CN1805134A - 散热装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种散热装置及其制造方法，其中该散热装置包括一壳体、以及具有使工作流体循环流通的散热信道、回流通道、第一连信道和第二连信道等。其中散热信道和回流通道分别位于不同的平面上，使工作流体在传递热量时不会产生紊乱，造成散热装置的散热效率太低的问题。此外，本发明的散热装置中的工作流体并不需要限制在其液态和气态的转换才能实施，因而本发明的散热装置的应用更为广泛。

Description

散热装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种散热装置及其制造方法，特别是涉及一种具有信道可使工作流体流通而达到散热效果的散热装置及其制造方法。

背景技术

随着技术的进步，电子组件单位面积上的晶体管数量越来越多而且越密集，造成其工作时发热量的增加。因此，为了维持电子组件处于有效工作温度内，现行的做法多是利用外加风扇和散热鳍片来处理这些耗热。由于热导管(heat pipe)可在很小的截面积和温度差下，将大量的热传送一段可观的距离，且不需外加电源供应即可运作，在不必提供动力和空间利用经济性的考虑之下，热导管已是电子散热产品中广为应用的传热组件之一。

一种典型的热导管参照图1所示，热导管1由一壳体10、一毛细结构(wickstructure)16以及工作流体组成，其作用原理是利用工作流体在壳体中靠近第一表面100时吸收了热源(图中未显示)所散发的热量，使工作流体由液态蒸发成为气态。其工作流体蒸发后行进的方向如图1中箭头11所示，使工作流体流向靠近第二表面101处，接下来，工作流体通过第二表面101将热量散出后即冷却下来，造成工作流体由气态凝结回液态。此时，工作流体依附于壳体10内侧的毛细结构16上，通过毛细结构16所提供的毛细力使工作流体流回靠近第一表面100处，其工作流体冷却后行进的方向则如图1中箭头12所示，继而再吸收热量后蒸发，造成热的循环，达到散热的效果，使热量通过该散热装置1而具有一热传递方向15。

上述的散热装置1中所利用的工作流体，在应用时需要特别注意其工作状态，例如上述公知技术中的工作流体，需要利用其液态与气态的转换，才能将热量自散热装置1的第一表面100传递至第二表面101。这样对于散热装置的设计有其限制性，且在上述的散热装置的壳体中，仅仅提供一空间使工作流体在其间流动，没有限制其工作流体的流动方向，这样可能会造成工作流体的流动紊乱，使散热装置1的散热效率不能有效提高。因此，如何制作具有更高散热速率的散热装置，成为未来一个重要的研究方向。

发明内容

本发明提供一种散热装置，其中具有使工作流体循环流动的管道，使工作流体在其间流动达到散热的功效。

根据上述构思，本发明的散热装置包括：一壳体，其中壳体包括有一第一表面以及一第二表面，壳体中包括有一工作流体、一散热信道，其位于壳体中靠近第二表面处、一回流通道，其位于壳体中靠近第一表面处；一第一连信道(linking path)，连接散热信道的一端与回流通道的一端；以及一第二连信道，连接散热信道的另一端与回流通道的另一端；其中，工作流体自回流通道吸收热量后自散热信道散逸热量。

根据上述构思，散热信道所形成的一平面不同于回流通道所形成的另一平面。

根据上述构思，散热装置包括一隔板，位于散热信道与回流通道之间。

根据上述构思，隔板包括一散逸空间，该散逸空间包括一可连通至散热信道的第一散逸信道以及一可连通至回流通道的第二散逸信道。

根据上述构思，隔板包括一散逸空间，该散逸空间包括一可连通至第一连信道的第三散逸信道，以及一可连通至第二连信道的第四散逸信道。

根据上述构思，第二连信道环设于第一连信道的外围。

根据上述构思，工作流体顺序流经回流通道、第一连信道、散热信道以及第二连信道后，回到回流通道中。

根据上述构思，壳体由金属材质或是非金属材质制成。

根据上述构思，本发明提供一种散热装置的制造方法，该方法的步骤包括：在一平板上形成一散热信道、一回流通道、一第一连信道以及一第二连信道；以及以平板上的一弯折线为基准，将平板相对折叠并固定，以形成散热装置。

