TWI512259B - 散熱組件的製造方法 - Google Patents

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Description

散熱組件的製造方法
本發明是有關一種散熱組件的製造方法。
一般而言，電腦於運轉過程中，電路板上的電子元件會產生熱，例如中央處理晶片(Central Processing Unit；CPU)、南北橋晶片與顯示晶片等。在半導體製程不斷進步下，晶片耗電率得以下降，因此可不用風扇模組作為散熱模組，以節省機殼空間與降低使用時的噪音。取而代之的是利用均熱材料或具有熱管與金屬板之組件作為散熱模組。
均熱材料例如石墨材、銅鋁箔或是複合材料。均熱材料雖不受空間上的限制，但有單價高、散熱能力低等缺點。具熱管與金屬板之組件在製作時，一般係以焊接製程將熱管固定於金屬板上。其中，金屬板需先以CNC切削製程及沖壓製程的方式加工，以形成容納熱管的凹槽。接著，便可將熱管放入金屬板的凹槽中，並以焊錫焊接熱管與金屬板。
當熱管的一端置於較高溫處且另一端置於較低溫 處時，高溫處之毛細體吸附的工作流體會開始蒸發。蒸發的氣體聚集在管內的空間，並因壓力的因素使氣態的流體往熱管的低溫處流動。當氣態的流體到達低溫處時便開始冷凝成液態的流體，並由低溫處的毛細體吸附。之後，毛細體將液態的流體利用毛細現象使其從低溫處流回了高溫處。工作流體循環不息的以氣、液態之相變化傳熱，即為熱管的傳熱原理。
具熱管與金屬板之組件在傳統製作上，有諸多缺點，例如需以至少三種製程(包含沖壓，CNC切削，焊接等製程)結合熱管與金屬板，因此會增加人力成本與製程成本。此外，當製程種類多時，不僅會使整體良率下降，且CNC切削與焊接製程會造成熱管與金屬板的機械強度降低。
本發明之一技術態樣為一種散熱組件的製造方法。
根據本發明一實施方式，一種散熱組件的製造方法包含下列步驟：(a)於板體形成容置凹部與複數個鏤空區，且鏤空區貫穿容置凹部中的板體。(b)延展容置凹部中的板體，使鏤空區由緊鄰鏤空區之板體封閉。(c)放置熱管於容置凹部中，其中熱管的寬度與容置凹部的寬度大致相同。(d)施以沖壓處理於環繞容置凹部的板體，以形成複數個定位凸部，其中定位凸部朝容置凹部的方向凸出，使得熱管固定於定位凸部與容置凹部之間。
在本發明一實施方式中，上述散熱組件製造方法更包含：塗導熱膠於熱管或容置凹部中的板體，使導熱膠位於熱管與板體之間。
在本發明一實施方式中，上述散熱組件製造方法更包含：施以滾壓處理於熱管，使熱管的表面平整且厚度降低。
在本發明一實施方式中，上述熱管的厚度大於容置凹部的深度，使熱管抵靠於定位凸部。
在本發明一實施方式中，上述步驟(a)包含：施以沖壓處理於板體，使板體形成容置凹部與鏤空區。
在本發明一實施方式中，上述步驟(b)包含：施以鍛造處理於容置凹部中的板體，使鏤空區由容置凹部中的板體封閉。
在本發明一實施方式中，上述施以鍛造處理時的溫度為室溫，介於0至40℃。
在本發明一實施方式中，上述步驟(d)施以沖壓處理時的溫度為室溫，介於0至40℃。
在本發明一實施方式中，上述定位凸部的長度方向與熱管的長度方向相同。
在本發明一實施方式中，上述板體的材質包含鋁或銅。
在本發明上述實施方式中，散熱組件的製造方法係將熱管放置於板體的容置凹部中後，施以沖壓處理於環繞容置凹部的板體。如此一來，熱管與容置凹部附近的板體 可形成朝容置凹部凸出的定位凸部，使熱管固定於定位凸部與容置凹部之間。散熱組件的製造方法製程單純，不需經CNC切削製程與焊接製程，便可結合熱管與板體，因此可節省人力成本與製程成本。此外，由於無CNC切削製程與焊接製程，因此可提升具熱管與板體之散熱組件的良率，並提升散熱組件的機械強度。
100‧‧‧散熱組件
110‧‧‧板體
110a‧‧‧板體
112‧‧‧容置凹部
114‧‧‧鏤空區
116‧‧‧定位凸部
120‧‧‧熱管
130‧‧‧導熱膠
140‧‧‧沖頭
7-7‧‧‧線段
D1‧‧‧厚度
D2‧‧‧深度
W‧‧‧寬度
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
第1圖繪示根據本發明一實施方式之散熱組件的製造方法的流程圖。
