专利名称：平板式热管的制造方法
技术领域：
本发明是涉及一种平板式热管的制造方法，特别是涉及一种利用气相沉积法制作接合层，以提高气密度的平板式热管的制造方法。
背景技术：
由于如中央处理器等电子元件的运算处理速度不断提升，所述电子元件的发热密度也不断提升，因此，为解决电子元件所面临的散热问题，各式散热元件应运而生。一般而言，此类散热元件不外是散热鳍片、散热风扇、热管等，或此类散热元件的组合使用。例如一般的散热装置将中央处理器等高发热元件所产生的热，透过元件的封装表层引导至散热片或高热导性的金属块上，然后再经由热管的作用传导至散热鳍片或散热风扇上加以排出。
然而在如笔记型计算机等可携式电子装置上，考量所述电子装置的可携便利性，因此所述电子装置的轻薄短小化已成趋势。在此趋势下，所面临的散热问题日益严重，一般散热装置在处理此类电子装置的散热问题上逐渐面临散热效果难以再提升的瓶颈。
因此，平板式热管的出现，适时地可作为如笔记型计算机等可携式电子装置的一种良好的散热装置。平板式热管的运作原理同于一般热管，均是靠着密封于所述平板式热管中的工作流体受热产生相变化，以潜热方式来进行热交换。细言之，当所述平板式热管的局部位置与电子元件的热源接触时，邻近所述局部位置的工作流体因处在饱和蒸气压之下，所以能迅速借由吸收热量而蒸发为蒸气。此时因所述蒸气的压力相较于所述平板式热管中其它位置为高，所以所述蒸气会迅速地流动至其它位置，将热量传递予所述平板式热管的壳体而冷却凝结，并借着大面积的壳体或壳体表面所附加的散热片将热量逸散于大气中。而所述蒸气在释放出潜热后冷凝为液体，并经由毛细结构体的作用而回到原来的局部位置，如此即完成一工作循环。由于所述平板式热管不同于一般热管只能使用一维方向进行热量传递，而是以二维方向来传递热量，所以平板式热管相较于一般热管具有较佳的散热能力。
然而，在平板式热管的制作方法中，所述平板式壳体的气密度却是影响所述平板式热管的性能的一个重要关键，若气密度不佳，会影响密封于所述平板式热管的工作液体的饱和蒸气压，而影响所述工作液体的气液相变化，进而降低所述平板式热管的散热效果。
如图1与图2所示，一般的平板式热管的制作方法包括下列步骤首先，提供一为铜、铝等金属材质的中空壳体单元2，所述壳体单元2具有一第一壳体21及一形状与所述第一壳体21配合来形成一容置空间26的第二壳体22，所述第一壳体21周缘具有一第一接合部211，所述第二壳体22周缘具有一与所述第一接合部211对应的第二接合部221，所述第一壳体21与所述第二壳体22中的一者具有一连通所述容置空间26的贯孔24。
其次，在步骤11中，以电镀法于所述第一接合部211与所述第二接合部221的一与另一者相对的表面上形成一为金属材质的接合层25。
然后，在步骤12中，将一毛细结构体23置于所述第一、第二壳体21、22所配合形成的容置空间26中。
接下来，在步骤13中，使所述第一接合部211于所述第二接合部221上来定位所述第一壳体21于所述第二壳体22上。
接着，在步骤14中，对所述接合层25进行加热，使所述接合层25熔融，用以使所述第一接合部211与所述第二接合部221接合。
然后，在步骤15中，经由所述壳体单元2的贯孔24将工作液体注入接合后的所述壳体单元2的所述容置空间26中，再经所述贯孔24对注入工作液体后的所述容置空间26进行抽气，以抽出所述容置空间26中的残存气体。
最后，在步骤16中，封闭所述贯孔24。
此时，即完成所述平板式热管的制作。
然而，在步骤11中，利用电镀法于所述第二接合部的内侧面上设置一接合层的方式，并不易形成一厚度均匀的接合层，尤其是在面对所述壳体单元2的表面积较大的平板热管时，所述接合层的厚度不均匀的现象更为严重。
由于电镀法是利用将金属被镀物浸入含有镀层金属阳离子的水溶液中，运用电化学的原理，对所述金属被镀物施加负电压，使金属阳离子与所述金属被镀物上的电子进行中和还原而沉积于所述金属被镀物表面。
