TW201512625A - 熱管結構及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種熱管結構及其製造方法，該熱管結構，係包含：一管體、一網狀體，該管體具有一腔室，該腔室係具有一第一側及一第二側及一工作流體，該第一、二側分設有一第一溝槽組及一第二溝槽組，該第一、二溝槽組與第一、二側壁面相交處具有一第一接觸部及一第二接觸部；該網狀體設於該腔室內，與該第一、二接觸部貼設，藉此可大幅減少熱管厚度並更可降低其製造成本者。

Description

熱管結構及其製造方法

一種熱管結構及其製造方法，尤指一種可令熱管更為薄型化，並降低製造成本的熱管結構及其製造方法。

熱管，其表觀上的熱傳導率是銅、鋁等金屬的數倍至數十倍左右而相當的優異，因此是作為冷卻用元件而被運用於各種熱對策相關機器。從形狀來看，熱管可分成圓管形狀的熱管、平面形狀的熱管。為了冷卻CPU等的電子機器的被冷卻零件，基於容易安裝於被冷卻零件且能獲得更寬廣接觸面積的觀點，及隨著冷卻機構的小型化、省空間化，在使用熱管的冷卻機構的情況，也要求該熱管的薄型化，通常宜使用平面(板)或薄型熱管。
在熱管內部設有空間(腔室)來作為工作流體的流路，並收容於該空間(腔室)內的工作流體，經由蒸發、冷凝等的相變化和移動等，而進行熱的轉移。接下來詳細的說明熱管的動作，該熱管具備密封的空洞(腔)部。
因此，業界採用熱管作為遠端導熱之元件，將熱管穿設於散熱鰭片中，利用熱管內部充填之低沸點工作液體在發熱電子元件處（蒸發端）吸熱蒸發，呈蒸氣之工作流體向散熱鰭片移動，在散熱鰭片處（冷凝端）將發熱電子元件產生之熱量傳遞至散熱鰭片，再利用散熱風扇將散熱鰭片上之熱量帶走，完成對電子元件之散熱。
熱管之製造方法係透過於一中空管體中利用一治具之中心棒來裝填金屬粉末，並將該金屬粉末透過燒結之方式於該中空管體內壁形成一毛細結構層，其後對該管體進行抽真空填入工作流體最後封管，而因電子設備之薄型化之需求，而需將熱管壓製作成薄(板)型。
習知技術係透過將一熱管壓扁製成扁平板狀，藉以符合薄型化之需求，要將熱管製作成薄型首要係將熱管進行填粉燒結後將該熱管壓扁成為扁平狀，其後進行填入工作流體後最後進行封管，又或者是先將熱管之管體壓成扁狀，其後在進行填粉燒結作業，但因壓扁後之管體內部腔室極為狹窄，因此造成填粉作業施工不易與困擾，並由於熱管內之毛細結構同時要兼具支撐及毛細力傳導使用，在過於狹窄之空間內則效果有限。
另者，熱管內部之蒸氣通道將會因過度狹窄影響汽液循環，則此一製程及結構甚不適當。
故習知技術具有下列缺點：
1.薄型化熱管加工不易；
2.易破壞熱管內毛細結構；
3.製造成本較高。

本發明之主要目的在提供一種可實現熱管薄型化並降低製造成本的熱管結構。
本發明另一目的在提供一種可製成更為薄型化熱管及降低製造成本的熱管結構製造方法。
為達上述目的，本發明係提出一種熱管結構，係包含：一管體、一網狀體；
　 所述管體具有一腔室，該腔室具有一第一側及一第二側及一工作流體，所述第一、二側壁面分設有一第一溝槽組及一第二溝槽組，該第一、二溝槽組與該第一、二側壁面相交處分別具有一第一接觸部及一第二接觸部。
　 所述網狀體設於前述腔室內，與前述第一、二接觸部貼設。
為達上述目的，本發明係提出一種熱管結構製造方法，係包含下列步驟：
　 提供一管體及一網狀體；
　 於該管體內部腔室壁面軸向開設至少一溝槽；
　 將前述網狀體置入前述腔室；
　 對該管體進行加壓製呈扁平狀；
　 進行抽真空填入工作液體及封管作業。
透過本發明之熱管結構及其製造方法不僅結構簡單且更為薄型化，另外，因製程簡單並以網狀體作為毛細結構即可省去使用中心棒做毛細結構之體積限制，藉以達到更為薄型化，令熱管整體厚度更薄，並更降低其製造成本及良率者。

1‧‧‧熱管結構
11‧‧‧管體
111‧‧‧腔室
111a‧‧‧第一側
111b‧‧‧第二側
111c‧‧‧第三側
111d‧‧‧第四側
112‧‧‧第一溝槽組
113‧‧‧第二溝槽組
114‧‧‧第一接觸部
115‧‧‧第二接觸部
12‧‧‧網狀體
2‧‧‧工作流體

