TWI699507B - 散熱裝置單體及其散熱裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種散熱裝置單體及其散熱裝置及其製造方法，係包含：一第一單體，該第一單體一側表面具有一毛細結構，所述第一單體及該毛細結構係為逐層建構所構型之結構體，並將兩第一單體結構相互對應結合後構成一具有氣密腔室的散熱裝置，藉此可令散熱裝置結構設計及製造更具彈性者。

Description

散熱裝置單體及其散熱裝置及其製造方法

一種散熱裝置單體及其散熱裝置及其製造方法，尤指一種複數疊層方式組成之整體結構的散熱裝置單體及其散熱裝置及其製造方法。

現行電子設備隨著效能提高，其中作為處理訊號及運算的電子元件相對的也較以前的電子元件產生較高的熱量，最常被使用的一般散熱元件包含熱管、散熱器、均溫板等元件，並透過直接與會發熱之電子元件接觸後進一步增加散熱效能，防止電子元件溫度過高而燒毀等情事。

均溫板及熱管與迴路式熱管都係為常見之散熱裝置，該等均溫板及熱管與迴路式熱管主要都是透過真空氣密室與毛細結構及工作液體進行汽液循環達到熱傳導之效果。

上述散熱裝置主要透過真空氣密腔室以內部工作液體在低溫沸騰與冷凝之汽液交換進而達到熱交換之作業，多數熱管與均溫板容易受到使用之處空間所限制，故形狀、厚薄都受到限制，僅能使用通用公規之尺寸，則使用上相當不具有彈性。

然而，習知的均溫板係由兩板體相互疊合並進行封邊後形成一氣密腔室，熱管則是由一管體兩端進行封邊以形成一氣密腔室，並對該氣密腔室進行抽真空及填入工作液體，不管是均溫板或熱管於製程中最容易在封邊作業時產生氣 密性不佳而造成洩氣，以及為了預留封閉之端部或邊緣，則會產生無法工作之無效區域，相當浪費材料造成製造成本提升。

習知製造熱管或均溫板之製造方法，必須添購多項設備再由各項設備先獨立製造各單元(如熱管之外管、均溫板之上、下板)完成後再進行下一階段之工作，並，在均溫板及熱管的氣密腔室內係設有至少一毛細結構(如燒結粉末、編織網、溝槽)，但前述毛細結構設置於腔室內壁必須透過至少一加工步驟(燒結或焊接或擴散接合或拉花或雷射)方能將毛細結構設置於該腔室內壁上，但該毛細結構若是採取以編織網則會有無法完全服貼於腔室內壁面之情事發生，當毛細結構無法服貼於該腔室內壁上則會造成毛細力不佳之問題，且又因習知均溫板係為兩板體相互疊合所組成之結構件，則設計及製造上容易受到限制或製程步驟繁雜。

故習知之製造方法，必須分別完成各項單體元件後再將各單元進行結合，或進行其他加工或結合，各項單元之結合度或氣密腔室容易因為不確實結合或無確實封閉而造成不良品產生。

故如何改善習知散熱裝置之缺點則為熟悉該項技藝之人士首要之目標。

爰此，為解決上述習知技術之缺點，本發明之主要目的，係提供一種具有彈性設計且絕對氣密性之散熱裝置。

為達上述之目的，本發明係提供一種散熱裝置單體結構，係包含：一第一單體，該第一單體一側表面具有一毛細結構，所述第一單體及該毛細結構係為逐層建構所構型之一體式結構體。

為達上述之目的，本發明係提供一種散熱裝置，係包含：複數第一單體，所述第一單體一側表面具有一毛細結構，所述第一單體及該毛細結構係為逐層 建構所構型之結構體，將兩兩第一單體相互疊合固定構成一具有氣密腔室之散熱裝置，所述氣密腔室內具有一工作流體。

所述第一單體及該毛細結構係為金、銀、銅或鋁或鈦或不銹鋼或陶瓷或非金屬材料其中任一或及其組合。

為達上述之目的，本發明係提供一種散熱裝置製造方法，係包含下列步驟：S1：透過逐層建構之方式構型一散熱裝置之散熱單體；S2：並於前述以建構完成之散熱單體一側建構一毛細結構及並將該散熱裝置剩餘結構建構完成；S3：對已建構完成之散熱裝置進行抽真空、填水、封閉作業。

透過本發明之散熱裝置之結構特殊製造方式，令散熱裝置形狀設計更具有彈性，不僅可解決習知封邊所造成之缺失外，更可大幅節省製造程序及時間以及改善習知毛細結構設置之缺失並提升整體之設計及製造彈性。