根据上述构思，本发明提供另一种散热装置的制造方法，该方法的步骤包括：在一第一平板上形成一散热信道、一第一连信道以及一第二连信道；在一第二平板上形成一回流通道、一第一连信道以及一第二连信道；以及将第一平板具有散热信道的一面与第二平板具有回流通道的一面相对贴合并固定，以形成散热装置。

根据上述构思，平板相对折叠或是相对贴合后，散热信道与回流通道不能相互连通。

根据上述构思，在平板相对折叠或是相对贴合并固定的步骤前，提供一隔板置于散热信道与回流通道之间，平板相对折叠或是相对贴合后，散热信道与回流通道不能相互连通。

根据上述构思，散热信道、回流通道、第一连信道以及第二连信道同时形成。

根据上述构思，散热信道由多个凹槽部和多个突起部顺序排列组成，且回流通道也由多个凹槽部和多个突起部顺序排列组成。当平板相对折叠或是相对贴合时，散热信道的多个突起部伸入回流通道对应的多个凹槽部中，且回流通道的突起部伸入散热信道对应的多个凹槽部中，使平板可以通过相对折叠并固定以形成散热装置。

根据上述构思，其中凹槽部与突起部为互补的形状。

根据上述构思，其中突起部包括一卡勾，而凹槽部包括一卡槽，当散热信道的多个突起部伸入回流通道对应的多个凹槽部中时，突起部的卡勾卡挚于凹槽部的卡槽中，使平板可以通过相对折叠并固定而形成散热装置。

根据上述构思，其中突起部包括一卡勾，而凹槽部包括一卡槽，当回流通道的突起部伸入散热信道对应的多个凹槽部中时，突起部的卡勾卡挚于凹槽部的卡槽中，使平板可以通过相对折叠并固定而形成散热装置。

