專利名稱：散熱模塊、均溫元件及均溫元件的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種散熱模塊，特別是涉及一種具有毛細結(jié)構(gòu)的導流元件設 置于中空腔體內(nèi)部的散熱模塊。
背景技術：
隨著科技發(fā)達，電子元件單位面積上的晶體管數(shù)量越來越多，造成其使
用時發(fā)熱量的增加。而由于熱管(heatpipe)是一種簡單卻極有效的散熱裝置， 因此已被廣泛地應用于各種電子散熱產(chǎn)品的需要上。其工作原理是通過工作 流體氣、液兩相間相變化的潛熱來傳遞能量，在蒸發(fā)段(vaporization section), 工作流體藉蒸發(fā)潛熱自熱源帶走大量熱能并在冷凝段(condensation section) 凝結(jié)成液體并釋放熱能，而工作流體靠毛細結(jié)構(gòu)(wick)提供的毛細力流回至 蒸發(fā)段再進行相變化的循環(huán)，持續(xù)地將熱能從熱源傳輸至遠處散出。
均溫板屬于熱管的一種，由于傳統(tǒng)上的均溫板主要是利用上下兩平板焊 接在一起，不僅焊接路徑長且焊接可靠度低，更導致上下板的毛細結(jié)構(gòu)無法 連續(xù)，只能靠接觸的方式加以連通，造成工作流體通過時毛細力下降使回流 速度受到阻礙而影響導熱效率。
此外，傳統(tǒng)上將上下平板加以焊接的方法，也因零件多及模治具技術程 度高，使得成本相對較為高昂，并因其幾何形狀限制，需個別燒結(jié)該上下板 的毛細結(jié)構(gòu)，而無法以單一步驟同時完成。再者，隨著不同長度均溫板的需 求，也需相對應使用不同的成形模具與相關治工具，造成設備成本大幅增加。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的在于"t是供一種可靠度增加，成本低廉且 熱傳效率佳的均溫元件及其制造方法。
為達到上述的目的，本發(fā)明提出一種均溫元件的制造方法，包括以下步 驟提供一平板式中空管體，其內(nèi)壁表面布滿有連續(xù)的一第一毛細結(jié)構(gòu)；提供至少一導流元件，置于該平板式中空管體內(nèi)且該導流元件表面具有一第二 毛細結(jié)構(gòu)；連接該第一毛細結(jié)構(gòu)及該第二毛細結(jié)構(gòu)而形成一連續(xù)式毛細結(jié)
構(gòu)；以及充填一工作流體并將該平板式中空管體的二端部密封。
為達到上述的目的，本發(fā)明提出一種均溫元件，其包括一平板式中空管
體，其管體為一體成形，且在內(nèi)壁表面布滿有一連續(xù)的第一毛細結(jié)構(gòu)；至少 一導流元件，設置于該平板式中空管體內(nèi)且該導流元件表面具有一第二毛細 結(jié)構(gòu)；以及一工作流體，設置于密封后的該平;f反式中空管體內(nèi)部；其中，該 第一毛細結(jié)構(gòu)與該第二毛細結(jié)構(gòu)形成一連續(xù)式毛細結(jié)構(gòu)。 為達到上述的目的，本發(fā)明提出 一種散熱沖莫塊
依本發(fā)明的均溫元件的制造方法，可以 一體成型方式取代傳統(tǒng)的上下板 方式，不僅焊道路徑較少導致可靠度增加，且可在任意位置設置導流元件并 可與冷凝端及蒸發(fā)端的毛細結(jié)構(gòu)形成連續(xù)式的毛細結(jié)構(gòu)，幫助工作流體自冷 凝端通過此導流元件回流至蒸發(fā)端過程中的毛細力不會間斷，因而加快工作 流體的循環(huán)流動，進而達到有效增加散熱效率，相比較現(xiàn)有具有一毛細結(jié)構(gòu) 不連續(xù)區(qū)的均溫板，依本發(fā)明的均溫元件的結(jié)構(gòu)與制造方法，可提供一更佳 的毛細結(jié)構(gòu)使工作流體能快速循環(huán)而增加熱傳效率。
