TWI543705B - 散熱裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

散熱裝置及其製造方法

本發明係關於一種散熱裝置及其製造方法，特別是一種內嵌導熱管於散熱鰭片的散熱裝置及其製造方法。

隨著網路傳輸之流量需求日益增加，同時需搭配三維(3D)立體動畫或高畫質影像之各類軟體廣為盛行，為處理上述之需求，諸如網路主機、雲端伺服器等許多電腦配備之運算量進而不斷提升，在不停要求運算速度及運算量的同時，相對地，電腦主機所需求之散熱效果也越發被使用者所重視及要求，各式協助散熱之裝置也因應而生。

目前應用於電腦主機或電子裝置之散熱裝置種類繁多，且針對不同的電子零組件採用不同的散熱裝置，舉例來說，針對中央處理器(CPU)或圖形處理器(GPU)等發熱元件，因其硬體零組件的表面積相對較小，但中央處理器或圖形處理器之運算量皆非常高，使得中央處理器/圖形處理器的溫度亦會隨著大量廢熱的產生而不斷攀升。因此，目前多半採用散熱風扇作為主要散熱裝置，直接裝設於中央處理器/圖形處理器上，且搭配散熱鰭片將中央處理器/圖形處理器所產生之廢熱分散，並經由散熱風扇的吹送，將廢熱透過氣流吹送帶走，以便達到散熱效能。

此外，針對部份溫度特定容易攀高的高階中央處理器/圖形處理器，除了運用前述的散熱鰭片及散熱風扇外，更使用導熱管貼近或直接連接中央處理器/圖形處理器的表面，並透過導熱管的熱 超導作用，將中央處理器/圖形處理器所產生的廢熱逸散到空氣中或分散到散熱鰭片，藉此提昇散熱的功效。

然而，目前習知技術中，導熱管多半採用焊接的方式與散熱鰭片結合，因此散熱鰭片與導熱管進行焊接之前，散熱鰭片的表面必須經過鍍鎳的程序，導致製造過程較為繁瑣。再者，在習知技術中，雖然經過焊接的程序，但導熱管與散熱鰭片之間仍然難免會存在有間隙，此間隙的存在不單會影響導熱管及散熱鰭片間廢熱的傳導，更可能會阻礙空氣的流通，進而導致散熱效率降低。此外，目前焊接的流程多數以錫或錫合金為介質，相較於以銅或鋁為主要材料的散熱鰭片或導熱管，其熱傳導率較低，因此亦降低散熱鰭片與導熱管間的熱傳導效率，間接影響整體的散熱效能。

鑒於以上的問題，本發明提供一種以緊配合的方式固定導熱管於散熱鰭片內的散熱裝置及其製造方法，藉以解決習用採用單純焊接方式結合散熱鰭片和導熱管，導致製造流程過於繁瑣以及整體散熱效能較差的問題。

本發明揭露一種散熱裝置，包括有複數個散熱鰭片以及複數個導熱管，散熱鰭片的一側分別設有一容置槽，且各容置槽沿著一第一方向具有一第一長度，導熱管則沿著第一方向併列具有一第二長度，且第二長度相對大於第一長度，導熱管係沿著第一方向裝設於容置槽內，且任一導熱管與相鄰之導熱管相互擠壓。

針對前述的散熱裝置，本發明另外揭露一種散熱裝置之製造 方法，包含以下步驟：首先，提供複數個散熱鰭片，且於各散熱鰭片的一側形成一容置槽，而後，沿著一第一方向裝設複數個導熱管於各散熱鰭片之容置槽中，並以其中一導熱管擠壓其他導熱管於容置槽內形成變形。

本發明之功效在於，由於導熱管沿第一方向併列的長度大於各散熱鰭片的容置槽沿第一方向的長度，因此當導熱管設置於容置槽內時，任一導熱管將會因為擠壓其他導熱管於容置槽內而形成變形，藉此導熱管能夠在不經過焊接的流程固定於容置槽內，並與各散熱鰭片直接接觸，因此散熱鰭片的表面毋需經過鍍鎳的程序，能夠有效地簡化製造過程。此外，透過導熱管與各散熱鰭片的緊密接觸，導熱管與散熱鰭片間不會形成任何空隙，因此導熱管能夠直接將中央處理器/圖形處理器所產生的廢熱傳導至散熱鰭片，並配合散熱風扇的吹拂將廢熱帶走，進而提昇散熱裝置整體的散熱效能。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

