CN114828540A - 散热件 - Google Patents

Abstract

一种散热件，用以解决毛细现象瓶颈及现有散热件因设置支撑柱于腔体中而难以简化制程的问题。包含：一壳体，具有一腔室，该腔室中填充有一工作流体；及一毛细结构，位于该腔室中，该毛细结构具有至少一支撑部连接一基板，该基板与该支撑部分别抵接该壳体的相对二内表面。

Description

散热件

技术领域

本发明是关于一种散热装置，尤其是一种对电子元件进行散热的散热件。

背景技术

随着电子科技的进步，以及半导体产业技术不断的往高性能、高功率与轻薄短小化的方向发展，导致IC元件运作产生的热度及集中度提高，因此，提高散热效能是电子相关产品一个无可避免要面临的课题。目前，市面上已有各式各样的散热件可应用于电子产品中，和传统散热鳍片相比，使用工作液与毛细结构的均温板与热管，可以藉由工作液的气液相变化来散热，是能够改善热点集中的现象，并具有反应时间快、均温性佳、重量轻及效率好等优点；目前较常见的毛细结构型态有槽沟、网目与烧结三种。

上述现有具有工作液与毛细结构的散热件，由于将工作液与毛细结构设置于该散热件内部的腔体中，为避免该腔体受表面正压力或内部真空的负压力而导致表面塌陷或变形，该腔体中除了上述的工作液与毛细结构外，需要另外设置若干个支撑柱。在制程上，该支撑柱与该毛细结构是分开加工，如支撑柱摆放作业、支撑柱焊接作业或直接于金属板材蚀刻成型支撑柱，因此，复杂的制作程序提高了制造的困难度，造成制造成本难以下降及生产效率难以提升等问题。此外，使用蚀刻成型支撑柱并无法产生毛细作用，多个成为难以在有限空间中提升散热效能的重要因素。

也鉴于此，现有的散热件确实仍有加以改善的必要。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种散热件，其支撑部兼具有支撑与产生毛细作用等双重功效，是可提升散热效能并减缩体积，以更进一步的大幅降低制造成本者。

本发明的次一目的是提供一种散热件，是可以大幅地缩小毛细结构的毛细孔孔径以及增加毛细孔的数量，借此以达到更好的散热效能者。

本发明的又一目的是提供一种散热件，是可以简化制作程序者。

本发明全文所述方向性或其近似用语，例如(前)、(后)、(左)、(右)、(上(顶))、(下(底))、(内)、(外)、(侧面)等，主要是参考附图的方向，各方向性或其近似用语仅用以辅助说明及理解本发明的各实施例，非用以限制本发明。

本发明全文所记载的元件及构件使用(一)或(一个)之量词，仅是为了方便使用且提供本发明范围的通常意义；于本发明中应被解读为包括一个或至少一个，且单一的概念也包括复数的情况，除非其明显意指其他意思。

本发明全文所述(结合)或(组合)等近似用语，主要包含连接后仍可不破坏构件地分离，或是连接后使构件不可分离等型态，是本领域中具有通常知识的可以依据欲相连的构件材质或组装需求予以选择的。

本发明的散热件，包含：一壳体，具有一腔室，该腔室中填充有一工作流体；及一毛细结构，位于该腔室中，该毛细结构具有多种不同孔径的毛细孔，该毛细结构具有至少一支撑部连接一基板，该基板与该支撑部分别抵接该壳体的相对二内表面。

据此，本发明的散热件，是由该毛细结构形成该支撑部，因此，减少了支撑柱摆放、焊接或蚀刻成型支撑柱等步骤，使散热件的制作程序得以简化及成本大幅下降。由于该支撑部兼具有支撑与产生毛细作用等双重功效，是可以提升散热效能并有助于该散热件更进一步的减缩体积，对于该散热件的微型化或薄型化发展都十分有助益。