并且，本發(fā)明的均溫元件的制造方法，是利用管材沖壓形成均溫板的外 壁，不需復雜成形或成本昂貴的材料，并可依不同使用者的個別需求，調(diào)整 該均溫元件的長度，且模具便宜又可共用，可達到簡化制作工藝步驟的優(yōu)點， 整體而言，本發(fā)明的均溫元件的制造方法，具有幾何形狀變化容易，且成本 便宜等優(yōu)點。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉 一較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下


圖1A與圖1B是依據(jù)本發(fā)明的二種均溫元件的制作工藝圖; 圖2是圖1A中將均溫元件倒置后的A-A，剖面示意圖； 圖3是圖1B中將均溫元件倒置后的B-B'剖面示意圖； 圖4是圖1B中將均溫元件的倒置后的C-C，剖面示意圖； 圖5A為本發(fā)明散熱模塊的分解圖； 圖5B為本發(fā)明散熱模塊的第一實施例示意圖；圖5C為本發(fā)明散熱模塊的第二實施例示意圖6為本發(fā)明散熱模塊的第
主要元件符號說明
1:圓形管材
11、 IIA、 11B:均溫腔體
24:支撐件
4:第一毛細結(jié)構(gòu)
5:導流元件
51、 61:底板
53:連接板
55:容置空間
7:注水管
三實施例示意圖
10:散熱模塊
2:平板式中空管體
3:凸臺
40:散熱鰭片
50、 60:固定斗反
52、 62:側(cè)板
54:開孑L
6:第二毛細結(jié)構(gòu)
具體實施例方式
以下將詳細說明本發(fā)明均溫元件的制造方法，請同時參照圖1A與圖1B， 圖1A與圖1B是依據(jù)本發(fā)明的二種均溫元件的制作工藝圖。首先，提供一 平板式中空管體2，例如是以一圓形管材1經(jīng)由沖壓方式而形成該平板式中 空管體2，該平板式中空管體2的截面形狀為多邊形、長橢圓形或長圓弧形， 而該管體的材質(zhì)例如是鋁、銅、鈦、鉬或其他具高熱傳導系數(shù)的金屬。在此， 必須注意的是,平板式中空管體2除了是以圓管1經(jīng)由沖壓方式而形成之外， 也可利用沖壓方式而直接制成該平板式中空管體2。
該平板式中空管體2內(nèi)部采用燒結(jié)方法，形成連續(xù)的一第一毛細結(jié)構(gòu)4 布滿在該平板式中空管體2的內(nèi)壁，其中該第一毛細結(jié)構(gòu)4為金屬彈簧狀、 溝槽狀、柱狀、網(wǎng)狀或以金屬粉粒成型的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)。接著，依據(jù)實際產(chǎn)品 的需求，可在平板式中空管體2的一面以沖壓方式再形成一凸臺3(如圖1B 所示)，且具有此凸臺3之面即為均溫元件的底面，用以與熱源接觸?；蛘撸?該平板式中空管體也可不設置該凸臺3，而直接與熱源接觸，如圖1A所示。
接著，提供至少一導流元件5，利用燒結(jié)方法在其表面形成有一第二毛 細結(jié)構(gòu)6,再將燒結(jié)好的導流元件5置于該平板式中空管體2內(nèi)，進行第二 次燒結(jié)使第一毛細結(jié)構(gòu)4與導流元件5上的第二毛細結(jié)構(gòu)6連結(jié)而形成一連 續(xù)式毛細結(jié)構(gòu)；之后，在平板式管體側(cè)壁插入注水管7,再將平板式中空管體2的兩端及注水管7與平板式中空管體2接合處予以密封，該密封的方法 是以焊接、熔接或類似機械加工方式密封。密封后并自注水管7充填一工作 流體在平板式中空管體2內(nèi)，工作流體例如是無機化合物、水、烷類、醇類、 液態(tài)金屬、酮類、冷煤或有才幾化合物。最后，自注水管7將平板式中空管體 7抽真空以去除非凝結(jié)性氣體(NCG),并加以密封注水管7，如此即可完成本 發(fā)明均溫元件11A、 IIB的制作。
