專利名稱：散熱裝置、兩相式熱傳元件及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種散熱裝置及其兩相式熱傳元件與制作方法，特別是涉及 一種能夠提高散熱效率的散熱裝置及其兩相式熱傳元件與制作方法。
背景技術：
隨著電子產品效能的不斷提升，散熱裝置或散熱系統已成為現行電子產 品中不可或缺的配備之一 ，因為電子產品所產生的熱能若不加以適當地散 逸，輕則造成效能變差，重則會導致電子產品的燒毀。而散熱裝置對于微電子元件，例如一集成電路(integrated circuits, IC)而言更是重要，因為隨著積 集度的增加以及封裝技術的進步，使得積體電路的面積不斷地縮小，同時每 單位面積所累積的熱能也相對地會更高，故高散熱效能的散熱裝置 一 直是電 子產業(yè)界所積極研發(fā)的對象。在現今使用的散熱裝置中，由于熱柱具有可在小熱源接觸面積之中，散 逸大量的熱能且不需外加動力的優(yōu)點，現今已廣泛使用在電子產品中。請同 時參閱圖1A與圖IB,圖1A、圖IB為現有二種熱管的內部示意圖?，F今所 使用的熱管10,在實際生產上會先在罐體12內面設置毛細結構131，然后 將上蓋11與罐體12組裝后，再由注水管14灌入一工作流體w，并抽真空 后封閉注水管14。因此，上蓋11上并沒有布有毛細結構132，如圖1A所示， 故熱管10內可供傳熱的區(qū)域就僅分布在罐體12內表面的毛細結構131，可 供散熱的區(qū)域小。又或者，如圖1B所示的另一種熱管，即使其上蓋ll上設 置有毛細結構132,但是此毛細結構132與罐體12上的毛細結構131為兩分 離的結構，因此造成工作流體w回流時的毛細力的中斷，故位于上蓋ll的 毛細結構132中凝結的工作流體w便無法順暢地回流至罐體12的毛細結構 131,造成提供的散熱效果有限，而無法達到所預期的散熱能力。有鑒于此，如何提供一種散熱裝置及其兩相式熱傳元件與制作方法，能 夠使得工作流體能夠充分回流，進而提高散熱效率，實為重要課題之一。發(fā)明內容為了解決上述問題，本發(fā)明系提出一種散熱裝置及其兩相式熱傳元件與 制作方法，可以解決傳統熱管中毛細結構無法連續(xù)所導致毛細力中斷或減少 的問題，進而提升熱傳效率與工作液體回流的速度。為達到上述的目的，提出一種兩相式熱傳元件，包括一本體與一連續(xù)式 毛細結構，本體的內部為一密閉空間，連續(xù)式毛細結構設置在本體的所有內 表面上。為達到上述的目的，提出一種兩相式熱傳元件的制作方法，其步驟包括 提供一罐體，罐體具有一開放端且罐體內表面設置有一第一毛細部，加入一 預定材在罐體中，提供一蓋體，且將蓋體與罐體結合以共同形成一本體，本 體的內部為一密閉空間，預定材在蓋體的內表面上形成一第二毛細部，且第 一毛細部與第二毛細部在本體所有內表面上共同形成一連續(xù)式毛細結構。為達到上述的目的，提出一種散熱裝置，包括多個散熱鰭片與一兩相式 熱傳元件，兩相式熱傳元件與散熱鰭片連結，且包括一本體與一連續(xù)式毛細 結構，本體的內部為一密閉空間，且連續(xù)式毛細結構設置在本體所有內表面 上。為達到上述的目的，提出一種散熱裝置的制作方法，其步驟包括提供 多個散熱鰭片，再提供一兩相式熱傳元件，與散熱鰭片連結，兩相式熱傳元 件包括供一罐體，罐體具有一開放端且罐體內表面設置有一第一毛細部，加 入一預定材在罐體中，提供一蓋體，且將蓋體與罐體結合以共同形成一本體， 本體的內部為一密閉空間，預定材在蓋體的內表面上形成一第二毛細部，且 第 一毛細部與第二毛細部在本體所有內表面上共同形成一 連續(xù)式毛細結構。