專利名稱：回路式熱管散熱裝置及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱裝置及其制作方法，特別涉及一種回路式熱 管散熱裝置及其制作方法。
背景技術(shù)：
電子元件的熱源主要來(lái)自芯片本身，只要通電使用，會(huì)因芯片本身 的電阻與流通的電流而產(chǎn)生熱量。隨著集成電路制程的不斷縮小化，越
來(lái)越多的功能被整合在單一芯片上，相對(duì)在筆記本電腦中，主芯片CPU 也因運(yùn)算頻率的提高及多顆核心處理器被封裝在同一顆CPU上，雖然計(jì) 算機(jī)運(yùn)算速度與作業(yè)時(shí)間可大大的被提升，但相對(duì)于CPU所產(chǎn)生的熱量
也從低瓦數(shù)遽升至高瓦數(shù)。目前筆記本電腦的散熱方式大都由熱管、
散熱鰭片與風(fēng)扇三種散熱元件所構(gòu)成，其散熱模式主要是由CPU所產(chǎn)生
的大量熱源，經(jīng)熱管接觸后由熱管內(nèi)部的二相流變化，快速將熱量傳送 至筆記本電腦外殼邊緣與鰭片接合，再經(jīng)風(fēng)扇施予強(qiáng)制對(duì)流方式進(jìn)行 冷卻。因風(fēng)扇需給予額外輔助電源及在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的噪音，不僅 對(duì)筆記本電腦本身電池使用時(shí)間會(huì)縮短，風(fēng)扇本身所產(chǎn)生的噪音也會(huì) 對(duì)工作場(chǎng)所產(chǎn)生干擾，且由于熱管的長(zhǎng)短與管徑大小和形狀的不同皆
會(huì)影響其最大傳熱效率，往往會(huì)造成在筆記本電腦的有效空間下因熱 管熱傳量不足而使系統(tǒng)損壞
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中散熱空間和發(fā)熱功率之間存在的矛盾的缺 陷，本發(fā)明提供了 一種微小型的大功率散熱的散熱裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種回路
式熱管散熱裝置，包括平板型蒸發(fā)室、多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)和外部管路，所 述的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)填充在平板型蒸發(fā)室內(nèi)，所述的外部管5^連接在平 板型蒸發(fā)室的兩端口，所述的外部管路與平板型蒸發(fā)室形成一封閉的 回路，所述的平板型蒸發(fā)室內(nèi)盛裝有一定量的工作流體，所述工作流 體的充填量為布滿蒸發(fā)室的一半，以及蒸發(fā)室后半部至流體區(qū)域的外 部管路。
作為優(yōu)選，為了加速外部管路內(nèi)熱量擴(kuò)散導(dǎo)出，在所述外部管路 上設(shè)置散熱鰭片。
所述平板型蒸發(fā)室與發(fā)熱元件相對(duì)的 一 面為薄板狀平面，厚度大
于lmm。
所述平板型蒸發(fā)室的外殼的材質(zhì)為具有彈性、高導(dǎo)熱性的金屬材 料，可以是銅、銅合金、鋁、鋁合金或不銹鋼。
填充在所述平板型蒸發(fā)室內(nèi)的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)上設(shè)置有溝槽，所述 的溝槽結(jié)構(gòu)可為燒結(jié)多孔結(jié)構(gòu)或燒結(jié)物體通過(guò)燒結(jié)模具、機(jī)械加工或 用化學(xué)蝕刻的方法所形成的溝槽結(jié)構(gòu)，所述的溝槽的個(gè)數(shù)為l個(gè)以上， 所述溝槽的橫截面形狀為任意規(guī)則或不規(guī)則形狀。優(yōu)選，所述溝槽開(kāi) 在多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的上、下表面或僅開(kāi)在多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的下表面，所述 溝槽的橫截面形狀為三角形、梯形或方形。
所述的平板型蒸發(fā)室分為兩個(gè)區(qū)域， 一個(gè)為多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)區(qū)，另 一個(gè)為工作流體區(qū)。
