CN1677654A

CN1677654A - 散热模块

Info

Publication number: CN1677654A
Application number: CN 200410032400
Authority: CN
Inventors: 施荣松; 吴玮芳; 黄裕鸿; 陈锦明
Original assignee: Delta Optoelectronics Inc
Current assignee: Taida Electronic Industry Co Ltd; Delta Optoelectronics Inc
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2024-04-02
Also published as: CN1677654B

Abstract

本发明系揭露一种散热模块，其包含一第一壳体、一第二壳体、一导热结构以及数个多孔隙结构。其中该第一壳体的形状系与该第二壳体相对应，且该第二壳体上具有一开口，该导热结构即接合于该第二壳体的该开口，使得该第一壳体、该第二壳体及该导热结构便形成一密闭结构，该数个多孔隙结构形成于该密闭结构的内壁。

Description

散热模块

【技术领域】

本发明系揭露一种散热模块，尤指一种具轻重量、高散热效率的散热模块。

【背景技术】

随着电子装置效能的不断提升，散热装置或散热系统已成为现行电子装置中不可或缺的配备之一，因为电子装置所产生的热能若不加以适当地散逸，轻则造成效能变差，重则会导致电子装置的烧毁。散热装置对于微电子组件(例如集成电路)而言更是重要，因为随着集成度的增加以及封装技术的进步，使得集成电路的面积不断地缩小，同时每单位面积所累积的热能也相对地会更高，故高散热效能的散热装置一直是电子产业界所积极研发的对象。

然而现行具有风扇的散热器(heat sink)仍有部分问题无法克服，诸如鳍片表面与流经散热器的气流温度差仅摄氏5-10度而造成温度梯度不足的问题、散热器本身的材料及结构所造成的热阻问题、传统散热器最高只有70％以下的鳍片效率等问题，前述问题造成现行散热器无法提供更高的散热量，使其不足以解决发热量较高的电子组件的散热问题。

现有技术发展出如图1A及图1B所示的散热模块10。散热模块10系由上、下两壳体12、14所组成，内壁上以粉末烧结形成孔隙结构(wick)18，且于壳体12、14封闭前抽真空并将液体填充于孔隙结构18中，使得散热模块10内部形成一蒸汽腔(vapor chamber)，当一欲散热体(例如一CPU)16所产生的热传导至散热模块10时，下壳体14内壁的孔隙结构18所含的液体则会产生汽化现象而对流至上壳体12，此时，散热模块10于上壳体12外侧另配置一散热风扇(未显示)，上壳体12内壁的孔隙结构18的汽化液体则会冷凝成液体，经冷却后的液体再通过孔隙结构18的毛细作用、或由液体本身的重力作用而回流至下壳体14之一侧，如此，即形成散热模块10的循环运作原理。散热模块10主要的特征在于：壳体12、14的表面积远大于欲散热体16的表面积，如此，即可将欲散热体16所产生的热通过散热模块10的热汽腔效应(如上所述)散逸。

然而，为了与欲散热体16接触时具有足够的机械强度，散热模块10的下壳体14的厚度通常需要很厚(如图1B所示)，因为散热模块10的与欲散热体16接触面积仅占下壳体14的面积的小部份，长期使用后会由于重力作用使得下壳体14以欲散热体16为中心向下凹陷，如此一来，将会造成欲散热体16与散热模块10无法完全接触，使得散热模块10的散热效率大大降低。由于散热模块10的厚度增加，也会使得散热模块10的重量大幅增加，因此无法满足电子产品短小轻薄的应用需求。

为解决散热模块10的重量问题，现有技术另发展出如图1C所示的散热模块20。散热模块20与热模块10最大不同的处在于：散热模块20的下壳体24系选择较薄的壳体以减轻散热模块20的整体重量，且于下壳体24表面焊接一金属底板22再与欲散热体16接合以提供足够的机械强度，其中，下壳体24的表面积＞金属底板22的表面积＞欲散热体16的表面积。

然而，上述方法虽使散热模块20具有较轻的重量，但在金属底板22与下壳体24的间会多了一焊接层28，此焊接层28会增加欲散热体16与散热模块20的间的热组，因此，也降低了散热模块20的散热效率。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的目的系提供一种散热模块，以大幅提高热散逸效率。

本发明的另一目的系提供一种散热模块，以大幅减轻模块重量并提升与欲散热体接合时的机械强度。

为此，本发明提供一种散热模块，其包含一第一壳体、一第二壳体、一导热结构以及数个多孔隙结构。其中该第一壳体的形状系与该第二壳体相对应，且该第二壳体上具有一开口，该导热结构即接合于该第二壳体的该开口，使得该第一壳体、该第二壳体及该导热结构便形成一密闭结构，该数个多孔隙结构形成于该密闭结构的内壁。

依据本发明所揭露的散热模块，本发明提供一种具重量轻、不占空间的散热模块，其不仅结构设计简单，且可提供足够的机械强度与欲散热体相接合，且欲散热体所产生的热不会经过焊接层，而可迅速经由散热模块的传递带离，因而提供较佳的热散逸效率。

【附图说明】

图1A、图1B系一现有散热模块的结构示意图。

图1C系另一现有散热模块的结构示意图。

图2A、图2B系本发明散热模块的第一较佳实施例的示意图。

图2C系本发明散热模块的第二较佳实施例的示意图。

【具体实施方式】

为了详述本发明散热模块的特色，以下仅提供本发明散热模块的较佳实施例及相关图标的阐述，当然，本发明的散热模块也可于其上表面配置一冷却风扇吹拂而使一欲散热装置提供最佳的散热效果，以下即不再对冷却风扇及散热模块的周边组件加以详述。