其中，该毛细结构可以具有孔径小于0.2mm的毛细孔。因此，具有产生毛细现象的功效。

其中，该毛细结构可以经冲压或辊压整形而形成一体相连的该基板与该支撑部。因此，具有缩小该毛细孔的孔径及增加该毛细孔的数量的功效。

其中，该基板的毛细孔的平均孔径可以小于该支撑部的毛细孔的平均孔径。因此，具有产生复合性毛细力的功效。

其中，该支撑部的毛细孔孔径可以大于0.2mm。因此，具有增加蒸气空间的功效。

其中，该毛细结构可以由至少一金属网整形而成。因此，具有提供该工作流体回流的吸附力的功效。

其中，该毛细结构可以由数个金属网互相叠合再整形而成。因此，具有增加该毛细孔数量的功效。

其中，该数个金属网之网目及厚度可以不同。因此，可以使用粗线径的金属网叠合细线径的金属网，具有节省材料的功效。

其中，该数个金属网可以依设定旋转角度互相叠合。因此，该毛细结构的网目形状不再是传统平织的方形或菱形格，具有产生高密度的复合式形状之毛细孔的功效。

其中，叠合二金属网时，可以由其中一金属网的金属线对位于另一金属网的毛细孔，并于整形后使该二金属网相互嵌合。因此，具有增加该毛细结构的毛细孔数量的功效。

其中，该毛细结构在整形后可以呈相邻金属网仅部份嵌合状。因此，具有使该毛细结构在相邻的该金属网N的相对方向上具有不同的网目的功效。

其中，该毛细结构可以由数个粉末颗粒烧结后经整形而成。因此，具有进一步提升该工作流体回流的吸附力的功效。

其中，该基板具有厚度不同的一第一板体及一第二板体。因此，该第一板体与该第二板体可以具有不同的毛细孔孔径，具有增加该工作流体的流动率的功效。

其中，该壳体可以具有朝该腔室凹入的至少一凹陷部。因此，该凹陷部可以用于容纳一发热体或电子元件避位，具有减少占用空间的功效。

其中，该凹陷部可以抵接于该支撑部。因此，具有增加散热面积及提升支撑力的功效。

其中，该凹陷部与该支撑部可以不互相抵接。因此，具有配合机构之避位以便利安装该散热件于狭小空间的功效。

其中，该凹陷部可以使该内表面隆起于该腔室中，该毛细结构可以沿该内表面的起伏形成该支撑部。因此，该支撑部可以与该凹陷部一并成型，具有简化加工程序的功效。

其中，该壳体是可以具有一第一片体，该第一片体可以具有一容槽，该壳体另可以具有一第二片体结合于该第一片体以形成该腔室。因此，具有形成均温板型态的功效。

其中，该第二片体具有一容槽连通该第一片体的容槽。因此，是可以形成较大的该腔室，具有提升散热性能的功效。

其中，该毛细结构的金属线或粉末颗粒可以经整形而延展。因此，是可以缩小该毛细孔的孔径，具有增加毛细现象的吸附力的功效。

其中，该毛细结构的金属线经整形而可以形成扁平状。因此，是具有增加热传导面积的功效。

附图说明

图1为本发明第一实施例的立体图分解图。

图2为本发明第一实施例的组合剖面图。

图3为本发明的金属网毛细结构立体图。

图4为本发明的金属网毛细结构经整形成型状态图。

图5为本发明的编织网毛细结构立体图。

图6为本发明叠合二层金属网毛细结构的分解立体图。

图7为本发明叠合二层金属网毛细结构经整形成型状态图。

图8为本发明二层金属网毛细结构间在相对面上仅部份嵌合状态图。

图9为本发明叠合三层金属网毛细结构的分解立体图。

图10为本发明烧结粉末结构图。

图11为本发明烧结粉末结构经整形成型状态图。

图12为本发明第二实施例的组合剖面图。

图13为本发明第三实施例的组合剖面图。

图14为本发明第四实施例的组合剖面图。

图15为本发明第五实施例的组合剖面图。

图16为本发明第六实施例的组合剖面图。

图17为本发明第七实施例的组合剖面图。

图18为本发明第八实施例的组合剖面图。

