熱管結構的製作方法

2023-07-06 03:42:41

專利名稱：熱管結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱傳遞結構(heat transfer structure),且特別是 有關於一種應用於電子裝置的熱管結構(heat pipe structure)。
背景技術：
隨著電子電路朝著高集成度、小體積發展，許多種類的電子裝置得以 越來越輕、薄、短、小。然而，當電子裝置小型化的同時，衍生出的問題 則是電子裝置的發熱組件所產生的熱越來越集中，越來越難散逸至環境 中，而容易導致電子裝置的發熱組件過熱。為了解決電子裝置的發熱組件 因過熱而無法正常工作的問題，散熱技術便顯得格外重要。熱管為散熱技 術中常使用的傳熱組件，因此如何改變熱管結構以增加熱管的熱傳遞效率 為散熱技術中關鍵的課題。

發明內容
本發明的目的是提供一種熱管結構，其具有良好的熱傳遞效率。 本發明的又一目的是提供一種熱管結構，其經過壓扁製作工藝後，會
具有良好的熱傳遞效率。
為達到上述目的，本發明的技術解決方案是公開一種熱管結構，其包
括一管體以及一工質。管體具有二相對的封閉端、 一內壁面、 一壓縮部以及一展開部。內壁面與此二相對的封閉端形成一空腔。壓縮部包含多個第 一溝槽且這些第一溝槽位於內壁面，其中任一第一溝槽包含一第一寬度。 展開部包含多個第二溝槽且這些第二溝槽位於內壁面，其中任一第二溝槽 包含一第二寬度且第一寬度約等於第二寬度。工質位於空腔中。
在本發明的一實施例中，管體更具有一外壁面且外壁面具有一施工標記。
在本發明的一實施例中，施工標記位於壓縮部。 在本發明的一實施例中，施工標記位於展開部。 在本發明的一實施例中，管體為一扁圓形管體。 在本發明的一實施例中，壓縮部為一彎折部。 在本發明的一實施例中，展開部與壓縮部連接。
本發明再公開一種熱管結構，其包括一管體以及一工質。管體具有二 相對的封閉端、 一內壁面、 一預定壓縮部以及一預定展開部。內壁面與此 二相對的封閉端形成一空腔。預定壓縮部包含多個第一溝槽且這些第一溝 槽位於內壁面，其中任一第一溝槽包含一第一寬度。預定展開部包含多個 第二溝槽且這些第二溝槽位於內壁面，其中任一第二溝槽包含一第二寬度 且第一寬度大於第二寬度。工質位於空腔中。
在本發明的一實施例中，施工標記位於預定壓縮部。 在本發明的一實施例中，施工標記位於預定展開部。 在本發明的一實施例中，管體為一圓形管體。 在本發明的一實施例中，預定壓縮部為一預定彎折部。 在本發明的一實施例中，預定展開部與預定壓縮部連接。 在本發明的一實施例中，熱管結構為利用一金屬粉末燒結法所形成。 在本發明的一實施例中，熱管結構為將一金屬圓管經過一切削製造工 藝所形成。在本發明的一實施例中，熱管結構應用於一電子裝置內。 本發明又公開一種熱管結構，其包括一管體以及一工質。管體具有二 相對的封閉端、 一內壁面、多個第一溝槽以及多個第二溝槽。內壁面與此 二相對的封閉端形成一空腔。這些第一溝槽位於內壁面，其中任一第一溝 槽包含一第一寬度。這些第二溝槽位於內壁面，其中任一第二溝槽包含一 第二寬度且第一寬度不等於第二寬度。工質位於空腔中。
本發明的具預定壓縮部與預定展開部的熱管結構在壓扁工藝前，預定 壓縮部的任一第一溝槽的第一寬度大於預定展開部的任一第二溝槽的第 二寬度。因此，當此熱管結構受壓而成為具壓縮部與展開部的熱管結構時， 壓縮部的任一第一溝槽的第一寬度會約等於展開部的任一第二溝槽的第 二寬度。如此一來，熱管結構在受壓後，壓縮部的第一溝槽並不會變得過 小而導致在第一溝槽中的工質流速過慢，因此本發明的熱管結構具有良好 的熱傳遞效率。


