TW201616079A - 放熱器 - Google Patents

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Tai Sol Electronics Co Ltd
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Abstract

本發明提供一種能夠抑制傳熱板的厚度增大及設置空間的增大的放熱器，包括：熱導管(10)；傳熱板(20)，設置於該熱導管(10)的一端部；以及放熱鰭片(30)，設置於熱導管(10)的另一端部，其中熱導管(10)具備直線部(11)、設置於直線部(11)的一端的膨出部(12)，膨出部(12)埋設於傳熱板(30)的內部

Description

放熱器
本發明係有關於使用加熱管的放熱器。
近年來，隨著電子機器的高性能化，使得電子機器發出的熱量增大。當電子機器的溫度增高就無法充分發揮充分的性能，因此需要有能夠防止電子機器的溫度上升的放熱器。做為這種放熱器的一種，有一種放熱器，是將熱導管的一端埋設於傳熱板並且將放熱鰭片設置於熱導管的另一端部附近(例如參照專利文獻1)。在此放熱器中，為了獲得充分的放熱性能，需要提高傳熱板與熱導管之間的傳熱效率。為了提高傳熱效率，必須增大傳熱板與熱導管之間的接觸面積。
專利文獻1揭露了對熱導管的一端進行扁平加工，並且增大傳熱板與熱導管之間的接觸面積的技術。又，也有加大熱導管的長度且加大對傳熱板的埋入長度的構造，或者是將熱導管彎成L字狀或U字狀埋設於傳熱板的構造。
【先行專利文獻】
【專利文獻】
專利文獻1：日本專利5323614號公報
專利文獻1的構造或者是加大導熱管的長度的構造中，傳熱板的厚度會依接觸面積增大的比例而增大，因此會有放熱器的重量變大，又或設置空間增大的問題存在。將熱導管彎曲並埋設於傳熱板的構造中，雖然能夠抑制傳熱板的厚度的增大，但也會使傳熱板的橫方向尺寸增大，因此與前述相同，會有放熱器的重量變大，又或設置空間增大的問題。
本發明有鑑於此問題，而提出一種放熱器，能夠抑制傳熱板的厚度增大以及設置空間的增大。
為了解決上述問題的申請專利範圍第1項的發明提出一種放熱器，包括：熱導管；傳熱板，設置於該熱導管的一端部；以及放熱鰭片，設置於該熱導管的另一端部，其中該熱導管具備直線部、設置於該直線部的一端的膨出部，該膨出部埋設於該傳熱板的內部。
根據這種構造的放熱器，熱導管的一端部形成有膨出部，因此即使不增加傳熱板的厚度尺寸，也能夠增大熱導管與傳熱板的接觸面積。也就是，根據本發明的放熱器，能夠抑制傳熱板的厚度的增大以及設置空間的增大，且能夠提高放熱性能。
該膨出部呈沿著與該直線部的軸方向垂直的平面展開的圓板形狀為佳。根據這種構造，能夠抑制傳熱板的厚度尺寸的增大。
該傳熱板包括：基板部，具備收容該膨出部的凹部；以及蓋部，覆蓋該膨出部，其中該凹部的底面形成有貫通 孔，該直線部插入該貫通孔為佳。根據這種構造，能夠以簡單的步驟將熱導管的膨出部埋入傳熱板中。
該蓋部藉由摩擦攪拌接合而固定於該基板部為佳。根據這種構造，接合時產生的熱量小，因此能夠抑制傳熱板或熱導管的變形。
根據本發明的放熱器，能夠提昇放熱性能且能夠抑制傳熱板的厚度增大以及設置空間的增大。
1‧‧‧放熱器
10‧‧‧熱導管
11‧‧‧直線部
12‧‧‧膨出部
13‧‧‧本體部
14‧‧‧底板部
