CN101123862B - 一种蒸气腔体散热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蒸气腔体散热器，贴合于一发热元件并通过液气相变化散除发热元件所产生的热能。此蒸气腔体散热器具有盖体、贴合于发热元件的散热基座、以及导热粉末，其中盖体接合于散热基座并在两者间形成密闭的容置空间以容置借液气相变化散热的散热液，散热基座朝向容置空间的内面上具有对应发热元件的凸起部，并在此面上布设有前述导热粉末，以形成毛细空间，同时由于凸起部的周缘沉积的导热粉末较其它布设区域为多，因此提供更多的毛细空间，以更能有效地利用毛细现象进行传热，提高散热效果。

Description

一种蒸气腔体散热器

技术领域

本发明涉及一种蒸气腔体散热器，特别是一种在腔体内热源周围增加毛细空间，以有效利用毛细现象来提高散热效率的蒸气腔体散热器。

背景技术

请参照图1，其为一般蒸气腔体散热器的结构示意图。依目前市面上所推行的蒸气腔体散热器，必然会有一个腔体112以容置有借液气相变化来散发热能的散热液114，而腔体112内部对应发热元件120的那一边通常会为一平面，均衡散布导热粉末113，并将之烧结于此平面上。烧结后的导热粉末113会形成多个毛细空间，毛细空间用以容置散热液114，换言之，即便是指散热液114渗入导热粉末113之间。散热器还具有一个散热基座111，散热基座111设置朝向发热元件120的截面上，当散热器要散除发热元件120的热能时，将散热基座111接触发热元件120以将热能传导至散热液114中，导热粉末113的作用即便是协助散热基座111传导热能，并均衡发散热能以加速传导热能于散热液114中。而腔体112的表面会设置多个鳍片115来协助散热。

当散热液114一吸收热能便会逐渐升温，特别是渗入导热粉末113之间的散热液114，其最为接近发热元件120，相对的温度也会提升最快，当散热液114的温度到达沸点时，散热液114会由液态变化成气态，而化为气态的散热液114原来所处的位置会由其它液态的散热液114递补，此时散热液114会因毛细空间造成的毛细现象作而增加散热液114递补的速度，借此不断地进行液气相变化循环来散热发热元件120的热能。

然而，先前的技术具有下列不可避免的弊端，即是导热粉末的厚度容易影响散热液的散热效果，其包含：

1、导热粉末散布的厚度若是太薄，所能形成的毛细空间就会太过于稀少而无法容置太多的散热液，如此会造成当散热液吸热形成气态时，其它液态的散热液会无法通过毛细现象作用以迅速递补毛细空间的空缺处，反而会妨碍了热能传导而造成热能无法迅速发散。

2、若是导热粉末散布太厚，会使导热粉末于烧结后变得太过于密实，而无法使散热液渗入导热粉末底部的毛细空间，而使热能无法传导至散热液中，以造成无法通过散热液散发热能的情况发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种蒸气腔体散热器，在腔体内部对应发热元件部位的周围增加毛细空间，使散热液能有效地利用毛细现象以迅速递补化为气态的散热液，并加速散热液的液气相变化循环，以迅速散除发热元件所产生的热能，以达到增强散热效果的蒸气腔体散热器。

为了实现上述目的，本发明提供了一种蒸气腔体散热器，贴合于发热元件，并通过液气相变化散除发热元件所产生的热能。蒸气腔体散热器本身包含有盖体、散热基座与导热粉末。散热基座与盖体接合并在两者之间形成一个密闭的容置空间，此容置空间用来容置散热液，此散热液具有液气相变化的特性，并借此特性来散除热能。而散热基座具有一个贴合于发热元件的基座贴面与一个朝向容置空间的内面，将发热元件所产生的热能通过基座贴面与内面传导至散热液中。

散热基座的内面上具有凸起部，此凸起部设置的位置对应于基座贴面的位置，其作用是在增加热能传导的路径，以均衡散布并加速散除热能于散热液中。

而散热基座的内面上，均衡的布设导热粉末以形成多个毛细空间来容置散热液。换言之，即便是散热液会因此毛细空间而利用毛细现象来渗入导热粉末之间。然而，导热粉末在布设的时候，会在凸起部的周缘沉积更多的导热粉末，以形成比其它布设区域数量更多的毛细空间，因此能容置更多的散热液，以形成如水库般的容置效果。

