專利名稱：平板式熱管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱管及其制造方法，特別是一種平板式熱管及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前業(yè)界普遍采用熱管來(lái)解決高速計(jì)算機(jī)的高密度散熱問(wèn)題，如熱導(dǎo)管、回路式 熱管、以及平板式熱管(Vapor Chamber)等產(chǎn)品。 平板式熱管的工作原理與傳統(tǒng)熱管相同，因其具有比傳統(tǒng)熱管更大的熱傳導(dǎo)面 積，且符合"輕、薄、短、小"的高實(shí)用價(jià)值，而被大量應(yīng)用在具有較大散熱面的電子產(chǎn)品上。
如圖1及圖2所示，一般的平板式熱管具有以沖壓制程制備的一上蓋板100、與上 蓋板100配合的一下蓋板101及在上蓋板100、下蓋板101之間的毛細(xì)結(jié)構(gòu)102，若干工作液 體填充至上下蓋板100U01間。該毛細(xì)結(jié)構(gòu)102的厚度一致。該下蓋板101中部向下凸伸 有一吸熱部103，用以與發(fā)熱電子元件接觸。毛細(xì)結(jié)構(gòu)102貼設(shè)于下蓋板101及吸熱部103 的內(nèi)表面。當(dāng)吸熱部103吸收發(fā)熱電子元件發(fā)出的熱量后，貼設(shè)于吸熱部103的毛細(xì)結(jié)構(gòu) 102內(nèi)的工作液體蒸發(fā)以帶走熱量。此時(shí)，若毛細(xì)結(jié)構(gòu)102太厚，工作液體蒸發(fā)所產(chǎn)生的氣 泡使毛細(xì)結(jié)構(gòu)102與下蓋板101的上表面之間形成一蒸汽層，從而加大了熱管的熱阻，進(jìn)而 導(dǎo)致下蓋板101的溫度急速上升而造成熱管燒損。若毛細(xì)結(jié)構(gòu)102太薄，工作液體蒸發(fā)過(guò) 快而冷凝后的工作液體的回流速度較慢，從而使毛細(xì)結(jié)構(gòu)102發(fā)生干燥甚至燒損，從而影 響熱管的工作性能。 因此，如何制得最佳毛細(xì)結(jié)構(gòu)的平板式熱管，實(shí)為相關(guān)業(yè)者所致力解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種具有厚、薄變化的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的熱管及這種熱管的制造 方法。 —種平板式熱管，包括一下蓋板、與下蓋板配合的一上蓋板及貼設(shè)于下蓋板內(nèi)表 面的一毛細(xì)結(jié)構(gòu)，所述下蓋板包括與熱源接觸的一吸熱部、自吸熱部相對(duì)兩端向上傾斜延 伸的二延伸部，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括與下蓋板的吸熱部貼設(shè)的一第一毛細(xì)段及與下蓋板的延 伸部貼設(shè)的二第二毛細(xì)段，所述第一毛細(xì)段的厚度較第二毛細(xì)段小，且第二毛細(xì)段的厚度 中部向相對(duì)兩側(cè)遞減。 —種平板式熱管的制造方法，包括以下步驟(l)提供一下蓋板及與下蓋板配合 的一上蓋板，該下蓋板具有一水平的吸熱部、自吸熱部相對(duì)兩端傾斜向上、向外延伸的二延 伸部及自延伸部水平向外延伸的二結(jié)合部；(2)提供若干金屬粉體；(3)提供一模具，該模 具包括一將上蓋板圍設(shè)其內(nèi)且一端開口的上模蓋及一將下蓋板為設(shè)其內(nèi)且一端開口的下 模蓋，將金屬粉體填充至模具內(nèi)；(4)高溫?zé)Y(jié)下蓋板、上蓋板及模具，使模具內(nèi)的金屬粉 體燒結(jié)形成一連續(xù)的、貼設(shè)于下蓋板上表面的一第一毛細(xì)結(jié)構(gòu)及貼設(shè)于上蓋板下表面的一 第二毛細(xì)結(jié)構(gòu)，所述第一毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括貼設(shè)于下蓋板吸熱部的一第一毛細(xì)段、貼設(shè)于延伸 部的二第二毛細(xì)段，所述第一毛細(xì)段較第二毛細(xì)段??；(5)取出模具，并將上蓋板及下蓋板
