TWM457222U - 散熱裝置 - Google Patents

Description

散熱裝置

本創作有關於一種散熱裝置，尤指一種以蒸發腔體作為熱傳導基底之散熱裝置。

散熱裝置與電子產品的發展息息相關。由於電子產品在運作時，電路中的電流會因阻抗的影響而產生不必要的熱能，如果這些熱能不能有效地排除而累積在電子產品內部的電子元件上，電子元件便有可能因為不斷升高的溫度而損壞。因此，散熱裝置的優劣影響電子產品的運作甚鉅。

目前，電子產品最常用的散熱裝置是透過將熱管的一端接觸會產生熱的電子元件，另一端連接散熱鰭片，並以散熱風扇對散熱鰭片進行散熱。然而，散熱風扇在高轉速之下所產生的擾人噪音及高耗電量，常常是製造業者所難以克服之問題。因此，散熱裝置便因應而生。

一般的散熱裝置係以銅板作為熱傳導基底，由於銅的熱傳導係數僅為約380W/mK，當電子元件在單位時間所產生的熱量非常大時，一般的散熱裝置便無法有效將熱量帶走，使得電子裝置因溫度提高而影響其效能。

本創作提供一種以蒸發腔體作為熱傳導基底之散熱裝置，以解決上述之問題。

根據一實施例，本創作之散熱裝置包含一蒸發腔體、一冷卻單元、一泵浦、一第二導引管道、一第三導引管道、一第四導引管道以及一液體。蒸發腔體具有一第一毛細結構，且第一毛細結構形成於蒸發腔體之內部。冷卻單元包含一第一儲存腔體、一第二儲存腔體以及複數個第一導引管道，其中第一導引管道連通第一儲存腔體與第二儲存腔體。第二導引管道連通第一儲存腔體與泵浦。第三導引管道連通泵浦與蒸發腔體。第四導引管道連通蒸發腔體與第二儲存腔體。液體填充於蒸發腔體中。蒸發腔體、冷卻單元、泵浦、第二導引管道、第三導引管道與第四導引管道皆被抽真空。

綜上所述，當本創作之散熱裝置用來對電子元件進行散熱時，散熱裝置之蒸發腔體係貼設於電子元件上。換言之，本創作係以蒸發腔體取代傳統的銅板作為熱傳導基底。當蒸發腔體吸收電子元件所產生的熱量時，蒸發腔體中的液體會因溫度升高而漸漸蒸發，進而轉換為蒸氣。接著，蒸氣流動至冷卻單元，再經由冷卻單元的冷卻而變回液體。最後，再藉由泵浦將液體自冷卻單元送回蒸發腔體中，而完成散熱循環。蒸發腔體之內部的第一毛細結構可有效吸附液體，進而增加液體受熱蒸發的效率。藉此，蒸發腔體即可有效將 電子元件所產生的熱量帶走。因此，本創座之散熱裝置兼具液冷與兩相流功能。

關於本創作之優點與精神可以藉由以下的創作詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱第1圖至第3圖，第1圖為根據本創作第一實施例之散熱裝置1的立體圖，第2圖為第1圖中的散熱裝置1於另一視角的立體圖，第3圖為第1圖中的散熱裝置1對電子元件3進行散熱的前視圖。如第1圖至第3圖所示，散熱裝置1包含一蒸發腔體10、一冷卻單元12、一泵浦14、一第二導引管道16、一第三導引管道18、一第四導引管道20、一液體22、複數個散熱片24以及一第一風扇26。

於此實施例中，蒸發腔體10具有一第一毛細結構100，且第一毛細結構100形成於蒸發腔體10之內部，其中第一毛細結構100可為溝槽式毛細結構、多孔性毛細結構、網狀毛細結構、粉末燒結毛細結構或複合式毛細結構，視實際應用而定。需說明的是，上述之複合式毛細結構可由溝槽式毛細結構、多孔性毛細結構、網狀毛細結構與粉末燒結毛細結構中的至少兩種毛細結構組成。液體22係填充於蒸發腔體10中。液體22可為水、丙醇或其它易受熱蒸發之液體。

冷卻單元12包含一第一儲存腔體120、一第二儲存腔體122以及複數個第一導引管道124。第一導引管道124連通第一儲存腔體120與第二儲存腔體122，第二導引管道16連通第一儲存腔體120與泵浦14，第三導引管道18連通泵浦14與蒸發腔體10，且第四導引管道20連通蒸發腔體10與第二儲存腔體122。於此實施例中，蒸發腔體10、冷卻單元12、泵浦14、第二導引管道16、第三導引管道18與第四導引管道20皆被抽真空。舉例而言，可在蒸發腔體10之一側預留一開口(未顯示)，在將蒸發腔體10、冷卻單元12、泵浦14、第二導引管道16、第三導引管道18與第四導引管道20組裝完成後，經由此開口將液體22填充於蒸發腔體10中，再進行抽真空。最後，再將此開口燒結封閉。藉此，即可使蒸發腔體10、冷卻單元12、泵浦14、第二導引管道16、第三導引管道18與第四導引管道20皆處於真空狀態。

