TW202026581A - 可撓性熱導體及其製造方法 - Google Patents

可撓性熱導體及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202026581A
TW202026581A TW108135487A TW108135487A TW202026581A TW 202026581 A TW202026581 A TW 202026581A TW 108135487 A TW108135487 A TW 108135487A TW 108135487 A TW108135487 A TW 108135487A TW 202026581 A TW202026581 A TW 202026581A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
base member
thermal conductor
aforementioned
flexible thermal
film
Prior art date
Application number
TW108135487A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI760642B (zh
Inventor
金性鎭
鄭哲在
林鐘現
Original Assignee
韓國科學技術院
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 韓國科學技術院 filed Critical 韓國科學技術院
Publication of TW202026581A publication Critical patent/TW202026581A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI760642B publication Critical patent/TWI760642B/zh

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0283—Means for filling or sealing heat pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0241—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the tubes being flexible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/025—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes having non-capillary condensate return means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0258—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with means to remove contaminants, e.g. getters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/06—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20336—Heat pipes, e.g. wicks or capillary pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/02—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
    • F28F2275/025—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials by using adhesives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/06—Fastening; Joining by welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3737—Organic materials with or without a thermoconductive filler

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本揭示案提供一種平板脈動熱管，其具有可撓性且具有經改良之密封能力以便不會洩漏其中之工作流體，且提供其製造方法。前述平板脈動熱管包括：基底構件，其具有經電漿處理之上部表面或下部表面，其中前述基底構件具有形成於其中之複數個通道且前述通道中之每一者的末端部分皆彎曲且彼此連接以形成閉環類型或閉合類型；及一對表面膜，其接合至前述基底構件之上部部分及下部部分且在前述基底構件之外部分處彼此接合以密封前述通道。

