CN103874391A - 散热器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种散热器及其制造方法，其中散热器包括第一本体、第二本体及热管，而热管是沿着第一方向装设在第一本体的第一容置槽内，第二本体沿着和第一方向相互垂直的第二方向装设在第一本体上，且第二本体的第二容置槽是套设在热管的外缘面。通过冲压制程使第一本体和第二本体相嵌合，其中第一本体和第二本体的散热鳍片是交错间隔排列，并且第一本体受到第二本体的挤压而变形，导致第一本体挤压热管随之变形，令热管的外缘面完全接触第一容置槽和第二容置槽。

Description

散热器及其制造方法

【技术领域】

本发明涉及一种散热器及其制造方法，特别是有关一种用于电子组件散热的散热器及其制造方法。

【背景技术】

随着电子产业的快速发展，使电子装置内部所使用的中央处理器(central processing unit，CPU)、北桥芯片、显示卡等电子组件的功率大幅提升，电子组件在单位面积的密集度也愈来愈高，相对造成电子组件在运作时所产生的热量大幅增加，往往造成电子组件本身及其配置的系统内部的温度升高。同时，随着热量的迅速累积，导致电子组件的运作性能下降，并容易造成计算机系统当机，甚至是电子组件过热烧毁等情形的发生。

在不停要求电子装置的运算速度及运算量的同时，电子装置所需求的散热效果也越被使用者所重视及要求，因此各种型态的散热装置也因应而生。为了确保电子组件能维持在其正常的温度范围内运作，通常会在电子组件上装设一散热器，以排出电子组件所产生的热量。

目前常见的散热器多半为以铝挤制程所做成，其包括一底座以及从底座延伸而成的多个散热鳍片，散热器以底座贴附在电子组件上，并将电子组件的热能传导至散热鳍片，通过散热鳍片和外界空气进行热交换，进而散除电子组件产生的热能。然而，由于在铝挤制程中受到加工模具的限制，使得制作完成的多个散热鳍片之间的距离受到严重限制，其最近距离达到1.5毫米(mm)已是铝挤制程及其模具的极限值，因此铝挤型散热器在单位面积上的散热鳍片数量也就无法再增加，难以制造出具有高密度排列的散热鳍片的散热器，导致现有技术的铝挤散热器的散热效能受到局限。

如此，随着现今电子组件的运行速度不断地提高，其发热量亦不断的增大，散热鳍片的排列密度不高的现有技术的散热器已无法满足使用上的散热需求。

另外，目前市面上也可购买到加装有导热管的散热器，此种散热器主要针对部份温度特定容易攀高的高阶中央处理器(CPU)/图形处理器(GPU)，以导热管贴近或直接连接中央处理器/图形处理器的表面，并通过导热管的热超导作用，将中央处理器/图形处理器所产生的热能快速传导至散热鳍片/底座，更加提升散热器的散热效能。

为避免上述现有技术的散热器的导热管和散热鳍片/底座的穿孔之间存在间隙，进而造成空气热阻(ambient thermal resistance)现象，影响散热效果，因此导热管多是采用焊接的方式和散热鳍片/底座相结合，确保导热管和散热鳍片/底座之间是形成紧密接触的结合关系。

散热鳍片/底座和导热管进行焊接之前，散热鳍片的表面必须经过镀镍的程序，导致制造过程相对繁复。再者，在现有技术中，虽然经过焊接的程序，但导热管和散热鳍片之间仍然难免会存在有间隙，无法通过焊接剂完全填补此一间隙。另外，目前焊接剂多以锡或锡合金做为焊接介质，相较于以铜或铝为主要材料的散热鳍片或导热管，锡或锡合金的热传导率较低，因此亦降低散热鳍片和导热管间的热传导效率，间接影响散热器的整体散热效能。

【发明内容】

鉴于以上的问题，本发明提供一种散热器及其制造方法，从而解决现有技术的具有散热鳍片的散热器无法满足使用上的需求，以及以现有技术的焊接方式结合散热鳍片和导热管，导致制造流程过于繁琐以及整体散热效能较差等限制。

