专利名称：单向气流中空腔体能量传输方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能量传输方法与装置，特别是涉及一种可将温度迅速传输的单向气流中空腔体能量传输方法与装置。
背景技术：
如图1所示，一现有散热装置1包含一可连接一发温源(图未示)的热管组合体11，及一套结在该热管组合体上11的散热鳍片组合体12；该热管组合体11包括一可连接一发温源的底板111，及一连结该底板111的热管112；该散热鳍片组合体12包括有多个套结在该热管112上且形成相互叠接的散热鳍片121，及贯穿该等散热鳍片121的连接座122，该等散热鳍片121是借该等连接座122穿设于该热管112上，并借该等连接座122的高度使每两相邻的散热鳍片121形成一供气流流通的信道13；因该热管112为现有技术，所以在此不再详细说明。
使用时，当发温源的温度上升时(譬如中央处理器工作时)，该底板111可将温度传导至热管112，再借该热管112将温度往上传导散热，并透过该等散热鳍片121的散热表面积辅助疏散余热，达致散热效果。
但是实际上，因该现有散热装置1系先将该热管112与散热鳍片121分别制造成型后，再予以合并组装，而需耗费较多的工时与成本；再者，因该热管112与该等散热鳍片121分属不同构件，于组装完成后会产生较大的接触热阻，相对降低热传导的效率；值得一提的是，该现有散热装置1的散热鳍片121的周侧端缘并没有任何遮蔽物体，将使外部气流无固定方向性地流通于该等信道13内，而无法有效带走残留在该散热鳍片121上的余热，大幅降低散热效果。
发明内容本发明的目的是提供一种可将温度迅速传输并可节省生产工时，及降低制造成本的单向气流中空腔体能量传输装置。
本发明的另一目的是提供一种可将温度迅速传输的单向气流中空腔体能量传输方法。
为此，本发明提供了一种单向气流中空腔体能量传输装置，它装设在一发温源上，包含一装设在该发温源上的热超传导组合体、一装设在该热超传导组合体上且具有一中空腔体的散热鳍片组合体、一形成在该散热鳍片组合体的中空腔体的表面的毛细结构单元、一灌注在该中空腔体内的导温介质及一密封该中空腔体的封盖；该热超传导组合体的一端面是贴设在该发温源上，且可将发温源的主要热源迅速往上传导散热；该散热鳍片组合体，包括多个相互叠接连结后密合于该热超传导组合体的另一端面上的散热鳍片、一贯穿该散热鳍片的贯穿口，及一由该等贯穿口界定出一具有一顶开口的中空腔体，每两相邻接的散热鳍片可形成一供气流单向流通的信道，透过气流单向流通于散热鳍片组合体内，而可带走残留于散热鳍片的偌大散热表面积的余热；该毛细结构单元是形成在该散热鳍片组合体的中空腔体的表面；该导温介质是充填在该散热鳍片组合体的中空腔体内；该封盖是密封在该中空腔体的顶开口位置。
此外，本发明的单向气流中空腔体能量传输方法，包含下列步骤(A)将一热超传导组合体装设在一发温源上；(B)将一具有一中空腔体与至少一供气流单向流通路径的散热鳍片组合体密合于该热超传导组合体上；(C)在该散热鳍片组合体的中空腔体的表面形成一毛细结构单元后，灌注导温介质；及(D)借该热超传导组合体可将该发温源的主要热源迅速往上传导散热，并透过气流单向流通于散热鳍片组合体内，带走残留于散热鳍片组合体的偌大散热表面积的余热。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明图1是一现有散热装置的一立体分解图。
图2是本发明的单向气流中空腔体能量传输装置的第一较佳实施例的一未完整的立体分解图。
图3是该第一较佳实施例的一立体外观图。
图4是该第一较佳实施例的一组合剖视图，说明该热超传导组合体的蓄热座系呈内凹形状。
图5是该第一较佳实施例的一组合剖视图，说明一热超传导组合体的蓄热座系呈外凸形状。
图6是该第一较佳实施例的一剖视图，说明该热超传导组合体的蓄热体具有一沟槽形状接触面。
图7是该第一较佳实施例的一剖视图，说明该热超传导组合体的蓄热体具有一齿形状接触面。
图8是该第一较佳实施例的一组合剖视图，说明该热超传导组合体的蓄热座具有一可连通该散热鳍片组合体的中空腔体的顶开口，及一底面形成有至少一凹槽的容置室。
