CN103853288B - 散热模组的制造方法及散热底板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种散热模组的制造方法及散热底板，用以对一薄型计算机的芯片进行散热。散热底板具有一长条开口框形的热管容置槽，该容置槽具有显著镜像对称的一对凸肋侧壁，紧临该对凸肋侧壁的是逃料槽，用以在该散热底板被进行锻制加工时，该对凸肋包覆该热管的同时得以容许该对凸肋的部分材料逃料之用，以使得该热管的底面与该散热底板形成一平面；该散热底板的长条开口框形顶面设有多个逃料沟渠，以使得当该散热底板的长条开口框形顶面被锻制为一平面时，所述逃料沟渠岸上的材料得以逃料至逃料沟渠而降低厚度。使多核CPU热点能够对应在热管位置上。

Description

散热模组的制造方法及散热底板

技术领域

本发明关于一种散热模组，特别是指一种散热模组的制造方法及散热底板。

背景技术

超薄笔记本电脑整体厚度(含LED液晶屏幕+主机+机壳本身等)近已被市场要求减薄至15mm以下，其中，除了CPU+主板+散热模组的厚度要减薄，电池续航力要增加的电池厚度也要减薄，机械式硬盘也被以固态半导体硬盘代替来减薄，已对笔电开发人员产生莫大挑战外，在系统与机构薄化，散热模组厚度跟着变薄后，CPU运作所产生的热量仍须被快速散离所产生的挑战尤大，为此，超薄热管的开发乃是兵家必争之地。

公知的，散热底板30是以冲压、铝挤型或压铸等技术制成，在CPU正上方的散热底板厚度通常是0.8mm。但发明人先前已揭露的创新底板，其厚度可为0.4mm，甚至是0，请参见发明人先前的一申请案，第CN20120018078.7号。请参考图1所示为沿图2截面线AA’的横截面示意图，图1另包含主板1、基座10及CPU100，图2示散热底板立体图。散热底板30设有一容置槽3010以容置热管31。散热底板30在承接CPU100的基座10所在处是正常的厚度2d＝0.8mm，但CPU100正上方的散热底板30厚度则减至厚度d。散热底板30在CPU100正方的热管31上方的厚度被减至0，即散热底板在这个位置是透穿的，请同时参见图2所示散热底板立体图。

上述的技术，已可应付并解决超薄型笔记本电脑散热模组薄化的大部分困难。然而，待解决的问题并未就此终结。一如前述，为满足客层更高规格的要求，一CPU包含双核心、四核心或更高规格的产品一直在创新之中，这也使得不断的被加大再加大(CPU内晶体管组件更多)。CPU100大小常常会超过热管31所能涵盖的面积，因此，CPU100所产生的热量部分得藉由散热底板30再传导至热管31。更大的挑战是多核心CPU常有热点(hot spot)，其位置无固定点，也不一定会在中心位置。当热点发生在热管31以外的散热底板30，若散热底板是铝挤型或铝压铸时，热均温性及散热能力将不足致使CPU失效。

公知的，请参考图3，为解决铝挤型或铝压铸散热底板对于热点所导致的散热能力不足的问题，通常在热管312底下焊接的是导热能力优于铝板的铜质散热基板40，唯其厚度通常是0.8mm。然而，此铜底板与热管两者厚度总合却又违反散热模组薄化的要求。因此，公知的技术无法同时解决超薄型笔电多核心CPU热点与薄化的问题。此外，热管变薄时，散热模组热传量会迅速下滑，对超薄笔电整体性能影响极大，若想从超薄热管的设计参数与结构直接进行改善，难度极高与成本也高。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种散热模组的制造方法及散热底板，使多核CPU热点能够对应在热管位置上。

本发明的技术解决方案是：

一种散热底板，该散热底板结合一热管，用于对一超薄型笔记本电脑的芯片进行散热，其中：

该散热底板具有横截面为一长条一侧开口框形足以容置该热管的容置槽，该容置槽具有镜像对称的一对凸肋，紧临该对凸肋的是逃料槽，用以在该散热底板被进行锻制加工时，所述凸肋包覆该热管的同时得以容许所述凸肋的部分材料逃料之用，以使得该热管的底面与该散热底板形成一平面；及

该散热底板的长条一侧开口框形的顶面设有多个逃料沟渠，所述逃料沟渠的每一个的宽度、位置及数量，依据该顶面预定被减薄程度而设计，以使得当该散热底板的长条一侧开口框形的顶面被锻制为一平面时，所述逃料沟渠岸上的材料得以逃料至所述逃料沟渠而降低厚度。

