專利名稱：散熱器的制作方法及其結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱器的制作方法及其結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，隨者集成電路(Integrated Circuit，IC)晶片的內(nèi)部線路的集成度(integration)不斷地攀升，散熱系統(tǒng)的散熱效能也相對要求提高。一般而言，個人電腦的中央處理器、北橋晶片及繪圖晶片等電子元件中，為了能夠迅速移除此類電子元件的IC晶片于高速運作時，其所產(chǎn)生的熱能，使得IC晶片于高速運作時仍能長期維持正常運作，公知技術(shù)乃是利用散熱器(Heat Sink)直接接觸電子元件的表面，以提供較大的散熱面積，并配合系統(tǒng)內(nèi)部的散熱風扇(fan)所提供的冷卻氣流，使得散熱器能夠迅速地吸收電子元件所產(chǎn)生的熱能，并快速地將熱能散逸至外界的大氣環(huán)境。
圖1繪示公知一種散熱器的剖面示意圖。請參考圖1，散熱器100主要由一底板(base plate)110以及多個散熱鰭片(fin)120所構(gòu)成，其中底板110的頂面112具有多個溝槽(groove)114，而散熱鰭片120依序排列于底板110的溝槽114上，并且相鄰二散熱鰭片120之間形成多個渠道(channel)122。此外，底板110的底面116例如由一導熱膠(未繪示)而對應接觸電子元件10的表面，以迅速地吸收電子元件10于運作時所產(chǎn)生的熱能，并將熱能傳導至各個散熱鰭片120的底緣，接者再傳導至散熱鰭片120的表面，而系統(tǒng)內(nèi)部的散熱風扇(未繪示)所提供的冷卻氣流(cooling airflow)通過渠道122時，可快速地帶走散熱鰭片120的表面的熱能，故可由散熱器100所提供較大的散熱面積來達到冷卻電子元件10的目的。另外，更可選擇性地配置一散熱風扇(未繪示)于此散熱器100之上，用以增加此散熱器100的散熱效能。
然而，傳統(tǒng)利用鋁(Al)作為底板110的基材，并利用擠制、鍛造或切削的方式來制作散熱器的底板110，最后再將散熱鰭片120以焊接的方式固定于底板上。由于焊接所使用的焊接材料會增加底板110與散熱鰭片120之間的熱傳阻抗，而影響散熱器100的整體散熱效能，再加上晶片的運算速度不斷的提升，預計晶片的運算速度到達3.0GHz時，勢必需要散熱性能更佳的基材以及更有效的方式來制作散熱器，其中以純銅或銅合金的散熱器將成為未來的主流產(chǎn)品。
公知還可利用模鍛(swaging)的方式來制作散熱器100，其中散熱器100的底板110與散熱鰭片120并非一體成型，故美國專利局公告的第3,216,496號專利(發(fā)明人Katz)中，利用模鍛的方式將散熱鰭片120鑲嵌于底板110的溝槽114中。請參考圖2(A)、圖2(B)所示的公知一種散熱器的制作方法的流程示意圖。如圖2(A)所示，首先將散熱鰭片120分別配置于底板110的溝槽114上，然而散熱鰭片120的寬度略小于溝槽114的寬度，故散熱鰭片120未能完全鑲嵌于溝槽114之中。接者如圖2(B)所示，將一擠壓模具的刀具20置入于相鄰二散熱鰭片120之間的渠道122中，且刀具20的刀鋒22擠壓溝槽114之間的槽脊118之后，將使槽脊118受壓而產(chǎn)生塑性變形，并且由刀鋒22的兩側(cè)向外推擠至溝槽114，因此鄰近的溝槽114受到推擠，使得散熱鰭片120緊密鑲嵌于溝槽114中。
