CN1421924A - 散热板热管制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种散热板热管制造方法，其主要包括：对一散热板进行加工工艺，以开设多道末端未贯通的导热通道；再对各该导热通道的开口端进行封口并保留至少一开口端的工艺；自该被保留的开口端进行同时充填工作流体及抽真空工艺，并再对其予以封口的最终工艺。

Description

散热板热管制造方法

技术领域

本发明有关于一种散热板热管制造方法，特别是指一种直接将热管一体式形成于散热板内的制造方法；具有极佳的导热效率、绝佳的结构强度、与待散热体间可保持极平整接触、且构造趋于简化、工艺缩短、成本降低、合格率提高……等诸多功效。

背景技术

普通利用热管而将热能迅速传导至散热板以散热的，请参阅图1所示，其是在一铝板体7上，固置有一散热板1及一板体6；该具多数肋片11的散热板土开设一植设槽12，该板体6则斜破出一凹槽61。所述热管3，请参阅图1A所示，其内壁除设有毛细结构31外，管内并注入有工作流体32；又该热管3的一端穿置于前述植设槽12内，另一端则先经弯折后再嵌置于前述凹槽61内，以将热能由板体6被迅速传导至该邻近排风口的散热板1处；且，热管3与植设槽12间、及热管3与凹槽61间，并各具散热膏或锡膏33、62。

如上述普通方式，虽能达到将热由热管3一端传递至另一端的功能，但具有下列缺点：

一、必须对散热板1开设植设槽12，再插入热管3，显然极为麻烦；

二、热管3、散热板1各自独立，该两者间必然或多或少会形成间隙，影响热的传导效果；

三、单独的热管3易在制造中受损，故不合格品极多，造成浪费；

四、由于普通的热管3须如图中所示般弯曲，故易于造成管内毛细结构31遭致破坏；

五、铝板体7为铝材，热管3为铜材，而锡膏则为锡材，故在导热上乃有三种不同的介质，影响导热效率：

六、由于热管3与板体6间、热管3与散热板1间，均具锡膏33、62，故易在机器日久的开、关机所形成的热胀冷缩影响下，导致各该两者间的间隙的产生，除影响导热外，也使寿命减低；

七、普通独立式的热管3，易因无可抗拒因素导致热管3破裂、而无法再保持真空状态，同时也难以再传导热能给散热板1，使得热能无法被发散，而造成待散热体的毁坏；

八、由于成本的限制，对应于热源的板体6与邻近于排风口的散热板1两者间，根本无法设置多支热管3以加强导热速度，散热效率相对无法提高。

再请参阅图2所示，为利用板型容器2以加速散热的普通结构剖面图。图中包括了散热板1及板型容器2，而该板型容器2包括有一上板片21与一下板片22，该下板片22的外表面与待散热体4接触而借以传热，该上、下板片21、22彼此结合形成一密闭空间，且在该上板片21内表面具有多个凸起211；又该板型容器2内置有毛细结构221，其一侧与该板型容器2的下板片22内表面接触，另一侧则与该板型容器2上板片21内表面的凸起211接触；进另于该板型容器2内抽真空并填充有工作流体(图未标示)，以可将待散热体4所产生的热能传导至板型容器2、甚至散热板1。

但如此方式，也因其板型容器2与散热板1之间，仍为组合式、仍须于其间以锡焊、紧迫等焊接方式结合，因而具有必然的热阻，更何况其板型容器上、下板片21、22间也为彼此结合的方式，故必然易在结合加工过程及抽取真空时产生变形，致无法与热源保持平整的接触，导热效率大受影响。因为不论其两者间是如何的平整，均必定会有影响导热效率的热阻存在；又由于其上、下板片21、22互为相对挖空而变薄，致在抽真空时，乃会或多或少的产生扭曲、变形；

再者，在其上下彼此对合上、下板片21、22间抽真空时，更将会因为上下相对迫合的抽真空力量，而损及上板片的各该凸起211，并终致影响到其原先预期的导热效率。

又，上述两种普通构造，更均同时具备有下列缺点：

第一，其均会在不慎碰撞或摔落的情形下，有着如后述的重大缺点存在：若发生在图1所示的结构时，其热管3将产生裂痕而漏气、进而失效，使待散热体(图未标示，例如中央处理器等)将因导热中断而烧毁；若发生在图2所示的结构时，其板型容器2将产生裂痕而漏气、进而失效，使来自待散热体4(例如中央处理器等)的热能虽仍能经由板型容器2而传递至散热板1，惟板型容器2然失去预期作用，导热效率将反被延缓，且比之不具该板型容器2的最传统散热方式更慢。

