CN102338584B - 改良的散热结构 - Google Patents

Abstract

一种散热结构改良，包含：一个本体、一个底板，所述本体具有一个吸热部及一个散热部，所述散热部具有复数散热鳍片，所述吸热部具有一个腔室，所述腔室具有复数第一导流部及一个第一连通孔组及一个第二连通孔组，所述第一导流部由复数第一导流体间隔排列所组成，所述第一导流体间形成至少一个第一流道，所述第一流道至少一端呈为自由端并连接一个自由区域，所述第一导流部及所述第一流道共同界定一个蒸发区，所述散热鳍片内具有一个第二流道并与所述散热鳍片共同界定一个冷凝区，所述第一、二连通孔组连通所述蒸发区及冷凝区，该底板对应盖合前述腔室；令冷凝区藉由适当之减压设计，产生低压端，形成驱动散热结构中汽水循环所需之压力梯度不需任何毛细结构即可驱动工作流体传递热量者。

Description

改良的散热结构

技术领域

本发明涉及一种改良的散热结构，尤指一种不需任何毛细结构即可驱动工作流体传递热量，并且大幅降低制造成本的改良的散热结构。

背景技术

近年来随着电子半导体产业的蓬勃发展、制程技术的进步，并且在市场需求的趋势下，电子设备逐渐的走向轻薄短小的型态，但在外型尺寸逐渐缩小的过程中，功能及运算能力却是有增无减。例如在通讯机箱及家用或工业用之热交换机/器其在实际运作时，其内部便有多项电子零件产生热量，其中又以执行运算的电子晶体或组件所产生的热量最大，此时散热片配合风扇所组成的散热器提供散热功能即扮演保护该等电子组件的重要角色，使该等电子组件能维持在正常工作温度以发挥应有的功能。

按，近年来水冷技术仅开始被广泛的运用在个人计算机上，但未被用积极运用于其它诸如通讯及家用或工业用的热交换机/器，虽然水冷技术看似省去了体积庞大的散热片，但其实是将系统内热源的热搜集到工作流体中，然后再藉由热交换器统一与空气做热交换的动作，因为管路长度可以自行变更，所以热交换器的位置也较为弹性，也让热交换器(散热鳍片)的设计不会受到空间上的限制；但是水冷系统需要一个泵浦来推动工作流体流动，而且还需要一个储水箱，所以整个系统仍有泵浦可靠度问题、管路泄露问题...等，但因为个人计算机内的发热组件之热量不断增加，所以水冷式散热技术虽然不尽完美，仍然是目前市场上热管理与控制的最佳选择之一，不过，这是因为个人计算机的体积较庞大，而且外部也较无空间上限制，但在通讯机箱及家用或工业用之热交换机/器就不同了，上述的该装置目前皆朝向越轻薄短小的特性发展，根本就无法使用水冷的散热技术，所以目前仍然是使用热管或直接以小型的散热器来做热转移，然后再使用散热鳍片做热交换的动作。有鉴于此，业界无不积极寻找热通量高的散热技术，以因应接踵而来的庞大散热需求。

另外背景技术也可透过热管、均温板等散热组件做为热传组件使用，而制造热管及均温板时系透管于其内壁成型一烧结体，作为毛细结构使用，其主要制程系先将铜质颗或粒粉末填充于该内壁内，再将其金属(铜质)颗粒或粉末压密压实，最后送入烧结炉内施以烧结加工，令该铜质颗粒或粉末形成多孔性质的毛细结构，使之可藉由该烧结体得毛细力，但却也因该烧结体令该热管及均温板的体积存在着一定厚度，而无法有效薄型化；另者所述VC(Vaporchamber)系使用烧结之芯或网格或沟槽等结构，进而产生毛细力现象驱动热管或VC(Vaporchamber)中之汽水循环，但该项结构上的应用制造方式相当复杂，增加制造成本，故甚不适当。

再者，蒸汽芯的选择系为一门学问，选择适当的蒸汽芯系相当重要，该蒸汽芯须要能够保持冷凝液的流速及保持足够的毛细压力以克服重力的影响。

故习知技术之热管或VC(Vaporchamber)具有下列缺点：

1、加工不便；

2、无法实现薄型化；

3、成本较高；

4、耗费工时。

发明内容

为有效解决上述问题，本发明的主要目的，是提供一种可应用于通讯机箱及家用或工业用的热交换机/器之不需任何毛细结构即可传递热量，并且大幅降低制造成本及微型化的改良的散热结构。

本发明另一目的，是提供一种具有高效率热传效率的改良的散热结构。

为达上述的目的，本发明提供一种改良的散热结构，包含：一个本体、一个底板；所述本体具有一个吸热部及一个散热部，所述散热部具有复数散热鳍片，所述吸热部内具有一个腔室，所述腔室具有复数第一导流部及一个第一连通孔组及一个第二连通孔组，所述第一导流部由复数第一导流体间隔排列所组成，所述第一导流体间形成至少一个第一流道，所述第一流道至少一端呈为自由端并连接一个自由区域，所述第一导流部及所述第一流道共同界定一个蒸发区，该等散热鳍片内具有一个第二流道并与所述热鳍片共同界定一个冷凝区，所述第一、二连通孔组连通该蒸发区及冷凝区，该底板对应盖合前述腔室。

