本發明涉及主動式散熱機構及其制造方法(active?heat?dissipationapparatus?and?manufacturing?method?of?the?same)，更詳細地，涉及一種通過比其自身的導熱材質特性更有效的制冷劑的相變化來主動地傳遞從發熱裝置(例如，電子設備)產生的熱量，從而能夠提高散熱性能的主動式散熱機構及其制造方法。
背景技術：
1、無線通信技術(例如，多進多出(mimo：multiple?input?multiple?output)技術)是一種通過使用多個天線來大幅增加數據傳送容量的技術，并且是一種在發射器中通過單獨發射天線來傳送相互不同的數據，并在接收器中通過適當的信號處理來區分傳送數據的空分復用(spatial?multiplexing)技術。
2、因此，隨著同時增加收發天線的數量，信道容量會增加，從而能夠發送更多的數據。例如，若想將天線的數量增加到10個，則與現有的單個天線系統相比，通過使用相同的頻帶來確保約10倍的頻道容量。在應用如上所述的mimo技術的收發裝置的情況下，隨著天線的數量增加，發送器(transmitter)和濾波器(filter)的數量也會一同增加。
3、如上所述，隨著發送器及濾波器的數量的增加，存在發熱元件也會增加的問題，為了防止天線裝置的性能下降，mimo技術中率先進行關于有效地對從多個發熱元件產生的熱量進行散熱的散熱機構的研究。
4、圖1是示出根據現有技術的天線裝置的一示例的分解立體圖。
5、如圖1所示，發熱裝置(例如，電子設備)可以實現為天線裝置。
6、如圖1所示，現有的天線裝置包括：天線殼體主體10，設置為前方開口且前后厚度比較薄的長方體盒體形狀，并且在后表面一體地形成有多個散熱翅片11；主板(未圖示)，堆疊配置于天線殼體主體10的內部中的后表面；以及天線板15，堆疊配置于天線殼體主體10的內部中的前表面。
7、在主板安裝有用于校準供電控制的多個供電相關部件元件，并且在供電過程中產生的元件的熱量通過天線殼體主體10的后方的多個散熱翅片11向外部散熱。
8、并且，安裝有psu元件的psu板40在主板的下側堆疊或者以相同的高度配置，并且設計為從psu元件產生的熱量也通過天線殼體主體10的后方的多個散熱翅片11向外部散熱。
9、主板的前表面配置有未圖示的多個rf濾波器，并且天線板15的后表面配置為堆疊在多個rf濾波器的前表面。
10、在天線板15的前表面可以安裝有多個貼片型或偶極型的輻射元件17，在天線殼體主體10的前表面可以設置有保護內部的各個部件免受外部影響的同時使多個輻射元件順暢地進行輻射的天線罩面板50。
11、但是，現有的天線裝置具有在前方部設置有天線罩面板50的設計，并且在內部產生的系統熱量一律需要向天線殼體主體10的后方進行集中散熱，因此需要提高多個散熱翅片11的散熱性能。
12、在此，作為用于提高多個散熱翅片11的散熱性能的方案，可以考慮如下制造方法：采用導熱性更優異的材質來與天線殼體主體10形成為一體，并且使其最外廓前端從作為熱源的發熱元件向外部空間盡可能遠地隔開。
13、但是，僅通過多個散熱翅片11其自身的材質，不僅在提高導熱性方面存在局限性，而且還存在如下問題：即使在將多個散熱翅片11的最外廓前端遠離發熱元件的情況下，也無法消除與熱量流入的發熱元件相鄰的部位的熱量集中現象，并且成為使產品在厚度方向上的大小增加而阻礙產品超薄化的因素。
14、另外，在相關的散熱技術領域中，通常作為多個散熱翅片11的材質而被采用的導熱性物質(金屬)可以例舉鋁(al)合金材質。
