專利名稱：扁平熱導(dǎo)管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱導(dǎo)管，特別涉及一種應(yīng)用于電子元件散熱領(lǐng)域的扁平熱導(dǎo)管及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段，熱導(dǎo)管因其具有較高傳熱量的優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于具較大發(fā)熱量的電子元件中。該熱導(dǎo)管工作時，利用管體內(nèi)部填充的低沸點工作介質(zhì)在其蒸發(fā)部吸收發(fā)熱電子元件產(chǎn)生的熱量后蒸發(fā)汽化，蒸氣帶著熱量運動至冷凝部，并在冷凝部液化凝結(jié)將熱量釋放出去，從而對電子元件進行散熱。該液化后的工作介質(zhì)在熱導(dǎo)管壁部毛細結(jié)構(gòu)的作用下回流至蒸發(fā)部，繼續(xù)蒸發(fā)汽化及液化凝結(jié)，使工作介質(zhì)在熱導(dǎo)管內(nèi)部循環(huán)運動，將電子元件產(chǎn)生的熱量源源不斷的散發(fā)出去。現(xiàn)有熱導(dǎo)管的毛細結(jié)構(gòu)一般可分為溝槽型、燒結(jié)型、纖維型及絲網(wǎng)型等，這些毛細結(jié)構(gòu)的特點單一，溝槽型、纖維型、絲網(wǎng)型毛細結(jié)構(gòu)的滲透率高、熱阻小，但其毛細力弱，打扁后的最大傳熱量損失大；燒結(jié)型毛細結(jié)構(gòu)的毛細力強、抗重力效果好，打扁后的最大傳熱量損失較小，但其滲透率低、熱阻大。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種提高熱管性能的扁平熱導(dǎo)管及其制造方法。一種扁平熱導(dǎo)管，包括中空的扁平管體及設(shè)置于管體內(nèi)的第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié)構(gòu)，所述第二毛細結(jié)構(gòu)由金屬粉末燒結(jié)形成的燒結(jié)結(jié)構(gòu)，所述第一毛細結(jié)構(gòu)為由若干間隔的凸起及形成于相鄰?fù)蛊鹬g的溝槽形成的溝槽狀結(jié)構(gòu)，所述第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié)構(gòu)相互貼合，所述管體內(nèi)于第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié)構(gòu)以外的區(qū)域形成蒸氣通道。一種扁平熱導(dǎo)管的制造方法，包括以下步驟提供桿體，所述桿體呈圓柱狀，其外圓周面上開設(shè)有開口及缺口 ；提供圓管，所述圓管呈中空狀，包括一弧形的第一部分及與第一部分連接的一弧形的第二部分，位于第一部分內(nèi)側(cè)頂端的一弧形凸條朝向圓管的中心凸伸，第一部分沿周向的長度遠小于第二部分沿周向的長度，第二部分的內(nèi)徑與桿體的外徑相當，將該桿體插入該圓管中，并使圓管第一部分的凸條收容在開口中；將金屬粉末填入位于所述圓管內(nèi)的桿體的缺口中，將金屬粉末高溫燒結(jié)形成第二毛細結(jié)構(gòu)；取出桿體，蝕刻圓管第一部分的凸條，使其形成若干間隔的凸起，且相鄰的凸起之間形成有一溝槽，這些凸起及溝槽共同形成一第一毛細結(jié)構(gòu)，該第一、第二毛細結(jié)構(gòu)留置于該圓管的內(nèi)壁上；及將圓管打扁形成扁平熱導(dǎo)管，使所述第二毛細結(jié)構(gòu)貼合于所述第一毛細結(jié)構(gòu)上， 所述扁平熱導(dǎo)管內(nèi)于于第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié)構(gòu)以外的區(qū)域形成蒸氣通道。上述扁平熱導(dǎo)管及其制造方法中，所述第一毛細結(jié)構(gòu)設(shè)于該管體內(nèi)的一側(cè)上，而所述第二毛細結(jié)構(gòu)設(shè)于該管體內(nèi)的另一側(cè)上，并且所述第一、第二毛細結(jié)構(gòu)相互貼合，當所述熱導(dǎo)管工作時，工作介質(zhì)可于所述第一、第二毛細結(jié)構(gòu)間相互滲透，既具有較大的毛細力，又具有較高的滲透率及較小的熱阻力，從而使該熱導(dǎo)管具有良好的傳熱性能。


