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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein flaches Wärmerohr und dessen Herstellungsverfahren, das die Stützkraft des flachen Wärmerohrs erhöhen und die Ausschussquote der Herstellung des flachen Wärmerohrs reduzieren kann.
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Stand der Technik
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Die Kühlung oder Wärmeableitung ist eine wichtige Aufgabe der Entwicklung der elektronischen Produkte. Mit Erhöhung der Arbeitsleitung der elektronischen Produkte steigt auch die Anforderung an die Wärmeableitung.
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Der Kühlkörper kann die Wärme der elektronischen Bauelemente in die Umgebungsluft abgeben. Wenn der Wärmewiderstand niedrig ist, besitzt der Kühlkörper eine höhere Kühlwirkung. Der Wärmewiderstand wird durch die Wärmedispersion im Inneren des Kühlkörpers und die Wärmekonvektion zwischen der Oberfläche des Kühlkörpers und der Umgebungsluft erzeugt. Um den Wärmewiderstand zu reduzieren, verwendet der Kühlkörper ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie Kupfer und Aluminium. Der Wärmewiderstand durch Konvektion begrenzt jedoch die Kühlwirkung des Kühlkörpers, so dass der Kühlkörper die Anforderung der elektronischen Bauelemente der neuen Generation nicht erfüllen kann.
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Um eine höhere Kühlwirkung zu erreichen, wurden der flache Wärmerohr und der Vapor-Chamber-Kühler entwickelt, die mit dem Kühlkörper kombiniert werden können, um das Problem der Wärmeableitung zu lösen.
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Das flache Wärmerohr wird mit einem Metallpulver gefüllt, das durch Sintern eine Kapillarstruktur bildet. Als Kapillarstruktur kann auch ein Metallnetz verwendet werden, das in den Innenraum des flachen Wärmerohrs eingesetzt wird. Danach wird das flache Wärmerohr evakuiert und mit einem Arbeitsfluid gefüllt. Da das herkömmliche flache Wärmerohr keine Stützung aufweist, kann es verformt werden. Wenn das flache Wärmerohr gedrückt wird, kann die Kapillarstruktur (gesintertes Metallpulver) im flachen Wärmerohr beschädigt und von den Innenwänden des flachen Wärmerohrs getrennt werden, so dass die Wärmeleitwirkung des flachen Wärmerohrs erheblich reduziert wird. Da im Innenraum des flachen Wärmerohrs nur die Kapillarstruktur oder das Metallnetz angeordnet ist, kann das kondensierte Arbeitsfluid nur durch die Schwerkraft oder die Kapillarstruktur an den Innenwänden zurückfließen, so dass der Wirkungsgrad des Arbeitsfluidkreislaufs niedrig ist.
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Aus dem
taiwanesischen Patent M336673 ist ein Vapor-Chamber-Kühler mit einer Stützstruktur bekannt, der ein Gehäuse aufweist, in dem eine Kapillarstruktur und eine Stützstruktur angeordnet sind. Die Stützstruktur ist durch eine Platte gebildet, die eine Vielzahl von gereihten Nuten besitzt, in denen jeweilig eine Wellenscheibe angeordnet ist, die gegen die Kapillarstruktur gedrückt wird, wodurch die Kapillarstruktur mit den Innenwänden des Gehäuses in Kontakt gehalten wird. Durch die Wellenscheiben kann zwar eine Biegung der Kapillarstruktur vermieden werden, um die Gasphasenveränderung und die Wärmeleitung zu verbessern, können die Wellenscheiben jedoch die Kapillarwirkung nicht erhöhen.
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Daher weist die herkömmliche Lösung folgende Nachteile auf:
- 1. hohe Ausschussquote,
- 2. schlechte Arbeitsfluidkreislauf,
- 3. schlechte Stützung.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flaches Wärmerohr zu schaffen, das eine Dünnscheibe mit einer Vielzahl von Gitterfächern aufweist, die die Gasphasenveränderung fördern, die Wärmeleitung beschleunigen und die Stützkraft erhöhen kann und Stäbe mit Kapillarstruktur trägt, um die Kapillarwirkung zu erhöhen.
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Der Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahrens des flachen Wärmerohrs zu schaffen, das die Ausschussquote und somit die Herstellungskosten reduzieren kann.