第1圖係為本發明熱管結構之第一實施例之立體剖視圖；
第2圖係為本發明熱管結構之第二實施例之剖視圖；
第3圖係為本發明熱管結構之第三實施例之剖視圖；
第4圖係為本發明熱管結構製造方法第一實施例之步驟流程圖；
第5圖係為本發明熱管結構製造方法第二實施例之步驟流程圖；
第6圖係為本發明熱管結構製造方法第三實施例之步驟流程圖。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。
請參閱第1圖，係為本發明熱管結構之第一實施例之立體剖視圖，如圖所示，所述熱管結構1，係包含：一管體11、一網狀體12；
　 所述管體11具有一腔室111，該腔室111具有一第一側111a及一第二側111b及一工作流體2，所述第一、二側111a、111b壁面分設有一第一溝槽組112及一第二溝槽組113，該第一、二溝槽組112、113與該第一、二側111a、111b壁面相交處分別具有一第一接觸部114及一第二接觸部115，所述第一、二溝槽組112、113係軸向延伸設置於該第一、二側111a、111b壁面。
該腔室111更具有一第三側111c及一第四側111d，所述第一、二側111a、111b係相互對應，所述第三、四側111c、111d係相互對應，並分別連接前述第一、二側111a、111b，所述第一、二溝槽組112、113並未延伸設置於所述第三、四側111c、111d。
　 所述網狀體12係可為編織結構體或蜂巢結構體或幾何立體構形體其中任一，其設於前述腔室111內，與前述第一、二接觸部114、115之至少一側或兩側直接接觸貼設，本發明最佳係貼於第二側111b之第二溝槽組113上，此外所述網狀體12係為金屬網及纖維網其中任一。
　 所述第一、二溝槽組112、113之該等溝槽係選擇呈三角形及半圓形及圓柱型及歐姆字型其中任一，本實施例係以三角形作為說明實施例，但並不引以為限。
請參閱第2圖，係為本發明熱管結構之第二實施例之剖視圖，如圖所示，本實施例部分結構係與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為所述第一、二溝槽組112、113之該等溝槽係呈半圓形及圓柱型及歐姆字型其中任一，本實施例係以歐姆字型作為說明但並不引以為限。
請參閱第3圖，係為本發明熱管結構之第三實施例之剖視圖，如圖所示，本實施例部分結構係與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為所述第一、二溝槽組112、113之該等溝槽係呈半圓形及圓柱型及歐姆字型其中任一，本實施例之第一溝槽組112係呈歐姆字型，所述第二溝槽組係呈半圓形113。
藉由前述第一、二、三實施例所揭示之熱管結構，係可藉由網狀體取代習知粉末燒結，進而大幅減少熱管整體之厚度，實現更為薄型化之熱管結構，並透過第一溝槽組112作為蒸氣通道，第二溝槽組113加強毛細能力則可更加強汽液循環之效率。
另者，雖將熱管製成薄型化仍保有蒸汽通道，令熱管中之汽液循環可持續進行不受空間窄小所影響。
再者，第一、二溝槽組112、113及該網狀體12之設置係可令液態之工作流體21於該腔室111中蒸發後轉換為汽態之工作流體22，該第一溝槽組112可作為蒸汽通道令汽態之工作流體22於該第一溝槽組112中擴散，最後汽態之工作流體22於該第一溝槽組112內或第一、二接觸部114、115冷凝匯集轉換為液態之工作流體21，並因重力作用下滴落於該網狀體12及第二溝槽組113內重複汽液循環。
請參閱第4圖，係為本發明熱管結構製造方法第一實施例之步驟流程圖，請一併參考第1、2、3圖，如圖所示，所述熱管結構製造方法，係包含下列步驟：
S1：提供一管體及一網狀體；
　 係提供一中空之管體11及一網狀體12，所述管體11係可選用兩端呈開放狀或選用至少一端呈開放狀之管體11，該管體11係為一種導熱良導體如銅材質及鋁材質或其相組之合金其中任一，本實施例係以銅材質作為說明實施例但並不引以為限。
　 所述網狀體12係為金屬網及纖維網其中任一，本實施例係以金屬網作為說明但並不引以為限。
S2：於該管體內部腔室壁面軸向開設至少一溝槽；
　　 於該管體11之內部腔室111中沿該管體11之軸向，透過機械加工之方式開設至少一溝槽（第一溝槽組112及第二溝槽組113）。
S3：將前述網狀體置入前述腔室；
　　 將前述網狀體12置入該管體11之腔室111內，該網狀體12可對折或捲曲呈管狀之方式對應置入該腔室111內。
S4：對該管體進行加壓製呈扁平狀；
透過機械加工將內部腔室111已置入網狀體12之管體11連同該網狀體12一起進行加壓作業，直到該管體11呈扁平狀為止，所述機械加工係為沖壓加工及滾軋加工其中任一。
S5：進行抽真空填入工作液體及封管作業。
最後針對前述已製成扁狀之管體11進行抽真空、填入工作流體、以及封管等作業。
請參閱第5圖，係為本發明熱管結構製造方法第二實施例之步驟流程圖，請一併參考第1、2、3圖，如圖所示，所述熱管結構製造方法，係包含下列步驟：
S1：提供一管體及一網狀體；
S2：於該管體內部腔室壁面軸向開設至少一溝槽；
S3：將前述網狀體置入前述腔室；
S4：對該管體進行加壓製呈扁平狀；
S5：進行抽真空填入工作液體及封管作業。
本實施例係與前述第一實施例部分內容相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為所述步驟S4：對該管體進行加壓製成扁平狀此一步驟後更具有一步驟：
S6：對該管體及該網狀體進行燒結作業；
針對已加壓製成扁平狀之管體11及網狀體12一同進行燒結作業，令所述管體11及該網狀體12更為緊密結合。
請參閱第6圖，係為本發明熱管結構製造方法第三實施例之步驟流程圖，請一併參考第1、2、3圖，如圖所示，所述熱管結構製造方法，係包含下列步驟：
S1：提供一管體及一網狀體；
S2：於該管體內部腔室壁面軸向開設至少一溝槽；
S3：將前述網狀體置入前述腔室；
S4：對該管體進行加壓製呈扁平狀；
S5：進行抽真空填入工作液體及封管作業。
本實施例係與前述第一實施例部分內容相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為所述步驟S4：對該管體進行加壓製成扁平狀此一步驟後更具有一步驟：
S7：對該管體及該網狀體進行擴散接合作業；
針對已加壓製成扁平狀之管體11及網狀體12一同進行擴散接合作業，令所述管體11及該網狀體12更為緊密結合。
透過本發明之熱管結構及其製造方法不僅可改善使用中心棒做毛細結構之體積限制此缺點，進者更可令熱管達到更為薄型化，使熱管整體厚度更薄，並降低其製造成本者。