所述用于燒結(jié)多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的粉末為銅粉、鋁粉、鎳粉或納米碳粉。所述連接于平板型蒸發(fā)室兩端口的外部管路的材質(zhì)為銅、鋁或不
銹鋼。所述外部管路的管體外徑大于lmm，所述外部管路的形狀可以為 任意形狀。
所述散熱鰭片的材質(zhì)為高導(dǎo)熱性的金屬材料，如銅、銅合金、鋁 或鋁合金等。
所述填充在平板型蒸發(fā)室與部分外部管路內(nèi)的工作流體為沸點(diǎn)低 于發(fā)熱元件處溫度的流體，如水、煤油或酒精等。
本發(fā)明的另 一個(gè)目的是提供了 一種回路式熱管散熱裝置的制作方 法，該方法包括以下步驟
1) 、平板型蒸發(fā)室的成型，將兩端開(kāi)口的空心圓管壓扁到一定厚 度，使上、下面形成薄板狀平面結(jié)構(gòu)，即形成平板型蒸發(fā)室；
2) 、將多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)配置于平板型蒸發(fā)室內(nèi)；
3) 、所述壓扁后的平板型蒸發(fā)室的兩端口為完全敞開(kāi)式，然后將 平板型蒸發(fā)室兩端預(yù)留與管5^和注液真空管連接的端口 ，將預(yù)留端口 外的平板型蒸發(fā)室兩端的其他上下壁面向 一起壓合，將壓合處再進(jìn)行 焊接；
4 )、將外部管路與平板型蒸發(fā)室預(yù)留的管路兩端口對(duì)接并焊接到 一起；
5) 、將注液管插入蒸發(fā)室端部預(yù)留的端口 ，并與蒸發(fā)室焊接到一
起；
6) 、由注液管向平板型蒸發(fā)室內(nèi)注入工作流體，然后再經(jīng)注液管 口對(duì)平板型蒸發(fā)室與外部管路抽真空，利用夾具對(duì)注液管進(jìn)行封口 、 并將注液管封口位置焊接，這樣就完成了一支回路式熱管散熱裝置的 制作。
作為優(yōu)選，在步驟6)后，再在所述外部管路的中間位置處設(shè)置散熱鰭片，散熱鰭片可以和外部管路焊接也一起，也可以采用其他方式 連接在一起。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于
1、 本發(fā)明采用平板型蒸發(fā)室，所述的平板型蒸發(fā)室的壁為薄板狀 結(jié)構(gòu)，壁厚較薄只有幾毫米，可有效節(jié)省空間，且平板型蒸發(fā)室與發(fā) 熱元件相對(duì)的面為平面，增大了接觸面積，可減少發(fā)熱元件與平板式 蒸發(fā)室之間的接觸熱阻，能有效的將發(fā)熱元件的熱量散出。
2、 本發(fā)明利用工作流體的相變化傳熱，且氣液在外部管路內(nèi)有效 分離，能承受比普通熱管更高的熱量，同時(shí)外部管路的長(zhǎng)度比較遠(yuǎn)， 因此傳熱距離比較遠(yuǎn)。
3、 本發(fā)明散熱功率大，可解決發(fā)熱元件熱流密度日益增大的問(wèn)題。
4、 本發(fā)明結(jié)構(gòu)和制作工藝簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)，特別是本發(fā)明 可應(yīng)用于筆記本電腦散熱設(shè)計(jì)中。


圖1為本發(fā)明回路式熱管散熱裝置的剖視圖。
圖2為本發(fā)明回路式熱管散熱裝置的另一剖視圖。
圖3為圖1的A-A向剖圖。
圖4為本發(fā)明一種多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明回路式熱管散熱裝置的制作方法流程圖。
附圖標(biāo)識(shí)
1-平板型蒸發(fā)室 2-多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu) 3-工作流體
4-外部管路 5-散熱鰭片 6-溝槽
7-注液真空管 8-流體區(qū)域 9-蒸汽區(qū)域
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作 為對(duì)本發(fā)明的限定。
