TWI306730B - - Google Patents

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1306730 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種熱管座，特別是指—種 率高的熱管座及其製造方法。 【先前技術】 熱管是目前一種大量運用於费工士从l,, 八里遇用於电子兀件上的熱傳導元件 ，-般而言熱管内部裝填有流動性好、汽化熱高、彿點較 低且化學性質穩定的熱傳導介質，例如水、乙醇與丙_ ’且熱管的内壁面通常形成有多數呈毛刺狀凸起的毛細結 構。在實際使用時，熱管的其中一端是做為蒸發段而與一 裝設於一電子元件上的熱管座連接，而熱管的另一端則是 做為冷凝段而可供多數的散熱鰭片裝設，如此’當熱管的 蒸發段受熱時，在熱管蒸發段内的熱傳導介質即會汽化並 吸收大量汽化熱，而使熱管座的溫度降低，而後；該熱傳 導介質以汽態擴散至熱管冷凝段時，該熱傳導介質即可貼 附於該等毛細結構上並冷凝成液態而朝熱管蒸發段回流， 同時並藉該等散熱鰭片將大量液化熱散發出去。 如圖1所示，為習知一種熱管散熱裝置，包含一可裝 設於-電子元件（圖未示）上的熱管座i、一呈”形的熱 管2,及多數的散熱‘鰭片^該歸2具有_呈扁平狀轉 固於該熱管座i上的蒸發段2()1、二可供該等散熱鰭片3裝 設的冷凝段202,及二連接於該蒸發段2〇1與該等冷凝段 202之間的彎折段203。 雖然，此種熱官散熱裝置藉由裝填於該蒸發段2〇1内 1306730 ’即可對該電子元件產 使用時，該熱管散熱裝 生 置 的熱傳導介質的汽、液兩態轉變 散熱效果，但是，在實際製作、 卻具有以下的缺失： 座!：觸=段广只能靠小部份的㈣面積與該熱管 接觸，因此，其熱傳導性能不佳。 w二、由於電腦内部空間的限制，該熱管2通常會有— 尺寸限制L，此外，由於該等f折段加亦會有最小

