专利名称：热导管的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种热导管，尤其是指一种应用于电子元件散热的热导管。
背景技术：
随着电子信息业不断发展，电子元件运行频率和速度也在不断提升。高频高速将使电子元件产生的热量越来越多，温度也越来越高，如何将电子元件的热量散发出去，以保证其正常运作，一直是业界在研究的问题。传统的散热方式是单纯依靠金属材质的散热器传导热量，由于金属的热传导系数有限，导致散热器在单位时间、单位体积下的热传导量也有限。传统的纯金属散热器散热方式已不能满足高发热量电子元件的散热需求。
目前业内技术人士常用热管为电子元件散热，热管利用液体在汽液两态间转变时温度保持不变，同时吸收或放出大量热的原理将电子元件产生的热量散失掉。图1所示为习知热管结构示意图，热管120包括一密封低压管形壳体121，该壳体121内设有毛细结构122并充有适量的工作液体123。热管120一端为蒸发段130，另一端为冷凝段132，根据工作需要在两段中间可布置绝热段131。当热管120蒸发段130受热时毛细结构122中的工作液体123蒸发汽化，蒸汽在微小压差下流向冷凝段132放出热量后凝结成液体，液体在毛细结构122毛细力作用下回流到蒸发段130，从而使热量由热管120蒸发段130迅速传至冷凝段132。热管120利用工作液体123的汽、液两相变化可以将大量的热量通过其较小的截面积远距离的传输，且热阻较小，具有优良的等温性能和较高的导热性能，与铜、银、铝等金属相比，单位重量的热管120可以传递几个数量级的热量。这种热管也有其不足之处，热管通过工作液体的相变化传递热量，故热管有一定的起始工作温度，一般热管的起始工作温度约在30～40度左右，在热管未达到一定温度时，其内的工作液体不会产生相变化传递热量，从而在热管的蒸发端造成热量的累积影响对发热元件进行散热，为提高热管对发热元件的散热效果需降低热管的起始温度即降低工作液体的沸点，在工作液体一定的条件下可通过提高热管内的真空度以降低工作液体的沸点，但提高热管内的真空度对热管的材料、热管的漏率及其结构强度等具有较高要求，而且生产的成本高，因而并不实用。而且热管依靠其毛细结构的毛细力为工作液体提供流动的动力，随着发热元件产生的热量不断激增，毛细结构已不能提供足够大的毛细力驱动工作液体流动，导致热管各种传热极限的产生，从而影响热管的导热性能。故如何降低热管的起始工作温度即如何使热管可在较低温度下工作及如何提高工作液体的流动动力是进一步提升热管性能的急需解决的问题。
发明内容本发明的目的在于提供一种能够在较低温度下工作，且可增加工作液体流动动力的热导管。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的热导管包括一装有工作液体的管体，该管体一端为吸热端，另一端为放热端；其中该管体一末端内设有一容积可变的泵体，该管体外靠近上述管体的末端设有电磁开关，该泵体包括一磁性膜片，该电磁开关产生磁场，该磁场驱动磁性膜片运动，使泵体内的容积产生变化。
与习知技术相比，本发明热导管包括一泵体，通过泵体容积的变化驱动工作液体运动，故本发明热导管在吸热端未达到工作液体沸点时就可工作，避免热量在吸热端累积从而提升对被冷却元件的散热效果；同时，本发明热导管利用泵体容积的变化驱动工作液体，可提供较大的动力使工作液体循环运动，从而可极大的提高热导管的散热效果。
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是习知热管结构示意图。
图2是本发明热导管第一实施例的工作状态示意图。
图3是图2中热导管下一刻的工作状态示意图。
图4是本发明热导管第二实施例的结构示意图。
具体实施方式请一起参考图2至图3，本发明热导管10包括一电磁开关100及一管体200，该管体200包括一与被冷却电子元件15接触的吸热端280及位于管体200一端且与吸热端280相对的放热端270，上述电磁开关100位于管体200外靠近吸热端280一侧。其中，该管体200包括一壳体220、填充于壳体220内的工作液体222及位于管体200一端且固定于壳体220上临近吸热端280一端的一泵体230。该泵体230包括一座体240及一磁性膜片246，该泵体230通过其座体240固定于壳体220上，该磁性膜片246可由镍化铁等磁性材料制成，通过其上的AB、CD外缘部分固定于座体240上。该座体240包括一底座241、一顶座242及设于两者之间的若干膜片244。上述磁性膜片246、顶座242及膜片244形成一容积可变的容腔248，且在底座241、顶座242上分别设有通口250、252、253及258、259、260等，这些膜片244分别与底座241及顶座242上相对应的通口250、252、253及258、259、260形成单向阀254、256及264，从而构成工作液体222的流动通道。
