TW519865B - High efficiency heat sink - Google Patents

Description

案號上虹18582 曰 修正 五、發明說明（1) 由於現今電腦的工作頻 式發熱元件所產生的熱量，也來越高，造成電腦内各 增加。例如電腦内之令央處理二者電腦之運算速度提升而 使用中發出高熱量。特別是=(CPU)及晶片組，皆會於 算處理的過程t ’會產生 自：=:央處理器於執行運 冷卻，以防止該元件因過敎而春=而’必f以散^器進行 記型電腦内發熱元件散埶 ^ ^，損毁。而目耵又以筆 電腦内大多使用銅製的導=攻為嚴重。現今在筆記型 發熱元件的散熱。；(之h:at pi㈣進行cpu或其他 如：承知，丨、旦w 衣v熱s之原理是利用冷卻劑（例 ;左發變為C 性劑的水），在導熱管之熱端受熱後 :二為^、’其體積會急速膨脹並在管内形成-種急速 : = 氣流會以高速往導管之冷端方向流動，並 々而e 土处减結成過飽和蒸氣或液態後，再經由管壁之 =現象流回導管之熱端。如此藉由導管内之冷媒因受熱 及冷部^而循環不已，並將電腦内之發熱元件的熱量移除。 、 製作導熱管之關鍵技術在於銅管内壁，必須加工製 成個相當粗棱的表面及管内有許多細孔，以增進流體毛 =現象及提升熱對流效率。為了達成上述的目標，現今產 σ口有各式各樣的做法，例如：在内壁光滑管件、或熱喷覆 ，屬細粉、或刮槽、或蝕刻使粗糙化、或有壓紋、或在銅 官内填充銅金屬細網、或填充金屬細粉，以達成上述的目 標。導熱管外觀為扁平狀，且其外觀之平整度非常重要。 一般製程是先使用原始内壁粗糙之圓柱管，先充填注入冷 部劑’於抽真空低壓狀態下，先將管口加壓密合後，再以

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電弧銲接或氣 將此圓管以機 熱面積及毛細 管徑變粗後， 而現在應用導 散熱基板之上 來越南，造成 將中央處理器 條導熱管進行 換，亦受限於 技術。現今較 導值的高分子 熱管，於接合 進空間。 銲的方式 械力加壓 流現象， 欲加工成 熱管，大 。但是因 其發熱量 的發熱量 散熱。此 導熱管表 常所使用 膠，或利 部位之散 ，將管口封 成扁平態， 並提升其熱 扁平狀且具 多直接將銅 為電腦之中 也越來越大 散出時，現 外，導熱管 面積尺寸及 的接合技術 用鋅置換方 熱效能皆不 銲並達成 以增加與 傳效能。 高平整度 導熱管接 央處理器 。當以一 今的解決 與散熱鰭 此二者間 如：使用 式軟銲鋁 理想’而 氣密。 底板接 當此導 則愈形 合在大 的工作 條導熱 之道是 片間之 所使用 具有較 籍片及 有進一 取设再 觸之散 熱管之 困難。 面積的 頻率越 管無法 使用二 熱交 的接合 高熱傳 銅製導 步的改 本發明則提供一種高效能的散熱器，不僅可以提供 電腦内高工作頻率中央處理器的散熱’對於大面積或具有 高發熱量的元件，亦無需使用多組導熱管埶。 中的高效能散熱器包含··純、上蓋板、分“

個散熱鰭片。其中底板接觸熱源，上蓋板與散熱鰭片相連 接。分隔板放置於底板及上蓋板之間並造成第一室（介於 底板及分隔板之間）和第二室（介於上蓋板及分隔板之 間）。此外，一個引流層置於第一室中，以增進凝結之冷 卻劑的毛細流（capillary fl〇w)流動。藉由冷卻劑於第一 室及第二室間的流動，可以將熱能自熱源處傳送至散熱鰭

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片。此高效率散熱 上、下板接合而成 不同。只要調整此 月匕力之散熱量。 器最大的特點，在 ，而與傳統中使用 板狀散熱器面積的 於此散熱器為使用 銅管所製成的導熱管 大小，即可擁有不同 自第兹H A 參考貝例’詳細說明本創作之具體工藝。 自苐-圖A及B中可以得知，本發明中散 、==)、分隔板(3)、上蓋板⑷及散熱心板 菸ΙΛτ 底板（1)右側為受熱端（11)，其平坦底部襄 二，、、、7C件（並未於圖中顯示）密接；左侧為散熱端（1 2 )。筹

