑热传组件及其成形方法
技术领域
本发明有关于变化式的热传组件，尤指一种具有均温腔的模塑热传组件的成形方法及该方法制成的具有均温腔的模塑传组件，该成形方法能够以模塑成形的方式一体形成具有均温腔的模塑热传组件。
背景技术
相变化式热传组件的热传递效率远高于传统的传导、对流或辐射热传组件，一般常见用于热传导的材料，铝的热传系数为约200W/(mK)，铜的热传系数为约200W/(mK)，石墨材料可达1500W/(mK)。然而相变化式热传组件可更高达25000W/(mK)，因此相变化式热传组件被广泛应用于现今的电子装置散热系统中。相变化式热传组件通过其内液态工作流体气化而能够挟带大量的热能。
现有的相变化式热传组件主要有均温板(vapor chamber)及热管(heat pipe)二种形式。其制造方式一般先以模塑方式形成金属管体或是金属腔体，再将毛细结构结合至金属管体或是金属腔体的内壁，最后将金属管体或是金属腔体内抽真空、注入工作流体后再封闭。热传组件的一处受热时，其内的液态工作流体汽化而流动在金属管体或是金属腔体内流动至热传组件的另一处，待气态工作流体冷却液化后再以毛细结构吸收回流。毛细结构一般是以烧结方式结合，因此现有的相变化式热传组件制造工序相当繁复。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种具有均温腔的模塑热传组件的成形方法及该方法制成的具有均温腔的模塑传组件，该成形方法能够以模塑成形的方式一体形成具有均温腔的模塑热传组件。
为了达成上述的目的，本发明提供一种具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其包含下列步骤：
a)提供一模具，该模具包含一母模以及一公模，该母模形成一模穴，该公模形成一柱体，且该柱体的表面形成有沿该柱体的纵向延伸的复数凸肋；
b)将该母模套接该公模而闭合该模具，使得该柱体穿入该模穴并且与该模穴的内壁间隔配置；
c)将混合金属颗粒的熔融塑料注入该模穴，使得该塑料填满该柱体与该模穴的内壁之间的空间；
d)等待该塑料固化形成包覆于该柱体的一模塑热传组件；
e)沿该柱体的纵向将该柱体连同该模塑热传组件自该模穴取出；及
f)沿该柱体的纵向自该柱体上取下该模塑热传组件，
其中该模塑热传组件包含一本体，在该本体内通过该柱体模塑形成一均温腔，腔该均温腔具有一开口，且该均温腔的内壁面上通过该些凸肋形成垂直该开口且相互平行间隔排列的复数沟槽毛细结构。
本发明的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其模穴的内壁设有复数凹槽，且模塑热传组件的外表面通过凹槽模塑形成有复数鳍片，该些鳍片为相互平行间隔排列并且平行于沟槽毛细结构。
本发明的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其柱体的表面覆盖有由石墨材料或钻石制成的一覆层，该石墨材料为石墨烯颗粒或纳米碳球；或者，该柱体为石墨制成。
本发明的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其塑料内混合有石墨材料，该石墨材料为石墨烯颗粒或纳米碳球。
本发明的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，更包含下列步骤：g)去除模塑热传组件中固化的塑料后烧结金属颗粒。
本发明的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，更包含下列步骤：h)在均温腔中注入一工作流体后封闭均温腔的开口。
本发明的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其公模上形成平行并列的复数柱体，且在本体内通过该些柱体模塑形成复数均温腔。
本发明的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，步骤c)中，当注入塑料时略松开母模及公模，待塑料填满柱体与模穴的内壁的间的空间后再紧闭母模及公模。
