專利名稱：熱導(dǎo)管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種熱導(dǎo)管及其制造方法，特別是有關(guān)一種具高導(dǎo)熱效能的熱導(dǎo)管制造方法。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的進(jìn)步，電子組件單位面積上的晶體管數(shù)量越來越多，造成其工作時發(fā)熱量的增加。另一方面，電子組件的工作頻率也越來越高，晶體管工作時on/off轉(zhuǎn)換所造成的熱量(switch loss)，亦是電子組件發(fā)熱量增加的原因。近年來，由于半導(dǎo)體工藝與IC構(gòu)裝技術(shù)的快速發(fā)展，芯片的計算速度獲得大幅度的提升，相對的使得芯片在運(yùn)作時，熱耗隨著時脈頻率的增加而上升，若未能適當(dāng)?shù)奶幚磉@些熱量，將會造成芯片運(yùn)算速度的降低，嚴(yán)重者甚至影響到芯片的壽命。
因此要如何有效的處理這些耗熱，現(xiàn)行的做法多是利用外加風(fēng)扇和散熱鰭片來維持芯片處于有效工作溫度內(nèi)。為了迅速的導(dǎo)出熱量，風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)加快會使得耗電量與噪音增加，且增加散熱鰭片的設(shè)置，雖可增進(jìn)導(dǎo)熱效能，卻使空間利用的經(jīng)濟(jì)性變差。而由于熱導(dǎo)管(heat pipe)可在很小的截面積與溫度差之下將大量的熱量傳送一段可觀的距離，且不需外加電源供應(yīng)即可運(yùn)作，在無須動力提供和空間利用經(jīng)濟(jì)性的考量之下，熱導(dǎo)管逐漸廣泛地被應(yīng)用于電子產(chǎn)品中。
請參照圖1，其是已有熱導(dǎo)管制造方法的流程圖。一般傳統(tǒng)的熱導(dǎo)管的制作方法包括以下的步驟。首先，于步驟102中，提供一空心銅管作為導(dǎo)管，此空心銅管的一端已先封口。接著，于步驟104中，插入一棒材于導(dǎo)管中。由于空心銅管的一端已先封口，一般而言封口為中心外凸的錐狀，故棒材之一端可置于外凸錐狀封口的頂端，藉此定位。如此一來，使得導(dǎo)管的管壁與棒材之間形成一具有固定間隙的空間。其所用的棒材例如是一不銹鋼棒、石墨棒或其它材質(zhì)的剛性棒材。
然后，于步驟106中，填充銅粉于導(dǎo)管管壁與棒材間之間隙空間中，依據(jù)工藝的需要，可另外再行壓縮使銅粉緊密。接著，于步驟108中，燒結(jié)使所填充的銅粉在導(dǎo)管管壁上形成一毛細(xì)結(jié)構(gòu)。之后，于步驟110中，將棒材自導(dǎo)管中抽出。于步驟112中，注入工作流體。在此，依據(jù)所形成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的不同，可對調(diào)注入工作流體與抽真空的執(zhí)行順序后，再封口。最后，于步驟114中，將已完成的圓柱狀熱導(dǎo)管作彎曲或打扁成扁平狀，以符合后續(xù)所應(yīng)用于發(fā)熱的電子組件的散熱組件的形狀所需。
然而，由于熱導(dǎo)管制造完成后，為了實(shí)際應(yīng)用時所需，必須將原來圓而直的熱導(dǎo)管再加工，使成為彎曲狀或扁平狀的熱導(dǎo)管。如此一來，導(dǎo)管于被彎曲的局部區(qū)域，或是被打扁成扁平狀的局部區(qū)域中，熱導(dǎo)管內(nèi)部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)遭受破壞，失去其導(dǎo)熱的功能，使得熱導(dǎo)管整體的導(dǎo)熱量力下降，最高的損失甚至可達(dá)七成以上，其所造成的影響不容忽視。
發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提出一種熱導(dǎo)管的制造方法，先進(jìn)行熱導(dǎo)管形狀加工，再形成熱導(dǎo)管內(nèi)部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，避免已有導(dǎo)管內(nèi)部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)因后續(xù)加工時而受損，可保有完整的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，提高熱導(dǎo)管整體的導(dǎo)熱量力。
