TWI703302B - 散熱裝置 - Google Patents

Abstract

一種散熱裝置，包含一基座，具有一第一腔室，該第一腔室具有複數 分隔部將該第一腔室內分隔形成複數分隔腔室，該等分隔腔室相互不連通，並該等分隔腔室設有一第一工作流體，該基座上側設有複數二相流散熱鰭片，該等二相流散熱鰭片內部分別形成有一第二腔室，該等分隔腔室與該等第二腔室選擇為相互連通及相互不連通其中任一，進而可達到較佳的散熱效果者。

Description

散熱裝置

本發明係有關於散熱裝置，特別指一種在散熱鰭片及基座內部設有散熱腔室供工作流體流通，以有效達到散熱效果佳的散熱裝置。

按，現行行動裝置、個人電腦、伺服器、通信機箱、基地台或其他系統或裝置，隨著科技進步，其運算功能及效率也逐漸強大，而其內部發熱元件(例如但不限於晶片及各種功率元件)運作時皆會產生高熱，因此必須先將發熱元件的熱量散去，為了預防發熱元件過熱，而導致發熱元件失效，通常在發熱元件上裝設一散熱裝置，以提高發熱元件的使用壽命。

現行的散熱裝置是在均溫板上側設置實心散熱鰭片，藉由實心散熱鰭片放大散熱面積以達到增加散熱效果，或者進一步設置風扇產生較大風流量進行散熱，然而，現行行動裝置、個人電腦、伺服器、通信機箱、基地台或其他系統或裝置的內部空間狹小不適合設置風扇，且實心散熱鰭片會受到材料本身導熱係數進而影響散熱效果，故可知現行在均溫板上側設置實心散熱鰭片的散熱裝置已不符合未來產業的技術需求。

因此，如何解決上述問題是本領域技術人員所要努力的方向。

本發明之一目的，係提供一種在狹小空間、低風流量環境中不受材料本身導熱係數而影響散熱效果的散熱裝置。

為達成上述之目的，本發明提供一種散熱裝置，包含：一基座，具有一第一腔室，該第一腔室具有複數分隔部將該第一腔室內分隔形成複數分隔腔室，該等分隔腔室相互不連通，並該等分隔腔室設有一第一工作流體，該基座上側設有複數二相流散熱鰭片，該等二相流散熱鰭片內部分別形成有一第二腔室，該等分隔腔室與該等第二腔室選擇為相互連通及相互不連通其中任一。

為達成上述之目的，本發明另提供一種散熱裝置，包含：一基座，具有一第一腔室，該第一腔室為一單一獨立腔室，並該第一腔室設有一第一工作流體，該基座上側設有複數二相流散熱鰭片，該等二相流散熱鰭片內部分別形成有一第二腔室，該等第二腔室設有一第二工作流體，該單一獨立腔室與該等第二腔室相互不連通。

藉由本發明此設計，與習知的實心散熱鰭片相較在狹小空間、低風流量環境中可不受到材料本身的導熱係數影響，達到較佳的散熱效果的功效。

1:散熱裝置

11:基座

111:上板

112:下板

113:凹部

114:第一腔室

115:分隔部

116:分隔腔室

117:單一獨立腔室

118:第一毛細結構

12:二相流散熱鰭片

121:第二腔室

122:第二工作流體

123:第二毛細結構

13:第一工作流體

下列圖式之目的在於使本發明能更容易被理解，於本文中會詳加描述該些圖式，並使其構成具體實施例的一部份。透過本文中之具體實施例並參考相對應的圖式，俾以詳細解說本發明之具體實施例，並用以闡述發明之作用原理。

第1圖係為本發明散熱裝置之第一實施例之立體組合圖；第2圖係為本發明散熱裝置之第一實施例之組合剖視圖；第3圖係為本發明散熱裝置之第二實施例之組合剖視圖；第4圖係為本發明散熱裝置之第三實施例之組合剖視圖；第5圖係為本發明散熱裝置之第四實施例之組合剖視圖；第6圖係為本發明散熱裝置之第四實施例之組合剖視圖； 第7圖係為本發明散熱裝置之第四實施例之組合剖視圖。

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。

請參考第1及2圖，係為本發明散熱裝置之第一實施例之立體組合圖及組合剖視圖，如圖所示，本發明所述散熱裝置1係應用於一電子裝置需散熱的發熱源上，於本實施例的散熱裝置1係接觸貼設於該電子裝置的一機板(如電路板或主機板)設有的一個或複數發熱元件(未繪示)上，以對所述發熱元件進行散熱。其中所述發熱元件並不限於上述中央處理器與顯示處理晶片，於具體實施時，所述發熱元件可選擇為如南、北橋晶片或電路板上的電晶體或功率元件或其他需要散熱的電子元件。

