TWI601931B - 熱管和均溫板組接結構及其方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關一種導熱技術，尤指一種熱管和均溫板組接結構及其方法。
隨著電子元件的運算速度不斷提昇，其所產生的熱量亦越來越高，為了有效地解決此高發熱量的問題，業界已將具有良好導熱特性的均溫板和熱管進行廣泛性的使用，但是此等均溫板和熱管不論是其導熱效能、製作成本和製作容易度等皆存在有尚待加以改善的空間。
習知的均溫板和熱管組接結構，主要是將熱管立設在均溫板上，二者的內部空間互不相通，僅能透過熱傳導方式來進行熱量的導離和散逸，前述結構並無法達到均溫板和熱管均溫效果，進而使其熱導效果大打折扣。業界為了解決前述問題，在均溫板上開設有供熱管連接的穿孔，但在製作過程中卻存在著製程繁瑣和複雜，且內部工作流體的循環效果亦不佳等問題，亟待加以改善者。
本發明之一目的，在於提供一種熱管和均溫板組接結構及其方法，其不僅可簡化製程更能夠有效地提昇導熱和散熱效能。
為了達成上述之目的，本發明係提供一種熱管和均溫板組接方法，其步驟包括：a)備一金屬板，對該金屬板加工形成有一穿孔及一環牆；b)備一熱管，該熱管具有一開口，對該熱管加工形成有一止擋部；c)將該熱管對應於該環牆立設，從而使該開口與該穿孔連通；d)將一芯棒從該穿孔插入並被該止擋部所阻擋；e)將一金屬粉末從該穿孔填入從而形成在該芯棒的外周圍；f)對經步驟e)的半成品進行一燒結加工，從而在該穿孔至該止擋部之間形成有一多孔性燒結組織，並構成一上殼體；g)備一下殼體，將該下殼體對應該上殼體封合連接；以及h)對經步驟g)的半成品施以一填液和一除氣封口製程。
為了達成上述之目的，本發明係提供一種熱管和均溫板組接結構，包括一均溫板、一熱管、一多孔性燒結組織及一工作流體，該均溫板包括一下殼體和對應該下殼體封合連接的一上殼體，在該上殼體和該下殼體之間形成有一容腔，該上殼體設有一穿孔及自該穿孔周緣延伸而出的一環牆；該熱管具有一開口，該熱管以該開口對應該環牆立設並與該穿孔連通，在該熱管靠近該開口的位置成形有一止擋部；該多孔性燒結組織形成在該穿孔至該止擋部之間；該工作流體填注在該容腔內。
本發明還具有以下功效，利用多孔性燒結組織連接第一毛細組織和第二毛細組織，進而能夠達成內部工作流體的良好循環效果。
10‧‧‧均溫板
11a‧‧‧金屬板
11‧‧‧上殼體
111‧‧‧穿孔
112‧‧‧環牆
12‧‧‧下殼體
13‧‧‧第一毛細組織
14‧‧‧第三毛細組織
A‧‧‧容腔
20‧‧‧熱管
21‧‧‧開口端
211‧‧‧開口
22‧‧‧封閉端
23‧‧‧第二毛細組織
24、24a、24b‧‧‧止擋部
30‧‧‧多孔性燒結組織
40‧‧‧工作流體
8‧‧‧芯棒
9‧‧‧金屬粉末
a~h‧‧‧步驟
圖1係本發明之方法流程圖。
圖2係本發明之金屬板剖視圖。
圖3係本發明之金屬板經成形加工後剖視圖。
圖4係本發明之熱管經成形加工後剖視圖。
圖5係本發明之金屬板、熱管和芯棒組合剖視圖。
圖6係本發明之金屬粉末填入穿孔及金屬板的內壁剖視圖。
圖7係本發明之上殼體和下上殼體組合剖視圖。
圖8係本發明之另一實施例組合剖視圖。
圖9係本發明之熱管之另一實施例外觀圖。
圖10係本發明之熱管之又一實施例剖視圖。
有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
請參閱圖1至圖7所示，本發明提供一種熱管和均溫板組接方法，其方法步驟包括：
a)備一金屬板11a，對金屬板11a加工形成有一穿孔111及一環牆112；請參閱圖2及圖3所示，在此步驟中的金屬板11a可為鋁、銅或其合金所製成，以一成型模具(圖未示出)對金屬板11a進行沖孔和延伸的加工製程，以在金屬板11a上形成有複數穿孔111和分別自各穿孔111周緣延伸而出的一環牆112，穿孔111的數量可依實際需求來進行選用，對於微型散熱器亦可以單一穿孔111來進行設置。