公知利用模鍛的方式其散熱器的加工成本雖然高于傳統(tǒng)利用焊接的方式其散熱器的加工成本，但散熱鰭片與底板之間的熱傳導性能卻能大幅提升。其中，底板與散熱鰭片之間能夠緊密接合，必須考量下列因素A.槽脊的塑性變形量夠大；B.刀具的刀刃夠深；C.刀具的橫向截面夠?qū)?，如此才能使散熱鰭片能緊密鑲嵌于溝槽中。值得注意的是，如圖2(B)所示，當?shù)毒?0提供更大的外力以擠壓槽脊118，并使槽脊118的塑性變形量增大時，受擠壓的槽脊118因為無法完全宣泄至溝槽114的兩側(cè)，反而會推擠至溝槽114的底部，導致散熱鰭片120受到向上推擠的作用，而改變其深度，并且溝槽114的底部與散熱鰭片120之間會留下空隙26，進而影響散熱鰭片與底板的導熱效果。此外，刀具20因沖擊力道增加，而刀具20的刀鋒22相對地受損更嚴重，反而縮短刀具20的使用壽命。
為解決上述散熱鰭片受到向上推擠的作用，在美國第5638715號專利(發(fā)明人Lipinski)中，其利用多個滾盤壓擠溝槽兩側(cè)的槽脊，然而滾盤無法如刀具一般插入槽脊內(nèi)，故利用滾盤壓擠的槽脊，其塑性變形量不夠大，且擠壓的深度無法達至溝槽的底部，造成底板與散熱鰭片的緊密性降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是在提供一種散熱器的制作方法，在適度減少槽脊的塑性變形量以及增加刀具擠壓的深度的情況下，仍能達到散熱鰭片與底板緊密鑲嵌的目的。
本發(fā)明的另一目的就是在提供一種散熱器，其中散熱鰭片的底端具有齒狀凹緣或刻痕，以使槽脊產(chǎn)生塑性變形時，不會推擠至溝槽的底部，進而使得散熱鰭片不會受到向上推擠，以達到增加散熱鰭片與底板的導熱效果。
為達上述目的，本發(fā)明提出一種散熱器的制作方法，首先提供一底板以及多個散熱鰭片，底板具有多個溝槽以及多個凹穴，而這些溝槽與這些凹穴交替排列于底板的一側(cè)上，且散熱鰭片分別配置于溝槽上。插入一擠壓模具于凹穴中，以使凹穴受擠壓而變形，并相對推擠鄰近的溝槽，以使散熱鰭片能緊密鑲嵌于溝槽中。
上述的凹穴位于任二相鄰的溝槽的槽脊上，而擠壓模具的刀具可伸入凹穴中，并插入凹穴的底部，以使槽脊產(chǎn)生塑性變形，并推擠鄰近的溝槽，以使散熱鰭片緊密鑲嵌于溝槽中。
所述的散熱器的制作方法，其中該擠壓模具具有復數(shù)個刀具，對應排列于該些散熱鰭片之間，而該些刀具先推擠該些凹穴的兩側(cè)，之后再分別插入該些凹穴的底部。
所述的散熱器的制作方法，其中該些刀具的前端大致上達到該些溝槽的深度。
所述的散熱器的制作方法，其中該底板的材質(zhì)為銅或銅合金中的任一種。
所述的散熱器的制作方法，其中該散熱鰭片的材質(zhì)選自鋁、銅及這些金屬合金所組成的群組。
為達上述目的，本發(fā)明提出一種散熱底板，適于組裝一散熱鰭片，此散熱底板主要包括多個溝槽以及多個凹穴，該復數(shù)個溝槽，分別對應于該些散熱鰭片，溝槽與凹穴交替排列，以使凹穴位于任二相鄰的溝槽之間，且凹穴的深度小于溝槽的深度。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，上述的凹穴位于任二相鄰的溝槽的槽脊上，且凹穴與溝槽可利用擠制成形、鍛造成形或切削成形來制作完成，而凹穴的形狀可配合刀具的外形而有所改變。
所述的散熱底板，其中該些凹穴呈矩形、梯形、弧形以及錐形其中之一。
為達上述目的，本發(fā)明提出一種散熱器，主要由一底板以及多個散熱鰭片所構(gòu)成。其中，底板具有多個溝槽，而散熱鰭片分別配置于這些溝槽上，且每一散熱鰭片的底端具有至少一齒形凹緣，對應鑲嵌于每一溝槽中，且齒形凹緣的高度與溝槽的深度相當。
所述的散熱器，其中該些齒形凹緣以一間距排成一列。
所述的散熱器，其中該些齒形凹緣為一狹縫。
為達上述目的，本發(fā)明提出一種散熱器，主要由一底板以及多個散熱鰭片所構(gòu)成。其中，底板具有多個溝槽，而散熱鰭片分別配置于這些溝槽上，且每一散熱鰭片的底端具有至少一刻痕，對應鑲嵌于每一溝槽中，且刻痕的高度與溝槽的深度相當。上述的刻痕例是凹陷于散熱鰭片的底端的側(cè)邊。


