TWI259051B - Heat dispersion module - Google Patents

Description

1259051 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 h ^ f Γ㈣於—種散熱模組，特別是關於—種可迅 k政λ，、且具鬲散熱效能之散熱模組。 【先前技術】 量越:越著=成進:工二 積上的電猶 夕&成其工作時發熱量的增加。另一古品 1率也越來越高’電晶體工作時―) 增加的亦是電子元件發熱量 加強電子元件 _〜日幻日日片的哥命。為 以散熱器將敎心二由的做法A多為在熱源處 制對流方式將熱散逸1環^竟广之鰭片⑴n)以自然或強 服，熱 5-10度而造成溫弟ϋ文熱咨之氣流溫度差僅攝氏 及結構所造成的；‘值姑問題、散熱器本身之材料 下之鰭片效i等問Π統散熱器最高只有7〇%以 供更高之散熱量，使之=問f造成現行散熱器無法提 件的散熱問題。 以解決發熱量較高的電子元 之下，將大量二:^::二很小的截面積與溫度差 源供應即可運作，.P/又可硯的距離，且不需外加電 考量之下’各式敎管已、供和空間利用經濟性的 包子放熱產品中廣為應用的傳 5 1259051 熱元件之—。請參照第1A圖，其繪示乃習知第—種散执 ^組的示意圖。習知之散熱模組购 (heat column)ll〇 盥今挪蚀 u 10Λ ^ Β 管lio之内辟上且右、I、、‘、、、曰片130所構成，其中筒狀熱 2 /、有毛細結構。此散熱模組l〇〇a主要是 將熱自熱源傳導至散熱鰭片130,再 糟由對k的方式將熱導出。 n第1B圖，其繪^習知第二種散熱模組的 : '白知之另—種散熱模組嶋則由一板狀埶管

(heat plate)12〇與散埶銼ΰ 1/|n私碰丄 * B 管120之内辟！·目:…、'、曰片140所構成，其中板狀熱 葬由拓壯敎ΐ有毛細結構。此散熱模組100b主要是 “由針、心：斗20將熱自熱源傳導至散熱鰭片140，再 =導出。由於板狀熱管η。比筒狀熱 面積:=大的接觸面積，故板狀熱管⑶可適用大 其，口而」對f現行之散熱模組，無論使用上述任-熱 吕…、月匕以單一外表面與熱 二 各式電子產口^ Η士 ……日月接觸，鑑於 产不斷揾弁: 件不斷的密集化，元件集積 度不斷㈣，致使其發熱量 J卞檟 斷的縮小，因此，未來熱管產品之技術勢:=度=不 更具彈性的方式，朝著ρ值❸以更經濟性、 發展。 Λ傳熱能力、更小尺寸特性來 【發明内容】 因此’為解決上述問題，本 :且其具有創新之密閉環腔體結構，不 ===模 ^散熱效能’可廣泛應用於各式散熱模組Γ/、、’ 1259051 環壁的目的’提出一種散熱模組，包括第- 第二環二;;接：Γϊ 一多孔性結構。第-環壁與 位物靖腔體，而多孔性結構係 環壁至f —第—導熱結構，外接於第- 二=且散熱模組係與風扇並用，用以促進3 以力：逸散。第-或第二導熱結i 佈、斜向間^十㈣刀佈、垂直間隔分 第-Γ第:: 狀分佈’或其他分佈方式配置。 方式係選自焊接、鎖合、钱合、；二=接合 =:之；。第一導熱結構與第-環壁^ 族 r)、-導熱膏(一二充當 第一環壁與第二環壁之形 圓形、矩形、三角形、四邊形、二？邊=^ 形某Γ環腔體係位於與一熱源形二對； 管或擴管、雙邊縮管或擴管、單邊邊縮 之：式來形成一密閉環腔體且係利用焊9接:带將用，制物 或鬲週波熔接技術而密閉。擋制 电水p asma) 形、橢圓形、半圓形、矩形、=/狀係為圓 等邊多邊形、或不等邊多邊形：角开…邊形、梯形、 7 1259051 根據本發明的再_日& 扭b ^ ^ 勺，楗出一種政熱模組，包括 裱壁、弟二環壁、57丨α Λ丄以 ^ 主）一多孔性結構、至少一第一 第 f熱結構，以及至少—第二導熱結構。