圖1A為利用本發明一實施例的熱管結構以將一發熱組件的熱傳遞至 一散熱器的示意圖1B為圖1A的熱管結構沿著線II-II的剖面圖1C為圖1B的熱管結構在壓扁製程前的剖面圖。
主要組件符號說明
50:發熱組件 60:散熱器
200、 200，熱管結構 210、 210':管體211a、 211a':第一溝槽 211b、 211b,:第二溝槽 212a、 212b:封閉端 214、 214':內壁面 216:外表面
218a、 218a，第一毛細結構 218b、 218b，第二毛細結構 219、 219':外壁面 219a:施工標記 220:工質
D:方向
I:間距
L:長軸
PI:壓縮部
Pl，預定壓縮部
P2:展開部
P2，預定展開部
S:短軸
V、 V，:空腔
Wl、 wr :第一寬度
W2、 W2':第二寬度
具體實施例方式
本發明是有關於一種應用於電子裝置的熱管結構。圖1A為利用本發
明一實施例的熱管結構以將一發熱組件的熱傳遞至一散熱器的示意圖，圖IB為圖1A的熱管結構沿著線II-II的剖面圖。請參照圖1A與圖1B，本 實施例的熱管結構200包括一管體210以及一工質220。管體210具有二 相對的封閉端212a與212b以及一內壁面214。在本實施例中，管體210 例如為一扁圓形管體，且管體210可利用其呈平面的一外表面216與一發 熱組件50緊密接觸，其中發熱組件50例如為一電子組件或其它在工作狀 態下會發熱的組件。內壁面214、封閉端212a與封閉端212b成形一空腔 V。工質220位於空腔V中，其中工質220例如為水、丙酮(acetone)、 氨水(a腿onia)、冷卻劑(refrigerant)、固態酒精或其它揮發性流體或 固體。在本案中利用液態工質進行敘述但並不限制工質在本發明案中的型 態。
管體210更具有二相對的壓縮部Pl以及二相對的展開部P2。在本實 施例中，壓縮部P1例如為一彎折部，且各壓縮部P1的彎曲程度大於各展 開部P2的彎曲程度。在本實施例中，各壓縮部P1由封閉端212a延伸至 封閉端212b，且各壓縮部Pl在內壁面214上具有一第一毛細結構218a。 此外，各展開部P2由封閉端212a延伸至封閉端212b。在本實施例中，各 展開部P2的一側與一壓縮部Pl連接，而各展開部P2的另一側與另一壓 縮部Pl連接。各展開部P2在內壁面214上具有一第二毛細結構218b。各 第一毛細結構218a的單位面積毛細力約等於各第二毛細結構218b的單位 面積毛細力。
在本實施例中，各第一毛細結構218a包括多個第一溝槽211a，亦即 各壓縮部Pl具有多個位於內壁面214的第一溝槽211a。此外，各第二毛 細結構218b包括多個第二溝槽211b，亦即各展開部P2具有多個位於內壁 面214的第二溝槽211b。具體而言，這些第一溝槽211a可由封閉端212a 延伸至封閉端212b，而這些第二溝槽211b可由封閉端212a延伸至封閉端 212b。在本實施例中，任一第一溝槽211a包括一第一寬度Wl，任一第二溝槽211b包含一第二寬度W2，而第一寬度Wl約等於第二寬度W2，因此 第一毛細結構218a與第二毛細結構218b可以提供約相等的單位面積毛細 力。
