專利名稱：散熱器結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種散熱器結(jié)構(gòu)，特別涉及一種具有氣液相循環(huán)回路的散熱 器結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)信息等高科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及其應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，計(jì)算機(jī)裝置 處理數(shù)據(jù)的速度也越來(lái)越快。目前計(jì)算機(jī)設(shè)備內(nèi)部的電子組件的體積趨于微型化，集成電路(Integrated circuit, IC)的密集度也相對(duì)增加，連帶使得單位面積所產(chǎn) 生的熱量亦相對(duì)地增加。若不及時(shí)將電子組件產(chǎn)生的大量熱能散除，將會(huì)造成電 子組件的損壞，使計(jì)算機(jī)裝置無(wú)法運(yùn)作。為了降低發(fā)熱電子組件的工作溫度以保持計(jì)算機(jī)裝置的運(yùn)作，傳統(tǒng)的方式是 利用金屬材質(zhì)的散熱器，亦可于散熱器上加設(shè)鰭片組，以吸收電子組件的熱量， 并將熱能傳導(dǎo)至外部的大氣環(huán)境。但是散熱器或是鰭片組的散熱表面積有限，導(dǎo) 致傳統(tǒng)以空氣冷卻方式的散熱裝置的散熱功率不佳，已無(wú)法滿足現(xiàn)今電子組件因 快速運(yùn)算所產(chǎn)生的高熱能的散熱需求。為了能在短時(shí)間內(nèi)大量逸散電子組件所產(chǎn)生的高熱能，更可外加一水泵 (pump)至散熱裝置上，冷卻水通過(guò)水泵的循環(huán)抽引，以快速散除散熱裝置的熱 能。然而，水泵與散熱裝置之間必須通過(guò)至少二接頭而相互銜接，以使冷卻水可 不斷地進(jìn)行循環(huán)冷卻。接頭于長(zhǎng)時(shí)間的使用的下，容易因材料變形等因素而產(chǎn)生接合性不佳，甚至 是漏水的問(wèn)題，且水泵必須配合一動(dòng)力裝置的牽引，方可執(zhí)行抽引的動(dòng)作，如此 將導(dǎo)致散熱裝置的整體組成過(guò)于復(fù)雜且輕便性不足。近年來(lái)，更發(fā)展出于傳統(tǒng)的金屬散熱器上加設(shè)多個(gè)連接至散熱鰭片組的熱管 (heat pipe)，以進(jìn)一步改善通過(guò)水泵進(jìn)行循環(huán)冷卻的問(wèn)題。熱管是以內(nèi)部的工作流體接受熱源的熱量并汽化后，流動(dòng)至連接散熱鰭片組的冷凝端，透過(guò)散熱鰭 片組散熱使工作流體冷凝為液體，再藉毛細(xì)作用力或重力回流至熱源，不需藉助
水泵的抽引，于熱管內(nèi)部即可進(jìn)行自體循環(huán)冷卻的作動(dòng)。散熱器透過(guò)工作流體因 氣液相變化所產(chǎn)生的潛熱，得以將大量的熱能自電子組件傳導(dǎo)至散熱鰭片組，藉 以增加散熱器的散熱效能。為了提升現(xiàn)有熱管的散熱效率，其熱管通常會(huì)做一較大長(zhǎng)度的延伸，但卻造 成氣態(tài)的工作流體容易于熱管的半途中即凝結(jié)為液體狀態(tài)的問(wèn)題。滯留于熱管中 間段的液態(tài)工作流體將成為氣態(tài)工作流體于熱管內(nèi)流動(dòng)的阻力，嚴(yán)重影響熱管中的工作流體的回流通路的運(yùn)作，甚至是產(chǎn)生逆向流動(dòng)(counter flow)，使得熱管 的蒸發(fā)端因無(wú)工作流體的供應(yīng)，而造成干化(dry out)的現(xiàn)象，這些都將大幅降 低熱管整體的散熱效果，導(dǎo)致電子零組件因過(guò)高溫度而燒毀失效。為了避免上述的干化現(xiàn)象的發(fā)生，因此現(xiàn)有熱管的設(shè)計(jì)配置，大多以垂直方 向設(shè)置于散熱器，以滿足蒸汽向上蒸發(fā)及液態(tài)工作流體因重力而向下流動(dòng)的物理 現(xiàn)象，然而電子裝置必須配合散熱器的結(jié)構(gòu)型態(tài)而改變其內(nèi)部的電路配置 (layout)，或是迫使電子裝置的整體體積必須增加，方可容納體積龐大的散熱器。 改變電子裝置內(nèi)部的電路配置將增加制程上的復(fù)雜性，而使得制造成本相對(duì)增加， 體積過(guò)大的電子裝置亦不符合目前消費(fèi)者要求電子產(chǎn)品必須輕薄短小的使用需 求。