根據(jù)本發(fā)明一方面的一種熱導(dǎo)管制造方法，熱導(dǎo)管是應(yīng)用于一電子組件散熱組件中，且依照電子組件的散熱組件的形狀需要塑形，此制造方法包括以下步驟(a)提供一導(dǎo)管；(b)加工使導(dǎo)管成型；(c)插入一塑型棒材于導(dǎo)管中；(d)形成一毛細(xì)結(jié)構(gòu)；(e)分離塑型棒材與導(dǎo)管；以及(f)注入一工作流體并形成一密閉空間。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的一種熱導(dǎo)管制造方法，包括以下步驟(a)提供一導(dǎo)管；(b)加工使導(dǎo)管成型；(c)插入一塑型棒材于導(dǎo)管中；(d)分離塑型棒材與導(dǎo)管；(e)形成一毛細(xì)結(jié)構(gòu)；以及(f)注入一工作流體并形成一密閉空間。
于加工使導(dǎo)管成型的步驟中，是利用彎曲或打扁導(dǎo)管的方式以成型。塑型棒材的表面具有多個突狀物，用以使導(dǎo)管管壁與塑型棒材間的間隙一致。突狀物的材質(zhì)可與毛細(xì)結(jié)構(gòu)相同，于形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)時作為毛細(xì)結(jié)構(gòu)的原料之一。或者，于分離塑型棒材與導(dǎo)管前，突狀物可被加熱后直接汽化或液化。塑型棒材的材料是一具可撓性的材料，可直接自導(dǎo)管中抽出。再者，塑型棒材是一相對于形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的材料為較低燃點(diǎn)的材料，于加熱后汽化或液化，使與導(dǎo)管分離?；蛘?，塑型棒材的材料是一可被一有機(jī)溶劑所溶解的材料，如高分子有機(jī)物，而塑型棒材是以被有機(jī)溶劑溶解的方式，使與導(dǎo)管分離。有機(jī)溶劑例如是丙酮。
根據(jù)本發(fā)明再一方面的一種熱導(dǎo)管，至少包括一導(dǎo)管，形成一密閉空間且具有一內(nèi)壁；一毛細(xì)結(jié)構(gòu)，形成于該導(dǎo)管的該內(nèi)壁上；以及一工作流體，容置于該導(dǎo)管內(nèi)；其中，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)是于導(dǎo)管已加工塑型后，才形成于該導(dǎo)管的該內(nèi)壁上。
為進(jìn)一步說明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
圖1是已有熱導(dǎo)管制造方法的流程圖。
圖2是依照本發(fā)明第一實(shí)施例的熱導(dǎo)管制造方法的流程圖。
圖3是依照本發(fā)明第二實(shí)施例的熱導(dǎo)管制造方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例請參照圖2，其是依照本發(fā)明第一實(shí)施例的熱導(dǎo)管制造方法的流程圖。本實(shí)施例的熱導(dǎo)管制作方法包括以下的步驟。首先，于步驟202中，提供一導(dǎo)管。導(dǎo)管的材料例如是塑料、金屬、合金或非金屬材料。在本實(shí)施例中，較佳地采用銅管為例。接著，于步驟204中，為了后續(xù)所應(yīng)用的發(fā)熱電子組件的散熱組件的形狀所需，先將導(dǎo)管以彎曲、打扁或其它方式，使導(dǎo)管成彎曲狀、扁平狀或其它形狀。
接著，于步驟206中，插入一塑型棒材于導(dǎo)管中，使得導(dǎo)管的管壁與塑型棒材之間形成一具有固定間隙的空間。由于導(dǎo)管已被加工成彎曲或扁平狀，因此，所采用的塑型棒材的材料，必須是一具可撓性的材料。并且，為了維持導(dǎo)管的管壁與塑型棒材之間的間隙空間一致，于塑型棒材的表面另外配置有多個突狀物，藉由突狀物的厚度一致，恰作為導(dǎo)管管壁與塑型棒材之間的間隙空間，用以使導(dǎo)管管壁與塑型棒材間的間隙一致。
然后，于步驟208中，填充銅粉于導(dǎo)管管壁與塑型棒材之間的間隙空間。接著，于步驟210中，形成一毛細(xì)結(jié)構(gòu)。毛細(xì)結(jié)構(gòu)可以是網(wǎng)狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)(meshwick)、纖維狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)(fiber wick)、燒結(jié)毛細(xì)結(jié)構(gòu)(sinter wick)，或是溝狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)(groove wick)。