專利名稱：散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種散熱裝置的制作方法，尤其有關(guān)一種溝槽式熱均溫腔體(vapor chamber)的制作方法。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的進(jìn)步，電子裝置的單位面積上的電子組件數(shù)量越來越多，造成電子裝置在工作時(shí)發(fā)熱量會(huì)隨之增加。因此，為了維持電子裝置處于有效工作溫度內(nèi)，現(xiàn)行的做法多是利用外加風(fēng)扇和散熱鰭片來處理這些耗熱。由于熱管(heatpipe)可在很小的截面積與溫度差之下，將大量的熱傳送一段可觀的距離，且不需外加電源供應(yīng)即可運(yùn)作，在無需動(dòng)力提供和空間利用經(jīng)濟(jì)性的考量之下，熱管已是電子散熱產(chǎn)品中廣為應(yīng)用的熱傳組件之一。
典型的熱管是由腔體(chamber)、毛細(xì)結(jié)構(gòu)(wick structure)以及工作流體所組成，且其作用原理是利用工作流體在腔體的蒸發(fā)段吸收熱量蒸發(fā)，再流向腔體的冷凝段放出熱量后凝結(jié)成液態(tài)，并借由毛細(xì)結(jié)構(gòu)所提供的毛細(xì)力使工作流體流回蒸發(fā)段。
熱均溫腔體(vapor chamber)是屬于熱管的一種，大多是利用上下兩平板而形成一密閉腔體，且在兩平板的內(nèi)壁上形成有毛細(xì)結(jié)構(gòu)。一般而言，熱均溫腔體的毛細(xì)結(jié)構(gòu)主要是以三種方式形成網(wǎng)狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)(mesh wick)、燒結(jié)毛細(xì)結(jié)構(gòu)(sintered wick)及溝槽式毛細(xì)結(jié)構(gòu)(groove wick)。
就燒結(jié)毛細(xì)結(jié)構(gòu)而言，習(xí)知技術(shù)是使用銅粉等多孔性粉末(sintered powder)于熱均溫腔體的兩平板內(nèi)壁上高溫?zé)Y(jié)而形成，由于燒結(jié)時(shí)的溫度相當(dāng)高，極易導(dǎo)致平板軟化，故必須增加平板的厚度，方能加強(qiáng)熱均溫腔體整體的機(jī)械強(qiáng)度。然而，此作法不僅增加熱均溫腔體整體的材料成本，還會(huì)會(huì)使得熱均溫腔體的重量增加許多，實(shí)非一良好的解決方案。
就網(wǎng)狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)而言，如美國專利第US 6,293,333號(hào)所揭示，其是利用金屬網(wǎng)布形成多重流道的網(wǎng)狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)，之后，再置入并貼附于熱均溫腔體的兩平板的內(nèi)壁上，如此，將提供熱均溫腔體較多的流道，達(dá)到較佳的散熱效果。然而，網(wǎng)狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)須與兩平板的內(nèi)壁達(dá)到完全貼附狀態(tài)，否則將影響熱均溫腔體的熱傳導(dǎo)效率，故于制造上困難度較高，亦使制作與材料成本相對(duì)較高。
就溝槽式毛細(xì)結(jié)構(gòu)而言，請(qǐng)參照?qǐng)D1A及圖1B。圖1A是習(xí)知制造熱均溫腔體內(nèi)壁的溝槽式毛細(xì)結(jié)構(gòu)的示意圖。圖1B是圖1A中熱均溫腔體的溝槽式毛細(xì)結(jié)構(gòu)成型后的示意圖。如圖1A及1B所示，習(xí)知熱均溫腔體的溝槽式毛細(xì)結(jié)構(gòu)是借由機(jī)械加工方式利用一模具10在金屬平板12的內(nèi)壁上沖壓出所欲形成的凹痕14，即溝槽式毛細(xì)結(jié)構(gòu)。然而，溝槽式毛細(xì)結(jié)構(gòu)的寬度在極小化時(shí)有一定的限制，當(dāng)金屬平板12上欲形成的溝槽式毛細(xì)結(jié)構(gòu)數(shù)量增加或溝槽式毛細(xì)結(jié)構(gòu)的深度需要更深時(shí)，制作過程所需的沖擊力量也需要更大，故模具10則須隨著金屬平板12上所欲成型的凹痕14數(shù)量的不同或深度的不同而隨時(shí)更換設(shè)計(jì)，且驅(qū)動(dòng)模具10沖壓金屬平板12的工具機(jī)也須提供更大的驅(qū)動(dòng)力才足以使熱均溫腔體的內(nèi)壁形成所需數(shù)量與深度的凹痕14，如此，將大幅增加制造成本。此外，以沖壓方式制作溝槽式毛細(xì)結(jié)構(gòu)時(shí)，金屬平板12的四周須額外預(yù)留有預(yù)定寬度的邊隙16，以防止金屬平板12在沖壓過程中因變形而發(fā)生溝槽式毛細(xì)結(jié)構(gòu)數(shù)量不足的情況，待沖壓完成后，平板四周多余的邊隙16則須再借由剪裁工具將其剪除，如此一來，也使制作熱均溫腔體的材料成本大幅地提升。