本发明的散热器包括有一第一本体、至少一热管及一第二本体，其中第一本体具有第一基板和多个第一散热鳍片，各第一散热鳍片以其一端连接第一基板，且各第一散热鳍片沿着第一方向间隔排列，第一基板设有至少一第一容置槽，而热管沿着第一方向装设在第一容置槽内。第二本体具有第二基板和多个第二散热鳍片，各第二散热鳍片以其一端连接第二基板，且各第二散热鳍片沿着第一方向间隔排列，第二基板设有至少一第二容置槽。第二本体沿着第二方向和第一本体相结合，而第二方向和第一方向为相互垂直的关系。

其中，第二基板和第一基板相互嵌合，各个第二散热鳍片分别插置在相邻二第一散热鳍片之间，并且各个第二散热鳍片和相邻的第一散热鳍片分别相隔有一间隙。第二本体以第二容置槽套设在热管的外缘面，且第二基板挤压第一基板变形，并使第一基板挤压热管变形，令热管的外缘面和第一容置槽及第二容置槽完全接触。

本发明的散热器，其中第一容置槽设置在第一基板的一侧面，第一容置槽更具有一限位部，且限位部的相对位置和装设在第一容置槽内的热管的相对位置部分重迭。

本发明的散热器，其中第一容置槽沿着第一方向贯穿第一基板，且第二基板的侧面更具有一嵌槽，第一基板嵌设在嵌槽内。

本发明的散热器，其中还包括有一导热介质，设置在第一容置槽和第二容置槽内，且导热介质和热管的外缘面相接触。

本发明的散热器，其中热管的外缘面、第一基板的侧面及第二基板的侧面为一共平面。

本发明另揭露一种散热器的制造方法，其步骤首先提供一第一本体，并形成第一容置槽在第一本体的第一基板，并且提供一第二本体，并形成第二容置槽在第二本体的第二基板的侧面。接着，沿着第一方向装设热管置第一容置槽内，并沿着第二方向装设第二本体在第一本体上，且第二本体以第二容置槽套设在热管的外缘面，其中第二方向和第一方向为相互垂直的关系。以及，对第一本体及第二本体施以冲压制程，令第一基板和第二基板相嵌合，并令第二本体的多个第二散热鳍片分别插置在第二本体的相邻二第一散热鳍片之间，其中各个第二散热鳍片和相邻的第一散热鳍片分别相隔有一间隙，并且以第二基板挤压第一基板变形，再以第一基板挤压热管变形，令热管的外缘面完全接触第一容置槽及第二容置槽。

本发明的散热器的制造方法，其中在形成第一容置槽的步骤中，第一容置槽形成在第一基板的一侧面，且在装设热管至第一容置槽内的步骤中，热管是通过形成在第一容置槽的至少一限位部的限制而保持在第一容置槽内。

本发明的散热器的制造方法，其中在形成第一容置槽的步骤中，第一容置槽沿着第一方向贯穿第一基板。

本发明的散热器的制造方法，其中还包括以下步骤：涂覆一导热介质在第一容置槽和第二容置槽内；以及，执行一加热制程，令热管通过导热介质和第一容置槽及第二容置槽相紧密结合。

本发明的散热器的制造方法，其中在执行冲压制程的步骤后，还包括以下步骤：对热管、第一基板及第二基板施以一辊压制程，令热管的外缘面、第一基板的侧面及第二基板的侧面形成一共平面结构。

本发明的功效在于，散热器以多个第一散热鳍片及第二散热鳍片交错排列的设置方式，不易受到加工模具的限制，可有效缩短各个散热鳍片之间的距离，使第一本体和第二本体相互结合后形成具有高密度散热鳍片的散热器，进而使散热器的散热效能随着散热面积的增加而获得大幅度提升。

并且，当热管设置在容置槽内时，热管因为第二本体的挤压而在容置槽内变形，热管能够在不经过焊接即可固定在容置槽内，并和各散热鳍片直接且完全的接触，达到紧配合的固装效果。如此得以大幅简化制造过程，同时通过热管和散热鳍片的紧密接触，热管和散热鳍片之间不存在任何空隙，因而提升散热装置整体的热传导效能。

【附图说明】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1A为本发明第一实施例的其中一态样的散热器的分解示意图。

