平板式熱管的製造方法
2023-07-12 02:25:41 2
專利名稱：平板式熱管的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種熱管的製造方法，特別是指一種平板式熱管的製造方法。
背景技術：
目前業界普遍採用熱管來解決高速計算機的高密度散熱問題，如熱導管、迴路式 熱管、以及平板式熱管(Vapor Chamber)等產品。平板式熱管的工作原理與傳統熱管相同，因其具有比傳統熱管更大的熱傳導面 積，且符合「輕、薄、短、小」的高實用價值，而被大量應用在大型散熱面的電子產品上。一般的平板式熱管具有以衝壓製程製備的一上蓋板、與上蓋板配合的一下蓋板及 在此上、下蓋板間的毛細結構。該上、下蓋板通過焊接方式連接成一體。若干散熱片通過焊 接或粘結的方式固定於上蓋板上，用以將平板式熱管的熱量散發到周圍空氣中。然而，散熱 片與平板式熱管的上蓋板之間的熱阻較大，如此，平板式熱管的散熱性能不好。
發明內容
有鑑於此，有必要提供一種散熱性能良好的平板式熱管的製造方法。一平板式熱管的製造方法，包括以下步驟提供一模具，其包括一第一型腔及與第一型腔連通的若干第二型腔；提供第一金屬粉、第二金屬粉及與所述第一、第二金屬粉混合以使其粘結的粘結 劑；提供若干消失性填充體，並將所述消失性填充體置於模具第一型腔及第二型腔 中，這些消失性填充體間隔設置，並使這些消失性填充體與第一、第二型腔的各內壁面間隔 設置；依序將混合有粘結劑的第一金屬粉及第二金屬粉經注射進入模具的第一型腔及 第二型腔內；移除所述消失性填充體，從而形成一生胚；高溫燒結生胚，使第一第一金屬粉形成平板式熱管的連續外腔體，第二金屬粉形 成一貼設於外腔體內表面的、連續的毛細結構及若干多孔隙支撐柱，此時形成一褐胚；將褐胚進行抽真空、注工作液體、封口處理而得到平板式熱管。與現有技術相比，本發明的平板式熱管的一體成型，各部分之間的熱阻小，傳熱性 能更好。下面參照附圖，結合具體實施例對本發明作進一步的描述。
圖1是本發明第一實施例中平板式熱管的填充體位於模具內的示意圖。圖2是圖1中的平板式熱管生胚的剖視圖。圖3是圖1中的平板式熱管褐胚的剖視圖。
圖4是本發明第二實施例中平板式熱管的示意圖。圖5是本發明第三實施例中平板式熱管的示意圖。圖6是本發明第四實施例中平板式熱管的示意圖。圖7是本發明第五實施例中平板式熱管的示意圖。
具體實施例方式圖1至圖3所示為本發明第一實施例的平板式熱管100。平板式熱管100利用粉 末射出成型技術製成，具體步驟如下所示(1)提供一模具10，該模具10具有一第一型腔11及位於第一型腔11上方中部且 與之連通、等距離間隔設置的六第二型腔13。第一、第二型腔11、13共同形成的空腔的形狀 與平板式熱管100的外形尺寸相當。可以理解的，該第一型腔11及第二型腔13的形狀可 為長方體、圓柱體或其他幾何形狀，在本實施例中，其均為長方體狀。(2)提供一雙色成型射出機(圖未示)，此雙色成型射出機具有兩個獨立方向的注 射系統。(3)提供一種粒徑大小為5 20(m的第一金屬粉(圖未示)、另一種粒徑大小為 50 150 (m的第二金屬粉(圖未示)及與第一金屬粉及第二金屬粉充分混合的粘結劑(圖 未不)O(4)提供六消失性填充體15。其中，每一消失性填充體15包括一第一填充部151 及一第二填充部153。可以理解的，第一、第二填充部151、153的橫截面可具有多種形狀，如 長方形、梯形及圓錐形等，在本實施例中，其橫截面均為長方形。第一填充部151等距離間 隔設置於模具10第一型腔11中，且每一第一填充部151的上側、下側邊緣及位於左右相對 兩側的二第一填充部151的外側邊緣距第一型腔11的各內側面0. 2 0. 7mm的距離。相 鄰二第一填充部151之間的間隙位於對應的二第二填充部153之間的正下方，且其寬度小 於二第二填充部153之間間隔的寬度。