板式脈動熱管及其制造方法
【專利摘要】一種板式脈動熱管，包括相對固定的兩個板體，每一板體包括一表面，每一板體的表面形成有多個并列且相互連通的第一溝槽和第二溝槽，其中每一板體的第一溝槽和第二溝槽間隔排列，第一溝槽的寬度小于第二溝槽的寬度，其中一板體上形成的第一溝槽和第二溝槽與另一板體上形成的第一溝槽和第二溝槽分別對應配合，從而在所述兩個板體之間形成流道，所述流道內充填有工作流體。本發明還提供一種該板式脈動熱管的制造方法。
【專利說明】
板式脈動熱管及其制造方法
技術領域
[0001] 本發明涉及散熱領域，特別涉及一種板式脈動熱管及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 在眾多的散熱裝置中，又稱為平板式熱管（flat plate heat pipe)的均溫板由于 具有優異的橫向及縱向熱傳導特性，故已廣泛地應用于中央處理器、繪圖顯示處理器、高功 率晶體管、高功率發光二極管等電子裝置的散熱器，用以確保上述這些電子裝置能在正常 狀態下運行而不會由于過熱產生故障。
[0003] 公知的均熱板包括填充有工作流體的流道。該均熱板的一側（即蒸發區）貼設在 一發熱元件（如中央處理器、繪圖晶片、南北橋晶片、通訊晶片）上吸附該發熱元件產生的 熱量，使液態的工作流體于均熱板的蒸發區產生蒸發轉換為氣態，將熱量傳導至該均熱板 的另一側上（即冷凝區），令該氣態的工作流體于該冷凝區受冷卻后冷凝為液態。然而，流 道內壁還必須設置有毛細結構，從而使該液態的工作流體能夠通過毛細力回流至蒸發區繼 續氣液循環，以有效達到均溫散熱效果，這無疑大大增加了均熱板的制造成本。此外，均熱 板內部的毛細結構一般通過如燒結方式附著在該流道內壁上，并非一體成型在該流道內壁 上，所以使均熱板容易受到外在因素（如碰撞、擠壓等變形）的影響，導致均熱板其內的毛 細結構層容易脫落，進而造成工作流體無法流動，相對勢必的影響整體導熱效率。
【發明內容】
[0004] 因此，有必要提供一種可解決上述問題的散熱結構及其制造方法。
[0005] 本發明提供一種板式脈動熱管的制造方法，包括如下步驟：提供兩板體，每一板體 包括一表面；分別蝕刻所述兩個板體的表面，以在所述兩個板體的表面均形成多個并列且 相互連通的第一溝槽和第二溝槽，其中每一板體的第一溝槽與第二溝槽間隔排列，第一溝 槽的寬度小于第二溝槽的寬度；向其中一板體的第一溝槽及第二溝槽中填充工作流體；以 及將所述兩個板體相對蓋合，使其中一板體上形成的第一溝槽和第二溝槽與另一板體上形 成的第一溝槽和第二溝槽分別對應配合，從而在所述板體之間形成一流道；以及使所述兩 個板體相互壓合，從而獲得所述板式脈動熱管。
[0006] 本發明還提供一種板式脈動熱管，包括相對固定的兩個板體，每一板體包括一表 面，每一板體的表面形成有多個并列且相互連通的第一溝槽和第二溝槽，其中每一板體的 第一溝槽和第二溝槽間隔排列，第一溝槽的寬度小于第二溝槽的寬度其中一板體上形成的 第一溝槽和第二溝槽與另一板體上形成的第一溝槽和第二溝槽分別對應配合，從而在所述 兩個板體之間形成一流道，所述流道內充填有工作流體。
[0007] 本發明的板式脈動熱管利用兩端的溫度差引起流道內壓力的改變，從而推動氣柱 和液柱來回振動以達到散熱的功效。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本發明第一實施方式中板式脈動熱管的制造流程示意圖。
[0009] 圖2為圖1的板式脈動熱管中蝕刻后的板體的立體示意圖。