根据上述构思，其中凹槽部和突起部的形状选自于下列群组：一梯形和一矩形。

根据上述构思，其中形成散热信道、回流通道、第一连信道以及第二连信道的方法选自于下列群组：压模法、冲模法，微机电模制成型方法、蚀刻法和传统加工法。

根据上述构思，传统加工法选自于下列群组：铣、钻、挖和综合上述的方法。

附图说明

图1为公知技术的散热装置的侧视剖面示意图；

图2A为本发明实施例的散热装置的俯视剖面示意图；

图2B为本发明实施例的散热装置的侧视剖面示意图；

图2C为本发明实施例的散热装置沿图2A的A-A’线的侧视剖面示意图；

图2D为本发明另一实施例的散热装置的侧视剖面示意图；

图2E为本发明另一实施例的散热装置沿图2A的A-A’线的侧视剖面示意图；

图2F为本发明再一实施例的散热装置的侧视剖面示意图；

图2G为本发明再一实施例的散热装置沿图2A的A-A’线的侧视剖面示意图；

图3A至3D为本发明的散热装置中，各种不同型态的散热信道的示意图；

图4A为本发明实施例的散热装置的制造方法中，两平板相对贴合的立体示意图；

图4B为本发明实施例的散热装置的制造方法中，单一平板相对折叠前的立体示意图；

图5A为制作完成本发明实施例的散热装置后的侧视剖面示意图；

图5B为制作完成本发明实施例的散热装置后沿图2A的A-A’线的侧视剖面示意图；

图5C为制作完成本发明另一实施例的散热装置后的侧视剖面示意图；

图5D为制作完成本发明另一实施例的散热装置后沿图2A的A-A’线的侧视剖面示意图；

图5E为制作完成本发明又一实施例的散热装置后沿图2A的A-A’线的侧视剖面示意图；

图5F为制作完成本发明又一实施例的散热装置后沿图2A的A-A’线的侧视剖面示意图。

具体实施方式

为明确了解本发明实施例中的散热装置2的详细构造，参照图2A至图2C。如图2A中所示，本发明第一实施例的散热装置2包括一壳体20、至少一散热信道21、至少一回流通道22、一第一连信道23以及一第二连信道24，其中壳体由金属材料或是非金属材料制成，有利于散逸热量。而散热信道21、回流通道22、第一连信道23以及第二连信道24都位于壳体20内，壳体20内具有工作流体。第一连信道23连接散热信道21的一端和回流通道22的一端，而第二连信道24连接散热信道21的另一端和回流通道22的另一端，使工作流体可以顺序流经回流通道22、第一连信道23、散热信道21以及第二连信道24后，回到回流通道22的中。工作流体的行进方向如图2A中的箭头210、220所示，由图中显示，散热信道21用实线表示，而回流通道22则是用虚线表示，此代表散热信道21和回流通道22分别处在不同的高度上，也就是说，散热信道21所形成的平面不同于回流通道22所形成的平面。

为进一步解释本发明的散热装置2的散热信道21和回流通道22的配置，再参照图2B，此图为沿着散热装置2的散热信道21的侧视剖面示意图。图中所示散热装置2的回流通道22位于靠近壳体20的第一表面200处，壳体20的第一表面200通常可以设置在一热源(图中未显示)处；而散热信道21位于靠近壳体20的第二表面201处，壳体20的第二表面201通常可以设置在温度较热源低处。由此，当工作流体在回流通道22流动时，可以吸收热源所散发出来的热量，接下来，工作流体通过第一连信道23流至散热信道21中，再利用壳体20的第二表面201将工作流体中所含的热量带走，最后工作流体再通过第二连信道24回到回流通道22中，形成工作流体的循环流动。同时使热源的热量可以借助散热装置2散逸，热量传递的方向如箭头25所示。再参照图2C，此图为图2A的A-A’线的侧视剖面示意图，由图中可见，散热信道21所形成的平面与回流通道22形成的平面不相同，以此实施例说明，散热信道21所形成的平面的下缘恰与回流通道22形成的平面的上缘位于同一平面上，这样可以简化其散热装置2的制造方法。但并不限于此，散热信道21所形成的平面的下缘也可以与回流通道22形成的平面的上缘位于不同平面上，例如散热信道21所形成的平面的下缘可以高于回流通道22形成的平面的上缘，参照图2D和图2E所示。这样将散热信道21和回流通道22完全分开在两个不同的平面上，可以使散热信道21和回流通道22的设置密度增加，单位面积上可以产生更大的散热量，而不必担心相互信道干扰的问题产生。或者也可将散热信道21所形成的平面的下缘设计成低于回流通道22形成的平面的上缘，本发明的技术只要求散热信道21和回流通道22除了两端通过第一连信道23和第二连信道24相连外，其余部分均不会相互连通即可。

此外，本发明的散热装置2中还包括一散逸空间27，参照图2F以及图2G所示。散逸空间27包括多条可连通至散热信道21的第一散逸信道272以及多条可连通至回流通道22的第二散逸信道271。当工作流体在本发明的散热装置2中循环流动时，如在回流通道22中有因为吸收热源的热量而使部分工作流体产生蒸发成气态的现象，这些气态的工作流体可以直接通过第二散逸信道271散逸至散逸空间27中，再通过第一散逸信道272散逸至散热信道21，工作流体可以直接散逸至散热信道21将热量释放，再通过第二连信道24流回至回流通道22中。当然，也可以设计成散选空间27还包括多条可连通至第一连信道23的第三散逸信道273以及多条可连通至第二连信道24的第四散逸信道274，以增加气态工作流体的散逸路径，如此可以更加提高本发明的散热装置2的散热效率。

