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TWI747076B - 行動裝置散熱組件 - Google Patents

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TWI747076B
TWI747076B TW108140740A TW108140740A TWI747076B TW I747076 B TWI747076 B TW I747076B TW 108140740 A TW108140740 A TW 108140740A TW 108140740 A TW108140740 A TW 108140740A TW I747076 B TWI747076 B TW I747076B
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莫皓然
林景松
吳錦銓
陳智凱
韓永隆
黃啟峰
李偉銘
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研能科技股份有限公司
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Abstract

一種行動裝置散熱組件，包括：一機殼本體，具有一通氣孔及一定位容置座，其中該定位容置座與該通氣孔對應設置，且該定位容置座底部連通該通氣孔；一微型泵，設置於該定位容置座內，與該定位容置座底部連通之該通氣孔相對應，供使該微型泵受驅動運作時所傳輸之氣體由該通氣孔排出；一散熱管板，內部含有散熱液，且一端定位該定位容置座上，並與該行動裝置之發熱元件接觸，以對該發熱元件所發出熱源作液態對流熱交換；其中，該微型泵導送之氣體形成熱對流，對該散熱管板所吸收之熱作熱交換，並由該通氣孔排出。

Description

行動裝置散熱組件
本案關於一種行動裝置散熱組件，尤指一種極薄型，用以與可攜式電子裝置或行動裝置結合的液體散熱模組。
近年來智慧型手機的快速發展，其規格、配備、功能都急速的升級，為了因應其需求，內部的處理晶片能力同樣也必須已大幅提升，但處理晶片在高速運轉時所產生的熱能若無法快速排除，將大幅影響其能效，如當前各國皆在發展的5G高速傳輸，更需要在其內部具備快速散熱的功能；有鑑於此，如何提供一種行動裝置散熱模組，使行動裝置能夠快速散熱，實乃目前需要解決之問題。
本案之主要目的係提供一種液體散熱模組，可設置於可攜式電子裝置內，用以提升散熱效果。
本案之一廣義實施態樣為一種行動裝置散熱組件，包括：一機殼本體，具有一通氣孔及一定位容置座，其中該定位容置座與該通氣孔對應設置，且該定位容置座底部連通該通氣孔；一微型泵，設置於該定位容置座內，與該定位容置座底部連通之該通氣孔相對應，供使該微型泵受驅動運作時所傳輸之氣體由該通氣孔排出；一散熱管板，內部含有散熱液，且一端定位該定位容置座上，並與該行動裝置之發熱元件接觸，以對該發熱元件所發出熱源作液態對流熱交換；其中，該微型泵導送之氣體形成熱對流，對該散熱管板所吸收之熱作熱交換，並由該通氣孔排出。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上當作說明之用，而非用以限制本案。
請參閱第1圖至第4圖所示，本案提供一種行動裝置散熱組件，包含一機殼本體1、微型泵2、散熱管板3；機殼本體1具有一通氣孔11及一定位容置座12，定位容置座12位於機殼本體1內部，與通氣孔11對應設置，並與其相通，且定位容置座12通過通氣孔11與機殼本體1外相連通；微型泵2設置於定位容置座12，並與通氣孔11對應，當微型泵2開始作動，傳輸氣體由通氣孔11排出；散熱管板3內部具有一散熱液，位於機殼本體1內，其一端定位於定位容置座12，並與行動裝置的一發熱元件5接觸，以對發熱元件5所發出的熱源進行熱交換，散熱液於散熱管板3內流動，使熱源能夠平均擴散，並且再透過微型泵2導送之氣體形成熱對流，對散熱管板3所吸收的熱進行熱交換，最後氣體由通氣孔11排出。
