CN106323061A - 微型热管及微型热管的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型热管，包含有：一管体，两端封闭，由一端至另一端沿其身部定义出一受热段、一绝热段以及一冷凝段；该管体的内壁设置有蚀刻后所形成的蚀刻纹路，该蚀刻纹路定义为第一毛细结构且满布于该受热段、该绝热段以及该冷凝段；一第二毛细结构，设置于该管体内且位于该管体的受热段，该第二毛细结构填满该受热段且具有吸附液体的毛细效果；以及一作动液，注入该管体内。本发明还公开了一种上述微型热管的制造方法，主要是利用对该管体内壁面进行蚀刻而形成该第一毛细结构，并使该第二毛细结构填满该受热段并烧结后，加以注液、抽真空及封口后即完成。

Description

微型热管及微型热管的制造方法

技术领域

本发明与散热装置有关，特别是指一种微型热管及微型热管的制造方法。

背景技术

热管，是一种内部有铜粉或金属网形成的毛细材，且注入适量的工作液之后，将两端封闭的一种密闭管体。中国台湾第TW I447342号专利，揭露了一种复合毛细结构的热管，其结构上具有内部的一第二管体配合铜粉及沟槽来形成复合毛细结构。此外，中国台湾第TW M499544号专利，则揭露一种具有多个毛细组织的热管。

然而，无论是前述两件专利案的热管，或是目前已知的热管，主要是直径在6毫米(mm)的规格，目前，并没有任何稳定且有效的技术可以制造出直径在3毫米(mm)以下的热管，而直径在3毫米以下的热管，即为本案所定义的微型热管。

目前现有技术的所以无法成功制造出直径在3毫米以下的热管，其原因很多，以下说明其中两种原因。其中第一个原因是，由于现有的毛细结构做法都是在管壁烧结铜粉、铺设铜网或在抽管时在管壁形成沟槽，甚至于复合设置(如前述2件专利)，因此以目前的做法欲在微型热管内设置铜粉或铜网等毛细结构，会因管内空间受限而变得不切实际，难有功效；加上后续工艺(折弯、压扁)的应用需求，会直接破坏毛细结构，使得本来应该回流至受热端的作动液无法顺畅回流，造成失效。此外，目前以沟槽为毛细结构的热管而言，虽然不像铜粉或铜网那样的会占据管内空间而缩小空间的口径，然而，单纯的沟槽管体所形成的毛细结构，会随着管径的缩小而产生加工困难的问题；前述之后工艺亦会破坏毛细结构，并形成对作动液的阻碍，造成失效。至于第二个原因，则是在微型热管的细管架构下，其管壁必然随之极薄；因此，如何在如此细的管体内的薄管壁上设置一层有效的毛细结构，变成了一项挑战。无论是在管内设置沟槽、铺设铜粉或铜网，甚至于后加工均是非常困难的，目前并没有已知技术可以有效解决此问题。

发明内容

本发明的主要目的乃在于提供一种微型热管，其在管壁表面藉由蚀刻的方式来形成蚀刻纹路，而做为本案的第一毛细结构，因此不需在管壁额外增加一层铜粉或铜网来设置毛细结构，进而避免管内口径被毛细结构占据而缩小的问题，而该第一毛细结构由于是蚀刻纹路，因此回流路径的密度极高，具有良好的毛细效果，可供作动液有效回流。

本发明的次要目的乃在于提供一种微型热管，其可对作动液提供良好的回流路径，而优于现有技术中单纯以沟槽做为毛细结构的热管。

缘是，依据本发明所提供的一种微型热管，包含有：一管体，两端封闭，由一端至另一端沿其身部定义出一受热段、一绝热段以及一冷凝段；该管体的内壁设置有蚀刻后所形成的蚀刻纹路，该蚀刻纹路定义为第一毛细结构且满布于该受热段、该绝热段以及该冷凝段；一第二毛细结构，设置于该管体内且位于该管体的受热段，该第二毛细结构填满该受热段且具有吸附液体的毛细效果；以及一作动液，注入该管体内。

