TW200848682A - Super-conductor member and implantation process thereof - Google Patents

Description

200848682 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關超導元件 粉末材料經由轉印技術或模 骨料之製程。 【先前技術】 在電子產品走向高階化 電子元件在更小體積具備更 走向細微化、功能整合化之 度也愈來愈高，傳統以鰭片 式，已不能滿足新一代電子 經成爲決定電子產品之壽ΐ 素。熱管（Heat Pipe)，是 _ (phase change)吸收熱量，Μ 因而可得到極高的熱傳導係 現今已被廣泛應用於電子熱 理器之散熱等。惟，熟習此 熱管其毛細結構必須貼附於 供了工作介質液體回流之毛 流動阻力也成爲流動壓降的 某些操作情形下會有大幅度 均溫板則是將熱管由點 熱傳導，具有更高效率的熱 用的導熱元件之一，目前之 之製程，特別地指一種將金屬 具塑型技術在超導元件內植佈 、輕薄化之趨勢發展下，使得 強大的功能，當電子元件尺# 際，導致其單位面積的發熱密 透過風扇散逸於空氣的散熱方 元件的需求，因此散熱效率已 Ϊ、可靠度及穩定性的重要因 f由工作流體液氣相間的變化 以氣體分子傳輸熱量的方式， 數，具有相當好的傳熱效果， 傳導領域，如電腦內部中央處 項技術者可以理解的是，由於 整根熱管內部管壁，雖然其提 細力，但在其毛細結構內部之 主要來源，因此造成其性能在 遞減的情形。 的熱傳導更進一步地變成面的 傳導特性，未來可能被大量應 所以未被廣泛使用乃因現階段 200848682 技術常因毛細組織骨料之植佈過程、熱處理中之燒結及回

V 焊等而使得結構鬆軟，且構造複雜及未能有效節省製造成 本亦成爲另一項瓶頸。 已知有I午多相關均溫板的文獻被提出，例如台灣發明 專利公開第200609478號，揭示一種「微型均熱板的中間 製品製造方法」，其主要利用沖壓加工及蝕刻加工方式， 分別完成微型均熱板之外型中間製品及細微結構體的加工 步驟等，進而完成可相互貼合成微型均熱板的中間製品， 以解決微型均熱板中間製品的細微結構體不易利用沖壓加 工方式製作成型，以及將蝕刻加工應用在中間製品外型加 工成本過高之問題。 【發明內容】 本發明之主要目的在於提供一種在超導元件內植佈骨 料之製程，使構造簡單化、量產容易及降低成本。 爲了達成上述目的及其他目的，根據本發明之植佈製 程，其至少包括下列步驟： 沖製步驟：準備導熱性金屬板材料，將其沖製出一下 殼體和一上蓋體模型，及在該上蓋體頂部沖製有一注料孔。 塑型步驟：以轉印技術或模具塑型技術，將金屬粉末 在該下殻體和上蓋體內側表面塑成一薄膜胚型，及兩者之 間的若干定點上塑成若干凸柱胚型。 燒結步驟：加熱使該薄膜胚型和凸柱胚型燒結成毛細 組織結構。 焊接步驟：自該上蓋體頂部之注料孔焊接一注料管。 200848682 封合步驟：將該上蓋體覆設在下殼體上方，且沿兩者 啣接界面焊接封閉。 注料步驟：自該注料管抽真空後注入工作介質，並將 該注料管裁斷及焊接封口。 根據本發明植佈製程，該塑型步驟係以金屬粉末調和 溶劑後，以轉印技術直接/或藉由離型紙間接在該下殼體和 上蓋體內側表面轉印出一薄膜胚型，及在該下殼體或上蓋 體內側表面若干定點上轉印出若干凸柱胚型等；利用轉印 技術，該金屬粉末之厚薄容易控制，及能精準地疊積成適 當高度的凸柱，且量產容易及生產成本低。 