柱形热管的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种柱形热管，这种柱形热管由底板、管体、顶盖、排气管构成密封腔体，内部呈真空状态；管体下端设有底板，管体上端装有毛细盖板，管体内壁面和底板内表面设有烧结层，与毛细盖板连通构成闭合的工作液体循环通道，在烧结层和毛细盖板内吸附有工作液体。上述柱形热管制成方法，步骤如下：涂上金属粉，进行高温烧结，形成烧结层；在管体上装毛细盖板、顶盖；插上排气管；将整体放入气氛保护炉内高温钎焊，形成除排气管与外界连通外的密封腔体，从排气管注入液体传热工质；抽出管体内的空气；封排气管。本发明专利技术有益的效果是：靠工作液体蒸发与冷凝相变传热，导热速率快、传热能力大、管体的上下温度均匀。散热能力大、热阻小、重量轻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热管及其制造方法，尤其是一种用于发热电子元件(包括个人电脑CPU)的端面受热的。
技术介绍
随着计算机、通讯、光电照明LED等电子产品以“摩尔定律(Moor’s Law)”等比级数的惊人速率发展及小型化，相对衍生之热处理问题亦趋增加，热流密度也随之提升。如何在有限的空间解决此散热问题，确保电子产品之正常操作，是世界各国散热模组厂家和相关科研机构加大科研投入，积极寻求和研发新型高效、能适合下一代电子产品发展需要的散热组件。热管是一种在密封的腔体内注入少量液体工质，利用液体的蒸发和冷凝来快速导热，是现有导热最快的传热元件。以热管作为高效传热元件制成的散热模组，已开始进入发热电子元件(包括计算机CPU)散热模组市场，并逐步替代现有的实体散热模组。常用的热管散热模组在基板上焊接一根以上的L形或U形小热管，在小热管上设有复数个层叠在一起的散热片。使用时发热电子元件直接与基板接触，通过基板将热传导给热管，热管再将热量传给散热片，在散热片的侧面安装有风扇，风扇强制空气吹过多个散热片将热量散发给周围空气中。由于小热管与基板焊接在一起，电子元件产生的热量首先传导给基板，由基板再将热传导给热管，增加了热阻，且多根小热管上装散热片的加工难度增加，成本较高，影响了这种热管散热器的大规模应用。
技术实现思路
为了克服现有热管散热器的不足，本专利技术提供一种，该柱形热管的一个端面(柱形热管底板)为受热面，直接与发热电子元件接触，柱形热管的整个管体外壁面为散热面，可在其上设置散热片组件构成散热模组，来减小热阻、增大散热面积，提高散热效率和散热功率，减轻散热器的重量。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案这种柱形热管包括底板、管体、烧结层、毛细盖板、顶盖、排气管，由底板、管体、顶盖、排气管构成密封腔体，内部呈真空状态；管体的下端设有底板，管体的上端设有台阶，在台阶上装有毛细盖板，在毛细盖板上设有顶盖，顶盖上设有排气管，排气管呈密封状态；管体内壁面和底板内表面设有多孔毛细结构的烧结层，与管体上端的毛细盖板连通构成闭合的工作液体循环通道，在烧结层和毛细盖板内吸附有工作液体。这种柱形热管制成方法，包括下列步骤管体的下端设有底板，在管体内部底板表面均匀装上一层金属粉；将芯轴插入管体中心部，在芯轴和管体间隙内装入金属粉，并在振动台上震动，使间隙内各处金属粉均匀紧实；将装好金属粉的管体、底板和芯轴放入气氛保护炉内进行高温烧结，形成在管体和底板内表面上的烧结层，冷却后取出芯轴；在管体的管体台阶上先装入毛细结构盖板，然后装上顶盖；在顶盖的通孔内插入排气管，排气管外表面靠近顶盖处装上钎焊丝环，在顶盖台阶与管体台阶间的环隙内装入钎焊丝环；再将装好顶盖、排气管、钎焊丝环的管体和底板放入气氛保护炉内进行高温钎焊；焊接完成后，形成除排气管与外界连通外的一个密封腔体，通过排气管向密封腔体内注入液体传热工质；在真空排气台上通过排气管抽出密封腔体内的空气；用机械方法夹封排气管，再用焊接方法封焊排气管的端部，完成柱形热管的制造。本专利技术可通过下述方式进一步完善底板与管体是一体成型。底板与管体是两件焊接在一起。底板大于管体的外径，其形状是圆形、或方形、或三角形、或菱形。底板与管体是一体成型，底板与管体的外径相同。烧结层是纯铜粉经高温烧结在管体内壁面和底板内表面上，烧结层与管体上端的毛细盖板连通，构成闭合的毛细结构连通体，提供工作液体的循环通道。顶盖上端设有顶盖台阶，顶盖的外径与管体台阶的内径相配合，顶盖的高度与管体台阶的高度相配合，使安装后顶盖高度与管体上端面平齐；顶盖台阶与管体台阶的内壁面形成环形槽；顶盖上设有通孔，通孔中插入排气管并焊接在一起。毛细盖板是由丝网毛细结构构成，与顶盖点焊在一起。