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決上述問題，本發(fā)明提出一種散熱裝置的制造方法，其可制作具有不規(guī)則方向性的溝槽的熱均溫腔體，以提升散熱裝置整體的散熱效率，且溝槽的成型方式是以線成型的方式而取代習(xí)知技藝面成型的方式，不但大幅降低溝槽成型時(shí)的阻力，可以使用較小的工具機(jī)制造大面積的熱均溫腔體的基板，減少散熱裝置的制作成本并提升產(chǎn)品生產(chǎn)力，更可減輕熱均溫腔體整體的重量、節(jié)省使用材料。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種散熱裝置的制造方法，包括提供一基板；利用一滾筒狀模具于該基板上施壓，使該基板的一表面形成復(fù)數(shù)條溝槽；折曲該基板，使該基板形成一腔體；將該腔體的一端封閉；注入一工作流體于該腔體的內(nèi)壁中；將該腔體抽真空；以及將該腔體的另一端封閉而形成一密閉腔體，該復(fù)數(shù)條溝槽即形成于該密閉腔體的內(nèi)壁上。
根據(jù)本發(fā)明的再一目的，提出一種散熱裝置的制造方法，包括提供二基板；利用一滾筒狀模具于每一基板上施壓，使該二基板的表面形成復(fù)數(shù)條溝槽；以膠合或焊接、熔接等機(jī)械加工方式接合該二基板，使該二基板形成一腔體；將該腔體的一端封閉；注入一工作流體于該腔體的內(nèi)壁中；將該腔體抽真空；以及將該腔體的另一端封閉而形成一密閉腔體，該復(fù)數(shù)條溝槽即形成于該密閉腔體的內(nèi)壁上。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下面特舉一較佳實(shí)施例，并配合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明如下


圖1A是習(xí)知制造熱均溫腔體內(nèi)壁的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖1B是圖1A中熱均溫腔體的毛細(xì)結(jié)構(gòu)成型后的示意圖。
圖2是依本發(fā)明散熱裝置的制造方法所制成的熱均溫腔體的剖面示意圖。
圖3A是本發(fā)明以滾筒狀模具制造熱均溫腔體內(nèi)壁的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3B是本發(fā)明熱均溫腔體的毛細(xì)結(jié)構(gòu)成型后的示意圖。
圖4A至4C是本發(fā)明制造熱均溫腔體所使用的滾筒模具變化例的示意圖。
圖5是本發(fā)明以不同的滾筒模具于熱均溫腔體的內(nèi)壁制成溝槽狀毛是結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)D2，其是依本發(fā)明散熱裝置的制造方法所制成的熱均溫腔體的剖面示意圖。如圖2所示，熱均溫腔體20包括一工作流體24、一密閉腔體21、一蒸發(fā)端23、一冷凝端25、以及復(fù)數(shù)溝槽狀的毛細(xì)結(jié)構(gòu)27。蒸發(fā)端23、冷凝端25與毛細(xì)結(jié)構(gòu)27是位于密閉腔體21的內(nèi)壁22上，而工作流體24則位于封閉的腔體中不斷循環(huán)流動(dòng)，達(dá)到散熱的效用。
熱均溫腔體20的蒸發(fā)端23是相對(duì)于一發(fā)熱組件26配置，當(dāng)發(fā)熱組件26所產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)至蒸發(fā)端23后，工作流體會(huì)吸收熱量并蒸發(fā)為氣態(tài)，氣態(tài)的工作流體于冷凝端25放出熱量后便凝結(jié)成液態(tài)，并借由毛細(xì)結(jié)構(gòu)27所提供的毛細(xì)力使液態(tài)的工作流體流再次回流至蒸發(fā)端23。
以下將詳細(xì)說明本發(fā)明溝槽式熱均溫腔體20的制造方法，請(qǐng)參照第3A與3B圖并搭配圖2。圖3A是本發(fā)明以滾筒狀模具制造熱均溫腔體內(nèi)壁的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3B是本發(fā)明熱均溫腔體的毛細(xì)結(jié)構(gòu)成型后的示意圖。如圖3A及3B所示，制造本發(fā)明的熱均溫腔體，首先，提供一基板32，基板32的材質(zhì)是選自鋁、銅、鈦、鉬等具有高熱傳導(dǎo)系數(shù)的金屬材質(zhì)其中之一。接著，選取一滾筒狀模具30，滾筒模具30的表面形狀是依據(jù)熱均溫腔體內(nèi)壁22所欲形成的溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)27的形狀設(shè)計(jì)而成，借由工具機(jī)等驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)滾筒模具30沿滾動(dòng)方向在基板32上施予壓力，基板32的表面即形成復(fù)數(shù)條溝槽，此即為本發(fā)明熱均溫腔體的溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)27。
