專利名稱:熱導(dǎo)管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明有關(guān)一種熱導(dǎo)管及其制造方法,特別是有關(guān)一種具高導(dǎo)熱效能的熱導(dǎo)管制造方法。
背景技術(shù):
隨著技術(shù)的進(jìn)步,電子組件單位面積上的晶體管數(shù)量越來越多,造成其工作時(shí)發(fā)熱量的增加。另一方面,電子組件的工作頻率也越來越高,晶體管工作時(shí)on/off轉(zhuǎn)換所造成的熱量(switch loss),亦是電子組件發(fā)熱量增加的原因。近年來,由于半導(dǎo)體工藝與IC構(gòu)裝技術(shù)的快速發(fā)展,芯片的計(jì)算速度獲得大幅度的提升,相對的使得芯片在運(yùn)作時(shí),熱耗隨著時(shí)脈頻率的增加而上升,若未能適當(dāng)?shù)奶幚磉@些熱量,將會(huì)造成芯片運(yùn)算速度的降低,嚴(yán)重者甚至影響到芯片的壽命。
因此要如何有效的處理這些耗熱,現(xiàn)行的做法多是利用外加風(fēng)扇和散熱鰭片來維持芯片處于有效工作溫度內(nèi)。為了迅速的導(dǎo)出熱量,風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)加快會(huì)使得耗電量與噪音增加,且增加散熱鰭片的設(shè)置,雖可增進(jìn)導(dǎo)熱效能,卻使空間利用的經(jīng)濟(jì)性變差。而由于熱導(dǎo)管(heat pipe)可在很小的截面積與溫度差之下將大量的熱量傳送一段可觀的距離,且不需外加電源供應(yīng)即可運(yùn)作,在無須動(dòng)力提供和空間利用經(jīng)濟(jì)性的考量之下,熱導(dǎo)管逐漸廣泛地被應(yīng)用于電子產(chǎn)品中。
請參照圖1,其是已有熱導(dǎo)管制造方法的流程圖。一般傳統(tǒng)的熱導(dǎo)管的制作方法包括以下的步驟。首先,于步驟102中,提供一空心銅管作為導(dǎo)管,此空心銅管的一端已先封口。接著,于步驟104中,插入一棒材于導(dǎo)管中。由于空心銅管的一端已先封口,一般而言封口為中心外凸的錐狀,故棒材之一端可置于外凸錐狀封口的頂端,藉此定位。如此一來,使得導(dǎo)管的管壁與棒材之間形成一具有固定間隙的空間。其所用的棒材例如是一不銹鋼棒、石墨棒或其它材質(zhì)的剛性棒材。
然后,于步驟106中,填充銅粉于導(dǎo)管管壁與棒材間之間隙空間中,依據(jù)工藝的需要,可另外再行壓縮使銅粉緊密。接著,于步驟108中,燒結(jié)使所填充的銅粉在導(dǎo)管管壁上形成一毛細(xì)結(jié)構(gòu)。之后,于步驟110中,將棒材自導(dǎo)管中抽出。于步驟112中,注入工作流體。在此,依據(jù)所形成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的不同,可對調(diào)注入工作流體與抽真空的執(zhí)行順序后,再封口。最后,于步驟114中,將已完成的圓柱狀熱導(dǎo)管作彎曲或打扁成扁平狀,以符合后續(xù)所應(yīng)用于發(fā)熱的電子組件的散熱組件的形狀所需。
然而,由于熱導(dǎo)管制造完成后,為了實(shí)際應(yīng)用時(shí)所需,必須將原來圓而直的熱導(dǎo)管再加工,使成為彎曲狀或扁平狀的熱導(dǎo)管。如此一來,導(dǎo)管于被彎曲的局部區(qū)域,或是被打扁成扁平狀的局部區(qū)域中,熱導(dǎo)管內(nèi)部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)遭受破壞,失去其導(dǎo)熱的功能,使得熱導(dǎo)管整體的導(dǎo)熱量力下降,最高的損失甚至可達(dá)七成以上,其所造成的影響不容忽視。
發(fā)明內(nèi)容
因此,為解決上述問題,本發(fā)明的目的是提出一種熱導(dǎo)管的制造方法,先進(jìn)行熱導(dǎo)管形狀加工,再形成熱導(dǎo)管內(nèi)部的毛細(xì)結(jié)構(gòu),避免已有導(dǎo)管內(nèi)部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)因后續(xù)加工時(shí)而受損,可保有完整的毛細(xì)結(jié)構(gòu),提高熱導(dǎo)管整體的導(dǎo)熱量力。
