專利名稱：無風扇式半導體元件散熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子元件的散熱裝置，特別涉及一種無風扇式半導體元件散熱裝置。
目前的工業(yè)用電子元件，例如電腦中央處理器(CPU)芯片，由于其性能越來越高，使該類元件在操作時所產生的熱量亦相對提高，因此散熱處理遂成為相關行業(yè)的一項重要課題，例如臺灣新型第81206220號『中央處理單元散熱裝置之改良』專利案，臺灣新型第81210253號『電腦中央處理器散熱結構體之改良』專利案，臺灣新型第83206520號『電腦主機晶片散熱裝置』專利案，臺灣新型第84200757號『IC用散熱裝置』專利案，以及新型第84209819號『微處理器散熱裝置之改良結構』專利案等，均是業(yè)界在前述情況下所提出的解決方案，詳細研究各該專利案的散熱結構，當可發(fā)現(xiàn)均具有一附加于電子元件上的散熱器以及一固接于該散熱器上的風扇。眾所周知，使用散熱風扇固然可以增加散熱效率，但是卻有其負面影響，例如會使整個結構體積加大，此等影響對筆記本電腦更為嚴重，風扇在運轉時會產生噪音，并會增加耗電量，這在須使用電池的場合尤為不利。為了解決此等不良影響，臺灣宏基電腦股份有限公司曾提出新型第82212565號『低熱阻之電腦散熱裝置』專利案，該專利案的主要特征是在一散熱板上固設-頂面為平面的傳熱凸圓，然后再借助該凸圓的平面與電腦元件接觸，如此即可加大散熱板與熱元件間的表面接觸而達到不必使用風扇即具有良好散熱效果的目的。惟事實上，申請人發(fā)現(xiàn)該傳熱凸圓雖然可加大散熱板與熱元件的表面接觸，但是最大的缺點則是其并無法將熱量均勻地傳遞至散熱板各處，因此在散熱效果上仍未達理想。
本實用新型的目的即在克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種不需風扇輔助即可高效散逸熱量并具有低熱阻抗的半導體元件散熱裝置。
為達成前述目的，本實用新型無風扇式半導體元件散熱裝置至少具有一以導熱良好的材料制成的散熱板；一貼附于該散熱板一側板面預定位置上的傳熱塊，用以與半導體元件表面觸接，使該半導體元件所產生的熱量傳引至該散熱板；以及一具有兩相熱傳系統(tǒng)的熱管，以其管身貼附于該散熱板上，用以藉該熱管的高熱傳導性將自該傳熱塊所傳引來的熱量迅速地分布至該散熱板各處并往外散逸。
在此必須一提的是，前述無風扇式半導體元件散熱裝置最主要的創(chuàng)意在于利用一傳熱塊直接與半導體熱元件接觸，用以將熱量導引至一面積較大的散熱板上，然后再利用一與該散熱板板身貼接的熱管，迅速均勻地將由該傳熱塊傳引而來的熱量傳至該散熱板各處，進而大量地往外散逸，此種散熱結構的設計從來未曾被提出。
下面舉出一項較佳實施例并結合附圖對本實用新型散熱裝置做進一步說明，其中

圖1為本實用新型一項較佳實施例應用于筆記本型電腦的立體示意圖。
圖2為本實用新型一項較佳實施例于圖1中2-2方向上的剖視圖。
參閱附圖，本實用新型無風扇式半導體元件的散熱裝置的一項較佳實施例，如圖號10所示，它由一散熱板12，一散熱塊14，以及一熱管16所構成。該實施例是做為筆記本型電腦的散熱裝置，其關系位置如圖1所示，該散熱板12被置于鍵盤20下方，該傳熱塊14則被置于一矩形凹入空間30內，其中圖號32所示者即為電腦中央處理器CPU的電路板表面，它與該傳熱塊14緊緊地貼合一起。
該散熱板12是以鋁合金板制成，它在本實施例中的形狀為100mm×20mm的矩形，厚度則為1.0mm，一般而言，該散熱板的形狀應依據(jù)所配合的筆記本型電腦而定，厚度亦無特殊限定。在裝配時，是將其貼置于鍵盤底面。