然而利用电化学的原理于被镀物上形成金属镀层，所述镀层的厚度会受到被镀物的形状的影响而有所不同。由于对被镀物施加负电压时，电子会聚集于被镀物的棱角处，造成所述棱角处还原的金属阳离子较多而使镀层较厚，而相反地，被镀物的非棱角处所聚集的电子较少，造成所述非棱角处还原的金属离子较少而使镀层较薄。
因此，若将电镀法使用于制作所述接合层25，则会产生所述接合层25在所述第二接合部221的棱角处与非棱角处的厚度不一致的现象，而所述接合层25的厚度不一致则会造成所述第一接合部211与第二接合部221难以完全紧密接合，导致整体平板式热管的气密度降低而影响其工作效能。
此外，使用电镀法来制作所述接合层25时，所述接合层25可采用的金属材料也有所限制。由于电镀法是基于电化学方法，在水溶液中将金属离子还原于被镀物表面，所述金属离子的还原能力与其还原电位相关，而各种金属的还原电位并不相同。因此，若要采用多元合金材料作为所述接合层25，需在电镀水溶液中，加入适当的复合剂(complexing agents)，以调整不同金属的还原电位，在控制上不易达到适当比例的合金成分。一般而言，若为二元合金，尚可利用电镀法在复杂的控制下来形成，但其合金成分比例不易控制，而若为三元以上的合金时，则难以利用电镀法形成。
而同时为了符合环保潮流，一般以如锡铅等二元合金作为所述接合层25的方式，因其合金成分中含铅，将逐渐面临淘汰，取而代之的是以如锡银铜等的三元合金来制作所述接合层25，而明显地，一般电镀法难以制作所述三元合金的所述接合层25。
发明内容
本发明的目的在提供一种不但可以提高达成气密的良率，并且可以制作多元合金的接合层的平板式热管的制造方法。
于是，本发明平板式热管的制造方法包括(A)提供一为金属材质的中空壳体单元，所述壳体单元具有一第一壳体及一形状与所述第一壳体配合来形成一容置空间的第二壳体，所述第一壳体周缘具有一第一接合部，所述第二壳体周缘具有一与所述第一接合部对应的第二接合部，所述第一壳体与所述第二壳体中的一者具有一连通所述容置空间的贯孔；(B)以气相沉积法于所述第一接合部与所述第二接合部中的至少一者的一与另一者相对的表面上形成一接合层；及(C)使所述第一接合部于所述第二接合部上来定位所述第一壳体于所述第二壳体上，并加热使所述第一壳体与所述第二壳体间的接合层熔融。
借由气相沉积法于所述第一接合部与所述第二接合部中的至少一者上设置所述接合层，可使所述接合层的厚度一致，进而使所述第一接合部与第二接合部的接合紧密，以达成平板式热管的气密。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明图1是一般的平板式热管的制作方法的一流程图；图2是一般的平板式热管的一示意图；图3是本发明平板式热管的制作方法的较佳实施例的一流程图；图4是本最佳实施例的平板式热管的一侧视剖面图；及图5是本最佳实施例的平板式热管的一侧视剖面图，说明以一夹治具固定一第一壳体与一第二壳体。
具体实施例方式
如图3与图4所示，本发明平板式热管的制造方法的最佳实施例包括下列步骤首先，提供一为铜、铝等金属材质的中空壳体单元4，所述壳体单元4具有一第一壳体41及一形状与所述第一壳体41配合来形成一容置空间46的第二壳体42。所述第一壳体41周缘具有一第一接合部411。所述第二壳体42周缘具有一与所述第一接合部411对应的第二接合部421。所述第一壳体41还有一连通所述容置空间46而为一贯孔的注入部44。在本实施例中，所述壳体单元4的形状为矩形，而实际使用时，所述壳体单元4的形状可为任意形状。又，所述注入部44是用来注入工作流体与抽气，所以其设置位置与型态可依照设计需求来作改变，只要其可提供容置空间46与外界连通的管道即可。
