潜热式散热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术揭示一种潜热式散热装置，系它利用内部填充高比热流体的吸热部与发热源宜接接触，提供具高热容积能力以吸取大量发热源的热量，而蒸发的流体填充于连通吸热部的蒸气流道内，再由一具良好的传导散热性的散热部将热量散至大气环境中；采用此热散方式，由于与发热源直接接触的吸热部具有高的热容积，不致形成接触部分产生局部过热的现象，同时利用流体在蒸气流道内的潜热变化进行放热，能提供较佳的散热能力。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术有关一种潜热式散热装置(heat sink)。传统的散热装置，例如为应用于一电脑的中央处理器(CPU)的散热片，如附图说明图1所示。由于产业技术的迅速发展，电子元件的发热量将愈来愈高而尺寸却愈来愈小，为了将此密集热量有效散发于系统外的环境，以维持元件于许可温度的下工作，通常以具有较大面积的底座22的散热片20附设于发热的电子元件10表面上，来增加其总体散热面积以提高散热效果。散热的方式通常为空气自然对流冷却，或以风扇行空气强制对流冷却。此时散热片的散热量、热阻及温差关系可由下列公式(李瑟夫著“在散热装置中的分散热阻的计算”，电子学冷却卷4，第1998号)表示为其中q=ΔTR0+Rc=Tb.max-TairRt----(1)]]>Rc=Ap-AskπApAs×λkApR0+tanh(λt)1+λkApR0tanh(λt)----(2)]]>λ=π2/3Ap+1As----(3)]]>方程式中ΔT为散热片底座22最高温度Lb,max与环境温度Tair的差，R0为散热片20的平均热阻，其为整体散热片底座均匀受热时的热阻。R0为散热片的收缩热阻(constriction resistance)，或称为分散热阻(spreading resistance)，即热流束由热源区域沿散热片底座横向传递至边缘的热阻，散热片总热阻Rt愈小，其散热性能愈佳，底座温度Tb,max及电子元件表面温度也愈低。此外，Ap为散热片底座面积，As为热源面积，k为散热片底座的热传导率。因此当散热片底座面积Ap大于热源面积As时，分散热阻所占总热阻的比例随Ap/As增加而增加。分散热阻愈大代表热量较集中于散热片热源区域，散热片的使用率低，散热片底座的最高温度Tb,max较高且温度梯度也较大。分散热阻愈小则代表热量较分散于散热片底座，散热片的使用效率高，散热底座的最高温度Tb,max因而较低且温度梯度也较小。由公式(2)可知分散热阻Rc随散热片底座面积与热源面积比值Ap/As增加而增加，且随散热片底座的热传导率k或底座高度t的增加而减小。当电子元件散热需求增加，必须采用较大底座的散热片以增加散热时(即维持散热片底座最高温度Tb,max于许可范围内)，为弥补散热片分散热阻增大的缺点，由公式(1)可知，必须设法降低散热片的平均热阻。其方式有提高冷却空气的流速或增加更多的散热片，抑或降低冷却空气的温度Tair以提高冷却动力(driving force)，而加大散热片底座高度t或改用较高热传导率材质(如铝改为铜)亦可减小分散热阻。纵观这些弥补措施将增加噪音、重量、成本及系统复杂度等，且效果有限，并非是很有效的解决方式。有鉴于此，本技术的目的在于提供一种结构简单并能使电子元件具有理想散热效果的散热装置。根据上述的目的，本技术提供一种潜热式散热装置，能有效地将一发热源的热量散至一大气环境中，以它至少包括一吸热部、一蒸气流道以及一散热部；其中，吸热部与发热源直接接触，为一高导热的第一金属导体构成的封闭容器，其内部则填充一高比热的液态流体，通过第一金属导体传导发热源的热量，而由流体吸收热量；蒸气流道则与吸热部形成连通，其内填充有流体吸热后蒸发形成的蒸汽；散热部设置于蒸气流道上，为一高导热的第二金属导体所构成，使流体蒸汽的热量传导而由散热部散出，而降温后的液态流体则流回吸热部内。高导热闭容器、蒸气流道表面与散热部皆形成具有鳍片的结构增加散热面积。用于本技术利用一具高比热的流体吸取大量发热源的热量，吸热后蒸发的流体再由一具良好导热的金属传送热量散发至大气环境中，如此能避免散热装置与发热源直接接触部份产生局部过热的现象，同时利用流体在蒸气流道内的潜热变化进行放热；这样，提供较佳的散热能力。为使本技术的上述和其他的目的、特点和优点能更明显易懂，下面将通过一较佳实施例并配合附图的描述以对本技术详细说明。图1是示出传统一种传统提供电子元件散热的散热片的示意图；图2是示出一种本技术的提供电子元件散热的潜热式散热装置示意图；图3是示出本技术的潜热式散热装置的立体分解图；以及图4是示出图3的本技术潜热式散热装置的组合剖面图。