第二填充部153自第一填充部151上側邊緣向上延 伸，且置於模具10的第二型腔13中。每一第二填充部153的上側邊緣及左右相對兩側邊 緣距第二型腔13的頂端內側面及左右相對二內側面0. 2 0. 7mm的距離。(5)依序將與粘結劑充分混合後的第一金屬粉及第二金屬粉經由不同方向的注射 系統注射進入模具10的第一、第二型腔11、13內，使第一金屬粉填充至第一填充部151的 上側、下側邊緣及位於左右相對兩側的二第一填充部151的外側邊緣與第一型腔11的各內 側面之間及第二填充部153與第二型腔13之間，且與第一、第二填充部151、153各表面之 間形成一均勻的間隙；第二金屬粉填充至二相鄰第一填充部151之間的間隙中及第一金屬 粉與第一、第二填充部151、153之間的間隙中。(6)通過化學脫脂或熱裂解脫脂處理，移除第一、第二金屬粉內部的消失性填充體 15，從而形成一生胚。(7)高溫燒結生胚，使第一金屬粉形成平板式熱管100的外腔體20，第二金屬粉形 成一貼設於外腔體20內表面的、連續的毛細結構40及若干多孔隙支撐柱30，從而形成平 板式熱管100的褐胚。位於模具10第一型腔11中的部分形成與熱源貼設的一長方體的 吸熱部21，位於模具10第二型腔13中的部分形成六長方體的散熱片23。支撐柱30的上 端抵頂二相鄰散熱片23連接處的下表面，其下端抵頂吸熱部21底部的上表面。這些支撐柱30具有適當的強度以克服其吸熱部21內部發生相變化作用時產生的由內向外的蒸汽壓 力，以確保平板式熱管100的外觀形狀完好。此時，該褐胚內形成有六第一收容槽25，每一 散熱片23內形成一第二收容槽27，第一、第二收容槽25、27相互連通。(8)將褐胚進行抽真空、注工作液體、除氣、定長、封口及表面熱處理而得到本發明 第一實施例的平板式熱管100。上述消失性填充體15為高分子材料或臘基材料，其作用在於通過化學反應或熱 裂解方式自生胚內移除，以形成褐胚的收容腔。不同顆粒尺寸大小的金屬粉，經由相同的燒結溫度條件下，金屬粉顆粒越小其曲 率半徑越小、顆粒表面的活化能越高，因而小顆粒金屬粉鍵結後所顯現的緻密化速度較快。 因此，在相同燒結溫度下，第一金屬粉鍵結而形成本發明中平板式熱管100緻密的連續外 腔體20，而第二金屬粉鍵結形成位於外腔體20內表面的、連續的、多孔隙的毛細結構40及 支撐柱30。由於本實施例的平板式熱管100 —體成型，散熱片23與吸熱部21之間的熱阻小。 散熱片23內具有與吸熱部21的第一收容槽25連通的第二收容槽27，平板式熱管100內部 的蒸汽與平板式熱管100的接觸面積增大，散熱快，加快了工作液體的回流速度，保證了平 板式熱管100的性能穩定。同時，回流的工作液體可以沿支撐柱30回流，縮短了工作液體 的回流路徑。請同時參閱圖4，為本發明第二實施例的平板式熱管200的示意圖，其製造方法及 製造過程與第一實施例相同，其與第一實施例的區別是模具10的第二型腔13為若干均勻 間隔設置的內空圓柱，第二填充部153為與第二型腔13間隔設置的圓柱體，如此，使填充於 第二型腔13與第二填充部153之間的第一金屬粉燒結後形成若干內部具有圓柱狀第二收 容槽(圖未視)的、圓柱狀的散熱片23a。這些散熱片23a呈矩陣排列。請同時參閱圖5，為本發明第三實施例的平板式熱管300的示意圖，其製造方法及 製造過程與第一實施例相同，其與第一實施例的區別是散熱片23b為內空的圓臺且呈矩 陣排列。這些散熱片23b接觸面積大的一端與平板式熱管300的吸熱部21b —體連接。請同時參閱圖6，為本發明第四實施例的平板式熱管400的示意圖，其製造方法及 製造過程與第一實施例相同，其與第一實施例的區別是散熱片23c為內空的長方體且呈 矩陣排列。這些散熱片23c之間間隔的距離較大，能利用其角度變化改變散熱片23c間的 氣流運動方向。請同時參閱圖7，為本發明第五實施例的平板式熱管500的示意圖，其製造方法及 製造過程與第一實施例相同，其與第一實施例的區別是散熱片23d為內空的稜柱且呈矩 陣排列。這些散熱片23d之間的間隔較小，適合運用於單向流場中，以利用其角度變化改變 散熱片23d間的氣流運動方向。