4組合以得到本實(shí)施例的平板式熱管。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的平板式熱管的第一毛細(xì)結(jié)構(gòu)的第一毛細(xì)段較第二毛細(xì)
段薄，平板式熱管使用時(shí)，第一毛細(xì)段吸收下蓋板的吸熱部吸收的熱量后，其內(nèi)的工作液體
能迅速蒸發(fā)帶這些熱量，而第二毛細(xì)段內(nèi)儲(chǔ)存的工作液體能迅速的流向第一毛細(xì)段，使平
板式熱管不發(fā)生燒損，從而保證了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是傳統(tǒng)的平板式熱管的分解圖。 圖2是圖1中傳統(tǒng)的平板式熱管的組裝圖。 圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例中平板式熱管及與其配合的模具的示意圖。 圖4是圖3中平板式熱管的示意圖。 圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例中平板式熱管及與其配合的模具的示意圖。 圖6是圖5中平板式熱管的示意圖。 圖7是本發(fā)明第三實(shí)施例中平板式熱管及與其配合的模具的示意圖。 圖8是圖7中平板式熱管的示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖3及圖4所示，為本發(fā)明第一實(shí)施例的平板式熱管IO，其具體制造過(guò)程如下 所示(l)提供一金屬下蓋板11及與下蓋板11配合的一呈內(nèi)凹、碗狀的平板狀金屬上蓋板 13，該下蓋板11以沖壓制成且呈碗狀設(shè)置，具有一水平的吸熱部112、自吸熱部112相對(duì)兩 端傾斜向上、向外延伸的二延伸部114、自延伸部114水平向外延伸的二結(jié)合部116以及自 結(jié)合部116外側(cè)末端向上延伸的側(cè)壁118 ; (2)提供若干金屬粉體；(3)提供一模具15，該模 具15包括一將上蓋板13圍設(shè)其內(nèi)且一端開口的上模蓋153及一將下蓋板11為設(shè)其內(nèi)且 一端開口的下模蓋151。上模蓋153與上蓋板13共同形成一橫截面呈矩形的上模腔154。 該下模蓋151與下蓋板11共同形成一下模腔152。該下模腔152包括對(duì)應(yīng)下蓋板11吸熱 部112中部的第一收容段1522、對(duì)應(yīng)延伸部114的第二收容段1524以及對(duì)應(yīng)結(jié)合部116的 第三收容段1526。該第一、第二、第三收容段1522、1524及1526均為內(nèi)空的腔室，且依次 相互連通。第一收容段1522的橫截面大致呈矩形。第二收容段1524的橫截面大致呈三角 形。該第二收容段1524的深度自中部向相對(duì)兩端遞減。第三收容段1526包括一第一連接 段1526a及自第一連接段1526a—端延伸的一第二連接段1526b。該第一連接段1526a與 第二收容段1524相連。該第一連接段1526a的橫截面大致呈梯形。該第二連階段1526b的 橫截面大致呈矩形。第二、第三收容段1524、 1526的深度均較第一收容段1512的深度大。 第三收容段1526的第二連接段1526b深度較第二收容段1524大，且第三收容段1526的深 度自第二收容段1524向外遞增。(4)將金屬粉體填充至上、下模腔154、152內(nèi)；(5)高溫?zé)?結(jié)下蓋板11、上蓋板13及模具15，使模具15內(nèi)的金屬粉體燒結(jié)形成一連續(xù)的、貼設(shè)于下蓋 板11上表面的一第一毛細(xì)結(jié)構(gòu)16及貼設(shè)于上蓋板13下表面的一第二毛細(xì)結(jié)構(gòu)17。該第 一毛細(xì)結(jié)構(gòu)16包括貼設(shè)于下蓋板11吸熱部112的、一厚度均勻的第一毛細(xì)段161、貼設(shè)于 下蓋板11延伸部114的第二毛細(xì)段163及貼設(shè)于結(jié)合部116的一第三毛細(xì)段165。第一
