散热模组及其热管制造技术

本发明专利技术提供一种散热模组，包括热管以及至少一散热鳍片。散热鳍片设置于热管外并与热管连结。热管包括一壳体、一毛细结构以及一工作流体。其中，壳体具有一容置空间及一底部，底部具有一非平坦的表面，且此表面面向容置空间。毛细结构设置于底部的表面上，工作流体充填于壳体内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种散热模组，尤其指具有高效能热管的散热模组。
技术介绍
随着工业技术不断地精进，各种电子产品无不朝着体积小、重量轻与低耗电的方向发展。由于电子组件的能量使用效率并非百分之百，因此会有许多功率被浪费而转换成热能，这些热能会使系统内的温度上升。当系统的温度超过电子组件容许的操作温度时，电子组件的物理性质就会随着周围环境温度升高而改变，使系统的功能失常，产生运作错误或使功能终止。而且，当系统内的温度愈升愈高时，系统的故障率也会随之提高。若想让系统有较高的可靠度，就要使系统能够维持在适当的操作温度范围。为加强电子组件的散热效果，现行的做法大多为在热源处以散热器将热导出，经由散热器的鳍片(fin)以自然或强制对流方式将热散逸至环境中。由于热管(heat pipe)可在很小的截面积与温度差之下，将大量的热传送一段可观的距离，且不需外加电源供应即可运作，在无须动力提供和空间利用经济性的考虑之下，热管已是电子散热产品中广为应用的传热组件之一。请参考图1，其为现有技术的热管的剖面示意图。热管10是一密闭中空腔体，在管壁11上设有毛细结构12，且热管10内具有工作流体。热管10之一端为蒸发端A，另一端则为冷凝端B。其中，蒸发端A与热源(未绘示)接触，在蒸发端A处的工作流体因吸热而蒸发成气态，并在压差的影响下自然流向冷凝端B，然后在冷凝端B处释出潜热(latent heat)后冷凝为液态。冷凝后的工作流体再藉由毛细结构12的毛细力以流回蒸发端A。如此，一再循环，以达到散热的效果。请同时参考图1及图2，图2为图1的热管中的虚线部份C的示意图。由于现有技术的热管10的毛细结构12具有均匀一致的厚度，毛细结构12愈厚，虽可增加蒸发端A处毛细结构的含液量，但却容易造成相变化时蒸气泡G阻塞于毛细结构12中，进而影响工作流体回补的机制，导致热管10的性能降低。若毛细结构12愈薄，虽然不易造成蒸气泡G阻塞，但却减少蒸发端A处毛细结构的含液量，导致热管10能处理的热量降低，或产生干涸(dry out)现象。承上所述，如何解决由于毛细结构厚度所带来的蒸气泡阻塞的问题，进而有效地增加热管的热交换面积以提升整体散热效能，实为一重要课题。
技术实现思路
因此，为解决上述问题，本专利技术提出一种散热模组及其热管，以解决现有技术的蒸气泡阻塞的问题并能有效地增加热管的热交换面积及提升整体散热效能。为达上述目的，本专利技术提出一种热管，包括一壳体、一毛细结构以及一工作流体。其中，壳体具有一容置空间及一底部，底部具有一非平坦的表面，且此表面面向容置空间。毛细结构设置于底部的表面上，而工作流体充填于壳体内。根据本专利技术的另一目的，提出一种散热模组，包括一热管以及至少一散热鳍片。其中，热管包括一壳体、一毛细结构及一工作流体，壳体具有一容置空间及一底部，底部为具有一非平坦的表面，且此表面面向容置空间。毛细结构设置于表面上，而工作流体充填于壳体内。散热鳍片设置于热管外并与热管连结。承上所述，本专利技术的散热模组及其热管，其壳体具有一非平坦表面的底部，使得壳体与毛细结构之间的接触面积增加，有助于提升热管的散热性能。除此之外，对于铺设于表面上而形成一平面的毛细结构，其具有不同的厚度，在厚度较小的部份，可以使工作流体较易自毛细结构蒸发并脱离毛细结构，进而避免底部与毛细结构间的沸腾与蒸气泡产生的阻塞问题；在厚度较大的部份，则可提供足够的液态的工作流体，以补充至厚度较薄的部份，并且避免干涸现象的发生。另外，对于沿着壳体底面的表面的轮廓而设置的毛细结构，可增加容置空间与毛细结构的接触面积，即增加了蒸发面积，也有助于热管的效率提升。