专利名称：扁平热导管及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种热导管，特别涉及一种应用于电子元件散热领域的扁平热导管及其制造方法。
背景技术：
现阶段，热导管因其具有较高传热量的优点，已被广泛应用于具较大发热量的电子元件中。该热导管工作时，利用管体内部填充的低沸点工作介质在其蒸发部吸收发热电子元件产生的热量后蒸发汽化，蒸气带着热量运动至冷凝部，并在冷凝部液化凝结将热量释放出去，从而对电子元件进行散热。该液化后的工作介质在热导管壁部毛细结构的作用下回流至蒸发部，继续蒸发汽化及液化凝结，使工作介质在热导管内部循环运动，将电子元件产生的热量源源不断的散发出去。现有热导管的毛细结构一般可分为沟槽型、烧结型、纤维型及丝网型等，这些毛细结构的特点单一，沟槽型、纤维型、丝网型毛细结构的渗透率高、热阻小，但其毛细力弱，打扁后的最大传热量损失大；烧结型毛细结构的毛细力强、抗重力效果好，打扁后的最大传热量损失较小，但其渗透率低、热阻大。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种提高热管性能的扁平热导管及其制造方法。一种扁平热导管，包括中空的扁平管体及设置于管体内的第一毛细结构与第二毛细结构，所述第一毛细结构与第二毛细结构的构造不同，所述第一毛细结构由丝线编织形成，所述第二毛细结构由金属粉末烧结形成，所述第一毛细结构结合于所述管体内的一侧上，所述第二毛细结构结合于所述管体内的另一侧上，所述第一毛细结构与第二毛细结构相互贴合，所述管体内于第一毛细结构与第二毛细结构的两侧各形成一蒸气通道。一种扁平热导管的制造方法，包括以下步骤提供杆体，所述杆体呈圆柱状，其外圆周面上开设有开口及缺口，所述开口与缺口正对设置；提供第一毛细结构；提供圆管，所述圆管呈中空状，所述圆管的内径等于所述杆体的外径，将所述杆体、第一毛细结构插入所述圆管中，使所述第一毛细结构位于所述杆体的开口内；将金属粉末填入位于所述圆管内的杆体的缺口中，将金属粉末高温烧结形成第二毛细结构；取出杆体，所述第一、第二毛细结构留置于所述圆管中，所述第一、第二毛细结构正对设置，且分别贴附于所述圆管的部分内壁上；及将圆管打扁形成扁平热导管，使所述第二毛细结构贴合于所述第一毛细结构上， 所述扁平热导管内于第一毛细结构与第二毛细结构的两侧各形成一蒸气通道。上述扁平热导管及其制造方法中，所述第一毛细结构设于该管体内的一侧上，而所述第二毛细结构设于该管体内的另一侧上，并且所述第一、第二毛细结构相互贴合，当所述热导管工作时，工作介质可于所述第一、第二毛细结构间相互渗透，既具有较大的毛细力，又具有较高的渗透率及较小的热阻力，从而使该热导管具有良好的传热性能。
扁平热导管10、20、30、40
蒸发段101
冷凝段102
管体11
内部空间110
顶板111
底板112
侧板113,114
蒸气通道118
第一毛细结构12、22、32、42、15、15a、15c
第二毛细结构13、23、33、43、17、17b
杆体14、14a、14b、14c
开口141、141a、141c
缺口142、142b
圆管16
平直边171
弧形边172
圆形热导管18、18a、18b、18c
具体实施例方式
图1与图2所示为本发明第一实施例中的扁平热导管10，该热导管10包括一纵长的扁平管体11、纵向设于该管体11内的一第一毛细结构12与一第二毛细结构13、及注入该管体11内的适量工作介质(图未示)。该热导管10沿长度方向具有一蒸发段101及一冷凝段102，该蒸发段101与冷凝段102分别设于该管体11的两端。该管体11由铜等导热性良好的材料制成，其可将外部的热量传递至内部。该管体 11呈中空密封状，其内形成一内部空间110，该管体11由一中空圆管压扁而成。该管体11 包括一顶板111、一底板112及两侧板113、114。该顶板111与底板112相互平行且上下相对，该两侧板113、114呈弧形，其分别位于该管体11的两侧并与该顶板111、底板112相连， 以使该管体11在与纵向垂直的横向的截面上形成类似跑道型的轮廓。该第一毛细结构12呈一纵长结构，其被该第二毛细结构13压扁成扁平实心状，该第一毛细结构12上形成若干细小的孔隙(图未示)，所述孔隙可由铜、不锈钢、纤维等材料制成的丝线编织后形成。