CN103135711A - 散热装置 - Google Patents

Abstract

一种散热装置，其适于对一发热源进行散热，散热装置包括散热板体、至少一散热管体、芯层、多个铜粉粉柱、及工作流体。散热板体具有底面、顶面、侧面及第一散热腔体，底面适于与发热源相接，顶面与底面相对应。散热管体设置于散热板体的顶面，其中每一个散热管体具有一第二散热腔体，每一个第二散热腔体是与第一散热腔体相通。芯层设置于第一散热腔体与第二散热腔体的内壁，而工作流体是填充于第一散热腔体与第二散热腔体。铜粉粉柱配置于第一散热腔体中，且各铜粉粉柱的二端分别与位于底面的芯层以及位于顶面的芯层相接。

Description

散热装置

技术领域

本发明是有关于一种散热装置，且特别是有关于一种结合均热板及热管的散热装置。

背景技术

在计算机系统中，例如是中央处理器(Center Process Unit，CPU)、北桥芯片(North Bridge Chip)、南桥芯片(South Bridge Chip)或是其他电子组件会配设于一主板(Mother Board)上，而为了能移除这些电子组件在高速运作时所产生的热能，通常会在其表面上配置散热装置来进行散热。

然而，随着计算机科技的突飞猛进，计算机的运作速度不断地提高，上述电子组件的发热功率(Heat Generation Rate)也不断地攀升。为了预防计算机主机内部的电子组件过热，而导致暂时性或永久性的失效，如何设计一散热装置，以对计算机内部的电子组件提供足够的散热效能是为一重要课题。

发明内容

本发明提供一种散热装置，其能有效地降低散热过程中的热阻，以有效地对一发热源进行散热。

本发明提出一种散热装置，其适于配置在一发热源上，以对发热源进行散热，散热装置包括一散热板体、至少一散热管体、多个铜粉粉柱、一芯层(Wick)以及一工作流体。散热板体具有一底面、一顶面、一侧面以及一第一散热腔体，底面适于与发热源相接，顶面与底面相对应，侧面连接底面与顶面之间，其中底面、顶面与侧面构成第一散热腔体。散热管体设置于顶面，其中每一个散热管体具有一第二散热腔体，每一个第二散热腔体是与第一散热腔体相通。芯层则设置于第一散热腔体与第二散热腔体的内壁，而工作流体是填充于第一散热腔体与第二散热腔体。铜粉粉柱配置于第一散热腔体中，且各铜粉粉柱的二端分别与位于底面的芯层以及位于顶面的芯层相接。

在本发明的一实施例中，散热板体包括一第一本体以及一第二本体。第一本体具有一第一凹槽以及底面，第二本体具有一第二凹槽以及顶面，第二本体适于与第一本体相接，而第一凹槽与第二凹槽构成第一散热腔体。

在本发明的一实施例中，第二本体与每一个散热管体是一体成型。

在本发明的一实施例中，散热装置还包括多个支撑柱体，这些支撑柱体配置于第一散热腔体中，且每一个支撑柱体分别与底面以及顶面相接。

在本发明的一实施例中，芯层还包覆这些支撑柱体的外表面。

在本发明的一实施例中，散热装置还包括一散热鳍片组，散热鳍片组是设置于散热管体的管壁上。

在本发明的一实施例中，芯层是经一粉末烧结制程而成形于第一散热腔体与第二散热腔体内壁。

在本发明的一实施例中，芯层为金属丝网。

在本发明的一实施例中，芯层为微沟槽结构。

在本发明的一实施例中，当芯层是经一粉末烧结制程而成形时，于该芯层上形成有多个插孔，而铜粉粉柱与插孔间是采用紧配的方式相结合。

本发明是在散热板体的顶面设置至少一散热管体，其中散热板体的散热腔体是与散热管体的散热腔体相通，因此，散热装置内的工作流体是能顺畅且直接地将发热源传导至散热板体的底面(蒸发区)的热量带至散热管体(冷凝区)来进行散热，进而减少散热过程中的热阻(Thermal Resistance)，让散热装置有较佳的散热效能。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示本发明一实施例的散热装置配置于一发热源的示意图。

图2绘示本发明另一实施例的散热装置设置于一发热源的示意图。

图3绘示本发明再一实施例的散热装置设置于一发热源的示意图。

具体实施方式

图1绘示本发明一实施例的散热装置配置于一发热源的示意图，请参考图1，本实施例的散热装置100，其适于配置在一发热源200上，以对发热源200进行散热。其中，发热源200例如是计算机系统中的中央处理器、北桥芯片、南桥芯片或是其他配设于主板上的发热组件。在本实施例中，散热装置100包括一散热板体110、至少一散热管体120、一芯层130以及一工作流体140。散热板体110的材质例如是具高导热性能的铜或铝。

