TWI785606B - 浮動散熱單元 - Google Patents

Abstract

本發明一種浮動散熱單元，包括一上板及一下板，該下板與該上板相蓋合且共同界定一腔室，該腔室內填充有一工作流體，該上板與該下板各具有一前段、一後段及一位於該前段與該後段間的中段，該上板與該下板其中任一或兩者的該前段與該後段的板厚度大於該中段的板厚度，令該中段形成一浮動撓曲段而可浮動調整，以提供該浮動散熱單元連接時能具有浮動調整高低落差的功效。

Description

浮動散熱單元

本發明有關於一種浮動散熱單元，尤指一種可提供該浮動散熱單元連接時能具有浮動調整高低落差及避免結構變形的功效。

所謂的熱管是一種中空的金屬管體，且於管體的腔內填充有適量的一工作流體。熱管的散熱原理是藉由工作流體的二相變化，也就是工作流體會先在管體一端的一蒸發段所相應的熱源上進行吸熱形成汽化，而從液態相變成氣態，並於管體內擴散與傳遞熱量通過一絕熱段至管體另一端的一冷凝段上，來達到遠端傳熱的目的。

而一般現有的熱管通常會搭配散熱單元(諸如扣接式鰭片組或鋁擠型鰭片組或散熱器)構成一散熱模組，以組設在一電子裝置(如電腦、伺服器或通訊機箱、手機或手持裝置)內來對機板上的發熱源進行散熱。

但是該電子裝置機板上每一發熱源的封裝結構均有高度差(高低不一致)間題，令每一發熱源彼此間形成有高低落差，使散熱模組接觸在所述發熱源上的每一熱管的蒸發段搭接或結合至散熱器上會造成呈高低差，但此高低落差的結合會造成熱管之熱傳效率降低或失能；原因由在該熱管之管體皆為同一厚度之金屬板材所製成，因此該熱管的蒸發段、絕熱段及冷凝段的厚度一致；當有高低落差需求調整蒸發段及冷凝段間之高度落差時，因金屬材質的特性且板材厚度均一造成絕熱段若扳動撓曲或彎折調整以符合高低落差的需求時，則會導致 該熱管的蒸發段與冷凝段兩邊相互拉扯的橋接力會造成絕熱段(傳輸段)發生向內擠壓或向外拉扯變形，進而造成熱管熱傳散熱效率不佳，甚至失效的間題。

本發明之一目的在提供一種可提供一浮動散熱單元連接時能具有浮動調整高低落差的功效，及可避免該浮動散熱單元因高低落差連接產生的橋接力造成結構變形或失能的浮動散熱單元。

本發明之另一目的在提供一種透過一上板及/或下板中之一中段的板厚度較薄於前段和後段的板厚度，令該中段形成一浮動撓曲段可浮動調整，令該浮動散熱單元的兩端能對應發熱元件和各類型散熱單元作組裝及對位與調整高低段差的浮動散熱單元。

為達上述目的，本發明提供一種浮動散熱單元，包括一上板及一下板，該下板與該上板相蓋合且共同界定一腔室，該腔室內填充有一工作流體，該上板與該下板各具有一前段、一後段及一位於該前段與該後段間的中段，該上板與該下板其中任一或兩者的該前段與該後段的板厚度係大於該中段的板厚度，令該中段形成一浮動撓曲段而可浮動調整。

因此，透過本發明浮動散熱單元的設計，使得能提供該浮動散熱單元連接時能具有浮動調整高低落差的功效，及可避免該浮動散熱單元因高地落差時連接產生的橋接力造成結構變形的問題。此外，本發明還能適用在各種電子裝置(如伺服器、電腦或通訊機箱)內的主機板上不同高度落差的發熱源使用，以有效讓浮動散熱單元的兩端可分別與對應的發熱元件和不同或相同類型散熱單元相接的效果。

上述腔室內設有一毛細結構，該毛細結構形成在該下板或該上、下板的內側上。前段與該後段的板厚度為大於或等於0.5MM，該上板和下板其一位於該中段位置的板厚度為等於0.08MM且小於0.5MM。

上述中段設有一加強肋，該加強肋分別連接該前段與該中段或連接該中段與該後段或連接該前段通過該中段延伸連接至該後段，且該前段與該後段的板厚度均相同或不相同。此外該上板可係由一前段、一中段及一後段等的板體所拼接組成，該前段板體和該後段板體的板厚度大於該中段板體的板厚度。

