板式脉动热管及其制造方法
【专利摘要】一种板式脉动热管，包括相对固定的两个板体，每一板体包括一表面，每一板体的表面形成有多个并列且相互连通的第一沟槽和第二沟槽，其中每一板体的第一沟槽和第二沟槽间隔排列，第一沟槽的宽度小于第二沟槽的宽度，其中一板体上形成的第一沟槽和第二沟槽与另一板体上形成的第一沟槽和第二沟槽分别对应配合，从而在所述两个板体之间形成流道，所述流道内充填有工作流体。本发明还提供一种该板式脉动热管的制造方法。
【专利说明】
板式脉动热管及其制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及散热领域，特别涉及一种板式脉动热管及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 在众多的散热装置中，又称为平板式热管（flat plate heat pipe)的均温板由于 具有优异的横向及纵向热传导特性，故已广泛地应用于中央处理器、绘图显示处理器、高功 率晶体管、高功率发光二极管等电子装置的散热器，用以确保上述这些电子装置能在正常 状态下运行而不会由于过热产生故障。
[0003] 公知的均热板包括填充有工作流体的流道。该均热板的一侧（即蒸发区）贴设在 一发热元件（如中央处理器、绘图晶片、南北桥晶片、通讯晶片）上吸附该发热元件产生的 热量，使液态的工作流体于均热板的蒸发区产生蒸发转换为气态，将热量传导至该均热板 的另一侧上（即冷凝区），令该气态的工作流体于该冷凝区受冷却后冷凝为液态。然而，流 道内壁还必须设置有毛细结构，从而使该液态的工作流体能够通过毛细力回流至蒸发区继 续气液循环，以有效达到均温散热效果，这无疑大大增加了均热板的制造成本。此外，均热 板内部的毛细结构一般通过如烧结方式附着在该流道内壁上，并非一体成型在该流道内壁 上，所以使均热板容易受到外在因素（如碰撞、挤压等变形）的影响，导致均热板其内的毛 细结构层容易脱落，进而造成工作流体无法流动，相对势必的影响整体导热效率。
【发明内容】
[0004] 因此，有必要提供一种可解决上述问题的散热结构及其制造方法。
[0005] 本发明提供一种板式脉动热管的制造方法，包括如下步骤：提供两板体，每一板体 包括一表面；分别蚀刻所述两个板体的表面，以在所述两个板体的表面均形成多个并列且 相互连通的第一沟槽和第二沟槽，其中每一板体的第一沟槽与第二沟槽间隔排列，第一沟 槽的宽度小于第二沟槽的宽度；向其中一板体的第一沟槽及第二沟槽中填充工作流体；以 及将所述两个板体相对盖合，使其中一板体上形成的第一沟槽和第二沟槽与另一板体上形 成的第一沟槽和第二沟槽分别对应配合，从而在所述板体之间形成一流道；以及使所述两 个板体相互压合，从而获得所述板式脉动热管。
[0006] 本发明还提供一种板式脉动热管，包括相对固定的两个板体，每一板体包括一表 面，每一板体的表面形成有多个并列且相互连通的第一沟槽和第二沟槽，其中每一板体的 第一沟槽和第二沟槽间隔排列，第一沟槽的宽度小于第二沟槽的宽度其中一板体上形成的 第一沟槽和第二沟槽与另一板体上形成的第一沟槽和第二沟槽分别对应配合，从而在所述 两个板体之间形成一流道，所述流道内充填有工作流体。
[0007] 本发明的板式脉动热管利用两端的温度差引起流道内压力的改变，从而推动气柱 和液柱来回振动以达到散热的功效。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明第一实施方式中板式脉动热管的制造流程示意图。
[0009] 图2为图1的板式脉动热管中蚀刻后的板体的立体示意图。
[0010] 图3为图1的板式脉动热管中蚀刻后的板体在另一实施方式中的立体示意图。
[0011] 图4为本发明第二实施方式中板式脉动热管的制造流程示意图。
[0012] 主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0013] 请参阅图1，本发明第一实施方式提供一种板式脉动热管1的制造方法，包括如下 步骤： 提供形状匹配的两个板体10。所述板体10的材料为金属或合金，例如镁铝合金、铝合 金、镁合金、铝、铜等。在本实施方式中，所述板体10为纯铜板。每一板体10包括平整的表 面 100〇