如上述的散熱裝置及其兩相式熱傳元件與制作方法，連續(xù)式毛細結構與 本體之間具有高熱傳效率，連續(xù)式毛細結構為包括金屬彈簧狀、溝槽狀、柱 狀、網狀或以粉粒燒結成型的多孔質結構的其中之一或其組合，連續(xù)式毛細 結構的材質包括選自塑膠、金屬、合金、多孔性非金屬材料所組成的族群其 中之一，而本體包括一罐體與一蓋體，而罐體具有一開放端，當蓋體與罐體 結合時，蓋體封閉罐體的開放端而共同形成一密閉空間。其中，該罐體更包 括一底部與一側壁部，側壁部環(huán)設于底部，側壁部與底部為一體成型或互為 二分離的構件。本體與 一 熱源直接接觸或透過一底座而與該熱源接觸。底座例如是一 實 心金屬塊體，而熱源是一發(fā)熱的電子元件，例如是中央處理器、電晶體、伺 服器、高階繪圖卡、硬盤、電源供應器、行車控制系統、多媒體電子機構、 無線通信基地臺或高階游戲機等。底部、側壁部與蓋體的材質包括一高熱傳導材料，其包括鋁、銅、鈦、 鉬、銀、不銹鋼、碳鋼或其它合金，蓋體上更可設有一注水管，用以將一工 作流體注入本體中，工作流體為無機化合物、純水、醇類、酮類、液態(tài)金屬、 冷媒、有機化合物或其混合物之一，此兩相式熱傳元件的截面形狀為一圓形、 三角形、四邊形、多邊形或其他幾何形狀，而兩相式熱傳元件是一扁平式熱 管、平板式熱管、橫躺式熱柱或其它形式的熱管結構熱管，且可與多個散熱 鰭片連結。如上述的兩相式熱傳裝置與熱傳裝置的制作方法，第 一 毛細部以燒結方式設置在該罐體的內表面，預定材為多個燒結粒，更包括一步驟倒置且搖晃本體，使得預定材得以均勻分布在蓋體的內表面上，預定材以燒結方式形 成第二毛細部，其中更包括一步驟，將工作流體經由注水管注入本體中。如上述的散熱裝置及其制作方法，散熱鰭片與兩相式熱傳元件的連結方 式為緊配、焊接或其它均等方式。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，并配合所附附圖，作詳細說明如下


圖1A、圖1B為現有二種熱管的內部示意圖；圖2A為依據本發(fā)明的一種散熱裝置的示意圖；圖2B為圖2A的兩相式熱傳元件的內部示意圖；圖3A至圖3F為圖2B的兩相式熱傳元件的制作方法的各步驟示意圖主要元件符號說明10:熱管 11:上蓋12、 22:罐體 131、 132:毛細結構14、 24:注水管 2:散熱裝置20:兩相式熱傳元件 21:本體211:蓋體 221:側壁部222:底部 23:連續(xù)式毛細結構231:第一毛細部 232:第二毛細部233:燒結粒 25:散熱鰭片26:模具 27:密閉空間o:開放端 w:工作流體具體實施方式
請同時參閱圖2A與圖2B，圖2A為依據本發(fā)明的一種散熱裝置的示意 圖，圖2B為圖2A的兩相式熱傳元件的內部示意圖。本發(fā)明的散熱裝置2 包括一兩相式熱傳元件20與多個散熱鰭片25，在本實施例中，兩相式熱傳 元件20例如是一熱管，其包括一本體21與連續(xù)式毛細結構23,本體21由 罐體22與蓋體211所組成。罐體22具有一側壁部221與一底部222,側壁 部221環(huán)設于底部222,且側壁部221與底部222為一體成型或互為二分離 的構件，連續(xù)式毛細結構23設置在本體21的所有內表面上，散熱鰭片25 設置在兩相式熱傳元件20的外側。請同時參閱圖3A至3F圖，圖3A至3F圖為圖2B的兩相式熱傳元件的 制作方法的各步驟示意圖。為了讓散熱裝置2具有連續(xù)式毛細結構23，首先 提供一罐體22,罐體22具有一開放端o，且罐體22的內表面覆滿以燒結方 式形成的第一毛細部231，從罐體22的開放端o加入一預定材，例如是多個 燒結粒233，而燒結粒233與第一毛細部231的材質包括選自塑膠、金屬、 合金、多孔性非金屬材料所組成的族群其中之一，如圖3A和圖3B所示。 之后，再將蓋體211與罐體22結合而共同形成本體21,且本體21的內部為 一密閉空間27，如圖3C所示。