Description

可撓性熱導體及其製造方法
[相關申請案之交互參照]
本申請案根據35 U.S.C. §119主張2019年1月04日向韓國智慧財產局申請之韓國專利申請案第10-2019-0001055號的優先權，該案之全部揭示內容以引用的方式併入本文中。
以下揭示內容係關於可撓性熱導體及其製造方法。
諸如智慧手錶、可佩戴裝置及其類似者之各種可撓性電子裝置已在近期開發。隨著此等裝置之效能增加，所產生之熱量的量亦增加。詳言之，局部熱量產生可在此等電子裝置中發生。結果，其可引起電子裝置之特定部分中的過度溫度增加，此情形可引起電子裝置中之問題且可對使用者造成安全風險。因此，為了解決上文所提及之問題，必要地要求將合適之熱耗散裝置應用於此等電子裝置。
作為熱耗散裝置或冷卻裝置，主要使用熱管。典型熱管包括空的空間及吸液芯結構。熱管愈細，則汽化之工作流體歸因於其吸液芯結構而移動的空間愈窄，此情形導致其效能之迅速降低。因此，在將熱管應用於超細電子裝置時存在限制。為了克服上文所提及之問題，已提出脈動熱管。如圖1中所說明，脈動熱管包括無吸液芯結構之平滑微管束，及在脈動及傳送熱量之管中包括液塞及蒸氣插塞的經對準之塞-列單元(slug-train unit)。脈動熱管可經製造為細的，此係因為其中不具有吸液芯結構且具有簡單結構，此情形適於應用於微電子裝置。
為了允許如圖1中所說明之習知脈動熱管具有可撓性，申請人已申請且註冊韓國專利公開案第10-1801823號(「聚合物基脈動熱管及其製造方法(Polymer-Based Pulsating Heat Pipe and Manufacturing Method thereof)」，2017年11月21日公開，相關先前技術1)。
相關先前技術1之組態將得以簡要地描述。上部膜及下部膜彼此熱接合而同時具有介入於其間的形成工作流體之通道的基底構件，且基底構件由具有可撓性之材料形成，藉此製造具有可撓性的熱管。在相關先前技術1中所使用之熱接合方法為熔融基底構件且接著將上部膜及下部膜彼此接合的方法。結果，管之形狀變形為圓，此情形導致脈動熱管之效能的降低。在相關先前技術之狀況下，當表面膜接合至側部分時，聚合物暴露至外部。因此，存在的問題是：非冷凝氣體自外部穿透至脈動熱管中且脈動熱管之效能降低。
[相關先前技術文獻]
[專利文件]
韓國專利公開案第10-1801823號(「聚合物基脈動熱管及其製造方法(Polymer-Based Pulsating Heat Pipe and Manufacturing Method thereof)」，2017年11月21日公開)。
本發明之實施例係針對提供一種可撓性熱導體，其具有可撓性且具有經改良之密封能力以防止內部的工作流體洩漏且防止氣體自外部穿透至脈動熱管中，及提供其製造方法。
在一個一般態樣中，一種可撓性熱導體包括：基底構件，其形成通道且具有經電漿處理之上部表面或下部表面，其中前述通道為流體通路；及一對表面膜，其接合至前述基底構件之上部部分及下部部分且在前述基底構件之外部分處彼此接合以密封前述通道。
前述可撓性熱導體可為可撓性平板脈動熱管，且前述基底構件可具有形成於其中之複數個通道，且前述通道中之每一者的末端部分皆彎曲且彼此連接以形成閉環類型或閉合類型。
前述基底構件之前述經電漿處理的上部表面或下部表面可經矽氧烷基表面改質且接著接合至前述表面膜。
前述基底構件之前述經矽氧烷基(siloxane-based)表面改質的上部表面或下部表面可再次經電漿處理且接著接合至前述表面膜。
前述表面膜可包括：阻擋層，其防止氣體穿透以使得前述通道維持真空狀態，且各自具有與前述基底構件接觸之一表面；及膜層，其形成於前述阻擋層之其他表面上。
前述阻擋層中之每一者的一表面塗佈有矽基材料且接著與前述基底構件接觸，使得前述表面膜及前述基底構件可彼此接合。
塗佈有前述矽基材料的前述阻擋層中之每一者的一表面經電漿處理且接著與前述基底構件接觸，使得前述表面膜及前述基底構件可彼此接合。
前述基底構件及前述表面膜可經加壓且彼此接合。
前述基底構件及前述表面膜可經加熱且彼此接合。
前述阻擋層可由金屬材料形成。
前述基底構件可由熱塑性聚合物形成。
前述對表面膜可在前述基底構件之前述外部分處經焊接或熔焊，且彼此接合。
在另一態樣中，一種可撓性熱導體之製造方法包括：a) 對形成有通道之基底構件的上部表面或下部表面進行電漿處理，其中前述通道為流體通路；及b) 用一對表面膜覆蓋前述基底構件之上部部分及下部部分，將前述基底構件及前述對表面膜彼此接合，且在前述基底構件之外部分處將前述對表面膜彼此接合以密封前述通道。
可撓性熱導體之前述製造方法可為可撓性平板脈動熱管的製造方法，且在步驟a)中，前述基底構件可具有形成於其中之複數個通道，且前述通道中之每一者的末端部分皆可彎曲且彼此連接以形成閉環類型或閉合類型。
在步驟a)中，前述基底構件之前述經電漿處理的上部表面或下部表面可經矽氧烷基表面改質。
在步驟a)中，前述基底構件之前述經矽氧烷基表面改質的上部表面或下部表面可再次經電漿處理。