[0010] 圖3為圖1的板式脈動熱管中蝕刻后的板體在另一實施方式中的立體示意圖。
[0011] 圖4為本發明第二實施方式中板式脈動熱管的制造流程示意圖。
[0012] 主要元件符號說明
如下【具體實施方式】將結合上述附圖進一步說明本發明。
【具體實施方式】
[0013] 請參閱圖1，本發明第一實施方式提供一種板式脈動熱管1的制造方法，包括如下 步驟： 提供形狀匹配的兩個板體10。所述板體10的材料為金屬或合金，例如鎂鋁合金、鋁合 金、鎂合金、鋁、銅等。在本實施方式中，所述板體10為純銅板。每一板體10包括平整的表 面 100〇
[0014] 分別蝕刻所述兩個板體10的表面100,以在所述兩個板體10的表面100均形成 多個并列且相互連通的第一溝槽101和第二溝槽102 (圖1每個板體10僅示出一個第一 溝槽101和一個第二溝槽102)。其中，每一板體10的第一溝槽101與第二溝槽102間隔 排列，第一溝槽101的寬度小于第二溝槽102的寬度。更具體的，每一第一溝槽101的寬度 為l~2mm，每一第二溝槽102的寬度為2~3mm。在本實施方式中，如圖2所示，每一第一溝槽 101包括一第一端1011和一第一相對端1013 ;每一第二溝槽102包括一第二端1021和一 第二相對端1023 ;每一第一溝槽101的第一端1011與每一第二溝槽102的第二端1021位 于同一側，每一第一溝槽101的第一相對端1013與每一第二溝槽102的第二相對端1023 位于同一側。且每一板體10的所述第一溝槽101和第二溝槽102的第一端1011、第二端 1021均相互連通，每一板體10的所述第一溝槽101和第二溝槽102的第一相對端1013、第 二相對端1023均相互連通。當然，還可以如圖3中所示出的，所述第一溝槽101和第二溝 槽102的數量相同，所述第一溝槽101和第二溝槽102僅在其中一側的第一端1011、第二 端1021相互連通，每一第一溝槽101在相對的另一側的第一相對端1013僅與其中一第二 溝槽102的第二相對端1023相連通。具體的，相隔最遠的第一溝槽101和第二溝槽102在 第一端1011、第二端1021相連通，其余的第一溝槽101在第一端1011僅與相鄰的一個第二 溝槽102的第二相對端1023相連通。其中，所述第一溝槽101和第二溝槽102可通過化學 溶液蝕刻形成，包括：采用一耐蝕刻液腐蝕的遮蔽物對每一板體10的表面100除預形成第 一溝槽101和第二溝槽102之外的區域進行遮蔽；將經遮蔽處理的每一板體10浸入該蝕刻 液中，使該板體10未被遮蔽的部分被蝕刻而形成所述第一溝槽101和第二溝槽102 ;去除 遮蔽物。在另一實施方式中，所述第一溝槽101以及第二溝槽102采用微影制程技術，經過 曝光、顯影及蝕刻的過程形成。
[0015] 在所述兩個板體10形成的第一溝槽101及第二溝槽102的內表面形成毛細結 構層200。所述毛細結構層200為多孔性結構層，其孔隙率在30%到70%之間，厚度為 0. 1~0. 8mm。在本實施方式中，所述毛細結構層200為將所述板體10浸泡于過氧化氫溶液 中，使過氧化氫溶液對第一溝槽101及第二溝槽102的內表面進行腐蝕而獲得的。在另一 實施方式中，所述毛細結構層200為金屬粉末(如鋁粉、銅粉等)，其經燒結后附著于第一溝 槽101及第二溝槽102的內表面。在其它實施方式中，此步驟也可以省略。
[0016] 向其中一板體10上的第一溝槽101及第二溝槽102中填充工作流體。
[0017] 將所述兩個板體10相對蓋合，使其中一板體10上形成的第一溝槽101和第二溝 槽102與另一板體10上形成的第一溝槽101和第二溝槽102分別對應配合，從而在所述板 體10之間形成一流道（圖未示)。