[0014] 分别蚀刻所述两个板体10的表面100,以在所述两个板体10的表面100均形成 多个并列且相互连通的第一沟槽101和第二沟槽102 (图1每个板体10仅示出一个第一 沟槽101和一个第二沟槽102)。其中，每一板体10的第一沟槽101与第二沟槽102间隔 排列，第一沟槽101的宽度小于第二沟槽102的宽度。更具体的，每一第一沟槽101的宽度 为l~2mm，每一第二沟槽102的宽度为2~3mm。在本实施方式中，如图2所示，每一第一沟槽 101包括一第一端1011和一第一相对端1013 ;每一第二沟槽102包括一第二端1021和一 第二相对端1023 ;每一第一沟槽101的第一端1011与每一第二沟槽102的第二端1021位 于同一侧，每一第一沟槽101的第一相对端1013与每一第二沟槽102的第二相对端1023 位于同一侧。且每一板体10的所述第一沟槽101和第二沟槽102的第一端1011、第二端 1021均相互连通，每一板体10的所述第一沟槽101和第二沟槽102的第一相对端1013、第 二相对端1023均相互连通。当然，还可以如图3中所示出的，所述第一沟槽101和第二沟 槽102的数量相同，所述第一沟槽101和第二沟槽102仅在其中一侧的第一端1011、第二 端1021相互连通，每一第一沟槽101在相对的另一侧的第一相对端1013仅与其中一第二 沟槽102的第二相对端1023相连通。具体的，相隔最远的第一沟槽101和第二沟槽102在 第一端1011、第二端1021相连通，其余的第一沟槽101在第一端1011仅与相邻的一个第二 沟槽102的第二相对端1023相连通。其中，所述第一沟槽101和第二沟槽102可通过化学 溶液蚀刻形成，包括：采用一耐蚀刻液腐蚀的遮蔽物对每一板体10的表面100除预形成第 一沟槽101和第二沟槽102之外的区域进行遮蔽；将经遮蔽处理的每一板体10浸入该蚀刻 液中，使该板体10未被遮蔽的部分被蚀刻而形成所述第一沟槽101和第二沟槽102 ;去除 遮蔽物。在另一实施方式中，所述第一沟槽101以及第二沟槽102采用微影制程技术，经过 曝光、显影及蚀刻的过程形成。
[0015] 在所述两个板体10形成的第一沟槽101及第二沟槽102的内表面形成毛细结 构层200。所述毛细结构层200为多孔性结构层，其孔隙率在30%到70%之间，厚度为 0. 1~0. 8mm。在本实施方式中，所述毛细结构层200为将所述板体10浸泡于过氧化氢溶液 中，使过氧化氢溶液对第一沟槽101及第二沟槽102的内表面进行腐蚀而获得的。在另一 实施方式中，所述毛细结构层200为金属粉末(如铝粉、铜粉等)，其经烧结后附着于第一沟 槽101及第二沟槽102的内表面。在其它实施方式中，此步骤也可以省略。
[0016] 向其中一板体10上的第一沟槽101及第二沟槽102中填充工作流体。
[0017] 将所述两个板体10相对盖合，使其中一板体10上形成的第一沟槽101和第二沟 槽102与另一板体10上形成的第一沟槽101和第二沟槽102分别对应配合，从而在所述板 体10之间形成一流道（图未示)。
[0018] 向所述流道抽真空，使所述两个板体10在真空条件下压合，从而获得所述板式脉 动热管1。其中，所述工作流体300可以为纯水、乙醇等能在一定温度下发生液-气相变的 液体，工作流体300的选择应当保证不会与毛细结构层200发生化学反应。
[0019] 其中，在所述两个板体10相对盖合之前，还可在其中一板体10的表面100除第一 沟槽101和第二沟槽102之外的区域覆盖粘合剂（图未示)。所述粘合剂可以是热固胶、光 固胶等。所述粘合剂可通过涂布、印刷等方法覆盖于所述板体10的表面100。在这种情况 下，在真空压合所述两个板体10后，进一步固化所述粘合剂。
[0020] 工作时，该板式脉动热管1与该第一端1011、第二端1021对应的一侧以及与第一 相对端1013、第二相对端1023对应的一侧将分别作为蒸发端和冷凝端。该板式脉动热管 1的蒸发端与发热元件(如计算机的中央处理器）相接触时，蒸发端的部分工作流体300若 吸收足够的热量则产生相变化形成气柱。由于流道内部为一真空饱和状态，温度差会导致 流道内压力改变。从而，气柱推动液柱流动至冷凝端，使带有热量的液注藉由冷凝端将热量 输送出去，而气柱在冷凝区冷却后冷凝为液柱，液柱便回流到蒸发端，以此来达到一工作循 环。此外，当所述第一沟槽101和第二沟槽102中还形成有毛细结构层200时，毛细结构层 200能够提高所述第一沟槽101和第二沟槽102中的毛细力，使得冷凝端的液柱能够更快速 回流到蒸发端。
[0021] 可以理解的，如图3所示，当所述第一沟槽101和第二沟槽102仅在其中一侧的第 一端1011、第二端1021相互连通时，该板式脉动热管1与该第一端1011、第二端1021对应 的一侧为蒸发端，使得蒸发端产生的气柱经第二沟槽102到达冷凝端后冷却为液柱时，能 够从与第二沟槽102在第二相对端1023相连通的第一沟槽101回流至蒸发端。
[0022] 图4示意出本发明第二实施方式提供的板式脉动热管1的制造方法。
[0023] 与上述第一较佳实施方式不同的是，在所述两个板体10上的第一沟槽101及第二 沟槽102的内表面形成毛细结构层200后，先将所述两个板体10相对盖合而在所述板体10 之间形成所述流道，然后向所述流道中填充工作流体300并抽真空，使所述两个板体10在 真空条件下压合，从而获得所述板式脉动热管1。
