TWI273211B - Heat transfer apparatus and method for making the same - Google Patents

Description

1273211 每9月没修正 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種熱傳遞裝置，特別涉及一種具有梯度毛細結構的 熱傳遞裝置，以及製造該具有梯度毛細結構的熱傳遞裝置的方法。 【先前技術】 熱導管作為-種傳雜量的裝置因體積小、快速輸送大量熱能、

溫度分佈均自、構造簡單、重量輕、無需外加作用力、壽命長、低熱 阻、遠距傳輸等特性，符合目前電腦散熱模組的嚴苛需求，因此被廣 泛用於解決散熱問題。 熱導管的-般構造大致包括一密閉管體、填充於管體内的定量 工作流體⑽設騎體㈣毛崎構。—般雜管可賴分為蒸發 段、絕熱段、冷凝段三大部份。當蒸發段的工作介質吸熱汽化產生相 變，工作介㈣積急卿_快雜廢歸離紐段，行經絕熱段， 此時溫差（ΔΤ)_變異’蒸汽在冷凝段因放_ _成液體， 藉由重力（考慮操作角度效應）或管壁之毛細結構之毛細力作用回到 蒸發段。 Μ叨用+问，因此其毛細結構 的特性要求也不—樣。例如：在蒸雜需要大量的毛細結構來產生基 八，因此其毛減構縣·半徑越小越好且數量越多越好；而在冷 凝段的主要魏是__，基本絲是祕速 外，若冷紐的毛細結構厚-蒸發段—樣财錄效果不佳; 6

1273211 知’孔隙的熱傳效果不佳，主要砂為固態熱傳面積減少所致。毛細 〜構層越厚其熱傳效果越差，因此相關業者汲汲努力於製作不同孔隙 半技或孔料的熱導管，但礙於目前f知的乾式織及充填粉體製程 是無法大量製作完全符合要求的毛細結構熱導管。 【發明内容】 有鑑於此，有必要提供一種具厚度梯度毛細結構的熱傳遞裝置， 亦有必要提供一種製作毛細結構具厚度梯度的熱傳遞裝置的方法。 -種熱傳遞裝置，包括-細的管體、設置於該管體内壁的毛細 結構及密封於該管體⑽工作流體，該管體具有至少一蒸發部及至少 冷凝部，該毛細結構的厚度呈一梯度分佈，且越接近該至少一冷凝 部該毛細結構的厚度越薄，此將有利於冷凝部的散熱效果。 -種熱傳遞裝置的製造方法，其包括在_管體内形成粉末燒結型 毛細結構的步驟，該形成毛細結構的步驟包括··將該管體保持與水平 面傾斜的狀該管翻填充有漿料，該漿料中含有用於燒結成型毛 細結構的粉末；旋轉該管體，使該漿料緊貼、定型於該管體内壁，定 型後的漿料的厚度沿管體長度方向呈梯度分佈；燒結該定型的聚料， 從而在官體酸形成厚度呈梯度分佈的毛細結構。上述方法利用離心 成型技術可避免使用習知技術巾的芯棒，且調整傾斜的肖度即可製作 不同厚度梯度的毛細結構，此為習知的乾式鬆裝及充填粉體製程所無 法達成。 7

1273211 【實施方式】 為達成上述目的及功效，本創作所採用之技術手段及其構造，兹 繪圖就本創作之較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全瞭 解0 遞裝置其中一實施例的剖面示意 100，本實施例中該金屬管體100 請參閱第一圖，為本發明熱傳 圖。該熱傳遞裝置包括一金屬管體 為銅管。該管體⑽為—封驗構，其於—末端位置财一蒸發部 於另-相對的末端位置設有—冷凝部勝該蒸發部则於與

-熱源接觸’以吸收熱_發熱量。該冷凝部⑽綴向管體外 側放熱，因此該冷凝部140可與任何可以達成散熱功能的元件接觸， 如鰭片式賴n、水冷式散熱器等，體1G㈣填充有工作流體， 以利用相I原理將熱量從該蒸發部伽傳遞至該冷凝部⑽。該管體 100内壁設有毛細結構·，該毛細結構2GG的厚度分佈由該蒸發部 至該冷凝。卩HG呈-梯度分佈，越接賴冷辦卩⑽其厚度越薄， 此將有利於冷凝部140的散熱效果。 請再參閱第二至第六圖，為本發鶴傳遞裝置的製造示意圖。 如第-及第二圖’先將—兩端開σ的管體1G兩端縮口，從而於 兩端I成帛、缩官16及第二縮管18，並置於與水平面傾斜一小角度 θ的離心成型旋轉機台上。該離心成型旋轉機台具有二並列傾斜放置 ’轉輪0以共同支樓該管體10。將配置好的定量浆料由進料裝 置5〇倒入管體10中，其中該進料裝置4〇設置於該第二縮口。該漿 8

