CN106793671B - 散热单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种散热单元，包括：一壳体及一热管。该壳体具有一壳体腔室容设有一工作流体，该壳体腔室的一内壁设有一壳体毛细结构。该热管具有一开放端及一封闭端，一热管腔室界定在该开放端及该封闭端之间连，且通过该开放端连通该壳体腔室。该热管腔室的内壁设有一热管毛细结构通过该热管的开放端毛细连结该壳体毛细结构。

Description

散热单元

【技术领域】

本发明一种散热单元，尤其有关于应用于散热之散热单元。

【背景技术】

随现行电子设备逐渐以轻薄作为标榜之诉求，故各项元件皆须随之缩小其尺寸，但电子设备之尺寸缩小伴随而来产生的热变成电子设备与系统改善性能的主要障碍。所以业界为了有效解决电子设备内的元件散热问题，便分别提出具有导热效能较佳的均温板（Vapor chamber）及热管（Heat pipe），以有效解决现阶段的散热问题。

均温板(Vapor chamber）呈矩型状之壳体（或板体），其壳体内部腔室壁面设置毛细结构，且该壳体内部填充有工作液体，并该壳体的一侧(即蒸发区)贴设在一发热元件(如中央处理器、南北桥晶片、电晶体、MCU等)上吸附该发热元件所产生之热量，使液态之工作液体于该壳体之蒸发区产生蒸发转换为汽态，将热量传导至该壳体之冷凝区，该汽态之工作液体于冷凝区受冷却后冷凝为液态，该液态之工作液体再透过重力或毛细结构回流至蒸发区继续汽液循环，以有效达到均温散热之效果。

热管（Heat pipe）的原理与理论架构与均温板相同，主要是在圆管口径的热管内之中空部分填入金属粉末（或是置入编织网状的毛细），并透过烧结之方式于该热管之内壁形成一环状的毛细结构，其后将该热管抽真空并填充工作液体，最后封闭以形成热管结构。当工作液体由蒸发部受热蒸发后扩散至该冷凝端，并该工作液体于该蒸发部为汽态，由该蒸发部离开后向该冷凝端扩散时逐步受冷却冷凝转换为液态，并且再透过毛细结构回流至该蒸发部。

比较均温板与热管两者只有热传导的方式不同，均温板的热传导方式是二维的，是面的热传导方式，然而热管的热传导方式是一维的热传导方式。

如何更有效率的使用这两种热传递单元，是目前业者所需努力的。

【发明内容】

为有效解决上述之问题，本发明之一目的在提供一种两腔室连通的一壳体及一热管，且该壳体的腔室内的毛细结构连毛细连结该热管内的腔室内的毛细结构的散热单元。

本发明之另一目的在提供一种散热单元包括壳体及热管，其中壳体的壳体腔室内的壳体毛细结构厚度等于该热管的热管管壁厚度加上热管毛细结构厚度，以使壳体毛细结构毛细连结热管毛细结构。

本发明之另一目的在提供一种毛细力能从一壳体内的腔室传递或延伸至一热管内的腔室，使得冷却的工作流体能从热管藉由毛细力回流至壳体内的热传单元。

为达上述目的，本发明提供一种散热单元，包括：一壳体，具有一壳体腔室，该壳体腔室内容设有一壳体毛细结构及一工作流体；一热管，具有一封闭端、一开放端及一热管壁，该热管壁具有一外侧及一内侧，该内侧界定一热管腔室连通该开放端，一热管毛细结构设于该热管壁的内侧且从该热管腔室延伸到该开放端；其中该热管的开放端插接于该壳体腔室内，该热管腔室通过该开放端连通该壳体腔室，该热管毛细结构为毛细连结该壳体毛细结构。