 

1‧‧‧熱管結構

11‧‧‧管體

111‧‧‧腔室

111a‧‧‧第一側

111b‧‧‧第二側

111c‧‧‧第三側

111d‧‧‧第四側

112‧‧‧第一溝槽組

113‧‧‧第二溝槽組

114‧‧‧第一接觸部

115‧‧‧第二接觸部

12‧‧‧網狀體

2‧‧‧工作流體

Claims (11)

1. 一種熱管結構，係包含：
    一管體，具有一腔室，該腔室具有一第一側及一第二側及一工作流體，所述第一、二側壁面分設有一第一溝槽組及一第二溝槽組，該第一、二溝槽組與該第一、二側壁面相交處分別具有一第一接觸部及一第二接觸部；
    一網狀體，設於前述腔室內，與前述第一、二接觸部之至少一接觸部相貼設。
2. 如申請專利範圍第1項所述之熱管結構，所述第一、二溝槽組係軸向延伸設置於該第一、二側壁面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之熱管結構，其中該腔室更具有一第三側及一第四側，所述第一、二側係相互對應，所述第三、四側係相互對應並分別連接前述第一、二側，所述第一、二溝槽組並未延伸設置於所述第三、四側。
4. 如申請專利範圍第1項所述之熱管結構，所述第一溝槽組之該等溝槽係選擇呈三角形及半圓形及圓柱型及歐姆字型其中任一。
5. 如申請專利範圍第1項所述之熱管結構，所述第二溝槽組之該等溝槽係選擇呈三角形及半圓形及圓柱型及歐姆字型其中任一。
6. 如申請專利範圍第1項所述之熱管結構，所述網狀體係為金屬網及纖維網其中任一。
7. 一種熱管結構製造方法，係包含下列步驟：
     提供一管體及一網狀體；
     於該管體內部腔室壁面軸向開設至少一溝槽；
     將前述網狀體置入前述腔室；
     對該管體進行加壓製呈扁平狀；
     進行抽真空填入工作液體及封管作業。
8. 如申請專利範圍第7項所述之熱管結構製造方法，其中所述步驟對該管體進行加壓製成扁平狀後更具有一步驟對該管體及該網狀體進行燒結作業。
9. 如申請專利範圍第7項所述之熱管結構製造方法，其中所述於該管體內部腔室壁面軸向開設至少一溝槽係透過機械加工之方式開設溝槽。
10. 如申請專利範圍第7項所述之熱管結構製造方法，其中所述對該管體進行加壓製呈扁平狀係透過機械加工之方式進行，所述機械加工係為沖壓加工及滾軋加工其中任一。
11. 如申請專利範圍第7項所述之熱管結構製造方法，其中所述步驟對該管體進行加壓製成扁平狀後更具有一步驟對該管體及該網狀體進行擴散接合作業。