TWI783488B - 具有船型多孔隙毛細結構之管形元件及熱導管元件之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種具有船型多孔隙毛細結構之管形元件之製造方法，包含以下步驟：提供一可撓性銅片材，具有一上表面及兩個長邊，上表面具有複數個溝槽結構。提供一漿料，其包含複數個金屬顆粒、有機溶劑及聚合物。鋪置漿料於可撓性銅片材之溝槽結構中。加熱漿料以去除有機溶劑及裂解聚合物，使金屬銅顆粒彼此燒結並形成具有一側壁間隙之船型多孔隙毛細結構。彎曲可撓性銅片材並且接合兩個長邊以形成一管型元件，且上表面形成管型元件之內表面。利用本方法製造的超薄熱導管元件中，液相工作流體的滲透率提升，且毛細輸送速度大幅增加。

Description

具有船型多孔隙毛細結構之管形元件及熱導管元件之製造方法

本發明係關於一種熱導管結構元件的製造方法，尤其是指一種熱導管內部的船型毛細結構和管內壁基板溝槽之側壁之間形成間隙之熱導管狀結構元件的製造方法。

熱導管內部之毛細結構的吸水能力是一般熱導管元件設計的重要參數，高滲透率的毛細結構對於熱導管元件內液相工作流體具有較高的傳輸能力，有利於液相工作流體的冷凝回流，提高熱導管元件內工作流體的兩相循環，進而增加元件的傳熱性能。由於現今電子產品多設計為扁平式，熱導管也通常進一步壓成扁平狀以增加接觸面積和便於裝設。熱導管打扁後的元件厚度越薄時，上下管壁間的容置空間變小，為了維持足夠的氣相工作流體的流動空間，須限制毛細結構的厚度。

然而，當毛細結構厚度越薄，其承載液相工作流體的量就越少，液相工作流體從遠端冷凝區回流到蒸發區的速度也慢，影響了熱導管元件的兩相循環，進而影響熱傳導功能及解熱功率。

此外，熱導管內部的毛細結構型態，大致有燒結銅粉式毛細 結構、銅網式毛細結構和溝槽式毛細結構幾種形式，而前兩種是目前的主流做法。燒結銅粉式毛細結構中，銅粉式熱導管是將銅粉燒結在金屬管內壁形成燒結多孔隙銅粉層，管體中心保留為氣道。銅網式熱導管是將銅網鋪置在金屬管內部空間，剩餘空間為氣道。

然而，燒結銅粉式的毛細結構必須有相當厚度的銅粉層且容易產生裂紋。當管狀熱導管元件打扁後的元件厚度小於1.0mm時，目前只有銅網式毛細結構的工藝能夠實現。但此方式需要用人工在銅管中進行穿網及位置的精準置放，不利於自動化大量生產；且當元件厚度小於1.0mm時，銅網式毛細結構也面臨毛細極限的問題，大幅降低液相工作流體的輸送能力。

產業界急需一種同時能滿足功效以及自動化製程要求的新型毛細結構製造方式，來解決目前熱導管元件因厚度尺寸縮小及銅網毛細極限，導致液相工作流體輸送速度不足，以及熱導管元件高效自動化生產的問題。

有鑑於此，本發明係提供一種包含有溝槽結構和船型多孔隙毛細結構的複合式毛細結構的製造方法，同時克服了目前燒結銅粉毛細式和銅網毛細式熱導管難以高度自動化量產的問題。且製造出的元件中，船型多孔隙毛細結構和管內溝槽側壁之間形成間隙。此種複合式新型毛細結構的管狀結構元件能夠高度自動化量產，又具有極佳的工作流體滲透率及毛細輸送能力。

本發明提供之具有船型多孔隙毛細結構之管形元件之製造 方法，包含以下步驟：提供一可撓性銅片材，具有一上表面及兩個長邊，上表面具有複數個溝槽結構。提供一漿料，其包含複數個金屬銅顆粒、有機溶劑及聚合物。鋪置漿料於可撓性銅片材之溝槽結構中。加熱漿料以去除有機溶劑及裂解該聚合物，使金屬銅顆粒彼此燒結並形成具有一側壁間隙之船型多孔隙毛細結構。彎曲可撓性銅片材並且接合兩個長邊以形成一管型元件，且上表面形成管型元件之內表面。

