TWI589835B - Flattened heat pipe manufacturing method and manufacturing equipment - Google Patents

Description

壓平熱管之製造方法以及製造設備

本發明係關於一種壓平熱管之製造方法以及製造設備，尤指利用於散熱產業中，用以壓平熱管之製造方法以及製造設備。

散熱一直是電子產業與機械產業中重要的一環，利用熱平衡，能將工作後大量的積熱快速散移離開較為敏感脆弱或是高熱聚集的區域，例如對中央處理晶片散熱、對功率驅動晶片散熱，或者是對照明設備，例如二極體(LED)燈具。

一般技術常利用散熱基座或是散熱鰭片組貼附在熱源元件上，以將熱源元件所產生的高熱快速以熱傳導移去，進一步，為輔助散熱基座或是散熱鰭片組的導熱，有時會增設熱管結合於散熱基座或是散熱鰭片組，使散熱效果更佳。

有時為使熱管也能平貼於熱源元件，需於散熱基座或是散熱鰭片組等散熱體之表面開設一溝槽。溝槽壁係符合熱管表面形狀而為弧狀，若是將熱管直接置於溝槽中，雖然能貼附於溝槽壁，但是會有一部分圓弧狀的熱管凸出於溝槽槽口之外，這樣就很難使熱管平貼於熱源元件。所以，需要將熱管凸出於溝槽槽口之外的圓弧狀管體壓平，使其表面與散熱體表面一致整平，這樣就能使熱管以最大的接觸面平貼於熱源元件，達到最佳的熱傳導效果。

傳統的熱管是採用沖壓的方式整平和熱源的接觸段，在施壓的過程中，該成型模具為一平面，當平面的模具沖擊熱管之弧面相接觸時，於熱管受沖擊的點接觸逐增變為面接觸，因熱管內環壁為一具有銅粉積層的管體並填注工作流體，在一開始接觸點會因應力集中的問題，使該熱管之初始受力面產生一內凹 部，以致壓合後表面不平整，影響熱傳效能。

又，如我國發明第I306938號專利案中，為一種將熱管埋入熱傳導座之平整化製法，係以二次分段壓合的製程來減少應力集中致熱管表面內凹的問題，其主要將熱管埋入熱傳導座之溝槽後，令一第一上模具將熱管凸出於溝槽外的部份向內壓入，且該第一上模具與熱管相接觸的表面形成有凹入之弧面；其次，令一第二上模具對熱管作壓平的動作，且該第二模具與熱管相接觸的表面實質為一平整面。

惟，上述製程中，需分別以第一、第二上模具分別對熱管沖壓，除模製工作複雜，工時成本高，生產速度慢外，其沖壓過程中仍會造成熱管內環壁面之銅粉積層剝落，致影響熱傳效能，因此仍是有缺失的。

因此，本發明的主要目的在於提供一種利用於散熱產業中，用以壓平熱管之製造方法以及製造設備，以改善上述問題。

本發明之目的在提供一種壓平熱管之製造方法以及製造設備，能更為妥善的整平熱管之貼附表面，使熱源元件的散熱效果提昇，也使熱管壓平製程的效率與良率都大幅提昇。

本發明係關於一種壓平熱管之製造設備以及此製造設備所實施之製造方法，該熱管係與一散熱體結合。該製造設備係包含一固定裝置以及一頂壓結構。

該固定裝置係用以固定該散熱體，其中該熱管係放置於該散熱體表面之溝槽中。該頂壓結構係相對該固定裝置以平移，用於壓平凸出於該溝槽之熱管。

因此，藉由本發明壓平熱管之製造方法以及製造設備，利用一個相對散熱體之熱管軸向平移之頂壓結構來壓平凸出於溝槽之熱管，使能更為妥善的整平熱管之貼附表面，藉以使熱源元件的散熱效果提昇，也使熱管壓平製程的效率與良率都大幅提昇。

