TWI286919B - Heat dissipation module and assembling method thereof - Google Patents
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Description
1286919 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種散熱模組,特別是關於一種具高 散熱效能之散熱模組。 【先前技術】 曰 隨著技術的進步,電子元件單位面積上的電晶體數 量越來越多,造成其工作時發熱量的增加。另一方面, 電子元件的工作頻率也越來越高,電晶體工作時開/關 (〇n/off)轉換所造成的熱量(switch loss),亦是電子 元件發熱量增加的原因。若未能適當的處理這些熱量, 將^造成晶片運算速度的降低,嚴重者甚至影響到晶片 =壽命。為加強電子元件之散熱效果,現行的做法大多 為在熱源處以散熱器將熱導出,經由散熱器之籍片(fin) 以自然或強制對流方式將熱散逸至環境中。 夕-Γ由以⑹可在很小的截面積與溫度差 篁的熱傳送一段可觀的距離,且不需外加電 者J Τ作在無須動力提供和空間利用經濟性的 熱元件之一。習知 外f”、、產口口中廣為應用的傳 國專利公告第332^’熱讀鰭片之組裝方式係如本 f若干+ 遽新型專利中所述,可於熱管上組 装右干以銘製成的鰭片, 於此些鰭片僅以緊配合之方“二定、二:二:而2 合度差,若太緊 :奮°又固疋於熱官上,其密 易造成散熱鰭片鬆動配合而損害熱管,太鬆則 散熱效能。 上述之二種情況皆會影響整體之 1286919 ^同時參照第1A圖與第1β圖, 二種熱管與鰭片組裝方式之示意圖,而第 1A圖中A處之放大圖 ^為^
型熱管110與多個10Λ…棋、、且100a係由一 U no之内壁上且二 所構成’其"型熱管 由U型_ u'm構。此賴馳⑽a主要是藉 *…二 熱自熱源傳導至散熱鰭片120,再葬 由對流的方式將熱導出。 冉藉 '母政熱,鳍片120上分別具有一穿:^丨·|91 -Γ/ :=:1购1穿孔121邊緣延伸出-呈3 更且有—由接合部122之上端(即穿孔121的上緣), 穿123,當熱管110套設於散熱鰭片12〇之 Μ頭X 將銲料湘類似注射針頭之注射方式, 所示之方向’把注射針頭伸進破孔123内,使 二管110上。然而,此種組接的方式 以、、^Ϊ 残1適合Α量生產。再者,當 抽二/頭注入鲜料時,鲜料有可能因接合部122上端 面阻播’而無法流入所需要之銲接面二 接不元整,降低整體散熱效能。 另一二時參照第1c圖與第1D圖,第ic圖係為習知 1C mV、、/與鰭片之組裝方式示意圖,而第1D圖係為第 划:處之放大圖。習知之散熱模組100b係由一 ϋ 厂、官130與多個散熱鰭片14〇所構成’其中U型熱管 之内壁上具有毛細結構。此散熱模組i〇〇b主 u型熱管13Q將熱自熱源傳導至散熱鰭片Η◦,再^ 由對流的方式將熱導出。 曰 1286919 於母政熱_片140上分別具有一穿孔141,可供 ,、、、笞130套$又於其中。於穿孔Hi邊緣延伸出一呈非封 閉環狀之接合部142,此接合部丨42係突出於散埶鰭月 14〇之一側。於接合部142之上端(即穿孔141的上、緣), 垂直延伸有一狹長型破孔143,當熱管13〇套設於散熱 鰭片140之穿孔141之後,沿箭頭γ所示之方向伸入狹 長型f孔143,可將銲料直接塗佈於接合部142之上端, =後續製程進入烤爐時,將散熱鰭片14〇連同熱管13〇 :併倒置,使得銲料於熔融狀態時因重力得以擴散至熱 I 130周緣。然而,由於所使用^型熱管13()兩端& =別套設於穿孔141中,但兩穿孔141係分別以相反之 f向延伸出一狹長型破孔143,故銲料塗佈之後只會流 :一端,使得銲料無法均勻完全擴散至穿孔141與接合 = 142。