一種蒸氣腔體散熱器的製作方法
2024-02-05 06:01:15 1
專利名稱：一種蒸氣腔體散熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種蒸氣腔體散熱器，特別是一種在腔體內熱源周圍增加毛細 空間，以有效利用毛細現象來提高散熱效率的蒸氣腔體散熱器。
背景技術：
請參照圖l，其為一般蒸氣腔體散熱器的結構示意圖。依目前市面上所推行的蒸氣腔體散熱器，必然會有一個腔體112以容置有借液氣相變化來散發熱 能的散熱液114，而腔體112內部對應發熱元件120的那一邊通常會為一平面， 均衡散布導熱粉末113，並將之燒結於此平面上。燒結後的導熱粉末113會形 成多個毛細空間，毛細空間用以容置散熱液114，換言之，即便是指散熱液114 滲入導熱粉末113之間。散熱器還具有一個散熱基座lll，熟熱基座lll設置 朝向發熱元件120的截面上，當散熱器要散除發熱元件12。的熱能時，將散 熱基座111接觸發熱元件120以將熱能傳導至散熱液114中，導熱粉末113 的作用即便是協助散熱基座111傳導熱能，並均衡發散熱能以加速傳導熱能於 散熱液114中。而腔體112的表面會設置多個鰭片115來協助散熱。
當散熱液114 一吸收熱能便會逐漸升溫，特別是滲入導熱粉末113之間的 散熱液114，其最為接近發熱元件120，相對的溫度也會提奸最快，當散熱液 114的溫度到達沸點時，散熱液114會由液態變化成氣態，而化為氣態的散熱 液114原來所處的位置會由其它液態的散熱液114遞補，此時散熱液114會因 毛細空間造成的毛細現象作而增加散熱液114遞補的速度，藉此不斷地進行液 氣相變化循環來散熱發熱元件120的熱能。
然而，先前的技術具有下列不可避免的弊端，即是導熱粉末的厚度容易影 響散熱液的散熱效果，其包含1、導熱粉末散布的厚度若是太薄，所能形成的毛細空間就會太過於稀少 而無法容置太多的散熱液，如此會造成當散熱液吸熱形成氣態時，其它液態的 散熱液會無法通過毛細現象作用以迅速遞補毛細空間的空缺處，反而會妨礙了
熱能傳導而造成熱能無法迅速發散。2、若是導熱粉末散布太厚，會使導熱粉末於燒結後變得太過於密實，而無法使散熱液滲入導熱粉末底部的毛細空間，而使熱能無法傳導至散熱液中， 以造成無法通過散熱液散發熱能的情況發生。發明內容本發明所要解決的技術問題在於提供一種蒸氣腔體散熱器，在腔體內部對 應發熱元件部位的周圍增加毛細空間，使散熱液能有效地利用毛細現象以迅速 遞補化為氣態的散熱液，並加速散熱液的液氣相變化循環，以迅速散除發熱元 件所產生的熱能，以達到增強散熱效果的蒸氣腔體散熱器。為了實現上述目的，本發明提供了一種蒸氣腔體散熱器，貼合於發熱元件， 並通過液氣相變化散除發熱元件所產生的熱能。蒸氣腔體散熱器本身包含有蓋 體、散熱基座與導熱粉末。散熱基座與蓋體接合併在兩者之間形成一個密閉的 容置空間，此容置空間用來容置散熱液，此散熱液具有液氣相變化的特性，並 藉此特性來散除熱能。而散熱基座具有一個貼合於發熱元件的基座貼面與一個 朝向容置空間的內面，將發熱元件所產生的熱能通過基座貼面與內面傳導至散熱液中。散熱基座的內面上具有凸起部，此凸起部設置的位置對應於基座貼面的位 置，其作用是在增加熱能傳導的路徑，以均衡散布並加速散除熱能於散熱液中。而散熱基座的內面上，均衡的布設導熱粉末以形成多個毛細空間來容置散 熱液。換言之，即便是散熱液會因此毛細空間而利用毛細現象來滲入導熱粉末 之間。然而，導熱粉末在布設的時候，會在凸起部的周緣沉積更多的導熱粉末， 以形成比其它布設區域數量更多的毛細空間，因此能容置更多的散熱液，以形 成如水庫般的容置效果。當散熱基座貼合於發熱元件時，發熱元件所產生的熱能通過散熱基座傳導 至散熱液中，而且導熱粉末會協助散熱基座傳導熱能，均衡發散熱能以加速熱 能散布於散熱液中。而散熱液一吸收熱能便會逐漸升溫，特別是滲入導熱粉末 之間且最為接近發熱元件的散熱液，溫度也提升最快。當散熱液的溫度到達沸 點轉化為氣態時，其所在位置會由其它液態的散熱液遞補，並利用毛細現象以 增加散熱液遞補的速度，藉此不斷地進行液氣相變化循環來散除發熱元件所產