散熱片24與第一導引管道124交錯設置且相互接觸。於此實施例中，散熱片24可呈鋸齒狀，以增加散熱片24的散熱面積，但不以此為限。於此實施例中，蒸發腔體10、冷卻單元12與散熱片24可由鋁、銅或其它具有高熱傳導率之材料製成，視實際應用而定；第二導引管道16、第三導引管道18與第四導引管道20可由銅或塑膠製成，但不以此為限。第一風扇26設置於第一導引管道124與散熱片24的一側。於此實施例中，第一風扇26可為軸流風扇，但不以此為限。當第一風扇26運轉時，第一風扇26即可產生氣流將第 一導引管道124與散熱片24上的熱量帶走。

如第3圖所示，當散熱裝置1用來對電子元件3進行散熱時，散熱裝置1之蒸發腔體10係貼設於電子元件3上。當蒸發腔體10吸收電子元件3所產生的熱量時，蒸發腔體10中的液體22會因溫度升高而漸漸蒸發，進而轉換為蒸氣。於此實施例中，蒸發腔體10之內部的第一毛細結構100可有效吸附液體18，進而增加液體18受熱蒸發的效率。藉此，蒸發腔體10即可有效將電子元件3所產生的熱量帶走。接著，蒸氣經由第四導引管道20朝第3圖中箭頭所指示的方向流動至冷卻單元12之第二儲存腔體122，再朝第3圖中箭頭所指示的方向流動至第一導引管道124。此時，蒸氣的熱量會被與第一導引管道124接觸的散熱片24吸走並且由第一風扇26所產生的氣流帶走，使得蒸氣經冷卻而變回液體18。最後，再藉由泵浦14將液體18自第一儲存腔體120經由第二導引管道16與第三導引管道18送回蒸發腔體10中，而完成散熱循環，其中第3圖中箭頭所指示的方向即為散熱循環的方向。一般而言，泵浦14中設置有馬達等驅動元件(未顯示)，以使液體18朝第3圖中箭頭所指示的方向流動。

如第3圖所示，第二導引管道16可具有一第二毛細結構160，且第二毛細結構160形成於第二導引管道16之內部；第三導引管道18可具有一第三毛細結構180，且第三毛細結構180形成於第三導引管道18之內部。第二毛細結構160與第三毛細結構180可為溝槽 式毛細結構、多孔性毛細結構、網狀毛細結構、粉末燒結毛細結構或複合式毛細結構，視實際應用而定。第二毛細結構160與第三毛細結構180可吸附液體18，進而加速液體18自第一儲存腔體120回流至蒸發腔體10中。

配合第1圖，請參閱第4圖。第4圖為根據本創作第二實施例之散熱裝置1'的立體圖。散熱裝置1'與上述的散熱裝置1的主要不同之處在於，散熱裝置1'另包含一第二風扇28，且第二風扇28與第一風扇26分別設置於第一導引管道124與散熱片24的相對二側。於此實施例中，第二風扇28亦可為軸流風扇，但不以此為限。當第一風扇26與第二風扇28同時運轉時，第一風扇26與第二風扇28即可產生氣流將第一導引管道124與散熱片24上的熱量帶走。藉此，可避免單一風扇的轉速過高而產生惱人的噪音。需說明的是，第4圖中與第1圖中所示相同標號的元件，其作用原理大致相同，在此不再贅述。

配合第1圖至第3圖，請參閱第5圖至第7圖。第5圖為根據本創作第三實施例之散熱裝置1"的立體圖，第6圖為第5圖中的散熱裝置1"於另一視角的立體圖，第7圖為第5圖中的散熱裝置1"對電子元件3進行散熱的前視圖。散熱裝置1"與上述的散熱裝置1的主要不同之處在於，散熱裝置1"之蒸發腔體10與冷卻單元12平行，而散熱裝置1之蒸發腔體10與冷卻單元12垂直。因此，如第3圖與第7圖所示，本創作可根據電子元件3於電子裝置(未顯示) 中的擺放位置與電子裝置的內部空間需求，以散熱裝置1或散熱裝置1"對電子元件3進行散熱。需說明的是，第5至7圖中與第1至3圖中所示相同標號的元件，其作用原理大致相同，在此不再贅述。

配合第5圖，請參閱第8圖。第8圖為根據本創作第四實施例之散熱裝置1'''的立體圖。散熱裝置1'''與上述的散熱裝置1"的主要不同之處在於，散熱裝置1'''另包含一第二風扇28，且第二風扇28與第一風扇26分別設置於第一導引管道124與散熱片24的相對二側。於此實施例中，第二風扇28亦可為軸流風扇，但不以此為限。當第一風扇26與第二風扇28同時運轉時，第一風扇26與第二風扇28即可產生氣流將第一導引管道124與散熱片24上的熱量帶走。藉此，可避免單一風扇的轉速過高而產生惱人的噪音。需說明的是，第8圖中與第5圖中所示相同標號的元件，其作用原理大致相同，在此不再贅述。