、.弓折+徑R的限制（通f最小f折半徑於熱管管徑 =2〜3倍），因此’實際上該蒸發段训與該熱管座1的 直線接觸範® w僅有尺寸限制L減去兩倍最小彎折半徑r 的大小而已（即W=L —2R)，如此，不僅會導致該基發段 加的面積受到最小f折半徑R的限制，更會造成該装發段 州的面積遠小於該等冷凝段2〇2的面積，而不利於熱傳導 的循環機制。 …二、該蒸發段2G1是被擠壓成扁平狀，因而會破壞該 ’’’、s 2内„卩的毛細結構，進而影響到該熱傳導介質液化後 的回"“乍用’導致該熱管2的熱傳導性能不佳。 ^四、該熱傳導介質必須通過彎折角度近乎九十度的該 等弓折段203才能擴散至該等冷凝段2〇2或回流至該蒸發 #又201，因此，熱傳導介質在通過該等彎折段2〇3時會遭遇 田大的ΛΚ_阻，且彎折半徑R越小，流阻越大，而不利於 熱傳導。 五、該熱管2除了需將該蒸發段2〇1壓扁外，更需經 由兩道.考折工序才能形成該等彎折段203。 6 1306730 如圖2所示，為習知另一種熱管散熱裝置，包含—可 裝設於一電子元件（圖未示）上的熱管座4、_ 3 ττ 1 可 卜 —主U子形的 熱管5’及夕數的散錢片6。該熱管座4具有二可供該等 熱管5裝設的直線溝槽401，該等熱管5分別具有_ ^ 於該等直線溝槽401内的蒸發段5()1、二可供該等散 6裝設的冷凝段5G2，及二連接於該蒸發段5()1與該等冷凝 段502之間的脊折段5〇3。此種熱管散熱裝置雖可藉由料 直線溝槽401的設置而略為增加該等蒸發& 5〇1與該熱管 座4的接觸面積，並避免該等蒸發段5〇1被壓扁破壞= 結構，然而，除此之外，此種熱管散熱裂置亦會產生與上 述熱管散熱褒置相同的缺失，而不利於熱傳導，例如該等 蒸發段5(H與該熱管座4的直線接觸範圍亦會受限於該等 f折段503的最小彎折半徑、熱傳導介質在通過該等彎折 段5〇3時亦會遭遇到相當大的流阻，及該等熱管5亦需經 由兩迢’考折工序才能形成該等彎折段503等等。 士圖3所不’為習知另-種熱管散熱裝置，包含一可 裝设於一電子元林「同土 -、 件（圖未不）上的熱管座7、二熱管8,及 多數的散熱鰭片1 „ ^ S亥熱管座7具有二呈水平設置而可供該 等熱管8裝設的溝槽7(H，該等熱管8分別具有—呈水平設 置=可固設於該等直線溝槽7Gi内的蒸發段謝、二相對於 5亥洛發段8 01呈金l吉却_恶 、°直5又置而可供該等散熱鰭片9裝設的冷 凝段802 ’及二遠技认# +—外 硬操於这療發段801與該等冷凝段802之間 的彎角段803。 &放熱裝置雖亦可藉由該等溝槽701的設置而 7 Ι30673Ό 增加該等蒸發段801與該熱管座7的接觸面積，並避免該 等蒸發段801被壓扁破壞毛細結構，然而，除此之外，此 種熱管散熱裝置卻具有以下的缺失： 一、 該等冷凝段802相對於該蒸發段8〇1是夹九十度 央角，而形成該等彎角段803，因此，該等彎角段8〇3内的 毛細構造往往亦會因劇烈的彎折變形而被破壞，進而影響 到該熱傳導介質液化的回流作用，導致該等熱f 8的熱傳 導性能不佳。 二、 熱傳導介質必須通過彎折角度呈九十度的該等彎 角奴803才此擴散至該等冷凝段8〇2或回流至該蒸發段如工 ，因此，熱傳導介質在通過該等彎角段8〇3時會遭遇更大 的流阻，而不利於熱傳導。 三、 該等熱管8除了膏折成形該蒸發段8〇1外，更需 經由兩道彎折工料能使該#冷凝段8G2 ^直於該蒸發段 801。 四、 該熱管座4必須對稱地開設呈水平設置的該等溝 槽701 ’來供呈水平設置的該等蒸發段8()1固設，因此，該 熱管座7會佔用較大的面積與空間。 【發明内容】 因此，本發明之—目的，即在提供一種熱傳導效率高 的熱管座。 ^本發明之另一目的，即在提供一種熱傳導效率高的熱 管座的製造方法。 本發明熱官座，是可供一熱管裝設，該熱管具有至少 1306730 崧心，及至少一與該蒸發段連接的冷凝段，該蒸發段 具有至少一彎曲部，及一管徑，該彎曲部具有一曲率半徑 及熱官座包含至少—包覆座體，該包覆座體具有一實質 上平行於一鉛直參考面且可容置該蒸發段的包覆溝槽，該 包覆溝槽具有至少-對應於該曲率半徑且實質上平行於該 船直參考面的包覆曲率半徑，及一對應於該管徑的溝槽寬 度。 本發明熱管座的製造方法，包含：一、準備一加工件 。二、'切削該加工件，使該加工件形成一具有至少一曲率 半徑且實質上平行於—鉛直參考面的包覆溝槽。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 乂下配&參考圖式之五較佳實施例的詳細說明中，將可清 楚的明白。 在提出詳細說明之前，要注意的是，在以下的說明中 ，類似的元件是以相同的編號來表示。 芩閱圖4、5、6，為本發明熱管座的一第一較佳實施例 ，°玄熱官座是可供—熱管2〇〇裝設，該熱管200具有一裝 填有熱傳導物質的蒸發段21〇 ’及二與該蒸發段21〇連接而 可供多數的散_片23G裝設的冷凝段22G，該蒸發段210 是由一彎曲部構成，並具有一管徑D及一曲率半徑r丨，該 熱f座包含·一包覆座體10,及一基座體2〇。 該包覆座體10具有一實質上平行於一鉛直參考面XI 可谷置4崧發段210的包覆溝槽i丨，該包覆溝槽丨丨具有— 9 ί3〇673〇 轉應於該曲率半徑R1且實質上平行於該鉛直參考面χ的包 覆曲率半徑R2、一對應於該管徑D的溝槽寬度w，及一不 小於該管徑D的二分之一的溝槽深度z ^在本實施例中， 。亥溝槽深度Z是大於或等於該管徑d。