藉此，本发明在管壁表面藉由蚀刻的方式来形成蚀刻纹路，而做为本案的第一毛细结构，因此不需在管壁额外增加一层铜粉或铜网来设置毛细结构，进而避免管内口径被毛细结构占据而缩小的问题，而该第一毛细结构由于是蚀刻纹路，因此回流路径的密度极高，具有良好的毛细效果，可供作动液有效回流。此外，该第一毛细结构可对作动液提供良好的回流路径，而优于现有技术中单纯以沟槽做为毛细结构的热管。

本发明的又一目的乃在于提供一种微型热管的制造方法，其可适合制造出直径3毫米以下的微型热管，且所制造出的微型热管又能达成前述的主要目的以及次要目的。

缘是，依据本发明所提供的一种微型热管的制造方法，包含有下列步骤：备置：备置一管体，两端呈开口状；蚀刻：对该管体通入蚀刻液，该蚀刻液即对该管体内壁进行蚀刻而于该管体内壁面形成蚀刻纹路，并将该蚀刻纹路定义为第一毛细结构；一端封口：将该管体的一端以无焊料焊接的方式封口，并由该封口端至另一端沿其身部依序定义出一受热段、一绝热段以及一冷凝段；置入第二毛细材：由该管体尚存的开口置入一第二毛细材，并使该第二毛细材位于该受热段，且使该第二毛细材填满该受热段；烧结：对该管体连同该第二毛细材进行烧结，而使得该第二毛细材成为一第二毛细结构；注液：对该管体内注入作动液；抽真空及另一端封口：对该管体抽真空，并将该管体尚存的开口端以无焊料焊接的方式封口。

藉由上述步骤，可制造出直径3毫米以下的微型热管，且所制造出的微型热管又能达成前述的主要目的以及次要目的。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的平面示意图。

图2为本发明第一较佳实施例的剖视示意图。

图3为本发明第一较佳实施例的局部剖视示意图，显示管体内壁面的第一毛细结构的纹路状态。

图4为本发明第一较佳实施例的使用状态图。

图5为本发明第一较佳实施例的另一局部剖视示意图，显示管体内壁面的第一毛细结构的另一种纹路状态。

图6为本发明第一较佳实施例的另一剖视示意图，显示沟槽管的横断面。

图7为本发明第一较佳实施例的局部剖视立体图，显示沟槽管内壁面的第一毛细结构状态。

图8为本发明第一较佳实施例的外观示意图。

图9为本发明第一较佳实施例的再一外观示意图。

图10为本发明第一较佳实施例的又一外观示意图。

图11为本发明第二较佳实施例的流程图。

图12为本发明第二较佳实施例的备置步骤示意图。

图13为本发明第二较佳实施例的蚀刻步骤示意图。

图14为本发明第二较佳实施例的一端封口步骤示意图。

图15为本发明第二较佳实施例的置入第二毛细材步骤示意图。

图16为本发明第二较佳实施例的另一端封口步骤示意图。

图17为本发明第二较佳实施例的另一流程图。

其中，附图标记：

10微型热管

11,11’管体 12,12’第一毛细结构 14’沟槽

19标记 21第二毛细结构 41蚀刻液

99发热源

A绝热段 C冷凝段 H受热段

具体实施方式

为了详细说明本发明的技术特点所在，兹举以下的较佳实施例并配合图式说明如后，其中：

如图1至图3所示，本发明第一较佳实施例所提供的一种微型热管10，主要由一管体11、一第二毛细结构21以及一作动液所组成，其中：

该管体11，两端封闭，由一端至另一端沿其身部定义出一受热段H、一绝热段A以及一冷凝段C。该管体11的内壁设置有蚀刻后所形成的蚀刻纹路，该蚀刻纹路定义为第一毛细结构12且满布于该受热段H、该绝热段A以及该冷凝段C。于本第一实施例中，该第一毛细结构12是以下述方式成形：以蚀刻液流经该管体11内，进而对该管体11内壁蚀刻出依该蚀刻液流动方向所形成出的具有规则性排列的纹路；因此，该第一毛细结构12乃是一种具有规则性排列的蚀刻纹路。此外，于本第一实施例中，该管体11的直径小于或等于3毫米，而以直径2毫米为例。

