本發(fā)明涉及一種復合纖維毛細結構、其制造方法及熱管，尤指一種由不同線徑的金屬線交織成麻花狀雙層式結構，其內層編織網線徑大于外層編織網線徑的復合纖維毛細結構，及其制造方法與具有該復合纖維毛細結構的熱管。

背景技術：

為降低成本并提高產品應用彈性及競爭力，計算機、智能型電子裝置、投影機及高功率LED照明產品紛紛朝向輕薄化設計，而空間的縮減卻也導致相關產品面臨更加嚴重的散熱問題，使產品因高溫產生性能及穩(wěn)定性下降甚至故障。薄型化電子裝置的散熱問題源自局部高溫的產生，例如運算處理單元及LED光源產生區(qū)域，為克服局部熱點所造成的產品開發(fā)瓶頸，市場急需一薄型化高導熱產品。

就熱管類產品而言，傳統(tǒng)熱管內部具有讓汽相流體流動的蒸汽腔體(Vapor Chamber)及驅使液體回流的毛細結構(Capillary Structure)，當工作液體在蒸發(fā)端吸收足夠的熱量變成汽相，此蒸氣流再借由蒸氣腔體將熱量傳送到冷凝端，此時冷凝端將熱量散出，工作流體由汽相冷卻為液相，再借由毛細結構讓液相液體回流到蒸發(fā)段，以此模式不斷來回循環(huán)產生散熱效果，具極佳熱傳導性能，但熱管類產品薄型化的制作工藝與設計相對上會困難許多，其會面臨的挑戰(zhàn)如下：

A.由于薄型化熱管與傳統(tǒng)熱管最大的不同處在于內部的截面積變小，在毛細結構不變的狀態(tài)下，壓扁程序雖對液體流通截面積變化差異不大，但當熱管壓得越薄時，蒸汽空間將會變的越小，也就是蒸汽通道半徑變小，因此相較于傳統(tǒng)熱管，蒸氣壓損就需要額外考慮。例如，當薄型熱管由2mm厚度降低至0.8mm時，其有效長度乘最大熱傳量可減少七倍之多。

B.薄型熱管可沿用舊有的燒結、溝槽、金屬網或復合熱管工藝，適當將毛細結構區(qū)域厚度變薄，直接經過壓扁程序制作，然而這些作法較難制作1mm 以下的超薄型熱管，主要是因為扣除上下管壁約0.2～0.3mm厚度之后，內部僅剩下約0.7mm高度的空間，加上毛細結構的厚度會將內部空間全部占據(jù)。因此，必須留下一定空間以維持順暢的蒸氣通道，如此一來，毛細結構的設計與制作方式將會更為要求，才能在毛細壓差、汽相壓損與液相壓損三者之間取得平衡。

C.以熱管扁平化工藝必須克服壓扁時壓力不均，導致中央凹陷問題。若產生中央凹陷，熱管與發(fā)熱源或冷卻端接觸時將會有較大間隙，導致接觸熱阻提高，另外，因為形變的關系，蒸汽通道截面積將會比預期更小，更使其性能低下。目前常用作法是將毛細結構調整至中央，兼顧支撐作用，另外亦可利用加熱法，使熱管內部壓力提高，于壓扁工藝階段時對外產生推力，避免產生不必要的形變。扁平化后熱管的結構強度亦必須符合使用上壓力差變化，才不會使結構脆弱處大氣壓力壓扁，或是運作時內部壓力太大而爆管的問題。