該基座體20具有一頂面21，及一相反於該頂面21而 可裝設於一電子元件（圖未示）上的接觸底平面22。在本 實施例中，該包覆座體10是一體形成於該基座體2〇的頂 面21上，當然，該包覆座體1〇亦可與該基座體分開製 作’然後再固接於該基座體2 〇的頂面21上。 參閱圖7,本發明熱管座的製造方法的較佳實施例，是 包含以下步驟： —— 、 準備一加工件300,在本實施例中，該加工件3〇〇 是以銅材擠製成形，且該加工件3〇〇具有該基座體2〇，及 形成於該基座體20的頂面21上的包覆座體1〇。 二、將該加工件3〇〇裁切成預定長度。 二、切削該加工# 300，使該加工件3〇〇形成具有該包 覆曲率半徑R2的該包覆溝槽π，在本實施例中，是利用一 圓形鑛片400切削該包覆座體1〇#_頂φ 12，而使該包覆 座體1 〇形成該包覆溝槽1£ 四、對應該包覆溝槽U的弧度切除該包覆座體ι〇在該 包覆溝槽Π兩側的肉厚。 人 此外，如圖8所示，本發明熱管座亦可由下述的製造 方法製成： k 、準備一橫斷面呈矩形的加工件300。 10 Ι30673Ό 二、將該加工件300裁切成預定長度。 二、切削該加工件3〇〇，使該加工件3 00形成該包覆溝 槽11。 四、 切除該加工件300在該包覆溝槽11兩側的部份 31Q ’使該加工件300形成該基座體20與該包覆座體1〇。 五、 對應該包覆溝槽11的弧度切除該包覆座體1〇在該 包覆溝槽11兩側的肉厚。

藉此，如圖4、5、6所示，該熱管200僅需經一道彎 折工序形成呈連續彎弧狀的該蒸發段21〇，即可與本發明的 熱管座配合使用，而當該蒸發段210裝設於該包覆溝槽n 内％，由於該包覆溝槽n的包覆曲率半徑R2與溝槽寬度 W是分別對應於該蒸發段210的曲率半徑R1與該管徑D， 且該包覆溝槽U的溝槽深度Z是大於或等於該管徑d，因 此，該蒸發段210與該包覆溝槽u的接觸面積可達到最大 化，而可有效增進熱傳導性能。

