CN202485510U - 无间隙热导管组合结构 - Google Patents
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Abstract
一种无间隙热导管组合结构，其在散热元件底面形成开放状的一开口槽，一粘着层设置于前述开口槽的凹槽表面，及提供多个热导管藉由该粘着层分别与前述凹槽表面紧密粘贴，且可透过治具至少一次压平该些热导管的受热段，使受热段裸露于该开口槽形成平面的受热面，使热导管的受热面百分之百接触到热源面积，进而提升整体的热传导效能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无间隙热导管组合结构，尤指一种使热导管紧密排列，使热导管间无间隙组合，提高热导管与热源直接接触面积的组合结构。
背景技术
近年来，随着半导体元件集成工艺的快速发展，半导体元件的集成化程度越来越高。然而，半导体元件体积变得越来越小，其热量的产生也越趋增加，对散热的需求越来越高，已成为越来越重要的课题。为满足该需要，风扇散热、水冷辅助散热及热导管散热等各种散热方式被广泛运用，并取得一定的散热效果。
散热器中最重要的两个热传机制是热传导及热对流。热传导是指分子间的能量交换，能量较少的分子与能量较多的分子接触后获得能量(通过物理性的直接接触)，如果两者间不存在温差(如一片独立散热片)，则无法实现热传导。传统的散热器通常会于散热片与热源(半导体集成元件)的间增加一导热系数较高的热介面材料，即TIM(Thermal Interface Material)，使半导体集成元件所产生的热能更有效地被传导到散热片上。
热对流是指透过物质运动来实现热传递，热能来自于被气体或液体所包围的热源，并且透过分子移动来实现热能传递于散热器中，半导体集成元件所产生的热量最终会通过散热片传递到空气中，依靠对流现象将热能带走。
热导管散热装置除了多个热导管以外，其构成还包括多个散热片以及一固定座，散热片通常采用铝质或铜质材料，热导管则是一两端封闭的金属管，其内部填装有工作液，固定座采铝质或铜质材料，因此又俗称“铝底”或“铜底”。
热导管散热装置设计主要是以固定座与半导体元件的散热部位贴触，将半导体元件的热量先传导至固定座，再由固定座传导至热导管与散热片，而达到散热目的，因此，其热温传导采用间接方式，先通过固定座再传递至热导管与散热片，故效率较为缓慢。
因此，改良后现行高效率散热的热导管散热装置设计是由热导管直接与半导体元件的散热部位贴触，热导管于管身的受热段上形成一较平的受热面，可与半导体元件表面的散热区域作直接的面与面接触，放热段则形成于固定座上方，且散热片与热导管的放热段紧密接触，通过散热片将热传递到空气中，而达到散热目的。其中，固定座与热导管的结合方式是在固定座的底面开设多个与热导管呈相互匹配的开放状嵌槽，使热导管匹配嵌入嵌槽，实施上使用压具将热导管压平的方式嵌入嵌槽，将热导管半裸包覆于固定座，使热导管的受热面裸露于固定座底面，由于受热面与半导体元件的散热部位的直接贴触，故不需间接传递散热，其散热效率非常高。
又，因为热导管与固定座材质不同，故焊接前必须事先电镀镍处理，以致整体加工复杂、成本增加、组装不便，也不符环保，尤其是所述散热器的固定座均为一实心金属块，故不但重量沉、体积大，且造成金属耗量大、导致制造成本一直居高不下，因此已有产品省掉固定座，而直接将热导管与散热片组合，形成无底座的散热装置。
然而，不管是热导管匹配固定座嵌槽的散热结构，或热导管与散热片做组合，在实际使用上仍存在下述问题点。由于热导管与固定座组合时需要依靠固定座或散热片做支撑，再使用压具将热导管压平嵌入嵌槽，然而各嵌槽之间设有隔条，所以热导管匹配嵌入嵌槽后利用隔条间的夹持而获得稳固的夹持定位。因此不管厂商透过何种制造工序，达到热导管的受热面与固定座的底面齐平，或直接与散热片组合，都设有隔条将热导管隔开，导致热导管间的受热面不能集中，随着半导体元件体积变得越来越小，热源的面积也越来越小的趋势下，在有限的热源面积上热导管的数量将会受到很大的限制，也大大影响了受热面直接与半导体元件的散热部位直接贴触的面积，进而导致其热传导效能不佳。
实用新型内容
于是，为解决上述的缺点，本实用新型的主要目的在于提供一种无间隙热导管组合结构，使热导管的受热段更紧密的结合，使每支热导管都能充分发挥效益，达到热导管百分之百接触到热源面积的目的，充分发挥热传导的效能，加快散热效率。
本实用新型的另一目的，提供一种无间隙热导管组合结构，使热导管的受热段更紧密的结合，且在更小的嵌槽宽度内埋入更多热导管，使接触到热源面积的热导管增加，充分发挥热传导的效能，加快散热效率。
为达上述的目的，本实用新型提供一种无间隙热导管组合结构，其包括：一散热元件，其底面形成开放状的一开口槽，且该开口槽表面设有多个凹槽；其中该散热元件为散热用的固定座，或由多个散热鳍片相邻并列而形成；一粘着层设置于前述开口槽的凹槽表面；以及多个热导管，该些热导管具有受热段及放热段，该放热段由前述开口槽延伸出来，而该受热段侧边紧密并列容设于开口槽内，并藉由该粘着层分别与凹槽表面紧密粘贴，且受热段裸露于该开口槽为平面的受热面。
