石墨热管的制作方法
【专利摘要】本实用新型是关于一种石墨热管，其主要包含有一热管与至少一石墨复合层，此石墨复合层是设置于热管的至少部分表面上。热管包含有一中空密闭的金属壳体，以及一容设于金属壳体内的工作介质。而石墨复合层是由一石墨层与一接着层所组成。本实用新型藉由石墨层具有重量轻且XY异向性热传导系数更高等优势，在无显著增加热管重量的前提下，形成石墨层、金属壳体与工作介质同时进行热传递，来大幅提升热管的热传效果。
【专利说明】石墨热管
【技术领域】
[0001]本实用新型是有关于一种热传导组件，其尤指一种热传效率更佳的石墨热管。
【背景技术】
[0002]各种提升日常生活便利性的电子产品随科技的发展不断推陈出新，举凡如手机、平板计算机等，但不变的是电子产品内部的电子零件于运作的过程中会产生热能，导致电子零件的温度升高，如果没有适当有效的传导途径，过多的热能将造成电子零件因温度过高的关系发生损坏或短路的状况，使得电子产品无法正常运作，故电子产品的内部须设置有散热组件，以将电子零件产生的热能散去，以维持电子产品正常的运作的功能。
[0003]热管因其具有体积小、可利用潜热快速输送大量热能、温度分布均匀、构造简单、重量轻、无需外加作用力、寿命长、低热阻及可远距离传热等特点，而被广泛运用于电子产品的散热用途上，如具热管的散热鳍片、散热模块。热管主要包含有一壳体与一设置于壳体内的流体。热管的工作原理主要是藉由使用铜或铝…等高导热金属制作而成的壳体接收电子零件的热能，再利用壳体内部所充填的流体会在吸收热与释放热时分别产生气相与液相的相变化，以快速输送大量热能。
[0004]虽然，热管可藉由具导热性的壳体与内部流体进行热能传导，但其壳体的所扮演的热传导效果仍不如预期，而亟待加以改善者。
[0005]本实用新型针对此一待解决的课题，提出了一种崭新的石墨热管结构，以提高热管的整体热传导效果。
实用新型内容
[0006]本实用新型的一目的，在于提供一种石墨热管，其热管表面上的至少一部分设置有一石墨复合层，以提升热管的热传效果。
[0007]本实用新型的又一目的，在于提供一种石墨热管，其石墨复合层采用螺旋包裹方式设置于热管上，以有效提升热管表面的均温性、散热性、热传性、空气对流性，增加大量的热传表面积，且使热管内的绝热部后移提升热管的热传效率。
[0008]本实用新型的再一目的，在于提供一种石墨热管，其石墨螺旋包覆于热管表面上的方式可以有效提升施工方法、制作方法、成型方法，且无加工作业地点的限制。
[0009]本实用新型的另一目的，在于提供一种石墨热管，当热管的数量为二个或二个以上时，各热管的表面的至少一部分与至少一石墨复合层直接接合，以形成一网状结构，来提升各热管间的均温热传效果，并提高热能输送的量。
[0010]为了达到上述所指称的各目的与功效，本实用新型揭示了一种石墨热管，其主要包含有一热管与至少一石墨复合层，此石墨复合层是设置于热管的至少部分表面上。而热管包含有一中空密闭的金属壳体，以及一容设于金属壳体内的工作介质。
[0011]本实用新型所述的石墨热管，其中该石墨复合层包含有一石墨层与一接着层，该接着层设置于该金属壳体与该石墨层间，以接合该金属壳体与该石墨层。
[0012]本实用新型所述的石墨热管，其中该接着层是呈现图案化设置于该石墨层上。
[0013]本实用新型所述的石墨热管，其中该热管为二个或二以上时，至少一该石墨复合层是延伸设置于该些热管的至少部分表面上，形成网状结构。
[0014]本实用新型所述的石墨热管，其中该石墨复合层包含有一石墨层与一图案化接着层，该接着层设置于该金属壳体与该石墨层间，以接合该金属壳体与该石墨层。
[0015]本实用新型所述的石墨热管，其中该接着层是非金属接着层或者金属接着层，该石墨层是石墨粉层、天然石墨层、鳞状石墨层、发泡石墨层或人造石墨层。
[0016]本实用新型所述的石墨热管，其中该石墨复合层是螺旋状包覆于该热管的至少部分表面上。