而形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的方法有許多種，例如燒結(jié)、黏著、填充、沉積等。由于本實(shí)施例采用銅管作為導(dǎo)管，故在此步驟中，采用銅粉或其它金屬合金粉末，填充于導(dǎo)管管壁與塑型棒材之間的間隙空間后，再加熱燒結(jié)，使所填充的銅粉在導(dǎo)管管壁上形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)。另外，依據(jù)不同工藝的需要，可于加熱燒結(jié)前，另行壓縮銅粉，使銅粉緊密后，再加熱燒結(jié)，以形成不同孔隙度或不同結(jié)構(gòu)的毛細(xì)結(jié)構(gòu)。在此，需特別注意的是，若采用不同的材料作為填充物，則可能會附加使用相對應(yīng)的溶劑或結(jié)合劑，以增加銅粉緊密填充的作用，同時，在加熱燒結(jié)前，會相對應(yīng)地增加一干燥的步驟或去結(jié)合劑的步驟，以去除溶劑或結(jié)合劑。
之后，于步驟212中，分離塑型棒材與導(dǎo)管。最后，于步驟214中，注入工作流體，并抽真空，將導(dǎo)管的另一端封口后，便完成熱導(dǎo)管的制造流程。工作流體例如是無機(jī)化合物、水、醇類、諸如汞的液態(tài)金屬、酮類、諸如HFC-134a等的冷媒或其它有機(jī)化合物。一般而言，較常使用水作為工作流體。在此，依據(jù)所形成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的不同，所對應(yīng)于工作流體之間的表面張力不同，可適時改變對調(diào)注入工作流體與抽真空的執(zhí)行順序后，再封口。一般而言，若形成燒結(jié)毛細(xì)結(jié)構(gòu)，則采取先注入工作流體再抽真空的方式，可達(dá)到較佳效果。而若形成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)，或是溝狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)的話，則采取先抽真空再注入工作流體的方式，可避免先抽真空時，工作流體被過量抽取的缺點(diǎn)。
第二實(shí)施例請參照圖3，其是依照本發(fā)明第二實(shí)施例的熱導(dǎo)管制造方法的流程圖。本實(shí)施例與第一實(shí)施例中所述的制造方法相似，首先，于步驟302中，提供一導(dǎo)管，較佳地是一銅管。接著，于步驟304中，為了后續(xù)所應(yīng)用的發(fā)熱電子組件的散熱組件的形狀所需，先將導(dǎo)管以彎曲、打扁或其它方式，使導(dǎo)管成彎曲狀、扁平狀或其它形狀。
接著，于步驟306中，插入一塑型棒材于導(dǎo)管中，使得導(dǎo)管的管壁與塑型棒材之間形成一具有固定間隙的空間。于步驟308中，填充銅粉于導(dǎo)管管壁與塑型棒材之間的間隙空間。由于本實(shí)施例采用銅管作為導(dǎo)管，故在此步驟中，采用銅粉或其它金屬合金粉末，填充于導(dǎo)管管壁與塑型棒材之間的間隙空間中。另外，依據(jù)所使用的銅粉顆粒大小及所欲形成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的孔隙度大小，可另行設(shè)計不同的工藝步驟。例如，可于填充銅粉后，再另行壓縮銅粉，使銅粉成較緊密結(jié)合。在此，需特別注意的是，若采用不同的材料作為填充物，則可能會附加使用相對應(yīng)的溶劑或結(jié)合劑，以增加銅粉緊密填充的作用，同時，在形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)前，會相對應(yīng)地增加一干燥的步驟或去結(jié)合劑的步驟，以去除溶劑或結(jié)合劑。
然后，于步驟310中，分離塑型棒材與導(dǎo)管。之后，于步驟312中，形成一毛細(xì)結(jié)構(gòu)。形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的方法有許多種，例如燒結(jié)、黏著、填充、沉積等。最后，于步驟314中，注入工作流體，并抽真空，將導(dǎo)管的另一端封口后，便完成熱導(dǎo)管的制造流程。在此，依據(jù)所形成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的不同，所對應(yīng)于工作流體之間的表面張力不同，可適時改變對調(diào)注入工作流體與抽真空的執(zhí)行順序后，再封口。一般而言，若形成燒結(jié)毛細(xì)結(jié)構(gòu)，則采取先注入工作流體再抽真空的方式，可達(dá)到較佳效果。而若形成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)，或是溝狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)的話，則采取先抽真空再注入工作流體的方式，可避免先抽真空時，工作流體被過量抽取的缺點(diǎn)。