圖1為本發(fā)明第一實施例的扁平熱導(dǎo)管側(cè)面示意圖。圖2為圖1所示扁平熱導(dǎo)管沿II-II線的橫向剖面示意圖。圖3為圖1所示扁平熱導(dǎo)管的一制造方法的流程圖。圖4為圖3所示制造方法中桿體及圓管的立體示意圖。圖5為圖4所示制造方法中桿體沿V-V線的橫向剖面示意圖。圖6為圖3所示制造方法中圓形熱導(dǎo)管的橫向剖面示意圖。圖7為本發(fā)明第二實施例的扁平熱導(dǎo)管的橫向剖面示意圖。圖8為本發(fā)明第三實施例的扁平熱導(dǎo)管的橫向剖面示意圖。圖9為圖8所示制造方法中圓形熱導(dǎo)管的橫向剖面示意圖。圖10為圖9所示扁平熱導(dǎo)管的另一制造方法中桿體的橫向剖面示意圖。圖11為本發(fā)明第四實施例的扁平熱導(dǎo)管的橫向剖面示意圖。主要元件符號說明扁平熱導(dǎo)管10、20、30、40管體11第一毛細結(jié)構(gòu)12、22、32、42、17第二毛細結(jié)構(gòu)13、23、33、43、18、18a桿體14、14a圓管16圓形熱導(dǎo)管19、19a蒸發(fā)段101冷凝段102內(nèi)部空間110頂板111底板112側(cè)板113、114蒸氣通道118開口141缺口142、142a凸起121、221、321、421、1651溝槽123、1653第一部分161第二部分163凸條165平直邊181
5
弧形邊18具體實施例方式圖1與圖2所示為本發(fā)明第一實施例中的扁平熱導(dǎo)管10，該熱導(dǎo)管10包括一縱長的扁平管體11、縱向設(shè)于該管體11內(nèi)的一第一毛細結(jié)構(gòu)12與一第二毛細結(jié)構(gòu)13、及注入該管體11內(nèi)的適量工作介質(zhì)(圖未示)。該熱導(dǎo)管10沿長度方向具有一蒸發(fā)段101及一冷凝段102，該蒸發(fā)段101與冷凝段102分別設(shè)于該管體11的兩端。該管體11由銅等導(dǎo)熱性良好的材料制成，其可將外部的熱量傳遞至內(nèi)部。該管體 11呈中空密封狀，其內(nèi)形成一內(nèi)部空間110，該管體11由一中空圓管壓扁而成。該管體11 包括一頂板111、一底板112及兩側(cè)板113、114。該頂板111與底板112相互平行且上下相對，該兩側(cè)板113、114呈弧形，其分別位于該管體11的兩側(cè)并與該頂板111、底板112相連， 以使該管體11在與縱向垂直的橫向的截面上形成類似跑道型的輪廓。該第一毛細結(jié)構(gòu)12呈連續(xù)的溝槽狀，包括若干等距離間隔的凸起121及形成于二相鄰?fù)蛊鹬g的一溝槽123。這些凸起121設(shè)于管體11內(nèi)的中部一側(cè)上。在本實施例中， 該第一毛細結(jié)構(gòu)12的凸起121為橫截面呈上小下大的梯形且自該管體11底板112的內(nèi)表面中部向上凸設(shè)形成，其頂端平齊且結(jié)合于第二毛細結(jié)構(gòu)13上。該第一毛細結(jié)構(gòu)12的空隙率大，因此滲透率高，熱阻小，有益于工作介質(zhì)于其溝槽123中順利流動。該第二毛細結(jié)構(gòu)13與第一毛細結(jié)構(gòu)12的構(gòu)造不同，其為由銅等金屬粉末燒結(jié)形成的多孔性結(jié)構(gòu)。該第二毛細結(jié)構(gòu)13內(nèi)部空隙小，蒸發(fā)表面積大，毛細力強，抗重力效果好，且打扁后的最大傳熱量損失較小，有助于工作介質(zhì)的蒸發(fā)吸熱，從而有效的傳遞熱導(dǎo)管 10的蒸發(fā)段101的熱量。該第二毛細結(jié)構(gòu)13設(shè)于該管體11內(nèi)的中部與該第一毛細結(jié)構(gòu) 12正對的另一側(cè)上，即該第二毛細結(jié)構(gòu)13正對該第一毛細結(jié)構(gòu)12。