根據(jù)本發(fā)明一方面的一種熱導(dǎo)管制造方法,熱導(dǎo)管是應(yīng)用于一電子組件散熱組件中,且依照電子組件的散熱組件的形狀需要塑形,此制造方法包括以下步驟(a)提供一導(dǎo)管;(b)加工使導(dǎo)管成型;(c)插入一塑型棒材于導(dǎo)管中;(d)形成一毛細(xì)結(jié)構(gòu);(e)分離塑型棒材與導(dǎo)管;以及(f)注入一工作流體并形成一密閉空間。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的一種熱導(dǎo)管制造方法,包括以下步驟(a)提供一導(dǎo)管;(b)加工使導(dǎo)管成型;(c)插入一塑型棒材于導(dǎo)管中;(d)分離塑型棒材與導(dǎo)管;(e)形成一毛細(xì)結(jié)構(gòu);以及(f)注入一工作流體并形成一密閉空間。
于加工使導(dǎo)管成型的步驟中,是利用彎曲或打扁導(dǎo)管的方式以成型。塑型棒材的表面具有多個(gè)突狀物,用以使導(dǎo)管管壁與塑型棒材間的間隙一致。突狀物的材質(zhì)可與毛細(xì)結(jié)構(gòu)相同,于形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)時(shí)作為毛細(xì)結(jié)構(gòu)的原料之一?;蛘撸诜蛛x塑型棒材與導(dǎo)管前,突狀物可被加熱后直接汽化或液化。塑型棒材的材料是一具可撓性的材料,可直接自導(dǎo)管中抽出。再者,塑型棒材是一相對于形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的材料為較低燃點(diǎn)的材料,于加熱后汽化或液化,使與導(dǎo)管分離?;蛘撸苄桶舨牡牟牧鲜且豢杀灰挥袡C(jī)溶劑所溶解的材料,如高分子有機(jī)物,而塑型棒材是以被有機(jī)溶劑溶解的方式,使與導(dǎo)管分離。有機(jī)溶劑例如是丙酮。
根據(jù)本發(fā)明再一方面的一種熱導(dǎo)管,至少包括一導(dǎo)管,形成一密閉空間且具有一內(nèi)壁;一毛細(xì)結(jié)構(gòu),形成于該導(dǎo)管的該內(nèi)壁上;以及一工作流體,容置于該導(dǎo)管內(nèi);其中,該毛細(xì)結(jié)構(gòu)是于導(dǎo)管已加工塑型后,才形成于該導(dǎo)管的該內(nèi)壁上。
為進(jìn)一步說明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果,以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
圖1是已有熱導(dǎo)管制造方法的流程圖。
圖2是依照本發(fā)明第一實(shí)施例的熱導(dǎo)管制造方法的流程圖。
圖3是依照本發(fā)明第二實(shí)施例的熱導(dǎo)管制造方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例請參照圖2,其是依照本發(fā)明第一實(shí)施例的熱導(dǎo)管制造方法的流程圖。本實(shí)施例的熱導(dǎo)管制作方法包括以下的步驟。首先,于步驟202中,提供一導(dǎo)管。導(dǎo)管的材料例如是塑料、金屬、合金或非金屬材料。在本實(shí)施例中,較佳地采用銅管為例。接著,于步驟204中,為了后續(xù)所應(yīng)用的發(fā)熱電子組件的散熱組件的形狀所需,先將導(dǎo)管以彎曲、打扁或其它方式,使導(dǎo)管成彎曲狀、扁平狀或其它形狀。
接著,于步驟206中,插入一塑型棒材于導(dǎo)管中,使得導(dǎo)管的管壁與塑型棒材之間形成一具有固定間隙的空間。由于導(dǎo)管已被加工成彎曲或扁平狀,因此,所采用的塑型棒材的材料,必須是一具可撓性的材料。并且,為了維持導(dǎo)管的管壁與塑型棒材之間的間隙空間一致,于塑型棒材的表面另外配置有多個(gè)突狀物,藉由突狀物的厚度一致,恰作為導(dǎo)管管壁與塑型棒材之間的間隙空間,用以使導(dǎo)管管壁與塑型棒材間的間隙一致。
然后,于步驟208中,填充銅粉于導(dǎo)管管壁與塑型棒材之間的間隙空間。接著,于步驟210中,形成一毛細(xì)結(jié)構(gòu)。毛細(xì)結(jié)構(gòu)可以是網(wǎng)狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)(meshwick)、纖維狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)(fiber wick)、燒結(jié)毛細(xì)結(jié)構(gòu)(sinter wick),或是溝狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)(groove wick)。而形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的方法有許多種,例如燒結(jié)、黏著、填充、沉積等。