该第二毛细结构21，设置于该管体11内且位于该管体11的受热段H，该第二毛细结构21填满该受热段H且具有吸附液体的毛细效果。该第二毛细结构21于本第一实施例中以铜粉烧结而成为例。该第二毛细结构21之所以需要填满该受热段H，而不像传统热管是沿管壁烧结成断面呈环状的管形毛细结构，乃是由于填满的状态下所能吸附储存的作动液较多，特别是在管体11较细的情况下，由于细管体11内部空间本就很小，因此可注入的作动液的量也就相对较少，在整个制造过程中，作动液很难控制定量存在于管体11中。而本发明的该第二毛细结构21填满该受热段H，能有效形成一巨大毛细结构，并具有容涵足量的作动液的效果。

该作动液，注入该管体11内。于本第一实施例中，该作动液以纯水为例，其他种可替代做为作动液的液体亦可，而由于作动液为现有技术热管中的必要元件，而其替代的种类或成份也已为熟习此项技术者所知悉，因此不再赘述其成份。由于液体在管内的状态难以以图式表示，加上作动液为现有技术元件，因此容不在图式中表示出。

以上说明了本第一实施例的架构，接下来说明本第一实施例的工作状态。

请参阅图3及图4，在使用前，将该受热段H接触于一发热源99(例如电子芯片、中央处理器或电池)。在使用时，该发热源99所发出的热能即会对该第二毛细结构21所容涵的作动液加热，而使得该作动液受热为蒸气，并于该管体11内经由该绝热段A而移动至该冷凝段C，接着在该冷凝段C的管壁凝结成液态，再经由该第一毛细结构12而回流至该第二毛细结构21，如此循环不断，而达到将热能传导至该冷凝段C的效果。

藉此，本发明所提供的第一实施例，其第一毛细结构12乃是在管壁表面藉由蚀刻的方式来形成的蚀刻纹路，因此可以不需要在管壁额外增加一层铜粉或铜网来设置毛细结构，进而避免管内口径被毛细结构占据而缩小的问题，并且该第一毛细结构21具有良好的作动液回流效果。此外，该第一毛细结构12由于是藉由蚀刻所形成的毛细纹路极为细微，因此回流路径的密度以及提供作动液毛细效果来回流的效果均优于现有技术中单纯以沟槽做为毛细结构的效果。

如图5所示，须补充说明的一点是，该第一毛细结构12除了上述以呈规则性排列的纹路来举例之外，事实上亦可以是呈杂乱排列的纹路的。在进行蚀刻时，只需将该蚀刻液注入后静置或不静置而对该管体11进行摇晃，即可对该管体11的管壁蚀刻出杂乱排列的纹路来做为该第一毛细结构12，而同样具有让作动液回流的效果。

此外，如图6至图7所示，该管体11’本身亦可以是沟槽管，亦即，该管体11于内管壁更设有沿轴向延伸的多个沟槽14’，而该第一毛细结构12’除了满布于该管体11’的内管壁之外，还满布于该等沟槽14’的槽壁。该管体11’是沟槽管时，在进行蚀刻时直接对具有该等沟槽14’的内管壁进行蚀刻即可形成上述结构。这样的结构可以在该等沟槽14’本身的毛细效果之外，再加上蚀刻纹路的毛细效果，进而可再提高使作动液回流的效果。