第二，前述两普通的构造实在太过于复杂、麻烦，成本大幅提高，不符现今商业化利用的原则。

第三，最佳的热管排列方式，为纵横交叉的矩阵式。如图1所示的，其散热板1在一个方向上插入热管3后，根本无法在另一垂向上插入另一热管，故无法构成矩阵式排列。而如图2所示的，虽可能构成矩阵式，但是除因为必须麻烦地一一开设各该凸起211，而形成矩阵式排列外，各该凸起211又有极高的可能，会因已如前述原因而遭致损坏，所以其纵使能构成矩阵式排列，也仍具极大的缺陷。

第四，图1、图2的普通构造均必然存在有锡膏62、33、212(或散热膏)，而该锡膏或散热膏又不能太厚也不能太薄，操作上相当麻烦；更甚至会因热胀冷缩的影响，造成日后间隙增大、龟裂、寿命降低及高热阻等遗憾。

发明内容

本发明的第一目的，在于可提供一种散热板热管制造方法，其主要是，在散热板内，通过本发明工艺而一体成型地直接形成有多数热管，可取代普通独立式热管，而兼具有：一体式无间隙也无热阻、导热效率极高、装设不麻烦、热管结构强度大幅提高、即使施以外力或抽真空易极不易扭曲、变形甚至破裂、与待散热体间可保持极平整接触、导热时的介质均为同一、无须使用锡膏或散热膏、且易于构组成最佳导热效率的矩阵式热管排列方式等诸多功效。

本发明的第二目的是提供一种具有：合格率高、重量轻、厚度薄、成本低及加工时间短等优点的散热板热管制造方法。

本发明的第三目的在于提供一种散热板热管制造方法，通过在；所述散热板上形成或具设有肋片或鳍片，可直接在各式散热板上应用此一散热板热管制造方法，而使各式散热板均能具有热管的功能，大幅增加各式散热板的散热效率。

本发明的第四目的在于提供一种散热板热管制造方法，通过其可产生多种变化、及组合型态热管的特点，故可广泛地被应用于各式电子散热系统，并可因应各式不同的散热模块，而将本发明与之结合。

为达上述目的，本发明提供一种散热板热管制造方法，其工艺如下：制造一散热板并加工出多道末端未贯通的导热通道；且各该导热通道除保留至少一开口端外，其它均予以封口；自该所保留的开口端予以同时充填工作流体及抽真空，再予以封口。

此外，也可进一步于前述未对其它开口端予以封口之前，先行于各该导热通道内植入毛细结构。

附图说明

图1为普通技术的利用热管以加速散热的结构立体图；

图1A为依据图1的热管断面图；

图2为普通技术的利用板型容器以加速散热的结构剖面图；

图3为本发明的工艺示意图；

图4为通过本发明工艺所完成的散热板俯视示意图；

图5为本发明图4的部分剖面图；

图6为本发明的一实施例的剖面图；

图7为本发明的另一实施例俯视示意图。

1：散热板       11：肋片

12：植设槽

2：板型容器     21：上板片

211：凸起       212：锡膏

22：下板片      221：毛细结构

3：热管         31：毛细结构

32：工作流体    33：锡膏

4：待散热体

6：板体         61：凹槽

62：锡膏

7：铝板体

13：导热通道    131：毛细结构

132：工作流体   133：封口边

5：散热板       51：导热通道

52：毛细结构    53：工作流体

具体实施方式

请参阅图3并配合图4、图5所示，本发明为一种散热板热管制造方法，其主要包括以下工艺：

第一工艺：先应因不同的散热设计而制造一散热板5至适当大小与形状。

第二工艺：再对该散热板5施以可产生导热通道51的加工方式；且导热通道51以另一端未贯通为必要。其加工方式可为钻孔、放电、水刀……等，且并不贯通至散热板5另一端。

第三工艺：对各导热通道51的开口端予以封口，并须保留至少一开口端。其对各该开口端予以封口，且为避免因周焊产生的变形及确保导热通道51的密闭性，可利用焊接或以扩散接合等，可使其达于完全密合的方式为必要来封装的。如此封口完成后，各该所开设的呈纵横交错互通的矩阵式导热通道51，乃仅有该被保留的开口端与外界相通。