上述下板由一前段板體、一中段板體及一後段板體所拼接組成，該下板的前段板體和該後段板體的板厚度係大於該下板的中段板體的板厚度。

該上板與該下板的材質為金屬材質所構成，該金屬材質為鋁材質、不銹鋼材質、銅材質、鈦材質或合金材質。

上述該浮動散熱單元可為一均溫板、一熱板或一平板熱管或具二相流之裝置。

1:浮動散熱單元

11:上板

111:上板體

12:下板

121:下板體

13:腔室

131:蒸發區

132:傳輸區

133:冷凝區

14:工作流體

151:前段

152:後段

153:中段

1531:加強肋

1532:間隙

18:毛細結構

第1A圖為本發明之一實施例之組合立體示意圖。

第1B圖為本發明之在其他一些實施例之組合立體示意圖。

第2圖為本發明之一實施例之組合剖面示意圖。

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。

本發明提供一種浮動散熱單元，請參閱第1A、2圖，在本實施例該浮動散熱單元1為一平板熱管說明，但並不侷限於此。於具體實施時，該浮動散熱單元1 亦可選擇為一均溫板或一熱板。其中該浮動散熱單元1包括一上板11及一與該上蓋相蓋合的下板12，該上板11與下板12的材質為金屬或非金屬材質所構成，該金屬材質為鋁材質、不銹鋼材質、銅材質、鈦材質或合金材質，非金屬材質可為塑料、陶瓷或石材等。

該上板11與該下板12各具有一前段151、一後段152及一位於該前段151與該後段152間的中段153，該中段153的兩側分別連接該前段151與後段152，並所述前段151和後段152的板厚度是大於或等於0.5MM，所述中段153的板厚度是為等於0.08MM且小於0.5MM，在本實施例中該浮動散熱單元1係為平板熱管，其上板11和下板12的板厚度較佳選擇係前段151與後段152為0.2MM，而中段153的選擇為0.08MM，但並不侷限於此。於具體實施時，該浮動散熱單元1為均溫板或熱板的上板11和下板12的板厚度較佳選擇為前段151和後段152為0.5MM及中段153為0.08MM。

該上板11與該下板12其中任一或兩者的該前段151與該後段152的板厚度大於該中段153的板厚度，令該中段153得形成一浮動撓曲段而可浮動調整高低差，亦即透過所述浮動撓曲段可被撓曲或彎折，讓此段位置可依前段151與後段152的高度不同來浮動進行扳動調整高低差；在本實施例的前述上板11和下板12的各前段151與後段152的板厚度均相同，該上板11與下板12的各前段151與後段152的板厚度大於該中段153的板厚度，亦即該上板11和下板12的各該前段151的板厚度(如0.2MM)相同於各後段152的板厚度(如0.2MM)，所述上板11和下板12的各中段153的板厚度(如0.08MM)小於各前段151和後段152的板厚度，所以透過該上板11和下板12的各中段153的板厚度較薄於各前段151與後段152的板厚度，使該上板11和下板12的各中段153形成的所述浮動撓曲段來提供該浮動散熱單元1 兩端連接時能透過該浮動撓曲段可上、下或左、右撓曲(或彎折)來浮動調整兩端高度不同的功能，並可適用在兩元件(如電子元件和散熱單元)間有高度落差來適度上、下及/或左、右浮動調整的功效。其中本發明該浮動散熱單元1的數量(如兩個以上浮動散熱單元1)可以事先根據需要散熱的發熱源(如兩個以上發熱源)的數量相搭配貼設。

在一可實施例，所述上板11的前段151與該後段152的板厚度不相同，且該上板11(或下板12)的前段151與該後段152的板厚度(如0.15MM)大於該中段153的板厚度(如0.09MM)，該下板12(或上板11)的前段151、後段152及中段153的板厚度皆相同，所以該下板12的中段153沒有形成浮動撓曲段，僅透過該上板11的中段153的板厚度薄於各自前段151與後段152形成所述浮動撓曲段，令該浮動散熱單元1可單邊些微浮動調整的效果。

在其他一些實施例，參閱第1B圖，該上板11(或下板12)的中段153設有一加強肋1531，該加強肋1531分別連接該前段151與該中段153或連接該中段153與該後段152或是連接該前段151通過該中段153延伸連接至該後段152，該加強肋1531用以增強該中段153位置的結構強度及還具有支撐作用，在此替代實施該加強肋1531的一自由端係與該後段152未相連接且彼此之間界定一間隙1532，該間隙1532用以供該中段153可微浮動調整高低差的空間。