本实施例中，该第一毛细结构12是由铜线编织形成沿其径向相互层叠的多层丝网。该第一毛细结构12的孔隙率大，因此渗透率高、热阻小，有利于工作介质于其中顺利流动。当然，该第一毛细结构12也可为编织而成的单层网状结构。该第一毛细结构12设于该管体11内的中部的一侧上。在本实施例中，该第一毛细结构12的底面紧密贴合于该管体11的底板112的内表面上，而其顶面则结合于该第二毛细结构13上。该第二毛细结构13与该第一毛细结构12的构造不同，其由铜等金属粉末烧结形成多孔状，该第二毛细结构13内部孔隙小，蒸发表面积大，毛细力强、抗重力效果好，且打扁后的最大传热量损失较小，有助于工作介质的蒸发吸热，从而有效的传递热导管10的蒸发段101的热量。该第二毛细结构13设于该管体11内的中部与该第一毛细结构12正对的另一侧上，即该第二毛细结构13正对该第一毛细结构12，该第二毛细结构13贴合于该第一毛细结构12的一侧的尺寸小于该第二毛细结构13远离该第一毛细结构12的一侧的尺寸。在本实施例中，该第二毛细结构13大致呈三棱柱形，其尺寸较大的顶侧面通过高温烧结紧密贴合于该管体11的顶板111的内表面上，而尺寸较小的底侧形成一尖端并贴合于该第一毛细结构12的顶面的中间。该第一、第二毛细结构12、13上下层叠贴合，并沿纵向将该管体11的内部空间110 一分为二，从而于该第一、第二毛细结构12、13的两侧各形成一蒸气通道118，这些蒸气通道118可供蒸气通过。该工作介质为水、蜡、酒精、甲醇等具较低沸点的物质。当该热导管10的蒸发段 101与一热源(图未示)接触时，该工作介质从蒸发段101处吸热蒸发，并通过蒸气通道118 向冷凝段102移动，在冷凝段102放热后凝结成液体，将热量释放出去，完成对热源的散热。 该第一、第二毛细结构12、13提供毛细力使在管体11的冷凝段102凝结形成的工作介质回流至蒸发段101，实现工作介质在管体11内的循环运动，以完成对热源的持续散热。上述热导管10中，该第一毛细结构12由丝线编织形成，其设于该管体11内的一侧(底板112的内表面)上，而该第二毛细结构13由金属粉末烧结形成，其设于该管体11 内的另一侧(顶板111的内表面)上，并且该第一、第二毛细结构12、13均位于管体11内的中部且相互上下层叠贴合，当该热导管10工作时，该工作介质于该第一、第二毛细结构12、 13间相互渗透，既因烧结的第二毛细结构13而具有较大的毛细力，又因编织的第一毛细结构12而具有较高的渗透率及较小的热阻力，从而使该热导管10具有良好的传热性能。上述热导管10的厚度可达到2mm以下，甚至当热导管10的厚度为1. 8mm时，该热导管10仍能保证良好的性能，适用于内部空间狭小的电子设备如笔记本电脑等。下面以具体实验数据说明本发明热导管10比传统型热导管的传热性能强。以下测试均在相同条件下进行，同一表中的热导管的规格及参数均相同，其中，Qmax为热导管操作温度在50°C时的最大传热量，平均热阻值IV =(蒸发段平均温度-冷凝段平均温度)/
Qmax0表1规格为直径Φ = 6mm、长度L = 200mm、厚度T = 2. Omm的传统热导管与相同规格的热导管10的性能对比
权利要求
1.一种扁平热导管，包括中空的扁平管体及设置于管体内的第一毛细结构与第二毛细结构，其特征在于所述第一毛细结构与第二毛细结构的构造不同，所述第一毛细结构由丝线编织形成，所述第二毛细结构由金属粉末烧结形成，所述第一毛细结构结合于所述管体内的一侧上，所述第二毛细结构结合于所述管体内的另一侧上，所述第一毛细结构与第二毛细结构相互贴合，所述管体内于第一毛细结构与第二毛细结构的两侧各形成一蒸气通道。
2.如权利要求1所述的扁平热导管，其特征在于所述管体包括顶板及与所述顶板相对的底板，所述第一毛细结构的一侧结合于所述管体的底板上，所述第二毛细结构的一侧结合于所述管体的顶板上，所述第一毛细结构未结合于管体的底板上的另一侧与所述第二毛细结构未结合于管体的顶板上的另一侧相互贴合。
3.如权利要求1所述的扁平热导管，其特征在于所述第一毛细结构与第二毛细结构正对设置，所述第二毛细结构贴合于所述第一毛细结构的中间或所述第二毛细结构的中间贴合于所述第一毛细结构上。