接著，將蓋體211裝上燒結用模具26后倒置本體21 ，原先的燒結粒233 會因重力的關系而掉落至蓋體211的內表面，搖晃本體21而讓燒結粒233 能夠均勻的覆蓋在蓋體211的內表面，之后再對整個本體21進行燒結，如 圖3D所示。在燒結的過程中，分布在蓋體211的內表面的燒結粒233便形 成第二毛細部232，由于第一毛細部231與燒結粒233的材質相似，因此燒 結過程中會共同形成一同一相態(tài)的連續(xù)體，故當冷卻之后，原先分布在本體 21的內表面的第一毛細部231會與位于蓋體211內表面的第二毛細部232 共同形成一連續(xù)式毛細結構23，如圖3E所示。加熱完成之后，再將位于蓋體211的模具26脫去并安裝注水管24，再 通過注水管24將以無機化合物、純水、醇類、酮類、液態(tài)金屬、冷媒、有 機化合物或其混合物之一形成的一工作流體w灌入本體21之中，即完成兩 相式熱傳元件20的制作，如圖3F所示。最后再以緊配、焊接或其它均等方 式，將散熱鰭片25連結于兩相式熱傳元件20的外側，即完成本發(fā)明的散熱 裝置2。承上，本發(fā)明的散熱裝置2，可應用在一發(fā)熱的電子元件，例如中央處 理器、電晶體、伺服器、高階繪圖卡、硬盤、電源供應器、行車控制系統、 多媒體電子機構、無線通信基地臺或高階游戲機等，都可以發(fā)揮其應有的功 效，使用時只要將本體21與熱源直接接觸或透過一底座(例如是一實心金屬 塊體)而與熱源接觸，即可發(fā)揮散熱的功效。連續(xù)式毛細結構23的構成可為金屬彈簧狀、溝槽狀、柱狀、網狀或以 粉粒燒結成型的多孔質結構的其中之一或其組合，且由于連續(xù)式毛細結構23 形成于本體21的所有內表面而為一體式連續(xù)性的毛細結構，故毛細力不會 中斷或減少，使得兩相式熱傳元件20可具有高熱傳效率。再者，罐體22的底部222、側壁部221以及蓋體211的材質可為選自鋁、 銅、鈦、鉬、銀、不銹鋼、-灰鋼或其它合金所組成族群其中之一所形成的一相連的散熱鰭片25，通過對流作用而快速地將熱逸散至外界。狀熱管，也可以是一扁平式熱管、平板式熱管、橫躺式熱柱或其它形式的熱 管結構，且其截面形狀并不受限制，可依據使用者所需設計為圓形、三角形、 四邊形、多邊形或其他幾何形狀。其內部的連續(xù)式毛細結構23都不會受到 外形所限制，均具有良好的散熱效能。綜上所述，本發(fā)明的散熱裝置2，可以通過制作工藝上的改良，解決現 有熱管毛細力中斷或減少的問題，加快工作液體w回流的速度，提升散熱效 能并有效提升電子產品的穩(wěn)定性。以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范 疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含在所附的權利要求中。
權利要求
1.一種兩相式熱傳元件，包括本體，其內部為一密閉空間；以及連續(xù)式毛細結構，設置在該本體的所有內表面上。
2. 如權利要求1所述的兩項式熱傳元件，其中該連續(xù)式毛細結構包括金 屬彈簧狀、溝槽狀、柱狀、網狀或以粉粒燒結成型的多孔質結構的其中之一 或其組合。
3. 如權利要求1所述的兩相式熱傳元件，其中該連續(xù)式毛細結構與該本 體之間具有高熱傳效率，且該連續(xù)式毛細結構的材質包括選自塑膠、金屬、 合金、多孔性非金屬材料所組成的族群其中之一。
4. 如權利要求1所述的兩相式熱傳元件，其中該本體包括罐體與蓋體， 該罐體具有一開放端，且當該蓋體與該罐體結合時，該蓋體封閉該罐體的開 放端。
5. 如權利要求4所述的兩相式熱傳元件，其中該罐體更包括底部與側壁 部，且該側壁部環(huán)設于該底部，且該側壁部與該底部是一體成型或互為二分 離的構件。
