CN101336063A - 散热装置、两相式热传元件及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种散热装置、两相式热传元件及其制作方法，其中该散热装置包括一两相式热传元件与多个散热鳍片，两相式热传元件与散热鳍片搭配使用，且两相式热传元件包括一本体与一连续式毛细结构，本体的内部具有一密闭空间，连续式毛细结构设置在本体的所有内表面上。

Description

散热装置、两相式热传元件及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种散热装置及其两相式热传元件与制作方法，特别是涉及一种能够提高散热效率的散热装置及其两相式热传元件与制作方法。

背景技术

随着电子产品效能的不断提升，散热装置或散热系统已成为现行电子产品中不可或缺的配备之一，因为电子产品所产生的热能若不加以适当地散逸，轻则造成效能变差，重则会导致电子产品的烧毁。而散热装置对于微电子元件，例如一集成电路(integrated circuits，IC)而言更是重要，因为随着积集度的增加以及封装技术的进步，使得积体电路的面积不断地缩小，同时每单位面积所累积的热能也相对地会更高，故高散热效能的散热装置一直是电子产业界所积极研发的对象。

在现今使用的散热装置中，由于热柱具有可在小热源接触面积之中，散逸大量的热能且不需外加动力的优点，现今已广泛使用在电子产品中。请同时参阅图1A与图1B，图1A、图1B为现有二种热管的内部示意图。现今所使用的热管10，在实际生产上会先在罐体12内面设置毛细结构131，然后将上盖11与罐体12组装后，再由注水管14灌入一工作流体w，并抽真空后封闭注水管14。因此，上盖11上并没有布有毛细结构132，如图1A所示，故热管10内可供传热的区域就仅分布在罐体12内表面的毛细结构131，可供散热的区域小。又或者，如图1B所示的另一种热管，即使其上盖11上设置有毛细结构132，但是此毛细结构132与罐体12上的毛细结构131为两分离的结构，因此造成工作流体w回流时的毛细力的中断，故位于上盖11的毛细结构132中凝结的工作流体w便无法顺畅地回流至罐体12的毛细结构131，造成提供的散热效果有限，而无法达到所预期的散热能力。

有鉴于此，如何提供一种散热装置及其两相式热传元件与制作方法，能够使得工作流体能够充分回流，进而提高散热效率，实为重要课题之一。

发明内容

为了解决上述问题，本发明系提出一种散热装置及其两相式热传元件与制作方法，可以解决传统热管中毛细结构无法连续所导致毛细力中断或减少的问题，进而提升热传效率与工作液体回流的速度。

为达到上述的目的，提出一种两相式热传元件，包括一本体与一连续式毛细结构，本体的内部为一密闭空间，连续式毛细结构设置在本体的所有内表面上。

为达到上述的目的，提出一种两相式热传元件的制作方法，其步骤包括：提供一罐体，罐体具有一开放端且罐体内表面设置有一第一毛细部，加入一预定材在罐体中，提供一盖体，且将盖体与罐体结合以共同形成一本体，本体的内部为一密闭空间，预定材在盖体的内表面上形成一第二毛细部，且第一毛细部与第二毛细部在本体所有内表面上共同形成一连续式毛细结构。

为达到上述的目的，提出一种散热装置，包括多个散热鳍片与一两相式热传元件，两相式热传元件与散热鳍片连结，且包括一本体与一连续式毛细结构，本体的内部为一密闭空间，且连续式毛细结构设置在本体所有内表面上。

为达到上述的目的，提出一种散热装置的制作方法，其步骤包括：提供多个散热鳍片，再提供一两相式热传元件，与散热鳍片连结，两相式热传元件包括供一罐体，罐体具有一开放端且罐体内表面设置有一第一毛细部，加入一预定材在罐体中，提供一盖体，且将盖体与罐体结合以共同形成一本体，本体的内部为一密闭空间，预定材在盖体的内表面上形成一第二毛细部，且第一毛细部与第二毛细部在本体所有内表面上共同形成一连续式毛细结构。

如上述的散热装置及其两相式热传元件与制作方法，连续式毛细结构与本体之间具有高热传效率，连续式毛细结构为包括金属弹簧状、沟槽状、柱状、网状或以粉粒烧结成型的多孔质结构的其中之一或其组合，连续式毛细结构的材质包括选自塑胶、金属、合金、多孔性非金属材料所组成的族群其中之一，而本体包括一罐体与一盖体，而罐体具有一开放端，当盖体与罐体结合时，盖体封闭罐体的开放端而共同形成一密闭空间。其中，该罐体更包括一底部与一侧壁部，侧壁部环设于底部，侧壁部与底部为一体成型或互为二分离的构件。

本体与一热源直接接触或透过一底座而与该热源接触。底座例如是一实心金属块体，而热源是一发热的电子元件，例如是中央处理器、电晶体、伺服器、高阶绘图卡、硬盘、电源供应器、行车控制系统、多媒体电子机构、无线通信基地台或高阶游戏机等。