第—環壁與第二 環壁係對應接合成-密閉環腔體。多孔性結㈣ 環腔體之内壁，第—導熱結構外接於第一環壁，而= 導熱結構則内接於第二環壁。 —散熱模組係與風扇並用，用以促進由第一導埶结構 ^二導熱結構所導出的熱更加迅速逸散。第-導埶姓 構與弟一導熱結構係為鰭片或導熱薄板，且為水平間隔 =佈、垂直間隔分佈、斜向間隔分佈、放 ^他分佈方式配置。第—導熱結構與第—環壁，】是= :一,η冓與第二環壁之接合方式係選自焊接、鎖 δ、肷合、卡固、黏著所組成之族群其中之一。 熱結構更包括-插銷(Bolt)、銷釘(sl 、 :::第::熱:;構與第二環壁緊配接合。』^ ，一裱壁之間，或是第二導熱結構與第二環壁之間 :u 貧(s〇lder lng paste)、一導熱膏(_e)， 或一可充當導熱介面之材料。 第&』與第一 壁之形狀係為圓形、橢圓形、半 三角形、四邊形、梯形、等邊多邊形、或 邊形。密閉環腔體係位於與—熱源形狀相對應 直接：ΐΐ:ΐ座具有一吸熱部’用以將熱源發散的熱 組。第—環壁與第二環壁係以單邊縮 、雙邊縮管或擴管、單邊滾槽，或使用擒制物 形成-密閉環腔體且係利用焊接、電漿（piasma) 或南週波溶接技術而密閉。擋制物之戴面形狀係為圓 1259051 形、半圓形、矩形、三角形、四邊形、梯形、 4邊多邊^形、或不等邊多邊形。 II s ^ 作詳細說明如下：m貫施例，並配合所附圖式， 【實施方式】 ， 緣一請同時參照第2A圖、第2B圖與第沈圖，第以圖 二乃依…、本發明較佳實施例之散熱模組之示意圖，第 圖5示乃第2A圖之熱傳導方向示意圖，而第2C圖繪 3弟2A圖之分解示意圖。本發明之散熱模組_包括 、％壁212、214對應接合成之一密閉環腔體21〇，以及 導熱結構220、230。環壁212、214係為相互獨立且可 目互對應接合的結構體。密閉環腔體21 〇之内侧壁上， 亦即％^212、214上分別形成有多孔性結構，且當環壁 212、214相互接合成一密閉環腔體21〇時，密閉環腔體 210内部更具有一蒸氣室。 導熱結構220係外接於密閉環腔體21〇(亦即是環 =212)’而導熱結構230則内接於密閉環腔體2i〇(亦即 =¾壁214)，用以將密閉環腔體21〇内所吸收之熱導離 密閉環腔體210。密閉環腔體21〇可透過一基座或是直 接與熱源接觸，用以將熱源發散的熱直接傳導至散熱模 組200。熱源例如是一發熱之電子元件，諸如是cpu、電 晶體、伺服器、高階繪圖卡、硬碟、電源供應器、行車 控制系統、多媒體電子機構、無線通信基地台、高階遊 戲機（PS3、XBOX、任天堂）等。 1259051 另外除饴閉環腔體21 〇與導熱結構22〇、23〇外， 隨使用者需要及空間考量，可與一風扇並用，或是直接 將=模組200設置於系統之風道上，利用系統提供 之*可進步促進由導熱結構220、230所導出的熱更 加迅速逸散。 基座可以是與導熱結構22〇 一體成型之單一物件， 且=有與導熱結構22〇之相同材質，或 =立物圖所示，基座24◦的材質可以是= j、合金，或其他具高熱傳導性之材f，基座24〇係 上附於熱源表面且基座240具有-吸熱部，可迅速 :„熱直接導離熱源。再加上基座24。之形 寸》、源形狀的不同作相對應的設計，不論是小尺 I心或是A面積的電源供應器等均可適用，增加了 放熱核組整體設計的彈性。 相較於習知的各種熱管應用，不論是板狀熱管 T P ate)或是筒狀熱管（heat⑺丨⑽ :外表面與熱源及散熱鰭，接觸於本發“芯 丘同^孰衣:14)’可分別與導熱結構220、230連結’ /，1彳«熱之電Η件轉移到他處。也因為如 明之巧面積與習知相比之下增加近乎-倍，故本發 月之W閉裱腔體具有絕佳之散熱效能。 =吉構陶環壁212之間，以及導熱結構230 ;著=之間可利用例如是焊接、鎖合、嵌合、卡固、 ^者卡專固方式接合。以第％圖來說明，若欲利用叙合以及 一 之方式來接合時，於製作時可將導熱結構220 1259051 結構220接合時，基於熱漲冷縮原理， ㈣21G與導熱結構22(3能夠達^ ^ ^

