專利名稱：平板式熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平板式熱管，特別是指一種性能穩(wěn)定的平板式熱管。
背景技術(shù)：
為解決高速計算機(jī)的高密度散熱問題，目前業(yè)界普遍采用利用相變化原理進(jìn)行散 熱或者傳熱的技術(shù)，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(Vapor Chamber)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)造簡單、重量輕、無需外加作用力、壽命長、低熱阻、遠(yuǎn) 距傳輸?shù)忍匦?，符合目前計算機(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”的高實用價值，而被大量應(yīng)用在大型散熱面 的電子產(chǎn)品上。平板式熱管通常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 成等厚度的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，并填充工作介質(zhì)。但依據(jù)熱傳導(dǎo)原理熱通過多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的金屬顆 粒間熱傳導(dǎo)最后至實心金屬板，其間因毛細(xì)結(jié)構(gòu)為點接觸故其熱傳面積減少且路徑增加， 因此其總熱阻為毛細(xì)層厚度的熱阻及實心金屬殼熱阻之和，故其熱阻遠(yuǎn)高于直接通過實心 金屬殼的傳熱方式，所以減少毛細(xì)結(jié)構(gòu)的厚度是降低熱阻最直接的方法。若平板式熱管的 冷卻端無毛細(xì)結(jié)構(gòu)則其散熱雖然很好但其工作介質(zhì)的回流將完全依賴重力作用回流至蒸 發(fā)端，同時冷卻端內(nèi)側(cè)金屬板將積聚若干個小水珠，形成水膜進(jìn)而導(dǎo)致散熱能力降低。因 此，如何在增加工作介質(zhì)回流速率及提升熱傳能力取得最佳設(shè)計是一重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種兼顧工作介質(zhì)回流至蒸發(fā)區(qū)及提升散熱效率的平板式 熱管。一種平板式熱管，包括一板狀的密封殼體、形成于殼體內(nèi)壁的毛細(xì)結(jié)構(gòu)、容置于殼 體內(nèi)的工作介質(zhì)，所述殼體包括一上蓋及與上蓋密封連接的一下蓋，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括貼 設(shè)于上蓋的一第一毛細(xì)體及貼設(shè)于下蓋的一第二毛細(xì)體，所述第一毛細(xì)體自上蓋的下表面 朝向下蓋凸伸且設(shè)置有間隔的通孔，工作介質(zhì)的熱傳導(dǎo)路徑中，第一毛細(xì)體設(shè)置有通孔的 部分的熱阻小于未設(shè)置通孔部分的熱阻，第一毛細(xì)體未設(shè)置通孔部分的工作介質(zhì)的回流速 度大于設(shè)置有通孔部分的回流速度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明平板式熱管的工作介質(zhì)的熱傳導(dǎo)路徑中，第一毛細(xì)體設(shè) 置有通孔的部分的熱阻小于未設(shè)置通孔部分的熱阻，第一毛細(xì)體未設(shè)置通孔部分的工作介 質(zhì)的回流速度大于設(shè)置有通孔部分的回流速度，使平板式熱管在顧工作介質(zhì)回流的同時及 提升其散熱效率。下面參照附圖，結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。