本發明所揭露的散熱裝置及其製造方法包含有四種不同的實施例，各實施例的散熱裝置分別有不同的組成元件及製造流程，發明人以下分別進行說明。

請參照第1圖及第2圖，在第一實施例中，本發明的散熱裝置10包括有複數個散熱鰭片101以及複數個導熱管102，各散熱鰭片101係間隔排列設置，且各散熱鰭片101的一側分別設有一 容置槽1011，且各容置槽1011沿著一第一方向W1具有一第一長度L1，此外，散熱裝置10的導熱管102則沿著第一方向W1併列具有一第二長度L2，且第二長度L2相對大於第一長度L1，亦即導熱管102沿著第一方向W1併列的長度相對略大於各散熱鰭片101的容置槽1011沿第一方向W1的長度，因此裝設於容置槽1011內的任一導熱管102與相鄰之導熱管102會受限於容置槽1011內的長度而相互擠壓，藉此將導熱管102固定於容置槽1011內。值得注意的是，容置槽1011的形狀及樣式不以本發明圖式所繪製的為限，發明人可依據實際的需求及散熱鰭片的形式，在不拖離本發明的精神下，對應採用不同型態的容置槽1011。

同時，容置槽1011亦可具有至少一限位部1012，限位部1012的態樣包括但不限於凹槽、卡溝等不同的樣式，同時限位部1012的形狀亦不限於方形或弧形，其重點在於，限位部1012的相對位置係與裝設於容置槽1011內的外側導熱管102的相對位置部分重疊，因此透過限位部1012的限制及推抵，導熱管102於容置槽1011內不會因為鬆脫而掉落，進一步提昇導熱管102與散熱鰭片101間的穩固性。

承前所述，欲組合本發明中第一實施例之散熱模組100時，請參考第3圖，並同時參照第1圖及第2圖，首先，提供如前所述於一側形成有容置槽1011的複數個散熱鰭片101(S101)，其次，沿著一第一方向W1裝設導熱管102於各散熱鰭片101之容置槽1011中(S105)，其導熱管102的裝設次序，以裝設容置槽1011中的外側導熱管102為優先，再裝設容置槽1011中的內側導熱管 102，由於如前所述，導熱管102沿著第一方向W1併列的長度相對大於各散熱鰭片101的容置槽1011沿第一方向W1的長度，因此當導熱管102裝設於容置槽1011內時，其中任一導熱管102因受限於容置槽1011內的長度而擠壓其他導熱管102並形成變形(S110)，並令導熱管102透過形成於容置槽1011之限位部1012的限制而保持於容置槽1011內，如此即能夠以緊配合的方式將導熱管102固定於散熱鰭片101的容置槽1011內。

除前述步驟外，在本實施例中，如欲進一步增加散熱裝置10中導熱管102與散熱鰭片101之間的固定效果，亦可塗覆一導熱介質200於各導熱管102之間(S120)，在完成導熱介質200的塗覆後，執行一加熱製程，令任一導熱管102藉由導熱介質200與相鄰之導熱管102相結合(S125)，藉此增加任一導熱管102與相鄰導熱管102間的固定效果。

值得注意的是，此處所述的導熱介質200為焊接錫膏或是高導熱係數的焊接材料，故將導熱管102設置於容置槽1011時，可利用導熱介質200使導熱管102間緊密的接合，如此則可不需額外使用固定元件以將所有的導熱管102組合為一體。另外導熱介質200之導熱係數可大於或等於導熱管102，如此可讓熱能在導熱管102之間能更有效的傳遞，以提升散熱裝置10的散熱效率。承前所述，藉由前述導熱管102與容置槽1011的緊配合，以及導熱管102間的焊接，更進一步將導熱管102固定於散熱鰭片101的容置槽1011。

值得注意的是，在本實施例中，塗抹散熱介質200的步驟(S120) 以及執行加熱製程的步驟(S125)僅為加強固定效果，如欲簡化散熱裝置10的製造流程，亦可省略上述步驟，僅以緊配合的方式將導熱管102固定於散熱鰭片101的容置槽1011內，進而提昇生產的效率。

在第二實施例中，請參照第4圖及第5圖，本發明的散熱裝置10與第一實施例大致相類似，惟其不同之處在於，本實施例的散熱裝置10除了散熱鰭片101與導熱管102之外，更進一步包括有複數個夾片103，夾片103間隔設置於相鄰二散熱鰭片101之間，換言之，在本實施例中，散熱鰭片101與夾片103係交錯排列的方式組成。

同時，各夾片103的一側具有一夾固槽1031，且各夾固槽1031沿著第一方向W1具有一第三長度L3，此第三長度L3與第一長度L1相匹配，換言之，各夾固槽1031沿第一方向W1的長度與容置槽1011的長度相同，皆相對小於導熱管102並列的長度，因此導熱管102設置於各容置槽1011內時，必一併固定於各夾固槽1031內，同時，導熱管102於夾固槽1031內亦會因為彼此擠壓而變形，藉以固定於夾固槽1031內，與容置槽1011相同。

