具有毛细微结构的薄型导热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种具有毛细微结构的薄型导热装置，其包含有密闭腔体、设置于密闭腔体内的至少一层毛细微结构层及热导流体，该至少一层毛细微结构层能进行毛细热传导效应，其中借由在接近热源的毛细微结构是细化的毛细微结构，有较佳的毛细吸力（含水性较佳）的特性，其它部分为粗化的毛细微结构，有效降低流阻（即使冷凝回液态的水快速回热源区），以提升导热装置散热效能。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是关于一种薄型导热装置，特别是关于一种具有毛细微结构的薄型导 热装置。
技术介绍
伴随着电子元件性能提升的趋势，高功率化的产品在使用过程中无可避免地会产 生高温，因而造成产品的可靠度(Reliability)问题，以IC(Integrate Circuit，集成电 路)设计为例，在不断增加芯片速度和密度的同时，芯片设计者也面临着各种产品的散热 问题；另外，就LED(light emitting diode，发光二极管)模块应用于电子产品而言，为了 维持高功率化的设计，使得散热效能的课题也备受重视。特别是，由于半导体工艺与IC构装技术的快速发展，中央处理器(CPU)的计算速 度获得大幅度的提升，相对地，中央处理器在运作时的热量也随之上升，如不能适时移除或 处理这些热量，将会造成中央处理器运算速度逐渐降低，甚至影响到中央处理器的寿命。最 传统的作法，是在CPU发热部位的顶面外加一散热鳍片及风扇，使其维持于正常的工作温 度下，为了能够加速热量的导出，常见的方法不外乎增加风扇的转速，或是加大散热鳍片的 面积而增加热量对流的速度，但是，增加了风扇的转速随之而来的就是噪音与耗电量增加 的问题，而加大散热鳍片的面积会使得材料成本增加，另外也会使得内部的空间性变差。针对笔记型计算机而言，其主要特性是轻薄短小，为了解决散热问题，在可用空间 有限又得提升散热效率的情况下，因此必须实行导热管(Heat Pipe)技术，其可在很小的截 面积与温度差之下，将大量的热量传送一段可观的距离，且不需要外加的电源供应即可运 作，在无须动力及空间经济性的考虑之下而被广泛的运用。一般的导热管采用具有良好导 热效果的铜圆管，将一端封闭后，填充铜粉于管内并予以烧结，于圆管内壁表面形成毛细结 构，然后装入导热流体于圆管内，抽真空后封口而成。公知散热领域中，上述的导热管由于具有传热快的特点而得到广泛应用，其利用 壳体内的工作流体在气、液两相变换时吸收或放出大量热的原理进行工作，壳体内壁上所 设置的毛细结构是用以回流冷凝液体，该毛细结构的功能主要是一方面提供冷凝后液体快 速回流所需的驱动力，另一方面提供壳体内壁与壳体内液气接口间的热传导路径。目前常 用的毛细结构主要有丝网式、烧结粉末及沟槽式三种。导热管内毛细结构所具有的毛细作用力与其有效的毛细孔径成反比，且管内液体 回流所遭遇的阻力也与毛细结构的有效毛细孔径成反比，即有效毛细孔径小，毛细作用力 强且液体回流阻力大。上述不同类型的毛细结构具有不同大小的有效毛细孔径，其中，沟槽 式毛细结构具有较大的有效毛细孔径，毛细作用力小且对流体回流阻力也较小；而烧结粉 末与丝网式毛细结构由于均形成多孔构造，因此具有更小的有效毛细孔径，对液体能产生 更大的毛细作用力，但随着孔隙变小，对液体回流阻力也增加，这是因为如果有效毛细孔径 过小，流体所受到的摩擦阻力与粘滞力也越大。不同类型的毛细结构与管外热源的热传递 效果也不相同，其中，具有较小孔径的烧结粉末与丝网式毛细结构可增加与导热管管壁接触面积，并且还可增加与管内工作液体的接触总表面积，因而也更有利于热量从外界热源 传递至管内，为外界热源所散发的热量进入管内提供更有效的热传导路径。传统的导热管和导热板包括金属壳体及设于壳体内的毛细结构，该导热管一端形 成蒸发段，另一端形成冷凝段，且根据应用需要可在两段中间布置绝热段，该蒸发段用于接 收外界热源的热量，并且把热量传递给管内的工作液体，使其蒸发，绝热段主要是负责传输 蒸汽，并担负着与外界隔热的作用，该冷凝段的作用是使气态的蒸汽冷凝，并把热量通过管 壁传到管外。