其次，在步骤31中，以气相沉积法于第二接合部421中的一与第一接合部411相对的表面上形成一接合层45，所述接合层45是由金属材质所制成。又，接合层45也可形成于第一接合部411中一与第二接合部421相对的表面，或者于第一接合部411与第二接合部421的两表面皆形成。
所述气相沉积法是在真空或半真空环境下，运用物理或化学方法将镀层的金属原料分解为气态的金属原子或金属原子团，借由使所述气态的金属原子在真空或半真空的环境中扩散，并附着于被镀物表面，而使所述被镀物表面形成一镀层。
在本实施例中，所述气相沉积法以物理气相沉积法作为代表。物理气相沉积法是指在将金属原料分解为金属原子的过程中，运用物理性的方法作为分解所述金属原料的手段，如蒸镀法是利用高温或高能量将金属原料汽化为金属原子或原子团，而如溅镀法是利用电场对一工作气体进行离子化后，并利用离子化后的工作气体撞击一固体金属原料表面，进而溅射出气态金属原子或原子团。
相较于一般以电镀法所制作的接合层会有厚度不均的现象，本实施例的接合层45以物理气相沉积法所制作，由于所述第二接合部421及所述接合层45的金属原料原子均不带电，因此所述接合层45的厚度不受所述第二接合部421的形状所影响而有所变化，使得所述接合层45具有厚度均匀的优点。
此外，以物理气相沉积法来制作所述接合层45，是运用物理性的方法将所述金属原料分解为气态的金属原子，并使所述气态的金属原子在真空或半真空的环境中扩散，而附着于被镀物表面，因此，相较于一般以电镀法所制作的接合层的金属成份会受限制，以物理气相沉积法来制作的所述接合层45的金属原料成分不会受到限制，可为任意的合金成分。
因此，所述接合层45的金属材质是可选自于锡、银、铜，及上述组合的其中的一者。或者，所述金属材质还可选自于锡、铅，及上述组合的其中的一者。甚者，所述金属材质也可选自于锡、铋，及上述组合的其中的一者。
接下来，在步骤32中，将一毛细结构体43置于所述第一、第二壳体41、42所配合形成的容置空间46中。
然后，如图3与图5所示，在步骤33中，使所述第一接合部411于所述第二接合部421上来定位所述第一壳体41于所述第二壳体42上，并利用一夹治具5固定所述第一、第二壳体41、42的相对位置。
接着，在步骤34中，对所述第一、第二接合部411、421，及所述接合层45进行加热，使所述第一、第二接合部411、421，及所述接合层45进行共晶接合(eutecticbonding)，用以使所述第一接合部411与所述第二接合部421的间紧密接合并达到气密。
然后，如图3与图4所示，在步骤35中，经由所述壳体单元4的注入部44将工作液体注入接合后的所述壳体单元4的所述容置空间46中，再经所述注入部44对注入工作液体后的所述容置空间46进行抽气，以抽出所述容置空间46中的残存气体。
最后，在步骤36中，封闭所述注入部44。
借由利用物理气相沉积法于所述第二接合部421上设置所述接合层45，使所述接合层45的厚度一致，不受所述第二接合部421的形状而有所影响，使所述第一接合部411与第二接合部411的接合紧密，可提升整体平板式热管的气密度，并且所述接合层45的金属成分也不受限制，可为任意的合金成分，确实达成本发明的功效。
权利要求
1.一种中空壳体单元的接合方法，其特征在于(A)提供一第一壳体及一形状与所述第一壳体相配合的第二壳体，所述第一壳体周缘形成一第一接合部，所述第二壳体周缘形成一与所述第一接合部相对应的第二接合部；(B)以气相沉积法于所述第一接合部与所述第二接合部中的至少一者的一与另一者相对的表面上形成一接合层；及(C)使所述第一接合部于所述第二接合部上来定位所述第一壳体于所述第二壳体上，并对所述第一接合部、第二接合部，及所述接合层进行加热。
2.如权利要求1所述的壳体单元的接合方法，其特征在于所述步骤(B)中的气相沉积法是指物理气相沉积法。