图9是该第一较佳实施例的一剖视图，说明该热超传导组合体的蓄热体具有一底面形成有至少一凹槽的密闭容室。
图10是该第一较佳实施例的一散热鳍片的一立体外观图，说明该散热鳍片具有多个方形导风口。
图11是该第一较佳实施例的散热鳍片的一立体外观图，说明该散热鳍片具有一双圆弧形状的贯穿口。
图12是该第一较佳实施例的一未完整的剖视图，说明该毛细结构单元具有一外层毛细结构与一内层毛细结构。
图13是该第一较佳实施例的一封盖的一剖视图，说明该封盖具有一圆锥形状充填口。
图14是本发明的单向气流中空腔体能量传输装置的第二较佳实施例的一组合剖视图，说明该散热鳍片组合体的一顶部散热鳍片具有一供导温介质注入该中空腔体内的充填口。
图15是本发明的单向气流中空腔体能量传输方法的一流程图。
具体实施方式为了方便说明，在以下的实施例中，类似的组件以相同标号来表示。
如图2、3、4所示，本发明的单向气流中空腔体能量传输装置2的第一较佳实施例，是装设在一发温源3上，该发温源3可为一如中央处理器(CPU)、集成电路芯片(IC)、电路模块…等及其它的发温源；在本例中该发温源3为一中央处理器；该单向气流中空腔体能量传输装置2包含一装设在该发温源3上的热超传导组合体4、一装设在该热超传导组合体4上且具有一中空腔体53的散热鳍片组合体5、一形成在该散热鳍片组合体5的中空腔体53的表面531的毛细结构单元6、一灌注在该中空腔体53内的粉状导温介质7及一密封该中空腔体53的封盖8。
该热超传导组合体4，系选用铝、铜金属或合金金属或其它导温佳的材料成型，是贴设在该发温源3上并可将发温源3的主要热源迅速往上传导散热，并包括一贴设在该发温源3上的底板41，及一远离该发温源3且成型在该底板41的一端面上的蓄热座42；该蓄热座42可供该散热鳍片组合体5的中空腔体53的底部套接密合，值得一提的是，更可在该蓄热座42的周环表面涂布热熔性材料9，使该中空腔体53的底部热熔接密合于蓄热座42上；如图4所示，该蓄热座42可呈内凹形状，且内部可形成一充填有液状导温介质7’的密闭容室421，将热能加速传递给散热鳍片组合体5，获致良好的传热效率；且该蓄热座42’也可变更设计为如图5所示的外凸形状，其内部也可形成一充填有液状导温介质7’的密闭容室421’，获致良好的传热效率；重要的是，该蓄热座42’具有一与中空腔体53内的粉状导温介质7接触的接触面422’，该接触面422’可为如图5所示的平滑表面、或如图6所示的沟槽形状、或如图7所示的齿形状，也可为具有毛细结构的表面，借由扩大接触面422’的导温表面积，可使热传导效率更加完善；此外，如图8所示的蓄热座42”包括一具有一顶开口422”的容置室421”，及至少一设在该容置室421”的底部内面的凹槽423”，借该容置室421”的顶开口422”连通于该散热鳍片组合体5的中空腔体53，可使液状导温介质7’顺势流入凹槽423”内，即可因发温源3温度上升时，而集中激发该液状导温介质7’，产生极佳的传热效果；此外，如图9所示，该蓄热座42也可设计成一具有至少一凹槽423的密闭容室421，不论直放或横放皆可使液状导温介质7’流入该等凹槽423内，集中受到温度激发而产生良好的传热效果。
该散热鳍片组合体5，包括多个相互叠接连结后密合于该热超传导组合体4的另一端面上的散热鳍片51、一贯穿该散热鳍片51的贯穿口52，及一由该等贯穿口52界定出一具有一顶开口532的中空腔体53；该散热鳍片51具有一自该贯穿口52的底端缘垂向延伸的中央接座511、二相对设置在该散热鳍片51的两相对端侧且与该中央接座511同向延伸的侧边接座512，及多个贯穿该散热鳍片51的导风口513(如图10所示)；当该等散热鳍片51相互叠接连结后，该等中央接座511的内面5111可包覆界定出上述的中空腔体53；该中央接座511的高度相近于侧边接座512的高度，当该等散热鳍片51相互叠接连结后，可使未设置该等侧边接座512的端侧形成气流单向流通的信道54，该信道54可使气流单向流通于该等散热鳍片51内，而可带走残留于散热鳍片51的偌大散热表面积的余热；值得一提的是，更可在该中央接座511与侧边接座512的周环表面涂布热熔性材料9，使该等散热鳍片51相互叠接后形成熔接密合状；该导风口513可为如图10所示的长方形、或圆形(图未示)，或其它几何形状，可增加该等散热鳍片组合体5的信道54的气流流通性，以降低气流的阻抗；该贯穿口52’也可设计为如图11所示的双圆弧形、或椭圆形(图未示)、方形(图未示)或其它几何形状。
