用于電子組件的散熱裝置與具有此散熱裝置的led模塊的制作方法
【專利摘要】一種用于電子組件的散熱裝置與具有此散熱裝置的LED模塊。本發(fā)明提供一種用于電子組件的散熱裝置，該散熱裝置中容納有用以傳遞至少一電子組件所產(chǎn)生的熱能的一工作流體，該散熱裝置包含用以裝設(shè)該至少一電子組件的一基板以及和該基板形成一腔室的一散熱體，其具有至少一個(gè)中空的連續(xù)彎折結(jié)構(gòu)，其中該散熱體包含構(gòu)成該連續(xù)彎折結(jié)構(gòu)的復(fù)數(shù)空心部以及和該基板接合以使該腔室密封的一接合部。
【專利說(shuō)明】用于電子組件的散熱裝置與具有此散熱裝置的LED模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電子組件的散熱裝置與具有此散熱裝置的LED模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]為確保電子組件的性能，需排除電子組件運(yùn)作時(shí)所產(chǎn)生的熱能。目前的散熱裝置大多采用風(fēng)扇、熱管、散熱片、或其組合的設(shè)計(jì)，以透過(guò)傳導(dǎo)(conduction)、對(duì)流(convection)、及/或福射(radiation)的方式將電子組件所產(chǎn)生的熱能散失。舉例而言，中央處理器(CPU, Central Processing Unit)所用的習(xí)知散熱裝置通常為風(fēng)扇搭配細(xì)薄而緊密的散熱鰭片、或是制作精良的熱管。然而，當(dāng)考慮成本、制作方式、包含電子組件的主體的結(jié)構(gòu)或其他因素下而無(wú)法采用如CPU所用的散熱裝置時(shí)，往往便難以達(dá)成期望的散熱效果。此外，在采用熱管-鰭片設(shè)計(jì)的習(xí)知散熱裝置中，由于在熱管中使工作流體蒸發(fā)與冷凝的二區(qū)域之間的表面積相差甚小，因此在長(zhǎng)時(shí)間使用此類設(shè)計(jì)的習(xí)知散熱裝置的情況下，經(jīng)常會(huì)因蒸發(fā)與冷凝二區(qū)之間的溫差日漸縮小而使散熱效果大幅下滑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于先前所言，為改良習(xí)知散熱裝置的缺失，本發(fā)明提出一種散熱裝置，以便能夠?yàn)殡娮咏M件提供良好的散熱效果；另外，本發(fā)明還提出一種采用本發(fā)明的散熱裝置的發(fā)光二極管(LED, Light-Emitting Diode)模塊，以用于各式照明燈具上。
[0004]本發(fā)明提供一種用于電子組件的散熱裝置，該散熱裝置中容納有用以傳遞至少一電子組件所產(chǎn)生的熱能的一工作流體，該散熱裝置包含:用以裝設(shè)該至少一電子組件的一基板，以及和該基板形成一腔室的一散熱體。在本發(fā)明中，該散熱體具有至少一個(gè)中空的連續(xù)彎折結(jié)構(gòu)，且該散熱體包含構(gòu)成該連續(xù)彎折結(jié)構(gòu)的復(fù)數(shù)空心部以及和該基板接合以使該腔室密封的一接合部。另外，本發(fā)明亦提供一種可用于各式照明燈具的LED模塊，該LED模塊包含本發(fā)明的散熱裝置以及裝設(shè)于該散熱裝置上的至少一 LED。
[0005]透過(guò)上述的中空的連續(xù)彎折結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的散熱裝置具有較習(xí)知散熱裝置更大的冷凝空間，因而致使本發(fā)明的散熱裝置能獲致較習(xí)知散熱裝置更佳的散熱效果。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]透過(guò)以上描述并搭配隨附圖式，將可更加明了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與特點(diǎn)，其中:
