CN102097400A - 热导管无间隙组合结构 - Google Patents

Abstract

一种热导管无间隙组合结构，其固定座底面成形开放状的开口槽，粘着层设置于前述开口槽内，以及至少二热导管，该些热导管受热段紧密并列容设于开口槽内，由该粘着层与开口槽内壁面相互贴附接触，且受热面相邻裸露于该固定座的底面。由此，使热源可与热导管的受热面百分的百接触，充分发挥每支热导管的热传导效能，进而提升整体的热传导效能。

Description

热导管无间隙组合结构

技术领域

本发明涉及一种散热装置的热导管组合结构，尤指一种热导管无间隙组合结构，使热导管更紧密排列，大幅减少热导管的间的间距，提高热导管与热源直接接触的面积。

背景技术

近年来，随着半导体器件集成工艺的快速发展，半导体器件的集成化程度越来越高。惟，器件体积却变得越来越小，其热量的产生也越趋增加，对散热的需求越来越高，已成为一越来越重要的问题。为满足该需要，风扇散热、水冷辅助散热及热导管散热等各种散热方式被广泛运用，并取得一定的散热效果。

散热器中最重要的两个热传机制为热传导及热对流。热传导指分子间的能量交换，能量较少的分子与能量较多的分子接触后获得能量(通过物理性的直接接触)，如果两者间不存在温差(如一片独立散热片)，则无法实现热传导。传统的散热器通常会于散热片与热源(半导体集成器件)的间增加一导热系数较高的热界面材料，即TIM(Thermal Interface Material)，使半导体集成器件所产生的热能更有效地被传导到散热片上。热对流指通过物质运动来实现热传递，热能来自于被气体或液体所包围的热源，并且通过分子移动来实现热能传递于散热器中，半导体集成器件所产生的热量最终会通过散热鳍片传递到空气中，依靠对流现象将热能带走。

热导管散热装置除了多个热导管以外，其构成尚包括多个散热鳍片以及一固定座，散热鳍片通常采用铝质或铜质材料，热导管则是一两端封闭的金属管，其内部填装有工作液，固定座采铝质或铜质材料，因此又俗称“铝底”或“铜底”。

热导管散热装置设计主要是以固定座与半导体器件的散热部位贴触，将半导体器件的热温先传导至固定座，再由固定座传导至热导管与散热鳍片，而达到散热目的，因此，其热温传导采间接方式，先通过固定座再传递至热导管与散热鳍片，故效率较为缓慢。

因此，改良后现行高效率散热的热导管散热装置设计由热导管直接与半导体器件的散热部位贴触，热导管于管身的受热段上形成一较平的受热面，可与半导体器件的散热部位作直接的面与面接触，放热段则形成于固定座上方，且散热鳍片与放热段紧密接触，通过散热鳍片将热传递到空气中，而达到散热目的。其中，固定座与热导管的结合方式在固定座的底面开设多个与热导管呈相互匹配的开放状嵌槽，使热导管匹配嵌入嵌槽，实施上使用压具将热导管压平的方式嵌入嵌槽，将热导管半裸包覆于固定座，使热导管的受热面裸露于固定座底面，由受热面与半导体器件的散热部位的直接贴触，故不需间接传递散热，其散热效率非常快速。

然而，前述热导管匹配嵌槽的组合散热结构，在实际使用上仍存在下述问题点。由于热导管与固定座组合时需要依靠固定座做支撑，且使用压具将热导管压平的方式嵌入嵌槽，于各嵌槽的间设有隔条，使热导管匹配嵌入嵌槽后，可利用隔条间的夹持而获得稳固的夹持定位。因此不管厂商通过何种制造工序，达到热导管的受热面与固定座的底面齐平，固定座底部都设有隔条将热导管隔开，导致热导管间的受热面不能集中，随着半导体器件体积变得越来越小，热源的面积也越来越小的趋势下，在有限的热源面积上热导管的数量将会受到很大的限制，也大大影响了受热面直接与半导体器件的散热部位直接贴触的面积，进而导致其热传导效能不彰。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于提供热导管直接接触半导体器件的散热部位，且热导管的受热段更紧密的结合，使每支热导管都能充分发挥效益，甚至能在遇到更高的热源时，能埋入更多热导管，达到热导管百分的百接触到热源面积的目的，充分发挥热传导的效能，加快散热效率。