5毛細(xì)段161的橫截面大致呈矩形。該第二毛細(xì)段163的橫截面大致呈三角形，其厚度自中 部向相對(duì)兩端遞減。該第三毛細(xì)段165包括一第一延伸段1651及一第二延伸段1653。該 第一延伸段1651與第二毛細(xì)段163相連，其橫截面大致呈梯形且其厚度自第二毛細(xì)段163 向外遞增。第二延伸段1653自第一延伸段1653 —端延伸，其橫截面大致呈矩形且其厚度 與第一延伸段1651的最大厚度相等。第二毛細(xì)結(jié)構(gòu)17的橫截面大致呈矩形。第一毛細(xì)結(jié) 構(gòu)16的第二毛細(xì)段163及第三毛細(xì)段165的第一延伸段1651的上表面共面。(6)取出模 具15，然后將上蓋板13及第二毛細(xì)結(jié)構(gòu)17放置在下蓋板11與第一毛細(xì)結(jié)構(gòu)之上，將上蓋 板13、下蓋板11、第一、第二毛細(xì)結(jié)構(gòu)16、17通過(guò)燒結(jié)、粘結(jié)或焊接的方式組合以得到本實(shí) 施例的平板式熱管10。此時(shí)第一、第二毛細(xì)結(jié)構(gòu)16、17的最外端相互連接且其內(nèi)部的孔隙 相互連通。 本實(shí)施例中，第一毛細(xì)段161的厚度沿其延伸方向均勻設(shè)置。第二毛細(xì)段163的 平均厚度大于第一毛細(xì)段161的厚度。第三毛細(xì)段165的平均厚度大于第二毛細(xì)段163的 平均厚度，其中，第三毛細(xì)段165靠近第二毛細(xì)段163的部位的厚度小于第二毛細(xì)段163靠 近第三毛細(xì)段165的部位的厚度，而第三毛細(xì)段165其他部位的厚度大于第二毛細(xì)段165 的厚度。第一毛細(xì)結(jié)構(gòu)16的平均厚度自第一毛細(xì)段161 —端向第三毛細(xì)段165末端增加 且較第一毛細(xì)段161大。因此，第二、第三毛細(xì)段163、 165相較第一毛細(xì)段161能儲(chǔ)存更多 的工作液體，以補(bǔ)充第一毛細(xì)段161因蒸發(fā)而減少的工作液體。當(dāng)?shù)谝幻?xì)段161吸收了 平板式熱管10的下蓋板11的吸熱部112吸收的熱量后，其內(nèi)的工作液體迅速蒸發(fā)帶走這 些熱量，第二、第三毛細(xì)段163U65內(nèi)儲(chǔ)存的工作液體迅速的流向第一毛細(xì)段161，使平板 式熱管10不發(fā)生燒損。當(dāng)?shù)诙?xì)結(jié)構(gòu)17的工作液體冷卻后，第一毛細(xì)結(jié)構(gòu)16的第二、 第三毛細(xì)段163、 165快速吸收并儲(chǔ)存這些工作液體，以便保證下個(gè)工作循環(huán)所需的工作液 體，從而保證了平板式熱管10的傳熱性能。 請(qǐng)同時(shí)參閱圖5至圖6，為本發(fā)明第二實(shí)施例的平板式熱管20。本實(shí)施例中的平 板式熱管20與第一實(shí)施例中的平板式熱管10的制造過(guò)程及方法均相同，其區(qū)別在于第一 毛細(xì)結(jié)構(gòu)26、16的形狀不同。在本實(shí)施例中，提供與模具15結(jié)構(gòu)相似的另一模具25與熱 管20配合。該模組25具有與熱管20的上蓋板23配合的一上模蓋253及與下蓋板21配 合的一下模蓋251。該上模蓋253與模具15的上模蓋153結(jié)構(gòu)相同。該下模蓋251與下蓋 板21共同形成一下模腔252。下模腔252具有第一收容段2522、第二收容段2524及第三 收容段2526用以與熱管20的下蓋板21對(duì)應(yīng)。該第三收容段2526具有與第二收容段2524 一段連接的第一第一連接段2526a及自第一連接段2526a —段延伸的一第二連接段2526b。 該第一收容段2522、第二收容段2524及第三收容段2526的第二連接段2526b的結(jié)構(gòu)與第 一實(shí)施例中下模腔152的第一收容段1522、第二收容段1524及第三收容段1526的第二連 接段1526b的結(jié)構(gòu)相同。本實(shí)施例下模腔252與第一實(shí)施例中下模腔152的區(qū)別在于本 實(shí)施例下模腔252的第三收容段2526的第一連接段2526a的深度較第一實(shí)施例中下模腔 152的第三收容段1526的第一連接段1516a小，且第二、第三收容段2524、2526的連接處形 成一向外的三角形凸起2517。