其中，於提供可撓性銅片材之步驟中，可撓性銅片材具有兩個短邊，至少一溝槽結構為一長條型溝槽結構，其兩端分別指向兩個短邊，長條型溝槽結構深度介於0.1mm~0.5mm之間，長條型溝槽結構長度至少為50mm，且長條型溝槽結構寬度介於1.0mm~5.0mm之間。

其中，於提供可撓性銅片材之步驟中，每一溝槽結構具有一溝槽側壁。於加熱形成船型多孔隙毛細結構之步驟中，船型多孔隙毛細結構之一上表面之寬度大於船型多孔隙毛細結構之一下表面之寬度，船型多孔隙毛細結構和溝槽側壁之間具有一側壁間隙。船型多孔隙毛細結構之最大寬度大於側壁間隙之最小寬度之3倍，側壁間隙之最小寬度大於10um。

其中，於提供可撓性銅片材之步驟中，可撓性銅片材之最大長度超過1000mm，且具有船型多孔隙毛細結構之管形元件之製造方法進一步包含有一步驟：裁切管型元件，獲得複數個長度小於500mm之管型元件。

其中，於提供漿料之步驟中，漿料進一步包含有複數個氧化亞銅(Cu₂O)顆粒滲雜在金屬銅顆粒之間，且氧化亞銅顆粒之平均粒徑小於5um。

其中，於加熱形成船型多孔隙毛細結構之步驟中，進一步包 含有以下子步驟：加熱以使漿料中之有機溶劑揮發，形成固化複合材料；於氮氣環境中烘烤固化複合材料，以裂解並去除聚合物；於含氫氣氛下燒結氧化亞銅顆粒，以使氧化亞銅顆粒還原並彼此連結形成複數個鏈狀銅構件，且鏈狀銅構件彼此耦接進而形成船型多孔隙毛細結構。

其中，於彎曲可撓性銅片材並且接合兩個長邊以形成管型元件之步驟中，進一步包含有以下子步驟：利用治具彎曲可撓性銅片材；利用雷射焊接可撓性銅片材之兩個長邊以形成管型元件，上表面形成管型元件之內表面，且溝槽結構和船型多孔隙毛細結構形成於內表面。

本發明的另一範疇是提供一種具有船型多孔隙毛細結構之熱導管元件之製造方法，包含以下步驟：提供可撓性銅片材，具有一上表面及兩個長邊，上表面具有複數個溝槽結構；提供一漿料，其包含複數個金屬銅顆粒、一有機溶劑及一聚合物；鋪置漿料於可撓性銅片材之溝槽結構中；加熱漿料以去除有機溶劑及聚合物，使金屬銅顆粒彼此連結和內聚而形成一船型多孔隙毛細結構；彎曲可撓性銅片材並且接合兩個長邊以形成一管型元件，且上表面形成管型元件之一內表面；加工管型元件以形成熱導管元件。

其中於加工該管型元件以形成該熱導管元件之步驟中，進一步包含有以下子步驟：封合管型元件之至少一端；注入工作流體於管型元件中；抽出管型元件內之氣體；密閉管型元件以形成熱導管元件。

綜上所述，本發明方法步驟精簡，成品精密，有利於大量的自動化生產。且利用本方法製造的管形元件或熱導管元件，會於船型多孔隙金屬毛細結構與基板溝槽之間形成微小的側壁間隙。側壁間隙屬於微溝 槽結構，對於工作流體具有很好的滲透率，本身也提供毛細力，進而形成船型多孔隙毛細結構與側壁間隙結合為一體的複合式毛細結構。本發明方法增加了熱導管中液相工作流體的滲透率並加快液相工作流體由冷凝區往蒸發區的毛細輸送速度，進而提升了熱導管元件的熱傳導能力及解熱功率。