30‧‧‧散熱體

32‧‧‧散熱基座

34‧‧‧散熱鰭片組

36‧‧‧熱管

38‧‧‧頂壓結構

40‧‧‧製造設備

42‧‧‧固定裝置

50‧‧‧桿壓端部

52‧‧‧固定部

第一圖 係本發明壓平熱管之製造方法與製造設備整平前熱管 之示意圖；第二圖 係本發明壓平熱管之製造方法與製造設備所整平熱管之示意圖；第三圖 係本發明壓平熱管之製造方法所對照步驟之過程示意圖；第四圖 係本發明壓平熱管之製造設備暨另一例頂壓結構之示意圖；第五圖 係散熱體溝槽固定部之實施例示意圖；第六圖 係散熱體為散熱鰭片組之實施例於熱管未壓平前之示意圖；第七圖 係散熱體為散熱鰭片組之實施例於熱管壓平後之示意圖；第八圖 係本發明於散熱鰭片組上壓平熱管之製造方法所對照步驟之過程示意圖；第九圖 係相對第八圖例之另一例頂壓結構之示意圖；第十圖 係散熱鰭片組溝槽固定部之實施例示意圖；以及第十一圖 係另一種散熱體實施例之示意圖。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請同時比對第一圖以及第二圖，第一圖係本發明壓平熱管36之製造方法與製造設備40整平前熱管36之示意圖。第二圖係本發明壓平熱管36之製造方法與製造設備40所整平熱管36之示意圖。

兩圖中皆可見一塊散熱體30，此散熱體30包含一散熱基座32以及一散熱鰭片組34，並且散熱體30中結合有熱管36，即熱管36自散熱鰭片組34穿出並設置於散熱基座32的溝槽中。

熱源元件是貼附在散熱基座32之表面，針對此表面，於第一圖中，熱管36管狀弧形表面凸出於溝槽的槽口，也就是高於散熱 基座32的表面；此表面於第二圖中，熱管36露出之部份已被整平，以使整體平面易於妥善貼附熱源元件，以達成良好的散熱效果。

本發明目的係將第一圖熱管36的狀態，整平至第二圖熱管36的狀態。請參閱第三圖，第三圖係本發明壓平熱管36之製造方法所對照步驟之過程示意圖。本發明係一種壓平熱管36之製造方法，熱管36係與散熱體30結合，該製造方法包含下列步驟：首先，放置熱管36於散熱體30表面之溝槽中，如圖中上圖之右部一般，此時的斷面狀態如放大部份一般，明顯見到熱管36凸出於溝槽之槽口，表面為不平整狀態。

接著，如上圖之左部一般，相對散熱體30之熱管36軸向平移一圓狀體的頂壓結構38，以壓平凸出於該溝槽之熱管36；其中，所述平移頂壓結構38，係沿該溝槽平移以壓平熱管36。待整段熱管36都壓平之後，即如下圖一般，整體表面非常平整。

第三圖實施例中之頂壓結構38進一步可為一滾輪結構，方法係以滾動的頂壓結構38和散熱體30相對近接運動，以壓平凸出之熱管36，這樣的方式可使該熱管36因施力而產生抗力形變減至最小，且不會像一次沖壓一般，使熱管36表面反向凹陷，以使表面更為平整。

補充說明的是，該製造方法更包含下列步驟，係於壓平凸出於該溝槽之熱管36後，進一步可選擇式再加以表面處理(如拋光或精密研磨)該壓平後之熱管36表面；如此，可將細微不平整的肌紋粗糙面整理至更佳理想的平面也更美觀。而熱管36與散熱體30結合之接合面，不論是在溝槽中的接觸面，或是如第一、二圖伸入散熱鰭片組34中之接觸面，皆可進一步塗布一導熱介質於熱管36與散熱體30間，例如導熱膏，可以避免因縫隙而降低散熱的效果。

請參閱第四圖，第四圖係本發明壓平熱管36之製造設備40暨另一例頂壓結構38之示意圖。本發明也係關於一種壓平熱管36之製造設備40，熱管36係與一散熱體30結合，製造設備40 係包含一固定裝置42以及前述之頂壓結構38。

如第四圖中下圖所示，固定裝置42係用以固定散熱體30，例如平台、夾持器皆可；其中，熱管36於被整平前已經放置於散熱體30表面之溝槽中。

頂壓結構38係相對固定裝置42以平移，用於壓平凸出於該溝槽之熱管36。第四圖例中之頂壓結構38係為一頂壓桿件，該頂壓桿件用以頂壓熱管36之端部係為一桿壓端部50，其中，上圖例中桿壓端部50係為斜面形狀，所述之斜面係面向欲壓平之熱管36，移動桿壓端部50，藉由斜面來壓平熱管36。

