CN106550583A - 散热模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种散热模块，适用于电子装置。电子装置具有热源。散热模块包括蒸发器、管件以及工作流体。蒸发器的外部表面具有凹陷，且凹陷热接触于热源，以使热源所产生的热量传送至蒸发器的凹陷。管件连接蒸发器的内部腔室并形成回路。工作流体填充于回路，其中呈液态的工作流体经过凹陷的对应处而吸热转换成汽态，并通过工作流体流出蒸发器的内部腔室而将热量带离，以达到散热效果。

Description

散热模块

技术领域

本发明是有关于一种散热模块。

背景技术

通讯科技的发达，手机或平板电脑等移动装置已是现代人生活中不可或缺的必需品，且随着人们对于该些移动装置的依赖程度逐渐提高，使用的时间也越来越长；然而长时间的使用移动装置往往会造成该移动装置的积体电路因过热而当机，实为不便。

对于手机或平板电脑等受限于体积及重量而无法采用风扇作为散热手段时，目前多会采取贴附散热材或热管作为其散热的方式。但，在移动装置内高功率的电子元件的运行之下，所述散热方式所能产生的散热效能仍属有限。

发明内容

本发明提供一种散热模块，其具有紧凑的结构配置与较佳的散热效果。

本发明的散热模块，适用于电子装置。电子装置具有热源。散热模块包括蒸发器、管件以及工作流体。蒸发器的外部表面具有凹陷，且凹陷热接触于热源，以使热源所产生的热量传送至蒸发器的凹陷。管件连接蒸发器的内部腔室并形成回路。工作流体填充于回路，其中呈液态的工作流体经过凹陷的对应处而吸热转换成汽态。

基于上述，在本发明的上述实施例中，通过所述散热模块的蒸发器的结构特征，即其外部表面具有凹陷，以与电子装置的热源进行热接触，以让凹陷的结构特征能提高热源与蒸发器的热接触面积，并在以管件连接蒸发器而形成回路后，在其内填充工作流体，进而让工作流体行经蒸发器对应于前述凹陷的内部空间时能顺利地吸收热量，而据以转换呈汽态，并通过工作流体流出蒸发器的内部腔室而将热量带离，以达到散热效果。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依据本发明一实施例的一种电子装置的局部爆炸图；

图2是图1的电子装置的爆炸示意图；

图3是图1散热模块的局部示意图；

图4是图3的蒸发器的局部剖视图；

图5示出本发明另一实施例的蒸发器的局部剖视图；

图6示出本发明另一实施例的一种蒸发器的剖视图；

图7是依据本发明另一实施例的移动装置的爆炸示意图；

图8是图7的散热模块的示意图；

图9与图10分别是板体沿剖线A-A’、B-B’的剖视示意图。

附图标记说明：

10、20：电子装置；

100、600：散热模块；

110、110A：蒸发器；

111：本体；

112、112A：凹陷；

113：盖体；

120：管件；

130：热管；

140、114：导热件；

170：导热片；

172：开口；

174：凹陷本体；

200、200A：热源；

210：电路板；

242：导热胶；

241、243：导热接垫；

310、320：壳体；

400：扣持件；

500、630：板体；

510、520：开口；

530：凹槽；

610：流道；

620：加热柱；

631：腔室；

640：挡墙

641：止流部；

E1：第一端；

E2：第二端；

E3、E4：开口；

F1：第一工作流体；

F2：第二工作流体；

R1、R3：加热区；

R2：流动区；

R4：冷凝区；

S1：外部表面；

S2：顶面；

t1、t2、t3、t4、t5：厚度；

W1、W2：壁。

具体实施方式

图1是依据本发明一实施例的一种电子装置的局部爆炸图。请参考图1，在本实施例中，电子装置10例如是笔记本电脑或平板电脑等便携式电子装置，其具备轻薄短小的外观特征以符合便利携带的需求。但，随着运算与显示需求的增加，电子装置10需在壳体310、320内设置具备散热效果的相关部件，方能对应前述效能需求下而随之产生的散热需求。据此，电子装置10包括热源200及散热模块100，其中热源200例如是中央处理器或显示芯片等电子模块，散热模块100能将从热源200产生的热量予以吸收，并进而将热量从电子装置10的其他部位散逸出。

