TWI473961B - 熱管散熱改良之結構 - Google Patents

Description

熱管散熱改良之結構

本發明係有關於一種熱管散熱結構，尤指一種兼具有較佳熱傳效率及可承受較大的熱功率衝擊之熱管散熱改良之結構。

近年來電子技術迅速發展，電子元件之高頻、高速以及積體電路之密集及微型化，使得單位容積電子元件發熱量劇增。習知之散熱方式包括散熱鰭片、熱管及導熱介面等方式。如何提高散熱效率以解決電子元件所發出之熱能，防止因積體電路密集度增加而產生之高熱高溫造成電子元件之損壞，成為當今重要課題。

熱管係依靠自身內部工作流體相變實現導熱之導熱元件，其具有高導熱性、優良等溫性等特性，導熱效果好，應用廣泛。且，熱管技術以其高效、緊凑以及靈活可靠等特點，適合解決目前電子元件因性能提升所衍生之散熱問題。

然，雖習知之熱管可將電子元件的熱量傳導至遠端散熱，但卻延伸出另一問題，亦即習知之熱管其內腔室壁面上的毛細結構有限，相對的於蒸發部上的毛細結構所吸附的工作流體亦必定受限，所以若當熱管之蒸發部吸附較大功率電子元件所產生的熱量時，常致使蒸發部其上毛細結構的工作流體來不及處理大量熱量即造成乾燒，進而使熱管喪失傳熱性能而令電子元件因不能及時散熱而燒毀， 故，增強毛細結構之液體傳送能力以設計出具較高傳熱性能的熱管係為目前業者亟需解決的課題。

以上所述，習知具有下列之缺點：1.熱傳效率不佳；2.因於蒸發部之毛細結構的單位面積有限，故使得無法承受較大熱功率衝擊；3.熱傳量有限。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本案之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

爰此，為有效解決上述之問題，本發明之主要目的在提供一種具有較佳熱傳效率之熱管散熱改良之結構。

本發明之次要目的，係在提供一種具有單位面積可承受較大熱功率衝擊及熱傳量較大之熱管散熱改良之結構。

為達上述目的，本發明係提供一種熱管散熱改良之結構，係包括：一本體，該本體具有一蒸發部、一從該蒸發部向外延伸之冷凝部、一填充有工作流體之腔室及至少一第一毛細結構，該第一毛細結構係設於腔室內壁上，且其具有至少一凸出毛細部，該凸出毛細部係從第一毛細結構於該蒸發部上凸伸構成；透過該凸出毛細部，得藉以增加第一毛細結構的單位面積，以有效承受較大熱功率衝擊，進而大幅提升熱傳量效率。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。

本發明係一種熱管散熱改良之結構，請參閱第1A、1B圖示，係顯示本發明之第一較佳實施例之立體及剖面圖示；該熱管散熱改良之結構係包括一本體1，該本體1係呈圓狀之熱管，且其具有一蒸發部10、一從該蒸發部10向外延伸之冷凝部11、一腔室12及至少一第一毛細結構13，其中該腔室12本發明於該較佳實施中係以光滑壁面做說明，且腔室12內填充有工作流體，並該工作流體可係為純水、無機化合物、醇類、酮類、液態金屬、冷煤及有機化合物其中任一。

另者前述第一毛細結構13係設於該腔室12內壁上，且其具有至少一凸出毛細部131，該凸出毛細部131與第一毛細結構13於本較佳實施都係以燒結粉末體做說明，但並不侷限於此，亦可選擇為網目、纖維體、網目及燒結粉末組合及微結構體其中任一。

再者所述凸出毛細部131係從所述蒸發部10處之部分第一毛細結構13上凸伸構成；換言之，亦即所述該凸出毛細部131係一體形成在相對該蒸發部10內的部分第一毛細結構13上。

此外，參閱第2圖所示，於具體實施時，使用者可以事先根據貼設發熱元件2(如中央處理器、繪圖晶片、南北橋晶片或其他執行處理晶片)的數量與體積大小，或是擺設空間的需求，設計調整前述凸出毛細部131的軸向延伸體 積；並前述冷凝部11內的第一毛細結構13上的凸出毛細部131則可以視需求選擇設置或不設置。