此外，本實施例的夾固槽1031亦可具有至少一限位部1032，此限位部1032與容置槽1011限位部1012的形狀或態樣相類同，發明人不在此贅述，且限位部1032的相對位置係與裝設於夾固槽1031內的外側導熱管102的相對位置部分重疊，與容置槽1011相同，因此透過限位部1012及1032的限制及推抵，導熱管102於容置槽1011內及夾固槽1031不會因為鬆脫而掉落，進一步提 昇導熱管102與散熱鰭片101及夾片103間的穩固性。

承前所述，本發明中第二實施例散熱模組10的製造方法，請參考第6圖，並同時參照第4圖及第5圖，其流程與第一實施例相類似，發明人不在此贅述，惟其不同之處在於，在本實施例中，製造方法更包括有提供具有夾固槽1031之複數個夾片103的步驟(S205)，並間隔裝設各夾片103於相鄰二散熱鰭片101之間的步驟(S210)，因此當導熱管102沿第一方向W1裝設於各散熱鰭片101的容置槽1011內時，導熱管102係一併裝設於各夾片103之夾固槽1031中，並透過導熱管102擠壓至變形的方式，將導熱管102固定於各散熱鰭片101的容置槽1011以及各夾片103之夾固槽1031內，配合容置槽1011以及夾固槽1031中限位部1012及1032的推抵，進一步提昇導熱管102的固定效果。

此外，值得注意的是，在本實施例中，亦可選擇是否採用塗抹散熱介質200的步驟(S230)以及執行加熱製程的步驟(S235)加強固定效果，與第一實施例相類同，發明人不在此贅述。

在第三實施例中，請參照第7圖及第8圖，本發明的散熱裝置10與第一實施例大致相類同，惟其不同之處在於，本實施例的散熱裝置10除了散熱鰭片101與導熱管102之外，更進一步包括有更包括有一底板104，貼抵於散熱鰭片101以及導熱管102，且底板104透過塗抹於導熱管102間的導熱介質200與導熱管102、及散熱鰭片101相接觸，藉以進一步提昇導熱管102及散熱鰭片101之間的固定效果。此外，在本實施例中，由於底板104係以熱傳導係數較高的金屬或合金作為材質，因此導熱管102所傳導 的廢熱亦可透過底板104逸散至周圍空氣中，或傳導至散熱鰭片101中，再經由散熱風扇的氣流吹拂，將廢熱帶走，進一步提昇散熱裝置10的散熱效能。

承前所述，本發明中第三實施例散熱模組10的製造方法，請參考第9圖，並同時參照第7圖及第8圖，其流程與第一實施例相類似，發明人不在此贅述，惟其不同之處在於，在完成如第一實施例固定導熱管102於各散熱鰭片101的容置槽1011(S301~S315)，以及選擇性採用塗抹散熱介質200的步驟(S320)以及執行加熱製程的步驟(S325)後，在本實施例的製造方法中，更進一步塗覆導熱介質200於露出容置槽1011的導熱管102(S330)，貼抵底板104於散熱鰭片101以及導熱管102且令底板104接觸於導熱介質200(S335)，並透過執行加熱製程，令底板104藉由導熱介質200與散熱鰭片101以及導熱管102相結合，達到進一步固定散熱鰭片101以及導熱管102的效果，並同時提昇散熱裝置10的散熱效能。

在第四實施例中，請參照第10圖及第11圖，本發明的散熱裝置10與第一實施例大致相類同，惟其不同之處在於，本實施例的散熱裝置10進一步結合第二實施例的夾片103以及第三實施例的底板104。因此，本實施例的底板104除了貼抵於散熱鰭片101以及導熱管102外，同時亦貼抵夾片103，且底板104透過塗抹於導熱管102間的導熱介質200與導熱管102、散熱鰭片101及夾片103相接觸，藉以進一步提昇導熱管102、散熱鰭片101及夾片103之間的固定效果。

同理，在本實施例中，導熱管102所傳導的廢熱亦可透過底板104逸散至周圍空氣中，或傳導至散熱鰭片101或夾片103中，再經由散熱風扇的氣流吹拂，將廢熱帶走，進一步提昇散熱裝置10的散熱效能，綜上所述，無論是由固定效果或散熱效果觀之，皆以本實施例所揭露的散熱裝置10其效能尤其顯著。

承前所述，本發明中第四實施例散熱模組10的製造方法，請參考第12圖，並同時參照第10圖及第11圖，其步驟(S401~S450)亦結合第一實施例、第二實施例以及第三實施例的製作流程，請參考上述三實施例的發明內容以及第1至第9圖，發明人不在此贅述。