請參閱第5A圖至第6A圖，微型泵2的第一實施例為鼓風機微型泵，包含有：一噴氣孔片21、一腔體框架22、一致動體23、一絕緣框架24及一導電框架25。噴氣孔片21由具有可撓性之材料製作，具有一懸浮片210、一中空孔洞211以及複數個連接件212。懸浮片210為可彎曲振動之片狀結構，但不以此為限，懸浮片210之形狀亦可為方形、圓形、橢圓形、三角形及多角形其中之一。中空孔洞211係貫穿於懸浮片210之中心處，以供氣體流通。本實施例中，連接件212之數量係為四個，噴氣孔片21透過連接件212固設於定位容置座12內。腔體框架22疊設於噴氣孔片21，且其外型與噴氣孔片21對應，致動體23疊設於腔體框架22上，並與腔體框架22、懸浮片210之間定義一共振腔室26。絕緣框架24疊設於致動體23，其外觀與腔體框架22近似。導電框架25疊設於絕緣框架24，其外觀與絕緣框架24近似，且導電框架25具有一導電接腳251及一導電電極252，導電接腳251自導電框架25的外緣向外延伸，導電電極252自導電框架25內緣向內延伸。此外，致動體23更包含有一壓電載板231、一調整共振板232及一壓電板233，壓電載板231承載疊置於腔體框架22上，調整共振板232承載疊置於壓電載板231上，壓電板233承載疊置於調整共振板232上，而調整共振板232及壓電板233容設於絕緣框架24內，並由導電框架25的導電電極252電連接壓電板233，其中，壓電載板231、調整共振板232皆為可導電的材料所製成，壓電載板231具有一壓電接腳2311，壓電接腳2311與導電接腳251連接驅動訊號(驅動頻率及驅動電壓)，驅動訊號得以由壓電接腳2311、壓電載板231、調整共振板232、壓電板233、導電電極252、導電框架25、導電接腳251形成一迴路，並由絕緣框架24將導電框架25與致動體23阻隔，避免短路發生，使驅動訊號得以傳遞至壓電板233，壓電板233接受驅動訊號(驅動頻率及驅動電壓)後，因壓電效應產生形變，來進一步驅動壓電載板231及調整共振板232產生往復式地彎曲振動。
承上所述，調整共振板232位於壓電板233與壓電載板231之間，作為兩者之間的緩衝物，可調整壓電載板231的振動頻率。基本上，調整共振板232的厚度大於壓電載板231的厚度，且調整共振板232的厚度可變動，藉此調整致動體23的振動頻率。
複數個連接件212在懸浮片210及定位容置座12的內緣之間定義出複數個空隙213，以供氣體流通。請繼續參閱第6A圖，噴氣孔片21、腔體框架22、致動體23、絕緣框架24及導電框架25依序對應堆疊並設置於定位容置座12，噴氣孔片21與定位容置座12之底面(未標示)之間形成一氣流腔室27。氣流腔室27透過噴氣孔片21之中空孔洞211，連通致動體23、腔體框架22及懸浮片210之間的共振腔室26。透過控制共振腔室26中氣體之振動頻率，使其與懸浮片210之振動頻率趨近於相同，可使共振腔室26與懸浮片210產生亥姆霍茲共振效應（Helmholtz resonance），俾使氣體傳輸效率提高。
第6B圖及第6C圖為第6A圖之微型泵作動示意圖，請先審閱第6B圖所示，當壓電板233向遠離定位容置座12之底面之方向移動時，帶動噴氣孔片21之懸浮片210以遠離定位容置座12之底面方向移動，使氣流腔室27之容積急遽擴張，其內部壓力下降形成負壓，吸引微型泵2外部的氣體由複數個空隙213流入，並經由中空孔洞211進入共振腔室26，使共振腔室26內的氣壓增加而產生一壓力梯度。再如第6C圖所示，當壓電板233帶動噴氣孔片21之懸浮片210朝向定位容置座12之底面移動時，共振腔室26中的氣體經中空孔洞211快速流出，擠壓氣流腔室27內的氣體，並使匯聚後之氣體以接近白努利定律之理想氣體狀態快速且大量地噴出。依據慣性原理，排氣後的共振腔室26內部氣壓低於平衡氣壓，會導引氣體再次進入共振腔室26中。是以，透過重複第7B圖及第7C圖的動作後，得以控制壓電板233往復式地振動，以及控制共振腔室26中氣體之振動頻率與壓電板233之振動頻率趨近於相同，以產生亥姆霍茲共振效應，俾實現氣體高速且大量的傳輸。
請參閱第7A圖至第8A圖所示，微型泵2的第二實施例為一壓電泵浦，包含了一進氣板21A、一共振片22A、一壓電致動器23A、一第一絕緣片24A、一導電片25A及第二絕緣片26A等結構，其中壓電致動器23A對應於共振片22A而設置，並使進氣板21A、共振片22A、壓電致動器23A、第一絕緣片24A、導電片25A及第二絕緣片26A等依序堆疊設置。
進氣板21A具有至少一進氣孔211A、至少一匯流排槽212A及一匯流腔室213A，於本實施例中，進氣孔211A之數量以4個為較佳，但不以此為限。進氣孔211A係貫穿進氣板21A，用以供氣體順應大氣壓力之作用而自進氣孔211A流入微型泵2內。進氣板21A上具有至少一匯流排槽212A，其數量與位置與進氣板21A另一表面之進氣孔211A對應設置，本實施例之進氣孔211A其數量為4個，與其對應之匯流排槽212A其數量亦為4個；匯流腔室213A位於進氣板21A的中心處，前述之4個匯流排槽212A的一端連通於對應之進氣孔211A，其另一端則連通於進氣板21A的中心處之匯流腔室213A，藉此可將自進氣孔211A進入匯流排槽212A之氣體引導並匯流集中至匯流腔室213A。於本實施例中，進氣板21A具有一體成型的進氣孔211A、匯流排槽212A及匯流腔室213A。