1:第一單體

2:毛細結構

3:散熱裝置

31:氣密腔室

32:出口

33:入口

34:聚合物層

35:結合層

4:工作流體

5:環路熱管

6:管體

7:散熱單元

8:框部

9:中間件本體

91:第一側面

92:第二側面

93:穿孔

94:槽結構組

10:支撐結構

第1a圖係為本發明散熱裝置之第一實施例結構示意圖；第1b圖係為本發明散熱裝置之第一實施例結構示意圖；第1c圖係為本發明散熱裝置之第一實施例結構示意圖；第1d圖係為本發明散熱裝置之第一實施例結構示意圖；第2a圖係為本發明散熱裝置之第二實施例結構示意圖；第2b圖係為本發明散熱裝置之第二實施例結構示意圖；第2c圖係為本發明散熱裝置之第二實施例結構示意圖；第2d圖係為本發明散熱裝置之第二實施例結構剖視圖； 第3圖係為本發明散熱裝置之第三實施例結構示意圖；第4圖係為本發明散熱裝置之第四實施例結構剖視圖；第5a圖係為本發明散熱裝置之第五實施例結構示意圖；第5b圖係為本發明散熱裝置之第五實施例結構示意圖；第5c圖係為本發明散熱裝置之第五實施例結構示意圖；第5d圖係為本發明散熱裝置之第五實施例結構示意圖；第5e圖係為本發明散熱裝置之第五實施例結構示意圖；第5f圖係為本發明散熱裝置之第五實施例結構示意圖；第5g圖係為本發明散熱裝置之第五實施例結構示意圖；第6a圖係為本發明散熱裝置之第六實施例結構示意圖；第6b圖係為本發明散熱裝置之第六實施例結構示意圖；第7a圖係為本發明散熱裝置之第七實施例結構示意圖；第7b圖係為本發明散熱裝置之第七實施例結構示意圖；第8圖係為本發明散熱裝置之第八實施例結構示意圖；第9a圖係為本發明散熱裝置之第九實施例立體圖；第9b圖係為本發明散熱裝置之第九實施例俯視圖；第9c圖係為本發明散熱裝置之第九實施例剖視圖；第9d圖係為本發明散熱裝置之第九實施例剖視圖；第9e圖係為本發明散熱裝置之第九實施例剖視圖；第9f圖係為本發明散熱裝置之第九實施例局部放大圖；第10a圖係為本發明散熱裝置之第十實施例剖視圖；第10b圖係為本發明散熱裝置之第十實施例剖視圖；第11圖係為本發明散熱裝置製造方法第一實施例步驟流程圖； 第12圖係為本發明散熱裝置製造方法第二實施例步驟流程圖；第13圖係為本發明散熱裝置製造方法第三實施例步驟流程圖；第14圖係為本發明散熱裝置製造方法第四實施例步驟流程圖；第15圖係為本發明散熱裝置製造方法第五實施例步驟流程圖；第16圖係為本發明散熱裝置製造方法第六實施例步驟流程圖；第17圖係為本發明散熱裝置製造方法第七實施例步驟流程圖；第18圖係為本發明散熱裝置製造方法第八實施例步驟流程圖；第19圖係為本發明散熱裝置製造方法第九實施例步驟流程圖；第20圖係為本發明散熱裝置製造方法第十實施例步驟流程圖；第21a圖係為本發明散熱裝置製造方法示意圖；第21b圖係為本發明散熱裝置製造方法示意圖；第21c圖係為本發明散熱裝置製造方法示意圖；第21d圖係為本發明散熱裝置製造方法示意圖；第22a圖係為本發明散熱裝置製造方法示意圖；第22b圖係為本發明散熱裝置製造方法示意圖；第22c圖係為本發明散熱裝置製造方法示意圖；第22d圖係為本發明散熱裝置製造方法示意圖。

本發明散熱裝置係以一種從無到有之方式為概念進行逐層或逐部位建構一完整結構體，從無到有之製造方式主要透過3D列印或電化學加工或印刷或噴塗其中任一方式或其任二以上之相互搭配進行製造，藉以所形成本發明之結構體，其首先必須先形成一主要基礎載體，再由該主要基礎載體上逐層依序建構其他次要結構部件或結構體，進而形成一體式之結構體。

請參閱第1a、1b、1c、1d圖，係為本發明散熱裝置之第一實施例組合剖視圖，如圖所示，於本實施例中作為主要基礎載體的元件係為均溫板之下板，本說明實施例中以下稱為一第一單體1，該第一單體1一側表面具有一毛細結構2，所述第一單體1及該毛細結構2係為逐層建構之結構體。

參閱第1a圖，本實施例所述第一單體1係為透過逐層建構之結構體，本實施例所揭示之逐層建構係主要可透過3D列印或電化學加工或印刷或噴塗其中任一方式進行建構，本實施例主要係以3D列印作為說明實施例但並不引以為限，該第一單體1可係以金屬(金、銀、銅或鋁或鈦或不銹鋼或合金)或非金屬(塑膠、陶瓷)其中任一或及任其二以上之組合，最後形成如第1b圖之第一單體1之結構體，此外該第一單體1上一側面(即預設為腔室之內壁面)可直接形成有溝槽狀結構(圖中未示出)。

請參閱第1c圖，於該第一單體1之一側(即預設為腔室之內壁面)亦相同使用逐層建構方式形成該毛細結構2，該毛細結構2亦可透過3D列印或電鑄或電鍍或印刷或噴塗其中任一方式，形成單一多孔特性的單體或複數個具有多孔特性的單體相互堆疊的結構層，所述該具有多孔特性的單體係為粉末燒結體，或編織體或纖維體其中任一，又或者為前述粉末燒結與編織體及纖維體相互疊層混搭之結構體其中任一。

請參閱第1d圖，透過逐層建構之方式先形成該第一單體1結構體，並該第一單體1上形成毛細結構2，本實施例之第一單體1及該毛細結構2最後即為均溫板之一側板體(如下板或上板)。

前述鈦材質係為商業純鈦或鈦合金其中任一，商業純鈦及鈦合金具有強度高、耐蝕性佳、彈性模數低、耐熱性好、低溫性能佳、高生物相容性、熱傳係數低、多彩的氧化膜及無磁性等九大特點，廣為應用於民生、石化、航太、軍 事、醫療等產業。近年來各國開發之鈦合金種類超過100種，實際商業化的鈦合金約40~50種，而這些鈦合金按照所含元素可大致分為α型鈦、α-β型鈦及β型鈦三大類：(1)α型鈦α型鈦按照所含元素的種類及含量，可以分為商業用純鈦、α鈦及近α鈦。商業用純鈦(Commercial Pure Titanium)不含其他合金元素，僅含微量氧、碳、氮、氫、鐵等元素，在純鈦中，氧為間隙型元素，氧含量的多寡影響純鈦強度甚大，一般而言，0.1wt%氧約會使鈦強度提高100~120MPa。按照氧含量的多寡，商業用純鈦可分為4級(Gr.1~Gr.4)。Grade1純鈦氧含量低於0.18wt%，具有強度低、延性佳及成型性好等優點，主要用於建築物屋頂及板式熱交換器等。Grade2純鈦的抗拉強度介於350~450MPa，是四種純鈦中最常使用的一種，常用於有縫、無縫管及化工桶槽的製作。Grade3純鈦強度約介於500~600MPa之間，主要用於化工用壓力桶槽。Grade4是四種純鈦中強度最高者，強度約接近700MPa，主要用於一些緊固件，一些複雜的零件需要在300℃左右進行成型α鈦含有α穩定元素(Al，O)及中性元素(Sn，Zr)，退火後組織為單相α，具有良好的組織穩定性、耐熱性及銲接性，強度較工業純鈦高。為了滿足強度的需求，α鈦合金會添加中性元素來強化，最典型的例子是Gr.6(Ti-5Al-2.5Sn)，室溫及高溫下具有良好的破裂韌性、耐熱強度好，長期工作溫度約500℃。另，低間隙型的Ti-5Al-2.5Sn則可應用於低溫環境，純鈦及鈦合金具有強度高、耐蝕性佳、彈性模數低、耐熱性好、低溫性能佳、高生物相容性、熱傳係數低、多彩氧化膜及無磁性等九大特點，故針對環路熱管不同部位選用不同種類之純鈦或鈦合金，依據純鈦及鈦合金之不同特性即可取代習知以銅或鋁或不銹鋼材質使用，大幅提升環路熱管整體之散熱效率及結構強度與減輕重量等優點。