本发明的热导管10在使用过程中，通过电磁开关100的开与关产生方向相反的磁场以驱动磁性膜片246来回运动，使容腔248的容积在膨胀、压缩两个状态间转换，从而使工作液体222被吸入或排出容腔248，其具体过程如图2及图3。图2所示为容腔248吸入工作液体222状态电磁开关100产生磁场使磁性膜片246向电磁开关100所在方向运动，从而导致容腔248体积增大，使容腔248内的压强低于管体200内其它部分的压强，在压差作用下使单向阀254及256打开，单向阀264关闭，从而在单向阀254及256处形成使容腔248与管体200内其它部分连通的两条通路，吸热端280内的工作液体222沿这两条通路被吸入到容腔248内，放热端270内被冷却的工作液体222流向吸热端280从而降低吸热端280的温度，当容腔248内的压强与管体200内其它部分的压强达到平衡时，单向阀254及256关闭，完成吸液过程，容腔248将把其内的工作液体222排出。图3所示为容腔248将其内的工作液体222排出状态电磁开关100关闭产生一同上述磁场方向相反的磁场，驱动磁性膜片246向放热端270运动，容腔248容积压缩变小，使容腔248内的压强高于管体200内其它部分的压强，在压差作用下使单向阀264打开，单向阀254及256关闭，从而在单向阀264处形成使容腔248与管体200内其它部分连通的一条通路，容腔248内的较热的工作液体222沿这条通路被排出容腔248流向放热端270，使较热的工作液体222在放热端270放出热量冷却，当容腔248内的压强与管体200内其它部分的压强达到平衡时，单向阀264关闭，完成排液过程，容腔248将吸入工作液体222重复图2所示工作过程，如此不断循环，从而使工作液体222在管体200放热端270与吸热端280之间往复运动。图中所示挡板243、245及262具有保护作用在容腔248吸入或排出工作液体222的过程中，可避免由于工作液体222流速过高，冲击膜片244造成单向阀254等的损坏。
图4是本发明热导管第二实施例，该热导管10A与第一实施例的不同之处在于泵体的结构。该热导管10A的泵体230A包括座体240A及一磁性膜片246，该座体240A包括一底座241A、一顶座242A及设于两者之间的若干膜片244A与固定在底座241A另侧的膜片244B。底座241上相应设有若干通道与其对应的膜片244A或244B分别构成单向阀254A、256A、264A。如上述的工作过程，控制电磁开关100的开与关即可驱动工作液体在管体放热端与吸热端之间往复运动。由于本实施例中未设有挡板243、245及262等保护结构，故本实施例的热导管10A适于在工作液体222流速较低的情况下使用。
上述为本发明热导管的两个具体实施例，但本发明热导管并不仅限于此，上述两个实施例中包括两个液体流入的单向阀与一个液体流出的单向阀，根据需要可改变控制液体流入、流出的单向阀的数量以及通过改变膜片与座体的结合方式，可得到相同的单向阀结构，且磁性膜片246可直接固定于膜片上；容腔吸入或排出液体的力的大小与容腔容积变化率有关，可依据热导管横截面尺寸对其进行调整以获得需要的液体流速，从而控制热导管的冷却效果；此外，该泵体还可以设在管体放热端一侧。
权利要求
1.一种热导管，包括一装有工作液体的管体，管体一端为吸热端，另一端为放热端，其特征在于该管体一末端内设有一容积可变的泵体，该管体外靠近上述管体的末端设有电磁开关，该泵体包括一磁性膜片，该电磁开关产生磁场，该磁场驱动磁性膜片运动，使泵体内的容积产生变化。
2.如权利要求1所述的热导管，其特征在于该泵体还包括一座体，上述磁性膜片固定于该座体上并与座体构成一容积可变的容腔，且该座体上设有至少一控制工作液体流入的单向阀及至少一控制工作液体流出的单向阀。
3.如权利要求2所述的热导管，其特征在于上述座体包括若干膜片及若干通口，这些膜片与对应的通口组成上述单向阀。
4.如权利要求3所述的热导管，其特征在于上述单向阀一侧的座体上还设有避免工作液体直接冲击上述单向阀的挡板。
5.如权利要求3所述的热导管，其特征在于上述座体包括一底座及一顶座，上述膜片固定于该底座与顶座之间，而磁性膜片固定于顶座上并同座体及座体之间的若干膜片形成该容积可变的容腔。
6.如权利要求3所述的热导管，其特征在于上述座体包括一底座及一顶座，上述膜片一部分固定于该底座与顶座之间，一部分固定于底座另一侧，而磁性膜片固定于顶座上并同座体及座体之间的若干膜片形成该容积可变的容腔。
7.如权利要求3所述的热导管，其特征在于上述膜片固定于座体上，而磁性膜片直接固定于该膜片上，同座体及上述膜片形成一容积可变的容腔。
8.如权利要求1所述的热导管，其特征在于上述磁性膜片由镍化铁制成。
全文摘要
一种热导管，包括一装有工作液体的管体，该管体一端为吸热端，另一端为放热端；其中该管体一末端内设有一容积可变的泵体，该管体外靠近上述管体的末端设有电磁开关，该泵体包括一磁性膜片，该电磁开关产生磁场，该磁场驱动磁性膜片运动，使泵体内的容积产生变化。本发明热导管通过泵体内容腔容积的变化驱动工作液体运动，故本发明能够在较低温度下工作，且可增加工作液体流动动力，从而具有较好的散热效果。
文档编号H01L23/427GK1700455SQ20041002736
公开日2005年11月23日 申请日期2004年5月18日 优先权日2004年5月18日
发明者吕昌岳, 陈杰良, 余泰成 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司