该壳体毛细结构具有一第一端，该热管毛细结构具有一第二端毛细连结该第一端。

该壳体毛细结构局部或全部界定一第一厚度，该热管壁界定一第二厚度，该热管毛细结构界定一第三厚度，且该第一厚度等于该第二厚度加上第三厚度。

该壳体腔室具有一壳体内壁界定一无毛细结构区域，且该壳体毛细结构设置在避开该无毛细结构区域的壳体内壁上。

该壳体具有一顶侧、一底侧及一侧边环设在该顶侧及该底侧之间，该壳体腔室界定在该顶侧及该底侧及该侧边之间。

该热管的开放端从该壳体的侧边插接于该壳体腔室内。

在一实施，该壳体毛细结构局部或全部界定一第一厚度，该热管壁界定一第二厚度，该热管毛细结构界定一第三厚度，且该第一厚度等于该第二厚度加上第三厚度。

在一实施，该壳体毛细结构具有一第一端，该热管毛细结构具有一第二端毛细连结该第一端。

在一实施，该壳体腔室具有一壳体内壁界定一无毛细结构区域，且该壳体毛细结构设置在避开该无毛细结构区域的壳体内壁上。

在一实施，该壳体毛细结构具有一第一连结侧连结该壳体内壁及一第一自由侧面对该壳体腔室，该第一厚度界定在该第一连结侧及该第一自由侧之间；该热管毛细结构具有一第二连结侧连结该热管壁的内侧及一第二自由侧面对该热管腔室，该第二厚度界定在该第二连结侧及该第二自由侧之间。

【附图说明】

下列图式之目的在于使本发明能更容易被理解，于本文中会详加描述该些图式，并使其构成具体实施例的一部份。透过本文中之具体实施例并参考相对应的图式，俾以详细解说本发明之具体实施例，并用以阐述发明之作用原理。

图1为本发明之立体分解示意图；

图2为本发明之立体组合示意图；

图3为本发明之剖视分解示意图；

图4为本发明之剖视组合示意图；

图5图为第4图之局部放大示意图：

图6为本发明与鳍片组结合之示意图。

附图中各序号所代表的组件为：

10壳体

101顶侧

102底侧

103侧边

1031开口

11壳体腔室

112壳体内壁

1121无毛细结构区域

114壳体毛细结构

1141第一端

1143第一连结侧

1144第一自由侧

20热管

201封闭端

202开放端

203热管壁

2031外侧

2032内侧

204热管腔室

205热管毛细结构

2051第二端

2053第二连结侧

2054第二自由侧

B1第一厚度

B2第二厚度

B3第三厚度

40散热鳍片组

401散热鳍片。

【具体实施方式】

本发明之上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式之实施例予以说明。

请参阅图1为本发明之立体分解示意图；图2为本发明之立体组合示意图；图3为本发明之剖视分解示意图；图4为本发明之剖视组合示意图；图5为图4之局部放大示意图。如图所示本发明包括一壳体10及至少一热管20。该壳体10为平板式的热传导单元，例如为均温板或平板式热管，具有一顶侧101、一底侧102及一侧边103环设在该顶侧101及该底侧102之间。该侧边103开设至少一开口1031，该开口1031的数量配合该热管20的数量。

一壳体腔室11界定在该顶侧101及该底侧102及该侧边103之间。该壳体腔室11内容置一工作流体（无图示）及一壳体毛细结构114，该工作流体例如但不限制为纯水、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。该壳体腔室11具有一壳体内壁112，该壳体内壁112界定一无毛细结构区域1121相邻该开口1031，该壳体毛细结构114设置在该避开该无毛细结构区域1121的壳体内壁112上，且具有一第一端1141对应该无毛细结构区域1121。

该热管20 具有一封闭端201、一开放端202及一热管壁203。该热管壁203具有一外侧2031及一内侧2032，该内侧2032界定一热管腔室204位于该封闭端201及开放端202之间且连通该开放端202，一热管毛细结构205设于该热管壁203的内侧2032且从该热管腔室204延伸到该开放端202，并具有一第二端2051位于该开放端202。

前述热管20的封闭端201例如但不限制为弯曲延伸到该壳体10的上方或水平延伸，该热管20的开放端202从该壳体10的侧边103插接于该壳体腔室11内，以使该热管腔室204通过该开放端202连通该壳体腔室11，且该热管毛细结构205毛细连结该壳体毛细结构114，亦即该壳体毛细结构114的第一端1141毛细连结该热管毛细结构205的第二端2051。