上述本發明之散熱裝置，透過各散熱鰭片之容置槽的長度或與各散熱鰭片之容置槽，以及各夾片之夾固槽的長度相對小於導熱管102並列的長度，使裝設於管容置槽或容置槽以及夾固槽的導熱管互相擠壓以至於變形，達到與各散熱鰭片及夾片達到緊配合的固定效果，並選擇性搭配各導熱管間透過導熱介質的焊接。並且，底板經由推抵結合各散熱鰭片及夾片，結合緊配合及焊接的工序，使本發明的散熱裝置能夠在不經過鍍鎳的程序下，進一步提昇各組件間的固定效果。

同時，經由導熱管與各散熱鰭片間的直接接觸，以及散熱介質於各導熱管間以及底板與其他組件之間的直接或間接地結合，得以提昇散熱裝置的散熱效能，搭配散熱風扇的氣流吹拂，能夠確實達到協助中央處理器/圖形處理器等發熱元件散熱的目的。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發 明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及數量當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧散熱裝置

101‧‧‧散熱鰭片

1011‧‧‧容置槽

1012‧‧‧限位部

102‧‧‧導熱管

103‧‧‧夾片

1031‧‧‧夾固槽

1032‧‧‧限位部

104‧‧‧底板

200‧‧‧導熱介質

W1‧‧‧第一方向

L1‧‧‧第一長度

L2‧‧‧第二長度

L3‧‧‧第三長度

第1圖為本發明第一實施例之散熱裝置的立體圖。

第2圖為本發明第一實施例之散熱裝置的側視圖。

第3圖為本發明第一實施例散熱裝置之製造方法的步驟流程圖。

第4圖為本發明第二實施例之散熱裝置的立體圖。

第5圖為本發明第二實施例之散熱裝置的側視圖。

第6圖為本發明第二實施例散熱裝置之製造方法的步驟流程圖。

第7圖為本發明第三實施例之散熱裝置的立體圖。

第8圖為本發明第三實施例之散熱裝置的側視圖。

第9圖為本發明第三實施例散熱裝置之製造方法的步驟流程圖。

第10圖為本發明第四實施例之散熱裝置的立體圖。

第11圖為本發明第四實施例之散熱裝置的側視圖。

第12圖為本發明第四實施例散熱裝置之製造方法的步驟流程圖。

10‧‧‧散熱裝置

101‧‧‧散熱鰭片

1011‧‧‧容置槽

102‧‧‧導熱管

W1‧‧‧第一方向

Claims (4)

1. 一種散熱裝置，包括有：複數個散熱鰭片，該等散熱鰭片的一側分別設有一容置槽，且各該容置槽沿著一第一方向具有一第一長度；複數個導熱管，該等導熱管沿著該第一方向併列具有一第二長度，且該第二長度相對大於該第一長度，該等導熱管係沿著該第一方向裝設於該容置槽內，且任一該導熱管與相鄰之該等導熱管相互擠壓；及複數個夾片，係間隔設置於相鄰二該散熱鰭片之間，各該夾片的一側具有一夾固槽，且各該夾固槽沿著該第一方向具有一第三長度，係與該第一長度相匹配，該等導熱管係設置於各該容置槽與各該夾固槽內；其中各該容置槽與各該夾固槽之開口處更分別一體成形有至少一限位部，且各該容置槽與各該夾固槽的該限位部係部分重疊於裝設於該容置槽內的外側該導熱管之上。
2. 如請求項1所述的散熱裝置，其中更包括有一底板，貼抵於該等散熱鰭片、該等導熱管及該等夾片，且該底板透過一導熱介質與該等導熱管、該等散熱鰭片及該夾片相接觸。
3. 一種散熱裝置之製造方法，包含以下步驟：提供複數個散熱鰭片，且於各該散熱鰭片的一側形成一容置槽；沿著一第一方向裝設複數個導熱管於各該散熱鰭片之該容置槽中，並以其中一該導熱管擠壓其他該導熱管於該容置槽 內形成變形；提供複數個夾片，且於各夾片的一側形成一夾固槽；間隔裝設各該夾片於相鄰二該散熱鰭片之間；以及沿著該第一方向裝設該等導熱管於各該散熱鰭片之該容置槽與各該夾片之該夾固槽中，並以其中一該導熱管擠壓其他該導熱管於該容置槽與該夾固槽內形成變形，且該等導熱管係透過於該容置槽與該夾固槽之開口處一體成形的至少一限位部的限制而保持於該容置槽與該夾固槽內。
4. 如請求項3所述的散熱裝置之製造方法，其中更包括以下步驟：塗覆一導熱介質於露出該容置槽與該夾固槽的該等導熱管；貼抵一底板於該等散熱鰭片、該等導熱管及該等夾片上，且令該底板接觸於該導熱介質；以及執行一加熱製程，令該底板藉由該導熱介質與該等散熱鰭片、該等導熱管及該等夾片相結合。