前述表面膜可包括：阻擋層，其防止氣體穿透以使得前述通道維持真空狀態，且各自具有與前述基底構件接觸之一表面；及膜層，其形成於前述阻擋層之其他表面上，且在步驟b)中，前述阻擋層中之每一者的一表面塗佈有矽基材料且接著與前述基底構件接觸，使得前述表面膜及前述基底構件可彼此接合。
在步驟b)中，塗佈有前述矽基材料的前述阻擋層中之每一者的一表面經電漿處理且接著與前述基底構件接觸，使得前述表面膜及前述基底構件可彼此接合。
在步驟b)中，前述基底構件及前述表面膜可經加壓且彼此接合。
在步驟b)中，前述基底構件及前述表面膜可經加熱且彼此接合。
在步驟b)中，前述對表面膜可在前述基底構件之前述外部分處經焊接或熔焊，且彼此接合。
下文中，根據本發明之可撓性熱導體的示範性實施例將參看隨附圖式來詳細地描述。
[可撓性熱導體]
圖2說明根據本發明之示範性實施例的可撓性熱導體經拆卸之狀態。
如圖2中所說明，根據本發明之示範性實施例的可撓性熱導體可包括基底構件100及表面膜。圖2中所說明的根據本發明之示範性實施例的可撓性熱導體為可撓性平板脈動熱管。此處，本發明不限於圖2中所說明之可撓性平板脈動熱管，而可應用於各種形式之可撓性熱導體。
為形成複數個通道之部件的基底構件100可包括第一基底部件110及第二基底部件120，第一基底部件110及第二基底部件120經形成而如圖2中所說明彼此分開。第一基底部件110及第二基底部件120彼此分開且安置於同一平面上。第一基底部件110及第二基底部件120經安置為以鋸齒方式彼此間隔開，藉此以鋸齒方式形成複數個通道。然而，在本發明中，藉由基底構件100所形成之通道的數目不限於複數個，且僅單一通道可得以形成。根據另一示範性實施例，複數個通道可能不彼此連接。
圖3說明在水平方向上的上文所述之基底構件100的橫截面。
如圖3中所說明，包括在基底構件100中之第一基底部件110及第二基底部件120經安置為彼此分開且間隔開，藉此形成複數個通道130，通道130為工作流體所噴射且接收至的部分。藉由第一基底部件110及第二基底部件120所形成之通道130中之每一者的末端部分皆彎曲且彼此連接，以形成閉環類型或閉合類型。複數個通道130中之每一者的末端部分皆彎曲且彼此連接以形成閉環類型或閉合類型，此情形可為僅可撓性平板脈動熱管之特性。
然而，本發明不限於第一基底部件110及第二基底部件120經安置為彼此分開且間隔開。根據另一示範性實施例，第一基底部件110及第二基底部件120彼此連接之複數個通道130經形成以形成閉環類型或閉合類型，且第一基底部件110及第二基底部件120彼此連接以促進儲存及製造。
基底構件100可由熱塑性聚合物形成。基底構件100由熱塑性聚合物材料形成之原因在於，基底構件100具有一定程度之可撓性。能夠形成基底構件100之熱塑性聚合物的實例包括聚碳酸酯、有機聚合物、聚乙烯、聚酯、丙烯酸基聚合物，及其類似者。
基底構件100之上部表面及下部表面，亦即，第一基底部件110及第二基底部件120中之每一者的上部表面或下部表面可經電漿處理、矽氧烷基表面改質，且接著再次經電漿處理。此將增加基底構件100與稍後將描述之表面膜之間的黏著，且基底構件100之上部表面或下部表面可經由電漿處理-矽氧烷基表面改質-電漿處理而氧化以改良黏著。
一對表面膜分別接合至基底構件100之上部及下部表面，以密封藉由基底構件100所形成的通道130。在本示範性實施例中，該對表面膜可為圖2中所說明之上部膜210及下部膜220。
如圖2中所說明，上部膜210及下部膜220彼此具有相同的面積且可具有大於基底構件100之面積的面積，以覆蓋基底構件100而同時接合至基底構件100之上部部分及下部部分。然而，本發明不限於上部膜210及下部膜220彼此具有相同的面積。根據另一示範性實施例，上部膜210及下部膜220之面積大於基底構件100的面積，且上部膜210或下部膜220具有大於其他膜之面積。
圖4示意性地說明在基底構件100及表面膜(上部膜及下部膜)彼此接合之狀態下的根據本發明之示範性實施例的可撓性熱導體之垂直方向上的橫截面。
如圖4中所說明，上部膜210及下部膜220可在基底構件100之外部分處彼此接合，藉此密封藉由基底構件100所形成之複數個通道130。
圖5為圖4之構件A的放大視圖。
如圖5中所說明，上部膜210可包括上部膜層211、上部阻擋層212及上部矽層213。
上部膜層211可由諸如聚醯亞胺之聚合物材料形成以對上部膜210提供可撓性，且可在上部膜210之最外部分處形成以保護上部阻擋層212。除此之外，上部膜層211亦可由所有工程塑膠形成，諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氨基甲酸酯、聚對苯二甲酸丁二酯，及其類似者。
上部阻擋層212防止通道130中所含之工作流體溢出至外部而同時密封通道130以使得無外部氣體流至通道130中，且可為由金屬材料形成的膜。上部阻擋層212可由金屬材料形成，所述金屬材料的一些實例包括銅(Cu)、鋁(Al)、不鏽鋼、鉑(Pt)、碳鋼，及其類似者，但上部阻擋層212之材料不限於此且可使用所有種類的金屬。
在本示範性實施例中，上部阻擋層212之材料限於銅或鋁且其厚度為受限的，此係因為，為了將根據本發明之可撓性熱導體應用於可撓性電子裝置或可佩戴裝置，可撓性熱導體必須具有可撓性。另外，為了有效地防止氣體穿透，上部阻擋層212可經形成為具有10 ㎛或10 ㎛以上之厚度。