根據本發明植佈製程之另一種方式，該塑型步驟和燒 結步驟，可以金屬粉末調和溶劑後以模具分別塑成一對應 於下殼體和上蓋體內側表面的薄膜胚型及若干凸柱胚型， 經燒結後再黏貼於下殻體和上蓋體的內側表面上。利用模 塑技術，其塑型簡單化、量產容易及生產成本低。此爲本 發明另一目的。 根據本發明超導元件，該下殼體自底部周圍朝開口部 方向形成一個逐漸向外側擴大的傾斜側面；相對於此，該 上蓋體沿邊緣內側，朝下殼體開口部方向形成一個傾斜的 凹部，且外周邊緣對應於該下殻體之傾斜側面形成一個角 度一致的傾斜凸緣部，彼此吻合密接在一起。如此，該結 構容易組合定位，且彼此之間的接觸面積大，其穩定性及 可靠性可確保。此爲本發明又一目的。 根據本發明超導元件，該下殼體和上蓋體之截面積成 200848682 圓形之設計，且該凸柱成環狀排列於下殻體和上蓋體之 間；當蒸發端持續處於高溫狀態或表面溫度不平均，而導 致該超導元件腔體內壓力及溫度不平均時，其飽和蒸汽會 因壓力差產生氣流旋渦迅速分佈至整個較低溫之區域，使 該超導元件之均溫效率更高。此爲本發明再一目的。 【實施方式】 以下將配合實施例對本發明技術特點作進一步地說 明，該實施例僅爲較佳代表的範例並非用來限定本發明之 實施範圍，謹藉由參考附圖結合下列詳細說明而獲致最好 的理解。 首先，請參考第1圖並對照第2圖，根據本發明超導 元件1植佈骨料之製程，其至少包括下列步驟： 沖製步驟：準備導熱性金屬板材料，例如銅板或鎳板 等，將其沖製出一個下殻體10和一個上蓋體20模型，兩 者之間能共同構成一腔室，及在該上蓋體20頂部沖製有一 注料孔2 5 (如第2圖之步驟一所示）。 塑型步驟：將例如銅或鎳等之金屬粉末調和溶劑後， 以轉印技術或模具塑型技術在該下殼體1 〇和上蓋體2 0內 側表面塑成一薄膜胚型3 1、3 2，及在兩者之間的若干定點 上塑成若干凸柱胚型33(如第2圖之步驟二所示）。 燒結步驟·讓該下殼體10和上蓋體20進入一熱爐40 加熱’使該金屬粉薄膜胚型3 1、3 2和凸柱胚型3 3燒結成 多孔性的毛細組織結構（如第2圖之步驟三所示）。 焊接步驟：從該上蓋體20頂部之注料孔25焊接一注 200848682 料管2 6 (如第2圖之步驟四所示）。 封合步驟：將該上蓋體20覆設在下殻體1〇上方，且 沿兩者啣接界面焊接封閉，形成一個腔室內具有骨料的元 件（如第2圖之步驟五所示）。 注料步驟：從該注料管26將腔室內抽真空後，注入工 作介質例如水、氨水或乙醇等，同時將該注料管2 6裁斷及 焊接封口，形成一個超導元件1(如第2圖之步驟六所示）。 根據本發明’該塑型步驟中之轉印技術，係以金屬粉 末調和溶劑成糊狀後，將糊膏刮過絹網留白部分使其滲透 的方式（由於此部分爲習知轉印技術故不進—*步說明）， 直接在該下殼體1 0和上蓋體2 0內側表面轉印出一薄膜胚 型3 1、3 2，其印刷的厚度可以控制在最適當的厚度；及， 以相同的方式在該下殻體1 0內側表面若干定點上，重覆轉 印以疊積出適當高度的若干凸柱胚型33;或者，在該上蓋 體20內側表面若干定點上，重覆轉印以堆積出適當高度的 若干凸柱胚型3 3。上述之轉印技術，熟習此項技術者可以 理解的是，亦可以用間接轉印的方式，例如先在離型紙上 分別轉印出對應於下殼體1 0和上蓋體2 0內側表面的薄膜 胚型3 1、3 2及若干凸柱胚型3 3，再黏貼組合於該下殼體 10和上蓋體20上；及，該凸柱胚型33可以一體地轉印在 下殻體10薄膜胚型31之若干定點上，或者，一體地轉印 在上蓋體20薄膜胚型32之若干定點上。 