本实施例的散热板体110具有一底面112、一顶面114、一侧面116以及一第一散热腔体118。底面112适于与发热源200相接，顶面114与底面112相对应，侧面116连接于底面112与顶面114之间。第一散热腔体118即为底面112、顶面114、与侧面116所构成的一密闭空间，此密闭空间例如是一密闭真空腔体。

此外，于散热板体110的顶面114上设置至少一散热管体120(图1是以4个散热管体为例)，即本实施例的散热装置100是为均热板及热管的结合装置。再者，本实施例的散热装置100还可包括一散热鳍片组150，其是设置于散热管体120的管壁上。其中，每一个散热管体120具有一第二散热腔体122，而芯层130是设置于第一散热腔体118与第二散热腔体122的内壁，而工作流体140是填充于第一散热腔体118与第二散热腔体122中，工作流体140例如是水、酒精、或其他沸点较低的流体。

另外，芯层130例如是经一粉末烧结制程(powder sintering process)而成形于第一散热腔体118与第二散热腔体122内壁，粉末例如是铜粉或是其他适当的粉末。其中，芯层130的设置可强化散热板体110的强度，进而提供较高的承载力。当然，芯层130亦可以是金属丝网、微沟槽结构或是上述适当材质的组合，以增加工作流体140的因毛细现象的流动，本发明在此并不做任何限制。

在本实施例中，散热板体110与发热源200相接的底面112区域是形成一蒸发区，远离蒸发区的顶面114以及散热管体120部分即形成一冷凝区。工作流体140在蒸发区吸收热量会蒸发成气体，工作流体140会带着热量向冷凝区移动。例如，由于顶面114以及散热管体120的冷凝区有较大的散热面积，且散热管体120还可与具有大范围散热面积的散热鳍片组150相接。因此，当工作流体140带着热量移动至冷凝区时，热量会经由顶面114、散热管体120或是散热鳍片组150对流至环境中，而工作流体140会在冷凝区进行散热后凝结成液体并经由芯层130回流至蒸发区以进行下一次循环，从而利用工作流体的相变化来达到快速传热与均热的目的。

值得一提的是，本实施例的第二散热腔体122是与第一散热腔体118相通。因此，第一散热腔体118与各个第二散热腔体122即构成一完整的散热空间，进而大幅地减少热传递过程中的热阻。也就是说，发热源200所产生的热量能顺畅且直接地经散热板体110的底面112(蒸发区)传递至顶面114以及散热管体120(冷凝区)，以进行散热，进而让散热装置有较佳的散热效能。此外，设置于第一散热腔体118与第二散热腔体122的内壁的芯层130是能连续地成形于散热板体110以及散热管体120内面，进而让于顶面114以及散热管体120(冷凝区)凝结成液体的工作流体140能顺畅地回流至散热板体110的底面112(蒸发区)以进行下一次循环。

承上所述，本实施例的散热板体110例如是由一第一本体110a以及一第二本体110b所组成，第二本体110b与散热管体120例如是以一体成型的方式制作出。其中，第一本体110a具有一第一凹槽C1以及底面112，第二本体110b具有一第二凹槽C2以及顶面114，第二本体110b适于与第一本体110a相接，而第一凹槽C1与第二凹槽C2即构成第一散热腔体118。在本实施例中，第二本体110b与第一本体110a的结合例如是经由扩散连接(diffusionbonding)或是焊接(soldering)等适当方式来接合，本发明在此亦不做任何限制。

请继续参考图2，其绘示本发明另一实施例的散热装置设置于一发热源的示意图。本实施例的散热装置100’与图1实施例的散热装置100类似，惟二者主要差异在于本实施例的散热装置100’还配设有多个铜粉粉柱160，这些铜粉粉柱160例如是中空的铜粉粉柱。在本实施例中，这些铜粉粉柱160是排列于第一散热腔体118中，以增加工作流体140由冷凝区回流至蒸发区的回流速度，且每一个铜粉粉柱160分别与位于底面112的芯层130以及位于顶面114的芯层130相接。此外，本实施例的铜粉粉柱160例如是先形成后再利用治具而插设在第一散热腔体118内，其中第一散热腔体118内壁即设有凹孔(未绘示)，而在铺上例如是铜粉层的芯层130后，亦自然形成插孔(未绘示)，以供铜粉粉柱160插置。其中，铜粉粉柱160与插孔间利如是采用紧配的方式相结合，这样一来除了能使铜粉粉柱160牢固地固定在插孔上外，还可使铜粉粉柱160与插孔相接触的处的结构产生微观上的破坏，从而让工作流体140还顺利地在芯层130与铜粉粉柱160间流动。