为让本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下附图说明图1为现有技术的热管的剖面示意图。图2为图1的热管中的虚线部份C的示意图。图3A为本专利技术较佳实施例的热管示意图。图3B为图3A的虚线部份D的示意图。图4及图5为图3B的毛细结构的另两种示意图。图6至图8为热管的壳体各种截面形状的示意图。图9为本专利技术较佳实施例的柱状型热管的示意图。图10为本专利技术较佳实施例的散热模组的示意图。图11与图12为本专利技术较佳实施例的另两种散热模组的示意图。主要组件符号说明10、20、30、50、50’热管11管壁12、22、22’、32、52毛细结构21、31、51壳体211、311容置空间212、212’、312、512底部213、213’、313表面214、214’凸块314盖板315侧壁40散热模组60，60’散热鳍片A蒸发端B冷凝端 G蒸气泡H1第一厚度H2第二厚度S基座W工作流体具体实施方式以下将参照相关图式，说明依本专利技术的散热模组及其热管的实施例。请同时参照图3A与图3B，图3A为本专利技术较佳实施例的热管示意图，而图3B为图3A的虚线部份D的示意图。本专利技术的热管20以一平板状热管为例，包括一壳体21、一毛细结构22以及一工作流体W。壳体21具有一容置空间211及一底部212。本实施例中，以呈空心平板状的壳体21为例。其中，壳体21的材质为一高热传导材料，例如为铜、银、铝或其合金，故当壳体21的底部212与热源(未绘示)接触时，可快速将热源的热量传导至他处。容置空间211为一密闭空间，而底部212具有一表面213，且表面213面向容置空间211。底部212所具有的表面213是一非平坦的表面，也就是说，底部212具有不同厚度。表面213形成有至少一凸块214，且多个凸块214在表面213上构成一棋盘式图案、一行列图案(pattern in a row)、一对称式图案或一非对称式图案。在图3B中，表面213为一由多个成方柱状的凸块214所构成一棋盘式图案，且表面213的截面形状呈方形或矩形。毛细结构22设置于底部212的表面213上。以图3B为例，毛细结构22铺设于底部212的表面213，使毛细结构22面向容置空间211形成一平面，也就是说，壳体21的底部212与毛细结构22的厚度和为相同。如此一来，毛细结构22在垂直于底部212的方向，具有一第一厚度H1与一第二厚度H2，其中，第一厚度H1大于第二厚度H2。在此，需特别说明，此处所指的毛细结构22与底部212的设计，针对蒸发端A处而言。其中，毛细结构22的材质包括选自塑料、金属、合金、多孔性非金属材料所组成的族群其中之一，而毛细结构22设置于表面213的方法选自烧结、黏着、填充、及沈积所组成的族群其中之一。毛细结构22的形状选自烧结(sinter)、黏着、填充、及沈积所组成的族群其中之一或其结合。工作流体W充填于壳体21内，且工作流体W例如是无机化合物、纯水、醇类、酮类、液态金属、冷媒、有机化合物或其混合物之一。当热管20设置于热源上时，靠近热源一端(即蒸发端A)的毛细结构22中的工作流体吸收由热源所产生的热而变成气态的工作流体，并在远离热源一端(即冷凝端B)的毛细结构22中释出潜热后转变为液态的工作流体，再藉由毛细结构22所提供的毛细力而流回至蒸发端A，如此循环不已地将热持续带离热源，以达到散热的功效。由于壳体21的底部212具有不平坦的表面213，使得壳体21与毛细结构22之间的接触面积增加，有助于提升热管20的散热性能。再者，由于毛细结构2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热管，包括：一壳体，具有一容置空间及一底部，该底部具有一非平坦的表面，且该表面面向该容置空间；一毛细结构，设置于该表面上；以及一工作流体，充填于该壳体内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：游明辉，王宏洲，林祺逢，陈锦明，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]