第2圖繪示繪示據本發明一實施方式之板體形成容置凹部與鏤空區時的立體圖。
第3圖繪示第2圖之容置凹部與鏤空區的局部放大俯視圖。
第4圖繪示第2圖之鏤空區封閉時的立體圖。
第5圖繪示第4圖之容置凹部的局部放大俯視圖。
第6圖繪示第4圖之容置凹部放置熱管時的立體圖。
第7圖繪示第6圖之熱管與板體沿線段7-7的剖面圖。
第8圖繪示第7圖之板體被沖頭沖壓時示意圖。
第9圖繪示第8圖之定位凸部形成後熱管與板體的立體圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示根據本發明一實施方式之散熱組件的製造方法的流程圖。散熱組件的製造方法包含下列步驟：首先在步驟S1中，於板體形成容置凹部與複數個鏤空區，且鏤空區貫穿容置凹部中的板體。之後在步驟S2中，延展容置凹部中的板體，使鏤空區由緊鄰鏤空區之板體封閉。 接著在步驟S3中，放置熱管於容置凹部中，其中熱管的寬度與容置凹部的寬度大致相同。最後在步驟S4中，施以沖壓處理於環繞容置凹部的板體，以形成複數個定位凸部，其中定位凸部朝容置凹部的方向凸出，使得熱管固定於定位凸部與容置凹部之間。
在以下敘述中，將具體說明上述各步驟。
第2圖繪示繪示據本發明一實施方式之板體110形成容置凹部112與鏤空區114時的立體圖。第3圖繪示第2圖之容置凹部112與鏤空區114的局部放大俯視圖。同時參閱第2圖與第3圖，板體110可施以沖壓處理，而形成容置凹部112與鏤空區114。其中，鏤空區114貫穿容置凹部112中的板體110a。容置凹部112可用來容置例如熱管120(見第6圖)的散熱元件，設計者可依熱管120的形狀將 板體110沖壓出對應熱管120形狀的容置凹部112，並不以第2圖繪示的板體110為限。
第4圖繪示第2圖之鏤空區114封閉時的立體圖。第5圖繪示第4圖之容置凹部112的局部放大俯視圖。同時參閱第4圖與第5圖，待鏤空區114(見第3圖)形成後，可延展容置凹部112中的板體110a，使鏤空區114由緊鄰鏤空區114之板體110a封閉。位於容置凹部112中之板體110a的延展方法可由鍛造處理達成。當緊鄰鏤空區114之板體110a透過鍛造處理延展後，板體110a的面積可擴大，進而封閉鏤空區114，使得容置凹部112在安裝熱管120(見第6圖)時，封閉鏤空區114的板體110a可提供較佳的導熱性與支撐性。
在本實施方式中，板體110的材質可以包含鋁或銅，但並不用以限制本發明，只要板體110的材質選用具延展性的金屬，在經沖壓處理與鍛造處理時不會斷裂便可。此外，板體110在進行沖壓處理與鍛造處理時的溫度均可在室溫的環境下，例如介於0至40℃，不需經CNC切削製程或加熱製程，因此可節省製造成本，並提升板體110的機械強度。其中，在室溫狀態下的鍛造處理可稱為冷鍛處理。
第6圖繪示第4圖之容置凹部112放置熱管120時的立體圖。第7圖繪示第6圖之熱管120與板體110沿線段7-7的剖面圖。同時參閱第6圖與第7圖，在本實施方式中，熱管120的寬度與容置凹部112的寬度大致相同， 均為寬度W，因此放置熱管120於容置凹部112中時，熱管120可由容置凹部112大致定位，不會於容置凹部112中晃動。
在熱管120尚未放置於容置凹部112中時，可先施以滾壓處理於熱管120，使熱管120的表面平整，並降低其厚度D1，以避免熱管120凸出容置凹部112過多而佔用系統(未繪示於圖)空間。舉例來說，板體110之容置凹部112的深度D2可以為0.5mm。當熱管120未經滾壓處理時，厚度D1可以為1.0mm。若未經滾壓處理的熱管120安裝於容置凹部112中，0.5mm厚的熱管120會凸出容置凹部112。然而，當熱管120經滾壓處理後，厚度D1可以由1.0mm降低為0.8mm，經滾壓處理的熱管120安裝於容置凹部112中時，則僅有0.3mm厚的熱管120凸出容置凹部112。上述熱管120的厚度D1與容置凹部112的深度D2並不用以限制本發明。
在本實施方式中，在熱管120尚未放置於容置凹部112中時，還可塗導熱膠130於熱管120或容置凹部112中的板體110a。如此一來，當熱管120放置於容置凹部112後，導熱膠130可位於熱管120與板體110a之間。導熱膠130用以填補熱管120與板體110a間的縫隙，增加傳熱效率。