3.如权利要求2所述的壳体单元的接合方法，其特征在于所述步骤(B)中的物理气相沉积法是指蒸镀法。
4.如权利要求2所述的壳体单元的接合方法，其特征在于所述步骤(B)中的物理气相沉积法是指溅镀法。
5.如权利要求1所述的壳体单元的接合方法，其特征在于所述第一壳体及所述第二壳体的材质为铜或铝。
6.如权利要求1所述的壳体单元的接合方法，其特征在于所述步骤(B)中所述接合层是形成于所述第二接合部中面对所述第一接合部的表面上。
7.如权利要求1所述的壳体单元的接合方法，其特征在于所述步骤(C)中，还以一夹治具固定所述第一壳体与所述第二壳体。
8.如权利要求1所述的壳体单元的接合方法，其特征在于所述接合层为金属材质。
9.如权利要求8所述的壳体单元的接合方法，其特征在于所述接合层的金属材质是选自于锡、银、铜，及上述组合的其中的一者。
10.一种平板式热管的制作方法，其特征在于(A)提供一为金属材质的中空壳体单元，所述壳体单元具有一第一壳体及一形状与所述第一壳体配合形成一容置空间的第二壳体，所述第一壳体周缘具有一第一接合部，所述第二壳体周缘具有一与所述第一接合部对应的第二接合部，所述第一壳体与所述第二壳体中的一者具有一使所述容置空间与外界连通的注入部；(B)以气相沉积法于所述第一接合部与所述第二接合部中的至少一者的一与另一者相对的表面上形成一接合层；及(C)使所述第一接合部于所述第二接合部上来定位所述第一壳体于所述第二壳体上，并对所述第一接合部、第二接合部，及所述接合层进行加热。
11.如权利要求10所述的平板式热管的制作方法，其特征在于所述步骤(B)中，还将一毛细结构体形成于所述壳体单元的容置空间内。
12.如权利要求10所述的平板式热管的制作方法，其特征在于在所述步骤(C)中定位所述第一壳体于所述第二壳体上后，还以一夹治具来固定所述第一壳体与所述第二壳体。
13.如权利要求10所述的平板式热管的制作方法，其特征在于还包括一步骤(D)经所述注入部充填所述工作液体于所述壳体单元内的容置空间。
14.如权利要求13所述的平板式热管的制作方法，其特征在于还包括一步骤(E)经所述注入部抽除所述壳体单元的容置空间内的残存气体。
15.如权利要求14所述的平板式热管的制作方法，其特征在于还包括一步骤(F)，封闭所述注入部。
16.如权利要求10所述的平板式热管的制作方法，其特征在于所述步骤(B)中的气相沉积法是指物理气相沉积法。
17.如权利要求16所述的平板式热管的制作方法，其特征在于所述步骤(B)中的物理气相沉积法是指蒸镀法。
18.如权利要求16所述的平板式热管的制作方法，其特征在于所述步骤(B)中的物理气相沉积法是指溅镀法。
19.如权利要求10所述的平板式热管的制作方法，其特征在于所述壳体单元的材质为铜或铝。
20.如权利要求10所述的平板式热管的制作方法，其特征在于所述接合层为金属材质。
21.如权利要求20所述的平板式热管的制作方法，其特征在于所述接合层的金属材质是选自于锡、银、铜，及上述组合的其中的一者。
22.如权利要求10所述的平板式热管的制作方法，其特征在于所述注入部是一形成于所述第一壳体的贯孔。
全文摘要
本发明公开了一种平板式热管的制造方法，包括(A)提供一壳体单元，具有一第一壳体及一形状与第一壳体配合形成一容置空间的第二壳体，第一壳体具有一第一接合部，第二壳体具有一与第一接合部对应的第二接合部；(B)以气相沉积法于第二接合部上与第一接合部相对的表面上形成一接合层；及(C)使第一接合部定位于第二接合部上，并使接合层熔融，使第一接合部与第二接合部紧密接合以达成气密。
文档编号F28D15/02GK101029802SQ20061005862
公开日2007年9月5日 申请日期2006年3月2日 优先权日2006年3月2日
发明者杨修维, 陈佩佩, 林招庆, 余文华 申请人:奇鋐科技股份有限公司