上述实施例中所述的散热信道21所形成的平面，可以如图3A所示，其中散热信道21的分布形状可以是一放射线形，即成放射线状向外伸展。散热信道21靠近中心的一端连通至第一连信道23，而散热信道21靠近外侧的一端连通至第二连信道24，优选地是，第二连信道环设于第一连信道的外围，而回流通道22所形成的平面也可以设计成与图3A相同，详细设置方式如同散热信道21，在此不再赘述。但是，散热信道21所形成的平面形状不限于此，也可以是圆弧曲线形以及交错形等等，如图3B以及图3C中所示的散热信道21所形成的平面。参照图3D，甚至散热装置2也可以包括两组散热信道21’和21”、两个第一连通管23’和23”、以及两个第二连通管24’和24”，相互配置成两个散热信道的区域，根据上述的实施方式，也可以达到如上述实施例中所述的散热功效。回流通道的分布方式与上述散热信道相同，在此不再赘述。

依据上述的构思，本发明的第一实施例中所述的散热装置2中具有使工作流体循环流动的散热信道21以及回流通道22，且使散热信道21以及回流通道22位于不同的平面上，使工作流体可在散热信道21中散去热量的，而在回流通道22进行吸收热源的热量的，这样不会使工作流体产生紊乱的流动，其散热装置的散热效率可以因此提高。而且，本发明的散热装置中的工作流体并不需要利用其液态与气态转换的特性才能实施，也就是说，在本发明的散热装置中流动的工作流体，可以完全维持在液态的状态或是完全维持在气态的状态下均可进行实施，这样一来，工作流体的选择性也较为广泛，可便于在产业上应用。

本发明提出一种散热装置的制造方法，如图4A所示。该方法的步骤包括：首先，在一第一平板401上形成一散热信道(图中未显示)、一第一连信道(图中未显示)以及一第二连信道(图中未显示)；再在一第二平板402上形成一回流通道42、一第一连信道43以及一第二连信道44；最后，将第一平板401具有散热信道的一面和第二平板402具有回流通道42的一面相对贴合并固定，即可形成散热装置2。

其中，上述形成散热信道、回流通道42、第一连信道43以及第二连信道44的方法可以是压模法、冲模法，微机电模制成型方法、蚀刻法和传统加工法等，其中传统加工法包括一般可以形成凹槽的铣、钻、挖等方法，或是综合上述的方法等。只要可以形成一凹陷于第一平板401或是第二平板402的凹槽部的加工方法，均可加以实施。其中，当第一平板401和第二平板402相对贴合时，散热信道41和回流通道42不能相互连通。参照图5A以及图5B，具有散热信道41的第一平板401与具有回流通道42的第二平板402相对贴合，其中，由上述两图可以明显看出，散热信道41和回流通道42仅有两端分别借助第一连信道43和第二连信道44连通，其余部分均不相互连通，以形成如上述实施例中图2B和图2C中所述的散热装置2。此外，在第一平板401和第二平板402相对贴合的步骤前，可以将一隔板49置于散热信道41与回流通道42之间，相对贴合后，散热信道41和回流通道42因为有隔板49的关系，参照图5C以及图5D所示，这样，即使散热信道41和回流通道42用相同形状分布，散热信道41和回流通道42也不会因此相互连通，形成与上述实施例中图2D和图2E所述的散热装置2。

另外，参照图5E所示，上述的第一平板401上的散热信道，可由多个凹槽部410和多个突起部411顺序排列组成，且第二平板402上的回流通道42可由多个凹槽部420和多个突起部421顺序排列组成，其中凹槽部410相对于突起部421以及凹槽部420相对于突起部411为互补的形状，以便可以相互接合。优选地是，对本实施例来说，上述的凹槽部410、420以及突起部411、421等的形状可以是一梯形，或是一矩形、一三角形、一圆形和一不规则形。当第一平板401与第二平板402相对贴合时，散热信道41的多个突起部411可伸入回流通道42相对应的多个凹槽部420中，且回流通道42的多个突起部421可伸入散热信道41相对应的多个凹槽部410中，这样可使第一平板401与第二平板402相对贴合时，通过相对应的形状相互卡合并固定，以形成散热装置2。