1:可撓性銅片材

2:船型多孔隙毛細結構

3:工作流體

10:溝槽結構

11:上表面

12:長邊

14:開放空腔

15:開口端

18:牆體

21:上表面

22:下表面

24:側表面

26:鏈狀銅構件

28:類球狀銅構件

44:密閉空腔

45:密閉端

102:溝槽底面

104:溝槽側壁

106:側壁間隙

120:對接邊

215:中間凹陷區

217:邊緣突起區

T:管形元件

P:熱導管元件

P1:蒸發區

P2:冷凝區

D1:深度

D2:長度

D3:寬度

S1~S5、S10、S20:步驟

T1~T5:步驟

S41~S43:子步驟

T71~T74:子步驟

圖1繪示本發明一具體實施例中製造具有船形多孔隙毛細結構之管形元件之方法的步驟流程圖；

圖2繪示圖1實施例中具有船型多孔隙毛細結構之可撓性銅片材之示意圖；

圖3A繪示圖1實施例中具有船型多孔隙毛細結構之可撓性銅片材之局部放大示意圖；

圖3B繪示圖1實施例中船型多孔隙毛細結構之示意圖；

圖4繪示圖1實施例中具有船型多孔隙毛細結構之管形元件之橫剖面示意圖；

圖5繪示圖1實施例中船型多孔隙毛細結構之組成示意圖；

圖6繪示本發明另一具體實施例中製造具有船形多孔隙毛細結構之管形元件之方法的步驟流程圖；

圖7繪示本發明又一具體實施例中製造具有船形多孔隙毛細結構之管形元件之方法的步驟流程圖；

圖8繪示本發明一具體實施例中製造具有船形多孔隙毛細結構之熱導管元件之方法的步驟流程圖；

圖9A繪示圖8實施例中具有船型多孔隙毛細結構之管形元件之示意圖；

圖9B繪示圖8具體實施例中具有船型多孔隙毛細結構之熱導管元件之示意圖；

圖10繪示圖8具體實施例中液相工作流體流向之示意圖。

為了讓本發明的優點，精神與特徵可以更容易且明確地了解，後續將以具體實施例並參照所附圖式進行詳述與討論。需注意的是，這些具體實施例僅為本發明代表性的具體實施例，其中所舉例的特定方法、裝置、條件、材質等並非用以限定本發明或對應的具體實施例。又，圖中垂直方向、水平方向和各元件僅係用於表達其相對位置，且未按其實際比例繪述，合先敘明。

請參閱圖1、圖2、圖3A和圖3B。圖1繪示本發明一具體實施例中製造具有船形多孔隙毛細結構之管形元件之方法的步驟流程圖；圖2繪示圖1實施例中具有船型多孔隙毛細結構之可撓性銅片材之示意圖；圖3A繪示圖1實施例中具有船型多孔隙毛細結構之可撓性銅片材之局部放大示意圖；圖3B繪示圖1實施例中船型多孔隙毛細結構之示意圖。

如圖1至圖3B所示，於本具體實施例中，具有船型多孔隙毛細結構之管形元件T之製造方法包含以下步驟：S1：提供一可撓性銅片材1，具有一上表面11及兩個長邊12，上表面11具有複數個溝槽結構10；S2：提供一漿料，其包含複數個金屬顆粒、有機溶劑及聚合物；S3：鋪置漿料於可撓性銅片材1之溝槽結構10中，例如藉由鋼板印刷、網版印刷鋪設漿料或直接用流延刮印，由於漿料的流變性，此時漿料會均勻舖滿溝槽結構，覆蓋溝槽底面並且碰觸到溝槽結構10的溝槽側壁104；S4：加熱漿料以去除有機溶劑 及裂解聚合物，使金屬顆粒彼此燒結，且船型多孔隙毛細結構2和溝槽側壁104間形成有一側壁間隙106；以及S5：彎曲可撓性銅片材1並且接合兩個長邊12以形成一管型元件T，且上表面11形成管型元件T之內表面。藉本方法製造的管形元件或熱導管元件，內部形成新型態的複合式毛細結構，其船狀多孔隙毛細結構和溝槽間的溝槽側壁間隙可進一步的提升液相流體輸送力。

