CN107771005B - 散热模块及其制造方法 - Google Patents

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CN107771005B CN201610694179.4A CN201610694179A CN107771005B CN 107771005 B CN107771005 B CN 107771005B CN 201610694179 A CN201610694179 A CN 201610694179A CN 107771005 B CN107771005 B CN 107771005B
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Abstract

本发明涉及散热模块及其制造方法，制造方法包含以下步骤：以铝挤型工艺成型散热鳍片组，散热鳍片组包含板体、自板体一侧表面延伸且间隔排列的多个鳍片及形成于板体另一侧表面的接合部；将板体置于模具；将熔融金属材料注入模具；以压铸工艺将熔融金属材料成型为基座；其中基座包覆板体及接合部，接合部成型有接合结构且包含凸块及相配合的凹槽，从而使基座及散热鳍片组接合固定。散热模块具有高强度的接合结构，且成型出具较佳高宽比的散热鳍片。

Description

散热模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种散热模块及其制造方法，尤指一种结合不同成型工艺形成具有强化接合结构及较佳高宽比排列鳍片的散热模块。
背景技术
电子产品在运行时，会因阻抗的影响而产生不必要的热能，如果这些热能不能有效地排除而累积在电子产品内部，电子元件便有可能因为不断升高的温度而故障或损坏。因此，散热装置的优劣影响电子产品的运行甚巨。
现有平板型散热鳍片或圆柱型散热鳍片皆是由压铸工艺制作并与基座一体成型，由于压铸工艺中的脱模需求，平板型散热鳍片与圆柱型散热鳍片皆需要有约2～5度的拔模角，使整体重量较重且其高宽比(Aspect ratio)往往都在10以下，导致鳍片的厚度过厚从而使相同大小的散热装置中鳍片数量较少，造成散热面积不足，散热性能较差。
有鉴于此，发明人本于多年从事相关产品开发与设计经验，针对上述的目标，详加设计与审慎评估后，终得一确具实用性的本发明。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种散热模块及其制造方法，以铝挤型工艺成型具有接合结构的散热鳍片组，结合压铸工艺分别组构成散热模块的不同部件，具有高强度的接合力，且可成型出具有高宽比(Aspect ratio)大于10的散热鳍片排列以大幅提升散热面积。
为了达成上述的目的，本发明提供一种散热模块，包括一基座以及连接基座的一散热鳍片组及一接合结构；散热鳍片组包含一板体及多个鳍片；各该鳍片分别自板体一侧朝远离基座方向延伸且间隔排列；接合结构形成于板体及基座之间以固定基座及散热鳍片组；其中接合结构包含至少一凸块及其相配合的至少一凹槽。
于本案一实施例，其中接合结构的该凸块为自该板体表面朝该基座方向渐扩凸伸的一梯形块，该凹槽为自该基座表面内凹的一梯形槽。
于本案一实施例，其中接合结构的该凸块为自该基座表面朝该板体方向渐扩凸伸的一梯形块，该凹槽为自该板体表面内凹的一梯形槽。
于本案一实施例，其中接合结构的该凸块沿该板体至少一侧边形成渐扩延伸的一梯形块，该凹槽为自该基座表面内凹的一梯形槽。
于本案一实施例，其中凸块具有一接合深度，而接合深度小于或等于一板体厚度，该板体厚度为该板体自身的厚度。
于本案一实施例，其中鳍片的高宽比介于10至20。于本案一实施例，其中凸块自板体一侧边延伸至另一侧边，而凸块延伸方式为一直向延伸或一斜向延伸。
于本案一实施例，其中基座及散热鳍片组选自相同或不相同的金属材料。
为了达成上述的目的，本发明再提供一种散热模块的制造方法，包含以下步骤：以铝挤型工艺成型一散热鳍片组，散热鳍片组包含一板体、自板体一侧表面延伸且间隔排列的多个鳍片及形成于板体另一侧表面的一接合部；将板体置于一模具；将一熔融金属材料注入该模具；以压铸工艺将该熔融金属材料成型一基座；其中基座包覆板体及接合部，接合部成型一接合结构且其包含至少一凸块及其相配合的至少一凹槽，从而使基座及散热鳍片组接合固定。