該第二毛細結(jié)構(gòu)13貼合于該第一毛細結(jié)構(gòu)12的一側(cè)的尺寸小于該第二毛細結(jié)構(gòu)13遠離該第一毛細結(jié)構(gòu)12的一側(cè)的尺寸。在本實施例中，該第二毛細結(jié)構(gòu)13大致呈三棱柱狀，其尺寸較大的頂端面通過高溫燒結(jié)緊密貼合于該管體11的頂板111的內(nèi)表面上，而尺寸較大的底端形成一尖端并貼合于且部分嵌入該第一毛細結(jié)構(gòu)12的中部的凸起121中。該第一、第二毛細結(jié)構(gòu)12、13上下層疊貼合，并沿縱向?qū)⒃摴荏w11的內(nèi)部空間110 一分為二，從而于該第一、第二毛細結(jié)構(gòu)12、13的兩側(cè)各形成一蒸氣通道118，這些蒸氣通道118可供蒸氣通過。該工作介質(zhì)為水、蠟、酒精、甲醇等具較低沸點的物質(zhì)。當該熱導(dǎo)管10的蒸發(fā)段 101與一熱源(圖未示)接觸時，該工作介質(zhì)從蒸發(fā)段101處吸熱蒸發(fā)，并通過蒸氣通道118 向冷凝段102移動，在冷凝段102放熱后凝結(jié)成液體，將熱量釋放出去，完成對熱源的散熱。 該第一、第二毛細結(jié)構(gòu)12、13提供毛細力使在管體11的冷凝段102凝結(jié)形成的工作介質(zhì)回流至蒸發(fā)段101，實現(xiàn)工作介質(zhì)在管體11內(nèi)的循環(huán)運動，以完成對熱源的持續(xù)散熱。上述熱導(dǎo)管10中，該第一毛細結(jié)構(gòu)12呈溝槽狀，其設(shè)于該管體11內(nèi)的一側(cè)(底板112的內(nèi)表面)上，而該第二毛細結(jié)構(gòu)13由金屬粉末燒結(jié)形成，其設(shè)于該管體11內(nèi)的另一側(cè)(頂板111的內(nèi)表面)上，并且該第一、第二毛細結(jié)構(gòu)12、13均位于管體11內(nèi)的中部且相互上下層疊貼合，當該熱導(dǎo)管10工作時，該工作介質(zhì)于該第一、第二毛細結(jié)構(gòu)12、13間相互滲透，既因燒結(jié)的第二毛細結(jié)構(gòu)13而具有較大的毛細力，又因溝槽狀的第一毛細結(jié)構(gòu)12而具有較高的滲透率及較小的熱阻力，從而使該熱導(dǎo)管10具有良好的傳熱性能。上述熱導(dǎo)管10的厚度可達到2mm以下，甚至當熱導(dǎo)管10的厚度為1. 5mm時，該熱導(dǎo)管10仍能保證良好的性能，適用于內(nèi)部空間狹小的電子設(shè)備如筆記本電腦等。下面以具體實驗數(shù)據(jù)說明本發(fā)明熱導(dǎo)管10比傳統(tǒng)型熱導(dǎo)管的傳熱性能強。以下測試均在相同條件下進行，同一表中的熱導(dǎo)管的規(guī)格及參數(shù)均相同，其中，Qmax為熱導(dǎo)管操作溫度在50°C時的最大傳熱量，平均熱阻值IV =(蒸發(fā)段平均溫度-冷凝段平均溫度)/
Qmax0表1規(guī)格為直徑Φ = 6mm、長度L = 200mm、厚度T = 2. Omm的傳統(tǒng)熱導(dǎo)管與相同規(guī)格的熱導(dǎo)管10的性能對比
權(quán)利要求
1.一種扁平熱導(dǎo)管，包括中空的扁平管體及設(shè)置于管體內(nèi)的第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第二毛細結(jié)構(gòu)由金屬粉末燒結(jié)形成的燒結(jié)結(jié)構(gòu)，所述第一毛細結(jié)構(gòu)為由若干間隔的凸起及形成于相鄰?fù)蛊鹬g的溝槽形成的溝槽狀結(jié)構(gòu)，所述第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié)構(gòu)相互貼合，所述管體內(nèi)于第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié)構(gòu)以外的區(qū)域形成蒸氣通道。