如圖1、圖2所示的回路式熱管散熱裝置，包括平板式蒸發(fā)室l、 多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)2和外部管路，所述的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)2填充在平板型蒸 發(fā)室1內(nèi)，所述的外部管路4連接在平板型蒸發(fā)室1的兩端口，所述 的外部管路4與平板型蒸發(fā)室1形成一封閉的回路，所述的外部管路4 分成蒸汽區(qū)域9和流體區(qū)域8，所述的蒸汽區(qū)域9與設(shè)置有多孔毛細(xì)結(jié) 構(gòu)2的平板型蒸發(fā)室1的一端口相連接。所述的平板型蒸發(fā)室1內(nèi)盛 裝有一定量的工作流體3,工作流體3填充在平板型蒸發(fā)室1沒(méi)有設(shè)置 多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)2的空間和與該端連接的流體區(qū)域8內(nèi)。工作流體3的 充入量以能很好的將發(fā)熱元件的熱量散出，并其工作流體3能在整個(gè) 閉合回路內(nèi)很好的氣化與凝結(jié)為宜。
如圖1所示，作為優(yōu)選，為了加速外部管路4內(nèi)熱量擴(kuò)散導(dǎo)出， 在所述外部管路4上設(shè)置散熱鰭片5。所述的散熱鰭片5優(yōu)選設(shè)置在外 部管3各4的蒸汽區(qū)域9和流體區(qū)域8的交界處；所述散熱鰭片5可以 和外部管路4焊接也一起，也可以采用其他方式連接在一起。所述散 熱鰭片5的材質(zhì)為高導(dǎo)熱性的金屬材料，如銅、銅合金、鋁或鋁合金 等。
所述的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)2可以為燒結(jié)多孔結(jié)構(gòu)、溝槽結(jié)構(gòu)或燒結(jié)物 體所形成的溝槽結(jié)構(gòu)，所述的溝槽6的個(gè)數(shù)為1個(gè)以上，所述多孔毛 細(xì)結(jié)構(gòu)2上的溝槽6的形狀為任意規(guī)則或不規(guī)則形狀，如溝槽6的橫 截面可以為三角形、梯形、方形等各種形狀，作為優(yōu)選，如圖3、圖4 所示，所述溝槽6設(shè)置在多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)2的下表面，且溝槽6的橫截面形狀為方形，作為進(jìn)一步優(yōu)選，如圖5所示，所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)2 的上、下表面上分別設(shè)置有方形溝槽6。所述的溝槽6可以采用才幾械加 工、蝕刻、設(shè)計(jì)磨具燒結(jié)等方法制作而成。
所述用于燒結(jié)多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)2的粉末為銅粉、鋁粉、鎳粉或納米 碳粉。
所述平板型蒸發(fā)室1與發(fā)熱元件相對(duì)的一面為薄板狀平面，厚度 大于1毫米。為了使熱量快速傳遞，所述平板型蒸發(fā)室1的外殼的材 質(zhì)為具有彈性、高導(dǎo)熱性的金屬材料，可以是銅、銅合金、鋁、鋁合 金或不銹鋼。
所述連接于平板型蒸發(fā)室1兩端口的外部管路4的材質(zhì)為銅、鋁 或不銹鋼。所述外部管^各4的管體外徑大于lmm,所述外部管^^1的形 狀可以為任意形狀。
所述填充在平板型蒸發(fā)室1與部分外部管路4內(nèi)的工作流體為沸 點(diǎn)低于發(fā)熱元件處溫度的流體，如水、煤油或酒精等。
如圖6所示，為本發(fā)明回路式熱管散熱裝置的制作方法流程圖， 所述制作方法包括以下步驟
1) 、平板型蒸發(fā)室1的成型，將兩端開(kāi)口的空心圓管壓扁到一定 厚度，使上、下面形成薄板狀平面結(jié)構(gòu)，即形成平板型蒸發(fā)室1;
2) 、將多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)2配置于平板型蒸發(fā)室1內(nèi)；
3) 、所述壓扁后的平板型蒸發(fā)室的兩端口為完全敞開(kāi)式，然后將 平板型蒸發(fā)室兩端預(yù)留與管路和注液真空管連接的端口 ，將預(yù)留端口 外的平板型蒸發(fā)室兩端的其他上下壁面向 一起壓合，將壓合處再進(jìn)行 焊接；
4 )、將外部管路與平板型蒸發(fā)室預(yù)留的管路兩端口對(duì)接并焊接到 一起；5) 、將注液管插入蒸發(fā)室端部預(yù)留的端口 ，并與蒸發(fā)室焊接到一
起；
6) 、由注液管向平板型蒸發(fā)室內(nèi)注入工作流體，然后再經(jīng)注液管 口對(duì)平板型蒸發(fā)室與外部管路抽真空，利用夾具對(duì)注液管進(jìn)行封口 、 并將注液管封口位置焊接，這樣就完成了一支回路式熱管散熱裝置的 制作。
所述步驟1 )中將空心管壓扁可以采用將空心管放入模具內(nèi)經(jīng)壓鑄 成型或由平^1沖壓成型。