發(fā)明內(nèi)容鑒于以上的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種散熱器結(jié)構(gòu)，藉以改良先前 技術(shù)的熱管內(nèi)部的工作流體因逆向流動(dòng)而造成干化，以及散熱器因熱管配置上的 限制，導(dǎo)致制程復(fù)雜度與成本增加的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出一種散熱器結(jié)構(gòu)，是用以散除一發(fā)熱單 元所產(chǎn)生的熱量，其包括有一腔體、至少一循環(huán)管、以及一工作流體。腔體內(nèi)部 具有一中空的容置空間，且腔體具有一底座及至少一管路，底座是用以接觸所述 發(fā)熱單元，管路是形成于腔體的腔壁內(nèi)并延伸至底座。其中腔體更包含一第一流 孔及一第二流孔，第一流孔是連通容置空間，而第二流孔是連通于管路。循環(huán)管 具有二端部，二端部分別連接于第一流孔及第二流孔。工作流體是容置于腔體的 容置空間并接觸底座，其中工作流體是于循環(huán)管及腔體的容置空間內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。其中液態(tài)工作流體自所述底座吸收發(fā)熱單元的熱能后，蒸發(fā)為氣態(tài)工作流體。氣 態(tài)的工作流體自第一流孔導(dǎo)入循環(huán)管內(nèi)而并放熱凝結(jié)為液態(tài)的工作流體。凝結(jié)為液態(tài)的工作流體通過(guò)引力作用自第二流孔導(dǎo)入管路并回流至底座，以形成一氣液 相的循環(huán)流動(dòng)回路。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)-本實(shí)用新型通過(guò)管路的設(shè)置，使得工作流體由第一流孔導(dǎo)入循環(huán)管，再自第 二流孔通過(guò)管路而回流至腔體的容置空間內(nèi)，以形成單一方向的氣液相循環(huán)回路， 使得本實(shí)用新型散熱器結(jié)構(gòu)的散熱效率得以大幅提升。本實(shí)用新型更可避免氣體狀態(tài)與液體狀態(tài)的工作流體于作動(dòng)過(guò)程中相互沖 突，并改善現(xiàn)有熱管容易因工作流體滯留于熱管，而造成管路逆流或是干化現(xiàn)象 的發(fā)生。有關(guān)本新型的特征與實(shí)作，現(xiàn)配合圖示作最佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下。

圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的分解示意圖； 圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的立體組合圖； 圖3為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的剖面示意圖； 圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的立體示意圖；以及 圖5為本實(shí)用新型第三實(shí)施例的立體示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明100散熱器；IIO腔體；111底座；1111流道；1112毛細(xì)層； 112管路；113第一流孔；114第二流孔；115注入孔；116注入管；U7容置空間； 120循環(huán)管；121端部；130工作流體；140散熱鰭片組；200發(fā)熱單元。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1至圖3所示，為本新型第一實(shí)施例所提供的一種散熱器結(jié)構(gòu)100， 是用以散除一發(fā)熱單元200所產(chǎn)生的熱量，而此發(fā)熱單元200包括但不局限于電 子裝置內(nèi)部的中央處理單元(CPU)、芯片、顯示適配器等因運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生大量熱 能的電子組件。第一實(shí)施例所揭露的散熱器結(jié)構(gòu)IOO包括有一腔體110、多個(gè)循環(huán)管120及 工作流體130。腔體110的內(nèi)部具有一容置空間，且腔體110具有一底座111及 多個(gè)管路112，底座111是用以接觸發(fā)熱單元200，而管路112是形成于腔壁內(nèi)并 延伸至底座111。腔體110更包含多個(gè)第一流孔113及多個(gè)第二流孔114。第一流孔113是形成于腔體110的上半部，用以連通容置空間。第二流孔114是形成于 腔體110的下半部，用以連通于腔體110的管路112。循環(huán)管120具有二端部121， 二端部121分別連接于第一流孔113及第二流孔114。工作流體130是容置于腔 體110的容置空間并接觸底座111，且工作流體130是于循環(huán)管120及腔體110 的容置空間內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。