TWI538610B - 散熱裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

散熱裝置及其製造方法

一種散熱裝置及其製造方法，尤指一種散熱裝置的固定結構，其設置固定結構時，得不破壞該散熱裝置之本體，進而可防止該散熱裝置內部之腔室產生滲漏影響熱傳效率的散熱裝置及其製造方法。

隨現行電子設備逐漸以輕薄作為標榜之訴求，故各項元件皆須隨之縮小其尺寸，但電子設備之尺寸縮小伴隨而來產生的熱變成電子設備與系統改善性能的主要障礙。無論形成電子元件的半導體尺寸不斷地縮小，仍持續地要求增加性能。

均溫板係為一種較大範圍面與面之熱傳導應用，其有別於熱管之點對點的熱傳導方式，並適用於空間較為窄小之處使用。

習知係將均溫板與一基板結合使用並透過均溫板傳導該基板上之發熱元件之熱量，習知技術主要係於均溫板避開該腔室之部位，即該均溫板閉合處外之四耦各形成有穿孔並穿設一具有內螺牙之銅柱，基板相對該均溫板設置銅柱之位置係開設至少一孔洞，再透過一螺鎖元件以螺鎖之方式同時穿設該等銅柱及孔洞將該均溫板固定於該基板上，但此一固定方式因銅柱設置於該均溫板之四耦處，與該發熱元件距離較遠，該均溫板固定後與發熱元件無法緊密貼合，進而產生熱阻現象；為改善前述無法緊密貼合之問題，則業者將銅柱直接對應設置於該均溫板與發熱元件貼設之部位之鄰近處，故該等銅柱係直接貫穿均溫板具有腔室之部 位，雖可增加組裝時緊密度防止熱阻現象產生，但該均溫板之腔室受該等銅柱貫穿破壞後失去氣密性，其腔室內部不再具有真空狀態，並且因銅柱貫穿破壞該腔室，則其內部之工作流體之流動路徑可能因此受阻礙，造成熱傳效率降低，甚至嚴重亦可能產生洩漏，進而令該均溫板失去熱傳效用。

再者，請參閱第1a、1b圖，美國專利號7066240及6302192及7100680三案係揭示一種均溫板結構5，一本體51具有相互分離之第一平板511與第二平板512，並於該本體周緣設有一外突出部513，俾使該外突出部513相連接而形成一封閉腔室514；一凹槽5111位於第一平板511上且遠離該外突出部513，並與該第二平板512相連接；一開口52穿透該第一平板511之凹槽5111及第二平板512，且該凹槽5111包含有一環狀外表面5112，並與第二平板512上之一相對應環狀邊緣表面5121相連接，使得該開口52獨立隔絕於該本體51外；一間隔部53延伸接觸於第一平板511、第二平板512之間；一毛細纖維結構54設於該封閉腔室514，雖此一結構藉由凹槽5111之設計而具有支撐結構及具有氣密之效果，但卻因凹槽之設置令該均溫板內部汽液循環之腔室空間大為縮減，相對的因凹槽之設置使得均溫板與熱源之接觸面積變小，故不僅熱傳效率降低接觸面積亦大為縮減。

故習知具有下列缺點：1.易產生熱阻現象；2.散熱面積縮減； 3.熱傳效率降低。

爰此，為解決上述習知技術之缺點，本發明係提供一種可提升組合緊密度防止熱阻現象產生的散熱裝置。

本發明次要目的係提供一種可提升組合緊密度防止熱阻現象產生的散熱裝置之製造方法。

為達上述之目的，本發明係提供一種散熱裝置，係包含：一本體、至少一固定孔；所述本體具有一第一板體及一第二板體對應蓋合形成一腔室，該腔室內具有一第一側及一第二側及工作流體及複數支撐柱，該腔室表面設有至少一毛細結構，該等支撐柱兩端分別連接前述腔室第一、二側；所述固定孔係選擇設置於前述本體已設置具有支撐柱其中任一之部位，該固定孔同時貫穿該第一、二板體及該支撐柱相互結合之處。

