CN107305107B - 散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种散热装置，包括第一壳体及第二壳体及管体，透过管体的第一、二延伸部分别插接于该第一、二壳体的第一、二开口内，令管体的管体腔室连通第一、二壳体的第一、二腔室并抵接至该腔室内表面，且该第一、二腔室及管体腔室内设有相互链接的毛细结构及工作流体，本发明设计可有效达到提升热传效率的有益效果。

Description

散热装置

技术领域

本创作是一种散热装置，尤其有关于应用于散热散热装置。。

背景技术

随现行电子设备逐渐以轻薄作为标榜之诉求，故各项组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组件散热问题，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系包括呈矩型状之壳体及其壳体内部腔室壁面的毛细结构，且该壳体内部填充有工作液体，并该壳体的一侧(即蒸发区)系贴设在一发热组件(如中央处理器、南北桥芯片、晶体管或其他电子组件等)上吸附该发热组件所产生之热量，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，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系为汽态，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，是面的热传导方式用以作为均温，然而热管的热传导方式是一维的 热传导方式(即远程散热)。故现今的电子组件仅配合单一的热管或均温板已不敷使用，因此，如何将热管与均温板结合在一起使用使其同时具有均温及远程导热或散热，以期大幅提升热传导之效率，而有效解决高功率电子组件之散热问题，是目前业者所需改进的。

因此，如何解决上述的问题，是本领域技术人员值得去思量的。

发明内容

为有效解决上述之问题，本创作其中一目的在于提供一管体支撑于第一、二壳体之间，该第一、二壳体与管体是相通结构，藉以使第一、二壳体与管体相结合间没有接口热阻的散热装置。

本创作的另一目的在于提供一种透过该管体内的一管体毛细结构链接该第一、二壳体内的一第一、二毛细结构，使冷却的工作流体可藉由毛细力及重力回流，藉以达到提升热传效率及均温的效果，进而也有效增加汽液循环效率的散热装置。

本创作的另一目的在于提供一种透过组装第一散热鳍片组及第二散热鳍片组使第一、二壳体及管体中的热能得以迅速传导至空气中，藉以达到热交换散热效果的散热装置。

为达上述目的，本创作提供一种散热装置，包含：一第一壳体，具有一第一腔室及至少一第一开口，该第一腔室内具有一第一毛细结构，该第一开口连通该第一腔室；一第二壳体，具有一第二腔室及至少一第二开口，该第二腔室内具有一第二毛细结构，该第二开口连通该第二腔室；至少一管体，具有一管壁及一第一延伸部及一第二延伸部，该第一延伸部形成有一第一开放端及一第一贯穿口，该第二延伸部形成有一第二开放端及一第二贯穿口，该第一延伸部从该第一开口插接该第一腔室，该第二延伸部从该第二开口插接该第二腔室，并该管壁内设有一管体腔室及一管体毛细结构；及一工作流体，设置于前述第一、二腔室及该管体腔室之中。

该第一壳体的该第一腔室系由一第一盖板及一第一底板相互盖合所界定及该第二壳体的该第二腔室系由一第二盖板及一第二底板相互盖合所界定。

该第一开口系设置于该第一壳体的该第一盖板及该第二开口系设置于该第二壳体的该第二底板。

该第一毛细结构及第二毛细结构分别系形成于该第一腔室的一内壁及该第二腔室的一内壁上，且该第一毛细结构及第二毛细结构系选择为粉末烧结体、网格体、纤维体、沟槽及编织体其中任一或前述任一复数组合。

该第一开放端抵接该第一壳体的该第一底板及该第二开放端抵接该第二壳体的该第二盖板，并该管体毛细结构毛细链接该第一毛细结构与该第二毛细结构。

该管体毛细结构系形成于该管体腔室的一内壁上，该管体毛细结构系选择为粉末烧结体、网格体、纤维体、沟槽及编织体其中任一或前述任一复数组合。

该管体的内壁形成有复数凸体，该等凸体环形数组并轴向延伸设置于该内壁，该等凸体间具有至少一凹槽，并该毛细结构系形成在该些凸体及该些凹槽上。

该管体腔室内设置有一柱体，该柱体具有一第一顶端及一第二顶端，该第一、二顶端分别延伸连接该第一、二壳体，并该柱体表面设有一第三毛细结构，该第三毛细结构毛细链接该第一、二毛细结构，该第三毛细结构系选择为粉末烧结体、网格体、沟槽、纤维体及编织体其中任一或前述任一复数组合。