更进一步，参照图5F所示，第一平板401的突起部411可以包括一卡勾412，同时第二平板402的凹槽部420可以包括一卡槽422。当散热信道41的多个突起部411伸入回流通道42相对应的多个凹槽部420中时，卡勾412恰可卡挚在卡槽422内，使第一平板401与第二平板402相对贴合后固定。同理，第二平板402的突起部421也可以包括如上所述的卡勾(图中未标示)，同时第一平板401的凹槽部410可以包括如上所述的卡槽(图中未标示)；或者第一平板401与第二平板402上都具有相同的结构，也可以达到相同的效果。

本发明还提出另一种散热装置的制造方法，如图4B所示，该方法的步骤包括：首先，提供一平板，在一平板上同时形成一散热信道41、一回流通道42、一第一连信道43以及一第二连信道44；其中，形成散热信道41、回流通道42、第一连信道43以及第二连信道44的方法可以是压模法、冲模法，微机电模制成型方法、蚀刻法以及传统加工法等等，其中传统加工法包括一般可以形成凹槽的铣、钻、挖等方法，或是综合上述的方法等。只要是可以形成一凹陷于平板40的凹槽部的加工方法，均可以制作出散热信道41、回流通道42、第一连信道43以及第二连信道44。接下来，以平板40上的一弯折线48为基准，将平板40相对折叠并固定来形成散热装置。其中，折叠后贴合时关于散热信道41、回流通道42等的分布方式，都可和上述相对贴合的实施方式相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，上述实施例是用来说明而不是用以限定本发明的申请范围，本发明的范围由以下的权利要求所界定。凡依照本发明权利要求所作的等同变化和修饰，都应属于本发明所涵盖的范围。

Claims (24)

1.一种散热装置，其包括：

一壳体，其中该壳体包括有一第一表面以及一第二表面，壳体中包括有工作流体；

一散热信道，位于壳体中靠近第二表面处；

一回流通道，位于壳体中靠近第一表面处；

一第一连信道，连接散热信道的一端和回流通道的一端；以及

一第二连信道，连接散热信道的另一端和回流通道的另一端；

其中，该工作流体从自流通道吸收热量后，从散热信道散逸热量。

2.如权利要求1所述的散热装置，其中所述散热信道所形成的一平面不同于回流通道所形成的另一平面。

3.如权利要求2所述的散热装置，其中所述散热装置包括一隔板，位于散热信道和回流通道之间。

4.如权利要求3所述的散热装置，其中所述隔板包括一散逸空间，该散逸空间包括一可连通至散热信道的第一散逸信道以及一可连通至回流通道的第二散逸信道。

5.如权利要求3所述的散热装置，其中所述隔板包括一散逸空间，该散逸空间包括一可连通至第一连信道的第三散逸信道以及一可连通至第二连信道的第四散逸信道。

6.如权利要求1所述的散热装置，其中所述工作流体顺序流经回流通道、第一连信道、散热信道以及第二连信道后，回到回流通道中。

7.如权利要求1所述的散热装置，其中所述壳体由一第一平板和一第二平板组成，其中第二平板的散热信道由多个凹槽部和多个突起部顺序排列组成，第一平板的回流通道也由多个凹槽部和多个突起部顺序排列组成，其中凹槽部与突起部为互补的形状。

8.如权利要求7所述的散热装置，其中所述突起部分别包括一卡勾，凹槽部分别包括一卡槽，当散热信道的多个突起部伸入回流通道对应的多个凹槽部中时，突起部的卡勾卡挚于凹槽部的卡槽中。