步驟S2中的漿料包含複數個金屬銅(Cu)顆粒和氧化亞銅(Cu₂O)顆粒；所述「顆粒」為一種細小的粉末級顆粒，複數個顆粒團聚時具有粉末性質，或可稱為金屬銅粉末和氧化亞銅粉末。聚合物在常溫常壓條件下以流變性膠體形式存在，並混勻在溶劑當中，且聚合物在漿料中的重量百分比大於10%。金屬銅顆粒之平均粒徑(D50)約為10um~53um之間。或者在另一實施例中，金屬銅顆粒之平均粒徑約為10um~30um之間。氧化亞銅顆粒之平均粒徑約為0.5um~5um，尤其可以是六角八面體晶體的氧化亞銅顆粒。

步驟S3中，漿料可透過不同方法鋪置於可撓性銅片材1之溝槽結構10中，例如直接連續刮印方式，或藉由藉由鋼板印刷或網版印刷鋪設漿料。由於漿料具有流變性，鋪設時漿料會均勻舖滿溝槽結構10，覆蓋溝槽底面102並觸及溝槽側壁104。

執行步驟S4的過程中，漿料經烘乾後去除溶劑形成一固化物，烘乾溫度低於150℃。聚合物膠體附著於金屬銅顆粒和氧化亞銅顆粒之間。固化物內的聚合物在裂解工藝中氣化並且逸散排除，而在金屬銅顆粒和氧化亞銅顆粒之間留下孔洞，裂解溫度低於600℃。接著，將剩下的金屬 銅顆粒和氧化亞銅顆粒進行燒結，使金屬銅顆粒和氧化亞銅顆粒還原及燒結後形成的銅構件向下塌陷及內部聚縮，產生側壁間隙，形成船型多孔隙毛細結構2。執行步驟S4後，會獲得溝槽結構10內形成船型多孔隙毛細結構2之可撓性銅片材1，如圖2所示。

船型多孔隙毛細結構2和可撓性銅片材1之細部進一步如圖3A和圖3B所示。溝槽結構10為一長條型溝槽結構，沿著兩個長邊的方向，向可撓性銅片材1之兩個短邊延伸。多個溝槽結構10可以是被多個牆體18所隔開。牆體18隔絕相鄰的兩個溝槽結構10，使兩個溝槽結構10中液相工作流體的不能直接交換。溝槽結構10具有溝槽底面102和溝槽側壁104。溝槽側壁104是溝槽結構10的長邊側壁。

請參閱圖2和圖3A。長條型溝槽結構10深度D1介於0.1mm~0.5mm之間，長條型溝槽結構10長度D2至少為50mm，且長條型溝槽結構10寬度D3介於1.0mm~5.0mm之間。

透過前述的步驟，單一個船型多孔隙毛細結構2為連續性結構，分別形成於每一溝槽結構10內，該船型多孔隙毛細結構2具有上表面21、下表面22、側表面24。上表面21具有一中間凹陷區215和一邊緣突起區217。下表面22貼附於溝槽底面102。側表面24自上表面21向下表面22逐漸內縮，側表面24和溝槽側壁104之間具有側壁間隙106。由於側壁間隙106是一長條微細溝槽形狀，具有良好的液相工作流體滲透率，加上船型多孔隙毛細結構2具良好的毛細壓差，合力將液相工作流體快速輸送。

側表面24是船型多孔隙毛細結構2的長邊側面。至少一個側表面24向下向內漸縮且和溝槽側壁104間隔有側壁間隙106。在兩個側面都 間隔有側壁間隙106的實施例中，側表面24和高起的邊緣突起區217使船型多孔隙毛細結構2的橫剖面像是一個橫看的船型。於實際應用中，該船型多孔隙毛細結構2之上表面21的中間凹陷區215和邊緣突起區217所形成的曲面之曲率越大則毛細力越佳。側壁間隙106越大對工作流體的滲透率越好，攜帶量也越大。若將此具有船型多孔隙毛細結構之管形元件T進一步加工製作成熱導管元件並打扁成薄型熱導管，有利於雙相流之循環效率，進而增加薄型熱導管之熱傳導能力。