相较于现有技术，本发明更具有以下功效：无需现有散热鳍片的拔模角，并以不同的接合结构设计进一步强化散热鳍片组以及基座之间的接合强度；而因为仅一次成型制作散热鳍片组，更能改善以往铝挤型工艺单次成型单一个鳍片的耗时成本，以及将该些成型后的多个鳍片再以压铸工艺成型基座时可能造成熔融金属材料溢出而产生毛边的问题；再者，若于考虑的热传导效率的提升，散热鳍片组以及基座可以不同金属材料制作而成以获得改善。
附图说明
图1为本发明散热模块一侧外观立体图。
图2为本发明散热模块另一侧外观立体图。
图3为本发明接合结构一实施例的侧剖视图。
图4为本发明接合结构另一实施例的侧剖视图。
图5为本发明接合结构另一实施例的侧剖视图。
图6为本发明接合结构另一实施例的侧剖视图。
图7为本发明散热模块的制造流程图。
其中，附图标记说明如下：
10…基座
11…座体
110,110a,110b,110c,110d…配合部
111,111a,111b,111c,111d…接合面
112…导热面
12,12a,12b,12c,12d…围挡部
121d…挡墙部分
122d…覆盖部分
13…配位部
20,20a,20b,20c,20d…散热鳍片组
21…板体
22…鳍片
210,210a,210b,210c,210d…接合部
T1,T2,T4…板体厚度
t1,t2,t3,t4…接合深度
W1,W2…接合宽度
θ1,θ2,θ3…接合角度
d1…第一间距
d2…第二间距
C,C1,C2,C3,C4…接合结构
h…鳍片长度
Z1…接合成型区域
Z2…非接合成型区域
S1～S4…散热模块制造步骤
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
请参阅图1至2与图7所示，本发明提供一种散热模块及其制造方法，而以下将以制造方法辅助说明成型的散热模块的多个实施态样，本发明所述的散热模块的制造方法包含以下步骤：
步骤S1：以一铝挤型工艺成型一散热鳍片组20，其中散热鳍片组20包含一板体21、自板体21一侧延伸且间隔排列的多个鳍片22、以及形成于板体21另一侧的一接合部210；
步骤S2：将散热鳍片组20以板体21及接合部210置于一模具中；
步骤S3：将一熔融金属材料注入该模具中；
步骤S4：以一压铸工艺将该熔融金属材料成型一基座10；其中基座10 包覆板体21及接合部210而形成有一围挡部12，且而散热鳍片组20以接合部210的形状轮廓成型一接合结构C，且接合结构C包含有至少一凸块及其相配合的至少一凹槽，该凸块的厚度呈梯度变化从而使基座10及散热鳍片组 20接合固定；而熔融金属材料可选自铝或铜或其合金，在此不限定。
进一步说明，基座10依据不同需求成型为不同形状的一座体11，其投影面积例如为矩形、圆形等等，在此不限定；座体11与散热鳍片组20接合的表面为一接合面111且与接合部210对应的位置成型有一配合部110，而接合面111与配合部110根据接合部210的轮廓而变化；又，对应座体11 的接合面的另一侧表面为一导热面112，且于导热面112可根据对应热源或发热电子元件(图未示)的位置而成型有至少一配位部13以使基座10安置于具有发热电子元件的装置的起伏表面上。
承上所述，以本发明所述的制造方法成型的散热模块包括多种实施态样，请同时参阅图1至3所示，其绘制本发明所述的散热模块的一实施态样，散热模块包括一基座10及连接基座10的一散热鳍片组20a。进一步说明，以铝挤型工艺成型散热鳍片组20a之前，则先行定义出一接合成型区域Z1以及一非接合成型区域Z2，接合成型区域Z1用以成型出一接合部210a；反之，非接合成型区域Z2则不成型接合部210a，其中接合成型区域Z1以二维空间概念(基座与散热鳍片组的相互接触面)说明，于该区域成型的接合部210a可涵盖该接触面的任意位置以及任意长度，以下将详细叙述本发明的各种实施态样。
基座10以前述压铸工艺成型，且包含一座体11及包覆散热鳍片组20a 且成型于座体11外围的一围挡部12a，座体11两对应侧表面为一接合面111a 及上述导热面112，且于导热面112具有上述配位部13，围挡部12a成型于散热鳍片组20a的外围大致形成包覆，而基座10可选自一含铝或含铜金属材料制成。
