CN216820488U - 散热模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种散热模块，包含：一铜质基座、至少一U型铝质热管、一铝质散热鳍片组、一铜质置入层；该铜质基座具有一吸热侧及一导热侧，该吸热或导热侧凹设至少一第一热管容置槽；该U型铝质热管具有一水平段的吸热部及两垂直段的冷凝部，该吸热部设置于该第一热管容置槽内；该铝质散热鳍片组具有复数散热鳍片，该俩俩散热鳍片间具有一散热流道，该散热流道与该铜质基座的导热侧呈平行，该些冷凝部穿设该复数散热鳍片；该铜质置入层设置于该U型铝质热管的吸热部表面，令该铜质基座与该U型铝质热管通过该铜质置入层的设置不需进行化镍制程即可直接进行焊接。

Description

散热模块

技术领域

本实用新型涉及一种散热模块，尤指一种可改善散热模块中各散热元件之间不易焊接结合的散热模块。

背景技术

铜具有热传导效率高的特性，故现有散热模块结构常选用铜作为直接与发热源接触并吸收发热源所产生的热量的基座，并由铜基座再将所吸附的热量传递给作为加速热传导的热管及增加散热面积且散热效率较佳的鳍片，但以铜材质制成的基座及热管或鳍片其整体重量较重且材料成本较为昂贵，近年来已逐渐被质轻且成本较低的铝材质鳍片及铝基座所取代使用。

虽选用铝材质取代铜材质可改善了铜重量重及材料成本昂贵等问题，但铝材质并非不具有缺点，如铝表面易被氧化，在焊接过程中生成高熔点的氧化物，使焊缝金属难以完全熔合，给施焊带来困难。

若铜与铝直接进行焊接时，两材料直接对接的部位，在焊接后容易因为脆性大而产生裂纹，并且在铜与铝进行熔焊时，靠近铜材料这一侧的焊缝中很容易形成CuAl₂等共晶，而CuAl₂等共晶结构仅分布于材料的晶界附近，容易产生晶界间的疲劳或裂纹，又由于铜与铝两者的熔点温度及共晶温度相差甚大，在熔焊作业中，当铝熔化时而铜却保持固体状态，当铜熔化时，铝已熔化很多了，无法以共融或共晶状态共存，增加焊接难度，再者，焊缝易产生气孔，由于铜与铝的导热性都很好，焊接时熔池金属结晶快，高温时的冶金反应气体来不及逸出，故而容易产生气孔，故铜与铝材质间无法直接进行焊接，则必须对该铝材质表面进行表面改质后使得以进行后续与铜材质或其他材料焊接的作业，故为改善前述现有改用铝材质取代铜材质无法直接与铜或其他异材质进行焊接的缺失，则熟悉该项技艺的人士使用了无电镀镍作为表面改质的技术工法，并无电镀镍有三种：低磷、中磷、高磷。且无电镀沉积(Electroless dopostion)又可以称做化学镀(Chemical Deposition)或自催化镀法(Autocatalytic Plating)，无电镀镍液可分为下列三种：(1)活化敏化+酸性镀浴PH植在4～6之间的属于酸性镀液，其特色是蒸发量所引起成分量的损失较少，虽然操作温度较高，但镀液较安全且容易控制，含磷量高、镀率高，常为工业界所使用。(2)活化敏化+碱性镀液碱性镀浴的PH植在8～10之间，因调整PH植的氨水容易挥发，在操作时须适时补充氨水来维持PH植的稳定，含磷量较少，镀液较不稳，操作温度较低。(3)HPM+碱性镀浴HPM是将硅晶片浸泡于DI-water:H₂O₂(aq):HCl(aq)＝4:1:1的混合液中利用硅晶表面形成的氧化层来取代敏化活化，在表面形成自我催化表面。

而无电镀镍制程中需使用大量的化学反应液体，并且在无电镀镍制程后将会产生大量含有重金属或化学物质的工业废液，而工业废液中都会产生大量的含有黄磷等有毒物质的废水，并且该废水无法在重复使用，也必须通过专责单位将该废水进行回收处理，不能将该废水直接排放避免环境收到污染。黄磷污水中含有50～390mg/L浓度的黄磷，黄磷是一种剧毒物质，进入人体对肝脏等器官危害极大。长期饮用含磷的水可使人的骨质疏松，发生下颌骨坏死等病变。故现行各国已开始禁用此项制程，并推广无毒制程借以保护环境。

因此，如何提供一种可降低散热模块结构整体重量，以及取代化学镀镍作为改善铝材质无法与其他异材质焊接的表面改质工法，同时可有利于焊接作业进行又不额外产生环境污染物的方法，则为现阶段首重的目标。

实用新型内容

如此，为有效解决上述的问题，本实用新型的主要目的，系提供一种取代化学镀镍作为改善铝制散热元件与其他相异材质散热元件间无法直接进行焊接的散热模块。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种散热模块，其特征在于，包含：