續參閱第1A、1B圖示，該凸出毛細部131具有一自由端1311，該自由端1311係從於前述腔室12內該蒸發部10的部分第一毛細結構13上徑向擴展構成。所以透過前述部分的第一毛細結構13上增生有凸出毛細部131，使相對該凸出毛細部131的蒸發部10外側可承受吸附對應較大功率的發熱元件2所產生之熱量，換言之，就是該部分之第一毛細結構13與其上凸出毛細部131共同的單位面積較大，使得可承受較大的熱功率衝擊，相對的熱傳量亦比較大，進而還可有效避免熱管乾燒。

因此，藉由本發明所述本體1腔室12內的部分第一毛細結構13上一體形成有凸出毛細部131的設計，得有效達到較佳熱傳效率及絕佳的散熱效果。

請參閱第3A、3B圖，係顯示本發明之第二較佳實施例之立體及剖面示意圖；該本較佳實施例主要是將前述第一較佳實施例之本體1係貼設在相對的至少一發熱元件2(如中央處理器、繪圖晶片、南北橋晶片或其他執行處理晶片)上，亦即前述本體1內相對該部分第一毛細結構13其上有凸出毛細部131的蒸發部10其外側係與相對至少一發熱元件2相貼設，而該冷凝部11則與對應的一散熱單元3相接，其中前述散熱單元3係為一散熱器、一散熱鰭片組及一水冷裝置其中任一。

所以當發熱元件2產生熱量時，透過該第一毛細結構 13及凸出毛細部131其上的液態工作流體5迅速吸附熱量而產生蒸發，以轉換為汽態工作流體4，使汽態工作流體4於腔室12內會朝相對的冷凝部11方向流動，直到該汽態工作流體4流動到冷凝部11內側上(即位於冷凝部11的腔室12內壁上)受冷卻的同時，該散熱單元3會將吸附到該冷凝部11上的熱量向外散熱，以加速該汽態工作流體4冷卻而冷凝轉換為液態工作流體5後，該液態工作流體5便藉由重力及毛細力回流至蒸發部10上繼續汽液循環，藉以有效達到絕佳的散熱效果。

請參閱第4圖示，係顯示本發明之第三較佳實施例之立體剖面示意圖，並輔以參閱第1A圖示；該較佳實施例的結構及連結關係及其功效大致與前述第一較佳實施例相同，故在此不重新贅述，其兩者差異在於：前述蒸發部10其內部分之第一毛細結構13上的凸出毛細部131係從該蒸發部朝相對的冷凝部11整個軸向連續延伸構成，泛指就是所述凸出毛細部131係一體形成在相對該蒸發部10與冷凝部11之間內的部分第一毛細結構13上。

並前述凸出毛細部131的自由端係從於前述腔室12內該蒸發部10與冷凝部11間的部分第一毛細結構13上徑向擴展構成。

請參閱第5圖示，係顯示本發明之第四較佳實施例之剖面示意圖；該較佳實施例的結構及連結關係及其功效大致與前述第一較佳實施例相同，故在此不重新贅述，該本較佳實施例主要是將前述第一較佳實施例之本體1改變設 計成為一側為平面及另一側非平面，亦即前述本體1設有一平面161及一非平面162，前述凸出毛細部131係形成在該平面161內側(即於所述腔室12內的平面161相對非平面162的一側)的第一毛細結構13上，並該非平面162係相反該平面161，且其形狀係大致呈D字狀，但並不侷限於此，亦可為如矩狀或半圓狀。

請參閱第6圖示，係顯示本發明之第五較佳實施例之剖面示意圖；該較佳實施例的結構及連結關係及其功效大致與前述第一較佳實施例相同，故在此不重新贅述，該本較佳實施例主要是將前述第一較佳實施例之本體1改變設計成為一側及其另一側都為平面，亦即該本體1係大致呈扁平狀，且其設有一第一平面163及一相反該第一平面163之第二平面164，前述凸出毛細部131係形成在該第一平面163內側(即於所述腔室12內的第一平面163相對第二平面164的一側)的第一毛細結構13上。