圖2是圖1A中將均溫元件倒置后的A-A，剖面示意圖。各實施例中相同 或相當?shù)脑耸就环枴Ｕ埻瑫r參照圖1A與圖2，均溫元件11A包括 一平板式中空管體2，至少一導流元件5以及一工作流體W。平板式中空管 體2的管體為一體成形，且在內(nèi)壁表面布滿有一連續(xù)的第一毛細結(jié)構(gòu)4。導 流元件5設置于平板式中空管體2內(nèi)且導流元件5表面具有一第二毛i田結(jié)構(gòu) 6。工作流體W設置于密封后的平板式中空管體2內(nèi)部。其中，第一毛細結(jié) 構(gòu)4與第二毛細結(jié)構(gòu)6形成一連續(xù)式毛細結(jié)構(gòu)。導流元件5除了可上下支撐 均溫元件11A的兩平板之外，更可提升工作流體W的回流速率，而提高散 熱效率。凡標號相同的元件，其余特征或詳細名又述已于前詳加描述，故在此 不再贅述。
在此必須特別說明的是，導流元件5可為一實心柱體，且第二毛細結(jié)構(gòu) 披覆在該實心柱體的表面，如圖1A中所示。或者，導流元件5與第二毛細 結(jié)構(gòu)6可為相同材質(zhì)一體成型，例如是一金屬彈簧狀、網(wǎng)狀或以金屬粉粒成 型的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)，如圖2中所示。
圖3是圖1B中將均溫元件倒置后的B-B'剖面示意圖。圖4是圖1B中 將均溫元件的倒置后的C-C，剖面示意圖。各實施例中相同或相當?shù)脑耸?同一符號。請同時參照圖1B、圖3與圖4，均溫元件11B包括一平板式中空 管體2，至少一導流元件5以及一工作流體W。平板式中空管體2，具有至 少一凸臺3，且平板式中空管體2為一體成形，且在內(nèi)壁表面布滿有一連續(xù) 的第一毛細結(jié)構(gòu)4。導流元件5設置于平板式中空管體2內(nèi)且導流元件5表 面具有一第二毛細結(jié)構(gòu)6。工作流體W設置于密封后的平板式中空管體2 內(nèi)部。其中，第一毛細結(jié)構(gòu)4與第二毛細結(jié)構(gòu)6形成一連續(xù)式毛細結(jié)構(gòu)。導 流元件5除了可上下支撐均溫元件11B的兩平板之外，更可提升工作流體W 的回流速率，而提高散熱效率。凡標號相同的元件，其余特征或詳細敘述已 于前詳加描述，故在此不再贅述。在此必須特別說明的是，導流元件5可為一實心柱體，且第二毛細結(jié)構(gòu)
披覆在該實心柱體的表面，如圖1B中所示?；蛘撸瑢Я髟?與第二毛細 結(jié)構(gòu)6可為相同材質(zhì)一體成型，例如是一金屬彈簧狀、網(wǎng)狀或以金屬粉粒成 型的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)，如圖3與圖4中所示。另外，請參照圖4，在平板式中空 管體2的兩端封邊處13的內(nèi)側(cè)可更包括至少一支撐件24(例如是一高導熱棒 材或是由銅粉燒結(jié)而成的支撐件)，使平板式中空管體2在兩端部密封時能 保持平整。
再請參閱圖5A及圖5C。如圖5A所示，該散熱模塊10包含有一散熱 鰭片40、 一均溫元件11以及一固定一反50，該均溫元件11以圖1B中的均溫 元件11B為例。該固定板50，包括有一底板51、至少二側(cè)板52及至少二連 接板53，該底板51與該些側(cè)板52形成有一容置空間55,用以容置該均溫 元件ll,且該固定板50的底板51具有一開孔54，用以容置該凸臺3，如圖 5B所示；或該開孔54可容納部分均溫元件11及凸臺22，如圖5C所示。該 散熱鰭片40,連接于該均溫元件11的凸臺22的相對側(cè)，并與該連接板53 固接，使該均溫元件受散熱鰭片與固定板的挾持而穩(wěn)固。
再請參閱圖6，該散熱模塊10包含有一散熱鰭片40、 一均溫元件11以 及一固定板50，該均溫元件11為密封的平板式中空管體并充填有工作流體， 該均溫元件11內(nèi)具有至少一導流元件形成并連接相對的內(nèi)壁表面，使該工 作流體可通過該導流元件回流循環(huán)。至少二固定板60,該固定板60具有一 底板61與一側(cè)板62, 二固定板60相對設置于均溫元件11兩側(cè)，且其側(cè)板 62抵靠并夾緊該均溫元件11;以及一散熱鰭片40,其連接該均溫元件11的 凸臺22相對側(cè)，并與該底板61固接。