由于本實(shí)施例采用銅管作為導(dǎo)管,故在此步驟中,采用銅粉或其它金屬合金粉末,填充于導(dǎo)管管壁與塑型棒材之間的間隙空間后,再加熱燒結(jié),使所填充的銅粉在導(dǎo)管管壁上形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)。另外,依據(jù)不同工藝的需要,可于加熱燒結(jié)前,另行壓縮銅粉,使銅粉緊密后,再加熱燒結(jié),以形成不同孔隙度或不同結(jié)構(gòu)的毛細(xì)結(jié)構(gòu)。在此,需特別注意的是,若采用不同的材料作為填充物,則可能會(huì)附加使用相對應(yīng)的溶劑或結(jié)合劑,以增加銅粉緊密填充的作用,同時(shí),在加熱燒結(jié)前,會(huì)相對應(yīng)地增加一干燥的步驟或去結(jié)合劑的步驟,以去除溶劑或結(jié)合劑。
之后,于步驟212中,分離塑型棒材與導(dǎo)管。最后,于步驟214中,注入工作流體,并抽真空,將導(dǎo)管的另一端封口后,便完成熱導(dǎo)管的制造流程。工作流體例如是無機(jī)化合物、水、醇類、諸如汞的液態(tài)金屬、酮類、諸如HFC-134a等的冷媒或其它有機(jī)化合物。一般而言,較常使用水作為工作流體。在此,依據(jù)所形成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的不同,所對應(yīng)于工作流體之間的表面張力不同,可適時(shí)改變對調(diào)注入工作流體與抽真空的執(zhí)行順序后,再封口。一般而言,若形成燒結(jié)毛細(xì)結(jié)構(gòu),則采取先注入工作流體再抽真空的方式,可達(dá)到較佳效果。而若形成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀毛細(xì)結(jié)構(gòu),或是溝狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)的話,則采取先抽真空再注入工作流體的方式,可避免先抽真空時(shí),工作流體被過量抽取的缺點(diǎn)。
第二實(shí)施例請參照圖3,其是依照本發(fā)明第二實(shí)施例的熱導(dǎo)管制造方法的流程圖。本實(shí)施例與第一實(shí)施例中所述的制造方法相似,首先,于步驟302中,提供一導(dǎo)管,較佳地是一銅管。接著,于步驟304中,為了后續(xù)所應(yīng)用的發(fā)熱電子組件的散熱組件的形狀所需,先將導(dǎo)管以彎曲、打扁或其它方式,使導(dǎo)管成彎曲狀、扁平狀或其它形狀。
接著,于步驟306中,插入一塑型棒材于導(dǎo)管中,使得導(dǎo)管的管壁與塑型棒材之間形成一具有固定間隙的空間。于步驟308中,填充銅粉于導(dǎo)管管壁與塑型棒材之間的間隙空間。由于本實(shí)施例采用銅管作為導(dǎo)管,故在此步驟中,采用銅粉或其它金屬合金粉末,填充于導(dǎo)管管壁與塑型棒材之間的間隙空間中。另外,依據(jù)所使用的銅粉顆粒大小及所欲形成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的孔隙度大小,可另行設(shè)計(jì)不同的工藝步驟。例如,可于填充銅粉后,再另行壓縮銅粉,使銅粉成較緊密結(jié)合。在此,需特別注意的是,若采用不同的材料作為填充物,則可能會(huì)附加使用相對應(yīng)的溶劑或結(jié)合劑,以增加銅粉緊密填充的作用,同時(shí),在形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)前,會(huì)相對應(yīng)地增加一干燥的步驟或去結(jié)合劑的步驟,以去除溶劑或結(jié)合劑。
然后,于步驟310中,分離塑型棒材與導(dǎo)管。之后,于步驟312中,形成一毛細(xì)結(jié)構(gòu)。形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的方法有許多種,例如燒結(jié)、黏著、填充、沉積等。最后,于步驟314中,注入工作流體,并抽真空,將導(dǎo)管的另一端封口后,便完成熱導(dǎo)管的制造流程。在此,依據(jù)所形成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的不同,所對應(yīng)于工作流體之間的表面張力不同,可適時(shí)改變對調(diào)注入工作流體與抽真空的執(zhí)行順序后,再封口。一般而言,若形成燒結(jié)毛細(xì)結(jié)構(gòu),則采取先注入工作流體再抽真空的方式,可達(dá)到較佳效果。而若形成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀毛細(xì)結(jié)構(gòu),或是溝狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)的話,則采取先抽真空再注入工作流體的方式,可避免先抽真空時(shí),工作流體被過量抽取的缺點(diǎn)。