請參閱第2a、2b、2c、2d圖，係為本發明散熱裝置之第二實施例組合示意圖，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。

本實施例所揭示之散熱裝置3主要採用前述複數個如第一實施例所揭示透過逐層建構方式所製成之第一單體1(如第2a圖)，並將兩第一單體1相互對應疊合(如第2b圖)，最後組成一散熱裝置3(如第2c圖)。

兩兩第一單體1相互對應疊合固定構成一具有氣密腔室31之散熱裝置3，並所述氣密腔室31內具有一毛細結構及工作流體4(如第2d圖)。

請參閱第3圖，係為本發明散熱裝置之第三實施例組合示意圖，本實施例部分結構係於前述第二實施例相同故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第二實施例之不同處在於本實施例以一環路熱管5作為說明實施，於本實施例中作為主要基礎載體的元件係為環路熱管蒸發腔體，本說明實施例中以下稱為散熱裝置3，所述散熱裝置3具有一出口32及一入口33，一管體6兩端分別連接該出口32及該入口33，所述管體6串套一散熱單元7，所述管體6及該散熱單元7以及該散熱裝置3為透過3D列印逐層建構所構型之結構體，所述管體6於3D列印逐層建構製造時可選用不同材質進行交替製造。

請參閱第4圖，係為本發明散熱裝置之第四實施例立體示意圖，本實施例部分結構係於前述第二實施例相同故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第二實施例之不同處在於所述散熱裝置3外側設有一聚合物層34，所述聚合物層34為天然聚合物或合成聚合物或無機聚合物，所述天然聚合物係為澱粉、橡膠、核酸其中任一，所述合成聚合物係為聚乙烯(PE)、P.V.C、耐綸、達克綸、ABS、SBR或其他高分子聚合物其中任一，所述無機聚合物係為石英、石棉、雲母、石墨其中任一，並由該等聚合物增加所述散熱裝置3之結構特性。

請參閱第5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g圖，係為本發明散熱裝置之第五實施例立體示意圖，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在於，本實施例係為透過逐層建構 之方式(3D列印之方式或電化學加工或灌注或印刷或噴塗其中任一)建構一完整散熱裝置3，如第5a、5b圖所示，首先透過3D列印之方式建構一第一單體1(均溫板之下板)，並在於該第一單體1之一側相同透過3D列印之方式依序以逐層建構建構一毛細結構2(如第5c圖)，並參閱第5d圖，完成該第一單體1及毛細結構之設置製造。

參閱第5e圖接著於該第一單體1之一側以3D列印方式逐層建構該散熱裝置3之剩餘部位(如均溫板之上板)如第5f圖，並於其內部形成一氣密腔室31(如第2b圖所示)，最後完成如同第5g圖所揭示之完整散熱裝置3之結構體。

請參閱第6a、6b圖，係為本發明散熱裝置之第六實施例示意圖，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在於，本實施例先提供一已預先建構完成之毛細結構2(如第6a圖)，並於該毛細結構2至少一側透過逐層建構之方式形成一第一單體1(均溫板之上板或下板)或散熱裝置3(均溫板)，所述逐層建構係透過3D列印或電化學加工其中任一方式構型如第6b圖之結構體。

請參閱第7圖，係為本發明散熱裝置之第七實施例示意圖，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在於，本實施例揭示已建構完整的第一單體1及毛細結構2，並透過於兩者之間設置一結合層35，所述結合層35係透過3D列印或電化學加工或噴塗或印刷其中任一方式進行建構而成，並透過該結合層35將該第一單體1及該毛細結構2結合為一體。

請參閱第8圖，係為本發明散熱裝置之第八實施例立體圖，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在於所述第一單體1(均溫板之下板或上板)上層透過3D列印之方式 或電化學加工或灌注或印刷或噴塗其中任一之方式進行建構一毛細結構2，並再透過如前述3D列印之方式或電化學加工或灌注或印刷或噴塗其中任一方式於該第一單體1左、右或上、下側或周緣建構可提升第一單體1其他特性之框部8。

亦可將該框部8選用具有其他特性之材料建構，透過該框部8增加第一單體1之散熱特性或增加其結構強度，例如鈦合金具有形狀記憶之特性或鋁材質具有較佳散熱特性，或銅具有較佳吸熱特性或石墨片、石墨烯等具有絕佳均溫特性等並不引以為限，亦可選用其他材質作為框部8之材料選用。

請參閱第9a、9b、9c、9d、9e、9f圖，係為本發明散熱裝置之第九實施例組立體示意及俯視及剖視圖，如圖所示，本實施例與前述第五實施例部分結構相同，在此將不再贅述，並僅針對中間件本體9做說明，惟本實施例與前述第五實施例不同處在於所述兩第一單體1所界定之氣密腔室31內設有一中間件本體9，所述中間件本體9與該等第一單體1係為逐層建構建構之一體式結構體。

