TWI892221B - 散熱系統及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明是關於一種散熱系統及其製造方法，散熱系統包括均溫板及熱管，均溫板包括上板、下板及第一腔室，上板包含開孔，開孔具有凸緣，凸緣朝向第一腔室，第一腔室內壁包含第一毛細結構；熱管包含管身，管身包含封閉端及擴口端，熱管內壁包含第二毛細結構；其中，擴口端與凸緣過盈配合形成緊配連接，且第一腔室連通第二腔室。

Description

散熱系統及其製造方法

本案是關於一種散熱系統及其製造方法，尤指一種能提升散熱效率的散熱系統及其製造方法。

隨著科技的演進，電子設備對散熱的標準日益增高，一般電子設備如個人電腦、伺服器、電競筆電等對散熱的要求更是不同於以往，習知的散熱系統例如傳統均溫板(2D均溫板)早已無法滿足先進設備對散熱的要求，於是發展出3D均溫板以提升散熱的效率。

一般過去的3D均溫板是由熱管及均溫板所構成，僅在均溫板上蓋簡單沖孔，透過焊接的方式再將熱管與均溫板做結合，使用傳統的焊接方式讓兩件金屬件予以結合，一來缺乏結構強度，再者，兩金屬件的緊配程度也不足，容易影響整體散熱系統的良率及耐用度，如焊接工法 做的不夠確實，亦進一步影響工作流體於3D均溫板腔室空間中的循環效率，對此，本案創作人認為應有改善之必要。

有鑑於先前技術所述不足之處，本案提出一種解決之手段，該手段是關於一種散熱系統，包括均溫板及熱管。均溫板包括上板、下板及第一腔室，上板具有第一內壁，下板具有第二內壁，第一腔室是由上板與下板圍構形成，且第一腔室內的第一內壁及第二內壁包含有第一毛細結構，上板包含開孔，開孔具有凸緣，且凸緣朝向第一腔室。

熱管包含管身，管身具有第三內壁，且管身包含封閉端及擴口端，熱管呈中空，且由第三內壁及封閉端圍構出第二腔室，第二腔室內的第三內壁包含第二毛細結構；其中，擴口端與凸緣過盈配合形成緊配連接，且第一腔室連通第二腔室。

當熱管與均溫板做接合時，透過上板的開孔凸緣與熱管擴口端過盈配合形成緊配，藉此連通第一腔室及第二腔室，且緊配效果好，成品良率高，耐用度佳，加工成本低，重量輕，且過盈配合效果優於焊接，於內壁仍保持光滑面，進一步增加兩腔室中工作流體的循環效率。

在一實施例中，其中，封閉端具有第一管徑，擴口端具有第二管徑，第一管徑小於第二管徑。

在一實施例中，其中，開孔具有內孔徑，且內孔徑大於等於第一管徑。

在一實施例中，其中，內孔徑等於第一管徑。

在一實施例中，其中，第一毛細結構及第二毛細結構為粉 末燒結體。

本案亦提出一種散熱系統的製造方法，包括：提供上板，於上板的第一面形成第一毛細結構；對上板進行抽孔加工，形成開孔，且由第一面延伸形成環繞開孔的凸緣；提供熱管，包括一端封閉的管身及擴口端，及由管身及擴口端圍繞而成的管腔；於管腔內的管身及擴口端形成第二毛細結構；管身由一端封閉處穿過開孔，直到擴口端被凸緣止擋；於上板第一面的下方提供支撐模板，使得凸緣的外側，於緊配方向獲得支撐，其中，緊配方向平行於上板；對凸緣加壓，使得擴口端和凸緣過盈配合，於緊配方向形成緊配連接；提供下板，於下板的第二面形成第一毛細結構；將第一面正對第二面，並結合上板及下板。

