[發(fā)明專利]一種扁形熱管及其制作方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910086561.7
• 申請(qǐng)日: 2009-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN101581549A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李驥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京奇宏科技研發(fā)中心有限公司
• 主分類號(hào): F28D15/02
• 分類號(hào): F28D15/02;B22F7/08
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所
• 代理人: 吳景曾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電子產(chǎn)品領(lǐng)域的熱傳遞裝置，具體涉及一種平板熱管散熱裝置的結(jié)構(gòu)及加工方法。

背景技術(shù)

電子芯片的冷卻是電子，計(jì)算機(jī)，通訊和光電設(shè)備中非常重要的一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)。目前市場上針對(duì)電子器件散熱常用的方法包括以下幾種：(1)空氣自然冷卻散熱器；(2)風(fēng)扇+散熱器；(3)(風(fēng)扇+)熱管+散熱器；(4)風(fēng)扇+液冷技術(shù)。其中，熱管技術(shù)是最為廣泛使用的增強(qiáng)熱傳遞的技術(shù)以及裝置，它比普通使用的金屬材質(zhì)的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)高幾十倍，同時(shí)熱管散熱器具有比液冷散熱技術(shù)更高的可靠性和使用壽命.熱管是一種非常有效的熱量傳輸裝置.它利用的是工質(zhì)的相變潛熱來傳遞熱量.因此，熱管的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)非常高熱管發(fā)明于1960s.一根熱管是由一個(gè)封閉的腔體，一層多孔材料，和適量的工作液體組成.熱管運(yùn)行時(shí)其內(nèi)部的壓力為工作液體的對(duì)應(yīng)于工作溫度的汽相壓力.沿?zé)峁荛L度方向，熱管可以分為三部分：蒸發(fā)段，絕熱段以及冷凝段.對(duì)于一根標(biāo)準(zhǔn)熱管，在封閉的腔體內(nèi)壁上鋪設(shè)一層多孔材料.其它內(nèi)部空間是為蒸汽流道.參見圖1A和1B.貯存在多孔材料12中的工作液體在蒸發(fā)段通過吸收熱管腔體11管壁傳導(dǎo)過來的熱量蒸發(fā)相變，產(chǎn)生蒸汽，蒸汽在壓力差驅(qū)動(dòng)下在熱管內(nèi)部空腔流動(dòng)，經(jīng)過絕熱段，然后到達(dá)冷凝段，蒸汽通過把熱量釋放到外界環(huán)境而冷凝為液體，液體在多孔材料內(nèi)部形成的毛細(xì)力作用下流回到蒸發(fā)段，完成一次循環(huán)及熱量傳遞.通過熱管的使用，可以增強(qiáng)散熱器散熱的能力，減輕散熱器總量，可以具有遠(yuǎn)距離傳輸熱量等優(yōu)點(diǎn).

熱管的封閉腔體的作用是把工作液體同外界環(huán)境隔絕.對(duì)于封閉腔體的基本要求包括通過壁面沒有泄露，具有足夠的強(qiáng)度維持內(nèi)外壓力差，能夠把熱量導(dǎo)入或者導(dǎo)出腔體.緊貼熱管腔體內(nèi)壁面的多孔介質(zhì)層，其主要作用是在多孔材料內(nèi)部的微小孔洞的地方產(chǎn)生毛細(xì)力，以驅(qū)動(dòng)工作液體循環(huán)，其它特性包括：和工作介質(zhì)的兼容性；孔隙率；清潤特性；加工的難易程度；熱導(dǎo)率以及強(qiáng)度.工作液體的選擇主要考慮飽和蒸氣溫度的范圍是否滿足使用條件.其次通過優(yōu)化指數(shù)(merit?number)以及和熱管腔體以及多孔材料的兼容性來選擇工作液體.選擇工作液體的其它因素還包括：好的熱穩(wěn)定性；高的浸潤性；高的導(dǎo)熱系數(shù)等.

一根標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)熱管的截面為圖1B所示的圓形，因?yàn)閳A形熱管的工藝相對(duì)最簡單，價(jià)格最便宜，同時(shí)性能也最穩(wěn)定.但是，在一些特殊的場合，需要截面外形為扁形的熱管或者薄片型熱管，參見圖2，例如多媒體可視移動(dòng)電話，筆記本電腦等等.由于現(xiàn)代便攜式多媒體電子設(shè)備的發(fā)展方向?yàn)檩p薄高便攜性，功能全面多媒體性，這兩者的結(jié)合導(dǎo)致在微小的空間內(nèi)高集成度的電子器件的發(fā)熱量增加，因此相對(duì)于常規(guī)的電子或計(jì)算機(jī)設(shè)備，便攜式多媒體電子設(shè)備的散熱更加困難而具有挑戰(zhàn)性，同時(shí)為工業(yè)界提出了迫切需要解決的問題.

目前國際上的扁形熱管的結(jié)構(gòu)大致有以下幾種，圖3A為一款普通的燒結(jié)熱管通過相應(yīng)治具進(jìn)行打扁后形成；圖3B為溝槽型熱管通過相應(yīng)治具進(jìn)行打扁后形成；圖3C為在兩層平板間設(shè)置多個(gè)細(xì)絲，通過熔融焊接的方式形成；圖3D為單側(cè)燒結(jié)型熱管通過相應(yīng)治具進(jìn)行打扁后形成.它們各自具有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，這里就不一一詳述.其中以圖3D所示的單側(cè)燒結(jié)型打扁熱管，相對(duì)于其它形式的扁形熱管具有制程簡單，打扁厚度可以很小，性能穩(wěn)定可靠，成本低的優(yōu)點(diǎn).但是其也存在缺點(diǎn)，主要有：(1)在打扁的過程中，夾治具以及工件定位的精確度都會(huì)影響產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)從而影響使用；(2)同時(shí)在產(chǎn)品使用的過程中，必須嚴(yán)格組裝工藝，防止熱管未燒結(jié)側(cè)和發(fā)熱芯片接觸，否則不但不能起到熱量傳遞的目的，反而會(huì)惡化傳熱效果，從而使得散熱裝置失效.

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的扁形熱管存在上述的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種新型結(jié)構(gòu)的扁形熱管及其制作方法，該新型扁形熱管可以克服上述已有的扁式熱管中存在的問題和缺點(diǎn)，具有制程簡單，造價(jià)低，性能穩(wěn)定可靠，并且打扁厚度可以很小的特點(diǎn)，最主要的是在應(yīng)用的過程中不需要特別注意其安裝的方式，便于熱管與其它散熱模組進(jìn)行組裝，可滿足微小空間電子器件的散熱問題，從而為便攜式多媒體電子設(shè)備的散熱提供另外一種熱管類高效散熱組件。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種扁形熱管，它包括熱管腔體、燒結(jié)的多孔材料及工作液體，多孔材料的結(jié)構(gòu)為間斷式排列，每個(gè)多孔材料的兩側(cè)均為空間間隔，形成多孔材料-間隔-多孔材料的間斷式排列結(jié)構(gòu)，環(huán)繞在熱管腔體的內(nèi)壁面，工作液體充填在熱管腔體內(nèi)的間斷式多孔材料中。

一種生產(chǎn)上述扁形熱管的方法，它包括以下次序的工藝步驟：