作為優(yōu)選，在步驟6 )后，再在所述外部管路4的中間位置處設(shè)置 散熱鰭片5，所述散熱鰭片5可以和外部管路4焊接也一起，也可以 采用其他方式連接在一起。
下面對(duì)工作原理進(jìn);f于描述
平板型蒸發(fā)室1的工作流體區(qū)內(nèi)填充有工作流體3，并且多孔毛細(xì) 結(jié)構(gòu)2也吸有工作流體3，由于平板型蒸發(fā)室1的下表面與發(fā)熱元件相 鄰，且平板型蒸發(fā)室1的下表面為薄板狀平面結(jié)構(gòu)，與發(fā)熱元件的相 對(duì)面較大，且接觸熱阻小，工作流體3能有效的將發(fā)熱元件的熱吸收， 并形成氣態(tài)，氣態(tài)的工作流體經(jīng)多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的溝槽6進(jìn)入外部管路4 的蒸汽區(qū)域9，由于多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)2的存在，阻止氣態(tài)工作流體向工作 流體區(qū)的方向運(yùn)動(dòng)。氣態(tài)工作流體在外部管i 各4內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中將熱 量逐漸散發(fā)出去，由于外部管路較長(zhǎng)，足以使氣態(tài)工作流體在外部管 路中冷凝成液態(tài)。為了更好的使熱量散出，氣態(tài)工作流體液化，在外 部管路4上連接散熱鰭片5。經(jīng)冷凝后的工作流體在蒸汽區(qū)域9內(nèi)氣態(tài) 工作流體的壓力下回流到平板型蒸發(fā)室1內(nèi)。如此循環(huán)，便將發(fā)熱元 件的熱量不斷的帶走散發(fā)出去。
權(quán)利要求
1、一種回路式熱管散熱裝置，其特征在于，包括平板型蒸發(fā)室、多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)、外部管路和注液管，所述的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)填充在平板型蒸發(fā)室內(nèi)，所述的外部管路連接在平板型蒸發(fā)室的兩端口，所述的外部管路與平板型蒸發(fā)室形成封閉的回路，所述的平板型蒸發(fā)室內(nèi)盛裝有工作流體，所述的注液管連接在平板型蒸發(fā)室一端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回路式熱管散熱裝置，其特征在于，在 所述外部管路上設(shè)置散熱鰭片，所述散熱鰭片的材質(zhì)為高導(dǎo)熱性的金 屬材豸牛銅、銅合金、鋁或鋁合金。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回路式熱管散熱裝置，其特征在于，所 述平板型蒸發(fā)室與發(fā)熱元件相對(duì)的一面為薄板狀平面，厚度大于lmm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回路式熱管散熱裝置，其特征在于，所 述平板型蒸發(fā)室的外殼的材質(zhì)為具有彈性、高導(dǎo)熱性的金屬材料的銅、 銅合金、鋁、鋁合金或不銹鋼。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回路式熱管散熱裝置，其特征在于，填 充在所述平板型蒸發(fā)室內(nèi)的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)上設(shè)置有溝槽，所述的溝槽 的個(gè)數(shù)為1個(gè)以上，所述溝槽的橫截面形狀為任意規(guī)則或不規(guī)則形狀。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的回路式熱管散熱裝置，其特征在于，所 述溝槽開(kāi)在多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的上、下表面或僅開(kāi)在多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的下表 面，所述溝槽的橫截面形狀為三角形、梯形或方形。