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Diese Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße flache Wärmerohr gelöst, das umfasst: ein Rohr, das flach ausgebildet ist und einen Aufnahmeraum aufweist, der eine erste Seite und eine zweite Seite besitzt und mit einem ersten geschlossenen Ende und einem zweiten geschlossenen Ende verbunden ist, wobei im Aufnahmeraum ein Arbeitsfluid gefüllt ist; eine Dünnscheibe, die im Aufnahmeraum des Rohrs angeordnet ist und eine Vielzahl von ersten Erstreckungsteilen und eine Vielzahl von zweiten Erstreckungsteilen aufweist, die sich kreuzen und eine Vielzahl von Gitterfächern bilden; und mindestens einen Stab, der sich in einem beliebigen Gitterfach befindet, wobei die beiden Enden des Stabs mit der ersten und zweiten Seite verbunden sind.
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Diese Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren des flachen Wärmerohrs gelöst, das folgende Schritte enthält:
ein flaches Rohr und eine Dünnscheibe mit einer Vielzahl von Gitterfächern und Stäben werden bereitgestellt, und
die Dünnscheibe wird in das flache Rohr eingesetzt und das flache Rohr wird geschlossen.
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Das flache Wärmerohr kann die Stützkraft und die Wärmeleitwirkung erheblich erhöhen. Das Herstellungsverfahren kann die Ausschussquote und somit die Herstellungskosten reduzieren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1a eine Explosionsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen flachen Wärmerohrs,
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1b eine weitere Explosionsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen flachen Wärmerohrs,
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2 eine Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen flachen Wärmerohrs,
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3 eine Schnittdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen flachen Wärmerohrs,
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4 eine Schnittdarstellung des dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen flachen Wärmerohrs,
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5 eine Schnittdarstellung des vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen flachen Wärmerohrs,
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6 eine Schnittdarstellung des fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen flachen Wärmerohrs,
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7 eine Schnittdarstellung des sechsten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen flachen Wärmerohrs,
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8 eine Schnittdarstellung des siebten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen flachen Wärmerohrs,
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9 ein Ablaufdiagramm des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,
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10 ein Ablaufdiagramm des dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,
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11 eine Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,
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12 eine Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,
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13 eine Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,
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14 eine Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
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Die 1a, 1b und 2 zeigen das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie dargestellt, umfasst das erfindungsgemäße flache Wärmerohr 1 ein Rohr 11, eine Dünnscheibe 12 und mindestens einen Stab 13.
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Das Rohr 11 ist flach ausgebildet und weist einen Aufnahmeraum 111 auf, der eine erste Seite 1111 und eine zweite Seite 1112 besitzt und mit einem ersten geschlossenen Ende 112 und einem zweiten geschlossenen Ende 113 verbunden ist. Im Aufnahmeraum 111 ist ein Arbeitsfluid 2 gefüllt.
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Die Dünnscheibe 12 ist im Aufnahmeraum 111 des Rohrs 11 angeordnet und weist eine Vielzahl von ersten Erstreckungsteilen 12a und eine Vielzahl von zweiten Erstreckungsteilen 12b auf, die sich kreuzen und eine Vielzahl von Gitterfächern 121 bilden.
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Der Stab 13 ist durch Sinterpulver gebildet und befindet sich in einem beliebigen Gitterfach 121 oder in jedem Gitterfach 121 (1b). Die beiden Enden des Stabs 13 sind mit der ersten und zweiten Seite 1111, 1112 verbunden.
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Die Anzahl des Stabs 13 kann je nach Bedarf gewählt werden und an einer bestimmten Stelle der Dünnscheibe 12 höher sein.
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3 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der Stab 13 an der Außenseite mindestens eine Nut 131 aufweist.
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4 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der Stab 13 ein Kupferstab ist.
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5 zeigt das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem dritten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der Stab 13 an der Außenseite mindestens eine Nut 132 aufweist.
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6 zeigt das fünfte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem dritten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der Stab 13 an der Außenseite eine Hülse 133 aus Sinterpulver aufweist.
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7 zeigt das sechste Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem fünften Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die Hülse 133 aus Sinterpulver mindestens eine Nut 1331 aufweist.
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8 zeigt das siebte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die ersten Erstreckungsteile 12a wellig ausgebildet sind und an der Innenseite Kanäle 12c bilden.