散热鳍片组20a连接基座10，且包含一板体21、多个鳍片22及至少一接合部210a，各鳍片22分别自板体21一侧朝远离该基座10方向延伸且间隔排列，而其延伸方式可为直向延伸的平板型鳍片，但不依此为限。各鳍片 22之间的轴向距离定义为一第一间距d1(如图3中间绘示)，而最外围的鳍片 22与相邻鳍片22的轴向距离定义为一第二间距d2(如图3左侧及右侧绘示)，第二间距d2略大于第一间距d1，该鳍片22自板体21表面延伸的高度定义一鳍片长度h，且分别满足10≦h/d1≦20，且10≦h/d2≦20的关系。
承上所述，接合部210a以铝挤型工艺成型为自板体21表面朝基座10 方向渐扩凸伸的至少一梯形块，而对应接合部210a成型的座体11具有一配合部110a，该配合部110a成型为与该梯形块相配合，且自座体11的接合面 111a内凹的至少一梯形槽，从而使接合部210a与配合部110a共同形成相互契合的一接合结构C1，如图3；虽图示仅表示一个梯形块及一个梯形槽，其仅作为本实施态样的描述说明，不以此图式作为数量上的限制。
本实施例中，接合结构C1的接合部210a具有一接合深度t1，接合部210a 与其相配合的配合部110a之间的接触面定义有一接合宽度W1，该接合宽度 W1至少为5mm，而板体21自身的厚度定义一板体厚度T1，其中接合深度 t1小于板体厚度T1；又，接合结构C1具有一接合角度θ1，该接合角度θ1 介于30～60度之间，较佳是约45度，以增加基座10以及散热鳍片组20a之间的接合强度；进一步说明，若以一个梯形块为例，接合成型区域Z1成型出的接合部210a可自板体21的任意一侧边的任意位置延伸至另一侧边的任意位置，且可选择性延伸至该侧边的周缘或者不延伸至该侧边的周缘，亦可分别自二侧边延伸形成交叉；又，可选择性为直向延伸或斜向延伸。
请再同时配合参阅图4所示，本发明再提供一种散热模块的另一实施态样，其与前一实施例相似之处及元件在此不再另行赘述，而相似元件的符号及沿用前一实施例所述的元件符号。本实施例中，散热模块包括基座10及连接基座10的一散热鳍片组20b，进一步说明，以铝挤型工艺成型散热鳍片组 20a之前，则先行定义出接合成型区域Z1以及非接合成型区域Z2，接合成型区域Z1用以成型出一接合部210b；反之，非接合成型区域Z2则不成型该接合部210b，于该区域成型的接合部210b可涵盖该接触面的任意位置以及任意长度，例如图4绘示，本实施例具有二个接合成型区域Z1及三个非接合成型区域Z2。
基座10是以压铸工艺成型，且包含座体11及包覆散热鳍片组20b且成型于座体11外围的一围挡部12b，座体11两对应侧表面为一接合面111b及上述导热面112，且于导热面112具有上述配位部13，围挡部12b成型于散热鳍片组20b的外围大致形成包覆。
散热鳍片组20b连接基座10，且包含板体21、多个鳍片22及至少一接合部210b，特别说明，本实施例具有二个接合部210b。接合部210b以铝挤型工艺成型为自板体21表面朝鳍片22方向渐扩内凹的至少一梯型槽，而对应接合部210b成型的座体11具有一配合部110b，该配合部110b成型为与该梯形槽相配合且自座体11的接合面111b凸伸的至少一梯形块，从而形成相互契合的一接合结构C2；虽图示仅表示多个梯形块及多个梯形槽，其仅作为本实施态样的描述说明，不以此图式作为数量上的限制。
本实施例中，接合结构C2的接合部210b具有一接合深度t2，接合部210b 与其相配合的配合部110b之间的接触面定义有一接合宽度W2，该接合宽度 W2至少为5mm；而板体21自身的厚度定义一板体厚度T2，其中接合深度 t1小于板体厚度T2；又，接合结构C2具有一接合角度θ2，该接合角度θ2 介于30～60度之间，较佳是约45度，以增加基座10以及散热鳍片组20b之间的接合强度；进一步说明，若以多个梯形槽为例，接合成型区域Z1成型出的接合部210b可自板体21的任意一侧边的任意位置延伸至另一侧边的任意位置，且可选择性延伸至该侧边的周缘或者不延伸至该侧边的周缘，亦可分别自二侧边延伸形成交叉；又，可选择性为直向延伸或斜向延伸。