[0007]圖1A為依照本發(fā)明一實(shí)施例的散熱裝置的縱剖面圖；
[0008]圖1B為沿著圖1A的B-B切線的橫剖面圖；
[0009]圖1C為沿著圖1A的C-C切線的橫剖面圖；
[0010]圖1D為沿著圖1A的D-D切線的橫剖面圖；
[0011]圖1E為依照本發(fā)明一實(shí)施例的散熱裝置的立體圖；
[0012]圖1F為依照本發(fā)明另一實(shí)施例的散熱裝置的立體圖；
[0013]圖KTlJ為依照本發(fā)明另一實(shí)施例的具有散熱鰭片及導(dǎo)流罩的散熱裝置的示意圖；以及
[0014]圖2為依照本發(fā)明另一實(shí)施例的散熱裝置的縱剖面圖。
[0015]本案代表圖的組件代表符號(hào)簡(jiǎn)單說(shuō)明:
[0016]1、I’ 基板
[0017]11，開(kāi)口
[0018]2、2’ 散熱體
[0019]21空心部
[0020]22實(shí)心部
[0021]23接合部
[0022]3、3’ 腔室
[0023]4、4’電子組件
[0024]5、5’氣流導(dǎo)引件
[0025]6毛細(xì)結(jié)構(gòu)
[0026]7、7’金屬壓片
[0027]8散熱鰭片
[0028]81 第一面
[0029]82 第二面
[0030]9導(dǎo)流罩
[0031]91 第一端
[0032]92 第二端
[0033]100、100’ 散熱裝置
【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1A?1F呈現(xiàn)依照本發(fā)明一實(shí)施例的散熱裝置100。
[0035]圖1A為依照本發(fā)明一實(shí)施例的散熱裝置100的縱剖面圖。散熱裝置100包含基板I與散熱體2，二者相接形成腔室3，且腔室3中容納有工作流體(圖中未標(biāo)示)。此外，如圖1A所示，在依照本發(fā)明一實(shí)施例的散熱裝置100中，基板I可用以裝設(shè)至少一電子組件4，且由基板I與散熱體2形成的腔室3中可另外裝設(shè)至少一氣流導(dǎo)引件5，并可布設(shè)毛細(xì)結(jié)構(gòu)6于腔室3中至少一部份的內(nèi)壁上，舉例而言，毛細(xì)結(jié)構(gòu)6可位于基板I朝腔室3內(nèi)部的一側(cè)上。并且，在毛細(xì)結(jié)構(gòu)6上還可額外裝有多孔的金屬壓片7，致使毛細(xì)結(jié)構(gòu)6能緊貼至腔室3的內(nèi)壁，或者，此金屬壓片7亦可裝設(shè)在基板I上，避免當(dāng)腔室3內(nèi)部的壓力小于外部環(huán)境時(shí)基板I向腔室3內(nèi)部凹陷。
[0036]現(xiàn)在參照?qǐng)D1B?1D，進(jìn)一步描述在依照本發(fā)明一實(shí)施例中，散熱裝置100的散熱體2的結(jié)構(gòu)。圖1B為沿著圖1A的B-B切線的橫剖面圖，圖1C為沿著圖1A的C-C切線的橫剖面圖，而圖1D為沿著圖1A的D-D切線的橫剖面圖。由參照?qǐng)D1B?1D并搭配圖1A可知，散熱體2具有至少一個(gè)中空的連續(xù)彎折結(jié)構(gòu)，且如圖1BlC所示，在本實(shí)施例中，具有此結(jié)構(gòu)的散熱體2可由交替排列的復(fù)數(shù)空心部21與復(fù)數(shù)實(shí)心部22構(gòu)成，或者，在另一實(shí)施例中，具有連續(xù)彎折結(jié)構(gòu)的散熱體2亦可全由復(fù)數(shù)空心部21構(gòu)成(如圖1F所示)；此外，藉由參照?qǐng)D1A與圖1D可知，在本實(shí)施例中，于接近基板I處，散熱體2尚包含接合部23，其環(huán)繞于復(fù)數(shù)空心部21及/或復(fù)數(shù)實(shí)心部22的周圍(如圖1D所示)，而透過(guò)螺栓、卡榫、黏著劑等等的已知接合方式，基板I與散熱體2的接合部23接合而使腔室3密封。