於一些實施例中，進氣板21A之材質可為不鏽鋼材質所構成，但不以此為限。於另一些實施例中，匯流腔室213A之深度與匯流排槽212A之深度相同，但不以此為限。
共振片22A係由一可撓性材質所構成，但不以此為限，且於共振片22A上具有一中空孔221A，係對應於進氣板21A之匯流腔室213A而設置，以供氣體通過。於另一些實施例中，共振片22A係可由一銅材質所構成，但不以此為限。
壓電致動器23A係由一懸浮板231A、一外框232A、至少一支架233A以及一壓電元件234A所共同組裝而成；懸浮板231A為一正方形型態，並可彎曲振動，外框232A環繞懸浮板231A設置，至少一支架233A連接於懸浮板231A與外框232A之間，提供彈性支撐的效果，壓電元件234A亦為正方形型態，貼附於懸浮板231A的一表面，用以隨施加電壓產生形變以驅動懸浮板231A彎曲振動，且壓電元件234A的邊長小於或等於懸浮板231A的邊長；其中，懸浮板231A、外框232A及支架233A之間具有複數個空隙235A，空隙235A供氣體通過；此外，壓電致動器23A更包含一凸部236A，凸部236A設置於懸浮板231A的另一表面，並與壓電元件234A相對設置於懸浮板231A的兩表面。
如第8A圖所示，進氣板21A、共振片22A、壓電致動器23A、第一絕緣片24A、導電片25A、第二絕緣片26A依序推疊設置，壓電致動器23A的懸浮板231A其厚度小於外框232A的厚度，當共振片22A堆疊於壓電致動器23A時，壓電致動器23A的懸浮板231A、外框232A與共振片22A之間可形成一腔室空間27A。
請再參閱第8B圖，壓電泵浦的另一實施例，其元件與前一實施例(第8A圖)相同，故不加以贅述，其差異在於，於未作動時，其壓電致動器23A的懸浮板231A以沖壓方式往遠離共振片22A的方向延伸，並未與外框232A位於同一水平，其延伸距離可由支架233A所調整，且支架233A與懸浮板231A之間呈現非平行，使得壓電致動器23A呈凸出狀。
為了瞭解上述微型泵2提供氣體傳輸之輸出作動方式，請繼續參閱第8C圖至第8E圖所示，請先參閱第8C圖，壓電致動器23A的壓電元件234A被施加驅動電壓後產生形變帶動懸浮板231A向上位移，此時腔室空間27A的容積提升，於腔室空間27A內形成了負壓，便汲取匯流腔室213A內的氣體進入腔室空間27A內，同時共振片22A受到共振原理的影響被同步向上帶動，連帶增加了匯流腔室213A的容積，且因匯流腔室213A內的氣體進入腔室空間27A的關係，造成匯流腔室213A內同樣為負壓狀態，進而通過進氣孔211A及匯流排槽212A來吸取氣體進入匯流腔室213A內。請再參閱第8D圖，壓電元件234A帶動懸浮板231A向下位移，壓縮腔室空間27A，推擠腔室空間27A內的氣體通過空隙235A將其向上輸送，將氣體由微型泵2排出，同時，共振片22A與懸浮板231A共振而向下位移，並使通過進氣孔211A及匯流排槽212A進入匯流腔室213A內之氣體通過中空孔221A進入腔室空間27A。最後請參閱第8E圖，當懸浮板231A回復原位時，共振片22A因共振及慣性而向上位移，此時的共振片22A將壓縮腔室空間27A內的氣體並使其向空隙235A移動，並且提升匯流腔室213A內的容積，讓氣體能夠持續地通過進氣孔211A、匯流排槽212A來匯聚於匯流腔室213A內，透過不斷地重複上述第8C圖至第8E圖所示之微型泵2提供氣體傳輸作動步驟，使微型泵2能夠使氣體連續自進氣孔211A進入進氣板21A及共振片22A所構成流道產生壓力梯度，再由空隙235A向上輸送，使氣體高速流動，達到微型泵2傳輸氣體的效果。
本案的微型泵2的第三實施例可為一微機電泵浦，請參閱第9A圖及第9B圖，微機電泵浦包含有一第一基板21B、一第一氧化層22B、一第二基板23B以及一壓電組件24B。本實施例的微機電泵浦是透過半導體製程中的磊晶、沉積、微影及蝕刻等製程一體成型製出，理應無法拆解，為了詳述其內部結構，特以第9B圖所示之分解圖詳述。
第一基板21B為一矽晶片(Si wafer)，其厚度介於150至400微米(μm)之間，第一基板21B具有複數個流入孔211B、一第一表面212B及一第二表面213B，於本實施例中，該些流入孔211B的數量為4個，但不以此為限，且每個流入孔211B皆由第二表面213B貫穿至第一表面212B，而流入孔211B為了提升流入效果，將流入孔211B自第二表面213B至第一表面212B呈現漸縮的錐形。
