具平板式熱管的散熱模塊的製作方法

2023-11-07 16:06:42 1

專利名稱：具平板式熱管的散熱模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具平板式熱管的散熱模塊，尤指一種可供發熱模塊散發熱量 的散熱模塊，該散熱模塊包括有一平板式熱管以加強其散熱功能。
背景技術：
現今的各種電子設備中，通常具有一些發熱模塊會產生熱量，例如發光二極體、電 子晶片、中央處理器、電阻、電路板、電池、發熱器、太陽能板等，為使電子設備能正常運作， 所述這些發熱元件的熱量需要妥善地傳導出去。為傳導這些熱量，通常是設置一散熱模塊於該發熱模塊上。在散熱模塊中，熱管 的使用漸趨廣泛。熱管的工作原理是先在密封低壓導熱性能良好的金屬殼體內填充適量 的工作液體，並且利用工作液體在殼體內作汽液兩相之間的轉化時來吸收或放出大量的熱 量。工作液體通常選用汽化熱高、流動性好、化學性質穩定、沸點較低的液態物質，例如水、 乙醇、丙酮等。當熱管一端與一發熱源接觸以進行吸收熱量時，其內的工作液體因吸收大量 的熱量而受熱蒸發(汽化)，並且此汽化的汽體快速擴散至熱管的另一端以進行冷卻(放出 熱量)，接著當此汽體冷卻後則再次形成液體並沿著殼體的內壁回流至發熱源，如此往復循 環即可將發熱源產生的熱量從熱管的一端傳送至 另一端而散發出去。此外，為了加速冷卻 後液體的回流速度，通常在殼體的內壁上還設置有許多的毛細結構(該毛細結構通常為細 小的溝槽)，在毛細結構的毛細吸附力作用下，大大加速了液體的回流速度。由於熱管內的 工作液體循環速度很快，因此傳熱效率也相對提高，目前熱管在散熱領域得到廣泛而大量 的應用。此外，平板式熱管(Flat Heat Pipe)也被發展出來以應用在電子熱傳，其優點在 於，大部分的熱管皆為長條圓柱型，與平面的電子晶片接觸為一大問題，而平板式熱管則解 決了此顧慮。傳統的散熱模塊通常使用一結構複雜的扣具以固定於發熱模塊上。扣具不僅增加 了散熱裝置的成本，也佔據電子設備內部的空間。此外，組裝扣具也耗費相當的人力。在實 際使用上，其散熱效果仍然具有進步的空間。傳統的散熱模塊結合了平板式熱管後，若要再配合散熱鰭片以加強其散熱功能， 通常也是需要複雜的結構以固定該散熱鰭片，往往增加許多成本，也降低散熱效果。若要再 進一步將含有散熱鰭片、平板式熱管、扣具的散熱模塊設置於電子設備上，更顯出其笨重的 缺點。於是，本發明人有感上述缺陷的可改善，且依據多年來從事此方面的相關經驗，悉 心觀察且研究，並配合學理的運用，而提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本實用新 型。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題，在於提供一種具平板式熱管的散熱模塊，其提供一種簡潔的結構以使該散熱模塊能穩固地結合於發熱模塊，藉此降低生產成本、減少佔 據的空間，以及減少人力組裝時間。本實用新型所要解決的技術問題，在於提供一種具平板式熱管的散熱模塊，其提 供上述簡潔的結構的同時，仍維持該平板式熱管的熱傳導效率。此外，本實用新型要解決的技術問題，更在於提供一種具平板式熱管的散熱模塊， 其提供一種簡潔的結構以使該散熱模塊便利地擴充散熱鰭片模塊及相關的固定機構，藉此 減少組裝於電子設備的時間及人力。為了解決上述技術問題，根據本實用新型的其中一種方案，提供一種具平板式熱 管的散熱模塊，供一發熱模塊散熱，其中該發熱模塊設有至少一固定孔。該散熱模塊包括一 平板式熱管及多個連接件，其中該平板式熱管，為一長形板體，其具有多個隔板形成於其內 部、多個液體流道形成於所述這些隔板之間、及多個組裝孔形成於該平板式熱管上；該多個 連接件設置於該發熱模塊的該固定孔及該平板式熱管的所述這些組裝孔之間，藉此固定該 發熱模塊於該平板式熱管上。為了解決上述技術問題，根據本實用新型的另一種方案，提供一種具平板式熱管 的散熱模塊，基於上述方案的結構，其中該組裝孔穿過該隔板，該隔板的寬度大於該組裝孔 的直徑。為了解決上述技術問題，根據本實用新型的另一種方案，提供一種具平板式熱管 的散熱模塊，基於上述方案的結構，進一步包括至少一散熱元件，如散熱鰭片模塊，該散熱 鰭片模塊設有固定孔，所述這些連接件穿過所述這些固定孔及所述這些組裝孔，藉此固定 該散熱鰭片模塊於該平板式熱板上。