液冷头结构及其制造方法技术

本案关于一种一体成型的液冷头结构及其制造方法。液冷头结构的液体入口管、液体出口管、隔板与散热鳍片与壳体，均由金属粉末与粘结剂(binder)混合的成型材料(feedstock)，通过射出成型方式包覆一消失蕊(lost core)后成型为生坯体(green body)，经去除消失蕊与生肧体内的部分粘结剂后，将所得脱脂体(debound body)的金属粉末烧结成一体所构成，其中消失蕊包含本体以及二支撑柱，本体具有至少一凹陷部与至少二支撑柱，二支撑柱的第一端连接至本体，其中液体入口管、液体出口管与具至少一内嵌部的液体流道分别对应二支撑柱与具至少一凹陷部的本体。二支撑柱的第二端于射出成型时支撑本体。

Structure and Manufacturing Method of Liquid Cooling Head

【技术实现步骤摘要】
液冷头结构及其制造方法
本专利技术系关于一种液冷头结构，尤指一种一体成型的液冷头结构及其制造方法。
技术介绍
近年来，科技发展为契合应用上的需要导致电子器件日益的微型化、集成化，同时功率不断提升，因此器件的发热密度愈来愈高而散热效率日趋严峻。由于这类器件于运作时会伴随产生大量热能，若其产生的热量不能有效地被移除，则可能致使整体系统受损或降低运作效率。传统被动式散热鳍片已无法满足这类器件的散热需求，而相较于被动式散热鳍片，液冷头结构的操作性能可更有效益地符合散热需求。图1系揭示一传统组合式液冷头结构示意图。组合式液冷头结构10包括壳体11、上盖14、流体入口管15以及流体出口管16。其中壳体11具有内部空间11a，以架构形成液冷流道。上盖14与壳体11组合，上盖14具有两开口14a及14b，分别与流体入口管15以及流体出口管16连接，以使流体入口管15与流体出口管16通过液冷流道连通。于应用时，组合式液冷头结构10与待散热器件组合后，即可通过组合式液冷头结构10的液体流道中流动的液体进行热交换作用，俾将热能带离待散热器件以实现散热。由于传统组合式液冷头结构10系采组装方式构成，壳体11与上盖14必须紧密接合，以避免漏液产生而致使邻设的电子器件故障。然而在使用例如铜、铝等高导热金属作为液冷头结构的构成材料时，壳体11与上盖14之间的黏合或焊接界面常出现瑕疵，且易因使用时的温度变化而使该黏合或焊接界面间产生裂缝并出现漏液现象，进而造成周边电子器件损坏。更甚者，为增加组合式液冷头结构10的散热效率，可以在壳体11之内部空间11a中增设可以增加散热面积的结构，然而现有技术亦系利用黏合或焊接将前述结构组配设置于壳体11的内部空间11a中，如此不只使得制程复杂耗时，成本较高且接合介面更会增加热传阻抗。因此，实有必要发展一种一体成型的液冷头结构及其制造方法，以解决现有技术所面临的问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种一体成型的液冷头结构及其制造方法，其系预先形成一消失蕊，以相对于液冷头结构的具散热鳍片的液体流道，且提供足够的支撑强度以进行液冷头结构的金属射出成型(Metalinjectionmolding,MIM)作业。脱脂及烧结后的液冷头结构为一体成型，金属材料均匀分布，无接合界面，可有效避免接合界面因组装制程或温度变化产生裂缝及出现漏液现象的问题。本专利技术另一目的在于提供一种一体成型的液冷头结构及其制造方法，其系利用共射出成型(Co-injectionmolding)或嵌入成型(Insertmolding)，以例如聚甲醛粘结剂、低熔点金属或可溶性聚合物等材料预先形成一相对于液冷头结构的液体流道的消失蕊，再结合金属射出成型(Metalinjectionmolding,MIM)技术，以金属粉末及粘结剂混合的成型材料(feedstock)形成液冷头结构的生坯体(greenbody)。消失蕊于金属射出成型时提供足够的支撑强度，且可于金属射出成型烧结前去除。此外，消失蕊的支撑柱的设置更可相对液冷头结构的液体入口管及液体出口管的设计而调变，且不影响金属射出成型的作业，烧结后的液冷头结构即具一体成型的液冷流道，有效简化制程、提升生产速率及良率且降低成本。