經形成以增加與基底構件100之黏著的上部矽層213可藉由在上部阻擋層212之一表面(在基底構件100之方向上的一表面)上塗佈矽基材料而形成。在上部矽層213以與基底構件100相同之方式經電漿處理以具有增加之黏著的狀態下，上部矽層213可與基底構件100之上部表面接觸以增加黏著。
如圖5中所說明，下部膜220可包括下部膜層221、下部阻擋層222及下部矽層223。下部膜層221、下部阻擋層222及下部矽層223分別對應於上部膜210之上部膜層211、上部阻擋層212及上部矽層213，且可具有與上部膜層211、上部阻擋層212及上部矽層213相同的作用、材料及形狀。然而，上部膜210及下部膜220之每一層的材料可取決於本發明之用途或環境而變化。舉例而言，當假設熱傳送並未在本發明之可撓性熱導體的上部部分上執行且蒸發構件及冷凝構件形成於可撓性熱導體之下部部分上以執行熱傳送時，上部膜210之每一層可由有利於熱絕緣的材料形成，亦即，具有低的熱傳送係數之材料，且下部膜220可由具有高的熱傳送係數之材料形成。
在本發明中，基底構件100之上部表面及下部表面藉由電漿處理而分別氧化，且上部膜210及下部膜220之矽層亦藉由電漿處理而氧化。由於經電漿處理的基底構件100之上部及下部表面以及矽層之氧化的程度係藉由電漿之程度來判定，因此基底構件100、上部膜210及下部膜220之氧化的程度可經由在電漿處理中調整電漿之程度來調整以調整黏著且將欲進行電漿處理的材料擴張至所有聚合物材料。結果，製造具有較高黏著之可撓性熱導體為容易的，且有可能製造具有各種特性之可撓性熱導體。
如上文所述，基底構件100之上部表面及下部表面分別接合至上部膜210及下部膜220。此後，基底構件100、上部膜210及下部膜220經加熱及加壓以彼此接合，使得藉由基底構件100所形成之通道130可完全密封。然而，根據本發明的用於將上部膜210及下部膜220接合至基底構件100之方法不限於上文所述的加壓及加熱方法。根據另一方法，表面膜及基底構件100亦可僅藉由在室溫下在基底構件100之方向上對上部膜210及下部膜220加壓而彼此接合。與在室溫下對上部膜210及下部膜220加壓之方法相比，完成接合之時間在於基底構件100的方向上對上部膜210及下部膜220加壓及加熱的方法中減少。因此，使用根據本發明的可撓性熱導體之製造方法的使用者可選擇性地選擇在室溫下對上部膜210及下部膜220加壓之方法及對上部膜210及下部膜220加壓及加熱之方法中的一者，該等方法為上文所述之方法。
如圖5中所說明，上部矽層213及下部矽層223可形成於基底構件100之外部分處，第一基底部件110及通道130並未位於該外部分中，且上部膜210及下部膜220之末端部分可藉由使用焊接部件300進行焊接而彼此接合。經由焊接部件300接合上部膜210及下部膜220之末端部分(亦即，上部阻擋層212及下部阻擋層222)的原因在於，防止空氣或非冷凝氣體經由上部阻擋層212與下部阻擋層222之間的空間流至脈動熱管中。為此目的，上部矽層213及下部矽層223並未形成達至各別膜之末端部分，以暴露由金屬材料形成的上部阻擋層212及下部阻擋層222。結果，上部阻擋層212及下部阻擋層222可在膜之末端部分處彼此表面接觸，且可經由焊接部件300焊接。在圖5中，焊接部件300僅形成於上部膜210及下部膜220之末端部分處，但本發明不限於此。根據另一示範性實施例，圖5中所說明之焊接部件300亦可藉由在上部阻擋層212或下部阻擋層222之一表面上形成層而延伸至第一基底部件110的側表面。
然而，本發明並不將使上部膜210及下部膜220在其末端部分處彼此接合之方法限於使用焊接部件300之焊接。根據另一示範性實施例，上部膜210之上部阻擋層212及下部膜220之下部阻擋層222藉由使用熔焊部件進行熔焊而彼此接合，藉此使得有可能防止空氣或非冷凝氣體自外部流至熱管中。
由於脈動熱管之操作效率在鄰近之通道之間的壓力差為大時增加，因此使用取決於溫度具有飽和蒸氣壓力之大差的工作流體為有利的。因此，根據本示範性實施例之通道130中所含的工作流體可為r型冷凍劑(r-134等)或HFE-700而非水。此處，當飽和蒸氣壓力為1大氣壓時，溫度低於零或即使溫度為高仍為30攝氏度或30攝氏度以下。因此，在此溫度或較高之溫度下操作的脈動熱管之內部壓力(通道130之壓力)變為1大氣壓或1大氣壓以上。
上文所述的根據本發明之可撓性熱導體具有可撓性來應用於諸如可撓性智慧電話或可佩戴裝置的可撓性電子裝置，而同時改良密封能力以防止氣體自外部穿透至其內部中。
[可撓性熱導體之製造方法]
下文中，根據本發明之示範性實施例的可撓性熱導體之製造方法將參看隨附圖式來詳細地描述。在根據本發明之示範性實施例的可撓性熱導體之製造方法中所製造的熱導體與為上文所述之可撓性熱導體的可撓性平板脈動熱管相同，且相同名稱或圖號之組態被視為具有相同組態。然而，在本發明中，下文將要描述之可撓性熱導體之製造方法不限於可撓性平板脈動熱管的製造。
圖6示意性地說明根據本發明之示範性實施例的可撓性熱導體之製造方法之次序。