当散热基座贴合于发热元件时，发热元件所产生的热能通过散热基座传导至散热液中，而且导热粉末会协助散热基座传导热能，均衡发散热能以加速热能散布于散热液中。而散热液一吸收热能便会逐渐升温，特别是渗入导热粉末之间且最为接近发热元件的散热液，温度也提升最快。当散热液的温度到达沸点转化为气态时，其所在位置会由其它液态的散热液递补，并利用毛细现象以增加散热液递补的速度，借此不断地进行液气相变化循环来散除发热元件所产生的热能。而凸起部的周缘因毛细空间最多，容置的散热液也最多，所以毛细现象也最为旺盛，除了将液态的散热液迅速递补化为气态的散热液外，其部位本身也能达到良好的散热效果。

此外，散热基座通常是由热传导能力较好的材质，如：铜、铝、石墨、碳化硅、氮化铝及氮化硼所组成群组中至少一种所组合形成；而导热粉末为铜粉、铁粉或铝粉所组成群组中至少一种所组合形成。

此外，依情况的需要，还可将蒸气腔体散热器作不同的设计，如：(1)在盖体上增设鳍片以增加热能传导面积协助散热。(2)将凸起部直接从散热基座的内面朝容置空间延伸形成。(3)因发热元件可能具有多个可产生热能的部位(以下简称发热部)，因此将凸起部的面积配置大于或小于基座贴面的面积，借以对应发热部的数量与涵盖发热部的位置。(4)基座贴面朝容置空间内陷于散热基座，而内陷位置的形状能使散热基座紧密贴合在发热元件上，以达到最大的散热效果。而且凸起部可为对应基座贴面内陷位置而形成的凸起，借此对应发热部，并因凸起部周缘具有较多的毛细空间以使散热液利用毛细现象来迅速散除热能，以达成加倍的散热效果。

本发明的功效如下：

(1)前述中有提到，凸起部周缘所沉积较厚的导热粉末，所以会形成更多的毛细空间以容置更多的散热液，而形成如同水库一般的容置效果。而且较厚的导热粉末除了能增强热能发散之外，若是其周围导热粉末的毛细空间因散热液变化为气态而来不及递补散热液时，此较厚导热粉末所容置散热液会通过毛细现象作用以迅速递补毛细空间的空缺处，以避免其空缺处因散热液不足而导致散热效果不良，还能改善散热液的液气循环。

(2)虽凸起部周缘沉积较厚的导热粉末，但也不会过于密实到使散热液无法渗入较底部的毛细空间，因此不会造成散热效果不良的情形发生。

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为现有技术的结构示意图；

图2A为本发明的第一实施例的散热器结构示意图；

图2B为本发明第一实施例的部分构件详解图；

图3为本发明热能传导示意图；

图4为本发明的毛细空间导热示意图；

图5为本发明的第二实施例散热器结构示意图；

图6为本发明的第三实施例散热器结构示意图；以及

图7为本发明的第四实施例的散热器结构示意图。

其中，附图标记：

111散热基座    112腔体

113导热粉末    114散热液

115鳍片        120发热元件

211散热基座    212盖体

213凸起部      214导热粉末

214a导热粉末   214b导热粉末

214c导热粉末   215散热液

216鳍片        217内面

218基座贴面    220发热元件

221发热部      511散热基座

516内面        611散热基座

613凸起部      618基座贴面

620发热元件    711散热基座

713凸起部      718基座贴面

720发热元件    721发热部

具体实施方式

请参照图2A与图2B，其为本发明的第一实施例的散热器结构示意图与部分构件详解图，其主要包含散热基座211、盖体212、凸起部213、导热粉末214、散热液215与多个鳍片216，而外部具有发热元件220，且发热元件220具有可产生热能的发热部221。