本专利技术再一目的在于提供一种一体成型的液冷头结构及其制造方法，其系利用例如聚甲醛粘结剂体系材料预先形成一相对于液冷头结构的液体流道的消失蕊，再结合铜系金属射出成型(Coppermetalinjectionmolding,Cu-MIM)技术，以铜系金属粉末及粘结剂混合的成型材料(feedstock)形成液冷头结构的生坯体(greenbody)。聚甲醛粘结剂体系材料的消失蕊于铜系金属射出成型时提供足够的支撑强度，且消失蕊构成材料与金属射出成型的粘结剂主成份相同，故有利于简并消失蕊与部分粘结剂的移除作业。烧结后的液冷头结构具有一体成型的液冷流道，且铜系金属材料均匀分布，无接合界面，以使液冷头结构能提供高效能散热效果，且有效避免裂缝及漏液现象的发生。为达前述目的，本专利技术提供一种液冷头结构的制造方法，包括步骤：(a)提供一消失蕊，包含一本体以及至少二支撑柱，其中本体包括至少一凹陷部以及彼此相对的一第一表面与一第二表面，至少一凹陷部部分贯穿本体的第一表面与第二表面之间，至少二支撑柱的一第一端连接至本体；(b)以一金属粉末与一粘结剂的混合物，形成一生坯体，其中生坯体包覆消失蕊的本体及二支撑柱的第一端，且填满至少一凹陷部；(c)移除消失蕊，且部分移除粘结剂，使生坯体成为一脱脂体；以及(d)烧结脱脂体，以形成液冷头结构，其中液冷头结构包括一壳体、至少一液体入口管、至少一液体出口管以及至少一内嵌部，至少一内嵌部设置于壳体内，与壳体组配形成一液冷流道，至少一液体入口管与至少一液体出口管通过液冷流道彼此连通，其中至少一液体入口管、至少一液体出口管以及至少一内嵌部分别对应至少二支撑柱与至少一凹陷部所构成。于一实施例中，至少一凹陷部为一选自至少一切口与多个开孔中至少之一者。于一实施例中，消失蕊由一聚甲醛所构成，其中步骤(c)更包括步骤(c1)于一移除温度，移除消失蕊；以及步骤(c2)于一脱脂温度下部分移除粘结剂，其中移除温度小于或等于脱脂温度。于一实施例中，消失蕊由一低熔点金属所构成，低熔点金属选自由铋、锡、铅、铟及其合金金属构成群组中之一者，其中步骤(c)更包括步骤(c1)于一移除温度，移除消失蕊；以及步骤(c2)于一脱脂温度下部分移除粘结剂，其中移除温度小于脱脂温度。于一实施例中，消失蕊由一可溶性聚合物所构成，可溶性聚合物选自由聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯与聚乙二醇构成群组中之一者，其中步骤(c)更包括步骤(c1)将生肧体浸泡于一溶剂，移除消失蕊；以及步骤(c2)于一脱脂温度下部分移除粘结剂，其中移除温度小于脱脂温度。于一实施例中，粘结剂为一溶剂脱脂型粘结剂，其中溶剂脱脂型粘结剂包含选自乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯所构成族群中的至少一者与石蜡的混合物。于一实施例中，粘结剂为一溶剂脱脂型粘结剂，其中溶剂脱脂型粘结剂包含选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛与聚乙二醇所构成族群中的至少一者。于一实施例中，粘结剂包含一酸脱脂型粘结剂，其中酸脱脂型粘结剂更包含一聚甲醛。于一实施例中，金属粉末为选自一铜金属与一铜合金中之一者，其中铜合金系选自由锌、镍、钖、钨与钼所构成族群中的至少一者与铜的合金。于一实施例中，二支撑柱包括与第一端相对的一第二端，组配于执行步骤(b)时与一成型模具连接，且通过二支撑柱支撑消失蕊于成型模具之内。于一实施例中，消失芯与粘结剂包含一相同材料，其中相同材料为聚甲醛。为达前述目的，本专利技术更提供一种液冷头结构，包括壳体、至少一液体入口管以及至少一液体出口管。壳体包括至少一内嵌部设置于壳体内，以组配形成一液体流道。至少一液体入口管与至少一液体出口管通过液体流道彼此连通，其中液体入口管、液体出口管、壳体与至少一内嵌部由一金属粉末与一粘结剂的混合物以一射出成型方式包覆一消失蕊后成型，经去除消失蕊与部分脱脂粘结剂后，将金属粉末烧结成一体所构成。