CN1920465A

CN1920465A - 内置烧结芯心的热导管及其制造方法

Info

Publication number: CN1920465A
Application number: CN 200510097608
Authority: CN
Inventors: 陈明智
Original assignee: Wistron Corp
Current assignee: Wistron Corp
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2007-02-28

Abstract

本发明利用将烧结粉烧结于一芯心的外表面以制造一种内置烧结芯心的热导管。通过对该芯心外表面的烧结动作可获得均匀的烧结结果，并将该芯心置入一中空铜管中，借助芯心的烧结表面提供工作流体所需的毛细作用力。

Description

内置烧结芯心的热导管及其制造方法

技术领域

本发明有关一种热导管及其制造方法，尤指一种内置烧结芯心的热导管及其制造方法。

背景技术

近年来，由于各类型电子信息产品持续朝向轻薄、短小、多功能的方向演进，使得内部电子元件的的运作时脉不断提升，进而产生高耗电量与高发热量的问题，在此趋势下，对于散热元件的散热效能要求不断的提升，散热元件在电子信息产品中所扮演的角色也就愈来愈重要。传统上除利用高导热系数的铜、铝等金属或以水作为热传导物质并利用风扇加速空气对流以达到散热效果，目前亦越来越广泛地将热导管运用在信息产品的散热上。

热导管是利用工作流体在相变化时所具有的潜热来传送热量。在操作温度范围内，其传热能力约为铜等高热传导性材料的数十甚至数百倍之多，因而有热的超导体之称。利用热管配合设计的组件将主要发热源产生的热量传到外部，除了有效解决小空间散热的问题，同时兼顾到无噪音、不须提供额外能量的优点。目前市面上常见的热导管架构通常可分为沟槽(groove)、烧结(sintered powder)、细网(mesh)、纤维(fiber)以及复和式(hybrid)等架构。这些不同架构的热导管设计各有其优缺点，例如沟槽管可以承受较大的热量传递，但其毛细现象较差；细网管在转弯部分的毛细现象会有明显的降低；纤维管也由于折弯时纤维分布密度改变影响毛细现象，对于折弯的角度有其限制。

至于烧结管的毛细现象较沟槽管佳，请参考图1。图1为先前技术中烧结式热导管10的示意图。热导管10包含有一中空金属管20、金属烧结粉30以及填充于中空金属管20的真空中心的工作流体40。中空金属管20及金属烧结粉30一般皆使用具有高导热性的铜材质，而工作流体40通常使用水或酒精。热导管10的两端22，24为密闭状态，其第一端22为热源端，与热源(如消耗功率的芯片或中央处理器)相连接，第二端24为散热端，与冷却装置(未标示于图上)相连接以将热量排出，冷却装置可以利用鳍片提供的自然对流散热或风扇提供的强制对流冷却。

请参考图2。图2为先前技术中烧结式热导管10的制造流程图。一般烧结式热导管10的制造包含下列步骤：

步骤S100：于待烧结的一中空铜管内置入一催化金属棒(通常为不锈钢或铝棒)；

步骤S110：于该中空铜管与该催化金属棒间的空间填入欲烧结的铜粉并加热，通过该催化金属棒的催化作用，将铜粉烧结于该中空铜管的内壁，完成烧结后移除该催化金属棒；

步骤S120：将烧结过的铜管内抽真空后，加入工作流体；

步骤S130：将铜管两端封口并分别与热源与冷却装置相连接。

先前技术的烧结热导管制造过程中，如步骤S110所述，由于其是以一催化用的铝金属棒催化铜粉烧结于铜管内壁，于烧结过程中，烧结粉末的分布不易控制，使得制造过程中对于颗粒在管壁上较易产生分布不均，甚至造成部分烧结粉末脱落的问题而影响热导管效率。

发明内容

因此，本发明的主要目的在提供一种内置烧结芯心的热导管及制造方法以解决上述问题。

本发明提供一种内置烧结芯心的热导管，其包含有一金属管，其管心为中空；以及一芯心，置于该金属管的中空管心，该芯心上具有烧结粉末。

本发明另提供一种制造内置烧结芯心的热导管的方法，其包含有将铜粉烧结于一芯心的表面上；置入烧结过的该芯心于一金属管中；以及将该金属管的两端封口。

附图说明

图1为先前技术中烧结式热导管的示意图。

图2为先前技术中烧结式热导管的制造流程图。

图3为本发明内置烧结芯心的热导管的示意图。

图4为本发明另一实施例的示意图。

图5为图3的热导管的制造流程图。

图6为本发明的制造方法中制造内置烧结芯心的示意图。

具体实施方式

请参考图3。图3为本发明内置烧结芯心的热导管110的示意图。热导管110包含有一金属管120以及一芯心130。金属管120为一管心中空的铜管，包含一热源端122以及一散热端124，其内壁可为光滑的内壁面或烧结过的内壁面，其中空管心140内具有工作流体，用来于热源端122吸附热能后，至散热端124将热能排放出去，并自散热端124受管内毛细作用力影响回流至热源端122。芯心130则为一铜棒，其表面具有烧结过的烧结粉132，置入金属管120的中空管心140中。热导管110的金属管120内壁一般为不需要再经过处理的平滑壁面，而工作流体回流至热源端122所需的毛细作用力则由芯心130的烧结表面提供。当金属管120的内壁如先前技术的烧结管一样为烧结过的内壁面时，再置入具有烧结过表面的芯心130于中空管心140时，较先前技术的烧结热导管更可增加烧结热导管110的毛细效果。