第一氧化層22B為一二氧化矽(SiO2 )薄膜，其厚度介於10至20微米(μm)之間，第一氧化層22B疊設於第一基板21B的第一表面212B上，第一氧化層22B具有複數個匯流通道221B以及一匯流腔室222B，匯流通道221B與第一基板21B的流入孔211B其數量及位置相互對應。於本實施例中，匯流通道221B的數量同樣為4個，4個匯流通道221B的一端分別連通至第一基板21B的4個流入孔211B，而4個匯流通道221B的另一端則連通於匯流腔室222B，讓氣體分別由流入孔211B進入之後，通過其對應相連之匯流通道221B後匯聚至匯流腔室222B內。
第二基板23B結合至第一基板21B，且包含矽晶片層231B、第二氧化層232B以及矽材層233B。矽晶片層231B具有致動部2311B、外周部2312B、複數連接部2313B及複數流體通道2314B。其中，致動部2311B呈圓形，外周部2312B呈中空環狀，環繞於致動部2311B的外圍，連接部2313B分別連接於致動部2311B與外周部2312B之間，流體通道2314B環繞於致動部2311B的外圍，且分別位於連接部2313B之間。第二氧化層232B為一氧化矽層，其厚度介於0.5至2微米(μm)之間，形成於矽晶片層231B上，呈中空環狀，並與矽晶片層231B定義一振動腔室2321B。矽材層233B呈圓形，位於第二氧化層232B且結合至第一氧化層22B，矽材層233B為二氧化矽(SiO2 )薄膜，厚度介於2至5微米(μm)之間，具有一穿孔2331B、一振動部2332B、一固定部2333B、一第三表面2334B及一第四表面2335B。穿孔2331B形成於矽材層233B的中心，振動部2332B位於穿孔2331B的周邊區域，且垂直對應於振動腔室2321B，固定部2333B則為矽材層233B的周緣區域，由固定部2333B固定於第二氧化層232B，第三表面2334B與第二氧化層232B接合，第四表面2335B與第一氧化層22B接合；壓電組件24B疊設於矽晶片層231B的致動部2311B。
壓電組件24B包含有一下電極層241B、壓電層242B、絕緣層243B及上電極層244B，下電極層241B疊置於矽晶片層231B的致動部2311B，而壓電層242B疊置於下電極層241B，兩者透過其接觸的區域做電性連接，此外，壓電層242B的寬度小於下電極層241B的寬度，使得壓電層242B無法完全遮蔽住下電極層241B，再於壓電層242B的部分區域以及下電極層241B未被壓電層242B所遮蔽的區域上疊置絕緣層243B，最後再於絕緣層243B以及未被絕緣層243B遮蔽的壓電層242B的區域上疊置上電極層244B，讓上電極層244B得以與壓電層242B接觸來電性連接，同時利用絕緣層243B阻隔於上電極層244B及下電極層241B之間，避免兩者直接接觸造成短路。
請參考第10A至第10C圖，第10A至10C圖為微機電泵浦其作動示意圖。請先參考第10A圖，在壓電組件24B的下電極層241B及上電極層244B接收到驅動電壓及驅動訊號並將其傳導至壓電層242B後，壓電層242B因逆壓電效應的影響開始產生形變，會帶動矽晶片層231B的致動部2311B開始位移，當壓電組件24B帶動致動部2311B向上位移拉開與第二氧化層232B之間的距離，此時，第二氧化層232B的振動腔室2321B的容積將提升，讓振動腔室2321B內形成負壓，並將第一氧化層22B的匯流腔室222B內的氣體通過穿孔2331B吸入其中。請繼續參閱第10B圖，當致動部2311B受到壓電組件24B的牽引向上位移時，矽材層233B的振動部2332B會因共振原理而向上位移，當振動部2332B向上位移時，會壓縮振動腔室2321B的空間並且推動振動腔室2321B內的氣體往矽晶片層231B的流體通道2314B移動，讓氣體能夠通過流體通道2314B向上排出，在振動部2332B向上位移來壓縮振動腔室2321B的同時，匯流腔室222B的容積因振動部2332B位移而提升，其內部形成負壓，將吸取微機電泵浦外的氣體由流入孔211B進入其中。最後如第10C圖所示，壓電組件24B帶動矽晶片層231B的致動部2311B向下位移時，將振動腔室2321B的氣體往流體通道2314B推動，並將氣體排出，而矽材層233B的振動部2332B亦受致動部2311B的帶動向下位移，同步壓縮匯流腔室222B的氣體，使其通過穿孔2331B向振動腔室2321B移動，後續再將壓電組件24B帶動致動部2311B向上位移時，其振動腔室2321B的容積會大幅提升，進而有較高的汲取力將氣體吸入振動腔室2321B，再重複以上的動作，以至於透過壓電組件24B持續帶動致動部2311B上下位移且連動振動部2332B上下位移，改變微機電泵浦的內部壓力，使其不斷地汲取及排出氣體，藉此以完成微機電泵浦的動作。