綜上所述，當本創作之散熱裝置用來對電子元件進行散熱時，散熱裝置之蒸發腔體係貼設於電子元件上。換言之，本創作係以蒸發腔體取代傳統的銅板作為熱傳導基底。當蒸發腔體吸收電子元件所產生的熱量時，蒸發腔體中的液體會因溫度升高而漸漸蒸發，進而轉換為蒸氣。接著，蒸氣流動至冷卻單元，再經由冷卻單元的冷卻而變回液體。最後，再藉由泵浦將液體自冷卻單元送回蒸發腔體中，而完成散熱循環。蒸發腔體之內部的第一毛細結構可有效吸附液體，進而增加液體受熱蒸發的效率。藉此，蒸發腔體即可有效將 電子元件所產生的熱量帶走。因此，本創座之散熱裝置兼具液冷與兩相流功能。

以上所述僅為本創作之較佳實施例，凡依本創作申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本創作之涵蓋範圍。

1、1'、1"、1'''‧‧‧散熱裝置

3‧‧‧電子元件

10‧‧‧蒸發腔體

12‧‧‧冷卻單元

14‧‧‧泵浦

16‧‧‧第二導引管道

18‧‧‧第三導引管道

20‧‧‧第四導引管道

22‧‧‧液體

24‧‧‧散熱片

26‧‧‧第一風扇

28‧‧‧第二風扇

100‧‧‧第一毛細結構

120‧‧‧第一儲存腔體

122‧‧‧第二儲存腔體

124‧‧‧第一導引管道

160‧‧‧第二毛細結構

180‧‧‧第三毛細結構

第1圖為根據本創作第一實施例之散熱裝置的立體圖。

第2圖為第1圖中的散熱裝置於另一視角的立體圖。

第3圖為第1圖中的散熱裝置對電子元件進行散熱的前視圖。

第4圖為根據本創作第二實施例之散熱裝置的立體圖。

第5圖為根據本創作第三實施例之散熱裝置的立體圖。

第6圖為第5圖中的散熱裝置於另一視角的立體圖。

第7圖為第5圖中的散熱裝置對電子元件進行散熱的前視圖。

第8圖為根據本創作第四實施例之散熱裝置的立體圖。

1‧‧‧散熱裝置

3‧‧‧電子元件

10‧‧‧蒸發腔體

12‧‧‧冷卻單元

14‧‧‧泵浦

16‧‧‧第二導引管道

18‧‧‧第三導引管道

20‧‧‧第四導引管道

22‧‧‧液體

26‧‧‧第一風扇

100‧‧‧第一毛細結構

120‧‧‧第一儲存腔體

122‧‧‧第二儲存腔體

160‧‧‧第二毛細結構

180‧‧‧第三毛細結構

Claims (10)

1. 一種散熱裝置，包含：一蒸發腔體，具有一第一毛細結構，該第一毛細結構形成於該蒸發腔體之內部；一冷卻單元，包含一第一儲存腔體、一第二儲存腔體以及複數個第一導引管道，該等第一導引管道連通該第一儲存腔體與該第二儲存腔體；一泵浦；一第二導引管道，連通該第一儲存腔體與該泵浦；一第三導引管道，連通該泵浦與該蒸發腔體；一第四導引管道，連通該蒸發腔體與該第二儲存腔體；以及一液體，填充於該蒸發腔體中；其中，該蒸發腔體、該冷卻單元、該泵浦、該第二導引管道、該第三導引管道與該第四導引管道皆被抽真空。
2. 如請求項1所述之散熱裝置，另包含複數個散熱片，該等散熱片與該等第一導引管道交錯設置且相互接觸。
3. 如請求項2所述之散熱裝置，其中該等散熱片呈鋸齒狀。
4. 如請求項2所述之散熱裝置，另包含一第一風扇，設置於該等第一導引管道與該等散熱片的一側。
5. 如請求項4所述之散熱裝置，另包含一第二風扇，該第二風扇與該第一風扇分別設置於該等第一導引管道與該等散熱片的相對二側。
6. 如請求項1所述之散熱裝置，其中該液體為水或丙醇。
7. 如請求項1所述之散熱裝置，其中該第二導引管道具有一第二毛細結構，該第二毛細結構形成於該第二導引管道之內部。
8. 如請求項1所述之散熱裝置，其中該第三導引管道具有一第三毛細結構，該第三毛細結構形成於該第三導引管道之內部。
9. 如請求項1所述之散熱裝置，其中該蒸發腔體與該冷卻單元垂直。
10. 如請求項1所述之散熱裝置，其中該蒸發腔體與該冷卻單元平行。