專利名稱：平板式熱管及其支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種平板式熱管，特別是有關(guān)一種可避免毛細(xì)組織剝離的熱管。
背景技術(shù)：
熱管(heat pipe)是一種簡(jiǎn)單卻極有效的散熱裝置，已被廣泛地應(yīng)用于各種電子散熱產(chǎn)品上。其工作原理是借由工作流體液、氣兩相間相變化的潛熱來(lái)傳遞能量。在蒸發(fā)段(vaporization section)，工作流體借蒸發(fā)潛熱自熱源帶走大量熱能，其蒸汽充滿原已抽真空的管內(nèi)空間并在冷凝段(condensation section)凝結(jié)成液體并釋放熱能，而工作液體靠?jī)?nèi)部毛細(xì)組織提供的毛細(xì)力流回至蒸發(fā)段進(jìn)行相變化的循環(huán)，持續(xù)而有效地將熱能從熱源傳輸至遠(yuǎn)處散出。
平板式熱管屬于熱管的一種，其工作原理與傳統(tǒng)式熱管相同，因具有比傳統(tǒng)式熱管更大面積的傳導(dǎo)面，且符合“輕、薄、短、小”的高實(shí)用價(jià)值，故大量被應(yīng)用在大型散熱面的電子產(chǎn)品上。平板式熱管已有多種形式被提出，但多是利用上下兩平板形成一密閉空間，且在兩平板的內(nèi)壁上形成有毛細(xì)組織。當(dāng)使用多孔性粉末(sintered powder)，例如為銅粉等，借助其與上下兩平板燒結(jié)為一體，以形成毛細(xì)組織于兩平板的內(nèi)壁上。然而，由于燒結(jié)所使用的溫度相當(dāng)高，易導(dǎo)致平板軟化，故必須增加平板的厚度，借以加強(qiáng)其強(qiáng)度。然而此作法不僅增加材料成本，更使得產(chǎn)品整體的重量增加，實(shí)非一良好解決方案。
若使用多孔性金屬網(wǎng)(mesh)，或是多孔性粉末獨(dú)立燒結(jié)，借以形成毛細(xì)組織時(shí)，必須在貼附于兩平板內(nèi)壁上的毛細(xì)組織之間使用多個(gè)支撐物，以避免毛細(xì)組織塌陷，導(dǎo)致熱傳導(dǎo)效率變差，并確保毛細(xì)組織可良好貼附于平板的內(nèi)壁上。請(qǐng)參照?qǐng)D1A，其是現(xiàn)有一種平板式熱管的示意圖。圖1A已揭示于美國(guó)專利第6,293,333號(hào)發(fā)明中，利用金屬網(wǎng)布經(jīng)壓出成型的微流道毛細(xì)組織11置入一扁平的金屬管道12中。上下兩層毛細(xì)組織使用支撐柱(stiffener)13支撐并與管道壁密貼。
請(qǐng)參照?qǐng)D1B，其是現(xiàn)有另一種平板式熱管的示意圖。在圖1B中，主要由上平板10a與下平板10b所構(gòu)成的平板式熱管，其毛細(xì)組織11是以多孔性粉末獨(dú)立燒結(jié)而成。在兩毛細(xì)組織11之間，以適當(dāng)間距設(shè)置有多個(gè)與形成毛細(xì)組織11相同材質(zhì)的多孔性粉末所形成的支撐柱14，用以避免毛細(xì)組織11塌陷，且兩相鄰支撐柱14之間形成一蒸汽通道。
然而，隨著平板式熱管尺寸越做越大，支撐物的個(gè)數(shù)或截面積需隨之增加以提供足夠的支撐力，避免毛細(xì)組織在沒(méi)有支撐物支撐的地方塌陷。一旦支撐物的個(gè)數(shù)或截面積增加，不僅使得熱管的整體重量隨之增加，亦使得原本蒸汽流動(dòng)的空間減少，且阻隔原有的蒸汽通道，致使熱管散熱效率受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種熱管及其支撐結(jié)構(gòu)，具有多孔層及多個(gè)蒸汽通道，不僅可充分支撐毛細(xì)組織，降低毛細(xì)組織與熱管內(nèi)壁的熱阻，并提供蒸氣流動(dòng)空間，還可提供毛細(xì)力使熱管的工作流體回流，增加熱管散熱效率。
根據(jù)本發(fā)明一方面的一種應(yīng)用于熱管的支撐結(jié)構(gòu)，接觸熱管內(nèi)壁的毛細(xì)組織，用以避免毛細(xì)組織剝離。支撐結(jié)構(gòu)是一多層或單層的結(jié)構(gòu)，包括一多孔層，多孔層中具有多個(gè)蒸汽通道，蒸汽通道是以三維空間配置且相互連通。多孔層還提供一毛細(xì)力使熱管的工作流體回流。支撐結(jié)構(gòu)的材質(zhì)包括一金屬，例如為一發(fā)泡金屬材料，其孔隙率約為70％至95％，且孔徑大小約30ppi至100ppi。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的一種熱管，包括一封閉體、毛細(xì)組織以及支撐結(jié)構(gòu)。封閉體內(nèi)具有一空間，而毛細(xì)組織貼附于封閉體內(nèi)壁。支撐結(jié)構(gòu)接觸熱管內(nèi)壁的毛細(xì)組織，用以避免毛細(xì)組織剝離。支撐結(jié)構(gòu)是一多層或單層的結(jié)構(gòu)，包括一多孔層，多孔層中具有多個(gè)蒸汽通道，蒸汽通道是以三維空間配置且相互連通。多孔層還提供一毛細(xì)力使熱管的工作流體回流。支撐結(jié)構(gòu)的材質(zhì)包括一金屬，例如為一發(fā)泡金屬材料，其孔隙率約為70％至95％，且孔徑大小約30孔/英寸(ppi)至100孔/英寸(ppi)。支撐結(jié)構(gòu)可利用注入一惰性氣體于一熔融態(tài)金屬中，經(jīng)冷卻后形成，或者，可利用濺鍍或涂布一金屬于一多孔性海綿組織上，再除去多孔性海綿組織后形成。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如下