該散熱塊14是一實心矩形的鋁合金塊，其大小為配合該凹入空間30，在本實施例中為50mm×50mm×5.0mm，用以可確實地被收納于該空間內并通過其底面與半導體熱元件的表面(即CPU的電路表面32)貼接，而其頂面則緊貼于該散熱板12的底面，以此半導體熱元件所產生的熱量即可經由該傳熱塊14而傳導至該散熱板12，換言之，該傳熱塊14的作用如同一吸熱器。在實際組合時，最好將該散熱塊14貼附于該散熱板12的幾何中心，如此將可使二者的熱阻抗降至最低，申請人曾將該傳熱塊置于該散熱板的一角，與將其置于該散熱板的幾何中心，比較二者的平均溫升，當半導體熱元件所產生的熱量為8.0W而環(huán)境溫度為19.2℃時，前者的溫升為37.6℃而后者的溫升僅為32.2℃。必須一提的是前述的測試是在未裝置熱管的情形下進行的。
該熱管16為一內部具有兩相(即氣液相)熱傳系統(tǒng)的金屬管，進一步說，即該金屬管內部在真空狀態(tài)下被灌人一種工作流體，而且其內側管壁設有毛細結構，在低溫低壓下，該金屬管內部形成氣液相平衡，而當其一端吸收熱量時，靠近該端的工作流體將因瞬間吸熱而蒸發(fā)，此種急速氣化現(xiàn)象，將使壓力升高而推動氣體向另一端流動同時放熱液化，此液化的工作流體將經由毛細結構的毛細作用而回至原吸熱一端再行另一次吸熱氣化，如此循環(huán)運作即可達到快速的熱傳效果。一般而言，該種熱管的有效熱傳導率約為同樣大小銅棒的10-10,000倍。本實用新型熱管16的扁平管，并且以越過該傳熱塊14所在位置的方式將其管身貼附于該散熱板12的上表面，借此即可將自該傳熱塊14傳引至該散熱板12的熱量迅速均勻地傳導至該散熱板12各處并往外散逸。
申請人于創(chuàng)作過程中曾以有無該熱管測試該散熱板及該傳熱塊組合后的散熱效果，當半導體熱元件所產生的熱量為8W，環(huán)境溫度為20℃時，無熱管的溫升為48.4℃，配置該熱管的溫升為35.4℃，由此測試結果可以證實本實用新型所公開的散熱裝置確實具有相當良好的散熱效果。另外，該熱管的配置結構對于整個散熱裝置的散熱效果亦有影響。在本實施例中申請人于該散熱板12的上板面中央位置沿其長度方向凹設一槽溝122，該熱管16即貼固于該槽溝122內，此種結構由于可增加熱管與散熱板的接觸面積，因此在散熱效果上又比僅貼附有熱管者為佳，在與前述相同條件下僅造成31.4℃的溫升。
權利要求1.一種無風扇式半導體元件散熱裝置，其特征在于，它至少具有下列構件一以導熱良好的材料制成的散熱板；一傳熱塊，貼附于該散熱板一側板面的預定位置上，用以與半導體元件表面接觸，使該半導體元件所產生的熱量傳引至該散熱板；以及一具有兩相熱傳系統(tǒng)的熱管，以管身貼附于該散熱板上，用以通過該熱管的高熱傳導性將自該傳熱塊所傳引來的熱量迅速分布至該散熱板各處并往外散逸。
2.按照權利要求1所述的無風扇式半導體元件散熱裝置，其特征在于，所述的傳熱塊是貼附于該散熱板板面的幾何中心。
3.按照權利要求1所述的無風扇式半導體元件散熱裝置，其特征在于，所述的熱管是以自所述散熱板長度方向上的一端往另一端延伸的方式將其管身貼附于所述散熱板未貼附有所述傳熱塊的另一側板面上。
4.按照權利要求1所述的元風扇式半導體元件散熱裝置，其特征在于，所述散熱板的板面上設有大小對應于所述熱管外側管徑的槽溝用以容納所述熱管。
5.按照權利要求4所述的無風扇式半導體元件散熱裝置，其特征在于，所述的槽溝是通過所述散熱板上板面對應于所述傳熱塊所在位置的區(qū)域。
專利摘要一種無風扇式半導體元件散熱裝置，它至少有一導熱良好的散熱板，一貼附于該散熱板一側板面預定位置上的傳熱塊，用以與半導體熱元件表面接觸，使該半導體元件所產生的熱量傳引至該散熱板，以及一具有兩相熱傳系統(tǒng)的熱管，以其管身貼附于該散熱板上，借助該熱管的高導熱性能將自該傳熱塊所傳引來的熱量迅速分布至該散熱板各處并往外散逸。
文檔編號H01L23/34GK2263403SQ9620977
公開日1997年9月24日 申請日期1996年5月2日 優(yōu)先權日1996年5月2日
發(fā)明者葉元璋 申請人:葉元璋