为达上述的目的，本发明提供一种热导管无间隙组合结构，其包括：固定座，该固定座底面成形开放状的开口槽；粘着层设置于前述开口槽内，其中该粘着层进一步可为导热系数高的热界面粘着材料；以及至少二热导管，该些热导管具有受热段及放热段，该放热段由前述开口槽延伸出该固定座的外部，而受热段则紧密并列容设于开口槽内，由该粘着层与开口槽内壁面相互贴附接触，且受热段裸露于该固定座的底面为平面的受热面，构成固定座与热导管的组合结构。

其中，该固定座底面的开口槽内壁面设有与前述热导管的受热段相互贴附接触匹配的凹弧，且相邻的受热面与固定座的底面平齐或凸出该固定座的底面。

本发明的优点在于通过治具将热导管平整化后，使热导管紧密排列，使热导管间无间隙与固定座的组合，相邻受热面间不再有固定座的间隔条，大幅减少公知热导管与热导管的间所留的间距，使热导管的受热面百分的百接触到热源面积，充分发挥每支热导管的热传导效能，进而提升整体的热传导效能。相同的，在面对相同的半导体器件的散热部份面积，本发明的热导管无间隙组合能在一样的接触面积上埋入更多热导管，让更多的热导管与热源接触，进而提升整体的热传导效能。

附图说明

图1为本发明实施例的固定座立体外观图；

图2为本发明实施例的固定座剖视图；

图3-1及3-2为本发明的热导管外观及剖视图的实施例一；

图4-1及4-2为本发明的热导管外观及剖视图的实施例二；

图5-1及5-2为本发明的热导管外观及剖视图的实施例三；

图6为本发明实施例的立体分解图；

图7为本发明实施例的组合示意图；

图8为本发明实施例的组合剖视图；

图9为本发明应用实施例的示意图；及

图10为本发明另一应用实施例的示意图。

附图标记说明：

固定座10；延伸部11；开口槽12；凹弧121；热导管20；放热段21；受热段22；受热面221；粘着层30；散热鳍片40、50。

具体实施方式

兹有关本发明的详细说明及技术内容，现配合图式说明如下：

请参照图1、2，分别为本发明实施例的固定座立体外观图及剖视图。本发明提供一种热导管无间隙组合结构，该固定座10可为金属或非金属材质制成，一般为矩形状，且该固定座10两端进一步可分别部分向外凸伸形成一延伸部11，该延伸部11可用增加该固定座10的稳固接触面，也可用于形成卡固结构，应用衔接固定于不同额外装置。其特征在于该固定座10底面成形开放状的开口槽12，开口槽12的开放端部为相异于延伸部11的另两端部。

请参照图3、4及5，为本发明的热导管外观图及剖视图的实施例。本发明的热导管20具有受热段22及放热段21，该放热段21实施上将由前述开口槽12延伸出该固定座10的外部，而受热段22则紧密并列容设于开口槽12。热导管20的受热段22剖面呈三角形(如图3)、四角形(如图4)、五角形(如图5)或其它多边形形状，其特征在于受热段22将裸露于该固定座10的底面为平面的受热面221，相邻于受热面221的侧面最佳实施为平面状，如图4与图5的四角形与五角形，可使两个以上的热导管20的受热段22并列时，使相邻的受热段22可紧密相邻，共同形成一大的受热单位。