此外，桿壓端部50也採用其他的形狀，例如下圖中桿壓端部50為凸出圓滑形狀，亦能達到良好的壓平熱管36的效果。

請參閱第五圖，第五圖係散熱體30散熱基座32溝槽具有固定部52之實施例示意圖。如前述之製造方法，其中散熱體30散熱基座32之溝槽兩側緣口還可進一步分別朝外突起一固定部52，如圖中上圖所示。

當該製造方法於壓平凸出於該溝槽之熱管36時，該受力形變的固定部52可一併壓掣和包覆熱管36，如圖中下圖所示，如此，壓平的固定部52會朝向內側而緊緊包覆住熱管36，使固定部52、熱管36於散熱體30表面上形成一共平面，不僅固定佳，更因緊密接觸而使傳導之散熱效果提升。

於本發明中，散熱體30可以為一散熱基座32，或是可以為一散熱鰭片組34。前述實施例中之散熱基座32皆以散熱基座32為主，請同時參閱第六圖以及第七圖，第六圖係散熱體30為散熱鰭片組34之實施例於熱管36未壓平前之示意圖，第七圖係散熱體30為散熱鰭片組34之實施例於熱管36壓平後之示意圖。

兩圖中皆可見散熱體30主要為散熱鰭片組34，其中結合有熱管36，即如圖所示，熱管36自散熱鰭片組34上端表面穿出，並設置於散熱鰭片組34的溝槽中。

散熱鰭片組34的上表面是用來貼附在熱源元件，針對此表面，於第六圖中，熱管36管狀弧形表面凸出於溝槽的槽口，也就是 高於散熱鰭片組34的上表面；此表面於第七圖中，熱管36露出之部份已被整平，以使整體平面易於妥善貼附熱源元件，以達成良好的散熱效果。

本發明目的亦係將第六圖熱管36的狀態，整平至第七圖熱管36的狀態。請參閱第八圖，第八圖係本發明於散熱鰭片組34上壓平熱管36之製造方法所對照步驟之過程示意圖。

首先，放置熱管36於散熱鰭片組34表面之溝槽中，如圖中上圖之右部一般，此時的斷面狀態如放大部份一般，明顯見到熱管36凸出於溝槽之槽口，表面不平整狀態。

接著，如上圖之左部一般，相對散熱鰭片組34之熱管36軸向平移一圓狀體的頂壓結構38，以壓平凸出於該溝槽之熱管36；其中，所述平移頂壓結構38，係沿該溝槽平移以壓平熱管36。待整段熱管36都壓平之後，即如下圖一般，整體表面非常平整。

第八圖實施例中之頂壓結構38進一步可為一滾輪結構，方法係以滾動的頂壓結構38和散熱體30相對近接運動，以壓平凸出之熱管36，這樣的方式可使該熱管36因施力而產生的形變減至最小，且不會像一次沖壓一般，使熱管36表面反向凹陷，以使表面更為平整。

請參閱第九圖，第九圖係相對第八圖例之另一例頂壓結構38之示意圖。本發明之頂壓結構38不僅僅為該滾輪結構亦可為一頂壓桿件，該頂壓桿件用以頂壓熱管36之端部係為一桿壓端部50，其中，上圖例中桿壓端部50係為斜面形狀，所述之斜面係面向欲壓平之熱管36，移動桿壓端部50，藉由斜面來壓平熱管36。

此外，桿壓端部50也採用其他的形狀，例如下圖中桿壓端部50為凸出圓滑形狀，亦能達到良好的壓平熱管36的效果。

請參閱第十圖，第十圖係散熱鰭片組34溝槽固定部52之實施例示意圖。如前述之製造方法，其中散熱鰭片組34之溝槽兩側緣口還可進一步分別朝外突起一固定部52，如圖中上圖所示。

當該製造方法於壓平凸出於該溝槽之熱管36時，可一併壓平固 定部52以包覆熱管36，如圖中下圖所示，如此，壓平的固定部52會朝向內側而緊緊包覆住熱管36，不僅固定佳，更因緊密接觸而使傳導之散熱效果提升。