1273211 因為第一縮 料40是由高揮發性溶劑、黏結劑、分散劑等調配而成 管16與未縮口的管體10之間具有一落差，於該第一縮管16位置的 聚料40的深度只要不超過該落差即不會自該第一縮管16溢出，因此 管體10内可收容一定量的漿料4〇。又因該管體1〇為傾斜放置，該漿 料40的厚度是呈梯度分佈，由第一縮管16向第二縮管18逐漸減小。 如第四及第五圖，漿料40注入完畢後，抽離進料裝置4〇，啟動 離心成型機台開關，該離心成型機台的二轉輪3〇旋轉並帶動管體1〇 繞其縱向軸線旋轉，管體1〇内之漿料4〇受到離心力作用將緊貼於管 體壁上，隨著旋轉時間的增加該漿料4〇的分佈將依離心成型機台旋 轉機構所傾斜的角度Θ而達到所設計的厚度分佈。在二轉輪3〇間設 置一加熱系統，並於管體1〇的任一開口端，如第一縮管16，設置一 送風系統，將高揮發性溶劑由漿料4〇表面移除，經由管體1〇的另一 開口端’如第二縮管18排出並收集於收集射，同時以達到定型的 功效。漿料40定型之後的管體10如第六圖所示。 隨後將漿料40已定型的管體1〇經過脫蜡、燒結等製程而得到具 有良好機械強度的毛細結構，最後在經過單端封口、注液、抽真空、 夾扁、焊接縫合、定長等鮮製細可以制具厚度梯度毛細結構的 熱傳遞裝置。 是以，為達成此目的管體的端口的縮管可以是單邊縮管或雙邊縮 管’其底端縮管口外徑可以小於頂端縮管口外徑。

1273211 睛再參閱第七圖至第九圖，為本發明的另一實施例。其與前述實 施例的主要差別在於，在藉由進料裝置5〇注入漿料4〇之前，管體1〇 的一端已經先行封口、焊接等密封處理。此方式帶來的好處是能傾斜 更大的角度Θ ’毛細結構在已密封-端的厚度將比前述實施例的厚度 大，使毛細結構厚度的分佈範圍可以更廣，另一改變是其於管體1〇 的唯一開口端19設置抽風設備，以利於將高揮性溶劑抽離管體内部， 而達到漿料定型的目的。 是以’本發明具厚度梯度之毛細結構的熱傳遞裝置具有但不限於 以下特點： 利用離心成型技術製作無芯棒之熱傳遞裝置的毛細結構。 利用離心麵技術並輕轉動角度，以製作具厚度梯度之毛細結 構熱傳遞裝置。

以高揮發性溶劑、黏結劑、分散鮮調配成賤祕之漿料，並 以加熱或送風方式快速乾燥成型。 W 上述詳細說明為針對本創作較佳之可行實施例說明而已，惟該實 施例並非敎限定本_之申請專·s，凡其它未麟本創作所揭 示之技騎神τ所完紅解變倾修飾魏，触包含 涵蓋之專利範圍中。 乍所 【圖式簡單說明】 第-圖為本發明熱傳遞裝置的剖面示意圖。 1273211

I I $a補充I 第二圖為本發明熱傳遞裝置製造方法第一實施例開始注入漿料的示 意圖。 第三圖為用於製造本發明熱傳遞裝置的離心成型機台的示意圖。 第四圖為本發明熱傳遞裝置製造方法第一實施例完成注入漿料的示 意圖。 第五圖為本發明熱傳遞裝置製造方法第一實施例離心成型機台轉動 的示意圖。 第六圖為本發明熱傳遞裝置製造方法第一實施例漿料定型後的示意 圖。