圖1繪示公知一種散熱器的剖面示意圖；圖2(A)、圖2(B)分別繪示公知一種散熱器的制作方法的流程示意圖；圖3(A)、圖3(B)、圖3(C)依序繪示本發(fā)明一較佳實施例的一種散熱器的制作方法的流程示意圖；圖4(A)、圖4(B)、圖4(C)繪示本發(fā)明三種較佳實施例的底板的凹穴的示意圖；圖5繪示本發(fā)明一較佳實施例的散熱鰭片與底板的立體局部剖面圖；圖6繪示圖5的另一較佳實施例的散熱鰭片的縱向示意圖。
具體實施例方式
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，并配合附圖，作詳細說明如下圖3(A)至圖3(C)依序繪示本發(fā)明一較佳實施例的一種散熱器的制作方法的流程示意圖。
請先參考圖3A，散熱器200主要由一底板210以及多個散熱鰭片220所構(gòu)成，其中底板210的材質(zhì)例如為純銅或銅合金，而散熱鰭片220的材質(zhì)例如為鋁、銅及該等的合金所組成。底板210具有多個溝槽214以及多個凹穴216，而溝槽214與凹穴216交替排列于底板210的頂面212，且溝槽214與凹穴216的深度、寬度均不相同。
在本實施例中，溝槽214用以容納散熱鰭片220，而凹穴216的目的在于減少相鄰二溝槽214之間的槽脊218的塑性變形量。如圖3(A)所示，凹穴216例如以切削(skiving)的方式以去除底板210的槽脊218的部分材料，或是利用擠制(extrusion)或鍛造(forging)的方式，一體成型于底板210上。同樣，溝槽214亦可以切削、擠制或鍛造的方式來形成。此外，在制作凹穴216時，可控制凹穴216的寬度以及深度，使得凹穴216的寬度C相對小于擠壓模具的刀具20的口徑R，且凹穴216的深度d相對小于溝槽的深度D。
同樣如圖3(A)所示，散熱鰭片220分別配置于底板210的溝槽214上，然而散熱鰭片220的寬度略小于溝槽214的寬度，故散熱鰭片220未能完全鑲嵌于溝槽214之中。因此，可利用模鍛(swaging)的方式以使散熱鰭片220鑲嵌于溝槽214之中。請參考圖3B，將一擠壓模具的刀具20置入于相鄰二散熱鰭片220之間的渠道222中，且刀具20的刀鋒22兩側(cè)先擠壓凹穴216的兩側(cè)，以使凹穴216先產(chǎn)生塑性變形，并且變形的凹穴216產(chǎn)生側(cè)向力以固定散熱鰭片220的兩側(cè)，接者請參考圖3(C)，刀具20的刀鋒22(或前端)再插入至凹穴216的底部，以使刀具20深入至槽脊218中，以使槽脊218受擠壓而產(chǎn)生塑性變形，并且由刀鋒22的兩側(cè)向外推擠至溝槽214，因此鄰近的溝槽214受到推擠，使得散熱鰭片220緊密鑲嵌于溝槽214中。
值得注意的是，由于部分槽脊218形成一凹穴216，所以當?shù)毒?0擠壓槽脊218而產(chǎn)生塑性變形時，槽脊218的塑性變化量將會減少。此外，刀具20的刀鋒22兩側(cè)先擠壓凹穴216之后，再由刀具20的刀鋒22擠壓至槽脊218，因此刀具20擠壓的力量不需增加，即可使刀具20擠壓于槽脊218的深度加深，甚至可達到溝槽214的深度。然而，公知技術(shù)中，若刀具要達到溝槽的深度，刀具擠壓于槽脊的力量相對地增加，如此不僅刀具的刀鋒容易損傷，影響刀具的使用壽命，且受擠壓的槽脊其塑性變化量太大而無法宣泄，故導致散熱鰭片上擠的反效果。
請參考圖4(A)至圖4(C)，其繪示本發(fā)明三種較佳實施例的底板的凹穴的示意圖。一般擠壓模具的刀具大致上可分為尖形，楔形以及柱形三種，而本發(fā)明針對不同型態(tài)的刀具，來改變凹穴的形狀，然而凹穴的寬度均相對小于刀具的口徑。如圖4(A)所示，在較佳情況下，利用尖形的刀具30以擠壓位于槽脊218的楔形凹穴216，當然凹穴216亦可為錐形或V形。另外，如圖4(B)所示，在較佳情況下，利用楔形的刀具32以擠壓位于槽脊218的梯形凹穴216。再者，如圖4(C)所示，在較佳情況下，利用柱形的刀具34以擠壓位于槽脊218的弧形凹穴216。當然，上述的實施例不限制使用其他不同型態(tài)的刀具或其他形狀的凹穴，且凹穴的深度以及寬度皆可控制在最適宜的大小，并配合不同型態(tài)的刀具來使用。