其中，所述中間件本體9具有一第一側面91及一第二側面92及複數穿孔93及一槽結構組94，其中所述槽結構組94係可設置於該第一側面91及一第二側面92其中任一或兩側面都設置，本實施例中該槽結構組94係設置於該第一側面91，該等穿孔93係貫穿該中間件本體9連通該第一、二側面91、92，所述槽結構組94與該等穿孔93呈交錯或非交錯其中任一方式設置，本實施例係以相互交錯作為說明實施例並不引以為限。

所述槽結構組94具有複數凹槽941，該等凹槽941間隔排列由該第一側面91向該第二側面92凹設所形成，該等穿孔93與該等凹槽941可呈水平交錯排列或垂直重疊排列其中任一方式設置，本實施例係以水平交錯排列作為說明並不引以為限，前述穿孔93係開設於兩兩凹槽之間的區域，該等凹槽941間具有至少一連接 道942，該等連接道942兩端串聯該等凹槽941，並令該等凹槽941橫向及縱向相互連通。

請參閱第9c圖，係為本實施例另一實施態樣，如圖所示，所述第一單體1及該中間件本體9之間具有一毛細結構2，所述毛細結構2係為單一多孔特性的單體或複數個具有多孔特性的單體相互堆疊的結構層，所述該具有多孔特性的單體係為粉末燒結體，或編織體或纖維體其中任一，又或者為前述粉末燒結與編織體及纖維體相互疊層混搭之結構體其中任一，或複數凸條間隔排列所形成之溝槽，本實施例係以編織體做為說明實施例並不引以為限。

請參閱第9d圖，係為本實施例另一實施態樣，如圖所示，所述中間件本體9更具有一支撐結構10，所述支撐結構10係為一柱體，所述柱體貫穿該中間件本體9之第一、二側面91、92，並所述柱體之兩端貫穿該中間件本體9後分別凸伸超越該第一、二側面91、92。

請參閱第9e圖，係為本實施例另一實施態樣，如圖所示，所述中間件本體9更具有一支撐結構10，所述支撐結構10為複數柱體，並該等柱體分別設置於該第一、二側面91、92。

請參閱第10a、10b圖，係為本發明散熱裝置之第十實施例剖視圖，本實施例部分結構係與前述第五實施例相同故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第五實施例之不同處在於該氣密腔室31中具有至少一支撐結構10，並至少一端抵頂該氣密腔室31表面，所述該支撐結構10係為於該毛細結構2逐層建構所構型之一體式結構體。

所述支撐結構10具有兩種態樣其一如第10a圖所示，所述支撐結構10為複數凸柱，該等凸柱由該毛細結構2兩側凸伸並抵頂該氣密腔室31表面。

另一態樣如第10b圖所示，所述所述支撐結構10係為複數凸柱，該等凸柱貫穿前述毛細結構2，並兩端抵頂該氣密腔室31表面。

所述支撐結構10透過逐層建構方式與該等第一單體1一同建構已構成一完整之散熱裝置結構體，係藉以可改善習知必須額外加工成型此項製造成本，進而節省工時以及減少廢料產生進而降低生產成本者。

前述各實施例中，未特別說明之實施例中之毛細結構2、第一單體1、支撐結構10之材質係為金或銀或銅或鋁或鈦或不銹鋼或陶瓷材料或塑膠或及其組合，並所述毛細結構2係為單一多孔特性的單體或複數個具有多孔特性的單體相互堆疊的結構層，所述該具有多孔特性的單體係為粉末燒結體，或編織體或纖維體其中任一，又或者為前述粉末燒結與編織體及纖維體相互疊層混搭之結構體其中任一。

本發明主要提供一種透過逐層建構之方式所製成之散熱單體或散熱裝置結構，如均溫板之結構從外部上、下板體構件至內部毛細結構皆透過循序逐層依序建構，並透過本發明所揭示之工法將不同特性之材料一同混合施工，藉此實現單一結構體具有多種材料特性，以及增加製造彈性不再受限於模具上之設計，進而提升整體製造彈性以及降低製造成本。

本發明所揭示之一體式結構體可實現傳統製造方法無法將多種不同性質之材料混料一起製造之瓶頸(例如金屬或非金屬)，以及改善散熱裝置之內部腔室設置毛細結構無法服貼的缺失及製程繁雜加工不易，令其藉由一體式完整逐層建構之加工方式提升散熱效能及簡化製造程序，進而提高散熱裝置內部腔室的氣密性。

另外，由於透過本發明所提供逐層建構所製成之均溫板，不但可改善習知技術之氣密性之問題外，若製程選擇於真空環境下進行，更可省去抽真空此 項步驟，如此更大幅減少製造工時以及提升製程良率防止均溫板製程時內部真空氣密洩漏之等缺失發生。

請參閱第11圖，係為本發明散熱裝置單體及其散熱裝置及其製造方法第一實施例步驟流程圖，並一併參閱第1a、1b、1c、1d圖，如圖所示，本實施例散熱裝置之製造方法，係包含下列步驟：本實施例部分步驟與前述第一實施例相同，在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例不同處在於：

S1：透過逐層建構之方式進行散熱裝置之第一單體建構；透過以逐層建構之方式製成該散熱裝置3之第一單體1，所述第一單體1係為金或銀或不銹鋼或銅或鋁或鈦材質或陶瓷或鈦合金或商業純鈦或非金屬材質其中任一，當然亦可混搭並不引以為限，本實施例第一單體1係以均溫板之下板作為說明實施例，故本實施例係由均溫板之下板開始建構。

本發明逐層建構該散熱裝置3之第一單體1係透過3D列印之方式進行或多料射出或噴塗或印刷等方式進行，本實施例係以3D列印做為說明並不引以為限，並因各種選用材料特性不相同而選用粉末狀或半熔狀或膏狀之材料進行製造工作(如第1a、1b圖所示)。

S2：於該第一單體一側形成一毛細結構；於該第一單體表面設置一毛細結構2，該毛細結構2相同可透過3D列印方式構形，並其材質為金或銀或鎳或銅或鋁或不銹鋼或鈦材質或陶瓷材料及其組合其中任一(如第1c、1d圖)。

