专利名称：传热结构及散热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种传热结构及散热装置，尤指一种在基材上形成有纳米级物体、微米级物体或其组合的传热结构及应用此传热结构的散热装置。
背景技术：
散热装置与电子产品的发展息息相关。由于电子产品在运作时，电路中的电流会因阻抗的影响而产生不必要的热能，如果这些热能不能有效地排除而累积在电子产品内部的电子元件上，电子元件便有可能因为不断升高的温度而损坏。因此，散热装置的优劣影响电子产品的运作甚巨。目前，散热装置中皆具有用来传递热量的传热结构。一般而言，传热结构主要是由基材与毛细结构组成，其中基材上形成毛细结构，毛细结构用来吸附工作流体(例如，水)。 前述中的毛细结构大多是经由烧结制程将金属粉末烧结于基材上所形成，以提供毛细作用的能力。
发明内容本实用新型的主要目的是提供一种传热结构及散热装置，其可通过化学反应制程的参数设定来控制第一毛细结构的尺寸，以调整所需的最大传热量以及热阻的匹配关系。为达上述目的，本实用新型提供一种传热结构，其包含一基材；以及—第一毛细结构，经由化学反应制程形成于该基材上，该第一毛细结构为多个纳米级物体、多个微米级物体或其组合。所述的传热结构，其中，该多个纳米级物体为纳米丝、纳米棒、纳米管、纳米板或其组合。所述的传热结构，其中，包含一第二毛细结构，经由化学反应制程形成于该基材上，该第一毛细结构自该第二毛细结构突出。所述的传热结构，其中，该第二毛细结构为一沟槽式毛细结构。所述的传热结构，其中，该第二毛细结构为一包含多个微孔的多孔性毛细结构，且每一该多个微孔的孔径介于I微米与100微米之间。所述的传热结构，其中，该多个微孔呈不规则形状。本实用新型还提供一种散热装置，其包含一中空腔体；以及一第一毛细结构，经由化学反应制程形成于该中空腔体的内壁上，该第一毛细结构为多个纳米级物体、多个微米级物体或其组合。所述的散热装置，其中，该中空腔体的壁厚介于0. 2毫米与0. 3毫米之间。所述的散热装置，其中，该多个纳米级物体为纳米丝、纳米棒、纳米管、纳米板或其组合。[0018]所述的散热装置，其中，更包含一第二毛细结构，经由化学反应制程形成于该中空腔体的内壁上，该第一毛细结构自该第二毛细结构突出。所述的散热装置，其中，该第二毛细结构为一沟槽式毛细结构。所述的散热装置，其中，该第二毛细结构为一包含多个微孔的多孔性毛细结构，且每一该多个微孔的孔径介于I微米与100微米之间。所述的散热装置，其中，该第二毛细结构的厚度介于该中空腔体的壁厚的1/3与2/3之间。所述的散热装置，其中，该中空腔体具有一蒸发端以及一冷凝端，且第一毛细结构与该第二毛细结构至少涵盖该蒸发端。所述的散热装置，其中，该蒸发端为亲水性，且该冷凝端为疏水性。 综上所述，本实用新型利用化学反应制程于基材上形成包含多个纳米级物体、多个微米级物体或其组合的第一毛细结构。第一毛细结构的尺寸愈小(例如,200 500纳米)，则热阻与最大传热量愈小；反之，第一毛细结构的尺寸愈大(例如，20 40微米)，则热阻与最大传热量愈大。因此，本实用新型可通过化学反应制程的参数设定来控制第一毛细结构的尺寸，以调整所需的最大传热量以及热阻的匹配关系。此外，本实用新型还可通过化学反应制程的参数设定于基材上另形成沟槽式或多孔性的第二毛细结构。第二毛细结构可用来储存工作流体(例如，水)，而第一毛细结构可用来产生液体蒸发的薄膜效应，进而增进传热效果。再者，本实用新型亦可经由化学反应制程于散热装置的中空腔体的内壁上形成上述的第一毛细结构及/或第二毛细结构。关于本实用新型的优点与精神可以凭借以下的实用新型详述及所附附图得到进一步的了解。
图I为根据本实用新型第一实施例的传热结构的剖面示意图；图2为根据本实用新型第二实施例的传热结构的剖面示意图；图3为图I中的传热结构以及图5中的传热结构的制造方法的流程图；图4为根据本实用新型第三实施例的散热装置的剖面示意图；图5为根据本实用新型第四实施例的散热装置的剖面示意图。附图标记说明1、1'-传热结构；3、3'-散热装置；5-热源；10-基材；12-第一毛细结构；14、14'-第二毛细结构；30_中空腔体；36_工作流体；140_微孔；300_内部空间;302-蒸发端；304-冷凝端；T1-壁厚；T2-厚度；S100-S108-步骤。
具体实施方式