图19为本发明第九实施例的组合剖面图。

【附图标记说明】

﹝本发明﹞

1:壳体

1a:第一片体

1b:第二片体

11:容槽

12:环边

13:孔道

14:结合部

15:孔道盖

16:容槽

17:凹陷部

18:吸热面

19:凹陷部

2:毛细结构

21:基板

21a:第一板体

21b:第二板体

22:支撑部

23:毛细孔

D1,D2:厚度

E:发热体

F1:下内表面

F2:上内表面

H:热管

J:均温板

L:工作流体

N:金属网

N1:金属线

P:粉末颗粒

S:腔室

T:注液通道

具体实施方式

为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图1、2所示，其是本发明散热件的第一实施例，包含一个壳体1及一个毛细结构2，该毛细结构2位于该壳体1中。

该壳体1可以为铜、铝、钛、或不锈钢等具有导热性能的材质所制成，使该壳体1可以直接或间接地连接一个发热体，以对该发热体进行散热。该发热体可以为手机或其他电子产品的中央处理器，或者电路板上因运作而产生热的芯片等电子元件。该壳体1内具有一个腔室S，该腔室S可用以填充一个工作流体L，该工作流体L可以为水、酒精或其他液体。较佳地，该工作流体L可以为不导电液，使该工作流体L可易于从液态吸收热量而蒸发成气态，进而利用该工作流体L气液相的变化机制来达成热能传递。该腔室S为真空封闭状态，可以避免该工作流体L形成气态后散失，以及避免内部因为空气占据，而压缩到该工作流体L形成气态后的空间，进而影响到散热效能。

该壳体1的型态本发明不限制，该壳体1的外形可依据该散热件的类型、使用条件或安装条件等因素予以调整。举例而言，本实施例的散热件可以为一个均温板J，其壳体1可以包含一个第一片体1a、一个第二片体1b，该第一片体1a与该第二片体1b相结合后，其内部可以形成前述的腔室S以供容置前述的毛细结构2。

该第一片体1a可以具有一个容槽11，该容槽11可以冲压、压铸、弯折或蚀刻制程等加工方式形成，本发明不加以限制。该容槽11的周缘可以形成一个环边12，一个孔道13贯穿该环边12并连通该容槽11。该第二片体1b则可选用与该第一片体1a相同或不同的材质，本发明不加以限制。该第二片体1b的环周可以具有一个结合部14，该结合部14可以结合于该第一片体1a的该环边12，使该第二片体1b及该第一片体1a共同形成该腔室S，以供容设该毛细结构2。该第二片体1b另具有一个孔道盖15与该结合部14相连，该孔道盖15可对位于该第一片体1a的该孔道13，以共同形成一个注液通道T。该注液通道T连通该腔室S与外界，该注液通道T可以用于抽取该腔室S中的空气，以及将该均温板J所使用的该工作流体L填充至该腔室S中；该注液通道T可以在完成该工作流体L的填充后予以密封，以避免该工作流体L形成气态后散失。

综上所述，该第二片体1b与该第一片体1a的结合方式本发明不加以限制，例如：该第二片体1b可以选择黏贴、镶入、锁固、夹扣或焊接等方式结合于该第一片体1a。在本实施例中，该第一片体1a的该环边12可以硬焊焊接或雷射焊接于该第二片体1b的该结合部14，该注液通道T则可以由填补焊料的方式密封，使该第一片体1a及该第二片体1b能够确实结合而不会产生缝隙，以提升结构强度。

该毛细结构2是位于该腔室S中，该毛细结构2可以为多孔性结构，以藉由毛细现象促进该工作流体L的流动。该毛细结构2可以是多孔性网目或烧结粉末等结构，前述烧结粉末结构可以由铜粉或其他适当粉末经粉末烧结(powder sintering process)而制成，本发明不予限制。