[0037]以下繼續(xù)參照?qǐng)D1AlD來(lái)說(shuō)明依照本發(fā)明一實(shí)施例的散熱裝置100的散熱方式。當(dāng)把例如發(fā)光二極管(LED)、中央處理器(CPU)、或圖形處理器(GPU, Graphics ProcessingUnit)等等的高功率電子組件的至少一電子組件4裝設(shè)于散熱裝置100的基板I時(shí)，電子組件4所產(chǎn)生的熱能會(huì)經(jīng)由基板I而傳導(dǎo)至散熱裝置100的腔室3中，且在本實(shí)施例中，為確保熱能可集中傳至腔室3中以利后續(xù)的熱能逸散作業(yè)，基板I中和電子組件4接觸的部份可由導(dǎo)熱性能良好的金屬材料(例如銅)形成，而未接觸電子組件4的其余部份則可采用陶瓷材料、樹(shù)脂材料、橡膠材料、或塑料材料，但在其他實(shí)施例中，基板I亦可由同一種材料構(gòu)成而不影響本發(fā)明的散熱裝置100的正常運(yùn)作。
[0038]接下來(lái)，在吸收和其汽化潛熱值相當(dāng)?shù)臒崮苤?，位于腔?中的工作流體會(huì)蒸發(fā)為氣態(tài)，由于在腔室3中的氣流導(dǎo)引件5是從散熱體2的底部向上延伸約散熱體2高度的1/3至2/3，因此，氣態(tài)的工作流體可受此氣流導(dǎo)引件5的引導(dǎo)而朝和熱源(即接近電子組件4處)相距較遠(yuǎn)的區(qū)域流動(dòng)，致使氣態(tài)的工作流體可于遠(yuǎn)離熱源的區(qū)域中冷凝，避免腔室3中作為工作流體蒸發(fā)與冷凝的二區(qū)域之間因彼此距離過(guò)近而使二者溫差減少，因而導(dǎo)致散熱效果下降。并且，在本實(shí)施例中，氣流導(dǎo)引件5可和散熱體2為一體成形或是分開(kāi)制造，且氣流導(dǎo)引件5的外形亦可搭配散熱體2來(lái)制作。雖然氣流導(dǎo)引件5可進(jìn)一步提升本發(fā)明的散熱裝置100的散熱效能，但熟知本技術(shù)者當(dāng)知，散熱裝置100亦可不具有氣流導(dǎo)引件5而仍可達(dá)成優(yōu)于習(xí)知散熱裝置的散熱效果?，F(xiàn)將接續(xù)說(shuō)明如下。
[0039]當(dāng)氣態(tài)的工作流體離開(kāi)接近熱源的蒸發(fā)區(qū)域之后，散熱體2的結(jié)構(gòu)會(huì)吸收工作流體所攜帶的熱能，促使先前蒸發(fā)為氣態(tài)的工作流體冷凝成液態(tài)，液態(tài)的工作流體再藉由重力或是裝設(shè)于腔室3中至少一部份內(nèi)壁上的毛細(xì)結(jié)構(gòu)6而回流至熱源所在或接近熱源的區(qū)域。透過(guò)重復(fù)上述工作流體的蒸發(fā)-冷凝循環(huán)，散熱裝置100即可有效地帶走電子組件4所產(chǎn)生的熱能。藉由參照?qǐng)D1AlD可知，在本發(fā)明的實(shí)施例中，由于散熱體2具有復(fù)數(shù)空心部21，所以相較于采用熱管外加實(shí)心散熱鰭片的習(xí)知散熱裝置，在本發(fā)明的散熱裝置100的腔室3中顯然具有較多作為工作流體冷凝區(qū)域的內(nèi)表面積，因此，即使長(zhǎng)時(shí)間使用散熱裝置100，在腔室3中仍會(huì)有部份區(qū)域的溫度低于冷凝溫度，致使該區(qū)域的工作流體可冷卻凝結(jié)而完成蒸發(fā)-冷凝的工作循環(huán)，持續(xù)散熱裝置100的散熱運(yùn)作。為確保散熱裝置100的散熱效果，在本實(shí)施例中，散熱體2的復(fù)數(shù)空心部21的每一者大部份(80%以上)的板材厚度不大于6mm,且其最好介于Imm至4mm之間；此外,在散熱體2的外側(cè)(包含周邊與頂面)亦可另外設(shè)有適當(dāng)散熱面積的散熱鰭片以提高散熱效果，且散熱鰭片由散熱體2往外延伸的長(zhǎng)度不大于70mm，而大部分散熱鰭片的長(zhǎng)度最好不大于50mm。