[0024] 请一并参照图1-3,由上述方法制得的板式脉动热管1，包括所述相对固定的两个 板体10。每一板体10包括平整的表面100。每一板体10的表面100形成有多个并列且相 互连通的第一沟槽101和第二沟槽102。其中，每一板体10的第一沟槽101和第二沟槽102 间隔排列，每一第一沟槽101的宽度为l~2mm，每一第二沟槽102的宽度为2~3mm。所述第 一沟槽和第二沟槽的内表面均形成有毛细结构层。其中一板体10上形成的第一沟槽101 和第二沟槽102与另一板体10上形成的第一沟槽101和第二沟槽102分别对应配合，从而 在所述两个板体10之间形成流道。所述流道内处于真空状态且充填有工作流体300。
[0025] 另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思 做出其它各种相应的变化，而所有这些变化都应属于本发明权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种板式脉动热管的制造方法，包括如下步骤： 提供两板体，每一板体包括一表面； 分别蚀刻所述两个板体的表面，以在所述两个板体的表面均形成多个并列且相互连通 的第一沟槽和第二沟槽，其中每一板体的第一沟槽与第二沟槽间隔排列，第一沟槽的宽度 小于第二沟槽的宽度； 向其中一板体的第一沟槽及第二沟槽中填充工作流体；以及 将所述两个板体相对盖合，使其中一板体上形成的第一沟槽和第二沟槽与另一板体上 形成的第一沟槽和第二沟槽分别对应配合，从而在所述板体之间形成一流道；以及 使所述两个板体相互压合，从而获得所述板式脉动热管。2. 如权利要求1所述的板式脉动热管的制造方法，其特征在于：步骤"分别蚀刻所述两 个板体的表面，以在所述两个板体的表面均形成多个并排排列且相互连通的第一沟槽和第 二沟槽"进一步包括： 采用一耐蚀刻液腐蚀的遮蔽物对每一板体的表面除预形成第一沟槽和第二沟槽之外 的区域进行遮蔽； 将经遮蔽处理的每一板体浸入该蚀刻液中，使该板体未被遮蔽的部分被蚀刻而形成所 述第一沟槽和第二沟槽；以及 去除遮蔽物。3. 如权利要求1所述的板式脉动热管的制造方法，其特征在于：步骤"将所述两个板体 相对盖合"之前还包括：在其中一板体的表面除第一沟槽和第二沟槽之外的区域覆盖粘合 剂；所述步骤"向所述流道中填充工作流体并抽真空，使所述两个板体在真空条件下压合" 之后还包括：固化所述粘合剂。4. 如权利要求1所述的板式脉动热管的制造方法，其特征在于，所述步骤"使所述两个 板体相互压合"还包括： 向所述流道中抽真空；以及 使所述两个板体在真空条件下压合。5. 如权利要求1所述的板式脉动热管的制造方法，其特征在于：每一第一沟槽的宽度 为l~2mm，每一第二沟槽的宽度为2~3mm。6. -种板式脉动热管，包括相对固定的两个板体，每一板体包括一表面，其特征在于： 每一板体的表面形成有多个并列且相互连通的第一沟槽和第二沟槽，其中每一板体的第一 沟槽和第二沟槽间隔排列，第一沟槽的宽度小于第二沟槽的宽度其中一板体上形成的第一 沟槽和第二沟槽与另一板体上形成的第一沟槽和第二沟槽分别对应配合，从而在所述两个 板体之间形成一流道，所述流道内充填有工作流体。7. 如权利要求6所述的板式脉动热管，其特征在于：每一第一沟槽的宽度为l~2mm，每 一第二沟槽的宽度为2~3mm〇8. 如权利要求6所述的板式脉动热管，其特征在于：所述流道内处于真空状态。9. 如权利要求6所述的板式脉动热管，其特征在于：每一第一沟槽包括一第一端和一 第一相对端，每一第二沟槽包括一第二端和一第二相对端，每一第一沟槽的第一端与每一 第二沟槽的第二端位于同一侧，每一第一沟槽的第一相对端与每一第二沟槽的第二相对端 位于同一侧，每一板体的所述第一沟槽和第二沟槽的第一端、第二端均相互连通，每一板体 的所述第一沟槽和第二沟槽的第一相对端、第二相对端均相互连通。10.如权利要求6所述的板式脉动热管，其特征在于：所述第一沟槽和第二沟槽的数量 相同，每一第一沟槽包括一第一端和一第一相对端，每一第二沟槽包括一第二端和一第二 相对端，每一第一沟槽的第一端与每一第二沟槽的第二端位于同一侧，每一第一沟槽的第 一相对端与每一第二沟槽的第二相对端位于同一侧，所述第一沟槽和第二沟槽仅在其中一 侧的第一端、第二端相互连通，每一第一沟槽在相对的另一侧的第一相对端仅与其中一第 二沟槽的第二相对端相连通。
【文档编号】F28D15/02GK105890412SQ201510037718
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月26日
【发明人】胡先钦, 沈芾云, 雷聪, 何明展
【申请人】富葵精密组件(深圳)有限公司, 臻鼎科技股份有限公司