图1B为本发明第一实施例的其中一态样的散热器的分解示意图。

图1C为本发明第一实施例的其中一态样的散热器的平面示意图。

图2A为本发明第一实施例的其中一态样的散热器的立体组合图。

图2B为本发明第一实施例的其中一态样的散热器的平面示意图。

图2C为本发明第一实施例的其中一态样的散热器的平面示意图。

图3为本发明第一实施例的另一态样的散热器的分解示意图。

图4A为本发明第一实施例的另一态样的散热器的立体组合图。

图4B为本发明第一实施例的另一态样的散热器的平面示意图。

图5为本发明第一实施例的散热器的制造方法的步骤流程图。

图6为本发明第二实施例的散热器的平面分解示意图。

图7为本发明第二实施例的散热器的平面组合示意图。

图8为本发明第二实施例的散热器的制造方法的步骤流程图。

主要组件符号说明：

100散热器              110第一本体

111第一基板            1111侧面

112第一散热鳍片        113第一容置槽

114限位部              120热管

130第二本体            131第二基板

1311侧面               132第二散热鳍片

133第二容置槽          134嵌槽

140导热介质            D1第一方向

D2第二方向             G间隙

【具体实施方式】

图1A至图2C所示为本发明第一实施例的分解示意图和组合示意图，并请同时参照图5所示第一实施例的散热器的制造方法的步骤流程图。

本发明第一实施例的散热器100包括有一第一本体110、至少一热管120及一第二本体130，第一本体110包含一体成型的一第一基板111和多个第一散热鳍片112，其中各个第一散热鳍片112以其一端连接第一基板111的侧边，并且各第一散热鳍片112是沿着第一方向D1间隔排列，在第一基板111更形成有至少一第一容置槽113(步骤200)，其第一容置槽113的形状和热管120的外型相匹配。在本实施例中，第一本体110的多个第一散热鳍片112是分别间隔设置在第一基板111的相对二侧边上，并且位在第一基板111二侧边的第一散热鳍片112呈相互对称的设置关系。

本发明第一实施例所揭露的其中一态样的散热器100，其第一容置槽113是设置在第一基板111的侧面1111(即第一基板111的底面)，且第一容置槽113是开放式的外露凹槽，供热管120自第一基板111的侧面1111直接装设在第一容置槽113内，且热管120是沿着第一方向D1装设其中(步骤220)。另外，本实施例的热管120数量和第一容置槽113的数量是相对应的，本实施例所揭露的热管120数量为三个，因此第一容置槽113的数量也对应设置为三个，但熟悉此项技术的人员可根据实际散热需求对应改变热管120和第一容置槽113的数量为单一个或是二个以上，并不以本发明所揭露的实施态样为限。

请参阅图1A至图2C，位在第一基板111的侧面1111的第一容置槽113更具有一限位部114。其中，限位部114的态样包括但不限定凹槽、卡沟等不同的样式，同时限位部114的形状亦不限定方形或弧形，其重点在于，限位部114的相对位置和装设在第一容置槽113内的外侧热管120的相对位置部分重迭，因此通过限位部114的限制及推抵，热管120在第一容置槽113内不会因为松脱而掉落，进一步提升热管120和第一本体110之间的结合稳固性。

请参考图1A至图2C，本发明第一实施例的第二本体130包含一体成型的一第二基板131和多个第二散热鳍片132，其中各个第二散热鳍片132以其一端连接第二基板131的侧边，并且各第二散热鳍片132是沿着第一方向D1间隔排列，在第二基板111的侧面1311(即第二基板131的底面)更形成有至少一第二容置槽133(步骤210)，其第二容置槽133的形状和热管120的外型相匹配。并且，在第二基板131的侧面1311更形成有一嵌槽134(步骤211)，其嵌槽134的形状和第一本体110的第一基板111外型相匹配。

另外，在本实施例中，第二本体130的多个第二散热鳍片132是分别间隔设置在第二基板131的相对二侧边上，并且位在第二基板131二侧边的第二散热鳍片132呈相互对称的设置关系。因此，第一本体110和第二本体130的整体形态是相同的。

如图1A至图2C所示，并请同时参照图5，本实施例的第二本体130是沿着第二方向D2和第一本体110相互结合，其中第二方向D2和第一方向D1为相互垂直的关系，也就是说，第二本体130是沿着设置在第一容置槽113内的热管120的径向方向装设，因此第二本体130是以其侧面1311的第二容置槽133套设在热管120的外缘面(步骤230)。