4.如权利要求3所述的扁平热导管，其特征在于所述第二毛细结构与所述第一毛细结构贴合的一侧的尺寸小于所述第二毛细结构远离所述第一毛细结构的一侧的尺寸，所述第二毛细结构与所述第一毛细结构贴合的一侧形成一尖端并贴合于所述第一毛细结构的中间。
5.如权利要求3所述的扁平热导管，其特征在于所述第二毛细结构为长方体状，所述第二毛细结构的中央贴合于所述第一毛细结构上。
6.如权利要求1所述的扁平热导管，其特征在于所述第一毛细结构与第二毛细结构斜向对准设置，所述第二毛细结构贴合于所述第一毛细结构的一侧或所述第二毛细结构的一侧贴合于所述第一毛细结构上。
7.如权利要求6所述的扁平热导管，其特征在于所述第二毛细结构与所述第一毛细结构贴合的一侧的尺寸小于所述第二毛细结构远离所述第一毛细结构的一侧的尺寸，所述第二毛细结构贴合于所述第一毛细结构的一侧上。
8.如权利要求6所述的扁平热导管，其特征在于所述第二毛细结构为长方体状，所述第二毛细结构的一侧端贴合于所述第一毛细结构上。
9.如权利要求1所述的扁平热导管，其特征在于所述第二毛细结构为三棱柱形或长方体状，所述第二毛细结构未与所述管体结合的另一侧贴合于所述第一毛细结构上。
10.如权利要求1所述的扁平热导管，其特征在于所述第一毛细结构被所述第二毛细结构挤压成扁平状。
11.一种扁平热导管的制造方法，包括以下步骤提供杆体，所述杆体呈圆柱状，其外圆周面上开设有开口及缺口，所述开口与缺口正对设置；提供第一毛细结构；提供圆管，所述圆管呈中空状，所述圆管的内径等于所述杆体的外径，将所述杆体、第一毛细结构插入所述圆管中，使所述第一毛细结构位于所述杆体的开口内；将金属粉末填入位于所述圆管内的杆体的缺口中，将金属粉末高温烧结形成第二毛细结构；取出杆体，所述第一、第二毛细结构留置于所述圆管中，所述第一、第二毛细结构正对设置，且分别贴附于所述圆管的部分内壁上；及将圆管打扁形成扁平热导管，使所述第二毛细结构贴合于所述第一毛细结构上，所述扁平热导管内于第一毛细结构与第二毛细结构的两侧各形成一蒸气通道。
12.如权利要求11所述的扁平热导管的制造方法，其特征在于所述缺口的横截面为彩虹形，取出所述杆体后打扁所述圆管前，所述第二毛细结构的横截面对应为彩虹形。
13.如权利要求12所述的扁平热导管的制造方法，其特征在于打扁所述圆管后，所述第二毛细结构为长方体状。
14.如权利要求11所述的扁平热导管的制造方法，其特征在于所述缺口为平直状，取出所述杆体后打扁所述圆管前，所述第二毛细结构具有平直边及与所述平直边相连的弧形边，所述弧形边结合于所述圆管的内表面上。
15.如权利要求14所述的扁平热导管的制造方法，其特征在于打扁所述圆管后，所述第二毛细结构与所述第一毛细结构贴合的一侧的尺寸小于所述第二毛细结构远离所述第一毛细结构的一侧的尺寸。
16.如权利要求11所述的扁平热导管的制造方法，其特征在于所述缺口为拱形，打扁所述圆管前，所述第一毛细结构为中空圆形。
17.如权利要求11所述的扁平热导管的制造方法，其特征在于所述缺口为平直状，打扁所述圆管前，所述第一毛细结构为中空椭圆形。
18.如权利要求11所述的热导管的制造方法，其特征在于打扁所述圆管的过程中，所述第一毛细结构受所述第二毛细结构的挤压形成扁平状。
19.如权利要求11所述的扁平热导管的制造方法，其特征在于打扁所述圆管时，将所述第一毛细结构与所述第二毛细结构正对或斜向对准。
全文摘要
一种扁平热导管，包括中空的扁平管体及设置于管体内的第一毛细结构与第二毛细结构，所述第一毛细结构与第二毛细结构的构造不同，所述第一毛细结构由丝线编织形成，所述第二毛细结构由金属粉末烧结形成，所述第一毛细结构结合于所述管体内的一侧上，所述第二毛细结构结合于所述管体内的另一侧上，所述第一毛细结构与第二毛细结构相互贴合，所述管体内于第一毛细结构与第二毛细结构的两侧各形成一蒸气通道。上述热导管中，工作介质可于所述第一、第二毛细结构间相互渗透，既具有较大的毛细力，又具有较高的渗透率，从而使该热导管具有良好的传热性能。本发明还公开一种热导管的制造方法。
文档编号F28D15/04GK102243030SQ20101017251
公开日2011年11月16日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者代升亮, 刘悦, 刘金朋, 吴声麟, 周生国, 郑年添 申请人:富瑞精密组件(昆山)有限公司, 鸿准精密工业股份有限公司