為達上述之目的，本發明係提供一種散熱裝置之製造方法，係包含下列步驟：提供一第一板體及一第二板體；於該第一、二板體對應之一側設置至少一毛細結構及複數支撐柱；將前述第一、二板體對應蓋合進行密封抽真空及填入工作流體；於前述第一、二板體對應設置有支撐柱的其中任一部位以機械加工設置一固定孔。

透過本發明之散熱裝置及其製造方法不僅可增加該散熱裝置與待散熱物組合時之緊密貼合效果避免熱阻現象產生外，更因為本發明設置之固定孔與該本體組設未貫穿及破壞該本體之腔室， 故該腔室仍保有真空氣密性而內部工作流體不產生洩漏；故本發明具有下列優點：1.結合度佳無熱阻現象；2.不產生洩漏；3.使用壽命較長。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。

請參閱第2、3、4圖，係為本發明散熱裝置之第一實施例立體分解及組合及A-A剖視圖，所述散熱裝置1，係包含：一本體11及至少一固定孔111；所述本體11具有一第一板體112及一第二板體113對應蓋合形成一腔室114，該腔室114內具有一第一側1141及一第二側1142及工作流體115及複數支撐柱116，該腔室114表面設有至少一毛細結構117，該等支撐柱116兩端分別連接前述腔室114之第一、二側1141、1142，所述毛細結構117係為燒結粉末體。

所述支撐柱116兩端與該腔室114中的第一、二側1141、1142透過擴散接合之方式相互連結，而前述固定孔111由該本體11外部，對應貫穿該本體11之腔室114中具有支撐柱116之處，並因該固定孔111係對應選擇貫穿該本體11之第一、二板體112部分設有支撐柱116之處，且該支撐柱116已先與該第一、二板體112結合，故當該固定孔111對應貫穿該本體11及該支撐柱116時，該本體11之腔室114仍保有氣密性。

本實施例之散熱裝置1係以均溫板作為說明。

請參閱第5圖，係為本發明之散熱裝置之第二實施例之立體圖，如圖所示，本實施例部分結構係與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為所述固定孔111內更具有一內螺紋1111。

請參閱第6圖，係為本發明之散熱裝置之第三實施例之剖視圖，如圖所示，本實施例部分結構係與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為所述毛細結構117係為網格體。

請參閱第7圖，係為本發明之散熱裝置之第四實施例之剖視圖，如圖所示，本實施例部分結構係與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為所述毛細結構117係為溝槽。

請參閱第8圖，係為本發明之散熱裝置之第五實施例之立體圖，如圖所示，本實施例部分結構係與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為所述散熱裝置1更具有一固定元件118，該固定元件118一端係對應穿設前述固定孔111，所述固定元件118具有一孔洞1181，該孔洞1181設有內螺紋1182。

請參閱第9圖，係為本發明之散熱裝置之第六實施例之立體圖，如圖所示，本實施例部分結構係與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為所述所述本體11外部凸設至少一受熱區119，所述受熱區119相鄰該等固定孔111。

請參閱第10、11圖，係為本發明之散熱裝置之第七實施例之 立體分解及組合圖，如圖所示，本實施例部分結構係與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為所述本體11對應與一基板2貼設，該本體11凸設至少一受熱區119，所述本體11相反該受熱區119一側連接一散熱器3，所述本體11之受熱區119與該基板2上之至少一熱源21接觸，所述基板2之熱源21周側設有複數固定柱22，該等固定柱22具有一內螺紋221，並與前述固定孔111相對應，透過一鎖固元件4同時穿設前述固定孔111及該固定柱22之內螺紋221，令所述本體11得以固定於該基板2上。

