TWM442534U - Heat dissipation device of micro-channel and heat dissipation base thereof - Google Patents

Description

M442534 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係關於一種微流道散埶梦罢^ , 軸是關於一種 特性&升散熱效能之微流道散熱裝置及其散熱座。 【先前技術】 々、通;f於工作狀態下之電子產品〔例如：IC、CPU、…

等〕夕谷易產生大量熱能，若未能及時予以進行散執，便 會導致電子產品崎作效能受到㈣影響，㈣練續於 正常工作狀態之下發揮其應有的功用。 〜市面上多數散熱裝置皆是以1作流體流通過爽帶熱 也之方式’達财效散熱之目的。如第1圖所示，—般習 知散熱裝践提供—種可魏越循縣統之散熱座9， 該散熱座9内部間隔設有數微流道91，該數微流道％各 具有一入口 911、—出口 912及一流通空間913，該入口 911及出口 912皆與該流通空間913相連通，並各以一管 路連通該流體循環系統，且該流通空間913則係用以供工 作流體流通。 ~ 藉此，當該散熱座9貼附於一電子元件8表面，且該 電子元件8產生之熱能已傳導至相互貼接之散熱座9時， 遂可利用該流體循環系統將工作流體自該數微流道91的 各該入口 911送入各該流通空間911内’並在工作流體流 經過各該流通空間913的同時吸收熱能，更進一步透過工 作流體有效將熱能快速帶走，使得工作流體可通過該數微 流道91的各該出口 912而再回到流體循環系統之中，達到 —3 — M442534 有效散熱之目的。 然而’習知散熱座9的數微流道91各僅是為一簡單 構型之槽道’往往容易在工作流體流經過該數微流道9i 的各該流通空間913時，使工作流體被限制成僅可以與該 數微流道91的内周壁相互接觸’以致工作流體多只能經該 數微流道91的内周壁帶走該電子元件8所產出的部分熱 能，事實上，此流道91提供的熱傳導以及熱對流表面積有 限，非付經由持績地加速工作流體循環作用，方可達到顯 著的散熱功效。因此，習知散熱座9搭配流體循環系統所 能達成之散熱效率及效能皆明顯不佳而仍有待進一步之改 良0 此外，當工作流體經過該數微流道91的各該流通空 間913 ，在在因工作流體通過該流通空間gig而容易與 該數微流道91的内壁面相接觸，相對更小的通道而言，邊 界層厚度大崎響工作流體通過之悄速度。於此情況之 下工作"IL體接觸該數微流道91内周壁而吸附有部分熱能 後”’、能被°亥流通空間913而帶走的機會也受限，以致部 份熱能仍殘存於該流通空間913之中，進而造成該數微流 道91内部局部散熱效果不佳之情形。 &、有鑑於此，確實有必要發展一種能提升散熱效能之微 &道散熱裝置及其散熱座，瞒決如域述之問題。 【新型内容】 •畔埶^，作主要目的乃改善上述缺點，以提供一種微流道 月、、且及其散熱座，其係能夠增加座體與工作流體之接 —4 —— M442534 觸面積’以同時提升散熱效率及效能者。 本創作次一目的係提供一種微流道散熱裝置及其散 熱座’係能夠降低工作流體通過時所產生的局部邊界層严 度：增加流體流動的混合性及對流與傳導作用進：： 速帶走熱能並有效提升局部散熱效果者。 、

為達到前述創作目的，本創作之微流道散熱裝置，係 包含：-散熱座，具有—座體及數輔助散熱體，該座體内 部間隔設有數微流道，該數微流道各具有一入口、—出口 及-流通空間，該人口及出口皆與該流通空間相連通，节 .數辅助散熱體設於該數微流道的各該流通空間内，且該^ 辅助散熱體各軸有概m麵控卿，以二管 路連接該錢，並絲數黯道的各該流通㈣相互連通^。