根據本發明之示範性實施例的可撓性熱導體之製造方法可包括步驟a)及步驟b)。
步驟a)對應於圖6中所說明之(1)的過程，且在步驟a)中，基底構件100經製備。基底構件100之上部及下部表面經電漿處理、矽氧烷基表面改質且接著再次經電漿處理以氧化基底構件100的上部表面及下部表面，藉此改良基底構件100之上部表面與下部表面之間的黏著。在步驟a)中的基底構件100之上部表面及下部表面之電漿處理的程度可取決於過程或構成基底構件100之熱塑性聚合物材料而變化。
步驟b)對應於圖6中所說明之(2)的過程，且在步驟b)中，表面膜，亦即上部膜210及下部膜220經製備且接著接合至基底構件100。分別包括於上部膜210及下部膜220中之上部阻擋層212及下部阻擋層222的一表面(基底構件100側之一表面)可塗佈有矽材料，以分別形成上部矽層213及下部矽層223。
在上部膜210及下部膜220接合至基底構件100之前，上部矽層213及下部矽層223可各自經電漿處理且氧化以改良黏著。
當上部膜210及下部膜220在步驟b)中接合至基底構件100時，上部矽層213及下部矽層223藉由加熱上部膜210及下部膜220同時在如圖6中所說明之(2)之過程中所說明的基底構件100之方向上對上部膜210及下部膜220加壓而分別接合至基底構件100的上部表面及下部表面，藉此使得有可能密封藉由基底構件100所形成之通道130。然而，根據本發明的在步驟b)中之用於將上部膜210及下部膜220接合至基底構件100之方法不限於上文所述的加壓及加熱方法。根據另一方法，表面膜及基底構件100亦可僅藉由在室溫下在基底構件100之方向上對上部膜210及下部膜220加壓而彼此接合。與在室溫下對上部膜210及下部膜220加壓之方法相比，完成接合之時間在步驟b)中的在基底構件100之方向上對上部膜210及下部膜220加壓及加熱的方法中減少。因此，使用根據本發明的可撓性熱導體之製造方法的使用者可選擇性地選擇在室溫下對上部膜210及下部膜220加壓之方法及對上部膜210及下部膜220加壓及加熱之方法中的一者，該等方法為上文所述之方法。
在步驟b)中，上部膜210及下部膜220之末端部分，亦即基底構件100之外部分可彼此焊接及接合。在此狀況下，上部矽層213及下部矽層223並未形成達至上部膜210及下部膜220之末端部分且僅形成達至形成基底構件100的部分，使得上部膜210及下部膜220可經焊接，藉此使得有可能使分別包括於上部膜210及下部膜220中的由金屬形成之阻擋層在基底構件100的外部分處彼此接觸。
然而，本發明並不將在步驟b)中的將上部膜210及下部膜220在其末端部分處彼此接合之方法限於使用焊接部件300之焊接。根據另一示範性實施例，上部膜210之上部阻擋層212及下部膜220之下部阻擋層222在步驟b)中藉由使用熔焊部件進行熔焊而彼此接合，藉此使得有可能防止空氣或非冷凝氣體自外部流至熱管中。
當上文所述之步驟a)及b)經執行時，可撓性熱導體如在圖6之(3)的過程中而最終製造。
根據本發明的可撓性熱導體之製造方法可進一步包括在表面膜及基底構件100的接合期間將工作流體噴射至基底構件100之通道130中的步驟。工作流體之噴射的步驟可進一步包括如下步驟：藉由將上部膜210及下部膜220彼此接合而在可撓性熱導體上固定矽管(silica tube)，除了用於工作流體之噴射的矽管可插入至之部分；將矽管插入至不執行接合之部分中；及接著將真空環氧樹脂或陶瓷應用於矽管的周邊。
根據如上文所述的根據本發明之可撓性熱導體及其製造方法，脈動熱管內部之工作流體可經由簡單過程有效地密封，氣體自外部之穿透可經有效地阻擋，此係由於基底構件與表面膜之間的黏著為極佳的，根據本發明之可撓性熱導體所應用於的產品可經使用歷時長的時段，或密封可在即使大量屈曲發生之情況下仍得以維持，且脈動熱管與具有可撓性之習知脈動熱管相比具有較簡單的結構，使得經濟效率可為極佳的。
本發明不限於上文所提及之示範性實施例，且可以各種方式應用，且可以各種方式修改，而不會脫離申請專利範圍中所主張的本發明之主旨。
100:基底構件 110:第一基底部件 120:第二基底部件 130:通道 210:上部膜 211:上部膜層 212:上部阻擋層 213:上部矽層 220:下部膜 221:下部膜層 222:下部阻擋層 223:下部矽層 300:焊接部件
圖1為說明典型脈動熱管之操作原理的示意圖。
圖2為根據本發明之示範性實施例的可撓性熱導體之分解透視圖。
圖3為沿著根據本發明之示範性實施例的可撓性熱導體之基底構件之水平方向截取的橫截面圖。
圖4為沿著根據本發明之示範性實施例的可撓性熱導體之垂直方向截取的橫截面圖。
圖5為圖4之部分放大視圖。
圖6為示意性地說明根據本發明之示範性實施例的可撓性熱導體之製造方法之次序的視圖。
100:基底構件
110:第一基底部件
120:第二基底部件
210:上部膜
220:下部膜

Claims (21)

  1. 一種可撓性熱導體，其包含： 基底構件，其形成通道且具有經電漿處理之上部表面或下部表面，其中前述通道為流體通路；及 一對表面膜，其接合至前述基底構件之上部部分及下部部分且在前述基底構件之外部分處彼此接合以密封前述通道。