:構230之敢大外徑，以達到緊配接合的效果。另外了 =在導熱結構23G中再加上使用插銷（B〇lt)、打銷針 sUde)，或是加人—自攻螺絲等的等效方式，以使導敎 …構230與密閉環腔體21〇更加緊配接合。 …、 又二導熱結構220與環壁212之間，或是導熱結構 與％壁m之間更塗佈有一錫膏（s〇lderi^ paste) 導熱T(grease)，或一可充當導熱介面之材 料，以增加導熱結構220與環壁212之間，或是導熱結 構230與環壁214之間接觸面的平滑性，促使導熱效果 更加良好。在此，必須特別注意的是，不論是導熱結構 220或230,並不僅限於單一物件，亦可是由多個導熱結 構共同組成。亦即，外接於密閉環腔體21 〇之導熱結構 220可以是二個以上之導熱結構結合而成。同理，内接 於環壁214之導熱結構230可以是二個以上之導熱結構 結合而成 〇 多孔性結構係被密封於密閉環腔體210内，且多孔 性結構之材質包括塑膠、諸如銅、鋁、鐵等的金屬/合金 或多孔性非金屬材料，而多孔性結構例如是毛細組織 (wick) ’形狀例如是網狀（mesh)、纖維狀（f iber)、燒結 (sinter)及/或溝狀（groove)。多孔性結構與密閉環腔體 210之結合方法可以為燒結、黏著、填充及/或沈積。又， 1259051 密閉環，體21Q料僅可同時於環壁212、214上形成多 孔也可以僅於環壁212上或是 以 形成多孔性結構。 *上 多孔性結構内会_ T /ju ^ 、+-从、、古挪η 工作流體，以供導熱之使用。前 態金屬、酮類、；二;：^醇類、諸如汞的液 化合物。工作流體之：：：=”？媒、或其他有機 行控制。 ㈤您錢/皿度可精由蒸氣室内之壓力進 請參照第3A、3B圖，：i： a -於口 之示意圖。由環壁212、2U、=不乃另二種密閉環腔體 14所組成之密閉環腔體210 之外，亦可以是橢圓形(如第于、二二圖中二斤揭露之圓形 三角形、四邊形、梯形（如第 乂牛㈣矩开/ 或不等邊多邊形等，且與環壁212σ =)、等邊多邊形、 之形狀亦可隨環壁212、214n μ ^接之導熱結構 俾使其達财好傳熱的功效^“作相賴的設計， 再者’環壁212、214之桩人士 a 閉接合即可，請參昭第4“4/妾&方式只要可以相互密 月…、、、弟4A〜4F圖，i洽千只楚叩囬士 二環壁之各種對應接合方式之 …'曰不乃弟2B圖中 採單邊縮管或擴管(如第4A 、：，。接合方式例如是 管或擴管(如第4C圖所示)、以：圖所示)、雙邊縮 或使用播制物216之方式（如 =槽（如第4D圖所示）， 飞★弟4E圖、第带一、水 形成一密閉環腔體，且可利用焊接電圖所二)ΐ 週波熔接技術而進一步使复遂问 電水（Plasma)或南 料、塑膠、諸如銅、銘、鐵等:二?物216例如是焊 而擋制物之截面形狀並不限制5金或非金屬材料， J ’可以例如是圓形（如第 1259051 4E圖所示）、橢圓形、半圓形、矩开一 三角形、四邊报、r , 矩形（如弟4F圖所示）、 等。 V㈣、等邊多邊形、或不等邊多邊形 另外明參照第5A〜5D圖，其絡亍a筮 熱結構各種配置方式之示 ^不乃弟2A圖中導