接著，以折曲的方式彎折基板32，并將基板32的兩側(cè)面以焊接、熔接等機(jī)械加工方式接合在一起，基板32即形成一腔體，溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)27則形成于該腔體的內(nèi)表面。之后，再將該腔體的一端封閉，并注入工作流體24于該腔體的內(nèi)表面，工作流體24是選自無機(jī)化合物、水、烷類、醇類、液態(tài)金屬、酮類、冷媒、有機(jī)化合物其中之一。最后，將該腔體抽真空并將該腔體的另一端封閉，即完成溝槽式熱均溫腔體20的制作，蒸發(fā)部23、冷凝部25與毛細(xì)結(jié)構(gòu)27則位于封閉腔體的內(nèi)壁22上。
特予說明的是，溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)27在腔體內(nèi)壁22的分布方式并不限定，以圖3A及3B為例，當(dāng)滾筒模具30沿X軸方向滾動(dòng)，腔體內(nèi)壁22的溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)27則以Y軸方向單一維度排列。
請(qǐng)參照?qǐng)D4A至4C及圖5。圖4A至4C是本發(fā)明制造熱均溫腔體所使用的滾筒模具變化例的示意圖。圖5是本發(fā)明以不同的滾筒模具于熱均溫腔體的內(nèi)壁制成溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖4A所示，當(dāng)以滾筒模具40沿圖3A的X軸方向滾動(dòng)，腔體內(nèi)壁22的溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)27則會(huì)形成X軸方向單一維度排列。如圖4B所示，當(dāng)以滾筒模具50沿圖3A的X軸方向滾動(dòng)，腔體內(nèi)壁22的溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)27則會(huì)形成網(wǎng)格狀排列。如圖4C所示，當(dāng)以滾筒模具60沿圖3A的X軸方向滾動(dòng)，腔體內(nèi)壁22的溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)27則會(huì)形成單一溝槽，接著，以此單一溝槽為基準(zhǔn)調(diào)整滾筒模具60一預(yù)定角度，重復(fù)制成復(fù)數(shù)條單一溝槽，溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)27即形成輻射狀排列。
需強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明的滾筒模具的表面圖案并不僅限于上述的設(shè)計(jì)，舉例來說，也可將滾筒模具的表面設(shè)計(jì)成非直線形而在腔體內(nèi)壁22制成復(fù)數(shù)個(gè)同心圓的溝槽，再搭配滾筒模具60所制成的輻射狀溝槽，使得溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)27形成輻射狀與復(fù)數(shù)個(gè)同心圓交錯(cuò)排列。當(dāng)然，也可搭配滾筒模具50所制成的網(wǎng)格狀溝槽，使得腔體內(nèi)壁22的溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)27形成輻射狀、復(fù)數(shù)個(gè)同心圓及網(wǎng)格狀交錯(cuò)排列，如圖5所示。
此外，本發(fā)明的熱均溫腔體并不限定以一基板折曲而形成一腔體，亦可使用復(fù)數(shù)塊基板，于該復(fù)數(shù)塊基板的至少一基板中形成復(fù)數(shù)條溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)后，再將該復(fù)數(shù)塊基板以膠合或焊接、熔接等機(jī)械加工方式接合而形成一腔體，溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)即形成于該腔體的內(nèi)壁，且接合該復(fù)數(shù)塊基板后的溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)會(huì)相互接通，除此之外，制作熱均溫腔體的方法及步驟皆與使用一基板相同，故于此即不再多加贅述。