圖1是本 發(fā)明第一實施例中平板式熱管的剖視圖。圖2是圖1中上蓋及貼設(shè)其上的第一毛細(xì)體的立體圖。圖3是圖1中上蓋及貼設(shè)其上的第一毛細(xì)體的剖視圖。圖4是本發(fā)明第二實施例中上蓋及貼設(shè)其上的第一毛細(xì)體的剖視圖。圖5是本發(fā)明第三實施例中上蓋及貼設(shè)其上的第一毛細(xì)體的剖視圖。圖6是本發(fā)明第四實施例中上蓋及貼設(shè)其上的第一毛細(xì)體的剖視圖。
具體實施例方式請參照圖1及圖2，本發(fā)明第一實施例中的平板式熱管包括一殼體10、形成于殼體 10內(nèi)壁的一毛細(xì)結(jié)構(gòu)30及容置于殼體10內(nèi)的適量工作介質(zhì)。在本實施例中，該殼體10大 致呈矩形板狀，可以理解地，在其他實施例中，所述平板式熱管可以呈圓形板狀等其他適合 的形狀。殼體10采用導(dǎo)熱性能良好的材料(例如，銅、鋁)制成，其包括一縱長的上蓋11 及與上蓋11密封連接的一碗狀下蓋13。該殼體10內(nèi)的壓力低于大氣壓力。該下蓋13作 為本發(fā)明的蒸發(fā)部，用于吸收熱源的熱量。該上蓋11作為本發(fā)明平板式熱管的冷凝部，用 于將工作介質(zhì)吸收的熱量散發(fā)出去，令工作介質(zhì)蒸汽冷凝成液態(tài)。該下蓋13包括一縱長的吸熱部131、自吸熱部131相對兩端傾斜向上、向外延伸的 二過渡部133、自二過渡部133邊緣水平向外延伸的二延伸部134及自二延伸部134豎直向 上延伸的二側(cè)壁135。側(cè)壁135的頂端與上蓋11的邊緣抵頂并密封連接，從而形成所述殼 體10?？梢岳斫獾?，在其他實施例中，上蓋11及下蓋13之間可以設(shè)置其相對兩端分別抵 頂上蓋11及下蓋13的至少一支撐體(圖未示)，以增強(qiáng)殼體10的強(qiáng)度。所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)30可以是金屬粉體燒結(jié)或是編織網(wǎng)毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其包括貼設(shè)于上蓋 11下表面的一第一毛細(xì)體31及貼設(shè)于下蓋13上表面的一第二毛細(xì)體33。該第二毛細(xì)體33包括一縱長的第一毛細(xì)部331、自第一毛細(xì)部331相對兩端傾斜 向外、向上延伸的二第二毛細(xì)部333、自每一第二毛細(xì)部333水平向外延伸的一第三毛細(xì)部 335及自每一第三毛細(xì)部335豎直向上延伸的一第四毛細(xì)部337。第一毛細(xì)部331較第二 毛細(xì)部333薄，其貼設(shè)于下蓋13吸熱部131的上表面，以便工作時位于第一毛細(xì)部331內(nèi) 的工作介質(zhì)能夠快速地蒸發(fā)。該二第二毛細(xì)部333分別貼設(shè)于下蓋13 二過渡部133的上 表面，且其厚度與第三毛細(xì)部335相等。該二第三毛細(xì)部335貼設(shè)于下蓋13延伸部134的 上表面。該二第四毛細(xì)部337分別貼設(shè)于下蓋13的側(cè)壁135的內(nèi)表面及側(cè)壁135與延伸 部335的連接處，并將該連接處填平。每一第一毛細(xì)部337的縱截面大致呈三角形，其厚度 自中部向相對兩側(cè)逐漸遞減。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，從而防止在下蓋13周圍造成無效區(qū)域。請同時參閱圖3，所述第一毛細(xì)體31為一板狀體，其沿上蓋11的長度及寬度方向 上形成有若干等距離間隔設(shè)置、整齊排列的通孔313。第一毛細(xì)體31自上蓋11下表面向下 凸設(shè)，用以引導(dǎo)上蓋11下表面的工作介質(zhì)回流，從而加速工作介質(zhì)的回流速度。