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Durch den Stab 13 kann die Festigkeit des flachen Wärmerohrs 1 verstärkt und der Wirkungsgrad des Arbeitsfluidkreislaufs erhöht werden. Das Arbeitsfluid kann entlang dem Stab 13 zurückfließen, so dass die Wärmeleitgeschwindigkeit erhöht wird.
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Wie aus 9 in Verbindung mit den 1, 2, 11 und 12 ersichtlich ist, enthält das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des flachen Wärmerohrs folgende Schritte:
S1: ein flaches Rohr und eine Dünnscheibe mit einer Vielzahl von Gitterfächern und Stäben werden bereitgestellt;
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Ein flaches Rohr (Rohr 11) und eine Dünnscheibe (Dünnscheibe 12) mit einer Vielzahl von Gitterfächern (Gitterfächer 121) und Stäben (Stab 13) werden bereitgestellt. Das flache Rohr kann aus Kupfer, Aluminium oder einem anderen Material mit guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist das flache Rohr aus Kupfer hergestellt. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Die Stäbe 13 sind durch Sinterpulver gebildet und werden mit einer Stanzform 31 und einem Stanzkopf 32 in die Gitterfächer 121 der Dünnscheibe 12 gedrückt und mit der Dünnscheibe 12 verbunden.
S2: die Dünnscheibe wird in das flache Rohr eingesetzt und das flache Rohr wird geschlossen.
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Die Dünnscheibe (Dünnscheibe 12) mit den Stäben (Stab 13) wird in das flache Rohr (Rohr 11) (Aufnahmeraum 111) eingesetzt. Danach wird das flache Rohr geschlossen.
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Wie aus 9 in Verbindung mit den 1, 2, 13 und 14 ersichtlich ist, enthält das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des flachen Wärmerohrs folgende Schritte:
S1: ein flaches Rohr und eine Dünnscheibe mit einer Vielzahl von Gitterfächern und Stäben werden bereitgestellt;
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Ein flaches Rohr (Rohr 11) und eine Dünnscheibe (Dünnscheibe 12) mit einer Vielzahl von Gitterfächern (Gitterfächer 121) und Stäben (Stab 13) werden bereitgestellt. Das flache Rohr kann aus Kupfer, Aluminium oder einem anderen Material mit guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist das flache Rohr aus Kupfer hergestellt. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Die Stäbe 13 sind durch Sinterpulver gebildet und durch Sintern des Metallpulvers 4 mit der Dünnscheibe 12 verbunden. Beim Sintern wird das Metallpulver 4 in die Stellen der Stäbe 13 gefüllt. Danach wird das Metallpulver 4 dicht gepresst und gesintert, wodurch die Stäbe 13 gebildet und mit der Dünnscheibe 12 verbunden sind (13 und 14).
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Der Schritt S2 ist identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel und wird daher nicht beschrieben.
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Die Gitterfächer 121 der Dünnscheibe 12 sind durch Stanzen geformt.
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Wie aus 10 in Verbindung mit den 1 und 2 ersichtlich ist, enthält das dritte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des flachen Wärmerohrs folgende Schritte:
Die Schritte S1 und S2 sind identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel und werden daher nicht beschrieben. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass nach dem Schritt S2 (die Dünnscheibe wird in das flache Rohr eingesetzt und das flache Rohr wird geschlossen) ein Schritt S3 durchgeführt wird, in dem die Stäbe und das flache Rohr durch Diffusionsbindung miteinander verbunden werden.
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Durch den Schritt der Diffusionsbindung können die Stäbe 13 und das Rohr 11 dicht miteinander verbunden werden, wodurch ein Wärmewiderstand zwischen den Stäben 13 und dem Rohr 11 vermieden wird.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Rohr
- 12
- Dünnscheibe
- 12a
- erstes Erstreckungsteil
- 12b
- zweites Erstreckungsteil
- 12c
- Kanal
- 121
- Gitterfach
- 111
- Aufnahmeraum
- 1111
- erste Seite
- 1112
- zweite Seite
- 13
- Stab
- 131
- Nut
- 132
- Nut
- 133
- Hülse aus Sinterpulver
- 1331
- Nut
- 2
- Arbeitsfluid
- 31
- Stanzform
- 32
- Stanzkopf
- 4
- Metallpulver
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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