當發熱組件50因運作而發熱時，熱會經由封閉端212a傳遞至工質 220，以使工質220由液態或固態轉變為氣態。接著，氣態工質220會攜 帶著熱量並在空腔V中由封閉端212a流動至溫度相對封閉端212a低的封 閉端212b。之後，氣態工質220會在封閉端212b凝結為液態工質220， 並釋放熱量。然後，工質220所釋放的熱量可經由封閉端212b傳遞至一 連接於封閉端212b的散熱器60，並經由散熱器60散逸至周圍的空氣中， 其中散熱器60例如為一組散熱鰭片或其它適當的散熱器。在封閉端212b 經凝結後的液態工質220會在第一溝槽211a及第二溝槽211b中被其毛細 力由封閉端212b吸回封閉端212a。至此，工質220完成一循環。通過工 質220不斷地循環，熱量便能不斷地由發熱組件50傳遞至散熱器60。
在本實施例的熱管結構200中，由於管體210內壁面214的第一溝槽 211a的第一寬度Wl實質上等於第二溝槽211b的第二寬度W2，因此管體 210在彎曲程度較大的壓縮部Pl的第一溝槽21 la所產生的單位面積毛細 力會與在彎曲程度較小的展開部P2的第二溝槽211b所產生的毛細力約相 等。如此一來，位於壓縮部P1的第一溝槽211a的第一寬度Wl不會過小， 因此液態工質220由封閉端212b回流至封閉端212a的速率即使在彎曲程 度較大的壓縮部P1的第一溝槽211a處亦不會較小。相較於在公知熱管結 構中，工質在管體被折彎的部位的溝槽處的流速受阻，在本實施例的熱管 結構200中，管體210中的液態工質220在各個部位(如壓縮部Pl與展 開部P2)的流速皆為順暢而不受阻。因此，本實施例的熱管結構200具有 較佳的熱傳遞效率。
在本實施例中，這些第一溝槽211a的間距I與這些第二溝槽211b的間距I可實質上相等，如此一來，除了在製作第一溝槽211a與第二溝槽
211b時較為方便之外，亦能夠使液態工質220較為均勻地分布於內壁面 214上，以善加利用內壁面214的有限面積。
圖1C為圖IB的熱管結構在壓扁製程前的剖面圖。請參照圖1A至圖 1C，熱管結構200 (如圖1B所繪示)可以是來自一熱管結構200'(如圖 1C所繪示)沿著方向D壓扁後所獲得。熱管結構200'具有一管體210'， 其中管體210'的封閉端的一與圖1A的封閉端212a對應，而另一封閉端 則與圖1A的封閉端212b對應。
管體210'的內壁面214'與上述二封閉端成形一空腔V'，而工質 220位於空腔V'中。在本實施例中，管體210'例如為一圓形管體，而管 體210'具有二相對的預定壓縮部Pr以及二相對的預定展開部P2'。在 本實施例中，這些預定壓縮部Pl'例如為預定彎折部。這些預定壓縮部 Pl'與這些預定展開部P2'皆由封閉端的一端延伸至封閉端的另一端。在 本實施例中，各預定展開部P2'的一側與一預定壓縮部Pl'連接，而另 一側與另一預定壓縮部P2'連接。管體210'在經過壓扁製程後，預定壓 縮部P1'即成為彎曲程度較大的壓縮部P1，預定展開部P2'即成為彎曲 程度較小的展開部P2。
各預定壓縮部P1，在內壁面214'上具有一第一毛細結構218a'，而 各預定展開部P2，在內壁面214，上具有一第二毛細結構218b，。這些第 一毛細結構218a，的單位面積毛細力小於這些第二毛細結構218b，的單 位面積毛細力。在本實施例中，各第一毛細結構218a'包括多個第一溝槽 211a，，亦即預定壓縮部Pl'在內壁面214'上包含多個第一溝槽 211a，。各第二毛細結構218b'包括多個第二溝槽211b'，亦即預定展 開部P2，在內壁面214'上包含多個第二溝槽211b，。具體而言，這些第 一溝槽211a'可由封閉端的一端延伸至封閉端的另一端，而這些第二溝槽211b'可由封閉端的一端延伸至封閉端的另一端。任一第一溝槽211a，包 含一第一寬度W1，，任一第二溝槽211b，包含一第二寬度W2，，而第一