根據本發明另一種方式，該塑型步驟和燒結步驟，可 以金屬粉末調和溶劑後以模具分別塑成一對應於下殼體1 0 200848682 和上蓋體2 0內側表面的薄膜胚型3 1、3 2及若干凸柱胚型 3 3，經燒結成多孔性毛細組織薄膜3丨’、3 2 ’及若干多孔性 毛細組織凸柱3 3 ’後再黏貼於下殻體1 〇和上蓋體2 0的內側 表面上。其中，該若干凸柱胚型33可以用模具一次在對應 於該下殻體10內側表面的薄膜胚型31之若干定點上一體 地塑成；或者，以模具一次在對應於該上蓋體2 0內側表面 的薄膜胚型32之若干定點上一體地塑成。 請再參考第3圖及第4圖所示，第3圖爲根據本發明 上述植佈製程製成的超導元件1之平面圖，第4圖爲其剖 面圖。根據本發明，該下殻體10和上蓋體20兩者之間構 成一密閉的真空腔室，在該下殼體1 0和上蓋體2 0內側表 面分別形成一多孔性的毛細組織薄膜3 1 ’、3 2 ’，且於兩者 之間的若干定點上形成若干多孔性的毛細組織凸柱3 3 ’，及 視工作條件其內部注入之工作介質可選擇例如水、氨水或 乙醇等。 在理想的情況下，該下殼體1 0和上蓋體2 0之截面積 較佳爲圓形、方形或多角形之其中一種，較佳爲圓形，上 述毛細組織凸柱3 3 ’可爲圓柱形、方柱形、橢圓柱形或多角 柱形之其中一種，較佳爲圓柱形，且該若干凸柱3 3 ’成環狀 排列於下殻體1 0和上蓋體2 0之間。此外，該下殻體1 〇自 底部周圍朝開口部方向形成一個逐漸向外側擴大的傾斜側 面1 Oa ;相對於此，該上蓋體20沿邊緣內側，朝下殻體！ 〇 開口部方向形成一個傾斜的凹部2 0 a，且外周邊緣對應於 該下殼體1 0之傾斜側面1 〇 a形成一個角度一致的傾斜凸緣 -10- 200848682 部2 0 b ’彼此吻合地密接在一起。如此，該結構簡單化， 在下殻體1 〇和上蓋體2 0組合時定位容易，且彼此之間的 接觸面積大，其穩定性及可靠性可確保。 再如第4圖所示，上述超導元件i接觸熱源之一端爲 蒸發端1 a，另一相對端則爲冷凝端1 b，假設熱源5 0位於 該超導元件1之下方，蒸發端la的工作介質因吸熱而蒸發 成汽態，飽和蒸汽a往上升迅速擴散至整個冷凝端1 b，經 由其他散熱裝置（圖中未示）例如鰭片或水套等吸收冷凝 端1 b熱能，使工作氣體冷凝液化成工作流體b，並沿毛細 組織薄膜3 2 ’和毛細組織凸柱3 3 ’等迴流至蒸發端1 a，形成 二相流循環。從另一方面而言，上述成圓盤形設計之超導 元件1，若熱源持續處於高溫狀態或表面溫度不平均，而 導致該超導元件1腔體內壓力及溫度不平均時，該飽和蒸 汽a即會因壓力差產生氣流旋渦迅速分佈至整個較低溫之 區域，進而使該超導元件1之均溫效率更高。 以上僅爲本發明代表說明的較佳實施例，並不侷限本 發明實施範圍，即不偏離本發明申請專利範圍所作之均等 變化與修飾，應仍屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖爲本發明超導元件植佈骨料之流程方塊圖。 第2圖係顯示本發明超導元件植佈骨料之製程示意 圖。 第3圖係顯示本發明超導元件之平面示意圖。 第4圖爲自第3圖之4-4方向剖面放大圖。 200848682 【主 要元件符 號 說 明 ] 1 本 發 明 超 導 元件 la 蒸 發 端 lb 冷 凝 丄山 贿 10 下 殼 體 10a 傾 斜 側 面 20 上 蓋 體 20a 凹 部 20b 凸 緣 部 25 注 料 孔 26 注 料 管 3 1、 32 薄 膜 胚 型 3 1，、 325 毛 細 組 織 薄 膜 33 凸 柱 胚 型 33 5 毛 細 組 織 凸 柱 40 熱 爐 50 熱 原 -12-