請參考圖5，其繪示本發(fā)明一較佳實施例的散熱鰭片與底板的立體局部剖面圖。散熱鰭片320依序排列于底板310的溝槽314上，且凹穴316位于相鄰的溝槽314的槽脊318上。如箭頭所指，其中凹穴316的縱向長度大致上與散熱鰭片320的長度相當，如此，當擠壓模具的刀具擠壓凹穴316的兩側(cè)以及底部時，將使槽脊318的縱向面70全面性地向外推擠至溝槽314，并且散熱鰭片320的縱向面72將可緊密鑲嵌于溝槽314中，故大大提升散熱鰭片320與底板310的緊密性。
此外，為了克服受擠壓的槽脊因完全宣泄至溝槽的兩側(cè)，反而推擠至溝槽的底部，導致散熱鰭片受到向上推擠，并且散熱鰭片的底部會留下空隙的現(xiàn)象。本發(fā)明在散熱鰭片320的底端形成一齒狀凹緣322，其高度大致上與溝槽314的深度相當。其中，齒狀凹緣322例如以一間距P(或等間距)排成一列，或是齒狀凹緣322亦可縮小其寬度以形成一狹縫(未繪示)。如此，當?shù)毒邤D壓槽脊318時，部分受擠壓的槽脊318將可鑲嵌于齒狀凹緣322之間，并且殘留于散熱鰭片320底部的空氣將可經(jīng)由齒狀凹緣322之間向外流出，故散熱鰭片320不會受到向上推擠的作用，而改變深度，且溝槽314的底部與散熱鰭片320之間不會殘留空隙，因此明顯提升散熱器的整體散熱效果。
請參考圖6，其繪示圖5的另一較佳實施例的散熱鰭片的縱向示意圖。除了上述第5圖的散熱鰭片320外，散熱鰭片320的底端亦可形成一刻痕324，而刻痕324大致上垂直排列于散熱鰭片320的縱向面72，且刻痕324的高度大致上與溝槽314的深度相當。其中，刻痕324不限制位于單一縱向面72上，亦可分別位于二縱向面72、74上。同上所述，當?shù)毒邤D壓槽脊318時，部分受擠壓的槽脊318將可鑲嵌于刻痕324中，并且殘留于散熱鰭片320底部的空氣將可經(jīng)由刻痕324向外流出，故散熱鰭片320不會受到向上推擠的作用，而改變深度，且溝槽314的底部與散熱鰭片320之間不會殘留空隙，因此明顯提升散熱器的整體散熱效果。
綜上所述，本發(fā)明的散熱器的制作方法及其結(jié)構(gòu)，至少具有下列優(yōu)點1、就散熱器的制作方法而言，當?shù)毒邤D壓溝槽的槽脊時，利用凹穴以減少槽脊的塑性變形量，且刀具的刀鋒先擠壓凹穴的后，再由刀具的刀刃擠壓槽脊，因此刀具下壓的力量不需增加，但刀具下壓于槽脊的深度卻可大幅提高，故提升散熱鰭片與底板的緊密性。此外，刀具的使用壽命亦相對增加。
2、就散熱器的結(jié)構(gòu)而言，利用散熱鰭片的底端形成齒狀凹緣(或刻痕)，以使部分受擠壓的槽脊將可鑲嵌于齒狀凹緣(或刻痕)中，并且殘留于散熱鰭片底部的空氣將可經(jīng)由齒狀凹緣(或刻痕)向外流出，故散熱鰭片不會受到向上推擠的作用，而改變深度，且溝槽的底部與散熱鰭片之間不會殘留空隙，因此明顯提升散熱器的整體散熱效果。
雖然本發(fā)明已以一較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書界定為準。
權(quán)利要求