2.如權(quán)利要求1所述的扁平熱導(dǎo)管，其特征在于所述第一毛細結(jié)構(gòu)結(jié)合于所述管體內(nèi)的一側(cè)上，所述第二毛細結(jié)構(gòu)結(jié)合于所述管體內(nèi)的另一側(cè)上，所述第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié)構(gòu)于管體內(nèi)的兩側(cè)各形成一蒸氣通道。
3.如權(quán)利要求2所述的扁平熱導(dǎo)管，其特征在于所述管體包括頂板及與所述頂板相對的底板，所述第一毛細結(jié)構(gòu)的一側(cè)結(jié)合于所述管體的底板上，所述第二毛細結(jié)構(gòu)的一側(cè)結(jié)合于所述管體的頂板上，所述第一毛細結(jié)構(gòu)未結(jié)合于管體的底板上的另一側(cè)與所述第二毛細結(jié)構(gòu)未結(jié)合于管體的頂板上的另一側(cè)相互貼合。
4.如權(quán)利要求1所述的扁平熱導(dǎo)管，其特征在于所述第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié)構(gòu)正對設(shè)置，所述第二毛細結(jié)構(gòu)貼合于所述第一毛細結(jié)構(gòu)的中間或所述第二毛細結(jié)構(gòu)的中間貼合于所述第一毛細結(jié)構(gòu)上。
5.如權(quán)利要求4所述的扁平熱導(dǎo)管，其特征在于所述第二毛細結(jié)構(gòu)與所述第一毛細結(jié)構(gòu)貼合的一側(cè)的尺寸小于所述第二毛細結(jié)構(gòu)遠離所述第一毛細結(jié)構(gòu)的一側(cè)的尺寸，所述第二毛細結(jié)構(gòu)與所述第一毛細結(jié)構(gòu)貼合的一側(cè)形成一尖端并貼合于所述第一毛細結(jié)構(gòu)的中間。
6.如權(quán)利要求4所述的扁平熱導(dǎo)管，其特征在于所述第二毛細結(jié)構(gòu)為長方體狀，所述第二毛細結(jié)構(gòu)的中央貼合于所述第一毛細結(jié)構(gòu)上。
7.如權(quán)利要求1所述的扁平熱導(dǎo)管，其特征在于所述第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié)構(gòu)斜向?qū)试O(shè)置，所述第二毛細結(jié)構(gòu)貼合于所述第一毛細結(jié)構(gòu)的一側(cè)或所述第二毛細結(jié)構(gòu)的一側(cè)貼合于所述第一毛細結(jié)構(gòu)上。
8.如權(quán)利要求7所述的扁平熱導(dǎo)管，其特征在于所述第二毛細結(jié)構(gòu)與所述第一毛細結(jié)構(gòu)貼合的一側(cè)的尺寸小于所述第二毛細結(jié)構(gòu)遠離所述第一毛細結(jié)構(gòu)的一側(cè)的尺寸，所述第二毛細結(jié)構(gòu)貼合于所述第一毛細結(jié)構(gòu)的一側(cè)上。
9.如權(quán)利要求7所述的扁平熱導(dǎo)管，其特征在于所述第二毛細結(jié)構(gòu)為長方體狀，所述第二毛細結(jié)構(gòu)的一側(cè)端貼合于所述第一毛細結(jié)構(gòu)上。
10.如權(quán)利要求1所述的扁平熱導(dǎo)管，其特征在于所述第二毛細結(jié)構(gòu)為三棱柱形或長方體狀，所述第二毛細結(jié)構(gòu)未與所述管體結(jié)合的另一側(cè)貼合于所述第一毛細結(jié)構(gòu)上。
11.如權(quán)利要求1所述的扁平熱導(dǎo)管，其特征在于所述第一毛細結(jié)構(gòu)的凸起等距離間隔設(shè)置且頂端平齊，部分凸起嵌入所述第二毛細結(jié)構(gòu)中。