该第一、二贯穿口分别贯穿该管壁内、外侧，令该管体腔室透过该第一、二贯穿口连通该第一、二腔室。

该第一壳体及第二壳体为一均温板。

该管体为一热管。

附图说明

图1为本创作散热装置之第一实施例之立体组合图；

图2为本创作散热装置之第一实施例之立体分解图；

图3为本创作散热装置之第一实施例之组合剖面图；

图4为本创作散热装置之第一实施例之局部放大剖面图A；

图5为本创作散热装置之第一实施例之局部放大剖面图B；

图6为本创作散热装置之第二实施例之立体分解图；

图7为本创作散热装置之第二实施例之组合剖面图；

图8为本创作散热装置之第二实施例之局部放大剖面图C；

图9为本创作散热装置之第二实施例之局部放大剖面图D；

图10为本创作散热装置之第三实施例之立体组合图；

图11为本创作散热装置之第四实施例之立体组合图；

图12为本创作散热装置之第五实施例之立体组合图；

图13为本创作散热装置之第五实施例之组合剖面图；

图14为本创作散热装置之第六实施例之俯视剖面图；

图15为本创作散热装置之第六实施例之剖面图；

图16为本创作散热装置之第七实施例之俯视剖面图；

图17为本创作散热装置之第七实施例之剖面图。

符号说明

第一壳体100

第一开口101

第一底板103

第一盖板105

第一腔室110

第一毛细结构111

第一壳体的内壁112

第一凸缘113

第二壳体200

第二开口201

第二底板203

第二盖板205

第二腔室210

第二毛细结构211

第二壳体的内壁212

第二凸缘213

管体300

管壁310

管体腔室311

管体的内壁311a

凸体311b

凹槽311c

管体毛细结构312

柱体313

第一顶端313a

第二顶端313b

第三毛细结构313c

第一延伸部320

第一开放端322

第一贯穿口324

第二延伸部330

第二开放端332

第二贯穿口334

工作流体400

第一发热组件500

第二发热组件600

装设空间700

第一散热鳍片组800

第二散热鳍片组900

具体实施方式

本创作之上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式之较佳实施例予以说明。

请参阅图1、2、3、4、5，系为本创作均温板结构之第一实施例之立体组合图及立体分解图及组合剖面图及局部放大剖面图A及局部放大剖面图B，如图所示，本创作所述之散热装置，系包含一第一壳体100、一第二壳体200、至少一管体300、一工作流体400；

上述该第一、二壳体100、200本实施例系以均温板作为说明，但并不局限于此，于具体实施时也可以是其他等效物。

该第一壳体100具有一第一腔室110及至少一第一开口101，该第一腔室110系由一第一盖板105及一第一底板103相互盖合所界定，并该第一腔室110内具有一第一毛细结构111，该第一毛细结构111系形成于该第一腔室110的一内壁112上，其中该第一毛细结构111较佳为粉末烧结体，但并不局限于此，于具体实施时也可以选择为网格体、纤维体、编织体或沟槽或前述之组合。且该第一开口101系设置于该第一壳体100的该第一盖板105并贯穿连通该第一腔室110，在本实施例中的第一开口101系以一个做说明，但并不局限于此，于具体实施时，前述第一开口101的数量可为一个或一个以上。

该第二壳体200具有一第二腔室210及至少一第二开口201，该第二腔室210系由一第二盖板205及一第二底板203相互盖合所界定，并该第二腔室210内具有一第二毛细结构211，该第二毛细结构211系形成于该第二腔室210的一内壁212上，其中该第二毛细结构211较佳为粉末烧结体，但并不局限于此，于具体实施时也可以选择为网格体、纤维体、编织体或沟槽或前述之组合。且该第二开口201系设置于该第二壳体200的该第二底板203并贯穿连通该第二腔室210，在本实施例中的第二开口201系以一个做说明，但并不局限于此，于具体实施时，前述第二开口201的数量可为一个或一个以上，并实际数量系配合该第一壳体100的第一开口101的数量。

该管体300具有一管身310及一第一延伸部320及一第二延伸部330，该管 体300较佳为热管，但并不局限于此，于具体实施时也可以是其他等效物。该第一延伸部320形成有一第一开放端322及一第一贯穿口324，该第一延伸部320从该第一开口101插接该第一腔室110。该第二延伸部330形成有一第二开放端332及一第二贯穿口334，该第二延伸部330从该第二开口201插接该第二腔室210。并该管身310内设有一管体腔室311及一管体毛细结构312，该管体腔室311系设置于该第一、二开放端322、332之间，该管体毛细结构312系形成于该管体腔室311的一内壁311a上。其中该管体毛细结构312较佳为粉末烧结体，但并不局限于此，于具体实施时也可以选择为网格体、纤维体、沟槽、编织体或上述的组合。

