CN104168739A - 散热单元的支撑结构 - Google Patents

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林志晔
黄传秦
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Abstract

本发明是一种散热单元的支撑结构，包括至少一本体及一氧化物薄膜，该本体的外周侧设有多个沟槽，所述该氧化物薄膜被披覆在本体外周侧的多个沟槽表面上;通过具方向性的氧化物薄膜及沟槽可用以取代烧结粉末体，可大幅的加速工作流体于散热单元的腔室内的汽液循环，借以提升散热效能。

Description

散热单元的支撑结构
技术领域
本发明是有关于一种散热单元的支撑结构，尤指一种具有用以取代烧结毛细结构及提升工作流体的汽液循环效率的散热单元的支撑结构。
背景技术
随着科技产业快速的进步，电子装置的功能也愈来愈强大，例如中央处里器(Cenwal Processing Unit，CPU)、晶片组或显示单元的电子元件运算速度也随着增长，造成电子元件单位时间所产生的热量就会相对提高;因此，若电子元件所散发出的热量无法及时散热，就会影响电子装置整体的运作，或导致电子元件的损毁。
一般业界采用的电子元件散热装置大部分通过如风扇、散热器或是热管等散热元件进行散热，并通过散热器接触热源，再通过热管将热传道至远端散热，或由风扇强制引导气流对该散热器强制散热，针对空间较狭窄或面积较大的热源则选择以均温板作为导热元件作为传导热源的使用。
传统的均温板是通过以两片板材对应盖合所制成，所述板材对应盖合形成一密闭腔室，该密闭腔室呈真空状态，并具有支撑结构及毛细结构，而该支撑结构大部分有两种:第一种是所述支撑结构外侧上烧结粉末有毛细结构，使该支撑结构除了具有支撑效果外，还可通过该支撑结构上烧结粉末的毛细结构的毛细力将上板冷凝端的工作液体回流至下板蒸发端，以达到汽液循环的效果;第二种则是前述支撑结构整体是利用铜粉烧结构成的，同样与第一种都具有支撑作用以及提供上板的冷却端的工作流体回流至下板蒸发端的效果。
然，虽传统均温板的支撑结构可达到支撑及提供冷却端的工作流体回流的效果，但却延伸出另一问题，就是于支撑结构上的毛细结构(即毛细结构为烧结粉末体)的毛细力有较密的孔隙度能有效提升毛细力，可是相对的也提高了流体阻力，因为铜粉烧结粉末的毛细结构的毛细力与流体阻力是为相斥的，所以使冷却的工作流体通过所述支撑结构上的毛细结构(即毛细结构为烧结粉末体)的毛细力无法迅速回流至下板蒸发端，故造成汽液工作流体流动率差及散热效率降低的问题。
以上所述，公知技术具有下列的缺点:
1.汽液工作流体流动率差;
2.散热效率降低。
因此，要如何解决上述公用的问题与缺失，即为本案的发明人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。
发明内容
为此，为有效解决上述的问题，本发明的主要目的在提供通过具有氧化物薄膜沟槽用以取代烧结毛细结构的散热单元的支撑结构。
本发明的另一目的在提供一种具有增加工作流体的汽液循环效率的散热单元的支撑结构。
本发明的另一目的在提供一种具有提升散热效率的散热单元的支撑结构。
为达上述目的，本发明提供一种的散热单元的支撑结构，包括至少一本体及一氧化物薄膜，该本体具有多个沟槽，所述沟槽沿该本体外周侧凹设构成，且该每一沟槽从该本体一端凹设延伸至相对该本体的另一端，该氧化物薄膜披覆在该本体的外周侧及所述沟槽表面上;通过本发明此支撑结构上披覆氧化物薄膜的设计，得有效用以取代烧结粉末的毛细结构，进而可大幅的加速工作流体于散热单元的腔室内的汽液循环，借以有效提升散热效能。
附图说明
图lA是本发明的较佳实施例的立体示意图;
图lB是本发明的图lA中A-A的剖面示意图;
图lC是本发明的图lB的局部放大示意图;
图2是本发明的较佳实施例的实施态样示意图;
图3是本发明的图2中B-B剖面示意图。
符号说明
本体1
沟槽11
氧化物薄膜2
散热单元3
第一平板31
第二平板32
毛细结构311、321
腔室33
散热鳍片组35
发热元件5
液态的工作流体6
汽态的工作流体7
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。
本发明提供一种散热单元的支撑结构，请参阅图lA、图lB、图2是显示本发明的较佳实施例的示意图;该支撑结构应用于一散热单元3，该散热单元3于该较佳实施例以均温板做说明，但并不局限于此，于具体实施时，亦可选择为一扁平热管或一热板。
前述支撑结构包括至少一本体1及一氧化物薄膜2，该本体1以高热传导系数材料所构成，如铜、银、铝或其合金，且其为一铜柱体，并前述本体1具有多个沟槽11，所述沟槽11沿该本体1外周侧凹设构成，且该每一沟槽11从该本体1一端凹设延伸至相对该本体1的另一端，并于该较佳实施例的所述沟槽11以呈等距排列设置凹设形成在该本体1外周侧上做说明，但并不局限于此，本发明实际实施时，所述沟槽11也可呈不等距排列设置凹设形成在该本体1外周侧上，合先陈明。
此外，通过本发明的所述沟槽11形成在该本体1上，使该本体1表面改质而有效降低工作液体(即工作流体)与固体表面的接触角，借以提高液态的工作流体6在铜材的本体1表面上的表面张力，使水(即液态的工作流体6)的流动具有方向性而降低流阻。