請繼續參閱第4圖所示，本案的行動裝置散熱組件更包含有一液體泵4，液體泵4連接散熱管板3且連通於散熱管板3內部，液體泵4作動後，可抽送並帶動散熱液循環流動，加快散熱液的流動速度，使散熱管板3上的熱源快速地擴散，加速散熱管板3的熱交換作用。
請參閱第11圖至第13B圖所示，液體泵4包含一閥蓋體41、兩組閥門片42、一閥底座43、一致動器44及一外筒45。其中一致動器44、一閥底座43、兩組閥門片42、一閥蓋體41分別依序置設於外筒45內，再以密封膠46密封外筒45之內部所定位組裝而成。
請參閱第11圖、第13A圖、第13B圖以及第15圖所示，閥蓋體41具有一閥蓋第一表面411、閥蓋第二表面412、一入口通道413、一出口通道414及複數個卡掣件415，其中入口通道413及出口通道414分別貫穿閥蓋第一表面411及閥蓋第二表面412之間，以及入口通道413於閥蓋第二表面412上之外緣凸設有一入口突緣413a，且在入口突緣413a上凸設一第一凸出結構413b，而出口通道414於閥蓋第二表面412上之外緣凸設有一出口突緣414a，且在出口突緣414a之中心凹設一出口腔室414b，又複數個卡掣件415由閥蓋第二表面412向外凸出。於本實施例中，卡掣件415數量為2，但不以此為限，可依實際定位需求之數量而設置。
上述兩組閥門片42，主要材質為聚亞醯胺(Polyimide, PI)高分子材料，其製造方法主要利用反應離子氣體乾蝕刻(reactive ion etching, RIE)之方法，以感光性光阻塗佈於閥門片42結構之上，並曝光顯影出閥門片42結構圖案後，再以進行蝕刻，由於有光阻覆蓋處會保護聚亞醯胺(Polyimide, PI)片不被蝕刻，因而可蝕刻出閥門片42，兩組閥門片42包含一第一閥門片42a及一第二閥門片42b，且第一閥門片42a及第二閥門片42b分別設有一中央閥片421a、421b，而中央閥片421a、421b週邊各設置複數個延伸支架422a、422b以作彈性支撐，並使每一延伸支架422a、422b相鄰之間各形成一透空通孔423a、423b。
上述之閥底座43與閥蓋體41對接，且第一閥門片42a及第二閥門片42b定置在兩者之間，閥底座43具有一閥底第一表面431、一閥底第二表面432、一入口閥門通道433及一出口閥門通道434，其中入口閥門通道433及出口閥門通道434貫穿設置於閥底第一表面431及閥底第二表面432之間，以及入口閥門通道433於閥底第一表面431上之內緣凹設有一入口凹緣433a，供與閥蓋體41之入口突緣413a相對接，且第一閥門片42a置設在其間，使中央閥片421a受閥蓋體41之第一凸出結構413b頂觸，供以封閉閥蓋體41之入口通道413，第一閥門片42a之中央閥片421a常態頂觸第一凸出結構413b，以產生一預力作用並有助於預蓋緊以防止逆流(如第15圖所示)，又入口凹緣433a之中心凹設一入口腔室433b，而出口閥門通道434於閥底第一表面431上之內緣凹設有一出口凹緣434a，且在出口凹緣434a之中心凸設一第二凸出結構434b，又出口凹緣434a與閥蓋體41之出口突緣414a相對接，且第二閥門片42b置設在其間，使中央閥片421b受第二凸出結構434b頂觸，供以封閉閥底座43之出口閥門通道434，第二閥門片42b之中央閥片421b常態頂觸第二凸出結構434b，以產生一預力作用並有助於預蓋緊以防止逆流(如第15圖所示)，又閥底第一表面431對應到閥蓋體41之複數個卡掣件415之位置也設有相同數量之對接卡孔435，如此如第14圖所示，閥蓋體41之複數個卡掣件415對應卡入閥蓋體41之複數個對接卡孔435中，供使閥底座43與閥蓋體41得以對接封蓋第一閥門片42a及第二閥門片42b並實現定位組裝，於本實施例中，卡掣件415數量為2，所以對接卡孔435之數量為2，但不以此為限，可依實際定位需求之數量而設置。又，閥底第二表面432上凹陷形成一集流腔室436，集流腔室436連通入口閥門通道433及出口閥門通道434。
上述之致動器44包含有一振動片441及一壓電元件442，振動片441為金屬材質，壓電元件442採用高壓電數之鋯鈦酸鉛(PZT)系列的壓電粉末製造而成，且壓電元件442貼附於振動片441一側面，以及振動片441封蓋於閥底座43之閥底第二表面432，以封閉集流腔室436，又該振動片441具有一電性接腳441a，供以對外與電源電性連接，以使壓電元件442得以驅動變形而振動位移。