请在参照图6、7及8，为本发明实施例的立体分解图、组合示意图及组合剖视图。本发明实施上至少二支以上的热导管20，图6、7及8实例为四支，实施上热导管20的形状可为L形、U形或其他各种型态，并于热导管20内部设有毛细组织及工作流体，以利用气、液相的热传机制来达成快速热传效果。固定座10用以与热导管20的受热段22相互组合连接由一粘着层30，粘着层30先设置于前述开口槽12内，且该固定座10底面的开口槽12内壁面设有与前述热导管20的受热段22相互贴附接触匹配的凹弧121，通过该粘着层30使与热导管20的受热段22在开口槽12内壁面相互贴附接触，且受热段22的受热面221裸露于该固定座10的底面。

其中该粘着层30可为一般粘着剂，也可以使用导热系数高的热界面粘着材料，例如锡膏，可增加热导管20的受热段22与固定座10的热传导效果。使用上粘着层30也可充满于开口槽12内所有热导管20的受热段22间的空间，使热导管20间及导热导管20与固定座10间相互紧密贴附接触，完整构成该固定座10与热导管20的组合结构。

该放热段21实施上将由前述开口槽12延伸出该固定座10的外部，而受热段22则紧密并列容设于开口槽12内，受热段22裸露于该固定座10的底面为平面的受热面221，紧密相邻的受热面22与固定座10的底面平齐，或凸出于该固定座10的底面。也因为本发明是由粘着层30来充满于开口槽12内热导管20受热段22的空间，所以在调整受热面22与固定座10的底面平齐的工序上将较公知利用压具压平的方式嵌入更容易。

本发明通过治具预先将热导管20平整化后，使多个热导管20的受热段22间紧密排列，且热导管20的受热段22间无间隙与固定座20固定组合，相邻受热段22的受热面221间将不再如公知有间隔条，大幅减少相邻受热面221的间距，使热导管20的受热面221可百分的百直接接触到半导体器件散热部分的面积，充分发挥每支热导管20的热传导效能，进而提升整体的热传导效能。

相同的，在面对相同的半导体器件的散热部份面积，本实施例的热导管20受热面221无间隙组合，能在一样的接触面积上埋入更多热导管20的受热段22，让更多的热导管20与热源接触，进而提升整体的热传导效能。

请再参照图9，为本发明应用实施例的示意图。本实施例的热导管20的放热段21可供多散热鳍片40依序套接结合，且热导管20的受热段22间无间隙与固定座20组合，形成完整的热导管散热装置。另可在该些散热鳍片40的外部装设罩框(图中未示)，并在罩框外侧连接风扇(图中未示)，以组合成一具主动对流将热能带走的热导管散热装置。

请再参照图10，为本发明另一应用实施例的示意图。本实施例的热导管20两端的放热段21为分别可供多散热鳍片50依序套接结合，且热导管20的受热段22间无间隙与固定座20组合，形成卧式导管散热装置。当然在该些散热鳍片50的外部也可外接风扇(图中未示)，以组合成一具主动对流将热能带走的热导管散热装置。

以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种热导管无间隙组合结构，其特征在于，包括有：

固定座，其底面成形开放状的开口槽；

粘着层，其设置于所述开口槽内；以及

至少二热导管，该些热导管具有受热段及放热段，该放热段由所述开口槽延伸出该固定座的外部，而受热段则紧密并列容设于开口槽内，由该粘着层与开口槽内壁面相互贴附接触，且受热段裸露于该固定座的底面为平面的受热面。

2.如权利要求1所述的热导管无间隙组合结构，其特征在于，该固定座底面的开口槽内壁面设有与前述热导管的受热段相互贴附接触匹配的凹弧。

3.如权利要求1所述的热导管无间隙组合结构，其特征在于，该粘着层进一步为导热系数高的热界面粘着材料。

4.如权利要求1所述的热导管无间隙组合结构，其特征在于，该受热段的受热面与固定座的底面平齐。

5.如权利要求1所述的热导管无间隙组合结构，其特征在于，该受热段的受热面凸出该固定座的底面。

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