與第一實(shí)施例所不同的是,本實(shí)施例是先將塑型棒材與導(dǎo)管分離后,才加熱燒結(jié),以形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)。此兩步驟的實(shí)施順序,可依據(jù)不同制程的需要來作調(diào)整。至于所采用的塑型棒材的材料,除了是一具可撓性的材料,且于塑型棒材的表面較佳地配置有多個(gè)突狀物外,所采用的塑型棒材的材料,可以是一相對于形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的材料而言,具較低燃點(diǎn)的材料,又或者所采用的塑型棒材的材料是可被有機(jī)溶劑所溶解的材料。
當(dāng)塑型棒材的材料是一具可撓性的材料時(shí),塑型棒材可直接自該導(dǎo)管中抽出,使與該導(dǎo)管分離。再者,當(dāng)塑型棒材的材料是一具可撓性的材料,且于塑型棒材的表面較佳地配置有多個(gè)突狀物時(shí),突狀物的材質(zhì)是與毛細(xì)結(jié)構(gòu)相同,當(dāng)燒結(jié)形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)時(shí),突狀物可直接被燒結(jié)而作為毛細(xì)結(jié)構(gòu)的原料之一。又或者,突狀物的材質(zhì)是一相對于形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的材料為較低燃點(diǎn)的材料,在燒結(jié)時(shí)可被加熱后汽化或液化。
當(dāng)塑型棒材,相對于形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的材料為較低燃點(diǎn)的材料時(shí),塑型棒材可被加熱后直接汽化或液化,使與導(dǎo)管分離?;蛘?,塑型棒材的材料是一可被一有機(jī)溶劑所溶解的材料,因此,塑型棒材可被有機(jī)溶劑所溶解后,與該導(dǎo)管分離。例如,當(dāng)塑型棒材的材料采用一高分子有機(jī)物時(shí),所采用的有機(jī)溶劑為丙酮。
綜上所述,由于本發(fā)明所揭示的熱導(dǎo)管制造方法,是先進(jìn)行熱導(dǎo)管的形狀加工后,再形成熱導(dǎo)管內(nèi)部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)。此一方法,避免已有導(dǎo)管內(nèi)部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)因后續(xù)加工而遭受破壞,可保有完整的毛細(xì)結(jié)構(gòu),提高熱導(dǎo)管整體的導(dǎo)熱量力。且利用此方法所制造的熱導(dǎo)管,是應(yīng)用于電子組件的散熱組件中,且可依照電子組件的散熱組件的形狀需要,事先進(jìn)行塑形,使熱導(dǎo)管能充分接觸電子組件表面,增進(jìn)散熱效果。
雖然本發(fā)明已參照當(dāng)前的具體實(shí)施例來描述,但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明,在沒有脫離本發(fā)明精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換,因此,只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)對上述實(shí)施例的變化、變型都將落在本申請的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱導(dǎo)管制造方法,包括提供一導(dǎo)管;加工該導(dǎo)管使該導(dǎo)管成型;插入一塑型棒材于該導(dǎo)管中;分離該塑型棒材與該導(dǎo)管;形成一毛細(xì)結(jié)構(gòu);以及注入一工作流體并形成一密閉空間。
2.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管制造方法,其特征在于該熱導(dǎo)管是應(yīng)用于一電子組件的散熱組件中,且依照該電子組件的散熱組件的形狀需要塑形,其中于加工使該導(dǎo)管成型的步驟是利用彎曲或打扁的方式,使該導(dǎo)管成型。