藉由本发明的改良的散热结构，在散热结构中以第一导流体与第一导流体间设置出适当的第一流道，局限与热源接触的第一流道产生过热汽，建立驱动汽水循环所需的高压；于冷凝区前藉由适当的减压设计，产生低压端，形成驱动散热结构中汽水循环所需的压力梯度，即不需任何毛细结构即可驱动工作流体传递热量，并且大幅提升热传效率及降低制造成本者。

附图说明

图1是本发明改良的散热结构第一实施例立体分解图；

图2是本发明改良的散热结构第一实施例立体组合图；

图3是本发明改良的散热结构第一实施例剖视图；

图4是本发明改良的散热结构第二实施例本体仰视图；

图5a是本发明改良的散热结构第三实施例本体仰视图；

图5b是本发明改良的散热结构第三实施例另一态样本体仰视图；

图6a是本发明改良的散热结构第四实施例本体仰视图；

图6b是本发明改良的散热结构第四实施例另一态样本体仰视图；

图6c是本发明改良的散热结构第四实施例另一态样本体仰视图；

图6d是本发明改良的散热结构第四实施例另一态样本体仰视图；

图7a是本发明改良的散热结构第五实施例本体仰视图；

图7b是本发明改良的散热结构第五实施例另一态样本体仰视图；

图8是本发明改良的散热结构第六实施例本体仰视图；

图9a是本发明改良的散热结构第七实施例本体仰视图；

图9b是本发明改良的散热结构第七实施例另一态样本体仰视图；

图9c是本发明改良的散热结构第七实施例另一态样本体仰视图；

图9d是本发明改良的散热结构第七实施例另一态样本体仰视图。

主要元件符号说明

本体1

吸热部11

腔室111

第一导流部112

第一导流体1121

第一顶角1121a

第一刃边1121b

第二刃边1121c

第一流道1122

自由端1123

自由区域1124

第一间距1125

凹坑1126

第一连通孔组113

第二连通孔组114

散热部12

散热鳍片121

第二流道122

蒸发区13

冷凝区14

底板2

具体实施方式

本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。

请参阅第1、2、3图，为本发明改良的散热结构较佳实施例立体分解及组合及剖视图，如图所示，所述散热结构，包含：一个本体1、一个底板2；

该本体具有一个吸热部11及一个散热部12，该吸热部11内具有一个腔室111，该腔室111具有复数第一导流部112及一个第一连通孔组113及一个第二连通孔组114，所述第一导流部112系由复数第一导流体1121间隔排列所组成，该等第一导流体1121间形成至少一个第一流道1122，该第一流道1122至少一端呈为自由端1123并连接一个自由区域1124，并该等第一导流部112及该等第一流道1122共同界定一个蒸发区13。

该底板2对应盖合前述腔室111。

所述第一导流体1121可为一个长条状肋条，该等长条状肋条横向间隔排列，所述第一流道1122形成于该等长条状肋条之间

该散热部12具有复数散热鳍片121，该等散热鳍片121内具有一个第二流道122并与该散热鳍片121共同界定一冷凝区14，前述第一、二连通孔组113、114连通该蒸发区13及冷凝区14。

请参阅第4图，为本发明改良的散热结构第二实施例，如图所示，本实施例部分结构及组件间之关连性系与前述较佳实施例相同，故在此不再赘述，唯本实施例与前述较佳实施例不同之处系为所述第一导流体1121纵向间隔排列

请参阅第5a、5b图，系为本发明改良的散热结构第三实施例，如图所示，本实施例部分结构及组件间之关连性系与前述较佳实施例相同，故在此不再赘述，唯本实施例与前述较佳实施例不同之处系为所述第一导流体1121系为一肋条，该等肋条具有一个第一顶角1121a及一第一刃边1121b及一第二刃边1121c，所述第一、二刃边1121b、1121c相交于该第一顶角1121a，该等第一流道1122形成于该等肋条间，并该等第一导流部112间具有一第一间距1125。

所述第一刃边1121b亦可呈不连续排列，所述第二刃边1121c亦可呈不连续排列(如第5b图所示)。

请参阅第6a、6b、6c、6d图，系为本发明改良的散热结构第四实施例，如图所示，本实施例部分结构及组件间的关连性系与前述较佳实施例相同，故在此不再赘述，唯本实施例与前述较佳实施例不同之处系为该第一导流部112之该等第一导流体1121为一肋条并彼此间呈不连续环绕排列成复数同心圆(如第6a图所示)及复数同心三角形(如第6b图所示)及复数同心矩形(如第6c图所示)及复数同心不规则形(如第6d图所示)其中任一。

请参阅第7a、7b图，系为本发明改良的散热结构第五实施例，如图所示，本实施例部分结构及组件间的关连性系与前述较佳实施例相同，故在此不再赘述，唯本实施例与前述较佳实施例不同之处系为所述第一导流体1121系为一长条状肋条，该等长条状肋条间隔排列，并由该蒸发区13呈放射状向外延伸，该第一流道1122形成于该等第一导流体1121间。