  2. 如請求項1所記載之可撓性熱導體，其中前述可撓性熱導體為可撓性平板脈動熱管，且 前述基底構件具有形成於其中之複數個通道，且前述複數個通道中之每一者的末端部分皆彎曲且彼此連接以形成閉環類型或閉合類型。
  3. 如請求項1所記載之可撓性熱導體，其中前述基底構件之前述經電漿處理的上部表面或下部表面經矽氧烷基表面改質且接著接合至前述對表面膜。
  4. 如請求項3所記載之可撓性熱導體，其中前述基底構件之前述經矽氧烷基表面改質的上部表面或下部表面再次經電漿處理且接著接合至前述對表面膜。
  5. 如請求項1所記載之可撓性熱導體，其中前述對表面膜包括： 阻擋層，其防止氣體穿透以使得前述通道維持真空狀態，且各自具有與前述基底構件接觸之一表面；及 膜層，其形成於前述阻擋層之其他表面上。
  6. 如請求項5所記載之可撓性熱導體，其中前述阻擋層中之每一者的一表面塗佈有矽基材料且接著與前述基底構件接觸，使得前述對表面膜及前述基底構件彼此接合。
  7. 如請求項6所記載之可撓性熱導體，其中塗佈有前述矽基材料的前述阻擋層中之每一者的一表面經電漿處理且接著與前述基底構件接觸，使得前述對表面膜及前述基底構件彼此接合。
  8. 如請求項1所記載之可撓性熱導體，其中前述基底構件及前述對表面膜經加壓且彼此接合。
  9. 如請求項1所記載之可撓性熱導體，其中前述基底構件及前述對表面膜經加熱且彼此接合。
  10. 如請求項5所記載之可撓性熱導體，其中前述阻擋層由金屬材料形成。
  11. 如請求項1所記載之可撓性熱導體，其中前述基底構件由熱塑性聚合物形成。
  12. 如請求項1所記載之可撓性熱導體，其中前述對表面膜在前述基底構件之前述外部分處經焊接或熔焊，且彼此接合。
  13. 一種可撓性熱導體之製造方法，其包含以下步驟： a) 對形成有通道之基底構件的上部表面或下部表面進行電漿處理，其中前述通道為流體通路；及 b) 用一對表面膜覆蓋前述基底構件之上部部分及下部部分，將前述基底構件及前述對表面膜彼此接合，且在前述基底構件之外部分處將前述對表面膜彼此接合以密封前述通道。
  14. 如請求項13所記載之可撓性熱導體之製造方法，其中前述製造方法為可撓性平板脈動熱管的製造方法，且 在步驟a)中，前述基底構件具有形成於其中之複數個通道，且前述複數個通道中之每一者的末端部分皆彎曲且彼此連接以形成閉環類型或閉合類型。
  15. 如請求項13所記載之可撓性熱導體之製造方法，其中在步驟a)中，前述基底構件之前述經電漿處理的上部表面或下部表面經矽氧烷基表面改質。
  16. 如請求項15所記載之可撓性熱導體之製造方法，其中在步驟a)中，前述基底構件之前述經矽氧烷基表面改質的上部表面或下部表面再次經電漿處理。
  17. 如請求項13所記載之可撓性熱導體之製造方法，其中前述對表面膜包括： 阻擋層，其防止氣體穿透以使得前述通道維持真空狀態，且各自具有與前述基底構件接觸之一表面；及 膜層，其形成於前述阻擋層之其他表面上，且 在步驟b)中，前述阻擋層中之每一者的一表面塗佈有矽基材料且接著與前述基底構件接觸，使得前述對表面膜及前述基底構件彼此接合。
  18. 如請求項17所記載之可撓性熱導體之製造方法，其中在步驟b)中，塗佈有前述矽基材料的前述阻擋層中之每一者的一表面經電漿處理且接著與前述基底構件接觸，使得前述對表面膜及前述基底構件彼此接合。
  19. 如請求項13所記載之可撓性熱導體之製造方法，其中在步驟b)中，前述基底構件及前述對表面膜經加壓且彼此接合。
  20. 如請求項13所記載之可撓性熱導體之製造方法，其中在步驟b)中，前述基底構件及前述對表面膜經加熱且彼此接合。
  21. 如請求項13所記載之可撓性熱導體之製造方法，其中在步驟b)中，前述對表面膜在前述基底構件之前述外部分處經焊接或熔焊，且彼此接合。
TW108135487A 2019-01-04 2019-10-01 可撓性平板脈動熱導體及其製造方法 TWI760642B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0001055 2019-01-04
KR1020190001055A KR102173228B1 (ko) 2019-01-04 2019-01-04 연성 평판 진동형 히트파이프 및 이의 제작 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202026581A true TW202026581A (zh) 2020-07-16
TWI760642B TWI760642B (zh) 2022-04-11

Family

ID=71405026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108135487A TWI760642B (zh) 2019-01-04 2019-10-01 可撓性平板脈動熱導體及其製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11204203B2 (zh)
JP (1) JP6926251B2 (zh)
KR (1) KR102173228B1 (zh)