于本第一实施例中，由于该第二毛细结构21仅位于该受热段H，而由该微型热管10的外表并无法直接判断出该受热段H的位置，因此，对该微型热管10的外表进行标记，即可让用户直接由外观判断。在实施上，于该管体11表面设置一标记19，该标记19可供辨识出该受热段H的位置，藉此，用户即可由该微型热管10的外观判断出该微型热管10的受热段H的位置。该标记19的设置方式，如图8所示，可以是对该管体11表面进行蚀刻所形成，在外观上，被蚀刻的部位其表面会显得较为粗糙的雾面状，至于蚀刻的部位在图8中位于该微型热管10的受热段H，然而，其他位置亦可，例如在该微型热管10的冷凝段C。此外，如图9所示，该标记19亦可为一套件，例如套环，套置于该管体11；或者，如图10所示，该标记19亦可为一色料而涂设于该管体11表面；又或者，该标记19亦可为一图形，例如箭头，而可设置在该管体11表面的任意位置，可指示出该受热段H或该冷凝段C的位置。前述的标记方式仅为举例而已，并非用以限制本案的专利范围。

请再参阅图11至图16，本发明第二较佳实施例所提供的一种微型热管的制造方法，其中由于在各图式中的元件与前揭第一实施例相同，因此使用与第一实施例相同的图以及相同的图号，该制造方法包含有下列步骤：

备置：如图12所示，备置一管体11，两端呈开口状。于本实施例中，该管体11小于或等于3毫米，而以2毫米为例。

蚀刻：如图13所示，对该管体11通入一蚀刻液41，该蚀刻液41即对该管体11内壁进行蚀刻而于该管体11内壁面形成蚀刻纹路，并将该蚀刻纹路定义为第一毛细结构12。于蚀刻时，可依前述第一实施例中的方式来蚀刻出具有规则性排列的纹路，或蚀刻出杂乱排列的纹路。

一端封口：如图14所示，将该管体11的一端以无焊料焊接的方式封口，并由该封口端至另一端沿其身部依序定义出一受热段H、一绝热段A以及一冷凝段C；其中，无焊料焊接的方式，主要将该管体11的开口端以点焊或氩弧焊接或高能量焊接的方式使该管体11的开口端的管壁局部熔融而相互熔接，进而达成封口效果。

置入第二毛细材：如图15所示，由该管体11尚存的开口置入一第二毛细材29，并使该第二毛细材29位于该受热段H，且使该第二毛细材29该受热段H。于本第二实施例中，该第二毛细材29为铜粉。

烧结：对该管体11连同该第二毛细材29进行烧结，而使得该第二毛细材29成为一第二毛细结构(示于图2)。

注液：对该管体11内注入一作动液。由于注液技术乃是现有技术，容不再以图式表示。

抽真空及另一端封口：如图16所示，对该管体11抽真空，并将该管体11尚存的开口端以前述无焊料焊接的方式焊接封口，由于抽真空的方式属现有技术，因此不再多予说明。

藉由执行上述步骤，即可制造出一微型热管10。该微型热管10的使用方式及所能达成的功效已说明于前揭第一实施例，于此容不赘述。

如图17所示，本第二实施例可更包含一标记步骤：于该管体11表面设置一标记19，而可供辨识出该受热段H的位置。藉此，使用者即可由该微型热管10的外观判断出该微型热管10的受热段H的位置。该标记19的设置方式，已说明于前揭第一实施例，于此不再赘述。

于本第二实施例中，在前述的备置步骤中，所备置的管体11亦可为沟槽管，亦即该管体11的内管壁设有沿轴向延伸的多个沟槽14，藉此，在前述的蚀刻步骤中，所形成的该第一毛细结构12即会除了满布于该管体11的内管壁的外，还满布于该等沟槽14的槽壁。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中的相关技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。但这些更动与润饰皆应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (20)

1.一种微型热管，其特征在于，包含有：

一管体，两端封闭，由一端至另一端沿其身部定义出一受热段、一绝热段以及一冷凝段；该管体的内壁设置有蚀刻后所形成的蚀刻纹路，该蚀刻纹路定义为第一毛细结构且满布于该受热段、该绝热段以及该冷凝段；