请参考图2A及2B。图2A系本发明散热模块的第一较佳实施例的示意图。图2B系本发明散热模块的第一较佳实施例的侧视图。如图2A及2B所示，散热模块50系由一上壳体52、一下壳体54及一导热金属板58所构成。上壳体52与下壳体54的形状系为相互独立且可相互对应接合的金属导体，且上壳体52与下壳体54的形状可随着需要而改变，例如是U型结构体或具有对应热源形状的结构体。

本实施例的散热模块50的主要特征在于：散热模块50的下壳体54具有一开口56，其形状可与一欲散热体(例如为CPU)60的形状相配合，且开口56的表面积大于或等于欲散热体60的表面积。

此外，上壳体52、下壳体54的内壁上以及导热金属板58的上表面上分别形成有数个多孔隙结构18，而其形成方法可为烧结、黏着、填充或沉积等方法其中之一者。多孔隙结构18的材质包括塑料、诸如铜、铝、铁等的金属/合金或多孔性非金属材料。当上壳体52、下壳体54及导热金属板58相互接合成一密闭壳体时，多孔隙结构18系被密封于密闭壳体内，此时，密闭壳体的内部即形成一蒸汽腔体(vapor chamber)。

于本实施例中，多孔性结构18的形状可为网状(mesh)、纤维状(fiber)、烧结(sinter)或沟状(groove)，而其主要的作用系用来吸纳例如是无机化合物、水、醇类、诸如汞等液态金属、酮类、冷媒、或其它有机化合物等液体。此外，导热金属板58的表面积系大于下壳体54的开口56的面积，故，当导热金属板58以焊接、熔接或胶合等加工方式与下壳体54相接合时，仅需接合导热金属板58周缘的接合部57即可。

请参考图2C。图2C系本发明散热模块的第二较佳实施例的示意图。如图2C所示，本实施例的散热模块70与第一实施例的散热模块50的差异处仅在于：导热金属板78的表面积系约略等于下壳体54的开口56的面积，故，当导热金属板78以焊接、熔接或胶合等加工方式与下壳体54相接合时，仅需接合导热金属板78周缘的接合部59即可。

因此，当本发明散热模块50、70的上、下壳体52、54先依所需的形状成型后，仅需在将多孔隙结构18形成于上壳体52、下壳体54的内壁上以及导热金属板58、78的上表面(除接合部57外)即可。如此，多孔隙结构18成形后，下壳体54与欲散热体60的间因存在有导热金属板58、78，使得下壳体54不会受到散热模块50整体的重力作用而变形，故，下壳体54仅需采用厚度极薄的金属即可，如此一来，散热模块50的整体重量即减轻许多。

特予说明的是，本发明的开口56的形状不仅限于须依欲散热体60的形状而设计，只要是开口56的面积可涵盖整个欲散热体60的散热面即可。此外，本发明的导热金属板58、78也不限定必须为板状结构，其也可为一凹槽结构、凸状板结构或其它可涵盖开口56并具有足够的机械强度即可。

通过本发明的开口56及导热金属板58、78的设计，欲散热体60所产生的热则可直接经由导热金属板58而传导至蒸汽腔体，如此，欲散热体60的欲散热面即会与散热模块50、70完全接触，且在欲散热体60的热传递路径中也不会经过如现有技术所述的焊接层，使得本发明的散热模块50、70获得最佳的散热效能。

相较于现有技术，本发明提供一种具重量轻、不占空间的散热模块，其不仅结构设计简单，且可提供足够的机械强度与欲散热体相接合，此外，欲散热体所产生的热不会经过焊接层，而可迅速经由散热模块的传递带离，因而提供较佳的热散逸效率。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本创作的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求书的范围中。

Claims

1.一种散热模块，包含：

一第一壳体；

一第二壳体，其具有一开口；

一导热结构，接合于该第二壳体的该开口处；以及

数个多孔隙结构(wick)；

其中该第一壳体的形状系与该第二壳体相对应，使得该第一壳体、该第二壳体及该导热结构形成一密闭结构，该数个多孔隙结构形成于该密闭结构的内壁。

2.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，该导热结构的表面积系大于该开口的表面积。

3.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，该导热结构的表面积系约略等于该开口的表面积。

4.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，该导热结构系以焊接、熔接或胶合等加工方式与该第二壳体接合。

5.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，该导热结构的厚度系大于该第二壳体的厚度。

6.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，该数个多孔隙结构内含一液体。

7.根据权利要求6所述的散热模块，其特征在于，该液体系选自无机化合物、水、醇类、液态金属、酮类、冷媒、有机化合物所组成的族群其中之一。

8.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，该多孔隙结构的材质系选自塑料、金属、合金、多孔性非金属材料所组成的族群其中之一。

9.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，该多孔隙结构的形状系选自网状(mesh)、纤维状(fiber)、烧结(sinter)、沟状(groove)所组成的族群其中之一。

10.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，该多孔性结构与该密闭壳体的结合方法系选自烧结、黏着、填充、沉积所组成的族群其中之一。

11.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，该导热结构另与一欲散热体接触，且该欲散热体的表面积系不大于该开口的表面积。