TWI379987B - - Google Patents

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1379987 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種水冷裝置，特別是指一種改良組 接方式的水冷裝置》 【先前技術】 隨著諸多電子產品效能的提升，其内部含有的電子元 件數量亦急劇增加’以致於當電子產品運作時，所產生的 單位面積溫度增加’而提升電子產品發生過熱當機或損壞 的可能性’因此，散熱降低溫度對於電子產品而言，就變 成十分重要的課題。 以電腦主機内的中央處理單元（Centrai processing Unit，CPU)來說，通常是裝設一風扇輔助中央處理單元散 熱，但是這樣的散熱效果是有限的，而目前已提出一種水 冷政熱裝置9供裝設於CPU上，用以辅助CPU散熱，參閲 圖1，水冷散熱裝置9包括一基座91、一蓋板92、一輸入 水官93、一輸出水管94、複數螺鎖件％及一環形墊％， 基座91具有一底壁911、一圍繞底壁9U形成之圍繞壁912 、複數形成於圍繞壁912上且供蓋板92固定之螺孔部913 及複數形成於底壁911上且僅有一端連接圍繞壁912之隔板 914，而隔板914形成複數相連通且供水流動之流道Ms， 蓋板92具有複數與基座91之螺孔部913相配合之螺洞9幻 ’輸入水Ί* 93貞輸出水管94係連接於基座91且分別與美 座W之流道914相連通，螺鎖件％能穿伸於蓋板％之二 洞921而螺鎖於基座91之螺孔部913，使蓋板％固定於基 3 上而用以防止漏水 座91上’環形墊96設置於圍繞壁912 於是，當裝入水溶的水冷散熱裝置9連接一幫浦且貼 合於CPU時，CPU藉由與水冷散熱裝置9之基座91底壁 9U面接觸將廢熱傳導至基座91内的水溶液，透過幫浦產 生的水循環，使得基座91之所吸收的廢熱能導出，如此的 作動方式可降低CPU的溫度達成散熱之功效。 然而，水冷散熱裝置9係透過螺鎖件95接合基座91 與蓋板92，以致於在開模製造基座91時，為了增設螺孔部 13而增加了開模工程的成本，及在使用水冷裝置時，必 須化費人力與時間先螺鎖接合蓋板92與基座91，此外，水 冷散熱裝置9亦會因為環形墊96的老化變形，在使用上發 生漏水的If形，導致裝設水冷散熱裝置9之電子產品受損 壞。 【發明内容】 因此，本發明之目的，在於提供一種不必透過鎖栓件 組接之水冷裝置及其製造方法。 本發明之另一目的’在於提供一種能完全密封不漏水 的水冷裝置及其製造方法。 本發明之另-目的，在於提供__種供設置電路及電子 元件的水冷裝置及其製造方法。 本發明水冷裝置包含 於是 座體、一輸入口及一輸出口 的底面，頂壁間隔於底壁上 一底壁、一頂壁、一中空 ’底壁具有一供面向發熱元件 方’中空座體包括一連接於頂 壁與底壁之間的圍繞壁， ^ ^„ 頂壁、底壁及圍繞壁界定出一流 1頂壁及底壁至少其中-者與圍繞壁係燒結連接 x置於圍繞壁並連通職道㈣而可供冷卻流體 ::二口流入流道空間’輸出π設置於圍繞壁並連通該流 玉而可供机道空間内之冷部流體經輸出口流出。 本發月水冷裒置的—特點在於中空座體與底壁為一體 =型且其材質為銅’頂壁為雙面覆銅金屬的陶£板且透過 繞結連接中空座體。 本發月水冷裝置的—特點在於頂壁與底壁為雙面覆銅 金屬的陶£板且透過燒結連接材f為銅的Μ座體。 