第四工艺：通过所保留的该开口端，同时进行充填工作流体53及抽真空，并再对该开口端进行封口。请配合参阅图4、图5所示，利用该被保留的开口端且各该导热通道51呈互通状，故充填工作流体53时，乃仅须执行一次即可；且抽真空时也仅须抽一次即可。充填工作流体及抽真空可同时进行，且更可在抽成真空后即同时予以封口。

使该散热板5因一体式成型矩阵式排列且互通的热管，而形成一导热效率极佳的散热板热管。又因其热管为一体式成型于散热板5内，故在抽真空时，乃不致使内部结构及表面扭曲变形，结构强度绝佳，故而可与待散热体间保持极平整的接触；又在进行抽真空或充填工作流体53时，由于仅须对该被保留的导热通道51外端来进行，故该等的执行次数乃被大幅减少，在制造上极为简易、工艺也大幅缩短，成本必然大幅降低。

上述工艺中所界定的，并非用以限制本发明，其也可以其它方式来实施。例如，其中经加工而成的导热通道51的排列方式，可为矩阵式互通(如图4所示)、或呈放射状排列而互通……等排列方式均可。其中的工作流体53，可为水、氨、纯水、酒精、丙酮或冷媒等具有过热蒸发、遇冷还原特性的溶液。其中的散热板5，可为铜、铝或其它具有较佳导热性的材质。又该散热板5除可为板型外，也可在该散热板5表面形成或具设有各式鳍片或肋片11(如图6所示)者。其中的导热通道51，其断面可为圆形(如图5所示)、椭圆形、三角形、矩形、螺纹状、多边形或锥体等的形状。甚至，其也可进一步于第二、第三工艺间，未对其它开口端予以封口之前，先进行一于各该导热通道51内植入毛细结构52的工艺；而该毛细结构52，可为金属弹簧状、沟槽状、柱状、网状、或以烧结金属粉粒所成型的多孔质结构。

所述的散热板可为一如图4、图5所示的板型散热板5，或可为一如图6所示般，在表面形成有多数肋片11型式的散热板1，使该等散热板1内部也一体式成型有多道纵横交错、矩阵式排列互通的导热通道13，各导热通道13内也充填有工作流体132或再进一步植设有毛细结构131，各导热通道13的外端经封口后，乃大体上形成如图所示的封口边133。如此，以达具有极高导热效率的功效，更可避免产生接口热阻。而除可形成上述的肋片11外，当然也可在表面具设有多个图未标示的鳍片；而所述肋片与鳍片，可为漩涡状或散射状等。

请参阅图7所示，为本发明用以改善如图1所示具诸多缺点的普通构造的实施例示意图。如图，为因应一般散热板1与待散热体4是因先天限制而必须交错间隔且不位于同一直线上，所以制造出相应转折形状及大小的散热板5；对该散热板5并予以加工出纵横交叉的末端未贯通的导热通道51，当然也可如该图7所示般，仅在必须交叉的位置予以交叉，其它位置则不用再钻出导热通道，也能使各组导热通道51互通而传递热，且当然也具有工作流体、或/及毛细结构、抽真空、及封口等构造(图7中未标示)，其在功效及作用上，仍等同于图4、图5所示的散热板热管。使该散热板5固置于铝板体7上，并使该散热板5的一端与一般散热板1接触，另一端则相应地接触于待散热体4，在两端间进行极高效率的导热。其相比于图1所示的普通构造，除构造简化、合格率提高、导热效率极高外，更具有与图4～图6所示的功效相同的多项功效，如下述：

功效一，导热通道51完全无须弯折，其内的毛细结构绝不会遭致破坏。

功效二，其热能的传递介质，不再是多种不同介质而是仅有一种，即：完全是属于散热板5的同一介质，导热完全不受影响。

功效三，导热通道51与散热板5之间，完全无须锡膏，故绝不会有因热胀冷缩而破坏、影响导热效率的情形，且其本身也绝无热阻存在；若进一步于该散热板5上设置肋片或鳍片，则更可免除普通须以锡焊、紧迫、焊接、涂抹散热膏等方式，来结合散热板1与平板式热管所产生的接口热阻的功效。