與第一實(shí)施例所不同的是，本實(shí)施例是先將塑型棒材與導(dǎo)管分離后，才加熱燒結(jié)，以形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)。此兩步驟的實(shí)施順序，可依據(jù)不同制程的需要來作調(diào)整。至于所采用的塑型棒材的材料，除了是一具可撓性的材料，且于塑型棒材的表面較佳地配置有多個突狀物外，所采用的塑型棒材的材料，可以是一相對于形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的材料而言，具較低燃點(diǎn)的材料，又或者所采用的塑型棒材的材料是可被有機(jī)溶劑所溶解的材料。
當(dāng)塑型棒材的材料是一具可撓性的材料時，塑型棒材可直接自該導(dǎo)管中抽出，使與該導(dǎo)管分離。再者，當(dāng)塑型棒材的材料是一具可撓性的材料，且于塑型棒材的表面較佳地配置有多個突狀物時，突狀物的材質(zhì)是與毛細(xì)結(jié)構(gòu)相同，當(dāng)燒結(jié)形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)時，突狀物可直接被燒結(jié)而作為毛細(xì)結(jié)構(gòu)的原料之一。又或者，突狀物的材質(zhì)是一相對于形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的材料為較低燃點(diǎn)的材料，在燒結(jié)時可被加熱后汽化或液化。
當(dāng)塑型棒材，相對于形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的材料為較低燃點(diǎn)的材料時，塑型棒材可被加熱后直接汽化或液化，使與導(dǎo)管分離?；蛘?，塑型棒材的材料是一可被一有機(jī)溶劑所溶解的材料，因此，塑型棒材可被有機(jī)溶劑所溶解后，與該導(dǎo)管分離。例如，當(dāng)塑型棒材的材料采用一高分子有機(jī)物時，所采用的有機(jī)溶劑為丙酮。
綜上所述，由于本發(fā)明所揭示的熱導(dǎo)管制造方法，是先進(jìn)行熱導(dǎo)管的形狀加工后，再形成熱導(dǎo)管內(nèi)部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)。此一方法，避免已有導(dǎo)管內(nèi)部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)因后續(xù)加工而遭受破壞，可保有完整的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，提高熱導(dǎo)管整體的導(dǎo)熱量力。且利用此方法所制造的熱導(dǎo)管，是應(yīng)用于電子組件的散熱組件中，且可依照電子組件的散熱組件的形狀需要，事先進(jìn)行塑形，使熱導(dǎo)管能充分接觸電子組件表面，增進(jìn)散熱效果。
雖然本發(fā)明已參照當(dāng)前的具體實(shí)施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，在沒有脫離本發(fā)明精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)對上述實(shí)施例的變化、變型都將落在本申請的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱導(dǎo)管制造方法，包括提供一導(dǎo)管；加工該導(dǎo)管使該導(dǎo)管成型；插入一塑型棒材于該導(dǎo)管中；分離該塑型棒材與該導(dǎo)管；形成一毛細(xì)結(jié)構(gòu)；以及注入一工作流體并形成一密閉空間。
2.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管制造方法，其特征在于該熱導(dǎo)管是應(yīng)用于一電子組件的散熱組件中，且依照該電子組件的散熱組件的形狀需要塑形，其中于加工使該導(dǎo)管成型的步驟是利用彎曲或打扁的方式，使該導(dǎo)管成型。
3.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管制造方法，其特征在于該塑型棒材的表面具有多個突狀物，用以使該導(dǎo)管管壁與該塑型棒材間的間隙一致。