综上所述，该毛细结构2在初步成型后，可经整形而形成至少一个基板21及至少一个支撑部22，该整形方式可例如是冲压或辊压，本发明不予以限制。在本实施例中，该支撑部22位于该基板21上方，该支撑部22与该基板21的毛细孔的平均孔径可以不同，因此，具有产生复合性毛细力的作用。又，该支撑部22的毛细孔孔径可以大于0.2mm，因此，具有增加蒸气空间的作用。该毛细结构2可以由该基板21抵接于该壳体1的下内表面F1(该第一片体1a朝向该第二片体1b的表面)，并可以由该支撑部22抵接于该壳体1上内表面F2(该第二片体1b朝向该第一片体1a的表面)。因此，该腔室S是可以藉由该支撑部22及该基板21的支撑，防止受表面正压力或内部真空的负压力而导致表面塌陷或变形的机会；特别是，本发明的散热件不需要进行现有散热件的焊接支撑柱及在毛细结构开设支撑柱孔洞，或使用蚀刻成型产生支撑柱等步骤，使本发明散热件的制程得以简化，进而有效的大幅度降低制造成本。另外，该毛细结构2透过整形的动作，可以缩小毛细孔的孔径及增加单位面积中的毛细孔数量，从而提升吸附该工作流体L的能力，多个即可以增加该工作流体L的流动率，借以达到更好的散热效能。

此外，本发明多个不限制该毛细结构2的成型方式。举例而言，请参照图3所示，该毛细结构2可以是具有数个毛细孔23的一个金属网N，该金属网N可以具有相互交错的数条金属线N1。如图4所示，该金属网N经整形后，可以因金属线N1的延展而缩小了该毛细孔23的孔径，因此，缩小后的该毛细孔23可以增加毛细现象的吸附力。另一方面，请参照图5所示，该金属网N也可以为由数条金属线N1相互交叠编织所形成的编织网，该数条金属线N1之间的毛细孔23同样能够因为金属线N1的延展而缩小孔径及同时产生支撑柱。

此外，该毛细结构2还可以是叠合数个金属网N后再经整形而形成，该数个金属网N的网目可以不同，例如使用50目及200目的该金属网N。较少网目的该金属网N可以具有较粗的金属线N1，多个即厚度较厚；较多网目的该金属网N可以具有较细的金属线N1，多个即厚度较薄，因此，可以使用粗线径的金属网叠合细线径的金属网以使该支撑部22达到支撑高度，具有节省材料的作用。如图6、7所示，该毛细结构2可以是由二个该金属网N所叠合；更具体地说，该二金属网N叠合时，可以使其中一个金属网N的金属线N1对位于另一个金属网N的毛细孔23，接着再进行整形，使该二金属网N在相对面上相互嵌合。因此，不仅可以使一个原本较大孔径的毛细孔23被分成数个较小孔径的毛细孔23，同时也能使该毛细结构2具有多种不同孔径的毛细孔23，及增加单位面积的毛细孔23数量，以提升毛细现象的吸附力，该毛细结构2可依产品需求叠合多层该金属网N，使被分割的该毛细孔23的孔径再进行分割，因此，可以大幅地缩小该毛细孔23的孔径以及增加该毛细孔23的数量。其中，上述的嵌合包含二金属网N完全嵌合，或如图8所示仅部份嵌合。部份嵌合可以使该毛细结构2仅在该金属网N互相嵌合的部分形成较多及较小的该毛细孔23，多个即，该毛细结构2可以在相邻的该金属网N的相对方向上具有不同的该毛细孔23的数量及孔径，借此同样可以提升毛细现象的吸附力，及同时增加单位面积的该工作流体L含量。如上所述，该毛细结构2可以是叠合数个金属网N后再经整形而形成，请参照图9所示，在本实施例中，该毛细结构2也可以由三个金属网N依设定旋转角度叠合，除了可以更进一步地增加该毛细孔23的数量外，该毛细结构2的网目形状不再是传统平织的方形或菱形格，具有产生传统制程无法达到的高密度的复合式形状的该毛细孔23的作用。

请参照图10所示，当该毛细结构2为烧结粉末结构时，相邻的数个粉末颗粒P之间可以形成该毛细结构2的毛细孔23，该数个粉末颗粒P经整形后，如图10所示，该数个粉末颗粒P可以变形、延展，因此可以缩小该毛细孔23的孔径，以提升毛细现象的吸附力及同时产生支撑柱的功能。