一铜质基座，具有一吸热侧及一导热侧，该吸热或导热侧其中任一或任二凹设至少一第一热管容置槽；

至少一U型铝质热管，具有一水平段的吸热部及两垂直段的冷凝部，该吸热部设置于该第一热管容置槽内；

一铝质散热鳍片组，具有复数散热鳍片，每两个散热鳍片间具有至少一散热流道，该至少一散热流道与该铜质基座的导热侧呈平行设置，两个冷凝部穿设该复数散热鳍片形成相互结合；

一铜质置入层，设置于该U型铝质热管的吸热部表面，令该铜质基座与该U型铝质热管能够直接进行焊接。

所述的散热模块，其中：还具有一第二热管容置槽，所述第一热管容置槽沿该铜质基座横向延伸，所述第二热管容置槽沿该铜质基座纵向延伸，该第一热管容置槽设于该第二热管容置槽下方，该第一热管容置槽、第二热管容置槽相互横向与纵向交错。

所述的散热模块，其中：该复数散热鳍片与该U型铝质热管的冷凝部通过紧配或焊接结合。

所述的散热模块，其中：所述铝质散热鳍片组的该复数散热鳍片具有至少一对折边，该复数散热鳍片通过该至少一对折边相互搭接组设。

所述的散热模块，其中：所述铜质置入层具有位于该铜质置入层的相反两面的一植入面及一接触面，该植入面咬嵌入该U型铝质热管的吸热部的表面，该接触面作为该铜质置入层的外露表面与一焊料层结合。

所述的散热模块，其中：该吸热侧及该导热侧同时凹设有该第一热管容置槽。

借由本实用新型以该铜质置入层取代化学镀镍，当有铝制散热元件欲与其他异材质的散热元件进行焊接时，可通过于该铝制散热元件与其他元件结合的部位的表面设置该铜质置入层，改善铝制导热或散热元件不易相互进行焊接的问题，由该铜质置入层取代传统化学镀镍镀层所衍生的缺失，并因使用铝管取代了铜管，可大幅减少散热模块整体的重量。

附图说明

图1是本实用新型的散热模块第一实施例立体分解图；

图2是本实用新型的散热模块第一实施例组合剖视图；

图3是本实用新型的散热模块第一实施例另一组合剖视图；

图4是本实用新型的散热模块第二实施例立体分解图。

附图标记说明：铜质基座1；吸热侧11；导热侧12；第一热管容置槽121；第二热管容置槽122；U型铝质热管2；第一U型铝质热管2a；第二U型铝质热管2b；吸热部21；冷凝部22；铝质散热鳍片组3；散热鳍片31；散热流道32；折边33；铜质置入层4；植入面41；接触面42；焊料层5；发热源6。

具体实施方式

本实用新型的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。

请参阅图1、图2，是本实用新型的散热模块第一实施例立体分解及组合剖视图，如图所示，本实用新型散热模块，包含:一铜质基座1、至少一U型铝质热管2、一铝质散热鳍片组3、一铜质置入层4；

该铜质基座1上、下两侧分别具有一导热侧12及一吸热侧11，该吸热侧11对应与至少一发热源6贴合组设并进行吸热热传导，该导热侧12设置于铜质基座1的该吸热侧11的相反一侧，并该吸热侧11或导热侧12其中任一或任二凹设有至少一第一热管容置槽121，本实施例系将该第一热管容置槽121设置于该导热侧12作为说明实施，但并不引以为限。

该U型铝质热管2具有一水平段及两垂直段，该垂直段连接于该水平段的两端，其中一吸热部21设置于该水平段，一冷凝部22设置于该垂直段，所述吸热部21系被设置于该铜质基座1的第一热管容置槽121内。

该铝质散热鳍片组3具有复数散热鳍片31，并该复数散热鳍片31平行并列设置，且俩俩散热鳍片31间具有至少一散热流道32，该至少一散热流道32与该铜质基座1的导热侧12平行设置，该U型铝质热管2通过该些冷凝部22穿设该复数散热鳍片31与其相互结合，该复数散热鳍片31与该U型铝质热管2的冷凝部22通过紧配或焊接结合。

参阅图3是本实施例铝质散热鳍片组另一延伸实施，所述铝质散热鳍片组3的该复数散热鳍片31具有至少一对折边33，该复数散热鳍片31通过该些折边33相互搭接组设。

所述该铜质置入层4设置于该U型铝质热管2的吸热部21表面，该铜质置入层4具有一植入面41及一接触面42分别设置在该铜质置入层4的相反两面，该植入面41咬嵌入该U型铝质热管2的吸热部21的表面，该接触面42则作为该铜质置入层4的外露表面与一焊料层5结合，令该铜质基座1与该U型铝质热管2结合时通过该置入层4(copper embedding layer)的设置，令铜质基座1与非铜材质的U型铝质热管2及非铜材质的铝质散热鳍片组3可顺利的直接与该铜质基座1顺利结合固定或通过该焊接层5增加其焊接结合效果。