[0017]本实用新型所述的石墨热管，其中该石墨复合层螺旋状包覆于该热管上时形成有数个缠绕部，该些缠绕部彼此间有交迭或间隔有空隙。
[0018]本实用新型所述的石墨热管，其中该石墨复合层螺旋状包覆于该热管上时形成有数个缠绕部，该些缠绕部彼此间无交迭且无间隔空隙。
[0019]本实用新型更提供一种基于上述石墨热管架构所衍生形成的热传网络，其主要由二个或二个以上的热管与至少一石墨复合层所构成。此石墨复合层是延伸设置于该些热管的至少部分表面上，以形成网状结构。热管包含有一中空密闭的金属壳体，以及一容设于金属壳体内的工作介质。
[0020]实施本实用新型的有益效果:本实用新型的石墨热管，其利用石墨的质轻与高热传特性，在无显著增加既有热管重量的前提下，大幅提增既有的热管的热传性。再者，本实用新型更教示一种由石墨复合层与热管所构成的热传网络，以更快速且大量的将各热管接收到的不同程度热能藉由网络的互联结构传递出去，快速达到散热效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0022]图1(a)为本实用新型的石墨热管的立体示意图；
[0023]图1 (b)为图1 (a)的AA，线段的剖视图；
[0024]图1(c)为本实用新型的图案化接着层的示意图；
[0025]图1 (d)为本实用新型的石墨复合层采螺旋包法设置于热管表面上时的一实施例示意图；
[0026]图1 (e)为本实用新型的石墨复合层采螺旋包法设置于热管表面上时的又一实施例示意图；
[0027]图2为本实用新型的石墨热管的另一较佳实施例的示意图。
[0028]【图号对照说明】
[0029]I 石墨热管
[0030]2 热管
[0031]21 金属壳体
[0032]22 工作介质
[0033]3 石墨复合层
[0034]3a、3b 缠绕部
[0035]d 间隙
[0036]31 石墨层
[0037]32 接着层
【具体实施方式】
[0038]为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下:
[0039]请参阅图1(a)与图1(b)，其为各为本实用新型的一较佳实施例的立体示意图与第1(a)图的AA’线段截面示意图。如图所示，本实用新型的石墨热管I主要包含有至少一热管2与至少一石墨复合层3。热管2由一中空密闭的金属壳体21与一容设于金属壳体21内的工作介质22所组成。石墨复合层3是设置于金属壳体21至少部分表面上，且与金属壳体21直接接触。
[0040]此石墨复合层3由一厚度为11?400 μ m的石墨层31与一接着层32所组成。接着层32是用以将石墨层31与金属壳体21接合，接着层32可以是非金属接着层，例如使用高分子材料的黏着层，或者是金属接着层，例如是由可熔接的金属所构成，例如铜。石墨层31可以是石墨粉、天然石墨、鳞状石墨、发泡石墨或人造石墨其中的一所形成，较佳的情况为高配向热裂解石墨(HOPG)。此外，接着层32可以是采呈现图案化的方式涂覆于石墨层31上，如第1(c)图所示，而所谓的图案化主要对应于石墨层31欲与金属壳体21接着处才进行涂覆形成接着层32。
[0041]本实用新型藉由石墨层31具有重量轻且XY异向性热传导系数更高等优势，可在无显著增加热管2重量的前提下，将金属壳体21所接收的热能更有效的传导，如此一来也可避免造成电子产品重量的增加，而此一特点对相当强调轻薄易于携带的电子产品来说是更是显得相当重要。
[0042]此外，本实用新型的石墨复合层3可以采螺旋式包裹的型态来熔接或黏合设置于金属壳体21至少部分表面上，以有效提升热管表面的均温性、散热性、热传性、空气对流性，增加大量的热传表面积，且使热管2内的绝热部后移提升热管的热传效率。
[0043]再者，石墨复合层3采螺旋包法设置于热管2的金属壳体21表面上时可如第I (a)图所示的石墨复合层3的缠绕部3a与缠绕部3b间无交迭且存在有间隙d，以显露出金属壳体21。