此外，還可以進一步設置一固定座於該對散熱段之間。因此，本實用新型的具有平板式散熱的散熱模塊具有下列的優點一、本實用新型利用所述這些連接件設置於該發熱模塊的該固定孔及該平板式熱 管的所述這些組裝孔之間，以固定該發熱模塊於該平板式熱管上。藉此提供一簡潔的結構 以使該發熱模塊能穩固地結合於散熱模塊，具有生產成本降低、佔據空間減少，以及組裝人 力減少的優點。二、本實用新型基於上述方案的結構，再進一步將該組裝孔設置於該隔板內，並且 使該隔板的寬度大於該組裝孔的直徑。藉此本實用新型提供上述簡潔的結構的同時，仍維 持幾乎相同的熱傳導效率。三、本實用新型基於上述的組裝結構，進一步可以在散熱鰭片模塊上設置固定孔， 利用這些連接件穿過這些固定孔及這些組裝孔，藉此固定該散熱鰭片模塊於該平板式熱板 上。藉此本實用新型容易應散熱需求而擴充組合其他模塊。此外，還可以進一步設置一固定座於該對散熱段之間。藉此，本實用新型的簡潔結 構使該散熱模塊得以便利地擴充散熱鰭片模塊及相關的固定機構，並且可以減少組裝於電 子設備的時間及人力。為了能更進一步了解本新型實用新型為達成預定目的所採取的技術、手段及功 效，請參閱以下有關本新型實用新型的詳細說明與附圖，相信本新型實用新型的目的、特徵 與特點，當可由此得一深入且具體的了解，然而所附附圖僅提供參考與說明用，並非用來對 本實用新型加以限制。

圖1為本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊與發熱模塊的立體分解圖；圖2為本實用新型中的組裝孔依據圖IA A剖面線的第一實施例的放大剖視圖；圖3為本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊與發熱模塊的立體組合圖；圖4為本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊應用於發光二極體的立體組合圖；圖5為本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊第二實施例的立體組合圖；圖6為本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊第三實施例的立體組合圖；圖7為本實用新型中的組裝孔依據圖IA A剖面線的第二實施例的放大剖視圖；圖8為依據本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊的第一組實驗示意圖；圖9為依據本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊的第二組實驗示意圖；及圖10為依據本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊的實驗數據曲線圖。主要元件附圖標記說明具平板式熱管的散熱模塊l、la、lb平板式熱管10、10b隔板101、103組裝孔102液體流道104通孔106連接件12、12b散熱鰭片模塊14固定座16固定孔160側壁164卡合突緣168螺旋接頭6螺旋部62發光二極體 7凹孔70光源74發熱模塊8、8a、8b固定孔80發光二極體822、824電子晶片84發光件9電路板92電源線96
組裝段105
散熱段107
接合部162
收容空間166
延伸部64
基板72
基板82
發光二極體94
電子零件98
具體實施方式請參考圖1，為本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊與發熱模塊的立體分解圖。本實施例中提供一種具平板式熱管的散熱模塊1，其包括一平板式熱管10以及多個連接 件12以固定一發熱模塊8於其上。該平板式熱管10為一長形板體，其形成有多個組裝孔 (hole)102。本實施例中將一發光二極體燈具當作該發熱模塊8。該發熱模塊8含有一基板82， 該基板82具有焊接於其頂面的多個發光二極體822以及相對應於該組裝孔102的多個固 定孔80。所述這些連接件12穿過該發熱模塊8的該固定孔80及該平板式熱管10的所述 這些組裝孔102，藉此固定該發熱模塊8於該平板式熱管10上。本實用新型中該平板式熱管10的組裝孔102可以是圓孔、錐孔、螺絲形孔、異形 孔、或盲孔等等。該連接件12可以是螺絲、鉚釘等。