本发明另提供一种具有均温腔的模塑热传组件，其包含一本体，本体由金属一体形成，本体内形成一均温腔，均温腔具有一开口，且均温腔的内壁面上形成垂直开口且相互平行间隔排列的复数沟槽毛细结构。
本发明的具有均温腔的模塑热传组件，其本体的外表面形成有复数鳍片，该些鳍片为相互平行间隔排列并且平行于沟槽毛细结构。
本发明的具有均温腔的模塑热传组件，其均温腔的开口设有一封盖；该均温腔内填注有一工作流体。
本发明的具有均温腔的模塑热传组件，其本体内嵌入有散布的石墨材料；该本体的表面嵌入有散布的石墨材料；该石墨材料为石墨烯颗粒或纳米碳球。
本发明的具有均温腔的模塑热传组件，其本体内形成平行并列的复数均温腔且各均温腔呈管状。
本发明的有益效果在于：本发明的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法能够以模塑方式一体形成具有均温腔的模塑热传组件。因此，不需如同传统制造工法将毛细结构结合至均温腔内。本发明可有效降低热传组件的制造成本且缩短制造时间。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法的流程图；
图2至图4为本发明较佳实施例的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法的各步骤示意图；
图5为本发明较佳实施例的具有均温腔的模塑热传组件的立体示意图；
图6为本发明较佳实施例的具有均温腔的模塑热传组件的横断剖视图；
图7为本发明较佳实施例的具有均温腔的模塑热传组件的纵向剖视图；
图8至图13为本发明的各种变化状态示意图。
其中，10-模具；100-母模；101-模穴；102-凹槽；
20-塑料；200-公模；210-柱体；211-凸肋；212-覆层；
300-模塑热传组件；310-本体；320-均温腔；321-开口；330-沟槽毛细结构；340-鳍片；350-封盖；360-工作流体；
a～h-步骤。
具体实施方式
参阅图1至图3，本发明的较佳实施例提供一种具有均温腔320的模塑热传组件300的成形方法，具体而言，是通过金属出成形(Metal Injection Molding/MIM)的方式制造具有均温腔320的模塑热传组件300。本明发明的具有均温腔320的模塑热传组件300的成形方法包含下列步骤：
参阅图1及图2，于步骤a中提供一模具10，具体而言，此模具10包含一公模200以及一母模100，且公模200及母模100能够相对套接闭合。母模100上凹入形成一模穴101，模穴101的内壁较佳地为平滑面。公模200上延伸形成至少一柱体210，且柱体210的表面形成有沿柱体210的纵向延伸的复数凸肋211。于本实施例中，公模200上较佳地延伸形成单一柱体210，且柱体210较佳地呈平板状，但本发明不限定柱体210的数量及形式，例如公模200上也可以如图11所示延伸形成多个平行并列的柱体210且柱体210也可以是圆柱体210。于本实施例中，柱体210的表面覆盖有由石墨材料或钻石制成的一覆层212以减低柱体210的表面的粗糙度。再者，石墨材料或钻石的硬度高，可以在其上设置高度极小的凸肋211，凸肋211的尺寸尺度(scale)可以远小于柱体210的尺寸尺度。具体而言，石墨材料或钻石可以如图8所示涂布或镀于柱体210的表面；或者，柱体210也可以如图9所示整体为石墨材料或钻石制成，其石墨材料可为石墨烯颗粒或纳米碳球。
参阅图1及图3，于步骤b中将母模100套接公模200而闭合模具10，借此使得柱体210穿入模穴101并且柱体210与模穴101的内壁间隔配置。
于步骤c中将混合金属颗粒的熔融塑料20注入模穴101，使得塑料20填满柱体210与模穴101的内壁之间的空间。塑料20内可以选择性地混合有石墨材料，且其石墨材料可为石墨烯颗粒或纳米碳球。较佳地，当注入塑料20时略松开母模100及公模200使塑料易于流入模穴101，待塑料20填满柱体210与模穴101的内壁的间的空间后再紧闭母模100及公模200使塑料20模塑成型。