TW (1) TWI760642B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115560621A (zh) * 2022-11-17 2023-01-03 福建龙净环保股份有限公司 一种多管排重力真空热管灌注排气方法及系统

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4214457A1 (en) * 2020-09-18 2023-07-26 Honeywell International Inc. Low-pressure heat pipes and heat transfer methods using low-pressure for heat pipes
EP4181642A1 (en) * 2021-11-16 2023-05-17 JJ Cooling Innovation Sàrl Cooling system for electronic component racks

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003046045A (ja) * 2001-07-26 2003-02-14 Tokai Rubber Ind Ltd 熱移動シート
JP2003042674A (ja) 2001-07-26 2003-02-13 Tokai Rubber Ind Ltd 熱移動シート
JP4032954B2 (ja) * 2002-07-05 2008-01-16 ソニー株式会社 冷却装置、電子機器装置、音響装置及び冷却装置の製造方法
CN100590377C (zh) * 2005-02-18 2010-02-17 阳傑科技股份有限公司 热管冷却系统及其热传递连接器
KR100728787B1 (ko) * 2005-11-30 2007-06-19 삼성에스디아이 주식회사 직접 메탄올형 연료 전지
GB0701909D0 (en) * 2007-01-31 2007-03-14 Imp Innovations Ltd Deposition Of Organic Layers
US8919426B2 (en) * 2007-10-22 2014-12-30 The Peregrine Falcon Corporation Micro-channel pulsating heat pipe
US20090228082A1 (en) * 2008-03-07 2009-09-10 Smiths Medical Asd, Inc. Patient heat transfer device
US9163883B2 (en) * 2009-03-06 2015-10-20 Kevlin Thermal Technologies, Inc. Flexible thermal ground plane and manufacturing the same
CN102341459B (zh) * 2009-03-12 2014-01-01 道康宁公司 热界面材料和它们的制备与使用方法
EP2246654B1 (en) * 2009-04-29 2013-12-11 ABB Research Ltd. Multi-row thermosyphon heat exchanger
JP4818399B2 (ja) * 2009-06-15 2011-11-16 三菱電機株式会社 静電霧化装置及び空気調和機
TW201420990A (zh) 2012-11-16 2014-06-01 Nat Univ Tainan 微流道散熱裝置之製作方法
US9341418B2 (en) * 2013-03-01 2016-05-17 International Business Machines Corporation Thermal transfer structure with in-plane tube lengths and out-of-plane tube bend(s)
US9085719B2 (en) * 2013-03-18 2015-07-21 International Business Machines Corporation Thermally reversible thermal interface materials with improved moisture resistance
US9921004B2 (en) * 2014-09-15 2018-03-20 Kelvin Thermal Technologies, Inc. Polymer-based microfabricated thermal ground plane
WO2016060350A1 (ko) * 2014-10-14 2016-04-21 한국과학기술원 다양한 각도에서 적용 가능한 평판 진동형 히트파이프 및 이의 제작방법
KR101656857B1 (ko) * 2015-07-27 2016-09-13 가천대학교 산학협력단 미세유체 디바이스 제조를 위한 pmma 기판의 본딩 방법