15‧‧‧天板
16‧‧‧貫通孔
16a‧‧‧傾斜部
17‧‧‧站立部
18‧‧‧擴徑部
19a‧‧‧錐面部
19b‧‧‧傾斜面
20‧‧‧傳熱板
21‧‧‧基板部
22‧‧‧蓋部
23‧‧‧凹部
24‧‧‧貫通孔
25‧‧‧擴徑凹部
26‧‧‧塑性化領域
27‧‧‧傾斜部
30‧‧‧放熱鰭片
31‧‧‧安裝孔
第1圖係顯示本發明實施形態的放熱器的剖面圖。
第2圖係顯示本發明實施形態的放熱器，(a)是平面圖；(b)是側視圖；(c)是底面圖。
第3圖係顯示本發明實施形態的放熱器的立體圖。
第4圖係顯示本發明實施例的放熱器的熱導管，(a)是平面圖；(b)是側視圖。
第5圖係顯示本發明實施例的放熱器的熱導管及傳熱板的主要部位放大圖。
本發明的實施形態將參照圖式詳細的說明。如第1圖至第3圖所示，放熱器1具備熱導管10、傳熱板20、放熱鰭片30。
熱導管10是藉由將封入內部的密閉空間的工作液體的蒸發、凝縮的相變化來傳輸熱。熱導管10是由銅等的熱傳 導率高的金屬組成。如第4圖所示，熱導管10具備直線部11、設置於直線部11的一端的膨出部12。
直線部11構成蒸發的工作液體凝縮的凝縮部。也就是說，直線部11是進行熱輸出的部分。直線部11連接到膨出部12的上部，從膨出部12延伸至上方。直線部11呈上端封閉的圓筒形狀。直線部11的下端開口，連結到膨出部12的內部空間。熱導管10是在膨出部12位於下側且直線部11位於上側的狀態下使用，但設置金屬網或是細溝於管體的內壁使內部成為毛細管構造的話，也能夠將熱導管10在橫放的狀態下使用。本實施形態的直線部11從下端到上端都是同一徑長的圓筒形狀，但並不限定於此，也可以是上端部徑長縮短的二段式圓筒形狀。在這個情況下，有時會用蓋構件蓋住上端部來隱藏階差的部分。
膨出部12位於熱導管10的下端部，埋設於傳熱板20內。膨出部12構成工作液體蒸發的蒸發部。也就是說，膨出部12是進行熱輸入的部分。膨出部12沿著垂直於直線部11的軸方向的平面(本實施形態中是以直線部11的軸方向為法線方向的平面)平板狀地展開。膨出部12與直線部11的相交角度並不限定於直角。直線部11相對於膨出部12也可以是傾斜的立起。膨出部12的內部具備空洞。膨出部12的外型呈圓板形狀。膨出部12具備本體部13與底板部14。
如第1圖及第5圖所示，本體部13呈具備天板15的圓筒形狀，朝向下方開口。本體部13的上端的外周緣部有面倒角加工。也就是說，天板15的上面與外周側面相交的部分形成 有錐面部19a(參照第5圖)。另一方面，膨出部12的內部空洞的上端的周緣部(天板15的下面與內周側面相交的部分)則形成有朝向上側縮徑的傾斜面19b(參照第5圖)。
如第5圖所示，天板15的中心部形成有貫通孔16。天板15的上面形成有站立於上方的圓筒狀的站立部17。站立部17的內周面延續貫通孔16，站立部17的內空部透過貫通孔16與膨出部12的內部空間連通。站立部17的內徑尺寸與直線部11的外徑尺寸相同。站立部17有直線部11的下端部嵌合。直線部11藉由例如熔接或硬焊等而固定於本體部13，使得本體部13的內部與外部成氣密的狀態。貫通孔16的下端部形成有朝向下方逐漸擴徑的傾斜部16a。藉此，工作液體的蒸氣變得容易流到直線部11。