[0040]接著參照?qǐng)D1E，其為依照本發(fā)明一實(shí)施例的散熱裝置100的立體圖。從圖1E可知，在本實(shí)施例中，散熱裝置100的外形可為鐘型。然而，藉由改變散熱體2的每一個(gè)橫剖面的大小、或散熱體2的復(fù)數(shù)空心部21及/或復(fù)數(shù)實(shí)心部22每一者的延伸長(zhǎng)度、彼此之間的角度、或者是其他簡(jiǎn)單的空間配置變化，依照本發(fā)明另一實(shí)施例的散熱裝置100的外形亦可依所需而為燈泡型、圓筒型、箱型(如圖1F所示)、或是其他合適的形狀。因此，本說(shuō)明書(shū)中所示的散熱裝置的相關(guān)圖式應(yīng)僅視為說(shuō)明用，而非用以限制依照本發(fā)明的散熱裝置的形狀。[0041]再者，依照本發(fā)明一實(shí)施例，除上述特征之外，在設(shè)置有散熱鰭片8的散熱裝置100中，亦可另外裝設(shè)至少一層的導(dǎo)流罩9，如圖KTlJ所示。導(dǎo)流罩9在散熱鰭片8的第一面81朝第二面82的方向上延伸，且其第一端91的橫剖面積最好大于第二端92的橫剖面積，致使在散熱裝置100外部的氣體(標(biāo)示如圖KTlJ中的箭號(hào))可受導(dǎo)流罩9的引導(dǎo)而流動(dòng)，因而帶走散熱裝置100從電子組件4所吸收的熱能，以能進(jìn)一步提高散熱裝置100的散熱性能。并且，透過(guò)合適的制程，導(dǎo)流罩9可和散熱裝置100的其他組件(例如散熱體
2、散熱鰭片8等等)為一體成形、亦可個(gè)別獨(dú)立制造，并可依所需而適當(dāng)?shù)馗淖儗?dǎo)流罩9的外形與所在位置以得較佳的散熱效果。舉例而言，在如圖1G所示的散熱裝置100中，貌似一倒置漏斗的導(dǎo)流罩9貫穿散熱鰭片8及散熱體2，其中尤其應(yīng)了解導(dǎo)流罩9貫穿散熱體2的部份是經(jīng)特別選擇，致使在散熱裝置100外部的氣體不會(huì)流進(jìn)散熱裝置100的腔室3中；在圖1H和II的散熱裝置100中，導(dǎo)流罩9配合散熱鰭片8的外形(可以其內(nèi)側(cè)的散熱體2的形狀而有所不同)作變化并罩住散熱鰭片8 ;而在圖1J中，散熱裝置100具有二層的導(dǎo)流罩9，一層貫穿散熱鰭片8，而另一層罩住散熱鰭片8。圖KTlJ僅呈現(xiàn)依照本發(fā)明的導(dǎo)流罩9的數(shù)種型態(tài)，熟知此技藝者當(dāng)可由上述教示而思及各式不同變化，因而不當(dāng)以圖KTlJ所示為限。
[0042]除此之外，圖2呈現(xiàn)依照本發(fā)明另一實(shí)施例的散熱裝置100’的縱剖面。散熱裝置100’具有和散熱裝置100相似的構(gòu)造，且類似的組件符號(hào)代表雷同的組件，而二者的主要差異在于在本實(shí)施例中，散熱裝置100’的基板I’具有至少一開(kāi)口 11’，用以置放至少一電子組件4’。透過(guò)此一開(kāi)口設(shè)計(jì)，就無(wú)需將電子組件4’焊接于基板I’上，而是可將電子組件4’崁進(jìn)基板I’中，致使電子組件4’直接接觸散熱裝置100’中所容納的工作流體(圖中未標(biāo)示)，因而減少電子組件4’與散熱體2’之間的熱阻而可進(jìn)一步提高散熱效果。
[0043]誠(chéng)如上述所言，由于本發(fā)明的散熱裝置(例如所示的散熱裝置100或100’ )具有良好的散熱性能，且可依所需而形成各式合適的外形，因此，結(jié)合本發(fā)明的散熱裝置以及適當(dāng)數(shù)量的LED的LED模塊可用于各式照明燈具上，例如室內(nèi)燈、路燈、隧道燈、探照燈、或投射燈等等。舉例而言，在如圖1A或圖2所示實(shí)施例中，當(dāng)另外設(shè)置燈泡接頭與燈殼等等組件于具有本發(fā)明的散熱裝置的LED模塊時(shí)，即可獲致散熱良好的LED燈泡。
[0044]雖然已為求清楚而采若干細(xì)節(jié)詳加描述本發(fā)明，然而熟習(xí)本技術(shù)者當(dāng)可由以上教示來(lái)實(shí)行落入隨附申請(qǐng)專利范圍的范疇中的各式變化與修正。因此，應(yīng)將所述實(shí)施例視為說(shuō)明而非限制，且本發(fā)明并不限于此處所列細(xì)節(jié)，而是涵蓋所有依本發(fā)明隨附申請(qǐng)專利范圍所作的簡(jiǎn)單變化與等效者。
