CN1737485A - 小热管及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小热管，包括尾端、管体、烧结层、除气端，由尾端、管体、除气端构成密封腔体，管体内壁面上设有烧结层，在烧结层内吸附有工作液体。这种小热管的制成方法是管体的一端挤压成除气管；在管体中心插入芯轴，芯轴的锥部插入除气管中；在管体内壁面与芯轴的间隙内装入金属粉；将装好金属粉的管体和芯轴进行高温烧结，形成烧结层，冷却后取出芯轴；在管体的另一端形成密封的尾端；向密封腔体内注入液体传热工质；抽出密封腔体内部的空气；夹封除气管，再封焊除气管的端部，形成除气端。本发明优点是：导热速率快、传热能力大、管体表面温度均匀；管体内壁面上烧结层，提供工作液体的良好通畅的循环通道，增加了蒸发冷凝相变过程的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种热管及其制造方法，尤其是一种用于发热电子元件(包括个人电脑CPU)散热的小热管及制造方法。
背景技术
随着计算机、通讯、光电照明LED等电子产品以“摩尔定律(Moor’s Law)”等比级数的惊人速率发展及小型化，相对衍生之散热问题亦趋增加。如何在有限的空间解决此散热问题，确保电子产品之正常操作，是世界各国散热模组厂家和相关科研机构加大科研投入，积极寻求和研发新型高效、能适合下一代电子产品发展需要的散热组件。
热管是一种在密封的腔体内注入少量液体工质，利用液体的蒸发和冷凝来快速导热，是现有导热最快的传热元件。以热管作为高效传热元件制成的散热模组，已开始进入发热电子元件(包括计算机CPU)散热模组市场，并逐步替代现有的实体散热模组。
随着小热管在电子散热上的大规模使用，对小热管的可靠性能和制造成本提出更高的要求。目前利用穿网、沟槽毛吸芯制成的小热管已不能满足电子产品对散热元件的要求，而烧结芯小热管制成存在成品率低、成本高的缺陷，影响了烧结小热管的推广应用。
发明内容
为了克服现有小热管制成的不足，本发明提供一种烧结小热管及制造方法，以提高小热管的成品率，简化生产工艺，降低生产成本，满足市场对品质稳定、性能优良、价格低廉的小热管的需求。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种小热管，包括尾端、管体、烧结层、除气端，由尾端、管体、除气端构成密封腔体，内部呈真空状态；管体的尾端为机械旋缩并点焊密封，管体的除气端用机械打击挤压成小管径的除气管，除气管夹断点焊呈密封状态；管体内壁面上设有烧结层，在烧结层内吸附有工作液体。
这种小热管的制成方法，主要包括下列步骤：管体的一端用机械方法打击挤压成小管径的除气管；在管体中心插入芯轴，芯轴的锥部插入除气管中，并封住管体和除气管的间隙；在管体内壁面与芯轴的间隙内装入金属粉，并在振动台上震动，使间隙内各处金属粉均匀紧实；将装好金属粉的管体和芯轴放入气氛保护炉内进行高温烧结，形成在管体内表面上的烧结层，冷却后取出芯轴；在管体的另一端用机械旋缩成密封端面并点焊密封，形成密封的尾端，构成除除气管与外界连通外的密封腔体；通过除气管向密封腔体内注入液体传热工质；在真空排气台上通过除气管抽出密封腔体内部的空气；用机械方法夹封除气管，再用焊接方法封焊除气管的端部，形成除气端，完成小热管的制造。
本发明可通过下述方式进一步完善：
烧结层是纯铜粉经高温烧结在管体内壁面上，提供工作液体的循环通道。
本发明有益的效果是：小热管内部靠工作液体蒸发与冷凝相变传热，导热速率快、传热能力大、管体表面温度均匀。小热管内壁面上的烧结层增大了传热面积，强化了液体的蒸发传热和蒸汽的冷凝传热；管体内壁面上烧结层，提供工作液体的良好通畅的循环通道，增加了蒸发冷凝相变过程的稳定性。本发明的小热管制造方法，可提高小热管的成品率，简化生产工艺，降低生产成本，满足市场对品质稳定、性能优良、价格低廉的小热管的需求。
附图说明
图1是本发明的管体原料示意图；
图2是本发明管体一端加工成除气管的示意图；
图3是本发明装铜粉烧结时示意图；
图4是本发明烧结后管体、除气管、烧结层结构示意图；
图5是本发明管体另一端加工成尾端结构示意图；
图6是本发明管体尾端点焊后的结构示意图；
图7是本发明小热管的剖视结构示意图；
图8是本发明小热管的立体结构示意图。