Claims (1)

1. 200848682 十、申請專利範圍： 1 · 一種植佈製程，用上 至少包括下列步驟： 用以在超導兀件內部植佈骨料， 其特徵 沖製步驟··準備導熱性金屬板材料，將其沖製出一下

   一注料 塑型步驟：以金屬粉末在該下殻體和上蓋體內側表面 塑成一薄膜胚型， 柱胚型； 及兩者之間的若干定點上塑成若干凸 燒結步驟··加熱使該薄膜胚型和凸柱胚型燒結成毛細 組織結構； 焊接步驟：自該上蓋體頂部之注料孔焊接一注料管； 封合步驟：將該上蓋體覆設在下殼體上方，且沿兩者 啣接界面焊接封閉； 注料步驟：自該注料管抽真空後注入工作介質，並將 該注料管裁斷及焊接封口。 2 .如申請專利範圍第1項之植佈製程，其中該塑裂步驟係 以金屬粉末調和溶劑後，以轉印技術直接在該下殼體和 上蓋體內側表面轉印出一薄膜胚型，及一體地在該下殼 體內側表面若干定點上轉印出若干凸柱胚型。 3 ·如申請專利範圍第1項之植佈製程，其中該塑型步驟係 以金屬粉末調和溶劑後，以轉印技術直接在該下殻體和 上蓋體內側表面轉印出一薄膜胚型，及一體地在該上蓋 體內側表面若干定點上轉印出若干凸柱胚型。 200848682 4 .如申請專利範圍第1項之植佈製程，其中該塑型步驟係 以金屬粉末調和溶劑後，以轉印技術在離型紙上分別轉 印出一對應於下殻體和上蓋體內側表面的薄膜胚型及若 干凸柱胚型，再黏貼組合於兩者之間。 5 ·如申請專利範圍第4項之植佈製程，其中該若干凸柱胚 型係以轉印技術一體地形成在下殻體薄膜胚型之若干定 點上。 6 ·如申請專利範圍第4項之植佈製程，其中該若干凸柱胚 型係以轉印技術一體地形成在上蓋體薄膜胚型之若干定 點上。 7 ·如申請專利範圍第1項之植佈製程，其中該塑型步驟和 燒結步驟，係以金屬粉末調和溶劑後以模具分別塑成一 對應於下殼體和上蓋體內側表面的薄膜胚型及若干凸柱 胚型，經燒結後再黏貼於下殼體和上蓋體的內側表面。 8 ·如申請專利範圍第7項之植佈製程，其中以模具在對應 於該下殻體內側表面的薄膜胚型之若干定點上一體地塑 成若干凸柱胚型。 9 ·如申請專利範圍第7項之植佈製程，其中以模具在對應 於該上蓋體內側表面的薄膜胚型之若干定點上一體地塑 成若干凸柱胚型。 1 0 · —種超導元件，其係由一下殼體和一上蓋體構成一密閉 的負壓空間，該下殻體和上蓋體內側表面分別形成有一 毛細組織薄膜，且於兩者之間的若干定點上形成若干毛 細組織凸柱，及內部注入有工作介質；其特徵在於： -14- 200848682 該下殼體自底部周圍朝開口部方向形成一個逐漸向外 側擴大的傾斜側面；該上蓋體沿邊緣內側，朝下殼體開 口部方向形成一個傾斜的凹部，且外周邊緣對應於該丁 殼體之傾斜側面形成一個角度一致的傾斜凸緣部，彼此 吻合密接在一起。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項之超導元件，其中該下殻體和上 蓋體之截面積爲圓形、方形或多角形之其中一種，較佳 爲圓形。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之超導元件，其中該毛細組織凸 柱可爲圓柱形、方柱形、橢圓柱形或多角柱形之其中一 種，較佳爲圓柱形。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之超導元件，其中該若干凸柱成 環狀排列於下殻體和一上蓋體之間。 1 4 ·如申請專利範圍第1 〇項之超導元件，其中該工作介質係 選自水、氨水、乙醇等其中之一種。