船型多孔隙毛細結構2的上表面21之寬度大於下表面22之寬度，船型多孔隙毛細結構2之橫向最大寬度大於側壁間隙106之最小寬度之3倍。該側壁間隙之最小寬度大於10um。側壁間隙106上窄下寬，有利增加工作流體3和船型多孔隙毛細結構2間工作流體儲存容積。

於步驟S4中，在含氫的氣氛下燒結時，氧化亞銅晶體會局部還原並延伸拉長成長條鏈狀銅結構。請參閱圖5。圖5繪示圖1實施例中船型多孔隙毛細結構之組成示意圖。氧化亞銅晶體在含氫氣氛下超過一定溫度時會由晶體最遠兩端開始還原成銅金屬並延伸拉長，而彼此燒結或燒結在金屬銅顆粒之上。因此燒結過程中，為確保氧化亞銅顆粒能夠確實發生燒結和延伸拉長，需嚴格控制條件。實際應用時，燒結工藝溫度控制在700~800℃之間，並且在氮氫混合還原氣氛下進行。

燒結後金屬銅粉末形成類球狀銅構件28，氧化亞銅顆粒則還原燒結並拉伸形成鏈狀銅構件26。還原的氧化亞銅顆粒在前述孔洞中沿著類球狀銅構件28拉伸，燒結後形成彼此交錯的鏈狀銅構件26和類球狀銅構件28。船型多孔隙毛細結構2包含有複數個鏈狀銅構件26和複數個類球狀銅 構件28，鏈狀銅構件26相互連結，類球狀銅構件28散佈於鏈狀銅構件26之間，複數個孔隙形成於該等鏈狀銅構件及該等類球狀銅構件之間。類球狀銅構件28的平均直徑大於鏈狀銅構件26的平均直徑。

圖1之步驟S5進一步還可以包含有以下子步驟：步驟S51：利用治具彎曲可撓性銅片材1；步驟S52：利用雷射焊接可撓性銅片材1之兩個長邊12以形成管型元件T，上表面形成管型元件之內表面，且溝槽結構10和船型多孔隙毛細結構2形成於內表面。除了雷射焊接，也可使用任何常規接合工藝，完成兩個長邊12的對接合。

請參閱圖1、圖2和圖4。圖4繪示圖1實施例中具有船型多孔隙毛細結構之管形元件之橫剖面示意圖。執行步驟S5後，會獲得具有船型多孔隙毛細結構2之管形元件T。管形元件T的管壁為彎曲的可撓性銅片材1，或稱為銅金屬管材。管形元件T至少有一對接邊120。管形元件T還有一開放空腔14，透過管形元件T至少一端的開口連通外界。

請參閱圖2、圖4和圖6。圖6繪示本發明另一具體實施例中製造具有船形多孔隙毛細結構之管形元件之方法的步驟流程圖。本實施例中與前述實施例不同處為步驟S10取代步驟S1，並增加步驟S6。步驟S10為：提供一可撓性銅片材，可撓性銅片材之最大長度超過1000mm。步驟S6為：裁切管型元件，獲得複數個長度小於500mm之管型元件。

長條型溝槽結構10長度D2可以和具有船型多孔隙毛細結構之管形元件T等長，或是讓長條型溝槽結構10如同虛線般的間節設置於具有船型多孔隙毛細結構之管形元件T內。實際應用中，若要大量生產長度100mm的管形元件，可以先製作出長度1000mm的管形元件，再分節截斷成 10個具有船型多孔隙毛細結構之管形元件T。或者，可製作出任意長度的具有船型多孔隙毛細結構之管形元件，然後裁切成任意長度的短小管型元件，用於加工製作任意長度的熱導管元件。