所述散熱裝置1係包含一基座11及複數二相流散熱鰭片12及一第一工作流體13，前述基座11具有一上板111及一下板112及一凹部113及一第一腔室114。

該上板111與該下板112對應蓋合，該基座11上側的上板111設有該等二相流散熱鰭片12，該下板112下側用以貼設於所述發熱元件以吸收熱量。在本實施例中該凹部113係選擇為凹設在該下板112，在其他實施例中，該凹部113也可以選擇為凹設在該上板111，該上、下板111、112及該凹部113共同界定該第一腔室114。該第一腔室114具有複數分隔部115將該第一腔室114內分隔形成複數分隔腔室116，在本實施例中該等分隔部115選擇形成在該下板112，在其他實施例中，該等分隔部115也可以選擇為形成在該上板111。該等分隔腔室116相互不連通，並該等分隔腔室116設有該第一工作流體13，且該第一工作流體13選擇為氣相流體及氣液兩相變化流體其中任一。

該等二相流散熱鰭片12內部分別形成有一第二腔室121，該等分隔腔室116與該等第二腔室121相互連通。該等二相流散熱鰭片12係利用機械加工方式成形，該機械加工方式係為鋁擠、沖壓、壓鑄、抽拉、射出、吹脹加工其中任一。並該基座11及該等二相流散熱鰭片12分別選擇由金、銀、銅、銅合金、鋁、鋁合金、商業純鈦、鈦合金及不鏽鋼其中任一材質製成。在本實施例中該等二相流散熱鰭片12係表示為接合該上板111，該等二相流散熱鰭片12係例如但不限於以焊接、嵌接、卡接、膠合或卡扣等方式接合於該上板111，在其他實施例中，該基板11及該等二相流散熱鰭片12係透過3D列印方式一體成形。

藉由本發明此設計，該基座11下側吸收熱量後，該第一工作流體13在該等分隔腔室116內吸收該基座11的熱量，該第一工作流體13將熱量迅速向水平方向傳遞達到均溫的效果，同時該第一工作流體13進入該等第二腔室121，進入該等第二腔室121的第一工作流體13將熱量迅速往垂直方向傳遞，並藉由該等二相流散熱鰭片12吸收該第一工作流體13的熱量並向外界輻射散熱，因此本發明的散熱裝置1在狹小空間、低風流量的環境中可不受到材料本身的導熱係數影響，達到較佳的散熱效果的功效。

請參考第3圖，係為本發明散熱裝置之第二實施例之組合剖視圖，並輔以參閱第1至2圖，如圖所示，本實施例部分結構及功能係分別與上述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與上述第一實施例之不同處係為，該等分隔腔室116與該等第二腔室121相互不連通，該等第二腔室121設有一第二工作流體122，並該第二工作流體122選擇為氣相流體及氣液兩相變化流體其中任一。

該基座11下側吸收熱量後，該第一工作流體13在該等分隔腔室116內吸收該基座11的熱量，同時該等二相流散熱鰭片12下側吸收該基座11的熱量，該第二工作流體122將熱量迅速往垂直方向傳遞，並藉由該等二相流散熱鰭片12吸收該第二工作流體122的熱量並向外界輻射散熱，由於該等分隔腔室116與該等第二腔室122相互不連通，該第一工作流體13將熱量迅速向水平方向傳遞達到均溫的效果後，該第一工作流體13從該上板111冷凝回流至該下板112的距離較短，因此可以快速提供發熱元件較低溫的第一工作流體13進行吸熱。

請參考第4圖，係為本發明散熱裝置之第三實施例之剖視圖，並輔以參閱第3圖，如圖所示，本實施例部分結構及功能係分別與上述第二實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與上述第二實施例之不同處係為，該第一腔室114為一單一獨立腔室117未設有分隔部116，該單一獨立腔室117與該等第二腔室121相互不連通。

該第一工作流體13在該單一獨立腔室116可將熱量迅速向周圍水平方向傳遞達到均溫的效果。

請參考第5至7圖，係為本發明散熱裝置之第四實施例之組合剖視圖，並輔以參閱第1至4圖，如圖所示，本實施例部分結構及功能係分別與上述第一、二、三實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與上述第一、二、三實施例之不同處係為，該第一腔室114設有一第一毛細結構118，該等第二腔室121分別設有一第二毛細結構123，該第一、二毛細結構118、123分別選擇為網格體或纖維體或具有多孔性質之結構體或溝槽其中任一或其中的任意組合。

當該等分隔腔室116與該等第二腔室121相互連通時，該第一、二毛細結構118、123相互毛細連接(如第5圖所示)，藉由該第一、二毛細結構118、123 可將在該等第二腔室121冷凝後的第一工作流體13快速回流至該等分隔腔室116。當該等分隔腔室116(如第6圖所示)或該單一獨立腔室117(如第7圖所示)與該等第二腔室121相互不連通時，該第一毛細結構118可將在該上板111冷凝後的第一工作流體13快速回流至該下板112，該第二毛細結構123可將在該第二腔室121上方冷凝後的第二工作流體122快速回流至該第二腔室121下方。

前述所稱的「毛細連接」係指該第一毛細結構118的多孔隙結構連通該第二毛細結構123的多孔隙結構，使得毛細力能從該第一毛細結構118傳遞或延伸到該二毛細結構123。