請參閱第12圖，係為本發明之散熱裝置之第八實施例之立體分解圖，如圖所示，本實施例部分結構係與前述第七實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第七實施例之不同處係為所述固定孔111更具有一內螺紋1111，所述鎖固元件4同時穿設前述固定孔111之內螺紋1111及該固定柱22之內螺紋221，令所述本體11得以固定於該基板2上。

請參閱第13、14圖，係為本發明之散熱裝置之第九實施例之立體分解及組合圖，如圖所示，本實施例部分結構係與前述第七實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第七實施例之不同處係為所述本體11更具有至少一固定元件118，該固定元件118一端係對應穿設前述本體11之固定孔111，所述固定元件118具有一孔洞1181，該孔洞1181設有一內螺紋1182，透過一鎖固元件4同時穿設前述孔洞1181之內螺紋1182及該固定柱22之 內螺紋221，令所述本體11得以固定於該基板2上。

請參閱第15圖，係為本發明散熱裝置之製造方法步驟流程圖，一併參閱2~9圖，如圖所示，本發明散熱裝置之製造方法，係包含下列步驟：

S1：提供一第一板體及一第二板體，並選擇於該第一、二板體其中任一凸設至少一受熱區；係提供一第一板體112及一第二板體113，所述第一、二板體112、113係為導熱效率較佳之材質如銅材質及鋁材質及不銹鋼及陶瓷其中任一，本實施例係以銅材質作為說明，但並不引以為限，並選擇於該第一、二板體112、113其中任一凸設至少一受熱區119(如第9圖所示)。

S2：於該第一、二板體對應之一側設置至少一毛細結構及複數支撐柱；於前述第一、二板體112、113欲相互對應蓋合之一側平面設置至少一層毛細結構117及複數支撐柱116，所述毛細結構117係可選擇為燒結粉末體(如第4圖所示)及網格體(如第6圖所示)及溝槽(如第7圖所示)其中任一，另外，所述支撐柱116係以銅材質之銅柱作為說明，但並不引以為限，亦可為鋁材質之鋁柱，並前述毛細結構117及支撐柱116係可透過擴散接合及燒結及焊接其中任一方式與該第一、二板體112、113結合。

S3：將前述第一、二板體對應蓋合進行密封抽真空及填入工作流體；將前述第一、二板體112、113對應蓋合後將兩者透過擴散接 合及焊接其中任一方式固定形成一具有腔室114之散熱裝置1，並同時對該腔室114進行抽真空及填入工作流體115等工作，最後將該散熱裝置1整體密封。

S4：於前述第一、二板體對應設置有支撐柱的其中任一部位以機械加工設置一固定孔。

將前述進行完整密封後之散熱裝置1進行開設固定孔111之工作，所述固定孔111之位置係針對散熱裝置1欲相對應貼合傳導熱量之熱源位置作設計，並且透過機械加工之方式於該散熱裝置1之腔室114相對設有支撐柱116之位置開設一孔洞1181，並同時貫穿該散熱裝置1之本體11及該支撐柱116。