前述的壳体毛细结构114具有一第一连结侧1143连结该壳体内壁112及一第一自由侧1144面对该壳体腔室11。前述的热管毛细结构205具有一第二连结侧2053连结该热管壁203的内侧2032及一第二自由侧2054面对该热管腔室204。该壳体毛细结构114及热管毛细结构205例如为烧结金属粉末体或网目编织体或沟槽或束股纤维等，为具有多孔隙的结构能提供毛细力驱动该工作流体流动。

「毛细连结」指该壳体毛细结构114的多孔隙连通该热管毛细结构205的多孔隙，使得毛细力能从该热管毛细结构205传递或延伸到该壳体毛细结构114，而冷却的工作流体可以藉由该毛细力从该热管毛细结构205回流至该壳体毛细结构114进而回到壳体腔室11内。

再者，该壳体毛细结构114界定一第一厚度B1在该第一连结侧1143及该第一自由侧1144之间，该热管壁203界定一第二厚度B2在该外侧2031及该内侧2032之间，该热管毛细结构205界定一第三厚度B3在该第二连结侧2053及该第二自由侧2054之间，且该壳体毛细结构114的第一厚度B1等于该热管壁203的第二厚度加上该热管毛细结构205的第三厚度B3，藉此使该壳体毛细结构114能够直接毛细连结跟该热管毛细结构205，不会产生厚度不一致或高低落差的问题造成无法毛细连结。

尤其要说明的，在本实施的图示虽然表示该壳体毛细结构114的整体为第一厚度B1，但是在一替代实施，也可以只有该壳体毛细结构114的第一端1141为第一厚度B1，其余的厚度比该第一厚度B1略薄，如此可以减少壳体腔室11被壳体毛细结构114占据的空间，并使该壳体毛细结构114能够直接毛细连结跟该热管毛细结构205。

请继续参考图6所示，一并参考图1至图5所示，一散热鳍片组40串接在该热管20上且位于壳体10的上方，散热鳍片组40包括复数散热鳍片401间隔排列，用以帮助该热管20内的工作流体散热。

因此当壳体腔室11内的工作流体吸热蒸发成气体后，通过该热管的开放端202流至该热管腔室204内，然后藉由该散热鳍片组40散热，冷却后的工作流体变成液体后从该热管毛细结构205藉由毛细力回流至该壳体毛细结构114，然后回到该壳体腔室11内。

藉由以上的设置，使该壳体毛细结构114与该热管毛细结构205的毛细连结，以令该热管腔室204及壳体腔室11的毛细力能够互相传递或延伸。

惟以上所述，仅本发明之较佳可行之实施例而已，举凡利用本发明上述之方法、形状、构造、装置所为之变化，皆应包含于本案之权利范围内。

Claims (4)

1.一种散热单元，其特征在于，包括：

一壳体，具有一壳体腔室，该壳体腔室内容设有一壳体毛细结构及一工作流体，所述壳体腔室具有一壳体内壁界定一无毛细结构区域，该无毛细结构区域朝向该壳体一端并相邻该壳体腔室内的一开口，且该壳体毛细结构设置在避开该无毛细结构区域的该壳体内壁上；

一热管，具有一封闭端、一开放端及一热管壁，该热管壁具有一外侧及一内侧，该内侧界定一热管腔室连通该开放端，一热管毛细结构设于该热管壁的内侧且从该热管腔室延伸到该开放端；

其中该热管的开放端通过该开口插接于该壳体腔室内，该热管腔室通过该开放端连通该壳体腔室，该热管毛细结构为毛细连结该壳体毛细结构；

其中所述壳体毛细结构界定一第一厚度，该热管壁界定一第二厚度，该热管毛细结构界定一第三厚度，且该第一厚度等于该第二厚度加上第三厚度。

2.根据权利要求1所述的散热单元，其特征在于，所述壳体毛细结构具有一第一端，该热管毛细结构具有一第二端毛细连结该第一端。

3.根据权利要求1所述的散热单元，其特征在于，所述壳体具有一顶侧、一底侧及一侧边环设在该顶侧及该底侧之间，该壳体腔室界定在该顶侧及该底侧及该侧边之间。

4.根据权利要求3所述的散热单元，其特征在于，所述壳体腔室内的该开口位于该壳体的侧边。

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