第二本体130同时以其侧面1311的嵌槽134和第一本体110的第一基板111相嵌合，使第一基板111容设在第二本体130的第二基板131中，而第一本体110的第一散热鳍片112露出在外，第二散热鳍片132则是分别插置在相邻二个第一散热鳍片112之间，而使第一散热鳍片112和第二散热鳍片132构成交错排列的设置关系，并且各个第二散热鳍片132和相邻的第一散热鳍片111之间相隔有一间隙G，用以做为气流通道，并且第一散热鳍片112和第二散热鳍片132以高密度的方式交错排列，以增加散热器100的散热面积，使热能可更加快速的传递至外界环境，进而提升散热效率。

接着，对已经相结合的第一本体110及第二本体130施以一冲压制程(步骤240)，第二基板131受冲压外力而被迫挤压第一基板111，使第一基板111产生变形，并且第一基板111也因为形变而推抵热管120产生挤压变形，令热管120的外缘面和第一容置槽113及第二容置槽133完全贴合。由于热管120和第一本体110、第二本体130之间并不存在空隙，有效避免因空气热阻所造成的热传效率不佳的问题，因此本发明的散热器100可通过热管120和第一基板111、第二基板131的大面积接触，而快速的将热能传导至第一基板111和第二基板131，再将热能由第一基板111、第二基板131传导至第一散热鳍片112、第二散热鳍片132进行热交换而逸散。

在本实施例中，更可对热管120、第一基板111及第二基板131施以一辊压制程(步骤270)，使得热管露出在外的部分外缘面、第一基板111的侧面1111和第二基板131的侧面1311形成共平面结构，因此本发明的散热器100装设有热管120的侧面，得以通过最大的接触面积贴附在电子装置的发热组件(图中未示)上，大幅增加本发明的散热器100的散热效能。

图3、图4A及图4B所示为本发明第一实施例所揭露的另一态样散热器100的结构示意图，其中本发明另一态样的散热器100和上述态样的散热器100大致相类似，惟其不同的地方在于，本态样的第一本体110的第一容置槽113是沿着第一方向D1贯穿第一基板111，本态样的第一容置槽113并不露出于第一基板111的侧面1111，因此热管120是沿着第一方向D1穿入第一容置槽113，并且贯穿第一基板111。

除此之外，本发明第一实施例的另一态样的散热器100的结合关系和制造方法与上述段落的说明相同，因此申请人不在此多加赘述。

图6及图7所示为本发明第二实施例的平面分解示意图和平面组合示意图，并请同时参照图8所示的第二实施例散热器的制造方法的步骤流程图。

本发明第二实施例的散热器100和上述第一实施例的散热器100结构及其制造方法大致相类似，惟其不同的地方在于，本实施例的散热器100除了包括有第一本体110、热管120及第二本体130外，更包含有导热介质140。导热介质140分别涂覆在第一基板111的第一容置槽113内和第二基板131的第二容置槽133内(步骤250)，当热管120穿置第一容置槽113(步骤220)，以及第一本体110和第二本体130完成冲压制程后(步骤240)，此时热管120是装设在第一容置槽113及第二容置槽133内，并且热管120的外缘面和导热介质140相接触。

接着，执行一加热制程(步骤260)，使热管120通过导热介质140和第一容置槽113及第二容置槽133紧密结合，大幅减少热管和第一基板111、第二基板131之间的空气热阻，同时也增加热管120第一本体110、第二本体130之间的固定效果及热传效能。

值得注意的是，此处所述的导热介质140为焊接锡膏或是高导热系数的焊接材料，因此将热管120设置在第一容置槽113和第二容置槽133时，可利用导热介质140使热管120和第一本体110、第二本体130间紧密的接合。另外，导热介质140的导热系数可大于或等于热管120，如此可让热能在热管120之间能更有效的传递，以提升散热器100的散热效率。承前所述，通过前述热管120和第一容置槽113、第二容置槽133的紧配合，以及导热介质140的焊接，更进一步将热管120固定在第一本体110的第一容置槽113以及第二本体130的第二容置槽133内。

基于上述，本发明的散热器是通过冲压制程而使相嵌合的第一本体及第二本体因此产生形变，进而对装设在容置槽内的热管施加一挤压外力，使得热管因此受推抵而变形，达到热管以外缘面完全贴合容置槽壁面的紧配合固定效果，有效降低热管和第一本体、第二本体之间的空气热阻，得以提升散热器的散热效能，达到协助中央处理器/图形处理器等发热组件散热之目的。并且，可选择性的采用导热介质、热管和二本体之间的焊接结合手段，进一步提高固定强度和散热效能。