底板部14覆蓋本體部13的下端的開口部。底板部14呈圓形板狀。底板部14的下端的周緣部有倒角加工。也就是說，底板部14的底面與外周側面的相交部分呈錐面形狀。底板部14的外徑尺寸比傳熱板20的內空部的內徑尺寸大。本體部13的下端部形成有擴徑部18，其內徑尺寸與底板部14的外徑尺寸相同。底板部14的厚度尺寸比擴徑部18的高度尺寸稍大。底板部14是在錐面部稍往下方突出的狀態下嵌合至擴徑部18。底板部14藉由例如熔接或硬焊等而固定於本體部13，使得本體部13的內部與外部成氣密的狀態。底板部14的錐面部分稍微從本體部13的下端突出，因此熔接或硬焊作業容易進行。
本實施形態中，膨出部12呈圓板形狀，但也可以例如平面為矩形或多角形的板狀形狀等其他的形狀。
如第1至3圖所示，傳熱板20是接觸做為冷卻對象的熱源(未圖示)，從熱源吸熱的構件。傳熱板20的下面抵接熱源。傳熱板20是用鋁合金等的輕量且熱傳導性高的金屬所構成。傳熱板20平面呈矩形形狀。本實施形態的傳熱板20具備基板部21與蓋部22。
如第1圖及第5圖所示，基板部21具備收容膨出部12的凹部23。凹部23朝向下方開口。凹部23剖面呈圓形。凹部23的內徑尺寸與膨出部12的外徑尺寸相等。凹部23的深度尺寸與膨出部12的厚度尺寸相等。凹部23的內周緣上端形成有與膨出部12的錐面部19A抵接的傾斜部27。凹部23的底面(上面)與膨出部12的上面密合，凹部23的側面與膨出部12的外周面密合。又，在凹部23的內周上端，凹部23的傾斜部27與膨出部12的錐面部19a密合。藉此，能夠提高凹部23與膨出部12的密合度。
凹部23的底面(上面)形成有到達傳熱板20的上面的貫通孔24。貫通孔24內有直線部11插入。貫通孔24具備與膨出部12的站立部17的外徑尺寸相同的內徑尺寸。貫通孔24也有站立部17插入。
如第5圖所示，凹部23的下側形成有蓋部22嵌入的擴徑凹部25。擴徑凹部25的內徑尺寸與蓋部22的外徑尺寸相同，擴徑凹部25的深度尺寸與蓋部22的厚度尺寸相同。
如第1圖及第2(c)圖所示，蓋部22藉由摩擦攪拌接合而固定於基板部21。具體來說，一邊使未圖示的旋轉工具旋轉，一邊沿著蓋部22的外周面與擴徑凹部25的內周面之間的 靠合部移動，旋轉工具與金屬構件之間的摩擦熱會使靠合部的金屬塑性流動，藉此將兩金屬構件固相接合。經過上述動作，沿著蓋部22的外周面與擴徑凹部25的內周面之間的靠合部，形成有塑性化領域26。塑性化領域26繞整個蓋部22的外周部形成，至少起始端與終點端重疊(參照第2(c)圖)。
如第2圖及第3圖所示，本實施形態中，一塊傳熱板20安裝有4根熱導管10、10、10、10。4根熱導管10的中心位於傳熱板20的對角線上的位置，且配置成構成長方形的頂點。熱導管10的個數並沒有限定為4根，可以比4根少，也可以比4根多。又，熱導管10的配置位置也不限定於前述的構造。
如第1圖所示，放熱鰭片30安裝於熱導管10的直線部11。放熱鰭片30沿著將直線部11的軸方向做為法線方向的平面配置。放熱鰭片30在直線部11的軸方向間隔著形成複數片。放熱鰭片30形成有直線部11所貫通的安裝孔31(參照第1圖)。安裝孔31的內徑尺寸與直線部11的外徑尺寸相同，直線部11的外周部全周會與放熱鰭片30相接。放熱鰭片30例如藉由熔接或硬焊等而固定於直線部11。一片放熱鰭片30形成有4個安裝孔31、31、31、31，固定住4根熱導管10、10、10、10。