請參閱第12圖，係為本發明散熱裝置單體及其散熱裝置及其製造方法第二實施例步驟流程圖，如圖所示，本實施例散熱裝置之製造方法，係包含下列步驟：

S1：透過逐層建構之方式進行散熱裝置之第一單體建構；

S2：於該第一單體一側形成一毛細結構；以上兩步驟係與前述第一實施例相同，在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之差異在於以下步驟：

S3：將兩兩已完成建構及表面已形成毛細結構之第一單體對應蓋合並進行封邊作業形成一具有氣密腔室之完整散熱裝置；將前述表面已形成有毛細結構2之散熱裝置3之第一單體1相互疊合並進行封邊，並由該等相互疊合之第一單體1共同界定一氣密腔室31，所述封邊係可透過雷射加工或擴散接合或焊接其中任一方式進行(如第2a、2b、2c、2d圖所示)。

S4：最後對該散熱裝置進行抽真空、填水、封閉作業。對前述已進行封邊之散熱裝置3進行抽真空、填水作業，最後將該散熱裝置3完整進行封閉。

請參閱第13圖，係為本發明散熱裝置單體及其散熱裝置及其製造方法第三實施例步驟流程圖，並一併參閱第6a、6b圖，如圖所示，本實施例散熱裝置之製造方法，係包含下列步驟：

S1：提供一毛細結構並透過逐層建構之方式於該毛細結構外部建構一具有氣密腔室之散熱裝置；提供一已預先建構完成之毛細結構2(如第6a圖)並透過以逐層建構之方式，並於該毛細結構2至少一側形成一第一單體1(均溫板之上板或下板)或散熱裝置3(均溫板)，本實施例之散熱裝置3係以均溫板作為說明實施例(如第6b圖)，所述散熱裝置3之材質係為金或銀或不銹鋼或銅或鋁或鈦材質或陶瓷材質其中任一，當然亦可混搭並不引以為限。

本發明該散熱裝置3本實施例係以透過3D列印之方式進行或多料射出方式或噴塗或印刷或電化學加工其中任一方式進行，本實施例係以3D列印做為說明 實施例並不引以為限作為說明實施，並因各種選用材料特性不相同而選用對應適合之粉末狀或半熔狀或膏狀之材料進行製造工作。

S2：對已建構完成之散熱裝置進行抽真空、填水、封閉作業。

對前述散熱裝置3完整建構完成時，再透過針對預留之部位對該散熱裝置3之內部氣密腔室31中施以抽真空及填入工作液體2之作業，最後封閉該預留之部位。

請參閱第14圖，係為本發明散熱裝置單體及其散熱裝置及其製造方法第四實施例步驟流程圖，並複參閱第4圖，如圖所示，所述散熱裝置毛細結構之製造方法，係包含下列步驟：本實施例部分步驟與前述第三實施例相同故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第三實施例之不同處在於於步驟S2：對已建構完成之散熱裝置進行抽真空、填水、封閉作業後更具有一步驟S3：透過逐步建構之方式於該散熱裝置外部形成同材質或異材質之附加結構；透過逐步建構之方式於前述散熱裝置3外部上、下左、右各側進行結構建構，於左、右兩側或上、下兩側建構可增加散熱裝置3結構特性的附加結構，如具有記憶特性的記憶合金鈦合金，或可增加結構強度的鋁合金，或具有延展特性聚合物進而與前述散熱裝置3建構為一體，逐步建構之方式係可透過灌注或電鍍或電解或3D列印或印刷或噴塗等方式其中任一方式進行並不引以為限。

請參閱第15圖，係為本發明散熱裝置製造方法第五實施例步驟流程圖，並參閱第5a-5g圖，如圖所示，所述散熱裝置毛細結構之製造方法，係包含下列步驟：

S1：以逐層建構散熱裝置之第一單體及一毛細結構； 透過逐層建構該散熱裝置3之第一單體1及一毛細結構2，所述第一單體1係為金或銀或不銹鋼或銅或鋁或鈦材質或陶瓷其中任一，當然亦可混搭並不引以為限，所述第一單體1係為均溫板之下板，本實施例逐層建構之方式具有3D列印或灌注或印刷或噴塗其中任一，本實施例係以3D列印做為說明實施，並不引以為限，如第5a、5b圖所示。

並在於該第一單體1之一側相同透過3D列印之方式依序以逐層建構建構一毛細結構2(如第5c圖)，並參閱第5d圖，完成該第一單體1及毛細結構2之設置製造。

S2：逐步建構散熱裝置剩餘未建構之結構部位；參閱第5e圖，接著於該第一單體1之一側以3D列印方式逐層建構該散熱裝置3之剩餘部位(如均溫板之上板)如第5f圖，並於其內部形成一氣密腔室31(如第2b圖所示)，最後完成如同第5g圖所揭示之完整散熱裝置3之結構體。

本實施例中所提及之逐層建構方式係可透過多重鏡射之方式加速製造之速度，所述鏡射之方式主要將欲成型之散熱裝置3或第一單體1等結構體劃分為左、右或上、下之方向以同時或非同時之方式進行製造，並透過劃分成複數等分之方式以單一側或兩側或多側進行製造，鏡射之結構體可選擇為對襯或非對襯之方式作分割進行，並透過此一方式逐層建構製造將可令整體製造時間縮短，進而達到縮減工時之效果。

S3：對已建構完成之散熱裝置進行抽真空、填水、封閉作業。

對前述散熱裝置3完整建構完成時，再對該散熱裝置3之內部氣密腔室31中施以真空抽氣以及填入工作液體4之作業，最後完整封閉該散熱裝置3。

本實施例若於真空環境中進行時，則填水及封閉作業可於S2步驟中一同進行並完成建構而省去S3此一步驟。

請參閱第16圖，係為本發明散熱裝置製造方法第六實施例步驟流程圖，並一併參閱第7圖，如圖所示，本實施例散熱裝置之製造方法，係包含下列步驟：

S1：提供一散熱裝置之基礎構件及一毛細結構單體並將毛細結構單體放置於該散熱裝置之基礎構件一側；係提供一散熱裝置3之基礎構件，本實施相同以第一單體1(均溫板之下板)作為說明實施例。