其中，該數輔助散熱體的各該複數孔洞之通孔性為 0.55〜0.75 ’滲透性為2><10-13><1(^米平方，尤其係使該 數辅助散熱體12的各該複數孔洞121之通孔性為〇 透性為2.47xlO·10米平方。 ’ 其中，該數辅助散熱體各是為多孔性材料燒結而成的 一塊狀體。且，該多孔性材料可為銅、鋁、矽或鐵。 其中，該數辅助散熱體的各該複數孔洞係呈現不規則 為達到前述創作目的，本創作還另提供一種微流道散 熱裝置之散熱座，該散熱座包含：—座體，内部間^^ 數微流道，該數微流道各具有一入口、一出口及空 間’該入π及出口皆與該流通空間相連通；及數輔 體’設於減減道的各额通空㈣，I該數輔助散熱 ~ 5 — M442534 體各形成有複數孔洞。 【實施方式】 ，為讓本創作之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯 易懂，下文特舉本創作之較佳實施例，並配合所附圖式， 作詳細說明如下： 睛一併參閱第2及3圖所示，其係為本創作一較佳實 施例’該微流道散熱裝置包含—散熱座i及—流體控制器 2，該流體控制器2係以—管路τ連通該散熱座i。 # 5玄政熱座1具有一座體U及數辅助散熱體12，該數 辅助散熱體12係容置於該座體u内。並且，該座體u内 部間隔設有紐流道U1 ’該數微流道Ul較佳係朝同/ 方向延伸且等距排顺該賴u㈣。於本實施例中，该 數微流道hi各具有-人口 1U1、—出口 1112及—流通多 間1113,該人σ mi及出口 1112皆與該流通空間⑴3相 連通該流通空間1113用以供工作流體〔例如：水〕於内 =，以便4越㈣該流通空間1113㈣將熱能一 =其/ :數道m的彳 的型㈣有所變化，係屬該領域中具有通常 解’並不在此限制該數微流道u]夕荆作 D $ . 較佳實施例供參酌。 1之_，僅以圖示奚祝 請續參閱第3圖所示，該數輔助散熱體 的各該流通㈣1113内，且該散一 U各形成有複數孔洞121。其令， 放，，.、 以是為多孔性材料燒結而成的-多孔^^熱體12 一 夕孔丨生塊狀體，特別#妒 M442534 圖面所示為-長板狀，以能置㈣㈣道ui之 ，並與之相吻合即可;再且’該多孔性材料特別係:擇 =銅H或鐵等具較佳導熱性之材f，本實施例的數 辅助散熱體12尤其係選擇由相同於該座體u材質之

銅燒結而成，錢該散熱座丨之絲n及數辅助散敎體 12能具有-致性的導熱及散熱效果為^承上，多孔 料燒結之X藝技術75為該領域之公知常識，故該領域中且 有通常知識者係可隨之變化而取得較佳品質之輔助散熱體 12 ’容不在此贅述該數辅助散熱體12的獲取及製作流程。 特別地，該數辅助散熱體12的各該複數孔洞ΐ2ι排 序乃為不規翻H ’以便功频通辦能流竄於其中而 降低局部邊界層厚度、增加流體的混合性，進而增加局部 的=作流n流速。於本實施财，魏伽散熱體12的各 遠複數孔洞ηι較佳通孔性(p()1Osity)〔即該複數孔洞ΐ2ι