如图1 2所示，该毛细结构单元6具有一形成在该中空腔体5的表面531的外层毛细结构61，及一形成在该外层毛细结构61上的内层毛细结构62；该外层毛细结构61是直接利用一如砂纸、钢刷或适当刀具等工具加工该中空腔体53的表面531，形成一粗糙面；该外层毛细结构61也可直接将可熔接材料喷涂熔接于该中空腔体53的表面531，以形成一粗糙面；该内层毛细结构62可为一固接在该外层毛细结构61上的金属网、或长条状弹簧密贴于该中空腔体53的表面531；值得一提的是，该中空腔体53的表面531也可单独密贴如图4、5所示的外层毛细结构61，或如图12所示的内层毛细结构62。
如图4、5、8所示，该散热鳍片组合体5与蓄热座42、42’、42”的导温模式手段可依装填在其内部的导温介质7、7’组构特性概分下列四种其一，采用常压传导方式，即其内灌满由多种吸热或发热材料元素烧结研磨混合构成的化合物；其二，为喷涂传导方式，可在前述的化合物中混合加入防止氧化元素后，对中空腔体53内壁施予表面喷涂而成；其三，是现有热导方式，系在该中空腔体53内抽真空充填下列单一或混合材料纯水、甲醇、丙酮、氨、氮、钠、锂……等或其它等效材料；其四，系热超传导方式，是选自氢、锂、钠、钾、镁、钙、锶、钡……等等，采多种经氧化元素烧结研磨依不同导热条件与上述其三中的材料混合而成，将中空腔体53抽真空后再充填前述组成物而得。
值得一提的是，前述散热鳍片组合体5的散热鳍片51的表面上，可喷涂或浸泡前述喷涂导温方式所采用的化合物，而获得更佳热传导效果。
该封盖8是密封在该中空腔体53的顶开口532位置，并具有一供灌注导温介质7、7’进入该中空腔体53内的充填口；于实务上，该中空腔体53系先经填充导温介质7、7’后，再经真空抽吸封口后而形成的；另外，该充填口可为如图4所示的内凹圆孔81，或如图13所示的圆锥形孔81’。
使用时，如图3、4、5、8所示，当发温源3的温度上升时(譬如中央处理器工作时)，该热超传导组合体4的蓄热体42、42’、42’’会将发温源3的主要热源迅速往上传导散热，使位于中空腔体53内的导温介质7、7’集中受到温度激发后，并受到该中空腔体53内为真空低压影响下(因位于真空低压空间内的液体，较容易沸腾，即沸点较低)，而可迅速产生相变或温度分子产生恒前进扩张式振动传递(本案的温度分子特性是呈恒前进扩散而不会往后或回头跑的，且其分子激荡撞击在真空中扩散前进)，可使该发温源3的能量迅速传导遍布该中空腔体53上，加上外部气流将朝单一方向(如图3所示的箭头方向)流通经过该等信道54，即可强迫气流完全通过该等散热鳍片51，使气流不会往两侧散逸，其不同于现有散热装置1会使气流无固定方向性地流通于该等信道13内，相对本发明可完整带走残留于散热鳍片51的偌大散热表面积的余热，提高气流的换热效率。
此外，本发明系在该散热鳍片组合体5的中空腔体53内充填导温介质7、7’，以形成一绝佳的传热体，不同于现有散热装置1将该热管112与散热鳍片121分别制造成型后，再予以合并组装，相对本发明无须额外制造成型热管而可简化制造程序、节省成本；且本发明的散热鳍片51与中空腔体53为一体结构设计，其所形成的接触热阻远低于现有散热装置1，而具较佳的传热效率的优点。
如图14所示，是本发明的单向气流中空腔体能量传输装置2’的第二较佳实施例，不同上述第一较佳实施例的地方在于该装置2’系运用一位于该散热鳍片组合体5的顶端的顶部散热鳍片51’替代上述的封盖8构件，该顶部散热鳍片51’具有一贯穿该顶部散热鳍片51’以供充填该导温介质7、7’进入该中空腔体53内的充填口511’，及二相对设置在该顶部散热鳍片51’的两相对端侧并可与邻接的散热鳍片51相互搭接的侧边接座512’；当使用者将导温介质7经上述充填口511’灌注入该中空腔体53后，再将该充填口511’予以封口，即可使该中空腔体53形成一密闭空间。