如上所述的散热底板，其中，该长条一侧开口框形及该逃料沟渠是以冲压技术形成。

如上所述的散热底板，其中，该散热底板的材质为铝质，该散热底板的该逃料沟渠的一侧开口框形及凸肋为选自压铸、铝挤型、和铝挤型及冲压中的其中一种制造。

如上所述的散热底板，其中，该凸肋及该逃料槽是同时以冲锻技术形成。

一种散热模组的制造方法，该散热模组用于对一超薄型笔记本电脑的芯片进行散热，其中：

提供一铜质平板及一扁形热管；

将该铜质平板进行塑性变形以获得一长条一侧开口框形形成于其中，以形成一容置热管的容置槽，同时于该长条一侧开口框形的正顶面被形成多个相平行的逃料沟渠，所述逃料沟渠的每一个的宽度、位置及数量，依据该长条一侧开口框形的正顶面被减薄程度而设计，以使得当散热底板的长条一侧开口框形的正顶面被锻制时，所述逃料沟渠岸上的材料得以逃料至所述逃料沟渠而降低厚度；

于容置槽外侧形成一对逃料槽与形成一对凸肋，用于包覆该热管；

进行第一次锻制加工，以形成长条一侧开口框形正顶面的逃料沟渠被填补的一平面；

安装该热管于该对凸肋所包围的容置槽；及

进行第二次锻制加工以使所述凸肋包覆该热管，所述凸肋多余的料材逃料至所述逃料槽。

如上所述的散热模组的制造方法，其中，该长条一侧开口框形及该逃料沟渠是以冲压技术形成。

如上所述的散热模组的制造方法，其中，该凸肋及该逃料槽是同时以冲锻技术形成。

如上所述的散热模组的制造方法，其中，该长条一侧开口框形的深度与该热管的高度大约相同。

如上所述的散热模组的制造方法，其中，该第一次锻制加工将所述逃料沟渠岸上的材料逃料至所述逃料沟渠变成平面时，该长条一侧开口框形的正顶面厚度被减薄，此时逃料沟渠接近长条一侧开口框形侧壁的平面有V形未填满区。

一种散热模组的制造方法，该散热模组用于对一超薄型笔记本电脑的芯片进行散热，其中：

提供铜质扁形热管；

制造一包含一长条一侧开口框形于其中的铝质基板，以形成一容置热管的容置槽，于该容置槽外侧形成一对逃料槽与形成一对凸肋，用于包覆该热管，同时于该长条一侧开口框形的正顶面被形成多个相平行的逃料沟渠；所述逃料沟渠的每一个的宽度、位置及数量，依据该长条一侧开口框形的正顶面被减薄程度而设计，以使得当散热底板的长条一侧开口框形正顶面被锻制时，所述逃料沟渠岸上的材料得以逃料至所述逃料沟渠而降低厚度，所述长条一侧开口框形逃料沟渠，及所述凸肋是以选自压铸、铝挤型、和铝挤型及冲压所组成群组的其中一种制造；

进行第一次锻制加工，以形成长条一侧开口框形正顶面的逃料沟渠被填补的一平面；

安装该热管于所述凸肋所包围的容置槽；及

进行第二次锻制加工以使所述凸肋包覆该热管，所述凸肋多余的料材逃料至所述逃料槽。

本发明提供一种散热底板，特别是一种铜质的散热底板结合一热管以解决多核CPU热点不在热管位置上，导致过热的问题。本发明实施例之一将CPU所在位置正上方的散热底板的厚度减半以降低散热模组的厚度，用以使用于超薄型笔记本电脑。

本发明开发一0.4mm或零厚的创新底板架构，使在相同散热模组总厚度的条件下，所使用的热管厚度能比传统模组采用厚度多约0.4mm或0.8mm的热管，不但可大幅提高超薄散热模组的性能，成本亦大幅下降，并可有效舒解超薄热管的供需态势，对整体产业可产生极大效益。

该散热底板具有一长条ㄇ形形成于其中，以形成一容置热管的容置槽，该容置槽具有显著镜像对称的一对凸肋侧壁，紧临该对凸肋侧壁的是逃料槽，用以在该散热底板被进行锻制加工时，该对凸肋包覆该热管的同时得以容许该对凸肋的部分材料逃料之用，以使得该热管的底面与该散热底板形成一平面；

该散热底板的长条ㄇ形顶面设有多个逃料沟渠，所述逃料沟渠的每一个的宽度、位置及数量，依据该顶面预定被减薄程度而设计，以使得当该散热底板的长条ㄇ形顶面被锻制加工为一平面时，所述逃料沟渠岸上的材料得以逃料至所述逃料沟渠而降低厚度。