經由以上的說明’可再將本發明的優點歸納如下： ―、由於該包㈣槽U的包覆曲率半溝槽寬 度W是分別對應於該蒸發段21G的曲率半徑R1與該m ’且該包覆溝槽11的溝槽深度z是大於或等於該管和:， 因此，當該蒸發段21〇裝設於該包覆溝槽u内時，㈣發 段2U)與Μ覆溝槽u的接觸_可達到最大化 幅增進熱傳導性能。 j大 法與該等熱 裝設的彎折 管座1、4接觸且亦無法供該等散熱鰭片 1306730 段203、503 ’本發明熱管座的包覆溝槽u是可包覆該蒸發 段21〇的整個弯折孤度，因此，該熱管2〇〇的整個長度均 可產生作用，而完全不會產生無法與熱管座接觸且亦無法 供散熱鰭片裝設的無效彎折段，此外，由於該蒸發段训 函蓋該熱管200的所有彎折部份，因此，該蒸發段\1〇的 長度與面積並不會如習知技術般被f折段的最小彎折半徑 所限制，所以，該蒸發段21〇與該等冷凝段22〇不會產生 面積差距過大的問題，而有利於熱傳導的循環機制。 、—與本發明熱管座配合使用的熱管200的蒸發段21〇 並不需屢爲，且在相同的散熱尺寸限制下，該蒸發段21〇 的曲率半# R1可達最大’而不會產生如習知技術曲率半徑 過小的-折段203、503,或如習知技術在兩互相垂直平面 上的連續彎角段803，因此’該熱管2⑼内部的毛細結構受 到彎折製程所產生的破壞最小，又該蒸發段21〇的曲率半 徑幻明顯大於習知彎折段203、5〇3或.彎角段8〇3的曲率 =徑，是以，熱傳導介質汽化後即可直接從該蒸發段21〇 流，至該等冷凝段22〇’同時熱傳導介f液化後亦可直接從 该等冷凝段220流動至該蒸發段21〇，因此，熱傳導介質在 流動時並不會遭遇過大的流阻，而有利於熱傳導。 四、與本發明熱管座配合使用的熱管200的蒸發段210 需壓扁，且該蒸發段210與該等冷凝段22〇之間並不 需彎折形成習知的彎折段203 ' 503或彎角段8〇3,因此， 相車X於習知技術的熱管2、5、8，該熱管200僅需經一道彎 折工序形成該蒸發段210即可完成製作。 12 1306730 五、本發明熱管座的包覆溝槽π是平行於該船直參考 面X而形成於該包覆座體上，並非呈水平設置，因此， 本發明的熱管座較不佔空間，而有利於電腦内部空間的安 排。 此外，值得一提的是，當本發明的熱管座與習知的熱 官5配合使用時，當然，該包覆溝槽丨丨亦可形戒二對應於 遠等彎折段503的彎弧段，及一對應於該蒸發段501的平 直段，惟，相較於習知技術，該包覆溝槽丨丨除了可包覆該 泰發段501外，仍可進一步包覆該等彎折段5〇3，而產生較 佳的熱傳導效果。 如圖9所示，為本發明的一第二較佳實施例，該第二 較佳實施例是類似於該第一較佳實施例，其差異之處在於 °亥第一較佳育施例僅包含該包覆座體10，且該包覆座 體具有-相反於該包覆溝槽η而可裝設於—電子元件（圖 鲁 未不）上的接觸底平面13。如此’該第二較佳實施例除了 可達到與上述第—較佳實施例相同的目的與功效外’更可 進一步減少所佔空間。 如圖1G所示，為本發明的—第三較佳實施例，該第三 佳實施例是類似於該第-較佳實施例，其差異之處在於 該第三較佳實施例是包含數包覆座體1〇，及一基座體 3〇。該基座體30具有一 ^ 、 頁面31 ’及一相反於該頂面31而 可裝设於一電子元件f网去-、 3未不）上的接觸底平面32，該等 13 13〇673〇 包覆座體10是間隔設置於該基座 &第三較佳實施例亦可達到與 的目的與功效。 不w仪住霄施例，該第四 孝父佳實施例是類似於該第一較祛音#加 ^ , 奴侄貫％例，其差異之處在於

琢弟四权住貫施例疋包含數併靠在一起的包覆座體Μ 且該等包覆座體Η)是分別具有—相反於該包覆溝槽u而可 農設於一電子元件（圖未示）上的接觸底平面13。如此， 該第四較佳實施例亦可達到與上述第—較佳實_相同的 目的與功效。 所立衩佳實施例，該 第五較佳實施例是類似於㈣—較佳實施例，其差異之處 在於： 地