上述外筒45為一側凹設有一內壁凹置空間451，且在內壁凹置空間451底部具有一挖空之中心凹槽452及貫穿外筒45之一側並連通外部之穿透框口453，其中內壁凹置空間451內依序由致動器44、閥底座43、兩組閥門片42以及閥蓋體41置入其中，且致動器44之電性接腳441a穿置定位於穿透框口453中。並以填封密封膠46於內壁凹置空間451中予以定位，而致動器44之壓電元件442對應設置於中心凹槽452中，且受驅動時得於中心凹槽452內振動位移。
本案微液泵在具體實施液體傳輸的操作係如第16A圖所示，當壓電元件442受電壓驅動而向下振動位移時，閥底座43之入口腔室433b形成吸力，以拉引第一閥門片42a之中央閥片421a位移，此時第一閥門片42a之中央閥片421a不封閉閥蓋體41之入口通道413，使液體由閥蓋體41之入口通道413導入經由第一閥門片42a之透空通孔423a流入閥底座43之入口腔室433b，並流入集流腔室436中緩衝集中液體，其後，第16B圖所示，致動器44之壓電元件442向上振動位移時，集流腔室436中緩衝集中之液體往閥底座43之出口閥門通道434推擠，使第二閥門片42b之中央閥片421b脫離第二凸出結構434b之頂觸，使流體順利由第二閥門片42b之透空通孔423b流入閥蓋體41之出口腔室414b，再由出口通道414流出，來達到液體的傳輸。
綜上所述，本案所提供之行動裝置散熱組件，利用內部具有散熱液的散熱管板對行動裝置的發熱元件(如處理晶片)進行散熱，利用液體泵加快散熱液的流動，使熱能可以快速平均分散於整個散熱管板，加快散入效果，再利用微型泵對散熱管板輸送氣體，進行熱交換，降低散熱管板的溫度，大幅提昇散熱效果，能夠有效降低行動裝置處理器過熱的問題，極具產業利用性及進步性。
1:機殼本體 11:通氣孔 12:定位容置座 2:微型泵 21:噴氣孔片 210:懸浮片 211:中空孔洞 212:連接件 213:空隙 22:腔體框架 23:致動體 231:壓電載板 2311:壓電接腳 232:調整共振板 233:壓電板 24:絕緣框架 25:導電框架 251:導電接腳 252:導電電極 26:共振腔室 27:氣流腔室 21A:進氣板 211A:進氣孔 212A:匯流排槽 213A:匯流腔室 22A:共振片 221A:中空孔 222A:可動部 223A:固定部 23A:壓電致動器 231A:懸浮板 232A:外框 233A:支架 234A:壓電元件 235A:空隙 236A:凸部 24A:第一絕緣片 25A:導電片 26A:第二絕緣片 27A:腔室空間 21B:第一基板 211B:流入孔 212B:第一表面 213B:第二表面 22B:第一氧化層 221B:匯流通道 222B:匯流腔室 23B:第二基板 231B:矽晶片層 2311B:致動部 2312B:外周部 2313B:連接部 2314B:流體通道 232B:第二氧化層 2321B:振動腔室 233B:矽材層 2331B:穿孔 2332B:振動部 2333B:固定部 2334B:第三表面 2335B:第四表面 24B:壓電組件 241B:下電極層 242B:壓電層 243B:絕緣層 244B:上電極層 3:散熱管板 4:液體泵 41:閥蓋體 411:閥蓋第一表面 412:閥蓋第二表面 413:入口通道 413a:入口突緣 413b:第一凸出結構 414:出口通道 414a:出口突緣 414b:出口腔室 415:卡掣件 42:閥門片 42a:第一閥門片 42b:第二閥門片 421a、421b:中央閥片 422a、422b:延伸支架 423a、423b:透空通孔 43:閥底座 431:閥底第一表面 432:閥底第二表面 433:入口閥門通道 433a:入口凹緣 433b:入口腔室 434:出口閥門通道 434a:出口凹緣 434b:第二凸出結構 435:對接卡孔 436:集流腔室 44:致動器 441:振動片 441a:電性接腳 442:壓電元件 45:外筒 451:內壁凹置空間 452:中心凹槽 453:穿透框口 46:密封膠 5:發熱元件
第1圖為本案行動裝置散熱組件立體示意圖。 第2圖為本案行動裝置散熱組件另一角度立體示意圖。 第3圖為本案行動裝置散熱組件剖面立體示意圖。 第4圖為本案行動裝置散熱組件剖面示意圖。 第5A圖為本案微型泵第一實施例分解示意圖。 第5B圖為本案微型泵第一實施例另一角度分解示意圖。 第6A圖為本案微型泵第一實施例剖面示意圖。 第6B圖至第6C圖為本案微型泵第一實施例作動示意圖。 第7A圖為本案微型泵第二實施例分解示意圖。 第7B圖為本案微型泵第二實施例另一角度分解示意圖。 第8A圖為本案微型泵第二實施例剖面示意圖。 第8B圖為本案微型泵第二實施例其衍生實施方式示意圖。 第8C圖至第8E圖為本案微型泵第二實施例作動示意圖。 第9A圖為本案微型泵第三實施例剖面示意圖。 第9B圖為本案微型泵第三實施例分解示意圖 第10A圖至第10C圖為本案微型泵第三實施例作動示意圖。 第11圖為本案液體泵立體示意圖。 第12圖為本案液體泵俯視示意圖。 第13A圖為本案液體泵分解示意圖。 第13B圖為本案液體泵另一角度分解示意圖。 第14圖為第12圖中AA’剖面線之剖面示意圖。 第15圖為第12圖中BB’剖面線之剖面示意圖。 第16A圖至第16B圖為液體泵作動示意圖。