請參閱圖7。圖7繪示本發明又一具體實施例中製造具有船形多孔隙毛細結構之管形元件之方法的步驟流程圖。提供漿料之步驟S2進一步是一步驟S20：提供一漿料，其包含複數個銅金屬顆粒、複數個氧化亞銅顆粒、有機溶劑及聚合物。複數個氧化亞銅顆粒滲雜在金屬銅顆粒之間，且氧化亞銅顆粒之平均粒徑小於5um。於加熱形成船型多孔隙毛細結構之步驟S4中，進一步包含有以下子步驟：步驟S41：加熱以使漿料中之有機溶劑揮發，形成固化複合材料。步驟S42：於氮氣環境中烘烤固化複合材料，以裂解並去除聚合物。步驟S43：於含氫氣氛下燒結氧化亞銅顆粒，以使氧化亞銅顆粒還原並彼此連結形成複數個鏈狀銅構件，且鏈狀銅構件彼此耦接進而形成船型多孔隙毛細結構。

前述的步驟S10、S20、S41、S42、S43、S51、S52、S6都可以合理的和S1、S2、S3、S4、S5進行替換與組合。

請參閱圖8。圖8繪示本發明一具體實施例中製造具有船形多孔隙毛細結構之熱導管元件之方法的步驟流程圖。如圖8所示，本具體實施例之具有船型多孔隙毛細結構之熱導管元件之製造方法包含以下步驟：步驟T1：提供可撓性銅片材，具有一上表面及兩個長邊，上表面具有複數個溝槽結構；步驟T2：提供一漿料，其包含複數個金屬銅顆粒、一有機溶劑及一聚合物；步驟T3：鋪置漿料於可撓性銅片材之溝槽結構中；步驟T4：加熱漿料以去除有機溶劑及聚合物，使金屬銅顆粒彼此燒結和內聚而形成 一船型多孔隙毛細結構；步驟T5：彎曲可撓性銅片材並且接合兩個長邊以形成一管型元件，且上表面形成管型元件之一內表面；步驟T7：加工管型元件以形成熱導管元件。

步驟T1至T5原則上和前述實施例中對應的步驟S1至S5相同。前述的步驟S10、S20、S41、S42、S43、S51、S52、S6也都可以合理的組合至本實施例中。由於本實施例多了步驟T7，進而使管型元件形成熱導管元件。前實施例中述及的元件結構、性質及方法，也都適用於本實施例中。本實施例中與前述實施例相同名稱或標號的元件大致具有相同的結構或效果，於此不再贅述。與前述實施例不同之處將於下說明。

步驟T7進一步包含有以下子步驟：步驟T71：封合管型元件之至少一端；步驟T72：注入工作流體於管型元件中；步驟T73：抽出管型元件內之氣體，管內形成負壓；步驟T74：密閉管型元件以形成熱導管元件。在不同的設備輔助下，步驟T71、步驟T72和步驟T73可以交換順序。

請參閱圖8、圖9A和圖9B。圖9A繪示圖8實施例中具有船型多孔隙毛細結構之管形元件之示意圖；圖9B繪示圖8具體實施例中具有船型多孔隙毛細結構之熱導管元件之示意圖。於步驟T5之後，形成了具有船型多孔隙毛細結構之管形元件T。經過步驟T7進一步加工管形元件T，形成熱導管元件P。

步驟T5的管形元件T具有兩個開口端15和開放空腔14。加工管形元件T時，先封閉其中一個開口端15成為密閉端45；從另一開口端15灌注工作流體到開放空腔14中；從另一開口端15抽真空；封閉另一開口端15成為另一密閉端45，並使開放空腔14形成密閉空腔44。密閉空腔44的氣壓 為小於1大氣壓的負壓。真空且包含有毛細結構和工作流體的密閉空腔44形成了具有熱交換功能的熱導管元件P。

熱導管元件P進一步具有一蒸發區P1和一冷凝區P2，長條型溝槽結構之一端指向蒸發區P1，長條型溝槽結構之另一端指向冷凝區P2。

船型多孔隙毛細結構2進一步還可以分為一第一毛細結構和一第二毛細結構。第一毛細結構設置於蒸發區P1，第二毛細結構不設置於蒸發區P1，而設置於蒸發區P1以外之地方，尤其是遠端冷凝區P2和蒸發區P1及冷凝區P2之間的絕熱段。