圖1A是現(xiàn)有一種平板式熱管的示意圖。
圖1B是現(xiàn)有另一種平板式熱管的示意圖。
圖2是依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的平板式熱管的示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)D2，其是依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的平板式熱管的示意圖。本發(fā)明較佳實(shí)施例所揭示的平板式熱管20具有一由上下兩平板20a與20b所形成的封閉體，并包括毛細(xì)組織21以及支撐結(jié)構(gòu)24。封閉體內(nèi)具有一空間，毛細(xì)組織21貼附于封閉體內(nèi)壁，亦即貼附于二平板20a與20b。
毛細(xì)組織21的形成方式并不限制，例如可使用多孔性粉末(sinteredpowder)，如銅粉等，獨(dú)立燒結(jié)而成，或使用多孔性金屬網(wǎng)(mesh)等。
支撐結(jié)構(gòu)24，包括一多孔層，多孔層中具有多個(gè)蒸汽通道，蒸汽通道是以三維空間配置且相互連通。多孔層還提供一毛細(xì)力使熱管的工作流體回流。
支撐結(jié)構(gòu)24可為一多層或單層的結(jié)構(gòu)，且利用支撐結(jié)構(gòu)24上下接觸熱管內(nèi)壁的毛細(xì)組織21，可避免毛細(xì)組織21剝離。另外，支撐結(jié)構(gòu)24可提供一壓力于毛細(xì)組織21，使毛細(xì)組織21較緊密貼附于熱管內(nèi)壁，可進(jìn)一步降低毛細(xì)組織21與熱管內(nèi)壁的熱阻。
支撐結(jié)構(gòu)24的材質(zhì)包括一金屬，例如為一發(fā)泡金屬材料，其孔隙率約為70％至95％，且孔徑大小約30pp i至100ppi，較佳地例如是50ppi。至于發(fā)泡金屬的制作方式，可利用注入一惰性氣體于一熔融態(tài)金屬中，經(jīng)冷卻后形成?；蛘撸衫脼R鍍或涂布一金屬于一多孔性海綿組織上，再除去多孔性海綿組織后形成。
由于支撐結(jié)構(gòu)24為大孔隙率的構(gòu)造，相較于可提供相同支撐力的現(xiàn)有使用支撐柱的構(gòu)造，使用本發(fā)明支撐結(jié)構(gòu)24的熱管，其單位重量反而較輕。且，將支撐結(jié)構(gòu)24應(yīng)用于支撐毛細(xì)組織21上相當(dāng)方便，只要置入兩平板之間，使支撐結(jié)構(gòu)24上下接觸毛細(xì)組織21即可，不僅可減少制程上的繁復(fù)手續(xù)，還可增加產(chǎn)品上的可靠度。另外，支撐結(jié)構(gòu)并不僅限于為單一層的結(jié)構(gòu)，亦可為多層結(jié)構(gòu)。
又，由于支撐結(jié)構(gòu)24本身的多孔層即具有相當(dāng)多的孔洞，蒸發(fā)為氣態(tài)的工作流體即可利用這些孔洞作為其蒸汽通道，于三維空間中自由流動(dòng)。
綜上所述，本發(fā)明所揭示的平板式熱管及其支撐結(jié)構(gòu)，具有多孔層及多個(gè)蒸汽通道，不僅可充分支撐毛細(xì)組織21，確保毛細(xì)組織21與熱管內(nèi)壁相貼合的完整性，提高制造優(yōu)良率，并降低毛細(xì)組織21與熱管內(nèi)壁的熱阻。另提供蒸氣流動(dòng)空間，還可提供毛細(xì)力使熱管的工作流體回流，以增加熱管散熱效率。
雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本技術(shù)的人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的等效的改變或替換，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的本申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于熱管的支撐結(jié)構(gòu)，包括一多孔層，其中該支撐結(jié)構(gòu)接觸該熱管內(nèi)壁的毛細(xì)組織，用以避免該毛細(xì)組織剝離。
2.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于該多孔層具有多個(gè)蒸汽通道，是以三維空間配置。