1:機殼本體
12:定位容置座
2:微型泵
3:散熱管板
4:液體泵

Claims (13)

  1. 一種行動裝置散熱組件，包括：一機殼本體，具有一通氣孔及一定位容置座，其中該定位容置座與該通氣孔對應設置，且該定位容置座底部連通該通氣孔；一微型泵，設置於該定位容置座內，與該定位容置座底部連通之該通氣孔相對應，供使該微型泵受驅動運作時所傳輸之氣體由該通氣孔排出；一散熱管板，內部含有散熱液，且一端定位該定位容置座上，並與該行動裝置之一發熱元件接觸，以對該發熱元件所發出熱源作液態對流熱交換；以及一液體泵，供以連通於該散熱管板內部，促使該散熱管板內部之該散熱液得以被抽送而循環流動，加速該散熱管板之熱交換作用；其中，該微型泵導送之氣體形成熱對流，對該散熱管板所吸收之熱作熱交換，並由該通氣孔排出。
  2. 如請求項1所述之行動裝置散熱組件，其中該微型泵包含：一噴氣孔片，包含複數個連接件、一懸浮片及一中空孔洞，該懸浮片可彎曲振動，該複數個連接件鄰接於該懸浮片周緣，而該中空孔洞形成於該懸浮片的中心位置，該懸浮片透過該複數個連接件固定設置，該複數個連接件並彈性支撐該懸浮片，且該噴氣孔片底部形成一氣流腔室，且該複數個連接件及該懸浮片之間形成至少一空隙；一腔體框架，承載疊置於該懸浮片上；一致動體，承載疊置於該腔體框架上，以接受電壓而往復式地彎曲振動；一絕緣框架，承載疊置於該致動體上；以及一導電框架，承載疊設置於該絕緣框架上； 其中，該致動體、該腔體框架及該懸浮片之間形成一共振腔室，透過驅動該致動體以帶動該噴氣孔片產生共振，使該噴氣孔片之該懸浮片產生往復式地振動位移，以造成該氣體通過該空隙進入該氣流腔室再排出，實現該氣體之傳輸流動。
  3. 如請求項2所述之行動裝置散熱組件，其中該致動體包含：一壓電載板，承載疊置於該腔體框架上；一調整共振板，承載疊置於該壓電載板上；以及一壓電板，承載疊置於該調整共振板上，以接受電壓而驅動該壓電載板及該調整共振板往復式地彎曲振動。
  4. 如請求項1所述之行動裝置散熱組件，其中該微型泵包含：一進氣板，具有至少一進氣孔、至少一對應該進氣孔位置之匯流排槽以及一匯流腔室，該進氣孔用以導入氣體，該匯流排槽用以引導自該進氣孔導入之氣體至該匯流腔室；一共振片，具有一中空孔，該中空孔對應該匯流腔室的位置，且周圍為一可動部；以及一壓電致動器，與該共振片在位置上相對應設置；其中，該進氣板、該共振片以及該壓電致動器係依序堆疊設置，且該共振片與該壓電致動器之間形成一腔室空間，用以使該壓電致動器受驅動時，使該氣體由該進氣板之該進氣孔導入，經該匯流排槽匯集至該匯流腔室，再通過該共振片之該中空孔，使得該壓電致動器與該共振片之該可動部產生共振以傳輸該氣體。
  5. 如請求項4所述之行動裝置散熱組件，其中，該壓電致動器包括：一懸浮板，具有一正方形形態，並且可彎曲振動；一外框，環繞設置於該懸浮板之外側；至少一支架，連接於該懸浮板與該外框之間，以提供彈性支撐； 以及一壓電元件，具有一邊長，該邊長係小於或等於該懸浮板之一邊長，且該壓電元件貼附於該懸浮板之一表面上，用以接受電壓以驅動該懸浮板彎曲振動。
  6. 如請求項4所述之行動裝置散熱組件，其中該微型泵包含：一懸浮板，具有一第一表面及一第二表面，該第一表面具有一凸部；一外框，環繞設置於該懸浮板之外側；至少一支架，連接於該懸浮板與該外框之間，以提供彈性支撐該懸浮板；以及一壓電元件，貼附於該懸浮板之該第二表面上，用以施加電壓以驅動該懸浮板彎曲振動；其中，該至少一支架成形於該懸浮板與該外框之間，並使該懸浮板與該外框位於不同水平，且使該懸浮板之該第一表面與該共振片保持一腔室空間。
  7. 如請求項4所述之行動裝置散熱組件，其中該微型泵進一步包括一第一絕緣片、一導電片以及一第二絕緣片，其中該進氣板、該共振片、該壓電致動器、該第一絕緣片、該導電片及該第二絕緣片係依序堆疊設置。