其中，本實(shí)用新型的循環(huán)管120是由高導(dǎo)熱系數(shù)的銅合 金所制成，本領(lǐng)域技術(shù)人員亦可選擇具有高導(dǎo)熱系數(shù)的金屬制造循環(huán)管，并不以本實(shí)用新型所揭露的實(shí)施例為限。此外，腔體IIO上更具有一注入孔115，且注入孔115是連接于一注入管116。 注入管116是用以供工作流體130透過(guò)注入孔115被灌注入腔體IIO的容置空間 內(nèi)，且注入管116及注入孔115可供抽氣作業(yè)進(jìn)行，以使腔體110內(nèi)部形成一真 空狀態(tài)的工作環(huán)境。如圖3所示，腔體110容置空間內(nèi)液態(tài)的工作流體130，是受重力吸引，儲(chǔ) 存于底座111上并與底座111接觸。由于底座111是接觸發(fā)熱單元200，因此液 態(tài)的工作流體130可透過(guò)底座111吸收發(fā)熱單元200所產(chǎn)生的熱能而蒸發(fā)成為氣 態(tài)的工作流體130，并由底座111朝向容置空間的上半部流動(dòng)。氣態(tài)的工作流體 130由第一流孔113導(dǎo)入循環(huán)管120，氣態(tài)的工作流體130于循環(huán)管120中進(jìn)行放 熱，于循環(huán)管120內(nèi)凝結(jié)為液態(tài)工作流體130。循環(huán)管120內(nèi)凝結(jié)為液態(tài)的工作 流體130通過(guò)地心引力的向下牽引作用而通過(guò)循環(huán)管120下部，并自第二流孔114 導(dǎo)入設(shè)于腔壁內(nèi)的管路112,再回流至底座lll，以形成一氣液相循環(huán)回路。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1至圖3，為了使循環(huán)管120內(nèi)的工作流體130快速對(duì)外放熱， 本實(shí)用新型第一實(shí)施例更包括由多個(gè)鰭片所組成的散熱鰭片組140，各循環(huán)管120 是穿過(guò)對(duì)應(yīng)的各散熱鰭片組140，使散熱鰭片組140固定于循環(huán)管120并與循環(huán) 管120進(jìn)行熱交換。散熱鰭片組140與空氣的大接觸面積，可有效提升散熱器結(jié) 構(gòu)100的散熱功率。被導(dǎo)入循環(huán)管120的氣態(tài)工作流體130可快速地由散熱鰭片 組140散除熱量，致使氣態(tài)工作流體130冷凝為液體狀態(tài)的循環(huán)回路流動(dòng)率更為 提升。其中，本實(shí)用新型的散熱鰭片組140是由高導(dǎo)熱系數(shù)的鋁合金或銅金屬?zèng)_ 壓所制成，本領(lǐng)域技術(shù)人員亦可選擇具有高導(dǎo)熱系數(shù)的金屬，此一方式已為熟悉 所述項(xiàng)技術(shù)的通常人士所能知悉的設(shè)計(jì)，故發(fā)明人于此不另贅敘。另，為了改善液態(tài)工作流體130于腔體110內(nèi)部的流動(dòng)狀態(tài)，底座lll更具 有一流道llll，形成于底座lll的表面，用以導(dǎo)引工作流體130流動(dòng)。通過(guò)管路
112的液態(tài)工作流體130可經(jīng)由流道1111穩(wěn)定地回流至底座111表面。此外，底 座111更具有一毛細(xì)層1112，其中毛細(xì)層1112為銅粉燒結(jié)而成的多孔隙結(jié)構(gòu)層。 透過(guò)的毛細(xì)層1112的孔隙結(jié)構(gòu)，可有效地吸附液態(tài)的工作流體130于底座111 表面，并將工作流體130儲(chǔ)存于毛細(xì)層1112內(nèi)，提升工作流體130實(shí)際上與底座 111的接觸面積，以加強(qiáng)工作流體130與底座111之間的熱交換效率。如圖4及圖5所示，分別為第二實(shí)施例及第三實(shí)施例的立體示意圖，本實(shí)用 新型的循環(huán)管120及散熱鰭片組140,除了如圖2所示以水平方向裝設(shè)于腔體110 上的外，更可根據(jù)電子裝置內(nèi)部的電路配置，以垂直方向或是呈一傾斜角度裝設(shè) 于腔體110上，以有效利用電子裝置內(nèi)部的空間，使得電子裝置同時(shí)具備有效的 散熱能力及達(dá)到微型化的設(shè)計(jì)目的。本實(shí)用新型的散熱器結(jié)構(gòu)通過(guò)設(shè)置于腔體下半部的管路，使得氣態(tài)工作流體 依循單一方向?qū)胙h(huán)管，而于循環(huán)管內(nèi)轉(zhuǎn)換為液態(tài)工作流體，并形成氣液相循 環(huán)回路，改善氣體狀態(tài)的工作流體與液體狀態(tài)的工作流體于循環(huán)管中相互沖突而 造成逆流，致使散熱器的散熱效率大幅提升，并且避免循環(huán)管因干化現(xiàn)象而導(dǎo)致 使用壽命的縮短。