底部、侧壁部与盖体的材质包括一高热传导材料，其包括铝、铜、钛、钼、银、不锈钢、碳钢或其它合金，盖体上更可设有一注水管，用以将一工作流体注入本体中，工作流体为无机化合物、纯水、醇类、酮类、液态金属、冷媒、有机化合物或其混合物之一，此两相式热传元件的截面形状为一圆形、三角形、四边形、多边形或其他几何形状，而两相式热传元件是一扁平式热管、平板式热管、横躺式热柱或其它形式的热管结构热管，且可与多个散热鳍片连结。

如上述的两相式热传装置与热传装置的制作方法，第一毛细部以烧结方式设置在该罐体的内表面，预定材为多个烧结粒，更包括一步骤：倒置且摇晃本体，使得预定材得以均匀分布在盖体的内表面上，预定材以烧结方式形成第二毛细部，其中更包括一步骤，将工作流体经由注水管注入本体中。

如上述的散热装置及其制作方法，散热鳍片与两相式热传元件的连结方式为紧配、焊接或其它均等方式。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1A、图1B为现有二种热管的内部示意图；

图2A为依据本发明的一种散热装置的示意图；

图2B为图2A的两相式热传元件的内部示意图；

图3A至图3F为图2B的两相式热传元件的制作方法的各步骤示意图。

主要元件符号说明

10：热管                    11：上盖

12、22：罐体                131、132：毛细结构

14、24：注水管              2：散热装置

20：两相式热传元件          21：本体

211：盖体                   221：侧壁部

222：底部                    23：连续式毛细结构

231：第一毛细部              232：第二毛细部

233：烧结粒                  25：散热鳍片

26：模具                     27：密闭空间

o：开放端                    w：工作流体

具体实施方式

请同时参阅图2A与图2B，图2A为依据本发明的一种散热装置的示意图，图2B为图2A的两相式热传元件的内部示意图。本发明的散热装置2包括一两相式热传元件20与多个散热鳍片25，在本实施例中，两相式热传元件20例如是一热管，其包括一本体21与连续式毛细结构23，本体21由罐体22与盖体211所组成。罐体22具有一侧壁部221与一底部222，侧壁部221环设于底部222，且侧壁部221与底部222为一体成型或互为二分离的构件，连续式毛细结构23设置在本体21的所有内表面上，散热鳍片25设置在两相式热传元件20的外侧。

请同时参阅图3A至3F图，图3A至3F图为图2B的两相式热传元件的制作方法的各步骤示意图。为了让散热装置2具有连续式毛细结构23，首先提供一罐体22，罐体22具有一开放端o，且罐体22的内表面覆满以烧结方式形成的第一毛细部231，从罐体22的开放端o加入一预定材，例如是多个烧结粒233，而烧结粒233与第一毛细部231的材质包括选自塑胶、金属、合金、多孔性非金属材料所组成的族群其中之一，如图3A和图3B所示。之后，再将盖体211与罐体22结合而共同形成本体21，且本体21的内部为一密闭空间27，如图3C所示。

接着，将盖体211装上烧结用模具26后倒置本体21，原先的烧结粒233会因重力的关系而掉落至盖体211的内表面，摇晃本体21让烧结粒233能够均匀的覆盖在盖体211的内表面，之后再对整个本体21进行烧结，如图3D所示。在烧结的过程中，分布在盖体211的内表面的烧结粒233便形成第二毛细部232，由于第一毛细部231与烧结粒233的材质相似，因此烧结过程中会共同形成一同一相态的连续体，故当冷却之后，原先分布在本体21的内表面的第一毛细部231会与位于盖体211内表面的第二毛细部232共同形成一连续式毛细结构23，如图3E所示。

加热完成之后，再将位于盖体211的模具26脱去并安装注水管24，再通过注水管24将以无机化合物、纯水、醇类、酮类、液态金属、冷媒、有机化合物或其混合物之一形成的一工作流体w灌入本体21之中，即完成两相式热传元件20的制作，如图3F所示。最后再以紧配、焊接或其它均等方式，将散热鳍片25连结于两相式热传元件20的外侧，即完成本发明的散热装置2。

承上，本发明的散热装置2，可应用在一发热的电子元件，例如中央处理器、电晶体、伺服器、高阶绘图卡、硬盘、电源供应器、行车控制系统、多媒体电子机构、无线通信基地台或高阶游戏机等，都可以发挥其应有的功效，使用时只要将本体21与热源直接接触或透过一底座(例如是一实心金属块体)而与热源接触，即可发挥散热的功效。

连续式毛细结构23的构成可为金属弹簧状、沟槽状、柱状、网状或以粉粒烧结成型的多孔质结构的其中之一或其组合，且由于连续式毛细结构23形成于本体21的所有内表面而为一体式连续性的毛细结构，故毛细力不会中断或减少，使得两相式热传元件20可具有高热传效率。

再者，罐体22的底部222、侧壁部221以及盖体211的材质可为选自铝、铜、钛、钼、银、不锈钢、碳钢或其它合金所组成族群其中之一所形成的一高热传导材料，因此可进而将所吸收的热再次传导至与两相式热传元件20相连的散热鳍片25，通过对流作用而快速地将热逸散至外界。