寬度wr不等於第二寬度W2'。 一般而言第一寬度wr大於第二寬度
W2'，以使第一毛細結構218a'的單位面積毛細力小於第二毛細結構 218b'的單位面積毛細力。在本實施例中，管體210'為將一金屬圓管經 過切削製作工藝後以在金屬管內壁形成第一及第二毛細結構218a'、 218b'，也可利用金屬粉末燒結的方式將金屬圓管及圓管內壁的第一毛細 結構218a'及第二毛細結構218b'同時製作完成。
當管體210'被壓扁成管體210時，預定壓縮部P1'會受力彎折，導 致第一溝槽211a'的第一寬度W1'因推擠效應而縮小至第一寬度Wl (如 圖1B所繪示)。此外，第二溝槽211b，的第二寬度W2'在壓扁製程後亦 會成為第二寬度W2。此外，如上所述，第一寬度W1會約等於第二寬度W2。 換言之，第一毛細結構218a'的單位面積毛細力與第二毛細結構218b' 的單位面積毛細力在壓扁製程後會趨於約相等。如此一來，熱管結構200， 在經過壓扁後，便能夠成為熱傳遞效率良好的熱管結構200。
在本實施例中，這些第一溝槽211a，的間距I與這些第二溝槽211b， 的間距I可實質上相等，如此一來，除了在製作第一溝槽211a'與第二溝 槽211b'時較為方便之外，亦能使熱管結構200'在壓扁成熱管結構200 時，液態工質220較為均勻地分布於內壁面214上，以善加利用內壁面214 的有限面積。
為了在壓扁製程時，能夠容易地辨識出將熱管結構200'壓扁的方向 D，管體21(T的外壁面219'可具有一施工標記219a，位於預定壓縮部 Pl，與預定展開部P2，其中之一上。具體而言，施工標記219a可相對於 這些第一溝槽211a'或這些第二溝槽211b'中位於中間位置的那條溝槽， 而圖2C所繪示者是以相對於這些第二溝槽211b'中位於中間位置的那條溝槽為例。
當熱管結構200，壓扁為熱管結構200時，施工標記219a會位於管體 210的外壁面219上，並位於這些壓縮部Pl與這些展開部P2其中之一上。 具體而言，施工標記219a可位於對應管體210的一橫截面的長軸L或短 軸S的位置，而圖1B所繪示者是以位於對應短軸S的位置為例。
值得注意的是，本發明並不限定毛細結構必須是溝槽。在其它實施例 中，毛細結構亦可以是其它類型的毛細結構。此外，本發明不限定管體210 所具有的壓縮部Pl與展開部P2的數量，亦不限定管體210'所具有的預 定壓縮部Pl'與預定展開部P2'的數量。在另一未繪示的實施例中，受 壓前的管體可具有一預定壓縮部與一預定展開部，而管體在受壓後會具有 一壓縮部與一展開部。
綜上所述，本發明的具預定壓縮部與預定展開部的熱管結構在受壓 前，預定壓縮部的第一溝槽的第一寬度大於預定展開部的第二溝槽的第二 寬度，因此當此熱管結構受壓而成為具壓縮部與展開部的熱管結構時，壓 縮部的第一溝槽的第一寬度會約等於展開部的第二溝槽的第二寬度。如此 一來，管體受壓後，壓縮部的第一溝槽的第一寬度不會過小而導致第一溝 槽中的液態工質流速過慢，因此本發明的熱管結構具有良好的熱傳遞效 率。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任 何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當 可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當以權利要求的保護範圍 所界定者為準。
權利要求