在本实施例中，散热模块100例如是虹吸式散热组件，其包括蒸发器110、管件120以及工作流体F1(在附图中仅以箭号代表其流向)。蒸发器110用以热接触于热源200，以吸收来自热源200的热量。管件120连接蒸发器110并形成回路，工作流体F1填充在回路中，且工作流体F1流经蒸发器110时能因吸收前述热量而产生相变化，例如使液态工作流体F1转变为汽态(vapor)工作流体F1，并随着汽态工作流体F1移离蒸发器110而使热量随之被带离，并随着管件120经过电子装置10的其他温度较低的部位时使工作流体F1再次进行相变化冷凝(由汽态转变回液态)，而得以将热量散逸出电子装置10。

详细而言，本实施例的散热模块100还包括热管130，其热接触于热源200与蒸发器110之间，以将热源200所产生的热量传送至蒸发器110。进一步地说，如图1所示，热管130的第一端E1是通过扣持件400而扣持在电子装置10的板体500上，并据以结构抵接于热源200上，而热管130的第二端E2则例如是以焊接方式而结构抵接在蒸发器110，其实质上抵接在蒸发器110的外部表面S1局部处的凹陷112内。如此一来，热管130便能以其内的另一工作流体的相变化而将热源200所产生的热量传送至蒸发器110的凹陷112处。另需提及的是，如图1所示的配置，本实施例的电子装置10通过板体500也能对热源200提供一定的散逸效果，也即让热管130与管件120一同接触于板体500，以将热量均匀的分散到板体500与散热模块100的各处而有利于散热。在其他未示出的实施例中，板体500也可是壳体310、320的部分结构或全部结构。再者，在本实施例中，所述板体500是以金属材料制成，故也能提供热源200(如前述中央处理器或显示芯片等电子模块)电磁干扰(EMI)屏蔽效果。

图2是图1的电子装置的爆炸示意图，以示出图1尚未显示的其他构件。请同时参考图1与图2，进一步地说，在本实施例中，板体500是通过其凸耳结构而组装在电路板210上(在此省略如锁附件等现有技术已知的构件)。散热模块100还包括导热片170，其抵接在热源(电子模块)200上且实质上位于板体500与热源(电子模块)200之间，因此热源(电子模块)200所产生的热量的一部分会通过导热片170而传送至板体500。在此，导热片170具有凹陷本体174与开口172，而散热模块100还包括导热接垫243与导热胶242，导热片170的凹陷本体174通过导热胶242接着于热源(电子模块)200，且凹陷本体174能通过开口510而暴露出板体500，以使热管130的局部是承载于凹陷本体174。导热接垫243穿过开口172而与前述配置在凹槽132的热管130相互抵接。再者，扣持件400的中央部分抵靠于板体500，而扣持件400的端部穿过板体500的开口520而组装在电路板210上(如图2所示的结合结构，但在此不限定其形式)，因而形成让导热片170与板体500被夹持在扣持件400与电路板210之间的状态，以让导热片170与板体500能通过导热接垫243与导热胶242而更紧密地与热源(电子模块)200接触。

热管160配置在板体500的凹槽530，且热管130的第一端E1热接触于热源(电子模块)200，而热管130的第二端E2则热接触于蒸发器110，因此热源(电子模块)200所产生的热量的另一部分会通过热管130而传送至蒸发器110。

据此，热源(电子模块)200所产生的热量的一部分依序通过导热胶242、导热片170而传送至板体500，而另一部分热量则通过导热接垫243传送至热管130，且上述热量传送的路径彼此邻近且位于热管130的第一端E1。因此由于结构接触的关系，传送至板体500的热量也会对热管130提供加热效果。由此可知，热源(电子模块)200所产生的热量的一部分能通过板体500而散逸，也即，板体500除能覆盖于热源(电子模块)200而提供电磁干扰屏蔽的效果外，还能因其材质(例如是金属)的特性与相较于其他构件而言具备较大的面积，而同时兼具散热的效果。

此外，如图1所示，散热模块100还能通过配置在板体500上的导热接垫241(附图中以斜线纹标示，且仅标示部分作为代表)进一步地抵接于壳体310，因而让板体500上的热量能再传送至壳体310，而据以达到将热量散逸出电子装置10的效果。