因此’若要使得銲料均句擴散,勢必必須採用 塗佈銲料、倒置散熱鰭片⑽與熱管13,以及 f烤爐4㈣’此種組接的方式*僅過程繁複,操作不 上生產。再者,由於必須於散熱鰭片140 ^ 長型破孔143,造成散熱鰭片140之散熱面積 減^,降低其整體之散熱效能。 、 【發明内容】 因此,為解決上述問題,本發明 ::僅步驟簡單’操作方便,適合大量生產 者口銲接不完整的缺陷,使散熱模組具高散埶效能。再 ί外觀銲料不易溢出,可使散減組之; 1286919 根據本發明的目的,提出一 管,以及至少一導熱件。每一出m且’包括-熱 合部,且此接合:更於:孔,延伸出-接 槽所形成的空間中。"、 ^ 以谷置一銲料於凸 於上述之散熱模組中,人 圓形、橢圓形、半圓形、矩;广之截面形狀係為 不等邊多邊形。—二 導熱4板,或其他可將熱導 =欣熟,片 平間隔分佈、垂直間p八# ,且導熱件係為水 佈’或其他分刀佈、斜㈣隔分佈、放射狀分 熱管之形狀係一 1[型,且銲料 paste)、導熱膏(grease),或一杏導 joldenng , 基座或疋直接與一熱源接觸,用以 5 、電晶體^服器、高階繪圖疒 硬碌、電源供應器、行車控制条 .^ ^ 口卜 …,^基地〇,或馬階遊戲機(PS3、XB0X、任天堂)。 於上述之散熱模組中,埶管 其中毛細結構之材質包括、選自塑膠;屬有:=結 Γ二非=所組成之族群其卜:二 ^狀係選自網狀(lnesh)、纖維狀⑴ 毒社 、=冓與熱管内壁之結合方法係選自燒::二填2細 沈積所組成之族群其t之一。 料填充、 1286919 曾於上述之散熱模組中,熱管内含一工作流體,以供 ,熱之用。工作流體係選自無機化合物、水、醇類、扩、 恶金屬、酮類、冷媒、有機化合物所組成之族群其之 〇 丨 、根據本發明的再一目的,提出一種散熱模組之組接 方法’包括下列步驟:提供一熱管與至少—導熱件 二導熱件上具有-穿孔’且每—導熱件於穿孔邊緣 所:ΐ合部’接合部更具有一凸槽;放置一銲料於凸槽 所形成的空間中;將熱管插入此些導熱件上之穿孔中: 一併倒置導熱件與熱管;以及進行一迴銲製程。 上述之散熱模組之組接方法中,接合部係呈一封 且接合部係突出於導熱件之-侧。接合部之截 :形狀係為圓形、橢圓形、半圓形、矩形、三角形、四
為二孰邊形’或不等邊多邊形。導熱件係 道了片v熱薄板,或其他可將熱導離之物件,且 水平間隔分佈、垂直間隔分佈、斜向間隔分 ::放射曰狀分佈,或其他分佈方式。熱管之形狀係一 U (greased ί 為錫'膏(S〇ldering PaSte)、導熱膏 ^ 或可充當導熱介面之材料。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更 作詳細說明特舉-較佳實施例’並配合所附圖式’ 【實施方式】 寺參照第Μ圖與第2β圖,第2A圖係為依照 X X實施例之散熱模組之分解圖,而第2B圖係為 1286919 :2A圖中C處之放大圖。本發明之散熱模組2〇〇包括一 型熱官210與多個導熱件22〇, u型熱管21〇可透過一 ,座或是直接與熱源接觸,用以將熱源發散的熱直接傳 f導熱件220,再藉由對流的方式(例如是外加一風 ,等)以將熱快速導出。熱源例如是一發熱之電子元件, 諸如疋CPU、電晶體、伺服器、高階繪圖卡、硬碟、電 ,供應裔、行車控制系統、多媒體電子機構、無線通信 基地台、高階遊戲機(PS3、XB0X、任天堂)等。 導熱件220例如是散熱鰭片、導熱薄板,或其他可 =熱‘離之物件,且導熱件22〇可視實際之需要而將散 熱鰭片或導熱薄板之分佈作各種的配置。上述之分佈方 式例如是水平間隔分佈、垂直間隔分佈、斜向間隔分佈、 放射狀分佈,或其他分佈方式。 】型熱管210之内壁上具有毛細結構,且毛細結構 之材貝包括塑膠、諸如銅、崔呂、鐵等的金屬/合金或 ,非金屬材料。毛細結構(wick st遺t⑽)之形狀例如 疋網狀(mesh)、纖維狀(fiber)、燒結(sinter*/或溝 狀(groove)。