在一實施例中，其中，管身封閉端具有第一管徑，擴口端具有第二管徑，第一管徑小於第二管徑。

在一實施例中，其中，開孔具有內孔徑，且內孔徑大於等於第一管徑。

在一實施例中，其中，內孔徑等於第一管徑。

在一實施例中，其中，第一毛細結構及第二毛細結構為粉末燒結體。

1:散熱系統

10:均溫板

100:上板

1000:第一內壁

1002:開孔

1004:凸緣

102:下板

1020:第二內壁

104:第一腔室

11:第一毛細結構

12:熱管

120:管身

1200:第三內壁

1202:封閉端

1204:擴口端

122:第二腔室

13:第二毛細結構

D1:第一管徑

D2:第二管徑

d1:內孔徑

A~I:步驟

圖1是本案散熱系統一實施例的部分示意圖

圖2是本案熱管一實施例示意圖

圖3是本案散熱系統一實施例示意圖

圖4是本案散熱系統的製造方法一實施例流程示意圖

請同時參閱圖1及圖3，如圖所示，本案是關於一種散熱系統1，其包含一個均溫板10及至少一個熱管12，而熱管12的數量可為單一個或為複數個。均溫板10包含有一個上板100及一個下板102，上板100及下板102可以組合圍構出一個空間，是為第一腔室104，上板100具有正反兩個面，其中一面為第一內壁1000，下板102亦具有正反兩個面，其中一面為第二內壁1020，當上板100與下板102圍構起第一腔室104時，第一內壁1000是部分相對於且部分連接第二內壁1020的，而第一腔室104內的第一內壁1000與第二內壁1020包含有第一毛細結構11，更詳細來說，第一毛細結構11是附著於第一內壁1000及第二內壁1020上；上板100更進一步包含有至少一個開孔1002，開孔1002的數量可為一個至數個不等，且各開孔1002具有凸緣1004，在此實施例中，開孔1002的形狀並不特別加以限制，舉例來說，可以是圓孔、方孔等形狀態樣，而各凸緣1004是長在各開孔1002上，且朝向第一腔室104，亦即，開孔1002的凸緣1004是向內(朝向第一腔室104)所延伸。

請同時參閱圖1及圖3，如圖所示，每一熱管12包含有管身120，管身120具有第三內壁1200，更詳細來說，第三內壁1200是存在於管身120的內部，管身120為一個長型中空管體且具有一個封閉端1202及一個 擴口端1204，封閉端1202及擴口端1204為管身120相對的兩端，由於每一熱管12為中空，故可由第三內壁1200及封閉端1202圍構出一個第二腔室122，也就是說第二腔室122即是熱管12的中空部分，而第二腔室122內的第三內壁1200包含有第二毛細結構13，亦即，第二毛細結構13是存在於熱管12中空部分的第三內壁1200上。其中，均溫板10與各熱管12結合時，是透過各熱管12的擴口端1204與各上板100開孔1002的凸緣1004過盈配合形成緊配連接，且第一腔室104連通第二腔室122，形成一個更大的流體空間。

請參閱圖2，為本案熱管12一實施例示意圖，如圖所示，封閉端1202具有第一管徑D1，擴口端1204具有第二管徑D2，第一管徑D1小於第二管徑D2，亦即，熱管12將形成一邊粗、一邊細的管身120，其包含的態樣，可以如圖2所示，管身120的管徑變化，呈線性漸增或漸減。

請繼續參閱圖1至圖3，如圖所示，各個開孔1002具有一個內孔徑d1，且內孔徑d1的長度大於等於熱管12的第一管徑D1，亦即，當內孔徑d1大於第一管徑D1時，熱管12的封閉端1202可以穿射過開孔1002；當內孔徑d1等於第一管徑D1時，熱管12的封閉端1202會與凸緣1004產生干涉，但透過外力施加，仍可讓熱管12穿射過開孔1002。此外，由於第二管徑D2大於第一管徑D1，當熱管12穿射過開孔1002時，會致使擴口端1204與凸緣1004產生干涉，同時形成止擋。更進一步，此時第一管徑D1小於第二管徑D2，第二管徑D2大於等於內孔徑d1，形成第一管徑D1<第二管徑D2內孔徑d1。

請同時參閱圖1至圖3，如圖所示，第一毛細結構11及第二毛細結構13為粉末燒結體，較佳為金屬粉末燒結體，其中又以銅粉末燒結體為最佳，在另一實施例中，第一毛細結構11及第二毛細結構13亦可為金 屬編織網、複合金屬網(粉末燒結體加上金屬編織網)等。

綜上所述，當熱管12與均溫板10做接合時，透過上板100的開孔1002凸緣1004與熱管12擴口端1204過盈配合形成緊配，藉此連通第一腔室104及第二腔室122，且緊配效果好，成品良率高，耐用度佳，加工成本低，重量輕，且過盈配合效果優於焊接，於內壁仍保持光滑面，進一步增加兩腔室中工作流體的循環效率。

請參閱圖4，為本案散熱系統的製造方法一實施例流程示意圖，如圖所示，本案所提出的一種散熱系統的製造方法，包括以下步驟A至步驟I：步驟A：提供一上板，於該上板的一第一面形成一第一毛細結構；步驟B：對該上板進行抽孔加工，形成至少一開孔，且由該第一面延伸形成環繞該開孔的一凸緣；步驟C：提供至少一熱管，各熱管包括一端封閉的一管身，一擴口端，及由該管身及該擴口端圍繞而成的一管腔；步驟D：於該管腔內的該管身及該擴口端形成一第二毛細結構；步驟E：該管身由一端封閉處穿過該開孔，直到該擴口端被該凸緣止擋；步驟F：於該上板的該第一面的下方提供一支撐模板，使得該凸緣的一外側，於一緊配方向獲得支撐，其中，該緊配方向平行於該上板；步驟G：對該凸緣加壓，使得該擴口端和該凸緣過盈配合，於該緊配方向形成緊配連接；步驟H：提供一下板，於該下板的一第二面形成該第一毛細結構； 步驟I：將該第一面正對該第二面，並結合該上板及該下板。