综前所述，透过整形该毛细结构2，可以使该毛细孔23的孔径小于0.2mm，以产生毛细现象的吸附力。进一步地，该毛细结构2可以是铜网，经整形后可以使该毛细孔23的孔径小于0.042mm；该毛细结构2也可以是不锈钢网，经整形后可以使该毛细孔23的孔径小于0.03mm，均具有提升毛细现象的吸附力及同时产生支撑柱的作用。

请再参照图2所示，使用本实施例的均温板J时，可例如由该壳体1的第一片体1a与一发热体热连接，以由该第一片体1a传递该发热体的热能至该下内表面F1，并由该腔室S中的工作流体L吸收该热能。该腔室S中的工作流体L吸收该热能后可以从液态蒸发成气态，并于接触相对低温的第二片体1b后，使该工作流体L可以再凝结成液态，并藉由该毛细结构2重新聚集，使该工作流体L可以再对该发热体吸收热能；如此反覆循环，可以达到提供良好散热效能的作用。其中，该毛细结构2可以由该基板21及该支撑部22抵接该壳体1的内壁，该腔室S可以藉由该基板21及该支撑部22的支撑，防止受表面正压力或内部真空的负压力而导致表面塌陷或变形。同时，由于该支撑部22兼具有支撑与产生毛细作用等双重功效，可以提升散热效能并有助于该散热件更进一步的取代由蚀刻产生支撑柱的制程，大幅度降低制造成本，对于该散热件的微型化或薄型化发展都十分有助益。

请参照图12所示，其是本发明散热件的第二实施例，在本实施例中，该第二片体1b也可以具有一个容槽16，因此，该第二片体1b结合于该第一片体1a时，该容槽16可连通该容槽11，以共同形成较大的该腔室S，有利于气液相转换的发展以增加散热效能。

请参照图13所示，其是本发明散热件的第三实施例，该毛细结构2经整形后的该基板21，可以形成至少一个第一板体21a及至少一个第二板体21b，该第一板体21a的厚度D1与该第二板体21b的厚度D2可以不同。在本实施例中，该第一板体21a的厚度D1可以大于该第二板体21b的厚度D2，即该第一板体21a的压缩程度可以较小，使该第一板体21a相较于该第二板体21b可以具有较大孔径的毛细孔23，藉由不同孔径的该毛细孔23之间的作用，可增加该工作流体L的流动率，以达到更好的散热效能。

请参照图14～18所示，该第一片体1a及/或该第二片体1b可以朝该腔室S凹入，可以具有减少占用空间或增加散热面积的作用。请参照图14所示，其是本发明散热件的第四实施例，在本实施例中，该第二片体1b可以具有朝该腔室S凹入的一个凹陷部17，因此，该凹陷部17可以用于容纳一发热体或电子元件避位，具有减少占用空间的作用。

请参照图15所示，其是本发明散热件的第五实施例，相较于第四实施例，该第二片体1b可以具有数个该凹陷部17，各该凹陷部17可以抵接于各该支撑部22，因此，可增加该第二片体1b的散热面积，以达到更好的散热效能，又可以增加支撑力。

请参照图16所示，其是本发明散热件的第六实施例，相较于第五实施例，该第一片体1a的外表面可具有一吸热面18，该吸热面18可以热连接一发热体E，该第一片体1a于该吸热面18以外的部份，也可以具有朝该腔室S凹入的数个凹陷部19，各该凹陷部19可以抵接于该基板21，因此，可同时增加该第一片体1a及该第二片体1b的散热面积，以达到更好的散热效能。

请参照图17所示，其是本发明散热件的第七实施例，在本实施例中，该凹陷部17与该支撑部22可以不互相抵接，因此，具有配合机构的避位以便利安装于狭小空间的作用。

请参照图18所示，其是本发明散热件的第八实施例，相较于第七实施例，该第一片体1a的该凹陷部19可以使该下内表面F1隆起于该腔室S中，该毛细结构2设置于该腔室S中时，可以沿该下内表面F1的起伏形成该支撑部22，多个即，该支撑部22可以与该凹陷部19一并经整形成型，因此，可以简化加工程序。