毛細結構與u型熱管21〇之内壁之結合方 =可以為燒結、黏著、填充及/或沈積。U型熱管^内 3-工作流體’以供導熱之用。前述工作流體例如 f,合物、水、醇類、諸如汞的液態金屬、酮類、= 氣乳碳化物等的冷媒、或其他有機化合物。JL作济辦夕 沸騰溫度可藉由蒸氣室内之壓力進行控制。 _ 於每一導熱件22〇上分別具有至少一穿孔 供熱官210套設於其中。於穿孔221邊緣延伸出一= 閉環狀之接合部222,此接合部222係突出於導熱件^ 1286919 之一側。於接合部222之下端(即穿孔221的下緣)更具 有一凸槽223 ’此時由於凸槽223位於接合部222之下 端i可使銲料容置於凸槽223所形成的空間中。銲料例 女=錫 e (soldering paste)、導熱膏(grease),或一可 充當導熱介面之材料,以增加導熱件220與熱管210外 壁之間接觸面的平滑性,促使散熱模組200之整體導熱 效果更加良好。 '
请同時參照第3A圖與第3B圖,第3A圖係為第2A 圖之散熱模組組接後之示意圖,而第3B圖係為第3A圖 中D處之放大圖。在銲料容置於凸槽所形成的空間 中之,再將熱管21〇插入導熱件22Q之穿孔221中, ίϊ?迴銲製程時’將導熱件220連同熱管210-併倒 置後达入烤爐,如第3Α圖與第3Β圖所示。此時凸槽223 j7位:接口邛222之上端,在重力作用之下,銲料於熔 =狀心時便可疋全擴散至熱冑2! 〇周緣(即穿孔⑵與接 處)’進而將熱管完整包覆’達到使熱管210 :導:主220完美接合的目的。在此,必須特別注意的 二1„示接合部222、凸槽223以及熱管21〇, W3A圖與帛3Bw中並未繪示出銲料。 -^接合:222之截面形狀可隨著設計上之需要而改 ί可I \2β、3α、μ中所揭露之約略圓形之外, 形、二、半圓形、矩形、三角形、四邊形、梯 面形狀亦可隨著設計上雪 能夠與熱管21〇相對4:要:=,ΐ接合部222 效即可。 野職合’俾使其達到良好傳熱的功 1286919 請再同時參照第2A圖、第2B圖、第3A圖與第3B 圖’本,明亦揭露-種散熱模組之組接方法,包括下列 乂驟知:t、熱管210與至少一導熱件220,每一導熱 件220上具有一穿孔221,且每一導熱件22〇於穿孔221 邊緣延伸出一接合部222,接合部222更具有一凸槽 223 ;放置一銲料於凸槽223所形成的空間中;將埶管 210插入此些導熱件22〇上之穿孔221中;一併倒置、導 熱件220與熱管21〇 ;以及進行一迴銲製程。 於進行一迴銲製程時,由於銲料已預先容置於凸槽 223所形成的空間中,而後導熱件22()才連同熱管 一併倒置後送入烤爐。此時在重力作用之下,銲料於熔 融狀態時便可完全擴散至熱管21〇周緣(即穿孔221盥接 合部222處),進而將熱管完整包覆,如此一來,熱管 210與導熱件220便能夠完美接合,達到良好傳 熱的功效。 與習知各種組接方法相較,本發明之此種組接方 不僅步驟簡單’操作方便,適合大量生產。再者,凸样 223與接合部222 —體成型’可避免銲料可能因接合^ 上端抽高之斷面阻擋,而無法流入所需要之銲接面,^ 成銲接不完整,降低整體散熱效能的缺陷,使散埶 具高散熱效能。另外,由於銲料係預先容置於凸i 223 :形成的空間中,在插入熱管21〇時,銲料並不‘被熱 官210帶離凸槽223,可確保熱管21〇被完整包覆^ 因每一導熱件220係與相鄰之導熱件22〇緊 起’故導熱請之間之間隙微小,於進行=在; 料不易出了使放熱模組2 0 0之整體外觀保持整潔美 12 1286919