3.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于該多孔層具有多個(gè)蒸汽通道，該些蒸汽通道相互連通。
4.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于該多孔層還提供一毛細(xì)力使該熱管的工作流體回流。
5.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于該支撐結(jié)構(gòu)的材質(zhì)包括一金屬，且該支撐結(jié)構(gòu)是為一多層或單層的結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于該支撐結(jié)構(gòu)為一發(fā)泡金屬材料。
7.如權(quán)利要求6所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于該支撐結(jié)構(gòu)是利用注入一惰性氣體于一熔融態(tài)金屬中，經(jīng)冷卻后形成，或者，該支撐結(jié)構(gòu)是利用濺鍍或涂布一金屬于一多孔性海綿組織上，再除去該多孔性海綿組織后形成。
8.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于該多孔層的孔隙率約為70％至95％。
9.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于該多孔層的孔徑大小約30孔/英寸至100孔/英寸。
10.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于該毛細(xì)組織包括金屬編織網(wǎng)、溝槽、燒結(jié)粉末或纖維束。
11.一種熱管，包括一封閉體，其內(nèi)具有一空間；一毛細(xì)組織，貼附于該封閉體內(nèi)壁；以及一支撐結(jié)構(gòu)，包括一多孔層；其中，該支撐結(jié)構(gòu)接觸該毛細(xì)組織，用以避免該毛細(xì)組織剝離。
12.如權(quán)利要求11所述的熱管，其特征在于該封閉體包括有二平板，且該毛細(xì)組織貼附于二平板內(nèi)壁。
13.如權(quán)利要求11所述的熱管，其特征在于該多孔層具有多個(gè)蒸汽通道，是以三維空間配置。
14.如權(quán)利要求11所述的熱管，其特征在于該多孔層具有多個(gè)蒸汽通道，該些蒸汽通道相互連通。
15.如權(quán)利要求11所述的熱管，其特征在于該多孔層還提供一毛細(xì)力使該熱管的工作流體回流。
16.如權(quán)利要求11所述的熱管，其特征在于該支撐結(jié)構(gòu)的材質(zhì)包括一金屬，且該支撐結(jié)構(gòu)為一多層或單層的結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求11所述的熱管，其特征在于該支撐結(jié)構(gòu)為一發(fā)泡金屬材料。
18.如權(quán)利要求17所述的熱管，其特征在于該支撐結(jié)構(gòu)是利用注入一惰性氣體于一熔融態(tài)金屬中，經(jīng)冷卻后形成，或者，該支撐結(jié)構(gòu)是利用濺鍍或涂布一金屬于一多孔性海綿組織上，再除去該多孔性海綿組織后形成。
19.如權(quán)利要求11所述的熱管，其特征在于該多孔層的孔隙率約為70％至95％。
20.如權(quán)利要求11所述的熱管，其特征在于該多孔層的孔徑大小約30-100孔/英寸。
21.如權(quán)利要求11所述的熱管，其特征在于該毛細(xì)組織包括金屬編織網(wǎng)、溝槽、燒結(jié)粉末或纖維束。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)一種平板式熱管及其支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)接觸熱管內(nèi)壁的毛細(xì)組織，用以避免毛細(xì)組織剝離。支撐結(jié)構(gòu)是一多層或單層的結(jié)構(gòu)，包括一多孔層，多孔層中具有多個(gè)蒸汽通道，蒸汽通道是以三維空間配置且相互連通。多孔層還提供一毛細(xì)力使熱管的工作流體回流。支撐結(jié)構(gòu)的材質(zhì)包括一金屬，例如為一發(fā)泡金屬材料，其孔隙率約為70％至95％，且孔徑大小約30ppi至100ppi。本發(fā)明的熱管及其支撐結(jié)構(gòu)，不僅可充分支撐毛細(xì)組織，降低毛細(xì)組織與熱管內(nèi)壁的熱阻，并提供蒸氣流動(dòng)空間，進(jìn)一步提供毛細(xì)力使熱管的工作流體回流，以提高熱管散熱效率。
文檔編號(hào)F28D15/02GK1766513SQ20041008984
公開(kāi)日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月26日
發(fā)明者莊明德, 林祺逢, 陳錦明 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司