專利名稱：平板式熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱管，特別是指一種用于電子元件散熱的平板式熱管。
背景技術(shù)：
為解決高速計(jì)算機(jī)高密度散熱問題，目前業(yè)界普遍利用相變化裝置進(jìn)行散熱或者 傳熱，比如目前常用的熱導(dǎo)管(Heat Pipe)、回路式熱管(Loop Heat Pipe)以及平板式熱 管(VaporChamber)等產(chǎn)品。就熱導(dǎo)管而言，其因體積小、利用相變潛熱作用能快速輸送大 量熱能、溫度分布均勻、構(gòu)造簡(jiǎn)單、重量輕、無需外加作用力、壽命長(zhǎng)、低熱阻、遠(yuǎn)距傳輸?shù)忍?性，符合目前計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的散熱需求，因此被廣泛用來解決散熱問題。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 管更大的熱傳導(dǎo)面積，且更符合輕、薄、短、小的高實(shí)用價(jià)值，而被大量應(yīng)用在大型散熱面的 電子產(chǎn)品上。為大量生產(chǎn)，平板式熱管多是利用上下兩平板形成一密閉空間，且在兩平板的 內(nèi)壁上形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)，并填充工作介質(zhì)。因其作用高度較小，其內(nèi)的氣態(tài)工作介質(zhì)沖擊回流 的液態(tài)工作介質(zhì)，從而使其蒸汽作用產(chǎn)生抵消現(xiàn)象無法有效發(fā)揮平板式熱管的最大熱傳效 果。因此，如何有效利用平板式管內(nèi)部的空間是有其必要性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種有效利用內(nèi)部空間的平板式熱管。一種平板式熱管，一由一底蓋及一頂蓋形成的密閉腔體，該密閉腔體內(nèi)設(shè)有適量 工作介質(zhì)，且其內(nèi)壁面設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，所述頂蓋為放熱部，所述底蓋具有一與該頂蓋相對(duì)的 底板，該底板上形成有一吸熱部，所述密閉腔體內(nèi)還設(shè)有一毛細(xì)結(jié)構(gòu)引流柱，該引流柱將所 述吸熱部與所述頂蓋相連，用于將頂蓋上的冷凝工作介質(zhì)引導(dǎo)至該吸熱部。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的平板式熱管的引流柱的設(shè)置，能夠使熱管內(nèi)部的空 間得到有效利用，從而提高了該平板式熱管的傳熱性能。下面參照附圖，結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例中平板式熱管的剖視圖。圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例中平板式熱管的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3是本發(fā)明第三實(shí)施例中平板式熱管的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4是本發(fā)明第四實(shí)施例中平板式熱管的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1所示為本發(fā)明平板式熱管第一實(shí)施例的剖視圖。該平板式熱管通常與若干散 熱鰭片組合形成一散熱裝置，以給諸如電腦CPU等熱源散熱，該平板式熱管包括一由底蓋 10及與該底蓋10密封連接的一頂蓋30形成的一密閉腔體，該密閉腔體內(nèi)的壓力低于大氣
3壓力，其內(nèi)設(shè)置有一毛細(xì)結(jié)構(gòu)50及一引流柱70，且含有適量的工作介質(zhì)。毛細(xì)結(jié)構(gòu)50貼設(shè) 于底蓋10及頂蓋30內(nèi)表面，引流柱70夾設(shè)于底蓋10及頂蓋30之間。在本實(shí)施例中該平 板式熱管大致呈矩形板狀，可以理解地，在一些其他實(shí)施例中其也可以呈圓形板狀等其他 適合的形狀。該底蓋10呈碗狀設(shè)置，其采用導(dǎo)熱性能良好的材料(例如，銅、鋁)制成，其包括 一底板11及自底板11側(cè)緣垂直向上延伸的側(cè)板13。該底板11向下凸設(shè)一用于與熱源貼 設(shè)的吸熱部113，該吸熱部113優(yōu)選地設(shè)于該底板11的中部并呈矩形，其尺寸大小等于或略 大于熱源的尺寸。優(yōu)選地，分布于底蓋10上的毛細(xì)結(jié)構(gòu)50中，位于該吸熱部113的部位的 厚度較小，以便工作時(shí)位于吸熱部113的工作介質(zhì)能夠快速地蒸發(fā)。