本發明水冷裝置之製造方法，包含下列步驟： (Α)提供-tS座體，該中空座體包括—圍繞界定出一 流道空間的圍繞壁； (B)提供二導熱板體，每—導熱板體的—側板面形成有 一氧化層；以及 (C)分別將該兩導熱板體以形成有該氧化層的該侧板面 面向該圍繞壁地上下燒結於該圍繞壁而封閉該流道空間。 其中，兩導熱板體供形成水冷裝置之底壁與頂壁。 本發明水冷裝置之另一製造方法，包含下列步驟·· (A’）提供一散熱座，該散熱座包括一底壁及一圍繞壁， 該底壁與該圍繞壁界定出一流道空間； (B，）提供一導熱板體，該導熱板體的—側板面形成有一 氧化層；以及 (C’）將該導熱板體以形成有該氧化層的該側板面面向該 圍繞壁並且間隔於該底壁上方地燒結於該圍繞壁而封閉該 流道空間。其中，導熱板體供形成水冷裝置之頂壁。 本發明水冷裝置之製造方法的一特點在於係利用將導 熱板體之一側面浸置於一含有氧化劑的氧化用溶液中，使 導熱板體之一側面氧化形成氧化金屬層。 本發明之功效在於不必透過任何鎖栓件而形成具有完 全被封空間的水冷裝置，使於水冷裝置内之冷卻液體不會 外漏，此外，更佳的是於水冷裝置之底壁或頂壁為雙面覆 銅陶瓷板，用以於底壁底面或頂壁頂面設置電路及電子元 件，使得電子元件能直接導出廢熱而獲得更佳的散熱效果 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中將可 清楚的呈現。 在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說 明内谷中，類似的元件是以相同的編號來表示。 參閱圖2與圖3’本發明水冷裝置之第—較佳實施例適 用於降低一發熱元件之溫度，本實施例所指的發轨元件為 -電腦主機内的中央處理單元（圖未示），但並不以此為限。 該水冷裝置101包含一底壁21、一中空座體22、一頂壁23 中空座體22與頂 、一輸入口 24及一輸出口 25，底壁21 壁23係由下而上相互連接。 211及一第一底 底壁21的材質為銅’包括一第一頂面 1379987 面212，第一底面212係供貼合於發熱元件，第—頂面a" 連接於中空座體22。 中空座體22的材質為銅，包括一圍繞壁221及複數一 知連接圍繞壁221内側壁面之肋片224，圍繞壁221具有一 上端面222及一用以透過燒結而連接底壁21之第一頂面 211的下端面223，也就是說，底壁21與中空座體22的結 合是利用金屬燒結的方式相結合。 頂壁23的材質亦為銅，包括一第二頂面231及一透過 燒結而連接圍繞壁221的上端面222之第二底面232，也就 是說，頂壁23與中空座體22的結合亦是利用金屬燒結的 方式。 圍繞壁221燒結連接於頂壁23及底壁21之間而界定 出一流道空間’搭配著上述設置於中空座體22内之肋片 224 ’流道空間即形成供冷卻液體流通之流道225。 輸入口 24及輸出口 25設置於中空座體22的圍繞壁 221，輸入口 24係連通流道空間而可供冷卻流體經輸入口 24流入流道225，輸出口 25連通流道空間而可供流道225 内之冷卻流體經輸出口 25流出，在本實施例中，輸入口 24 與輸出口 25會分別接上一用以連接幫浦之導管27,而導管 27是與設有輸入口 24與輸出口 25的中空座體22之圍繞壁 221經由壓鑄一體成型的，或者導管27是另外加工連接。 