所述毛細結構2單體之材質係為銅或鋁或鎳或金或銀或鈦或不銹鋼或陶瓷材料或及其組合其中任一，並且可選擇為粉末燒結體或編織體或纖維體或溝槽其中任一，本實施例係以燒結粉末作為說明實施例但並不引以為限。

S2：透過成型一結合層將該毛細結構單體與該第一單體結合一體及逐步建構該散熱裝置剩餘未建構之結構部位；將前述毛細結構2單體設置於該第一單體1一側後，透過電化學加工方式或3D列印或印刷或灌注等方式於該毛細結構2及該第一單體1相接合之處建構一結合層35，並透過該結合層35將該第一單體1及該毛細結構2結合為一體(如第7圖所示)，並於該第一單體1上側邊緣逐步建構散熱裝置3剩餘結構部位(如均溫板之上板部位)並於建構完成之散熱裝置3內部形成一氣密腔室31。

S3：對已建構完成之散熱裝置進行抽真空、填水、封閉作業。

對前述散熱裝置3完整建構完成後，透過預留之部位對該散熱裝置3之內部氣密腔室31中施以真空抽氣以及填入工作液體2之作業，最後封閉進行填水及抽氣之預留部位。

請參閱第17圖，係為本發明散熱裝置製造方法第七實施例步驟流程圖，並一併參閱第8圖，如圖所示，本實施例散熱裝置之製造方法，係包含下列步驟：

S1：提供一散熱裝置之第一單體並於該第一單體一側成型一毛細結構； 於一已預先完整建構完成之第一單體1(均溫板之下板)上側透過3D列印之方式或電化學加工或灌注或印刷或噴塗其中任一之方式進行建構一毛細結構2。

S2：於該第一單體其他部位成型一框部；透過如前述3D列印之方式或電化學加工或灌注或印刷或噴塗其中任一方式於該第一單體1左、右或上、下側或周緣建構可提升第一單體1其他特性之框部8。

亦可將該框部8選用具有其他特性之材料建構，透過該框部8增加第一單體1之散熱特性或增加其結構強度，例如鈦合金具有形狀記憶之特性或鋁材質具有較佳散熱特性，或具有較佳吸熱特性或石墨片、石墨烯等具有絕佳均溫特性之材料等並不引以為限，亦可選用其他材質作為框部8之材料選用。

請參閱第18圖，係為本發明散熱裝置製造方法第八實施例步驟流程圖，如圖所示，本實施例於前述第一、二實施例部分步驟內容相同，故在此將不再贅述，為本實施例與前述第一、二實施例之不同處在於步驟S2，容參照以下說明實施及該中間件本體9之結構請參閱第9a、9b、9c圖及本發明散熱裝置之第九實施例說明實施：

S1：透過逐層建構之方式進行散熱裝置之第一單體建構；

S2：於該第一單體一側形成一中間件本體；於該第一單體1表面設置一中間件本體9，該中間件本體9相同可透過3D列印方式構形，並其材質為金或銀或銅或鋁或不銹鋼或鈦材質或陶瓷材料及其組合其中任一(如第9a、9b圖)。

S3：逐步建構該散熱裝置剩餘未建構之結構部位形成一具有氣密腔室之完整散熱裝置；

S4：對已建構完成之散熱裝置進行抽真空、填水、封閉作業。

以上實施例之逐層建構方式亦可改為電化學加工之方式進行，所述電化學加工係為電鍍或無電鍍或電鑄或電解其中任一。

並所述電化學加工材料之選擇係為銅或鋁或鎳或鈦材質或陶瓷材料及其組合其中任一。

以上各實施例中之毛細結構2亦可透過化學氣相沈積或物理氣相沈積其中任一方式，再進行酸洗形成多孔性質之毛細結構2。

該毛細結構2並其材質為金或銀或銅或鋁或不銹鋼或鈦材質及其組合其中任一，該毛細結構2係為網格體或溝槽或多孔結構之形式態樣。

又電鑄應用的電化學原理和一般金屬電鍍相同，都是一種電沉積的過程。藉由外界提供的電能，使含有金屬離子及其他添加物的混合溶液，在陰極及陽極表面進行電化學的氧化還原反應，而把想要產生的金屬沉積在原型件上。在電化學反應中，溶液中的金屬陽離子在電能的驅動下會朝向陰極移動，藉由還原反應把金屬鍍膜沉積在工件的表面上。因金屬離子(朝向陰極移動)溶液中添加物的負離子(朝向陽極移動)電化學氧化還原反應的示意圖電源供應器電流方向M+M+M+M+----+-陽極陰極電子流方向此，一般常用的電鍍與精密電鑄製程，都是把被鍍物或原型件當作陰極，故當散熱裝置3成型後將其設置為陰極再透過電鍍或電鑄之方式於其欲設置毛細結構2之部位開始進行沈積。

前述電化學加工中之電鍍、電鑄技術乃利用相同原理，將各類金屬沉積於特殊設計的母模上，等沉積到一定厚度的時候，跟母模脫離，就可以產生電鑄工件。本發明係先提供一框架供給電鑄或電鍍加工使用，待完工後將該框架脫離該工件則獲得欲成型之工件，該框架外型與該均溫板上、下板約略一致，提供電鍍、電鑄將材料成型附著於該框架之表面。

本發明上述各製造方法實施例中各加工步驟可選擇於真空環境中進行，當於真空環境進行時則可免去抽真空此一步驟。

請參閱第19圖，係為本發明散熱裝置之製造方法第九實施例步驟流程圖，並一併參閱第21a、21b、21c、21d、22a、22b、22c、22d圖，如圖所示，本實施例散熱裝置製造方法，係包含下列步驟：

