TWI798538B - 散熱裝置 - Google Patents

Abstract

一種散熱裝置，可應用於電子裝置上，用以吸收電子裝置所產生的熱源，本創作主要係在散熱裝置內填充有一導熱流體，所述的導熱流體為兩種不相溶的液體混合而成，當導熱流體接觸到電子裝置的熱源時，導熱流體會不斷的產生相變化循環來對電子裝置進行快速散熱，而透過相變化循環可加快導熱流體的循環性，以加快散熱裝置對電子裝置之散熱作用，達到極佳的散熱效果。

Description

散熱裝置

一種散熱裝置，本發明尤指一種利用兩種不相溶液體混合後進行相變化，以對電子裝置進行散熱的散熱裝置。

電子裝置為人們生活上不可或缺的幫手，例如手機等電子裝置，而電子裝置為了便於攜帶使用，也愈趨於輕薄多工，且由於電子元件密度提高、頻率增快，經長時間使用後會導致於局部出現過熱現象，通常電子裝置的晶片在工作時是主要熱源，散熱不僅是為了降低晶片自身溫度以保證其能在要求的溫度範圍內正常工作，同時還要兼顧散熱時不能造成殼體局部過熱，給消費者造成不良使用體驗，目前電子裝置之散熱方式，主要是利用簡單的開孔、熱傳導、熱對流或設置熱導管等方式，但該些散熱方式已無法滿足現今高效能晶片所產生之熱能，以及無法在輕薄型電子裝置中設置熱導管的方式進行散熱，因此會有過熱的問題，熱能無法均勻散佈，導致電子裝置內部的散熱效率降低，進而導致手機指令降頻或過慢當機的現象，因此，如何有效在體積趨於越輕薄精密的電子裝置上有效進行散熱，為待需解決的問題之一。

有鑑於上述的問題，本發明人係依據多年來從事相關行業的經驗，針對散熱裝置的結構及運作原理進行研究及改進；緣此，本發明之主要目的在於提供一種具有兩種不相溶液體混合後做為導熱流體，以透過導熱流體產生的相變化對電子裝置進行散熱的散熱裝置。

為達上述的目的，本發明散熱裝置主要係由一薄型化的第一片體及一第二片體組成，而兩片體組成後內部係成型有一容置空間，且在容置空間內係填充有一導熱流體，所述的導熱流體由兩種不相溶的液體混合而成，當散熱裝置貼近於電子裝置的熱源時，導熱流體會逐漸產生相變化，並透過相變化推動導熱流體快速且不斷循環流動，以透過相變化對電子裝置進行散熱。

為使貴審查委員得以清楚了解本發明之目的、技術特徵及其實施後之功效，茲以下列說明搭配圖示進行說明，敬請參閱。

請參閱「第1圖」，圖中所示為本發明之架構組成示意圖（一），如圖中所示的散熱裝置10，其主要係由一第一片體101以及一第二片體102所組成，其中，第一片體101及第二片體102為薄型金屬材質製成，例如銅、鋁等延展性佳的材質，且第一片體101及第二片體102的周緣係透過例如超音波焊接或黏合的方式進行貼合，使兩片體（101、102）的周圍可以相互緊密貼合；再請搭配參閱「第2圖」，圖中所示為本發明之架構組成示意圖（二），承「第1圖」所述，兩片體（101、102）之間係在組成後形成有一容置空間103，且所述的容置空間103內係填充有一導熱流體104，所述的導熱流體104佔容置空間103的容積比例為50%~95%，較佳容積比例為50%，且導熱流體104係由兩種比重及密度不相同，且互不相溶的第一流體1041以及一第二流體1042混合而成，其中，第一流體1041可例如由醇類液體混合水所形成，而第二流體1042可例如為氟素液，第一流體1041與第二流體1042混合後即如本圖所示，常態下比重較高的第二流體1042係會沈於第一流體1041的下方，使導熱流體104形成兩層液態液體重疊之態樣。

