CN201286211Y

CN201286211Y - 快速均温传热装置

Info

Publication number: CN201286211Y
Application number: CN200820116370.1U
Authority: CN
Inventors: 金积德
Original assignee: Individual
Current assignee: Jin Jide
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2018-06-10

Abstract

一种快速均温传热装置，包括有一内部填充有液态工质的密封容器，以及一设于该密封容器内的金属片，该金属片具有多个贯穿的通气孔，且其上、下表面分别凸设有多个支撑柱；以及包括二分别受到该金属片的上、下支撑柱顶抵的金属网，该二金属网紧贴于该密封容器的二相对内表面；由此，本实用新型利用上述传热结构及液体的相变化原理，使得电子元件的高热流密度能够迅速均匀分散。

Description

快速均温传热装置

技术领域

本实用新型是与散热装置有关，更详而言之是指一种快速均温传热装置。

背景技术

随着微电子技术的迅速发展，IC芯片线宽尺寸急剧缩小，集成电路正朝向高密度、大功率的方向发展。因芯片主频的提高所产生的高热流密度，已成为当前制约高集成度芯片技术发展的首要问题，而越先进的芯片代表集成电路上的晶体管越多，其所产生的高热量及高功耗将导致高工作温度，进而使得各种轻微物理缺陷所造成的故障显现出来，如桥接故障等；再者，高工作温度将使联机电阻变大，使线延时增加，时延故障情形显的严重；同时，温度的提高亦使得漏电流及门延时增加，工作电压降低，造成时延故障情形更加严重。

又，电子元件的高频、高速以及大规模集成电路的密集与小型化，使得单位容积电子元件的发热量迅速增加。是以，电子元件的散热技术成为电子产品开发、研制中非常关键的技术，因为电子元件散热性能的好坏将直接影响到电子产品的可靠性及工作性能，研究结果显示，电子元件的温度降低1℃，其故障率可减少4％；若增加10～20℃，则故障率提高100％。

由于电子芯片的散热系统对保持芯片的正常工作温度至关重要；当芯片于设计、封装好后，其热可靠性主要取决于散热系统的散热性能。目前这方面的传统装置包括有散热器、风扇、鼓风机、一体化的风扇及散热器、冷板、风扇箱、温差制冷、热交换器、热管、涡旋管以及空调等。为了适应高热流密度散热的需求，前述传统技术和手段进行了不同程度的变革，也出现了一些新的散热技术，如空芯冷板、液体冷却板、射流冲击冷却系统等；惟，随着芯片的热流密度的提高，以及散热空间的减少，前述传统装置及技术已无法满足需求，严重制约处理器主频的提高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种快速均温传热装置，其具有结构简单、成本低及容易批量生产的优点，且可快速将电子器件产生的高热流密度均匀分散。

缘以达成上述的目的，本实用新型所提供的一种快速均温传热装置，包括一密封容器，其内部填充有液态工质，且该密封容器的内部定义有相对的一顶面与一底面；一金属片，设于该密封容器内，该金属片具有多个贯穿的通气孔，且其上、下表面分别凸设有多个支撑柱；以及二金属网，分别受到该金属片的上、下表面的支撑柱顶抵，且紧抵于该密封容器的顶面与底面。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的快速均温传热装置，其具有结构简单、成本低及容易批量生产的优点，且可快速将电子器件产生的高热流密度均匀分散。

附图说明

以下列举本实用新型的较佳实施例，并配合下列附图详细说明于后，其中：

图1为本实用新型一较佳实施例的传热装置的示意图。

图2为传热装置的金属片的结构图。

图3为金属片上的支撑柱呈直立状图。

图4为金属片上的支撑柱的末端呈小弧度勾状图。

图5为金属片上的支撑柱的末端呈大弧度勾状图。

具体实施方式

请参照图1所示的本实用新型一较佳实施例的快速均温传热装置100，其是用以将电子元件200运作时所产生的高热导出，该传热装置100包括一密封容器10、二金属网20、一金属片30与一液态工质40；其中：

该密封容器10是由一壳体11与一相配套的盖体12焊接而成，其具有相对的一蒸发端10a与一冷凝端10b，该蒸发端10a的外侧供该电子元件200安装其上，内侧构成该密封容器10的一底面101，该冷凝端10b的外侧设有一散热鳍片50，内侧构成该密封容器10的一顶面102，该散热鳍片50可以外加的方式或是一体成型的方式形成于该冷凝端10b上；另外，该密封容器10内部填充有该液态工质40，该液态工质40是选自水、甲醇、氨水及氟里昂所构成的群组其中之一，本实施例以水为例。

各该金属网20于本实施例为采用100网目以上的网体，其中，网目量视应用需求而定，网目量愈多，表示单位面积内的孔数越多，亦即孔径越小，由此可提高液态工质40的毛吸力，使得回流速率越快(容后再述)。另一提的是，该金属网20亦可由金属烧结粉末构成，并附着于该密封容器10的内表面；