該吸熱部113具有一 中心區(qū)，在該中心區(qū)，吸熱部113四周的工作介質(zhì)通過毛細(xì)作用力被吸至吸熱部時(shí)，常在未 到達(dá)中心區(qū)即以產(chǎn)生相變化作用，而無法到達(dá)或無法有足量的工作介質(zhì)到達(dá)中心區(qū)，而容 易在吸熱部113的中心區(qū)位置形成一無效區(qū)域，而出現(xiàn)干燒現(xiàn)象。該頂蓋30為一矩形板體，其也采用諸如銅、鋁等導(dǎo)熱性能良好的材料制成，其邊 緣結(jié)合于底蓋10的側(cè)板13的頂緣。該頂蓋30作為本發(fā)明平板式熱管的放熱部，其是用于 將工作介質(zhì)從吸熱部113吸收的熱量散發(fā)出去，令工作介質(zhì)蒸汽冷凝成液態(tài)，優(yōu)選地，其外 表面貼設(shè)若干散熱鰭片(圖未示)以增加散熱面積，并提供風(fēng)扇(圖未示)驅(qū)動(dòng)空氣強(qiáng)制 對(duì)流以提供散熱效率。該毛細(xì)結(jié)構(gòu)50優(yōu)選地為貼設(shè)于底蓋10及頂蓋30的一連續(xù)結(jié)構(gòu)。毛細(xì)結(jié)構(gòu)50位 于底蓋10的底板11與側(cè)板13連接處的厚度較其他區(qū)域大，其縱截面大致呈三角形，即其 厚度自中部向相對(duì)兩側(cè)逐漸減小，從而將底板11與側(cè)板13的拐角填平，如此設(shè)置，一方面 可縮短工作介質(zhì)回流的路徑，加速工作介質(zhì)的回流，另一方面可以避免在平板式熱管內(nèi)部 因空間矮小故其蒸汽作用力相互抵消而形成的一遲滯區(qū)域，從而防止在底板11周圍造成 無效區(qū)域。該引流柱70為毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其直徑自上向下逐漸減小，從而使其縱截面呈倒梯形， 該引流柱70呈縱向設(shè)置，其底端抵頂?shù)咨w10的吸熱部113的內(nèi)表面中心區(qū)，其頂端抵頂頂 蓋30內(nèi)表面。引流柱70內(nèi)部的孔隙與毛細(xì)結(jié)構(gòu)50內(nèi)部的孔隙連通設(shè)置。優(yōu)選地，該引 流柱70的數(shù)量?jī)H為一個(gè)，且其側(cè)壁面呈內(nèi)凹的流線型，以適應(yīng)平板式熱管內(nèi)部的工作介質(zhì) 蒸汽的運(yùn)行路徑，即工作介質(zhì)在吸熱部113蒸發(fā)后，中部的蒸汽首先向上運(yùn)行一段距離，再 向四周擴(kuò)散，從而在吸熱部113的正上方形成形成一倒圓錐形的蒸汽停滯區(qū)，如此，引流柱 的設(shè)置較好地利用了該蒸汽停滯區(qū)，因而并不會(huì)或極少影響到工作介質(zhì)蒸汽的原有運(yùn)行路 徑。該引流柱70的底端的表面積小于吸熱部113的內(nèi)表面的面積，即引流柱70僅覆 蓋吸熱部113的一部分(中心區(qū))，如此設(shè)置，則可以防止吸熱部113四周的工作介質(zhì)通過 毛細(xì)作用力被吸至吸熱部113時(shí)，常在未到達(dá)中心區(qū)即已產(chǎn)生相變化作用，而無法到達(dá)或 無法有足量的工作介質(zhì)到達(dá)中心區(qū)，而在吸熱部113的中心區(qū)形成一無效區(qū)域，而出現(xiàn)干 燒或傳熱效率較差的現(xiàn)象。具體而言，在一般情況下，為了防止工作介質(zhì)無法到達(dá)中心區(qū)而采取的措施，通常 采取的措施均是僅增厚吸熱部113的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，然而，單純將毛細(xì)結(jié)構(gòu)增厚之后，卻又不利 于工作介質(zhì)的蒸發(fā)，因而仍然帶來了不利的影響。而本實(shí)施例中的平板式熱管其一方面因?yàn)橐髦?0僅覆蓋吸熱部113的一部分(即中心區(qū))，因而吸熱部113上未被覆蓋的部分 (中心區(qū)以外的區(qū)域)的毛細(xì)結(jié)構(gòu)50可以設(shè)置得相對(duì)較薄，以利于工作介質(zhì)的蒸發(fā)，另一 方面由于吸熱部113的毛細(xì)結(jié)構(gòu)50相對(duì)較薄導(dǎo)致毛細(xì)力相應(yīng)減弱而導(dǎo)致的在吸熱部113 中心區(qū)形成無效區(qū)域的問題，又可以通過引流柱70直接從頂蓋30將冷凝工作介質(zhì)抽吸至 吸熱部113的中心區(qū)得到保證，因此，能夠在保證整個(gè)吸熱部113的工作介質(zhì)快速蒸發(fā)的同 時(shí)，能夠得到從放熱部(頂蓋30)回流的冷凝工作介質(zhì)的及時(shí)補(bǔ)充，從而提高了該平板式熱 管的傳熱效率。下面結(jié)合工作原理對(duì)本實(shí)施中的平板式熱管作進(jìn)一步說明工作時(shí)，底蓋10的吸熱部113吸收熱源的熱量，同時(shí)將這些熱量傳導(dǎo)至其內(nèi)部的 工作介質(zhì)，從而使工作介質(zhì)蒸發(fā)。