再者，本发明的两相式热传元件的样态并不限制于上述实施例所言的柱状热管，也可以是一扁平式热管、平板式热管、横躺式热柱或其它形式的热管结构，且其截面形状并不受限制，可依据使用者所需设计为圆形、三角形、四边形、多边形或其他几何形状。其内部的连续式毛细结构23都不会受到外形所限制，均具有良好的散热效能。

综上所述，本发明的散热装置2，可以通过制作工艺上的改良，解决现有热管毛细力中断或减少的问题，加快工作液体w回流的速度，提升散热效能并有效提升电子产品的稳定性。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含在所附的权利要求中。

Claims (17)

1.一种两相式热传元件，包括：

本体，其内部为一密闭空间；以及

连续式毛细结构，设置在该本体的所有内表面上。

2.如权利要求1所述的两项式热传元件，其中该连续式毛细结构包括金属弹簧状、沟槽状、柱状、网状或以粉粒烧结成型的多孔质结构的其中之一或其组合。

3.如权利要求1所述的两相式热传元件，其中该连续式毛细结构与该本体之间具有高热传效率，且该连续式毛细结构的材质包括选自塑胶、金属、合金、多孔性非金属材料所组成的族群其中之一。

4.如权利要求1所述的两相式热传元件，其中该本体包括罐体与盖体，该罐体具有一开放端，且当该盖体与该罐体结合时，该盖体封闭该罐体的开放端。

5.如权利要求4所述的两相式热传元件，其中该罐体更包括底部与侧壁部，且该侧壁部环设于该底部，且该侧壁部与该底部是一体成型或互为二分离的构件。

6.如权利要求5所述的两相式热传元件，其中该底部、该侧壁部与该盖体的材质包括一高热传导材料，且该高热传导材料包括铝、铜、钛、钼、银、不锈钢、碳钢或其它合金。

7.如权利要求4所述的两相式热传元件，其中该盖体上更设有注水管用以使工作流体注入该本体中，而该工作流体为无机化合物、纯水、醇类、酮类、液态金属、冷媒、有机化合物或其混合物之一。

8.如权利要求1所述的两相式热传元件，其中该本体与热源直接接触或透过底座而与该热源接触，该底座是实心金属块体，且该热源是发热的电子元件，该电子元件为中央处理器、电晶体、伺服器、高阶绘图卡、硬盘、电源供应器、行车控制系统、多媒体电子机构、无线通信基地台或高阶游戏机等。

9.如权利要求1所述的两相式热传元件，其中该本体的截面形状为圆形、三角形、四边形、多边形或其他几何形状，且该两相式热传元件是扁平式热管、平板式热管、横躺式热柱或其它形式的热管结构。

10.如权利要求1所述的两相式热传元件，其与多个散热鳍片连结。

11.一种两相式热传元件的制作方法，其步骤包括：

提供一罐体，该罐体具有一开放端且该罐体内表面设置有第一毛细部；

加入一预定材在该罐体中；

提供一盖体，且将该盖体与该罐体结合时，该盖体封闭该罐体的该开放端而共同形成一本体，且该本体的内部为一密闭空间；以及

使该预定材在该盖体的内表面上形成第二毛细部，且该第一毛细部与该第二毛细部在该本体所有内表面上共同形成一连续式毛细结构。

12.如权利要求11所述的制作方法，其中该第一毛细部包括金属弹簧状、沟槽状、柱状、网状或以粉粒烧结成型的多孔质结构的其中之一或其组合。

13.如权利要求11所述的制作方式，其中该预定材为多个烧结粒，且更包括一步骤：

倒置且摇晃该本体，使得该些烧结粒得以均匀分布在该盖体的内表面上，且该些烧结粒以烧结方式形成该第二毛细部在该盖体的内表面上，且该第一毛细部与该第二毛细部共同形成一连续式毛细结构。

14.如权利要求11所述的制作方法，其中该盖体上更设有注水管，且更包括一步骤：

将一工作流体经由该注水管注入该本体中。

15.一种散热装置，包括：

多个散热鳍片；以及

两相式散热元件，与该些散热鳍片连结，该两项式热传元件包括本体与连续式毛细结构，该本体内部为一密闭空间，且该连续式毛细结构设置在该本体的所有内表面上。

16.一种散热装置的制作方法，其步骤包括：

提供多个散热鳍片；

提供两相式热传元件，与该些散热鳍片连结，该两相式热传元件包括罐体，该罐体具有开放端且该罐体内表面设置有第一毛细部；

加入一预定材于该罐体中；

提供一盖体，且将该盖体与该罐体结合时，该盖体封闭该罐体的开放端而共同形成一本体，且该本体的内部为一密闭空间；以及

使该预定材在该盖体的内表面上形成一第二毛细部，且该第一毛细部与该第二毛细部在该本体所有内表面上共同形成一连续式毛细结构。

17.如权利要求16所述的制作方法，其中该些散热鳍片与该两相式热传元件的连结方式为紧配、焊接或其它均等方式。

Images