CN218996702U - 一种三维立体蒸气腔元件 - Google Patents

Abstract

一种三维立体蒸气腔元件，包含有一基座板、一铜上盖、一铜下盖、一多孔隙毛细结构以及一工作流体，基座板包含有一铜铝复合基板，铜铝复合基板具有一第一开口，铜上盖包含有一管体，管体穿设于第一开口，并接合于铜铝复合基板而设置于基座板上，管体具有一管体空腔以及一管体内表面，铜下盖相对于铜上盖设置且具有一下外表面以及一下内表面，当铜上盖接合于铜下盖时，管体空腔形成一密闭气腔，多孔隙毛细结构设置于管体内表面以及下内表面上，工作流体设置于密闭气腔中，铜下盖的下外表面用以接触一热源，相较于习知技术，本实用新型所提供三维立体蒸气腔元件易于安装或制作成各种不同用途的散热器。

Description

一种三维立体蒸气腔元件

技术领域

本实用新型关于一种具两相流循环功能的蒸气腔元件，尤其是指一种三维立体蒸气腔元件。

背景技术

当前电子产品的性能日渐提升，满足了消费者日益增长的需求。而电子产品的性能受晶片的运算能力影响较大，通常情况下，晶片的计算速度越快其性能越是强大，但晶片的发热量也大增。如果不能有效地将晶片的热量散出，可能造成晶片超温，进而导致晶片降频工作甚至烧毁。

蒸气腔均温板(Vapor Chamber,VC)是目前解决晶片散热问题的一种常用结构，一般VC都是平面板形，可以用于解决二维热扩散问题，其等效导热系数为纯铜的10倍以上，可以将集中在晶片上的热量传递到整个VC的面上，再通过焊接在VC面上的鳍片将热量传递至空气中，使得晶片的工作温度保持在给定的需求环境下。

由于晶片的功率越来越大，平板式的蒸气腔均温板元件无法满足散热需求，因此三维立体的蒸气腔均温板元件结构进而产生，让两相流循环的吸热区及冷凝区分别位于不同平面上，以增加立体散热的功能。再者，近年来由于三维蒸气腔均温板被尝试应用在各种不同领域的散热需求，因此如何设计一个安装简单或易于制作成各种不同用途散热器的三维立体蒸气腔元件，乃为本技术领域深具迫切需求的所在。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种三维立体蒸气腔元件，其结构简单，操作维护便捷，能解决以上所述的习知问题，适用于不同用途和不同技术领域的散热需求，工作流体的回流效率和循环速率更高，散热效率和效果更好。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种三维立体蒸气腔元件，其特征在于包含有：

一基座板，其包含有一铜铝复合基板，该铜铝复合基板具有一第一开口；

一铜上盖，其包含有一管体，该管体穿设于该第一开口，并接合于该铜铝复合基板而设置于该基座板上，该管体具有一管体空腔以及一管体内表面；

一铜下盖，相对于该铜上盖设置，其具有一下外表面以及一下内表面且该铜上盖接合于该铜下盖时该管体空腔形成一密闭气腔；

一多孔隙毛细结构，设置于该管体内表面以及该下内表面上；以及一工作流体，设置于该密闭气腔中，并且该密闭气腔中的压力小于一大气压；

其中，该铜下盖的该下外表面接触一热源。

其中，该管体空腔的直径大于等于15mm。

其中，该管体为由一拉伸制程一体成型或一3D列印制程形成的管体且具有一管体顶端，该管体顶端的该管体内表面上设有冷凝件。

其中，该冷凝件一体成型于该管体顶端的该管体内表面上，该冷凝件的表面不设置多孔隙毛细结构。

其中，该铜铝复合基板包含有一铜层以及一铝层，该铜层设置于该铝层上，该铜层具有一第二开口，该铝层相对该第二开口具有一第三开口，该第二开口与该第三开口相互贯通以形成该第一开口。

其中，该管体穿设于该第二开口以及该第三开口，该管体焊接于该铜层而设置于该基座板上。

其中，该铜上盖另包含一基板，该基板具有一基板空腔以及一基板内表面，该管体设置于该基板上，该基板空腔以及该管体空腔相互贯通从而该铜上盖接合于该铜下盖时该管体空腔以及该基板空腔形成该密闭气腔，以及该多孔隙毛细结构连续设置于该基板内表面、该管体内表面以及该下内表面上。