在一替代實施例中，可省略不設置該第二毛細結構123，令該第一、二工作流體13、122透過重力回流。

在另一替代實施例中，一鍍膜(未繪示)係對應設置於該第一、二腔室114、121之內壁或該第一、二毛細結構118、123其中任一或該第一、二腔室114、121之內壁及該第一、二毛細結構118、123同時設置，以增加該第一、二腔室114、121之內壁、該第一、二毛細結構118、123之親水性，進而達到使該第一、二工作流體13、122快速集中回流的效果。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍。

1:散熱裝置

11:基座

111:上板

112:下板

113:凹部

114:第一腔室

115:分隔部

116:分隔腔室

12:二相流散熱鰭片

121:第二腔室

13:第一工作流體

Claims (20)

1. 一種散熱裝置，包含：一基座，具有一第一腔室，該第一腔室具有複數分隔部將該第一腔室內分隔形成複數分隔腔室，該等分隔腔室相互不連通，並該等分隔腔室設有一第一工作流體，該基座上側設有複數二相流散熱鰭片，該等二相流散熱鰭片內部分別形成有一第二腔室，該等分隔腔室與該等第二腔室選擇為相互連通及相互不連通其中任一。
2. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該基座具有一上板、一下板及一凹部，該上、下板對應蓋合，該凹部選擇凹設在該上、下板其中任一，並該上板、該下板及該凹部共同界定該第一腔室，該等分隔部選擇形成在該上、下板其中任一。
3. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該基板及該等二相流散熱鰭片係一體成形。
4. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該第一腔室設有一第一毛細結構，該第一毛細結構選擇為網格體或纖維體或具有多孔性質之結構體或溝槽其中任一或其中的任意組合。
5. 如申請專利範圍第4項所述的散熱裝置，其中該等第二腔室分別設有一第二毛細結構，該第二毛細結構選擇為網格體或纖維體或具有多孔性質之結構體或溝槽其中任一或其中的任意組合。
6. 如申請專利範圍第5項所述的散熱裝置，更具有一鍍膜，該鍍膜係對應設置於該第一、二腔室之內壁或該第一、二毛細結構其中任一或該第一、二腔室之內壁及該第一、二毛細結構同時設置。
7. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該第一工作流體選擇為氣相流體及氣液兩相變化流體其中任一。
8. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該等分隔腔室與該等第二腔室相互不連通，該等第二腔室設有一第二工作流體。
9. 如申請專利範圍第8項所述的散熱裝置，其中該第二工作流體選擇為氣相流體及氣液兩相變化流體其中任一。
10. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該等二相流散熱鰭片係利用機械加工方式成形，該機械加工方式係為鋁擠、沖壓、壓鑄、抽拉、射出、吹脹加工其中任一。
11. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該基座及該等二相流散熱鰭片分別選擇由金、銀、銅、銅合金、鋁、鋁合金、商業純鈦、鈦合金及不鏽鋼其中任一材質製成。
12. 一種散熱裝置，包含：一基座，具有一第一腔室，該第一腔室為一單一獨立腔室，並該第一腔室設有一第一工作流體，該基座上側設有複數二相流散熱鰭片，該等二相流散熱鰭片內部分別形成有一第二腔室，該等第二腔室分別設有一第二工作流體，該單一獨立腔室與該等第二腔室相互不連通。
13. 如申請專利範圍第12項所述的散熱裝置，其中該基座具有一上板、一下板及一凹部，該上、下板對應蓋合，該凹部選擇凹設在該上、下板其中任一，並該上板、該下板及該凹部共同界定該第一腔室。
14. 如申請專利範圍第12項所述的散熱裝置，其中該基板及該等二相流散熱件鰭片係一體成形。
15. 如申請專利範圍第12項所述的散熱裝置，其中該第一腔室設有一第一毛細結構，該第一毛細結構選擇為網格體或纖維體或具有多孔性質之結構體或溝槽其中任一或其中的任意組合。
16. 如申請專利範圍第15項所述的散熱裝置，其中該等第二腔室分別設有一第二毛細結構，該第二毛細結構選擇為網格體或纖維體或具有多孔性質之結構體或溝槽其中任一或其中的任意組合。
17. 如申請專利範圍第16項所述的散熱裝置，更具有一鍍膜，該鍍膜係對應設置於該第一、二腔室之內壁或該第一、二毛細結構其中任一或該第一、二腔室之內壁及該第一、二毛細結構同時設置。
18. 如申請專利範圍第12項所述的散熱裝置，其中該第一、二工作流體選擇為氣相流體及氣液兩相變化流體其中任一。
19. 如申請專利範圍第12項所述的散熱裝置，其中該等二相流散熱件鰭片係利用機械加工方式成形，該機械加工方式係為鋁擠、沖壓、壓鑄、抽拉、射出、吹脹加工其中任一。
20. 如申請專利範圍第12項所述的散熱裝置，其中該基座及該等二相流散熱件鰭片分別選擇由金、銀、銅、銅合金、鋁、鋁合金、商業純鈦、鈦合金及不鏽鋼其中任一材質製成。

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