于步骤d中等待塑料20固化形成包覆于柱体210的一模塑热传组件300的初胚(Green Part)。具体而言，通过步骤a至d所成的模塑热传组件300由塑料20黏着固定的金属颗粒所构成，且当塑料20内混合有石墨材料时，石墨材料也将散布在模塑热传组件300之内。其中模塑热传组件300包含一本体310，在本体310内通过柱体210模塑形成一均温腔320，腔均温腔320具有一开口321，且均温腔320的内壁面上通过该些凸肋211模塑形成垂直开口321且相互平行间隔排列的复数沟槽毛细结构330。而且极小尺寸的凸肋211能够模塑形成极小尺寸的沟槽毛细结构330。
参阅图1、及图4至图6，于步骤e中沿柱体210的纵向将柱体210连同模塑热传组件300自模穴101取出。在此，母模100的模穴101的内壁为平滑壁面，公模200的柱体210的外壁因设有凸肋211而实质上呈粗糙壁面。当公模200自母模100脱离时，公模200与模塑热传组件300之间的摩擦力大于母模100与模塑热传组件300之间的摩擦力，借此使得柱体210能够连同模塑热传组件300自模穴101脱离。
于步骤f中沿柱体210的纵向自柱体210上取下模塑热传组件300。在此，柱体210上的该些肋凸平行并列而使模塑热传组件300沿柱体210的纵移动时，沟槽毛细结构330能够同时脱离模塑热传组件300。当如图11所示公模200上形成多个柱体210时，该些柱体210平行并列而能够同时沿柱体210的纵向相对于模塑热传组件300移动而同时脱离模塑热传组件300。通过该些柱体210在模塑热传组件300的本体310内形成平行并列的复数均温腔320且各均温腔320呈管状
再者，本发明的具有均温腔320的模塑热传组件300的成形方法，较佳地更包含下列步骤：
于步骤g中去除模塑热传组件300中固化的塑料20后烧结该些金属颗粒。
参阅图7，于步骤h中在均温腔320中注入一工作流体360后封闭均温腔320的开口321。
参阅图12及图13，较佳地，模穴101的内壁可以设有复数凹槽102，具体而言，凹槽102的尺寸尺度远大于凸肋211的尺寸尺度，凹槽102的内壁面相较于凸柱的外壁面可视为平滑面。各凹槽102皆平行于柱体210的纵向延伸。模塑热传组件300的外表面通过些凹槽102模塑形成有复数鳍片340，该些鳍片340相互平行间隔排列并且平行于该些沟槽毛细结构330。凹槽102的形状可以视需求的鳍片340形状而对应配置。该些凹槽102平行并列，当模塑热传组件300沿柱体210的纵向移动脱离模穴101时，该些鳍片340能够同时沿柱体210的纵向相对于母模100移动而同时脱离模穴101。
参阅图5及图6，通过前述的方法可以制成一种具有均温腔320的模塑热传组件300。本实施例中，本发明的具有均温腔320的模塑热传组件300包含有一本体310，本体310为金属一体形成，本体310内形成一均温腔320，均温腔320具有一开口321，且均温腔320的内壁面上形成垂直开口321且相互平行间隔排列的复数沟槽毛细结构330。本体310的外表面形成有复数鳍片340，鳍片340相互平行间隔排列并且平行于沟槽毛细结构330。均温腔320的开口321设有一封盖350。均温腔320内填注有一工作流体360。本体310的表面嵌入有散布的石墨材料，且较佳地本体310内也嵌入有散布的石墨材料。石墨材料可以为石墨烯颗粒或纳米碳球。由于石墨材料具有疏水性，其散布在均温腔320的内壁面能够加速工作流体360流动。再者，石墨材料更有良好的热辐射特性，其能够通过热辐射的方式快传递热能。
参阅图10及图11，本发明的具有均温腔320的模塑热传组件300，其本体310内形成平行并列的复数均温腔320且各均温腔320呈管状。
模塑热传组件300的外表面通过些凹槽102模塑形成有复数鳍片340，该些鳍片340相互平行间隔排列并且平行于该些沟槽毛细结构330。
通过本发明的具有均温腔320的模塑热传组件300的成形方法能够以模塑方式一体形成本发明的具有均温腔320的模塑热传组件300。因此，不需如同传统制造工法将毛细结构结合至均温腔320内。本发明有效降低热传组件的制造成本且缩短制造时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的专利保护范围，其他运用本发明的专利精神所作的等效变化等，均应属于本发明的专利保护范围内。

Claims (18)