图3是图1散热模块的局部示意图，并通过将蒸发器110予以部分拆解而能顺利辨识其内部结构。图4是图3的蒸发器的局部剖视图。请同时参考图3与图4，在本实施例中，热管130的第二端E2实质上是填满于蒸发器110的凹陷112，即，热管130是结构抵接于蒸发器110在凹陷112处的壁W1、W2，除能提高热管130与蒸发器110的热接触面积，也通过两者紧凑的配置而能有效地提高热传效率(即，壁W1、W2能视为蒸发器110的导热壁)。

再者，由于前述热管130与蒸发器110在其外部表面S1处的紧凑配置，而让热管130的顶面S2是与蒸发器110的外部表面S1共平面，因此对于结构配置而言，此举还能提高散热模块100及其周边构件在电子装置10内的布置效率，也即相当于能提高电子装置10内的空间利用率。

如图4所示，为了使本实施例的蒸发器110能顺利地从热管130的第二端E2吸收热量，蒸发器110上在所述壁W1、W2处为其整体结构的最薄处，也就是说，壁W1、W2的厚度小于蒸发器110其他壁的厚度，例如厚度t1与厚度t2实质上是小于厚度t4与厚度t5。此外，也由于热管130的第二端E2与蒸发器110的凹陷112处是呈紧凑配置，因此热管130得以提供前述壁W1、W2结构上的支撑，也因此兼具提高热传效率并结构强度的双重效果。另，在一未示出的实施例中，厚度t1与厚度t2实质上也可小于厚度t3、t4与t5，而同样通过厚度差异，让热管130的热量能通过厚度较薄的壁而传导至蒸发器110之内。

如图3与图4所示，蒸发器110实质上是由本体111与盖体113相互组装而形成让工作流体F1流动的内部腔室，其中本体111具有开口E3、E4连接管件120，以让工作流体F1流进或流出(附图虽以箭号表示工作流体F1的流动方向，但不因此而限制，在另一未示出的实施例中，工作流体也可以反向流动)，且本体111具有前述凹陷112并因而在内部腔室形成隆起。进一步地说，蒸发器110的内部腔室能因此区隔为流动区R2与加热区R1，其中隆起处即视为加热区R1，而管件120与开口E3、E4连接的所在即为流动区R2。后续将进一步说明。

在本实施例中，散热模块100还包括多个导热件140，其配置在加热区R1且位在对应于凹陷112的壁W1上。在此，这些导热件140之外形呈柱状体且以阵列排列在壁W1上，借此让工作流体F1通过开口E3流入蒸发器110的加热区R1时，能提高工作流体F1与壁W1、W2的热交换效率，让与热管130热接触的壁W1、W2热量通过从壁W1延伸出的这些导热件140而有较佳的热交换率，以让液态工作流体F1吸热而转变为汽态工作流体F1，并通过开口E4流入管件120。

另需提及的是，如图1所示的结构配置，管件120实质上配置在板体500的周缘，也即在本实施例中，板体500还具有多个侧缘凸部540，管件120的至少部分实质上结构抵接于侧缘凸部540上，在此并未限制两者之间的连接形式，其可以焊接方式进行，也即能让管件120热接触于板体500，以顺利地通过第一工作流体F1的相变化而将热量从蒸发器110传送至板体500者，均适用于本实施例。据此，蒸发器110内的第一工作流体F1因吸热而从液态转换成汽态，并汇集而传送至管件120，而当汽态的第一工作流体F1传送至管件120与板体500的热接触处，板体500便能吸收热量，而对汽态的第一工作流体F1提供冷凝的效果，以让其从汽态冷却后转换成液态，而得以再从管件120传送回蒸发器110。在此通过板体500具备较大面积与金属材质等特性，而得以提供较佳的热传效果，据以让汽态第一工作流体F1随着管件120行经板体500时能达到冷凝效果，而使汽态第一工作流体F1转变回液态第一工作流体F1而再次通过开口E3流回蒸发器110内。

再者，在蒸发器110中，所述导热件140分别抵接在本体111的壁W1与盖体113之间，因此本体111与盖体113进行组装时，导热件140还能作为两者之间的支撑结构，以避免蒸发器110的内部腔室因组装不当而变形。