该金属片30为采连续冲压工法制成的3D强化结构体，其上、下表面分别凸出形成多个支撑柱31，以及多个贯穿的通气孔32，所述支撑柱31顶抵该二金属网20，使得该二金属网20紧抵于该密封容器10的顶、底面101、102，详言之，本实用新型是将该金属片30与该二金属网20叠置形成的高度H设计制作成大于(或等于)该密封容器10的顶、底面101、102间的距离，以迫使该二金属网20紧密抵接于该密封容器10的顶、底面101、102，如此一来，传热装置100除可由该液态工质40以热对流的方式传热外，更可通过热传导的方式大幅提升整体传热效能；此外，亦可提高传热装置100的强度，且，所述支撑柱31的弯曲曲率不受限，是可制作成各种形状，如图3至图5所示的支撑柱31a、31b、31c，但并不以此为限；另外，所述通气孔32是用以作为液态工质40蒸发的导引之用。另一提的是，该金属片30亦可采用具有20网目以下的金属编织网体，或是具有大孔径的金属编织网(或金属冲模网)取代之。

以上即为本实用新型传热装置100各构件及其相关位置的说明，以下兹说明该传热装置100的制法及其功效：

前述密封容器10、金属片30及金属网20于本实施例是由导热性良好的金属材料所制成，如铜、镍、铝或其混合物，以加强传热效果；其制作方法如下：

步骤一：提供该壳体11与该盖体12；

步骤二：采连续冲压工法制成该金属片30，以冲制出所述朝上、下方延伸的支撑柱31以及通气孔32；

步骤三：将该二金属网20覆盖该金属片30，之后一并置入该壳体11中，接着，盖上该盖体12，并焊接形成密封容器10，但需预留一注液孔(图未示)；

步骤四：从该注液孔将该液态工质40注入至该密封容室，并抽真空，使该密闭容器10内部形成一个相对负压的密闭空间，至此即可制得本实用新型的传热装置100。

另一提的是，为避免该传热装置100因整体焊接高温产生变形问题，焊接是采用局部高温焊接法，以确保该传热装置100的结构强度、平坦度、稳定性及可靠性等。再者，是可进一步对该密封容器10、金属网20或金属片30施以化学蚀刻或表面阳极处理，以形成亲水性极佳的表面。

实际使用时，当电子元件200产生高温时，该传热装置100的蒸发端10a受热，使得内部的液态工质40因吸热而气化，产生饱和蒸气，该蒸气循该金属片30的通气孔32往上升，将热量传递至该冷凝端10b，并经由该散热鳍片50将热量散逸后，再度凝结成小水珠附着于该金属网20上，之后由毛吸现象将水引流回到底部的蒸发端10a，并经由底部的金属网20与金属片30相抵接，由此反复执行蒸发及冷凝的动作。

若电子元件200处于持续高温状态，或是电子元件200表面温度不均时，将导致该传热装置100内部空间的压力及温度不平均，此时，气化流体会因压力差而迅速分布至较低温的区域，进而使该传热装置100能更平均的吸收热量，确保传热的液态工质40由冷凝端10b回流至蒸发端10a的过程能顺畅快速。

另须特别说明的是，本实用新型上述传热装置100的制造方法并不仅局限于上、下冲压的壳体制程，亦可以金属圆管直接冲压形成。

由上述可知，本实用新型的传热装置100利用液体的相变化原理，以将电子元件200(如芯片)的高热流密度迅速均匀分散，以降低电子元件200的表面温度，使电子元件200的运用能扩展至更高的积集度，以及能够于更高速的条件下运作，如计算机CPU的散热、LED灯具的散热等等。再者，本实用新型的传热装置的结构简单、生产成本低、容易批量生产，是可取代现有芯片外部覆盖整合型散热片的设计。

是以，本实用新型于同类产品中已具有进步与实用性，且，本实用新型于申请前并无相同物品见于刊物或公开使用，是以，本实用新型实已具备新型专利的条件，故依法提出申请。

唯，以上所述的，仅为本实用新型的数个较佳可行实施例而已，故凡是应用本实用新型说明书及申请专利范围所为的等效结构变化，理应包含在本实用新型的权利要求范围内。

Claims

1.一种快速均温传热装置，其特征在于，包括：

一密封容器，内部填充有液态工质，且该密封容器的内部定义有相对的一顶面与一底面；

一金属片，设于该密封容器内，该金属片具有多个贯穿的通气孔，且其上、下表面分别凸设有多个支撑柱；以及

二金属网，分别受到该金属片的上、下表面的支撑柱顶抵，且紧抵于该密封容器的顶面与底面。

2.如权利要求1所述的快速均温传热装置，其特征在于，其中该金属片与该二金属网相叠置，其叠置的高度大于或等于该密封容器的顶、底面间的距离。

3.如权利要求1所述的快速均温传热装置，其特征在于，其中该密封容室具有一冷凝端，该冷凝端上设置有一散热鳍片。

4.如权利要求3所述的快速均温传热装置，其特征在于，其中该散热鳍片一体形成于该冷凝端上。

5.如权利要求1所述的快速均温传热装置，其特征在于，其中该金属网为含有100网目以上的网体。

6.如权利要求1所述的快速均温传热装置，其特征在于，其中该金属网为由附着于该密闭容器内表面的金属烧结粉末构成。

7.如权利要求1所述的快速均温传热装置，其特征在于，其中该金属片一体冲压形成有所述支撑柱及通气孔。

8.如权利要求1所述的快速均温传热装置，其特征在于，其中该金属片为含有20网目以下的网体。

9.如权利要求1所述的快速均温传热装置，其特征在于，其中该金属片为大孔径的金属编织网或金属冲模网。