当导热管的蒸发段置于高温热源处，壳体内的工作液体受热而蒸发成气态，该 蒸汽经由壳内空腔流向冷凝段后放出热量而冷凝成液态，该冷凝液体在壳体内壁毛细结构 的吸附力下快速返回蒸发段并继续下一次循环，将热量从一处传递至另一处。而一般的导热管为同一圆径且导热管内部从蒸发段至冷凝段一般是采用单一形 式的毛细结构，如单一沟槽式结构、单一烧结粉末式结构或单一丝网式结构，因此，导热面 积与导热效率都是固定的，且在导热管操作的每一局部所能承受的最大热流密度几乎是一 致的，而过大的导热面积也会连带使整体的体积变大，而受限在空间内部狭小的问题便不 能大量使用了 ；另外，为了提高导热的效率又必须采用缩小管径的措施，二者无法兼顾，而 使得导热管本身优点反倒被限制住。而且，结构单一的毛细结构无法同时兼顾较小的流体 回流阻力与较大的毛细作用力，且也不能同时在外界热源与管内工作液体之间提供有效的 热传导路径。传统的导热管和导热板架构必须具有相当多的支撑柱以支撑外壳，才能形成足够 的毛细空间，相当不经济，且也使得导热装置体积变大无法薄型化，再者这些公知方式所形 成的毛细结构只具有一种孔隙尺寸，对于提升毛细吸力及降低流阻又无法兼顾，因此，如何 达到最佳的散热空间与效果则为目前产业亟欲解决的课题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的主要目的在于提供一种导热效率高、体较小、能提升毛细 吸力及降低流阻的具有毛细微结构的薄型导热装置。为达到上述目的，本技术提供一种具有毛细微结构的薄型导热装置，其包 含密闭腔体，该密闭腔体内部为真空环境；至少一层毛细微结构层，该至少一层毛细微结构层设置于密闭腔体的内部，并分 隔密闭腔体内部空间形成便于进行毛细热传导效应的冷凝区与热源区；与热导流体，该热导流体位于热源区，该热导流体于该热源区受热汽化后经由该至 少一层毛细微结构层进行毛细热传导效应，并于传送热能后至该冷凝区回流。密闭腔体为扁型金属外壳。毛细微结构层是以连续凹凸状置于密闭腔体内，且该连续凹凸状的一侧空间为冷 凝区，而另一侧空间则为热源区。毛细微结构层是由扩散结合法或烧结结合法所形成。毛细微结构层的形成材质为铜或铝。毛细微结构层更包含有相互结合的第一毛细微结构层与第二毛细微结构层。第一毛细微结构层与第二毛细微结构层均为粗化的毛细微结构层。第一毛细微结构层为粗化的毛细微结构层，第二毛细微结构层为细化的毛细微结 构层。第一毛细微结构层及第二毛细微结构层之中有一局部微结构层是具较佳毛细吸 力，以提升热传导效能的细化的毛细微结构层。本技术借由在接近热源的毛细微结构是细化的毛细微结构，有较佳的毛细吸力 (含水性较佳)的特性，其它部分为粗化的毛细微结构，有效降低流阻(即使冷凝回液态的水快 速回热源区)，以提升导热装置散热效能，且借由该毛细结构取代支撑柱状物，以形成更多的毛 细空间，借此使导热装置可增加导热面积达到更佳的散热效果且又能达到薄型化目的。附图说明图1为本技术具有毛细微结构的薄型导热装置的第一实施例的示意图；图2为本技术具有毛细微结构的薄型导热装置的第二实施例的侧视示意图；图2A为本技术具有毛细微结构的薄型导热装置的第二实施例的前视示意 图；图3为本技术具有毛细微结构的薄型导热装置的第三实施例的侧视示意图；图3A为本技术具有毛细微结构的薄型导热装置的第三实施例的前视示意 图；图4为本技术具有毛细微结构的薄型导热装置的第四实施例的侧视示意图；图4A为本技术具有毛细微结构的薄型导热装置的第四实施例的前视示意 图；图5为本技术具有毛细微结构的薄型导热装置的第五实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有毛细微结构的薄型导热装置，其特征在于，该具有毛细微结构的薄型导热装置包含：密闭腔体，该密闭腔体内部为真空环境；至少一层毛细微结构层，该至少一层毛细微结构层设置于所述密闭腔体的内部，并分隔所述密闭腔体内部空间形成便于进行毛细热传导效应的冷凝区与热源区；与热导流体，该热导流体位于所述热源区。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周业勋，
申请(专利权)人：周业勋，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]