请继续参考图3，其绘示本发明再一实施例的散热装置设置于一发热源的示意图。本实施例的散热装置100’与图1实施例的散热装置100类似，惟二者主要差异在于本实施例的散热装置100’还配设有多个支撑柱体170。在本实施例中，这些支撑柱体170亦例如是排列于第一散热腔体118中，且每一个支撑柱体170分别与底面112以及顶面114相接。支撑柱体170的材质硬度及强度例如是大于第一本体110a与第二本体110b，以在第一本体110a与第二本体110b的结合制程中有效地控制第一散热腔体118的空间大小。此外，支撑柱体170可设置于第一散热腔体118的中心部位，以在第一散热腔体118进行抽真空作业的过程中，散热板体110不易朝其内部收缩，维持了底面112以及顶面114的表面平整度，进而让散热装置100’在进行散热作业时，第一部份112能平整地与发热源200相接，保有较佳的散热效能。

同样地，由于散热装置100’会持续地进行吸收发热源200所产生的热量以及进行散热作业，因此与发热源200接触的第一部份112(蒸发区)在吸收发热源200所产生的热量时会延展(膨胀)，而与进行散热作业的顶面114(冷凝区)会有不同的热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion，简称CTE)，导致散热装置100’在进行散热作业时，第一部份112与顶面114的表面不平整，第一部份112即不易平整地与发热源200相接，进而影响到散热装置100’的散热效能。因此，本实施例能藉由支撑柱体170的设置来有效地强化散热板体110的结构强度，进而让散热装置100’在进行散热作业时，第一部份112能平整地与发热源200相接，保有较佳的散热效能。

此外，在本实施例中，芯层130亦可包覆于这些支撑柱体170的外表面。如此一来，即可增加工作流体140由冷凝区回流至蒸发区的回流速度。当然，在其他较佳实施例中，支撑柱体170亦可不被芯层130包覆，仅用以进行结构支撑作业。

在上述的三个实施例中，散热管体120皆是呈直管状，但本领域具有通常知识者也可依状况将散热管体120改成其他的形状，如弯曲的管状。此外，在其他的实施例中，也可将图2中的铜粉粉柱160与图3中的支撑柱体170一同设置在第一散热腔体118中。

综上所述，本发明是在散热板体的顶面设置至少一散热管体，其中散热板体的散热腔体是与散热管体的散热腔体相通，因此，散热装置内的工作流体是能顺畅且直接地将发热源传导至散热板体的底面(蒸发区)的热量带至散热管体(冷凝区)来进行散热，进而大幅减少散热过程中的热阻，让散热装置有较佳的散热效能。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定为准。

Claims (10)

1.一种散热装置，其特征在于，适于配置在一发热源上，以对该发热源进行散热，该散热装置包括：

一散热板体，具有一底面、一顶面、一侧面以及一第一散热腔体，该底面适于与该发热源相接，该顶面与该底面相对应，该侧面连接该底面与该顶面之间，其中该底面、该顶面与该侧面构成该第一散热腔体；

至少一散热管体，设置于该顶面，其中各该散热管体具有一第二散热腔体，各该第二散热腔体是与该第一散热腔体相通；

一芯层，设置于该第一散热腔体与该第二散热腔体的内壁；

多个铜粉粉柱，配置于该第一散热腔体中，且各该铜粉粉柱的二端分别与位于该底面的芯层以及位于该顶面的芯层相接；以及

一工作流体，填充于该第一散热腔体与该第二散热腔体。

2.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，其中该散热板体包括：

一第一本体，具有一第一凹槽以及该底面；以及

一第二本体，具有一第二凹槽以及该顶面，该第二本体适于与该第一本体相接，而该第一凹槽与该第二凹槽构成该第一散热腔体。

3.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于，其中该第二本体与各该散热管体是一体成型。

4.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，还包括多个支撑柱体，配置于该第一散热腔体中，且各该支撑柱体分别与该底面以及该顶面相接。

5.如权利要求4所述的散热装置，其特征在于，其中该芯层还包覆该支撑柱体的外表面。

6.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，还包括一散热鳍片组，该散热鳍片组是设置于该散热管体的管壁上。

7.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，其中该芯层是经一粉末烧结制程而成形于该第一散热腔体与该第二散热腔体内壁。

8.如权利要求7所述的散热装置，其特征在于，其中于该芯层上形成有多个插孔，该铜粉粉柱与该插孔问是采用紧配的方式相结合。

9.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，其中该芯层包括金属丝网。

10.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，其中该芯层包括微沟槽结构。

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