其中，该些热导管可进一步先经过治具加工受热段两侧，使受热段变窄，再侧边紧密并列容设于开口槽内。
本实用新型的优点在于，透过热导管紧密排列组合，使热导管间无间隙与散热元件的组合，相邻受热面间不再有习知的间隔条，大幅减少习知热导管与热导管之间所保留的间距，使热导管的受热面百分之百接触到热源面积，充分发挥每支热导管的热传导效能，进而提升整体的热传导效能。相同的，该些热导管进一步先经过治具加工受热段两侧，使受热段变窄，然后该些热导管的受热段再侧边紧密并列容设于开口槽内，在面对相同的半导体器件的散热部分的面积，本实用新型的热导管组合能在一样的接触面积上埋入更多热导管，使更多的热导管与热源接触，进而提升整体的热传导效能。
附图说明
图1为本实用新型实施例的组合示意图。
图2为本实用新型实施例的分解示意图。
图3为本实用新型另一实施例的组合示意图。
图4为本实用新型另一实施例的分解示意图。
图5A～图5E为本实用新型实施例的组合步骤图。
图6为本实用新型实施例的凹槽剖面示意图。
图7为本实用新型实施例的凹槽剖面示意图。
图8为本实用新型实施例的凹槽剖面示意图。
图9A至9C为本实用新型热导管的受热段加工示意图。
图10A至10C为本实用新型热导管的受热段加工示意图。
图11A至11C为本实用新型热导管的受热段加工示意图。
图12A～图12E为本实用新型另一实施例的组合步骤图。
图13～图15为本实用新型受热面与开口槽相对位置的示意图。
附图标记说明：100、400：散热元件；110、430：开口槽；120、431：凹槽；300：热导管；310：受热段；311：受热面；320：放热段；410：散热鳍片；420：凹部；421：凹弧；500、600：治具；700：半导体元件。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术内容进行详细说明。
请参阅图1及图2，本实用新型提供一种无间隙热导管组合结构，其包括：一散热元件100，如图中该散热元件100以散热用的固定座为说明例，固定座可为铝、铜或非金属材质制成，一般为矩形状。该散热元件100底面形成开放状的开口槽110，且该开口槽110表面设有多个凹槽120；一粘着层200设置于前述开口槽110的凹槽120表面。以及多个热导管300，本实用新型实施上至少两支以上的热导管300，图1及2实施例为四支，实施上热导管300的形状可为L形、U形或其他各种形态，并于热导管300内部设有毛细组织及工作流体，利用气、液相的热传机制来达成快速热传效果。该些热导管300具有受热段310及放热段320，该放热段320由前述开口槽110延伸出来，而该受热段310侧边紧密并列容设于开口槽110内，并利用该粘着层200分别与凹槽120表面紧密粘贴，且受热段310裸露于该开口槽110为平面的受热面311。
请再参照图3及图4，另一种实施上，散热元件400可直接由多个散热鳍片410相邻并列而形成，实施上通常采用铝质或铜质材料。该些散热鳍片410在底侧形成相互对应的凹部420，使该些凹部420相邻并列而构成前述开放状的开口槽430，各散热鳍片410表面设有多个相互对应的贯穿孔440；且该些散热鳍片410底侧凹部420设有凹弧421，使相邻并列形成的开口槽430上形成凹槽431。
请参照图5A～图5E为本实用新型实施例的组合步骤图。本实用新型组合方法为：提供该散热元件100(图中以固定座为说明例)，其底面形成开放状的开口槽110，且该开口槽110表面设有多个凹槽120；再将粘着层200设置于前述开口槽110的凹槽120表面(如图5A所示)；以及提供多个热导管300的该受热段310侧边紧密并列(如图5B所示)，再将紧密并列的受热段310容设于开口槽110内，并通过该粘着层200分别与前述凹槽120表面紧密粘贴(如图5C所示)，然后透过治具500至少一次压平该些热导管300的受热段310(如图5D所示)，使受热段310裸露于该开口槽110形成平面的受热面311(如图5E所示)。其中治具500压平热导管300为已知技术，且非本专利重点，在此不多加赘述。
请再参照图6至8为该开口槽内的凹槽剖面示意图。实施上，因为该开口槽110内的凹槽120透过该粘着层200紧邻该热导管300的受热段310，所以该开口槽110内的凹槽120剖面形状与该受热段310的剖面形状相对应，该些凹槽120的剖面可呈弧状(如图6所示)、小齿状(如图7所示)、大齿状(如图8所示)或其它多边形形状，其中多边形形状为开口槽110内的凹槽120的不同形态变化表现，在此不多加赘述。