如图15所示，本发明的单向气流中空腔体能量传输方法，包含下列步骤(A)将一热超传导组合体装设在一发温源上；(B)将一具有一中空腔体与至少一供气流单向流通路径的散热鳍片组合体密合于该热超传导组合体上，该散热鳍片组合体是由多个散热鳍片所组成；(C)在该散热鳍片组合体的中空腔体的表面形成一毛细结构单元后，灌注导温介质及(D)借该热超传导组合体可将该发温源的主要热源迅速往上传导散热，并透过气流朝单一方向流通于散热鳍片组合体内，带走残留于散热鳍片组合体的偌大散热表面积的余热。
权利要求
1.一种单向气流中空腔体能量传输装置，它装设在一发温源上，包含一装设在该发温源上的热超传导组合体、一装设在该热超传导组合体上且具有一中空腔体的散热鳍片组合体、一形成在该散热鳍片组合体的中空腔体的表面的毛细结构单元，及一灌注在该中空腔体内的导温介质，其特征在于该热超传导组合体的一端面是贴设在该发温源上，且可将发温源的主要热源迅速往上传导散热；该散热鳍片组合体包括多个相互叠接连结后密合于该热超传导组合体的另一端面上的散热鳍片、一贯穿该散热鳍片的贯穿口，及一由该等贯穿口界定出且呈密闭状态的中空腔体，每两相邻接的散热鳍片可形成一供气流单向流通的信道；该毛细结构单元是形成在该散热鳍片组合体的中空腔体的表面；及该导温介质是充填在该散热鳍片组合体的中空腔体内。
2.如权利要求1所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该热超传导组合体包括一贴设在该发温源上的底板，及一远离该发温源且成型在该底板的一端面上的蓄热座，该蓄热座可供该散热鳍片组合体的中空腔体的底部套接密合。
3.如权利要求2所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于还包含涂设在该热超传导组合体的蓄热座的热熔性材料，使该中空腔体的底部套接密合于蓄热座上。
4.如权利要求2所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该蓄热座呈内凹形状，并具有一充填有导温介质的密闭容室，及至少一设在该密闭容室的底部内面的凹槽。
5.如权利要求2所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该蓄热座呈外凸形状，并具有一充填有导温介质的密闭容室，及至少一设在该密闭容室的底部内面的凹槽。
6.如权利要求2所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该蓄热座包括一具有一顶开口的容置室，及至少一设在该容置室的底部内面的凹槽。
7.如权利要求5所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该蓄热座具有一与该导温介质接触的接触面。
8.如权利要求7所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该蓄热座的接触面为齿状接触面。
9.如权利要求7所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该蓄热座的接触面为沟槽状接触面。
10.如权利要求1所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该散热鳍片组合体的散热鳍片具有一自该贯穿口的底端缘垂向延伸的中央接座，及二相对设置在该散热鳍片的两相对端侧且与该中央接座同向延伸的侧边接座。
11.如权利要求10所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该散热鳍片组合体具有一位于顶端的顶部散热鳍片，该顶部散热鳍片具有一贯穿该顶部散热鳍片以供充填该导温介质进入该中空腔体内的充填口，及二相对设置在该顶部散热鳍片的两相对端侧并可与邻接的散热鳍片相互搭接的侧边接座。
12.如权利要求10所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该散热鳍片的中央接座的高度相近于侧边接座的高度，当该等散热鳍片相互叠接连结后，可使未设置该等侧边接座的端侧形成气流单向流通的信道，而该中空腔体是由该等中央接座的内面包覆界定出的。