依本發(fā)明的均溫元件的制造方法，可以 一體成型方式取代傳統(tǒng)的上下板 方式，不僅焊道路徑較少導致可靠度增加，且可在任意位置設置導流元件并 可與冷凝端及蒸發(fā)端的毛細結(jié)構(gòu)形成連續(xù)式的毛細結(jié)構(gòu)，幫助工作流體自冷 凝端通過此導流元件回流至蒸發(fā)端過程中的毛細力不會間斷，因而加快工作 流體的循環(huán)流動，進而達到有效增加散熱效率，相比較現(xiàn)有具有一毛細結(jié)構(gòu) 不連續(xù)區(qū)的均溫板，依本發(fā)明的均溫元件的結(jié)構(gòu)與制造方法，可提供一更佳 的毛細結(jié)構(gòu)使工作流體能快速循環(huán)而增加熱傳效率。
并且，本發(fā)明的均溫元件的制造方法，是利用管材沖壓形成均溫板的外 壁，不需復雜成形方式或成本昂貴的材料，并可依不同使用者的個別需求，
9調(diào)整該均溫元件的長度，且才莫具便宜又可共用，可達到簡化制作工藝步驟的 優(yōu)點，整體而言，本發(fā)明的均溫元件的制造方法，具有幾何形狀變化容易， 且成本便宜等優(yōu)點。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，上述實施例僅用來說明而非用 以限定本發(fā)明的權(quán)利要求，本發(fā)明的范疇由以下的權(quán)利要求所界定。凡依本 發(fā)明權(quán)利要求所作的變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種均溫元件的制造方法，包括提供一平板式中空管體，其內(nèi)壁表面布滿有連續(xù)的第一毛細結(jié)構(gòu)；提供至少一導流元件，置于該平板式中空管體內(nèi)且該導流元件表面具有一第二毛細結(jié)構(gòu)；連接該第一毛細結(jié)構(gòu)及該第二毛細結(jié)構(gòu)而形成一連續(xù)式毛細結(jié)構(gòu)；以及充填一工作流體并將該平板式中空管體的二端部密封。
2. 如權(quán)利要求1所述的均溫元件的制造方法，其中該平板式中空管體由 一體成形的一圓形管材再經(jīng)由沖壓方式而形成。
3. 權(quán)利要求1所述的均溫元件的制造方法，其中該平板式中空管體以沖 壓方式直"t妾形成。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的均溫元件的制造方法，其中該平板式中空管 體的一面還形成有至少一個凸臺。
5. 如權(quán)利要求1所述的均溫元件的制造方法，其中該連續(xù)式毛細結(jié)構(gòu)是 利用燒結(jié)方式而連接該第一毛細結(jié)構(gòu)與該第二毛細結(jié)構(gòu)。
6. 如權(quán)利要求1所述的均溫元件的制造方法，其中該第一毛細結(jié)構(gòu)與第 二毛細結(jié)構(gòu)為金屬彈簧狀、網(wǎng)狀或以金屬粉粒成型的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)。
7. 如權(quán)利要求1所述的均溫元件的制造方法，其中于該平板式管體的側(cè) 壁還插入有一注水管，使得該工作流體通過該注水管而充填至該均溫元件內(nèi) 部，其中該工作流體為無機化合物、水、烷類、醇類、液態(tài)金屬、酮類、冷 煤或有機化合物。
8. 如權(quán)利要求1所述的均溫元件的制造方法，其中于該平板式中空管體 內(nèi)部還設置有至少一支撐件，使該平板式中空管體在兩端部密封時能保持平 整，其中該支撐件為一高導熱棒材或是由銅粉燒結(jié)而成。
9. 一種均溫元件，包"fe:平板式中空管體，其管體為一體成形，且在內(nèi)壁表面布滿有一連續(xù)的第 一毛細結(jié)構(gòu)；至少一導流元件，設置于該平板式中空管體內(nèi)且該導流元件表面具有一 第二毛細結(jié)構(gòu)；以及工作流體，設置于密封后的該平板式中空管體內(nèi)部；其中，該第一毛細結(jié)構(gòu)與該第二毛細結(jié)構(gòu)形成一連續(xù)式毛細結(jié)構(gòu)。