然而，輸入口 24與輸出口 25的設置只要能與流道225相 連通即可’其設置位置並不限於圍繞壁221，亦可設置於頂 壁23 ’但要注意的是’輸入口 24與輸出口 25設置的位置 7 1379987 是要能讓水冷裝置101内之冷卻液體取得較長的流動距離 ’以增加冷卻液體在水冷裝置101内較多的接觸面積。 特別要明的是，底壁21、中空座體22與頂壁23利用 燒結方式結合成一體的優點在於相同的金屬會因燒結而相 互溶為一體，經冷卻後彼此間將不會存有任何缝隙，如此 一來，水冷裝置101就不必透過任何鎖栓件之類的物件相 互連結，且也不必為了擔心連結後會產生漏水之情況而於 連結處設置一防水墊圈，更不必擔心防水墊圈會有老化變 形的問題。 Φ 此外，水冷裝置101更包含複數設置於流道225之導 熱體26,在本實施例中，導熱體26為鋼球，藉由導熱體 26的設置，使得當流道225内之冷卻液體流動時，能增加 冷卻液體與水冷裝置101内部的接觸面積，進而提升熱能 交換的效率。 配合參_ 4、圖5,本發明水冷裝置第一較佳實施例 的製造方法的較佳實施例包含下列步驟： 步驟80,提供-中空座體22。在本實施例中是利用籲 前述的銅金屬材質的中空座體22。 步驟82’提供二導熱板體，每一導熱板體的一側板面 形成有一氧化層。兩導熱板體供形成上述之底壁21與頂壁 23 ’因此其材質為銅金屬，在本實施例巾，可利用—熱氧-化處理使導熱板體的—侧板面形成有-氧化層203,該熱氧 化處理是在-氧氣含量鳩ppm以下的氣氛爐中以伽。c 至900。。的溫度’持續5至6〇分鐘，使導熱板體的—側形 8 1379987 中空座體22本來就相連不必透過燒結過程，只有頂壁23 與散熱座28之間需要透過燒結結合，散熱座28可以是銅 或銅合金材質；對於其他構造及功能與第一較佳實施例之 水冷裝置101相同，在此即不再重述。而且，水冷裝置1〇2 亦具有另一實施態樣，係將頂壁23置換為雙面覆銅金屬的 陶瓷板；其餘構造與功能第一較佳實施例之另—實施態樣 相同，在此即不再重述。 參閱圖9、圖1〇與圖11，本發明水冷裝置第二較佳實 施例的製造方法的較佳實施例包含下列步驟： 步驟81，提供一散熱座28。在本實施例中，是利用前 述的銅金屬材質的散熱座28。 步驟83，提供一導熱板體，將導熱板體的_側板面形 成有一氧化層203。在本實施例中，導熱板體即是用以形成 前述的頂壁23,其材質可以是銅板或雙面覆銅陶瓷板；其 氧化過程與第一較佳實施例之步驟82相同。 _步驟85，將導熱板體以形成有氧化層203的側板面貼 合於圍繞壁地燒結於圍繞壁而封閉流道空間。其燒結過程 與第一較佳實施例之步驟84相同，便可形成如圖1〇及圖 11所示的水冷裝置1〇2 » 在第二較佳實施例中，由於只需要散熱座28與一個導 熱板體進行燒結，因此，在燒結作業上，更具有不需花費 太多時間加工的優點。 综上所述，本發明水冷裝置不必藉由任何鎖栓件即可 、、且裝元成，且形成完全密封的流道空間，使於水冷裝置内 11 1379987 之冷卻液體不會外漏，此外，更可以將水冷裝置之底壁21 或頂壁23由銅板材質改為陶瓷覆銅板材質，用以於底壁21 底面或頂壁23頂面設置電路及電子元件，使得電子元件能 直接導出廢熱而獲得更佳的散熱效果，故確實能達成本發 明之目的。 惟以上所述者’僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修你，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是一立體分解圖，說明習知的水冷裝置的組裝結 構； … 圖2是一立體示意圖，說明本發明水冷裝置之第一較 佳實施例； 圖3是一立體分解圖，說明該水冷裝置各構件之 關係；