该工作流体400设置于前述第一、二腔室110、210及该管体腔室311之中，该工作流体400较佳为纯水或甲醇，但并不局限于此，于具体实施时也可以是其他等效物。因此，藉由本创作的第一、二壳体100、200及管体300结合为一体且第一、二腔室110、210及管体腔室311是相通的结构，令第一、二壳体100、200及管体300相结合间没有接触的接口热阻。

另者，前述第一延伸部320从第一开口101插接入第一腔室110，该第一开放端322是直接抵接该第一壳体100的该第一底板103，并前述第二延伸部330从第二开口201插接入第二腔室210，该第二开放端332是直接抵接该第二壳体200的该第二盖板205，也就是所述第一、二延伸部310、320是分别于该第一、二开口101、201内分别向第一底板103、第二盖板205延伸，使该第一开放端322与该第一壳体100的第一底板103相连接一起，且该第二开放端332与该第二壳体200的第二底板205相连接一起，同时该管身310的外侧对接相对该第一、二开口101、102内壁且彼此相紧贴结合，并该第一、二延伸部310、320系为该管身310的一部分，相对该一、二延伸部310、320的内壁311a即为该管身310的内壁311a。其中所述第一、二贯穿口324、344分别贯穿该管身310的内、外侧，并该第一贯穿口324系相对该第一腔室110，该第二贯穿口344系相对该第二腔室210，令该管体腔室311透过该第一、二贯穿口324、344连通该第一、二腔室311，在本实施例中该第一、二贯穿口324、344系以五个做说明，于具体实施时也可以是各一个第一、二贯穿口324、344，或其他数量且具有 相等效果的第一、二贯穿口324、344。

另者，前述管体毛细结构312是毛细链接第一、二毛细结构111、211，如图4、5所示，该管身310的内壁311a其上的管体毛细结构312系于该第一、二延伸部320、330的该第一、二开放端322、332位置处毛细链接(或连接接触)该第一、二壳体100、200的第一底板103、第二盖板205其上的第一、二毛细结构111、211。其中，前述所称的「毛细连结」系指该第一、二毛细结构111、211的多孔隙连通该管体毛细结构312的多孔隙，使得毛细力能从该管体毛细结构312传递或延伸到该第一、二毛细结构111、211，因此冷却的工作流体400可以藉由该毛细力及重力从该第二毛细结构211回流到该管体毛细结构312再回流该第一毛细结构111，进而回到第一腔室内110。

所以藉由本创作之管体毛细结构312毛细链接该第一、二毛细结构111、211的设计，让于第一腔室110或第二腔室210其内冷却的工作流体可藉由该管体300的管体毛细结构312的毛细力及重力迅速将工作流体回流到该第一腔室110或第二腔室210内的第一毛细结构111或第二毛细结构211上，藉以达到提升热传效率及均温的效果，进而也有效增加汽液循环效率。

所以当该第一壳体100的该第一底板103外贴设在相对一第一发热组件500(如中央处理器或MCU或其他电子组件)上时，该第一壳体100的第一底板103会吸收该第一发热组件500产生的一热量，令该第一壳体100的第一底板103上的内壁112其上第一毛细结构111的工作流体400受热蒸发后而转换为蒸发的工作流体(或称为汽态工作流体)，使蒸发的工作流体会朝该第一腔室110内的第一盖板105方向流动，同时一部分蒸发的工作流体也会透过该管体300的第一开放端322流动到该管体腔室311内，另一部分蒸发的工作流体透过该管体腔室311流动到该第二壳体200的第二腔室210内，直到该蒸发的工作流体于该第一壳体100的第一盖板105上及管身310内及第二盖板205与第二底板203上冷凝后而转换为冷却的工作流体(或称为液态工作流体)，此时该第二盖板205及该第二底板203内及该管身310内的冷却的工作流体藉由第二毛细结构211及管体毛细结构 312的毛细力及重力迅速回流到该第一腔室100内的该第一底板103其上该第一毛细结构111，因此使该工作流体400于该第一腔室110与管体腔室311与第二腔室210内不断汽液循环，来达到较佳的散热效果。