毛细盖板是由铜粉烧结而成，或是与顶盖烧结在一起。本专利技术有益的效果是柱形热管的底板作为受热面，与发热电子元件直接接触吸热，减小了现有技术热管与基板焊接而增加的导热热阻；管体外表面与散热片组件组合成散热模组，热管与散热片组件结合面积大，热阻小。柱形热管内部靠工作液体蒸发与冷凝相变传热，导热速率快、传热能力大、管体的上下温度均匀。柱形热管内部底板上的烧结层增大了传热面积，强化了蒸发传热；管体内壁面烧结层增大传热面积，强化了蒸汽的冷凝；底板内表面上烧结层、管体内壁面上烧结层、管体上端毛细盖板构成相互连通，构成闭合的毛细结构连通体，提供工作液体的良好通畅的循环通道，增加了蒸发冷凝相变过程的稳定性，减小了柱形热管的波动。因此利用该专利技术制成的散热模组，散热能力大、热阻小、重量轻，能满足发热电子元件对散热器功率大、体积小、重量轻的需求。附图说明图1是本专利技术柱形热管立体示意图；图2是本专利技术柱形热管剖视示意图；图3是本专利技术管体、底板结构示意图；图4是本专利技术装铜粉烧结时示意图；图5是本专利技术烧结后管体、底板、烧结层结构示意图；图6是本专利技术顶盖结构示意图；图7是本专利技术各部件装配次序立体示意图；图8是本专利技术钎焊时剖视结构示意图；图9是本专利技术钎焊完成后立体结构示意图。附图标记说明底板1，管体2，管体台阶2-1，烧结层3，铜粉3-1，芯轴4，毛细盖板5，顶盖6，顶盖台阶6-1，通孔6-2，排气管7，密封腔体8，钎焊丝9。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明参照图1、图2，这种柱形热管，包括底板1、管体2、烧结层3、毛细盖板5、顶盖6、排气管7，该柱形热管由底板1、管体2、顶盖6、排气管7构成密封腔体8，内部呈真空状态；管体2的下端设有底板1，底板1与管体2是一体成型，或是两件焊接在一起，底板1与管体2的外径相同，或是底板1大于管体1的外径，其形状是圆形、或方形、或三角形、或菱形、或其它不规则形。管体2的上端设有管体台阶2-1，在管体台阶2-1上装有毛细盖板5，毛细盖板5是由丝网毛细结构，或是铜粉烧结毛细结构，或是纤维毛细结构，或是其他具有一定毛吸力的毛细结构材料构成。在毛细盖板5上设有顶盖6，顶盖6上端设有顶盖台阶6-1，顶盖6的外径与管体台阶2-1的内径相配合，顶盖6的高度与管体台阶2-1的高度相配合，使安装后顶盖6高度与管体2上端面平齐；顶盖台阶6-1与管体台阶2-1的内壁面形成环形槽，用来放置钎焊丝环，以及用作顶盖6与管体2高温焊接时钎焊料的容槽。顶盖6上设有通孔6-2，通孔6-2中插入排气管7，通过焊接方式将排气管7与顶盖6焊接在一起。通过排气管7向密封腔体8内注入工作液体，通过排气管7将密封腔体8内的空气抽出后，再将排气管7用夹封和焊接方式封住。管体2内壁面和底板1内表面设有一定厚度的多孔毛细结构烧结层3，烧结层3由一定目数铜粉高温烧结而成，与管体2上端的毛细盖板5连通构成闭合的工作液体循环通道，在烧结层3和毛细盖板5内吸附有工作液体。参看图3～图9，这种柱形热管的制造方法，包括以下步骤管体2的下端设有底板1，底板1与管体2是一体成型，或是两件焊接在一起(参见图3)；在管体2内部底板1表面均匀装上一层金属粉3-1，然后将芯轴4插入管体2中心部，在芯轴4和管体2间隙内装入金属粉3-1，并在振动台上震动，使间隙内各处金属粉3-1均匀紧实，这种金属粉为一定粒度范围(目数)的纯铜粉(参见图4)；将装好金属粉3-1的管体2、底板1和芯轴4一起放入气氛保护炉内进行高温烧结，形成在管体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柱形热管，包括底板（１）、管体（２）、烧结层（３）、毛细盖板（５）、顶盖（６）、排气管（７），其特征是：由底板（１）、管体（２）、顶盖（６）、排气管（７）构成密封腔体（８），内部呈真空状态；管体（２）的下端设有底板（１），管体（２）的上端设有管体台阶（２－１），在管体台阶（２－１）上装有毛细盖板（５），在毛细盖板（５）上设有顶盖（６），顶盖（６）上设有排气管（７），排气管（７）呈密封状态；管体（２）内壁面和底板（１）内表面设有烧结层（３），与管体（２）上端的毛细盖板（５）连通构成工作液体循环通道，在烧结层（３）和毛细盖板（５）内吸附有工作液体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：仝爱星，廖仁琦，王占篱，
申请(专利权)人：嘉善华昇电子热传科技有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]