如此，平板式熱管20的第一毛細(xì)結(jié)構(gòu)26的第二毛細(xì)段263 與第三毛細(xì)段265連接處形成有一三角形的凸起267，第三毛細(xì)段265的第一連接段2651 相應(yīng)位置的厚度較熱管10的第一毛細(xì)結(jié)構(gòu)16的第一連接段1651厚。該第一連接段2651 的最大厚度較第二連接段2653的厚度小。熱管20工作時(shí)，其第一毛細(xì)段261吸收了平板式熱管20的下蓋板21的的熱量后，其內(nèi)的工作液體迅速蒸發(fā)帶走這些熱量，第二毛細(xì)段263 內(nèi)儲(chǔ)存的工作液體迅速的流向第一毛細(xì)段261。使用一段時(shí)間后，第三毛細(xì)段165內(nèi)儲(chǔ)存的 工作液體迅速的流向第一、第二毛細(xì)段261、263，使平板式熱管20不發(fā)生燒損。
請(qǐng)同時(shí)參閱圖7至圖8，為本發(fā)明第三實(shí)施例的平板式熱管30。本實(shí)施例中的平 板式熱管30與第一實(shí)施例中的平板式熱管10的制造過(guò)程及方法均相同，其區(qū)別在于第一 毛細(xì)結(jié)構(gòu)36、16的形狀不同。在本實(shí)施例中，提供與模具15結(jié)構(gòu)相似的另一模具35與熱 管30配合。該模具35具有一下模蓋351。該下模蓋351的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中下模蓋151 的結(jié)構(gòu)相似，并與熱管30的下蓋板31共同形成一下模腔352。該下模腔具有第一收容段 3522、第二收容段3524及第三收容段3526用以與熱管30的下蓋板31對(duì)應(yīng)。該第三收容段 3526具有與第二收容段3524 —段連接的第一第一連接段3526a及自第一連接段3526a — 段延伸的一第二連接段3526b。該第一收容段3522、第二收容段3524及第三收容段3526的 第二連接段3526b的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中下模腔152的第一收容段1522、第二收容段1524 及第三收容段1526的第二連接段1526b的結(jié)構(gòu)相同。本實(shí)施例下模腔352與第一實(shí)施例 中下模腔152的區(qū)別在于第三收容段3526的第一連接段3526a與其第二連接段3526b相 連的一端的橫截面呈矩形，且深度較第一連接段3526a小。如此，平板式熱管30內(nèi)部的蒸 汽通道較平板式熱管20的大。在保證平板式熱管30良好傳熱效率的同時(shí)，增大了平板式 熱管30內(nèi)部工作液體的蒸汽流通的空間，加大了工作液體與平板式熱管30的接觸，從而加 速了工作液體的冷卻。
權(quán)利要求
一種平板式熱管，包括一下蓋板、與下蓋板配合的一上蓋板及貼設(shè)于下蓋板內(nèi)表面的一毛細(xì)結(jié)構(gòu)，所述下蓋板包括與熱源接觸的一吸熱部、自吸熱部相對(duì)兩端向上傾斜延伸的二延伸部，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括與下蓋板的吸熱部貼設(shè)的一第一毛細(xì)段及與下蓋板的延伸部貼設(shè)的二第二毛細(xì)段，其特征在于所述第一毛細(xì)段的厚度較第二毛細(xì)段的厚度小，且第二毛細(xì)段的厚度由其中部向相對(duì)兩側(cè)遞減。
2. 如權(quán)利要求1所述的平板式熱管，其特征在于所述第一毛細(xì)段的橫截面呈矩形。
3. 如權(quán)利要求l所述的平板式熱管，其特征在于所述第二毛細(xì)段的橫截面呈三角形。
4. 如權(quán)利要求1所述的平板式熱管，其特征在于所述下蓋板進(jìn)一步包括自每一延伸部向外延伸的二結(jié)合部，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括與所述結(jié)合部貼設(shè)的二第三毛細(xì)段，所述第三毛細(xì)段的厚度較第一毛細(xì)段厚。
5. 如權(quán)利要求4所述的平板式熱管，其特征在于所述第三毛細(xì)段包括自第二毛細(xì)段延伸的一第一延伸段及自第一延伸段一端向外延伸的一第二延伸段，所述第一延伸段的厚度與第二延伸段不等。