功效四，由于散热板5为一体加工开设出其导热通道51，因此为一极其坚固的构造体，确可抵抗因抽真空、焊接时内部结构及表面产生扭曲、变形的能力，进而可以与待散热体间保持极平整的接触。

功效五，由于其为一体式的构造，故在抽真空或遭受外力时，完全不会影响到甚至是损及内部构造。

功效六，本发明的形成有肋片(如图6所示)或鳍片的散热板实施例，即使不慎碰撞或摔落，也因结构强度足够，内部的导热通道等，乃绝不会产生裂痕；纵使因无可抵抗的因素而产生裂痕、漏气并进而失效时，也仅仅是导热通道无法作用而已，其本身仍是一个用以散热的散热板，只不过不再有极其快速的热传递率而已，不致如普通般完全无法再行散热甚而终致毁坏。

功效七，通过本发明制法所完成的散热板热管，可构成导热效率最高、并达于较高热平衡境界的矩阵式排列。

功效八，普通技术会于热管3与植设槽12间形成间隙的缺失，完全不见于本发明所制成的散热板热管。

功效九，通过本发明所制成的散热板热管，其构造简单，却反而更兼具极高导热效率的优点；且所制成的散热板热管更可为一种矩阵式(或其它任何具有同等热传递率的热管排列方式，例如放射状排列)热管构造，为普通技术所极难以达到的。

功效十，通过本发明的制法，可产生多种变化、及组合型态热管的特点，故可广泛地被应用于各式电子散热系统，并可因应各式不同的散热模块，而将本发明与之结合。且具有成本低、重量轻、厚度薄、合格率高、加工时间短、及导热效率高……等优点。

综上所述，本发明确可改善普通技术制造极为麻烦、构造极为复杂、导热效率却不见有所提高，甚至更有易裂、易断、易受损……等缺点，甚至更可与待散热体间保持极平整的接触等诸多进步性功效。

Claims (11)

1、一种散热板热管制造方法，其特征是，对一散热板加工出多道末端未贯通的导热通道，且各该导热通道除保留至少一开口端外，其它均予以封口；自该所保留的开口端予以充填工作流体，再同时予以抽真空及封口。

2、如权利要求1所述的散热板热管制造方法，其特征是，加工而成的导热通道排列方式，可为矩阵式互通、或呈放射状排列而互通等的排列方式。

3、如权利要求1所述的散热板热管制造方法，其特征是，其中的工作流体，可为水、氨、纯水、酒精、丙酮或冷媒等具有过热蒸发、遇冷还原特性的溶液。

4、如权利要求1所述的散热板热管制造方法，其特征是，可进一步在未对其它开口端予以封口之前，先行于各该导热通道内植入毛细结构。

5、如权利要求4所述的散热板热管制造方法，其特征是，该毛细结构，可为金属弹簧状、沟槽状、柱状、网状、或以烧结金属粉粒所成型的多孔质结构等。

6、如权利要求1所述的散热板热管制造方法，其特征是，所述散热板，可为铜、铝或其它具有较佳导热性的材质。

7、如权利要求1所述的散热板热管制造方法，其特征是，所述导热通道，其断面可为圆形、椭圆形、三角形、矩形、螺纹状、多边形或锥体等的形状。

8、如权利要求1所述的散热板热管制造方法，其特征是，对其它开口端予以封口的方式，可为焊接或以扩散接合等可使其达到完全密合为必要的封装方式。

9、如权利要求1所述的散热板热管制造方法，其特征是，所述散热板，其可为一板型，或可为一在该散热板表面形成有肋片或鳍片的型式。

10、一种散热板热管制造方法，其特征是，该方法包括以下工艺：

第一工艺：因应不同的散热设计，先制造一散热板至适当大小、形状；

第二工艺：再对该散热板施以可产生导热通道的加工方式；且导热通道以另端未贯通为必要；

第三工艺：对各导热通道的开口端予以封口，并须保留至少一开口端；

第四工艺：通过所保留的开口端以充填工作流体，并同时再进行抽真空及封口。

11、如权利要求10所述的散热板热管制造方法，其特征是，可进一步于第二与第三工艺间，加入一在各该导热通道内植入毛细结构的工艺。

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