其中，该基板具有一基板外表面，该管体具有一管体外表面，该基板外表面与该管体外表面接合于该铜层以将该铜上盖设置于该基座板上。

其中，该管体包含有多个散热鳍片，且该管体另具有一冷凝端，以及该些散热鳍片耦接该管体的该冷凝端。

其中，该铝层的该第三开口为一凹槽，该凹槽与该第二开口相互贯通并用以容置该铜上盖的该基板、该基板空腔以及该铜下盖。

综上所述，相较习知技术，本实用新型所提供的三维立体蒸气腔元件利用将三维立体蒸气腔穿设于第一开口，并由接合于铜铝复合基板而设置于基座板上，因此本实用新型三维立体蒸气腔元件可以透过简单安装而制成，也适用于制作成各种不同用途的散热器，用以因应不同技术领域的散热需求。另外，本实用新型所提供的三维立体蒸气腔元件中，管体的高度与管体空腔的直径的比值小于等于1，以及管体空腔的直径大于等于15mm，本实用新型特别适合用于提供高运算力及高功率晶片的散热器所需要的高散热效率。此外，本实用新型所提供的三维立体蒸气腔元件中，管体乃由拉伸制程一体成型或3D列印制程所形成，以及该管体另具有一管体顶端，位于管体顶端的管体内表面上设有冷凝件，工作流体可以由管体的冷凝端分别由多孔隙毛细结构回流与冷凝件直接滴入铜下盖的吸热端，提高本实用新型三维立体蒸气腔元件中工作流体的回流效率，进而增加两相工作流体循环速率，进而提升本实用新型三维立体蒸气腔元件的整体散热效率。

附图说明

图1显示了本实用新型三维立体蒸气腔元件的示意图。

图2显示了本实用新型三维立体蒸气腔元件的剖面图。

图3显示了本实用新型一具体实施例的三维立体蒸气腔元件的剖面图。

图4显示了根据图2的三维立体蒸气腔元件的基座板的剖面图。

图5显示了本实用新型另一具体实施例的三维立体蒸气腔元件的剖面图。

图6显示了应用本实用新型三维立体蒸气腔元件所制成的液冷散热器的示意图。

具体实施方式

为了让本实用新型的优点，精神与特征可以更容易且明确地了解，后续将以具体实施例并参照所附图式进行详述与讨论。需注意的是，这些具体实施例仅为本实用新型代表性的具体实施例，其中所举例的特定方法、装置、条件、材质等并非用以限定本实用新型或对应的具体实施例。又，图中各元件仅系用于表达其相对位置且未按其实际比例绘述，本实用新型的步骤编号仅为区隔不同步骤，并非代表其步骤顺序，合先叙明。

请参阅图1及图2。图1显示了本实用新型三维立体蒸气腔元件1的示意图。图2显示了本实用新型三维立体蒸气腔元件1的剖面图。本实用新型提供三维立体蒸气腔元件1，包含有基座板12、铜上盖14、铜下盖16、多孔隙毛细结构18以及工作流体(未显示)。基座板12包含有铜铝复合基板121，铜铝复合基板121具有第一开口1211。铜上盖14包含有管体141，管体141穿设于第一开口1211，并接合于铜铝复合基板121而设置于基座板12上，以及管体141具有管体空腔1411以及管体内表面1412。铜下盖16相对于铜上盖14设置，其具有下外表面161以及下内表面162，当铜上盖14接合于铜下盖16时，管体空腔1411形成密闭气腔。多孔隙毛细结构18设置于管体内表面1412以及下内表面上162。工作流体设置于密闭气腔中。铜下盖16的下外表面161用以接触热源。

请参阅图3。图3显示了本实用新型一具体实施例的三维立体蒸气腔元件2的剖面图。管体141’的高度与管体141’空腔的直径的比值小于等于1，以及管体141’空腔的直径大于等于15mm。由此三维立体蒸气腔元件2具有较宽的管体以及较大容积的密闭气腔，可以利用铜下盖16’的吸热端22大面积的接触热源，以吸取热能，并且透过大容积的密闭气腔，加速三维立体蒸气腔元件2中两相工作流体循环的速率，进而提升散热速率。但实际应用上不限于此。