請參閱「第3圖」，圖中所示為本發明之實施示意圖(一)，請搭配參閱「第1圖」，本發明於實施時，係可預先將散熱裝置10貼近於一電子裝置11的發熱源H，使散熱裝置10內的導熱流體104貼近於發熱源H，當電子裝置11因運行而產生發熱源H時，散熱裝置10的第一片體101及第二片體102會傳導發熱源H之熱能，且隨著發熱源H的溫度逐漸升高，發熱源H會相對容置空間103內的導熱流體104進行加熱作用，使導熱流體104進一步產生相變化反應，如本圖所示，發熱源H係對應於導熱流體104的第二流體1042，且容置空間103因熱傳導變化形成有一第一溫度變化區域1031及一第二溫度變化區域1032，其中，常態下第一溫度變化區域1031係鄰近於發熱源H，因此第一溫度變化區域1031之溫度係大於第二溫度變化區域1032之溫度，所述的第一溫度變化區域1031在接觸發熱源H後，經熱傳導作用，使導熱流體104的第二流體1042可吸收發熱源H之熱能，並且進行相變化反應，使第二流體1042從液態轉變成氣態的第二流體1042A，再請搭配參閱「第4圖」，圖中所示為本發明之實施示意圖（二），而藉由自然對流原理，成為氣態的第二流體1042A會受到第一流體1041的推擠作用而快速上升，使成為氣態的第二流體1042A可被快速傳導至第二溫度變化區域1032中；再請搭配參閱「第5圖」，圖中所示為本發明之實施示意圖（三），由於第二溫度變化區域1032之溫度係相對低於第一溫度變化區域1031，因此，第二流體1042A上升至第二溫度變化區域1032後會因溫度變化產生相變化反應，從氣態的第二流體1042A再次於散熱裝置10的頂部凝結成液態的第二流體1042，使凝結成液態的第二流體1042再次落下回到第一流體1041中，而因液態的第二流體1042之密度與比重大於第一流體1041，因此液態的第二流體1042會穿過第一流體1041層融入第二流體1042層，並且再次吸收發熱源H，以此往復循環（循環路徑如圖中所示的相變化循環路徑）進行導熱，由上述可知，當第二流體1042產生相變化後，成為氣態的第二流體1042A會進一步上升容置空間103的頂部，由於第二流體1042在汽化流動後的體積損失，會迫使第一流體1041向下流動以填補第二流體1042氣化消散所流失之體積區域，但第二流體1042於凝結成液體後，因其比重較第一流體1041重，當液體狀的第二流體1042向下流動經過第第一流體1041層回到第二流體1042層時，因此時第二流體1042層已佔滿第一流體1041，因此當第二流體1042復位後，可迫使第一流體1041向上流動，使第一流體1041具有不受重力影響僅向下流動的效果；再請搭配參閱「第1圖」，導熱流體104循環流動的過程中，導熱流體104係不斷將熱能散熱於散熱裝置10的第一片體101及第二片體102外部，進而快速降低發熱源H之溫度，而本發明可因應不同種類的電子裝置進行客製化，將整體外觀成型為薄型化，藉以提供更佳的散熱效果。

請參閱「第6圖」，圖中所示為本發明之另一實施例（一），請搭配參閱「第1圖」，本發明可進一步在容置空間103內成型有數個凸點105，所述的數個凸點105可預先透過點膠成型的方式成型於第一片體101或第二片體102的內部表面，再請搭配參閱「第7圖」，圖中所示為實施例（一）之實施示意圖，當第二流體1042受熱從液態轉變成氣態的第二流體1042A上升時，會逐漸凝結附著於各凸點105上，再逐漸形成液體落下，藉由各凸點105的分佈可有效增加導熱流體104產生相變化的循環效率；而實施例（一）實際運行之熱源分佈圖即如「第8圖」所示，圖中所示為實施例（一）之實施溫度分佈圖，由本圖可知，透過各凸點105的分佈，確實可有效加快導熱流體104相變化循環的效率，有效快速對電子裝置進行散熱。

請參閱「第9圖」，圖中所示為本發明之另一實施例（二），如圖中所示的散熱裝置10，其容置空間103內係成型有一第一擋牆106以及一第二擋牆107，所述的第一擋牆106及第二擋牆107之形成方式，可例如以膠體預先成型為兩擋牆（106、107）的外部輪廓後形成，再將第一流體1041以及第二流體1042填充入兩擋牆（106、107）以外的容置空間103之空間內；再請搭配參閱「第10圖」，圖中所示為實施例（二）之實施示意圖，當第二流體1042從液態轉變成氣態的第二流體1042A上升時，會逐漸凝結附著於第一擋牆106以及第二擋牆107的內壁面，再逐漸形成液體落下，藉由兩擋牆（106、107）的形成可有效增加導熱流體104產生相變化的循環效率；而實施例（二）實際運行之熱源分佈圖即如「第11圖」所示，圖中所示為實施例（二）之實施溫度分佈圖，由本圖可知，透過兩擋牆（106、107）的成型，確實可有效加快導熱流體104相變化循環的效率，有效快速對電子裝置進行散熱。

請參閱「第12圖」，圖中所示為本發明之另一實施例（三），如圖中所示的散熱裝置10，其容置空間103內係成型有數個呈放射狀排列的凸肋108，數個凸肋108的形成方式可例如為以膠體預先成型的方式成型，而導熱流體104則進一步填充於容置空間103內；再請搭配參閱「第13圖」，圖中所示為實施例（三）之實施示意圖，當導熱流體104進行相變化循環時，其第二流體1042從液態轉變成氣態的第二流體1042A上升時，會逐漸凝結附著於各凸肋108的外部表面後，再逐漸形成液體落下，藉由各凸肋108的形成可有效增加導熱流體104產生相變化的循環效率；而實施例（三）實際運行之熱源分佈圖即如「第14圖」所示，圖中所示為實施例（三）之實施溫度分佈圖，由本圖可知，透過各凸肋108的成型，確實可有效加快導熱流體104相變化循環的效率，有效快速對電子裝置進行散熱。