b)備一熱管20，熱管20具有一開口211，對熱管20加工形成有一止擋部24；請參閱圖4所示，步驟b)可在步驟a)之前或之後施行，此步驟中的熱管20可以是鋁、銅或其合金所製成，其具有一開口端21和遠離開口端21的一封閉端22，開口端21具有一開口211，此熱管20的內部佈設有一第二毛細組織23，此第二毛細組織23可為一金屬編織網、多孔性粉末燒結物或槽溝。以一
成型治具(圖未示出)在熱管20的開口端21靠近開口211的位置成形有一止擋部24，此止擋部24的位置與開口端21的端邊相距約在0.5~10mm之間，本實施例的止擋部24為一環形凹槽。
c)將熱管20對應於環牆112立設，從而使開口211與穿孔11連通；請參閱圖5所示，此步驟是在熱管20的開口端21外周壁塗覆一黏著劑(如錫膏，圖未示出)後，再將熱管20的開口端21對應於環牆112穿接，從而使開口211與穿孔111相互連通，此實施例的開口端21是容置在環牆112內部。
d)將一芯棒8從穿孔111插入並被止擋部24所阻擋；請參閱圖5所示，此步驟是將一芯棒8從穿孔111及熱管20的開口端21插入開口211內並被前述止擋部24所阻擋而定位。
e)將一金屬粉末9從穿孔111填入從而形成在芯棒8外周圍；請參閱圖6所示，此步驟是將一金屬粉末9從穿孔111填入從而形成在芯棒8外周圍和熱管20的開口端21內壁之間，同時亦可在金屬板10的內壁灑上前述的金屬粉末9，藉以製作成一第一毛細組織13，此第一毛細組織13為一多孔性粉末燒結物。
f)對經步驟e)的半成品進行一燒結加工，從而在穿孔111至止擋部24之間形成有一多孔性燒結組織30，並構成一上殼體11；請參閱圖6所示，此步驟是將已進行前述填入金屬粉末9和灑上金屬粉末9的半成品，送入一加熱設備(圖未示出)進行一燒結加工，完成燒結加工後必須將芯棒8移除，從而在穿孔111的周圍至止擋部24之間形成有一多孔性燒結組織30(如圖7所示)，並構成一上殼體11，完成此製程後的多孔性燒結組織30是連接第一毛細組織13和第二毛細組織23。
g)備一下殼體12，將下殼體12對應上殼體11封合連接；請參閱圖7所示，在此步驟中下殼體12已預先加工形成有一空腔和佈設在空腔內部的一第三毛細組織14，此第三毛細組織14可為金屬編織網、多孔性粉末燒結物或槽溝等，將此下殼體12對應於前述上殼體11進行焊接封合，從而在上殼體11和下殼體12之間形成有一容腔A。
h)對經步驟g)的半成品施以一填液和一除氣封口製程。請參閱圖7所示，在此步驟是將水等液體，透過一輸液除氣管(圖未示出)將一工作流體40填入腔室A內，並進行除氣、封口等加工步驟，進而完成製作。
請再參閱圖7所示，本發明提供一種熱管和均溫板組接結構，包括一均溫板(Vapor Chamber)10、一熱管(Heat Pipe)20、一多孔性燒結組織30及一工作流體40，均溫板10包括一下殼體12和對應下殼體12封合連接的一上殼體11，在上殼體11和下殼體12之間形成有一容腔A，於容腔A內部佈設有一第一毛細組織13，上殼體11設有一穿孔111及自穿孔111周緣延伸而出的一環牆112；熱管20具有一開口211及內部佈設有一第二毛細組織23，熱管20以開口211對應環牆112立設並與穿孔111連通，在熱管20靠近開口211的位置成形有一止擋部24；多孔性燒結組織30形成在穿孔111至止擋部24之間並且連接第一毛細組織13和第二毛細組織23；工作流體40填注在容腔A內。
使用時液態的工作流體40受熱後將產生蒸發而生成為氣態的工作流體40，此氣態的工作流體40將攜帶大量的熱量朝向各熱管20的開口211處流動，並且到達熱管20的封閉端22，此等氣態的工作流體40在透過熱管20與多數散熱片(圖未示出)的接觸散逸後，將被冷凝為液態的工作流體40並且依序經過第二毛細組織23、多孔性燒結組織30及第一毛細組織13而回流至容腔A
內，由於第一毛細組織13和第二毛細組織23是透過多孔性燒結組織30連接，藉以形成一連續性回流路徑進而能夠增加液體的回流速度。
請參閱圖8所示，本發明之熱管和均溫板組接結構除了可以如前述實施例外，亦可在環牆112的外周壁塗覆一黏著劑後，再將熱管20的開口端21對應於環牆112套接，從而使開口211與穿孔111相互連通，此實施例的環牆112是容置在開口端21內部。