[0018] 向所述流道抽真空，使所述兩個板體10在真空條件下壓合，從而獲得所述板式脈 動熱管1。其中，所述工作流體300可以為純水、乙醇等能在一定溫度下發生液-氣相變的 液體，工作流體300的選擇應當保證不會與毛細結構層200發生化學反應。
[0019] 其中，在所述兩個板體10相對蓋合之前，還可在其中一板體10的表面100除第一 溝槽101和第二溝槽102之外的區域覆蓋粘合劑（圖未示)。所述粘合劑可以是熱固膠、光 固膠等。所述粘合劑可通過涂布、印刷等方法覆蓋于所述板體10的表面100。在這種情況 下，在真空壓合所述兩個板體10后，進一步固化所述粘合劑。
[0020] 工作時，該板式脈動熱管1與該第一端1011、第二端1021對應的一側以及與第一 相對端1013、第二相對端1023對應的一側將分別作為蒸發端和冷凝端。該板式脈動熱管 1的蒸發端與發熱元件(如計算機的中央處理器）相接觸時，蒸發端的部分工作流體300若 吸收足夠的熱量則產生相變化形成氣柱。由于流道內部為一真空飽和狀態，溫度差會導致 流道內壓力改變。從而，氣柱推動液柱流動至冷凝端，使帶有熱量的液注藉由冷凝端將熱量 輸送出去，而氣柱在冷凝區冷卻后冷凝為液柱，液柱便回流到蒸發端，以此來達到一工作循 環。此外，當所述第一溝槽101和第二溝槽102中還形成有毛細結構層200時，毛細結構層 200能夠提高所述第一溝槽101和第二溝槽102中的毛細力，使得冷凝端的液柱能夠更快速 回流到蒸發端。
[0021] 可以理解的，如圖3所示，當所述第一溝槽101和第二溝槽102僅在其中一側的第 一端1011、第二端1021相互連通時，該板式脈動熱管1與該第一端1011、第二端1021對應 的一側為蒸發端，使得蒸發端產生的氣柱經第二溝槽102到達冷凝端后冷卻為液柱時，能 夠從與第二溝槽102在第二相對端1023相連通的第一溝槽101回流至蒸發端。
[0022] 圖4示意出本發明第二實施方式提供的板式脈動熱管1的制造方法。
[0023] 與上述第一較佳實施方式不同的是，在所述兩個板體10上的第一溝槽101及第二 溝槽102的內表面形成毛細結構層200后，先將所述兩個板體10相對蓋合而在所述板體10 之間形成所述流道，然后向所述流道中填充工作流體300并抽真空，使所述兩個板體10在 真空條件下壓合，從而獲得所述板式脈動熱管1。
[0024] 請一并參照圖1-3,由上述方法制得的板式脈動熱管1，包括所述相對固定的兩個 板體10。每一板體10包括平整的表面100。每一板體10的表面100形成有多個并列且相 互連通的第一溝槽101和第二溝槽102。其中，每一板體10的第一溝槽101和第二溝槽102 間隔排列，每一第一溝槽101的寬度為l~2mm，每一第二溝槽102的寬度為2~3mm。所述第 一溝槽和第二溝槽的內表面均形成有毛細結構層。其中一板體10上形成的第一溝槽101 和第二溝槽102與另一板體10上形成的第一溝槽101和第二溝槽102分別對應配合，從而 在所述兩個板體10之間形成流道。所述流道內處于真空狀態且充填有工作流體300。
[0025] 另外，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思 做出其它各種相應的變化，而所有這些變化都應屬于本發明權利要求的保護范圍。
【主權項】