一第二毛细结构，设置于该管体内且位于该管体的受热段，该第二毛细结构填满该受热段且具有吸附液体的毛细效果；以及

一作动液，注入该管体内。

2.如权利要求1所述的微型热管，其特征在于，该第一毛细结构呈杂乱排列的纹路。

3.如权利要求1所述的微型热管，其特征在于，该第一毛细结构的纹路以下述方式成形：以蚀刻液流经该管体内，进而对该管体内壁蚀刻出依该蚀刻液流动方向所形成出的具有规则性排列的纹路。

4.如权利要求1所述的微型热管，其特征在于，该第二毛细结构由铜粉烧结而成。

5.如权利要求1所述的微型热管，其特征在于，该管体的直径小于或等于3毫米。

6.如权利要求1所述的微型热管，其特征在于，该管体于内管壁更设有沿轴向延伸的多个沟槽。

7.如权利要求6所述的微型热管，其特征在于，该第一毛细结构除了满布于该管体的内管壁之外，还满布于该等沟槽的槽壁。

8.如权利要求1所述的微型热管，其特征在于，该管体表面设有一标记，该标记可供辨识出该受热段的位置。

9.如权利要求8所述的微型热管，其特征在于，该标记为对该管体表面进行蚀刻所形成。

10.如权利要求8所述的微型热管，其特征在于，该标记为一套件而套置于该管体；或该标记为一色料而涂设于该管体表面。

11.一种微型热管的制造方法，其特征在于，包含有下列步骤：

备置：备置一管体，两端呈开口状；

蚀刻：对该管体通入蚀刻液，该蚀刻液即对该管体内壁进行蚀刻而于该管体内壁面形成蚀刻纹路，并将该蚀刻纹路定义为第一毛细结构；

一端封口：将该管体的一端以无焊料焊接的方式封口，并由该封口端至另一端沿其身部依序定义出一受热段、一绝热段以及一冷凝段；

置入第二毛细材：由该管体尚存的开口置入一第二毛细材，并使该第二毛细材位于该受热段，且使该第二毛细材填满该受热段；

烧结：对该管体连同该第二毛细材进行烧结，而使得该第二毛细材成为一第二毛细结构；

注液：对该管体内注入作动液；

抽真空及另一端封口：对该管体抽真空，并将该管体尚存的开口端以无焊料焊接的方式封口。

12.如权利要求11所述的微型热管的制造方法，其特征在于，于该蚀刻步骤中，将蚀刻液流经该管体内，进而对该管体内壁蚀刻出依该蚀刻液流动方向所形成出的具有规则性排列的纹路。

13.如权利要求11所述的微型热管的制造方法，其特征在于，于该蚀刻步骤中，将蚀刻液充满于该管体内并放置一段时间或进行摇晃，进而对该管体内壁蚀刻出杂乱排列的纹路。

14.如权利要求11所述的微型热管的制造方法，其特征在于，该第二毛细材为铜粉。

15.如权利要求11所述的微型热管的制造方法，其特征在于，该管体的直径小于3毫米。

16.如权利要求11所述的微型热管的制造方法，其特征在于，于该备置步骤中，该管体于内管壁更设有沿轴向延伸的多个沟槽。

17.如权利要求16所述的微型热管的制造方法，其特征在于，于该蚀刻步骤中，该第一毛细结构除了满布于该管体的内管壁之外，还满布于该等沟槽的槽壁。

18.如权利要求11所述的微型热管的制造方法，其特征在于，更包含有一标记步骤，该标记步骤于该管体表面设置一标记，而可供辨识出该受热段的位置。

19.如权利要求18所述的微型热管的制造方法，其特征在于，该标记为对该管体表面进行蚀刻所形成。

20.如权利要求18所述的微型热管的制造方法，其特征在于，该标记为一套件而套置于该管体；或该标记为一色料而涂设于该管体表面。