15、在金屬材質中，作為具有比鋁(al)更高的導熱率(單位，w/mk)的金屬可以例舉銀(au，418.6)、銅(cu，372.1)及金(ag，295.3)，但其與鋁相比價格相對昂貴，因此，從經濟性(費用)的角度而言，無法廣泛應用于覆蓋大范圍的散熱面積的方法。
16、只不過，鑒于鋁(al)僅靠純鋁則無法滿足強度及延展性要求，因此通常以大致混合硅及鎂的鋁合金形態進行加工制造，在這種情況下，存在由于鑄造性較低使其應用性極其地局限在制造小型或簡單形狀的部件等的情況發生，雖然與上述的銀、銅及金相比成本較低，但仍存在制造成本較高的缺點。
17、并且，利用鋁合金材質構成的散熱翅片11也難以克服上述材質上的限制，最近在封閉的內部采用相變化物質作為制冷劑進行填充后，通過在制冷劑的相變化時使用的潛熱與顯熱之間的溫度差來進行散熱的制冷劑型散熱系統備受關注。
18、在這種制冷劑型散熱系統中，使散熱性能最大化的核心要素為相變化的制冷劑，鋁合金的散熱翅片11只能起到在形成供制冷劑相變化而流動的封閉的制冷劑流動空間的同時盡可能地將從作為發熱對象的發熱元件生成的熱量根據其自身的導熱率而全部傳遞到制冷劑的作用。
19、因此，形成填充有作為相變化物質的制冷劑的制冷劑流動空間的散熱翅片應以使從發熱元件到制冷劑的物理間隔距離最小化的方式進行加工設計，這是在提高散熱性能方面最優選的設計點，目前為止研究及開發的散熱翅片11由于現有的鋁合金材質是最廣泛使用的材質，因此仍然偏愛高價的鋁合金材質。
20、但是，在純鋁的情況下，由于與金屬的加工性相關的延伸率好，從而可以制造能夠使其厚度最小化的散熱翅片11，但為了加強強度及柔性，利用鋁合金材質構成的散熱翅片11的延伸率降低，并且在使其厚度最小化方面存在局限性。
21、并且，在構成散熱翅片11的金屬材質為鋁材質且制冷劑選擇為水的情況下，在填充制冷劑時，在初期鋁材質與水發生氧化反應而生成氧化鋁，在此過程期間，一部分被氫取代，使內部壓力升高，通常，在鋁材質的散熱機構中，需要選擇用于防止這種化學反應的諸如霍尼韋爾制冷劑或cfc(氟利昂氣體)等的特殊制冷劑，因此，指出制冷劑的選擇范圍也減少的缺點。
22、另外，相變化是指當液體(liquid)/氣體(gas)/固體(solid)蓄積大量的能量或釋放儲存的熱能時，其固有狀態發生變化的現象。
23、相變化是指分子的物理排列發生變化，而不是諸如化學鍵合或形成等化學反應，將某物質被施加能量時不發生相變化的狀態的熱量稱為顯熱(sensible?heat)，將在發生相變化時使用的熱量稱為潛熱(latent?heat)。
24、但是，由于溫度與壓力的關系成正比，因此存在散熱機構的溫度升高時壓力也升高的問題。在密封的散熱機構內，若因從發熱體傳導的高溫而導致壓力升高，則會引起散熱機構自身破裂的問題。為了解決上述問題，需要防止壓力升高，在散熱機構中，需要能夠在實現物質的相變化循環的過程期間實現壓力平衡的充分的內部體積。
25、并且，填充于散熱機構的內部的制冷劑也需要選擇在與作為散熱機構的金屬材質的關系中不引起化學反應的種類，以防止散熱機構的內部壓力增加。
26、例如，在構成散熱機構的金屬材質為鋁(al)材質且制冷劑選擇為水的情況下，在填充制冷劑時，在初期鋁材質與水發生氧化反應而生成氧化鋁，在此過程期間，一部分被氫取代，從而存在內部壓力升高的問題，通常，在鋁材質的散熱機構中選擇用于防止這種化學反應的諸如霍尼韋爾制冷劑或cfc(氟利昂氣體)等的特殊制冷劑。
27、但是，近年來，許多國家都有限制使用除了水之外的諸如霍尼韋爾制冷劑或cfc(氟利昂氣體)等的特殊制冷劑的趨勢。如上所述，在散熱機構因內部壓力增加而被破損或因產品的運輸或移送或設置而被破損時，這種特殊制冷劑存在向外部泄漏的憂慮，在這種情況下，存在有可能污染大氣及外部環境的問題。