请参照图19所示，其是本发明散热件的第九实施例，本实施例的散热件可以为一个热管H，其壳体1内部同样具有腔室S以供容置毛细结构2及工作流体L。本实施例热管H的壳体1及毛细结构2同样可因应使用需求而设置成前述各实施例的型态，于此不再逐一详述。

综上所述，本发明的散热件，由该毛细结构经整形后形成该支撑部，因此，减少了支撑柱摆放作业、支撑柱銲接作业或直接于金属板材蚀刻成型支撑柱等步骤，使散热件的制作程序得以简化，尤其取代利用金属板材蚀刻成型支撑柱，更有助于大幅降低制造成本。该毛细结构可以经由整形成型，可以大幅地缩小该毛细孔的孔径及增加该毛细孔的数量，借此可以有效优化该工作流体的流动率，具有增加散热效能的作用。由于该支撑部兼具有支撑与产生毛细作用等双重功效，可以提升散热效能，对于该散热件的微型化或薄型化发展都十分有助益。另外，该壳体可以设置该凹陷部，可以增加散热面积，具有进一步增加散热效能的作用。

虽然本发明已利用上述较佳实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种更动与修改仍属本发明所保护的技术范畴，因此本发明的保护范围当视申请专利范围所界定的为准。

Claims (19)

1.一种散热件，包括：

一个壳体，具有一个腔室，该腔室中填充有一个工作流体；及

一个毛细结构，位于该腔室中，该毛细结构具有多种不同孔径的毛细孔，该毛细结构具有至少一个支撑部连接一个基板，该基板与该支撑部分别抵接该壳体的相对二个内表面。

2.如权利要求1所述的散热件，其特征在于，该毛细结构具有孔径小于0.2mm的毛细孔。

3.如权利要求1所述的散热件，其特征在于，该毛细结构经冲压或辊压整形而形成一体相连的该基板与该支撑部。

4.如权利要求3所述的散热件，其特征在于，该基板的毛细孔的平均孔径小于该支撑部的毛细孔的平均孔径。

5.如权利要求1所述的散热件，其特征在于，该支撑部的毛细孔孔径大于0.2mm。

6.如权利要求1所述的散热件，其特征在于，该毛细结构由至少一金属网整形而成。

7.如权利要求1所述的散热件，其特征在于，该毛细结构由数个金属网互相叠合再整形而成。

8.如权利要求7所述的散热件，其特征在于，该数个金属网的网目及厚度不同。

9.如权利要求7所述的散热件，其特征在于，该数个金属网依设定旋转角度互相叠合。

10.如权利要求7所述的散热件，其特征在于，叠合二金属网时，由其中一金属网的金属线对位于另一金属网的毛细孔，并于整形后使该二金属网相互嵌合。

11.如权利要求7所述的散热件，其特征在于，该毛细结构在整形后呈相邻金属网仅部份嵌合状。

12.如权利要求1所述的散热件，其特征在于，该毛细结构由数个粉末颗粒烧结后经整形而成。

13.如权利要求1所述的散热件，其特征在于，该基板具有厚度不同的一第一板体及一第二板体。

14.如权利要求1所述的散热件，其特征在于，该壳体具有朝该腔室凹入的至少一凹陷部。

15.如权利要求14所述的散热件，其特征在于，该凹陷部抵接于该支撑部。

16.如权利要求14所述的散热件，其特征在于，该凹陷部与该支撑部不互相抵接。

17.如权利要求14所述的散热件，其特征在于，该凹陷部使该内表面隆起于该腔室中，该毛细结构沿该内表面的起伏形成该支撑部。

18.如权利要求1所述的散热件，其特征在于，该毛细结构的金属线或粉末颗粒经整形而延展。

19.如权利要求18所述的散热件，其特征在于，该毛细结构的金属线经整形而形成扁平状。

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