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回路式熱管散熱裝置，其特征在于，所 述用于燒結(jié)多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的粉末為銅粉、鋁粉、鎳粉或納米石灰粉。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的回路式熱管散熱裝置，其特征在于，所 述連接于平板型蒸發(fā)室兩端口的外部管路的材質(zhì)為銅、鋁或不銹鋼；所述外部管路的管體外徑大于lmm。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回路式熱管散熱裝置，其特征在于，填 充在所述平板型蒸發(fā)室與部分外部管路內(nèi)的工作流體為水、煤油或酒 精。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回路式熱管散熱裝置，其特征在于， 所述連接在平板型蒸發(fā)室的一端的注液管的材質(zhì)為銅、鋁或不銹鋼， 其夕卜徑大于lmm。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的回路式熱管散熱裝置的 制作方法，其特征在于，該方法包括以下步驟1) 、平板型蒸發(fā)室的成型，將兩端開(kāi)口的空心圓管壓扁到一定厚 度，使上、下面形成薄板狀平面結(jié)構(gòu)；2) 、將多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)配置于平板型蒸發(fā)室內(nèi)；3) 、所述壓扁后的平板型蒸發(fā)室的兩端口為完全敞開(kāi)式，然后將 平板型蒸發(fā)室兩端預(yù)留與管路和注液真空管連接的端口 ，將預(yù)留端口 外的平板型蒸發(fā)室兩端的其他上下壁面向 一起壓合，將壓合處再進(jìn)行 焊接；4)、將外部管路與平板型蒸發(fā)室預(yù)留的管路兩端口對(duì)接并焊接到 一起；5) 、將注液管插入蒸發(fā)室端部預(yù)留的端口 ，并與蒸發(fā)室焊接到一起；6) 、由注液管向平板型蒸發(fā)室內(nèi)注入工作流體，然后再經(jīng)注液管 口對(duì)平板型蒸發(fā)室與外部管路抽真空，利用夾具對(duì)注液管進(jìn)行封口 、 并將注液管封口位置焊接，這樣就完成了一支回路式熱管散熱裝置的 制作。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的回路式熱管散熱裝置的制作方法，其 特征在于，所述步驟l)中將空心管壓扁采用將空心管放入模具內(nèi)經(jīng)壓 鑄成型或由平板沖壓成型。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的回路式熱管散熱裝置的制作方法，其 特征在于，在步驟6)后，再在所述外部管路的中間位置處設(shè)置散熱鰭 片，散熱鰭片和外部管路采用焊接或其他方式連接在一起。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種回路式熱管散熱裝置和該散熱裝置的制作方法，所述的散熱裝置包括平板型蒸發(fā)室、多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)和外部管路，多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)填充在平板型蒸發(fā)室內(nèi)，所述的外部管路連接在平板型蒸發(fā)室的兩端口，外部管路與平板型蒸發(fā)室形成封閉的回路，平板型蒸發(fā)室內(nèi)盛裝有工作流體平板型蒸發(fā)室一端連接注液管。本發(fā)明的制作方法包括平板型蒸發(fā)室的成型、配置毛細(xì)結(jié)構(gòu)、壓邊和焊接、注液真空、封口、電焊。本發(fā)明平板型蒸發(fā)室壁厚較薄，可有效節(jié)省空間，且加熱面為平面，可減少發(fā)熱元件與平板型蒸發(fā)室之間的接觸熱阻，散熱功率大，可解決發(fā)熱元件熱流密度日益增大的問(wèn)題，外部管路較長(zhǎng)，增大了傳熱距離，同時(shí)結(jié)構(gòu)和制作工藝簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H05K7/20GK101453859SQ20071019473
公開(kāi)日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者陳其亮, 陳小棉 申請(qǐng)人:中山偉強(qiáng)科技有限公司