疋”、、曰片V熱潯板，或其他可將埶導籬夕榀# J 結侧，可視實際之需要而將且導熱 ㈣，或是内^/辟不二疋外接於環壁212之導熱結構 為相同或相異之分佈方式。上述之：二彼此之間可 間隔分佈(如第5A圖、第斤：佈千方式例如是水平 第5Α圖所干叫 所不）、垂直間隔分佈(如 八德^ 斜向間隔分佈（如第印圖所示）、放 分佈（如第5(：圖、第 口 π不）放射狀 -導熱結構盘，第-導二士二泛或其他分佈方式。第 式。 …弟一 ¥熱U冓係為相同或相異之分佈方 用以ιΓί” 一較，施例揭露如上，然其並非 之精神和範‘內：何热白此技藝者，在不脫離本發明 明之當可作各種之更動與潤飾，因此本發 …隻祀1U視後附之中請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 =1Α圖繪示乃習知第一種散熱模組的示意圖。 乃習知第二種散熱模組的示意圖。 之示音：騎示乃依照本發明較佳實施例之散熱模組 13 1259051 第2B圖繪示乃第2A圖之熱傳導方向示意圖。 第2C圖繪示乃第2A圖之分解示意圖。 第3A、3B圖繪示乃另二種密閉環腔體之示意圖。 第4A〜4F圖繪示乃第2B圖中二環壁之各種對應接 合方式之示意圖。 第5A〜5D圖繪示乃第2A圖中導熱結構各種配置方 式之不意圖。 【主要元件符號說明】 100a、100b、200 :散熱模組 11 0 :筒狀熱管 120 :板狀熱管 130、140 :散熱鰭片 210 :密閉環腔體 212、214:環壁 216 :擂制物 220、230 :導熱結構 240 :基座 14

Claims (1)

1. ^59051 十、申請專利範圍: J·——種散熱模組，包括·· 一第一環壁； 成-密-環壁與該第二環壁係對應接合 2至：―申利t構:位於該軸 括至少-第項所述之散熱模組，更包 , —…、、、、"構，外接於該第一環壁。 該第， 再你马鰭片或導熱薄板。 該鰭片或導心3項所述之散熱模組，其中 斜向間隔:佈隔分佈、垂直間隔分佈、 :放射狀分佈，或其他分佈方式。 該第二二=圍第？項所述之散熱模組，其中 鎖合、好接合方式係選自焊接、 下u 黏者所組成之族群其中之一。 亨第·導tUt專利範圍第5項所述之散熱模組，其中 口茨弟一導熱結構盥該筮一 τ 及/或卡固。〃 衣土係以熱鑲方式進行嵌合以 ，镇如：請專利範圍第2項所述之散熱模組，其中 :“-_構與該第—環壁之間更具有一錫膏 (S〇lderingPaste)、一導熱膏（grease),或一可充當導 熱介面之材料。 / 乂 J元田¥ f、,如申5月專利範圍第2項所述之散熱模組，係與 -風=用’用以促進由該第—導熱結構所導出的熱更 加迅速逸散。 15 1259051 括至】’—^ 利範圍第「項所述之散_ 弟一導熱結構，内接於該第二環壁。 ，第導專利範圍第9項所述之散熱模組，其中 4弟-W結構係為鰭片或導㈣板。 中該二利範圍第10項所述之散熱模組，其 ^ 5 ^产、、潯板係為水平間隔分佈、垂直間Fs分 佈、^向間隔分佈、放射狀分佈，或其他分佈方I 該第二導其中 雜人山人, 衣土 <接口方式係選自焊接、 、口瓜口、卡固、黏著所組成之族群其中之一。 中申=利範圍第12項所述之散熱模組，其 以及 V 卡固與該第二環壁係以熱鑲方式進行嵌合 中^請專·㈣12項所述之散熱模組，其 一 v心結構更包括一插銷（Bolt)、銷釘（slide) =攻螺絲’用以使該第二導熱結構與該第二環壁緊配 彳第利範圍第9項所述之散熱模組，其中 ;“广熱結構與該第二環壁之間更具有一錫膏 J6:如中請專利範圍第9項所述之散熱模組， 用以促進由該第二導熱結構所導出的熱更 ^^請專^圍^項所述之散熱模組’更包 括至”弟-導熱結構與至少_第二導熱結構，係分別 16 1259051 外接於該第—環壁及内接於該第二環壁。 