请参阅图1，图I为根据本实用新型第一实施例的传热结构I的剖面示意图。如图I所示，传热结构I包含一基材10、一第一毛细结构12以及一第二毛细结构14。第一毛细结构12与第二毛细结构14皆是经由化学反应制程形成于基材10上，且第一毛细结构12自第二毛细结构14突出。第一毛细结构12可为多个纳米级物体、多个微米级物体或其组合，其中纳米级物体可为纳米丝、纳米棒、纳米管、纳米板或其组合。换言之，第一毛细结构12可由多个纳米级物体组成、由多个微米级物体组成，或由多个纳米级物体与多个微米级物体组合而成。于此实施例中，第二毛细结构14为包含多个微孔140的多孔性毛细结构，且每一个微孔140的孔径介于I微米与100微米之间。传热结构I可应用于各式各样的散热装置，例如热管、均温板(vapor chamber)等。本实用新型可通过化学反应制程的参数设定使第一毛细结构12形成多个纳米丝结构，其中每一个纳米丝的尺寸约为200 500纳米。本实用新型亦可通过化学反应制程的参数设定使第一毛细结构12形成多个纳米板结构， 其中每一个纳米板的尺寸约为20 40微米。经由化学反应制程形成的第二毛细结构14的微孔140呈不规则形状且其排列方式亦为不规则。需说明的是，每一个微孔140的排列、形状与孔径需视化学反应制程的制程参数而定。需说明的是，第一毛细结构12的尺寸愈小(例如，200 500纳米)，则热阻与最大传热量愈小；反之，第一毛细结构12的尺寸愈大(例如，20 40微米)，则热阻与最大传热量愈大。因此，本实用新型可通过化学反应制程的参数设定来控制第一毛细结构12的尺寸，以调整所需的最大传热量以及热阻的匹配关系。换言之，本实用新型可根据散热装置中不同功能的区段(例如，冷凝端、蒸发端)来调整传热结构I的最大传热量以及热阻的匹配关系。于此实施例中，第二毛细结构14可用来储存工作流体(例如，水)，而第一毛细结构12可用来产生液体蒸发的薄膜效应，进而增进传热效果。请参阅图2，为根据本实用新型第二实施例的传热结构I'的剖面示意图。传热结构I'与上述的传热结构I的主要不同之处在于，传热结构I'的第二毛细结构14'经由化学反应制程于基材上形成沟槽式毛细结构。虚线框中的影像即为经由化学反应制程形成的第二毛细结构14'的沟槽。需说明的是，图2中与图I中所示相同标号的元件，其结构设计大致相同，在此不再赘述。此外，第二毛细结构14'的沟槽的排列与形状需视化学反应制程的制程参数而定。请参阅图3，图3为图I中的传热结构I以及图5中的传热结构I'的制造方法的流程图。首先，执行步骤S 100，清洗基材10。接着，执行步骤S 102，用离子型溶液浸泡基材10。接着，执行步骤S104，将基材10自离子型溶液中取出并且将基材10上的离子型溶液清洗掉。接着，执行步骤S106，烘干基材。最后，执行步骤S108，以高温还原性气体对基材10进行还原作用，以于基材10上形成第一毛细结构12以及第二毛细结构14、14'，其中第一毛细结构12自第二毛细结构14、14'突出，且第一毛细结构12包含多个纳米级物体、多个微米级物体或其组合。本实用新型可以完全平滑的铜热管作为基材10，通过上述的化学反应制程直接于基材10的内壁形成第一毛细结构12与第二毛细结构14、14，，而不用制作烧结层或铣沟。上述的化学反应制程的参数可包含离子型溶液的种类、离子型溶液的浓度、浸泡时间、温度、离子型溶液的氧分压控制、高温还原性气体的种类等，视所需的第一毛细结构12与第二毛细结构14的尺寸而定。请参阅图4，图4为根据本实用新型第三实施例的散热装置3的剖面示意图。如图4所示，散热装置3包含一中空腔体30、一第一毛细结构12、一第二毛细结构14以及一工作流体36。中空腔体30的外形可呈长形密封状，并且可由铜、铝或其它具有良好传热导性的金属材料制造而成。中空腔体30具有一内部空间300，用以容置工作流体36。于实际应用中，工作流体36可为水或其它具有低黏滞系数的液体。第一毛细结构12与第二毛细结构14皆是经由化学反应制程形成于中空腔体30的内壁上，且第一毛细结构12自第二毛细结构14突出。需说明的是，第一毛细结构12与第二毛细结构14的形成及其结构特征如上所述，在此不再赘述。于此实施例中，中空腔体30的壁厚Tl可介于0. 2毫米与0. 3毫米之间，但不以此为限。此外，第二毛细结构14的厚度T2可介于中空腔体30的壁厚Tl的1/3与2/3之间。此外，中空腔体30具有一蒸发端302以及一冷凝端304，且第一毛细结构12与第二毛细结构14至少涵盖蒸发端302。如图4所示，中空腔体30的蒸发端302设置于热源5 (例如，电子产品内部运作时会产生热的电子元件)上。工作流体36可渗入第一毛细结构12与第二毛细结构14中进行毛细作用，并且受热挥发而于内部空间300中流动循环。