28、只不過，若作為可使用的制冷劑排除特殊制冷劑，則與其他金屬材質相比導熱率高，從而通常使用的利用鋁材質構成的散熱機構的使用只能受到限制，因此，在相關散熱機構的制造行業中，最近正在積極進行與構成散熱機構的金屬材質的替代及散熱設計相關的研究。
29、另外，作為與上述缺點相關的研究資料，作為國際熱科學期刊(internationaljournal?of?thermal?sciences)的共同作者liqiang?deng的論文(2022年8月15日出版，以下稱為“現有論文”)，以下簡要地介紹“多熱源條件下以輥粘扁平熱管為板翅片的自然風冷熱學研究(thermal?study?of?the?natural?air?cooling?using?roll?bond?flat?heatpipe?as?plate?fin?under?multi-heat?source?condition)”。
30、圖2是示出在現有論文中記載的輥粘接扁平熱管(rollbond?flat?heat?pipe)(以下，簡稱為“rbfhp”)的制造過程的示意圖(參照現有論文的圖4)，圖3是圖2的rbfhp的試驗裝置的概要圖(現有論文的圖6)。
31、如圖2所示，現有論文的rbfhp利用預先設計的模具在第一鋁片上印刷非粘結性石墨后堆疊到第二鋁片，之后按照熱滾壓-冷滾壓-退火的順序使兩個鋁片滾壓并接合，并焊接進料管，并且從入口向板內部注入高壓氣體，使未粘結的部分膨脹，從而成型為自主連接的腔室。
32、現有論文提出如下結論：如上所述成型的rbfhp在如圖3所示的測試條件(四個均勻分布的熱源測試)下的結果值優于普通鋁板(翅片)。
33、但是，由于現有論文的rbfhp通過如上所述的輥粘接方法來制造，因此存在制冷劑(尤其，液相制冷劑)難以接近最靠近熱源位置的結合端部(即，邊緣端部)而配置的問題。
34、即，在輥粘接方式中，邊緣端部必然接合，至少重疊接合的部分需要與熱源(發熱體)隔開，因此，根據自身元件的材質產生導熱阻力。
35、現有論文的rbfhp的制造方式被限制為輥粘接方式或采用該方式的原因在于，用于在內部構成兩個鋁材質的板片的最佳方式，由于鋁材質的板片自身以彎曲方式在現實上是不可能的，因此被認為是不可避免地采用的方式。
36、另外，現有行論文的rbfhp中，當氣化的制冷劑在熱源附近移動并移動到冷凝的冷凝區域進行冷凝時，為了最大限度地擴大其面積，雖然具有蜂窩結構(蜂巢(honey?comb)結構)，但氣相制冷劑迅速移動到最遠離熱源的上端的流動區間變長，由于在冷凝區域中冷凝的液相制冷劑的返回路徑和氣相制冷劑的流動區間相互重疊，因此可以預料到會產生大的流動阻力的問題。
技術實現思路
1、技術問題
2、為了解決所述技術問題，本發明的目的在于，提供一種能夠提高發熱裝置(電子設備)的散熱性能的主動式散熱機構及其制造方法。
3、同時，本發明的另一目的在于，提供一種能夠使填充于內部的制冷劑的熱輸送能力最大化的主動式散熱機構及其制造方法。
4、并且，本發明的又一目的在于，提供一種制造性優異的主動式散熱機構及其制造方法。
5、并且，本發明的又一目的在于，擴大作為制冷劑的水的使用范圍，在通常的金屬材質中，由導熱率較低的金屬材質代替導熱率較高的鋁(al)材質，從而能夠生產低成本的產品，提供能夠呈現與現有的散熱性能的效果相同或其以上的效果的主動式散熱機構及其制造方法。
6、并且，本發明的又一目的在于，能夠采用及應用水作為可發生相變的制冷劑，從而能夠充分滿足各個國家的預定事項的主動式散熱機構及其制造方法。
7、本發明期望解決的技術問題并不局限于以上提及的技術問題，本領域技術人員可以通過以下記載而明確理解未提及的其他技術問題。