同一個船型多孔隙毛細結構2的第一毛細結構和第二毛細結構為連續性的結構，且第一毛細結構與第二毛細結構具有不同之孔隙率。於一具體實施例中，第一毛細結構之孔隙率大於第二毛細結構。第一毛細結構之孔徑大於第二毛細結構之孔徑。第一毛細結構之平均粒徑大於第二毛細結構之平均粒徑。尤其，第一毛細結構之類球狀銅構件之平均粒徑大於第二毛細結構之類球狀銅構件之平均粒徑。

第一毛細結構之平均粒徑大，有利於液相工作流體沸騰時在表面形成較大面積的水薄膜而蒸發，進而降低熱阻，蒸發成氣相工作流體的速度較快；相對來說，第二毛細結構之平均粒徑小則有利於提升輸送液相工作流體的毛細力，使液相工作流體的流動速度加快。因此，第一毛細結構設置於蒸發區較有助於液相轉成氣相工作流體，第二毛細結構設置於其他區段有助於液相工作流體回冷凝端回流至蒸發端。

第一毛細結構和第二毛細結構的形成方式如下。在兩種漿料中分別加入平均粒徑較大和較小的金屬銅顆粒，並配合加入適量的氧化亞 銅顆粒。兩種漿料分別佈設在長條型溝槽結構不同區域，由於漿料中聚合物的黏滯性，兩種漿料並不會大幅度混合。在加熱過程中，兩種漿料會分別形成第一毛細結構和第二毛細結構。

請參閱圖10。圖10繪示本發明圖8具體實施例中液相工作流體流向之示意圖。圖10中僅表現單一溝槽結構的工作流體流向。本發明所述之複合式毛細結構是由船型多孔隙毛細結構2、溝槽結構10以及側壁間隙106所構成的。側壁間隙106的通道與船型多孔隙毛細結構2具有互補作用，兩者共同做為熱導管內液相工作流體3的輸送渠道。

灌注液相工作流體3至熱導管元件內。液相工作流體3會吸附於船型多孔隙毛細結構2之內及側壁間隙106之中。側壁間隙106中液相工作流體3的水位可能會高於船型多孔隙毛細結構2之內液相工作流體3的平均水位。具有船型多孔隙毛細結構之熱導管元件於實際運作時，側壁間隙106中的液相工作流體3和船型多孔隙毛細結構2之內的液相工作流體3朝向相同方向前進(箭頭方向)。但是側壁間隙中的流體阻力較小，液相工作流體3流動速度較快；船型多孔隙毛細結構2之內的流體阻力較大，液相工作流體3流動速度較慢。側壁間隙中的液相工作流體3也可以補充至船型多孔隙毛細結構2內。

本發明製作方法所形成之複合式毛細結構在反重力垂直吸水測試中，對於純水的輸送速度可達30mm/sec以上，遠比銅網毛細結構的純水輸送速度快兩倍以上。對於熱導管元件的毛細力而言，具有顯著的效益。

綜上所述，本發明方法步驟精簡，成品精密，有利於大量的 自動化生產。且利用本方法製造的管形元件或熱導管元件，會於船型多孔隙金屬毛細結構與基板溝槽之間形成微小的側壁間隙。側壁間隙屬於微溝槽結構，對於工作流體具有很好的滲透率，本身也提供毛細力，進而形成船型多孔隙毛細結構與側壁間隙結合為一體的複合式毛細結構。本發明方法增加了熱導管中液相工作流體的滲透率並加快液相工作流體由冷凝區往蒸發區的毛細輸送速度，進而提升了熱導管元件的熱傳導能力及解熱功率。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

S1~S5:步驟

Claims (9)