此外，管体141’可以经由拉伸制程一体成型或3D列印制程所形成，以及管体141’另具有管体顶端1413，位于管体顶端1413的管体内表面1412’上设有冷凝件20。冷凝件20可以是一体成型设于管体顶端1413的管体内表面1412’上，以及冷凝件20的表面并无设置多孔隙毛细结构18’。于实际应用上，利用三维立体蒸气腔元件2中，设于密闭气腔的工作流体可以由管体141’的冷凝端24分别由多孔隙毛细结构18’回流以及接触冷凝件20凝结为液相工作流体，直接滴入铜下盖16’的吸热端22。由此提高本实施例三维立体蒸气腔元件2中工作流体的回流效率，以增加两相工作流体循环速率，进而提升本实施例三维立体蒸气腔元件2的整体散热效率。

请参阅图2以及图4。图4显示了根据图2的三维立体蒸气腔元件的基座板12的剖面图。基座板12包含有铜铝复合基板121。铜铝复合基板121包含有铜层122以及铝层123。铜层122设置于铝层123上。铜层122具有第二开口1212。铝层123相对第二开口1212并具有第三开口1213。以及第二开口1212与第三开口1213相互贯通以形成第一开口1211。此外，管体141穿设于第二开口1212以及第三开口1213。可以由将管体141焊接于铜层122而设置于基座板12上。

请参阅图5，图5显示了本实用新型另一具体实施例的三维立体蒸气腔元件3的剖面图。于实际应用中，铜上盖14”另包含基板32。基板32具有基板空腔321以及基板内表面322。管体141”设置于基板32上。基板空腔321以及管体空腔1411”相互贯通。当铜上盖14”接合于铜下盖16”时，管体空腔1411”以及基板空腔321形成密闭气腔。以及多孔隙毛细结构连续18”设置于基板内表面322、管体内表面1412”以及下内表面上162”。此外，基板32另具有基板外表面323，管体141”另具有管体外表面1414。由此将基板外表面323与管体外表面1414接合于铜层122”，以将铜上盖14”以及管体141”设置于基座板12”上。管体141”另包含有多个散热鳍片42。且管体另具有冷凝端24”。以及散热鳍片42耦接管体141”的冷凝端24”。其中铝层123”的第三开口1213”为凹槽。凹槽与第二开口1212”相互贯通，并用以容置铜上盖14”的基板32、基板空腔321以及铜下盖16”。本实施例可透过设置于管体141”上多个散热鳍片42，以增加散热效率。再者，于实际应用中，基座板12”具有四个锁固孔洞(未显示)。以使基座板12”可以透过相对应的四个螺丝52，将本实用新型的三维立体蒸气腔元件3固定于电路板上。并由螺丝52的锁紧可增加铜铝复合基板121＂与电路板上晶片的接触压力，减少接触热阻以提高散热效率。进而将本实施例的三维立体蒸气腔元件3简单安装于电路板上，并提供高散热效率。

请参阅图6。图6显示了应用本实用新型三维立体蒸气腔元件3所制成的液冷散热器4的示意图。于实际应用中，本实用新型三维立体蒸气腔元件可以应用于制成液冷散热器4。液冷散热器4包含前述具体实施例三维立体蒸气腔元件3、铝金属壳体54、输入管56以及输出管58。铝金属壳体54具有热交换腔体60。输入管56以及输出管58连通热交换腔体60。热交换腔体60内可用以设置冷却液体。液冷散热器4由透过三维立体蒸气腔元件3的冷凝端24”以及散热鳍片42与热交换腔体60中由输入管56进入的冷却液体进行热交换，并透过输出管58将带有热量的冷却液排出。其中，可以焊接将铜铝复合基板121”的铝层123”与铝金属壳体54直接接合，形成液冷散热器4。但实际应用上不限于此。因此本实用新型的三维立体蒸气腔元件易于制作成各种不同用途散热器。

