專利名稱：沸騰腔式散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種散熱裝置，尤指一種用于電子元件散熱用的散熱裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子信息業(yè)不斷發(fā)展，高科技電子產(chǎn)品朝向更輕薄短小及多功能、快速運(yùn)行的趨勢發(fā)展，然而，電子元件(如CPU)單位面積所釋出的熱量亦隨之愈來愈多，導(dǎo)致其進(jìn)一步發(fā)展必須面臨如何降低電子元件工作溫度的瓶頸，欲使高科技電子產(chǎn)品發(fā)揮應(yīng)有的功能，設(shè)計高效率且質(zhì)量輕巧的散熱裝置已成為業(yè)界發(fā)展下一代先進(jìn)電子產(chǎn)品的重要挑戰(zhàn)。
目前應(yīng)用于計算機(jī)微處理器散熱領(lǐng)域中已有許多不同結(jié)構(gòu)的散熱裝置揭示于專利文獻(xiàn)中，最典型是利用發(fā)熱元件與配有風(fēng)扇的散熱鰭片底座之間的接觸熱傳導(dǎo)達(dá)成散熱目的，另外，為因應(yīng)較高熱通量(heat flux)的移除，在發(fā)熱元件與散熱鰭片底座之間常加裝一具有良好熱傳導(dǎo)性的均熱板(spreader)，該均熱板可使用銅、鋁等較高熱導(dǎo)系數(shù)的材料或蒸汽式散熱腔(vaporchamber)，以便將熱量傳到散熱鰭片底座之前先使熱量均勻分布，以降低熱通量的負(fù)載，但金屬板受制于材料本身有限的熱傳導(dǎo)性，若對高熱通量的發(fā)熱元件仍會產(chǎn)生明顯熱阻而無法達(dá)到均熱分布的目的，而當(dāng)一流體在相同條件下加熱時，使該流體發(fā)生沸騰時的熱傳系數(shù)通常是不發(fā)生沸騰時的數(shù)十倍甚至數(shù)百倍，因此通過沸騰的高熱傳系數(shù)不但可以在同一尺寸的散熱裝置中大幅提升移熱量，也可以大幅縮小具有同一移熱量的散熱裝置的尺寸，因此應(yīng)用流體沸騰時的相變機(jī)制所釋出的高蒸發(fā)潛熱技術(shù)于開發(fā)高效能電子冷卻裝置，是因應(yīng)未來發(fā)展兼具輕巧及高熱通量電子產(chǎn)品的趨勢。
然而，欲發(fā)揮沸騰熱傳的諸多優(yōu)點于冷卻發(fā)熱元件的應(yīng)用上，沸騰腔式散熱裝置的設(shè)計除著眼于強(qiáng)化散熱效能、并兼顧輕質(zhì)化與微小化的需求外，仍有許多有待克服的缺點，使得應(yīng)用與推廣沸騰熱傳散熱系統(tǒng)于各種發(fā)熱電子元件及計算機(jī)微處理器上仍有以下改善空間(1)散熱裝置的安裝與定位不便由于散熱裝置的安裝必須同時兼顧吸熱塊與發(fā)熱元件緊密接觸并予以固設(shè)于電路板及機(jī)殼上，習(xí)知散熱裝置的安裝由于未作完善的模組化定位設(shè)計，必須將風(fēng)扇、散熱腔體逐一固定，除增加安裝與定位的費時費工，且容易產(chǎn)生吸熱塊與發(fā)熱元件間的接觸差異，產(chǎn)品可靠度不易掌控且不符合量產(chǎn)制程的經(jīng)濟(jì)效益。
(2)風(fēng)扇的風(fēng)量未被充分利用由于風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流通過散熱器后即與機(jī)殼中的空氣混合，無法充分利用該氣流對電路板上其它發(fā)熱元件冷卻，因而增加系統(tǒng)風(fēng)扇的移熱負(fù)荷。