的加總體積佔該辅助散熱體12總體積的比値〕範圍係為 0-55〜0.75 ’ 滲透性(permeabimy)係為 2χ]〇-10〜3χ1〇_10 米平 方，尤其係使該數辅助散熱體12的各該複數孔洞121之通 孔性為0.66，滲透性為2.47χ1〇，米平方，以便由該數辅 助散熱體12吸收熱糾，更能触速供工似體通過而將 熱能帶走，達到較佳散熱之效果。 该流體控制器2以一管路τ連接該座體u，並與該數 微流迢ill的各該流通空間1113相互連通。其中，該流體 控制杰2可以是任意能控制工作流體輸出量之機構，較佳 係用以搭配該數辅助散熱體12的各該複數孔洞121通孔 J·生而此5周整工作流體的輸入功率〔pumpjng power〕，以 ――7 ..…丨_ M442534 控制工作流體輸出量直至工作流體流速能將該數辅助散熱 體丨2所帶來的工作流體阻力降至極低’特別係操作該流體 控制器2的輸出功率〔pumping Power〕為〇·3瓦以上，以 確保足夠的工作流體流速能克服該數輔助散熱體12帶來 的壓降，而同樣仰賴工作流體通過該流通空間1113時，可 順勢帶走該數辅助散熱體12所吸收的熱，而達到提高散熱 效率之功效。 請參照第4及5圖所示，當以本創作微流道散熱裝置 貼附於一電子元件3表面，使得該電子元件3產生之熱能 傳導至相互貼接之散熱座1，以同時為該座體11及數輔助 散熱體12所吸收時，遂可如第5圖所示利用該流體控制器 2調整工作流體輸出功率而輸出適當流速之工作流體，以 使工作流體可經該管路Τ而自該數微流道111的各該入口 送入各該流通空間1113内’並供工作流體如第6圖所 示流竄於該數辅助散熱體12的各該複數孔洞121之中。藉 此’便能輕易在工作流體經過各該流通空間1113，並與該 數辅助散熱體12的各該複數孔洞121相接觸下同時吸收熱 能，更進一步透過具穩定且足夠流速之工作流體有效將熱 能快速帶走，使得工作流體可通過該數微流道111的各該 出口 1112,而再如第5圖所示經另一管路Τ，回到連通該工 作流體控制器2的一儲槽S中β經上述反覆作動後，則能 藉由增加該數輔助散熱體12與工作流體的接觸面積，以同 時達到提升散熱效率及效能之功效。 為了證實透過本創作微流道散熱装置能有效改善散 熱效率及效能，係以不同的工作流體泵功搭配本創作微流 8 M442534 迢散熱裝置與傳統微流道散熱裝置，計算二者之最大熱阻 値RT，並將二者比較如下表。其中，該二者之微流道的通 道截面積皆是為5.9x10 4米平方；且，本創作微流道散熱 裝置之數輔助散熱體12的各該複數孔洞121通孔性係為 0.66，滲透性為2.47x10·10米平方。 [註〕u:通道入口之工作流體流速；Δρ :通道内的工作流體壓力損失； |Tmax •通千内的最高溫度；RT :通道最大熱阻値;ARt :熱阻改善差値。

Pumping 傳統微流道散熱裝置 本創作微流道散熱裝置 Power Q(W) U1 Δρί Tmaxl RT1 U2 Δ p2 T 丄 max2 RT2 Δ Ry 0.056 0.8 12223.08 308 0.15 0.13 1.2 18494.42 305.7 0.127 0.72 30483.84 307.4 0.144 -0.13% 0.3 1.8 28117.17 304 0.11 1.044 50610.91 303.8 0.108 1.8% 0.41 2.1 33028.17 303.5 0.105 1.272 54014.79 302.3 0.093 9.11% 0.54 2.5 39681.23 303 0.10 1.526 64892.49 301.2 0.082 18% 0.90 3.2 51616.29 302.4 0.094 1.966 83812.70 300.0 0.07 25% 以上，遂由上表可得知，本創作微流道散熱裝置之最 大熱阻値RT2相較於傳統微流道散熱裝置之最大熱阻値 Rti明顯降低；並且，當工作流體輸入功率〔Pumping Power〕大於〇·3時，計算得之熱阻改善差値〔即△ RT=(RTrRT2)xl〇〇%/ Rn〕係逐漸由負値轉變為正值。藉 此，遂證實在足夠的工作流體流速下’不僅可透過該數輔 助散熱體12加速熱能的吸收，更能克服該數辅助散熱體 12帶來的工作流體阻力，而能以工作流體快速帶走該座體 _ 9 — M442534 11及數辅助散熱體12所吸收之熱能，不但有效提升局部 散熱效果，甚至達到提高散熱效率之功效。 綜上所述，本創作微流道散熱裝置及其散熱座之主要 特徵在於.藉由該散熱座1所設置之數輔助散熱體12係能 加速熱能的吸收，並在該流體控制器2調整工作流體輸出 功率為適當値，而使工作流體具有一定流速時，更可輕易 克服该數輔助散熱體12所帶來的壓降，使得工作流體能穩 疋流通於该數微流道ill的各該流通空間m3内，並增加 工作流體與複數孔洞121之間的接觸面積。如此一來，不 僅可由工作流體同時帶走該座體n與數辅助散熱體12所 吸收的熱能，更可使工作流體通過該流通空間1113時，竄 流於§玄數輔助散熱體12的各該複數孔洞121之中，以由不 規則排序之複數孔洞121降低流道η〗局部邊界層厚度、 增加流體的混合性，進而增加局部工作流體之流速，以快 速將工作流體自該數微流道111的各該出口 1112帶離，進 而有效增加遠散熱座1的局部散熱效果，同時達到提升散 熱效率及效能之功效。 雖然本創作已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用 以限定本創作，任何熟習此技藝者在不脫離本創作之精神 和範圍之内，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本 創作所保護之技術範疇，因此本創作之保護範圍當視後附 之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 M442534 第1圖：習知微流道散熱裝置之結構示意圖。 第2圖：本創作微流道散熱裝置之配設示意圖。 第3圖：本創作微流道散熱裝置之構件局部分解圖。 第4圖：本創作微流道散熱裝置之散熱座使用示意圖。 第5圖：本創作微流道散熱裝置之配設使用示意圖。 第6圖：本創作微流道散熱裝置之工作流體流動作示意 圖。 【主要元件符號說明】 〔本創作〕 1 散熱座 11 座體 111微流道 1111入口 1113流通空間 121孔洞 T、Τ’管路 1112 出口 12 輔助散熱體 2 流體控制器 3 電子元件 S 儲槽 〔習知〕 9 散熱座 91 微流道 911 入口 912 出口 913流通空間 8 電子元件