[0044]或者，可以如第I (d)图所示，石墨复合层3的缠绕部3a与缠绕部3b间无交迭且紧密排列，也就是没有间隙存在于缠绕部3a与缠绕部3b间。更者，石墨复合层3的缠绕部3a与缠绕部3b间交迭，如第1(e)图所示。当然，也可以是上述的方式混合使用。
[0045]将石墨复合层3螺旋包覆于热管2表面上的方式可以有效提升施工方法、制作方法、成型方法，优于当热管2成型前后加工中置入的方式，且无加工作业地点的限制，举例来说可以在甲公司制作热管后，于乙公司进行石墨复合层3的包覆加作业。
[0046]在本实用新型的架构下，当热管2接收到电子零件所产生的热时，石墨复合层3、金属壳体21与工作介质22将同时分工进行热传递，更提升热管的热传效果与热的输送量。
[0047]请再参阅图2，其为本实用新型的石墨热管的另一示意图。此实施例是基于上述的热管结构所进一步衍生而来，其任一石墨层将延伸至数个热管外表面上，形成所谓的网状结构石墨热管组件，也可称之为热传网络，以将各热管所接收的热透过石墨层快速地进行热的调配与传递，以达到更佳的热传递效果。
[0048]此实施例的架构主要为二个或二个以上的一热管2，以及至少一石墨复合层3，其延伸设置于各热管2的至少部分表面上，以形成由石墨复合层3与热管2构成的网状结构。而热管2的结构如先前所载，于此将不再进行赘述。
[0049]再者，在上述的实施例中金属壳体21的内表面上可更形成有毛细结构，以让工作介质22在相变化时可更轻易产生对流。毛细结构的类型可为沟槽型、烧结型、纤维型或丝网型等各种型态。此外，图示中的所绘制的单一支热管2也可以使用多支热管成束的适当方式来取代。
[0050]综上所述，本实用新型的石墨热管，其利用石墨的质轻与高热传特性，在无显著增加既有热管重量的前提下，大幅提增既有的热管的热传性。再者，本实用新型更教示一种由石墨复合层与热管所构成的热传网络，以更快速且大量的将各热管接收到的不同程度热能藉由网络的互联结构传递出去，快速达到散热效果。
[0051]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种石墨热管，其特征在于，其包含有: 至少一热管，其包含有一中空密闭的金属壳体，以及一容设于该金属壳体内的工作介质；以及 至少一石墨复合层，其设置于该热管的至少部分表面上。
2.如权利要求1所述的石墨热管，其特征在于，其中该石墨复合层包含有一石墨层与一接着层，该接着层设置于该金属壳体与该石墨层间，以接合该金属壳体与该石墨层。
3.如权利要求2所述的石墨热管，其特征在于，其中该接着层是呈现图案化设置于该石墨层上。
4.如权利要求1所述的石墨热管，其特征在于，其中该热管为二个或二以上时，至少一该石墨复合层是延伸设置于该些热管的至少部分表面上，形成网状结构。
5.如权利要求4所述的石墨热管，其特征在于，其中该石墨复合层包含有一石墨层与一图案化接着层，该接着层设置于该金属壳体与该石墨层间，以接合该金属壳体与该石墨层。
6.如权利要求2或5所述的石墨热管，其特征在于，其中该接着层是非金属接着层或者金属接着层，该石墨层是石墨粉层、天然石墨层、鳞状石墨层、发泡石墨层或人造石墨层。
7.如权利要求1所述的石墨热管，其特征在于，其中该石墨复合层是螺旋状包覆于该热管的至少部分表面上。
8.如权利要求7所述的石墨热管，其特征在于，其中该石墨复合层螺旋状包覆于该热管上时形成有数个缠绕部，该些缠绕部彼此间有交迭或间隔有空隙。
9.如权利要求7所述的石墨热管，其特征在于，其中该石墨复合层螺旋状包覆于该热管上时形成有数个缠绕部，该些缠绕部彼此间无交迭且无间隔空隙。
【文档编号】F28D15/04GK203964740SQ201420229147
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】刘康华 申请人:绿晶能源股份有限公司