發(fā)明內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，在此以實施例為例說明一種經(jīng)過模組化設(shè)計，可達(dá)到方便安裝及可靠定位功效的沸騰腔式散熱裝置。
其次，通過固設(shè)于導(dǎo)風(fēng)罩上的風(fēng)扇，使風(fēng)扇底部的部份氣流分流到吸熱底板與電路板之間形成的風(fēng)道，達(dá)到直接冷卻系統(tǒng)內(nèi)其它發(fā)熱元件從而提升系統(tǒng)整體散熱效率的功效。
再次，通過該導(dǎo)風(fēng)罩涵蓋整個沸騰腔式散熱裝置，達(dá)到進(jìn)一步提升沿該導(dǎo)風(fēng)罩前后端風(fēng)道中其它發(fā)熱元件的散熱效率。
該沸騰腔式散熱裝置包括一散熱器，一置于散熱器側(cè)端的風(fēng)扇及一罩設(shè)于散熱器及風(fēng)扇上導(dǎo)風(fēng)罩，該散熱器包括一容置有流體的腔體及設(shè)于該腔體底部的固定底板，所述底板的兩邊緣凸出于該散熱器外并分別設(shè)有至少一通孔；該導(dǎo)風(fēng)罩包括一頂蓋及兩側(cè)板，每一側(cè)板末端向外延伸形成一固定邊，每一固定邊上對應(yīng)固定底板的通孔位置分別形成一固定孔，每一固定邊上還設(shè)有至少一用于固定該沸騰腔式散熱裝置的固定柱。
該沸騰腔式散熱裝置通過上述模組化設(shè)計的只須以數(shù)支螺釘即可固定于電路板及機(jī)殼上，并同時將吸熱塊的吸熱面與發(fā)熱元件的發(fā)熱面予以定位且使其緊密熱接觸，達(dá)到方便安裝與可靠定位的功效。而風(fēng)扇固設(shè)于該導(dǎo)風(fēng)罩內(nèi)，風(fēng)扇的大部分風(fēng)量涵蓋散熱鰭片的散熱面積，風(fēng)扇下方風(fēng)量則分流到吸熱底板與電路板之間所形成的風(fēng)道，達(dá)到同時直接冷卻系統(tǒng)內(nèi)其它發(fā)熱元件的功效。

圖1是該沸騰腔式散熱裝置示意圖。
圖2是圖1的分解示意圖。
圖3是散熱器的立體示意圖。
圖4是圖3沿IV-IV線的剖視圖。
圖5是導(dǎo)風(fēng)罩另一角度視圖。
圖6是該沸騰腔式散熱裝置組裝于電路板并固設(shè)于機(jī)殼上的示意圖。
圖7是圖6另一角度視圖。
具體實施方式下面參照附圖，結(jié)合實施例作進(jìn)一步說明。
請參閱圖1至圖7所示，該沸騰腔式散熱裝置是安裝于發(fā)熱元件，如CPU100上對其進(jìn)行散熱。
如圖1及圖2所示，該沸騰腔式散熱裝置包括一散熱器10、一置于散熱器10側(cè)端的風(fēng)扇30以及一罩設(shè)于散熱器10及風(fēng)扇30上的導(dǎo)風(fēng)罩50。
同時參照圖3及圖4，該散熱器10包括一密封的腔體12、一設(shè)置于該腔體12底部的吸熱塊14、與該腔體12頂部密接的基座15及設(shè)于該基座15上的若干散熱鰭片16以及一設(shè)于該腔體12底部的固定底板18，其中各散熱鰭片16之間形成風(fēng)道160，吸熱塊14的吸熱面140與CPU100之間緊密接觸并將CPU100產(chǎn)生的熱量導(dǎo)入腔體12。
腔體12是由一頂蓋20、一側(cè)壁22、由該頂蓋20與側(cè)壁22形成的內(nèi)凹狀緩沖空間21、及一在腔體12內(nèi)側(cè)設(shè)有導(dǎo)熱體240的吸熱底板24所構(gòu)成，該腔體12內(nèi)的流體19透過該設(shè)有若干導(dǎo)熱體240的吸熱底板24吸收來自吸熱塊14的熱量而沸騰。其中所述若干導(dǎo)熱體240中，至少有一部份直接連接于該腔體12的吸熱底板24及頂蓋20的散熱面202之間，而至少又有一部份正對CPU100，如此不僅可以強(qiáng)化熱傳功能，并可克服由于流體19的初始液面未接觸散熱面202所造成的熱傳障礙。