雖然本發明已以-較佳實 用以限定本發明,任何孰羽^ …、/、並非 ^ m 彳7熟自此技藝者,在不脫離本發明 之精神和車巳圍内,當可作久 徂·作各種更動與潤飾,因此本發 明之保―圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1A圖係為習知一種熱管與鰭片組裝方式之示意 圖。 一 第1B圖係為第1A圖中A處之放大圖。 第1C圖係為習知另一種熱管與鰭片之組裝方式示 意圖。 第1D圖係為第ic圖中β處之放大圖。 第2Α圖係為依照本發明較佳實施例之散熱模組之 分解圖。 第2Β圖係為第2Α圖中C處之放大圖。 第3Α圖係為第2Α圖之散熱模組組接後之示意圖。 第3Β圖係為第3Α圖中D處之放大圖。 【主要元件符號說明】 100a、100b ' 200 :散熱模組 110、130、210 : U 型熱管 120、140 :散熱鰭片 121、141、221 :穿孔 122、142、222 :接合部 123、143 :破孔 220 :導熱件 223 :凸槽 13
Claims (1)
1286919 該熱管可透過—基座或是直接與-熱源接觸,用以將該 熱源發散的熱直接傳導至該些導熱件。 ^ 、9、如申請專利範圍第8項所述之散熱模組,其中 该熱源係為一發熱之電子元件。 1ϋ. 二 如申請專利範圍第9項所述之散熱模組,其中 該發熱之電子元件係為CPU、電晶體、伺服器、高^皆洛 圖卡、硬碟、電源供應器、行車控制系統、多媒體電^
機構、無線通信基地台,或高階遊戲機(PS3、XB0X、 天堂)。 一 η·如申請專利範圍第1項所述之散熱模組,係盥 2扇並用’用以促進由該些導熱件所導出的熱更加迅 速逸散。 如申請專利範圍第丨項所述之散熱模組,其中 5亥熱管之内壁上具有一毛細結構。
13.如申請專利範圍第12項所述之散熱模組,苴 中該毛細結構之材質包括選自塑膠、金屬、合金、多 性非金屬材料所組成之族群其中之一。 14·如申請專利範圍第12項所述之散熱模組,其 忒毛細結構之形狀係選自網狀(mesh)、纖維狀 iber)燒結(sinter)、溝狀(gr〇〇ve)所組成之族群其 15.如申請專利範圍第12項所述之散熱模組,其 Γ毛細結構與該熱管内壁之結合方法係選自燒結、黏 者、填充、沈積所組成之族群其中之一。 如申請專利範圍第丨項所述之散熱模組,其中 §亥熱官内含—工作流體,以供導熱之用。 15 1286919 間隔分佈、放射狀分佈,或其他分佈方式。 其 24·如申請專利範圍第18項所述之組接方法, 中該熱管之形狀係為一 U型。 > 25·如申請專利範圍第18項所述之組接方法,盆 >中该熱管可透過一基座或是直接與一熱源接觸,用以將 該熱源發散的熱直接傳導至該些導熱件。 26·如申請專利範圍第25項所述之組接方法,盆 中該熱源係為一發熱之電子元件。 /、 一 27·如申請專利範圍第26項所述之組接方法,其 中^务熱之電子元件係為CPU、電晶體、伺服器、高 、、’曰圖卡、硬碟、電源供應器、行車控制系統、多媒體電 子機構、無線通信基地台,或高階遊戲機(PS3、xb〇x、 任天堂)。 28. ^ #如申請專利範圍第18項所述之組接方法,其 中该熱管與該些導熱件係與一風扇並用,用以促進由ς 些導熱件所導出的熱更加迅速逸散。 29·如申請專利範圍第丨8項所述之組 中該熱管之内壁上具有一毛細結構。 方法” 30·如申請專利範圍第29項所述之組接方法,豆 中該毛細結構之材質包括選自塑膠、金屬、合金、別、 性非金屬材料所組成之族群其中之 31. 如申請專利範圍第29項所述之組接方法,其 中該毛細結構之形狀係選自網狀(mesh)、 ^ (中=:)。、燒結(sinter)、溝狀(gr。痛 32. 如申請專利範圍第29項所述之組接方法,其 1286919 ^該^結構與該熱管内壁之結合方法係選自燒社 真充、沈積所組成之族群其中之一。 σ 1 33.如入申請專利範圍第18項所述之組接方法,复 内3 —工作流體,以供導熱之用。 八 中該mm範f第33項所述之組接方法,# 酮類、冷媒、右:自…、機化合物、水、醇類、液態金屬、 、、有機化合物所組成之族群其中之—。 18
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