9.如权利要求8所述的散热装置，其中所述突起部分别包括一卡勾，而所述凹槽部分别包括一卡槽，当回流通道的突起部伸入散热信道对应的多个凹槽部中时，突起部的卡勾卡挚于凹槽部的卡槽中。

10.如权利要求8所述的散热装置，其中所述凹槽部与突起部的形状选自于下列群组：一梯形、一矩形、一三角形、一圆形和一不规则形。

11.如权利要求1所述的散热装置，其中所述散热信道和回流通道的分布形状分别选自于下列群组：一放射线形、圆弧曲线形以及交错形。

12.一种散热装置的制造方法，该方法的步骤包括：

在一第一平板上形成一散热信道、一第一连信道以及一第二连信道；

在一第二平板上形成一回流通道、一第一连信道以及一第二连信道；以及

将该第一平板具有散热信道的一面与该第二平板具有回流通道的一面相对贴合并固定以形成散热装置。

13.一种散热装置的制造方法，该方法的步骤包括：

在一平板上形成一散热信道、一回流通道、一第一连信道以及一第二连信道；以及

以该平板上的一弯折线为基准，该弯折线将平板分成为一第一平板以及一第二平板，平板依据该弯折线相对折叠，使第一平板和一第二平板相对贴合并固定以形成散热装置。

14.如权利要求12或13所述的散热装置的制造方法，其中所述散热信道由多个凹槽部多个突起部顺序排列组成，回流通道也由多个凹槽部和多个突起部顺序排列组成；当平板相对折叠时，散热信道的多个突起部伸入回流通道对应的多个凹槽部中，回流通道的突起部伸入散热信道对应的多个凹槽部中，使平板可以通过相对折叠并固定以形成散热装置。

15.如权利要求14所述的散热装置的制造方法，其中所述凹槽部与突起部为互补的形状。

16.如权利要求15所述的散热装置的制造方法，其中所述突起部分别包括一卡勾，凹槽部分别包括一卡槽，当散热信道的多个突起部伸入回流通道对应的多个凹槽部中时，突起部的卡勾卡挚于凹槽部的卡槽中，使平板可以通过相对折叠并固定以形成散热装置。

17.如权利要求15所述的散热装置的制造方法，其中所述突起部分别包括一卡勾，凹槽部分别包括一卡槽，当回流通道的突起部伸入散热信道对应的多个凹槽部中时，突起部的卡勾卡挚于凹槽部的卡槽中，使平板可以通过相对折叠并固定以形成散热装置。

18.如权利要求15所述的散热装置的制造方法，其中所述凹槽部和突起部的形状选自于下列群组：一梯形、一矩形、一三角形、一圆形和一不规则形。

19.如权利要求12或13所述的散热装置的制造方法，其中所述第一平板以及一第二平板相对贴合后，散热信道和回流通道不能相互连通。

20.如权利要求12或13所述的散热装置的制造方法，其中在所述第一平板以及一第二平板相对贴合并固定的步骤前，提供一隔板置于散热信道与回流通道之间，平板相对贴合后，散热信道与回流通道不能相互连通。

21.如权利要求12或13所述的散热装置的制造方法，其中所述隔板包括一散逸空间，该散逸空间包括一可连通至散热信道的第一散逸信道以及一可连通至回流通道的第二散逸信道。

22.如权利要求12或13所述的散热装置的制造方法，其中所述隔板包括一散逸空间，该散逸空间包括一可连通至第一连信道的第三散逸信道以及一可连通至第二连信道的第四散逸信道。

23.如权利要求12或13所述的散热装置的制造方法，其中形成散热信道、回流通道、第一连信道以及第二连信道的方法选自于下列群组：压模法、冲模法，微机电模制成型方法、蚀刻法和传统加工法。

24.如权利要求23所述的散热装置的制造方法，其中所述传统加工法选自于下列群组：铣、钻、挖和综合上述的方法。

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