另外，该第一壳体100更具有至少一第一凸缘113，该第一凸缘113系相邻该第一开口101周缘，并从该第一壳体100的一第一盖板105向上延伸所构成，且该第一开口101内壁与该第一凸缘113的内侧对接相对该第一延伸部320外侧。并该第二壳体200更具有至少一第二凸缘213，该第二凸缘213系相邻该第二开口201周缘，并从该第二壳体200的该第二底板203向下延伸所构成，且该第二开口201内壁与该第二凸缘213的内侧对接相对该第二延伸部330外侧。透过该第一、二凸缘113、213可有效增加与管体300的结合面积，藉以让管体300可稳固紧密结合于该第一、二壳体100、200上。

请参阅图6、7、8、9，系为本创作散热装置之第二实施例之立体分解图及组合剖面图及局部放大剖面图C及局部放大剖面图D，并辅以参阅图1，如图所示，本实施例部分结构及功能系与前述第一实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第一实施例之不同处系为，该第一、二贯穿口324、344系以各一个做说明，该第一、二贯穿口324、344可令该第一、二腔室110、210与该管体腔室311相互连通，藉此，同样可达与前述第一实施例相同之功效。

请参阅图10，系为本创作散热装置之第三实施例之立体组合图，并辅以参阅图2、3、4、5、6、7、8、9，如图所示，本实施例部分结构及功能系与前述第一、二实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第一、二实施例之不同处系为，以该第二壳体200的该第二盖板205贴设相对的第二发热组件600，而以该第一腔室110作为蒸发的工作流体的冷凝腔室，藉此，同样可达与前述第一、二实施例相同之功效。此外，同时将该第一壳体100的第一底板103及该第二壳体200的第二盖板205分别贴设该第一、二发热组件500、600(未绘示)，也可达到相同的散热效果。

请参阅图11，系为本创作散热装置之第四实施例之立体组合图，并辅以参阅图2、3、4、5、6、7、8、9，如图所示，本实施例部分结构及功能 系与前述第一、二、三实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第一、二、三实施例之不同处系为，该第一壳体100及该第二壳体200及该管体300之间界定有一装设空间700，并一第一散热鳍片组800系设置于该装设空间700，该第一散热鳍片组800与该第一壳体100的该第一盖板105的外侧及该管体300的该管身310的外侧及该第二壳体200的该第二底板203的外侧相连接，藉由与空气接触面积较大的该第一散热鳍片组800，使于该第一盖板105及该第二底板203及该管身311的热能得以迅速传导至空气中，藉以提升第一、二壳体100、200之冷凝效率者。

请参阅图12、13，系为本创作之散热装置第五实施例之立体分解图及组合剖面图，并辅以参阅图2、3、4、5、6、7、8、9，如图所示，本实施例部分结构系与前述第四实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述实施例之不同处系为，当所述第二壳体200的该第二盖板205没有贴设第二发热组件600时，该第二壳体200的该第二盖板205上更设置有一第二散热鳍片组900，该第二散热鳍片组900与该第二壳体200的该第二盖板205的外侧相连接，藉由与空气接触面积较大的该第二散热鳍片组900，使于该第二盖板205的热能得以迅速传导至空气中，提升第一、二壳体100、200之冷凝效率者。

请参阅图14、15，系为本创作之散热装置第六实施例之俯视剖面图及剖面图，并辅以参阅图2、3、4、5、6、7、8、9、12、13，如图所示，本实施例部分结构系与前述第一、二、三、四、五实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述之不同处系为，该管体300的内壁311a形成有复数凸体311b，该等凸体311b环形数组并轴向延伸设置于该内壁311a，该等凸体311b间具有至少一凹槽311c，如图14中该管体300之横截面观察该些凸体311b相互环形间隔排列，形成类似齿轮状，但并不局限于此，所述相邻设置的凸体311b亦可非等距排列，并该等凹槽311c也可形成其他形状，并该毛细结构312系形成在该些凸体311b及该些凹槽311c表面上，由于所述凸体311b及凹槽311c增加了该内壁311a的表面积，因此该内壁311a表面上的毛细结构312的孔隙数量也增加，使该工作流体400于该第一腔室110与管体腔室311与 第二腔室210内的汽液循环加快，达到较佳的散热效果。