Claims (1)

1. M442534 六、申請專利範圍 1、 一種微流道散熱裝置，係包含： 一散熱座，具有一座體及數辅助散熱體，該座體内部間 隔設有數微流道，該數微流道各具有一入口、一出口及 一流通空間，該入口及出口皆與該流通空間相連通，該 數輔助散熱體設於該數微流道的各該流通空間内，且該 數輔助散熱體各形成有複數孔洞；及 -流體控制器，以-管路連接該座體，並與該數微流道 的各該流通空間相互連通。 2、 如申請專利範圍第i項所述之微流道散熱裝置，1中， 該數辅助散熱體的各該複數孔洞之通孔性為 0.55〜0.75，滲透性為2χ1〇-ι〇〜3χ1〇_1()米平方。 3、 如申tf專·圍第2項所述之微流道散歸置， 該數輔助散熱體的各該複數孔洞之^ 透性為2.47xl(rl。米平方。 化為0.66’滲 4、 如申請專利範㈣！、2或3項所述 其中，該數輔助散轨體/机、政熱裝置， 塊狀體。各疋為多孔性村料燒結而成的- 5 6 、如申請料mM4項所狀微流 該多孔性材料是為銅、I呂、石夕或鐵。…'裝置’其中， 、如申請專利範圍第或3項所述之微、H 其該數輔助刪的各該複 二政熱裝置’ 排序型態。 糸王現不規則之 種微抓逼散熱裝置之散熱座，係包含： 财42534 9 10 11 12 —座體’㈣間隔設有數微流道，該數微流道各具有一 $口及机通空間’該人口及出口皆與該流通 二間相連通；及 數辅助散熱體，設於魏微流道的各該流通空間内，且 该數輔助散熱體各形成有複數孔洞。 ^申請專利第7項所述之微流道散熱裝置之散熱 座，其卜職_散熱體的各該複數·之通孔性 0.55〜0.75 ’ 滲透性為 2χΐ〇-ι〇〜3χ1〇-ιο 米平方。 ’'·、 如申請專利範圍第8項所述之微流道散熱裝置之散敎 座，其中，該數漏散熱體的各該複數孔洞之通孔性為' 〇·66 ’滲透性為2.47xl〇-10米平方。 ’ 如申請專·圍第7、8或9項所述之微流道散鮮置 之散熱座’其中’錄辅助散熱體各是為多孔性跡 結而成的一塊狀體。 ① 如申請專利10項㈣之錢道散歸置之散妖 座，其中，該多孔性材料是為銅、鋁、矽或鐵。月‘、’、 如申請專利範圍第7、8或9項所述之微流道散執 之散熱座’其中，該數輔助散熱體的各該複數孔洞， 現不規則之排序型態。 、王 —13 —