请参照图2，它示出本技术的缓冲式散热装置的侧示图。如图所示，本技术的散热装置30包括一吸热部32、一蒸气流道33与一散热部34，在示意图上，吸热部32可对应传统的散热片的底座部份，但其结构及其所能实现的功能与传统的大不相同。虽然吸热部32同传统散热片底座一样，是与电子元件10等发热源直接接触，但为一高导热的金属导体所构成的封闭容器，其内部的空间填充有高比热的流体，可借助封闭容器外围的金属导体传导电子元件10所产生的热量而由内部的流体吸收热量，于是电子元件10所散发出的热量，较大部份都蓄积在封闭容器的流体内，而流体一般所具有的储存热容积量较导体都来的大，因此能吸收较多的热量，而且均匀地被封闭容器内的流体所吸收。于吸热部32上延伸出蒸气流道33，由于吸热部32内流体在吸收热量后会形成蒸气，汽态流体便会填充于蒸气流道33内。最后，蒸气流道33上装设的散热部34延伸曝露于大气环境中，藉助外界空气自然或强制对流而将热量带走，使蒸气流道33内的汽态流体降温形成液态，于是液态的流体便又流回吸热部32内。如此循环不断，由吸热部32进行热量的吸收，利用吸热部32内流体通过蒸气流道33的潜热变化，由散热部34将热散发至外界，达到高效率的元件散热效果。再通过图3的元件分解图及图4的组合剖视图进一步说明本技术的特点。图3中，吸热部32内包含一金属平板35，金属平板一侧延伸出一接触垫36至吸热部容器外与发热源，例如上述的电子元件接触，由于接触垫36与吸热部32容器上具有的孔洞37形成紧配合，所以组合后便能构成如图4剖视图中的吸热部32的结构。蒸气流道33连接于吸热部32容器的上例平板38上，由图3和图4配合来看，蒸气流道33与吸热部32连接的部位形成较大的开口39，使得蒸发的流体能较顺畅流入蒸气流道33内，且大的开口39也能使蒸气较快地流入蒸气流道33内。散热部34设置在蒸气流道33的管路上，其结构与图1所述的传统散热片20所具有的片状结构类似，其目的都是增加散热面积，使蒸气流道33内的汽态流体能被降温而变为液态流体。上述吸热部32与散热部34采用高导热的金属，主要利用其具有导热系数高的特性，使热量快速向外传导，因此一般可选用具有高导热系数的金属如铝，铝的价格过高，所以也可选用如铜的金属。本技术的吸热部32主要是利用金属平板35的高导热金属，由接触垫36热传导而由内部填充的流体所吸收，但在实际散热过程中，外界自然或强制对流的冷空气也有冷却吸热部32的作用，因此，为增加散热的效果，吸热部32封闭容器表面可形成具有鳝片结构的突起，使其表面积增加以增加散热效能。同理，蒸气流道33表面也可形成具有鳍片结构的突起，使其表面积增加以增加散热效能。当然，对于散热部34而言，其伸出大气环境的结构，甚至置于吸热部32的封闭容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种潜热式散热装置，其特征在于，它至少包括：一吸热部，与该发热源直接接触，为一高导热的第一金属导体构成的封闭容器，其内部则填充高比热的液态流体，借助该第一金属导体传导该发热源的热量，而由该流体吸收该热量；一蒸气流道，与该吸热部连通， 其内填充有该流体吸热后蒸发形成的蒸汽：以及一散热部，它设置于该蒸气流道上，为一高导热的第二金属导体所构成，使该流体蒸汽的热量传导而由该散热部散出，降温后的该液态流体则流回该吸热部内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种潜热式散热装置，其特征在于，它至少包括一吸热部，与该发热源直接接触，为一高导热的第一金属导体构成的封闭容器，其内部则填充高比热的液态流体，借助该第一金属导体传导该发热源的热量，而由该流体吸收该热量；一蒸气流道，与该吸热部连通，其内填充有该流体吸热后蒸发形成的蒸汽以及一散热部，它设置于该蒸气流道上，为一高导热的第二金属导体所构成，使该流体蒸汽的热量传导而由该散热部散出，降温后的该液态流体则流回该吸热部内。2.如权利要求1所述的潜热式散热装置，其特征在于，该发热源为一电子元件。3.如权利要求2所述的潜热式散热装置，其特征在于，该发热源为一电脑的中央处理单元(CPU)。4.如权利要求1所述的潜热式散...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞祺，
申请(专利权)人：神基科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]