18·如申請專利籂圍筮 中該第-導熱結構盥該第i f所述之散熱模組，其 板。 /、弟—v熱結構係為鰭片或導熱薄 中”9片戈：：f ?耗園第18項所述之散熱模組，l :侧或導熱溥板係為水平間隔分佈、 ： 佈、：向=气佈放射狀分佈’或其他分佈方式：刀 中该第一導熱結構與該第 《、、且，其 分佈方式。 ¥熱結構料相同或相異之 中專㈣圍第17韻述之散熱模組，盆 及；第二導熱結構分別與該第-環壁 卡固、黏著所組成之族群其中之一。楼鎖口、肷合、 中該申請專利範園第..21項所述之散熱模組，其 V二結構及5亥第二導熱結構分別盥嗲一 及該:二環壁係以熱鑲方式進㈣合以及;、二固，土 3=申請專利範圍第21項所述之散熱模組，其 戍自Ιί,Γ結構更包括一插銷(B〇lt)、銷釘㈣e) 螺絲，用以使該第二導熱結構與該第二環壁緊配 $4.、如申請專利範圍第17項所述之散熱模組 paste) 間更具有一錫膏㈤知啊 料。 導熱膏（greaSe)，或一可充當導熱介面之材 17 1259051 * - Γ戶二申請專利範圍第17項所述之散熱模組，係 ^士错並用’用以促進由該第—導熱結構與該第二導 熱、、、°構所導出的熱更加迅速逸散。 —ν 26.如申請專利範圍第丨項所述之散埶 該密二環腔體係位於與-熱源形狀相對應之二基座： 中今請專利範圍第％項所述之散熱模組，並 導二ΐ:吸熱部’用以將該熱源發散的熱直接傳 中該料讀純組，其 竽第二申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中 =擴管、單邊滾槽，或使用擒制物之方式；形= 閉環腔體。 、个k々乂在 中兮上〇魏如申請專利範圍第29項所述之散熱模組，其 / :制物之截面形狀係為圓形、擴圓形、半圓形、矩 ‘形,角形、四邊形、梯形、等邊多邊形、或不等邊多 中曰如申請專利範圍第29項所述之散熱模組，其 ’、烊接、電漿（Plasma)或高週波熔接技術而密閉。 32:如申請專利範圍第】項所述之散熱模組，其中 =-壤壁與該第二環壁之形狀係為圓形、橢圓形、半 乂矩形、二角形、四邊形、梯形、等邊多邊 不等邊多邊形。 、夕料次 33.如申請專利範圍第丨項所述之散熱模組，苴 该密閉環腔體係具有一蒸氣室。 、 18 1259051 ' .….-.......- -... .... 兮夕以.如申請專利範圍第1項所述之散埶模έ且，复士 該多孔性結構内含—工作流體。 H组’其中 中令m申請專利範㈣34項所述之散熱模組，发 中^作〜體係選自無機化合物、水、醇類、液能八戸/、 酮類、冷媒、有機化合物所組成之族群其中之：孟萄、 今多請專利範圍第1項所述之散熱模組，且中 二夕孔性、、構之材f包括選自塑膠 、 性非金屬材料所組成之族群其中之_。*以夕孔 p :丨7.二申請專利範圍第1項所述之散熱模組，发中 κ孔性構之形狀係選自網狀（mesh)、纖 二r)、U吉(sinter)、溝狀(gr〇〇ve)所組成之族群复 ^ 38.如申請專利範圍第1項所述之散熱 α亥夕孔性結構係一毛細組織（wi ck)。 模組，其中 ，夕：t ::請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中 密閉環腔體之結合方法係選自燒結、 黏耆 '填充、沈積所組成之族群其中之一。 