1、一種經過壓扁製造工藝後的熱管結構，其特徵在於，包括一管體，具有二相對的封閉端；一內壁面，與該二相對的封閉端形成一空腔；一壓縮部，包含多個第一溝槽且該多個第一溝槽位於該內壁面，其中任一該多個第一溝槽包含一第一寬度；以及一展開部，包含多個第二溝槽且該多個第二溝槽位於該內壁面，其中任一該多個第二溝槽包含一第二寬度且該第一寬度約等於該第二寬度；以及一工質，位於該空腔中。
2、 如權利要求1所述的經過壓扁製程後的熱管結構，其特徵在於， 所述管體還具有一外壁面且該外壁面具有一施工標記。
3、 如權利要求2所述的經過壓扁製程後的熱管結構，其特徵在於， 所述施工標記位於該壓縮部。
4、 如權利要求2所述的經過壓扁製程後的熱管結構，其特徵在於， 所述施工標記位於該展開部。
5、 如權利要求1所述的經過壓扁製程後的熱管結構，其特徵在於， 所述管體為一扁圓形管體。
6、 如權利要求1所述的經過壓扁製程後的熱管結構，其特徵在於， 所述壓縮部為一彎折部。
7、 如權利要求1所述的經過壓扁製程後的熱管結構，其特徵在於， 所述展開部與該壓縮部連接。
8、 如權利要求1所述的經過壓扁製程後的熱管結構，其特徵在於，所述熱管結構應用於一電子裝置內。
9、 一種熱管結構，其特徵在於，包括 一管體，具有 二相對的封閉端；一內壁面，與該二相對的封閉端形成一空腔；一預定壓縮部，包含多個第一溝槽且該多個第一溝槽位於該內壁面， 其中任一該多個第一溝槽包含一第一寬度；以及一預定展開部，包含多個第二溝槽且該多個第二溝槽位於該內壁面， 其中任一該多個第二溝槽包含一第二寬度且該第一寬度大於該第二寬度； 以及一工質，位於該空腔中。
10、 如權利要求9所述的熱管結構，其特徵在於，所述管體還具有一 外壁面且該外壁面具有一施工標記。
11、 如權利要求10所述的熱管結構，其特徵在於，所述施工標記位 於該預定壓縮部。
12、 如權利要求10所述的熱管結構，其特徵在於，所述施工標記位 於該預定展開部。
13、 如權利要求9所述的熱管結構，其特徵在於，所述管體為一圓形 管體。
14、 如權利要求9所述的熱管結構，其特徵在於，所述預定壓縮部為 一預定彎折部。
15、 如權利要求9所述的熱管結構，其特徵在於，所述預定展開部與 該預定壓縮部連接。
16、 如權利要求9所述的熱管結構，其特徵在於，所述熱管結構為利 用一金屬粉末燒結法所形成。
17、 如權利要求9所述的熱管結構，其特徵在於，所述熱管結構為將 一金屬圓管經過一切削製造工藝所形成。
18、 如權利要求9所述的熱管結構，其特徵在於，所述熱管結構應用 於一電子裝置內。
19、 一種熱管結構，其特徵在於，包括 一管體，具有二相對的封閉端；一內壁面，與該二相對的封閉端形成一空腔；多個第一溝槽且該多個第一溝槽位於該內壁面，其中任一該多個第一 溝槽包含一第一寬度；以及多個第二溝槽且該多個第二溝槽位於該內壁面，其中任一該多個第二溝槽包含一第二寬度且該第一寬度不等於該第二寬度；以及 一工質，位於該空腔中。
全文摘要
本發明一種熱管結構，包括一管體以及一工質。管體具有二相對的封閉端、一內壁面、一壓縮部以及一展開部。內壁面與此二相對的封閉端形成一空腔。壓縮部包含多個第一溝槽且這些第一溝槽位於內壁面，其中任一第一溝槽包含一第一寬度。展開部包含多個第二溝槽且這些第二溝槽位於內壁面，其中任一第二溝槽包含一第二寬度且第一寬度約等於第二寬度。工質位於空腔中。
文檔編號F28D15/02GK101493294SQ200810004619
公開日2009年7月29日 申請日期2008年1月21日 優先權日2008年1月21日
發明者王炫證, 田奇偉, 蕭偉宗 申請人:仁寶電腦工業股份有限公司