圖4疋一流程圖，說明該水冷裝置的製造方法； 圖5疋-製作流程示意圖，說明該水冷裝 態樣的製作過程； 耳施 圖6是一製作流程示意圖 施癌樣的製作過程； ’說明該水冷裝置之另—實 ’說明本發明水冷裝置之第二較 圖7是一立體示意圖 佳實施例； 圖8是一立體分解圖 說明該水冷裝置各構件之連結 12 1379987 關係； 圖9是一流程圖，說明該水冷裝置的製造方法； 圖10是一製作流程示意圖，說明該水冷裝置之一實施 態樣的製作過程；及 圖11是一製作流程示意圖，說明該水冷裝置之另一實 施態樣的製作過程。

13 1379987 【主要元件符號說明】 101… •…水冷裝置 224… …·肋片 102… •…水冷裝置 225 ··· …·流道 201 ··· •…銅金屬層 23…… …頂壁 202… •…陶瓷層 231 ··· 第-一頂面 203… •…氧化層 232 ··· —第一底面 21…… …·底壁 24…… …輸入口 211… …第一頂面 25…… …輸出口 212 ··· —第 底面 26…… …導熱體 22…… •…中空座體 27…… …導管 221… …圍繞壁 28…… …散熱座 222 ··· •…上端面 80〜85· …步驟 223 ··· …下端面 14

Claims (1)

1379987 舉!· ？r 1修(更)正本 第098118364號申請案;4宂|.修正後無劃線之说明書替k頁 修正日期：101年08月 七、申請專利範圍： 1· 一種水冷裝置，適於對一發熱元件進行散熱，該水冷裝 置包含： 一底壁，具有一供面向該發熱元件的底面； 一頂壁，間隔於該底壁上方； 一中空座體，包括一連接於該頂壁與該底壁之間的 圍繞壁，該頂壁、該底壁及該圍繞壁界定出一流道空間 ’且該頂壁及該底壁至少其中一者藉由熱氧化處理或濕 式氧化方法而形成一銅氧化層’並藉由該銅氧化層與該 圍繞壁燒結連接； 一輸入口 ’設置於該頂壁與該圍繞壁其中一者並連 通該流道空間而可供冷卻流體經該輸入口流入該流道空 間；及 一輸出口，設置於該頂壁與該圍繞壁其中一者並連 通该流道空間而可供該流道空間内之冷卻流體經該輸出 口流出。 2 ’依據申凊專利範圍第i項所述之水冷裝置其中該頂 壁形成一銅氧化層並藉該銅氧化層與該圍繞壁燒結連接 ，該中空座體與該底壁為一體成型地連接。 3.依據申請專利範圍第2項所述之水冷裝置，其中，該頂 壁、該底壁及該中空座體的材質為銅。 4_依據申請專利範圍第2項所述之水冷裝置，其中，該中 空座體與該底壁的材f為銅，該頂壁為雙面覆銅金屬的 陶竟板而具有二金屬層以及—介於該兩金屬層之間的陶 15 1379987 ^ ^ 第_腦號申請案補充、修正後無劃線=明書替=頁修正日期⑼年⑽月 瓷層，且該銅氧化層係形成於對應該圍繞 5. 依據申請專利範圍第】項所述之水冷裝置，其金中屬層該底 壁與該頂壁分別形成一銅氧化層，且該底壁與該頂壁分 別藉由該等銅氧化層而與該圍繞壁燒結連接。 6. 依據申請專利範圍第5項所述之水冷裝置，其中，該頂 壁、該底壁與該中空座體的材質為銅。 7. 依據申請專利範圍第5項所述之水冷裝置，其中，每一 該頂壁與該底壁為雙面覆銅金屬的陶瓷板而具有二金屬 層以及一介於該兩金屬層之間的陶瓷層，該中空座體的 材質為鋼，且該等銅氧化層係分別形成於該頂壁與該底 壁對應該圍繞壁的金屬層。 