40· —種散熱模組，包括·· 一第一環壁； 二環壁係對應接合 一弟一環壁，該第一環壁與該第 成一密閉環腔體； 至少一多孔性結構，位於該密閉環腔體之内壁； 至少一第一導熱結構，外接於該第—環壁.以及 至少一第二導熱結構，内接於該第二環辟。 41.如申請專利範圍第4〇項所述之散埶模租，复 中該第一導熱結構與該第二導熱結構係為鰭片或導敎薄 19 1259051 板0 如T滑專利範圍裳/Μ :該鰭片或導熱薄板係為水平項所述之散熱模組，其 43. 如申請專利二i:’或其他分佈方式。 =該第-導熱結構與該第=奴散熱模組，其 分佈方式。 、〃、、、、、α構係為相同或相異之 44. 如申請專利範圍第4〇 中該第—導熱結構及該第 、=之散熱模組，其 及該第二環壁之接人方\，、、、、、、口構^刀別與該第一環壁 + ® * ! 方式係分別選自焊接、鎖人山人 卡固、黏著所組成之族群其中之—。接鎖〇、肷合、 45·如申請專利範圍第 ::!-導熱結構及該第二導熱結構二:； 及1二環Τ系以熱鑲方式進行喪合以及;、或卡固“ 中节Γ 範圍第44項所述之散熱模組，立 二導熱結構更包括—插銷（BQit)、銷、 =攻螺絲’用以使該第二導熱結構與該第 =7.如申請專利範圍第4〇項所述之散熱模組，直 中该弟-導熱結構與該第一環壁之間，或該第二導教二 構與該第二環壁之間更具有一錫膏（s〇idei；、in°g paste)、一導熱膏（grease)，或一可充當導熱介面之材 料。 48·如申請專利範圍第40項所述之散熱模組，係 與一風扇並用，用以促進由該第一導熱結構與該第二導 熱結構所導出的熱更加迅速逸散。 20 1259051 上9.如申請專利範圍第4〇項所述之散熱模組，其 上二岔閉環腔體係位於與一熱源形狀相對應之一基座 jO.如申請專利範圍第49項所述之散熱模組，其 土座/、有吸熱部，用以將該熱源發散的熱直接傳 等至该散熱模組。 之散熱模組，其 上51·如申請專利範圍第49項所述 中-亥熱源係為一發熱之電子元件。

   =2.如申請專利範圍第4〇項所述之散熱模組，其 第一環壁與該第二環壁係以單邊縮管或擴管、雙邊 &或擴官、單邊滾槽，或使用擋制物之方式來形成一 密閉環腔體。 =3.如申請專利範圍第52項所述之散熱模組，其 / °亥“制物之截面形狀係為圓形、橢圓形、半圓形、矩 形、三角形、四邊形、梯形、等邊多邊形、或不等邊多 邊形。 ^ 4·如申請專利範圍第52項所述之散熱模組，其 中係利用焊接、電漿（plasma)或高週波熔接技術而密閉。 上=5·如申請專利範圍第4〇項所述之散熱模組，其 中該第一環壁與該第二環壁之形狀係為圓形、橢圓形了 半圓形、矩形、三角形、四邊形、梯形、等邊多邊形、 或不等邊多邊形。 56. 如申請專利範圍第4〇項所述之散熱模組，盆 中該密閉環腔體係具有一蒸氣室。 /、 57. 如申睛專利範圍第40項所述之散熱模組，其 中δ亥多孔性結構内含一工作流體。 21 !259〇51 上58·如申請專利範圍第57項所述之散熱模組，其 中4工作流體係選自無機化合物、水、醇類、液態金屬、 _頬、冷媒、有機化合物所組成之族群其中之一。 59·如申請專利範圍第4()項所述之散熱模組，其 中該多孔性結構之材質包括選自塑膠、金屬、合金、= 孔性非金屬材料所組成之族群其中之一。 夕 60·如申請專利範圍第4〇項所述之散熱模組，其 忒多孔性結構之形狀係選自網狀（mesh)、纖維狀 、燒結（Slnter)、溝狀（gr〇〇Ve)所組成之族群其 61·如申請專利範圍第4〇項所述之散熱模組，其 中μ夕孔性結構係一毛細組織（wick)。 ，如申請專利範圍第4〇項所述之散熱模組，立 if與該密閉環腔體之結合方法係選自燒 …Μ者填充、沈積所組成之族群其中之一。 22