为使图示易于说明，图3的热导管110的两端122、124与热源及散热装置相连接的部分并未画出。但实际上的热导管110两端122，124为密闭，其中热源端122与热源(如消耗功率的芯片或中央处理器)相连接，散热端124则与冷却装置相连接以将热量排出。

请参考图4。为使热导管210内对工作流体具有更强的毛细作用力，本发明内置烧结芯心的热导管210还可以金属纤维束，例如：铜纤维束，取代铜棒作为芯心230。热导管210以一金属纤维束230取代图3的热导管110的芯心130。金属纤维束230是由复数根金属纤维232组成，与先前技术不同的地方是，金属纤维束230上的复数根金属纤维232的表面皆具有金属烧结粉234，可解决先前技术中纤维管于折弯处毛细作用力减弱的问题。由于铜在金属中具有较高的热导系数，因此上述金属纤维束230与烧结粉132，234皆可以铜粉作为烧结粉。

请继续参考图5。相较于先前技术中的烧结热导管制造方法，本发明提供一种新的制造内置烧结芯心的热导管的制造方法。如图5所示，本发明的制造方法分为下列步骤：

步骤S200：将铜粉烧结于一芯心的表面上。

步骤S210：置入烧结过的该芯心于一金属管中。

步骤S220：将包含该芯心的该金属管内抽真空。

步骤S230：加入工作流体于该金属管内。

步骤S240：将该金属管的两端封口。

步骤S250：改变该金属管的外型。

请继续参考图6。相对于先前技术，本发明的技术特点在于热导管内另内置一烧结铜棒以改善对工作流体的毛细作用力，于步骤S200中，利用一具有催化作用的金属容器(一般为不锈钢或铝材质的容器)，催化容器150内装满欲用来烧结在芯心130上的烧结粉134(通常为铜粉)，将芯心130置入装满烧结粉134的催化容器150中，接着对芯心130及烧结粉134加热，于加热至一定温度后，通过催化容器150的金属催化作用，烧结粉134会附着于芯心130上。由于本发明的制造方式中是将烧结粉134烧结于芯心130的外表面，可以随时监控烧结过程，并可通过于烧结过程中随时转动芯心130以使烧结粉134均匀烧结于芯心130上，因此提高烧结粉134的烧结均匀度，如此可避免先前技术中烧结式热导管发生烧结不均匀、甚至导致烧结粉掉落，影响烧结式热导管的效率的问题。

此外，为将本发明内置烧结芯心的热导管应用至各种散热环境中，于步骤S250中，针对热导管做外型上的处理。一般来说，热导管的外型处理包含有：将热导管打扁、将热导管折弯以及使热导管产生断差等三种方式。

本发明内置烧结芯心的热导管及制造方法利用将烧结粉烧结于一芯心的外表面以获得均匀的烧结结果，并将该芯心置入一中空铜管中，借助芯心的烧结表面提供工作流体所需的毛细作用力，如此可有效改善先前技术中烧结式热导管易产生烧结粉烧结不均甚至掉落影响热导管效率的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发申请权利要求范围所做的等效的变化或替换，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种内置烧结芯心的热导管，包含有：

一金属管；以及

一芯心，置于该金属管内，且该芯心上具有烧结粉末。

2.如权利要求1所述的热导管，其特征在于该金属管为内壁光滑的中空管。

3.如权利要求1所述的热导管，其特征在于该金属管为内壁烧结过的中空管。

4.如权利要求1所述的热导管，其特征在于该芯心为一金属棒。

5.如权利要求4所述的热导管，其特征在于该芯心为一铜棒。

6.如权利要求1所述的热导管，其特征在于该芯心为复数条纤维组成的纤维束。

7.如权利要求6所述的热导管，其特征在于该纤维为铜纤维。

8.如权利要求6所述的热导管，其特征在于该纤维为金属可烧结纤维。

9.如权利要求1所述的热导管，其特征在于该金属管为一铜管。

10.如权利要求1所述的热导管，其特征在于该金属管内存有一工作流体。

11.如权利要求1所述的热导管，其特征在于该金属管为两端密闭的中空管。

12.如权利要求1所述的热导管，其特征在于该烧结粉末是由铜粉烧结而成。

13.一种内置烧结芯心的热导管的制造方法，包含有：

(a)将铜粉烧结于一芯心的表面上；

(b)置入烧结过的该芯心于一金属管中；以及

(c)将该金属管的两端封口。

14.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于另包含：将包含有该芯心的该金属管内抽真空。

15.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于另包含：加入一工作流体于该金属管中。

16.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于步骤(a)包含：

(a1)将该芯心置于装满铜粉的一容器中；以及

(a2)将铜粉烧结于该芯心的表面上。

17.如权利要求16所述的制造方法，其特征在于步骤(a2)包含于烧结过程中转动该芯心使铜粉均匀烧结于该芯心上。

18.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于另包含：于步骤(c)之后，改变该金属管的外型。

19.如权利要求18所述的制造方法，其特征在于是以打扁或挤压的方式改变该金属管的外型。

20.如权利要求18所述的制造方法，其特征在于是以折弯的方式改变该金属管的外型。

21.如权利要求18所述的制造方法，其特征在于是将该金属管改变外型以产生断差。