图5示出本发明另一实施例的蒸发器的局部剖视图。请参考图5，与前述实施例不同的是，本实施例的导热件114是呈肋状，且其结构延伸方向顺向于工作流体F1的流向。此举同样能达到与前述相同的支撑与热传效果。

图6示出本发明另一实施例的一种蒸发器的剖视图。与前述实施例不同的是，本实施例是以热源200A直接结构抵接于蒸发器110A的凹陷112A处，而让热源200A所产生的热量能更直接地传送至蒸发器110A，而其余结构已能由前述实施例得知，在此便不再赘述。

图7是依据本发明另一实施例的移动装置的爆炸示意图。图8是图7的散热模块的示意图。图9与图10分别是板体沿剖线A-A’、B-B’的剖视示意图。请同时参考图7至图10，在本实施例中，与前述实施例相同的是，电子装置20的相关构件配置一如前述的电子装置10，且散热模块600的大部分构件，如导热片170、热管130与蒸发器110、管件120，以及配置在管件120与壳体310之间的导热接垫241，所述构件仅外形稍有变异但不影响其效能)，也即，前述实施例所述的热传递路径同样能重现于本实施例。

不同的是，板体630除前述提供电磁干扰的屏蔽效果，以及作为导热片170、蒸发器110与管件120的抵接处而提供对应的冷凝效果外，本实施例的板体630实质上是还具有腔室631的中空板体，且在腔室631内设置有挡墙640与多个加热柱620，其中，挡墙640将腔室631分隔为加热区R3与冷凝区R4，加热柱620立设在加热区R3，冷凝区R4则设置有多个彼此平行的类挡墙结构而形成的多个流道610，第二工作流体F2填充于腔室631以在加热区R3与冷凝区R4之间流动。

值得注意的是，如图8所示，随着板体630覆盖在电路板210上而遮蔽热源(电子模块)200，加热区R3实质上对应地抵接且迭置在热源(电子模块)200上的导热片170与热管130的吸热端。据此，加热区R3便能因此吸收热源(电子模块)200所产生的热量而进一步地加热该处呈液态的第二工作流体F2，以将其转换成汽态，而呈汽态的第二工作流体F2便能沿着挡墙640导引流向冷凝区R4。接着，如图7所示，由于散热模块600的板体630与壳体310之间是以导热接垫241夹持其中，因此位于冷凝区R4工作流体便能因此将热量通过导热接垫241传送至壳体310而散逸出电子装置20，因而使第二工作流体F2在流道610中从汽态逐渐冷凝为液态，而再次流回加热区R3。

需再说明的是，当电子装置20处于特定摆放位置，例如站立状态，而让板体630内的腔室631是呈加热区R3在下，而冷凝区R4在上的状态。此时，位于冷凝区R4的流道610实质上是呈左上右下的状态，因此第二工作流体F2更能因其液态、汽态特性而顺利地在腔室631内循环并发挥其特性，以达到较佳的工作效率。

另外，挡墙640在第二工作流体F2从冷凝区R4流回加热区R3之处还具有止流部641，其由冷凝区R4朝向加热区R3延伸，借以作为液态第二工作流体F2流回加热区R3的导引结构，同时也避免加热区R3中呈汽态的第二工作流体F2从该处逆流至冷凝区R4而破坏流体循环。

此外，在另一未示出的实施例中，如图8所示的流道610也可同时配置在加热柱620的相对两侧，即相当于在图8的对侧再行设置流道610，而让加热区R3位于两个冷凝区R4之间。此举能让板体630随着电子装置20在不同角度的使用状态均能通过腔室631内的加热柱620与流道610达到循环第二工作流体F2的效果。换句话说，使用者能依据需求而在加热区R3的周围设置适当数量的冷凝区R4，以让板体630能因应电子装置20的不同使用状态均能发挥其散热效能，以提高板体630对于散热效果的适用性。