所述第一导流体1121纵向呈不连续排列(如第7b图所示)。

请参阅第8图，系为本发明改良的散热结构第六实施例，如图所示，本实施例部分结构及组件间之关连性系与前述较佳实施例相同，故在此不再赘述唯本实施例与前述较佳实施例不同之处系为所述该等第一导流体1121间具有复数凹坑1126；所述凹坑1126系呈圆形及方形及三角形及鱼鳞状及几何形状其中任一，于本实施例中系以鱼鳞状作为说明但并不引以为限。

请参阅第9a、9b、9c、9d图，系为本发明改良的散热结构第七实施例，如图所示，本实施例部分结构及组件间之关连性系与前述较佳实施例相同，故在此不再赘述唯本实施例与前述较佳实施例不同之处系为所述第一导流部112之该等第一导流体1121系为一凸块，该等凸块彼此横向及纵向间隔排列，并前述第一流道1122形成于该等凸块间。

所述凸块系呈圆形(如第9a图所示)及三角形(如第9b图所示)及矩形(如第9c图所示)及菱形(如第9d图所示)及几何形状其中任一。

请一并参阅第1至9d图，如图所示，本发明较佳实施例及第二、三、四、五、六、七实施例系提出两相改良的散热结构循环冷却技术，此方法为自我驱动循环方式，使用的工作流体可为纯水、甲醇、丙酮、R134A等冷媒其中任一，散热结构之腔室111中系为抽真空之状态，故于内部所填充之工作流体，于摄氏20～30度即为工作流体之饱和温度；蒸发气泡2于蒸发区12汇流后，流经自由区域1124而降压，产生驱动汽水循环所需之压力梯度；另外受到冷凝区14中因汽体冷凝比容骤升所形成之局部负压吸引，有助于汽水循环。

冷凝之液态工作流体因压力梯度之推动，循环回蒸发区13；应用沸腾与冷凝时产生之高热对流系数，大幅改善散热结构之均温性，并降低热阻。

即系统利用发热组件(图中未表示)产生之废热导入于本体1蒸发区13表面再传至该蒸发区12之第一流道1122产生沸腾现象而使部份液体汽化，再藉由汽泡之浮力推动该流体至该冷凝区14散热，冷凝后之工作液体藉由重力回到蒸发区13即蒸发区13与发热组件(图中未表示)接触的蒸发区13吸热而再循环。

近年来各大散热厂虽投入许多水冷技术，尤其是主动式之水冷技术，即以帮浦产生循环动力，然而此方法容易产生帮浦阀件之可靠度与寿命问题，但本发明所提出之两相散热结构循环冷却技术之优点为系统中无动件，因此较无零件耗损及寿命等问题，且不需要外加泵浦及毛细结构，具有微化特性，可以节省能源，更可以解决噪音的问题。

Claims (9)

1.一种改良的散热结构，包含：

一个本体，具有一个吸热部及一个散热部，所述散热部具有复数散热鳍片，该吸热部内具有一个腔室，所述腔室具有复数第一导流部及一个第一连通孔组及一个第二连通孔组，所述第一导流部由复数第一导流体间隔排列所组成，所述第一导流体间形成至少一个第一流道，所述第一流道至少一个端呈为自由端并连接一个自由区域，所述第一导流部及所述第一流道共同界定一个蒸发区，所述散热鳍片内具有一个第二流道并与所述散热鳍片共同界定一冷凝区，所述第一、二连通孔组连通该蒸发区及冷凝区；

一个底板，对应盖合所述腔室；

其中所述第一导流体为一个肋条，所述肋条具有一个第一顶角及一个第一刃边及一个第二刃边，所述第一、二刃边相交于所述第一顶角，所述第一流道形成于所述肋条间，并所述第一导流部间具有一个第一间距。

2.如权利要求1所述的改良的散热结构，其中所述第一导流体可替换为一个长条状肋条，所述长条状肋条横向间隔排列，所述第一流道形成于所述长条状肋条之间；

所述第一导流体间具有复数凹坑。

3.如权利要求2所述的改良的散热结构，其中所述第一导流体纵向间隔排列。

4.如权利要求1所述的改良的散热结构，其中所述第一刃边呈不连续排列，所述第二刃边呈不连续排列。

5.如权利要求1所述的改良的散热结构，其中所述第一导流体可替换为一个长条状肋条，所述长条状肋条间隔排列，并由所述蒸发部呈放射状向外延伸，所述第一流道形成于所述第一导流体间。

6.如权利要求5所述的改良的散热结构，其中所述第一导流体纵向呈不连续排列。

7.如权利要求2所述的改良的散热结构，其中所述凹坑系呈圆形及方形及三角形及鱼鳞状其中任一。

8.如权利要求1所述的改良的散热结构，其中所述第一导流部的所述第一导流体可替换为一个凸块，所述凸块彼此横向及纵向间隔排列，并所述第一流道形成于所述凸块间。

9.如权利要求8所述的改良的散热结构，其中所述凸块系呈圆形及三角形及矩形及菱形其中任一。