然而在本實用新型中，該連接件的應用 可以是相當廣泛的，例如可以利用熱固性高分子材料灌注於該發熱模塊8的該固定孔80及 該平板式熱管10的所述這些組裝孔102之間而使之固定。或者，熔接的金屬也可以當作連 接件以固定該平板式熱管10與該發熱模塊8。請參考圖2，為本實用新型中的組裝孔依據圖IA A剖面線的第一實施例的放大剖 視圖。本實用新型的平板式熱管10內部較佳為多流道設計，其用處在於可以增加內部液體 容量、增加毛細力和使內部流體液氣分流，減少液氣相互之間的摩擦力。其內部微結構方式 則可以是空心管、構槽、實心、燒結、粉末等等。在本實施例中，該平板式熱管10的內部具有 多個的隔板101、103、多個形成於所述這些隔板101之間的液體流道104以收納工作液體。 其中該組裝孔102較佳地乃是穿過該隔板101，並且使該隔板101的寬度大於該組裝孔102 的直徑。該隔板101可以是在熱管制造時就預先布置的，並配合發熱模塊8的設計。藉此 本實用新型仍可維持該平板式熱管10的熱傳導及散熱效率，並不受影響。請參考圖3，為本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊與發熱模塊的立體組合圖。 本實用新型利用所述連接件12的簡潔的結構，固定該發熱模塊8於該平板式熱管10。藉此 即可以使該散熱模塊能穩固地結合於發熱模塊，具有生產成本降低、佔據空間減少，以及組 裝人力減少的優點。依本實用新型上述的構想，可以運用在多種的發熱模塊上，例如發光二極體、電子 元件、中央處理器、電阻、電路板、鋁質散熱基板(MCPCB)、電池、發熱器、太陽能板。以發光二 極管為例，其輸入功率僅有15至20%轉換為光，其餘80至85%則轉換成熱，若這些熱未適 時排出至外界，那麼將會使發光二極體晶粒界面溫度(JimctionTemperature)過高而影響 發光效率及發光壽命。隨著發光二極體晶粒提升亮度而增加功耗瓦數，其散熱課題已是不 容克緩。再者，由於發光二極體的單價低，若再設置其他的扣具，則增加許多的成本，因此本 實用新型特別適合運用於發光二極體。請參考圖4，為本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊應用於發光二極體的立體 組合圖。此實施例以具有較佳傳導效率的金屬基板電路板(MCPCB)的發光二極體7為例， 其設有一金屬材質的基板72及一光源74，該基板72的邊緣凹設多個凹孔70。本實用新型 的具平板式熱管的散熱模塊10可利用該連接件12，例如螺絲、螺杆…等，固定該基板72邊 緣的凹孔70。藉此本實用新型提供一簡潔的結構非常適合供該發光二極體7穩固地結合於 散熱模塊。請參考圖5，為本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊第二實施例的立體組合圖。 由上述的構想延伸，本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊可以便利擴充其他散熱元件，
6例如散熱鰭片、風扇、水冷模塊、甚至其他的平板式熱管等。藉由在散熱元件設置一些固定 孔，例如風扇的殼體上的螺孔，即可容易與本實用新型結合。以此圖為例，本實用新型的具 平板式熱管的散熱模塊Ia的頂面設有一發熱模塊8a。該發熱模塊8a上設有另一種型式的 發光二極體824。本實施例的底面進一步具有一散熱鰭片模塊14。該散熱鰭片模塊14設 有固定孔140，所述這些連接件12穿過所述固定孔140及該平板式熱管10上的所述這些組 裝孔102，藉此可極為便利地固定該散熱鰭片模塊14於該平板式熱板10上。因此本實用新 型的具平板式熱管的散熱模塊可以非常容易擴充散熱元件，以因應更大功率的電子元件的 散熱需求。本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊，基於上述組合件的簡潔結構，進一步可 利用平板式熱管可彎折的特點，不僅可減少其整體佔據的面積，更可以多樣化結合電子元 件以呈現多種用途。本實用新型列舉一應用於發光二極體燈具的實施例如下。請參考圖6，為本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊第三實施例的立體組合圖。 本實施例中，利用本實用新型的實用新型精神可容易組裝為一發光二極體燈具。