综上所述，相较习知技术，本实用新型所提供的三维立体蒸气腔元件利用将三维立体蒸气腔穿设于第一开口，并由接合于铜铝复合基板而设置于基座板上，因此本实用新型三维立体蒸气腔元件可以透过简单的安装固定在发热源上，也适用于制作成各种不同用途的散热器，用以因应不同应用领域的散热需求。另外，本实用新型所提供的三维立体蒸气腔元件中，管体的高度与管体空腔的直径的比值小于等于1，以及管体空腔的直径大于等于15mm，本实用新型特别适合用于提供高运算力及高功率晶片的散热器所需要的高散热效率。此外，本实用新型所提供的三维立体蒸气腔元件中，管体乃由拉伸制程一体成型或3D列印制程所形成，此有利于制作毛细结构的连续性，以及该管体另具有一管体顶端，位于管体顶端的管体内表面上亦可设有一冷凝件，工作流体可以由管体的冷凝端分别由多孔隙毛细结构回流与冷凝件直接滴入铜下盖的吸热端，由提高本实用新型三维立体蒸气腔元件中工作流体的回流效率，进而增加两相工作流体循环速率，进而提升本实用新型三维立体蒸气腔元件的整体散热效率。

由以上较佳具体实施例的详述，系希望能更加清楚描述本实用新型的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本实用新型的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本实用新型所欲申请的专利范围的范畴内。因此，本实用新型所申请的专利范围的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (10)

1.一种三维立体蒸气腔元件，其特征在于包含有：

一基座板，其包含有一铜铝复合基板，该铜铝复合基板具有一第一开口；

一铜上盖，其包含有一管体，该管体穿设于该第一开口，并接合于该铜铝复合基板而设置于该基座板上，该管体具有一管体空腔以及一管体内表面；

一铜下盖，相对于该铜上盖设置，其具有一下外表面以及一下内表面且该铜上盖接合于该铜下盖时该管体空腔形成一密闭气腔；

一多孔隙毛细结构，设置于该管体内表面以及该下内表面上；以及

一工作流体，设置于该密闭气腔中，并且该密闭气腔中的压力小于一大气压；

其中，该铜下盖的该下外表面接触一热源。

2.如权利要求1所述的一种三维立体蒸气腔元件，其特征在于，该管体空腔的直径大于等于15mm。

3.如权利要求1所述的一种三维立体蒸气腔元件，其特征在于，该管体为由一拉伸制程一体成型或一3D列印制程形成的管体且具有一管体顶端，该管体顶端的该管体内表面上设有冷凝件。

4.如权利要求3所述的一种三维立体蒸气腔元件，其特征在于，该冷凝件一体成型于该管体顶端的该管体内表面上，该冷凝件的表面不设置多孔隙毛细结构。

5.如权利要求1所述的一种三维立体蒸气腔元件，其特征在于，该铜铝复合基板包含有一铜层以及一铝层，该铜层设置于该铝层上，该铜层具有一第二开口，该铝层相对该第二开口具有一第三开口，该第二开口与该第三开口相互贯通以形成该第一开口。

6.如权利要求5所述的一种三维立体蒸气腔元件，其特征在于，该管体穿设于该第二开口以及该第三开口，该管体焊接于该铜层而设置于该基座板上。

7.如权利要求5所述的一种三维立体蒸气腔元件，其特征在于，该铜上盖另包含一基板，该基板具有一基板空腔以及一基板内表面，该管体设置于该基板上，该基板空腔以及该管体空腔相互贯通从而该铜上盖接合于该铜下盖时该管体空腔以及该基板空腔形成该密闭气腔，以及该多孔隙毛细结构连续设置于该基板内表面、该管体内表面以及该下内表面上。

8.如权利要求7所述的一种三维立体蒸气腔元件，其特征在于，该基板具有一基板外表面，该管体具有一管体外表面，该基板外表面与该管体外表面接合于该铜层以将该铜上盖设置于该基座板上。

9.如权利要求1所述的一种三维立体蒸气腔元件，其特征在于，该管体包含有多个散热鳍片，且该管体另具有一冷凝端，以及该些散热鳍片耦接该管体的该冷凝端。

10.如权利要求7所述的一种三维立体蒸气腔元件，其特征在于，该铝层的该第三开口为一凹槽，该凹槽与该第二开口相互贯通并用以容置该铜上盖的该基板、该基板空腔以及该铜下盖。

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