請參閱第7圖示，係顯示本發明之第六較佳實施例之剖面示意圖，並輔以參閱第1A圖示；該較佳實施例的結構及連結關係及其功效大致與前述第一較佳實施例相同，其兩者差異處在於：前述腔室12內更設有一第二毛細結構17，該第二毛細結構17係形成在該本體1之腔室12內壁上，且該第一毛細結構13係設在該第二毛細結構17上相接。

並於該較佳實施之第二毛細結構17係以微溝槽做說明，但並不侷限於此，於本發明實際實施時，亦可選擇為 網目、纖維體、燒結粉末體及網目與燒結粉末組合其中任一，合先陳明。

以上所述，本發明相較於習知具有下列之優點：

1.具有較佳熱傳效率；

2.由於第一毛細結構13與其上凸出毛細部131共同界定的單位面積較大，使得可承受較大的熱功率衝擊，相對的熱傳量亦比較大。

3.散熱效果佳。

惟以上所述者，僅係本發明之較佳可行之實施例而已，舉凡利用本發明上述之方法、形狀、構造、裝置所為之變化，皆應包含於本案之權利範圍內。

1‧‧‧本體

10‧‧‧蒸發部

11‧‧‧冷凝部

12‧‧‧腔室

13‧‧‧第一毛細結構

131‧‧‧凸出毛細部

1311‧‧‧自由端

15‧‧‧間隔空間

161‧‧‧平面

162‧‧‧非平面

163‧‧‧第一平面

164‧‧‧第二平面

17‧‧‧第二毛細結構

2‧‧‧發熱元件

3‧‧‧散熱單元

4‧‧‧汽態工作流體

5‧‧‧液態工作流體

第1A圖係本發明之本體立體示意圖；第1B圖係本發明之第一較佳實施例之剖面示意圖；第2圖係本發明之第一較佳實施例之另一剖面示意圖；第3A圖係本發明之第二較佳實施例之實施示意圖；第3B圖係本發明之第二較佳實施例之剖面示意圖；第4圖係本發明之第三較佳實施例之立體剖面示意圖；第5圖係本發明之第四較佳實施例之剖面示意圖；第6圖係本發明之第五較佳實施例之剖面示意圖；第7圖係本發明之第六較佳實施例之剖面示意圖。

1‧‧‧本體

12‧‧‧腔室

13‧‧‧第一毛細結構

131‧‧‧凸出毛細部

1311‧‧‧自由端

5‧‧‧液態工作流體

Claims (7)

1. 一種熱管散熱改良之結構，係包括：一本體，該本體具有一蒸發部、一從該蒸發部向外延伸之冷凝部、一腔室及至少一第一毛細結構，該第一毛細結構係為燒結粉末體，其設於該腔室內壁上，且其具有至少一凸出毛細部，該凸出毛細部係從該蒸發部其內之部分的第一毛細結構上凸伸構成，且該腔室內填充有工作流體，並該蒸發部其內部分之第一毛細結構的凸出毛細部係從該蒸發部朝相對的冷凝部整個軸向連續延伸構成，且該凸出毛細部係一體形成在相對該蒸發部與冷凝部之間內的部分第一毛細結構上，並前述凸出毛細部具有一自由端，該自由端係從該腔室內該蒸發部與冷凝部間的部分第一毛細結構上徑向擴展構成。
2. 如申請專利範圍第1項所述之熱管散熱改良之結構，其中該本體設有一平面及一非平面，該非平面係相反該平面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之熱管散熱改良之結構，其中該本體設有一第一平面及一第二平面，該第二平面係相反該第一平面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之熱管散熱改良之結構，其中該腔室內更設有一第二毛細結構，該第二毛細結構係形成在該本體之腔室內壁上，且該第一毛細結構係設在該第二毛細結構上相接。
5. 如申請專利範圍第4項所述之熱管散熱改良之結構，其 中該第二毛細結構係選擇為網目、纖維體、燒結粉末體、網目及燒結粉末組合及微溝槽其中任一。
6. 如申請專利範圍第1項所述之熱管散熱改良之結構，其中該蒸發部係與相對至少一發熱元件相貼設，該冷凝部則與對應的一散熱單元相接，該散熱單元係為一散熱器、一散熱鰭片組及一水冷裝置其中任一。
7. 如申請專利範圍第1項所述之熱管散熱改良之結構，其中該腔室內壁係成光滑壁面。