请再同时配合参阅图5所示，本发明再提供一种散热模块的另一实施态样，其与前二实施例相似之处及元件在此不再另行赘述，而相似元件的符号及沿用前二实施例所述的元件符号。本实施例中，散热模块包括基座10及连接基座10的一散热鳍片组20c，进一步说明，以铝挤型工艺成型散热鳍片组 20a之前，则先行定义出接合成型区域Z1以及非接合成型区域Z2，接合成型区域Z1用以成型出一接合部210c，且于该区域成型的接合部210c可涵盖该接触面的任意位置以及任意长度；本实施例中，不包含前述非接合成型区域Z2。
基座10是以压铸工艺成型，且包含座体11及包覆散热鳍片组20c且成型于座体11外围的一围挡部12c，座体11两对应侧表面为一接合面111c及上述导热面112，且于导热面112具有上述配位部13，围挡部12c成型于散热鳍片组20c的外围大致形成包覆。
散热鳍片组20c连接基座10，且包含板体21、多个鳍片22及至少一接合部210c，接合部210c以铝挤型工艺成型为沿板体21至少一侧边形成渐扩延伸的一梯形块，本实施例板体21成型为一梯形轮廓的块体，而对应接合部 210c成型的座体11具有一配合部110c，该配合部110c成型为与该梯形轮廓凸块相配合，且自座体11的接合面111c内凹的一梯形槽，从而形成相互契合的一接合结构C3；本实施例中，接合结构C3的接合部210c具有一接合深度t3，而板体21自身的厚度相等于接合深度t3；而接合结构C3具有一接合角度θ3，该接合角度θ3介于30～60度之间，较佳是约45度，以增加基座10以及散热鳍片组20c之间的接合强度。
请再同时配合参阅图6所示，本发明再提供一种散热模块的另一实施态样，其与前三实施例相似之处及元件在此不再另行赘述，而相似元件的符号及沿用前三实施例所述的元件符号。本实施例中，散热模块包括基座10及连接基座10的一散热鳍片组20d，进一步说明，以铝挤型工艺成型散热鳍片组 20d之前，则先行定义出接合成型区域Z1以及非接合成型区域Z2，接合成型区域Z1用以成型出一接合部210d，且于该区域成型的接合部210d可涵盖该接触面的任意位置以及任意长度；本实施例中，不包含前述非接合成型区域Z2。
基座10是以压铸工艺成型，且包含座体11及包覆散热鳍片组20d且成型于座体11外围的一围挡部12d，座体11两对应侧表面为一接合面111d及上述导热面112，且于导热面112具有上述配位部13，围挡部12d成型于散热鳍片组20b的外围，且包含有一挡墙部分121d及自挡墙部分121d弯折的一覆盖部分122d。
散热鳍片组20d连接基座10，且包含板体21、多个鳍片22及至少一接合部210d，本实施例接合部210d以铝挤型工艺成型为自板体21任一侧边延伸的一连续式波浪状凸块，而对应接合部210d成型的座体11具有一配合部 110d，该配合部110d成型为与该波浪状凸块相配合，且自座体11的接合面 111c内凹的一波浪状凹槽，而前述围挡部12d的覆盖部分122d自板体21具有多个鳍片22的一侧表面延伸形成盖覆，而接合部210d、配合部110d以及围挡部12d共构成一接合结构C4；本实施例中，接合结构C4的接合部210d 具有一接合深度t4，该接合深度t4定义为自该波浪顶点自波浪底端的轴向距离，而板体21自身的厚度定义一板体厚度T4，其中接合深度t1小于板体厚度T4；以增加基座10以及散热鳍片组20d之间的接合强度。
本发明所述各实施例中的散热鳍片组(20a、20b、20c、20d)以及基座10 所构成的各该散热模块，其均以铝挤型工艺一次成型出高宽比(Aspec ratio) 超过10的多个鳍片于板体上，以及均于板体21另一侧成型有接合部(210a、 210b、210c、210d)，再以压铸工艺以注入熔融金属材料对应板体21及接合部210成型出具有一配合部的基座10以共构成各种接合结构(C1、C2、C3、 C4)以强化散热鳍片组20以及基座10之间的接合强度，而上述各实施例中的各该鳍片22的鳍片长度h分别与第一间距d1以及第二间距d2的比值 (h/d1,h/d2)介于10～20之间，该比值即前述的高宽比(Aspec ratio)，且于相同面积配置条件下相较现有技术有更多的散热鳍片进而增加散热面积；更无需现有散热鳍片的拔模角的设计考虑。