目前已經有許多熱管制造業(yè)者針對低于1mm的超薄型熱管設計不同的毛細結構制作方式，主要可分為燒結、溝槽、金屬網、纖維束或復合熱管工藝，燒結工藝主要沿用燒結管工藝并稍作改良，制作特殊模具，使燒結銅粉固定于銅管內部某一區(qū)塊，再經過壓扁程序制作超薄型熱管，燒結工藝雖可制作毛細力較強的毛細結構，但工藝難度與成本較高，且較難以應用于未來更薄型化的產品。至于以溝槽與金屬網制作的毛細結構雖具有成本優(yōu)勢，但由于其毛細半徑較大難以獲得足夠的毛細力。因此，有許多業(yè)者提出復合式毛細結構設計以提升性能，卻也導致工藝難度與成本增加。目前適用于超薄型熱管的毛細結構中，纖維束設計具有較小的線徑可獲得較高的毛細力及更小高度的支撐結構。但傳統(tǒng)的同軸編織毛細結構由于僅通過多個金屬絲交織而成，其各金屬絲間的間隙雖然可提供毛細傳輸作用，但因其中心部位呈空心長管狀的結構，壓制后只可得到又扁又寬的松散毛細結構，無法獲得較為密實且集中的毛細結構，其雜亂分布于流道內的設計將導致較高流動阻力，導致性能降低。

據(jù)此，薄型化熱管的毛細結構其毛細傳輸效果不如一般熱管，需要以特定設計尋求毛細結構與管體內部蒸氣流通道的平衡，才能有效發(fā)揮其應有的毛細傳輸力。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種復合纖維毛細結構、其制造方法及熱管，以提 高薄型化熱管的毛細結構的最大熱傳能力。