本发明的散热模组的制造方法，包括以下步骤

提供一铜质平板及一扁形热管；

将该铜质平板进行塑性变形以获得一长条ㄇ形形成于其中，以形成一容置热管的容置槽，同时于该长条ㄇ形的正顶面被形成多个显著相平行的逃料沟渠，所述逃料沟渠的每一个的宽度、位置及数量，依据该长条ㄇ形正顶面被减薄程度而设计，以使得当散热底板的长条ㄇ形正顶面被锻制加工时，所述逃料沟渠岸上的材料得以逃料至所述逃料沟渠而降低厚度；

于容置槽外侧形成一对逃料槽以形成一对凸肋侧壁，用于包覆该热管；

进行锻制加工，以形成长条ㄇ形正顶面的逃料沟渠被填补的一平面；

安装该热管于该对凸肋所包围的容置槽；

进行锻制加工以使该对凸肋包覆该热管，该对凸肋多余的料材逃料至该对逃料槽。

由以上说明得知，本发明确实具有如下的优点：

1.散热底板是铜质的，又以锻制的方法与热管相结合，因此，热传导的速率高，不怕热点的分布不在热管上。

2.热管被散热底板所保护，可以提升其强度。

3.由于有逃料槽的设计，热管被夹住的散热底板表面，不会因凸肋材料无所逃脱而不平。

4.由于有逃料沟渠的设计，CPU正上方的散热底板的厚度可以视需要而减薄至0.4mm以下或任意所要的厚度。

5.相较于纯锻造制程速度慢，价格高，尺寸控制难，平整度不佳的诸多缺点，本发明采用冲压锻制的相结合技术，可以达到冲压或锻造单独技术所无法达到的形状，尺寸与效果。

6.相较于纯压铸或冲压技术，本发明因包含锻制加工，因此，底板强度更优。

7.本发明的逃料沟渠及冲锻技术也可以应用于铝质散热底板，以达到更轻且降低成本的目的。

附图说明

图1为公知使用于超薄型笔电CPU的铝挤型或铝压铸散热底板、热管、CPU、基座、及主板沿图2截面线AA’的示意图；

图2为铝挤型或铝压铸散热底板的立体图，组装于含CPU芯片的主板前；

图3为公知解决多核心CPU热点不固定的铜质散热底板的立体图；

图4A为本发明的散热底板被冲压形成长条ㄇ形并包含逃料沟渠后的立体图；

图4B为本发明的散热底板俯视平面图；

图5A为本发明的散热底板被冲压以形成凸肋后的立体图；

图5B为本发明的散热底板底面沿截面线BB’所示的横截面示意图；

图6A为长条ㄇ形顶面被施以锻制加工形成平面的立体图；及

图6B为长条ㄇ形135顶面被施以锻制加工后的俯视平面图；及

图7为散热模组组装于主板上的横截面示意图。

图8A为逃料沟渠的另一种变化形。

图8B为逃料沟渠的再一种变化形。

主要元件标号说明：

本发明：

1：主板 31：热管

10：基板 100：芯片

130:散热底板 135：长条ㄇ形

135v:逃料沟渠 132：凸肋

136:V形未填满区 134：逃料槽

131:热管 110：散热模组

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文依本发明所提供的薄型散热模组，特举较佳实施例，并配合所附相关图式，作详细说明如下(下述笔电为笔记本电脑，另外本发明所述的“ㄇ形”只为说明横截面为一侧开口框形的凹槽形状，与开口方向无关)。

一如在先前技术所述，超薄型笔电多核心CPU常有热点且位置不固定。当热点出现在热管涵盖范围外的散热底板上时，公知的铝挤型或铝压铸散热底板将因热传导能力不足将导致笔电当机。因此，改用铜质散热底板是最佳的选择。本发明即是提供这样一种铜质散热底板的结构及其制造方法。

然铜熔点高并不适合采取类似铝挤型或铝压铸的技术来成型。本发明采用的机械加工技术包含冲、锻等工艺，充分利用铜的高延展特性。

以下各图示的说明时，请同时参考图7的横截面示意图。

请参考图4A及图4B。图4A为利用冲压技术对一散热底板130形成一长条ㄇ形135于其中的立体示意图。长条ㄇ形135的宽度形成容置槽1310可容置热管131为基准。散热底板130的长条ㄇ形135正顶面被以冲压技术冲出多个逃料沟渠135v。每一逃料沟渠135v的宽度、位置及数量，已经过仔细计算。例如，在一实施例中，散热底板130长度L1为44.8mm，逃料沟渠135v有六个，两端各一逃料沟渠135v，中间四个等距的逃料沟渠135v的宽度L2为3.2mm。而两端各一逃料沟渠135v宽度较中间的逃料沟渠135v小。图4B为图4A的俯视平面图。

