TWI390387B - 散熱裝置 - Google Patents

Description

散熱裝置

本發明涉及一種散熱裝置，特別係指一種對電子元件散熱之散熱裝置。

電子元件在運行過程中通常產生大量之熱量，為確保電子元件正常運行，該等熱量需要及時散發出去。為此，通常在電子元件上加裝一散熱裝置。該散熱裝置通常包括一吸熱板及設置於該吸熱板上之散熱鰭片。該吸熱板由銅、鋁等熱傳導性良好之金屬材料製成，但金屬板受制於材料本身有限之熱傳導性，若對高發熱量之電子元件，會產生明顯之熱阻而無法達到良好散熱，影響電子元件之運行穩定性。

為提升散熱裝置之效率，業界亦採用在吸熱板設置一腔體，該腔體內封入水、乙醇等工作流體，利用工作流體之相變化來提高傳熱速度。工作時，工作流體在吸熱板之吸熱區吸熱氣化，擴散至吸熱板之放熱區，而後冷卻液化。為使液化後之工作流體能更快回流至吸熱板之吸熱區，該吸熱板於腔體之內壁上設置一整層粉末燒結式或者織網式之毛細結構。該毛細層包含大量之毛細孔，其可產生毛細力以傳輸工作流體。液化後之工作流體在毛細層之毛細力作用下回流至發熱區參與相變化循環，從而持續地進行散熱。

由於毛細層之毛細孔極為微小，致使毛細層之儲液能力有限。為將充足之液體容置於腔體內部，吸熱區之毛細 層及放熱區之毛細層間需具有一定間隙，以在二者間形成具有一定厚度之容置空間。惟，該種間隙將導致散熱裝置之整體厚度增大，使其不能安裝於較薄之電子裝置內，無法適應當今電子裝置輕薄化之需求。

有鑒於此，實有必要提供一種較薄之相變化散熱裝置。

一種散熱裝置，其包括一吸熱板，該吸熱板具有一盛放工作流體之腔室，一放熱板結合至吸熱板上並密封該腔室，一毛細結構形成於腔室內，該毛細結構包括一具有複數第一空穴之第一毛細層及一具有複數第二空穴之第二毛細層，該等第一空穴與第二空穴相互連通而共同容置工作流體。

與習知技術相比，本發明之散熱裝置之毛細結構上開設複數連通之第一空穴及第二空穴，其尺寸遠大於毛細結構之毛細孔之尺寸，可將充足之液體收容於其內。故而，第一毛細層及第二毛細層間不需留出相應之間隙，散熱裝置之厚度可控制在一較小之範圍內。

如圖1至2所示，本發明之散熱裝置為一種相變化式散熱裝置，其用於安裝於電子裝置(圖未示)內而對其中之電子元件(圖未示)散熱。該散熱裝置包括一吸熱板10、一固定於吸熱板10上之放熱板20、一容置於吸熱板10及放熱板20間之工作流體(圖未示)及一夾置於吸熱板10及放熱板20間之毛細結構(圖未標)。

所述吸熱板10包括一方形之容置部12及一自容置部12頂部水平向外延伸之折邊14。該容置部12內開設一方形之腔室100，以收容工作流體。該容置部12之底面之中部區域用於接觸電子元件，以吸收其產生之熱量。

所述放熱板20呈方形，其周緣與吸熱板10之折邊14之外緣相對齊。該放熱板20藉由焊接固定至吸熱板10之折邊14上，從而將工作流體密封於腔室100內。

所述毛細結構包括一第一毛細層30及一第二毛細層40，其均由複數細線交織而成。該毛細結構內形成有大量之毛細孔(圖未示)，以產生傳輸工作流體之毛細力。可以理解地，該毛細結構還可藉由本領域技術人員所習知之其他方式所構成，如粉末燒結式。所述第一毛細層30容置於腔室100之下部，其包括一方形之環體32、一形成於環體32中部區域之方形片體34及複數將片體34連接至環體32之樑部36、38。所述環體32之週緣與腔室100之內圍大致相同，其厚度等於腔室100深度之一半。所述片體34與容置部12之中部區域接觸而與電子元件相對應，其用於將樑部36、38所回傳之工作流體匯聚至一處。該等樑部36、38包括四橫樑36及與該四橫樑36相互交替設置之另外四橫樑38，其中該四橫樑36分別連接片體34之周緣之中部至環體32之內緣之中部，另外四橫樑38則分別連接片體34之四角至環體32之四角。該八樑部36、38將片體34及環體32共同圍設出之環形空間(圖未標)分割成八面積相等之第一空穴300，其中每一空穴300均呈直角三角形之構造。該等第一空穴300與毛細孔相連通以 為蒸發後之工作流體提供氣流通道。該等第一空穴300之尺寸遠大於毛細孔之尺寸，以將工作流體充分地收容於其中。