3.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管制造方法,其特征在于該塑型棒材的表面具有多個(gè)突狀物,用以使該導(dǎo)管管壁與該塑型棒材間的間隙一致。
4.如權(quán)利要求3所述的熱導(dǎo)管制造方法,其特征在于該突狀物的材質(zhì)是與該毛細(xì)結(jié)構(gòu)相同,于形成該毛細(xì)結(jié)構(gòu)時(shí)作為該毛細(xì)結(jié)構(gòu)的原料之一。
5.如權(quán)利要求3所述的熱導(dǎo)管制造方法,其特征在于,于分離該塑型棒材與該導(dǎo)管前,該突狀物被加熱后汽化或液化。
6.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管制造方法,其特征在于該塑型棒材的材料是一具可撓性的材料,且該塑型棒材可直接自該導(dǎo)管中抽出,使與該導(dǎo)管分離。
7.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管制造方法,其特征在于該塑型棒材是一相對于形成該毛細(xì)結(jié)構(gòu)的材料為較低燃點(diǎn)的材料,且該塑型棒材于加熱后汽化或液化,使與該導(dǎo)管分離。
8.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管制造方法,其特征在于該塑型棒材的材料是一可被一有機(jī)溶劑所溶解的材料,該塑型棒材是以被該有機(jī)溶劑溶解的方式,使與該導(dǎo)管分離。
9.如權(quán)利要求8所述的熱導(dǎo)管制造方法,其特征在于該塑型棒材的材料是一高分子有機(jī)物,該有機(jī)溶劑為丙酮。
10.一種熱導(dǎo)管,至少包括一導(dǎo)管,形成一密閉空間且具有一內(nèi)壁;一毛細(xì)結(jié)構(gòu),形成于該導(dǎo)管的該內(nèi)壁上;以及一工作流體,容置于該導(dǎo)管內(nèi);其中,該毛細(xì)結(jié)構(gòu)是于導(dǎo)管已加工塑型后,才形成于該導(dǎo)管的該內(nèi)壁上。
11.如權(quán)利要求10所述的熱導(dǎo)管,其特征在于熱導(dǎo)管是應(yīng)用于一電子組件的散熱組件中,且依照該電子組件的散熱組件的形狀需要塑形,其中于加工使該導(dǎo)管成型的步驟是利用彎曲或打扁的方式,使該導(dǎo)管成型。
12.如權(quán)利要求10所述的熱導(dǎo)管,其特征在于該毛細(xì)結(jié)構(gòu)是選自網(wǎng)狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)、纖維狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)、燒結(jié)毛細(xì)結(jié)構(gòu)、溝狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)其中之一,且該毛細(xì)結(jié)構(gòu)是利用燒結(jié)、黏著、填充、沉積其中之一的方法,形成于該導(dǎo)管的該內(nèi)壁上。
13.如權(quán)利要求10所述的熱導(dǎo)管,其特征在于該工作流體是選自無機(jī)化合物、水、醇類、液態(tài)金屬、酮類、冷媒、有機(jī)化合物其中之一,而該導(dǎo)管的材質(zhì)是選自塑料、金屬、合金、非金屬材料其中之一。
全文摘要
一種熱導(dǎo)管及其制造方法,此制造方法包括以下步驟提供導(dǎo)管;加工導(dǎo)管使導(dǎo)管成型;插入塑型棒材于導(dǎo)管中;形成毛細(xì)結(jié)構(gòu);分離塑型棒材與導(dǎo)管;以及注入工作流體并形成密閉空間。本發(fā)明的熱導(dǎo)管,由于先進(jìn)行熱導(dǎo)管的形狀加工,再形成內(nèi)部的毛細(xì)結(jié)構(gòu),可避免已有導(dǎo)管的毛細(xì)結(jié)構(gòu)因后續(xù)加工而受損,以保有完整的毛細(xì)結(jié)構(gòu),提高熱導(dǎo)管整體的導(dǎo)熱能力。
文檔編號F28D15/02GK1696595SQ20041004350
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月11日
發(fā)明者莊明德, 林祺逢, 陳錦明 申請人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司