其中，管身的封閉端具有一第一管徑，管身的擴口端具有一第二管徑，該第一管徑小於該第二管徑。且該開孔具有一內孔徑，該內孔徑大於等於該第一管徑，由於擴口端會與凸緣過盈配合，故各該內孔徑較佳等於該第一管徑。更進一步說明，各個開孔具有一個內孔徑，且內孔徑的長度大於等於熱管的第一管徑，亦即，當內孔徑大於第一管徑時，熱管的封閉端可以穿射過開孔；當內孔徑等於第一管徑時，熱管的封閉端會與凸緣產生干涉，但透過外力施加，仍可讓熱管穿射過開孔。此外，由於第二管徑大於第一管徑，當熱管穿射過開孔時，會致使擴口端與凸緣產生干涉，同時形成止擋。更進一步，此時第一管徑小於第二管徑，第二管徑大於等於內孔徑，形成第一管徑<第二管徑內孔徑。

特別說明的是，上述第一毛細結構及第二毛細結構為粉末燒結體，較佳為金屬粉末燒結體，其中又以銅粉末燒結體為最佳，在另一實施例中，第一毛細結構及第二毛細結構亦可為金屬編織網、複合金屬網(粉末燒結體加上金屬編織網)等。

補充說明，上述抽孔加工所形成的開孔，可為圓形或是方形，亦或是其他形狀皆可，同時，所述欲結合的熱管亦為相對應的形狀態樣。

綜上所述，當熱管與均溫板做接合時，透過上板的開孔凸緣與熱管擴口端過盈配合形成緊配，藉此連通第一腔室及第二腔室，且緊配效果好，成品良率高，耐用度佳，加工成本低，重量輕，且過盈配合效 果優於焊接，於內壁仍保持光滑面，進一步增加兩腔室中工作流體的循環效率。

綜上所述，本案確實符合產業利用性，且未於申請前見於刊物或公開使用，亦未為公眾所知悉，且具有非顯而易知性，符合可專利之要件，爰依法提出專利申請。惟上述所陳，為本案產業上一較佳實施例，舉凡依本案申請專利範圍所作之均等變化，皆屬本案訴求標的的範疇。

100:上板 1000:第一內壁 1002:開孔 1004:凸緣 12:熱管 120:管身 1200:第三內壁 1202:封閉端 1204:擴口端 122:第二腔室

Claims (9)

1. 一種散熱系統，包括： 一均溫板，其包括一上板、一下板及一第一腔室，該上板具有一第一內壁，該下板具有一第二內壁，該第一腔室是由該上板與該下板圍構形成，且該第一腔室內的該第一內壁及該第二內壁包含有一第一毛細結構，該上板包含至少一開孔，各該開孔具有一凸緣，且各該凸緣朝向該第一腔室； 至少一熱管，各該熱管包含一管身，該管身具有一第三內壁，且包含一封閉端及一擴口端，該熱管呈中空，且由該第三內壁及該封閉端圍構出一第二腔室，該第二腔室內的該第三內壁包含一第二毛細結構； 其中，該擴口端與該凸緣過盈配合形成緊配連接，且該第一腔室連通該第二腔室； 其中，該封閉端具有一第一管徑，該擴口端具有一第二管徑，該第一管徑小於該第二管徑。
2. 如請求項1所述的散熱系統，其中，各該開孔具有一內孔徑，且該內孔徑大於等於該第一管徑。
3. 如請求項2所述的散熱系統，其中，各該內孔徑等於該第一管徑。
4. 如請求項1所述的散熱系統，其中，該第一毛細結構及該第二毛細結構為粉末燒結體。
5. 一種散熱系統的製造方法，包括： 提供一上板，於該上板的一第一面形成一第一毛細結構； 對該上板進行抽孔加工，形成至少一開孔，且由該第一面延伸形成環繞該開孔的一凸緣； 提供至少一熱管，各熱管包括一端封閉的一管身，一擴口端，及由該管身及該擴口端圍繞而成的一管腔； 於該管腔內的該管身及該擴口端形成一第二毛細結構； 該管身由一端封閉處穿過該開孔，直到該擴口端被該凸緣止擋； 於該上板的該第一面的下方提供一支撐模板，使得該凸緣的一外側，於一緊配方向獲得支撐，其中，該緊配方向平行於該上板； 對該凸緣加壓，使得該擴口端和該凸緣過盈配合，於該緊配方向形成緊配連接； 提供一下板，於該下板的一第二面形成該第一毛細結構； 將該第一面正對該第二面，並結合該上板及該下板。
6. 如請求項5所述散熱系統的製造方法，其中，該管身封閉端具有一第一管徑，該擴口端具有一第二管徑，該第一管徑小於該第二管徑。
7. 如請求項6所述散熱系統的製造方法，其中，各該開孔具有一內孔徑，且該內孔徑大於等於該第一管徑。
8. 如請求項7所述散熱系統的製造方法，其中，各該內孔徑等於該第一管徑。
9. 如請求項8所述散熱系統的製造方法，其中，該第一毛細結構及該第二毛細結構為粉末燒結體。