本發(fā)明所揭示的散熱裝置的制造方法，其可制作具有不規(guī)則方向性的溝槽的熱均溫腔體，使得散熱裝置整體的散熱效率大為提升，此外，溝槽的成型方式是以線成型的方式而取代面成型的方式，當(dāng)熱均溫腔體的內(nèi)壁上所欲形成的溝槽式毛細(xì)結(jié)構(gòu)數(shù)量增加或溝槽式毛細(xì)結(jié)構(gòu)的深度需要更深時(shí)，僅需增加滾筒模具的表面溝槽并利用較小噸數(shù)的工具機(jī)即可達(dá)成，且于基板四周緣，也不需額外預(yù)留有邊隙，不但節(jié)省使用材料，更可減少散熱裝置的制作成本并提升產(chǎn)品生產(chǎn)力。
雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的等效的改變或替換，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的本申請(qǐng)權(quán)利要求范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種散熱裝置的制造方法，包括下列步驟提供一基板；利用一滾筒狀模具于該基板上施壓，使該基板的一表面形成復(fù)數(shù)條溝槽；以及將該基板制成一密閉腔體，以使該復(fù)數(shù)條溝槽系形成于該密閉腔體的內(nèi)壁上。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于該復(fù)數(shù)條溝槽是朝單一維度排列。
3.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于該復(fù)數(shù)條溝槽是朝相異維度且交錯(cuò)排列。
4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于該復(fù)數(shù)條溝槽是以輻射狀方式與同心圓方式交錯(cuò)排列形成。
5.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于該復(fù)數(shù)條溝槽是以輻射狀方式、同心圓方式、及網(wǎng)格狀方式相互搭配排列形成。
6.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于該基板是選自鋁、銅、鈦、鉬等具高熱傳導(dǎo)系數(shù)的金屬材質(zhì)其中之一。
7.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于將該基板制成該密閉腔體的步驟包括折曲該基板，使該基板形成一腔體；將該腔體的一端封閉；注入一工作流體于該腔體中；以及將該腔體的另一端封閉。
8.如權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于使該基板形成一腔體的步驟是以膠合方式或焊接、熔接等機(jī)械加工方式接合該基板的二側(cè)面。
9.如權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于另包括下列步驟于將該腔體的另一端封閉的步驟之前，先行將該腔體抽真空。
10.如權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于該工作流體是選自無機(jī)化合物、水、烷類、醇類、液態(tài)金屬、酮類、冷媒、有機(jī)化合物其中之一。
11.一種散熱裝置的制造方法，包括下列步驟提供復(fù)數(shù)塊基板；利用一滾筒模具于該復(fù)數(shù)塊基板的至少一基板上施壓，使該至少一基板的表面形成有復(fù)數(shù)條溝槽；以及將該復(fù)數(shù)塊基板接合使其形成一密閉腔體，且該復(fù)數(shù)條溝槽形成于該密閉腔體的內(nèi)壁上。
12.如權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于將該復(fù)數(shù)塊基板制成該密閉腔體的步驟包括接合該復(fù)數(shù)塊基板，使該復(fù)數(shù)塊基板形成一腔體；將該腔體的一端封閉；注入一工作流體于該腔體中；以及將該腔體的另一端封閉。
13.如權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于另包括下列步驟于將該腔體的另一端封閉的步驟之前，先行將該腔體抽真空。
全文摘要
一種散熱裝置的制造方法，包括下列步驟提供一基板并利用一滾筒狀模具于該基板上施壓，使該基板的一表面形成復(fù)數(shù)條溝槽；折曲該基板使該基板形成一腔體，該復(fù)數(shù)條溝槽系形成于該腔體的內(nèi)壁上；將該腔體的一端封閉并注入一工作流體于該腔體；以及將該腔體抽真空并封閉該腔體的另一端以使該腔體形成一密閉腔體。
文檔編號(hào)B23P15/26GK1840259SQ20051005626
公開日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者陳彥羲, 蔡欣昌, 王宏洲, 林祺逢, 陳錦明 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司