请参阅图4，是本实用新型的散热模块第二实施例的立体分解图，如图所示，本实施例与前述第一实施例部份结构相同故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第一实施例的不同处在于本实施例更具有一第二热管容置槽122，所述第一热管容置槽121沿该铜质基座1横向延伸设置，所述第二热管容置槽122沿该铜质基座1纵向延伸设置，该第一热管容置槽121设于该第二热管容置槽122下方，并该第一、二热管容置槽121、122相互横向与纵向交错。

并由于该第二热管容置槽122，可提供更多的U型铝质热管2进行设置，本实施例中的所述U型铝质热管2区分为两组，其一组为设置于该第一热管容置槽121内的第一U型铝质热管2a，另一组为设置于该第二热管容置槽122的第二U型铝质热管2b，该第二U型铝质热管2b设至于第一U型铝质热管2a上方，且与该第一U型铝质热管2a呈纵向重迭交错，负责对应铜质基座1的纵向热传导，也令单位体积中可提供更多热管可以设置的空间，该第一、二U型铝质热管2a、2b的吸热部21设置有该铜质置入层4的部位除了与该第一、二热管容置槽121、122对应结合可直接进行焊接外，该第一、二U型铝质热管2a、2b彼此横向纵向交错重迭的部位也相同因具有该铜质置入层4的设置可直接进行焊接增加其结合性。

另外，所述铜质置入层4是通过机械加工的方式将铜层附着于欲与铜材质进行焊接的材料的外部表面，可将一铜薄片贴覆于欲与该铜材质进行焊接的非铜材料的外部，再通过机械加工的冲击、敲击、撞击、滚轧、压花的方式将该铜薄片通过外力侵入该非铜质材料的外表面并牢固的批覆于该非铜材料的外表面，当然也可通过电镀或喷涂等方式于该非铜材质的外表面形成铜质置入层4，再通过该铜质置入层4提升与该铜材质的焊接性。

传统散热模块制造时，使用了铜质基座及铜管与铝散热鳍片进行结合，虽铜材质具有较佳的导热效率，但散热模块整体重量相当沉重，并且铜材质的使用其材料成本也相当高，并且铜管与该铝散热鳍片接合时必须通过焊接的方式进行结合，但铜材质与铝材质并无法直接进行焊接，必须先行于该散热鳍片与该铜材基座接合的部位以化学镀镍的方式沉积一镍镀层，令该铜质热管与该铝质散热鳍片得以顺利进行焊接结合，又因该化学镀镍的工法所产生的环境污染已渐渐被重视且被要求改善，故本实用新型提供一种将铜热管以铝质热管取代借以减轻散热模块整体重量，并且在该铝质热管及铝质散热鳍片与铜质基座结合处的表面施以铜质置入层，令该铝质热管及铝质散热鳍片与该铜质基座得以焊接结合，故本实用新型改善了传统散热模块重量过重及通过铜质置入层取代化学镀镍使用于铜质与铝质散热导热元件无法直接焊接等问题。

Claims (6)

1.一种散热模块，其特征在于，包含：

一铜质基座，具有一吸热侧及一导热侧，该吸热或导热侧其中任一或任二凹设至少一第一热管容置槽；

至少一U型铝质热管，具有一水平段的吸热部及两垂直段的冷凝部，该吸热部设置于该第一热管容置槽内；

一铝质散热鳍片组，具有复数散热鳍片，每两个散热鳍片间具有至少一散热流道，该至少一散热流道与该铜质基座的导热侧呈平行设置，两个冷凝部穿设该复数散热鳍片形成相互结合；

一铜质置入层，设置于该U型铝质热管的吸热部表面，令该铜质基座与该U型铝质热管能够直接进行焊接。

2.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于：还具有一第二热管容置槽，所述第一热管容置槽沿该铜质基座横向延伸，所述第二热管容置槽沿该铜质基座纵向延伸，该第一热管容置槽设于该第二热管容置槽下方，该第一热管容置槽、第二热管容置槽相互横向与纵向交错。

3.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于：该复数散热鳍片与该U型铝质热管的冷凝部通过紧配或焊接结合。

4.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于：所述铝质散热鳍片组的该复数散热鳍片具有至少一对折边，该复数散热鳍片通过该至少一对折边相互搭接组设。

5.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于：所述铜质置入层具有位于该铜质置入层的相反两面的一植入面及一接触面，该植入面咬嵌入该U型铝质热管的吸热部的表面，该接触面作为该铜质置入层的外露表面与一焊料层结合。

6.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于：该吸热侧及该导热侧同时凹设有该第一热管容置槽。

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