體3〇的頂面31上《如此 上述弟一較佳實施例相同 該第五較佳實施例包含一包覆軍元4〇，該包覆單元 具有二包覆座€ 4卜及-可容置該蒸發段21(^包覆溝槽 42。該等包覆座體41 /分別具有一可對合在一起的對合面 41卜及一相反於該包覆溝槽42而可裝設於—電子元件（圖 未示）上的接觸底平面412。該包覆溝槽42是形成於該等 對合面411之間，並亦具有—對應於該曲率半徑ri的包覆 曲率半徑R2，及一對應於該管徑D的溝槽寬度w。 如此，由於該包覆溝槽42可完全包覆該蒸發段21〇, 因此，該第五較佳實施例除了可達到與上述第一較佳實施 例相同的目的與功效外，更可產生更佳的熱傳導性能。 14 1306730 此外，該第五較佳實施例當然亦可如上述第一、三、 四較佳實施例進行相關的配置變化，例如將該包覆單元4〇 設置於—基㈣上’或將數個包覆單間隔設置於-基 座體上’亦或將數個包覆單元40併#在—起。 歸納上述，本發明之熱管座及其製造方法，不僅且有 良好If傳導性能’更可有效改善習知熱管的諸多缺；， 故確貫此達到發明之目的。 准以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已， 能以此限定本㈣實施之範圍，即大凡依本發 二 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化 1丨 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 夕年白仍

15 1306730 【圖式簡單說明】 圖1是習知一種熱管散熱裝置的側視示意圖； 圖2是習知另一種熱管散熱裝置的立體示意圖； 圖3是習知另一種熱管散熱裝置的立體分解示意圖； 圖4是本發明熱管座的一第一較佳實施例與一熱管的 立體分解示意圖； 圖5該第一較佳實施例與該熱管的立體組合示意圖； 圖6該第一較佳實施例與該熱管的組合剖視示意圖； φ 圖7是該第一較佳實施例的一種製造流程示意圖； 圖8是該第一較佳實施例的另一種製造示意圖； 圖9是本發明熱管座的一第二較佳實施例與一熱管的 立體組合示意圖； 圖10是本發明熱管座的一第三較佳實施例與數熱管的 立體組合示意圖； 圖11是本發明熱管座的一第四較佳實施例與數熱管的 立體組合示意圖； # 圖12是本發明熱管座的一第五較佳實施例與一熱管的 立體組合示意圖；及 圖13該第五較佳實施例與該熱管的組合剖視示意圖。 16 1306730

【主要元件符號說明】 1 * · · 熱管座 200 2 · 敎管 210 201 · 蒸發段 220 202 冷凝段 230 203 · 彎折段 D· 3 ·… 散熱鰭片 R1 L · · 尺寸限制 300 R... 彎折半徑 310 w · · 接觸範圍 400 4 · · · 熱管座 10 - 401 直線溝槽 11 · 5 * · 熱管 12 · 501 · 蒸發段 13 · 502 · 冷凝段 20 · 503 · 彎折段 21 6 散熱鰭片 22 · 7 · · · 熱管座 30 · 701 · 溝槽 31 · 8 · - · 熱管 32 · 801 · 蒸發段 40 - 802 · 冷凝段 41 · 803 · 彎角段 411 散熱鰭片 412 轨管 *、，、 & 蒸發段 冷凝段 散熱鰭片 管徑 曲率半徑 加工件 部份 圓形鋸片 包覆座體 包覆溝槽 頂面 接觸底平面 基座體 頂面 接觸底平面 基座體 頂面 接觸底平面 包覆單元 包覆座體 對合面 接觸底平面 17 1306730 42 · '溝槽 X i •鉛直參考面 R2 包覆曲率半徑 W ·. 溝槽寬度 z * •溝槽深度

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Claims (1)

1306730 十、申請專利範圍： 1. 一種熱官座，是可供— 設，該熱 有至 發段，及至少一與該蒸發段連接的冷凝段，該蒸發段具 有 ’、♦曲。卩，及一管徑，該·彎曲部具有一曲率半徑 ，該熱管座包含：