再者前述氧化物薄膜2为一亲水性薄膜或疏水性薄膜其中任一，本发明于实施例中选择亲水性薄膜来做说明，并将该薄膜披覆在该本体1外周侧及所述沟槽11表面上，亦即将形成有所述沟槽11的本体1以凝胶-熔胶(Sol-gel)浸度法镀制二氧化硅(SiO2)薄膜，使所述本体1外周侧及其上所述沟槽11表面形成有氧化物簿膜2，令其具有超亲水特性及控制液态的工作流体6流动的方向性。
故，通过本发明的具有氧化物薄膜2沟槽11的支撑结构应用于该散热单元3内，除了具有支撑均温板及增加强度的功能外，且同时还具有超亲水性的效果，进而更有效提供足够回水毛细力的功效，使得有效改善公知支撑结构上的烧结粉末体会有流体阻力的问题。
续参阅图2、图3所示，并辅以参阅图1A至图1C所示，前述散热单元3具有一第一平板31及一相对该第一平板31的第二平板32，第一平板31与第二平板32之间界定一腔室33，该本体1容设在该腔室33内，于具体实施时，使用者可以根据支撑强度的需求，调整设计前述本体1的数量多寡，合先陈明。并所述本体1的一端及其另一端分别抵接相对该第一平板31及第二平板32的内侧，一工作流体填充于该腔室33内，该工作流体于本发明以水做说明表示，但并不局限于此，惟本发明实际实施时，凡亦可利于蒸发散热的流体为如纯水、无机化合物、醇类、酮类、液态金属、冷煤、有机化合物或其混合物皆为所叙述的工作流体。
另者，前述第一、二平板31、32内侧分别形成有一毛细结构311及一亲水性涂层321，该第一平板31的毛细结构311于该较佳实施例分别为粉末烧结体做说明，但并不局限于此，于具体实施时，亦可选择为沟槽、及网格体其中任一;且该第二平板32的亲水性涂层321于具体实施时亦可选择为毛细结构，如毛细结构为粉末烧结体、沟槽、及网格体其中任一。并该第一平板31外侧与相对一发热元件5(如中央处理器、显示晶片、南北桥晶片、电晶体)相贴设，亦即该第一平板31可称为蒸发端，该第二平板32则可称为冷凝端，且该第二平板32外侧上可设有一具多个鳍片构成的散热鳍片组35。
所以当前述发热元件5产生热量时，通过该第一平板31(即前述所称蒸发端)其上毛细结构311内的工作流体吸收前述热量，随即产生相变化由液态的工作流体6转变为汽态的工作流体7，而前述汽态的工作流体7会于腔室33内迅速流向该第二平板32(即前述所称冷凝端)，待所述汽态的工作流体7至第二平板32后，该散热鳍片组35会将所吸附该第二平板32上的热量以辐射散热方式向外散热，此时该第二平板32上的汽态的工作流体7再次经由相变化释放出大量潜热转变为液态的工作流体6，使该第二平板32的毛细结构321的毛细力将部分液态的工作流体6输送回到该第一平板31上，并同时于该第二平板32上的另一部分液态的工作流体6会立即受到具亲水性特性及方向性的披覆有氧化薄膜的沟槽11的毛细力回流到所述第一平板31上，大幅地促进(增加)工作流体的循环速度，如此循环不已地将热量持续带离，借以有效达到提升散热效能。
故通过本发明的具有氧化薄膜沟槽11的支撑结构，应用于散热单元3上的设计，得有效可大幅的加速工作流体于散热单元3的腔室33内的汽液循环，借以提升散热效能者，进而还有效可取代(或替代)烧结粉末体。
以上所述，本发明相较于公知技术具有下列的优点:
1.通过具有氧化薄膜的沟槽的支撑结构可有效取代(或替代)烧结粉末体;
2.具有达到大幅的加速工作流体于散热单元的腔室内的汽液循环，以有效达到提升散热效能。
惟以上所述，仅是本发明的较佳可行的实施例而已，凡利用本发明上述的方法、形状、构造、装置所为的变化，皆应包含于本案的权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种散热单元的支撑结构，其特征在于，包括:
至少一本体，具有多个沟槽，所述沟槽沿该本体外周侧凹设构成，且该每一沟槽从该本体一端凹设延伸至相对该本体的另一端;及
一氧化物薄膜，披覆在该本体的外周侧及所述沟槽表面上。
2.如权利要求1所述的散热单元的支撑结构，其特征在于，该氧化物薄膜为一亲水性薄膜或疏水性薄膜其中任一。
3.如权利要求2所述的散热单元的支撑结构，其特征在于，该本体为一铜柱体，且其是以高热传导系数材料所构成。
4.如权利要求1所述的散热单元的支撑结构，其特征在于，应用于一散热单元，该散热单元为一均温板、一扁平热管或一热板。
5.如权利要求1所述的散热单元的支撑结构，其特征在于，应用于一散热单元，该散热单元具有一第一平板及一相对该第一平板的第二平板，该第一平板与第二平板之间界定一腔室，该本体容设在该腔室内，且该本体一端及其另一端分别抵接相对该第一平板及第二平板的内侧，一工作流体填充于该腔室内。
6.如权利要求5所述的散热单元的支撑结构，其特征在于，该第一平板、第二平板内侧分别形成有一毛细结构，且该第二平板外侧上设有一具多个鳍片构成的散热鳍片组，该第一平板外侧与相对一发热元件相贴设。
7.如权利要求2所述的散热单元的支撑结构，其特征在于，所述沟槽呈等距排列设置凹设形成在该本体外周侧上。
8.如权利要求2所述的散热单元的支撑结构，其特征在于，所述沟槽呈不等距排列设置凹设形成在该本体外周侧上。
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