專利名稱：小熱管及制造方法
技術領域：
本發明涉及一種熱管及其制造方法，尤其是一種用于發熱電子元件(包括個人電腦CPU)散熱的小熱管及制造方法。
背景技術：
隨著計算機、通訊、光電照明LED等電子產品以“摩爾定律(Moor’s Law)”等比級數的驚人速率發展及小型化，相對衍生之散熱問題亦趨增加。如何在有限的空間解決此散熱問題，確保電子產品之正常操作，是世界各國散熱模組廠家和相關科研機構加大科研投入，積極尋求和研發新型高效、能適合下一代電子產品發展需要的散熱組件。
熱管是一種在密封的腔體內注入少量液體工質，利用液體的蒸發和冷凝來快速導熱，是現有導熱最快的傳熱元件。以熱管作為高效傳熱元件制成的散熱模組，已開始進入發熱電子元件(包括計算機CPU)散熱模組市場，并逐步替代現有的實體散熱模組。
隨著小熱管在電子散熱上的大規模使用，對小熱管的可靠性能和制造成本提出更高的要求。目前利用穿網、溝槽毛吸芯制成的小熱管已不能滿足電子產品對散熱元件的要求，而燒結芯小熱管制成存在成品率低、成本高的缺陷，影響了燒結小熱管的推廣應用。

發明內容
為了克服現有小熱管制成的不足，本發明提供一種燒結小熱管及制造方法，以提高小熱管的成品率，簡化生產工藝，降低生產成本，滿足市場對品質穩定、性能優良、價格低廉的小熱管的需求。
本發明解決其技術問題采用的技術方案這種小熱管，包括尾端、管體、燒結層、除氣端，由尾端、管體、除氣端構成密封腔體，內部呈真空狀態；管體的尾端為機械旋縮并點焊密封，管體的除氣端用機械打擊擠壓成小管徑的除氣管，除氣管夾斷點焊呈密封狀態；管體內壁面上設有燒結層，在燒結層內吸附有工作液體。
這種小熱管的制成方法，主要包括下列步驟管體的一端用機械方法打擊擠壓成小管徑的除氣管；在管體中心插入芯軸，芯軸的錐部插入除氣管中，并封住管體和除氣管的間隙；在管體內壁面與芯軸的間隙內裝入金屬粉，并在振動臺上震動，使間隙內各處金屬粉均勻緊實；將裝好金屬粉的管體和芯軸放入氣氛保護爐內進行高溫燒結，形成在管體內表面上的燒結層，冷卻后取出芯軸；在管體的另一端用機械旋縮成密封端面并點焊密封，形成密封的尾端，構成除除氣管與外界連通外的密封腔體；通過除氣管向密封腔體內注入液體傳熱工質；在真空排氣臺上通過除氣管抽出密封腔體內部的空氣；用機械方法夾封除氣管，再用焊接方法封焊除氣管的端部，形成除氣端，完成小熱管的制造。
本發明可通過下述方式進一步完善燒結層是純銅粉經高溫燒結在管體內壁面上，提供工作液體的循環通道。
本發明有益的效果是小熱管內部靠工作液體蒸發與冷凝相變傳熱，導熱速率快、傳熱能力大、管體表面溫度均勻。小熱管內壁面上的燒結層增大了傳熱面積，強化了液體的蒸發傳熱和蒸汽的冷凝傳熱；管體內壁面上燒結層，提供工作液體的良好通暢的循環通道，增加了蒸發冷凝相變過程的穩定性。本發明的小熱管制造方法，可提高小熱管的成品率，簡化生產工藝，降低生產成本，滿足市場對品質穩定、性能優良、價格低廉的小熱管的需求。


圖1是本發明的管體原料示意圖；圖2是本發明管體一端加工成除氣管的示意圖；圖3是本發明裝銅粉燒結時示意圖；圖4是本發明燒結后管體、除氣管、燒結層結構示意圖；圖5是本發明管體另一端加工成尾端結構示意圖；圖6是本發明管體尾端點焊后的結構示意圖；圖7是本發明小熱管的剖視結構示意圖；圖8是本發明小熱管的立體結構示意圖。
附圖標記說明管體1，尾端2，旋縮端2-1，旋縮點2-2，焊接點2-3，除氣端3，除氣管3-1，加封口3-2，焊接端3-3，燒結層4，金屬粉4-1，芯軸5，密封腔體6。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明參照圖7、圖8，這種小熱管，包括尾端2、管體1、燒結層4、除氣端3，該小熱管由尾端2、管體1、除氣端3構成密封腔體6，內部呈真空狀態；管體1的尾端2為機械旋縮并點焊密封，管體1的除氣端3用機械打擊擠壓成小管徑的除氣管3-1，通過除氣管3-1向密封腔體6內注入工作液體，通過除氣管3-1將密封腔體6內的空氣抽出后，再將除氣管3-1夾斷焊接呈密封狀態；在管體1內壁面上燒結有一定厚度的多孔毛細結構燒結層4，燒結層4由一定目數純銅粉高溫燒結而成，作為工作液體在小熱管蒸發區和冷凝區之間循環的通道；在燒結層4內吸附有工作液體。