其中，散热基座211具有一个用以贴合发热元件220的基座贴面218以及一个朝向容置空间的内面217，并在此内面217上设置对应基座贴面218的凸起部213。而且散热基座211与盖体212接合时，会在两者之间形成密闭的容置空间，以容置散热液215。而此内面217上布设导热粉末214，以形成多个毛细空间来容置散热液215，而凸起部213周围会沉积较多的导热粉末214以形成更多的毛细空间来增进散热效果。

此凸起部213的设置主要是当散热基座贴合于发热元件220时，对应发热元件220的发热部221，并通过基座贴面218吸取发热部221产生的热能时，增加热能的传导路径来均衡散发热能，再通过内面217配合导热粉末214将热能传导到散热液215中。而鳍片216则是设置在盖体212的外表上，以增加热能散布面积，以加速散热效果。

请参照图3，其为本发明的热能传导示意图。当散热基座211贴合于发热元件220时，会将其热能传导至散热液215中，而导热粉末214系会辅助散热基座211均衡发散热能以加速热能散布于散热液215中，而凸起部213会对应发热元件220的发热部221，以延伸热能传导的路径，来均衡热能的散布，而凸起部213周缘之导热粉末214因厚度较厚且毛细空间较多，系可容置较多的散热液215以加强增热效果。

请参照4图，其为本发明之毛细空间导热示意图。当凸起部213或散热基座211表面的导热粉末(214a或214c)，其毛细空间所容置的散热液215因吸热达到沸点变化成气态，且其它地方的散热液215来不及补充时，会从凸起部213与散热基座211之间较厚的导热粉末214b处，以毛细现象作用将其所包含的散热液215迅速补充到导热粉末214a或导热粉末214c的毛细空间中。

请参照图5，其为本发明的第二实施例的散热器结构示意图，其凸起部可与散热基座一体成型，即如同散热基座511所示，可根据使用者的需求，直接将散热基座511从内面516朝向容置空间直接延伸形成凸起部。

请参照图6，其为本发明的第三实施例的散热器结构示意图，其散热基座611的基座贴面618朝向容置空间内陷于散热基座611中，此种设计的目的使散热基座611完全贴合于发热元件620，以达到最大的散热效果。此外，还能将凸起部613设计成与基座贴面618内陷位置形状相对应的凸起形状，以达成加倍的散热效果。

请参照图7，其为本发明的第四实施例的散热器结构示意图。其中，发热元件720不一定只拥有一个发热部721，然而为使有效散除发热元件720所产生的热能，可将凸起部713设置于散热基座711上的面积大于基底贴面718，借以涵盖对应所有的发热部721，以达到较佳的散热效果。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种蒸气腔体散热器，其特征在于，贴合于一发热元件，并通过液气相变化散除该发热元件所产生的热能，该蒸气腔体散热器包含：

一盖体；

一散热基座，该散热基座接合于该盖体并于两者间形成一密闭的容置空间，该容置空间容置有一以该液气相变化来散除热能的散热液，该散热基座具有一贴合于该发热元件的基座贴面及一朝向该容置空间的内面，该基座贴面将该热能经该散热基座、及该内面而传导至该散热液，该内面对应该基座贴面处具有一凸起部，且该凸起部的位置对应该发热元件产生热能的部位；以及

一导热粉末，该导热粉末布设于该内面上，且该导热粉末沉积于该凸起部周缘的数量多于其它布设区域，以使在该凸起部周缘通过该导热粉末形成的毛细空间多于其它区域所形成的毛细空间。

2.根据权利要求1所述的蒸气腔体散热器，其特征在于，该凸起部由该内面朝该容置空间延伸形成。

3.根据权利要求1所述的蒸气腔体散热器，其特征在于，该凸起部的面积大于该基座贴面的面积。

4.根据权利要求1所述的蒸气腔体散热器，其特征在于，该凸起部的面积小于该基座贴面的面积。

5.根据权利要求1所述的蒸气腔体散热器，其特征在于，该基座贴面朝该容置空间内陷于该散热基座。

6.根据权利要求5所述的蒸气腔体散热器，其特征在于，该凸起部为对应该基座贴面内陷位置而形成的凸起。

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