1. 一種具有船型多孔隙毛細結構之管形元件之製造方法，包含以下步驟：提供一可撓性銅片材，具有一上表面及兩個長邊，該上表面具有複數個溝槽結構；提供一漿料，其包含複數個金屬銅顆粒、複數個氧化亞銅顆粒、一有機溶劑及一聚合物；鋪置該漿料於該可撓性銅片材之該等溝槽結構中；加熱該漿料以去除該有機溶劑及裂解該聚合物，使該等金屬銅顆粒彼此燒結並形成一船型多孔隙毛細結構，該船型多孔隙毛細結構和該溝槽結構間具有一側壁間隙；以及彎曲該可撓性銅片材並且接合該兩個長邊以形成一管型元件，且該上表面形成該管型元件之內表面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中於提供該可撓性銅片材之步驟中，至少一該溝槽結構為一長條型溝槽結構，沿著該兩個長邊的方向延伸，該長條型溝槽結構深度介於0.1mm~0.5mm之間，該長條型溝槽結構長度至少為50mm，且該長條型溝槽結構寬度介於1.0mm~5.0mm之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中於提供該可撓性銅片材之步驟中，每一該溝槽結構具有一溝槽側壁；於加熱形成該船型多孔隙毛細結構之步驟中，該船型多孔隙毛細結構之一上表面之寬度大於該船型多孔隙毛細結構之一下表面之寬度，該船型多孔隙毛細結構和該溝槽側壁之間具有該側壁間隙，該船型多孔隙毛細結構之最大寬度大於該側壁 間隙之最小寬度之3倍，該側壁間隙之最小寬度大於10um。
4. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中於提供該可撓性銅片材之步驟中，該可撓性銅片材之最大長度超過1000mm，且具有該船型多孔隙毛細結構之管形元件之製造方法進一步包含有一步驟：裁切該管型元件，獲得複數個長度小於500mm之該管型元件。
5. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中於提供該漿料之步驟中，該漿料進一步包含有複數個氧化亞銅(Cu₂O)顆粒滲雜在該複數個金屬銅顆粒之間，且該等氧化亞銅顆粒之平均粒徑小於5um。
6. 如申請專利範圍第5項所述之製造方法，其中於加熱形成該船型多孔隙毛細結構之步驟中，進一步包含有以下子步驟：加熱以使該漿料中之有機溶劑揮發，形成一固化複合材料；於氮氣環境中烘烤該固化複合材料，以裂解並去除該聚合物；以及於含氫氣氛下燒結該等氧化亞銅顆粒，以使該等氧化亞銅顆粒還原並彼此連結形成複數個鏈狀銅構件，且該複數個鏈狀銅構件彼此耦接進而形成該船型多孔隙毛細結構。
7. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中於彎曲該可撓性銅片材並且接合該兩個長邊以形成該管型元件之步驟中，進一步包含有以下子步驟：利用治具彎曲該可撓性銅片材；以及利用雷射焊接該可撓性銅片材之該兩個長邊以形成該管型元件，該上表面形成該管型元件之該內表面，且該等溝槽結構和該船型多孔隙毛細結構形成於該內表面。
8. 一種具有船型多孔隙毛細結構之熱導管元件之製造方法，包含以下步驟：提供一可撓性銅片材，具有一上表面及兩個長邊，該上表面具有複數個溝槽結構；提供一漿料，其包含複數個金屬銅顆粒、複數個氧化亞銅顆粒、一有機溶劑及一聚合物；鋪置該漿料於該可撓性銅片材之該等溝槽結構中；加熱該漿料以去除該有機溶劑及該聚合物，使該等金屬銅顆粒彼此燒結和內聚而形成一船型多孔隙毛細結構；彎曲該可撓性銅片材並且接合該兩個長邊以形成一管型元件，且該上表面形成該管型元件之一內表面；以及加工該管型元件以形成一熱導管元件。
9. 如申請專利範圍第8項所述之製造方法，其中於加工該管型元件以形成該熱導管元件之步驟中，進一步包含有以下子步驟：封合該管型元件之至少一端，注入一工作流體於該管型元件中；抽出該管型元件內之氣體；以及密閉該管型元件以形成該熱導管元件。

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