[发明专利]热管及其加工方法

说明书

技术领域

本发明为一种热传导技术，尤其是指一种热管及其加工方法。

背景技术

随着集成电路封装技术与工艺的演进，内部线路密集度增加且微型化，使得电子元件运算的速度及频率快速提升，然而当微型化的电子元件于高速频率下运作时，会衍生出元件于单位面积下发热量大幅提升导致热源更为集中于晶片上的问题。统计结果显示因为过热导致所有电子产品损坏的比例高达55％，并经研究指出，每降低温度约10℃可提升运算晶片1-3％的效率，因此电子元件于运作时需要一套有效的散热设计以解决热源过于集中的问题，才可使电子设备于长期使用下保有其可靠度、稳定性及使用寿命。

热管类产品(如热管或均温板)具有将热源所产生的热快速导热至散热端的特征，因此被广泛运用于目前电子元件、发光二极管(LED)、太阳能板等高度热集中且需快速散热的元件上。热管内部为一低压的密封空间，具有毛细结构与填充的工作流体，内部的低压状态促使工作流体液气相变化温度大幅降低，于运作之时，蒸发区遇热产升液气相变化带走大量的热，气化后的工作流体因压力较高而向冷凝区流动，于冷凝区遇冷产生气液相变化而冷凝，毛细结构则负责将冷凝后的工作流体回流至加热端，使加热端持续具有工作流体，保持着一端蒸发、一端冷凝的密闭循环均热系统。

热管使用上有着不同的传热限制，一般电子散热所使用的铜-水热管，应用时常会先遇到的限制为毛细极限，随着热传量增加，工作流体质量流率增加，若超过毛细力将工作流体带回蒸发区的最大量，则会产生蒸发区无工作流体干枯而使热管运作失效的现象，达到热管最大工作传热量极限。

发明内容

本发明提出一种热管及其加工方法，其利用化学反应改变既有热管或均热板的毛细结构表面特性，使热管内的工作流体与热管内壁所具有的经过改质的毛细结构间具有不同的润湿性，促使管内毛细结构所提供驱动工作流体流动的毛细压差提升，藉此方式大幅提升热管的最大热传量。

在一实施例中，本发明提供一种热管加工方法，其包括有下列步骤：提供一两端具有开口的一金属管体，该金属管体内壁具有一毛细结构表面；以及氧化该毛细结构表面以形成氧化结构表面。

在另一实施例中，本发明提供一种热管，其包括：一金属管体，其内管壁具有一第一区域；一工作流体，其充填于该金属管体内；以及一第一氧化结构，其形成于该第一区域的内管壁上，该工作流体于该第一氧化结构上具有一第一接触角。

本发明的有益效果在于：能使热管内的工作流体与热管内壁所具有的经过改质的毛细结构间具有不同的润湿性，促使管内毛细结构所提供驱动工作流体流动的毛细压差提升，从而大幅提升热管的最大热传量。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明热管加工方法第一实施例流程示意图。

图2为本发明的金属管体一端截面侧视示意图。

图3A至图3C为接触角示意图。

图4A与图4B为本发明的利用混合反应溶液氧化金属管体内壁示意图。

图5A为经过步骤21的氧化程序后的金属管体剖面示意图。

图5B为经过步骤22的氧化程序后形成的具有长碳链的氧化结构示意图。

图5C为经过热管加工方法第一实施例所形成的热管结构剖面示意图。

图6A为本发明热管加工方法第二实施例流程示意图。

图6B为经过热管加工方法第二实施例所形成的热管结构剖面示意图。

图7A与图7B为本发明热管加工方法其他实施例流程示意图。

图8为本发明的热管加工方法另一实施例流程示意图。

图9A为金属管体剖面示意图。

图9B为经过图8的热管加工方法所形成的热管剖面示意图。

其中，附图标记

2-热管加工方法

20～23-步骤

3-热管加工方法

30～33-步骤

40～41-步骤

50～51--步骤

6-热管加工方法

60～63-步骤

7-热管

70-金属管体

700-蒸发区

701-冷凝区

702-隔热区

71-毛细结构

72、73-氧化结构表面

80-金属管体

800、801、802、803-区域

81-毛细结构