蒸发端302的内壁可为亲水性，且冷凝端304的内壁可为疏水性，以加快工作流体36于中空腔体30的内部空间300中的循环，进而提升散热效率。需说明的是，根据不同的应用需求，亦可使蒸发端302的内壁为疏水性，并且使冷凝端304的内壁为亲水性。此外,亦可使中空腔体30的内壁全为亲水性或全为疏水性。换 言之，亲水性与疏水性的部位可根据实际应用而定。此外，第一毛细结构12与第二毛细结构14的涵盖范围亦可根据实际应用而定，不以图4所示的实施例为限。请参阅图5，图5为根据本实用新型第四实施例的散热装置3'的剖面示意图。散热装置3'与上述的散热装置3的主要不同之处在于，散热装置3'的第二毛细结构14'经由化学反应制程于中空腔体30的内壁中形成沟槽式毛细结构。需说明的是，第二毛细结构14'的形成及其结构特征如上所述，在此不再赘述。此外，图5中与图4中所示相同标号的元件，其结构设计大致相同，在此不再赘述。上述的散热装置3、3'可利用图7所示的制造方法来制造，在此不再赘述。综合上述，本实用新型利用化学反应制程于基材上形成包含多个纳米级物体、多个微米级物体或其组合的第一毛细结构。第一毛细结构的尺寸愈小(例如,200 500纳米)，则热阻与最大传热量愈小；反之，第一毛细结构的尺寸愈大(例如，20 40微米)，则热阻与最大传热量愈大。因此，本实用新型可通过化学反应制程的参数设定来控制第一毛细结构的尺寸，以调整所需的最大传热量以及热阻的匹配关系。此外，本实用新型还可通过化学反应制程的参数设定于基材上另形成沟槽式或多孔性的第二毛细结构，而不用制作烧结层或铣沟。第二毛细结构可用来储存工作流体(例如，水)，而第一毛细结构可用来产生液体蒸发的薄膜效应，进而增进传热效果。再者，本实用新型亦可经由化学反应制程于散热装置的中空腔体的内壁上形成上述的第一毛细结构及/或第二毛细结构。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
权利要求1.一种传热结构,其特征在于,包含 一基材；以及 一第一毛细结构，经由化学反应制程形成于该基材上，该第一毛细结构为多个纳米级物体、多个微米级物体或其组合。
2.如权利要求I所述的传热结构，其特征在于，该多个纳米级物体为纳米丝、纳米棒、纳米管、纳米板或其组合。
3.如权利要求I所述的传热结构，其特征在于，更包含一第二毛细结构，经由化学反应制程形成于该基材上，该第一毛细结构自该第二毛细结构突出。
4.如权利要求3所述的传热结构，其特征在于，该第二毛细结构为一沟槽式毛细结构。
5.如权利要求3所述的传热结构，其特征在于，该第二毛细结构为一包含多个微孔的多孔性毛细结构，且每一该多个微孔的孔径介于I微米与100微米之间。
6.如权利要求5所述的传热结构，其特征在于，该多个微孔呈不规则形状。
7.一种散热装置，其特征在于，包含 一中空腔体；以及 一第一毛细结构，经由化学反应制程形成于该中空腔体的内壁上，该第一毛细结构为多个纳米级物体、多个微米级物体或其组合。
8.如权利要求7所述的散热装置，其特征在于，该中空腔体的壁厚介于O.2毫米与O. 3毫米之间。
9.如权利要求7所述的散热装置，其特征在于，该多个纳米级物体为纳米丝、纳米棒、纳米管、纳米板或其组合。
10.如权利要求7所述的散热装置，其特征在于，更包含一第二毛细结构，经由化学反应制程形成于该中空腔体的内壁上，该第一毛细结构自该第二毛细结构突出。
11.如权利要求10所述的散热装置，其特征在于，该第二毛细结构为一沟槽式毛细结构。
12.如权利要求10所述的散热装置，其特征在于，该第二毛细结构为一包含多个微孔的多孔性毛细结构，且每一该多个微孔的孔径介于I微米与100微米之间。
13.如权利要求10所述的散热装置，其特征在于，该第二毛细结构的厚度介于该中空腔体的壁厚的1/3与2/3之间。
14.如权利要求10所述的散热装置，其特征在于，该中空腔体具有一蒸发端以及一冷凝端，且第一毛细结构与该第二毛细结构至少涵盖该蒸发端。
15.如权利要求14所述的散热装置，其特征在于，该蒸发端为亲水性，且该冷凝端为疏水性。
专利摘要一种传热结构，包含一基材以及一第一毛细结构。第一毛细结构经由化学反应制程形成于基材上，且第一毛细结构为多个纳米级物体、多个微米级物体或其组合。
文档编号H05K7/20GK202587721SQ20122014746
公开日2012年12月5日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者陈文祥, 陶谦, 林俊宏 申请人:讯凯国际股份有限公司