請參閱第十一圖，第十一圖係另一種散熱體30實施例之示意圖。本實施例強調，本案壓平之熱管36適用於各式散熱體30，散熱體30可為散熱基座32，散熱體30也可為散熱鰭片組34，或是散熱基座32與散熱鰭片組34的組合體，而溝槽的安排方式也有各種，第十一圖例不同於第二圖的係第十一圖例溝槽並非貫通於散熱基座32兩側緣，而是自散熱基座32中之一對通孔貫穿下去至散熱鰭片組34，使熱管36呈現U型，如此，也適用於本案所述之特徵所用。

因此，藉由本發明壓平熱管36之製造方法以及製造設備40，利用一個相對散熱體30之熱管36軸向平移之頂壓結構38來壓平凸出於溝槽之熱管36，使能更為妥善的整平熱管36之貼附表面，藉以使熱源元件的散熱效果提昇，也使熱管36壓平製程的效率與良率都大幅提昇。

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。

30‧‧‧散熱體

32‧‧‧散熱基座

36‧‧‧熱管

38‧‧‧頂壓結構

40‧‧‧製造設備

42‧‧‧固定裝置

50‧‧‧桿壓端部

Claims (6)

1. 一種壓平熱管之製造方法，該熱管係與一散熱體結合，該製造方法包含下列步驟：放置該熱管於該散熱體表面之溝槽中，該散熱體係為一散熱基座，散熱體之溝槽兩側緣口係分別朝外突起一固定部；以及相對該散熱體平移一頂壓結構，頂壓結構沿該溝槽軸向平移以壓平該熱管，且一併壓平該固定部以包覆該熱管，使該固定部、該熱管於該散熱體表面上形成一共平面。
2. 一種壓平熱管之製造方法，該熱管係與一散熱體結合，該製造方法包含下列步驟：放置該熱管於該散熱體表面之溝槽中，該散熱體係為一散熱鰭片組，散熱體之溝槽兩側緣口係分別朝外突起一固定部；以及相對該散熱體平移一頂壓結構，頂壓結構沿該溝槽軸向平移以壓平該熱管，且一併壓平該固定部以包覆該熱管，使該固定部、該熱管於該散熱體表面上形成一共平面。
3. 一種壓平熱管之製造方法，該熱管係與一散熱體結合，該製造方法包含下列步驟：放置該熱管於該散熱體表面之溝槽中，散熱體之溝槽兩側緣口係分別朝外突起一固定部；以及相對該散熱體平移一頂壓結構，頂壓結構為一桿壓端部，所述的頂壓結構沿該溝槽軸向平移以壓平該熱管，且一併壓平該固定部以包覆該熱管，壓平凸出於該溝槽之熱管後，使該固定部、該熱管於該散熱體表面上形成一共平面。
4. 一種壓平熱管之製造設備，用以供該熱管係與一散熱體結合，該製造設備包含：一固定裝置，係用以固定該散熱體，該熱管 係放置於散熱體表面之溝槽中，所述的散熱體係為一散熱基座，散熱體之溝槽兩側緣口係分別朝外突起一固定部；以及一頂壓結構，沿該溝槽軸向平移以壓平該凸出於該溝槽之熱管，且一併壓平該固定部以包覆該熱管，使該固定部、該熱管於該散熱體表面上形成一共平面。
5. 一種壓平熱管之製造設備，用以供該熱管係與一散熱體結合，該製造設備包含：一固定裝置，係用以固定該散熱體，該熱管係放置於散熱體表面之溝槽中，所述的散熱體係為一散熱鰭片組，散熱體之溝槽兩側緣口係分別朝外突起一固定部；以及一頂壓結構，沿該溝槽軸向平移以壓平該凸出於該溝槽之熱管，且一併壓平該固定部以包覆該熱管，使該固定部、該熱管於該散熱體表面上形成一共平面。
6. 一種壓平熱管之製造設備，用以供該熱管係與一散熱體結合，該製造設備包含：一固定裝置，係用以固定該散熱體，該熱管係放置於散熱體表面之溝槽中，所述的散熱體係為一散熱鰭片組，散熱體之溝槽兩側緣口係分別朝外突起一固定部；以及一頂壓結構，頂壓結構為一桿壓端部，所述的頂壓結構沿該溝槽軸向平移以壓平該凸出於該溝槽之熱管，且一併壓平該固定部以包覆該熱管，使該固定部、該熱管於該散熱體表面上形成一共平面。