8. 依據申請專利範圍第丨項至第7項其中任一項所述之水 冷裝置，其中，該令空座體更包括複數連接該圍繞壁並 且位於該流道空間内的肋片，該等肋片於該流道空間内 界定出一流道。 9. 依據申請專利範圍第8項所述之水冷裝置，更包含複數 容置於該流道内的導熱體’該等導熱體用以增加冷卻液 體與該_空座體内部的接觸面積。 10. 依據申請專利範圍第9項所述之水冷裝置，其中，該等 導熱體為鋼球》 11. 一種水冷裝置製造方法，包含： 步驟A:提供一 _空座體’該中空座體包括一圍繞 界定出一流道空間的圍繞壁及一設置於圍繞壁之輸入口 及輸出口； 16 1379987 第咖8364號申請案補充、修正後無劃線之說明書替換頁修正日期⑼年〇8月 步驟B:提供二導熱板體，每一導熱板體的一側板 面藉由熱氧化處理或濕式氧化方法而形成一銅氧化層； 以及 步驟C:分別將該兩導熱板體以形成有該銅氧化層 的該側板面面向該圍繞壁地上下燒結於該圍繞壁而封閉 該流道空間。 12. 依據巾請專利範圍第u項所述之水冷裝置製造方法其 瞻中，於該步驟B中，該等導熱板體為銅金屬板。 13. 依據申請專利範圍第u項所述之水冷裝置製造方法其 中，於該步驟B +，該等導熱板體為雙面覆銅金屬的陶 竟板，每一導熱板體具有二金屬層以及一介於該兩金屬 層之間的n層’且該等銅氧化層係分別形成於該等導 熱板體的其中一金屬層。 -14.依據申請專利範圍第n項所述之水冷裝置製造方法其 中，該濕式氧化方式係將該料熱板體之一 _浸置於 # 一含有氧化劑的氧化用溶液中，使該等導熱板體之一側 面氧化形成銅氧化層。 .15.依據申請專利範圍第n項所述之水冷裝置製造方法，其 中，β亥熱氧化處理的溫度是介於4〇〇〜。 16.依據申請專利範圍第u項所述之水冷裝置製造方法，其 中，於該步驟c中，燒結溫度是介於1〇65〜1〇8〇<t。 17· —種水冷裝置製造方法，包含·· 乂驟A 供一散熱座，該散熱座包括一底壁、一 圍繞壁及-設置於圍繞壁之輸入口及輸出口該底壁與 17 1379987 第098118364號申請案補充、修正後無劃線之說明書替換頁修正日期：⑼年⑽月 該圍繞壁界定出一流道空間； 步驟B’：提供一導熱板體，該導熱板體的一側板面 藉由熱氡化處理或濕式氧化方法而形成一銅氧化層；以 及 步驟C’：將該導熱板體以形成有該銅氧化層的該側 板面面向該圍繞壁並且間隔於該底壁上方地燒結於該圍 繞壁而封閉該流道空間。 18. 依據申請專利範圍第17項所述之水冷裝置製造方法，其 中，於該步驟B，中，該導熱板體為銅金屬板。 19. 依據申吻專利範圍第17項所述之水冷裝置製造方法，其 中，於該步驟B’中，該導熱板體為雙面覆銅金屬的陶瓷 板°亥導熱板體具有二金屬層以及一介於該兩金屬層之 間的陶瓷層，且該等銅氧化層係分別形成於該等導熱板 體的其中一金屬層。 20. 依據申凊專利範圍第17項所述之水冷裝置製造方法，其 中，該濕式氧化方式係將該導熱板體之一側面浸置於一 3有氧化劑的氧化用溶液中，使該導熱板體之一側面氧 化形成銅氧化層。 21. 依據申請專利範圍第17項所述之水冷裝置製造方法，其 中°玄熱氣化處理的溫度是介於4〇〇〜9〇〇 。 22·依據申請專利範圍第17項所述之水冷裝置製造方法，其 中於汶步驟c’中，燒結溫度是介於1065〜1080。(：。 18