请参考图5A及图5B。图5A的立体示意图，显示再以冲压技术于长条ㄇ形135的背面(凹入面)形成一对凸肋132于散热底板130的背面，凸肋132的两相邻处各有一逃料槽134。该对凸肋132所包围的区域即为容置槽1310，用以容置热管31。图5B示沿图5A的剖面线BB’所绘制的横截面示意图。

图6A显示对散热底板130的长条ㄇ形135顶面完成锻制加工的立体示意图，长条ㄇ形135顶面的厚度只有散热底板130(未加工前)原厚度的一半。图6B显示图6A的俯视平面图，请注意，逃料沟渠接近长条ㄇ形135侧壁有V形未填满区。随后，再安装热管131后，再对凸肋进行锻制加工以包覆热管131。

请参照图7，其为本发明的薄型散热模组110(散热底板及热管组装于主板1的截面图。薄型散热模组110包括一散热底板130及一热管131，用以组装于一主板1，主板1上设有一CPU基座10，基板上具有一芯片100，所述芯片100即为发热源。图7所示在热管131正上方的图号d及CPU上的图号2d说明的是逃料沟渠135v的宽度及间距经计算后能够将热管上方薄板锻制后厚度减半，但一如上述，并以此为限。更大宽度的135v及/或间距变小都可以进一步增加逃料空间，而使它的厚度不是d而是小于d。

本发明的散热模组110能够使超薄型笔电散热模组薄化的关键点在于，铜质散热底板贴附于CPU的一面，凸肋的两相邻处，则各有一逃料槽。这样就可使得散热底板在锻制加工时用凸肋包住了热管。而在散热底板的长条形ㄇ形正顶部则冲出数个逃料沟渠，用于锻制加工时减薄厚度之用。只要适当的计算出逃料沟渠的宽度、位置、间隔距离，将很容易的达到将长条ㄇ形散热底板的ㄇ形顶部厚度减半，甚至更薄，或薄化至任意所要的厚度的目的。

上述的散热底板130及包含热管131的散热模组110的制造方法如下：首先，准备一铜质平板的料带及一扁形热管131；接着，将铜质平板进行塑性变形加工，例如冲压技术以获得一长条ㄇ形135形成于其中。长条ㄇ形135的内宽度稍大于热管131的宽度。长条ㄇ形的深度以能容置扁型热管131的高度为基准。本冲压步骤包含同时在长条ㄇ形135的正顶面形成多个显著相平行的逃料沟渠135v，所述逃料沟渠135的每一个的宽度、位置及个数，依据该长条ㄇ形135正顶面被减薄程度而设计，以使得当散热底板的长条ㄇ形135正顶面被锻制加工时，所述逃料沟渠岸上的材料得以逃料至所述逃料沟渠而降低厚度。其中，逃料沟渠接近长条ㄇ形135侧壁有V形未填满区136。

接着，将包含长条ㄇ形135的散热底板130再进行一次机械加工(例如，冲压技术)以同时形成一对凸肋132及一对对应的逃料槽134，凸肋132侧壁所围成的一容置槽1310，用以容置并包覆热管131。上述的逃料槽134在凸肋132的相邻处(即远离热管131方向)。

紧接着，再将包含长条ㄇ形的散热底板进行锻制加工以使该长条ㄇ形135正顶面的材料逃料至逃料沟渠135v，而使得长条ㄇ形135的面是平的，并且，长条ㄇ形135正顶面厚度也减半或薄化至任意所要的厚度。

最后，再安装热管131于容置槽后进行锻制加工直至产生平整面。本步骤中，该对凸肋多余的料材逃料部分向内包覆该热管131部分逃料至逃料槽134。

上述的逃料沟渠并不限于图4A所示的矩形，事实上，其它形状，例如图8A所示的圆形或图8B的长条内弧形圆形也是可行的。

上述的实施例虽以铜质散热底板作为实施例的说明，但不以此为限。同様的逃料沟渠及冲锻技术也可以应用于铝质散热底板。所不同的是铝底板部分，含逃料沟渠的ㄇ型及凸肋/逃料槽底板，亦可用压铸或铝挤型/冲压等技术制造，最后再以冲锻方式将顶面锻平。