TWI556376B (zh) * 2015-08-28 2016-11-01 國立交通大學 導熱模組
US11002290B2 (en) * 2016-01-08 2021-05-11 General Electric Company Heat exchanger for embedded engine applications: curvilinear plate
CN106686947B (zh) * 2016-12-30 2018-11-09 华为机器有限公司 散热器及通信产品
KR101801823B1 (ko) * 2017-03-06 2017-11-27 한국과학기술원 폴리머 기반 진동형 히트 파이프 및 제작방법
JP6886877B2 (ja) * 2017-07-12 2021-06-16 新光電気工業株式会社 ループ型ヒートパイプ及びその製造方法
CN109599364A (zh) * 2018-12-18 2019-04-09 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 Tft阵列基板及其制作方法与oled显示面板
US10816274B2 (en) * 2019-03-15 2020-10-27 Murata Manufacturing Co., Ltd. Vapor chamber

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115560621A (zh) * 2022-11-17 2023-01-03 福建龙净环保股份有限公司 一种多管排重力真空热管灌注排气方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP6926251B2 (ja) 2021-08-25
US20200217594A1 (en) 2020-07-09
KR20200085034A (ko) 2020-07-14
KR102173228B1 (ko) 2020-11-03
JP2020109349A (ja) 2020-07-16
US11204203B2 (en) 2021-12-21
TWI760642B (zh) 2022-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI760642B (zh) 可撓性平板脈動熱導體及其製造方法
KR101801823B1 (ko) 폴리머 기반 진동형 히트 파이프 및 제작방법
US10710333B2 (en) Heat transport structure and manufacturing method thereof
JP7353024B2 (ja) Ｕｍベース構成
US9491890B2 (en) Thermally conductive body and electronic device using same
JP2011190925A (ja) 断熱体及び断熱体の製造方法
JP2016031820A (ja) フッ素樹脂フィルム面状ヒータ
JP5395845B2 (ja) パウチセルバッテリ装置、ならびに対応する製造方法および使用法
JP4306665B2 (ja) シート状ヒートパイプおよびその製造方法
RU2736470C1 (ru) Способ изготовления холодильного и/или морозильного аппарата
JP5250559B2 (ja) 熱制御装置及び熱制御装置の製造方法
CN111076578A (zh) 热管、电子设备及加工工艺
JP4392724B2 (ja) サセプタ
US20040101657A1 (en) Method of microfluidic construction using composite polymer films
TWI504307B (zh) 片狀加熱器
JP5587484B1 (ja) 面状ヒータ及びこの面状ヒータの製造方法
JP2008500912A (ja) 耐熱性積層体およびそのような積層体の製造方法
JP2008500912A6 (ja) 耐熱性積層体およびそのような積層体の製造方法
US20200003650A1 (en) Apparatus and Method for Thermal Insulation of High-Temperature Pressure Sensors
CN112781418A (zh) 热传导部件
JP4185211B2 (ja) 温度制御用プレートの製造方法
KR102109972B1 (ko) 반도체공정용 히터 재킷
KR102466993B1 (ko) 정온 가열기능을 향상한 반도체설비의 밸브 가열장치
US20210247147A1 (en) Vapor chamber structure and manufacturing method thereof
TWI742433B (zh) 具環牆及摺緣之薄型均溫板結構及其製造方法