這些工作介質(zhì)蒸汽上升至頂蓋30內(nèi)表面后冷卻，形成液 態(tài)工作介質(zhì)。一部分液態(tài)工作介質(zhì)沿毛細(xì)結(jié)構(gòu)50回流至吸熱部113，另一部分液態(tài)工作介 質(zhì)沿引流柱70回流至吸熱部113。在本實(shí)施例中，因引流柱70的頂端較其底端大，其頂端 與位于頂蓋30上的毛細(xì)結(jié)構(gòu)50的接觸面積較大，從而工作介質(zhì)能夠更容易通過引流柱70 的回流。請(qǐng)參閱圖2，其示出了本發(fā)明第二實(shí)施例中的平板式熱管，該平板式熱管的結(jié)構(gòu)與 第一實(shí)施例相似，其主要區(qū)別在于引流柱70a的中部開設(shè)有一自頂端到底端的通槽71。通 槽71的孔徑自上向下逐漸減小，從而使其引流柱70a的縱截面呈喇叭狀。可以理解的，該 通槽71可方形或其他形狀。圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例平板式熱管的引流柱70b的示意圖。本實(shí)施例中平板式 熱管與第一實(shí)施例中平板式熱管相似，其主要區(qū)別在于本實(shí)施例中的引流柱70b縱截面 呈長(zhǎng)方形。圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例平板式熱管的引流柱70c的示意圖。本實(shí)施例中的平板 式熱管與第三實(shí)施例中的平板式熱管相似，其主要區(qū)別在于引流柱70c中部開設(shè)有一自 上而下的圓柱狀通槽73。
權(quán)利要求
1.一種平板式熱管，一由一底蓋及一頂蓋形成的密閉腔體，該密閉腔體內(nèi)設(shè)有適量工 作介質(zhì)，且其內(nèi)壁面設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，所述頂蓋為放熱部，所述底蓋具有一與該頂蓋相對(duì)的底 板，該底板上形成有一吸熱部，其特征在于所述密閉腔體內(nèi)還設(shè)有一毛細(xì)結(jié)構(gòu)引流柱，該 引流柱將所述吸熱部與所述頂蓋相連，用于將頂蓋上的冷凝工作介質(zhì)引導(dǎo)至該吸熱部。
2.如權(quán)利要求1所述的平板式熱管，其特征在于所述密閉腔體內(nèi)僅設(shè)有一引流柱。
3.如權(quán)利要求1所述的平板式熱管，其特征在于所述引流柱的底端面積較吸熱部小， 且僅覆蓋所述吸熱部的中心區(qū)。
4.如權(quán)利要求1所述的平板式熱管，其特征在于所述引流柱的直徑自上向下逐漸減 小，且呈流線型設(shè)置。
5.如權(quán)利要求4所述的平板式熱管，其特征在于所述引流柱中部開設(shè)有自上而下貫 穿的通槽。
6.如權(quán)利要求1所述的平板式熱管，其特征在于所述引流柱呈圓柱狀，其相對(duì)兩端分 別抵頂?shù)咨w及頂蓋。
7.如權(quán)利要求6所述的平板式熱管，其特征在于所述引流柱中部開設(shè)有自上而下貫 穿的通槽。
8.如權(quán)利要求1所述的平板式熱管，其特征在于設(shè)置于所述底板內(nèi)表面的毛細(xì)結(jié)構(gòu) 中，位于吸熱部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的厚度小于位于其他部位的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的厚度。
9.如權(quán)利要求1所述的平板式熱管，其特征在于所述底蓋還具有一側(cè)板，在該側(cè)板與 底板交接處設(shè)置的毛細(xì)結(jié)構(gòu)將該側(cè)板與底板的拐角填平。
全文摘要
一種平板式熱管，一由一底蓋及一頂蓋形成的密閉腔體，該密閉腔體內(nèi)設(shè)有適量工作介質(zhì)，且其內(nèi)壁面設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，所述頂蓋為放熱部，所述底蓋具有一與該頂蓋相對(duì)的底板，該底板上形成有一吸熱部，所述密閉腔體內(nèi)還設(shè)有一毛細(xì)結(jié)構(gòu)引流柱，該引流柱將所述吸熱部與所述頂蓋相連，用于將頂蓋上的冷凝工作介質(zhì)引導(dǎo)至該吸熱部。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的平板式熱管的引流柱的設(shè)置，能夠使熱管內(nèi)部的空間得到有效利用，從而提高了該平板式熱管的傳熱性能。
文檔編號(hào)F28D15/04GK101995183SQ200910305820
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者侯春樹 申請(qǐng)人:富準(zhǔn)精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司