如圖2所示，固定底板18連接于散熱器10的吸熱底板24上，該固定底板18的大致中央位置設(shè)有一供吸熱塊14(如圖4所示)穿過的中心孔182，該固定底板18沿該中心孔182外緣設(shè)有若干穿孔184，可供螺釘?shù)裙潭┻^該穿孔184將該固定底板18固接于腔體12的吸熱底板24上，而吸熱塊14穿過吸熱底板18的中心孔182并突出于固定底板18之外。另外，該固定底板18的寬度大于腔體12的寬度而大致等于或大于導(dǎo)風(fēng)罩50的寬度，從而該固定底板的兩側(cè)邊186突出于該腔體12之外，而每一側(cè)邊上沿導(dǎo)風(fēng)罩50的延伸方向設(shè)有兩通孔188。
為減少二次加工的需求并達(dá)到簡化加工及降低成本的需求，頂蓋20、側(cè)壁22可經(jīng)由鍛造、壓鑄等機(jī)械加工方式一體而成，構(gòu)成腔體12的上半部；同理，吸熱底板24以及導(dǎo)熱體240、吸熱塊14、固定底板18亦可一體成形從而形成腔體12的下半部，而該導(dǎo)熱體240亦可與腔體12上半部一體成形，事實上，該腔體12的構(gòu)成元件亦可以通過一體成形的方式作不同的搭配。另外，底座15與該腔體12的頂蓋20亦可一體而成，從而去除底座15與頂蓋20之間的接觸熱阻，提升散熱效率。
風(fēng)扇30是置于散熱器10的側(cè)端，風(fēng)扇30產(chǎn)生的強(qiáng)制氣流于流經(jīng)散熱器10帶走散熱器10的熱量而對散熱器10進(jìn)行散熱。該風(fēng)扇30包括一扇框32，該扇框32兩側(cè)的四角分別設(shè)有一固定該風(fēng)扇30的圓孔34。
同時參照圖2及圖5，該導(dǎo)風(fēng)罩50大致呈“ㄇ”字形，包括一上蓋52及與該上蓋52大致相垂直的兩側(cè)板54，側(cè)板54與風(fēng)扇30相對應(yīng)側(cè)端的四角分別向該導(dǎo)風(fēng)罩50內(nèi)延伸一凸緣56，每一凸緣56對應(yīng)風(fēng)扇30的圓孔34分別形成一鎖固孔560，側(cè)板54末端形成一固定邊58，該固定邊58大致與側(cè)板54相垂直，每一固定邊58對應(yīng)固定底板18的通孔188位置處分別向上形成一凹槽60，每一凹槽60內(nèi)向下凸設(shè)一中空柱體62，該柱體62的表面上形成兩固定孔64，每一固定孔64貫穿該固定邊58并于固定邊58上形成一弧形槽66。另外，該固定邊58于兩凹槽60之間向下凸設(shè)形成一表面呈弧形的凸塊68，而固定邊58于凹槽60兩側(cè)對應(yīng)電路板200及機(jī)殼300(如圖7所示)的螺孔位置分別形成一將該導(dǎo)風(fēng)罩50固定于電路板200或機(jī)殼300上的固定柱59。
圖6及圖7所示為將該沸騰腔式散熱裝置組裝于電路板200并固設(shè)于機(jī)殼300的示意圖，請同時參照圖2，該沸騰腔式散熱裝置經(jīng)由模組化設(shè)計以達(dá)到同時將吸熱塊14的吸熱面140與CPU100緊密接觸并予以定位的功能，組裝時，首先通過螺釘?shù)裙潭鼰釅K14的腔體12與固定底板18鎖固為一體從而形成一體的散熱器10；其次將導(dǎo)風(fēng)罩50罩設(shè)于散熱器10及風(fēng)扇30上，使導(dǎo)風(fēng)罩50涵蓋整個沸騰腔式散熱裝置，并使扇框32的上側(cè)與導(dǎo)風(fēng)罩50的上蓋52接觸，同時扇框32的兩側(cè)分別與導(dǎo)風(fēng)罩50的側(cè)板54接觸，風(fēng)扇30的圓孔34與導(dǎo)風(fēng)罩50的鎖固孔相對應(yīng)從而便于螺釘?shù)裙潭┰O(shè)固定；然后利用固定件，如扣緊螺絲70，將將該固定底板18與導(dǎo)風(fēng)罩50連接為一體，該扣緊螺絲70包括一本體72、設(shè)于該本體70末端的抵靠部74及形成于本體72端部的扣合部76，固定時該扣緊螺絲70的本體72穿過固定底板18的通孔188并進(jìn)一步穿設(shè)于導(dǎo)風(fēng)罩50的柱體62內(nèi)，扣緊螺絲70的抵靠部74鉤扣于固定底板18底面上，而扣合部76則卡合于柱體62的固定孔64上，從而該固定底板18、散熱器10以及導(dǎo)風(fēng)罩50固定為一體，即將該沸騰腔式散熱裝置固定為一體，而由于導(dǎo)風(fēng)罩50的固定邊58上設(shè)有一向下的弧形凸塊68，因此組裝時該散熱器10與導(dǎo)風(fēng)罩50之間保留一小角度的定位空間；最后利用彈簧螺絲90將該沸騰腔式散熱裝置固定于電路板200及機(jī)殼300上，彈簧螺絲90穿過導(dǎo)風(fēng)罩50的固定柱59并螺鎖于電路板200及機(jī)殼300上所預(yù)設(shè)的螺孔內(nèi)，此時，由于散熱器10與導(dǎo)風(fēng)罩50間的小角度轉(zhuǎn)動裕度，可方便地將吸熱塊14的吸熱面140定位到CPU100的散熱面位置，并自動調(diào)節(jié)到平貼該CPU100的散熱面并予以緊密接觸，達(dá)到方便安裝與可靠定位的功效。
當(dāng)該沸騰腔式散熱裝置組裝于電路板200上時，風(fēng)扇30與導(dǎo)風(fēng)罩50的內(nèi)壁接觸，使該風(fēng)扇30的大部分風(fēng)量涵蓋散熱鰭片16的散熱面積，從而通過風(fēng)扇30朝該散熱鰭片16一側(cè)吹拂或吸引空氣以將電子元件產(chǎn)生的大部分熱量排出；另外，該風(fēng)扇30的下方風(fēng)量則分流至吸熱底板24下方與電路板200上方所形成的風(fēng)道400，達(dá)到同時直接冷卻吸熱塊14、CPU100、吸熱底板24、以及沿導(dǎo)風(fēng)罩50方向上其它元件的功效，達(dá)到降低該散熱器10與風(fēng)扇30散熱負(fù)荷的效益。
該沸騰腔式散熱裝置經(jīng)由上述模組化設(shè)計，只須以數(shù)支扣緊螺絲70即可將固定底板18與導(dǎo)風(fēng)罩50結(jié)合固定，然后再進(jìn)一步以鎖固導(dǎo)風(fēng)罩50的數(shù)支彈簧螺絲90即可將該模組化的沸騰腔式散熱裝置固定于電路板200及機(jī)殼300上，并同時將吸熱塊14的吸熱面140與CPU100的發(fā)熱面予以定位且使其緊密熱接觸，具有安裝方便與提升可靠度的優(yōu)點。另外，還可通過腔體12內(nèi)流體19的吸熱沸騰所釋放的蒸發(fā)潛熱達(dá)到迅速移除CPU100所產(chǎn)生的熱量外，同時可克服習(xí)知技術(shù)中的流體19在吸熱初期的傳熱門檻，并避免流體19后續(xù)沸騰時在腔體12的頂蓋20發(fā)生周期性振蕩現(xiàn)象所造成之間歇性傳熱模式，以及既使在傾斜的狀態(tài)下亦能發(fā)揮高效率的散熱功能等優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種沸騰腔式散熱裝置，包括一散熱器，一置于散熱器側(cè)端的風(