^包覆座體’具有一實質上平行於一錯直參考 面且可各置該蒸發段的包覆溝槽，該包覆溝槽具有至少 對應於该曲帛半徑i冑質上平行於該㉟直參考面的包 覆曲率半桎，及一對應於該管徑的溝槽寬度。 •根據中請專利範圍第1項之熱管座，其中，該包覆溝槽更 具有一不小於該管徑的二分之一的溝槽深度。 •根據申請專利範圍帛1項之熱管座，更包含-基座體，， 基座體具有—頂面，及—相反於該頂面的接觸底平面 包覆座體是設置於該頂面上。 / 4.根據申請專利範圍第3項之熱管座，其中，該包覆座體 —體形成於該基座體的頂面上。 5·根據中請專利範圍第i項之熱管座，其中，豸包覆座體 具有一相反於該包覆溝槽的接觸底平面。 6·根據申請專利範圍第i項之熱管座，包含數包覆座體。 7.根據申請專利範圍第6項之熱管座，更包含—基座體， 基座體具有-頂面，及-相反於該頂面的接觸底平面， 等包覆座體是設置於該基座體的頂面上。 8·根據申請專利範圍第7項之熱管座，1 a H τ该專包覆, 粗疋間隔設置於該基座體的頂面上。 19 !3〇673〇 •根據申請專利範圍第6項之熱管座，其中，該等包覆座體 疋併靠在—起’且該等包覆座體更分別具有一相反於該包 覆溝槽的接觸底平面。 1〇，—種熱管座的製造方法，包含： .(A )準備一加工件，及 (B )切削該加工件’使該加工件形成一具有至少一 曲率半徑且實質上平行於一鉛直參考面的包覆溝槽。 11 _根據申請專利範圍第1 〇項之熱管座的製造方法，其中， 在步驟（A )中，該加工件是以銅材擠製成形，該加工件 具有一基座體，及一形成於該基座體的一頂面上的包覆座 體。 I2·根據申請專利範圍第11項之熱管座的製造方法，其中， 在步驟（β )中，切削該包覆座體的一頂面，使該包覆座 體形成該包覆溝槽。 13_根據申請專利範圍第12項之熱管座的製造方法，其中， 在步驟（Β )中，利用一圓形鋸片切削該包覆座體的頂面 ’使該包覆座體形成該包覆溝槽。 14_根據申請專利範圍第1〇項之熱管座的製造方法，更包含 一在步驟（A )、（ Β )之間的步驟（Α1 )，在步驟（A1 ) 中’將該加工件裁切成預定長度。 15 ·根據申清專利範圍第10項之熱管座的製造方法，更包含 一在步驟CB)之後的步驟（C)，在步驟（c)中，切除 該加工件在該包覆溝槽兩側的部份。 16.—種熱官座，是可供一熱管裝設，該熱管具有至少一蒸 20 130673ο 毛&，及至少—與該蒸發段連接的冷凝段，該蒸發段具 有至少一彎曲部，及一管徑，該彎曲部具有一曲率半徑 ’該熱管座包含： 至少一包覆單元’具有二包覆座體，及一可容置該 蒸叙段的包覆溝槽，該等包覆座體分別具有一可對合在 :起的對合面，該包覆溝槽是形成於該等對合面之間， 亚具有至少一對應於該曲率半徑的包覆曲率半徑，及一 對應於該管徑的溝槽寬度。 根據申5月專利範圍第16項之熱管座，其中，該等包覆座 體更分別具有一相反於該包覆溝槽的接觸底平面。 根據申53專利範圍第16項之熱管座’更包含一基座體， 5亥基座體具有~頂面，及一相反於該頂面的接觸底平面， 該包覆單元是設置於該頂面上。 根據申明專利範圍第16項之熱管座，包含數包覆單元。 抓根料請專利範圍第19項之熱管座，更包含—基座體， 該基座體具有—頂面’及一相反於該頂面的接觸底平面， 該等包覆單元是設置於該基座體的頂面上。 根據申°月專利範圍第20項之熱管座，其中，該等包覆單 凡是間隔設置於該基座體的頂面上。 22.根據中請專利範圍第19項之熱管座，其中，該等包覆單 兀疋併靠在一起，且該等包覆單元的包覆座體更分別具有 一相反於該包覆溝槽的接觸底平面。 21