S1：提供一散熱裝置之基礎構件；係提供一散熱裝置3之基礎構件，本實施例之散熱裝置3之基礎構件第一單體1係為一均溫板之下板或一均溫板之上板。

S2：透過電化學加工於該第一單體一側形成毛細結構及並將該散熱裝置剩餘結構建構完成；透過電化學加工之方式於前述第一單體1(均溫板之下板)一側欲設置毛細結構2之處構型該毛細結構2，並將該散熱裝置3之剩餘結構部位(如均溫板之上板)一併建構完成，並於該散熱裝置3內部形成一該氣密腔室31(圖中未示)。

所述電化學加工係為電鍍或無電鍍或電鑄或電解其中任一，所述電化學加工材料之選擇係為銅或鋁或鎳或鈦材質或陶瓷材料及其組合其中任一，當進行電化學加工時先於該欲進行加工之處設置一模型框架9，並由該模型框架9未遮蔽之處形成該毛細結構2，所述模型框架9係為一實體框架或一貼紙或一透過印刷形成之薄層，將不需設置毛細結構2之處遮蔽，當毛細結構2沈積工作進行結束後再將該模型框架移除。

S3：對已建構完成之散熱裝置進行抽真空、填水、封閉作業。

對前述散熱裝置1(已結合一體之均溫板之下板及上板)完整建構完成時，對該散熱裝置3之內部氣密腔室31中施以真空抽氣以及填入工作液體4之作業，最後封閉該散熱裝置預留抽真空、填水之工作部位，並且因本發明散熱裝置3主要 透過逐層堆疊所構型之一體式結構體，故可省去封邊之作業，省去封邊可大幅減少製造成本以及真空氣密洩漏之缺失，亦可降低不良率產生。

另外，若本製程各項步驟接於真空環境中進行，則可省去抽真空此項工作。

請參閱第20圖，係為本發明散熱裝置之製造方法第十實施例步驟流程圖，如圖所示，所述散熱裝置毛細結構之製造方法，係包含下列步驟：

S1：以電化學加工方式逐層建構散熱裝置之第一單體及一毛細結構；透過以電化學加工之方式逐層建構該散熱裝置3之第一單體1及一毛細結構2，所述第一單體1係為不銹鋼或銅或鋁或鈦材質其中任一，當然亦可混搭並不引以為限，所述第一單體1係為均溫板之下板或上板其中任一或均溫板完整整體結構，所述電化學加工係為電鍍或無電鍍或電鑄或電解其中任一。

該毛細結構2並其材質為銅或鋁或不銹鋼或鈦材質及其組合其中任一，該毛細結構2係為網格體或溝槽或多孔結構之形式態樣。

S2：逐步建構散熱裝置剩餘未建構之結構部位；於該散熱裝置3之第一單體1(均溫板之下板)上側邊緣相同使用電化學之方式逐步建構散熱裝置3剩餘結構部位，如均溫板之上板11b，並逐步將剩餘部位依序建構完成，當然亦可僅建構單一下板11a結構。

S3：對已建構完成之散熱裝置進行抽真空、填水、封閉作業。

對前述散熱裝置3完整建構完成時，再對該散熱裝置3之內部氣密腔室31中施以真空抽氣以及填入工作液體4之作業，最後完整封閉該散熱裝置3。

本發明上述各製造方法實施例中各加工步驟可選擇於真空環境中進行，當於真空環境進行時則可免去抽真空此一步驟。

本透過發明所揭示之製造方法，可任意選擇並搭配複數種材料同時進行整合製造，提升製造時材料選用之彈性，以及透過各種材料特性不同達到不同特性 之變化，如使用撓性材料製造，則可得到具有撓性之自由變化形體之結構體，如使用具有記憶特性之材料(如鈦合金)則可獲得施以外力產生形變，當移除外力後即恢復原始狀態之結構體，故不僅增加結構體之製造及設計彈性，亦可解省不必要之加工(如切銷)或焊接所造成之污染或廢料產生而造成成本增加等問題。

1:第一單體

2:毛細結構

Claims (31)