另外，所述下板12與該上板11共同界定一供汽液相變化的腔室13，所述腔室13由上、下板11、12的前段151、中段153及後段152彼此相接連通構成一連通腔室，並該腔室13內填充有一工作流體(如純水)，且該腔室13內設有一毛細結構18，該毛細結構18可為燒結粉末體、溝槽、網格體、纖維、辨條體或前述任一組合，該毛細結構18係可選擇形成在該下板12或上、下板11、12的內側上，該 下板12的前段151外側則與一發熱源相接觸。並該浮動散熱單元1為如平板熱管的腔室13內依序區分有一蒸發區131、一傳輸區132及一冷凝區133，該蒸發區131與該冷凝區133分別位於該浮動散熱單元1的前段151與該後段152，該傳輸區132位於該浮動散熱單元1的中段153，且也位於該蒸發區131與冷凝區133之間。

再者，在本發明實際實施時所述浮動散熱單元1可以與例如不同或相同類型散熱單元，以組設在一電子裝置(圖中未示)內的一主機板上具有複數發熱源(如中央處理器和圖形顯示器)上，並在組設時該浮動散熱單元1的前段151和後段152間有調整高低落差需求時，可透過該浮動撓曲段(即中段153)來上、下或左、右撓曲或彎折方式來浮動調整前段151與後段152之間的高低差，以有效降低各浮動散熱單元1的前段151與後段152之間高低不同相互拉扯的橋接力，進而還可避免該浮動散熱單元1結構變形的問題。此外，藉由該本發明各浮動散熱單元1具有浮動功能的浮動撓曲段可浮動調整，能適用結合在各種類型且不同高度孔位的散熱單元上。

因此，透過本發明此浮動散熱單元1的設計，使得能提供該浮動散熱單元1連接時能具有浮動調整高低落差的功效，以及避免習知熱管因高地落差時連接產生的橋接力發生向內擠壓或向外拉扯造成結構變形，進而造成熱管的熱傳散熱效率不佳，甚至失效的問題。

此外，本發明還能適用在各種電子裝置(如伺服器、電腦或通訊機箱)內的主機板上不同高度落差的發熱元件(如單晶片或其他發熱電子元件)使用，令該浮動散熱單元1的兩端(即前段151和後段152)組裝在對應發熱元件和散熱器上所產生的高低差，可透過本發明所述浮動撓曲段(即中段153)來浮動調整前段151和後段152間的高低差，以有效讓浮動散熱單元1的兩端可分別與對應的發熱源和不 同或相同類型散熱單元相接的效果。

在一替代實施例，該浮動散熱單元1的上板11和下板12各由前段151、中段153及後段152等的板體(如前段板體、中段板體和後段板體)所拼接組成，該上板11的前段板體和後段板體的板厚度大於該上板11的中段板體的板厚度，該下板12的前段板體和後段板體的板厚度大於該下板12的中段板體的板厚度。

1:浮動散熱單元

11:上板

12:下板

151:前段

152:後段

153:中段

Claims (8)

1. 一種浮動散熱單元，包括：一上板；及一下板，係與該上板相蓋合且共同界定一腔室，該腔室內填充有一工作流體，該上板與該下板各具有一前段、一後段及一位於該前段與該後段間的中段，所述腔室由該前段、該中段及該後段彼此相接連通構成一連通腔室，並該上板與該下板其中任一或兩者的該前段與該後段的板厚度大於該中段的板厚度，令該中段形成一浮動撓曲段而可浮動調整。
2. 如申請專利範圍第1項所述之浮動散熱單元，其中該腔室內設有一毛細結構，該毛細結構形成在該下板或該上、下板的內側上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之浮動散熱單元，其中該前段與該後段的板厚度為大於或等於0.5MM，該上板和下板其一位於該中段位置的板厚度為等於0.08MM且小於0.5MM。
4. 如申請專利範圍第1項所述之浮動散熱單元，其中該中段設有一加強肋，該加強肋分別連接該前段與該中段或連接該中段與該後段或連接該前段通過該中段延伸連接至該後段，且該前段與該後段的板厚度均相同或不相同。
5. 如申請專利範圍第1項所述之浮動散熱單元，其中該上板由一前段板體、一中段板體及一後段板體所拼接組成，該前段板體和該後段板體的板厚度大於該中段板體的板厚度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之浮動散熱單元，其中該下板由一前段板體、一中段板體及一後段板體所拼接組成，該下板的該前段板體和其該後段板體的板厚度大於該下板的該中段板體的板厚度。
7. 如申請專利範圍第1項所述之浮動散熱單元，其中該上板與該下板的材質為金屬材質所構成，該金屬材質為鋁材質、不銹鋼材質、銅材質、鈦材質或合金材質。
8. 如申請專利範圍第1項所述之浮動散熱單元，其中該浮動散熱單元為一均溫板、一熱板或一平板熱管。

Images