8、解決問題的方案
9、本發明的主動式散熱機構的一實施例包括：導熱板主體，在內部具有預定厚度的制冷劑流動空間；以及制冷劑，填充于所述導熱板主體的制冷劑流動空間，所述導熱板主體由可從外側向作為所述制冷劑流動空間的內側傳遞熱量的金屬材質形成，所述制冷劑由水形成，所述水可以借助所述導熱板主體自身的導熱率來實現從液態至氣態或從氣態至液態的相變化。
10、在此，形成所述制冷劑的水可以包括自然狀態的水、蒸餾水、純水及超純水中的一個。
11、并且，形成所述制冷劑的水可以為經過凈水處理方法的，可以是比電阻值在25℃中為18mω.cm以上的超純水。
12、并且，形成所述制冷劑的水可以為經過凈水處理方法的，可以是比電阻值在25℃中為5ω.cm至18mω.cm的純水。
13、并且，所述導熱板主體的金屬材質可以包含不與由所述制冷劑形成的水發生化學反應的鉑、金、銀、銥、鎢、鈦、銅及sus中的一個。
14、并且，所述導熱板主體的金屬材質可以為不與由所述制冷劑形成的水發生化學反應的sus(不銹鋼)。
15、并且，所述導熱板主體的金屬材質可以采用具有可以被加工成極限厚度的1/3以下厚度的延伸率的sus材質，所述極限厚度為在采用具有預定的拉伸強度以上的鋁材質時的最小厚度。
16、并且，所述導熱板主體的金屬材質可以采用具有可加工出多個強度加強部的延伸率的sus材質，所述多個強度加強部通過所述沖壓工序向所述制冷劑流動空間的內側突出。
17、并且，所述導熱板主體的厚度可以為極限厚度的1/3以下的厚度，所述極限厚度為在所述金屬材質采用具有預定的拉伸強度以上的鋁材質時的最小厚度。
18、并且，所述導熱板主體的金屬材質采用sus材質，所述sus材質的導熱率為采用具有預定的拉伸強度以上的鋁材質的導熱板主體的導熱率的1/10以下。
19、并且，所述導熱板主體以強制插入的方式壓入于壓入部，所述壓入部被配置為直接從作為散熱對象的散熱體接收熱量，并具有一對槽肋之間的內部，在所述導熱板主體包括壓入端部，所述壓入端部包括用于提供捕集所述制冷劑中的液態的制冷劑的蒸發區域的第一制冷劑流路的情況下，所述導熱板主體的金屬材質可以采用能夠以至少設置于所述壓入端部的內部的所述第一制冷劑流路的一部分比所述壓入部的一對槽肋的外側端更位于內部空間的方式進行加工的sus材質。
20、并且，所述導熱板主體被加工成可使所述第一制冷劑流路的至少一部分位于形狀及大小與設置成極限厚度的2倍厚度的壓入部相同的壓入部的一對槽肋的內部的厚度，所述極限厚度為在所述金屬材質采用具有預定的拉伸強度以上的鋁材質時的最小厚度。
21、發明的效果
22、根據本發明的主動式散熱機構及其制造方法的一實施例，可以實現如下的多種效果。
23、第一、可以在散熱殼體主體的背面使得因熱量的上升氣流而引起的熱集中現象最小化，并能夠實現通過由制冷劑的相變所產生的主動的熱傳遞，從而實現大幅提高整體散熱性能的效果。
24、第二，通過縮短填充于內部的制冷劑的氣液循環周期，以使熱輸送能力最大化，從而可以實現提高散熱性能的效果。
25、第三、將構成制冷劑相變而流動的制冷劑流動空間的導熱板主體的材質替換為作為低于鋁材質的金屬材質的sus材質，在此，相比于由現有的鋁材質構成的材質，能夠實現更高的散熱性能的效果。
26、第四、能夠將制冷劑限定為水來選擇使用，尤其，能夠實現在限制制冷劑的使用的國家確保產品的使用及制造的設計多樣性的效果。
27、第五、與導熱率相對優異的金屬材質相比，在使用導熱率相對低的金屬材質的情況下，也能夠制造具有相同或更優異的散熱性能的散熱機構，從而能夠實現節減制造費用并簡化制造工序的效果。