權利要求
一平板式熱管的製造方法，包括以下步驟提供一模具，其包括一第一型腔及與第一型腔連通的若干第二型腔；提供第一金屬粉、第二金屬粉及與所述第一、第二金屬粉混合以使其粘結的粘結劑；提供若干消失性填充體，並將所述消失性填充體置於模具第一型腔及第二型腔中，這些消失性填充體間隔設置，並使這些消失性填充體與第一、第二型腔的各內壁面間隔設置；依序將混合有粘結劑的第一金屬粉及第二金屬粉經注射進入模具的第一型腔及第二型腔內；移除所述消失性填充體，從而形成一生胚；高溫燒結生胚，使第一第一金屬粉形成平板式熱管的連續外腔體，第二金屬粉形成一貼設於外腔體內表面的、連續的毛細結構及若干多孔隙支撐柱，此時形成一褐胚；將褐胚進行抽真空、注工作液體、封口處理而得到平板式熱管。
2.如權利要求1所述的平板式熱管的製造方法，其特徵在於所述每一消失性填充體 包括一第一填充部及自第一填充部上側向上延伸的一第二延伸部，所述第一填充部位於模 具的第一型腔內，所述第二填充部位於模具的第二型腔內。
3.如權利要求2所述的平板式熱管的製造方法，其特徵在於所述每一第一填充部的 上側、下側邊緣及位於左右相對兩側的二第一填充部的外側邊緣距第一型腔的各內側面 0. 2 0. 7mm的間隙，所述第一金屬粉填充至這些間隙中以形成外腔體，且所述第一填充部 的各外表面與所述第一金屬粉之間形成一連續的另一間隙，所述第二金屬粉體填充至所述 另一間隙中，以形成毛細結構。
4.如權利要求2所述的平板式熱管的製造方法，其特徵在於每一第二填充部的上側 邊緣及左右相對兩側邊緣距第二型腔的頂端內側面及左右相對二內側面0. 2 0. 7mm的間 隙，所述第一金屬粉填充至這些間隙中以形成所述外腔體，且第一金屬粉與第二填充體的 各外表面之間形成一連續的另一間隙，所述第二金屬粉填充至所述另一間隙中，以形成毛 細結構。
5.如權利要求3所述的平板式熱管的製造方法，其特徵在於所述第二金屬粉進一步 填充至二相鄰第一填充部之間的間隙中，形成所述支撐柱。
6.如權利要求5所述的平板式熱管的製造方法，其特徵在於所述相鄰二第一填充部 之間的間隙位於對應的二第二填充部之間的正下方，且其寬度小於二第二填充部之間的距離。
7.如權利要求1所述的平板式熱管的製造方法，其特徵在於所述褐胚位於模具第一 型腔中的部分形成有一第一收容槽，位於第二型腔中的部分形成有若干第二收容槽，所述 第一、第二收容槽相互連通。
8.如權利要求7所述的平板式熱管的製造方法，其特徵在於所述第二型腔為內空的 長方體、圓臺、稜柱、圓柱體等，且呈矩陣排列。
9.如權利要求1所述的平板式熱管的製造方法，其特徵在於所述消失性填充體為高 分子材料或臘基材料。
10.如權利要求1所述的平板式熱管的製造方法，其特徵在於所述第一、第二金屬粉 通過一具有兩個獨立方向的注射系統的雙色成型射出機射出。
全文摘要
一平板式熱管的製造方法，包括以下步驟提供一具有一第一型腔及與第一型腔連通的若干第二型腔的模具；提供第一金屬粉、第二金屬粉及與所述金屬粉混合的粘結劑；提供若干間隔設置的消失性填充體，使其置於模具第一型腔及第二型腔中，並與第一、第二型腔的各內壁面間隔設置；依序將第一金屬粉及第二金屬粉經注射進入模具的第一型腔及第二型腔內；移除所述消失性填充體，從而形成一生胚；高溫燒結生胚，使第一第一金屬粉形成平板式熱管的連續外腔體，第二金屬粉形成一貼設於外腔體內表面的、連續的毛細結構及若干多孔隙支撐柱，此時形成一褐胚；將褐胚進行抽真空、注工作液體、封口處理而得到平板式熱管。
文檔編號B22F3/115GK101941072SQ20091030414
公開日2011年1月12日 申請日期2009年7月8日 優先權日2009年7月8日
發明者侯春樹 申請人:富準精密工業(深圳)有限公司;鴻準精密工業股份有限公司