  8. 如請求項1所述之行動裝置散熱組件，其中該微型泵為一微機電泵浦，包含：一第一基板，具有複數個流入孔，該些流入孔呈錐形；一第一氧化層，疊設該第一基板，該第一氧化層具有複數個匯流通道以及一匯流腔室，該些匯流通道連通於該匯流腔室及該些流入孔之間； 一第二基板，結合至該第一基板，包含：一矽晶片層，具有：一致動部，呈圓形；一外周部，呈中空環狀，環繞於該致動部的外圍；複數個連接部，分別連接於該致動部與該外周部之間；以及複數個流體通道，環繞於該致動部的外圍，且分別位於該些連接部之間；一第二氧化層，形成於該矽晶片層上，呈中空環狀，並與該矽晶片層定義一振動腔室；以及一矽材層，呈圓形，位於該第二氧化層且結合至該第一氧化層，具有：一穿孔，形成於該矽材層的中心；一振動部，位於該穿孔的周邊區域；一固定部，位於該矽材層的周緣區域；以及一壓電組件，呈圓形，疊設於該矽晶片層的該致動部。
  9. 如請求項8所述之行動裝置散熱組件，其中該壓電組件包含：一下電極層；一壓電層，疊置於該下電極層；一絕緣層，鋪設於該壓電層之部分表面及該下電極層之部分表面；以及一上電極層，疊置於該絕緣層及該壓電層未設有該絕緣層之其餘表面，用以與該壓電層電性連接。
  10. 如請求項1所述之行動裝置散熱組件，其中該液體泵包含： 一閥蓋體，具有一閥蓋第一表面、一閥蓋第二表面、一出口通道、一入口通道及複數個卡掣件，其中該入口通道及該出口通道貫穿設置於該閥蓋第一表面及該閥蓋第二表面之間，以及該入口通道於該閥蓋第二表面上之外緣凸設有一入口突緣，且在該入口突緣上凸設一第一凸出結構，而該出口通道於該閥蓋第二表面上之外緣凸設有一出口突緣，且在該出口突緣之中心凹設一出口腔室，又該複數個卡掣件由該閥蓋第二表面向外凸出；兩組閥門片，包含一第一閥門片及一第二閥門片，且該第一閥門片及該第二閥門片分別設有一中央閥片，而該中央閥片週邊各設置複數個延伸支架以作彈性支撐，並使每一該延伸支架相鄰之間各形成一透空通孔；一閥底座，與該閥蓋體對接，且該第一閥門片及該第二閥門片定位設置在兩者之間，該閥底座具有一閥底第一表面、一閥底第二表面、一入口閥門通道及一出口閥門通道，其中該入口閥門通道及該出口閥門通道貫穿設置於該閥底第一表面及該閥底第二表面之間，以及該入口閥門通道於該閥底第一表面上之內緣凹設有一入口凹緣，供與該閥蓋體之該入口突緣相對接，且該第一閥門片置設在其間，使該中央閥片受該閥蓋體之該第一凸出結構頂觸，供以封閉該閥蓋體之該入口通道，又該入口凹緣之中心凹設一入口腔室，而該出口閥門通道於該閥底第一表面上之內緣凹設有一出口凹緣，且在該出口凹緣之中心凸設一第二凸出結構，該出口凹緣與該閥蓋體之該出口突緣相對接，且該第二閥門片置設在其間，使該中央閥片受該第二凸出結構頂觸，供以封閉該閥底座之該出口閥門通道，又該閥底第一表面對應到該閥蓋體之該複數個卡掣件位置凹置有複數個 對接卡孔，供使該閥底座與該閥蓋體得以對接封蓋該第一閥門片及該第二閥門片並實現定位組裝，以及該閥底第二表面凹陷形成一集流腔室，連通該入口閥門通道及該出口閥門通道；一致動器，包含有一振動片及一壓電元件，該壓電元件貼附於該振動片一側，而該振動片具有一電性接腳，以及該振動片封蓋於該閥底座之該閥底第二表面，以封閉該集流腔室；一外筒，為一側凹設有一內壁凹置空間，且在該內壁凹置空間底部具有挖空之一中心凹槽及貫穿一側並連通外部之一穿透框口，其中該內壁凹置空間內依序由該致動器、該閥底座、兩組該閥門片以及該閥蓋體置入其中，且該致動器之該電性接腳穿置定位於該穿透框口中，並以填封一密封膠於該內壁凹置空間中予以定位，而該致動器之該壓電元件對應設置於該中心凹槽內，且受驅動時得以振動位移；其中，該閥蓋體之該入口通道對應到該閥底座之該入口腔室，並以該第一閥門片控制連通，以及該閥蓋體之該出口腔室對應到該閥底座之該出口閥門通道，並以該第二閥門片控制連通。
  11. 如請求項10所述之行動裝置散熱組件，其中該閥蓋體之該第一凸出結構頂觸該第一閥門片之該中央閥片，封閉該閥蓋體之該入口通道，以產生一預力作用以防止逆流。
  12. 如請求項10所述之行動裝置散熱組件，其中該閥底座之該第二凸出結構頂觸該第二閥門片之該中央閥片，封閉該閥底座之該出口閥門通道，以產生一預力作用以防止逆流。
  13. 如請求項10所述之行動裝置散熱組件，其中該致動器之該壓電元件向下振動位移時，該閥底座之該入口腔室形成吸力，以拉引該第 一閥門片之該中央閥片位移，不封閉該閥蓋體之該入口通道，使液體由該閥蓋體之該入口通道導入經由該第一閥門片之該透空通孔流入該閥底座之該入口腔室，並流入該集流腔室中緩衝集中液體，而該致動器之該壓電元件向上振動位移時，該集流腔室中緩衝集中之液體往該閥底座之該出口閥門通道推擠，使該第二閥門片之該中央閥片脫離該第二凸出結構之頂觸，使流體順利由該第二閥門片之該透空通孔流入該閥蓋體之該出口腔室，再由該出口通道流出，完成液體傳輸。
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