13.如权利要求10所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于还包含涂设在该散热鳍片的中央接座与侧边接座上的热熔性材料，可使相互叠接的散热鳍片更加紧实密合。
14.如权利要求1所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该等散热鳍片还具有多个贯穿该散热鳍片的导风口。
15.如权利要求1所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该等散热鳍片的表面可喷涂一由导温介质所组构成的化合物。
16.如权利要求1所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该等散热鳍片的表面可浸泡一由导温介质所组构成的化合物。
17.如权利要求1所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该散热鳍片组合体的中空腔体的表面可喷涂一由导温介质所组构成的化合物。
18.如权利要求1所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该散热鳍片组合体的中空腔体为一真空中空腔体。
19.如权利要求1所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该毛细结构单元具有一形成在该散热鳍片组合体的中空腔体的表面的外层毛细结构。
20.如权利要求19所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该毛细结构单元还具有一形成在该外层毛细结构上的内层毛细结构。
21.如权利要求19所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该外层毛细结构是直接利用一工具加工该中空腔体的表面，形成一粗糙面。
22.如权利要求21所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该工具为一砂纸。
23.如权利要求21所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该工具为一钢刷。
24.如权利要求19所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该外层毛细结构是直接将可熔接材料喷涂熔接于该中空腔体的表面。
25.如权利要求20所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该内层毛细结构为一固接在该外层毛细结构上的金属网。
26.如权利要求1所述的单向气流中空腔体能量传输装置，其特征在于该散热鳍片组合体的中空腔体具有一可供一封盖密封其上的顶开口，封盖具有一供灌注导温介质进入该中空腔体内的充填口。
27.一种单向气流中空腔体能量传输方法，包含下列步骤(A)将一热超传导组合体装设在一发温源上；(B)将一具有一中空腔体与至少一供气流单向流通路径的散热鳍片组合体密合于该热超传导组合体上；(C)在该散热鳍片组合体的中空腔体的表面形成一毛细结构单元后，灌注导温介质；及(D)借该热超传导组合体可将该发温源的主要热源迅速往上传导散热，并透过气流单向流通于散热鳍片组合体内，带走残留于散热鳍片组合体的偌大散热表面积的余热。
28.如权利要求27所述的单向气流中空腔体能量传输方法，其特征在于步骤(B)的散热鳍片组合体是由多个散热鳍片所组成。
全文摘要
本发明公开了一种单向气流中空腔体能量传输方法与装置，该装置包含一装设在一发温源上的热超传导组合体、一装设在该热超传导组合体上且具有多个散热鳍片与一中空腔体的散热鳍片组合体、一形成在该散热鳍片组合体的中空腔体的表面的毛细结构单元、一灌注在该中空腔体内的导温介质，及一密封该中空腔体的封盖；该散热鳍片组合体具有多个供气流单向流通的信道，以带走残留于其偌大散热表面积的余热。
文档编号H01L23/373GK1518097SQ0310155
公开日2004年8月4日 申请日期2003年1月15日 优先权日2003年1月15日
发明者骆俊光 申请人:诺亚公司