【權(quán)利要求】
1.一種散熱裝置，用于電子組件，該散熱裝置中容納有用以傳遞至少一電子組件所產(chǎn)生的熱能的一工作流體，該散熱裝置包含: 一基板，用以裝設(shè)該至少一電子組件；以及 一散熱體，和該基板形成一腔室，該散熱體具有至少一個(gè)中空的連續(xù)彎折結(jié)構(gòu)，其中該散熱體包含: 復(fù)數(shù)空心部，構(gòu)成該連續(xù)彎折結(jié)構(gòu) '及 一接合部，和該基板接合以使該腔室密封。
2.如申請(qǐng)專利范圍第I項(xiàng)所述的散熱裝置，更包含: 至少一氣流導(dǎo)引件，裝設(shè)于該腔室內(nèi)，用以引導(dǎo)氣態(tài)的該工作流體的流動(dòng)。
3.如申請(qǐng)專利范圍第I項(xiàng)所述的散熱裝置，更包含: 一毛細(xì)結(jié)構(gòu)，裝設(shè)于該腔室的至少一部份的內(nèi)壁上。
4.如申請(qǐng)專利范圍第3項(xiàng)所述的散熱裝置，更包含: 至少一金屬壓片，配置在該基板或該毛細(xì)結(jié)構(gòu)上，且該金屬壓片具有多孔結(jié)構(gòu)。
5.如申請(qǐng)專利范圍第I項(xiàng)所述的散熱裝置，其中 該基板具有至少一開(kāi)口，用以置放該至少一電子組件，致使該至少一電子組件可直接接觸該工作流體。
6.如申請(qǐng)專利范圍第I 項(xiàng)所述的散熱裝置，其中 該基板的材料至少包含金屬材料、以及陶瓷材料、樹(shù)脂材料、橡膠材料與塑料材料其中至少一者。
7.如申請(qǐng)專利范圍第I項(xiàng)所述的散熱裝置，其中 該散熱體更包含復(fù)數(shù)實(shí)心部，和該復(fù)數(shù)空心部一起構(gòu)成該散熱體的該連續(xù)彎折結(jié)構(gòu)。
8.如申請(qǐng)專利范圍第7項(xiàng)所述的散熱裝置，其中 該散熱體的該復(fù)數(shù)空心部的每一者至少80%的板材厚度不大于6mm。
9.如申請(qǐng)專利范圍第I項(xiàng)所述的散熱裝置，其中 該散熱體的外側(cè)設(shè)有散熱鰭片。
10.如申請(qǐng)專利范圍第9項(xiàng)所述的散熱裝置，更包含: 至少一層的導(dǎo)流罩，在該散熱鰭片的第一面朝第二面的方向上延伸，致使在該散熱裝置外部的氣體受該至少一層的導(dǎo)流罩的引導(dǎo)而流動(dòng)。
11.如申請(qǐng)專利范圍第10項(xiàng)所述的散熱裝置，其中 該至少一層的導(dǎo)流罩貫穿該散熱鰭片及/或該散熱體，而不會(huì)致使在該散熱裝置外部的氣體流進(jìn)該散熱裝置的該腔室中。
12.如申請(qǐng)專利范圍第10項(xiàng)所述的散熱裝置，其中 該至少一層的導(dǎo)流罩罩住該散熱鰭片。
13.如申請(qǐng)專利范圍第10項(xiàng)所述的散熱裝置，其中 該至少一層的導(dǎo)流罩的第一端的橫剖面積大于其第二端的橫剖面積。
14.如申請(qǐng)專利范圍第I項(xiàng)所述的散熱裝置，其中 該散熱體的外形為燈泡型、圓筒型、箱型、鐘型、或其他合適的形狀。
15.如申請(qǐng)專利范圍第I項(xiàng)所述的散熱裝置，其中 該至少一電子組件為發(fā)光二極管LED、中央處理器CPU、圖形處理器GPU、或其他高功率電子組件。
16.一種LED模塊，包含: 一散熱裝置，如申請(qǐng)專利范圍第廣14項(xiàng)任一項(xiàng)的散熱裝置；以及 至少一 LED，裝設(shè)于該散熱裝置上 其中，該LED模塊可 用于室內(nèi)燈、路燈、隧道燈、探照燈、投射燈、或其他照明燈具。
【文檔編號(hào)】F21V29/00GK103594437SQ201210291030
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月15日
【發(fā)明者】黃貴明 申請(qǐng)人:黃貴明