第8圖繪示第7圖之板體110被沖頭140沖壓時示意圖。同時參閱第7圖與第8圖，當熱管120放置於容置凹部112時，熱管120的厚度D1可略大於容置凹部112的 深度D2。接著，可施以沖壓處理於環繞容置凹部112的板體110，以形成定位凸部116。其中，沖頭140與板體110的接觸位置是緊鄰容置凹部112，因此定位凸部116可朝容置凹部112的方向凸出。此外，由於熱管120的厚度D1大於容置凹部112的深度D2，所以當定位凸部116形成後，熱管120可抵靠於定位凸部116，使熱管120固定於定位凸部116與容置凹部112之間。
在本實施方式中，板體110進行沖壓處理時的溫度可以為室溫，介於0至40℃。
第9圖繪示第8圖之定位凸部116形成後熱管120與板體110的立體圖。同時參閱第8圖與第9圖，待環繞容置凹部112的板體110形成定位凸部116後，沖頭140離開板體110，便可產生具有定位凸部116的板體110。散熱組件100包含熱管120，及具容置凹部112與定位凸部116的板體110。散熱組件100不需經CNC切削製程與焊接製程，便可結合熱管120與板體110，因此可節省人力成本與製程成本。此外，由於無CNC切削製程與焊接製程，因此可提升具熱管120與板體110之散熱組件100的良率，並提升散熱組件100的機械強度。
在本實施方式中，定位凸部116的長度方向與熱管120的長度方向相同，且定位凸部116沿容置凹部112的相對兩側間隔地形成。如此一來，當熱管120接收一熱源的溫度而熱脹冷縮時，定位凸部116對熱管120的壓制力可較為均勻。
本發明之散熱組件的製造方法與習知技術相較，係將熱管放置於板體的容置凹部中後，施以沖壓處理於環繞容置凹部的板體。如此一來，熱管與容置凹部附近的板體可形成朝容置凹部凸出的定位凸部，使熱管固定於定位凸部與容置凹部之間。散熱組件的製造方法製程單純，不需經CNC切削製程與焊接製程，便可結合熱管與板體，因此可節省人力成本與製程成本。此外，由於無CNC切削製程與焊接製程，因此可提升具熱管與板體之散熱組件的良率，並提升散熱組件的機械強度。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟

Claims (10)

  1. 一種散熱組件的製造方法，包含下列步驟：(a)於一板體形成一容置凹部與複數個鏤空區，且該些鏤空區貫穿該容置凹部中的該板體；(b)延展該容置凹部中的該板體，使該些鏤空區由緊鄰該些鏤空區之該板體封閉；(c)放置一熱管於該容置凹部中，其中該熱管的寬度與該容置凹部的寬度大致相同；以及(d)施以沖壓處理於環繞該容置凹部的該板體，以形成複數個定位凸部，其中該些定位凸部朝該容置凹部的方向凸出，使得該熱管固定於該些定位凸部與該容置凹部之間。
  2. 如請求項1所述之散熱組件的製造方法，更包含：塗一導熱膠於該熱管或該容置凹部中的該板體，使該導熱膠位於該熱管與該板體之間。
  3. 如請求項1所述之散熱組件的製造方法，更包含：施以滾壓處理於該熱管，使該熱管的表面平整且厚度降低。
  4. 如請求項1所述之散熱組件的製造方法，其中該熱管的厚度大於該容置凹部的深度，使該熱管抵靠於該些定位凸部。
  5. 如請求項1所述之散熱組件的製造方法，其中該步驟(a)包含：施以沖壓處理於該板體，使該板體形成該容置凹部與該些鏤空區。
  6. 如請求項1所述之散熱組件的製造方法，其中該步驟(b)包含：施以鍛造處理於該容置凹部中的該板體，使該些鏤空區由該容置凹部中的該板體封閉。
  7. 如請求項6所述之散熱組件的製造方法，其中施以鍛造處理時的溫度為室溫，介於0至40℃。
  8. 如請求項1所述之散熱組件的製造方法，其中該步驟(d)施以沖壓處理時的溫度為室溫，介於0至40℃。
  9. 如請求項1所述之散熱組件的製造方法，其中該些定位凸部的長度方向與該熱管的長度方向相同。
  10. 如請求項1所述之散熱組件的製造方法，其中該板體的材質包含鋁或銅。
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