6. 如權利要求5所述的兩相式熱傳元件，其中該底部、該側壁部與該蓋 體的材質包括一高熱傳導材料，且該高熱傳導材料包括鋁、銅、鈦、鉬、銀、 不銹鋼、^_鋼或其它合金。
7. 如權利要求4所述的兩相式熱傳元件，其中該蓋體上更設有注水管用 以孑吏工作流體注入該本體中，而該工作流^本為無機化合物、純水、醇類、酮 類、液態(tài)金屬、冷媒、有機化合物或其混合物之一。
8. 如權利要求1所述的兩相式熱傳元件，其中該本體與熱源直接接觸或 透過底座而與該熱源接觸，該底座是實心金屬塊體，且該熱源是發(fā)熱的電子 元件，該電子元件為中央處理器、電晶體、伺服器、高階繪圖卡、硬盤、電 源供應器、行車控制系統、多媒體電子機構、無線通信基地臺或高階游戲機 等。
9. 如權利要求1所述的兩相式熱傳元件，其中該本體的截面形狀為圓形、 三角形、四邊形、多邊形或其他幾何形狀，且該兩相式熱傳元件是扁平式熱 管、平板式熱管、橫躺式熱柱或其它形式的熱管結構。
10. 如權利要求1所述的兩相式熱傳元件，其與多個散熱鰭片連結。
11. 一種兩相式熱傳元件的制作方法，其步驟包括提供一罐體，該罐體具有一開放端且該罐體內表面設置有第一毛細部； 加入一預定材在該罐體中；提供一蓋體，且將該蓋體與該罐體結合時，該蓋體封閉該罐體的該開放 端而共同形成一本體，且該本體的內部為一密閉空間；以及使該預定材在該蓋體的內表面上形成第二毛細部，且該第一毛細部與該 第二毛細部在該本體所有內表面上共同形成一連續(xù)式毛細結構。
12. 如權利要求11所述的制作方法，其中該第一毛細部包括金屬彈簧狀、 溝槽狀、柱狀、網狀或以粉粒燒結成型的多孔質結構的其中之一或其組合。
13. 如權利要求11所述的制作方式，其中該預定材為多個燒結粒，且更 包括一步驟倒置且搖晃該本體，使得該些燒結粒得以均勻分布在該蓋體的內表面 上，且該些燒結粒以燒結方式形成該第二毛細部在該蓋體的內表面上，且該 第一毛細部與該第二毛細部共同形成一連續(xù)式毛細結構。
14. 如權利要求11所述的制作方法，其中該蓋體上更設有注水管，且更 包括一步驟將一工作流體經由該注水管注入該本體中。
15. —種散熱裝置，包括 多個散熱鰭片；以及兩相式散熱元件，與該些散熱鰭片連結，該兩項式熱傳元件包括本體與 連續(xù)式毛細結構，該本體內部為一密閉空間，且該連續(xù)式毛細結構設置在該 本體的所有內表面上。
16. —種散熱裝置的制作方法，其步驟包括 提供多個散熱鰭片；提供兩相式熱傳元件，與該些散熱鰭片連結，該兩相式熱傳元件包括罐 體，該罐體具有開放端且該罐體內表面設置有第一毛細部； 加入一預定材于該罐體中；提供一蓋體，且將該蓋體與該罐體結合時，該蓋體封閉該罐體的開放端 而共同形成一本體，且該本體的內部為一密閉空間；以及使該預定材在該蓋體的內表面上形成一第二毛細部，且該第一毛細部與該第二毛細部在該本體所有內表面上共同形成一連續(xù)式毛細結構。
17.如權利要求16所述的制作方法，其中該些散熱鰭片與該兩相式熱傳 元件的連結方式為緊配、焊接或其它均等方式。
全文摘要
本發(fā)明公開一種散熱裝置、兩相式熱傳元件及其制作方法，其中該散熱裝置包括一兩相式熱傳元件與多個散熱鰭片，兩相式熱傳元件與散熱鰭片搭配使用，且兩相式熱傳元件包括一本體與一連續(xù)式毛細結構，本體的內部具有一密閉空間，連續(xù)式毛細結構設置在本體的所有內表面上。
文檔編號H01L23/34GK101336063SQ200710109558
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月25日 優(yōu)先權日2007年6月25日
發(fā)明者林祺逢, 游明輝, 陳錦明 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司