根據前述構造的放熱器1，熱導管10的一端部形成有膨出部12，膨出部12沿著含有與直線部11的軸方向正交的正交線的平面平面狀展開，藉此能夠抑制傳熱板20的厚度尺寸(直線部11的軸方向長度)的增大。又，比起單純將熱導管彎曲的習知技術(以下稱為「彎曲形熱導管」)，能夠有效率地增大膨出部12的表面積。也就是，要獲得相同表面積的情況 下，朝平面方向的長度尺寸增加量在本發明的熱導管10會比彎曲形熱導管還要小就能達成。因此，能夠抑制傳熱板30的厚度的增大與設置空間的增大，且能夠提高放熱性能。
又，膨出部12呈圓板形狀，再加上膨出部12的內部空間的上端的周緣部形成有傾斜面19b，因此膨出部12內產生的工作液體的蒸氣會變得容易流到直線部11。也就是說，因為膨出部12的內部空洞的周緣部是圓環狀，蒸氣不會停止而會被傾斜面19b導引到內側的直線部11。
如以上所述，根據本發明，能夠有效率地增大膨出部12的表面積，因此能夠提高放熱性能。再加上，能夠抑制傳熱板20的厚度尺寸的增大以及平面方向的長度尺寸的增大。藉此，能夠抑制放熱器1全體的重量化且能夠縮小放熱器1的設置空間。
又，傳熱板20包括具有凹部23的基板部21、以及蓋部22，凹部23的底面形成有直線部11插入的貫通孔24，因此藉由「將熱導管10安裝於凹部23，將蓋部22固定於基板部21」這種簡單的步驟，就能夠將熱導管10的膨出部12埋設於傳熱板20中。
又，蓋部22藉由摩擦攪拌接合而固定於基板部21，因此接合時產生的熱量小。因此，能夠抑制傳熱板20或熱導管10的熱變形。又，因為能夠提高傳熱板20及熱導管10的密合性，所以能夠獲得高放熱性能。
以上說明了實施本發明的形態，但本發明並不限定於上述實施形態，在不脫離本發明的旨趣的範圍內能夠做適 當的設計變更。例如，前述實施形態中，直線部11固定於膨出部12的中心部，但並不限定於此。直線部也可以固定於偏離於膨出部的中心的位置。又，一個膨出部也可以固定複數的直線部。
又，上述實施形態中，膨出部12呈圓板形狀，但並不限定於此。只要比直線部11的外形更膨出的話，也可以是例如球形狀等的其他形狀。
1‧‧‧放熱器
10‧‧‧熱導管
11‧‧‧直線部
12‧‧‧膨出部
13‧‧‧本體部
14‧‧‧底板部
15‧‧‧天板
17‧‧‧站立部
20‧‧‧傳熱板
21‧‧‧基板部
22‧‧‧蓋部
23‧‧‧凹部
24‧‧‧貫通孔
26‧‧‧塑性化領域
30‧‧‧放熱鰭片
31‧‧‧安裝孔

Claims (4)

  1. 一種放熱器，包括：熱導管；傳熱板，設置於該熱導管的一端部；以及放熱鰭片，設置於該熱導管的另一端部，其中該熱導管具備直線部、設置於該直線部的一端的膨出部，該膨出部埋設於該傳熱板的內部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之放熱器，其中：該膨出部呈沿著與該直線部的軸方向垂直的平面展開的圓板形狀。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之放熱器，其中：該傳熱板包括：基板部，具備收容該膨出部的凹部；以及蓋部，覆蓋該膨出部，其中該凹部的底面形成有貫通孔，該直線部插入該貫通孔。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之放熱器，其中：該蓋部藉由摩擦攪拌接合而固定於該基板部。
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