1. 一種散熱裝置單體結構，係包含：一第一單體，該第一單體一側表面具有一毛細結構，所述第一單體及該毛細結構係為逐層建構所成型之結構體，該毛細結構係為一種透過電鑄或電鍍所形成單一多孔特性的單體或複數個具有多孔特性的單體相互堆疊的結構層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置單體結構，其中所述第一單體係為金或銀或銅或鋁或鈦或不銹鋼或陶瓷材料或塑膠或及其組合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置單體結構，其中所述該具有多孔特性的單體係為粉末燒結體，或編織體或纖維體其中任一，又或者為前述粉末燒結與編織體及纖維體相互疊層混搭之結構體其中任一。
4. 如申請專利範圍第3項所述之散熱裝置單體結構，其中所述毛細結構之材質係為銅或鋁或鎳或金或銀或鈦或不銹鋼或合金或陶瓷或塑膠材料其中任一或及其相加組成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置單體結構，其中所述第一單體係呈板狀。
6. 一種散熱裝置，係包含：複數第一單體，所述第一單體一側表面具有一毛細結構，所述第一單體及該毛細結構係為逐層建構所構型之結構體，將兩兩第一單體相互疊合固定構成一具有氣密腔室之散熱裝置，所述氣密腔室內具有一工作流體，該毛細結構係為一種透過電鑄或電鍍或印刷或噴塗其中任一方式，形成單一多孔特 性的單體或複數個具有多孔特性的單體相互堆疊的結構層或複數凸條間隔排列所形成之溝槽。
7. 如申請專利範圍第6項所述之散熱裝置，其中所述第一單體係為金或銀或銅或鋁或鈦或不銹鋼或陶瓷材料或非金屬材質或及其組合。
8. 如申請專利範圍第6項所述之散熱裝置，其中所述散熱裝置具有一出口及一入口，一管體兩端分別連接該出口及該入口，所述管體串設一散熱單元，所述管體及該散熱單元為透過3D列印逐層建構所成型之結構體。
9. 如申請專利範圍第6項所述之散熱裝置，其中所述該具有多孔特性的單體係為粉末燒結體，或編織體或纖維體其中任一，又或者為前述粉末燒結與編織體及纖維體相互疊層混搭之結構體其中任一。
10. 如申請專利範圍第6項所述之散熱裝置，其中所述毛細結構之材質係為銅或鋁或鎳或金或銀或鈦或不銹鋼或陶瓷材料或塑膠其中任一或及其任二以上之組成。
11. 如申請專利範圍第6項所述之散熱裝置，其中所述散熱裝置設置毛細結構之另一側設有一聚合物層，所述聚合物為天然聚合物或合成聚合物或無機聚合物，所述天然聚合物係為澱粉、橡膠、核酸其中任一，所述聚乙烯(PE)、P.V.C、耐綸、達克綸、ABS、SBR其中任一，所述無機聚合物係為石英、石棉、雲母、石墨其中任一。
12. 一種散熱裝置，係包含：一散熱裝置本體，具有一氣密腔室，該氣密腔室內具有一中間件本體及一工作液體，所述散熱裝置本體及該中間件本體係透過逐層建 構所構型之結構體，逐層建構方式亦可改為電化學加工之方式進行，所述電化學加工係為電鍍或無電鍍或電鑄或電解其中任一。
13. 如申請專利範圍第12項所述之散熱裝置，其中所述中間件本體係為一體式結構體，該中間件本體具有一第一側面及一第二側面及複數穿孔及一槽結構組，所述槽結構組設置於該第一、二側面其中任一，該等穿孔貫穿該中間件本體連通該第一、二側面，所述槽結構組與該等穿孔交錯或非交錯其中任一方式設置，所述第一單體及該中間件本體係呈板狀。
14. 如申請專利範圍第12項所述之散熱裝置，其中所述散熱裝置本體及該中間件本體係為金或銀或銅或鋁或鈦或不銹鋼或陶瓷材料或塑膠及其組合。
15. 如申請專利範圍第12項所述之散熱裝置，其中所述第一單體及該中間件本體之間具有一毛細結構，所述毛細結構係為單一多孔特性的單體或複數個具有多孔特性的單體相互堆疊的結構層，所述該具有多孔特性的單體係為粉末燒結體，或編織體或纖維體其中任一，又或者為前述粉末燒結與編織體及纖維體相互疊層混搭之結構體其中任一。
16. 如申請專利範圍第12項所述之散熱裝置，其中所述中間件本體更具有一支撐結構，所述支撐結構係為一柱體，所述柱體貫穿該中間件本體之第一、二側面，並所述柱體之兩端貫穿該中間件本體後分別凸伸超越該第一、二側面。
17. 如申請專利範圍第12項所述之散熱裝置，其中所述中間件本體更具有一支撐結構，所述支撐結構為複數柱體，並該等柱體分別設置於該第一、二側面。
18. 一種散熱裝置，係包含：一散熱裝置本體，具有一氣密腔室並內部表面具有一毛細結構及一工作液體，所述散熱裝置本體及該毛細結構係透過逐層建構所構型之結構體，該毛細結構係為一種透過電鑄或電鍍或印刷或噴塗其中任一方式，形成單一多孔特性的單體或複數個具有多孔特性的單體相互堆疊的結構層。
19. 如申請專利範圍第18項所述之散熱裝置，其中所述散熱裝置本體及該毛細結構係為金或銀或銅或鋁或鈦或不銹鋼或陶瓷材料或非金屬材質或及其組合。
20. 如申請專利範圍第18項所述之散熱裝置，其中所述該具有多孔特性的單體係為粉末燒結體，或編織體或纖維體其中任一，又或者為前述粉末燒結與編織體及纖維體相互疊層混搭之結構體其中任一。
21. 一種散熱裝置，係包含：一散熱裝置本體，具有一氣密腔室並內部表面具有一毛細結構及一工作液體，所述散熱裝置本體及該毛細結構係透過逐層建構所構型之結構體；一支撐結構，設於前述氣密腔室內，並至少一端抵頂該氣密腔室表面該毛細結構係為一種透過電鑄或電鍍所形成單一多孔特性的單體或複數個具有多孔特性的單體相互堆疊的結構層。
22. 如申請專利範圍第21項所述之散熱裝置，其中所述支撐結構為複數凸柱，該等凸柱由該毛細結構兩側凸伸並抵頂該氣密腔室表面。
23. 如申請專利範圍第21項所述之散熱裝置，其中所述支撐結構係為複數凸柱，該等凸柱貫穿前述毛細結構，並兩端抵頂該氣密腔室。
24. 如申請專利範圍第21項所述之散熱裝置，其中所述該具有多孔特性的單體係為粉末燒結體，或編織體或纖維體其中任一，又或者為前述粉末燒結與編織體及纖維體相互疊層混搭之結構體其中任一。
25. 一種散熱裝置製造方法，係包含下列步驟：透過逐層建構之方式構型一散熱裝置之散熱單體，逐層建構該散熱裝置之第一散熱單體係透過多料射出或噴塗或印刷或電化學加工等方式進行；並於前述以建構完成之散熱單體一側建構一毛細結構及並將該散熱裝置剩餘結構建構完成；對已建構完成之散熱裝置進行抽真空、填水、封閉作業。
26. 如申請專利範圍第25項散熱裝置製造方法，其中所述散熱單體係為不銹鋼或銅或鋁或鈦材質或陶瓷或或鈦合金或商業純鈦或非金屬材質其中任一。
27. 如申請專利範圍第25項散熱裝置製造方法，其中所述逐層建構使用之材料係呈粉末狀或半熔狀或膏狀之材料進行製造工作。
28. 如申請專利範圍第25項散熱裝置製造方法，其中所述毛細結構之材質係為銅或鋁或鎳或金或銀或鈦或不銹鋼或陶瓷材料或及其組合其中任一。
29. 如申請專利範圍第25項散熱裝置製造方法，其中該毛細結構係為粉末燒結體或編織體或纖維體或溝槽其中任一。
30. 如申請專利範圍第25項散熱裝置製造方法，其中所述電化學加工係為電鍍或無電鍍或電鑄或電解其中任一。
31. 如申請專利範圍第30項散熱裝置製造方法，其中所述電化學加工之材質可為銅或鋁或鎳或金或銀或其他金屬或陶瓷或聚合物材料其中任一。

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