這些第一毛細(xì)體31的下表面與第二毛細(xì)體33的第一、第二及第三毛細(xì)部331、333及335的上表面 之間形成有間隔，使工作液體蒸發(fā)時能夠快速地擴(kuò)散至殼體的整個空間。同時，由于第一毛 細(xì)體31上設(shè)置有若干通孔313，使上蓋11對應(yīng)通孔313的下表面暴露在蒸汽中而直接與蒸 汽交換熱量，從而減小工作介質(zhì)的熱阻，增強(qiáng)了平板式熱管的散熱效果?？梢岳斫獾?， 這些 第一毛細(xì)體31的縱截面可以是方形、圓形、多邊形、三角形、菱形，同時其排列方式可以是 數(shù)組排列、螺旋排列、漸進(jìn)線排列或選擇性排列?？梢岳斫獾兀?dāng)?shù)谝幻?xì)體31為編織網(wǎng)毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其通孔313的尺寸遠(yuǎn)大于編織 網(wǎng)毛細(xì)結(jié)構(gòu)中形成毛細(xì)力的毛細(xì)孔的孔徑?？梢岳斫獾?，因本發(fā)明的平板式熱管的冷凝端既設(shè)置有自上蓋11下表面凸設(shè)的 第一毛細(xì)體31又使上蓋11的下表面保留有未設(shè)置第一毛細(xì)體31的裸露部分，減小工作介 質(zhì)熱阻、使工作介質(zhì)迅速將熱傳遞至上蓋11上表面后迅速經(jīng)由第一毛細(xì)體31的毛細(xì)力回 流至蒸發(fā)端，以此改善平板式熱管的性能。請參閱圖4，本發(fā)明第二實施例中平板式熱管的結(jié)構(gòu)與第一實施例中平板式熱管 的結(jié)構(gòu)相似，其主要區(qū)別在于第一毛細(xì)體31頂端、與通孔313對應(yīng)處設(shè)置有一厚度為第一 毛細(xì)體31厚度1/10 4/5的第三毛細(xì)體34。每一第三毛細(xì)體34貼設(shè)于上蓋11的下表面 且邊緣連接通孔313各頂端邊緣的第一毛細(xì)體31。由于第三毛細(xì)體34較薄，從而可相對于 第一毛細(xì)體31縮短蒸汽的熱傳導(dǎo)路徑，提高散熱效率；另一方面，由于第三毛細(xì)體34的存 在，從而使蒸汽冷卻成液態(tài)后自第三毛細(xì)體34流向其相對兩側(cè)的第一毛細(xì)體31，進(jìn)一步加 速工作介質(zhì)回流。請參閱圖5，本發(fā)明第三實施例中平板式熱管的結(jié)構(gòu)與第二實施例中平板式熱管 的結(jié)構(gòu)相似，其主要區(qū)別在于第一毛細(xì)體31頂端、與通孔313對應(yīng)處設(shè)置有一厚度自一端 向相對另一端逐漸減小的梯形體的第三毛細(xì)體35。可以理解地，每一第三毛細(xì)體35的排列 方式相同，即每一第三毛細(xì)體35的厚度均沿同一方向變化；或相鄰二第三毛細(xì)體35的排列 方式相反，即同一方向上二相鄰的第三毛細(xì)體35厚度較小或較大的一端相對且分別連接 第一毛細(xì)體31相對兩側(cè)的上端，從而引導(dǎo)第三毛細(xì)體35內(nèi)的工作介質(zhì)有梯度的流向其一 側(cè)的第一毛細(xì)體31。請參閱圖6，本發(fā)明第四實施例中平板式熱管的結(jié)構(gòu)與第二實施例中平板式熱管 的結(jié)構(gòu)相似，其主要區(qū)別在于第一毛細(xì)體31頂端、與通孔313對應(yīng)處設(shè)置的第三毛細(xì)體 36為厚度自中部向相對兩端遞增的內(nèi)凹弧形體?？梢岳斫獾兀摰谌?xì)體36的縱截面可 以為三角形、棱形等其他適合的形狀?？梢岳斫獾兀谏鲜龅诙恋谒膶嵤├?，因本發(fā)明的平板式熱管冷凝端的第一 毛細(xì)體與第三毛細(xì)體之間具有厚度差，使其在引導(dǎo)工作介質(zhì)回流的同時，減小了蒸汽的熱 傳導(dǎo)路徑，從而達(dá)到兼顧工作介質(zhì)回流及提升散熱效率的功效。