雖然本實(shí)用新型的實(shí)施例揭露如上所述，然并非用以限定本實(shí)用新型，任何 本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，舉凡依本實(shí)用新型申請(qǐng) 范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神當(dāng)可做些許的變更，因此本實(shí)用新型的專利 保護(hù)范圍須視本說(shuō)明書所附的權(quán)利要求所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、 一種散熱器結(jié)構(gòu)，用以散除發(fā)熱單元所產(chǎn)生的熱量，其特征在于，包括有 一腔體，其內(nèi)部具有一容置空間，所述腔體具有一底座及至少一管路，所述底座是接觸所述發(fā)熱單元，且所述管路是形成于所述腔體的腔壁內(nèi)并延伸至所述 底座，其中所述腔體更包含至少一第一流孔，連通所述容置空間，及至少一第二 流孔，連通于所述管路；至少一循環(huán)管，具有二端部，所述二端部分別連接于所述第一流孔及第二流 孔；以及一工作流體，容置于所述腔體的容置空間并接觸所述底座，其中所述工作流 體是于所述循環(huán)管及腔體的容置空間內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。
2、 如權(quán)利要求l所述的散熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于更包括有至少一散熱鰭片 組，所述循環(huán)管是穿過(guò)所述散熱鰭片組，使散熱鰭片組固定于所述循環(huán)管。
3、 如權(quán)利要求1所述的散熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述腔體更包含一供所述 工作流體被注入所述腔室容置空間的注入孔。
4、 如權(quán)利要求3所述的散熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于更包含有一供所述工作流體自其中流過(guò)所述注入孔，而被注入所述容置空間的注入管，是連接于所述注入 孔。
5、 如權(quán)利要求1所述的散熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述底座更具有至少一導(dǎo)引所述工作流體流動(dòng)的流道，形成于所述底座的表面。
6、 如權(quán)利要求l所述的散熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述循環(huán)管是以一水平角 度設(shè)置于所述腔體上。
7、 如權(quán)利要求l所述的散熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述循環(huán)管是以一垂直角 度設(shè)置于所述腔體上。
8、 如權(quán)利要求l所述的散熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述循環(huán)管是以一傾斜角 度設(shè)置于所述腔體上。
9、 如權(quán)利要求1所述的散熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述底座更具有一用以吸附所述工作流體的毛細(xì)層。
10、 如權(quán)利要求9所述的散熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述毛細(xì)層是由銅粉燒結(jié)而成的多孔隙結(jié)構(gòu)層。
專利摘要一種散熱器結(jié)構(gòu)，用以散除發(fā)熱單元所產(chǎn)生的熱量，其包括有一腔體、至少一循環(huán)管、以及一工作流體。腔體具有至少一形成于腔壁內(nèi)的管路，且于腔體上開設(shè)有至少一連通腔體內(nèi)部的第一流孔，及至少一連通于管路的第二流孔。循環(huán)管是連接于第一流孔及第二流孔，工作流體是容置于腔體內(nèi)，自第一流孔導(dǎo)入循環(huán)管，并由第二流孔導(dǎo)入管路而回流至腔體內(nèi)，以形成一氣液相循環(huán)回路。
文檔編號(hào)H05K7/20GK201039655SQ20072014365
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月24日
發(fā)明者彭繼平, 錢益伸 申請(qǐng)人:訊凱國(guó)際股份有限公司