生的熱能。而凸起部的周緣因毛細空間最多，容置的散熱液也最多，所以毛細 現象也最為旺盛，除了將液態的散熱液迅速遞補化為氣態的散熱液外，其部位 本身也能達到良好的散熱效果。此外，散熱基座通常是由熱傳導能力較好的材質，如銅、鋁、石墨、碳 化矽、氮化鋁及氮化硼所組成群組中至少一種所組合形成；而導熱粉末為銅粉、 鐵粉或鋁粉所組成群組中至少一種所組合形成。此外，依情況的需要，還可將蒸氣腔體散熱器作不同的設計，如(l)在 蓋體上增設鰭片以增加熱能傳導面積協助散熱。(2)將凸起部直接從散熱基座 的內面朝容置空間延伸形成。(3)因發熱元件可能具有多個可產生熱能的部位 (以下簡稱發熱部)，因此將凸起部的面積配置大於或小於基座貼面的面積，借 以因應發熱部的數量與位置。(4)基座貼面朝容置空間內陷於散熱基座，而內 陷位置的形狀能使散熱基座緊密貼合在發熱元件上，以達到最大的散熱效果。 而且凸起部可為對應基座貼面內陷位置而形成的凸起，藉此對應發熱部，並因 凸起部周緣具有較多的毛細空間以使散熱液利用毛細現象來迅速散除熱能，以 達成加倍的散熱效果。本發明的功效如下(1) 前述中有提到，凸起部周緣所沉積較厚的導熱粉末，所以會形成更多 的毛細空間以容置更多的散熱液，而形成如同水庫一般的容置效果。而且較厚 的導熱粉末除了能增強熱能發散之外，若是其周圍導熱粉末的毛細空間因散熱 液變化為氣態而來不及遞補散熱液時，此較厚導熱粉末所容置散熱液會通過毛 細現象作用以迅速遞補毛細空間的空缺處，以避免其空缺處因散熱液不足而導 致散熱效果不良，還能改善散熱液的液氣循環。(2) 雖凸起部周緣沉積較厚的導熱粉末，但也不會過於密實到使散熱液無 法滲入較底部的毛細空間，因此不會造成散熱效果不良的情形發生。以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的 限定。
圖l為現有技術的結構示意圖；圖2A為本發明的第一實施例的散熱器結構示意圖2B為本發明第一實施例的部分構件詳解圖；圖3為本發明熱能傳導示意圖；圖4為本發明的毛細空間導熱示意圖；圖5為本發明的第二實施例散熱器結構示意圖；圖6為本發明的第三實施例散熱器結構示意圖；以及圖7為本發明的第四實施例的散熱器結構示意圖。其中，附圖標記111散熱基座112腔體113導熱粉末114散熱液115鰭片120發熱元件211散熱基座212蓋體213凸起部214導熱粉末214a導熱粉末214b導熱粉末214c導熱粉末215散熱液216鰭片217內面218基座貼面220發熱元件221發熱部511散熱基座516內面611散熱基座613凸起部618基座貼面620發熱元件711散熱基座713凸起部718基座貼面720發熱元件721發熱部具體實施方式
請參照圖2A與圖2B，其為本發明的第一實施例的散熱器結構示意圖與部 分構件詳解圖，其主要包含散熱基座211、蓋體212、凸起部213、導熱粉末 214、散熱液215與多個鰭片216，而外部具有發熱元件220，且發熱元件220 具有可產生熱能的發熱部221。其中，散熱基座211具有一個用以貼合發熱元件220的基座貼面218以及 -個朝向容置空間的內面217，並在此內面217上設置對應基座貼面218的凸
起部213。而且散熱基座211與蓋體212接合時，會在兩者之間形成密閉的容 置空間，以容置散熱液215。而此內面217上布設導熱粉末214，以形成多個 毛細空間來容置散熱液215，而凸起部213周圍會沉積較多的導熱粉末214以 形成更多的毛細空間來增進散熱效果。此凸起部213的設置主要是當散熱基座貼合於發熱元件220時，對應發熱 元件220的發熱部221，並通過基座貼面218吸取發熱部221產生的熱能時， 增加熱能的傳導路徑來均衡散發熱能，再通過內面217配合導熱粉末214將熱 能傳導到散熱液215中。而鰭片216則是設置在蓋體212的外表上，以增加熱 能散布面積，以加速散熱效果。請參照圖3，其為本發明的熱能傳導示意圖。