再者，因于仅一次成型所需的散热鳍片组，更能改善以铝挤型工艺单次成型单一个鳍片的耗时成本，以及将该些成型后的多个鳍片再以压铸工艺成型基座时可能造成熔融金属材料溢出而产生毛边的问题；又，若于考虑的热传导效率的提升，散热鳍片组20以及基座10可以不同金属材料制作而成以获得改善。
综上所述，本发明的散热模块及其制造方法，确可达到预期的使用目的，而解决现有的缺失，又因极具新颖性及进步性，完全符合发明专利申请要件，爰依专利法提出申请，敬请详查并赐准本案专利，以保障创作人的权利。

Claims (20)

1.一种散热模块，包括:
一基座；
一散热鳍片组，连接该基座且包含：
一板体；以及
多个鳍片，各鳍片分别自该板体一侧朝远离该基座方向延伸且间隔排列；以及
一接合结构，形成于该板体及该基座之间以固定该基座及该散热鳍片组；
其中该接合结构包含至少一凸块及其相配合的至少一凹槽；
其中，基座包括座体以及成型于座体周边的一围挡部，该围挡部至少包覆板体的端面，基座采用压铸工艺成型，在成型该基座时，该基座包覆该板体及该接合结构，该围挡部包含有挡墙部分及自挡墙部分弯折的一覆盖部分，该挡墙部分抵接板体的端面，该覆盖部分与座体分别抵接板体相对的两板面。
2.如权利要求1所述的散热模块，其中该接合结构的该凸块为自该板体表面朝该基座方向渐扩凸伸的一梯形块，该凹槽为自该基座表面内凹的一梯形槽。
3.如权利要求2所述的散热模块，其中该凸块具有一接合深度，该接合深度小于一板体厚度，该板体厚度为该板体自身的厚度。
4.如权利要求2所述的散热模块，其中该鳍片的高宽比介于10至20。
5.如权利要求2所述的散热模块，其中该凸块自该板体的一侧边延伸至另一侧边。
6.如权利要求5所述的散热模块，其中该凸块延伸方式为一直向延伸或一斜向延伸。
7.如权利要求1所述的散热模块，其中该接合结构的该凸块为自该基座表面朝该板体方向渐扩凸伸的一梯形块，该凹槽为自该板体表面内凹的一梯形槽。
8.如权利要求7所述的散热模块，其中该凸块具有一接合深度，该接合深度小于一板体厚度，该板体厚度为该板体自身的厚度。
9.如权利要求7所述的散热模块，其中该鳍片的高宽比介于10至20。
10.如权利要求7所述的散热模块，其中该凸块自该板体的一侧边延伸至另一侧边。
11.如权利要求10所述的散热模块，其中该凸块延伸方式为一直向延伸或一斜向延伸。
12.如权利要求1所述的散热模块，其中该接合结构的该凸块沿该板体至少一侧边形成渐扩延伸的一梯形块，该凹槽为自该基座表面内凹的一梯形槽。
13.如权利要求12所述的散热模块，其中该凸块具有一接合深度，该接合深度相等于该板体厚度，该板体厚度为该板体自身的厚度。
14.如权利要求12所述的散热模块，其中该鳍片的高宽比介于10至20。
15.如权利要求1所述的散热模块，其中该基座及该散热鳍片组选自相同或不相同的金属材料。
16.一种散热模块的制造方法，包括以下步骤：
以铝挤型工艺成型一散热鳍片组，该散热鳍片组包含一板体、自该板体一侧表面延伸且间隔排列的多个鳍片及形成于该板体另一侧表面的一接合部；
将该板体置于一模具；
将一熔融金属材料注入该模具；以及
以压铸工艺将该熔融金属材料成型一基座；
其中该基座包覆该板体及该接合部；
其中该接合部成型一接合结构，该接合结构包含至少一凸块及其相配合的至少一凹槽，从而使该基座及该散热鳍片组接合固定；
其中，基座包括座体以及成型于座体周边的一围挡部，该围挡部包含有挡墙部分及自挡墙部分弯折的一覆盖部分，该挡墙部分抵接板体的端面，该覆盖部分与座体分别抵接板体相对的两板面。
17.如权利要求16所述的散热模块的制造方法，其中该接合部为自该板体表面朝该基座方向渐扩凸伸的至少一梯形块。
18.如权利要求16所述的散热模块的制造方法，其中该接合部为自该板体表面朝该些鳍片方向渐扩内凹的至少一梯形槽。
19.如权利要求16所述的散热模块的制造方法，其中该接合部沿该板体至少一侧边形成渐扩延伸。
20.如权利要求16所述的散热模块的制造方法，其中该熔融金属材料为铝或铜。
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