1.一种具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其特征在于，包含下列步骤：
a)提供一模具，该模具包含一母模以及一公模，该母模形成一模穴，该公模形成一柱体，且该柱体的表面形成有沿该柱体的纵向延伸的复数凸肋；
b)将该母模套接该公模而闭合该模具，使得该柱体穿入该模穴并且与该模穴的内壁间隔配置；
c)将混合金属颗粒的熔融塑料注入该模穴，使得该塑料填满该柱体与该模穴的内壁之间的空间；
d)等待该塑料固化形成包覆于该柱体的一模塑热传组件；
e)沿该柱体的纵向将该柱体连同该模塑热传组件自该模穴取出；及
f)沿该柱体的纵向自该柱体上取下该模塑热传组件，
其中该模塑热传组件包含一本体，在该本体内通过该柱体模塑形成一均温腔，腔该均温腔具有一开口，且该均温腔的内壁面上通过该些凸肋形成垂直该开口且相互平行间隔排列的复数沟槽毛细结构。
2.如权利要求1所述的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其特征在于，该模穴的内壁设有复数凹槽，且该模塑热传组件的外表面通过该些凹槽模塑形成有复数鳍片，该些鳍片为相互平行间隔排列并且平行于该些沟槽毛细结构。
3.如权利要求1所述的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其特征在于，该柱体由石墨制成。
4.如权利要求1所述的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其特征在于，该柱体的表面覆盖有由石墨材料或钻石制成的一覆层。
5.如权利要求1所述的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其特征在于，该塑料内混合有石墨材料。
6.如权利要求4或5所述的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其特征在于，该石墨材料为石墨烯颗粒或纳米碳球。
7.如权利要求1所述的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其特征在于，更包含下列步骤：g)去除该模塑热传组件中固化的该塑料后烧结该些金属颗粒。
8.如权利要求1所述的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其特征在于，更包含下列步骤：h)在该均温腔中注入一工作流体后封闭该均温腔的该开口。
9.如权利要求1所述的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其特征在于，该公模上形成平行并列的复数柱体，且在该本体内通过该些柱体模塑形成复数均温腔。
10.如权利要求1所述的具有均温腔的模塑热传组件的成形方法，其特征在于，步骤c)中，当注入该塑料时松开该母模及该公模，待该塑料填满该柱体与该模穴的内壁之间的空间后再紧闭该母模及该公模。
11.一种具有均温腔的模塑热传组件，其特征在于，包含：
一本体，该本体为由金属一体形成，该本体内形成一均温腔，该均温腔具有一开口，且该均温腔的内壁面上形成垂直该开口且相互平行间隔排列的复数沟槽毛细结构。
12.如权利要求11所述的具有均温腔的模塑热传组件，其特征在于，该本体的外表面形成有复数鳍片，该些鳍片为相互平行间隔排列并且平行于该些沟槽毛细结构。
13.如权利要求11所述的具有均温腔的模塑热传组件，其特征在于，该均温腔的开口设有一封盖。
14.如权利要求13所述的具有均温腔的模塑热传组件，其特征在于，该均温腔内填注有一工作流体。
15.如权利要求11所述的具有均温腔的模塑热传组件，其特征在于，该本体内嵌入有散布的石墨材料。
16.如权利要求11所述的具有均温腔的模塑热传组件，其特征在于，该本体的表面嵌入有散布的石墨材料。
17.如权利要求15或16所述的具有均温腔的模塑热传组件，其特征在于，该石墨材料为石墨烯颗粒或纳米碳球。
18.如权利要求11所述的具有均温腔的模塑热传组件，其特征在于，该本体内形成平行并列的复数均温腔且各该均温腔呈管状。
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