權(quán)利要求
1.一種平板式熱管，包括一板狀的密封殼體、形成于殼體內(nèi)壁的毛細(xì)結(jié)構(gòu)、容置于殼體 內(nèi)的工作介質(zhì)，所述殼體包括一上蓋及與上蓋密封連接的一下蓋，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括貼設(shè) 于上蓋的一第一毛細(xì)體及貼設(shè)于下蓋的一第二毛細(xì)體，其特征在于所述第一毛細(xì)體自上 蓋的下表面朝向下蓋凸伸且設(shè)置有間隔的通孔，工作介質(zhì)的熱傳導(dǎo)路徑中，第一毛細(xì)體設(shè) 置有通孔的部分的熱阻小于未設(shè)置通孔部分的熱阻，第一毛細(xì)體未設(shè)置通孔部分的工作介 質(zhì)的回流速度大于設(shè)置有通孔部分的回流速度。
2.如權(quán)利要求1所述的平板式熱管，其特征在于所述上蓋下表面僅設(shè)置有燒結(jié)的第 一毛細(xì)體。
3.如權(quán)利要求1所述的平板式熱管，其特征在于第一毛細(xì)體頂端、與通孔對應(yīng)處設(shè)有 一第三毛細(xì)體，所述第三毛細(xì)體貼設(shè)于上蓋的下表面。
4.如權(quán)利要求3所述的平板式熱管，其特征在于所述第三毛細(xì)體的各邊緣分別連接 通孔頂端各邊緣的第一毛細(xì)體。
5.如權(quán)利要求3所述的平板式熱管，其特征在于所述第三毛細(xì)體較第一毛細(xì)體薄。
6.如權(quán)利要求5所述的平板式熱管，其特征在于所述第三毛細(xì)體的縱截面呈矩形、梯 形或厚度自中部向相對兩端遞增的內(nèi)凹弧形、三角形或棱形。
7.如權(quán)利要求1所述的平板式熱管，其特征在于所述下蓋包括一吸熱部及位于吸熱 部相對兩端且與上蓋邊緣密封連接的二側(cè)壁，所述第二毛細(xì)體包括一貼設(shè)于吸熱部的第一 毛細(xì)部。
8.如權(quán)利要求7所述的平板式熱管，其特征在于所述第二毛細(xì)體進(jìn)一步包括貼設(shè)于 二側(cè)壁的二第二毛細(xì)部，所述第二毛細(xì)部較第一毛細(xì)部厚。
9.如權(quán)利要求8所述的平板式熱管，其特征在于所述第二毛細(xì)部進(jìn)一步貼設(shè)于側(cè)壁 與吸熱部的連接處，并將該連接處填平，且其縱截面大致呈三角形，其厚度自中部向相對兩 側(cè)逐漸遞減。
10.如權(quán)利要求1所述的平板式熱管，其特征在于一支撐體夾設(shè)于上蓋及下蓋之間且 其相對兩端分別抵頂上蓋及下蓋。
全文摘要
一種平板式熱管，包括一板狀的密封殼體、形成于殼體內(nèi)壁的毛細(xì)結(jié)構(gòu)、容置于殼體內(nèi)的工作介質(zhì)，所述殼體包括一上蓋及與上蓋密封連接的一下蓋，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括貼設(shè)于上蓋的一第一毛細(xì)體及貼設(shè)于下蓋的一第二毛細(xì)體，所述第一毛細(xì)體自上蓋的下表面朝向下蓋凸伸且設(shè)置有間隔的通孔，工作介質(zhì)的熱傳導(dǎo)路徑中，第一毛細(xì)體設(shè)置有通孔的部分的熱阻小于未設(shè)置通孔部分的熱阻，第一毛細(xì)體未設(shè)置通孔部分的工作介質(zhì)的回流速度大于設(shè)置有通孔部分的回流速度。
文檔編號F28D15/04GK102042777SQ200910308310
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日
發(fā)明者侯春樹, 胡江俊, 許超 申請人: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