當散熱基座211貼合於發熱 元件220時，會將其熱能傳導至散熱液215中，而導熱粉末214系會輔助散熱 基座211均衡發散熱能以加速熱能散布於散熱液215中，而凸起部213會對應 發熱元件220的發熱部221，以延伸熱能傳導的路徑，來均衡熱能的散布，而 凸起部213周緣之導熱粉末214因厚度較厚且毛細空間較多，系可容置較多的 散熱液215以加強增熱效果。請參照4圖，其為本發明之毛細空間導熱示意圖。當凸起部213或散熱基 座211表面的導熱粉末(214a或214c)，其毛細空間所容置的散熱液215因吸 熱達到沸點變化成氣態，且其它地方的散熱液215來不及補充時，會從凸起部 213與散熱基座211之間較厚的導熱粉末214b處，以毛細現象作用將其所包 含的散熱液215迅速補充到導熱粉末214a或導熱粉末214c的毛細空間中。請參照圖5，其為本發明的第二實施例的散熱器結構示意圖，其凸起部可 與散熱基座一體成型，即如同散熱基座511所示，可根據使用者的需求，直接 將散熱基座511從內面516朝向容置空間直接延伸形成凸起部。請參照圖6，其為本發明的第三實施例的散熱器結構示意圖，其散熱基座 611的基座貼面618朝向容置空間內陷於散熱基座611中，此種設計的目的使 散熱基座611完全貼合於發熱元件620，以達到最大的散熱效果。此外，還能 將凸起部613設計成與基座貼面618內陷位置形狀相對應的凸起形狀，以達成 加倍的散熱效果。請參照圖7，其為本發明的第四實施例的散熱器結構示意圖。其中，發熱 元件720不一定只擁有一個發熱部721，然而為使有效散除發熱元件720所產 生的熱能，可將凸起部713設置於散熱基座711上的面積大於基底貼面718， 藉以涵蓋對應所有的發熱部721，以達到較佳的散熱效果。當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情 況下，熟悉本領域的技術人員可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這 些相應的改變和變形都應屬於本發明權利要求的保護範圍。
權利要求
1、 一種蒸氣腔體散熱器，其特徵在於，貼合於一發熱元件，並通過液氣 相變化散除該發熱元件所產生的熱能，該蒸氣腔體散熱器包含一蓋體；一散熱基座，該散熱基座接合於該蓋體並於兩者間形成一密閉的容置空 間，該容置空間容置有一以該液氣相變化來散除熱能的散熱液，該散熱基座具 有一貼合於該發熱元件的基座貼面及一朝向該容置空間的內面，該基座貼面將 該熱能經該散熱基座、及該內面而傳導至該散熱液，該內面對應該基座貼面處 具有一凸起部；以及一導熱粉末，該導熱粉末布設於該內面上，且該導熱粉末沉積於該凸起部 周緣的數量多於其它布設區域，以使在該凸起部周緣通過該導熱粉末形成的毛 細空間多於其它區域所形成的毛細空間。
2、 根據權利要求1所述的蒸氣腔體散熱器，其特徵在於，該凸起部由該 內面朝該容置空間延伸形成。
3、 根據權利要求1所述的蒸氣腔體散熱器，其特徵在於，該凸起部的面 積大於該基座貼面的面積。
4、 根據權利要求1所述的蒸氣腔體散熱器，其特徵在於，該凸起部的面 積小於該基座貼面的面積，且該凸起部的位置對應該發熱元件產生熱能的部 位。
5、 根據權利要求1所述的蒸氣腔體散熱器，其特徵在於，該基座貼面朝 該容置空間內陷於該散熱基座。
6、 根據權利要求5所述的蒸氣腔體散熱器，其特徵在於，該凸起部為對 應該基座貼面內陷位置而形成的凸起。
全文摘要
本發明涉及一種蒸氣腔體散熱器，貼合於一發熱元件並通過液氣相變化散除發熱元件所產生的熱能。此蒸氣腔體散熱器具有蓋體、貼合於發熱元件的散熱基座、以及導熱粉末，其中蓋體接合於散熱基座並在兩者間形成密閉的容置空間以容置借液氣相變化散熱的散熱液，散熱基座朝向容置空間的內面上具有對應發熱元件的凸起部，並在此面上布設有前述導熱粉末，以形成毛細空間，同時由於凸起部的周緣沉積的導熱粉末較其它布設區域為多，因此提供更多的毛細空間，以更能有效地利用毛細現象進行傳熱，提高散熱效果。
文檔編號G12B15/00GK101123862SQ20061011213
公開日2008年2月13日 申請日期2006年8月11日 優先權日2006年8月11日
發明者林茂青, 陳文華 申請人:英業達股份有限公司