12.—種扁平熱導(dǎo)管的制造方法，包括以下步驟提供桿體，所述桿體呈圓柱狀，其外圓周面上開設(shè)有開口及缺口 ；提供圓管，所述圓管呈中空狀，包括一弧形的第一部分及與第一部分連接的一弧形的第二部分，位于第一部分內(nèi)側(cè)頂端的一弧形凸條朝向圓管的中心凸伸，第一部分沿周向的長度遠小于第二部分沿周向的長度，第二部分的內(nèi)徑與桿體的外徑相當，將該桿體插入該圓管中，并使圓管第一部分的凸條收容在開口中；將金屬粉末填入位于所述圓管內(nèi)的桿體的缺口中，將金屬粉末高溫燒結(jié)形成第二毛細結(jié)構(gòu)；取出桿體，蝕刻圓管第一部分的凸條，使其形成若干間隔的凸起，且相鄰的凸起之間形成有一溝槽，這些凸起及溝槽共同形成一第一毛細結(jié)構(gòu)，該第一、第二毛細結(jié)構(gòu)留置于該圓管的內(nèi)壁上；及將圓管打扁形成扁平熱導(dǎo)管，使所述第二毛細結(jié)構(gòu)貼合于所述第一毛細結(jié)構(gòu)上，所述扁平熱導(dǎo)管內(nèi)于于第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié)構(gòu)以外的區(qū)域形成蒸氣通道。
13.如權(quán)利要求12所述的扁平熱導(dǎo)管的制造方法，其特征在于所述開口與缺口正對設(shè)置。
14.如權(quán)利要求13所述的扁平熱導(dǎo)管的制造方法，其特征在于所述缺口的橫截面為弧形，取出所述桿體后打扁所述圓管前，所述第二毛細結(jié)構(gòu)的橫截面對應(yīng)為弧形。
15.如權(quán)利要求14所述的扁平熱導(dǎo)管的制造方法，其特征在于打扁所述圓管后，所述第二毛細結(jié)構(gòu)為長方體狀。
16.如權(quán)利要求13所述的扁平熱導(dǎo)管的制造方法，其特征在于所述缺口為平直狀，取出所述桿體后打扁所述圓管前，所述第二毛細結(jié)構(gòu)具有平直邊及與所述平直邊相連的弧形邊，所述弧形邊結(jié)合于所述圓管的內(nèi)表面上。
17.如權(quán)利要求16所述的扁平熱導(dǎo)管的制造方法，其特征在于打扁所述圓管后，所述第二毛細結(jié)構(gòu)與所述第一毛細結(jié)構(gòu)貼合的一側(cè)的尺寸小于所述第二毛細結(jié)構(gòu)遠離所述第一毛細結(jié)構(gòu)的一側(cè)的尺寸。
18.如權(quán)利要求13所述的熱導(dǎo)管的制造方法，其特征在于打扁所述圓管的過程中，所述第一毛細結(jié)構(gòu)受所述第二毛細結(jié)構(gòu)的擠壓并部分嵌入所述第二毛細結(jié)構(gòu)中。
19.如權(quán)利要求13所述的扁平熱導(dǎo)管的制造方法，其特征在于打扁所述圓管時，將所述第一毛細結(jié)構(gòu)與所述第二毛細結(jié)構(gòu)正對或斜向?qū)省?br> 全文摘要
一種扁平熱導(dǎo)管，包括中空的扁平管體及設(shè)置于管體內(nèi)的第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié)構(gòu)，所述第二毛細結(jié)構(gòu)由金屬粉末燒結(jié)形成的燒結(jié)結(jié)構(gòu)，所述第一毛細結(jié)構(gòu)為由若干間隔的凸起及形成于相鄰?fù)蛊鹬g的溝槽形成的溝槽狀結(jié)構(gòu)，所述第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié)構(gòu)相互貼合，所述管體內(nèi)于第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié)構(gòu)以外的區(qū)域形成蒸氣通道。上述熱導(dǎo)管中，工作介質(zhì)可于所述第一、第二毛細結(jié)構(gòu)間相互滲透，既具有較大的毛細力，又具有較高的滲透率，從而使該熱導(dǎo)管具有良好的傳熱性能。本發(fā)明還公開一種熱導(dǎo)管的制造方法。
文檔編號B22F5/12GK102466421SQ201010534820
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者代升亮, 劉悅, 劉金朋, 吳聲麟, 周生國, 羅友梁 申請人:富瑞精密組件(昆山)有限公司, 鴻準精密工業(yè)股份有限公司