fēng)扇及一罩設(shè)于散熱器及風(fēng)扇上的導(dǎo)風(fēng)罩，該散熱器包括一容置有流體的腔體，該導(dǎo)風(fēng)罩包括一頂蓋及兩側(cè)板，其特征在于該散熱器還包括一設(shè)于該腔體底部的固定底板，該固定底板的兩邊緣凸出于該散熱器外并分別設(shè)有至少一通孔，該導(dǎo)風(fēng)罩的每一側(cè)板末端向外延伸形成一固定邊，每一固定邊上對應(yīng)固定底板的通孔位置分別形成一固定孔，每一固定邊上還設(shè)有至少一用于固定該沸騰腔式散熱裝置的固定柱。
2.如權(quán)利要求1所述的沸騰腔式散熱裝置，其特征在于該導(dǎo)風(fēng)罩的固定邊對應(yīng)于固定底板的通孔位置分別向上形成一凹槽，該凹槽內(nèi)向下凸設(shè)一柱體，所述固定孔形成于該柱體的柱面。
3.如權(quán)利要求1所述的沸騰腔式散熱裝置，其特征在于該固定邊向下凸設(shè)一表面呈弧形的凸塊。
4.如權(quán)利要求1所述的沸騰腔式散熱裝置，其特征在于該導(dǎo)風(fēng)罩是一體而成。
5.如權(quán)利要求1所述的沸騰腔式散熱裝置，其特征在于該固定底板與該散熱器一體而成。
6.如權(quán)利要求1所述的沸騰腔式散熱裝置，其特征在于該散熱器的腔體底部向下凸設(shè)一吸熱塊，該固定底板中央設(shè)有一供該吸熱塊穿設(shè)的中心孔。
7.如權(quán)利要求1所述的沸騰腔式散熱裝置，其特征在于該腔體包括一吸熱底板及一頂蓋，該頂蓋周緣向下設(shè)有密接吸熱底板及頂蓋的側(cè)壁，該腔體的頂蓋周圍與側(cè)壁之間形成一內(nèi)凹狀緩沖空間。
8.如權(quán)利要求7所述的沸騰腔式散熱裝置，其特征在于該腔體內(nèi)側(cè)設(shè)有導(dǎo)熱體，其中該若干導(dǎo)熱體中至少有一部份直接連接該吸熱底板與散熱面，且至少有一部份吸熱單元通過吸熱底板對應(yīng)于發(fā)熱元件。
9.如權(quán)利要求8所述的沸騰腔式散熱裝置，其特征在于該腔體的頂蓋、側(cè)壁一體而成形成腔體的上半部，導(dǎo)熱體與吸熱底板、吸熱塊及固定底板一體而成形成腔體的下半部。
10.如權(quán)利要7所述的沸騰腔式散熱裝置，其特征在于該腔體頂部設(shè)有一基座及設(shè)置于該基座上的若干散熱鰭片，該基座與腔體頂蓋是一體而成。
全文摘要
一種沸騰腔式散熱裝置，包括一散熱器，一置于散熱器側(cè)端的風(fēng)扇及一罩設(shè)于散熱器及風(fēng)扇上的導(dǎo)風(fēng)罩，該散熱器包括一容置有流體的腔體及設(shè)于該腔體底部的固定底板，所述底板的兩邊緣凸出于該散熱器外并分別設(shè)有至少一通孔；該導(dǎo)風(fēng)罩包括一頂蓋及兩側(cè)板，每一側(cè)板末端向外延伸形成一固定邊，每一固定邊上對應(yīng)固定底板的通孔位置分別形成一固定孔，每一固定邊上還設(shè)有至少一用于固定該沸騰腔式散熱裝置的固定柱，本發(fā)明通過上述模組化設(shè)計只須以數(shù)支螺釘即可固定于電路板及機(jī)殼上，并同時將吸熱塊與發(fā)熱元件予以定位且使其緊密熱接觸。
文檔編號G12B15/00GK1852645SQ20051003442
公開日2006年10月25日 申請日期2005年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月23日
發(fā)明者劉泰健 申請人:富準(zhǔn)精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司