4.如權(quán)利要求3所述的熱導(dǎo)管制造方法，其特征在于該突狀物的材質(zhì)是與該毛細(xì)結(jié)構(gòu)相同，于形成該毛細(xì)結(jié)構(gòu)時作為該毛細(xì)結(jié)構(gòu)的原料之一。
5.如權(quán)利要求3所述的熱導(dǎo)管制造方法，其特征在于，于分離該塑型棒材與該導(dǎo)管前，該突狀物被加熱后汽化或液化。
6.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管制造方法，其特征在于該塑型棒材的材料是一具可撓性的材料，且該塑型棒材可直接自該導(dǎo)管中抽出，使與該導(dǎo)管分離。
7.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管制造方法，其特征在于該塑型棒材是一相對于形成該毛細(xì)結(jié)構(gòu)的材料為較低燃點(diǎn)的材料，且該塑型棒材于加熱后汽化或液化，使與該導(dǎo)管分離。
8.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管制造方法，其特征在于該塑型棒材的材料是一可被一有機(jī)溶劑所溶解的材料，該塑型棒材是以被該有機(jī)溶劑溶解的方式，使與該導(dǎo)管分離。
9.如權(quán)利要求8所述的熱導(dǎo)管制造方法，其特征在于該塑型棒材的材料是一高分子有機(jī)物，該有機(jī)溶劑為丙酮。
10.一種熱導(dǎo)管，至少包括一導(dǎo)管，形成一密閉空間且具有一內(nèi)壁；一毛細(xì)結(jié)構(gòu)，形成于該導(dǎo)管的該內(nèi)壁上；以及一工作流體，容置于該導(dǎo)管內(nèi)；其中，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)是于導(dǎo)管已加工塑型后，才形成于該導(dǎo)管的該內(nèi)壁上。
11.如權(quán)利要求10所述的熱導(dǎo)管，其特征在于熱導(dǎo)管是應(yīng)用于一電子組件的散熱組件中，且依照該電子組件的散熱組件的形狀需要塑形，其中于加工使該導(dǎo)管成型的步驟是利用彎曲或打扁的方式，使該導(dǎo)管成型。
12.如權(quán)利要求10所述的熱導(dǎo)管，其特征在于該毛細(xì)結(jié)構(gòu)是選自網(wǎng)狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)、纖維狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)、燒結(jié)毛細(xì)結(jié)構(gòu)、溝狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)其中之一，且該毛細(xì)結(jié)構(gòu)是利用燒結(jié)、黏著、填充、沉積其中之一的方法，形成于該導(dǎo)管的該內(nèi)壁上。
13.如權(quán)利要求10所述的熱導(dǎo)管，其特征在于該工作流體是選自無機(jī)化合物、水、醇類、液態(tài)金屬、酮類、冷媒、有機(jī)化合物其中之一，而該導(dǎo)管的材質(zhì)是選自塑料、金屬、合金、非金屬材料其中之一。
全文摘要
一種熱導(dǎo)管及其制造方法，此制造方法包括以下步驟提供導(dǎo)管；加工導(dǎo)管使導(dǎo)管成型；插入塑型棒材于導(dǎo)管中；形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)；分離塑型棒材與導(dǎo)管；以及注入工作流體并形成密閉空間。本發(fā)明的熱導(dǎo)管，由于先進(jìn)行熱導(dǎo)管的形狀加工，再形成內(nèi)部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，可避免已有導(dǎo)管的毛細(xì)結(jié)構(gòu)因后續(xù)加工而受損，以保有完整的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，提高熱導(dǎo)管整體的導(dǎo)熱能力。
文檔編號F28D15/02GK1696595SQ20041004350
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月11日
發(fā)明者莊明德, 林祺逢, 陳錦明 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司