請參閱圖9所示，本實施例的熱管與前述實施例的熱管差異在於其止擋部，本實施例的止擋部24a為在熱管20的開口端21靠近開口211位置沖設有複數凹坑，藉以作為前述芯棒8插入後的阻擋之作用。
請參閱圖10所示，本實施例的止擋部24b為在熱管20的開口端21靠近開口211內壁直接成形有一內擋環，藉以作為前述芯棒8插入後的阻擋之作用。
綜上所述，本發明之熱管和均溫板組接結構及其方法，確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，又因極具新穎性及進步性，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。
10‧‧‧均溫板
11a‧‧‧金屬板
11‧‧‧上殼體
111‧‧‧穿孔
112‧‧‧環牆
12‧‧‧下殼體
13‧‧‧第一毛細組織
14‧‧‧第三毛細組織
A‧‧‧容腔
20‧‧‧熱管
21‧‧‧開口端
211‧‧‧開口
22‧‧‧封閉端
23‧‧‧第二毛細組織
24‧‧‧止擋部
30‧‧‧多孔性燒結組織
40‧‧‧工作流體
Claims (13)
- 一種熱管和均溫板組接方法，其步驟包括：a)備一金屬板，對該金屬板加工形成有一穿孔及一環牆；b)備一熱管，該熱管具有一開口及內部佈設有一第二毛細組織，在該熱管靠近該開口的位置加工形成有一止擋部；c)將該熱管對應於該環牆立設，從而使該開口與該穿孔連通；d)將一芯棒從該穿孔插入並被該止擋部所阻擋；e)將一金屬粉末僅佈設在該金屬板內側面和從該穿孔填入從而形成在該芯棒的外周圍；f)對經步驟e)的半成品進行一燒結加工，從而在該金屬板形成有一第一毛細組織及在該穿孔至該止擋部之間形成有連接該第一毛細組織和該第二毛細組織的一多孔性燒結組織，並構成一上殼體；g)備一下殼體，將該下殼體對應該上殼體封合連接；以及h)對經步驟g)的半成品施以一填液和一除氣封口製程。
- 如請求項1所述之熱管和均溫板組接方法，其中步驟b)為在步驟a)之前施行。
- 如請求項1所述之熱管和均溫板組接方法，其中步驟c)中的該熱管具有一開口端，該開口形成在該開口端，以該開口端穿接該環牆，從而使該開口端容置在該環牆內部。
- 如請求項1所述之熱管和均溫板組接方法，其中該第一毛細組織與該多孔性燒結組織為一體成型。
- 如請求項1所述之熱管和均溫板組接方法，其中步驟c)中的該熱管具有一開口端，該開口形成在該開口端，以該開口端套接該環牆，從而使該環牆容置在該開口端內部。
- 一種熱管和均溫板組接結構，包括：一均溫板，包括一下殼體和對應該下殼體封合連接的一上殼體，在該上殼體和該下殼體之間形成有一容腔，該容腔內部佈設有一第一毛細組織，該上殼體設有一穿孔及自該穿孔周緣延伸而出的一環牆；一熱管，具有一開口及內部佈設有一第二毛細組織，該熱管以該開口對應該環牆立設並與該穿孔連通，在該熱管靠近該開口的位置成形有一止擋部；一多孔性燒結組織，以二次性燒結連接該第一毛細組織和該第二毛細組織並形成在該穿孔至該止擋部之間；以及一工作流體，填注在該容腔內。
- 如請求項6所述之熱管和均溫板組接結構，其中該熱管具有一開口端，該開口形成在該開口端，該開口端穿接該環牆，從而使該開口端容置在該環牆內部。
- 如請求項7所述之熱管和均溫板組接結構，其中該多孔性燒結組織形成在該開口端內壁。
- 如請求項6所述之熱管和均溫板組接結構，其中該熱管具有一開口端，該開口形成在該開口端，該開口端套接該環牆，從而使該環牆容置在該開口端內部。
- 如請求項9所述之熱管和均溫板組接結構，其中該多孔性燒結組織形成在該環牆內壁。
- 如請求項6所述之熱管和均溫板組接結構，其中該止擋部為形成在該熱管的一環形凹槽。
- 如請求項6所述之熱管和均溫板組接結構，其中該止擋部為形成在該熱管的複數凹坑。
- 如請求項6所述之熱管和均溫板組接結構，其中該止擋部為形成在該熱管內壁的一內擋環。
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