请再参照图9A至9C、图10A至10C、图11A至11C，本实用新型热导管的受热段加工示意图。该些热导管300进一步先经过治具加工受热段310两侧，使受热段310变窄后再侧边紧密并列容设于开口槽110，实施上该受热段310的剖面形状与该开口槽110内的凹槽120剖面形状相对应。其中热导管300的受热段310藉由治具600加工于两侧，使受热段310剖面呈四边形(如图9A至9C所示)，用以应用于开口槽110内的凹槽120剖面为弧状(如图6)的状态下。或该热导管300的受热段310利用治具600加工其两侧及两侧上方，使受热段310剖面呈五边形(如图10A至10c所示)，用以应用于开口槽110内的凹槽120剖面为小齿状(如图7)的状态下。或该热导管300的受热段310通过治具600加工其两侧上方，使受热段310剖面呈三边形(如图11A至11c所示)，用以应用于开口槽110内的凹槽120剖面为大齿状(如图8)的状态下。
请再参照图12A～图12E为本实用新型另一实施例的组合步骤图。导热管30经过加工后组合方法与前述相同为：提供该散热元件100(图中以固定座为说明例)，其底面形成开放状的开口槽110，且该开口槽110表面设有多个凹槽120(以该些凹槽120的剖面呈弧状为说明例)；且将粘着层200设置于前述开口槽110的凹槽120表面(如图12A所示)；以及提供藉由治具600加工后的受热段310侧边紧密，图示中以受热段310剖面呈四边形为说明例(如图12B所示)，再将紧密并列的受热段310容设于开口槽110内，并藉由该粘着层200分别与前述凹槽120表面紧密粘贴(如图12C所示)，然后透过治具500至少一次压平该些热导管300的受热段310(如图12D所示)，使受热段310裸露于该开口槽110形成平面的受热面311(如图12E所示)。
该些热导管300进一步先经过治具600加工受热段两侧，使受热段310变窄再侧边紧密并列容设于开口槽110内，在面对相同的半导体器件的散热部分面积，本实用新型的热导管300组合能在一样的接触面积上埋入更多热导管，使更多的热导管300与热源接触，进而提升整体的热传导效能。
应用上，请再参照图13～图15，是受热面311与开口槽110相对位置的示意图。该放热段320实施上将由前述开口槽110延伸出该散热元件100开口槽110的外部，而该受热段310则紧密并列容设于开口槽110内，该受热段310裸露于该开口槽110为平面的受热面311。实施上半导体元件700的应用方式不同，紧密相邻的受热面311可与该散热元件100开口槽110侧边平齐，再与半导体元件700贴合；或该受热段310的受热面311凸出高于该开口槽110侧边，其受热面311再与半导体元件700的发热处相贴合；或该受热段310的受热面311凹陷于该开口槽110内，半导体元件700也在该开口槽110内与受热面311相贴合。
本实用新型在上文中已以优选的实施例揭露，然熟习本技术者应理解的是，该实施例仅用于描绘本实用新型，而不应解读为限制本实用新型的范围。应注意的是，但凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本实用新型的范畴内。因此，本实用新型的保护范围当以本申请的权利要求所界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种无间隙热导管组合结构，其特征在于，包括：
一散热元件，其底面形成开放状的一开口槽，且该开口槽表面设有多个凹槽；
一粘着层，设置于所述开口槽的凹槽表面；及
多个热导管，该多个热导管具有受热段及放热段，该放热段由所述开口槽延伸出来，而该受热段侧边紧密并列容设于开口槽内，并通过该粘着层分别与凹槽表面紧密粘贴，且受热段裸露于该开口槽为平面的受热面。
2.根据权利要求1所述的无间隙热导管组合结构，其特征在于，该散热元件为散热用的固定座。
3.根据权利要求1所述的无间隙热导管组合结构，其特征在于，该散热元件由多个散热鳍片相邻并列而形成，且该些散热鳍片在底侧形成相互对应的凹部，使该些凹部相邻并列而构成所述开口槽。
4.根据权利要求1所述的无间隙热导管组合结构，其特征在于，该开口槽内的凹槽剖面形状与该受热段的剖面形状相对应。
5.根据权利要求1所述的无间隙热导管组合结构，其特征在于，该多个热导管进一步先利用治具加工受热段两侧，使受热段变窄后再侧边紧密并列容设于开口槽内。
6.根据权利要求1所述的无间隙热导管组合结构，其特征在于，该受热段的受热面与开口槽侧边平齐。
7.根据权利要求1所述的无间隙热导管组合结构，其特征在于，该受热段的受热面凸出高于该开口槽侧边。
8.根据权利要求1所述的无间隙热导管组合结构，其特征在于，该受热段的受热面凹陷于该开口槽内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| IW01 | Full invalidation of patent right |
Decision date of declaring invalidation: 20150528 Decision number of declaring invalidation: 25996 Granted publication date: 20121010 |