本實用新 型提供一平板式熱管的散熱模塊lb，其包括有一彎折呈U字型的平板式熱管10b、多個連 接件12b、及一對散熱鰭片模塊14。該平板式熱管IOb具有一組裝段105、一對由該組裝段 105兩側彎折形成的散熱段107。該組裝段105可供設置一發光二極體的發光件9，然而這 僅是本實施例中所應用的方式。可推論的，該組裝段105上可以設置各式可應用的發熱模 塊。該發光件9具有一電路板92及多顆發光二極體94設置於該電路板92上。該組裝段 105及該對散熱段107各設有多個組裝孔102。所述這些組裝孔102較佳乃是平行地設置 於平板式熱管10b，藉此以集中於隔板或某一、二條流道上。其中所述這些連接件12b固定 該發光件9於該組裝段105上以及該散熱鰭片模塊14於該散熱段107上。基於上述的實施例，本實用新型進一步設置一固定座16於該對散熱段107之間。 本實用新型藉由該固定座16可便利地結合於其他電子設備，例如鎖附、卡合的方式。本實 施例中該固定座16的底端形成有一接合部162，該接合部162可供連接於一電子設備上。 如圖6所示，該電子設備為一延伸接頭6，例如傳統燈泡的標準螺旋接頭。該延伸接頭6具 有一螺旋部62及一延伸部64，該延伸部64連接於該固定座16的該接合部162。本實施例 中該接合部162的底緣形成有一卡合突緣168以卡合的方式連接於該延伸部64。該固定座16的中間還形成有一收容空間166以收容該發光件9的電源線96及其 相關的電子零件98，如電容、電阻…等。該電源線96可由該組裝段105的通孔106穿過該 平板式熱管10b。該固定座16具有一對側壁164可用螺鎖的方式固定於該平板式熱管IOb 上，如圖6所示，該側壁164形成有多個固定孔160相對應於該散熱段107的所述這些組裝 孔102。由此實施例，可得知本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊，基於組合件的簡潔結 構並進一步利用平板式熱管可彎折的特點，形成一可結合於傳統燈座的發光二極體燈具。請參考圖7，為本實用新型中的組裝孔依據圖IA A剖面線的第二實施例的放大剖 視圖。本實用新型中該平板式熱管10的該組裝孔102也可以是貫穿過該液體流道104。由 於本實用新型的平板式熱管10採多流道設計，因此若將所述這些組裝孔102集中在一道或 二道流導內，仍有許多流道可保持其功能運作。本實用新型於後面提供實驗說明，此實施例 仍可提供相當的散熱功能。請參考圖8及圖9，為依據本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊的第一組及第二組實驗示意圖。本實用新型的發明人，以圖7中組裝孔的實施例作實驗，並以未設組裝孔 的平板式熱管作為對照組。此實驗中取一平板式熱管10，長200mm，內部具有14道流道，充 填丙酮。此實驗將平板式熱管形成段差，三段的長度分別為L1段80mm，L2段40mm，L3段 80mm。L1段設置發熱模塊8b，在本實驗中為一可調整發熱功率的電熱板，其包括有一基板 82及一可發熱的電子晶片84。藉由連接件12穿過該基板82的固定孔80固定於該平板式 熱管10上。該電熱板8藉由通過電流的大小可控制其發熱功率。此實驗分別以10、30、50、 60、70、80、90、100 瓦進行量測。如圖8所示，在該平板式熱管10的L1段上設兩個組裝孔102為第一組；如圖9所 示，在L1段上設四個組裝孔102為第二組。其中第一組與第二組的組裝孔均設於同樣的二 條流道上，亦即該平板式熱管10均保持有12條流道。另外，沒有設組裝孔的為對照組(未 圖示)，電熱板是藉由散熱貼片固定於平板式熱管上。請參考圖10，為依據本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊的實驗數據曲線圖。 經由此實驗數據曲線圖，至少有兩個發現，首先，兩個組裝孔的第一組以及設有四個組裝孔 的第二組，兩者曲線大致重疊。說明組裝孔設在同樣的流道時，其散熱效率是相同的。再者， 與未設組裝孔的對照組比對，三組在70瓦以下時，其散熱效率相差無幾。亦即說明，在十四 道流道的平板式熱管其中二道設置組裝孔時，在模擬功率高達七十瓦時，其散熱效率仍是 相當的，三者相差無幾。