請一併參閱圖3及圖4，所述第二毛細層40形成於第一毛細層30上而位於腔室100之上部，其厚度與第一毛細層30之厚度相等，換言之，第一毛細層30與第二毛細層40之厚度之和與腔室100之深度相等。該第二毛細層40之頂面與吸熱板20之折邊14之頂面齊平並與放熱板20之底面接觸(如圖4)，以將位於放熱板20底面之工作流體回傳至容置部12之下部。該第二毛細層40亦包括一方形之環體42、一形成於環體42中部之方形片體44及複數連接片體44與環體42之樑部46。第二毛細層40之環體42之構造與第一毛細層30之環體32之構造及大小均相同，其抵靠於腔室100之環壁面。所述第二毛細層40之片體44之面積小於第一毛細層30之片體32面積，其置於片體32之中部區域並與該片體32多孔性連接。該等樑部46分別連接片體44每一邊之相應部分至環體42之每一邊之對應位置，從而將片體44與環體42共同圍設出之環形空間(圖未標)分割成八第二空穴400、402。該八第二空穴400、402包括呈等腰銳角三角形構造之四第二空穴400及大致呈菱形並與該四第二空穴400交替分佈之另外四第二空穴402。第二毛細層40之樑部46與第一毛細層30之樑部36、38相互錯開，從而使第一空穴300與第二空穴400、402互通(如圖3)，以容置工作流體。

使用該散熱裝置時，將散熱裝置置於電子元件上，使其 吸熱板10之容置部12之底面之中部區域與電子元件接觸。位於片體34、44附近之工作流體吸收熱量而蒸發成蒸汽，進而向外擴散至充滿整個腔室100內。蒸汽到達放熱板20之底面之後，藉由放熱板20與外界進行換熱而冷凝成液體。該液體在毛細力之作用下沿第一毛細層30及第二毛細層40之樑部36、38、46回流至片體34、44內，再經由片體34、44傳輸至容置部12之下部之中部區域而再度吸收熱量。由此，隨著工作液體之不斷氣化及液體，電子元件之熱量被持續地散發至外界，從而確保電子元件之正常運作。

與習知技術相比，本發明之散熱裝置之第一毛細層30及第二毛細層40各自開設複數第一空穴300及第二空穴400、402。由於第一空穴300及第二空穴400、402之尺寸遠大於毛細結構內之毛細孔之尺寸，其可將大量之工作流體收容於其中。故而，第一毛細層30與第二毛細層40間不需隔開以形成容置工作流體之空間，散熱裝置之厚度可控制在一較小之範圍之內，以適應當前輕薄化電子裝置之需求。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧吸熱板

100‧‧‧腔室

12‧‧‧容置部

14‧‧‧折邊

20‧‧‧放熱板

30‧‧‧第一毛細層

300‧‧‧第一空穴

32、42‧‧‧環體

34、44‧‧‧片體

36、38、46‧‧‧樑部

40‧‧‧第二毛細層

400‧‧‧第二空穴

圖1係本發明之散熱裝置之立體組裝圖。

圖2係圖1之分解圖。

圖3係圖1移去散熱裝置之放熱板之視圖。

圖4係圖1之散熱裝置沿剖線IV-IV之剖面圖。

10‧‧‧吸熱板

100‧‧‧腔室

12‧‧‧容置部

14‧‧‧折邊

20‧‧‧放熱板

30‧‧‧第一毛細層

300‧‧‧第一空穴

32、42‧‧‧環體

34、44‧‧‧片體

36、38、46‧‧‧樑部

40‧‧‧第二毛細層

400‧‧‧第二空穴

Claims (7)

1. 一種散熱裝置，其包括一吸熱板，該吸熱板具有一盛放工作流體之腔室，一放熱板結合至吸熱板上並密封該腔室，一毛細結構形成於腔室內，其改良在於：該毛細結構包括一具有複數第一空穴之第一毛細層及一具有複數第二空穴之第二毛細層，該等第一空穴與第二空穴相互連通而共同容置工作流體，該第一毛細層包括一片體、一環繞該片體之環體及複數連接片體及環體之樑部，該等第一毛細層之樑部將環體及片體共同圍設出之空間分割成複數第一空穴，該第二毛細層包括一片體、一環繞片體之環體及複數連接片體及環體之樑部，該等第二毛細層之樑部將環體及片體共同圍設出之空間分割成複數第二空穴，該第一毛細層之環體及片體分別與第二毛細層之環體及片體接觸，第一毛細層之樑部與第二毛細層之樑部錯開。
2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該第一毛細層與吸熱板接觸，第二毛細層夾置於第一毛細層及放熱板之間並與二者接觸。
3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該第一毛細層與第二毛細層之厚度之和與腔室之深度相等。
4. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中每一第一空穴呈直角三角形。
5. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該第二空穴包括複數呈等腰三角形構造之第二空穴及與該等等腰三角形構造之第二空穴交替分佈之複數菱形之第二空穴。
6. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中第二毛細層 之片體之面積小於第一毛細層之片體之面積，第二毛細層之環體與第一毛細層之環體之構造相同。
7. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該毛細結構包含大量之毛細孔，該等第一空穴及第二空穴與該等毛細孔相連通。