6. 如權(quán)利要求5所述的平板式熱管，其特征在于所述第一延伸段的橫截面呈三角形，所述第二延伸段的橫截面呈矩形，第一延伸段的最大厚度與第二延伸段的厚度相等。
7. 如權(quán)利要求5所述的平板式熱管，其特征在于所述第一延伸段的橫截面呈三角形，所述第二延伸段的橫截面呈矩形，第一延伸段的最大厚度較第二延伸段的厚度小。
8. 如權(quán)利要求5所述的平板式熱管，其特征在于所述第一延伸段與第二毛細(xì)段相連的一端橫截面呈三角形、與第二延伸段相連的一端橫截面呈矩形，第二延伸段的橫截面呈矩形且較第一延伸段的最大厚度大。
9. 如權(quán)利要求1所述的平板式熱管，其特征在于所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括貼設(shè)于上蓋板下表面的另一毛細(xì)段，所述另一毛細(xì)段與下蓋板上表面的毛細(xì)結(jié)構(gòu)相互連接。
10. —種平板式熱管的制造方法，包括以下步驟(1) 提供一下蓋板及與下蓋板配合的一上蓋板，該下蓋板具有一水平的吸熱部、自吸熱部相對(duì)兩端傾斜向上、向外延伸的二延伸部及自延伸部水平向外延伸的二結(jié)合部；(2) 提供若干金屬粉體；(3) 提供一模具，該模具包括一將上蓋板圍設(shè)其內(nèi)且一端開口的上模蓋及一將下蓋板為設(shè)其內(nèi)且一端開口的下模蓋，將金屬粉體填充至模具內(nèi)；(4) 高溫?zé)Y(jié)下蓋板、上蓋板及模具，使模具內(nèi)的金屬粉體燒結(jié)形成一連續(xù)的、貼設(shè)于下蓋板上表面的一第一毛細(xì)結(jié)構(gòu)及貼設(shè)于上蓋板下表面的一第二毛細(xì)結(jié)構(gòu)，所述第一毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括貼設(shè)于下蓋板吸熱部的一第一毛細(xì)段、貼設(shè)于延伸部的二第二毛細(xì)段，所述第一毛細(xì)段較第二毛細(xì)段薄；(5) 取出模具，并將上蓋板及下蓋板組合以得到本實(shí)施例的平板式熱管。
11. 如權(quán)利要求10所述的平板式熱管的制造方法，其特征在于所述第一毛細(xì)段為厚度均勻的一平直段。
12. 如權(quán)利要求11所述的平板式熱管的制造方法，其特征在于所述第二毛細(xì)段為厚度自中部向相對(duì)兩端遞減。
13. 如權(quán)利要求12所述的平板式熱管的制造方法，其特征在于所述下蓋板進(jìn)一步包括自每一延伸部向外延伸的二結(jié)合部，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括與所述結(jié)合部貼設(shè)的二第三毛細(xì)段，所述第三毛細(xì)段的厚度較第一毛細(xì)段厚。
全文摘要
一種平板式熱管，包括一下蓋板、與下蓋板配合的一上蓋板及貼設(shè)于下蓋板內(nèi)表面的一毛細(xì)結(jié)構(gòu)，所述下蓋板包括與熱源接觸的一吸熱部、自吸熱部相對(duì)兩端向上傾斜延伸的二延伸部，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括與下蓋板的吸熱部貼設(shè)的一第一毛細(xì)段及與下蓋板的延伸部貼設(shè)的二第二毛細(xì)段，所述第一毛細(xì)段的厚度較第二毛細(xì)段小，且第二毛細(xì)段的厚度中部向相對(duì)兩側(cè)遞減。本發(fā)明的平板式熱管的第一毛細(xì)結(jié)構(gòu)的第一毛細(xì)段較第二毛細(xì)段薄，平板式熱管使用時(shí)，第一毛細(xì)段吸收下蓋板的吸熱部吸收的熱量后，其內(nèi)的工作液體能迅速蒸發(fā)帶這些熱量，而第二毛細(xì)段內(nèi)儲(chǔ)存的工作液體能迅速的流向第一毛細(xì)段，使平板式熱管不發(fā)生燒損，從而保證了平板式熱管的傳熱性能。
文檔編號(hào)F28D15/02GK101738114SQ20081030572
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25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