所述機械加工係為沖壓及鑽銷及銑銷其中任一，本實施例係以沖壓作為說明，但並不引以為限。

1‧‧‧散熱裝置

11‧‧‧本體

111‧‧‧固定孔

1111‧‧‧內螺紋

112‧‧‧第一板體

113‧‧‧第二板體

114‧‧‧腔室

1141‧‧‧第一側

1142‧‧‧第二側

115‧‧‧工作流體

116‧‧‧支撐柱

117‧‧‧毛細結構

118‧‧‧固定元件

1181‧‧‧孔洞

1182‧‧‧內螺紋

119‧‧‧受熱區

2‧‧‧基板

21‧‧‧熱源

22‧‧‧固定柱

221‧‧‧內螺紋

3‧‧‧散熱器

4‧‧‧鎖固元件

第1a圖係為習知技術之均溫板散熱裝置剖視圖；第1b圖係為習知技術之均溫板散熱裝置俯視圖；第2圖係為本發明散熱裝置之第一實施例立體分解圖；第3圖係為本發明散熱裝置之第一實施例立體組合圖；第4圖係為本發明散熱裝置之第一實施例A-A剖視圖；第5圖係為本發明之散熱裝置之第二實施例之立體圖；第6圖係為本發明之散熱裝置之第三實施例之剖視圖；第7圖係為本發明之散熱裝置之第四實施例之剖視圖；第8圖係為本發明之散熱裝置之第五實施例之立體圖；第9圖係為本發明之散熱裝置之第六實施例之立體圖；第10圖係為本發明之散熱裝置之第七實施例之立體分解圖； 第11圖係為本發明之散熱裝置之第七實施例之立體組合圖；第12圖係為本發明之散熱裝置之第八實施例之立體分解圖；第13圖係為本發明之散熱裝置之第九實施例之立體分解圖；第14圖係為本發明之散熱裝置之第九實施例之立體組合圖；第15圖係為本發明散熱裝置之製造方法步驟流程圖。

1‧‧‧散熱裝置

11‧‧‧本體

111‧‧‧固定孔

112‧‧‧第一板體

113‧‧‧第二板體

114‧‧‧腔室

1141‧‧‧第一側

1142‧‧‧第二側

115‧‧‧工作流體

116‧‧‧支撐柱

117‧‧‧毛細結構

Claims (8)

1. 一種散熱裝置，係包含：一本體，具有一第一板體及一第二板體對應蓋合形成一腔室，該腔室內具有一第一側及一第二側及工作流體及複數支撐柱，該腔室表面設有至少一毛細結構，該等支撐柱兩端分別連接前述腔室第一、二側；至少一固定孔，係選擇對應設置前述本體具有支撐柱其中任一之部位，該固定孔同時貫穿該第一、二板體及部分該支撐柱；所述本體對應與一基板貼設，該本體凸設至少一受熱區，所述本體相反該受熱區一側連接一散熱器，所述本體之受熱區與該基板上之至少一熱源接觸，所述基板之熱源周側設有複數固定柱，該等固定柱具有一內螺紋，並與前述固定孔相對應，透過一鎖固元件同時穿設前述固定孔及該固定柱之內螺紋，令所述本體得以固定於該基板上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置之固定結構，其中本體更具有至少一固定元件，該固定元件一端係對應穿設前述本體之固定孔，所述固定元件具有一孔洞，該孔洞設有一內螺紋，透過一鎖固元件同時穿設前述孔洞之內螺紋及該固定柱之內螺紋，令所述本體得以固定於該基板上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置之固定結構，其中所述固定孔更具有一內螺紋，所述鎖固元件同時穿設前述固定孔之內螺紋及該固定柱之內螺紋，令所述本體得以固定於該基 板上。
4. 一種散熱裝置之製造方法，係包含下列步驟：提供一第一板體及一第二板體，並選擇於該第一、二板體其中任一凸設至少一受熱區；於該第一、二板體對應之一側設置至少一毛細結構及複數支撐柱；將前述第一、二板體對應蓋合進行密封抽真空及填入工作流體；於前述第一、二板體對應設置有支撐柱的其中任一部位以機械加工設置一固定孔。
5. 如申請專利範圍第4項所述之散熱裝置之製造方法，其中所述毛細結構係為燒結粉末體及網格體及溝槽其中任一。
6. 如申請專利範圍第4項所述之散熱裝置之製造方法，其中更具有一固定元件，該固定元件一端係對應穿設前述固定孔，所述固定元件具有一孔洞，該孔洞設有內螺紋。
7. 如申請專利範圍第4項所述之散熱裝置之製造方法，其中機械加工係為沖壓或鑽銷或銑銷其中任一。
8. 如申請專利範圍第4項所述之散熱裝置之製造方法，其中前述毛細結構及該等支撐柱係透過擴散接合或燒結或焊接其中任一方式與該第一、二板體結合。