综上所述，在本发明的上述实施例中，散热模块通过蒸发器的凹陷热接触于热源，以其外形结构而能有效地将热源所产生热量吸收，并因此能在结构配置上达到紧凑的效果，故能有利于电子装置内部的构件配置与空间利用率。再者，蒸发器在其凹陷处的壁厚小于蒸发器其他壁厚，其有利于让热量传送至内部腔室的工作流体，且蒸发器的内部腔室在对应凹陷处还设有多个导热件，以让蒸发器与工作流体之间能因此增加热传面积，提高热传效率。在其中一实施例，散热模块是以热管将热源所产生热量传送至蒸发器，而所述热管实质上填满凹陷，因此除能加强蒸发器在凹陷处的结构强度外，也因热管与蒸发器的紧凑配置而有利于设计者对于电子装置内部构件的配置布局。另外，热管以及散热模块的管件能一同接触与电子装置的板体，而能通过板体传导，将热量均匀的分散到板体及散热模块各处，以利于散热。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种散热模块，其特征在于，适用于一电子装置，该电子装置具有一热源，该散热模块包括：

一蒸发器，其外部表面具有一凹陷，且该凹陷热接触于该热源，以使该热源所产生的热量传送至该蒸发器的该凹陷；

一管件，连接该蒸发器的内部腔室并形成一回路；以及

一第一工作流体，填充于该回路，其中呈液态的第一工作流体经过该凹陷的对应处而吸热转换成汽态。

2.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，该热源结构抵接于该蒸发器的该凹陷。

3.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，还包括：

一热管，热接触于该热源与该蒸发器之间，且该热管结构抵接于该凹陷，以将热量从该热源传送至该蒸发器。

4.根据权利要求3所述的散热模块，其特征在于，该热管填满于该凹陷。

5.根据权利要求3所述的散热模块，其特征在于，该热源是该电子装置的一电子模块，该散热模块还包括：

一板体，覆盖于该电子模块，该热管、该蒸发器与该管件分别热接触该板体的不同部分，其中该电子模块所产生的热量的一部分通过该热管传送至该板体而散逸，而该电子模块所产生热量的另一部分通过该热管、该蒸发器与该管件，以通过该第一工作流体的相变化传送至该板体而散逸。

6.根据权利要求5所述的散热模块，其特征在于，板体具有一开口，而该散热模块还包括：

一导热片，配置在该电子模块与该板体之间，该导热片将该电子模块所产生热量的一部分传送至该板体，该导热片的局部通过该开口而抵接至该热管，且该导热片将该电子模块所产生热量的另一部分通过该热管传送至该蒸发器。

7.根据权利要求6所述的散热模块，其特征在于，还包括：

多个导热接垫，分别配置在该板体、该蒸发器、该管件与该导热片上，其中配置在该板体与该蒸发器上、管件上的该些导热接垫抵接于该电子装置的一背盖。

8.根据权利要求6所述的散热模块，其特征在于，该板体是一中空板体，填充有一第二工作流体，其内设有一挡墙以将该中空板体的内部空间分隔为一第一加热区与一冷凝区，该第一加热区对应于该导热片，呈液态的该第二工作流体在该第一加热区吸收热量而转换为汽态并流向该冷凝区，以散热转换为液态后流回该第一加热区。

9.根据权利要求8所述的散热模块，其特征在于，该板体还具有多个加热柱，立设于该第一加热区。

10.根据权利要求8所述的散热模块，其特征在于，该挡墙具有一止流部，位于该第一加热区与该冷凝区之间且朝向该第一加热区延伸。

11.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，该蒸发器具有位于该凹陷处的一导热壁，其壁厚小于该蒸发器其他壁的厚度。

12.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，该蒸发器具有位于该凹陷处的一导热壁，该散热模块还包括：

多个导热件，配置在该蒸发器内且位于该导热壁处，该些导热件分别呈柱状或肋状。

13.根据权利要求12所述的散热模块，其特征在于，所述呈肋状的各该导热件顺向于该第一工作流体的流动方向。

14.根据权利要求12所述的散热模块，其特征在于，该蒸发器包括：

一本体，具有该凹陷；以及

一盖体，组装于该本体，其中该些导热件设置在该本体且抵接于该盖体。

15.根据权利要求12所述的散热模块，其特征在于，该蒸发器的内部腔室区隔为一流动区与一第二加热区，该管件连接在该流动区，该凹陷对应于该第二加热区，该些导热件位于该第二加热区。