1.一種散熱器的制作方法，其特征在于，至少包括提供一底板以及復數(shù)個散熱鰭片，該底板具有復數(shù)個溝槽以及復數(shù)個凹穴，而該些凹穴分別位于相鄰該些溝槽之間，且該些散熱鰭片分別配置于該些溝槽上；以及插入一擠壓模具于該些凹穴中，以使該些凹穴受擠壓而變形，并相對推擠鄰近的該些溝槽，以使該些散熱鰭片能緊密鑲嵌于該些溝槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器的制作方法，其特征在于，其中該擠壓模具具有復數(shù)個刀具，對應排列于該些散熱鰭片之間，而該些刀具先推擠該些凹穴的兩側(cè)，之后再分別插入該些凹穴的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器的制作方法，其特征在于，其中該些刀具的前端大致上達到該些溝槽的深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器的制作方法，其特征在于，其中該底板的材質(zhì)為銅或銅合金中的任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器的制作方法，其特征在于，其中該散熱鰭片的材質(zhì)選自鋁、銅及這些金屬合金所組成的群組。
6.一種散熱底板，適于配置復數(shù)個散熱鰭片，其特征在于，該散熱底板至少包括復數(shù)個溝槽，分別對應于該些散熱鰭片；以及復數(shù)個凹穴，而該些凹穴分別位于相鄰該些溝槽之間，且該些凹穴的深度小于該些溝槽的深度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的散熱底板，其特征在于，其中形成該些溝槽的方式包括擠制成形、模鑄成形及切削成形其中之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的散熱底板，其特征在于，其中形成該些凹穴的方式包括擠制成形、模鑄成形及切削成形其中之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的散熱底板，其特征在于，其中該些凹穴呈矩形、梯形、弧形以及錐形其中之一。
10.一種散熱器，其特征在于，至少包括一底板，具有復數(shù)個溝槽；以及復數(shù)個散熱鰭片，分別配置于該些溝槽上，每一該些散熱鰭片的底端具有至少一齒形凹緣，對應鑲嵌于每一該些溝槽中，且該些齒形凹緣的高度與這些溝槽的深度相當。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的散熱器，其特征在于，其中該些齒形凹緣以一間距排成一列。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的散熱器，其特征在于，其中該些齒形凹緣為一狹縫。
13.一種散熱器，其特征在于，至少包括一底板，具有復數(shù)個溝槽；以及復數(shù)個散熱鰭片，分別配置于該些溝槽上，每一該些散熱鰭片的底端具有至少一刻痕，對應鑲嵌于每一該些溝槽中，且該些刻痕的高度與這些溝槽的深度相當。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的散熱器，其特征在于，其中這些刻痕凹陷于該些散熱鰭片的底端的側(cè)邊。
全文摘要
一種散熱器的制作方法，首先提供一底板以及多個散熱鰭片，底板具有多個溝槽以及多個凹穴，而這些溝槽與這些凹穴交替排列于底板的一側(cè)上，且散熱鰭片分別配置于溝槽上。插入一擠壓模具于凹穴中，以使凹穴受擠壓而變形，并相對推擠鄰近的溝槽，以使散熱鰭片能緊密鑲嵌于溝槽中。如此，溝槽之間的槽脊的塑性變形量將可因凹穴而控制得宜，而擠壓模具的刀具不需增加擠壓的力量，即可提高擠壓槽脊的深度，以提升散熱鰭片與底板之間的緊密性。
文檔編號B21D53/04GK1522811SQ03103770
公開日2004年8月25日 申請日期2003年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月19日
發(fā)明者蕭復元, 莊天賜 申請人:蕭復元