再者，通过第一本体的多个第一散热鳍片和第二本体的多个第二散热鳍片交错排列的设置方式，形成具有高密度散热鳍片的散热器，使散热器的散热面积随着散热鳍片数量的增加而提高，进而使散热器的散热效能获得大幅度的提升。

虽然本发明的实施例揭露如上所述，然并非用以限定本发明，任何熟习相关技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，举凡依本发明申请范围所述的形状、构造、特征及数量当可做些许的变更，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种散热器，其特征在于，所述散热器包括有：

一第一本体，其具有一第一基板以及多个第一散热鳍片，所述各第一散热鳍片以其一端连接所述第一基板，且所述各第一散热鳍片沿一第一方向间隔排列，所述第一基板设有至少一第一容置槽；

至少一热管，沿所述第一方向装设在所述第一容置槽内；以及

一第二本体，其具有一第二基板以及多个第二散热鳍片，所述各第二散热鳍片以其一端连接所述第二基板，且所述各第二散热鳍片沿所述第一方向间隔排列，所述第二基板的一侧面设有至少一第二容置槽，所述第二本体沿着一第二方向和所述第一本体相互结合，所述第二方向和所述第一方向为互相垂直关系；

其中，所述第二基板和所述第一基板相互嵌合，所述多个第二散热鳍片分别插置在相邻二所述第一散热鳍片之间，并且所述各第二散热鳍片和相邻所述第一散热鳍片分别相隔一间隙；

其中，所述第二本体以所述第二容置槽套设在所述热管的外缘面，且所述第二基板挤压所述第一基板变形，并使所述第一基板挤压所述热管变形，令所述热管的所述外缘面和所述第一容置槽及第二容置槽完全接触。

2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述第一容置槽设置在所述第一基板的一侧面，所述第一容置槽更具有一限位部，且所述限位部的相对位置和装设在所述第一容置槽内的所述热管的相对位置部分重迭。

3.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述第一容置槽沿着所述第一方向贯穿所述第一基板，且所述第二基板的所述侧面更具有一嵌槽，所述第一基板嵌设在所述嵌槽内。

4.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，还包括有一导热介质，设置在所述第一容置槽和所述第二容置槽内，且所述导热介质和所述热管的外缘面相接触。

5.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述热管的所述外缘面、所述第一基板的侧面及所述第二基板的侧面为一共平面。

6.一种散热器的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

提供一第一本体，并形成一第一容置槽在所述第一本体的一第一基板；

提供一第二本体，并形成一第二容置槽在所述第二本体的一第二基板的一侧面；

沿一第一方向装设一热管至所述第一容置槽内；

沿一第二方向装设所述第二本体在所述第一本体上，所述第二本体以所述第二容置槽套设在所述热管的外缘面，其中所述第二方向和所述第一方向为互相垂直关系；以及

对所述第一本体和所述第二本体施以一冲压制程，令所述第一基板及所述第二基板相嵌合，并令所述第二本体的多个第二散热鳍片分别插置在所述第二本体的相邻二第一散热鳍片之间，其中所述各第二散热鳍片和相邻所述第一散热鳍片分别相隔一间隙，并且以所述第二基板挤压所述第一基板变形，再以所述第一基板挤压所述热管变形，令所述热管的所述外缘面完全接触所述第一容置槽及第二容置槽。

7.根据权利要求6所述的散热器的制造方法，其特征在于，在形成所述第一容置槽的步骤中，所述第一容置槽形成在所述第一基板的一侧面，且在装设所述热管至所述第一容置槽内的步骤中，所述热管是通过形成在所述第一容置槽的至少一限位部的限制而保持在所述第一容置槽内。

8.根据权利要求6所述的散热器的制造方法，其特征在于，在形成所述第一容置槽的步骤中，所述第一容置槽沿着所述第一方向贯穿所述第一基板。

9.根据权利要求6所述的散热器的制造方法，其特征在于，还包括以下步骤：

涂覆一导热介质在所述第一容置槽和所述第二容置槽内；以及

执行一加热制程，令所述热管通过所述导热介质和所述第一容置槽及所述第二容置槽相紧密结合。

10.根据权利要求6所述的散热器的制造方法，其特征在于，在执行所述冲压制程的步骤后，还包括以下步骤：

对所述热管、所述第一基板及所述第二基板施以一辊压制程，令所述热管的所述外缘面、所述第一基板的侧面及所述第二基板的侧面形成一共平面结构。

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