二日圖Α是本發明散熱器中分隔板（3)之外觀示意圖，·第三園 疋第二圖A中散熱器之分隔板外觀局部放大圖。如第三圖 B所示，分隔板（3)含有許多突出物（31)，此突出物（31)之 頂端並與上蓋板相接觸以形成第二室（6)，如第四圖所 不。當冷卻劑在底板（1 )之受熱端（丨丨）因受熱，而產生過 熱療汽經由分隔板（3 )内之逸出孔（3 2 )衝到第二室（6 )中， 並順著分隔板（3 )與上蓋板（4)之第二室（6 )，流向散熱鰭

片（5)的方向並逐漸冷卻，成為過飽和氣態或液態冷卻 劑，並經由分隔板（3 )之逸出孔（3 2 )回流至分隔板（3 )與底 板（1)所形成之第一室（7)内的引流層（2 )。引流層（2 )置於 第一室（7)中，其上方緊密接觸分隔板（3)，下方緊密固著 於底板（1)上。引流層（2)主要功能在增進凝結之冷卻劑的 毛細流（capillary flow)流動，其組成可為：細網、多孔 質材料、或經由物理或化學沉積、（熱）喷覆金屬粉末、披 覆金屬·.·等。分隔板（3 )之回流孔（3 2 )鄰近區域所凝結液

第6頁 519865 曰 案號 90118jp 五、發明說明（4) 滴，可藉由毛細流頊条/ 底板（1)所形成之第一=由引流層（2)流動至分隔板（3)與 具有可以增進毛細現象至（7)。第一室⑺之底板⑴表面亦 結之過飽和蒸氣或液能之粗糙表面，故於第一室（7)所凝 (1)上第一室（7) : 1恕冷卻劑，將藉由毛細作用，沿底板 復始的經由流體的面往f熱：⑴)移動。如此周而 器之第二室（6)主要e辰移除文熱端（11)的熱能。此散熱 供過飽和及冷凝冷過熱蒸氣流動’第—室⑺主要是 由多孔分隔板（3)所隔^鱼"L通，第一、二室之區隔，則是藉 室（6)中，上蓋板（4)內離#。為避免較大之液滴形成於第二 之表面。 °亦品類似底板（1)表面具有粗經 至於此散熱器所構 主要的部份分別加以說成之材貝，可以區分為下列幾個 熱元件（如：中央處理时 百先，底板（1)接觸電腦内發 紹…等純金屬或合金。直气/材科’如:銅、銀、 金屬材料為佳仍以選用熱傳導係數較高的 常見之各式材料均能^反^較無特殊的限制，大抵 入，於電阻鲜接製^可：:接而：門=板材料之置 服銅金屬表面之反射並形成溶池，；G束：f接初期ί 明中所使用的隔板材料，亦可 古^丁每射辉接。务 大中田臭兩雷射光束的吸收 519865 ____索號90118582_年月日 修正__ 五、發明說明（5) 率’達成銅金屬之雷射銲接。發明中引流層（2 )所需粗糙 面之製作，可以藉由各種加工方式達成。加工方式包括： 餘刻、壓紋、（熱）喷覆、刮花、填充粉末或被覆細網..· 等機械或化學加工製程，以增加整體流道之粗糙度。 上述實例改良型式之一為此散熱器可不具有引流層 (2)。於此情況下在第一室中底板（1)表面必需製成粗糙 面，其功能類似引流層（2)。 上述實例改良型式之一為此散熱器可不具有分隔板 (3 )。於此情況下在僅存在單一室，介於底板（丨）及上蓋板

(4 )之間。冷卻劑於此單一室中循環，其中過飽和（或凝 結）冷卻劑位於底板（1)，過熱氣體則循上蓋板（4)内部表 面流動。 傳統V熱管冷卻端與散熱鰭片之接觸面積，縱使完 全有效傳熱亦受限於導熱管外徑尺寸大小所限制，即導 熱管内熱能經由其有限之外徑（―般均小於8fflm)，傳導至 ;熱；片上”明散熱器之冷卻端，涵蓋寬廣之散熱面 ir = = 上蓋板⑷和散熱韓片⑸之間，存在寬 ί 此其散熱功能可以大幅提升，此為

傳統政熱為所無法達成之功效。 上述之貝施例疋用來詳細 及功效，對於熟悉該項技蓺 ^本^月之目㈤、特被 具體實施例作部分變更心士；…艮據上㉛說明對該 V任何更動與潤飾在=離 應屬於本創作之適用範圍。+劁作之基本精神下，均