请参阅图16、17，系为本创作之散热装置第七实施例之俯视剖面图及剖面图，并辅以参阅图2、3、4、5、6、7、8、9、12、13、14、15，如图所示，本实施例部分结构系与前述第一、二、三、四、五、六实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述之不同处系为，该管体300的该管体腔室311内设置有一柱体31，该柱体313具有一第一顶端313a及一第二顶端313b，该柱体313之第一顶端313a及第二顶端313b分别延伸进入该第一、二腔室110、210且连接该第一、二壳体100、200的该第一底板103及该第二盖板205，并该柱体313表面设有一第三毛细结构313c，其中该第三毛细结构313c较佳为粉末烧结体，但并不局限于此，于具体实施时也可以选择为网格体、纤维体、编织体或沟槽或前述之组合，且该第三毛细结构313c毛细链接该第一、二毛细结构111、211。藉此位于第一、二毛细结构111、211的该工作流体400除了从该管体毛细结构312回流，也可从该第三毛细结构313c回流，使该工作流体400于该第一腔室110与管体腔室311与第二腔室210内的汽液循环加快，达到较佳的散热效果。

以上所述，本创作相较于习知具有下列优点：

1.第一、二壳体与管体相结合间没有接口热阻；

2.节省生产成本；

3.提升热传效率及均温的效果；

4.增加汽液循环效率；

5.迅速将热能传导致空气中。

以上已将本创作做一详细说明，惟以上所述者，仅为本创作之较佳实施例而已，当不能限定本创作实施之范围。即凡依本创作申请范围所作之均等变化与修饰等，皆应仍属本创作之专利涵盖范围。

Claims (8)

1.一种散热装置，包含：

一第一壳体，具有一第一腔室及至少一第一开口，该第一腔室内具有一第一毛细结构，该第一开口连通该第一腔室；

一第二壳体，具有一第二腔室及至少一第二开口，该第二腔室内具有一第二毛细结构，该第二开口连通该第二腔室；

该第一壳体的该第一腔室由一第一盖板及一第一底板相互盖合所界定及该第二壳体的该第二腔室由一第二盖板及一第二底板相互盖合所界定；

至少一管体，具有一管壁及一第一延伸部及一第二延伸部，该第一延伸部形成有一第一开放端及一第一贯穿口，该第二延伸部形成有一第二开放端及一第二贯穿口，该第一延伸部从该第一开口插接该第一腔室，该第二延伸部从该第二开口插接该第二腔室，并该管壁内设有一管体腔室及一管体毛细结构；及

一工作流体，设置于前述第一、二腔室及该管体腔室之中，所述工作流体在所述第一壳体的第一腔室内蒸发，在所述第二壳体的第二腔室内冷凝；

该第一壳体及该第二壳体及该管体之间界定有一装设空间，并一第一散热鳍片组系设置于该装设空间，该第一散热鳍片组与该第一壳体的该第一盖板的外侧及该管体的该管身的外侧及该第二壳体的该第二底板的外侧相连接，以使于该第一盖板及该第二底板及该管身的热能得以传导至空气中；

该管体的内壁形成有复数凸体，该等凸体环形数组并轴向延伸设置于该内壁，该等凸体间具有至少一凹槽，并该管体毛细结构形成在该些凸体及该些凹槽上；

该管体腔室内设置有一柱体，该柱体具有一第一顶端及一第二顶端，该一顶端及一第二顶端分别延伸连接第一壳体、第二壳体，该柱体表面设有一第三毛细结构，该第三毛细结构毛细链接该第一、二毛细结构，该第三毛细结构选择为粉末烧结体、网格体、沟槽、纤维体及编织体其中任一或前述任一复数组合。

2.如权利要求1所述散热装置，其中该第一开口设置于该第一壳体的该第一盖板及该第二开口设置于该第二壳体的该第二底板。

3.如权利要求1所述散热装置，其中该第一毛细结构及第二毛细结构分别形成于该第一腔室的一内壁及该第二腔室的一内壁上，且该第一毛细结构及第二毛细结构选择为粉末烧结体、网格体、纤维体、沟槽及编织体其中任一或前述任一复数组合。

4.如权利要求1所述散热装置，其中该第一开放端抵接该第一壳体的第一底板及该第二开放端抵接该第二壳体的第二盖板，并该管体毛细结构毛细链接该第一毛细结构与该第二毛细结构。

5.如权利要求1所述散热装置，其中该管体毛细结构形成于该管体腔室的一内壁上，该管体毛细结构选择为粉末烧结体、网格体、纤维体、沟槽及编织体其中任一或前述任一复数组合。

6.如权利要求1所述的散热装置，其中该第一、二贯穿口分别贯穿该管壁内、外侧，令该管体腔室透过该第一、二贯穿口连通该第一、二腔室。

7.如权利要求1所述的散热装置，其中该第一壳体及第二壳体为一均温板。

8.如权利要求1所述的散热装置，其中该管体为一热管。

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