于一实施例中，消失蕊包含一本体以及至少二支撑柱，其中本体包括至少一凹陷部以及彼此相对的一第一表面与一第二表面，至少一凹陷部部分贯穿本体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液冷头结构的制造方法，包括步骤：(a)提供一消失蕊，包含一本体以及至少二支撑柱，其中该本体包括至少一凹陷部以及彼此相对的一第一表面与一第二表面，该至少一凹陷部部分贯穿该本体的该第一表面与该第二表面之间，该至少二支撑柱的一第一端连接至该本体；(b)以一金属粉末与一粘结剂的混合物，形成一生坯体，其中该生坯体包覆该消失蕊的该本体及该二支撑柱的该第一端，且填满该至少一凹陷部；(c)移除该消失蕊，且部分移除该粘结剂，使该生坯体成为一脱脂体；以及(d)烧结该脱脂体，以形成该液冷头结构，其中该液冷头结构包括一壳体、至少一液体入口管、至少一液体出口管以及至少一内嵌部，该至少一内嵌部设置于该壳体内，与该壳体组配形成一液冷流道，该至少一液体入口管与该至少一液体出口管通过该液冷流道彼此连通，其中该至少一液体入口管、该至少一液体出口管以及该至少一内嵌部分别对应该至少二支撑柱与该至少一凹陷部所构成。

【技术特征摘要】
1.一种液冷头结构的制造方法，包括步骤：(a)提供一消失蕊，包含一本体以及至少二支撑柱，其中该本体包括至少一凹陷部以及彼此相对的一第一表面与一第二表面，该至少一凹陷部部分贯穿该本体的该第一表面与该第二表面之间，该至少二支撑柱的一第一端连接至该本体；(b)以一金属粉末与一粘结剂的混合物，形成一生坯体，其中该生坯体包覆该消失蕊的该本体及该二支撑柱的该第一端，且填满该至少一凹陷部；(c)移除该消失蕊，且部分移除该粘结剂，使该生坯体成为一脱脂体；以及(d)烧结该脱脂体，以形成该液冷头结构，其中该液冷头结构包括一壳体、至少一液体入口管、至少一液体出口管以及至少一内嵌部，该至少一内嵌部设置于该壳体内，与该壳体组配形成一液冷流道，该至少一液体入口管与该至少一液体出口管通过该液冷流道彼此连通，其中该至少一液体入口管、该至少一液体出口管以及该至少一内嵌部分别对应该至少二支撑柱与该至少一凹陷部所构成。2.根据权利要求1所述的液冷头结构的制造方法，其中该至少一凹陷部为一选自至少一切口与多个开孔中至少之一者。3.根据权利要求1所述的液冷头结构的制造方法，其中该消失蕊由一聚甲醛所构成，其中该步骤(c)更包括步骤(c1)于一移除温度，移除该消失蕊；以及步骤(c2)于一脱脂温度下部分移除该粘结剂，其中该移除温度小于或等于该脱脂温度。4.根据权利要求1所述的液冷头结构的制造方法，其中该消失蕊由一低熔点金属所构成，该低熔点金属选自由铋、锡、铅、铟及其合金金属构成群组中之一者，其中该步骤(c)更包括步骤(c1)于一移除温度，移除该消失蕊；以及步骤(c2)于一脱脂温度下部分移除该粘结剂，其中该移除温度小于该脱脂温度。5.根据权利要求1所述的液冷头结构的制造方法，其中该消失蕊由一可溶性聚合物所构成，该可溶性聚合物选自由聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯与聚乙二醇构成群组中之一者，其中该步骤(c)更包括步骤(c1)将该生肧体浸泡于一溶剂，移除该消失蕊；以及步骤(c2)于一脱脂温度下部分移除该粘结剂，其中该移除温度小于该脱脂温度。6.根据权利要求1所述的液冷头结构的制造方法，其中该粘结剂为一溶剂脱脂型粘结剂，其中该溶剂脱脂型粘结剂包含选自乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯所构成族群中的至少一者与石蜡的混合物。7.根据权利要求1所述的液冷头结构的制造方法，其中该粘结剂为一溶剂脱脂型粘结剂，其中该溶剂脱脂型粘结剂包含选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛与聚乙二醇所构成族群中的至少一者。8.根据权利要求1所述的液冷头结构的制造方法，其中该粘结剂包含一酸脱脂型粘结剂，其中该酸脱脂型粘结剂更包含一聚甲醛。9.根据权利要求1所述的液冷头结构的制造方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴榆，
申请(专利权)人：恩佐科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US