參看圖1～圖8，這種小熱管的制造方法，包括以下步驟管體1的一端用機械方法打擊擠壓成小管徑的除氣管3-1(參見圖2)；在管體1內部中心插入芯軸5，芯軸5的一端做成錐形，插入除氣管3-1中，并封住管體1和除氣管3-1的間隙，同時將芯軸5定位在管體1的中心部；在管體1內壁面與芯軸5的間隙內裝入金屬粉4-1，并在振動臺上震動，使間隙內各處金屬粉均勻緊實，這種金屬粉為一定粒度范圍(目數)的純銅粉(參見圖3)；將裝好金屬粉4-1的管體1和芯軸5放在專用工裝架上送入氣氛保護爐內進行高溫燒結，形成在管體1內表面上的燒結層4，冷卻后取出芯軸5(參見圖4)；在管體1的另一端用機械旋縮成圓形密封端面的旋縮端2-1和旋縮點2-2，點焊旋縮點2-2為焊接點2-3，形成密封的尾端2，構成除除氣管3-1與外界連通外的密封腔體6(參見圖5，圖6)；通過除氣管3-1向腔體6內注入液體傳熱工質，然后在真空排氣臺上通過除氣管3-1抽出密封腔體6內部的空氣后，用機械方法夾封除氣管3-1，形成加封口3-2，再用焊接方法封焊加封口3-2的端部，形成焊接端3-3，構成了除氣端3，完成小熱管的制造(見圖7，圖8)。
使用時，小熱管的一端作為受熱蒸發區，與發熱電子元件接觸吸熱，小熱管的另一端作為放熱冷凝區，與散熱片組件結合，通過風扇用冷空氣將熱量散發到周圍環境中，達到冷卻發熱電子元件的目的。小熱管的受熱蒸發區吸收發熱電子元件的熱量后，小熱管的受熱蒸發區內部燒結層內吸附的液體傳熱工質吸收熱量蒸發，變成蒸汽流向放熱冷凝區，在放熱冷凝區內燒結層蒸汽冷凝放出熱量而變成液體傳熱工質，燒結層利用其微孔結構的毛吸力將液體傳熱工質送回到受熱蒸發區，以補充受熱蒸發區因蒸發而減少的工作液體，從而保證工作介質連續不斷的蒸發與冷凝循環，源源不斷地將發熱電子元件產生的熱量快速傳給放熱冷凝區，再傳導給散熱片組件，然后散發到周圍環境中。由于小熱管利用蒸發冷凝相變傳熱的原理來實現導熱，因此傳熱速率很快，傳熱能力大，體積小，小熱管為中空密封腔體結構，重量輕，小熱管內部采用燒結層結構，強化了蒸發和冷凝相變傳熱。由小熱管這種高效傳熱元件組成的散熱模組，可滿足發熱電子元件對散熱器散熱功率大、體積小、重量輕、性能穩定的要求。
權利要求
1.一種小熱管，包括尾端(2)、管體(1)、燒結層(4)、除氣端(3)，其特征是由尾端(2)、管體(1)、除氣端(3)構成密封腔體(6)，內部呈真空狀態；管體(1)的尾端(2)為機械旋縮并點焊密封，管體(1)的除氣端(3)打擊擠壓成小管徑的除氣管(3-1)，除氣管(3-1)夾斷點焊呈密封狀態；管體(1)內壁面上設有燒結層(4)，在燒結層(4)內吸附有工作液體。
2.一種制造如權利要求1所述小熱管的方法，其特征主要包括下列步驟1)、管體(1)的一端用機械方法打擊擠壓成小管徑的除氣管(3-1)；2)、在管體(1)內中心插入芯軸(5)，芯軸(5)錐部插入除氣管(3-1)中，并封住管體(1)和除氣管(3-1)的間隙；3)、在管體(1)內壁面與芯軸(5)的間隙內裝入金屬粉(4-1)，并在振動臺上震動，使間隙內各處金屬粉均勻緊實；4)、將裝好金屬粉(4-1)的管體(1)和芯軸(5)放入氣氛保護爐內進行高溫燒結，形成在管體(1)內表面上的燒結層(4)，冷卻后取出芯軸(5)；5)、在管體(1)的另一端用機械旋縮成密封端面并點焊密封，形成密封的尾端(2)，構成除除氣管(3-1)與外界連通外的密封腔體(6)；6)、通過除氣管(3-1)向密封腔體(6)內注入液體傳熱工質；7)、在真空排氣臺上通過除氣管(3-1)抽出密封腔體(6)內部的空氣；8)、用機械方法夾封除氣管(3-1)，再用焊接方法封焊除氣管(3-1)的端部，形成除氣端(3)，完成小熱管的制造。
3.根據權利要求2所述的小熱管的制造方法，其特征是所述的金屬粉(4-1)是純銅粉，經高溫燒結在管體(1)內壁面上。
全文摘要
本發明涉及一種小熱管，包括尾端、管體、燒結層、除氣端，由尾端、管體、除氣端構成密封腔體，管體內壁面上設有燒結層，在燒結層內吸附有工作液體。這種小熱管的制成方法是管體的一端擠壓成除氣管；在管體中心插入芯軸，芯軸的錐部插入除氣管中；在管體內壁面與芯軸的間隙內裝入金屬粉；將裝好金屬粉的管體和芯軸進行高溫燒結，形成燒結層，冷卻后取出芯軸；在管體的另一端形成密封的尾端；向密封腔體內注入液體傳熱工質；抽出密封腔體內部的空氣；夾封除氣管，再封焊除氣管的端部，形成除氣端。本發明優點是導熱速率快、傳熱能力大、管體表面溫度均勻；管體內壁面上燒結層，提供工作液體的良好通暢的循環通道，增加了蒸發冷凝相變過程的穩定性。
文檔編號H05K7/20GK1737485SQ20051006072
公開日2006年2月22日 申請日期2005年9月8日 優先權日2005年9月8日
發明者仝愛星, 楊互助, 王占籬 申請人:嘉善華昇電子熱傳科技有限公司