10. 如權(quán)利要求9所述的均溫元件，其中該平板式中空管體由一體成形 的圓形管材經(jīng)由沖壓方式而形成。
11. 如權(quán)利要求9或IO所述的均溫元件，其中該平板式中空管體的一面 還形成有至少一個凸臺。
12. 如權(quán)利要求9所述的均溫元件，其中該連續(xù)式毛細結(jié)構(gòu)是利用燒結(jié) 方式而連接該第一毛細結(jié)構(gòu)與該第二毛細結(jié)構(gòu)。
13. 如權(quán)利要求9所述的均溫元件，其中該第一毛細結(jié)構(gòu)與第二毛細結(jié) 構(gòu)為金屬彈簧狀、網(wǎng)狀或以金屬粉粒成型的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)。
14. 如權(quán)利要求9所述的均溫元件，其中在該平板式中空管體內(nèi)部還設 置有至少一支撐件，使該平板式中空管體在兩端部密封時能保持平整，其中 該支撐件為 一 高導熱棒材或是由銅粉燒結(jié)而成。
15. —種散熱模塊，包括 均溫元件，包括平板式中空管體，其管體為一體成形，且在內(nèi)壁表面布滿有一連續(xù) 的第一毛細結(jié)構(gòu)；至少一導流元件，-沒置于該平板式中空管體內(nèi)且該導流元件表面具 有一第二毛細結(jié)構(gòu)；以及工作流體，設置于密封后的該平板式中空管體內(nèi)部；其中，該第一毛細結(jié)構(gòu)與該第二毛細結(jié)構(gòu)形成一連續(xù)式毛細結(jié)構(gòu)；固定板，具有一底板、至少二側(cè)板及至少二連接板，該底板與該些側(cè)板 形成一容置空間，用以容置該均溫元件，該底板具有一開孔，用以容置該凸 臺；以及散熱鰭片，其連接該均溫元件的凸臺相對側(cè)，并與該連接板固接。
16. —種散熱模塊，其包括有 均溫元件，包括平板式中空管體，其管體為一體成形，且在內(nèi)壁表面布滿有一連續(xù) 的第一毛細結(jié)構(gòu)；至少一導流元件，設置于該平板式中空管體內(nèi)且該導流元件表面具 有一第二毛細結(jié)構(gòu)；以及工作流體，設置于密封后的該平板式中空管體內(nèi)部；其中，該第一毛細結(jié)構(gòu)與該第二毛細結(jié)構(gòu)形成一連續(xù)式毛細結(jié)構(gòu)；至少二固定板，該固定壽反具有一底板與一側(cè)板，二固定板相對設置于該均溫元件兩側(cè)，且其側(cè)寺反抵靠并夾緊該均溫元件；以及散熱鰭片，其連接該均溫元件的凸臺相對側(cè)，并與該底板固接。
17.如權(quán)利要求15或16所述的散熱模塊，其中該平板式中空管體的一面還形成有至少一個凸臺。
全文摘要
一種散熱模塊、均溫元件及均溫元件制造方法。其制造方法包括提供平板式中空管體，其內(nèi)壁表面布滿連續(xù)第一毛細結(jié)構(gòu)；提供至少一導流元件，置于平板式中空管體內(nèi)且導流元件表面有第二毛細結(jié)構(gòu)；連接第一及第二毛細結(jié)構(gòu)而形成連續(xù)式毛細結(jié)構(gòu)；及充填工作流體并將平板式中空管體兩端部密封。另本發(fā)明也提供上述均溫元件及包括均溫元件的散熱模塊，散熱模塊有均溫元件，用于發(fā)熱元件上。均溫元件制造方法是提供平板式中空管體，其內(nèi)壁有第一毛細結(jié)構(gòu)，平板式中空管體內(nèi)置入至少一有導流毛細結(jié)構(gòu)的導流元件，利用燒結(jié)工藝使第一毛細結(jié)構(gòu)與導流毛細結(jié)構(gòu)形成連續(xù)毛細結(jié)構(gòu)。本發(fā)明均溫元件制造方法，可提供均溫元件內(nèi)工作流體較佳的流動路徑。
文檔編號F28D15/02GK101666586SQ20081021487
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
發(fā)明者莊明德, 林祺逢 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司