請參閱「第15圖」，圖中所示為本發明之另一實施例（四），如圖中所示的散熱裝置10，其係在容置空間103內設有一導流部109，所述的導流部109可為一擋牆的形式，且導流部109分別成型有一第一出口1091以及一第二出口1092，由本圖可知，第一出口1091由下而上呈漸縮狀，而第二出口為由上而下呈漸縮狀，且容置空間103內填充有導熱流體104；再請搭配參閱「第16圖」，圖中所示為實施例（四）之實施示意圖，承「第15圖」所述，當導熱流體104的第二流體1042吸收發熱源H之熱能後，係進一步進行相變化反應，使第二流體1042產生汽化，再請參照本圖，第二流體1042汽化後，由於流阻特性，且兩出口（1091、1092）分別向上及向下呈漸縮狀，因此，氣化的第二流體1042僅會由第一出口1091通過（如箭頭A方向），而第一流體1041為填補消散的第二流體1042，也僅會由第二出口1092流入（如箭頭B方向），藉由導流部109的形成，可使導熱流體104再吸收發熱源H後產生熱循環路徑。

由上所述可知，本發明散熱裝置，其主要係由一薄型化的第一片體及一第二片體組成，而兩片體組成後內部係成型有一容置空間，且在容置空間內係填充有一導熱流體，所述的導熱流體由兩種不相溶的液體混合而成，當散熱裝置貼近於電子裝置的發熱源時，導熱流體會逐漸產生相變化，並透過相變化推動導熱流體不斷循環流動，以透過導熱流體的相變化對電子裝置進行散熱；依此，本發明其據以實施後，確實可達到提供一種具有兩種不相溶液體混合後做為導熱流體，以透過導熱流體產生的相變化對電子裝置進行散熱的散熱裝置之目的。

唯，以上所述者，僅為本發明之較佳之實施例而已，並非用以限定本創作實施之範圍；任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本創作之專利範圍內。

綜上所述，本創作之功效，係具有發明之「產業可利用性」、「新穎性」與「進步性」等專利要件；申請人爰依專利法之規定，向　鈞局提起發明專利之申請。

10:散熱裝置 101:第一片體 102:第二片體 104:導熱流體 1041:第一流體 1042:第二流體 1042A:第二流體 103:容置空間 1031:第一溫度變化區域 1032:第二溫度變化區域 105:凸點 106:第一擋牆 107:第二擋牆 108:凸肋 109:導流部 1091:第一出口 1092:第二出口 11:電子裝置 A:方向 B:方向 H:發熱源

第1圖，為本發明之架構組成示意圖（一）。 第2圖，為本發明之架構組成示意圖（二）。 第3圖，為本發明之實施示意圖(一) 。 第4圖，為本發明之實施示意圖（二）。 第5圖，為本發明之實施示意圖（三）。 第6圖，為本發明之另一實施例（一）。 第7圖，為實施例（一）之實施示意圖。 第8圖，為實施例（一）之實施溫度分佈圖。 第9圖，為本發明之另一實施例（二）。 第10圖，為實施例（二）之實施示意圖。 第11圖，為實施例（二）之實施溫度分佈圖。 第12圖，為本發明之另一實施例（三）。 第13圖，為實施例（三）之實施示意圖。 第14圖，為實施例（三）之實施溫度分佈圖。 第15圖，為本發明之另一實施例（四）。 第16圖，為實施例（四）之實施示意圖。

10:散熱裝置

103:容置空間

104:導熱流體

1031:第一溫度變化區域

1041:第一流體

1032:第二溫度變化區域

1042:第二流體

11:電子裝置

1042A:第二流體

H:發熱源

Claims (10)

1. 一種散熱裝置，可設於一電子裝置的一發熱源上，其包含：一第一片體；一第二片體，與該第一片體的周緣結合，完成結合後的該第一片體與該第二片體之間，形成有一容置空間；一導熱流體，填充於該容置空間內，該導熱流體由一第一流體及一第二流體混合而成，且該第一流體及該第二流體為互不相溶的液體；該容置空間內成型有數個凸點，且各該凸點預先於該第一片體或該第二片體的內部表面點膠成型，而分布於該容置空間中，以加快該導熱流體相變化循環的效率；以及該導熱流體吸收該發熱源後可產生相變化，該第一流體以及該第二流體可藉由相變化產生流動及相互推擠，以將該發熱源所產生的熱透過熱傳導的方式進行散熱。
2. 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該第一片體與該第二片體的周緣透過超音波焊接或黏合的方式進行貼合。
3. 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該第二流體的比重或密度大於該第一流體。
4. 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該第一流體以醇類液體與水混合而成。
5. 如請求項4所述之散熱裝置，其中，該第二流體為氟素液。
6. 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該導熱流體佔該容置空間的容積比例為50%~95%。
7. 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該凸點成型為一第一擋牆以及一第二擋牆。
8. 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該凸點成型為數個呈放射狀排列的凸肋。
9. 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該凸點成型為一導流部，該導流部成型有一第一出口及一第二出口，該第一出口及該第二出口可供以該導熱流體在相變化反應後形成熱循環路徑。
10. 如請求項9所述之散熱裝置，其中，該第一出口由下而上呈漸縮狀，而該第二出口由上而下呈漸縮狀。

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