第七圖為本發明熱傳遞裝置製造方法第二實施例開始注入漿料的示 意圖。 第八圖為本發明熱傳遞裝置製造方法第二實施例完成注入漿料的示 意圖。 第九圖為本發明熱傳遞裝置製造方法第二實施例漿料定型後的示意 圖。 【主要元件符號說明】 100 管體 120 蒸發部 140 冷凝部 200 毛細結構 10 管體 16 第一縮管 18 第二縮管 30 轉輪 40 漿料 50 進料裝置 19 開口端 11

Claims (1)

1. 1273211 十、申請專利範圍： 1· 一種熱傳遞裝置，包括一密閉的管體、設置於該管體内壁的毛細結 構及密封於該管體内的工作流體，該管體具有至少一蒸發部及至少一冷凝 郤，其特徵在於：該毛細結構的厚度呈一梯度分佈，且越接近該至少一冷 凝部該毛細結構的厚度越薄。 2·如申請專利範圍第1項所述之熱傳遞裝置，其特徵在於：該毛細結 構的厚度呈連續變化。 3. 如申請專利範圍第1項所述之熱傳遞裝置，其特徵在於：該毛細結 構是由粉末燒結而成。 4. 如申請專利範圍第！項所述之熱傳遞裝置，其特徵在於：該管體為 縱長結構，橫截面為圓形。 5.如申請專利範圍第！項所述之熱傳遞裝置，其特徵在於：該管體為 銅管。 6· —種熱傳遞裝置的製造方法，包括：

   將一設有開口端的管體放置於一機台上，使該管體縱向與水平面傾 斜； 向該管體注人紐，賴料包含有燒結成型毛細結構的粉末； 繞該管體縱向鱗旋轉該管體，使該漿料緊貼、定型於該管體内壁， 定型後的漿料的厚度沿管體長度方向呈梯度分佈； 燒結該定型的漿料，從而在管體内壁形成毛細結構；及 向管體内注入液體及將開口密封。 7·如申請專利細第6項所述之熱傳遞裝置的製造方法，其中注入聚 12 1273211 95々9·Γ「8修正 補充 料則’齡體具有兩開口端’該兩開口端藉由縮口形成兩縮管。 8·如申請專利範圍第7項所述之熱傳遞裝置的製造方法，其中位於下 方的縮管的管徑小於位於上方的縮管的管徑。 9·如申請專利範圍第6項所述之熱傳遞裝置的製造方法，其中注入衆 料前，該管體位於下方的-端關，位於上方的—端形成該開口端。 10·如申請專利範圍第6項所述之熱傳遞裝置的製造方法，其中該漿 料含有高揮發性溶劑、黏結劑、分散劑。 11·如申請專利範圍第10項所述之熱傳遞裝置的製造方法，其中在旋 轉管體_ _自該管體關Π麟該管體進行抽風或送風，轉除裝料 中的高揮發性溶劑。 12·如申請專利範圍第6項所述之熱傳遞裝置的製造方法，其中在旋 轉管體的同時對該管體進行加熱，以促使該漿料定型。 13· -種熱傳遞裝置的製造方法，其包括在—管體内形成粉末燒結型 毛細結構的步驟，該形成毛細結構的步驟包括： 將該管體保持與水平面傾斜的狀態，該管體内填充有漿料，該毅料中 含有用於燒結成型毛細結構的粉末； 旋轉該管體，使該漿料緊貼、定型於該管體内壁，㈣後的漿料的厚 度沿管體長度方向呈梯度分佈；及 燒結該定型的漿料，從而在管體内壁形成厚度呈梯度分佈的毛細結 構。 14·如申請專利範圍第13項所述之熱傳遞裝置的製造方法，其中該管 13 1273211

   體係放置；秦u成型機台上，該離心成型機台與水平面呈一夹角。 15·如申明專利範圍第1;3項所述之熱傳遞裝置的製造方法，其中該管 體下方的，上方的_端開口，該漿料自該開口注入。 16·如申睛專利範圍第15項所述之熱傳遞裝置的製造方法，其中在旋 轉管體的同時對該管齡行加熱’祕使雌料定型。 17·如申請專利範圍帛I6項所述之熱傳遞裝置的製造方法，其中該衆 料各有问揮發性溶劑、黏結劑、分散劑，在旋轉管體的同時還自該管體的 開口對該管體進行抽風，以移除漿料中的高揮發性溶劑。 Ί273211 十一、圖式：

   9V ;8"修正 補充 15