1. 一種板式脈動熱管的制造方法，包括如下步驟： 提供兩板體，每一板體包括一表面； 分別蝕刻所述兩個板體的表面，以在所述兩個板體的表面均形成多個并列且相互連通 的第一溝槽和第二溝槽，其中每一板體的第一溝槽與第二溝槽間隔排列，第一溝槽的寬度 小于第二溝槽的寬度； 向其中一板體的第一溝槽及第二溝槽中填充工作流體；以及 將所述兩個板體相對蓋合，使其中一板體上形成的第一溝槽和第二溝槽與另一板體上 形成的第一溝槽和第二溝槽分別對應配合，從而在所述板體之間形成一流道；以及 使所述兩個板體相互壓合，從而獲得所述板式脈動熱管。2. 如權利要求1所述的板式脈動熱管的制造方法，其特征在于：步驟"分別蝕刻所述兩 個板體的表面，以在所述兩個板體的表面均形成多個并排排列且相互連通的第一溝槽和第 二溝槽"進一步包括： 采用一耐蝕刻液腐蝕的遮蔽物對每一板體的表面除預形成第一溝槽和第二溝槽之外 的區域進行遮蔽； 將經遮蔽處理的每一板體浸入該蝕刻液中，使該板體未被遮蔽的部分被蝕刻而形成所 述第一溝槽和第二溝槽；以及 去除遮蔽物。3. 如權利要求1所述的板式脈動熱管的制造方法，其特征在于：步驟"將所述兩個板體 相對蓋合"之前還包括：在其中一板體的表面除第一溝槽和第二溝槽之外的區域覆蓋粘合 劑；所述步驟"向所述流道中填充工作流體并抽真空，使所述兩個板體在真空條件下壓合" 之后還包括：固化所述粘合劑。4. 如權利要求1所述的板式脈動熱管的制造方法，其特征在于，所述步驟"使所述兩個 板體相互壓合"還包括： 向所述流道中抽真空；以及 使所述兩個板體在真空條件下壓合。5. 如權利要求1所述的板式脈動熱管的制造方法，其特征在于：每一第一溝槽的寬度 為l~2mm，每一第二溝槽的寬度為2~3mm。6. -種板式脈動熱管，包括相對固定的兩個板體，每一板體包括一表面，其特征在于： 每一板體的表面形成有多個并列且相互連通的第一溝槽和第二溝槽，其中每一板體的第一 溝槽和第二溝槽間隔排列，第一溝槽的寬度小于第二溝槽的寬度其中一板體上形成的第一 溝槽和第二溝槽與另一板體上形成的第一溝槽和第二溝槽分別對應配合，從而在所述兩個 板體之間形成一流道，所述流道內充填有工作流體。7. 如權利要求6所述的板式脈動熱管，其特征在于：每一第一溝槽的寬度為l~2mm，每 一第二溝槽的寬度為2~3mm〇8. 如權利要求6所述的板式脈動熱管，其特征在于：所述流道內處于真空狀態。9. 如權利要求6所述的板式脈動熱管，其特征在于：每一第一溝槽包括一第一端和一 第一相對端，每一第二溝槽包括一第二端和一第二相對端，每一第一溝槽的第一端與每一 第二溝槽的第二端位于同一側，每一第一溝槽的第一相對端與每一第二溝槽的第二相對端 位于同一側，每一板體的所述第一溝槽和第二溝槽的第一端、第二端均相互連通，每一板體 的所述第一溝槽和第二溝槽的第一相對端、第二相對端均相互連通。10.如權利要求6所述的板式脈動熱管，其特征在于：所述第一溝槽和第二溝槽的數量 相同，每一第一溝槽包括一第一端和一第一相對端，每一第二溝槽包括一第二端和一第二 相對端，每一第一溝槽的第一端與每一第二溝槽的第二端位于同一側，每一第一溝槽的第 一相對端與每一第二溝槽的第二相對端位于同一側，所述第一溝槽和第二溝槽僅在其中一 側的第一端、第二端相互連通，每一第一溝槽在相對的另一側的第一相對端僅與其中一第 二溝槽的第二相對端相連通。
【文檔編號】F28D15/02GK105890412SQ201510037718
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月26日
【發明人】胡先欽, 沈芾云, 雷聰, 何明展
【申請人】富葵精密組件(深圳)有限公司, 臻鼎科技股份有限公司