附图标记说明：管体1，尾端2，旋缩端2-1，旋缩点2-2，焊接点2-3，除气端3，除气管3-1，加封口3-2，焊接端3-3，烧结层4，金属粉4-1，芯轴5，密封腔体6。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参照图7、图8，这种小热管，包括尾端2、管体1、烧结层4、除气端3，该小热管由尾端2、管体1、除气端3构成密封腔体6，内部呈真空状态；管体1的尾端2为机械旋缩并点焊密封，管体1的除气端3用机械打击挤压成小管径的除气管3-1，通过除气管3-1向密封腔体6内注入工作液体，通过除气管3-1将密封腔体6内的空气抽出后，再将除气管3-1夹断焊接呈密封状态；在管体1内壁面上烧结有一定厚度的多孔毛细结构烧结层4，烧结层4由一定目数纯铜粉高温烧结而成，作为工作液体在小热管蒸发区和冷凝区之间循环的通道；在烧结层4内吸附有工作液体。
参看图1～图8，这种小热管的制造方法，包括以下步骤：管体1的一端用机械方法打击挤压成小管径的除气管3-1(参见图2)；在管体1内部中心插入芯轴5，芯轴5的一端做成锥形，插入除气管3-1中，并封住管体1和除气管3-1的间隙，同时将芯轴5定位在管体1的中心部；在管体1内壁面与芯轴5的间隙内装入金属粉4-1，并在振动台上震动，使间隙内各处金属粉均匀紧实，这种金属粉为一定粒度范围(目数)的纯铜粉(参见图3)；将装好金属粉4-1的管体1和芯轴5放在专用工装架上送入气氛保护炉内进行高温烧结，形成在管体1内表面上的烧结层4，冷却后取出芯轴5(参见图4)；在管体1的另一端用机械旋缩成圆形密封端面的旋缩端2-1和旋缩点2-2，点焊旋缩点2-2为焊接点2-3，形成密封的尾端2，构成除除气管3-1与外界连通外的密封腔体6(参见图5，图6)；通过除气管3-1向腔体6内注入液体传热工质，然后在真空排气台上通过除气管3-1抽出密封腔体6内部的空气后，用机械方法夹封除气管3-1，形成加封口3-2，再用焊接方法封焊加封口3-2的端部，形成焊接端3-3，构成了除气端3，完成小热管的制造(见图7，图8)。
使用时，小热管的一端作为受热蒸发区，与发热电子元件接触吸热，小热管的另一端作为放热冷凝区，与散热片组件结合，通过风扇用冷空气将热量散发到周围环境中，达到冷却发热电子元件的目的。小热管的受热蒸发区吸收发热电子元件的热量后，小热管的受热蒸发区内部烧结层内吸附的液体传热工质吸收热量蒸发，变成蒸汽流向放热冷凝区，在放热冷凝区内烧结层蒸汽冷凝放出热量而变成液体传热工质，烧结层利用其微孔结构的毛吸力将液体传热工质送回到受热蒸发区，以补充受热蒸发区因蒸发而减少的工作液体，从而保证工作介质连续不断的蒸发与冷凝循环，源源不断地将发热电子元件产生的热量快速传给放热冷凝区，再传导给散热片组件，然后散发到周围环境中。由于小热管利用蒸发冷凝相变传热的原理来实现导热，因此传热速率很快，传热能力大，体积小，小热管为中空密封腔体结构，重量轻，小热管内部采用烧结层结构，强化了蒸发和冷凝相变传热。由小热管这种高效传热元件组成的散热模组，可满足发热电子元件对散热器散热功率大、体积小、重量轻、性能稳定的要求。
Claims (3)
1、一种小热管，包括尾端(2)、管体(1)、烧结层(4)、除气端(3)，其特征是：由尾端(2)、管体(1)、除气端(3)构成密封腔体(6)，内部呈真空状态；管体(1)的尾端(2)为机械旋缩并点焊密封，管体(1)的除气端(3)打击挤压成小管径的除气管(3-1)，除气管(3-1)夹断点焊呈密封状态；管体(1)内壁面上设有烧结层(4)，在烧结层(4)内吸附有工作液体。
2、一种制造如权利要求1所述小热管的方法，其特征主要包括下列步骤：
1)、管体(1)的一端用机械方法打击挤压成小管径的除气管(3-1)；
2)、在管体(1)内中心插入芯轴(5)，芯轴(5)锥部插入除气管(3-1)中，并封住管体(1)和除气管(3-1)的间隙；
3)、在管体(1)内壁面与芯轴(5)的间隙内装入金属粉(4-1)，并在振动台上震动，使间隙内各处金属粉均匀紧实；
4)、将装好金属粉(4-1)的管体(1)和芯轴(5)放入气氛保护炉内进行高温烧结，形成在管体(1)内表面上的烧结层(4)，冷却后取出芯轴(5)；
5)、在管体(1)的另一端用机械旋缩成密封端面并点焊密封，形成密封的尾端(2)，构成除除气管(3-1)与外界连通外的密封腔体(6)；
6)、通过除气管(3-1)向密封腔体(6)内注入液体传热工质；
7)、在真空排气台上通过除气管(3-1)抽出密封腔体(6)内部的空气；
8)、用机械方法夹封除气管(3-1)，再用焊接方法封焊除气管(3-1)的端部，形成除气端(3)，完成小热管的制造。
3、根据权利要求2所述的小热管的制造方法，其特征是：所述的金属粉(4-1)是纯铜粉，经高温烧结在管体(1)内壁面上。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080116 Termination date: 20100908 |