為實現(xiàn)上述目的，在一實施例中，本發(fā)明提出一種復合纖維毛細結構，其包含：

一第一編織層，由具有一第一線徑的金屬線構成的呈筒狀的網狀結構；以及

一第二編織層，由具有一第二線徑的金屬線構成的網狀結構，第一線徑大于第二線徑，第二編織層包覆于第一編織層外。

其中，該第一編織層是由多束至少一股的具有該第一線徑的金屬線交錯編織而成的網狀結構，該第二編織層是由多束至少一股的具有該第二線徑的金屬線交錯編織而成的網狀結構。

其中，其中該金屬線由具導熱性的金屬材質構成。

為實現(xiàn)上述目的，在一實施例中，本發(fā)明提出一種復合纖維毛細結構的制造方法，其包含：

備置一芯線；

于芯線外包覆一第一編織層，第一編織層為由具有一第一線徑的金屬線構成的網狀結構；

于第一編織層外包覆一第二編織層，第二編織層為由具有一第二線徑的金屬線構成的網狀結構，第一線徑大于第二線徑；以及

將芯線取出。

其中，其為先決定該第二線徑的尺寸以及該第二編織層的厚度，而后決定該第一線徑的尺寸以及該第一編織層的厚度，以及該芯線的直徑。

其中，該第一編織層是由多束至少一股的具有該第一線徑的金屬線交錯編織而成的網狀結構，該第二編織層是由多束至少一股的具有該第二線徑的金屬線交錯編織而成的網狀結構。

其中，該金屬線由具導熱性的金屬材質構成。

為實現(xiàn)上述目的，在一實施例中，本發(fā)明提出一種熱管，其包含：

一腔體，為一封閉真空腔體，內部填充有工作流體；以及

一復合纖維毛細結構，設置于腔體內，其包括：

一第一編織層，由具有一第一線徑的金屬線構成的呈筒狀的網狀結構；以及

一第二編織層，由具有一第二線徑的金屬線構成的網狀結構，第一線徑大于第二線徑，第二編織層包覆于第一編織層外。

其中，該第一編織層是由多束至少一股的具有該第一線徑的金屬線交錯編織而成的網狀結構，該第二編織層是由多束至少一股的具有該第二線徑的金屬線交錯編織而成的網狀結構。

其中，該腔體與該金屬線由具導熱性的金屬材質構成。

本發(fā)明的復合纖維毛細結構、其制造方法及熱管，可以提高薄型化熱管的毛細結構的最大熱傳能力。

以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的復合纖維毛細結構的一實施例的立體結構示意圖。

圖2為圖1實施例的A部放大結構示意圖。

圖3為圖1實施例的B-B剖面結構示意圖。

圖4為本發(fā)明的復合纖維毛細結構的制造方法的流程圖。

圖5為本發(fā)明的熱管的外觀結構示意圖。

圖6為圖5的C-C剖面放大結構示意圖。

圖7為本發(fā)明的熱管與傳統(tǒng)毛細結構熱管運作功率與熱阻比較圖。

其中，附圖標記：

100：復合纖維毛細結構

110：第一編織層

111、121：金屬線

120：第二編織層

130：芯線

200：腔體

300：熱管

400：復合纖維毛細結構的制造方法的流程

402～408：步驟

T：厚度

h：高度

ψ1：第一線徑

ψ2：第二線徑

具體實施方式

請參閱圖1至圖3所示，本發(fā)明提出的復合纖維毛細結構100，其包含一第一編織層110與一第二編織層120，第一編織層110是由多束至少一股的具有一第一線徑ψ1的金屬線111交錯編織構成的呈筒狀的網狀結構。第二編織層120是由多束至少一股的具有一第二線徑ψ2的金屬線121交錯編織構成的網狀結構，第一線徑ψ1大于第二線徑ψ2，第二編織層120包覆于第一編織層110外。金屬線111、121由具導熱性的金屬材質構成。

如圖2所示第二編織層120是由四股一束的金屬線121交錯編織，然不限于此，視實際設計而決定金屬線121的股數(shù)，第一編織層110的金屬線111同理。

關于復合纖維毛細結構100的制造方法，請參閱圖3及圖4所示，本發(fā)明提出的復合纖維毛細結構的制造方法的流程400，其包含：

步驟402：備置一芯線130；芯線130的材質不限，具有一定硬度足以承受第一編織層110及第二編織層120纏繞而不致變形或斷裂即可；

步驟404：于芯線130外包覆一第一編織層110，第一編織層110為由具有一第一線徑ψ1的金屬線111構成的網狀結構；

步驟406：于第一編織層110外包覆一第二編織層120，第二編織層120為由具有一第二線徑ψ2的金屬線121構成的網狀結構，第一線徑第一線徑ψ1大于第二線徑第二線徑ψ2；以及

步驟408：將芯線130取出。

請參閱圖5及圖6所示，本發(fā)明提出一種薄型的熱管300，由復合纖維毛細結構100與腔體200構成。復合纖維毛細結構100，包含一第一編織層110與一第二編織層腔體120。腔體200與構成第一編織層110與第二編織層腔體120的金屬線皆可采用具導熱性的金屬材質構成，例如，銅、鋁、不銹鋼。熱管300的制造方法，是將原本呈圓筒狀的復合纖維毛細結構100(如圖1所示外觀)放入原本亦呈圓筒狀的腔體200內，而后將腔體200連同復合纖維毛細結構 100加工壓扁成圖6所示扁平狀，而后將腔體200一端封閉、抽真空并將工作流體(例如，水)填充于腔體200內，而后再將腔體200另一端封閉，使復合纖維毛細結構100被封閉于腔體200內，構成如圖5所示外型。

請參閱圖6及圖7所示，本發(fā)明并應用此結構制作實施例驗證其效益。如圖6所示，當熱管300的厚度T為1.0mm，腔體200內部高度h＝0.7mm，第一編織層110采用第一線徑ψ1＝0.1mm的金屬線，第二編織層120采用第二線徑ψ2＝0.05mm的金屬線，于腔體200內填充約116mg的水為工作流體，其最大熱傳量如圖7所示，可達20W，優(yōu)于傳統(tǒng)毛細結構熱管的12W，此外，可有效降低超薄型熱管熱阻，如圖7所示，于輸入瓦數(shù)為10W時，相較于傳統(tǒng)毛細結構熱管約0.2K/W的熱阻，本發(fā)明的熱阻可降低至約0.1K/W。

綜上所述，本發(fā)明所提供的復合纖維毛細結構，是由不同線徑的金屬線交織成麻花狀雙層式結構，由于位于內層的第一層編織網線徑大于位于外層的第二編織層，因此應用于熱管時，可提供較大的工作流體流動空間，借以降低流動阻力，而位于外層密集的第二層編織層則可提供較高毛細力，以提高最大熱傳能力。

當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。