本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明精神与发明实体仅止于上述实施例。凡熟悉此项技术者，当可轻易了解并利用其它组件或方式来产生相同的功效。是以，在不脱离本发明的精神与范畴内所作的修改，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种散热底板，该散热底板结合一热管，用于对一超薄型笔记本电脑的芯片进行散热，其特征在于：

该散热底板具有横截面为一长条一侧开口框形足以容置该热管的容置槽，该容置槽具有镜像对称的一对凸肋，紧临该对凸肋的是逃料槽，用以在该散热底板被进行锻制加工时，所述凸肋包覆该热管的同时得以容许所述凸肋的部分材料逃料之用，以使得该热管的底面与该散热底板形成一平面；及

该散热底板的长条一侧开口框形的顶面设有多个逃料沟渠，所述逃料沟渠的每一个的宽度、位置及数量，依据该顶面预定被减薄程度而设计，以使得当该散热底板的长条一侧开口框形的顶面被锻制为一平面时，所述逃料沟渠岸上的材料得以逃料至所述逃料沟渠而降低厚度。

2.如权利要求1所述的散热底板，其特征在于，该长条一侧开口框形及该逃料沟渠是以冲压技术形成。

3.如权利要求1所述的散热底板，其特征在于，该散热底板的材质为铝质，该散热底板的该逃料沟渠的一侧开口框形及凸肋为选自压铸、铝挤型、和铝挤型及冲压中的其中一种制造。

4.如权利要求1所述的散热底板，其特征在于，该凸肋及该逃料槽是同时以冲锻技术形成。

5.一种散热模组的制造方法，该散热模组用于对一超薄型笔记本电脑的芯片进行散热，其特征在于：

提供一铜质平板及一扁形热管；

将该铜质平板进行塑性变形以获得一长条一侧开口框形形成于其中，以形成一容置热管的容置槽，同时于该长条一侧开口框形的正顶面被形成多个相平行的逃料沟渠，所述逃料沟渠的每一个的宽度、位置及数量，依据该长条一侧开口框形的正顶面被减薄程度而设计，以使得当散热底板的长条一侧开口框形的正顶面被锻制时，所述逃料沟渠岸上的材料得以逃料至所述逃料沟渠而降低厚度；

于容置槽外侧形成一对逃料槽与形成一对凸肋，用于包覆该热管；

进行第一次锻制加工，以形成长条一侧开口框形正顶面的逃料沟渠被填补的一平面；

安装该热管于该对凸肋所包围的容置槽；及

进行第二次锻制加工以使所述凸肋包覆该热管，所述凸肋多余的料材逃料至所述逃料槽。

6.如权利要求5所述的散热模组的制造方法，其特征在于，该长条一侧开口框形及该逃料沟渠是以冲压技术形成。

7.如权利要求5所述的散热模组的制造方法，其特征在于，该凸肋及该逃料槽是同时以冲锻技术形成。

8.如权利要求5所述的散热模组的制造方法，其特征在于，该长条一侧开口框形的深度与该热管的高度大约相同。

9.如权利要求5所述的散热模组的制造方法，其特征在于，该第一次锻制加工将所述逃料沟渠岸上的材料逃料至所述逃料沟渠变成平面时，该长条一侧开口框形的正顶面厚度被减薄，此时逃料沟渠接近长条一侧开口框形侧壁的平面有V形未填满区。

10.一种散热模组的制造方法，该散热模组用于对一超薄型笔记本电脑的芯片进行散热，其特征在于：

提供铜质扁形热管；

制造一包含一长条一侧开口框形于其中的铝质基板，以形成一容置热管的容置槽，于该容置槽外侧形成一对逃料槽与形成一对凸肋，用于包覆该热管，同时于该长条一侧开口框形的正顶面被形成多个相平行的逃料沟渠；所述逃料沟渠的每一个的宽度、位置及数量，依据该长条一侧开口框形的正顶面被减薄程度而设计，以使得当散热底板的长条一侧开口框形正顶面被锻制时，所述逃料沟渠岸上的材料得以逃料至所述逃料沟渠而降低厚度，所述长条一侧开口框形逃料沟渠，及所述凸肋是以选自压铸、铝挤型、和铝挤型及冲压所组成群组的其中一种制造；

进行第一次锻制加工，以形成长条一侧开口框形正顶面的逃料沟渠被填补的一平面；

安装该热管于所述凸肋所包围的容置槽；及

进行第二次锻制加工以使所述凸肋包覆该热管，所述凸肋多余的料材逃料至所述逃料槽。