519865 _案號90118582_年月曰 修正_ 圖式簡單說明 第一圖A是本發明中散熱器之外觀示意圖。 第一圖B是第一圖A中所示散熱器之外觀分解圖。 第二圖是第一圖B中所示散熱器之平面圖。 第三圖A是本發明散熱器中分隔板之外觀示意圖。 第三圖B是第三圖A中散熱器之分隔板外觀局部放大圖。 第四圖A是本發明中散熱器之剖面圖。 第四圖B是第四圖A中散熱器沿I VB- I VB切割面之剖面圖。 第四圖C是第四圖A中散熱器沿I VC- I VC切割面之剖面圖。

Claims (1)

1. 519865 案號 90118582 曰 修正 六、申請專利範圍 1. 一種高效率散熱器，内含冷卻劑可將熱量自熱源移除 之裝置，其中包含： (a)底板接觸熱源； (b )上蓋板連接底板，並於其間存在一個空間； (c)至少一個散熱鰭片連接於上蓋板；冷卻劑在上述空間 中流動，將熱量自熱源傳送至至少一個散熱鰭片。 2. 如申請專利範圍第1項所述高效率散熱器，散熱器中可 具有分隔板，將上述空間分割成第一室及第二室；第一室 介於底板及分隔板之間；第二室介於上蓋板及分隔板之 間；分隔板内具有多數孔洞，允許冷卻劑在第一室及第二 室之間流動。 3. 如申請專利範圍第2項所述高效率散熱器，散熱器中分 隔板具有多數突出物，此突出物之頂端並與上蓋板相接 觸。 4. 如申請專利範圍第2項所述高效率散熱器，散熱器中第 一室内包含引流層，其主要功能在於增進凝結冷卻劑的毛 細流流動；引流層上方接觸分隔板，下方接觸底板。 5. 如申請專利範圍第4項所述高效率散熱器，散熱器中引 流層之組成可為：細網、多孔質材料、或經由物理或化學 沉積、（熱）喷覆金屬粉末、披覆金屬等。 6. 如申請專利範圍第2項所述高效率散熱器，散熱器中第 一室及第二室具有粗糙的内表面。 7. 如申請專利範圍第6項所述高效率散熱器，散熱器中第 一室及第二室粗糙的内表面之製作，可以使用蝕刻、壓

   第10頁 2002.11.20.010 519865 90118582 修正 六、申請專利範圍 紋 i熱a )喷覆、披覆、刮花、填充粉末或被覆細網等機械 或化學加工製程。 如申專利範圍第2項所述高效率散熱器，將底板、分 間。、盍板進行接合，其中分隔板介於底板及上蓋板之 h如、申ιΛΛ利範圍第8項所述高效率散熱器，其底板、分 反所使用之接合製程包括：雷射銲接、電子束 、干接二：：銲接、硬銲、膠合、機械擠製等。 同效率散熱器，内含冷卻劑可將熱量自熱源移除 之裝置，其中包含： (a) 底板接觸熱源； (b) 上蓋板連接底板，並於其間存在_個空間； (c) 至少一個散熱鰭片連接於上蓋板；冷卻劑在上述空間 中流動’將熱量自熱源傳送至至少一個散熱鰭片。 11 ·如申請專利範圍第丨〇項所述高效率散熱器，散熱器中 可含有引流層於上述空間中以增進冷卻劑的毛細流流動。 12·如申請專利範圍第n項所述高致率散熱器，散埶器中 =流層之組成可為：細網、多孔質材料、或經由物理或化 干沉積、（熱）喷覆金屬粉末、彼覆金屬等。 丄3如申請專利範圍第1〇項所述高效率散熱器，散熱器 底板及上蓋板具粗糙内表面。 … 如中請專利範圍第13項所述高效率散熱器 盖板粗糙内表面之製作可以蝕刻、壓紋、（熱 - 花，填充粉末或披覆細網、披覆金屬等機“、、贺覆、刮 偎 马寻機械或化學加工製

   519865 _案號90118582_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 程。 1 5.如申請專利範圍第1 0項所述高效率散熱器，將底板、 上蓋板進行接合。 1 6.如申請專利範圍第1 3項所述高效率散熱器，其中底 板、上蓋板所使用之接合製程包括：雷射銲接、電子束銲 接、電阻銲接、硬銲、膠合、機械擠製等。

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