此實驗證明本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊，借著應用多流 道的平板式熱管，即使將組裝孔直接穿過平板式熱管的流道，在損失一至二流道的情形下， 仍是具有相當好的散熱效率。總結上述的說明，本實用新型的具平板式熱管的散熱模塊具有下列的優點—、本實用新型以在平板式熱管上形成組裝孔並配合連接件，可將發熱模塊容易 地固定於該平板式熱管上。其中該連接件可以是常見的螺杆、螺絲、或鉚釘等，藉此提供一 簡潔的結構以使該發熱模塊能穩固地結合於散熱模塊，具有生產成本降低、佔據空間減少， 以及組裝人力減少的優點。二、本實用新型不論是將該組裝孔設置於平板式熱板的隔板內，或者將組裝孔穿 過流道，藉由實驗證明，在提供簡潔的結構同時，在一定的高功率發熱模塊下，本實用新型 仍維持幾乎相同的熱傳導效率。三、本實用新型容易擴充組合其他模塊以因應不同需求，例如可以在散熱鰭片模 塊，或者在其他的散熱模塊上設置固定孔，再利用所述這些連接件穿過所述這些固定孔，借 此可便利地固定該散熱鰭片模塊、或者其他的散熱模塊於該平板式熱板上。四、本實用新型還可以利用平板式熱管可彎折的特性，特別列舉彎折成U型的平 板式熱管，得以便利地擴充散熱鰭片模塊及相關的固定機構，不僅可減少其整體佔據的面 積，更可以多樣化結合電子元件以呈現多種用途。
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權利要求一種具平板式熱管的散熱模塊，供一發熱模塊散熱，其中該發熱模塊設有至少一固定孔，其特徵在於，包括一平板式熱管，為一長形板體，具有多個隔板形成於其內部、多個液體流道形成於所述這些隔板之間、及多個組裝孔；及多個連接件，設置於該發熱模塊的該固定孔及該平板式熱管的所述這些組裝孔之間，以固定該發熱模塊於該平板式熱管上。
2.如權利要求1所述的具平板式熱管的散熱模塊，其特徵在於，上述組裝孔穿過該隔 板，該隔板的寬度大於該組裝孔的直徑。
3.如權利要求1所述的具平板式熱管的散熱模塊，其特徵在於，上述組裝孔穿過該液 體流道。
4.如權利要求1所述的具平板式熱管的散熱模塊，其特徵在於，上述連接件為一螺絲 或鉚釘。
5.如權利要求1所述的具平板式熱管的散熱模塊，其特徵在於，上述連接件為一熔接 的金屬。
6.如權利要求1所述的具平板式熱管的散熱模塊，其特徵在於，進一步包括至少一散 熱元件，該散熱元件設有固定孔，所述這些連接件穿過所述這些固定孔及所述這些組裝孔， 藉此固定該散熱元件於該平板式熱板上。
7.如權利要求6所述的具平板式熱管的散熱模塊，其特徵在於，上述散熱元件為一風扇。
8.如權利要求6所述的具平板式熱管的散熱模塊，其特徵在於，上述散熱元件為一散 熱鰭片模塊。
9.如權利要求8所述的具平板式熱管的散熱模塊，其特徵在於，上述平板式熱管彎折 呈U字型，具有一組裝段、一對由該組裝段兩側彎折形成的散熱段，其中所述這些組裝孔平 行地設置於該組裝段及所述這些散熱段，其中所述這些連接件固定該發熱模塊於該組裝段 上以及該散熱鰭片模塊於該散熱段上。
10.如權利要求9所述的具平板式熱管的散熱模塊，其特徵在於，進一步具有一固定座 設置於該對散熱段之間，該固定座具有一對側壁，該對側壁各形成有多個固定孔相對應於 該散熱段的所述這些組裝孔，該固定座的該對側壁之間形成有一收容空間以收容該發熱模 塊的電源線。
11.如權利要求10所述的具平板式熱管的散熱模塊，其特徵在於，上述固定座的底端 形成有一接合部，該接合部固定於一電子設備上。
12.如權利要求11所述的具平板式熱管的散熱模塊，其特徵在於，上述電子設備為一 螺旋接頭。
專利摘要一種具平板式熱管的散熱模塊，可供一發熱模塊結合於其上並散熱，其中該發熱模塊設有至少一固定孔；該散熱模塊包括一平板式熱管及多個連接件，其中該平板式熱管，為一長形板體，其具有多個形成於其內部的隔板、多個形成於所述這些隔板之間的液體流道、及凹設於該平板式熱管上的多個組裝孔；該多個連接件設置於該發熱模塊的該固定孔及該平板式熱管的所述這些組裝孔之間，藉此固定該發熱模塊於該平板式熱管上。本實用新型提供一簡潔的結構以使該發熱模塊能穩固地結合於散熱模塊，具有生產成本降低、佔據空間減少，以及組裝人力減少的優點。
文檔編號H05K7/20GK201639905SQ20102010013
公開日2010年11月17日 申請日期2010年1月22日 優先權日2010年1月22日
發明者莊宜靜, 邱世彬, 陳彥樺 申請人:可成科技股份有限公司